KR100306630B1 - Composite Surface Acoustic Wave Filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나의 패키지내에 서로 다른 주파수 대역의 중심 주파수를 갖는 2개의 필터칩을 내장시킴으로써 아나로그 및 디지털(예컨대, 코드 분활 방식) 겸용 휴대전화기에 사용할 수 있는 복합 표면 탄성파 필터에 관한 것으로, 필터의 소형화 및 신뢰성 향상에 그 목적을 두고 있다. 이러한 본 발명은 하나의 패키지내에 서로 다른 주파수 대역의 중심 주파수를 갖는 2개의 필터칩을 내장시켜 구성하는 복합 표면 탄성파 필터에 있어서, 상기 2개의 필터칩은 그 후면이 마주하도록 비전도성수지층의 개재하에 상하로 적층, 배치되고, 상기 필터칩 전면의 IDT전극에 인접하게 각 칩의 입력 및 출력에 대한 임피던스 정합회로를 이루는 캐패시터 및 인덕턴스소자가 박막 형태로 각각 형성되며, 상기 각 필터칩의 IDT전극 주위에는 표면파가 박막 캐패시터 및 인덕턴스소자측으로 향하는 것을 차단하기 위한 차단홈부가 각각 형성됨과 아울러 패키지의 바닥면을 향하는 IDT전극 주위에는 필터칩을 패키지에 대하여 지지하는 동시에 EM파를 차단하기 위한 솔더 범프가 부착된 것을 특징으로 한다. 상기 필터칩에 박막 형태로 각각 형성되어 있는 캐패시터 및 인덕턴스소자는 필터칩의 압전체기판을 상하로 관통하도록 설치된 인출전극에 의해 서로 연결되고, 상기 인덕턴스소자 및 인덕턴스소자 연결용 인출전극이 패키지의 단자에 금속세선으로 연결된다.The present invention relates to a composite surface acoustic wave filter that can be used in an analog and digital (eg, code division) mobile phone by embedding two filter chips having different center frequencies in a single package. It aims at miniaturizing and improving reliability. The present invention is a composite surface acoustic wave filter comprising two filter chips having a center frequency of different frequency bands in one package, wherein the two filter chips are interposed between the non-conductive resin layers so that their rear surfaces face each other. Capacitors and inductance elements, which are stacked and disposed under the top and bottom, adjacent to the IDT electrode on the front of the filter chip, and form an impedance matching circuit for the input and output of each chip, are respectively formed in a thin film form, and the IDT electrode of each filter chip. Blocking grooves are formed around the IDT electrodes facing the bottom surface of the package while solder bumps for blocking EM waves are provided around the IDT electrodes facing the bottom of the package. It is characterized in that attached. Capacitors and inductance elements respectively formed in the filter chip in a thin film form are connected to each other by lead electrodes provided to penetrate up and down the piezoelectric substrate of the filter chip, and the lead electrodes for connecting the inductance elements and the inductance elements are connected to the terminals of the package. It is connected by fine metal wires.
Description
본 발명은 휴대전화기나 전송장치등에 이용되는 표면 탄성파 필터에 관한 것으로, 특히 하나의 패키지내에 서로 다른 주파수 대역의 중심 주파수를 갖는 2개의 필터칩을 내장시킴으로써 아나로그 및 디지털(예컨대, 코드 분활 방식) 겸용 휴대전화기에 사용할 수 있는 복합 표면 탄성파 필터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to surface acoustic wave filters for use in mobile phones, transmission devices, and the like. In particular, analog and digital (e.g., code division) methods are provided by embedding two filter chips having center frequencies of different frequency bands in one package. The present invention relates to a composite surface acoustic wave filter that can be used in a combined mobile telephone.
최근, 휴대전화기의 통신 방식은 아나로그 방식에서 디지털 방식으로 급속하게 전환되고 있다. 아나로그 방식과 디지털 방식은 사용하는 주파수 대역이 서로 다르다. 즉 아나로그 방식은 85.38MHz의 주파수를 사용하고 있고, 디지털 방식의 한 예인 PCS에서는 210.38MHz의 주파수를 사용하고 있다. 따라서 각 방식의 휴대전화기에 내장되는 표면 탄성파 필터 또한 그 주파수 대역의 중심 주파수가 다르게 구성된다.In recent years, a communication method of a mobile phone has been rapidly changed from an analog method to a digital method. The analog and digital methods use different frequency bands. In other words, the analog method uses a frequency of 85.38 MHz, and the PCS, an example of the digital method, uses a frequency of 210.38 MHz. Therefore, the surface acoustic wave filter embedded in each type of mobile phone also has a different center frequency of the frequency band.
