KR101949884B1 - Circulator of surface mounting type - Google Patents

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KR101949884B1 KR1020170174445A KR20170174445A KR101949884B1 KR 101949884 B1 KR101949884 B1 KR 101949884B1 KR 1020170174445 A KR1020170174445 A KR 1020170174445A KR 20170174445 A KR20170174445 A KR 20170174445A KR 101949884 B1 KR101949884 B1 KR 101949884B1
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정범기
전오곤
이창화
임정구
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(주)에드모텍
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Abstract

According to the present invention, disclosed is a surface mount circulator capable of preventing the characteristic deterioration when a resonator and magnet layer are in contact with each other. The surface mount circulator includes a circulator in which a thin film dielectric, a metal carrier, a ferrite, a resonator, and a magnet layer are sequentially stacked on a substrate for mount.

Description

표면 실장형 서큘레이터{CIRCULATOR OF SURFACE MOUNTING TYPE}[0001] CIRCULATOR OF SURFACE MOUNTING TYPE [0002]

본 발명은 표면 실장형 서큘레이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 박막형 유전체를 통하여 실장용 기판과 서큘레이터가 서로 전기적으로 절연된 표면 실장형 서큘레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a surface mount type circulator, and more particularly, to a surface mount type circulator in which a mounting substrate and a circulator are electrically insulated from each other through a thin film dielectric.

서큘레이터는 비가역 회로소자(non-reciprocal circuit device)로서, 비가역성과 순환성을 가지고, 무선 통신 장치에 채용되어 사용되는 부품이며, 실장용 기판에 장착하는 방식에 대응하여 표면 실장 타입과 드롭인 타입으로 구분된다.The circulator is a non-reciprocal circuit device which is irreversible and recyclable. It is a component used in a wireless communication device. It is a surface mounting type and a drop-in type .

종래에는 서큘레이터와 실장용 기판이 전기적으로 연결되어 조립되고, 홈을 갖는 금속의 내부에 부품이 적층되어 서큘레이터가 제조되며, 복수 개의 페라이트를 포함하여 부품이 하우징된다.Conventionally, a circulator and a mounting board are electrically connected and assembled, parts are stacked in a metal having grooves to produce a circulator, and a plurality of ferrites are included to house the parts.

특허문헌은 실장용 기판을 구비하는 비가역 회로소자에 관한 것으로서, 표면 실장 타입 또는 드롭인 타입으로 장착 가능한 실장용 기판, 내부 공간에 부품들을 적층 수납하기 위한 하우징 및 하우징의 개방된 상부를 덮는 커버를 포함하며, 하우징과 체결되는 베이스 플레이트와 실장용 기판에 복수 개의 돌기들과 얼라인 홀들을 구비한다.The patent document relates to an irreversible circuit element having a mounting substrate, which is characterized by comprising a mounting substrate which can be mounted in a surface mounting type or a drop-in type, a housing for housing the components in a laminated state and a cover for covering the open upper portion of the housing And a plurality of projections and alignment holes are formed on the base plate and the mounting substrate to be fastened to the housing.

그러나 종래에는 적층된 부품 간의 이격이 발생하여 동작 특성이 저하될 수 있고, 별도의 하우징과 복수 개의 페라이트를 포함하여 제조 비용이 증가될 수 있으며, 표면 실장 공정 중에 솔더링용 납이 PCB의 비아홀에 침투될 수 있는 문제점이 있다. 예를 들어 솔더링용 납이 PCB 하단의 비아홀로 침투하여 PCB 상단으로 흘러나와 납땜으로 연결된 상단의 부품들과의 결합을 파괴할 수 있다.However, in the related art, separation between stacked components may occur, operation characteristics may be deteriorated, manufacturing costs may be increased by including a separate housing and a plurality of ferrites, and soldering lead penetrates into via holes of the PCB during the surface mounting process There is a problem. For example, lead for soldering can penetrate into the via hole at the bottom of the PCB and flow to the top of the PCB to break the bond with the upper parts connected by soldering.

