KR100336520B1 - 표면탄성파 듀플렉서 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
표면탄성파 여파기를 내장할 패키지 내에 분포소자인 마이크로스트립 선로 형태로 설계 및 배치하여 경박 및 단소화하고, 제 1 층 및 제 2 층 기판을 구비하고, 제 2 층 기판의 표면에 마이크로 스트립 선로를 형성하여 밀봉시킴으로써 위상 정합회로의 구현으로 성능의 최적화 및 단소화를 이룰 수 있다.
제 1 층 기판의 배면 및 표면에 송신 여파기 신호 패턴, 수신 여파기 신호 패턴, 안테나 신호 패턴 및 접지 패턴을 형성하고, 제 2 층 기판의 배면에 접지 패턴을 형성함과 아울러 표면에 마이크로스트립 선로 패턴과 송신용 여파기 및 수신용 여파기를 고정시킬 부위에 접지 패턴을 형성한 후 제 1 층 기판의 상부에 상기 제 2 과정의 제 2 층 기판을 정렬시켜 부착 및 고정하며, 제 2 층 기판 표면의 접지 패턴에 송신용 여파기 및 수신용 여파기를 고정시키고 와이어 본딩하고, 제 1 층 기판의 표면 주연부에 세라믹 캡을 고정시켜 제 2 층 기판, 송신용 여파기 및 수신용 여파기를 기밀 봉지한다.
Description
본 발명은 표면탄성파 듀플렉서 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 듀플렉서는 저주파 대역에 존재하는 송신용 여파기 및 고주파 대역에 존재하는 수신용 여파기를 구비하고, 이들 송신용 여파기 및 수신용 여파기의 단자를 결합하여 3 단자 망으로 구성한 통신용 분파기이다.
이러한 듀플렉서로서는 유전체 공진기 형태 및 다층 세라믹 기판을 사용하는 표면탄성파 여파기 형태가 있다.
여기서, 상기 유전체 공진기 형태의 듀플렉서는 복수의 유전체 공진기로 이루어지는 것으로서 사용 주파수의 범위가 낮을 경우에 파장이 길어지게 되므로 중심 주파수를 맞추기 위해서는 크기 및 중량이 커지게 된다.
그리고 상기 다층 세라믹 기판을 사용하는 표면탄성파 여파기 형태의 듀플렉서는 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 표면탄성파 여파기 즉, 중심 주파수가 서로 상이한 송신용 표면탄성파 여파기(10) 및 수신용 표면탄성파 여파기(11)를 구비하고, 이들 송신용 표면탄성파 여파기(10)의 출력단자 및 수신용 표면탄성파 여파기(11)의 입력단자를 하나의 단자를 병렬로 결합하여 3단자 회로망으로 구성하며, 그 병렬 결합한 송신용 표면탄성파 여파기(10)의 출력단자 및 수신용 표면탄성파 여파기(11)의 입력단자를 안테나 단자로 사용하고 있다.
이러한 표면탄성파 듀플렉서를 설계함에 있어서는 송신용 표면탄성파 여파기(10) 및 수신용 표면탄성파 여파기(11)의 각각의 중심 주파수에 대한 상호간의 간섭을 최소화할 수 있도록 위상 매칭소자(12)를 배치하여 임피던스 특성 및 감쇠 특성을 개선하는 것이 필수적이다.
즉, 상기 송신용 표면탄성파 여파기(10) 및 수신용 표면탄성파 여파기(11)는 고유 특성상 단일 소자의 설계 형태로서 통과대역이 저주파 측에 존재하는 송신용 표면탄성파 여파기(10)의 임피던스 특성은 수신용 표면탄성파 여파기(11)의 수신대역의 주파수에 대하여 매우 높은 임피던스를 가지므로 별도의 위상 정합회로(12)가 불필요하다.
그러나 통과대역이 고주파 측에 존재하는 수신용 표면탄성파 여파기(11)는 송신용 표면탄성파 여파기(10)의 송신대역의 주파수에 대하여 매우 낮은 임피던스를 가지게 되고, 이로 인하여 상기 송신용 표면탄성파 여파기(10)가 송신하는 소정의 신호가 수신용 표면탄성파 여파기(11)를 통과하는 역류가 발생하게 되므로 상기한 위상 매칭소자(12)를 구비하여 임피던스 특성 및 감쇠 특성을 개선하는 것이 반드시 요구된다.
