KR100513344B1 - 전압제어발진기의 소형화에 따른 주파수 튜닝 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전압제어발진기(VCO:Voltage controlled Oscillator)의 소형화에 따른 주파수 튜닝(tuning) 방법에 관한 것으로, 본 발명은 전압제어발진기의 단자와 전기적으로 연결되는 외부 홀(H)을 형성하는 단계와, 상기 외부 홀(H)에 주파수를 검출하는 핀을 접촉하여 상기 전압제어발진기의 주파수를 검출하는 단계와, 상기 검출된 주파수가 설정된 주파수 설정값이 될 때까지 상기 전압제어발진기의 스트립 라인을 트리밍(triming)하는 단계와, 상기 검출된 주파수와 주파수 설정값이 같아지면, 상기 외부 홀을 다이싱(dicing)하는 단계로 이루어진다.

상기한 본 발명의 방법에 의하면, 본 발명은 전압제어발진기의 단자와 전기적으로 연결되는 외부 홀(H)을 형성함으로써, 종래 설비의 변경없이 소형화된 전압제어발진기의 주파수를 측정할 수 있고, 측정된 주파수를 통해 상기 전압제어발진기의 주파수 튜닝이 가능하다. 또한, 상기 전압제어발진기의 소형화에 따라 발생되는 주파수 측정장치와 전압제어발진기 단자간의 마모 및 접촉 불량을 해소할 수 있는 효과가 있다.

Description

전압제어발진기의 소형화에 따른 주파수 튜닝 방법{METHOD FOR TUNING FREQUENCY ACCORDING AS VCO(VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR) SCALE-DOWN}

본 발명은 전압제어발진기(VCO:Voltage controlled Oscillator)의 소형화에 따른 주파수 튜닝(tuning) 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형화된 전압제어발진기의 단자로부터 주파수를 측정하여 주파수를 튜닝하는 전압제어발진기의 소형화에 따른 주파수 튜닝 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전압제어발진기는 외부에서 인가된 전압으로 원하는 발진주파수를 출력할 수 있는 장치로서, 주로 이동통신단말기에서 PLL(phase locked loop) 모듈에 사용되어 채널을 할당하는데 사용되며 주파수를 RF 또는 IF로 변환하는 국부발진기(Local Oscillator) 역할을 하는 핵심부품이다.

도1a는 일반적인 전압제어발진기 모듈의 단면도이고, 도1b는 도1a의 바닥면의 평면 단면도이다.

도1a에 도시된 바와 같이, 상기 전압제어발진기는 접지(ground)를 위한 제1도전층(11)과, 상기 제1도전층(11)상에 형성된 제1유전층(12), 및 상기 제1유전층(12)상에 형성된 스트립 라인(13)이 있다. 상기 제1도전층(11)은 도1b에 도시된 바와 같이, 상기 스트립 라인(13)이 형성된 영역에 대응하는 영역에 홀(hole)(11a)을 갖고 있다.

상기 스트립 라인(13)을 포함한 상기 제1유전층(12)상에는 제2유전층(14)이 있고, 상기 제2유전층(14)상에 접지(ground)를 위한 제2도전층(15)이 있다. 상기 제2도전층(15)상에는 제3유전층(16)이 있고, 상기 제3유전층(16)상에 전압제어발진기를 위한 회로 패턴층(17)이 있으며, 상기 전압제어발진기의 회로 패턴층(17)상에는 전압제어발진기를 위한 회로 소자들(18)이 결합되어 있다. 그리고, 상기 회로 패턴층(17)의 상부에 케이스(19)가 씌워져 그 회로 패턴층(17) 및 상기 회로 소자들(18)을 보호하고 있다.

상기 도전층들(11,15)과 회로 패턴층(17) 및 스트립 라인(13)은 전압제어발진기의 회로 설계에 따라 금속화된 관통홀(via)(20)를 통해 상호 전기적으로 연결되어 있다.

