• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제9권3호
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• pp.164-173
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• 2009

In this paper, two new circuit structures for European and U.S. ultra-wide band(UWB) bandpass filters(BPFs) with sharp roll-off characteristics are introduced. We show first that the ultra-wide bandpass property is obtained from a $\lambda$/4 open T resonator with a capacitively coupled $\lambda$/4 short-circuited line, which provides two attenuation poles at lower and upper cutoff frequencies. Then, two identical capacitively coupled input/output lines, which can be $\lambda$/4-length open ends or $\lambda$/2-length short ends, with the T-resonator, are adopted to suppress lower and higher frequency components outside of the pass band. There is coupling between the input and output lines providing two additional transmission zeros in the lower and upper transition bands of the filter. Since the coupling between the T-resonator with the $\lambda$/4 short-circuited line and the input/output lines limits the bandwidth of the filter to the European UWB band, both the $\lambda$/4 short-circuited line and the input/output lines are inserted between the two stacked T-resonators for the U.S. UWB band. The filter structures are simulated with ADS and HFSS and realized with low-temperature co-fired ceramic(LTCC) green tape which has the dielectric constant of 7.8. Measurement results agree well with HFSS simulation results.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권3호
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• pp.25-32
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• 2021

본 논문에서는 X-Band 대역에서 이중 편파 특성을 갖는 Magneto-Electric(ME) dipole 배열안테나를 제안하고, 이를 Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC) 공정을 이용하여 구현 및 측정하였다. 제안된 배열안테나는 LTCC로 구성된 1 × 1 ME dipole 안테나 32 개를 Teflon PCB에 배열하여 8 × 4 배열 안테나로 구성된다. 1 × 1 ME dipole 안테나는 두 쌍의 방사체에서 각각 수직 편파와 수평 편파를 방사하여 이중 편파를 구현하게 된다. 2개의 Port 급전은 LTCC를 이용한 적층 공정을 통해 구현하였으며, 각 각의 Port는 포트 간 격리도를 확보하기 위해 Γ-shaped feeding strip을 통해 독립적으로 방사체에 급전된다. 안테나 배열에 사용된 Teflon PCB는 4층 구조로 형성하였으며, 상단 면과 하단 면을 통해 2개의 Port가 급전된다. 그리고 배열되는 안테나와 Teflon PCB의 임피던스 정합을 위해 Teflon PCB의 전송선로에 λ_g/4 변환기를 적용하였으며 시뮬레이션을 통해 최적 파라미터를 얻었다. 구현된 ME dipole 8 × 4 배열안테나의 크기는 15.5 mm × 11 mm × 4.2 mm이며, Port 1 급전 시 측정된 방사 최대 이득은 18.2 dBi, cross-pol은 1.0 dBi이고 Port 2 급전 시 측정된 방사 최대 이득은 18.1 dBi, Cross-pol은 3.2 dBi로 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.297-297
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• 2007

The $(B_{0.5},Sr_{0.5})TiO_3$ ceramics, which added with low sintering materials $Li_2CO_3$ and ZnBO, was investigated for LTCC(low temperature co-fired ceramic) applications. To compare sintering temperature of $(B_{0.5},Sr_{0.5})TiO_3$ respectively, we added 1, 2, 3, 4, and 5wt% of $Li_2CO_3$ and ZnBO to $(B_{0.5},Sr_{0.5})TiO_3$. For confirming the sintering temperature, the respective specimens were sintered from $750^{\circ}C$ to $1200^{\circ}C$ by $50^{\circ}C$. The case of $Li_2CO_3$ greatly lowered the sintering temperature of $(B_{0.5},Sr_{0.5})TiO_3$ ($1350^{\circ}C$) below $900^{\circ}C$. The addition of ZnBO improved the loss tangent of $(B_{0.5},Sr_{0.5})TiO_3$. The crystalline structure of $LiCO_3$ doped $(B_{0.5},Sr_{0.5})TiO_3$ and ZnBO doped $(B_{0.5},Sr_{0.5})TiO_3$ was analyzed with the X-ray diffraction (XRD) analysis. The dielectric permittivity and loss tangent of $Li_2CO_3$ doped BST and ZnBO doped BST were measured with the HP 4284A precision. From the electrical characterization, we respectively obtained the dielectric permittivity 1361, loss tangent $6.94{\times}10^{-3}$ at $Li_2CO_3$ doped $(B_{0.5},Sr_{0.5})TiO_3$ (3wt%) and the dielectric constant 1180, loss tangent $3.70{\times}10^{-3}$ at ZnBO doped $(B_{0.5},Sr_{0.5})TiO_3$(5wt%).