한국등록특허 제10-1135060호Korean Patent No. 10-1135060

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 박막형 유전체를 통하여 실장용 기판과 서큘레이터가 서로 전기적으로 절연된 표면 실장형 서큘레이터를 제공한다.The present invention provides a surface mount type circulator wherein a mounting substrate and a circulator are electrically insulated from each other through a thin film dielectric.

본 발명은 하나의 페라이트를 포함하고, 자석층과 공진기 사이에 스페이서가 적층된 표면 실장형 서큘레이터를 제공한다.The present invention provides a surface mount type circulator including one ferrite and a spacer stacked between the magnet layer and the resonator.

본 발명은 자석층과 스페이서 사이, 스페이서와 공진기 사이 및 공진기와 페라이트 사이에 적층된 고정용 에폭시가 경화되어 고정된 적층 구조의 표면 실장형 서큘레이터를 제공한다.The present invention provides a surface mount type circulator having a stacked structure in which a fixing epoxy laminated between a magnet layer and a spacer, between a spacer and a resonator, and between a resonator and a ferrite is cured and fixed.

본 발명은 박막형 유전체와 금속 캐리어를 통하여 커패시턴스가 형성된 표면 실장형 서큘레이터를 제공한다.The present invention provides a surface mount type circulator in which a capacitance is formed through a thin film dielectric and a metal carrier.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 표면 실장형 서큘레이터는, 실장용 기판 및 상기 실장용 기판 상부에 박막형 유전체, 금속 캐리어, 페라이트, 공진기 및 자석층이 순차적으로 적층된 서큘레이터를 포함하여, 상기 박막형 유전체는 실장용 기판과 서큘레이터가 서로 전기적으로 절연되도록 하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a surface mount circulator including: a mounting substrate; a circulator having a thin film dielectric, a metal carrier, a ferrite, a resonator, and a magnet layer sequentially stacked on the mounting substrate; And the thin film dielectric member is characterized in that the mounting substrate and the circulator are electrically insulated from each other.

상기 서큘레이터는 자석층과 공진기 사이에 적층된 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The circulator may further include a spacer stacked between the magnet layer and the resonator.

상기 서큘레이터는 자석층과 스페이서 사이, 스페이서와 공진기 사이 및 공진기와 페라이트 사이에 적층된 고정용 에폭시를 더 포함할 수 있다.The circulator may further include a fixing epoxy laminated between the magnet layer and the spacer, between the spacer and the resonator, and between the resonator and the ferrite.

상기 실장용 기판은 접지면 외측에 소정의 각도로 제1 포트 내지 제3 포트가 형성되고, 상기 공진기는 외측 주변에 하방으로 연장된 제1 단자 내지 제3 단자가 형성되며, 상기 제1 단자 내지 제3 단자는 제1 포트 내지 제3 포트에 형성된 비아홀에 솔더링용 납이 침투되면서 각 포트와 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.Wherein the mounting board has first to third ports formed at a predetermined angle outside the ground plane, wherein the resonator has first to third terminals extending downward at the outer periphery thereof, And the third terminal is connected to each port while the soldering lead penetrates the via hole formed in the first port to the third port.

본 발명은 박막형 유전체를 통하여 실장용 기판과 서큘레이터가 서로 전기적으로 절연됨으로써, 표면 실장 공정 중에 솔더링용 납이 PCB의 비아홀로 침투되어도 금속 캐리어가 분리되는 현상을 방지할 수 있는 현저한 효과가 있다.The present invention has a remarkable effect of preventing the separation of the metal carrier even when the solder lead penetrates into the via hole of the PCB during the surface mounting process because the mounting substrate and the circulator are electrically insulated from each other through the thin film dielectric.