상기 도1a에 도시된 전압제어발진기 모듈에서 원하는 주파수를 얻기 위해서, 전파가 최단거리로 이동하려는 특성을 이용해, 도1b에 도시된 바와 같이 상기 스트립 라인(13)을 트리밍(triming)하여 트리밍라인(13a)을 형성한다. 즉, 트리밍 후 상기 전파의 이동경로가 연장됨으로써, 상기 전압제어발진기의 주파수를 튜닝(Tuning)할 수 있다.

도2는 종래 전압제어발진기의 주파수 튜닝(tuning) 과정도로서, 도2에 도시된 바와 같이, 지그(30)에 상기 전압제어발진기를 장착한 후, 지그 핀(31)을 홀로 형성된 상기 전압제어발진기의 단자들에 삽입한다.

상기 지그 핀(31)은 도2에 도시된 바와 같이 삼각뿔로 형성되어 상기 전압제어발진기의 단자 홀에 삽입이 용이하다.

상기 지그 핀(31)이 삽입된 단자 중에서 상기 전압제어발진기의 출력단자에서 출력되는 주파수는 주파수 카운터기(33)로 입력되고, 상기 주파수 카운터기(33)는 입력된 주파수가 설정된 주파수와 같아질 때까지 비교하면서 상기 제1도전층(11)에 형성된 홀(11a)을 통해 상기 제1유전층(12)과 함께 스트립 라인(13)을 트리밍(triming)한다. 상기 스트립 라인(13)에 형성된 트리밍 라인(13a)에 의해 상기 전압제어발진기의 주파수는 튜닝(tuning)되고, 상기 주파수 카운터기(33)에 설정된 주파수와 상기 전압제어발진기의 주파수가 동일해질 때까지 튜닝된다.

그러나, 최근에는 이동통신단말기의 소형화, 경량화에 따라 상기 이동통신단말기에 사용되는 부품들도 소형화, 경량화됨으로써, 상기 전압제어발진기의 크기도 소형화되었다.

즉, 종래 전압제어발진기의 단자의 크기가 0.75Φ에서 0.4Φ로 작아지면서, 도2에 도시된 상기 지그 핀(31)이 단자 홀에 삽입될 수 없어 상기 전압제어발진기의 주파수를 측정할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 지그 핀(31)을 소형화할 경우, 핀과 단자간의 접촉이 불량하여 정확한 주파수를 측정할 수 없으며, 상기 지그 핀(31)이 쉽게 마모되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 그 목적은 소형화된 전압제어발진기의 단자로부터 주파수를 측정하기 위해서, 상기 전압제어발진기의 외부에 지그 핀이 삽입되는 외부 홀을 형성하여 주파수를 검출하고, 검출된 주파수에 따라 스트립 라인을 트리밍하여 주파수로 튜닝하는 전압제어발진기의 소형화에 따른 주파수 튜닝 방법.

상기한 종래의 목적을 달성하기 위한 수단으로, 본 발명은 스트립 라인을 트리밍하여 주파수를 조절하는 전압제어발진기에서 상기 전압제어발진기의 소형화에 따른 주파수 튜닝 방법에 있어서,

상기 전압제어발진기의 단자와 전기적으로 연결되는 외부 홀(H)을 형성하는 단계;

상기 외부 홀(H)에 주파수를 검출하는 핀을 접촉하여 상기 전압제어발진기의 주파수를 검출하는 단계;

상기 검출된 주파수가 설정된 주파수 설정값이 될때까지 상기 전압제어발진기의 스트립 라인을 트리밍하는 단계; 및

상기 검출된 주파수와 주파수 설정값이 같아지면, 상기 외부 홀(H)을 다이싱(dicing)하는 단계

로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력제어발진기의 소형화에 따른 주파수 튜닝 방법을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 전력제어발진기의 소형화에 따른 주파수 튜닝 방법은 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

일반적으로, 전압제어발진기는 필수 구성요소인 인덕터(L)를 스트립 라인으로 구성하고, 상기 스트립 라인을 트리밍(trimimg)하여 전압제어발진기의 주파수를 튜닝(tuning)한다. 예를 들어, 도3a의 트리밍 전(前) 마이크로 스트립 라인(10)의 일측을 트리밍하여, 도3b의 스트립 라인(10')과 같이 일측에 전파의 진행 방향에 수직한 트리밍 라인(10a)을 형성함으로써 상기 스트립 라인으로 구성된 인덕터의 용량을 가변하여 전압제어발진기의 주파수를 튜닝하게 된다.

