KR100287646B1 - Microwave device with strip line structure and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기 소결된 유전체 기판을 이용하여 다층구조로 기판과 기판 사이를 고유전율의 세라믹을 통하여 전체적으로 접합함에 의해 에어갭 효과를 제거하여 마이크로웨이브 소자의 소형화와 기판의 접착력 향상을 기함과 동시에 높은 유효 유전율과 품질계수를 실현할 수 있는 스트립 라인 구조를 갖는 마이크로웨이브 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention eliminates the air gap effect by joining the substrate to the substrate through the high dielectric constant ceramic in a multi-layer structure using the pre-sintered dielectric substrate, thereby miniaturizing the microwave device and improving the adhesion of the substrate. A microwave device having a strip line structure capable of realizing an effective dielectric constant and a quality factor, and a method of manufacturing the same.
본 발명에 따른 마이크로웨이브 소자는 저온 소결용 첨가제를 함유하지 않은 세라믹 조성으로 미리 소결된 다수의 고유전율 세라믹 유전체 기판과, 마이크로웨이브 소자의 회로를 형성하기 위하여 상기 기판들 사이에 전도성 재료로 형성된 다수의 도전패턴과, 상기 인접된 기판을 상호 전체적으로 접합함과 동시에 에어갭 효과를 제거하기 위하여 기판과 기판 사이에 배치된 고유전율의 접합층과, 상기 다수의 세라믹 유전체 기판의 최상부면과 최하부면에 전도성 재료로 형성된 제1 및 제2 접지면과, 상기 적층된 다수의 세라믹 유전체 기판의 양측면을 커버하여 상기 제1 및 제2 접지면을 상호 연결시킴과 동시에 상기 다수의 기판을 접합 고정시키기 위해 전도성 재료로 형성된 제1 및 제2 연결도체와, 상기 제1 및 제2 접지면 중 어느 하나에 배치되며 상기 제1 및 제2 접지면과 전기적으로 절연된 한쌍의 입출력 전극으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The microwave device according to the present invention comprises a plurality of high dielectric constant ceramic dielectric substrates pre-sintered in a ceramic composition containing no additives for low temperature sintering, and a plurality of conductive materials formed between the substrates to form a circuit of the microwave device. A high dielectric constant bonding layer disposed between the substrate and the substrate so as to bond the adjacent substrates together and to remove the air gap effect, and to the top and bottom surfaces of the plurality of ceramic dielectric substrates. The first and second ground planes formed of a conductive material and both sides of the stacked ceramic dielectric substrates to cover the first and second ground planes to interconnect the first and second ground planes, and simultaneously to bond and secure the plurality of substrates. The first and second connecting conductors formed of a material, and the first and second ground planes, And a pair of input / output electrodes electrically insulated from the first and second ground planes.
Description
본 발명은 스트립 라인 구조를 갖는 마이크로웨이브 소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 기 소결된 유전체 기판을 이용하여 다층구조로 기판과 기판 사이를 고유전율의 세라믹을 통하여 전체적으로 접합함에 의해 에어갭 효과를 제거하여 마이크로웨이브 소자의 소형화와 기판의 접착력 향상을 기함과 동시에 높은 유효 유전율과 품질계수를 실현할 수 있는 스트립 라인 구조를 갖는 마이크로웨이브 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave device having a strip line structure and a method of manufacturing the same. In particular, an air gap effect is obtained by bonding the substrate and the substrate as a whole through a high dielectric constant ceramic in a multilayer structure using a pre-sintered dielectric substrate. The present invention relates to a microwave device having a strip line structure capable of miniaturizing the microwave device and improving the adhesion of the substrate while achieving a high effective dielectric constant and quality factor, and a method of manufacturing the same.
고주파 유전체 세라믹은 주로 마이크로웨이브 부품에 적용되며 이의 소형화를 위한 목적으로 쓰이게 된다. 이러한 마이크로웨이브 부품의 예는 필터, 방향성 결합기, 유전체 안테나 등으로 그 응용범위가 매우 넓다. 이중에서 필터는 공진기형 필터와 동시소결용 세라믹 칩 적층기술을 이용한 적층형 필터로 구별된다.High frequency dielectric ceramics are mainly applied to microwave components and are used for the purpose of miniaturization thereof. Examples of such microwave components include filters, directional couplers, dielectric antennas, and the like, and have a wide range of applications. Among them, the filter is classified into a resonator filter and a multilayer filter using a ceramic chip stacking technology for co-sintering.
이러한 고주파 부품의 일예로 필터의 발달 과정을 살펴보면, 초기에는 기존에 있는 에어 캐비티형/콤라인/인터디지탈형 필터 등 금속 캐비티를 이용한 것이 대부분이다. 이의 소형화를 위하여 처음에는 단판형 기판에 마이크로스트립을 이용하여 주로 필터를 형성하였다.Looking at the development of the filter as an example of such high-frequency components, most of the initial use of the metal cavity, such as existing air cavity type / comline / interdigital filter. For the purpose of miniaturization, a filter was mainly formed using a microstrip on a single plate substrate.
그 이후 스트립 라인 구조의 저손실화, 고유전율, 부품의 소형화를 위해 고유전율을 가지는 유전체 공진기형 필터를 만들게 되었다. 이러한 필터는 가운데에 구멍이 있는 유전체 공진기를 다수개 병렬로 연결되어 있으며, 각각의 유전체 하나 하나가 공진기 역할을 하게 된다.Since then, dielectric resonator filter with high dielectric constant has been made to reduce strip line structure, high dielectric constant and miniaturization of components. Such a filter is connected in parallel with a plurality of dielectric resonators having a hole in the center, each one of the dielectric to act as a resonator.
상기한 유전체 공진기형 필터에 이어서 개발된 일체형으로 된 모노블럭 공진기형 필터는 하나의 유전체 블럭 위에 여러개의 공진기를 형성한 구조로서 제조공정을 다소 감소시킬 수 있다는 장점을 가지고 있으나 손실을 줄이기 위해서 크기를 크게 해야 하는 단점이 있다.The monoblock resonator filter, which is developed after the dielectric resonator filter, is a structure in which several resonators are formed on one dielectric block. There is a disadvantage to be large.
