KR100397741B1 - 공진기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 공진기는 층이 2개 이상이며 그 중 적어도 2개의 층은 접지 도체층인 도체층과, 상기 접지 도체층 중의 하나가 이면에 형성된 복수개의 유전체층으로 구성된 다층 기판, 2개의 상기 접지 도체층 사이에 형성된 스트립 선로(strip line), 상기 다층 기판의 표면에 형성된 마이크로스트립 선로 및 상기 유전체층에, 상기 마이크로스트립 선로에 상기 스트립 선로를 접속시키도록 형성된 관통 홀(through hole)을 포함하는 공진기로서, 상기 마이크로스트립 선로에 대향하고, 상기 마이크로스트립 선로에 가장 근접한 상기 도체층의 적어도 한 부분이 제거되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 마이크로스트립 선로와 대향하는 상기 다층 기판 내부에 형성된 상기 도체층의 한 부분이 제거되어, 상기 다층 기판의 이면에 형성된 상기 접지 도체층이 상기 마이크로스트립 선로와 대향하게 되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 공진기에 관한 것이다. 더 자세하게 말하자면, 전압 제어용 발진기 등에 사용하는 공진기에 관한 것이다.
도 5는 종래의 공진기를 사용한 전압 제어 발진기의 예를 도시하여 개략적인설명을 한다. 전압 제어 발진기(1)는 유전체 기판(2)을 포함한다. 접지 도체층(3)은 유전체 기판(2)의 이면에 형성되어 있다. 마이크로스트립 선로(microstrip line; 4)는 유전체 기판(2)의 표면에 형성되고, 공진기는 유전체 기판(2), 접지 도체층(3), 마이크로스트립 선로(4)로 구성되어 있다. 덧붙여서, 복수개의 전자 부품(5)은 유전체 기판(2)의 표면에 실장된다. 전압 제어 발진기(1)는 전자 부품(5)과 공진기로 구성되어 있다. 이러한 공진기에서, 마이크로스트립 선로(4)를 절단함으로서 주파수를 조정할 수 있다.
더욱이, 도 6 및 도 7에 도시된 것처럼, 2개의 접지 도체층(3)과 복수개의유전체층(6)으로 형성된 다층 기판을 포함하고 2개의 접지 도체층(3) 사이에 스트립 선로(7)를 형성하는 스트립 선로(strip line)층(8)을 적층하므로서, 상기 공진기는 접지 도체층(3), 유전체층(6), 스트립 선로(7)로 구성될 수 있다. 이 경우에 있어서, 다층 기판의 표면에 실장된 전자 부품(5)으로 형성된 회로는 관통홀(through hole; 9)을 통해서 스트립 선로(7)에 접속한다.
예를 들어, 휴대 단말에 사용하는 전압 제어 발진기를 포함하는 부품과 모듈(module)의 크기와 외형은 소형화되어 왔으나, 전자 부품이 실장된 기판의 표면에 형성된 마이크로스트립 선로 패턴(pattern)의 패턴 영역을 충분히 확보하는데는 어려움이 있다. 반면에, 도 6에 도시된 스트립 선로 공진기에서는, 스트립 선로의 패턴 영역을 확보하는데는 문제가 없으나, Q 인자가 낮아지는 구조상의 문제가 있고, 기판 표면에 형성된 마이크로스트립 선로 공진기와 비교하여 C/N과 S/N 특성을 떨어뜨린다. 더욱이, 다층 기판의 중간층에 형성된 스트립 선로를 절단하는 기술에는 주파수를 조정해야할 필요성이 있다.
또한, 도체층이 마이크로스트립 선로 공진기의 기판 내에 형성된면, 마이크로스트립 선로와 기판 내의 도체층 사이의 간격이 줄어들고, 또한 마이크로스트립 선로와 도체층 사이에 있는 유전체층의 두께도 감소되어, 마이크로스트립 선로 공진기의 Q 인자를 떨어뜨린다. 유전체층의 두께가 증가하여 Q 인자의 감소를 방지한다면, 기판의 두께가 얇아지는 요구를 만족시키지 못한다는 문제점이 발생한다.
본 발명의 주목적은 Q 인자의 감소를 억제하고, 주파수를 조정하고, 크기와외형을 줄일 수 있는 공진기를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공진기를 사용한 전압 제어 발진기의 예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 전압 제어 발진기에 사용된 다층 기판의 분해 사시도이다.
도 3은 제 2접지 도체층의 마이크로스트립 선로와 대향하는 부분을 제거한 상태를 보여주는 도해도이다.
도 4는 서로 대향하는 마이크로스트립 선로와 제 2접지 도체층을 도시한 도해도이다.
도 5는 종래의 공진기를 사용한 전압 제어 발진기의 예를 나타내는 개략도이다.
도 6는 종래의 공진기를 사용한 전압 제어 발진기의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 7은 도 6에 도시한 전압 제어 발진기에 사용한 다층 기판의 분해 사시도이다.