한편, 상기와 같은 통신 방식의 전환에 따라 아나로그 방식과 디지털 방식을 겸용으로 사용할 수 있는 휴대전화기가 출현하기에 이르렀으며, 따라서 복합 표면 탄성파 필터가 요구되었다.On the other hand, according to the switching of the communication method as described above, a mobile phone capable of using both an analog method and a digital method has emerged, and thus a complex surface acoustic wave filter has been required.
복합 표면 탄성파 필터는 서로 다른 주파수 대역의 중심 주파수를 갖는 2개의 필터칩을 일체화하여 아나로그 및 디지털 겸용 휴대전화기에 이용할 수 있도록 한 것으로, 그의 전형적인 한 예가 도 1에 개략적으로 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.The composite surface acoustic wave filter integrates two filter chips having center frequencies of different frequency bands so that they can be used in an analog and digital mobile phone. A typical example thereof is schematically illustrated in FIG. 1. Briefly, they are as follows.
도시된 바와 같이, 종래의 복합 표면 탄성파 필터는 하나의 패키지(1)에 서로 다른 주파수 대역의 중심 주파수를 갖는 2개의 필터칩(2)(2')이 실장된 구조로 되어 있다. 여기서 상기 필터칩(2)(2')은 LiTaO3, LiNbO3등의 압전체기판(2a) 상에 IDT전극(2b)이 형성된 구조를 취하고 있으며, 상기 IDT전극(2b)은 패키지(1)의 일측에 형성되어 있는 단자(1a)에 금속세선(3)에 의해 연결되어 있다.As shown, the conventional composite surface acoustic wave filter has a structure in which two filter chips 2 and 2 'having center frequencies of different frequency bands are mounted in one package 1. The filter chips 2 and 2 'have a structure in which an IDT electrode 2b is formed on a piezoelectric substrate 2a such as LiTaO 3 , LiNbO 3 , and the like. It is connected by the metal fine wire 3 to the terminal 1a formed in one side.
상기와 같은 복합 표면 탄성파 필터에서 하나의 필터칩(2)은 그 중심 주파수가 85.38MHz 이고, 다른 칩(2')의 중심 주파수는 210.38MHz이다. 따라서 하나의 휴대전화기로 아나로그 방식의 통신과 디지털(보다 구체적으로는 코드 분활) 방식의 통신을 선택하여 사용할 수 있는 것이다.In the composite surface acoustic wave filter as described above, the center frequency of one filter chip 2 is 85.38 MHz, and the center frequency of the other chip 2 'is 210.38 MHz. Therefore, it is possible to select and use analog communication and digital (more specifically, code division) communication with one mobile phone.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 복합 표면 탄성파 필터에 있어서는, 표준형의 패키지를 사용하지 않고 특별히 주문 제작한 패키지를 사용함으로써 비용이 높아지는 문제가 있었다.However, in the conventional composite surface acoustic wave filter as described above, there is a problem that the cost is increased by using a specially customized package without using a standard package.
또, 두 개의 필터칩을 패키지에 평면으로 이웃하게 배치하고, 더욱이 각 칩의 입력 및 출력에 대한 임피던스 정합회로를 패키지의 외부에 설치함으로써 필터의 소형화에 한계가 있으며, 표면파가 임피던스 정합회로에 영향을 미칠 뿐만 아니라 임피던스 정합회로로부터 나오는 EM파의 출력이 IDT전극으로 인입됨으로 인한 출력 신호 왜곡으로 주파수 응답 특성이 좋지 않은 문제가 있었다.In addition, by placing two filter chips adjacent to each other in a plane in a package and installing impedance matching circuits for the input and output of each chip outside the package, there is a limit to the miniaturization of the filter, and surface waves affect the impedance matching circuit. In addition, the frequency response characteristics are poor due to the distortion of the output signal due to the output of the EM wave from the impedance matching circuit to the IDT electrode.
