WO2022045753A1 - 안테나용 알에프 필터 조립체 - Google Patents

안테나용 알에프 필터 조립체 Download PDF

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WO2022045753A1
WO2022045753A1 PCT/KR2021/011335 KR2021011335W WO2022045753A1 WO 2022045753 A1 WO2022045753 A1 WO 2022045753A1 KR 2021011335 W KR2021011335 W KR 2021011335W WO 2022045753 A1 WO2022045753 A1 WO 2022045753A1
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WO
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filter
filters
support
antenna
main board
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/011335
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English (en)
French (fr)
Inventor
김정회
김상융
Original Assignee
주식회사 케이엠더블유
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Publication date
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Application filed by 주식회사 케이엠더블유 filed Critical 주식회사 케이엠더블유
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
    • H01P1/2056—Comb filters or interdigital filters with metallised resonator holes in a dielectric block
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/12—Hollow waveguides

Definitions

  • the present invention relates to an RF filter assembly for an antenna (RADIO FRIQUENCY FILTER ASSEMBLY FOR ANTENNA), and more particularly, to an RF filter assembly for an antenna capable of minimizing a solder bonding area and preventing the occurrence of an electrical short circuit. .
  • the 5G communication system or the pre-5G communication system is called a 4G network after (Beyond 4G Network) communication system or an LTE (Long Term Evolution) system after (Post LTE) system.
  • ultra-high frequency (mmWave) band In order to achieve a high data rate, communication using an ultra-high frequency (mmWave) band is being considered for the 5G communication system. (beamforming), massive MIMO, Full Dimensional MIMO, FD-MIMO, array antenna, analog beamforming, and large scale antenna technology are being discussed
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the mounting state of the filter on the main board of the configuration of the RF filter assembly for an antenna according to the prior art.
  • the RF filter assembly 1 for an antenna is coupled to one surface of the main board 10 provided with a predetermined material in the form of a one-board through the fixing board 5 as a medium.
  • the fixing board 5 is formed of FR4 material, and in order to prevent a phenomenon in which a short circuit (short circuit) of an electrical signal occurs during direct contact coupling between the main board 10 and the RF filter 20, the main board ( 10) performs a role of separating a predetermined distance from the one surface.
  • the solder cream 30 is applied to a predetermined thickness in advance, and then a plurality of RF filters 20 made of a ceramic material are arranged with precision elements, and then a predetermined heat is applied to the solder cream.
  • a plurality of RF filters 20 are collectively mounted in a method of dissolving (30) (ie, SMT method), and in mounting the RF filter 20, to prevent short-circuit defects under the component. It is common to form the solder cream 30 thick.
  • the solder cream 30 disposed between the fixing board 5 and the RF filter 20 has a difference in thermal expansion coefficient between the fixing board 5 made of FR4 and the RF filter made of a ceramic material (eg, fixed Since the thermal expansion coefficient of the board 5 is 17ppm/ ⁇ C, and the thermal expansion coefficient of the RF filter made of ceramic is 8.2ppm/ ⁇ C), the RF filter assembly 1 for the antenna according to the prior art is installed in the antenna housing A crack occurs in a predetermined area due to system heat inside the main body (not shown), which is a major cause of antenna failure.
  • the above-described crack generation also affects the performance degradation of the input/output port (not shown) portion of the RF filter 20, while in terms of isolation between the RF filters 20 due to signal leakage in the portion serving as the GND. It may cause performance degradation.
  • the present invention has been devised to solve the above technical problem, and to provide an RF filter assembly for an antenna capable of minimizing the solder area connecting between the main board and the plurality of RF filters and reducing the amount of solder. do.
  • another object of the present invention is to provide an RF filter assembly for an antenna that can prevent an electrical short from occurring in advance by separating a plurality of RF filters by a predetermined distance from one surface of the main board.
  • the RF filter assembly for an antenna includes a plurality of RF filters installed on one surface of a main board on which a plurality of electrical components are mounted, and a plurality of RF filters disposed between the main board and the plurality of RF filters, and made of a metal material Doedoe comprising a filter support member spaced apart from each of the plurality of RF filters from one surface of the main board.
  • the filter support member may include a filter body support formed to correspond to a shape of an end of each of the plurality of RF filters proximate to the main board.
  • the filter support member is provided inside the filter body support part to be spaced apart from the filter body support part, and a filter for supporting input/output ports of feed signals to the plurality of RF filters to be spaced apart from the main board, respectively. It may further include a port support.
  • the filter port support part may be provided inside the filter body support part corresponding to the excluded part of the filter body support part.
  • each of the plurality of RF filters may be spaced apart by the same height.
  • the filter body support part may include a cut-out groove on one side and a cut-out groove on the other side formed by cutting from one edge end and the other edge end to a portion where the filter port support part is disposed.
  • the filter body support portion a support plate face-to-face on one surface of the main board, an edge support end bent toward each of the plurality of RF filters from the edge end of the support plate portion, and the edge corresponding to the inside of the edge support end.
  • a portion of the support plate portion is bent to include at least one inner support end supporting the opposing surfaces of each of the plurality of RF filters.
  • the outer shape of the support plate may be formed to have the same shape as that obtained by subtracting the shapes of the cut-out groove on one side and the shape of the cut-out groove on the other side from the outer shape of the opposite surface of the RF filter.
  • edge support end may be formed in a shape in which the concave portion and the convex portion are repeated along the edge end portion.
  • a portion of the support plate portion is cut in a 'C' shape, and a portion connected to the support plate portion is a first bent portion bent in a direction in which the plurality of RF filters are provided, and It may include a second bent portion bent parallel to the opposite surfaces of the plurality of RF filters from the end of the first bent portion.
  • the plurality of RF filters are provided as ceramic waveguide filters
  • the filter port support part includes an input port hole to which an input port of the ceramic waveguide filter is connected and an output port hole to which an output port of the ceramic waveguide filter is connected. It may be provided at a corresponding position.
  • the plurality of RF filters may be provided as ceramic waveguide filters, and may be solder-bonded at a contact point of the filter body support part and the filter port support part.
  • the filter support member is made of a metal material different from the material of the plurality of RF filters and the material of the main board, and includes any one of steel, SUS (Stainless steel) and pure copper (Cu) material can do.
  • the solder cream can be formed in a thin thickness, thereby minimizing the occurrence of cracks in the solder cream due to system heat.
  • the present invention has the effect of ensuring a stable signal flow by preventing an electric short from occurring in advance by separating a plurality of RF filters from one surface of the main board by a predetermined distance.
  • the present invention has the effect of improving the reliability of the product by enabling a plurality of RF filters to uniformly and precisely arrange the elements on one surface of the main board.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the mounting of the filter on the main board of the configuration of the RF filter assembly for an antenna according to the prior art
  • 2A and 2B are a downward perspective view and an upward perspective view of an RF filter assembly for an antenna according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of an RF filter assembly for an antenna according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view showing the RF filter in the configuration of Figure 3,
  • FIG. 5 is a perspective view showing a filter support member in the configuration of FIG. 3;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 2A.