한편 동시소결용 세라믹 적층기술을 이용하여 필터의 크기를 감소시킨 적층형 LC 필터는 종래의 적층형 칩 캐패시터의 제작과 동일한 방법으로 임의의 두께를 갖는 유전체 필름 위에 필터 패턴을 인쇄한 후 또 다시 유전체 필름을 덮어서 압착 소결하는 방법으로서 상기한 공진기형 필터 보다 더 많은 크기의 감소를 가져올 수 있게 된다.In the meantime, the multilayer LC filter, which has reduced the size of the filter by using a ceramic sintering technology for co-sintering, prints a filter pattern on a dielectric film having an arbitrary thickness in the same manner as the conventional multilayer chip capacitor fabrication, and then again uses the dielectric film. As a method of covering and compression sintering, it is possible to bring about more reduction in size than the above-described resonator type filter.
그런데 이러한 적층형 LC 필터의 경우는 세라믹 유전체 사이에 금속 패턴을 형성하기 위하여 금속 패턴의 융점 보다 낮은 유전체 세라믹 재료를 필요로 한다. 이러한 세라믹은 기존의 유전체 재료에 첨가제를 넣어서 소결온도를 낮출 수 있으며, 이러한 세라믹을 ";저온 소결용 세라믹";이라고 한다.However, such a stacked LC filter requires a dielectric ceramic material lower than the melting point of the metal pattern to form a metal pattern between the ceramic dielectrics. Such ceramics can reduce the sintering temperature by adding additives to existing dielectric materials, and such ceramics are referred to as "; ceramics for low temperature sintering".
그런데 이러한 첨가제는 소결온도를 낮출 뿐만 아니라 유전체의 유전율을 낮추고 유전 손실값을 낮추게 되어 품질계수를 떨어뜨리게 된다. 즉, 고유전율, 고품질 계수를 갖는 고주파 유전체 세라믹은 내부전극이 필요한 적층형 필터에 적용할때 상기한 동시소결 세라믹 재료로 바꾸어야 하며 이 과정에서 기존에 세라믹이 가지고 있던 유전율과 품질계수를 떨어뜨리게 된다.However, these additives not only lower the sintering temperature, but also lower the dielectric constant of the dielectric and lower the dielectric loss, thereby lowering the quality factor. In other words, high frequency dielectric ceramics having high dielectric constant and high quality coefficient should be replaced with the above-mentioned sintered ceramic materials when applied to multilayer filters requiring internal electrodes. In this process, the dielectric constant and quality coefficient of ceramics will be reduced.
이러한 동시소결 세라믹 재료는 마이크로웨이브용 여파기, 방향성 결합기 등의 제작에 적층방식으로 이용되나 이러한 방식은 다수층의 세라믹 유전체를 쌓기 위한 세라믹 적층공정과 인쇄 및 컷팅공정의 개발이 이루어져야 한다는 문제점을 가지고 있다.This co-sintered ceramic material is used as a lamination method in the manufacture of microwave filters, directional couplers, etc., but this method has a problem in that a ceramic lamination process and a printing and cutting process have to be developed to stack multiple layers of ceramic dielectrics. .
한편 일반적으로 마이크로웨이브 부품은 소형화를 위해서 단층형 마이크로스트립 구조를 이용하며 이러한 구조에서는 유전체의 유효 유전율이 작으며 이로 인한 소형화의 한계 및 손실이 커지게 된다.On the other hand, microwave components generally use a single-layer microstrip structure for miniaturization. In such a structure, the effective dielectric constant of the dielectric material is small, and the limit and loss of the miniaturization is increased.
이러한 단점을 극복한 구조로서 다층형 스트립 라인 구조인 경우는 마이크로스트립 구조보다는 유효 유전율이 높고 높은 품질계수를 가지기 때문에 많이 이용하고 있으나 부품을 만든 후의 튜닝과정이 어려울 뿐만 아니라 이로 인하여 기판의 제조공정이 어려워지게 된다.The structure that overcomes these shortcomings is a multi-layered strip line structure because it has a higher effective dielectric constant and a higher quality factor than the microstrip structure, but it is difficult to use the tuning process after making the parts. It becomes difficult.
이러한 이유로 인하여 다층형 스트립 라인 구조는 접합하기 쉬운 재료로 저유전율의 테플론, 글라스 계열의 기판을 이용하게 되며, 이러한 경우는 유전율이 작기 때문에 어느 정도의 소형화를 이룰 수 있으나 품질계수의 저하를 가져오게 된다.For this reason, the multi-layered strip line structure is a material that is easy to join, and uses a low dielectric constant Teflon and glass-based substrate. In this case, the dielectric constant is small, so that a small size can be achieved, but the quality factor is degraded. do.
또한 다층형 스트립 라인 구조의 경우에는 금속패턴을 형성하기 위하여 세라믹의 소결온도에 견딜 수 있는 동시소결 세라믹의 개발이 필수적이며, 이러한 세라믹 조성물의 개발시에 유전체 조성에 첨가제를 넣게 되는 경우 이는 유전체의 유효 유전율과 품질계수의 감소를 가져오게 된다. 더욱이 적층시에 유발되는 정렬 및 다단계 공정의 어려움이 뒤따르게 되어 이는 곧 마이크로웨이브 부품 소자의 소형화와 저손실화를 위한 제품개발을 어렵게 만들다.In addition, in the case of a multilayer strip line structure, it is essential to develop a co-sintered ceramic that can withstand the sintering temperature of the ceramic in order to form a metal pattern. This results in a decrease in permittivity and quality factor. Moreover, the difficulty of alignment and multi-step processes incurred in lamination, which makes it difficult to develop products for miniaturization and low loss of microwave component devices.
한편 공진기형 필터의 경우는 손실값을 줄이기 위하여 크기를 크게해야 하는 어려움이 있어 소형화에 한계를 갖게 된다.On the other hand, in the case of the resonator type filter, it is difficult to increase the size in order to reduce the loss value, thereby limiting the miniaturization.
또한 종래의 다수의 기판을 접착제를 이용하여 다층 구조의 부품을 만들 경우 접착제로서 글래스 계열 및 기판과 다른 유전특성이 떨어지는 물질을 사용하기 때문에 전반적인 유전특성이 저하되는 문제점이 있다.In addition, when a plurality of conventional substrates are made of components having a multilayer structure by using an adhesive, there is a problem in that overall dielectric properties are deteriorated because the glass-based material and other materials having low dielectric properties are used as the adhesive.
이러한 문제점을 감안하여 본 출원인에 의해 특허출원 97-67959호(1997. 12. 11. 출원)에 ";스트립 라인구조를 갖는 마이크로웨이브 소자 및 그의 제조방법";이 제안되었다.In view of such a problem, the present application has been proposed in the patent application No. 97-67959 (filed Dec. 11, 1997) "; microwave device having a strip line structure and its manufacturing method".