본 발명은 상기와 같은 문제를 감안하여 안출한 것으로, 표준형의 패키지를 이용함으로써 비용 절감을 기할 수 있는 복합 표면 탄성파 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a composite surface acoustic wave filter capable of reducing costs by using a standard package.
본 발명의 다른 목적은, 두 개의 필터칩을 입체적으로 배치함과 아울러 임피던스 정합회로를 패키지내에 위치시킴으로써 크기를 소형화시킬 수 있는 복합 표면 탄성파 필터를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a composite surface acoustic wave filter capable of miniaturizing the size by placing two filter chips in three dimensions and placing an impedance matching circuit in a package.
본 발명의 또 다른 목적은, 표면파 및 EM파에 의한 출력 신호 왜곡 가능성을 배제함으로써 주파수 응답 특성을 개선시킬 수 있는 복합 표면 탄성파 필터를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a composite surface acoustic wave filter capable of improving frequency response characteristics by excluding the possibility of output signal distortion by surface waves and EM waves.
도 1은 종래 복합 표면 탄성파 필터를 나타낸 평면도.1 is a plan view showing a conventional composite surface acoustic wave filter.
도 2는 본 발명에 의한 복합 표면 탄성파 필터를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing a composite surface acoustic wave filter according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10;패키지 20,20';제 1 및 제 2 필터칩10; Package 20,20 '; First and second filter chip
21,21';압전체기판 22,22';IDT전극21, 21 '; Piezoelectric substrate 22, 22'; IDT electrode
23,23';캐패시터 24,24';인덕턴스소자23,23 '; Capacitor 24,24'; Inductance element
25,25';인출전극 26,27;금속세선25, 25 '; lead electrode 26, 27; metal thin wire
28;솔더 범프 30;비전도성수지층28; solder bumps 30; non-conductive resin layer
40,40';차단홈부 50,50';폴리이미드층40, 40 '; Blocking groove 50, 50'; Polyimide layer
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 복합 표면 탄성파 필터는, 하나의 패키지내에 서로 다른 주파수 대역의 중심 주파수를 갖는 2개의 필터칩을 내장시켜 구성하는 복합 표면 탄성파 필터에 있어서, 상기 2개의 필터칩은 그 후면이 마주하도록 비전도성수지층의 개재하에 상하로 적층, 배치되고, 상기 필터칩 전면의 IDT전극에 인접하게 각 칩의 입력 및 출력에 대한 임피던스 정합회로를 이루는 캐패시터 및 인덕턴스소자가 박막 형태로 각각 형성되며, 상기 각 필터칩의 IDT전극 주위에는 표면파가 박막 캐패시터 및 인덕턴스소자측으로 향하는 것을 차단하기 위한 차단홈부가 각각 형성됨과 아울러 패키지의 바닥면을 향하는 IDT전극 주위에는 필터칩을 패키지에 대하여 지지하는 동시에 EM파를 차단하기 위한 솔더 범프가 부착된 것을 특징으로 한다.In the composite surface acoustic wave filter according to the present invention for achieving the above object, in the composite surface acoustic wave filter comprising two filter chips having a center frequency of different frequency bands in one package, The filter chip is stacked and disposed up and down under the non-conductive resin layer so that the rear surface thereof faces, and a capacitor and an inductance element forming an impedance matching circuit for the input and output of each chip adjacent to the IDT electrode on the front of the filter chip. Each of the filter chips is formed in a thin film shape, and a blocking groove portion is formed around the IDT electrode of each filter chip to block the surface wave toward the thin film capacitor and the inductance element, and the filter chip is packaged around the IDT electrode facing the bottom of the package. Solder bumps are attached to block EM waves while supporting against It is done.
여기서, 상기 필터칩에 박막 형태로 각각 형성되어 있는 캐패시터 및 인덕턴스소자는 필터칩의 압전체기판을 상하로 관통하도록 설치된 인출전극에 의해 서로 연결되고, 상기 인덕턴스소자 및 인덕턴스소자 연결용 인출전극이 패키지의 단자에 금속세선으로 연결된다.Here, the capacitor and the inductance element formed in each of the filter chip in the form of a thin film are connected to each other by an extraction electrode provided to penetrate up and down the piezoelectric substrate of the filter chip, the inductance element and the inductance element connection electrode for connecting the inductance element of the package It is connected to the terminal by a metal wire.
