KR100906215B1 - Ｔｅ 모드 유전체 필터의 제조방법 - Google Patents

Abstract

균일한 형태를 가지면서 대량생산에 적합한 TE 모드 유전체 도파관을 제조하는 방법을 제시한다. 그 방법은 세라믹원료를 고분자 바인더와 혼합한 후, 펠릿 형태의 세라믹 소지를 만든다. 이어서, 펠릿 형태의 세라믹 소지를 하나 또는 복수개의 리세스된 홈이 양측에 형성된 금형에 의해 사출성형한 다음, 바인더를 제거한다,

TE 모드, 유전체 도파관, 사출성형

Description

ＴＥ 모드 유전체 필터의 제조방법{Method of manufacturing TE mode dielectric filter}

도 1은 사시도와 함께 종래의 TE 모드 유전체 도파관을 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2는 사시도와 함께 본 발명의 실시예의 TE 모드 유전체 도파관을 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100; 세라믹 소체 102; 리세스된 홈

104; 유전체 블록 106; 전도성 코팅층

110; 금속판 112; 창

본 발명은 유전체 필터의 제조방법에 관한 것으로, 특히 대량생산에 적합한 TE 모드 유전체 필터의 제조방법에 관한 것이다.

이동통신용 기기에 흔히 사용되는 고주파 필터는 대전력용과 소전력용으로 구분된다. 대전력용은 금속 캐비티(cavity) 도파관을 이용한 금속 캐비티 필터가 주로 사용되고, 소전력용은 유전체 필터, 표면탄성파(SAW; Surface Acoustic Wave) 필터 등이 주로 사용되고 있다.

금속 캐비티 필터는 대전력을 송신 및 수신할 수 있고, 송신 및 수신 대역의 삽입손실이 작으며, 저지대역의 감쇄특성이 우수하다. 하지만, 금속 캐비티 필터는 그 크기가 상대적으로 커서, 수십 ~ 수백W(Watt)의 대전력용 통신기기에 주로 응용되고 있다. 그런데, TE 모드 유전체 도파관을 필터로 이용하면 수W ~ 수백W의 대전력용 통신기기에서 상기 금속 캐비티 필터보다 부품의 크기를 현저하게 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 TE 모드 유전체 도파관을 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 설명의 편의를 위하여, 도 1의 각각의 단계에 관련된 사시도를 함께 도시하였다.

도시된 바와 같이, 먼저 분말형태의 세라믹원료를 준비하고(S10), 세라믹 원료분말을 구상화(spray drying)한다(S20). 그후, 구상화된 세라믹 원료분말을 건식가압 방식으로 성형(dry pressing)한 다음(S30), 소정의 온도에서 소결하여 직육면체 형태의 세라믹 소체(10)를 제조한다(S40). 세라믹 소체(10)의 양측을 도시된 바와 같이 리세스된 홈(14)이 형성되도록 수직하게 제거하여 유전체 블록(12)을 만든다(S50).

이어서, 유전체 블록(12)의 전면에 은과 같은 도전성 물질로 도포한 전도성 코팅층(16)을 형성한다(S60). 전도성 코팅층(16)이 형성된 유전체 블록(10)의 상면과 측면은 얇은 금속판(20)이 부착된다(S70). 금속판(20)의 상면에는 리세스된 홈(14)이 노출되도록 창(22)이 형성되어 있다.

앞에서와 같이, 종래의 TE 모드 유전체 도파관을 이루는 유전체 블록은 건식가압 성형 후, 수직한 홈(14)을 형성하여 제작한다. 위와 같은 방식은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 유전체 도파관의 크기가 소형화와 더불어 가압성형에 의해 제조되는 세라믹 소체(10)의 소성왜곡이 일어날 가능성이 크다. 왜냐하면, 세라믹 소체(10)의 밑변과 높이의 비가 클수록 밑변의 길이방향으로 국부적인 압력차이가 발생한다. 이에 따라, 소결시에 세라믹 소체(10)의 수축율의 차이가 발생하기 때문이다. 둘째, 유전체 블록(12)의 수직홈(14)을 형성하는 과정에서 세라믹 소체(10)가 불균일하게 제거될 수 있다. 이러한 문제점들은 유전체 블록(12)을 대량생산하기 어렵게 하는 요인이 된다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 균일한 형태를 가지면서 대량생산에 적합한 TE 모드 유전체 도파관을 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 TE 모드 유전체 도파관의 제조방법은 먼저 분말형태의 세라믹원료를 준비한다. 그후, 상기 세라믹원료를 고분자 바인더와 혼합한 후, 펠릿 형태의 세라믹 소지를 만든다. 상기 펠릿 형태의 세라믹 소지를 하나 또는 복수개의 리세스된 홈이 양측에 형성된 금형에 의해 사출성형하여 세라믹 소체를 형성한다. 상기 세라믹 소체에 혼재된 상기 바인더를 제거 하여 유전체 블록을 형성한다, 상기 유전체 블록의 전면에 전도성 물질로 이루어진 코팅층을 균일한 두께로 형성한다. 이때, 상기 금형에 열과 압력을 가하면서 진행하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 실시예 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명의 실시예는 필터로 사용되는 유전체 도파관을 사출성형으로 제조하는 방법을 제시할 것이다. 사출성형은 본 발명의 TE 모드 유전체 도파관을 형성할 수 있는 것이면 어떤 방식으로도 가능하다. 이하에서는, 상기 방식 중의 하나의 사례를 채택하였다.