이기술은 기소결된 유전체 기판을 이용하여 다층구조로 부분적으로 접합함에 의해 유전체의 Q값 저하를 방지하여 마이크로웨이브 소자의 소형화와 저 코스트화를 기함과 동시에 높은 유효 유전율과 품질계수를 실현할 수 있도록 하였다.This technology prevents the Q value of dielectrics from being lowered by partially bonding them in a multi-layer structure by using a pre-sintered dielectric substrate to realize high effective dielectric constant and quality factor while miniaturizing and reducing cost of microwave devices. .
그러나, 상기한 선출원 발명에서는 기소결된 기판과 기판이 부분적으로 접합되었기 때문에 기판과 기판 사이의 공간에 에어갭(airgap)효과로 인한 손실이 발생하는 문제점을 안고 있다.However, in the above-described prior invention, since the pre-sintered substrate and the substrate are partially bonded, there is a problem in that a loss due to an air gap effect occurs in the space between the substrate and the substrate.
따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 기 소결된 유전체 기판을 이용하여 다층구조로 기판과 기판 사이를 고유전율의 세라믹을 통하여 전체적으로 접합함에 의해 에어갭 효과를 제거하여 마이크로웨이브 소자의 소형화와 기판의 접착력 향상을 기함과 동시에 높은 유효 유전율과 품질계수를 실현할 수 있는 스트립 라인 구조를 갖는 마이크로웨이브 소자 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and its object is to eliminate the air gap effect by bonding the substrate and the substrate as a whole through a high dielectric constant ceramic in a multilayer structure using a pre-sintered dielectric substrate. Accordingly, the present invention provides a microwave device having a strip line structure capable of miniaturizing the microwave device and improving the adhesion of the substrate and realizing a high effective dielectric constant and quality factor.
본 발명의 다른 목적은 소형 세라믹 대역통과필터 및 환형 공진기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a small ceramic bandpass filter and an annular resonator.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 스트립 라인 구조를 갖는 환형 공진기의 사시도,1 is a perspective view of an annular resonator having a strip line structure according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 환형 공진기의 X-X선 단면도,FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line X-X of the annular resonator shown in FIG. 1;
도 3a 내지 도 3g는 제1실시예의 제조공정을 보여주는 공정 단면도,3A to 3G are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the first embodiment;
도 4는 제1실시예의 측면 접지구조에 대한 변형예를 보여주는 단면도,4 is a sectional view showing a modification to the side ground structure of the first embodiment;
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 스트립 라인 구조를 갖는 환형 공진기의 단면도,5 is a cross-sectional view of an annular resonator having a strip line structure according to a second embodiment of the present invention;
도 6은 제2실시예의 제조공정중 일부의 공정을 설명하기 위한 사시도,6 is a perspective view for explaining a step of part of the manufacturing step of the second embodiment;
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 3층 세라믹 유전체 기판으로 이루어진 마이크로웨이브 소자를 보여주는 단면도,7 is a cross-sectional view showing a microwave device made of a three-layer ceramic dielectric substrate according to a third embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명을 2층구조의 세라믹 대역통과필터에 적용한 제4실시예를 보여주는 사시도,8 is a perspective view showing a fourth embodiment in which the present invention is applied to a ceramic bandpass filter having a two-layer structure;
도 9는 도 8의 Y-Y선 단면도,9 is a cross-sectional view taken along the line Y-Y of FIG. 8;
도 10은 본 발명의 대역통과필터와 종래의 대역통과필터에 대한 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.10 is a graph showing frequency characteristics of the bandpass filter of the present invention and the conventional bandpass filter.
( 도면의 주요부분에 대한 부호설명 )(Code description for main part of drawing)
1a,1b,11a-11c,41a,41b ; 세라믹 유전체 기판1a, 1b, 11a-11c, 41a, 41b; Ceramic dielectric substrate
2,2a,12,12a,42 ; 도전패턴 4a,4b,44a,44b ; 입출력 단자영역2,2a, 12,12a, 42; Conductive patterns 4a, 4b, 44a, and 44b; I / O terminal area
5a,5b,15a,15b,45a,45b ; 접지면 6a,6b,16a,16b ; 측면 접착층5a, 5b, 15a, 15b, 45a, 45b; Ground planes 6a, 6b, 16a, 16b; Side adhesive layer
8a,8b ; 연결판 10,50 ; 저온 소결재 세라믹 페이스트8a, 8b; Connecting plate 10,50; Low Temperature Sintered Material Ceramic Paste
20,22 ; 저온 소결재 그린시트 10a,20a,22a,30 ; 세라믹 접합층20,22; Low temperature sintered green sheet 10a, 20a, 22a, 30; Ceramic bonding layer
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 저온 소결용 첨가제를 함유하지 않은 세라믹 조성으로 미리 소결된 다수의 고유전율 세라믹 유전체 기판과, 마이크로웨이브 소자의 회로를 형성하기 위하여 상기 기판들 사이에 전도성 재료로 형성된 다수의 도전패턴과, 상기 인접된 기판을 상호 전체적으로 접합함과 동시에 에어갭 효과를 제거하기 위하여 기판과 기판 사이에 배치된 고유전율의 접합층과, 상기 다수의 세라믹 유전체 기판의 최상부면과 최하부면에 전도성 재료로 형성된 제1 및 제2 접지면과, 상기 적층된 다수의 세라믹 유전체 기판의 양측면을 커버하여 상기 제1 및 제2 접지면을 상호 연결시킴과 동시에 상기 다수의 기판을 접합 고정시키기 위해 전도성 재료로 형성된 제1 및 제2 연결도체와, 상기 제1 및 제2 접지면 중 어느 하나에 배치되며 상기 제1 및 제2 접지면과 전기적으로 절연된 한쌍의 입출력 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스트립 라인 구조를 갖는 마이크로웨이브 소자를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of high dielectric constant ceramic dielectric substrates pre-sintered with a ceramic composition containing no additives for low temperature sintering, and a conductive material between the substrates to form circuits of microwave devices. A plurality of conductive patterns formed of a plurality of conductive patterns, a bonding layer having a high dielectric constant disposed between the substrate and the substrate in order to bond the adjacent substrates together and to remove the air gap effect, and the top surfaces of the plurality of ceramic dielectric substrates; The first and second ground planes formed of a conductive material on the lowermost surface and both sides of the stacked ceramic dielectric substrates are covered to interconnect the first and second ground planes and simultaneously bond and secure the plurality of substrates. The first and second connecting conductors formed of a conductive material and any one of the first and second ground planes for Said provides a microwave device having a strip line structure, characterized in that composed of the first and second ground plane and electrically insulated from the pair of input and output electrodes.