본 발명은 하나의 페라이트를 포함하여 제조 비용을 절감할 수 있고, 자석층과 공진기 사이에 스페이서가 적층되어 자석층과 페라이트가 전기적으로 절연될 수 있고, 공진기와 자석층 상호간의 접촉시 특성저하를 방지할 수 있는 현저한 효과가 있다.The present invention can reduce the manufacturing cost by including one ferrite, and the spacer can be laminated between the magnet layer and the resonator, so that the magnet layer and the ferrite can be electrically insulated, and the deterioration of the characteristics upon contact between the resonator and the magnet layer There is a remarkable effect that can be prevented.

본 발명의 서큘레이터의 부품들 사이에 적층된 고정용 에폭시가 경화되어 부품들간의 적층 견고성을 향상시킬 수 있고, 별도의 홈이나 하우징 불필요하여 제조 비용을 절감할 수 있는 현저한 효과가 있다.The fixing epoxy laminated between the parts of the circulator of the present invention is cured to improve the lamination robustness between the parts and there is a remarkable effect that a separate groove or housing is not required and manufacturing cost can be reduced.

본 발명은 박막형 유전체와 금속 캐리어를 통하여 커패시턴스가 형성되어 서큘레이터의 주파수 통과특성을 광대역화 할 수 있는 현저한 효과가 있다.The present invention has a remarkable effect in that a capacitance is formed through a thin film dielectric and a metal carrier to broaden the frequency passing characteristic of the circulator.

도 1은 본 발명에 따른 표면 실장용 서큘레이터를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 표면 실장용 서큘레이터를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 표면 실장용 서큘레이터를 도시한 분해사시도이다.
도 4는 도 1 내지 3의 실장용 기판을 도시한 평면도이다.1 is a plan view showing a surface mounting circulator according to the present invention.
2 is a front view showing a surface mounting circulator according to the present invention.
3 is an exploded perspective view showing a surface mounting circulator according to the present invention.
Fig. 4 is a plan view showing the mounting substrate of Figs. 1 to 3. Fig.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments.

도 1 내지 3은 본 발명에 따른 표면 실장용 서큘레이터를 도시한 것이고, 도 4는 도 1 내지 3의 실장용 기판을 도시한 평면도이다. 도 1은 평면도이고, 도 2는 정면도이며, 도 3은 분해사시도이다.Figs. 1 to 3 show a surface mounting circulator according to the present invention, and Fig. 4 is a plan view showing the mounting substrate of Figs. Fig. 1 is a plan view, Fig. 2 is a front view, and Fig. 3 is an exploded perspective view.

표면 실장용 서큘레이터(10)는 실장용 기판(100) 및 서큘레이터(200)를 포함한다. 실장용 기판(100)은 PCB용으로서 상부에 서큘레이터(200)가 배치되고, 서큘레이터(200)는 가판 상부에 박막형 유전체(210), 금속 캐리어(220), 페라이트(240), 공진기(250) 및 자석층(270)이 순차적으로 적층된다.The surface mounting circulator 10 includes a mounting substrate 100 and a circulator 200. A circulator 200 is disposed on an upper surface of the mounting substrate 100 for a PCB and the circulator 200 includes a thin film dielectric 210, a metal carrier 220, a ferrite 240, a resonator 250 And a magnet layer 270 are sequentially stacked.

종래에는 실장용 기판(100)과 서큘레이터(200)가 전기적으로 연결되도록 조립되었으나, 본 발명은 박막형 유전체(210)를 통하여 실장용 기판(100)과 서큘레이터(200)가 서로 전기적으로 절연된다.Although the mounting substrate 100 and the circulator 200 are assembled to be electrically connected to each other in the related art, the mounting substrate 100 and the circulator 200 are electrically insulated from each other through the thin dielectric layer 210 .

본 발명은 박막형 유전체(210)를 통하여 실장용 기판(100)과 서큘레이터(200)가 서로 전기적으로 절연됨으로써, 표면 실장 공정 중에 솔더링용 납이 PCB의 비아홀로 침투되어도 금속 캐리어(220)가 분리되는 현상을 방지할 수 있다.Since the mounting board 100 and the circulator 200 are electrically insulated from each other through the thin film dielectric 210, even if the soldering lead penetrates into the via hole of the PCB during the surface mounting process, the metal carrier 220 is separated Can be prevented.