  • RF filter assembly for antenna 110 main board
  • filter support member 142 filter body support portion
  • FIG. 2A and 2B are a downward perspective view and an upward perspective view of an RF filter assembly for an antenna according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of an RF filter assembly for an antenna according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a perspective view showing an RF filter in the configuration of FIG. 3 .
  • RF filter assembly 100 for an antenna as shown in FIGS. 2A to 4 , a main board 110 , a plurality of RF filters 120 , and a filter support member 140 . ) is included.
  • the main board 110 is a printed circuit board (PCB) in the form of a single board, and a plurality of RF filters 120 or a plurality of electronic components for synchronizing therewith may be mounted on one surface, and on the other surface
  • PCB printed circuit board
  • a plurality of electrical components provided with a plurality of power supply-related components capable of controlling the calibration feeding to the plurality of RF filters 120 may be mounted.
  • a single filter support member 140 on the other surface (upper surface in the drawing of FIG. 2A ) of the main board 110 provided as a one-board PCB type has a single RF
  • the filter 120 is illustrated and described as being provided, the filter support member 140 is formed in a unique shape according to the position in which all or part of the plurality of RF filters 120 are disposed, the main board 110 of It is not excluded that it is formed in the form of being stacked in a plurality of places with respect to the entire other surface.
  • the RF filter 120 is provided as a ceramic waveguide filter, and a plurality of them are mounted on one surface of the main board 110 at predetermined intervals via the at least one filter support member 140 described above. can be
  • the RF filter 120 employed as the ceramic waveguide filter includes a filter body 121 made of a ceramic material and at least four or more resonance blocks provided in the filter body 121, as shown in FIGS. 3 and 4 .
  • a resonator post 122 corresponding thereto is installed in each resonator block, and each resonator post 122 has a frequency signal through an adjacent coupling with an adjacent resonator post 122 or a cross coupling coupled across at least one. can be filtered.
  • the resonance blocks 11 to 16 formed in the filter body 121 do not need to be physically completely separated, and are separated by the change in the signal transmission path width by the barrier rib provided in the filter body 121 . That's enough.
  • resonator posts 122a to 122f are provided in the filter body 121 , and when an electrical signal is input through an input port hole 129a to be described later, the input port hole It is applied through the first resonator post 122a closest to 129a, and sequentially, the second resonator post 122b - the third resonator post 122c - the fourth resonator post 122d - the fifth resonator post ( 122e) - After performing frequency filtering via the sixth resonator post 122f, it is output through the output port hole 129b.
  • a first partition wall 127a is provided between the first resonator post 122a and the second resonator post 122b to partition the first resonator block 11 and the second resonator block 12, and the second resonator A second partition wall 127b is provided between the post 122b and the third resonator post 122c to partition the second resonator block 12 and the third resonator block 13, and the third resonator post 122c and A portion of the third partition wall 127c is provided between the fourth resonator posts 122d to partition the third resonator block 13 and the fourth resonator block 14, and the fourth resonator post 122d and the fifth resonator A fourth partition wall 127d is provided between the posts 122e to partition the fourth resonator block 14 and the fifth resonator block 15, and between the fifth resonator post 122e and the sixth resonator post 122f.
  • the remaining part of the third partition wall 127c is provided to partition the fifth resonance block 15 and the sixth resonance block 16 .
  • the third partition wall 127c is provided between the first resonator post 122a, the third resonator post 122c, and the sixth resonator post 122f, and physically three resonator blocks (first resonator block 11) are provided.
  • the third resonance block 13 and the sixth resonance block 16) may serve to partition at the same time.
  • the first to fourth partition walls 127a to 127d described above may all have a predetermined size penetrating the filter body 121 in the vertical direction.
  • the filter body 121 may have an outer shell plated with a metallic film, and the flow of electrical signals may be blocked inside and out except for an input port hole 129a or an output port hole 129b to be described later.
  • At least four resonance blocks provided in the filter body 121 are provided as described above in order to perform filtering by adjacent coupling or cross coupling of an electrical signal flowing through an input port or an output port (not shown). This is preferable, and in one embodiment of the present invention, it will be described by taking as an example that which is composed of six resonance blocks 11 to 16.
  • the ceramic waveguide filter includes six resonance blocks 11 to 16 in one filter body 121, and each resonance block
  • the resonator posts 122a to 122f of (11 to 16) may be installed in a form in which a dielectric material having a predetermined dielectric constant is filled and fixed.
  • air is also one of the dielectric materials, when air is adopted and filled as the dielectric material constituting the resonator posts 122a to 122f, a separate filling and fixing process is not required, and the six resonator posts 122a to 122f ) each may be formed in the form of an empty space in which a portion of the dielectric material is removed from the filter body 121 .
  • a conductive material film portion ( 126a to 126f) may be plated. Some of the encapsulated portions 126a to 126f are formed to further extend closer to the associated resonator post 126d side so that cross-coupling between some of the resonator posts 122a to 122f can be easily realized. ) may be further included.
  • cross coupling is provided between the fourth resonator post 122d and the sixth resonator post 122f skipping one of the fifth resonator posts 122e, and cross coupling
  • the coating extension end ( 126f-1) may be proximately extended.
  • a ground portion 128 that does not form any coating layer may be provided around each of the coating parts 126a to 126f.
  • the ground portion 128 may serve as a ground to insulate between the portion plated on the outer surface of the filter body 121 and the coated portions 126a to 126f of each of the above-described resonator posts 122a to 122f. .
  • an input port hole 129a for connecting an input port (not shown) for inputting an electrical signal to any one of the six resonator posts 122 described above.
  • an output port hole 129b for connection of an output port (not shown) for outputting an electrical signal from any one of the six resonator posts 122 described above may be formed.
  • an input port and an output port connected to the main board 110 side via the filter port support part 143 among the configuration of the filter support member 140 to be described later are installed.
  • the ceramic waveguide filter is installed on an open side of each resonator post 122 to perform frequency tuning through a rudder angle method or a tuning screw, etc. for tuning cover 123 ) and a filter cover 125 coupled to cover one surface of the filter body 121 including the cover 123 for tuning may be further included.
  • the steering angle pad 124 may be integrally formed.
  • the rudder pad 124 is spaced apart from the position corresponding to the resonator post 122 and rudder using a rudder tool (not shown) to finely adjust the separation distance between the resonator post 122 and the bottom surface. Frequency tuning can be performed.
  • the filter support member 140 is disposed between the main board 110 and the plurality of RF filters 120 as shown in FIGS. 2A to 3 , in the direction of one surface of the main board 110 , the plurality of RF filters (120) serves to separate each.
  • the filter support member 140 is fixed to one surface of the main board 110 through various coupling methods except for the soldering coupling method, and coupled to the plurality of RF filters 120 through a soldering coupling method, It serves to mediate the coupling of the RF filter 120 to the main board 110 .
  • Such a filter support member 140 is made of a metal material different from the material of the plurality of RF filters 120 and the material of the main board 110, steel, SUS (Stainless steel) and pure copper (Cu) ) may include any one of the materials.