상기한 종래의 표면탄성파 듀플렉서는 적층 세라믹 공정에 의한 고도의 정밀 기술이 요구된다.
그러므로 공정 장비가 구비되어 있지 않을 경우에 제조가 곤란하고, 패키지의 내부에 위상 정합회로의 패턴과 각종 회로의 패턴을 구현할 경우에 설계 값과 실제 값 사이의 오차 범위가 커질 우려가 있어 정확한 듀플렉서의 성능 구현이 곤란하며, 또한 패키지의 제작에 소요되는 경비가 고가이므로 양산에 적용하기가 더욱 어려운 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 소정의 이론적인 접근에 의해 위상 매칭소자의 형태 및 규격을 유도하고, 표면탄성파 여파기를 내장할 패키지 내에 분포소자인 마이크로스트립 선로 형태로 설계 및 배치함으로써 경박 및 단소화(短小化)할 수 있는 표면탄성파 듀플렉서 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제 1 층 및 제 2 층 기판을 구비하고, 제 2 층 기판의 표면에 마이크로 스트립 선로를 형성하여 밀봉시킴으로써 위상 정합회로의 구현으로 성능의 최적화 및 단소화를 이룰 수 있는 표면탄성파 듀플렉서 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서 및 그의 제조방법에 따르면, 제 1 층 기판의 배면 및 표면에 송신 여파기 신호 패턴, 수신 여파기 신호 패턴, 안테나 신호 패턴 및 접지 패턴을 형성하는 제 1 과정; 제 2 층 기판의 배면에 접지 패턴을 형성함과 아울러 표면에 마이크로스트립 선로 패턴과 송신용 여파기 및 수신용 여파기를 고정시킬 부위에 접지 패턴을 형성하는 제 2 과정; 상기 제 1 과정의 제 1 층 기판의 상부에 상기 제 2 과정의 제 2 층 기판을 정렬시켜 부착 및 고정하는 제 3 과정; 상기 제 1 층 기판의 상부에 고정된 상기 제 2 층 기판 표면의 접지 패턴에 송신용 여파기 및 수신용 여파기를 고정시키고 와이어 본딩하는 제 4 과정; 상기 제 4 과정을 완료한 후 상기 제 1 층 기판의 표면 주연부에 세라믹 캡을 고정시켜 기밀 봉지하는 제 5 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 제 2 층 기판은 상기 제 1 층 기판보다 크기가 작고, 상기 제 1 층 기판의 표면에는 송신 여파기 신호 패턴, 수신 여파기 신호 패턴 및 안테나 신호 패턴과 이 송신 여파기 신호 패턴, 수신 여파기 신호 패턴 및 안테나 신호 패턴을 격리시키기 위한 부위를 제외하고 전체 부위에 접지 패턴을 형성하고, 상기 제 2 층의 배면에는 상기 제 1 층의 표면에 형성한 송신 여파기 신호 패턴, 수신 여파기 신호 패턴 및 안테나 신호 패턴을 전기적으로 절연시키기 위한 부위를 제외하고 전체 부위에 접지 패턴을 형성하여 상호간에 접합시키며, 상기 제 1 층 기판과 제 2 층 기판의 접합은 도전성 접착제에 의한 브레이징 법으로 기계적 및 전기적 접합시키는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서에 따르면, 배면 및 표면에 송신 여파기 신호 패턴, 수신 여파기 신호 패턴, 안테나 신호 패턴 및 접지 패턴이 형성되어 각기 전기적으로 접속되는 제 1 층 기판; 상기 제 1 층 기판보다는 크기가 작고 배면에 접지 패턴이 형성되고 표면에 마이크로스트립 선로 패턴과, 접지 패턴이 형성되어 상기 제 1 층 기판의 상부에 고정되는 제 2 층 기판; 상기 제 2 층 기판의 표면에 형성된 접지 패턴에 고정되고 단자가 와이어 본딩되는 송신용 여파기 및 수신용 여파기; 및 상기 제 1 층 기판의 상부에 고정되어 상기 제 2 층 기판, 송신용 여파기 및 수신용 여파기를 밀봉시키는 세라믹 캡으로 이루어짐을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 1 층 기판 및 제 2 층 기판은; 알루미나 세라믹 기판으로 이루어지고, 0.25∼0.45mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 표면탄성파 듀플렉서의 3단자 회로망을 보인 블록도이고,
도 2는 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서에서 제 1 층 기판을 보인 도면으로