즉, 전파는 최단 거리로 진행하려는 특성이 있기 때문에, 도3a의 트리밍 전(前) 스트립 라인(10)의 전파 경로는 화살표(A)와 같이 직진하게 되고, 도3b의 트리밍 후(後) 스트립 라인(10')의 전파 경로는 화살표(B)와 같이 상기 트리밍라인(10a)을 우회하는 경로로 진행함으로써 전파의 진행 거리가 변화하게 된다. 이와 같이, 전압제어발진기에서는 스트립 라인을 트리밍하여 목적하는 주파수를 얻게 된다.

상기와 같은 스트립 라인을 구비하는 전압제어발진기는 도4에 도시된 단면도를 통해 설명한다. 도4에 도시된 전압제어발진기는 2개의 스트립 라인(43a,43b)으로 이루어져 서로 다른 주파수 통과대역을 갖는다.

도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전압제어발진기는 접지(ground)를 위한 제1도전층(41)과, 상기 제1도전층(41)상에 형성된 제1유전층(42), 및 상기 제1유전층(42)상에 형성된 2개의 스트립 라인(43a,43b)이 있다. 상기 제1도전층(41)은 상기 2개의 스트립 라인(43a,43b)이 형성된 영역에 대응하는 영역에 2개의 홀(hole)(41a,42a)을 갖고 있다.

상기 2개의 스트립 라인(43a,43b)을 포함한 상기 제1유전층(42)상에는 제2유전층(44)이 있고, 상기 제2유전층(14)상에 접지(ground)를 위한 제2도전층(45)이 있다. 상기 제2도전층(45)상에는 제3유전층(46)이 있고, 상기 제3유전층(46)상에 전압제어발진기를 위한 회로 패턴층(47)이 있으며, 상기 전압제어발진기의 회로 패턴층(47)상에는 전압제어발진기를 위한 회로 소자들(48)이 결합되어 있다. 그리고, 상기 회로 패턴층(47)의 상부에 케이스(49)가 씌워져 상기 회로 패턴층(47) 및 상기 회로 소자들(48)을 보호하고 있다.

도5a 내지 도5d는 본 발명에 의한 전압제어발진기의 주요 구성층의 분해사시도로서, 도4에 도시된 단면도 중 일부 층을 나타낸 것이다.

도5a는 상기 제1도전층(41)의 패턴도로서, 도5a에 도시된 바와 같이, 상기 제1도전층(41)은 상기 스트립 라인(43a,43b)에 대응하는 영역에 홀(41a,42b)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1도전층(41)은 입, 출력단자, 그라운드 단자 및 스위치단자 등으로 사용되는 전압제어발진기의 단자가 형성되어 있다.

도5b는 제1유전층(42)상에 형성된 패턴도로서, 도5b에 도시된 바와 같이, 상기 제1유전층(42)상에는 서로 다른 주파수 통과대역을 조정하기 위해 트리밍되는 상기 스트립 라인(43a,43b)이 형성되고, 각각의 Vcc 전압에 연결된 2개의 인덕터가 형성된다. 또한, 상기 제1도전층(41)에 형성된 입, 출력단자, 그라운드 단자 및 스위치 단자 등과 관통홀(도시생략)을 통해 전기적으로 연결되는 단자들이 형성된다.

도5c는 상기 제2유전층(44)상에 형성된 상기 제2도전층(45)의 패턴도로서, 상기 제2도전층(45)은 상기 회로 패턴층(47)과 상기 스트립 라인(43a,43b)간의 상호 간섭을 감소시키기 위한 층으로, 접지(ground) 패턴이 형성된다. 또한, 상기 제2도전층(45)은 상기 제1유전층(42)상에 형성된 입, 출력단자, 그라운드 단자 및 스위치 단자 등과 관통홀을 통해 전기적으로 연결되는 단자들이 형성된다.