상기 다수의 세라믹 유전체 기판 사이에 배치된 접합층은 저온 소결용 세라믹 페이스트 또는 저온 소결 그린시트로 이루어질 수 있다.The bonding layer disposed between the plurality of ceramic dielectric substrates may be formed of a low temperature sintered ceramic paste or a low temperature sintered green sheet.
이경우, 상기 마이크로웨이브 소자는 도전패턴의 형상에 따라 유전체 공진기 또는 유전체 필터를 형성할 수 있다.In this case, the microwave device may form a dielectric resonator or a dielectric filter according to the shape of the conductive pattern.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 저온 소결용 첨가제를 함유하지 않은 세라믹 조성으로 미리 소결하여 다수의 세라믹 유전체 기판을 준비하는 단계와, 마이크로웨이브 소자의 회로를 형성하기 위하여 최상부 기판을 제외한 나머지 기판의 상부면에 전도성 금속을 사용하여 각각 다수의 도전패턴을 형성하는 단계와, 상기 기판을 상호 접합함과 동시에 에어갭 효과를 차단하기 위하여 상기 도전패턴이 형성된 기판 상부면에 유효 유전율의 저하를 억제물질을 인쇄하는 단계와, 상기 다수의 세라믹 유전체 기판의 최상부면과 최하부면에 전도성 금속을 사용하여 제1 및 제2 접지면과, 상기 제1 및 제2 접지면 중 어느 하나에 배치되며 상기 제1 및 제2 접지면과 간격을 갖고 분리된 한쌍의 입출력 단자영역을 형성하는 단계와, 상기 다수의 기판을 압착한후 고온 건조와 소성에 의해 다수의 기판을 고정 밀착시키는 단계와, 상기 적층된 다수의 세라믹 유전체 기판의 양측면을 커버하여 상기 제1 및 제2 접지면을 상호 연결시킴과 동시에 상기 다수의 기판을 접합 고정시키기 위해 전도성 재료를 사용하여 제1 및 제2 측면 접착층을 형성하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 스트립 라인 구조를 갖는 마이크로웨이브 소자의 제조방법을 제공한다.According to another feature of the invention, the step of preparing a plurality of ceramic dielectric substrate by pre-sintering with a ceramic composition containing no additives for low-temperature sintering, and the top of the remaining substrates other than the top substrate to form a circuit of the microwave device Forming a plurality of conductive patterns on the surface by using a conductive metal; and inhibiting a decrease in effective dielectric constant on the upper surface of the substrate on which the conductive pattern is formed in order to bond the substrates together and block an air gap effect. Printing and using a conductive metal on the top and bottom surfaces of the plurality of ceramic dielectric substrates, the first and second ground planes, and the first and second ground planes, respectively. Forming a pair of input / output terminal regions spaced apart from the second ground plane, and pressing the plurality of substrates Fixing and adhering the plurality of substrates by drying and firing, and covering both sides of the stacked plurality of ceramic dielectric substrates to interconnect the first and second ground planes while simultaneously bonding and fixing the plurality of substrates. To provide a method for manufacturing a microwave device having a strip line structure characterized in that it comprises the step of forming the first and second side adhesive layer using a conductive material.
또한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 저온 소결용 첨가제를 함유하지 않은 세라믹 조성으로 미리 소결하여 다수의 세라믹 유전체 기판을 준비하는 단계와, 상기 다수의 세라믹 유전체 기판의 최상부면과 최하부면에 전도성 금속을 사용하여 제1 및 제2 접지면과, 상기 제1 및 제2 접지면 중 어느 하나에 배치되며 상기 제1 및 제2 접지면과 간격을 갖고 분리된 한쌍의 입출력 단자영역을 형성하는 단계와, 다수의 제1저온 소결재 그린시트의 상부면에 마이크로웨이브 소자의 회로를 형성하는데 필요한 다수의 도전패턴을 형성하는 단계와, 상기 다수의 기판과 기판 사이에 각각 상기 제1저온 소결재 그린시트와 상기 제1저온 소결재 그린시트와 동일한 소재로 이루어진 제2저온 소결재 그린시트를 순차적으로 삽입시킨 상태로 상기 다수의 기판을 압착한후 고온 건조와 소성에 의해 다수의 기판을 고정 밀착시키는 단계와, 상기 적층된 다수의 세라믹 유전체 기판의 양측면을 커버하여 상기 제1 및 제2 접지면을 상호 연결시킴과 동시에 상기 다수의 기판을 접합 고정시키기 위해 전도성 재료를 사용하여 제1 및 제2 측면 접착층을 형성하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 스트립 라인 구조를 갖는 마이크로웨이브 소자의 제조방법을 제공한다.In addition, according to another feature of the invention, the step of preparing a plurality of ceramic dielectric substrate by pre-sintering with a ceramic composition containing no additives for low temperature sintering, and the conductive metal on the top and bottom of the plurality of ceramic dielectric substrate Forming a pair of input / output terminal regions disposed on one of the first and second ground planes, the first and second ground planes, and spaced apart from the first and second ground planes; Forming a plurality of conductive patterns required to form a circuit of the microwave device on the upper surface of the plurality of first low temperature sintered material green sheets, and each of the first low temperature sintered material green sheet and After pressing the plurality of substrates in a state of sequentially inserting the second low temperature sintered material green sheet made of the same material as the first low temperature sintered material green sheet Fixing the plurality of substrates by on-drying and firing, covering both sides of the stacked plurality of ceramic dielectric substrates to interconnect the first and second ground planes, and simultaneously bonding and fixing the plurality of substrates. To provide a method for manufacturing a microwave device having a strip line structure characterized in that it comprises the step of forming the first and second side adhesive layer using a conductive material.
여기서, 상기 제1 및 제2저온 소결재 그린시트는 각각 고유전율 세라믹으로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the first and second low temperature sintered material green sheet is preferably made of a high dielectric constant ceramic, respectively.
이경우 상기 전도성 금속은 100% Ag 페이스트 또는 Cu인 것이 바람직하며, 상기 접합물질 패턴은 전도성 금속 페이스트, 글래스 계열 접합제 및 실버 에폭시 접합제 중 어느 하나를 사용하여 스크린 인쇄방법으로 형성된다.In this case, the conductive metal is preferably 100% Ag paste or Cu, and the bonding material pattern is formed by screen printing using any one of a conductive metal paste, a glass-based binder, and a silver epoxy binder.