  • the filter support member 140 is made of a metallic material, it may have an advantage of minimizing the difference in the coefficient of thermal expansion between the solder cream mediating the coupling of the filter body 121 .
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a filter support member in the configuration of FIG. 3
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 2A .
  • the filter support member 140 is, with reference to FIGS. 3 and 5 , with the exception of some, a filter formed to correspond to an end shape adjacent to the main board 110 side among the external shapes of each of the plurality of RF filters 120 .
  • the main body support part 142 and the filter body support part 142 are provided to be spaced apart from the filter body support part 142 inside the main board 110, respectively, and the input/output port portions of the power supply signals to the plurality of RF filters 120 are connected to the main board 110.
  • It may include a filter port support 143 for supporting the spaced apart with respect to.
  • the filter port support 143 may be provided as a pair to correspond to the input port hole 129a and the output port hole 129b formed in each of the RF filter 120 .
  • the filter body support 142 and the filter port support 143 may be spaced apart from each other by the same height as the plurality of RF filters 120 . This will be described in more detail later.
  • the filter body support 142 includes a filter port support 143 from one edge end and the other edge end for spaced apart installation of the pair of filter port support parts 143 , respectively. An incision may be formed up to the placed portion.
  • the filter body support 142 is a panel corresponding to one or the other surface of the ceramic waveguide filter when the ceramic waveguide filter is formed as a rectangular parallelepiped that is formed to be substantially elongated in the longitudinal direction. can be formed in the form.
  • a pair of filter port support parts 143 are disposed on the inside of the filter body support part 142 so as not to interfere with each other without being electrically connected to the filter body support part 142 .
  • the filter body support 142 includes a cut-out groove 146a on one side, which is cut from the edge end of one side, which is one end in the longitudinal direction, to a portion where one filter port support part 143 is located, and the other edge end of the other edge in the longitudinal direction.
  • the filter port support part 143 may include a cut-off groove portion 146b on the other side formed to be located.
  • the cut-out groove on one side 146a and the cut-out groove on the other side 146b form a straight slot portion 147 having the same width up to the portion where the pair of filter port support parts 143 are located, respectively, and a pair of filter ports, respectively.
  • the portion where the support portion 143 is positioned may form a circular slot portion 148 having a diameter greater than the width of the end of the straight slot portion 147 .
  • the straight slot unit 147 is a pre-printed signal line pattern on the main board 110 side, and serves to shield the electrical signal flowing through the input port and the output port from external noise, respectively.
  • the circular slot unit 148 may serve to stabilize the flow of electrical signals connected to the ceramic waveguide filter through the input port and the output port, respectively.
  • the filter body support 142 as shown in FIGS. 3 and 5, the support plate portion 142a that is face-to-face on one surface of the main board 110, and a plurality of RF at the edge end of the support plate portion 142a.
  • the edge support end 144 bent toward each of the filters 120 (that is, the ceramic waveguide filter), and a part of the support plate 142a corresponding to the inner side of the edge support end 144 are bent to face each of the ceramic waveguide filters It may include at least one inner support end 145 for supporting the surface.
  • the outer shape of the support plate part 142a is the same as that of subtracting the shape of the cut-out groove 146 and the cut-out groove 146 on the other side from the outer shape of the opposite surface of the ceramic waveguide filter, as described above. there is.
  • edge support end 144 is formed along the outer edge end of the support plate part 142a, and may be bent at a right angle from the outer edge end of the support plate part 142a toward the ceramic waveguide filter.
  • the edge support end 144 may be formed in the shape of a concave-convex portion in which the concave portion 144a and the convex portion 144b are repeated along the outer edge end of the support plate portion 142a. This minimizes the solder bonding area on the opposite surface of the ceramic waveguide filter by the cut-out portion of the recess 144a of the edge support end 144, and the protrusion of the convex portion 144b of the edge support end 144 of the ceramic waveguide filter. This is to stably support and space the opposing surfaces.
  • a part of the support plate part 142a is cut in a 'C' shape, and a portion connected to the support plate part 142a is a plurality of RF filters 120 (ie, ceramic).
  • the first bent portion 145a bent in the direction in which the waveguide filter) is provided, and the plurality of RF filters 120 (ie, ceramic waveguide filter) from the end of the first bent portion 145a are bent parallel to the opposite surface and a second bent portion 145b.
  • the first bent part 145a serves to separate the ceramic waveguide filter by a predetermined distance with respect to one surface (or one surface of the main board 110) of the support plate part 142a, and the second bent part 145b, It may serve to support the opposite surface of the ceramic waveguide filter spaced apart by the first bent portion 145a.
  • edge support end 144 of the filter body support 142 By using the edge support end 144 of the filter body support 142, the edge portion of the opposite surface of the ceramic waveguide filter is uniformly supported, and the inner support end 145 of the filter body support 142 is uniformly supported. By using , it is possible to uniformly support the inside of the ceramic waveguide filter, which is not supported by the edge support end 144, at a plurality of places on the opposite surface.
  • the filter port support part 143 may be formed in a shape in which the concave portion 144a and the convex portion 144b are repeated.
  • edge support end 144 and the inner support end 145 of the filter body support 142 and the end of the filter port support 143 are the same from one surface (or one surface of the support plate) of the main board 110 . It is preferably formed in a height. This is to ensure that the height of the ceramic waveguide filter supported and spaced apart by the filter body support 142 and the filter port support 143 is uniform.
  • a predetermined thickness of solder cream (not shown) is applied to the ends of the filter body support part 142 and the filter port support part 143 , and may be solder-bonded at a contact point in contact with the opposite surface of the ceramic waveguide filter.
  • the solder cream is a configuration for coupling the filter support member 140 and the ceramic waveguide filter through a mutual soldering coupling method, and is not applied to the entire area of the filter body support 142 and the filter port support 143 .
  • the solder cream may be applied only to the ends of the edge support end 144 and the inner support end 145 of the filter body support 142 and the ends of the filter port support 143, respectively.
  • solder area can be minimized relative to the case where the solder cream is applied to the entire area of the filter support member 140 .
  • the solder cream can be formed with a thin thickness.
  • the possibility of cracking the solder cream and cracking even if the difference in the coefficient of thermal expansion between the filter support member 140 and the ceramic waveguide filter is large There is an advantage that the generation amount can be significantly reduced.
  • the solder cream is not applied to the support plate part 142a of the filter body support part 142 of the filter support member 140, and the edge support end 144 of the filter body support part 142 is configured. ) may be applied to the end, and may be applied to only one surface of the end of the inner support end 145 (ie, the second bent portion 145b) among the configuration of the filter body support 142 . In addition, the solder cream may be applied to the end of the filter port support 143 during the configuration of the filter support member 140 .
  • solder area to which the solder cream is applied can be minimized compared to the solder area of the RF filter 120 on one surface of the conventional main board 110, thereby preventing problems due to cracks in the solder cream in advance.
  • the stress generated by thermal expansion between the RF filter 120 and the main board 110 is relieved as the filter support member 140 made of a metal material is stretched.
  • the present invention minimizes the solder area connecting between the main board and the plurality of RF filters, reduces the amount of solder, and prevents the occurrence of an electrical short by separating the plurality of RF filters by a predetermined distance from one surface of the main board.