본 발명은 박막형 유전체(210)와 금속 캐리어(220)를 통하여 커패시턴스가 형성되어 서큘레이터(200)의 주파수 통과특성을 광대역화 할 수 있다.The present invention can form a capacitance through the thin film dielectric 210 and the metal carrier 220 to broaden the frequency passing characteristic of the circulator 200.

서큘레이터(200)는 자석층(270)과 공진기(250) 사이에 적층된 스페이서(260)를 더 포함할 수 있다.The circulator 200 may further include a spacer 260 stacked between the magnet layer 270 and the resonator 250.

종래에는 별도의 하우징과 복수 개의 페라이트를 포함하여 제조 비용이 증가될 수 있으나, 본 발명은 하나의 페라이트(240)를 포함하여 제조 비용을 절감할 수 있고, 자석층(270)과 공진기(250) 사이에 스페이서(260)가 적층되어 자석층(270)과 페라이트(240)가 전기적으로 절연될 수 있고, 공진기(250)와 자석층(270) 상호간의 접촉시 특성저하를 방지할 수 있다.The present invention can reduce manufacturing cost by including a single ferrite 240 and can reduce the manufacturing cost of the magnet layer 270 and the resonator 250. In addition, The magnet layer 270 and the ferrite 240 can be electrically insulated from each other and the deterioration of the characteristics when the resonator 250 and the magnet layer 270 are brought into contact with each other can be prevented.

종래에는 특허문헌에 기재된 바와 같이 상하부 각각의 마그네트와 상하부 각각의 가넷 페라이트로 이루어져 전체 부품의 높이와 무게가 증가되는 문제점이 있다.There is a problem that the height and the weight of the entire parts are increased because the magnets of the upper and lower parts and the upper and lower parts of the garnet ferrite are conventionally formed as described in the patent document.

본 발명은 하나의 자석층(270)과 하나의 페라이트(240)로 이루어짐으로써, 전체 부품의 높이와 무게를 감소시킬 수 있고, 제작 비용도 감소시킬 수 있다. 또한 본 발명은 하나의 페라이트(240)로 이루어져 C-밴드 이상의 고주파 제품을 적합하게 제작할 수 있다.Since the present invention is made up of one magnet layer 270 and one ferrite 240, the height and weight of the entire parts can be reduced and manufacturing costs can be reduced. In addition, the present invention can be suitably manufactured by using a single ferrite (240) to produce high-frequency products of C-band or more.

서큘레이터(200)는 자석층(270)과 스페이서(260) 사이, 스페이서(260)와 공진기(250) 사이 및 공진기(250)와 페라이트(240) 사이에 적층된 고정용 에폭시(280)를 더 포함할 수 있다.The circulator 200 further includes a fixing epoxy 280 stacked between the magnet layer 270 and the spacer 260, between the spacer 260 and the resonator 250, and between the resonator 250 and the ferrite 240 .

본 발명은 서큘레이터(200)의 부품들 사이에 적층된 고정용 에폭시(280)가 경화되어 부품들 간의 적층 견고성을 향상시킬 수 있고, 별도의 홈이나 하우징 불필요하여 제조 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, the fixing epoxy 280 laminated between the parts of the circulator 200 is cured to improve the lamination robustness between parts, and a separate groove or a housing is not required, thereby reducing manufacturing cost.

공진기(250)는 두께가 50~150um이고, 구리(Cu)와 은(Ag)이 도금된 것을 특징으로 한다. 종래에는 박막공정에서 페라이트(240) 면에 공진기(250)를 형성할 때 공진기(250)의 두께가 2~3um 등 수um이므로, 페라이트(240)의 표면 조도 개선 또는 성능 저하를 방지하기 위해 페라이트(240) 폴리싱(polishing) 공정이 필수적이다. 그러나 본 발명은 공진기(250)의 두께가 50~150um이므로, 페라이트(240) 폴리싱 공정이 불필요하고, 페라이트(240)의 성능 저하가 발생하지 않는다.The resonator 250 has a thickness of 50 to 150 μm and is characterized in that copper (Cu) and silver (Ag) are plated. Conventionally, when the resonator 250 is formed on the surface of the ferrite 240 in the thin film process, since the thickness of the resonator 250 is several um, such as 2 to 3 um, in order to prevent the surface roughness of the ferrite 240, (240) polishing process is essential. However, according to the present invention, since the thickness of the resonator 250 is 50 to 150 um, the ferrite 240 polishing process is unnecessary and the performance of the ferrite 240 does not deteriorate.