상기한 바와같이 본 발명에서는 기 소결된 유전체 기판을 이용하여 다층구조로 기판과 기판 사이를 고유전율의 세라믹 접합층을 통하여 전체적으로 접합함에 의해 에어갭 효과를 제거하여 마이크로웨이브 소자의 소형화와 기판의 접착력 향상을 기함과 동시에 높은 유효 유전율과 품질계수를 실현할 수 있게 되었다.As described above, in the present invention, the air gap effect is eliminated by bonding the substrate to the substrate through the high-k dielectric ceramic bonding layer in a multi-layer structure using a pre-sintered dielectric substrate, thereby miniaturizing the microwave element and the adhesive force of the substrate. Along with the improvement, high effective permittivity and quality factor can be realized.
(실시예)(Example)
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 스트립 라인 구조를 갖는 환형 공진기의 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 환형 공진기의 X-X선 단면도, 도 3a 내지 도 3g는 제1실시예의 제조공정을 보여주는 공정 단면도, 도 4는 제1실시예의 측면 접지구조에 대한 변형예를 보여주는 단면도, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 스트립 라인 구조를 갖는 환형 공진기의 단면도, 도 6은 제2실시예의 제조공정중 일부의 공정을 설명하기 위한 사시도, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 3층 세라믹 유전체 기판으로 이루어진 마이크로웨이브 소자를 보여주는 단면도, 도 8은 본 발명을 2층구조의 세라믹 대역통과필터에 적용한 제4실시예를 보여주는 사시도, 도 9는 도 8의 Y-Y선 단면도, 도 10은 본 발명의 대역통과필터와 종래의 대역통과필터에 대한 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.1 is a perspective view of an annular resonator having a strip line structure according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of the annular resonator shown in FIG. 1, and FIGS. 3A to 3G are manufacturing of the first embodiment. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the side ground structure of the first embodiment, FIG. 5 is a cross-sectional view of the annular resonator having a strip line structure according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view for explaining a part of the manufacturing process of the second embodiment, Figure 7 is a cross-sectional view showing a microwave device made of a three-layer ceramic dielectric substrate according to a third embodiment of the present invention, Figure 8 is a two-layer structure of the present invention 9 is a perspective view showing a fourth embodiment applied to a ceramic band pass filter of FIG. 9, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. 8, and FIG. 10 shows frequency characteristics of the band pass filter of the present invention and the conventional band pass filter. A graph.
먼저 도 1, 도 2 및 도 3a 내지 도 3g를 참고하여 본 발명의 제1실시예에 따른 스트립 라인 구조를 갖는 마이크로웨이브 소자로서 2층 세라믹 유전체 기판을 환형 공진기에 적용한 예와 이에 대한 제조공정을 설명한다.First, referring to FIGS. 1, 2, and 3A to 3G, an example of applying a two-layer ceramic dielectric substrate to an annular resonator as a microwave device having a strip line structure according to a first embodiment of the present invention and a manufacturing process thereof Explain.
도 3a에 도시된 바와같이 제1실시예에서는 기존의 유전체 조성, 즉 소결온도를 낮추기 위한 첨가제를 함유하지 않은 유전체 조성을 그대로 유지한 채로 미리 고온에서 소결시킨 상부 및 하부 세라믹 유전체 기판(1a,1b)을 준비한다.As shown in FIG. 3A, in the first embodiment, the upper and lower ceramic dielectric substrates 1a and 1b sintered at a high temperature in advance while maintaining the existing dielectric composition, that is, the dielectric composition containing no additive for lowering the sintering temperature, is maintained. Prepare.
상기 상부 및 하부 세라믹 유전체 기판(1a,1b)은 각각 유전상수 20-80의 고유전율을 갖는 기판을 사용한다.The upper and lower ceramic dielectric substrates 1a and 1b each use a substrate having a high dielectric constant of 20-80.
이어서, 도 3b와 같이 상기 상부/하부 기판(1a,1b) 사이에는 환형 공진기 회로를 이루기 위한 내부 도전패턴(2)을 전도성이 뛰어난 금속인 100% Ag 페이스트, Cu 등을 이용하여 마이크로파 대역에서 사용 가능한 10-15㎛ 두께로 환형으로 스크린 인쇄에 의해 형성하고 건조한다.Subsequently, an inner conductive pattern 2 for forming an annular resonator circuit between the upper and lower substrates 1a and 1b is used in a microwave band using 100% Ag paste, Cu, etc., which is a highly conductive metal, as shown in FIG. 3B. Form and dry by screen printing as annular as possible 10-15 μm thick.
그후 건조후에 상기 상부/하부 기판(1a,1b)의 상부면과 하부면에는 도 3c와 같이 각각 접지면(5a,5b)을 상기와 같은 전도성 재료로 형성하며, 상부 기판(1a)의 상부면 양측변에는 상기와 같은 전도성 재료로서 상부 접지면(5a)과 분리되어 전기적으로 절연된 작은 사각형 아일랜드를 이루는 한쌍의 입출력 단자영역(4a,4b)을 스크린 인쇄방법으로 형성한다. 이경우 필요에 따라 상기 한쌍의 입출력 단자영역(4a,4b)은 하부 기판(1b)에 형성되거나, 상부기판과 하부기판에 하나씩 나누어 형성될 수 도 있다.Thereafter, after drying, the upper and lower surfaces of the upper and lower substrates 1a and 1b are formed with the conductive surfaces 5a and 5b as shown in FIG. 3c, respectively, and the upper surface of the upper substrate 1a. On both sides, a pair of input / output terminal areas 4a and 4b, which are separated from the upper ground plane 5a as a conductive material and form a small square island electrically insulated, are formed by the screen printing method. In this case, if necessary, the pair of input / output terminal areas 4a and 4b may be formed on the lower substrate 1b, or may be divided into upper and lower substrates one by one.
이어서 건조과정을 거친후 도 3d와 같이 하부기판(1b)의 상부면에 상하부 기판 사이에 에어갭이 형성되는 것을 차단하여 유전율의 저하를 억제할 수 있는 물질로서 저온 소결이 가능한 고유전율의 세라믹 페이스트(10)를 프린팅방법으로 도포한다.Subsequently, after drying, as shown in FIG. 3D, an air gap is formed between upper and lower substrates on the upper surface of the lower substrate 1b to suppress a decrease in dielectric constant. (10) is applied by a printing method.
