유전체 세라믹스

소개글

유전체 세라믹스에 대한 보고서 자료입니다.

목차

I 서 론

II 본 론
II-1 고주파 유전체 재료
1. BaO-TiO2 계
2. BaO-R2O3-TiO2 계
3. ZrO2-SnO2-TiO2 계
4. 복합 페롭스카이트 계
5. Bi2O3-Nb2O5 세라믹스
II-2 고주파 유전체 적층필터 설계
II-3 필터 제작 및 특성

본문내용

위해서는 고주파 회로 설계 simulation tool을 이용하게 되는데 여러 simulator중 여기서는 전자기적 해석과 구조적 설계가 고려된 sonet simulatior를 이용하였다. 먼저 공진기의 전자기적 해석을 위한 공진기의 단위 cell을 나누게 되는데 cell을 작게 많이 나누면 설계값은 정확하지만 계산결과를 내는데 많은 시간이 소요되고 simulator에 많은 메모리 용량을 차지하게 되어 효과적이지 못하고 반대로 cell을 크고 적은 수로 나누면 빠른 계산시간과 적은 메모리 용량으로 결과를 얻을 수 있으나 그 계산값은 부정확한 결과를 얻게 된다. 따라서 그림 2에서 보는 봐와 같이 공진기의 전류밀도의 분포를 보면 전류의 진행방향으로는 중간부분에서 전류밀도의 변화가 작고 진행방향의 끝부분에서 밀도변화가 크며, 진행 방향의 수직방향으로 그리고 끝으로 갈수록 전류밀도 변화가 크기 때문에 공진기의 끝부분 가장자리 쪽에서 cell 크기를 작고 촘촘히 나누고, 중간부분은 cell을 넓고 길게 함으로써 계산시간을 짧게 하면서 결과치의 정확도를 높일 수 있다.
그림3. 일체형 필터의 등가회로
일체형 필터의 기본 등가회로는 그림 3과 같으며 공진기 3개를 coupling하여 만든 구조로 적층필터에서 이를 공간적으로 배열하여 제조하고 평가후 다시 설계하여 피드백 반복을 함으로써 조절된다. 그림 4에, 이의 실험 결과와 simulation 반복을 거치면서 최종 필터를 제작하는 개략도를 보였다.
그림 4. 적층 유전체 필터의 설계과정
II-3 필터 제작 및 특성
필터 제작은 기본 세라믹 원료를 합성하는 것부터 시작을 한다. 그림 5에 적층필터 제조의 개략도를 나타내었다. 먼저 저온 소결이 가능한 원료를 합성하여 미세하게 분쇄 및 각종 binder와 유기 용매를 혼합하는 ball mill을 하게 된다. Ball mill후 슬러리 상태에서 캐리어 필름을 통해 태입 캐스팅 공정을 통해 두께 약 100㎛로 쉬트 성형을 거쳐 10X10㎝ 크기로 컷팅을 한다.
그림 5. 적층 유전체 필터의 제조공정
쉬트중 필요한 층은 층간 회로의 연결을 위한 via hole punching을 하고 쉬트별 회로설계에 의한대로 pattern을 인쇄한다. 층별 쉬트를 정렬이 유지되도록 적층을 하고 열가압 lamination 공정을 거친다. 적층된 쉬트를 개개의 필터가 형성되도록 cutting을 하고 동시소결을 한다. 소결된 일체형 세라믹의 외부전극을 입히고 전극소부를 한후에 특성평가를 통한 필터 불량을 선별함으로서 최종 필터가 제작된다.
그림 6. 적층 유전체 필터
그림 7. 적층유전체 필터 특성(IMT2000)
그림 6은 IMT2000 주파수 대역의 최종 제작된 필터의 실물로서 듀를렉서로 제작된다면 기존 상용화된 부품보다 크기면에서 1/4이하 수준으로 소형화 됨을 볼수 있다. 그림 7은 필터 특성을 보여주는 데이터로서 송신단대역에서 삽입손실 2.7dB 이하, 감쇄특성 40 이상, 수신단 대역에서 삽입손실 2.8dB 이하, 감쇄특성 40dB 이상의 특성을 보이고 있다.

키워드

유전체,   유전체재료,   세라믹스,   적층필터,   BaO-TiO2,   Bi2O3-Nb2O5 세라믹스