도 2는 본 발명의 실시예의 TE 모드 유전체 도파관을 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 설명의 편의를 위하여, 도 2의 각각의 단계에 관련된 사시도를 함께 도시하였다.

도시된 바와 같이, 먼저 분말형태의 세라믹원료를 준비하고(S100), 상기 분말을 바인더(binder) 역할을 하는 유기결합제인 열가소성 수지와 혼합한 후, 이를 펠릿 형태로 만든다(S110). 이때, 혼합되는 바인더의 양은 후속공정에서 유전체 블록의 크기에 따라 정해질 수 있다. 구체적으로, 유전율이 약 37인 세라믹 원료분 말에 적정량의 유기결합제, 이차결합제, 가소제, 계면활성제, 윤활제 및 용매를 첨가하여 교반기에서 약 24시간 동안 혼합한다. 그후, 가소성수지를 교반기를 거친 세라믹 원료분말과 혼합한 다음, 미세한 크기로 절단하여 펠릿을 만든다.

이어서, 상기 펠릿을 사출기에 넣어 가열하면서 혼합물(세라믹 소지라고 함)이 점성을 갖게 한 후, 사출금형에 약 300Kg/㎠의 압력을 가압한다. 이에 따라, 점성을 갖는 세라믹 소지가 사출금형에서 사출되어 양측에 리세스된 홈(102)이 형성된 세라믹소체(100)가 만들어진다(S120). 사출성형에 의하면, 종래와는 달리 홈(102)을 형성하기 위한 별도로 작업이 요구되지 않는다. 이에 따라, 종래에서와 같이 불균일한 형태의 홈이 형성되는 것을 차단할 수 있다. 점성을 갖는 혼합물을 이용하여 성형함으로써, 국부적인 압력차이에 의한 소성왜곡을 제거할 수 있다.

세라믹소체(100)에 혼재된 가소성수지를 제거하기 위하여 약 400℃에서 약 48시간 동안 열처리하여 탈지공정을 진행한 다음, 약 1320℃에서 약 2시간 동안 소성하여 유전체 블록(104)를 형성한다(S130). 유전체 블록(104)은 세라믹 소체(100)이 수축하여 이루어진 것이다.

다음에, 유전체 블록(104)의 전면에 은과 같은 도전성 물질로 도포한 전도성 코팅층(106)을 형성한다(S140). 구체적으로, 유전체 블록(104)를 은과 같은 전도성 물질의 페이스트(paste)에 디핑(dipping) 방법으로 도포하고 열처리하는 과정을 반복하여 약 10㎛의 두께가 되도록 블록(104)의 도든 표면에 은을 도금하고 열처리한다. 전도성 코팅층(106)이 형성된 유전체 블록(104)의 상면 및 양측면에는 얇은 금속판(110)이 부착된다(S150). 금속판(110)의 상면에는 리세스된 홈(14)이 노출되도록 창(112)이 형성되어 있다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

상술한 본 발명에 따른 TE 모드 유전체 도파관의 제조방법에 의하면, 유전체 블록을 사출성형 방식으로 제조함으로써, 형태가 균일하고 대량생산에 적합한 유전체 블록을 제조할 수 있다.

Claims (5)

1. 분말형태의 세라믹원료를 준비하는 단계;

   상기 세라믹원료를 고분자 바인더와 혼합한 후, 펠릿 형태의 세라믹 소지를 만드는 단계;

   상기 펠릿 형태의 세라믹 소지를 복수개의 리세스된 홈들이 양측에 형성된 금형에 의해 열과 압력을 가하면서 사출성형하여, 상면에서 저면으로 연장되고, 서로 이격된 복수개의 수직홈이 양측면에 형성된 도파관용 세라믹 소체를 형성하는 단계;

   상기 세라믹 소체에 열을 가하고 소성하여, 상기 세라믹 소체에 혼재된 상기 바인더가 제거된 도파관용 유전체 블록을 형성하는 단계;

   상기 유전체 블록의 전면에 전도성 물질로 이루어진 코팅층을 균일한 두께로 형성하는 단계; 및

   상기 코팅층이 형성된 상기 유전체 블록의 상면과 양측면에, 상기 수직홈의 상면측 일단부를 노출시키는 복수의 개구부들을 포함하는 금속판을 부착하는 단계를 포함하는 TE 모드 유전체 필터의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 고분자 바인더와 혼합하는 단계에 있어서,

   상기 세라믹원료 및 바인더에 이차결합제, 가소제, 계면활성제, 윤활제 및 용매를 더 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TE 모드 유전체 필터의 제조방법.
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