도5d는 상기 회로 패턴층(47)의 패턴도로서, 상기 회로 패턴층(47)은 전압제어발진기에 사용되는 다수의 회로 소자들(48)간의 결합관계에 따라 상기 회로 소자들(48)이 배치될 수 있도록 형성된다. 또한, 상기 회로 패턴층(47)은 상기 제2도전층(44) 상에 형성된 입, 출력단자, 그라운드 단자 및 스위치 단자 등과 관통홀을 통해 전기적으로 연결되는 단자들이 형성된다.

최근, 이동통신단말기의 소형화에 따라 상기 이동통신단말기에 사용되는 부품 소자들의 소형화가 급속히 전개되고 있다. 따라서, 본 발명의 전압제어발진기는 도6a에 도시된 바와 같이, 종래 전압제어발진기의 단자 크기가 0.75Φ에서 도6b에 도시된 바와 같이, 0.4Φ로 축소된다.

상기와 같이 축소된 전압제어발진기를 상기 도2에 도시된 지그(30)에 장착하여 주파수를 측정할 경우, 상기 지그 핀(31)이 본 발명의 전압제어발진기 단자보다 직경이 커서 접촉이 용이하지 않고, 상기 지그 핀(31)이 마모되는 문제점이 있다. 또한, 상기 지그 핀(31)을 상기 축소된 전압제어발진기의 단자에 따라 소형화할 경우, 핀과 단자간의 접촉 면접면적이 축소되어 검출되는 주파수에 잡음이 발생하여 정확한 주파수를 측정할 수 없다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위해서, 본 발명은 상기 지그(30)의 변형없이 전압제어발진기의 주파수를 측정하여, 상기 스트립 라인(43a,43b)을 트리밍하여 주파수를 튜닝하는 방법을 제공할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명은 도7에 도시된 바와 같이, 상기 전압제어발진기가 장착되는 PCB상에 상기 전압제어발진기의 단자와 전기적으로 연결되는 외부 홀(H)을 형성한다.

상기 외부 홀(H)은 도2에 도시된 지그 핀(31)과의 접촉이 용이한 크기로 형성되고, 상기 전압제어발진기의 각각의 단자들과 전기적으로 연결된다.

상기와 같이 외부 홀(H)이 형성된 전압제어발진기를 도2에 도시된 지그(30)에 장착하면, 상기 지그 핀(31)이 외부 홀(H)에 삽입되어 상기 전압제어발진기의 주파수를 측정한다.

상기 측정된 주파수는 주파수 카운터기(33)로 입력되고, 상기 주파수 카운터기(33)는 입력된 주파수가 설정된 주파수와 같아질 때까지 비교하면서 상기 제1도전층(41)에 형성된 홀(41a,41b)을 통해 상기 제1유전층(42)과 함께 스트립 라인(43a,43b)을 트리밍한다. 상기 스트립 라인(43)에 형성된 트리밍 라인에 의해 상기 전압제어발진기의 주파수가 원하는 주파수로 튜닝된다.

상기 전압제어발진기의 주파수 튜닝이 완료되면, 상기 외부 홀(H)을 다이싱(dicing)함으로써, 상기 전압제어발진기의 크기는 도6b에 도시된 전압제어발진기와 같아진다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 소형화된 전압제어발진기의 주파수를 측정하기 위해서, 상기 전압제어발진기 단자와 전기적으로 연결된 외부 홀(H)을 형성하여, 상기 형성된 외부 홀(H)을 통해 전압제어발진기의 주파수를 측정한다.

상기 측정된 주파수가 원하는 주파수가 되도록 상기 스트립 라인(43a,43b)을 트리밍함으로써 상기 전압제어발진기의 주파수를 튜닝할 수 있다.