또한, 상기 각 필터칩의 캐패시터 및 인덕턴스소자 형성면에는 이들로부터 나오는 EM파를 제거하기 위한 폴리이미드층이 소정 두께로 형성된다.In addition, a polyimide layer is formed on the capacitor and inductance element formation surface of each filter chip to have a predetermined thickness to remove EM waves from them.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.Best Mode for Carrying Out the Invention Preferred embodiments of the present invention will now be described based on the accompanying drawings.
첨부한 도 2는 본 발명에 의한 복합 표면 탄성파 필터를 나타낸 단면도로서, 도면에서 참조부호 10은 패키지 이고, 20 및 20'는 제 1 및 제 2 필터칩이다.2 is a cross-sectional view illustrating a composite surface acoustic wave filter according to an exemplary embodiment of the present invention. In the drawings, reference numeral 10 denotes a package, and 20 and 20 'denote first and second filter chips.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 복합 표면 탄성파 필터는 하나의 패키지(10)내에 2개의 필터칩(20)(20')이 내장된 구조로 되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 필터칩(20)(20')은 그의 후면이 마주하도록 비전도성수지층(30)의 개재하에 상하로 적층, 배치되어 있다.As shown, the composite surface acoustic wave filter according to the present invention has a structure in which two filter chips 20 and 20 'are embedded in one package 10. The first and second filter chips 20 and 20 'are stacked and disposed up and down under the non-conductive resin layer 30 so that their rear surfaces face each other.
상기 각각의 필터칩(20)(20')은 LiTaO3, LiNbO3등의 압전체기판(21)(21') 상에 IDT전극(22)(22')이 형성된 구조로 되어 있다. 여기서 상기 IDT전극(22)(22') 중 하나는 85.38MHz의 중심 주파수를 가지며, 다른 하나는 210.38MHz의 중심 주파수를 가진다.Each of the filter chips 20 and 20 'has a structure in which IDT electrodes 22 and 22' are formed on piezoelectric substrates 21 and 21 'such as LiTaO 3 and LiNbO 3 . Here, one of the IDT electrodes 22 and 22 'has a center frequency of 85.38 MHz, and the other has a center frequency of 210.38 MHz.
그리고, 상기 IDT전극(22)(22')의 인접부에는 각 필터칩의 입력 및 출력에 대한 임피던스 정합회로를 이루는 캐패시터(23)(23') 및 인덕턴스소자(24)(24')가 박막 형태로 각각 형성되어 있다.In addition, capacitors 23, 23 'and inductance elements 24, 24' which form impedance matching circuits for input and output of each filter chip are adjacent to the IDT electrodes 22, 22 '. Each is formed in the form.
상기 제 1 필터칩(20)의 캐패시터(23) 및 인덕턴스소자(24)와 제 2 필터칩(20')의 캐패시터(23') 및 인덕턴스소자(24')는 각 필터칩(20)(20')의 압전체기판(21)(21')를 상하로 관통하도록 형성한 비아홀에 도전물질을 채우는 것에 의하여 이루어지는 인출전극(25)(25')에 의해 서로 연결되어 있다. 상기 제 2 필터칩(20')의 인덕턴스소자(24') 및 인덕턴스소자용 인출전극(25')은 패키지(10)의 단자(11)와 금속세선(26)(27)에 의해 연결되어 있다.The capacitor 23 and the inductance element 24 of the first filter chip 20, the capacitor 23 ′ and the inductance element 24 ′ of the second filter chip 20 ′ are each filter chip 20, 20. Are connected to each other by lead electrodes 25 and 25 'formed by filling a conductive material in a via hole formed to penetrate the piezoelectric substrates 21 and 21' up and down. The inductance element 24 'of the second filter chip 20' and the lead-out electrode 25 'for the inductance element are connected to the terminal 11 of the package 10 by the metal thin wires 26 and 27. .
또한, 상기 제 1 필터칩(20)의 IDT전극(22) 형성면에는 이들 필터칩을 패키지(10)의 베이스에 대하여 지지함과 아울러 EM파를 차단하기 위한 솔더 범프(28)가 띠 형태로 형성되어 있다.In addition, on the IDT electrode 22 forming surface of the first filter chip 20, the solder bumps 28 for supporting the filter chips with respect to the base of the package 10 and blocking EM waves are formed in a band shape. Formed.