<도면의 주요부에 대한 간단한 설명>
10...전압 제어용 발진기 12...다층 기판
14...제 1접지 도체층 16...제 1유전체층
18...스트립 선로층 20...스트립 선로
22...제 2유전체층 24...제 2접지 도체층
26...제 3유전체층 28...마이크로스크립 선로
30...관통홀 32...제 2접지 도체층의 부분
34...전자 부품
층이 2개 이상이며 그 중 적어도 2개의 층은 접지 도체층인 도체층과, 상기 접지 도체층 중의 하나가 이면에 형성된 복수개의 유전체층으로 구성된 다층 기판, 2개의 상기 접지 도체층 사이에 형성된 스트립 선로, 상기 다층 기판의 표면에 형성된 마이크로스트립 선로 및 상기 유전체층에 형성하여 상기 마이크로스트립 선로에 상기 스트립 선로를 접속하게 하는 관통 홀(through hole)로 구성되는 공진기로서,상기 마이크로스트립 선로에 대향하고, 상기 마이크로스트립 선로에 가장 근접한 부분이 적어도 하나가 제거된 것을 특징으로 한다.
이러한 공진기에서, 상기 마이크로스트립 선로와 대향하는 상기 다층 기판 내부에 형성된 상기 도체층의 한 부분이 제거되어 상기 다층 기판의 이면에 형성된 상기 접지 도체층이 상기 마이크로스트립 선로와 대향하게 되는 것을 특징으로 한다.
다층 기판의 표면에 마이크로스트립 선로를 형성하고, 그 내부에 스트립 선로를 형성하여, 관통홀을 통해 이러한 성분들을 서로 연결하여 공진기를 구성하면 다층 기판의 표면에 있는 마이크로스트립 선로의 영역을 줄일 수 있다. 공진기의 주파수는 다층 기판의 표면에 있는 마이크로스트립 선로를 절단하여 조정할 수 있다. 덧붙여서, 마이크로스트립 선로와 대향한 다층 기판의 내부의 도체층을 제거하므로서마이크로스트립 선로와 도체층 사이의 간격을 증가시킬 수 있고, 크기의 소형화로 인한 Q 인자의 감소를 억제할 수 있다.
마이크로스트립 선로가 다층 기판의 이면에 있는 접지 도체층과 대향하고, Q 인자는 개선될 수 있도록, 다층 기판 내부의 도체층의 한 부분을 제거함으로서 마이크로스트립 선로와 접지 도체층 사이의 간격을 최대화할 수 있다.
본 발명의 상기 서술한 목적과, 그외의 목적, 특징, 이점등은 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 실시형태에 대한 자세한 설명으로 부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 공진기를 사용한 전압 제어 발진기의 예를 도시한 개략도이다. 전압 제어 발진기(10)는 다층 기판(12)를 포함한다. 제 1접지 도체층(14)은 도 2에 도시된 것처럼, 다층 기판(12)의 이면에 형성된다. 제 1유전체층(16)은 제 1접지 도체층(14) 위에 적층된다. 덧붙여서, 스트립 선로층(18)은 제 1접지 도체층(16) 위에 형성된다. 제 2접지 도체층(24)은 제 2유전체층(22) 위에 적층된다. 덧붙여서, 제 3유전체층(26)은 제 2접지 도체층(24) 위에 적층된다.
마이크로스트립 선로(28)는 제 3유전체층(26) 위에 형성된다. 마이크로스트립 선로(28)의 한 끝은 스트립 선로(20)의 한 끝에 해당하는 부분에 형성된다. 스트립 선로(20)를 마이크로스트립 선로(28)에 접속하기 위해서, 관통홀(30)을 제 2유전체층(22), 제 2접지 도체층(24), 제 3유전체층(26)의 내부에 형성한다. 스트립 선로(20)는 관통홀(30)을 통하여 마이크로스트립 선로(28)에 접속되어 공진기를 형성한다. 마이크로스트립 선로(28)와 대향한 제 2접지 도체층의 부분(32)은 제거되고, 마이크로스트립 선로(28)와 제 1접지 도체층(14)은 유전체층(16, 22, 26)을 통해서 서로 대향하도록 배치된다. 복수개의 전자 부품(34)은 마이크로스트립선로(28)과 같은 표면에 실장되어, 회로를 형성한다. 이 회로는 공진기에 접속하여 전압 제어 발진기(10)를 구성한다.
다층 기판(12)은, 유전체 세라믹 그린 시트(green sheet)에 각 도체층, 스트립 선로, 마이크로스트립 선로의 모양으로 인쇄하고, 전극 페이스트를 적층하고 베이킹(baking)함으로써 제작된다. 제 2접지 도체층(24)을 형성한 전극 페이스트의 인쇄된 부분에서, 그 일부에 전극 페이스트를 인쇄하지 않음으로서 마이크로스트립 선로(28)와 대향한 부분(32)이 형성된다.
