KR100305577B1 - 유전체 듀플렉서의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용가능한 면적의 제한을 덜받아 보다 유연한 설계가 가능하며, 단순한 패턴으로 원하는 특성을 얻을 수 있어 제품의 경쟁력을 높힐 수 있는 유전체 듀플렉서의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 유전체 듀플렉서의 제조가 유전체 블록의 서로 마주보는 제1,2면을 관통하는 다수의 관통홀을 평행하게 형성하는 제1단계와, 상기 관통구멍이 형성된 제1면을 제외한 전면에 도전성물질을 도포하는 제2단계와, 상기 도전성물질이 도포되지 않은 제1면에 관통구멍의 내부 전극과 연결되도록 제1도전성패턴을 인쇄하는 제3단계와, 상기 제1도전성패턴을 인쇄한 제1면전체에 저유전율의 유전체를 도포하여 비도전층을 형성하는 제4단계와, 상기 비도전층이 형성된 제1면상에 커플링용 제2도전성패턴을 인쇄하는 제5단계로 이루어진다.

Description

유전체 듀플렉서의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING DIELECTRIC DUPLEXER}

본 발명은 이동통신기기의 안테나단에 연결되어 수신/송신필터로 사용되는유전체 듀플렉서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용가능한 면적제한을 덜받아 보다 유연한 설계가 가능하여 제품의 경쟁력을 높힐 수 있는 유전체 듀플렉서의 제조방법에 관한 것이다.

현재 초고주파 대역의 전파를 이용한 이동통신 시스템이 유선을 이용한 통신시스템을 대체하는 추세에 있으며, 이동통신용 단말기의 수요 또한 증가추세에 있다. 그렇기 때문에 단말기업체간의 경쟁도 치열해져 단말기의 성능개선은 물론이고 단말기의 소형화 및 디자인의 중요성이 부각되고 있다.

그런데, 이러한 이동통신기기의 주요한 부품인 유전체 듀플렉서는 일체형 유전체블록을 이용하여 제작하는데, 가장 일반적으로는 평행육면체의 유전체 블록에 다수의 관통구멍을 형성하고, 그 전표면에 도전성 물질을 도포한 후, 구멍의 개구부가 존재하는 한 면의 일정한 영역에 도전성물의 패턴을 형성하여 각 관통구멍에 의해 구현되는 공진기의 공진주파수와 각 공진기 사이의 전기적 또는 자기적 커플링을 조절하고, 이를 통해 목적하는 특성을 갖는 듀플렉서 필터를 구현시킨다.

이때, 듀플렉서 필터의 특성을 구현하기 위해서는 각 공진기사이의 전기적 자기적 커플링조절이 가장 중요한 문제이기에 이에 대한 다양한 방법이 고안되고 있다.

일반적인 유전체 듀플렉서의 전형적인 모습은 도 1에 도시한 바와 같다.

즉, 평면 육면체에 마주보는 한쌍의 면을 관통하는 관통구멍이 소정의 거리를 두고 평행하게 형성되어 있고, 관통구멍의 개구부가 있는 한 면을 제외한 모든에 도전성 물질이 도포되어 있으며, 상기 개구부가 있는 한 면에는 소정의 도전성물질 패턴이 형성되어 있다. 각 관통구멍은 한 쪽 끝단이 단락된 전송선로의 역활을 하고 개방면 쪽에 있는 도전성 물질패턴에 의해 부하캐패시턴스(loading capacitance)와 결합캐패시턴스(coupling capacitance)를 조절한다. 부하 캐패시턴스는 구멍에 연결된 도전성물질패턴과 유전체 블럭의 측면에 도포된 전극과의 간격에 의해 주요하게 결정되며 결합캐패시턴스는 두 관통구멍과 연결된 두 도전성 물질 패턴사이의 간격에 의해서 주요하게 결정된다.

상기 도 1에 도시한 바와 같은 유전체 듀플렉서의 등가회로도는 도 2에 도시된 바와 같다.