그후 도 3e와 같이 상기 상부/하부 기판(1a,1b)을 압착에 의해 붙인후, 도 3f와 같이 스크린 인쇄된 페이스트의 점성과 접착력을 키우고 함유된 유기물을 제거하기 위하여 100℃에서 30분 동안 고온 건조시킨후 약 850-900℃에서 소성시켜 상부/하부 기판(1a,1b)을 고정 밀착시킨다.Thereafter, the upper and lower substrates 1a and 1b are attached by pressing as shown in FIG. 3E, and then heated at 100 ° C. for 30 minutes in order to increase the viscosity and adhesion of the screen-printed paste and to remove the organic substances as shown in FIG. 3F. After drying, the upper and lower substrates 1a and 1b are fixed to each other by firing at about 850-900 ° C.
끝으로 도 3g와 같이 상기 상부/하부 기판(1a,1b)의 4측면중에서 입출력 단자영역(4a,4b)이 형성되지 않은 다른 2측면에 대하여 상부/하부 접지면(5a,5b)을 상호 연결시키기 위하여 솔더링 또는 브레이징 방법에 의해 좌/우 측면 접착층(6a,6b)을 형성한다.Finally, the upper and lower ground planes 5a and 5b are interconnected with respect to the other two sides where the input / output terminal regions 4a and 4b are not formed among the four sides of the upper and lower substrates 1a and 1b as shown in FIG. 3G. The left and right side adhesive layers 6a and 6b are formed by soldering or brazing.
또한 상기 측면 접착층(6a,6b)은 상기한 도 3e에 도시된 압착단계 이후에 상기와 같은 전도성 페이스트를 인쇄 등에 의해 형성한후 소성에 의해 형성할 수 도 있다.In addition, the side adhesive layers 6a and 6b may be formed by baking after forming the conductive paste as described above after the pressing step illustrated in FIG. 3E.
한편 상부/하부 접지면(5a,5b)을 상호 연결시키기 위한 연결구조는 도 4에 도시된 바와같이 상기한 측면 접착층(6a,6b) 대신에 얇은 금속판을 이용한 연결판(8a,8b)을 이용하여 고정 접합시키는 것도 가능하다. 이경우 연결판(8a,8b)은 전도성이 양호한 은도금 또는 부식을 막기 위한 도금막이 형성된 두께 0.2-0.3mm의 금속판을 사용할 수 있다.On the other hand, the connection structure for interconnecting the upper and lower ground planes 5a and 5b uses connection plates 8a and 8b using thin metal plates instead of the side adhesive layers 6a and 6b as shown in FIG. It is also possible to fix and join. In this case, the connecting plates 8a and 8b may use a silver plate having good conductivity or a metal plate having a thickness of 0.2 to 0.3 mm in which a plating film for preventing corrosion is formed.
상기와 같이 본 발명의 제1실시예는 저온 소결재 세라믹 페이스트(10)를 상부/하부 기판(1a,1b) 사이에 도포시켜 소성함에 의해 도 1 및 도 2에 도시된 바와같은 환형 공진기를 얻게 된다.As described above, the first embodiment of the present invention obtains an annular resonator as shown in FIGS. 1 and 2 by applying the low-temperature sintered ceramic paste 10 between the upper and lower substrates 1a and 1b and firing the same. do.
상기한 환형 공진기는 기판과 기판 사이를 고유전율의 세라믹 접합층(10a)을 통하여 전체적으로 접합함에 의해 에어갭 효과를 제거할 수 있고, 기판의 접착력 향상을 기함과 동시에 높은 유효 유전율과 품질계수를 실현할 수 있게 된다.The annular resonator can remove the air gap effect by bonding the substrate and the substrate as a whole through the high dielectric constant ceramic bonding layer 10a, and at the same time improve the adhesion of the substrate and realize a high effective dielectric constant and quality coefficient. It becomes possible.
뿐만아니라 본 발명에서는 한쌍의 기 소결된 유전체 기판(1a,1b)을 접합하여 다층구조를 형성하므로 기존의 세라믹 기판의 고유한 특성을 유지할 수 있고 이를 통하여 저손실 및 소형화를 쉽게 이룰 수 있다.In addition, in the present invention, since a pair of pre-sintered dielectric substrates 1a and 1b are bonded to each other to form a multi-layer structure, it is possible to maintain unique characteristics of the existing ceramic substrate and thereby to achieve low loss and miniaturization.
그 결과 제1실시예의 유전체 기판은 마이크로파 대역에서 유전체 고유의 품질계수(Q×f)가 약 50,000 내지 100,000 정도의 값을 가지게 되며, 종래의 고유전율 세라믹과는 달리 마이크로웨이브 대역에서 광범위하게 쓰일 수 있다.As a result, the dielectric substrate of the first embodiment has a dielectric constant quality factor (Q × f) of about 50,000 to 100,000 in the microwave band, and can be widely used in the microwave band, unlike conventional high-k dielectric ceramics. have.
한편, 도 5에 도시된 제2실시예에 따른 스트립 라인 구조를 갖는 환형 공진기는 제1실시예의 도전패턴(2)과 세라믹 접합층(10a)을 형성하는 공정을 도 6에 도시된 공정으로 대체하여 제조된 예이다.Meanwhile, the annular resonator having the strip line structure according to the second embodiment shown in FIG. 5 replaces the process of forming the conductive pattern 2 and the ceramic bonding layer 10a of the first embodiment with the process shown in FIG. 6. It is an example manufactured by.
먼저 상기한 제1실시예와 동일하게 상기 상부/하부 기판(1a,1b)의 상부면과 하부면에 도 3c와 같이 각각 접지면(5a,5b)을 상기와 같은 전도성 재료로 형성하며, 상부 기판(1a)의 상부면 양측변에는 한쌍의 입출력 단자영역(4a,4b)을 형성한다.First, as in the first embodiment, the ground planes 5a and 5b are formed on the upper and lower surfaces of the upper and lower substrates 1a and 1b, respectively, as shown in FIG. A pair of input / output terminal regions 4a and 4b are formed on both sides of the upper surface of the substrate 1a.
그후, 제2실시예에서는 도 6과 같이 환형 형상을 이루는 내부 도전패턴(2)을 전도성이 뛰어난 금속인 100% Ag 페이스트, Cu 등을 이용하여 마이크로파 대역에서 사용 가능한 10-15㎛ 두께로 하부 저온 소결재 그린시트(20) 위에 스크린 인쇄에 의해 형성하고 건조한다.Subsequently, in the second embodiment, as shown in FIG. 6, the inner conductive pattern 2 having an annular shape is formed at a lower temperature of 10-15 μm using a 100% Ag paste, Cu, or the like having excellent conductivity, in a microwave band. It is formed by screen printing on the sintered material green sheet 20 and dried.
