JP2002198848A - フィルタアセンブリ - Google Patents
フィルタアセンブリInfo
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- JP2002198848A JP2002198848A JP2001334685A JP2001334685A JP2002198848A JP 2002198848 A JP2002198848 A JP 2002198848A JP 2001334685 A JP2001334685 A JP 2001334685A JP 2001334685 A JP2001334685 A JP 2001334685A JP 2002198848 A JP2002198848 A JP 2002198848A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
- H03H9/703—Networks using bulk acoustic wave devices
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- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/0538—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
- H03H9/0566—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements for duplexers
- H03H9/0571—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements for duplexers including bulk acoustic wave [BAW] devices
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Transceivers (AREA)
Abstract
R)を用いるフィルタチップとの間の不必要な接続を処
理しようとするものであり、フィルタとパッケージの物
理的な配置を考慮することにより、性能の劣化を防止し
ようとするものである。 【解決手段】 薄膜バルク音響共振器(FBAR)収容
帯域フィルタを含むダイは、接地面に電気的に接続され
るダイ取り付けパドルを介してこの接地面を備えたセラ
ミックあ基板上に配置される。電流のビクティマイザと
ビクティム・ループが、パッケージ後方に形成される。
ビクティマイザ・ループは、ダイとセラミック基板の入
力を含んでいる。ビクティム・ループは、ダイとセラミ
ック基板の出力を含んでいる。ビクティマイザ・ループ
は、ビクティム・ループ中の寄生電流を小さくすること
ができる。
Description
さらに詳しくは、高パワーの無線周波数回路において使
われる電子部品に関する。
いて、共通の信号路が、受信機の入力と送信機の出力の
両方に接続される。例えば、セルラーやコードレス電話
のような受信機においては、アンテナが、受信機の入力
と送信機の出力に接続できる。このような配置におい
て、送受切り換え器が、この共通の信号路を受信機の入
力と送信機の出力に接続するために使われる。送受切り
換え器は、必要な接続を提供するとともに送信機によっ
て発生された変調された送信信号がアンテナから受信機
の入力に戻って受信機をオーバーロードにするような接
続を阻止する。
受信ポート、および、アンテナポートを備えた3ポート
装置である。このアンテナポートは、帯域通過フィルタ
を介して送信ポートに接続され、さらに、90度位相シ
フタと帯域通過フィルタの直列接続を介して受信ポート
に接続されている。第1および第2の帯域通過フィルタ
の通過帯域は、送信機によって発生される送信信号の周
波数範囲内と受信機が調節される受信信号の周波数範囲
内に中心を有している。図1(従来周知の送受切り換え
器)において、帯域通過フィルタは、第1の帯域通過フ
ィルタの高周波数ストップ・バンドが第2の帯域通過フ
ィルタの通過帯域と第2の帯域通過フィルタの低周波数
ストップ・バンドと重なり合うように構成されている。
る要求は、極めて厳しい。帯域通過フィルタは、アンテ
ナによって発生され、パワー増幅器によって発生された