또한, 상기 각 필터칩(20)(20')의 IDT전극(22)(22') 주위에는 이 전극으로부터의 표면파가 박막 형태의 캐패시터(23)(23') 및 인덕턴스소자(24)(24') 쪽으로 더 이상 향하지 않도록 차단하는 차단홈부(40)(40')가 형성되어 있다. 여기서 상기 차단홈부(40)(40')는 표면파 전파에 의한 진동으로 발생할 수도 있는 박막 캐패시터 및 인덕턴스소자의 균열 방지에도 큰 효과를 제공한다.In addition, around the IDT electrodes 22 and 22 'of each of the filter chips 20 and 20', the surface waves from these electrodes are thin-film capacitors 23 and 23 'and inductance elements 24 and 24. Blocking grooves 40 and 40 'are formed to block the further direction toward'). Here, the blocking grooves 40 and 40 'provide a great effect in preventing cracking of the thin film capacitor and the inductance element, which may be generated by vibration due to surface wave propagation.
그리고, 각 필터칩(20)(20')의 캐패시터(23)(23') 및 인덕턴스소자(24)(24') 형성면에는 이들로부터 나오는 EM파를 차단하기 위한 폴리이미드층(50)(50')이 소정 두께로 형성되어 있다.The capacitors 23, 23 'and inductance elements 24, 24' forming surfaces of each filter chip 20, 20 'are formed of a polyimide layer 50 for blocking EM waves emitted from them. 50 ') is formed to a predetermined thickness.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 복합 표면 탄성파 필터는 통상의 표면 탄성파 필터와 같은 작용을 하나, 기존의 것에 비하여 크기를 보다 작게할 수 있고, 또 보다 정확한 캐패시턴스 값 및 인덕턴스 값을 얻을 수 있으며, 표면파 및 EM파에 의한 직접적인 간섭을 배제시킬 수 있다.The composite surface acoustic wave filter according to the present invention as described above has the same function as a conventional surface acoustic wave filter, but can be smaller in size than the conventional one, and more accurate capacitance value and inductance value can be obtained. And direct interference by EM waves.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 복합 표면 탄성파 필터는 패키지내에 두 개의 필터칩을 상,하로 적층, 배치함과 아울러 이 필터칩의 후면에 각 칩의 입력 및 출력에 대한 임피던스 정합회로를 이루는 캐패시터 및 인덕턴스소자를 형성함으로써 필터를 보다 소형화 할 수 있으며, 또 정확한 캐패시턴스 및 인덕턴스 값을 가지는 소자를 만들 수 있다.As described above, the composite surface acoustic wave filter according to the present invention stacks two filter chips up and down in a package and forms an impedance matching circuit for the input and output of each chip on the back of the filter chip. By forming a capacitor and an inductance element, the filter can be further miniaturized, and an element having an accurate capacitance and inductance value can be made.
또한, 본 발명에 의한 복합 표면 탄성파 필터는 IDT전극으로부터의 표면파 및 정합회로로부터의 EM파에 의한 직접적인 간섭을 배제시킬 수 있으므로 출력 신호 왜곡 가능성을 제거할 수 있고, 주파수 응답 특성을 개선시킬 수 있다. 따라서 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, the composite surface acoustic wave filter according to the present invention can eliminate direct interference by surface waves from the IDT electrode and EM waves from the matching circuit, thereby eliminating the possibility of distortion of the output signal and improving the frequency response characteristics. . Therefore, the reliability of the product can be improved.
또한, 본 발명에 의한 복합 표면 탄성파 필터는 표준적인 패키지를 이용하고, 더욱이 IDT전극과 동시에 박막 캐패시터 및 인덕턴스소자를 증착하여 형성할 수 있으므로 저가의 복합 필터를 양산할 수 있다는 효과도 있다.In addition, the composite surface acoustic wave filter according to the present invention uses a standard package, and can be formed by depositing a thin film capacitor and an inductance element at the same time as the IDT electrode, thereby producing an inexpensive composite filter.
이상에서는 본 발명에 의한 복합 표면 탄성파 필터를 실시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.In the above has been shown and described with respect to a preferred embodiment for carrying out the composite surface acoustic wave filter according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, the scope of the invention as claimed in the following claims Without departing from the scope of the present invention, those of ordinary skill in the art can make various modifications.
Claims (3)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080731 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |