KR100282358B1

KR100282358B1 - 표면탄성파필터의패키지

Info

Publication number: KR100282358B1
Application number: KR1019970042886A
Authority: KR
Inventors: 백광현; 장정필; 이광렬
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2001-02-15
Also published as: KR19990019503A

Abstract

SAW 필터 패키지의 전자기 불요신호파를 제거하기 위한 표면 탄성파 필터의 패키지에 관한 것으로서, 외측에 복수의 패드가 형성된 기저부와, 상기 기저부의 내측에 형성되고 표면 탄성파 필터가 부착되는 금속 도금층의 접지부와, 상기 표면 탄성파 필터를 구성하고 입력단 IDT 및 출력단 IDT가 형성된 압전체와, 상기 접지부의 일영역에 형성된 전기적 분리수단을 구비하며, 전기적으로 분리되도록 표면 탄성파 소자가 부착되는 금속 도금층의 접지부의 일부를 전기적으로 분리되게 절단부를 형성하기 때문에 표면 탄성파 소자와 이를 실장하고 있는 패키지 사이에 형성된 유전체 도파관 기능이 상실되어 전자기 불요신호가 입력단 IDT에서 출력단 IDT로 전달되는 것을 대폭적으로 감쇠시킬 수 있다.

Description

표면 탄성파 필터의 패키지{package of surface acoustic filter}

본 발명은 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave; SAW) 필터의 패키지에 관한 것으로, 특히 전자기 불요신호 전파(electromagnetic feed-through)에 의한 영향을 줄여 SAW 필터특성을 개선한 표면 탄성파 필터의 패키지에 관한 것이다.

SAW 필터는 압전체(piezoelectric material)를 이용한 필터로서 표면상에서 직접 다점구동과 수신이 가능하고 기판이 지지체로 되기 때문에 내진성 및 내충격성이 뛰어나며 진폭과 위상이 독립적으로 제어될 수 있을 뿐만아니라 필터 특성이 매우 우수하여 중간 주파수(intermediate frequency) 필터로 널리 사용되고 있다.

일반적인 SAW 필터는 도 1에 도시된 바와같이, 압전체(11)위에 입력단 IDT(inter-digital transducer)(12)와, 출력단 IDT(13)가 형성되어 있고, 상기 입력단 IDT(12)에는 입력 임피던스 Rs를 갖는 입력신호 Vs가 인가되어 있고 출력단 IDT(13)에는 출력 임피던스 Ro가 접속되어 있으며 반사파를 흡수하기 위한 흡음부재(absorber)(14)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 입력단 IDT(12)와 출력단 IDT(13)의 상세도는 도 2와 같으며, 입출력단에 사용된 IDT는 위스드로웰 웨이팅(Withdrawal weighting)형이며, 입력단 IDT(12)와 출력단 IDT(13)의 각 일측에는 입력포트(15)와 출력포트(16)가 설치되어 있고, 타측에는 접지단자(17)가 설치되어 있다.

그리고, 전자기 불요신호의 전파(electromagnetic feed-through)를 줄이기 위해 입력단 IDT(12)와 출력단 IDT(13) 사이에 막대형 구조의 차단막대(18)가 약간의 기울기를 갖도록 설치되어 있으며 이 차단막대(18)의 양단은 접지면에 연결되어 있다.

도 3a 내지 도 3d는 상기한 SAW 필터를 실장하기 위한 통상의 SMD(Surface Mounted Device) 패키지의 상세도로서, 도 3a는 패키지의 이면을, 도 3b는 패키지의 측면을, 도 3c는 뚜껑이 닫혀진 상태의 패키지의 평면을, 도 3d는 뚜껑이 열려진 상태의 패키지의 평면을 각각 도시한 것이다.