  • an RF filter assembly for an antenna that can secure reliability by allowing a plurality of RF filters to uniformly and precisely arrange elements on one surface of a main board.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

본 발명은 안테나용 알에프 필터 조립체에 관한 것으로서, 특히, 다수의 전장부품들이 실장된 메인 보드, 상기 메인 보드의 일면에 설치되는 다수의 RF 필터 및 상기 메인 보드와 상기 다수의 RF 필터 사이에 배치되고, 금속 재질로 이루어지되, 상기 메인 보드의 일면 방향으로 상기 다수의 RF 필터 각각을 이격시키는 필터 지지 부재를 포함함으로써, 메인 보드와 RF 필터 각각의 열 팽창계수 차이에 따른 솔더 크림의 크랙 발생을 방지함과 아울러, 보다 정밀한 RF 필터 배열이 가능하고, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

안테나용 알에프 필터 조립체
본 발명은 안테나용 알에프 필터 조립체(RADIO FRIQUENCY FILTER ASSEMBLY FOR ANTENNA)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 솔더 결합 영역을 최소화하고, 전기적인 쇼트 현상의 발생을 방지할 수 있는 안테나용 RF 필터 조립체에 관한 것이다.
4G(4세대) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5세대) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역을 이용한 통신이 고려되고 있고, 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중 입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔포밍(analog beamforming) 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
특히, 어레이 안테나 기술은, 원 보드 형태의 메인 보드의 전면에 안테나 요소 중 하나인 다수의 필터 및 안테나 소자를 집약적으로 실장하여야 하는 한편, 다수의 수신 채널 및 송신 채널 사이의 임피던스 매칭 설계를 위하여 물리적으로 고도의 정밀성을 요구하는 소자 배열 기술이다. 최근 5G 통신 시스템 시장에서 어레이 안테나들 중 주파수 필터링 설계가 용이하고 제작이 쉬운 세라믹 도파관 필터(Ceramic Waveguide Filter)의 수요가 증가하고 있는 추세이고, 세라믹 도파관 필터의 수요량에 맞춰 공급하기 위한 대량 생산 기술이 요구되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 안테나용 RF 필터 조립체의 구성 중 필터의 메인 보드에 대한 실장 모습의 일 예를 나타낸 개략 단면도이다.
종래 기술에 따른 안테나용 RF 필터 조립체(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 원 보드 형태로서 소정 재질로 구비된 메인 보드(10)의 일면에 고정용 보드(5)를 매개로 결합시킨다. 여기서, 고정용 보드(5)는, FR4 재질로 형성되는데, 메인 보드(10)와 RF 필터(20) 간의 직접 접촉 결합 시 전기적인 신호의 쇼트(단락)가 이루어지는 현상을 방지하도록, 메인 보드(10)의 일면으로부터 소정거리 이격시키는 역할을 수행한다.
고정용 보드(5)의 일면에는, 미리 솔더 크림(30)을 소정 두께만큼 도포한 다음, 세라믹 재질로 구비된 다수의 RF 필터(20)를 정밀 소자 배열한 후, 소정의 열을 가하여 솔더 크림(30)을 용해하는 방식(즉, SMT 방식)으로 다수의 RF 필터(20)를 일괄적으로 실장하며, RF 필터(20)를 실장함에 있어 부품 아래에서의 쇼트(short) 불량을 방지하기 위해 솔더 크림(30)을 두껍게 형성하는 것이 일반적이다.
그런데, 고정용 보드(5)와 RF 필터(20) 사이에 배치된 솔더 크림(30)은, FR4 재질인 고정용 보드(5) 및 세라믹 재질인 RF 필터와의 열 팽창계수 차이(가령, 고정용 보드(5)의 열팽창 계수는 17ppm/ㅀC이고, 세라믹 재질인 RF 필터의 열팽창 계수는 8.2ppm/ㅀC임) 때문에, 종래 기술에 따른 안테나용 RF 필터 조립체(1)가 설치되는 안테나 하우징 본체(미도시) 내부의 시스템 발열에 의하여 소정 부위 크랙이 발생하며, 이는 안테나 불량의 주요 원인이 된다.
즉, 고정용 보드(5)와 RF 필터(20) 사이에 크랙이 발생할 경우, 물리적으로 RF 필터(20)의 분리 및 탈락 현상, 그리고 RF 필터(20) 주변으로 메탈라이징(metalizing)된 은도금층이 벗겨지는 현상이 발생하여 안테나의 성능 열화로 이어지는 문제점이 있다.
또한, 상술한 크랙 발생은, RF 필터(20)의 입출력 포트(미도시) 부위의 성능 열화에도 영향을 미치는 한편, GND 역할을 수행하는 부위의 신호 누설로 인해 RF 필터(20) 간 isolation 측면에서 성능 열화를 일으킬 수 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 메인 보드와 다수의 RF 필터 사이를 연결하는 솔더 영역을 최소화하고 솔더량을 저감할 수 있는 안테나용 RF 필터 조립체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은, 메인 보드의 일면으로부터 다수의 RF 필터를 소정거리 이격시켜 줌으로써 전기적인 쇼트가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 안테나용 RF 필터 조립체를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 메인 보드의 일면에 다수의 RF 필터가 균일하고 정밀하게 소자 배열이 가능하도록 하여 신뢰성을 확보할 수 있는 안테나용 RF 필터 조립체를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 RF 필터 조립체는, 다수의 전장부품들이 실장된 메인 보드의 일면에 설치되는 다수의 RF 필터 및 상기 메인 보드와 상기 다수의 RF 필터 사이에 배치되고, 금속 재질로 이루어지되, 상기 메인 보드의 일면으로부터 상기 다수의 RF 필터 각각을 이격시키는 필터 지지 부재를 포함한다.
여기서, 상기 필터 지지 부재는, 일부를 제외하고는, 상기 다수의 RF 필터 각각의 외형 중 상기 메인 보드 측에 근접하는 단부의 형상에 대응되게 형성된 필터 본체 지지부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터 지지 부재는, 상기 필터 본체 지지부의 내부에 상기 필터 본체 지지부와는 이격되게 구비되고, 상기 다수의 RF 필터에 대한 급전 신호의 입출력 포트 부위를 각각 상기 메인 보드에 대하여 이격 지지하는 필터 포트 지지부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터 포트 지지부는, 상기 필터 본체 지지부 중 상기 제외된 일부에 해당하는 상기 필터 본체 지지부의 내부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 필터 본체 지지부와 상기 필터 포트 지지부는, 동일한 높이만큼 상기 다수의 RF 필터 각각을 이격시킬 수 있다.