이어서 상부 저온 소결재 그린시트(22)를 하부 저온 소결재 그린시트(20) 위에 적층시킨 상태에서 도 3e 내지 도 3g와 유사하게 상기 상부/하부 기판(1a,1b)과 상부/하부 그린시트(20,22)를 압착에 의해 붙인후, 약 1000℃에서 소성시켜 상부/하부 기판(1a,1b)을 고정 밀착시키고, 상기 상부/하부 기판(1a,1b)에 대한 좌/우 측면 접착층(6a,6b)을 형성한다. 여기서 저온 소결재 그린시트(20,22)는 20-30㎛ 범위의 두께로 형성되며, 세라믹 절연소재로 이루어진다.Subsequently, the upper low temperature sintered material green sheet 22 is laminated on the lower low temperature sintered material green sheet 20, similarly to FIGS. 3E to 3G, the upper / lower substrates 1a and 1b and the upper / lower green sheets ( 20 and 22 are pressed together, and then fired at about 1000 ° C. to securely adhere the upper and lower substrates 1a and 1b to the left and right side adhesive layers 6a to the upper and lower substrates 1a and 1b. , 6b). Here, the low-temperature sintered green sheets 20 and 22 are formed to have a thickness in the range of 20-30 μm, and are made of ceramic insulating material.
상기한 공정을 거쳐서 완성된 제2실시예의 단면구조는 도 5와 같이 얻어지며, 제2실시예는 상부/하부 기판 사이를 고유전율의 세라믹 접합층(20a,22b)을 통하여 전체적으로 접합함에 의해 에어갭 효과를 제거할 수 있고, 기판의 접착력 향상을 기함과 동시에 높은 유효 유전율과 품질계수를 실현할 수 있게 된다.The cross-sectional structure of the second embodiment completed through the above process is obtained as shown in Figure 5, the second embodiment is the air by the overall bonding between the upper / lower substrate through the high dielectric constant ceramic bonding layer (20a, 22b) The gap effect can be eliminated, and the adhesion of the substrate can be improved, and high effective dielectric constant and quality factor can be realized.
한편 상기한 제1 및 제2 실시예는 2층 적층형 세라믹 유전체 기판 구조를 설명하였으나, 이와 유사한 방식으로 다층 적층구조를 실현할 수 있다. 예를들어, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로웨이브 소자용 스트립 라인 구조를 갖는 3층 세라믹 유전체 기판을 보여주는 단면도이다. 제3실시예는 제1 및 제2 실시예와 동일하게 어떤 첨가제도 함유하지 않고 유전체 조성을 그대로 유지한 채로 미리 고온에서 소결시켜 고유전율을 갖는 3개의 세라믹 유전체 기판(11a,11b,11c)을 고유전율의 세라믹층(30)을 사용하여 적층된다.Meanwhile, although the above-described first and second embodiments have described the two-layer multilayer ceramic dielectric substrate structure, the multilayered multilayer structure can be realized in a similar manner. For example, FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a three-layer ceramic dielectric substrate having a strip line structure for microwave devices according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment inherently contains three ceramic dielectric substrates 11a, 11b, and 11c having a high dielectric constant by sintering at a high temperature in advance without containing any additives and maintaining the dielectric composition in the same manner as in the first and second embodiments. It is laminated using the ceramic layer 30 of the electrical conductivity.
각 기판(11a,11b,11c) 사이에는 회로 형성용 도전패턴(12,12a)이 형성되어 있고, 도전패턴(12,12a)이 형성되지 않은 빈공간에 기판을 상호 접합시키기 위한 세라믹 접합층(30)이 저온 소결재 페이스트 또는 그린시트 등을 사용하여 형성되고, 상부/하부 기판(11a,11c)의 상부와 하부면에는 각각 접지면(15a,15b)이 형성되어 있다.The ceramic bonding layers 12 and 12a are formed between the substrates 11a, 11b, and 11c, and the substrates are bonded to each other in an empty space in which the conductive patterns 12 and 12a are not formed. 30) is formed using a low temperature sintered material paste or green sheet, and ground planes 15a and 15b are formed on the upper and lower surfaces of the upper and lower substrates 11a and 11c, respectively.
상기 상부 기판(11a)의 상부면에는 접지면(15a)과 분리되며 도시되지 않은 입출력 단자영역이 형성되고, 3기판의 양측면에는 상부/하부 접지면(15a,15b)을 상호 연결시키기 위한 측면 접착층(16a,16b)이 형성되어 있다.The upper surface of the upper substrate 11a is separated from the ground surface 15a, and an input / output terminal region (not shown) is formed, and side adhesive layers for interconnecting the upper / lower ground surfaces 15a and 15b to both sides of the three substrates. 16a and 16b are formed.
상기한 바와같이 제3실시예에 따르면 에어갭에 의한 유전율과 품질계수의 저하현상을 야기하지 않고 다층 세라믹 유전체 기판을 얻을 수 있게 된다.As described above, according to the third embodiment, a multilayer ceramic dielectric substrate can be obtained without causing a decrease in dielectric constant and quality coefficient due to air gap.
이하에 본 발명을 2층구조의 세라믹 대역통과필터에 적용한 예를 도 8 및 도 9를 참고하여 설명하고 종래의 구조와 특성을 비교한다.Hereinafter, an example in which the present invention is applied to a ceramic bandpass filter having a two-layer structure will be described with reference to FIGS. 8 and 9, and the conventional structure and characteristics will be compared.
먼저 ZnO+Nb2O5+Ta2O5의 조성으로서 크기가 10×10×2mm이고, 유전상수(εr)가 37이며, 품질계수(Q×f)는 10GHz에서 55,000이고, 소결온도가 1300℃인 한쌍의 고유전율 마이크로 세라믹 기판(41a,41b)을 소결하여 준비한다.First of all, ZnO + Nb 2 O 5 + Ta 2 O 5 has the composition of 10 × 10 × 2mm, dielectric constant (ε r ) of 37, quality factor (Q × f) of 55,000 at 10GHz, and sintering temperature. A pair of high dielectric constant micro ceramic substrates 41a and 41b at 1300 ° C are prepared by sintering.