強い送信信号から低雑音の増幅器の入力に導かれる非常
に弱い受信信号を分離する。典型的な実施例において、
低雑音の増幅器の感度は、約−100dBmであり、パ
ワー増幅器は、送受切り換え器に約28dBmのパワー
レベルを送ることができる。このような状況において、
送受切り換え器は、アンテナポートと受信ポートとの間
で約50dBmだけ送信信号を弱め、残留している送信
信号と受信信号が受信ポートにおいて混合されて低雑音
の増幅器がオーバーロードすることを防いでいる。
(CDMA)を用いる個人通信システム(PCS)に使
われる。CDMA―PCS装置は、約1.9GHzの周
波数帯において動作し、送受切り換え器パフォーマンス
に特に厳しい要求を与える。送信信号と受信信号に与え
られるスペクトラム部分間における保護周波数帯は、搬
送周波数の約1%、すなわち、20MHzである。送信
信号と受信信号に与えられるスペクトラム部分間におけ
る帯域幅は、搬送周波数の約3%、すなわち、60MH
zである。これは、帯域通過フィルタが非常に鋭い転移
部分を持っている必要があることを意味している。図2
は、送信および受信帯の基本的な配列を示している。
らの高品質の電子的フィルタに使われるとき、そのパフ
ォーマンスは、フィルタチップとプリント回路板接続の
間の不必要なわずかな接続量に敏感である。これらの不
必要な接続は、パッケージをチップに接続するワイヤボ
ンドにおいて、および、パッケージそのものにおいて、
チップ上に生じる。PCS送受切り換え器において、約
1ピコヘンリーの相互インダクタンスは、大きなパフォ
ーマンスの劣化を示し、特に、通過帯域から通過帯域直
下のリジェクト帯域への深い転移において劣化を示す。
と薄膜バルク音響共振器(FBAR)を用いるフィルタ
チップとの間の不必要な接続を処理しようとするもので
あり、上述の劣化を、フィルタとパッケージの物理的な
配置を考慮することにより、防止しようとするものであ
る。
(FBAR)収容帯域フィルタを含むダイは、接地面に
電気的に接続されるダイ取り付けパドルを介してこの接
地面を備えたセラミックあ基板上に配置される。電流の
ビクティマイザとビクティム・ループが、パッケージ後
方に形成される。ビクティマイザ・ループは、ダイとセ
ラミック基板の入力を含んでいる。ビクティム・ループ
は、ダイとセラミック基板の出力を含んでいる。動作
中、ビクティマイザ・ループは、ビクティム・ループ中
の寄生電流を小さくすることができる。
れる。ビクティマイザ・ループにおける電流搬送ピンの
ワイヤボンドとボンドパッドは、互いに接近して配置さ
れて相互のインダクタンスを小さくしている。ビクティ
ム・ループにおいては、電流搬送ピンのボンドパッド
は、ダイ取り付けパドルに接続されている。両方の電流
ループにおけるこれらのワイヤボンドパッド電流搬送ピ
ンは、距離を置いて配置されている。これらの電流ルー
プの領域はできるだけ小さくされて、パッケージ内でで
きるだけ距離を置いて配置されているが、チップに対す
る接続性は維持されている。ピン1と3の対、ピン2と
4の対におけるワイヤボンド間の相互作用は、互いに直
交するものでなければならない。
2日に米国特許出願された米国出願番号09/324,
618「薄膜バルク音響共振器を内蔵する送受切り換え
器」およびその対応外国出願において、薄膜バルク音響
共振器(FBAR)は、図3に示されているように個人
通信システム(PCS)に使われるように説明されてい
る。この送受切り換え器は、送信FBARアレイと、受
信FBARアレイを用いている。また、送受切り換え器
は、送信ポート、受信ポート、および、アンテナポート
を有している。さらに、送受切り換え器は、90度位相
シフタ、送信FBARアレイを含む送信帯域通過フィル
タ、および、受信FBARアレイを含む受信帯域通過フ
ィルタを有している。送信ポートは、送信帯域通過フィ
ルタを介してアンテナポートに接続されている。アンテ
ナポートは、90度位相シフタと受信帯域通過フィルタ
を介して受信ポートに接続されている。
FBARアレイにより構成されている。FBARのすべ
てが、共通の圧電体層上に形成されている。送信FBA
Rアレイ102は、直列のFBAR101、103、1
05と、はしご型回路網を形成する分流FBAR10
7、109を含んでいる。この直列のFBARは、送信
ポートとアンテナポート間に直列に接続され、分流FB
AR107は、接地と、直列のFBAR101、103