또한, 상기 필터 본체 지지부는, 일측 테두리 단부 및 타측 테두리 단부로부터 상기 필터 포트 지지부가 배치된 부위까지 절개 형성된 일측 절개홈부 및 타측 절개홈부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터 본체 지지부는, 상기 메인 보드의 일면에 면착되는 지지판부, 상기 지지판부의 테두리 단부에서 상기 다수의 RF 필터 각각을 향하여 절곡된 테두리 지지단 및 상기 테두리 지지단의 내측에 해당하는 상기 지지판부 일부가 절곡되어 상기 다수의 RF 필터 각각의 대향면을 지지하는 적어도 하나의 내측 지지단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지판부의 외형은, 상기 RF 필터의 대향면의 외형에서 상기 일측 절개홈부 및 상기 타측 절개홈부의 형상을 뺀 것과 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 테두리 지지단은, 요부 및 철부가 테두리 단부를 따라 반복되는 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 내측 지지단은, 상기 지지판부의 일부가 'ㄷ'자 형상으로 절개되고, 상기 지지판부와 연결된 부위가 상기 다수의 RF 필터가 구비된 방향으로 절곡된 제1 절곡부 및 상기 제1 절곡부의 단부로부터 상기 다수의 RF 필터의 대향면과 평행되게 절곡된 제2 절곡부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다수의 RF 필터는, 세라믹 도파관 필터로 구비되고, 상기 필터 포트 지지부는, 상기 세라믹 도파관 필터의 입력 포트가 연결되는 입력포트 홀 및 상기 세라믹 도파관 필터의 출력 포트가 연결되는 출력포트 홀에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.
또한, 상기 다수의 RF 필터는, 세라믹 도파관 필터로 구비되고, 상기 필터 본체 지지부 및 상기 필터 포트 지지부의 접촉 지점에서 솔더 결합될 수 있다.
또한, 상기 필터 지지 부재는, 상기 다수의 RF 필터의 재질 및 상기 메인 보드의 재질과 상이한 금속 재질로 이루어지되, 스틸(steel), SUS(Stainless steel) 및 순동(Cu) 재질 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 안테나용 RF 필터 조립체의 일 실시예에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.
첫째, 메인 보드와 다수의 RF 필터 사이를 연결하는 솔더 영역 및 솔더량을 최소화하여, 솔더 크림을 얇은 두께로 형성할 수 있도록 함으로써, 시스템 발열에 따른 솔더 크림의 크랙 발생을 최소화할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 열팽창 시, 금속 재질로 이루어진 필터 지지 부재가 늘어나면서 RF 필터와 메인 보드 사이에 열팽창으로 발생한 스트레스를 완화할 수 있는 효과를 가진다.
아울러, 본 발명은, 메인 보드의 일면으로부터 다수의 RF 필터를 소정거리 이격시켜줌으로써 전기적인 쇼트가 발생하는 것을 미연에 방지하여 안정적인 신호 흐름을 보장할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 메인 보드의 일면에 다수의 RF 필터가 균일하고 정밀하게 소자 배열이 가능하도록 함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 종래 기술에 따른 안테나용 RF 필터 조립체의 구성 중 필터의 메인 보드에 대한 실장 모습의 일 예를 나타낸 개략 단면도이고,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 RF 필터 조립체의 하향 사시도 및 상향 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 RF 필터 조립체의 분해 사시도이고,
도 4는 도 3의 구성 중 RF 필터를 나타낸 사시도이며,
도 5는 도 3의 구성 중 필터 지지 부재를 나타낸 사시도이고,
도 6은 도 2a의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
100: 안테나용 RF 필터 조립체 110: 메인 보드
120: RF 필터(세라믹 도파관 필터) 121: 필터 본체
122: 공진기 포스트 123: 튜닝용 커버
124: 타각 패드 125: 필터 커버
140: 필터 지지 부재 142: 필터 본체 지지부
143: 필터 포트 지지부 144: 테두리 지지단
144a: 요부 144b: 철부
145: 내측 지지단 145a: 제1 절곡부
145b: 제2 절곡부 146a: 일측 절개홈부
146b: 타측 절개홈부 147: 직선 슬롯부
148: 원형 슬롯부
이하, 본 발명에 따른 안테나용 RF 필터 조립체의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 RF 필터 조립체의 하향 사시도 및 상향 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 RF 필터 조립체의 분해 사시도이며, 도 4는 도 3의 구성 중 RF 필터를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 RF 필터 조립체(100)는, 도 2a 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 메인 보드(110)와, 다수의 RF 필터(120)와, 필터 지지 부재(140)를 포함한다.
메인 보드(110)(main board)는, 원 보드 형태의 PCB(Printed Circuit Board)로써, 일면에는 다수의 RF 필터(120) 또는 이와 동조하기 위한 다수의 전장부품 일부가 실장될 수 있고, 타면에는 다수의 RF 필터(120) 측으로의 캘리브레이션 급전 제어가 가능한 다수의 급전 관련 부품들로 구비된 다수의 전장부품이 실장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 이해의 편의를 위해, 원 보드 형태의 PCB로 구비된 메인 보드(110)의 타면(도 2a의 도면상 상면)에 단일의 필터 지지 부재(140)에 단일의 RF 필터(120)가 구비된 것으로 도시하여 설명하고 있으나, 필터 지지 부재(140)는 다수의 RF 필터(120)가 전부 또는 일부가 배치되는 위치에 따른 고유 형상으로 형성되되, 메인 보드(110)의 타면 전체에 대하여 다수 개소에 적층 배치되는 형태로 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다.
여기서, RF 필터(120)는, 세라믹 도파관 필터(Ceramic Waveguide Filter)로 구비되고, 다수 개가 상술한 적어도 하나 이상의 필터 지지 부재(140)를 매개로 메인 보드(110)의 일면에 소정간격으로 실장 배열될 수 있다.
세라믹 도파관 필터로 채용된 RF 필터(120)는, 도 3 및 도 4에 참조된 바와 같이, 세라믹 재질로 이루어진 필터 본체(121)와, 필터 본체(121)에 구비된 적어도 4개 이상의 공진블록을 포함한다. 각각의 공진블록에는 이에 상응하는 공진기 포스트(122)가 설치되고, 각 공진기 포스트(122)는 인접하는 공진기 포스트(122)와의 인접 커플링 또는 적어도 하나를 건너서 커플링되는 크로스 커플링을 통해 주파수 신호를 필터링할 수 있다.
여기서, 필터 본체(121)에 형성된 공진블록(11~16)은 물리적으로 완전하게 분리될 필요는 없고, 필터 본체(121)에 구비된 격벽에 의해 신호의 전송 경로 폭이 변화되는 것에 의하여 구분되는 정도면 족하다.
예를 들면, 도 4에 참조된 바와 같이, 필터 본체(121)에는 6개의 공진기 포스트(122a~122f)가 구비되고, 후술하는 입력포트 홀(129a)을 통해 전기적인 신호가 입력되면 입력포트 홀(129a)에 가장 근접하는 제1공진기 포스트(122a)를 통해 인가되고, 순차적으로 제2공진기 포스트(122b) - 제3공진기 포스트(122c) - 제4공진기 포스트(122d) - 제5공진기 포스트(122e) - 제6공진기 포스트(122f)를 경유하여 주파수 필터링을 수행한 후 출력포트 홀(129b)을 통해 출력된다.
