• 제목/요약/키워드: LTCC(low temperature co-fired ceramic)

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LTCC 공정을 이용한 K/Ka 대역에서의 송수신 겸용 L 형태 원형편파 안테나 (Design of TX/RX broadband L-type circular polarization Antenna using LTCC at K/Kaband)

  • 오민석;천영민;김성남;최재익;표철식;이종문;천창율
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2052-2054
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    • 2004
  • The TX/RX broadband L-type circular polarization antenna using LTCC at K/Ka band has been presented. This antenna has been analyzed in compensation for LTCC with relative permittivity 5.2 and could have been integrated with RF component. As the measured 10dB impedance circular polarization bandwidth of the proposed antenna is 7%(20.8GHz${\sim}$22.2GHz) at the K band and 2.3%(30.9GHz to 31.6GHz) at the Ka band. Also the gain of the antenna is -0.7${\sim}$3.05dBi at the K band and -2.8${\sim}$1dBi at the Ka band. The purpose of the research is to design an efficient antenna structure for satellite communication at K/Ka band. the antenna should be used for both TX and RX frequency bands. The antenna will be mounted on LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) so that it can be integrated with other RF circuits. This research is important because of the following reasons. 1) The frequency ranges of satellite communication tends to move up to higher frequency such as Ka band or milimeter wave band. 2) Design of antenna for smaller size, lighter weight and less loss is preferred by most RF engineers. 3) Antennas on LTCC enables to integrate the antenna with other RF circuits, and thus, one can reduce the size and loss of the RF system.

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붕규산염 유리 첨가에 따른 $Bi_2(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_2O_7$의 저온 소결 및 유전 특성 (Low Temperature Sintering and Dielectric Properties of $Bi_2(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_2O_7$ with (ZBS, BZBS) glasses)

  • 김관수;박종국;윤상옥;김신;김윤한;강석용
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.342-342
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    • 2008
  • The low temperature sintering and microwave dielectric properties of ceramic/glass composites which were composed of ceramics in the $Bi_2(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_2O_7$ and zinc borosilicate glass/bismuth-zinc borosilicate glass were investigated with a view to applying the microwave dielectrics to low temperature co-fired ceramics. The $Bi_2(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_2O_7$ addition of 5 wt% ZBS and BZBS glass ensured a successful sintering below $900^{\circ}C$. In addition, pyrochlore phase was observed in the all composition. $Bi_2(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_2O_7$ with 5 wt% BZBS glasss demonstrated 70 as the dielectric constant ($\varepsilon_r$), 2,500 GHz as the Q$\times$f value, and -40 ppm/$^{\circ}C$ as TCF.

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저온 소결 세라믹스 제조를 위한 $SiO_2-B_2O_3$-R(CaO, BaO, ZnO, $Bi_2O_3$)계 붕규산염 유리 특성 평가 (Valuation properties of $SiO_2-B_2O_3$-R(R=CaO, BaO, ZnO, $Bi_2O_3$) borosilicate glass system for fabricating low temperature ceramics)

  • 윤상옥;이현식;김관수;허욱;심상흥;박종국
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.272-273
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    • 2006
  • LTCC(low temperature co-fired ceramics)용 glass/ceramic 복합체를 제조하기 위해 4 종류의 borosilicate계 glass를 선정하고 filler로 $Al_2O_3$ ceramics를 filler 사용하여 30~50 vol% glass frit에 따른 소결 및 유전 특성에 대하여 조사하였다. Glass frit은 $SiO_2$$B_2O_3$ 함량비를 고정한 후 R(CaO, BaO, ZnO, $Bi_2O_3$)에 따라 유리 연화온도(Ts)와 함량이 소결에 미치는 영향 및 유전 특성 변화를 고찰한 결과, CaO-$B_2O_3-SiO_2$ glass의 경우 다량의 2 차상이 형성되었고, 이에 $900^{\circ}C$ 이하에서 완전 소결이 이루어지지 않았으며, BaO-$B_2O_3-SiO_2$ glass는 celsian($BaAl_2Si_2O_8$) 결정이 형성되면서 소결성의 저하를 갖고 왔으며, ZnO-$B_2O_3-SiO_2$ glass는 소결이 진행됨에 따라 주상이 $Al_2O_3$에서 gahnite($ZnAl_2O_4$) 결정이 형성되면서 품질계수가 크게 증가하였으며, $Bi_2O_3-B_2O_3-SiO_2$ glass는 45 vol%일 때 $900^{\circ}C$에서부터 일정한 선수축율 특성을 나타내었지만, 다량의 액상으로 인하여 유전 특성의 저하를 나타내었다.