제 1접지 도체층(14), 제 1유전체층(16), 스트립 선로층(18)에 형성된 스트립 선로(20), 제 2유전체층(22) 및 제 2접지 도체층(24)은 스트립 선로 공진기를 형성하고, 제 1접지 도체층(16), 3개의 유전체층(16, 22, 26) 및 마이크로스트립 선로(28)는 마이크로스트립 선로 공진기를 형성한다. 단일 공진기는 스트립 선로 공진기를 마이크로스트립 선로 공진기에 연결함으로서 형성된다.
이러한 공진기들에서, 한 공진기는 하나의 스트립 선로 공진기와 하나의 마이크로스트립 선로 공진기로 구성되는데, 마이크로스트립 선로(28)의 영역은 공진기가 단지 마이크로스트립 선로만으로 구성된 경우와 비교하여 감소될 수 있다. 게다가, 다층 기판(12)을 크기면에서 줄일 수 있다. 더욱이, 공진기의 주파수를 다층 기판(12)의 표면에 형성된 마이크로스트립 선로(28)를 절단하여서 조절할 수 있다. 덧붙여서, 다층 기판(12)의 내부에 제 2접지 도체층(24)의 마이크로스트립 선로(28)와 대향한 부분(32)를 제거함으로써, 도 3에 도시된 것처럼 마이크로스트립 선로(28)와 제 1접지 도체층(14)은 서로 대향하고, 그 선로(28)와 제 1접지 도체층(14) 사이의 유전체층(16, 22, 26)은 두꺼워진다. 이러한 공진기에서, 마이크로스트립 선로(28)와 제 2접지 도체층(24)이 도 4에 도시된 것처럼 서로 대향하고 있는 경우와 비교하면 Q 인자를 개선시킬 수 있다.
중간 도체층의 마이크로스트립 선로와 대향하는 부분이 제거되는 경우와 마이크로스트립 선로와 대향하는 부분이 제거되지 않은 경우에 대한 실험이 실제로 실시되었다. 여기에서, Q 인자와 가장 관련이 있는 C/N 특성을 조사하였다. C/N 비율은 내부 도체층이 제거된 경우에 약 2 dB 개선되었고, 서로 대향하고 있는 마이크로스트립 선로(28)와 접지 도체층(14) 사이의 간격은 도 1에 도시된 제 2접지 도체층(24)이 제거되지 않은 경우와 비교하여 0.75 mm 이었고, 서로 대향하고 있는 마이크로스트립 선로(28)와 제 2접지 도체층(24) 사이의 간격은 0.15 mm 였다.
다층 기판(12)의 구조는 도 1과 도 2에 도시된 구조로만 제한되지 않고, 다른 도체층이 기판 위에 형성되어도 된다. 또한, 이러한 경우에, 서로 대향하고 있는 마이크로스트립 선로(28)와 도체층 사이의 간격을, 내부 도체층의 마이크로스트립 선로와 대향하는 부분을 제거함으로서 증가시킬 수 있다. 마이크로스트립 선로(28)와 대향하는 도체층은 제 1접지 도체층(14)으로만 제한되지는 않으나, 마이트로스트립 선로(28)는 다층 기판(12)의 내부에서 도체층과 대향하고, 서로 대향하고 있는 마이크로스트립 선로(28)와 도체층 사이의 간격은 필요한 특성에 따라 결정될 수 있다.
본 발명에서, 다층 기판의 표면의 마이크로스트립 선로의 영역은 스트립 선로를 마이크로스트립 선로에 접속시켜 형성된 공진기에 의해 감소될 수 있고, 또한, 공진기를 소형화시킬 수 있다. 더욱이, 마이크로스트립 선로를 다층 기판의 표면에서 절단함으로써, 공진기의 주파수를 용이하게 조정할 수 있다. 덧붙여서, 서로 대향하고 있는 마이크로스트립 선로와 도체층 사이의 간격은 마이크로스트립 선로와 대향하고 있는 다층 기판의 내부의 도체층의 부분을 제거함으로서 증가될 수 있고, Q 인자도 개선될 수 있다.
Claims (2)
- 층이 2개 이상이며 그 중 적어도 2개의 층은 접지 도체층인 도체층과, 상기 접지 도체층 중의 하나가 이면에 형성된 복수개의 유전체층으로 구성된 다층 기판;2개의 상기 접지 도체층 사이에 형성된 스트립 선로(strip line);상기 다층 기판의 표면에 형성된 마이크로스트립 선로; 및상기 유전체층에, 상기 마이크로스트립 선로에 상기 스트립 선로를 접속시키도록 형성된 관통 홀(through hole);을 포함하는 공진기로서,상기 마이크로스트립 선로에 대향하고, 상기 마이크로스트립 선로에 가장 근접한 상기 도체층의 적어도 한 부분이 제거되는 것을 특징으로 하는 공진기.
- 제 1항에 있어서, 상기 마이크로스트립 선로와 대향하는 상기 다층 기판 내부에 형성된 상기 도체층의 한 부분이 제거되어, 상기 다층 기판의 이면에 형성된 상기 접지 도체층이 상기 마이크로스트립 선로와 대향하게 되는 것을 특징으로 하는 공진기.
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