상기 SMD 패키지는 세락믹으로 형성된 기저부(20)와, 기저부(20) 가장자리에 따라 기저부(20)와는 연직방향으로 연장되고 표면에 도금 처리된 프레임(21)과, 기저부(20)의 외측으로 형성된 복수개의 금도금의 패드(22)와, 기저부(20)의 내측에 금속도금층으로 형성되는 접지부(23)와, 상기 실장된 필터를 밀봉하기 위한 뚜껑(24)으로 형성되어 있다. 그리고 상기 SMD 패키지의 접지부(23)위에 상기한 SAW 필터가 실장된다. 미설명 부호 25는 패드연결 단자이다.

상기한 종래의 SAW 필터는 입력단 IDT(12)에 고주파 전계를 인가하면 압전작용에 의해 탄성 표면파가 여진되고, 이 탄성 표면파는 압전체(11)의 표면을 경유하여 출력단 IDT(13)에 전달되며, 출력단 IDT(13)에서는 반(反) 압전작용에 의하여 다시 고주파 전계로 변환되어 전기신호를 전송하게 된다.

고주파 전계가 입력단 IDT(12)에 인가되어 탄성 표면파가 발생되고, 이 탄성 표면파가 압전체(11) 표면을 경유하여 전달될 때, 입력단 IDT(12)에서 출력단 IDT(13) 측으로 전기적으로 혹은 방사 에너지 형태로 직접 전달되는 전자기 불요신호 전파(electromagnetic feed-through)가 발생한다.

이는 입력단 IDT(12)와 출력단 IDT(13)가 매우 근접하여 있기 때문에 발생하는 현상으로 적용 주파수가 증가함에 따라 전자기 불요신호 전파의 발생도 증가되며, 이 전자기 불요신호 전파는 SAW 필터의 기본동작 원리인 음파에 의하여 전달되는 에너지와는 달리 빛의 속도로 전달되므로 이 전자기 불요신호 전파는 표면 탄성파와 간섭을 일으키며 표면 탄성파 필터의 특성을 악화시킨다.

이 전자기 불요신호 전파는 크게 두가지의 원인에 의하여 발생되는데, 그 하나의 원인은 일반적으로 패키지의 상하면이 도체이고 SAW 필터로 형성하는 압전체가 강 유전체이기 때문에 패키지에 SAW 필터가 실장될 때, 압전체 표면 위에 형성된 입출력단 IDT와 패키지 사이에 강 유전체가 존재하게 되어 유전체 도파관 형태를 가지게 되어 전자기 불요신호 전파가 생기게 된다.

이때, 유전체 도파관을 통하여 전달되는 신호는 감쇠파(leaky wave)이나 입력단 IDT와 출력단 IDT가 매우 근접해 있으므로 전자기 불요신호 전파에 의하여 전달되는 에너지가 다른 2차 효과에 비교하여 상대적으로 크게 된다.

다른 또 하나의 원인은 입출력단 IDT와 접합선(bonding wire) 사이에서 발생하는 방사에 의한 것이다.

접합선과 입출력단 IDT들이 실제적으로 안테나 역할을 하게 되므로 SAW 필터의 패키지 내에서 전자기파를 방사하여 신호가 전달되므로써 전자기 불요신호 전파가 발생하게 되는 것이다.

상기 전자기 불요신호 전파를 증감시키는 종래 기술로서는 도 2에 도시된 바와같이, 입력단 IDT(12) 및 출력단 IDT(13) 사이의 압전체(11) 표면에 금속도체의 차단막대(18)를 소정각도로 설치하고 차단막대(18)의 양단을 접지하도록 한 것이다.