間のノードとの間に接続され、分流FBAR109は、
接地と、直列のFBAR103、105間のノードとの
間に接続されている。図3は、2仮1/2段のはしご型
回路網である。送信FBARアレイは、1つの直列のF
BARと、1つの分流FBARを各々含んでいる整数段
をいくつでも有することができる。1/2段の数は、送
信帯域通過フィルタに必要なフィルタ特性と、送信FB
ARアレイを構成している個々のFBARの特性に対応
している。
て、受信帯域通過フィルタは、アンテナポートにおける
送信信号を減衰させ、受信ポートにおいて受信信号と混
合される残留送信信号が受信ポートに接続された受信機
における高感度低雑音増幅器をオーバーロードにしない
ような低いレベルとする。その結果、受信帯域通過フィ
ルタへの送信信号排除の必要性は、送信帯域通過フィル
タへの受信信号排除の必要性よりも非常に厳しいものと
なる。受信帯域通過フィルタに必要なフィルタ特性を与
えるために、受信FBARにおける分流FBARのすべ
てが同一の共振周波数を有するとは限らない。
FBARアレイ、直列の2つの捕助インダクタ141、
143(図示せず)、および、4つの分流の捕助インダ
クタ131、133、135、137(図示せず)を有
している。FBARのすべてが、共通の圧電体層の上に
形成される。受信FBARアレイは、直列のFBAR1
11、113、および、115、および、はしご型回路
網を形成する分流のFBAR121、123、125、
および、127を有している。直列の捕助インダクタ、
直列のFBAR、および、直列の捕助インダクタが、ア
ンテナポートと受信ポートから離れている90度位相シ
フタ間に直列に接続されている。分流のFBAR121
と分流の補助インダクタ131(図示せず)が、接地
と、直列の補助インダクタ141(図示せず)と直列の
FBAR111間のノードとの間に直列に接続されてい
る。分流のFBAR123と分流の補助インダクタ13
3(図示せず)が、接地と、直列のFBAR111と1
13間のノードとの間に直列に接続されている。分流の
FBAR127と分流の補助インダクタ137(図示せ
ず)が、接地と、直列のFBAR115と直列の補助イ
ンダクタ143(図示せず)間のノードとの間に直列に
接続されている。図3は、3仮1/2段のはしご型回路
網である。整数段の数と、半段の数は、受信帯域通過フ
ィルタの必要なフィルタ特性と、受信FBARアレイを
構成している個々のFBARの特性とに対応している。
な作用を有しており、主として対応するFBARの直列
共振の周波数をわずかに小さくし、また、追加の直列共
振を導く。補助インダクタンスは、並列共振の周波数と
相殺できる作用を有している。従って、各々の補助イン
ダクタは、対応するFBARを「調節する」。
流の補助インダクタは、FBARに作用するだけでな
く、特にパッケージ後に、互いに作用し合う。フィルタ
アセンブリは、ダイ取り付けパドルを介してセラミック
基板に取り付けられるFBARを備えた受信帯域通過フ
ィルタチップを有している。ワイヤボンドが、チップか
らセラミック基板に配置されているワイヤボンドパッド
に延びている。ダイ取り付けパドルは、セラミック基板
内で接地面に電気的に取り付けられている。
ビクティマイザとビクティムという2つの誘導された電
流ループが存在する。図4に示されている4段受信帯域
通過フィルタにおける破線で示されているビクティマイ
ザ・ループは、フィルタチップ入力(ピン2)から接地
に向けて大量の電流を流す。点線で示されているビクテ
ィム・ループは、好ましくは、フィルタチップ出力(ピ
ン3)から接地に向けて小量の電流を流す。ビクティム
・ループは、時間を経ると磁場の影響を受けやすい。
プも領域を小さくすることができる。しかしながら、両
方の電流ループが小さくされたとき、最良の結果が得ら
れる。電流ループは、接地面にできるだけ接近して配置
される。図4に示すように、ビクティマイザ・ループと
ビクティム・ループの領域が最小にされ、従って、ルー
プは、パッケージ内でできるだけ離れて配置される。ピ
ン1と3の対における、および、ピン2と4の対におけ
るワイヤボンドは、絶縁を最大のものにするために互い
に直交している。さらに、ループは、接続を最小にする
ようにできるだけ離して配置されている。ピンの絶縁の
ために、「ビクティムピン」とビクティマイザピンとの
間の距離は、最大でなければならない。