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$BaO-Nd_2O_3-TiO_2$ 계의 저온소성을 위한 인삼염계의 프릿영향 (Effect of Phosphate Glass frits on BNT system for LTCC)

  • 정병해;한태희;김유진;김형순
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.71-71
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    • 2003
  • 최근 통신용 전자부품의 소형화, 저가격화, 고기능화의 요구가 점점 더 증대되고 있으며 이를 위해서 기판의 배선밀도를 높이는 것과 개별 부품 또는 모듈의 크기와 무게를 줄이는 것이 절실히 필요하다. 본 연구에서는 저융점의 phosphate계 유리 프릿의 첨가를 통해 LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) 에 적용 가능한 조성을 개발하고자 하였다. 마이크로파 용 유전재료로서 널리 사용되고있는 BNT (BaO-Nd$_2$O$_3$-TiO$_3$) 계 세라믹스에 저융점 유리 프릿의 양을 10-30wt% 범위로 변화시키면서 900-110$0^{\circ}C$ 범위에서 소결하여 이에 따른 수축률 변화와 상대밀도의 변화를 조사하였다 유리 프릿으로 P$_2$O$_{5}$-ZnO-BaO-Nd$_2$O$_3$ 계, P$_2$O$_{5}$-SnO-ZnO 계 2가지 조성의 유리를 사용하였다 그 결과로 소결체의 상대밀도는 소성온도가 900-110$0^{\circ}C$ 로 증가함에 따라 85-96% 로 증가하였고, 그 수축률은 소결온도 100$0^{\circ}C$ 에서 급격히 증가하였다. 이러한 결과는 저온 동시소성 세라믹 조성의 사용을 위해 좋은 결과가 예상된다.

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차량 충돌 방지 레이더 시스템용 밀리미터파 유전체 공진기 안테나 (Millimeter-Wave Dielectric Resonator Antennas for the Anti-Collision Car Radar System)

  • 박영본;정영호;석창헌;이문수
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권10호
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    • pp.41-49
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    • 2013
  • 본 논문에서는 차량 충돌 방지용 밀리미터파 레이더 시스템용 안테나에 적용 가능한 LTCC(low temperature co-fired ceramic) 공정을 사용한 유전체 공진기 안테나(DRA, dielectric resonator antenna)를 제안한다. 76-77 GHz에서 공진하는 DRA를 설계하며, LTCC 공정을 사용하여 유전체 공진기 내부에 SRR(split ring resonator)을 넣은 구조와 모노폴을 넣은 구조를 제안한다. 또한 모노폴을 넣은 구조는 선형 편파를 제공하는 안테나와 원형편파를 제공하는 두 가지 구조로 설계한다. 유전체 공진기 내부 구조 및 편파, 급전 마이크로스트립 선로 길이 및 마이크로스트립 구조에 따라 총 3가지 모델의 DRA를 설계하고, EM 해석 소프트웨어인 CST를 사용하여 각 안테나의 반사손실 특성 및 방사 패턴을 계산한다. 설계된 안테나를 실제 제작하여 특성을 측정하고 계산치와 비교한다. 제작된 DRA 측정결과 원하는 대역인 76-77GHz 대역에서 공진 특성을 나타내고, 8.15 dBi에서 10.82 dBi의 안테나 이득을 획득하였다.

저온 소결용 xZnWO4-(1-x)TiO2 세라믹스의 소결 및 마이크로파 유전 특성 (Sinterability and Microwave Dielectric Properties of xZnWO4-(1-x)TiO2 Ceramics Sintered at Low Temperature)

  • 윤상옥;김관수;심상흥;박종국
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.855-861
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    • 2006
  • Sinterability and microwave dielectric properties of $xZWO_{4}-(1-x)TiO_{2}$ ceramic systems with zinc-borosilicate glass and $TiO_{2}$ contents for LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics) were investigated. The addition of $3{\sim}10\;wt%$ ZBS glass ensured the sinterability below $900^{\circ}C$. In general, increasing ZBS glass content seemed to enhance the sinterability, but the quality factor($Qxf_{0}$) significantly decreased due to the formation of an excessive liquid and second phases. As for the addition of $TiO_{2}$, the dielectric constant(${\varepsilon}_{r}$) and temperature coefficient of resonant frequency(${\tau}_{f}$) showed to increase, while the quality factor($Qxf_{0}$) did not show an apparent change. The composition of $0.7xZnWO_{4}-0.3TiO_{2}$ ceramics sintered at $900^{\circ}C$ with 5 wt% ZBS glass demonstrated 21.6 in dielectric constant(${\varepsilon}_{r}$), 14,800 in quality factor($Qxf_{0}$), and $+5\;ppm/^{\circ}C$ in temperature coefficient of resonant frequency(${\tau}_{f}$).

Zn-B-O 글라스 첨가에 의한 Ca[(Li1/3Nb2/3)0.2Ti0.8]O3-δ 세라믹스의 마이크로파 유전특성 (Microwave Dielectric Properties of Ca[(Li1/3Nb2/3)0.2Ti0.8]O3-δ Ceramics with Addition of Zn-B-O Glass Systems)

  • 인치승;김시연;여동훈;신효순;남산
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제29권12호
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    • pp.781-785
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    • 2016
  • With trend of the miniaturization and the high-functionalizing of mobile communication system, low-loss microwave dielectric materials are widely used for high frequency communication components. These dielectric materials should be co-sintered with highly electric-conducting metal such as silver or copper for high-frequency and thick film process application. Sintering temperature of $Ca(Li_{1/3}Nd_{2/3})_{0.2}Ti_{0.8}]O_{3-{\delta}}$, which has excellent dielectric properties such as ${\varepsilon}_r$ above 40, quality factor ($Q{\cdot}f_0$) above 16,000 GHz, and TCF (temperature coefficient of resonant frequency) of $-20{\sim}-10ppm/^{\circ}C$, is reported as high as $1,175^{\circ}C$, so it could not be co-sintered with silver or copper. Therefore in this study, low-temperature melting glasses of Zn-B-O and Zn-B-Si-O systems were added to $Ca[(Li_{1/3}Nb_{2/3})_{0.8}Ti_{0.2}]O_{3-{\delta}}$ to lower its sintering temperature under $900^{\circ}C$ without losing excellency of dielectric properties. With 15 weight % of Zn-B-Si-O glass and sintered at $875^{\circ}C$, specimen showed density of $4.11g/cm^3$, ${\varepsilon}_r$ of 40.1, $Q{\cdot}f_0$ of 4,869 GHz, and TCF of $-5.9ppm/^{\circ}C$. With 15 weight % of Zn-B-O glass and sintered at $875^{\circ}C$, specimen showed density of $4.14g/cm^3$, ${\varepsilon}_r$ of 40.4, $Q{\cdot}f_0$ of 7,059 GHz, and TCF of $-0.92ppm/^{\circ}C$.

Zinc-borosilicate Glass Frit 첨가에 따른 Ca(Li1/4Nb3/4)O3-CaTiO3 세라믹스의 마이크로파 유전 특성 (Microwave Dielectric Properties of Ca(Li1/4Nb3/4)O3-CaTiO3 Ceramics added with Zinc-borosilicate Glass Frit)