서큘레이터(200)는 페라이트(240)와 금속 캐리어(220) 사이에 적층된 도전성 시트(230)를 더 포함할 수 있다.The circulator 200 may further include a conductive sheet 230 laminated between the ferrite 240 and the metal carrier 220.

도전성 시트(230)는 전파가 도통되는 페라이트(240)의 그라운드 기준면이 되고, 도전성을 가짐과 동시에 파워 입력시 공진기(250)와 페라이트(240)에서 발생하는 열을 효과적으로 방열하여 파워 성능을 향상시킬 수 있다.The conductive sheet 230 serves as a ground reference surface of the ferrite 240 on which electric waves are conducted and has electrical conductivity and effectively dissipates heat generated in the resonator 250 and the ferrite 240 during power input to improve power performance .

실장용 기판(100)은 접지면(110) 외측에 소정의 각도로 제1 포트 내지 제3 포트(120a, 120b, 120c)가 형성되고, 제1 포트 내지 제3 포트(120a, 120b, 120c) 각각에는 비아홀(121a, 121b, 121c)이 형성된다.The mounting board 100 is formed with first to third ports 120a, 120b and 120c at a predetermined angle outside the ground plane 110 and the first to third ports 120a, 120b and 120c, Via holes 121a, 121b and 121c are formed, respectively.

공진기(250)는 외측 주변에 하방으로 연장된 제1 단자 내지 제3 단자(251a, 251b, 251c)가 형성되고, 제1 단자 내지 제3 단자(251a, 251b, 251c)는 제1 포트 내지 제3 포트(120a, 120b, 120c)에 형성된 비아홀(121a, 121b, 121c)에 솔더링용 납이 침투되면서 각 포트와 결합된다.The resonator 250 is formed with first to third terminals 251a, 251b and 251c extending downward on the outer periphery thereof. The first to third terminals 251a, 251b and 251c are connected to the first Soldering lead penetrates into the via holes 121a, 121b, and 121c formed in the three ports 120a, 120b, and 120c, and is coupled to each port.

본 발명은 제1 단자 내지 제3 단자(251a, 251b, 251c)와 비아홀(121a, 121b, 121c)이 솔더링용 납에 의해 결합되어 표면 실장 공정시 고온에 노출되는 상황에서 공진기(250)와 실장용 기판(100) 간의 이탈을 방지한다.The present invention can be applied to the case where the resonator 250 and the mounting portion 250 are formed in a state where the first to third terminals 251a, 251b and 251c and the via holes 121a, 121b and 121c are coupled by soldering lead, Thereby preventing the substrate 100 from escaping.

본 발명은 솔더링용 납에 의해 공진기(250)와 실장용 기판(100)이 결합되고, 고정용 에폭시(280)에 의해 적층된 부품들이 결합되어, 각 부품에 별도의 홈이나 각 부품을 하우징하는 하우징 부품이 불필요하여 제조 비용을 절감할 수 있다.In the present invention, the resonator 250 and the mounting board 100 are coupled by the soldering lead, and the components stacked by the fixing epoxy 280 are coupled to each other to house a separate groove or each component The housing part is unnecessary and the manufacturing cost can be reduced.

본 발명읜 실장용 기판(100)의 접지면(110)에 다수의 얼라인 홀(130a, 130b)이 형성되어 표면 실장시 틀어짐을 방지할 수 있다.In the present invention, a plurality of alignment holes (130a, 130b) are formed on the ground plane (110) of the mounting board (100), thereby preventing the surface mounting from being distorted.