그후 상기한 하나의 하부 세라믹 유전체 기판(41b)의 상부면 중앙에 대역통과필터용 도전패턴(42)을 100% Ag 페이스트를 이용하여 10㎛ 두께로 실크 스크린 인쇄에 의해 일측의 2모서리가 평행하게 연장되어 돌기부(42a,42b)를 갖는 사각형으로 형성한다. 이경우 도전패턴(42)의 선폭은 0.5mm로 제작하였다. 또한 각 기판(41a,41b)의 상부면과 하부면에는 도 8과 같이 접지용 패턴(45a,45b)과 입출력 단자영역(44a,44b)을 인쇄하였다.After that, the two edges of one side of the lower ceramic dielectric substrate 41b are parallel to each other by silk screen printing using a 100% Ag paste on the conductive pattern 42 for the bandpass filter in the center of the upper surface of the lower ceramic dielectric substrate 41b. It extends to form a quadrangle having protrusions 42a and 42b. In this case, the line width of the conductive pattern 42 was manufactured to 0.5 mm. In addition, the upper and lower surfaces of each of the substrates 41a and 41b are printed with the grounding patterns 45a and 45b and the input / output terminal areas 44a and 44b as shown in FIG.
상기 기판의 건조후 하부기판(41b)의 상부면에 저온 소결재 세라믹 페이스트(50)를 사용하여 10㎛ 두께로 도포하고, 건조후에 상부/하부 기판에 압력을 가하여 붙인다. 그후 100℃에서 30분 고온 건조하고 900℃에서 Ag 페이스트를 소성한다.After drying, the substrate is coated on the upper surface of the lower substrate 41b using a low-temperature sintered ceramic paste 50 with a thickness of 10 μm, and after drying, pressure is applied to the upper / lower substrate. Thereafter, hot drying is performed at 100 ° C. for 30 minutes and the Ag paste is calcined at 900 ° C.
끝으로 좌우 측면을 브레이징에 의해 측면 접착층(46a,46b)을 형성하여 제4실시예의 2층구조 세라믹 대역통과필터를 완성하였다.Finally, the side adhesive layers 46a and 46b were formed by brazing the left and right sides to complete the two-layer ceramic band pass filter of the fourth embodiment.
그후 완성된 제4실시예에 따른 대역통과필터의 주파수 특성을 측정하여 측정결과를 도 10에 점선(M)으로 나타내었다.After that, the frequency characteristics of the band pass filter according to the fourth embodiment were measured, and the measurement results are shown as dotted lines (M) in FIG. 10.
-종래예-Conventional example
에어갭 효과를 갖는 종래의 대역통과필터의 특성을 검토하기 위하여 제4실시예와 동일한 크기 및 조건으로 필터를 형성하며, 단지 제조공정중 저온 소결재 세라믹 페이스트(50)를 사용하는 것 대신에 4모서리 부분만 부분적으로 상부/하부기판을 접합시켜서 제조한 한후 제4실시예와 동일한 주파수 특성을 측정하여 이를 도 10에 실선(P)으로 표시하였다.In order to examine the characteristics of the conventional bandpass filter having the air gap effect, the filter is formed in the same size and condition as in the fourth embodiment, and instead of using the low-temperature sintered ceramic paste 50 during the manufacturing process, After only the edge portion was manufactured by partially bonding the upper / lower substrates, the same frequency characteristics as those of the fourth embodiment were measured, and this is indicated by a solid line P in FIG. 10.
상기한 도 10에 도시된 특성 그래프로부터 알 수 있는 바와같이 종래의 대역통과필터는 공진 주파수(f0)가 1.8GHz로 나타나는데 반하여 본 발명에 따른 제4실시예의 필터는 공진 주파수(f0)가 종래의 필터에 비하여 200-300MHz 정도 아래로 이동된 것으로 나타났다.As can be seen from the characteristic graph shown in FIG. 10, the conventional bandpass filter has a resonance frequency f 0 of 1.8 GHz, whereas the filter of the fourth embodiment of the present invention has a resonance frequency f 0 . It has been shown to move down about 200-300MHz compared to the conventional filter.
이는 본 발명의 경우 2기판 사이에 충전된 세라믹 페이스트의 영향으로 에어갭 효과가 줄어들어서 유효유전율(εeff)이 증가한 것에 기인한 것으로 판단되며, 이는 하기한 식 1에 표시된 공진 주파수(f0)와 유효 유전율(εeff)과의 일반적인 관계와 일치한다.In the case of the present invention, it is determined that the effective dielectric constant (ε eff ) is increased by decreasing the air gap effect due to the influence of the ceramic paste filled between the two substrates, which is the resonance frequency (f 0 ) shown in Equation 1 below. And the general relationship between and the effective permittivity (ε eff ).
(식 1)(Equation 1)
공진 주파수(f0) ∝
또한 상기한 결과로부터 본 발명에서는 동일한 주파수의 필터를 형성하는 경우 종래에 비하여 부품의 크기를 소형화시키는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen from the above results that in the present invention, when forming the filter of the same frequency, it is possible to reduce the size of the component compared to the conventional.
상기한 바와같이 본 발명에서는 기 소결된 유전체 기판을 이용하여 다층구조로 기판과 기판 사이를 고유전율의 세라믹을 통하여 전체적으로 접합함에 의해 에어갭 효과를 제거하여 유효 유전율과 품질계수의 증가와 함께 마이크로웨이브 소자의 소형화와 기판의 접착력 향상을 기할 수 있게 되었다.As described above, in the present invention, by using the pre-sintered dielectric substrate, the air gap effect is eliminated by bonding the substrate and the substrate as a whole through a high dielectric constant ceramic, thereby increasing the effective dielectric constant and quality coefficient. The device can be miniaturized and the adhesion of the substrate can be improved.
본 발명은 일반적인 마이크로웨이브 스트립라인을 필요로 하는 마이크로웨이브 제품에 응용할 수 있다. 이러한 제품으로는 상기한 대역통과필터 이외에 소형 저손실화에 따라 두개의 대역통과필터로 구성되는 듀플렉서, 그밖에 소형의 방향성 결합기 및 높은 품질계수를 이용한 높은 공진회로와, 이를 이용한 소형 공진기와, 전송선의 지연라인 등에도 응용할 수 있다.The present invention can be applied to microwave products requiring a general microwave stripline. These products include a duplexer composed of two band pass filters in addition to the band pass filter as described above in accordance with a small low loss, and a high resonant circuit using a small directional coupler and a high quality factor, a small resonator using the same, and a delay of a transmission line. It can also be applied to lines.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications can be made by those who have
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