이와같은 구성에 의하면 입력단 IDT(12)로 부터 출력단 IDT(13)로 압전체(11) 표면을 경유하여 전송되는 전자기 불요신호 전파는 차단막대(18)에 의하여 흡수되어 전자기 불요신호 전파를 감쇠시키는 효과가 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 SAW 필터 패키지는 차단막대만을 설치하므로 압전체의 표면을 통하여 흐르는 일부의 전자기 불요신호 전파밖에 제거하지 못하여 나머지 일부의 전자기 불요신호 전파가 표면 탄성파와 간섭을 일으키게 되어 필터특성을 저하시킨다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 완전히 전자기 불요신호 전파를 차단시키도록 하여 필터특성을 향상시킨 표면 탄성파 필터의 패키지를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 종래의 표면 탄성파 필터를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 표면 탄성파 필터의 입력단 IDT와 출력단 IDT의 상세도,

도 3a 내지 도 3d는 종래의 표면 탄성파 필터의 패키지를 나타낸 도면,

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 1 실시예의 표면 탄성파 필터의 패키지를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 3 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 탄성 표면파 필터 11 : 압전체

12 : 입력단 IDT 13 : 출력단 IDT

14 : 흡음재 15 : 입력포트

16 : 출력포트 17 : 접지단자

18 : 차단막대 20, 30 : 기저부

21, 31 : 프레임 22, 32 : 패드

23, 33, 45 : 접지부 24, 34 : 뚜껑

25, 35 : 패드 연결부 36, 46, 54 : 절단부

40 : 표면 탄성파 필터 41 : 입력단 IDT

42 : 출력단 IDT 43 : 차단막대

44 : 차단용 와이어 50 : 측정용 지그

51 : 입력단 52 : 출력단

53 : 접지면

본 발명의 표면 탄성파 필터의 패키지는, 외측에 복수의 패드가 형성된 기저부와, 상기 기저부의 내측에 형성되고 표면 탄성파 필터가 부착되는 금속 도금층의 접지부와, 상기 표면 탄성파 필터를 구성하고 입력단 IDT 및 출력단 IDT가 형성된 압전체와, 상기 접지부의 일영역에 형성된 전기적 분리수단을 구비함을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면에 근거하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 1 실시예의 표면 탄성파 필터의 패키지를 모식적으로 나타낸 것으로, 도 4a는 패키지의 이면을, 도 4b는 패키지의 측면, 도 4c는 패키지의 평면, 도 4d는 뚜껑이 열려진 상태의 패키지의 평면을 각각 나타낸 것이다.

본 발명의 제 1 실시예의 표면 탄성파 필터 패키지는 도 4a 내지 도 4d와 같이, 세라믹 등의 유전체인 기저부(30)와, 기저부(30)의 가장자리에 따라 기저부(30)의 외측방향에 접지 및 신호연결을 위한 복수의 금속패드(32)와, 기저부(30) 내측에 금속 도금층으로 형성되고 표면 탄성파 소자인 SAW 필터(도시되지 않음)가 부착되는 접지부(33)와, 상기 접지부(33)를 패키지 외측에 형성된 상기 패드(32)에 연결하기 위한 패드 연결부(35)와, 상기 SAW 소자를 밀봉하기 위한 뚜껑(34)을 구비하고, 상기 접지부(33)는 전술한 SAW 소자의 입력단 IDT(12)와 출력단 IDT(13) 사이에 형성된 차단막대(18)의 설치위치에 대응하는 위치인 중앙부에 전기적으로 분리되는 절단부(36)가 형성되어 있다.

본 발명의 표면 탄성파 필터 패키지는 그의 접지부(33)에 전술한 표면 탄성파 필터(10)가 부착된 후 뚜껑(34)을 이용하여 표면 탄성파 필터를 패키징한다.