본 발명은 실장용 기판(100)에서 각각의 포트(120a, 120b, 120c) 사이의 접지면(110) 외측에 도체 처리된 요철(140)이 형성되어 제조업자가 육안으로 납땜 상태를 확인할 수 있다.In the present invention, conductor-processed irregularities 140 are formed outside the ground plane 110 between the respective ports 120a, 120b, and 120c in the mounting board 100 so that the manufacturer can visually confirm the soldered state.

본 발명의 표면 실장형 서큘레이터(10)는 마이크로스트립(microstrip) 타입으로서 경제적인 가격으로 민수 및 군수에서 폭넓게 적용하여 사용될 수 있다. 예를 들어 본 발명의 표면 실장형 서큘레이터(10)는 기존 드롭인 타입이 아닌 마이크로스트립 타입으로서, 선박용 레이더, 기상관측 레이더에 적용하여 민수에서 사용될 수 있고, 다중모드 항공기용 위상배열 레이더, 항공 관제 레이더 등에 적용하여 군수에서 사용될 수 있다.The surface mount circulator 10 of the present invention is a microstrip type and can be widely used in civil and military applications at an economical price. For example, the surface mount type circulator 10 of the present invention is a microstrip type that is not a conventional drop-in type but can be applied to marine radar and weather observation radar to be used in civilian water, It can be applied to control radar and used in military water.

10: 표면 실장형 서큘레이터 100: 실장용 기판
200: 서큘레이터 210: 박막형 유전체
220: 금속 캐리어 230: 도전성 시트
240: 페라이트 250: 공진기
260: 스페이서 270: 자석층
280: 고정형 에폭시10: surface mounting type circulator 100: mounting substrate
200: circulator 210: thin film dielectric
220: metal carrier 230: conductive sheet
240: Ferrite 250: Resonator
260: spacer 270: magnet layer
280: Fixed Epoxy

Claims (4)

실장용 기판 및
상기 실장용 기판 상부에 박막형 유전체, 금속 캐리어, 페라이트, 공진기 및 자석층이 순차적으로 적층된 서큘레이터를 포함하여,
상기 박막형 유전체는 실장용 기판과 서큘레이터가 서로 전기적으로 절연되도록 하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 서큘레이터.A mounting substrate and
And a circulator in which a thin film dielectric, a metal carrier, a ferrite, a resonator, and a magnet layer are sequentially stacked on the mounting substrate,
Wherein the thin film dielectric member electrically insulates the mounting substrate and the circulator from each other. 제1항에 있어서,
상기 서큘레이터는 자석층과 공진기 사이에 적층된 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 서큘레이터.The method according to claim 1,
Wherein the circulator further comprises a spacer laminated between the magnet layer and the resonator. 제2항에 있어서,
상기 서큘레이터는 자석층과 스페이서 사이, 스페이서와 공진기 사이 및 공진기와 페라이트 사이에 적층된 고정용 에폭시를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 서큘레이터.3. The method of claim 2,
Wherein the circulator further comprises a fixing epoxy laminated between the magnet layer and the spacer, between the spacer and the resonator, and between the resonator and the ferrite. 제1항에 있어서,
상기 실장용 기판은 접지면 외측에 소정의 각도로 제1 포트 내지 제3 포트가 형성되고, 상기 공진기는 외측 주변에 하방으로 연장된 제1 단자 내지 제3 단자가 형성되며,
상기 제1 단자 내지 제3 단자는 제1 포트 내지 제3 포트에 형성된 비아홀에 솔더링용 납이 침투되면서 각 포트와 결합된 것을 특징으로 하는 표면 실장형 서큘레이터.The method according to claim 1,
The mounting board has a first port to a third port formed at a predetermined angle outside the ground plane. The resonator has a first terminal to a third terminal extending downward at an outer periphery thereof,
Wherein the first to third terminals are connected to the respective ports while the soldering lead penetrates into the via holes formed in the first to third ports.
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