도 2에서 Ri은 유전체블록에 형성되어 있는 관통구멍에 의해 나타나는 한쪽 단이 단락된 전송선로이다. 전송선로의 개방부에 부하 캐패시턴스 C1, C2, ... 등이 연결되어 있는데, 전송선로 Ri과 부하캐패시턴스 Ci에 의해서 공진기가 형성된다. 일반적으로, 듀플렉서는 하나의 필터단이 통과대역 통과특성과 저지대역 감쇄특성을 동시에 충족시켜야 하는데, 통과대역의 통과특성은 전송선로 Ri과 부하 캐패시턴스 Ci에 의해서 결정되는 공진기의 공진주파수와 결합 캐패시턴스 Cij와 자기적 결합값 Mij에 의해 결정되는 커플링에 의해 결정되어 진다고 볼수있다. 그리고, 저지대역의 감쇄특성은 주요하게 커플링에 의해서 결정되어 지는데 결합 캐패시턴스와 자기적 결합값의 조합에 의해 감쇄특성 및 감쇄폴주파수가 결정된다.

그런데, 앞서 설명한 바와 같이, 통과특성과 감쇄특성을 동시에 만족시키기 위해서는 결합캐패시턴스와 부하 캐패시턴스 그리고 전송선로의 길이가 결정되어야 하는데, 전송선로의 길이는 모두 동일하기 때문에 듀플렉서의 필터링 특성을 구현하기 위해서는 부하캐패시턴스와 결합캐패시턴스를 적절히 조절하여야 한다.

그리고, 이러한 캐패시턴스들은 유전체블록의 관통구멍이 형성된 개구부가 있는 면에 형성되는 도전성 물질의 패턴모양과 크기로 결정되어 지며, 공진기간의 제한된 면적안에서 패턴을 형성하고, 그 패턴간에 소정 간격이상을 유지하여야 하기 때문에 설계에 한계가 있으며, 이러한 제한하에서 원하는 특성을 얻기 위해 패턴모양이 복잡해지는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 사용가능한 면적의 제한을 덜받아 보다 유연한 설계가 가능하며, 단순한 패턴으로 원하는 특성을 얻을 수 있어 제품의 경쟁력을 높힐 수 있는 유전체 듀플렉서의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래 유전체 듀플렉서의 일반적인 구조를 보이는 사시도이다.

도 2는 상기 종래 유전체 듀플렉서의 회로도이다.

도 3은 본 발명에 의한 유전체 듀플렉서의 제조방법에 따라 나타나는 각 단계를 보이는 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따라 제조된 유전체 듀플렉서의 일실시예에 대한 특성그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

301 : 개방면

310 : 제1도전성패턴

320 : 비전도층

330 : 제2도전성패턴

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명에 따른 유전체 듀플렉서의 제조방법은 유전체 블록의 서로 마주보는 제1,2면을 관통하는 다수의 관통홀을 평행하게 형성하는 제1단계와,

상기 관통구멍이 형성된 제1면을 제외한 전면에 도전성물질을 도포하는 제2단계와,

상기 도전성물질이 도포되지 않은 제1면에 관통구멍의 내부 전극과 연결되도록 제1도전성패턴을 인쇄하는 제3단계와,

상기 제1도전성패턴을 인쇄한 제1면전체에 저유전율의 유전체를 도포하여비도전층을 형성하는 제4단계와,

상기 비도전층이 형성된 제1면상에 커플링용 제2도전성패턴을 인쇄하는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따라서 제조되는 유전체 듀플렉서의 각 단계별 모습을 보이는 사시도이다.

본 발명은 유전체 블록의 관통구멍의 개구부가 형성된 면의 일정한 영역에 도전성 물질로 소정 패턴을 형성하고, 그 상부에 저유전율의 유전체부를 형성한? 후 다시 도전성 물질의 패턴을 형성하는 방법을 제안한다.

이렇게 할 경우, 공진기의 공진 주파수를 결정하는 부위와 각 공진기 사이의 전기적 또는 자기적 커플링을 조절하는 부위의 도전성 물질 패턴을 동일 평면상이 아닌 곳에 형성할 수 있으므로 도전성 물질 패턴의 모양을 보다 더 단순화시킬 수 있고, 커플링패턴을 조정하기가 용이해진다.

먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이, 유전체블록의 관통구멍이 형성된 개방면이 있는 면에 종래와 동일한 방법으로 관통구멍과 연결되는 1차도전성 물질 패턴(310을 형성한다. 상기 패턴은 공진기의 공진주파수를 조절할 수 있는 수단으로 작용한다.

그 다음 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 관통구멍과 연결되는 1차도전성물질패턴(310)이 형성된 개방면의 전체에 저유전율의 유전체패턴을 덮어 비전도층(320)을 형성한다.

그 다음, 도 3c에 나타난 바와 같이, 상기 비전도층(320)위에 다시 그 하부의 1차도전성물질패턴(310)과 교차되게 2차전극패턴(330)을 형성한다.

이렇게, 완성된 유전체 듀플렉서를 도시한 것이 도 3d로서, 비전도층(320)을 사이에 두고 형성된 1차도전성물질패턴(310)과 2차전극패턴(330)를 겹쳐 도시한 것이다. 보인바와 같이, 그 사이에 비전도층(320)이 형성되어 있기에 1차도전성물질패턴(310)과 2차전극패턴(330)은 위치적으로 겹쳐질 수 있으며, 그 넓어질수있는 범위만큼 결합캐패시턴스 Cij와 부하캐패시턴스 Ci의 조절이 가능하여, 부하캐패시턴스의 크기를 조절하는 것과 자기적 커플링을 조절하여 결합캐패시턴스Cij와 함께 통과대역에서의 결합값과 저지대역에서의 감쇄폴의 주파수를 조절할 수 있는 수단으로서 동작한다. 그리고, TX, RX 및 ANT단의 용량값도 조절이 가능하게 도니다.

상기 도 3에서, 개방면(301)과 마주보는 제2면(302)은 단락면으로 형성된다.

이렇게 본 발명에 의한 제조방법에 의하여 제조된 일체형 유전체 듀플렉서의 일실시예에 대한 특성주파수는 도 4에 도시한 바와 같이 나타난다.

보통 단말기에서 송신단의 주파수가 수신단의 주파수보다 낮기 때문에 듀플렉서의 TX단은 고역쪽에 감쇄폴을 형성하여야 하며, 따라서 부하캐패시턴스를 크게 해주어야 한다. 이러한 방법으로 공진기의 주파수를 낮추어 주면 자기적 결합값이 커지게 되고 필터에서 일반적인 L결합과 같이 고주파쪽에서 감쇄폴을 형성한다. 만약 사용자의 요구에 의해 통과대역의 저주파쪽에서도 감쇄폴을 형성하여야 할 경우에 본 발명에 따른 방법을 이용하여 단락면에 소정의 유전체영역패턴을 형성하면 원하는 감쇄폴을 형성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 일체형 듀플렉서의 한쪽 면에 도전성 영역의 패턴을 형성하고, 그 상부에 저유전율층을 도포한 후 다시 부하캐패시턴스와 결합캐패시턴스를 구현함에 의해, 도전성 패턴형성시의 면적제한을 줄일 수 있으며, 인쇄패턴의 구조를 단순화할 수 있어 인쇄시 편차를 줄일 수 있는 우수한 효과가 있으며, 커플링 패턴을 용량값을 임의로 조절하기 쉽도록 되어 있으며, 입출력단의 용량값도 조정이 용이하다는 우수한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 유전체 블록의 서로 마주보는 제1,2면을 관통하는 다수의 관통홀을 평행하게 형성하는 제1단계와,

   상기 관통구멍이 형성된 제1면을 제외한 전면에 도전성물질을 도포하는 제2단계와,

   상기 도전성물질이 도포되지 않은 제1면에 관통구멍의 내부 전극과 연결되도록 제1도전성패턴을 인쇄하는 제3단계와,

   상기 제1도전성패턴을 인쇄한 제1면전체에 저유전율의 유전체를 도포하여 비도전층을 형성하는 제4단계와,

   상기 비도전층이 형성된 제1면상에 커플링용 제2도전성패턴을 인쇄하는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   제5단계에서 형성된 제2도전성패턴은 상기 제3단계에서 형성된 제1도전성패턴과 비도전층을 사이에 두고 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   제1도전성패턴 및 제2도전성패턴은 관통홀에 의해서 형성되는 공진기간의 커플링을 조정하는 것임을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서의 제조방법.