도 2a는 제 1 층 기판의 배면을 보인 도면이고,
도 2b는 제 1 층 기판의 표면을 보인 도면이며,
도 3은 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서에서 제 2 층 기판을 보인 도면으로
도 3a는 제 2 층 기판의 배면을 보인 도면이고,
도 3b는 제 2 층 기판의 표면을 보인 도면이며,
도 4는 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서에서 사용되는 세라믹 캡을 보인 도면이며,
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서에서 제 1 층 및 제 2 층 기판을 제조하여 부착하는 공정을 보인 도면이며,
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서의 조립 공정을 보인 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20 제 1 층 기판 21, 21a : 송신 여파기 신호 패턴
22, 22a : 수신 여파기 신호 패턴 23, 23a, 24, 24a : 안테나 신호 패턴
25, 25a, 32, 34, 35 : 접지 패턴 26, 31 : 격리부
27 : 홈 30 : 제 2 층 기판
33 : 마이크로스트립 선로 패턴 36 : 관통 구멍
40 : 세라믹 캡 61 : 송신용 여파기
62 : 수신용 여파기 63 : 에폭시
이하 첨부된 도 2 내지 도 6의 도면을 참조하여 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서 및 그의 제조방법을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서에서 세라믹 패키지를 보인 도면으로 도 2a는 제 1 층 기판의 배면을 보인 도면이다.
여기서, 부호 20은 제 1 층 기판이다. 상기 기판(20)은 알루미나 세라믹, 글라스 세라믹 또는 글라스 에폭시 계통을 사용할 수 있으나, 열적, 기계적 및 전기적 안정성을 고려할 경우에 알루미나 세라믹 기판을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 기판(20)의 두께는 경박 단소화의 설계를 위하여 약 0.25∼0.45㎜ 바람직하기로는 약 0.35㎜로 설정한다.
상기 제 1 층 기판(20)의 배면에는, 기판(20)의 길이 방향으로 좌우 양측의 중간부에는 송신 여파기 신호 패턴(21) 및 수신 여파기 신호 패턴(22)이 각기 형성되고, 폭 방향으로 좌우 양측의 중간부에는 안테나 신호 패턴(23, 24)이 각기 형성됨과 아울러 송신 여파기 신호 패턴(21), 수신 여파기 신호 패턴(22)의 좌우양측으로 각기 접지패턴(25)가 형성되고, 안테나 신호 패턴(23, 24)의 좌우 양측으로 각기 접지 패턴(25)이 형성된다.
상기 송신 여파기 신호 패턴(21), 수신 여파기 신호 패턴(22), 안테나 신호 패턴(23, 24) 및 접지 패턴(25)들은 스크린 인쇄 및 도금 공정에 의하여 형성되는 것으로서 패턴들의 저항 효과와 기생 성분들을 최소화할 수 있는 형태로 설계 및 제조된다.
그리고 상기 송신 여파기 신호 패턴(21), 수신 여파기 신호 패턴(22), 안테나 신호 패턴(23, 24) 및 접지 패턴(25)은 리드 프레임을 고정하기 위한 것이다.
도 2b에 도시된 바와 같이 상기 제 1 층 기판(20)의 표면의 상기 송신 여파기 신호 패턴(21), 수신 여파기 신호 패턴(22) 및 안테나 신호 패턴(23, 24)에 대향되는 제 1 층 기판(20)의 표면 위치에는 각기 송신 여파기 신호 패턴(21a), 수신 여파기 신호 패턴(22a) 및 안테나 신호 패턴(23a, 24a)이 형성됨과 아울러 상기 수신 여파기 신호 패턴(22a) 및 안테나 신호 패턴(23a, 24a)의 주위에 형성된 격리부(26)를 제외한 나머지 영역에 접지 패턴(25a)이 형성되고, 이들 송신 여파기 신호 패턴(21, 21a), 수신 여파기 신호 패턴(22, 22a), 안테나 신호 패턴(23, 23a)(24, 24a) 및 접지 패턴(25, 25a)들은 제 1 층 기판(20)의 측면에 홈(27)을 형성하여 도금한 전극 패턴(도면에 도시되지 않았음)을 통해 상호간에 전기적으로 연결된다.