여기서, 제1공진기 포스트(122a)와 제2공진기 포스트(122b) 사이에는 제1격벽(127a)이 구비되어 제1공진블록(11)과 제2공진블록(12)을 구획하고, 제2공진기 포스트(122b) 및 제3공진기 포스트(122c) 사이에는 제2격벽(127b)이 구비되어 제2공진블록(12)과 제3공진블록(13)을 구획하며, 제3공진기 포스트(122c)와 제4공진기 포스트(122d) 사이에는 제3격벽(127c)의 일부가 구비되어 제3공진블록(13)과 제4공진블록(14)을 구획하고, 제4공진기 포스트(122d)와 제5공진기 포스트(122e) 사이에는 제4격벽(127d)이 구비되어 제4공진블록(14)과 제5공진블록(15)을 구획하며, 제5공진기 포스트(122e)와 제6공진기 포스트(122f) 사이에는 제3격벽(127c)의 나머지 일부가 구비되어 제5공진블록(15)과 제6공진블록(16)을 구획한다. 특히, 제3격벽(127c)은 제1공진기 포스트(122a)와 제3공진기 포스트(122c) 및 제6공진기 포스트(122f) 사이에 구비되어 물리적으로 3개의 공진블록(제1공진블록(11), 제3공진블록(13) 및 제6공진블록(16))을 동시에 구획하는 역할을 수행할 수 있다.
상술한 제1격벽 내지 제4격벽(127a~127d)은 모두 필터 본체(121)를 상하 방향으로 관통하는 소정 크기로 형성될 수 있다.
필터 본체(121)는, 외피가 금속성 재질의 피막으로 도금되고, 후술하는 입력포트 홀(129a) 또는 출력포트 홀(129b)을 제외하고는 전기적 신호의 흐름이 내외부로 차단될 수 있다.
필터 본체(121)에 구비된 공진블록은 미도시의 입력 포트 또는 출력 포트를 통해 흐르는 전기적 신호의 인접 커플링 또는 크로스 커플링에 의한 필터링을 수행하기 위하여 상술한 바와 같이 적어도 4개 이상이 구비됨이 바람직하고, 본 발명의 일 실시예에서는 6개의 공진블록(11 내지 16)으로 구성되는 것을 예로 하여 설명한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 RF 필터 조립체(100)에 있어서, 세라믹 도파관 필터는, 하나의 필터 본체(121)에 6개의 공진블록(11~16)이 구비되며, 각 공진블록(11~16)의 공진기 포스트(122a~122f)는 소정의 유전율을 가진 유전체 재료가 충진 및 고정되는 형태로 설치될 수 있다. 여기서, 공기 또한 유전체 재료 중의 하나이므로, 공진기 포스트(122a~122f)를 구성하는 유전체 재료로써 공기가 채택되어 채워지는 경우에는 별도의 충진 및 고정 과정이 필요 없는 바, 6개의 공진기 포스트(122a~122f) 각각은 필터 본체(121)로부터 유전체 재료 일부가 제거된 빈 공간 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 도 4에 참조된 바와 같이, 공진기 포스트(122a~122f)의 내부면 및 공진기 포스트(122a~122f)의 상단 테두리 부분에 해당하는 필터 본체(121)의 일면 일부에는 도전성 재질의 피막부(126a~126f)가 도금 형성될 수 있다. 피막부(126a~126f) 중 일부는 공진기 포스트(122a~122f) 중 일부 사이에 크로스 커플링이 용이하게 구현될 수 있도록 관련 공진기 포스트(126d) 측으로 근접하게 더 연장 형성된 피막 연장단(126f-1)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 제4공진기 포스트(122d)로부터 제5공진기 포스트(122e)를 하나 건너 뛴 제6공진기 포스트(122f) 사이에 크로스 커플링이 구현될 수 있도록 구비되고, 크로스 커플링의 구현이 보다 용이하게 이루어지도록, 제6공진기 포스트(122f)에 형성된 피막부(126f)로부터 필터 본체(121)의 일면에서 제4공진기 포스트(122d)의 피막부(126d) 측으로 피막 연장단(126f-1)이 근접하게 연장될 수 있다.
아울러, 도 4를 참조하면, 각 피막부(126a~126f)의 주변에는 여하한 피막 도금층을 형성하지 않는 그라운드부(128)가 구비될 수 있다. 그라운드부(128)는, 필터 본체(121)의 외측면에 피막 도금된 부위와 상술한 각 공진기 포스트(122a~122f)의 피막부(126a~126f) 사이를 절연시키는 접지 역할을 수행할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지 않았으나, 세라믹 도파관 필터의 타면에는, 상술한 6개의 공진기 포스트(122) 중 어느 하나에 전기적인 신호를 입력하는 입력 포트(미도시)의 연결을 위한 입력포트 홀(129a) 및 상술한 6개의 공진기 포스트(122) 중 어느 하나로부터 전기적인 신호를 출력하는 출력 포트(미도시)의 연결을 위한 출력포트 홀(129b)이 형성될 수 있다. 입력포트 홀(129a)과 출력포트 홀(129b)에는 후술하는 필터 지지 부재(140)의 구성 중 필터 포트 지지부(143)를 매개로 메인 보드(110) 측과 연결된 입력 포트 및 출력 포트가 설치될 수 있다.
아울러, 세라믹 도파관 필터는, 도 3에 참조된 바와 같이, 각 공진기 포스트(122)의 개구된 일측에 설치되어 타각 방식 또는 튜닝 나사 등을 통해 주파수 튜닝을 수행할 수 있도록 구비된 튜닝용 커버(123)와, 튜닝용 커버(123)를 포함하는 필터 본체(121)의 일면을 커버링하도록 결합되는 필터 커버(125)를 더 포함할 수 있다.
튜닝용 커버(123)에는, 주파수 튜닝 방식이 타각 방식일 경우, 타각 패드(124)가 일체로 형성될 수 있다. 타각 패드(124)는, 공진기 포스트(122)에 대응되는 위치에 이격 배치되어, 미도시의 타각 공구를 이용하여 타각함으로써, 공진기 포스트(122)의 바닥면과의 사이의 이격 거리를 미세 조정하여 주파수 튜닝을 수행할 수 있다.
한편, 필터 지지 부재(140)는 도 2a 내지 도 3에 참조된 바와 같이, 메인 보드(110)와 다수의 RF 필터(120) 사이에 배치되어 메인 보드(110)의 일면 방향으로 다수의 RF 필터(120) 각각을 이격시키는 역할을 수행한다. 아울러, 필터 지지 부재(140)는, 메인 보드(110)의 일면에 대해서는 솔더링 결합 방식을 제외한 다양한 결합 방식을 통해 고정됨과 아울러, 다수의 RF 필터(120)에 대해서는 솔더링 결합 방식을 통해 결합되어, 메인 보드(110)에 대한 RF 필터(120)의 결합을 매개하는 역할을 수행한다.
이와 같은 필터 지지 부재(140)는, 전체적으로 다수의 RF 필터(120)의 재질 및 메인 보드(110)의 재질과 상이한 금속 재질로 이루어지되, 스틸(steel), SUS(Stainless steel) 및 순동(Cu) 재질 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 필터 지지 부재(140)가 금속 재질로 이루어짐에 따라, 필터 본체(121)의 결합을 매개하는 솔더 크림 사이의 열팽창 계수 차이를 최소화시킬 수 있는 이점을 가질 수 있다.