이와같은 본 발명의 구성에 의하면, 표면 탄성필터의 입력단 IDT(12)로 부터 출력단 IDT(13)로 전자기 불요신호 전파가 전달될 때 차단막대(18)에 의하여 전자기 불요신호 전파가 흡수될 뿐만 아니라 이 차단막대(18)의 바로 아래 근방에 설치되어 있고 도파관의 일부를 형성하는 접지부(33)를 전기적으로 분리되도록 절단되어 있는 절단부(36)에 의해 도파관의 기능을 상실하게 되어 출력단 IDT(13) 측으로 전파되는 전자기 불요신호 전파의 감쇠를 더욱 크게 하므로써 전자기 불요신호 전파를 차단할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸 것으로서, 제 2 실시예는 표면 탄성파 필터(40)의 입력단 IDT(41)와 출력단 IDT(42) 사이에 위치하고 접지부(45)를 전기적으로 분리하는 절단부(46) 위에 차단막대(43) 바로 위로 양단이 접지되는 차단용 와이어(44)를 더 설치하는 것 외에는 제 1 실시예와 동일하므로 동일부분에 동일부호를 부여하고, 이들에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이와같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 의하면, 표면 탄성파 필터(40)의 입력단 IDT(41)로 부터 출력단 IDT(42)로 전자기 불요신호가 전파될 때 전술한 제 1 실시예와 같이 차단막대(43)와 절단부에 의해 전자기 불요신호의 전파를 감쇠시킬 뿐만아니라 본딩 와이어(44) 등의 안테나 작용에 의하여 공기중을 통하여 출력단 IDT(42)로 전파되는 전자기 불요신호가 차단용 와이어(44)에 의해 흡수되므로 더욱 전자기 불요신호의 전파를 감쇠시킬 수 있다.

도 6a와 도 6b는 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸 것으로서, 표면 탄성파 필터를 측정하기 위한 측정용 지그에 본 발명을 적용한 예로써, 통상적으로 표면 탄성파 필터의 특성을 측정하거나, 시스템에 적응할 때, 입력단(51)과 출력단(52)이 형성된 측정용 지그 기판(50)의 이면에 형성된 접지면(53)은 입력단(51)과 출력단(52)이 공용하고 있어 입력단(51)과 출력단(52)의 접지면(53)은 전기적으로 연결되어 있게 된다.

따라서, 측정용 지그의 접지면(53)을 흐르는 입력측의 "-" 전류가 출력측으로 흐르게 되어 유도전류를 만들게 되고 이 유도전류에 의해 전자기 불요신호가 발생하게 된다.

따라서, 본 실시예는 상기 접지면(53)의 중앙부를 전기적으로 분리하는 절단부(54)를 형성하여 입력단과 출력단의 접지면을 전기적으로 분리하도록 구성한 것이다.

그리고, 이와같은 구성에 의하면 상술한 유도전류가 발생되지 아니하므로 전자기 불요신호의 전파를 대폭적으로 감쇠시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 표면 탄성파 소자가 부착되는 금속 도금층의 접지부의 일부를 전기적으로 단절되게 절단부를 형성하기 때문에 표면 탄성파 소자와 이를 실장하고 있는 패키지 사이에서 유전체 도파관 기능으로 전파되는 전자기 불요신호가 입력단 IDT에서 출력단 IDT로 전달되는 것을 대폭적으로 감쇠시킬 수 있고, 더구나 차단막대 위에 차단용 와이어를 설치하는 경우 공기중을 통하여 전파되는 전자기 불요신호의 전파까지도 감쇠시킬 수 있어 필터의 불통과 대역(stop band)에서의 감쇠를 더욱 크게하고 통과 대역(pass band)에서 발생할 수 있는 리플을 줄여서 우수한 성능의 표면 탄성파 필터를 구현할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

외측에 복수의 패드가 형성된 기저부와,

상기 기저부의 내측에 형성되고 표면 탄성파 필터가 부착되는 도전성 금속 도금층의 접지부와,

상기 표면 탄성파 필터를 구성하고 입력단 IDT와 출력단 IDT가 형성된 압전체와,

상기 입력단 IDT와 출력단 IDT 사이에 대응되는 상기 접지부 부분에서 상기 접지부를 분리하여 전기적으로 단절하는 절단부를 구비함을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터의 패키지.
제1항에 있어서,

양단이 접지되는 차단용 와이어를 더 포함함을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터의 패키지.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 입력단 IDT와 출력단 IDT 사이에 위치하는 차단막대를 더 포함함을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터의 패키지.