置によりさらに制御できる。受信機帯域フィルタチップ
は、フィルタ内で最も遠くに配置されている2つの分流
が物理的に最も遠くに配置されていることが好ましい。
理想的には、すべてのピンが離れて配置されるのが理想
的であるが、ピン1とピン4とが最も離れて配置されて
いることが最も重要である。次に重要なことは、ピン1
と3、ピン2と4の距離である。その他の組み合わせは
それぞれほど重要ではない。
チップ、ワイヤボンド、および、ピン接地されたダイ取
り付け金属パドルの高さの平方におよそ比例するので、
この高さが、最小にされなければならない。さらに、金
属パドルの接地インダクタンスが、最小にされなければ
ならない。チップをPCBに接続する2つのリード線間
の相互インダクタンスは、ダイ取り付けパドルに短いワ
イヤボンドを用いることにより最小にすることができ
る。
えたセラミック基板と、前記セラミック基板に配置さ
れ、入力と出力とを備えたフィルムバルク音響共振器受
信帯フィルタを含むダイと、前記接地面に電気的に接続
されたダイ取り付けパドルと、第1および第2の電流ル
ープであって、前記第1のループが、前記ダイと前記セ
ラミック基板の入力を含み、前記第2のループが、前記
ダイと前記セラミック基板の出力を含み、その際前記第
1のループが、前記第2のループに寄生電流を誘導する
ようにした第1および第2の電流ループと、および、前
記ダイを接地コネクタに電気的に接続するように前記第
1のループに設けられ、その際相互のインダクタンスを
最小にするために互いに隣接して配置されている2つの
ワイヤボンドとを有するようにしたフィルタアセンブ
リ。 (実施例2)さらに、それぞれのワイヤボンドとセラミ
ック基板を挟んで配置されて、相互のインダクタンスを
最小にするために互いに隣接して配置されている2つの
ワイヤボンドパッドを前記第1のループに設けるように
した実施例1に記載のフィルタアセンブリ。 (実施例3)さらに、ワイヤボンドとワイヤボンドパッ
ドを前記第2のループに設け、前記ワイヤボンドパッド
が、前記ダイ取り付けパドルに接続するようにした実施
例1に記載のフィルタアセンブリ。 (実施例4)前記第2のループにおける前記ワイヤボン
ドパッドが、前記第1のループにおける前記2つのワイ
ヤボンドパッドの先端部分にあるようにした実施例3に
記載のフィルタアセンブリ。 (実施例5)前記第1のループが、前記第2のループに
直交しているようにした実施例3に記載のフィルタアセ
ンブリ。
示している。
示している。
る。
めの本発明によるパッケージアセンブリを示している。
Claims (5)
- 【請求項1】フィルタアセンブリにおいて、 接地面を備えたセラミック基板と、 前記セラミック基板に配置され、入力と出力とを備えた
フィルムバルク音響共振器受信帯フィルタを含むダイ
と、 前記接地面に電気的に接続されたダイ取り付けパドル
と、 第1および第2の電流ループであって、前記第1のルー
プが、前記ダイと前記セラミック基板の入力を含み、前
記第2のループが、前記ダイと前記セラミック基板の出
力を含み、その際前記第1のループが、前記第2のルー
プに寄生電流を誘導するようにした第1および第2の電
流ループと、 前記ダイを接地コネクタに電気的に接続するように前記
第1のループに設けられ、その際相互のインダクタンス
を最小にするために互いに隣接して配置されている2つ
のワイヤボンドとを有するようにしたフィルタアセンブ
リ。 - 【請求項2】さらに、それぞれのワイヤボンドとセラミ
ック基板を挟んで配置されて、相互のインダクタンスを
最小にするために互いに隣接して配置されている2つの
ワイヤボンドパッドを前記第1のループに設けるように
した請求項1に記載のフィルタアセンブリ。 - 【請求項3】さらに、ワイヤボンドとワイヤボンドパッ
ドを前記第2のループに設け、前記ワイヤボンドパッド
が、前記ダイ取り付けパドルに接続するようにした請求
項1に記載のフィルタアセンブリ。 - 【請求項4】前記第2のループにおける前記ワイヤボン
ドパッドが、前記第1のループにおける前記2つのワイ
ヤボンドパッドの先端部分にあるようにした請求項3に
記載のフィルタアセンブリ。 - 【請求項5】前記第1のループが、前記第2のループに
直交しているようにした請求項3に記載のフィルタアセ
ンブリ。
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