도 5는 도 3의 구성 중 필터 지지 부재를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 2a의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
필터 지지 부재(140)는, 도 3 및 도 5를 참조하면, 일부를 제외하고는, 다수의 RF 필터(120) 각각의 외형 중 메인 보드(110) 측에 근접하는 단부 형상에 대응되게 형성된 필터 본체 지지부(142)와, 필터 본체 지지부(142)의 내부에 필터 본체 지지부(142)와는 이격되게 구비되고, 다수의 RF 필터(120)에 대한 급전 신호의 입출력 포트 부위를 각각 메인 보드(110)에 대하여 이격 지지하는 필터 포트 지지부(143)를 포함할 수 있다. 여기서, 필터 포트 지지부(143)는, RF 필터(120) 각각에 형성된 입력포트 홀(129a) 및 출력포트 홀(129b)에 대응되도록 한 쌍으로 구비될 수 있다.
필터 본체 지지부(142)와 상기 필터 포트 지지부(143)는, 동일한 높이만큼 다수의 RF 필터(120) 각각을 이격시킬 수 있다. 이에 대해서는 뒤에 보다 상세하게 설명하기로 한다.
필터 본체 지지부(142)는, 도 3 및 도 5에 참조된 바와 같이, 한 쌍의 필터 포트 지지부(143)의 이격 설치를 위하여, 일측 테두리 단부 및 타측 테두리 단부로부터 각각 필터 포트 지지부(143)가 배치된 부위까지 절개 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 필터 본체 지지부(142)는, 도 3 및 도 5에 참조된 바와 같이, 세라믹 도파관 필터가 대략 길이방향으로 길게 형성된 직육면체로 형성된 경우, 세라믹 도파관 필터의 일면 또는 타면에 대응되는 패널 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 도 3에 참조된 바와 같이, 한 쌍의 필터 포트 지지부(143)는 필터 본체 지지부(142)와는 전기적으로 접속되는 일 없이 상호 간섭되지 않도록 필터 본체 지지부(142)의 내측에 배치되는 바, 필터 본체 지지부(142)는, 길이방향 일단인 일측 테두리 단부로부터 하나의 필터 포트 지지부(143)가 위치되는 부분까지 절개 형성된 일측 절개홈부(146a)와, 길이방향 타단인 타측 테두리 단부로부터 다른 하나의 필터 포트 지지부(143)가 위치되는 부분까지 절개 형성된 타측 절개홈부(146b)를 포함할 수 있다.
일측 절개홈부(146a)와 타측 절개홈부(146b)는, 각각 한 쌍의 필터 포트 지지부(143)가 위치되는 부위까지 동일한 폭을 가지는 직선 슬롯부(147)를 형성하고, 각각 한 쌍의 필터 포트 지지부(143)가 위치되는 부분은 직선 슬롯부(147)의 단부의 폭보다 더 큰 직경을 가진 원형 슬롯부(148)를 형성할 수 있다.
직선 슬롯부(147)는, 미도시 되었으나, 메인 보드(110) 측에 기 인쇄된 신호 라인 패턴으로써, 각각 입력 포트와 출력 포트를 통하여 흐르는 전기적인 신호를 외부의 잡음과 차폐시키는 역할을 수행할 수 있다.
원형 슬롯부(148)는, 입력 포트 및 출력 포트를 통하여 각각 세라믹 도파관 필터 측으로 연결된 전기적 신호의 흐름을 안정화시키는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 필터 본체 지지부(142)는, 도 3 및 도 5에 참조된 바와 같이, 메인 보드(110)의 일면에 면착되는 지지판부(142a)와, 지지판부(142a)의 테두리 단부에서 다수의 RF 필터(120)(즉, 세라믹 도파관 필터) 각각을 향하여 절곡된 테두리 지지단(144)과, 테두리 지지단(144)의 내측에 해당하는 지지판부(142a) 일부가 절곡되어 세라믹 도파관 필터 각각의 대향면을 지지하는 적어도 하나의 내측 지지단(145)을 포함할 수 있다.
여기서, 지지판부(142a)의 외형은, 대략 상술한 바와 같이, 세라믹 도파관 필터의 대향면의 외형에서 일측 절개홈부(146) 및 타측 절개홈부(146)의 형상을 뺀 것과 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 테두리 지지단(144)은, 지지판부(142a)의 외측 테두리 단부를 따라 형성된 것으로써, 지지판부(142a)의 외측 테두리단에서 세라믹 도파관 필터를 향하여 직각으로 절곡 형성될 수 있다.
테두리 지지단(144)은, 지지판부(142a)의 외측 테두리 단부를 따라 요부(144a) 및 철부(144b)가 반복되는 요철부 형상으로 형성될 수 있다. 이는 테두리 지지단(144)의 요부(144a) 절개 부위에 의하여 세라믹 도파관 필터의 대향면에 대한 솔더 결합 면적을 최소화하면서도, 테두리 지지단(144)의 철부(144b) 돌출 부위에 의하여 세라믹 도파관 필터의 대향면을 안정적으로 지지 및 이격시키도록 하기 위함이다.
한편, 적어도 하나의 내측 지지단(145)은, 지지판부(142a)의 일부가 'ㄷ'자 형상으로 절개되고, 지지판부(142a)와 연결된 부위가 다수의 RF 필터(120)(즉, 세라믹 도파관 필터)가 구비된 방향으로 절곡된 제1 절곡부(145a)와, 제1 절곡부(145a)의 단부로부터 다수의 RF 필터(120)(즉, 세라믹 도파관 필터)의 대향면과 평행되게 절곡된 제2 절곡부(145b)를 포함할 수 있다.
제1 절곡부(145a)는, 세라믹 도파관 필터는 지지판부(142a)의 일면(또는 메인 보드(110)의 일면)에 대하여 소정거리 이격시키는 역할을 수행하고, 제2 절곡부(145b)는, 제1 절곡부(145a)에 의하여 이격된 세라믹 도파관 필터의 대향면을 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
이와 같이, 필터 본체 지지부(142)의 테두리 지지단(144)을 이용하여, 세라믹 도파관 필터의 대향면 중 테두리 부위를 균일하게 지지함과 아울러, 필터 본체 지지부(142)의 내측 지지단(145)을 이용하여, 세라믹 도파관 필터의 대향면 중 테두리 지지단(144)에 의하여 지지되지 않는 내부를 복수 개소에서 균일하게 지지할 수 있게 된다.
한편, 필터 포트 지지부(143)는, 필터 본체 지지부(142)의 테두리 지지단(144)과 마찬가지로, 요부(144a) 및 철부(144b)가 반복되는 형상으로 형성될 수 있다.
여기서, 필터 본체 지지부(142)의 테두리 지지단(144) 및 내측 지지단(145)의 단부와 필터 포트 지지부(143)의 단부는, 메인 보드(110)의 일면(또는 지지판의 일면)으로부터 동일한 높이로 형성됨이 바람직하다. 이는, 필터 본체 지지부(142) 및 필터 포트 지지부(143)에 의하여 지지 및 이격되는 세라믹 도파관 필터의 높이가 균일하도록 하기 위함이다.