상기 제 1 층 기판(20)의 표면에 형성된 접지 패턴(25a)은 공동 접지영역에 해당된다.
도 3은 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서에서 제 2 층 기판을 보인 도면으로 도 3a는 제 2 층 기판의 배면을 보인 도면이다.
이에 도시된 바와 같이 제 2 층 기판(30)은, 제 1 층 기판(20)의 크기보다 작게 형성되고, 또한 상기 제 1 층 기판(20)과 마찬가지로 알루미나 세라믹, 글라스 세라믹 또는 글라스 에폭시 계통을 사용할 수 있으나, 열적, 기계적 및 전기적 안정성을 고려할 경우에 알루미나 세라믹 기판을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 기판(20)의 두께는 경박 단소화의 설계를 위하여 약 0.25∼0.45㎜로 설정한다.
그리고 상기 제 2 층 기판(30)의 배면의, 상기 제 1 층 기판(20)의 표면에 형성된 송신 여파기 신호 패턴(21a), 수신 여파기 신호 패턴(22a) 및 안테나 신호 패턴(23a, 24a)의 대향 위치에 격리부(31)가 구비되고, 도 3b와 같이 제 2 층 기판(30)의 상면에 형성되는 마이크로스트립 선로 패턴(33)이 설계 값과 동일한 임피던스 특성을 구현할 수 있도록 상기 격리부(31)를 제외한 나머지 부위에 전극을 도포하여 접지 패턴(32)이 형성된다.
상기 접지 패턴(32)은 상기 제 1 층 기판(20)의 접지 패턴(25a)에 도전성 접착제에 의한 브레이징 등의 방법으로 접착시켜 기계적인 내구성을 향상시키고, 전기적으로 접속된다.
또한 상기 제 2 층 기판(30)의 상면에는 상기한 마이크로스트립 선로패턴(33)이 형성됨과 아울러 후술하는 송신용 여파기(61) 및 수신용 여파기(62)를 고정시킬 부위에 접지 패턴(34)(35)이 형성되어 접지 패턴(34)(35)이 관통 구멍(36)을 통해 상기 제 1 층 기판(20)의 접지 패턴(25a)에 전기적으로 접속된다.
상기 마이크로스트립 선로 패턴(33)의 폭은 요구되는 약 50Ω의 특성 임피던스, 제 2 층 기판(30)의 유전율 및 제 2 층 기판(30)의 두께 등에 의하여 결정되고, 마이크로스트립 선로 패턴(33)의 길이는 위상 정합이 요구되는 특정 주파수 영역에서 필터의 임피던스에 의하여 결정되는 것으로서 정의 허수 임피던스의 값을 가질 경우에는 λ/4보다 약간 길어지고, 부의 허수 임피던스의 값을 가질 경우에는 λ/4보다 약간 짧아진다.
본 발명에서는 마이크로스트립 선로 패턴(33)이 약 32mm의 길이로 설계된다.
한편, 상기한 제 1 층 기판(20)의 상면에 제 2 층 기판(30)이 부착된 후 후술하는 송신용 여파기(61) 및 수신용 여파기(62)가 고정 및 와이어 본딩된 후 송신용 여파기(61), 수신용 여파기(62) 및 와이어 본딩을 외부 환경으로부터 보호할 수 있도록 기밀 봉지(encapsulation sealing)를 해야 되는 것으로 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 층 기판(20)의 크기에 맞추어 내부에 공극(cavity)이 형성되도록 사각 함체의 형태로 세라믹 캡(40)을 형성하여 상기 제 2 층 기판(30)이 세라믹 캡(40)에 의하여 형성되는 공극 내에 위치되게 한다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서에서 제 1 층 및 제 2 층 기판을 제조하여 부착하는 공정을 보인 도면이다.
먼저 도 5a와 같이 약 0.25∼0.45㎜의 두께를 가지고 측면에 복수의 홈(27)이 형성된 제 1 층 기판(20)의 배면 및 표면에 도 5b에 도시된 바와 같이 송신 여파기 신호 패턴(21, 21a), 수신 여파기 신호 패턴(22, 22a), 안테나 신호 패턴(23, 23a)(24, 24a) 및 접지 패턴(25, 25a)을 각기 형성함과 아울러 상기 홈(27)에 전극 패턴(27a)을 형성하여 상기 송신 여파기 신호 패턴(21, 21a), 수신 여파기 신호 패턴(22, 22a), 안테나 신호 패턴(23, 23a)(24, 24a) 및 접지 패턴(25, 25a)이 전극 패턴(27a)을 통해 상호간에 전기적으로 연결되게 한다.