더하여, 상기 주파수 튜닝 공정이 완료되면, 상기 외부 홀(H)을 제거함으로써, 상기 전압제어발진기의 소형화를 달성할 수 있다.

도8은 본 발명에 의한 전압제어발진기의 소형화에 따른 주파수 튜닝 방법을 나타낸 플로우차트이다.

우선, 상기 전압제어발진기의 단자와 전기적으로 연결되는 외부 홀(H)을 상기 전압제어발진기가 장착되는 PCB와 같은 기판에 형성한다(S101).

상기 외부 홀(H)에 주파수를 측정할 수 있는 장치, 즉 상기 지그 핀(31)을 접촉하여 상기 전압제어발진기의 주파수를 검출한다(S102).

상기 지그 핀(31)을 통해 검출된 주파수는 상기 주파수 카운터기(33)로 인가되고, 상기 주파수 카운터기(33)에서는 상기 검출된 주파수와 기설정된 주파수 설정값을 비교하여(S103), 상기 검출된 주파수가 상기 주파수 설정값보다 크면 상기 스트립 라인(43a,43b)을 트리밍한다(S104). 즉, 상기 검출된 주파수와 주파수 설정값을 실시간으로 비교하여 상기 검출된 주파수와 상기 주파수 설정값이 같아지는 순간까지 상기 스트립 라인(43a,43b)을 트리밍한다.

상기 검출된 주파수와 상기 주파수 설정값이 같아지면 상기 외부 홀(H)을 제거하여(S105), 소형화된 전압제어발진기의 주파수 튜닝을 완료한다.

본 발명은 전압제어발진기의 단자와 전기적으로 연결되는 외부 홀(H)을 형성함으로써, 종래 설비의 변경없이 소형화된 전압제어발진기의 주파수를 측정할 수 있고, 측정된 주파수를 통해 상기 전압제어발진기의 주파수 튜닝이 가능하다.

또한, 상기 전압제어발진기의 소형화에 따라 발생되는 주파수 측정장치와 전압제어발진기 단자간의 마모 및 접촉 불량을 해소할 수 있는 효과가 있다.

도1a는 일반적인 전압제어발진기 모듈의 단면도이고, 도1b는 도1a의 바닥면의 평면 단면도이다.

도2는 종래 전압제어발진기의 주파수 튜닝 과정도이다.

도3a 및 도3b는 트리밍 전, 후 스트립 라인의 평면도이다.

도4는 본 발명에 의한 전압제어발진기 모듈의 단면도이다.

도5a 내지 도5d는 본 발명에 의한 전압제어발진기의 주요 구성층의 분해사시도이다.

도6a 및 도6b는 종래 및 본 발명의 전압제어발진기의 바닥면 단면도이다.

도7에 외부 홀이 형성된 전압제어발진기의 바닥면 단면도이다.

도8은 본 발명에 의한 전압제어발진기의 소형화에 따른 주파수 튜닝 방법을 나타낸 플로우차트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10,43a,43b: 스트립 라인 10a: 트리밍 라인

31: 제1도전층 41a,41b: 홀

42: 제1유전층 44: 제2유전층

45: 제2도전층 46: 제3유전층

47: 회로 패턴층 48: 회로 소자들

49: 케이스

Claims (1)

1. 스트립 라인을 트리밍하여 주파수를 조절하는 전압제어발진기에서 상기 전압제어발진기의 소형화에 따른 주파수 튜닝 방법에 있어서,

   상기 전압제어발진기의 단자와 전기적으로 연결되는 외부 홀(H)을 형성하는 단계;

   상기 외부 홀(H)에 주파수를 검출하는 핀을 접촉하여 상기 전압제어발진기의 주파수를 검출하는 단계;

   상기 검출된 주파수가 설정된 주파수 설정값이 될때까지 상기 전압제어발진기의 스트립 라인을 트리밍하는 단계; 및

   상기 검출된 주파수와 주파수 설정값이 같아지면, 상기 외부 홀(H)을 다이싱(dicing)하는 단계

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력제어발진기의 소형화에 따른 주파수 튜닝 방법.