필터 본체 지지부(142) 및 필터 포트 지지부(143)의 단부에는 미도시의 솔더 크림이 일정 두께 도포되고, 세라믹 도파관 필터의 대향면과 접촉되는 접촉 지점에서 솔더 결합될 수 있다.
즉, 솔더 크림은, 필터 지지 부재(140)와 세라믹 도파관 필터를 상호 솔더링 결합 방식을 통해 결합시키기 위한 구성으로써, 필터 본체 지지부(142) 및 필터 포트 지지부(143)의 전 영역에 도포되는 것이 아니라, 상술한 바와 같이, 필터 본체 지지부(142)의 테두리 지지단(144) 및 내측 지지단(145)의 단부와 필터 포트 지지부(143)의 단부에만 각각 도포될 수 있다.
이는, 상대적으로 필터 지지 부재(140) 전 영역에 솔더 크림을 도포하는 경우보다 솔더 영역을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 뿐만 아니라, 솔더량을 최소화하여 솔더 크림을 얇은 두께로 형성할 수 있다. 이와 같이, 솔더 크림이 도포되는 솔더 영역을 최소화하고, 솔더 크림을 얇은 두께로 형성함으로써, 필터 지지 부재(140)와 세라믹 도파관 필터 사이의 열 팽창계수 차이가 크더라도 솔더 크림의 크랙 발생 가능성 및 크랙 발생량을 현저히 저감할 수 있는 이점이 있다.
보다 상세하게는, 솔더 크림은 필터 지지 부재(140)의 구성 중 필터 본체 지지부(142)의 지지판부(142a)에는 도포되지 않는 형태로써, 필터 본체 지지부(142)의 구성 중 테두리 지지단(144)의 단부에 점 도포될 수 있고, 필터 본체 지지부(142)의 구성 중 내측 지지단(145)의 단부(즉, 제2 절곡부(145b))의 일면에만 면 도포될 수 있다. 아울러, 솔더 크림은 필터 지지 부재(140)의 구성 중 필터 포트 지지부(143)의 단부에 점 도포될 수 있다.
이와 같이, 솔더 크림이 도포되는 솔더 영역을 종래 메인 보드(110)의 일면에 대한 RF 필터(120)의 솔더 영역에 비하여 최소화할 수 있게 됨으로써, 솔더 크림의 크랙에 따른 문제점을 사전에 방지할 수 있게 되며, 열팽창 시 금속 재질로 이루어진 필터 지지 부재(140)가 늘어나면서 RF 필터(120)와 메인 보드(110) 사이에 열팽창으로 발생한 스트레스가 완화되는 효과를 가진다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 RF 필터 조립체를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 일 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
본 발명은, 메인 보드와 다수의 RF 필터 사이를 연결하는 솔더 영역을 최소화하고 솔더량을 저감하고, 메인 보드의 일면으로부터 다수의 RF 필터를 소정거리 이격시켜 줌으로써 전기적인 쇼트가 발생하는 것을 미연에 방지하며, 메인 보드의 일면에 다수의 RF 필터가 균일하고 정밀하게 소자 배열이 가능하도록 하여 신뢰성을 확보할 수 있는 안테나용 RF 필터 조립체를 제공한다.

Claims (13)

  1. 다수의 전장부품들이 실장된 메인 보드의 일면에 설치되는 다수의 RF 필터; 및
    상기 메인 보드와 상기 다수의 RF 필터 사이에 배치되고, 금속 재질로 이루어지되, 상기 메인 보드의 일면으로부터 상기 다수의 RF 필터 각각을 이격시키는 필터 지지 부재; 를 포함하는, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 필터 지지 부재는,
    일부를 제외하고는, 상기 다수의 RF 필터 각각의 외형 중 상기 메인 보드 측에 근접하는 단부의 형상에 대응되게 형성된 필터 본체 지지부; 를 포함하는, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 필터 지지 부재는,
    상기 필터 본체 지지부의 내부에 상기 필터 본체 지지부와는 이격되게 구비되고, 상기 다수의 RF 필터에 대한 급전 신호의 입출력 포트 부위를 각각 상기 메인 보드에 대하여 이격 지지하는 필터 포트 지지부; 를 더 포함하는, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 필터 포트 지지부는, 상기 필터 본체 지지부 중 상기 제외된 일부에 해당하는 상기 필터 본체 지지부의 내부에 구비된, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 필터 본체 지지부와 상기 필터 포트 지지부는, 동일한 높이만큼 상기 다수의 RF 필터 각각을 이격시키는, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 필터 본체 지지부는, 일측 테두리 단부 및 타측 테두리 단부로부터 상기 필터 포트 지지부가 배치된 부위까지 절개 형성된 일측 절개홈부 및 타측 절개홈부를 포함하는, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 필터 본체 지지부는,
    상기 메인 보드의 일면에 면착되는 지지판부;
    상기 지지판부의 테두리 단부에서 상기 다수의 RF 필터 각각을 향하여 절곡된 테두리 지지단; 및
    상기 테두리 지지단의 내측에 해당하는 상기 지지판부 일부가 절곡되어 상기 다수의 RF 필터 각각의 대향면을 지지하는 적어도 하나의 내측 지지단; 을 포함하는, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 지지판부의 외형은, 상기 RF 필터의 대향면의 외형에서 상기 일측 절개홈부 및 상기 타측 절개홈부의 형상을 뺀 것과 동일한 형상으로 형성된, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 테두리 지지단은, 요부 및 철부가 테두리 단부를 따라 반복되는 형상으로 형성된, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 적어도 하나의 내측 지지단은, 상기 지지판부의 일부가 'ㄷ'자 형상으로 절개되고,
    상기 지지판부와 연결된 부위가 상기 다수의 RF 필터가 구비된 방향으로 절곡된 제1 절곡부; 및
    상기 제1 절곡부의 단부로부터 상기 다수의 RF 필터의 대향면과 평행되게 절곡된 제2 절곡부; 를 포함하는, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 다수의 RF 필터는, 세라믹 도파관 필터로 구비되고,
    상기 필터 포트 지지부는, 상기 세라믹 도파관 필터의 입력 포트가 연결되는 입력포트 홀 및 상기 세라믹 도파관 필터의 출력 포트가 연결되는 출력포트 홀에 대응되는 위치에 구비되는, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  12. 청구항 2에 있어서,
    상기 다수의 RF 필터는,
    세라믹 도파관 필터로 구비되고,
    상기 필터 본체 지지부 및 상기 필터 포트 지지부의 접촉 지점에서 솔더 결합되는, 안테나용 알에프 필터 조립체.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 필터 지지 부재는, 상기 다수의 RF 필터의 재질 및 상기 메인 보드의 재질과 상이한 금속 재질로 이루어지되, 스틸(steel), SUS(Stainless steel) 및 순동(Cu) 재질 중 어느 하나를 포함하는, 안테나용 알에프 필터 조립체.
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