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제18권4호
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• pp.181-184
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• 2017

Multilayer ceramics in which piezoelectric layers of $0.90Pb(Zr_{0.48}Ti_{0.52})O_3-0.05Pb(Mn_{1/3}Sb_{2/3})O_3-0.05Pb(Zn_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ (0.90PZT-0.05PMS-0.05PZN) stack alternately with silver electrode layers were prepared by an advanced low-temperature co-fired ceramic (LTCC) method. The electrical properties and bonding strength of the multilayers were associated with the interface morphologies between the piezoelectric and silver-electrode layers. Usually, the inner silver electrodes are fabricated by sintering silver paste in multi-layer stacks. To improve the interface bonding strength, piezoelectric powders of 0.90PZT-0.05PMS-0.05PZN with an average particle size of $23{\mu}m$ were added to silver paste to form a gradient interface. SEM observation indicated clear interfaces in multilayer ceramics without powder addition. With the increase of piezoelectric powder addition in the silver paste, gradient interfaces were successfully obtained. The multilayer ceramics with gradient interfaces present greater bonding strength as well as excellent piezoelectric properties for 30~40 wt% of added powder. On the other hand, over addition greatly increased the resistance of the inner silver electrodes, leading to a piezoelectric behavior like that of bulk ceramics in multilayers.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1050-1060
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• 2009

본 논문에서는 능동 위상 배열 안테나를 가지는 SAR(Synthetic Aperture Radar)용 X-대역 T/R(Transmit/Receive) 모듈을 설계, 제작하였다. T/R 모듈은 X-대역에서 800 MHz 이상 대역폭을 가지며 이중 편파 운용이 가능하다. 송신 출력 7 W 이상에 잡음지수 3.9 dB 이하를 가진다. 위상과 이득은 6비트 위상변위기와 6비트 디지털 감쇠기에 의해 각각 제어된다. 게다가 제작된 T/R 모듈은 방향성 결합기와 전력분배기로 연결되는 성능 점검/보정 포트를 가진다. LTCC 다층 기판을 사용하여 고직접화 T/R 모듈이 가능하게 하였다. 모든 동작 주파수 대역에서 수신시 RMS 이득 오차는 최대 0.8 dB 이하이고, 송/수신시 RMS 위상 오차는 최대 $4^{\circ}$ 이하로 측정되었고, 또한 시험 결과 T/R 모듈은 요구되는 전기적인 성능을 만족하였다. 이 구조는 능동 위상 배열 SAR용 안테나에 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권2호
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• pp.172-177
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• 2003

저온동시소성 기능성 기판용 소재로 활용하기 위하여 Ba $Ti_4$ $O_{9}$계 마이크로파 유전체에 저융점의 유리 프리트를 첨가하여 저온소성 거동 및 마이크로파 유전특성을 고찰하였다. 유리 프리트의 첨가량이 증가할수록 소결 하한 온도가 낮아졌으며, l0wt%의 유리 프리트를 첨가하였을 때 875$^{\circ}C$의 소성온도에서 상대밀도 98% 이상을 나타내는 충분한 소결이 이루어졌다. 이 때 소결체의 마이크로파 유전특성은 유전율 32, 품질계수 9000 GHz, 공진주파수 온도계수 10 ppm/$^{\circ}C$으로 평가되었다. 유리의 첨가량이 증가하면서 소결 과정에서 주상인 Ba $Ti_4$ $O_{9}$가 Ba $Ti_{5}$ $O_{11}$상과 $Ba_4$ $Ti_{13}$ $O_{30}$상으로의 변화하는 현상도 관찰되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.79-85
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• 2023

(1-4x)Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇-3xBi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇-2xLiZnNbO₄(x=0.03-0.21) 조성의 새로운 저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 유전체는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇-xLi₂CO₃(x=0.03-0.21) 혼합물을 850℃~920℃에서 4 시간 반응성 액상소결(reactive liquid phase sintering)을 하여 제조하였다. 소결이 진행되는 동안 Li₂CO₃는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇과 반응하여 Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇과 LiZnNbO₄를 생성하였고 얻어진 소결체의 상대 소결밀도는 이론 밀도의 96% 이상이었다. 초기 Li₂CO₃ 함량(x)을 조절하여 최종 소결체내에 존재하는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇, Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇ 및 LiZnNbO₄ 상의 상대적인 함량을 제어함으로써 높은 유전율(ε_r), 낮은 유전손실(tan δ) 및 NP0 특성(TCε ≤ ±30 ppm/℃)의 유전율 온도계수(TCε)를 갖는 유전체를 개발할 수 있었다. Li₂CO₃의 첨가가 x=0.03 mol에서 x=0.15 mol로 증가함에 따라 얻어진 복합체 내의 Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇와 LiZnNbO₄의 부피 분율은 증가하였고, Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇의 부피 분율은 감소하였다. 그 결과 복합체의 유전율(ε_r)은 148.38에서 126.99로 유전손실(tan δ)은 5.29×10^-4에서 3.31×10^-4로 그리고 유전율 온도계수(TCε)는 -340.35 ppm/℃에서 299.67 ppm/℃로 변화되었다. NP0 특성을 갖는 유전체는 Li₂CO₃의 함량이 x=0.09일 때 얻을 수 있었고, 이 때의 유전율(ε_r)은 143.06, 유전손실(tan δ)값은 4.31×10^-4, 그리고 유전율 온도계수(TCε)값은 -9.98 ppm/℃ 이었다. Ag전극과의 화학적 호환성 실험은 개발된 복합 재료는 Ag 전극과 동시 소성 과정에서 전극과 반응이 없음을 보여주었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.81-88
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• 2021