  • 윤상옥;김관수;조태현;심상흥;박종국
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.524-530
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    • 2006
  • $xCa(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_{3}-(1-x)CaTiO_{3}$ ceramics were sintered under the presence of zinc-borosilicate(ZBS) glass and resultant microwave dielectric properties were investigated with a view to applying the composition to low-temperature co-fired ceramic(LTCC) technology. The addition of $5{\sim}15wt%$ ZBS glass ensured successful sintering below $900\;^{\circ}C$. In general, increased addition of ZBS glass increased sinterability but it decreased the quality factor($Q{\times}f_{0}$) significantly due to the formation of an excessive liquid and second phases. As for the addition of $CaTiO_3$, the dielectric constant(${\epsilon}_r$) and temperature coefficient of resonant frequency(${\tau}_f$) increased, while the quality factor($Q{\times}f_{0}$) did not show an apparent change. The sintered $0.9Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_{3}-0.1CaTiO_{3}$ specimen at $900\;^{\circ}C$ with 10 wt% ZBS glass demonstrated 39.6 in dielectric constant(${\epsilon}_r$), 4,400 in quality factor$(Q{\times}f_{0}),\;and\;-11ppm/^{\circ}C$ in temperature coefficient of resonant frequency(${\tau}_f$).

LTCC 공법을 사용한 Cellular/SDMB 안테나-다이플렉서 모듈 (Antenna-Diplexer Module for Cellular/SDMB Band Using LTCC Technology)

  • 하정욱;장기훈;윤영중
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.774-783
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    • 2007
  • 본 논문은 Cellular 대역과 SDMB(Satellite Digital Multimedia Broadcasting) 대역에서 동작하는 무선 통신 시스템을 위한 송수신 전치단의 소형 안테나-다이플렉서 모듈을 설계하고 구현하는 방법을 제안한다. 제안된 모듈은 이중 공진 안테나와 다이플렉서로 구성되고, 저 손실과 소형화를 동시에 달성하기 위해 다층의 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기술을 이용하여 제작되었다. 이중 공진 안테나는 소형화를 위해 미앤더 라인을 사용하였고, 임피던스 매칭을 쉽게 이루기 위해 IFA(Inverted-F Antenna) 구조를 응용하여 설계하였으며, 간단한 구조를 지니면서 사양을 만족하는 이득과 대역폭을 갖는다. 다이플렉서는 저역 통과 필터 및 고역 통과 필터를 결합하여 설계되었고, 이들 사이의 상호 간섭을 줄임으로써 높은 격리도를 얻을 수 있었다. 제작된 모듈의 크기는 $27.5{\times}12.0{\times}2.2mm$이고, $813{\sim}902MHz,\;2,586{\sim}2,655MHz$의 동작 주파수 대역과 -1.96 dBi(cellular band), -5.43 dBi(SDMB band)의 이득이 측정되었다. 주파수 응답 특성과 방사 특성이 분석되었다.

IMT-2000용 초소헝 적층형 대역 통과 칩 필터 설계 및 제작 (Miniaturized Multilayer Band Pass Chip filter for IMT-2000)

  • 임혁;하종윤;심성훈;강종윤;최지원;최세영;오영제;김현재;윤석진
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권10호
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    • pp.961-966
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    • 2003
  • BiN $b_{0.975}$S $b_{0.025}$ $O_4$저온 동시 소결 세라믹 후막 및 적층 세라믹(Multi-Layer Ceramic, MLC) 공정 기술을 이용한 소형 마이크로파 필터를 설계 및 제작하였다. MLC 칩 대역 통과 필터(BPF)는 소형화와 낮은 가격이라는 장점을 가지고 있다. 제안된 필터는 stripline 공진기와 결합 캐패시터로 구성되며, IMT-2000용 단말기의 수신단 통과 대역에 적합하며 통과 대역 아래쪽 저지 대역에 감쇠극이 형성되도록 설계하였다. 상용 마이크로파 회로 및 구조 설계 tool를 이용하여 제안된 MLC칩 대역 통과 필터의 공진기 전자기적 결합량 변화 및 결합 캐패시턴스에 따른 필터의 주파수 특성, 특히 감쇠극의 위치 변화에 대해 살펴보았다. 제작된 MLC 칩 BPF의 주파수 특성은 시뮬레이션 결과와 매우 일치하였다.