본 논문에서는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기판을 적용하여 24 GHz 대역 회로에서 활용될 수 있는 수동소자 라이브러리를 구현하였다. 회로에서 사용 목적에 따라 큰 용량 값의 수동소자가 필요하며, 기본 구조인 전극 커패시터와 Spiral 구조 인덕터로 설계할 수 있지만, SRF(Self-Resonant Frequency)가 사용 주파수인 24 GHz 보다 낮아 고주파 영역에서는 활용이 불가능하다. 이러한 주파수 한계를 해결하기 위해, DC와 고주파 영역 사용 수동소자를 분류하여 제안하였다. 기본 구조는 DC와 같은 1~2 GHz 미만의 낮은 주파수 사용에 적합하다. 24 GHz 대역인 고주파용으로는 마이크로스트립 λ/8 길이 stub 구조를 제안하였고, open 및 short stub 구조는 각각 커패시터 및 인덕터로 동작하고, stub 고유의 임피던스 값을 가진다. 여기서 임피던스 계산식을 통해 수동소자 용량 값을 얻을 수 있다. 본 논문에서 고안한 수동소자는 유전율 7.5인 LTCC 기판으로 제작하고 측정하여, DC 사용 기본 구조 커패시터와 인덕터는 각각 2.35~30.44 pF, 0.75~5.45 nH 용량의 라이브러리를 구성하였다. 고주파 영역에서 사용 가능한 stub 구조의 커패시터와 인덕터는 각각 0.44~2.89 pF, 0.71~1.56 nH 으로 라이브러리를 구축하였다. 측정을 통해 용량 값을 다양화하는 방법을 검증하였으므로 더욱 세분화된 라이브러리를 구현할 수 있으며, 사용 주파수 24 GHz 대역의 레이더 모듈에서 다층 기판동작 회로와 집적화할 수 있는 수동소자의 대안이 될 것이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.363-364
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• 2005

LTCC(low temperature co-fired ceramics)용 glass/ceramic 복합체를 제조하기 위해 3종류 의 glass를 선정하고 filler로 $Al_2O_3$ 와 $TiO_2$를 사용하여 glass frit에 따른 소결 및 유전 특성에 대하여 조사하였다. Glass frit은 lead-borosilicate(PBS), zinc-borosilicate(ZBS), bismuth-borosilicate(BBS) glass 조성을 사용하였고 1100~$1400^{\circ}C$에서 melting시킨 후 quenching하여 frit화하였다. $Al_2O_3$와 $TiO_2$ filler에 10~50 vol%로 glass frit을 각각 혼합한 후 600~$950^{\circ}C$에서 2시간 동안 소결한 결과 50 vol% glass frit 일 때 $900^{\circ}C$ 이하에서 소성이 가능하였다. 유전특성은 $900^{\circ}C$에서 $Al_2O_3$-50vol%PBS($\varepsilon_{r}$=8.8, $Q{\times}f_o$=4,900, $\tau_f$=-24), $Al_2O_3$-50vol% ZBS($\varepsilon_{r}$=5.7, $Q{\times}f_o$=17,800, $\tau_f$=-21), $Al_2O_3$-50vol%BBS($\varepsilon_{r}$=11.1, $Q{\times}f_o$= 2,080, $\tau_f$=-48), $TiO_2$-50vol%PBS($\varepsilon_{r}$=18.6, $Q{\times}f_o$=3,800, $\tau_f$=+135), $TiO_2$-50vol%ZBS($\varepsilon_{r}$=36.4, $Q{\times}f_o$= 7,500, $\tau_f$=+159), $TiO_2$-50vol%BBS($\varepsilon_{r}$=56.4, $Q{\times}f_o$=520, $\tau_f$=+119)을 나타내었다. 따라서 LTCC용 기판재료 및 마이크로파 유전체로 응용이 가능한 것으로 확인되었다.