그리고 도 5c와 같이 약 0.25∼0.45㎜의 두께를 가지고 상기 제 1 층 기판(20)의 크기보다 작으며 중앙 좌우 양측에 관통 홀(36)이 형성된 제 2 층 기판(30)의 배면 및 표면에 접지 패턴(32)과, 마이크로스트립 선로 패턴(33), 송신용 여파기(61)와 수신용 여파기(62)를 고정시킬 부위의 접지 패턴(34)(35)을 각기 형성한다.
이와 같이 제 1 층 기판(10) 및 제 2 층 기판(30)의 패턴 형성이 완료되면, 도 5e에 도시된 바와 같이 제 1 층 기판(20)의 상부에 제 2 층 기판(30)을 정렬시키고 브레이징 법으로 고정하고, 관통홀(36)을 통해 접지 패턴(34)(35)을 접지 패턴(32)에 전기적으로 접속시킨다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 표면탄성파 듀플렉서의 조립 공정을 보인 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이 제 1 층 기판(20)의 상부에 고정한 제 2 층 기판(30)의 표면의 접지 패턴(34)(35)에 송신용 여파기(61) 및 수신용 여파기(62)를 각기 다이 본딩하여 고정시킨 후 도 6b에 도시된 바와 같이 송신용 여파기(61)및 수신용 여파기(62)의 단자들을 해당 패턴에 와이어 본딩한다.
다음에는 도 6d에 도시된 바와 같이 세라믹 캡(40)을 고정시킬 제 1 층 기판(20)의 표면 주연부에, 접착력 및 기밀성이 양호한 봉지를 위하여 에폭시(63)를 도포한 후 세라믹 캡(40)을 부착 및 고정시켜 기밀 봉지한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 제 1 층 기판에, 외부 회로와 연결할 단자 및 전극 패드와 와이어 본딩할 패턴을 형성하고, 제 2 층 기판에, 공통 접지 패턴을 형성하여 제 1 층 기판 및 제 2 층 기판을 도전성 접착제에 의한 브레이징으로 접합시키며, 제 2 층 기판의 배면에 접지패턴을 형성함과 아울러 마이크로스트립 선로 패턴을 배치함으로써 위상 정합회로의 구현에 의한 성능의 최적화 및 경박 단소화를 실현할 수 있다.
Claims (7)
- 제 1 층 기판의 배면 및 표면에 송신 여파기 신호 패턴, 수신 여파기 신호 패턴, 안테나 신호 패턴 및 접지 패턴을 형성하는 제 1 과정;제 2 층 기판의 배면에 접지 패턴을 형성함과 아울러 표면에 마이크로스트립 선로 패턴과 송신용 여파기 및 수신용 여파기를 고정시킬 부위에 접지 패턴을 형성하는 제 2 과정;상기 제 1 과정의 제 1 층 기판의 상부에 상기 제 2 과정의 제 2 층 기판을 정렬시켜 부착 및 고정하는 제 3 과정;상기 제 1 층 기판의 상부에 고정된 상기 제 2 층 기판 표면의 접지 패턴에 송신용 여파기 및 수신용 여파기를 고정시키고 와이어 본딩하는 제 4 과정;상기 제 4 과정을 완료한 후 상기 제 1 층 기판의 표면 주연부에 세라믹 캡을 고정시켜 기밀 봉지하는 제 5 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 표면탄성파 듀플렉서의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 층 기판은 상기 제 1 층 기판보다 크기가 작은 것을 특징으로 하는 표면탄성파 듀플렉서의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1 층 기판의 표면에는 송신 여파기 신호 패턴, 수신 여파기 신호 패턴 및 안테나 신호 패턴과 이 송신 여파기 신호 패턴, 수신 여파기 신호 패턴 및 안테나 신호 패턴을 격리시키기 위한 부위를 제외하고 전체 부위에 접지 패턴을 형성하고, 상기 제 2 층의 배면에는 상기 제 1 층의 표면에 형성한 송신 여파기 신호 패턴, 수신 여파기 신호 패턴 및 안테나 신호 패턴을 전기적으로 절연시키기 위한 부위를 제외하고 전체 부위에 접지 패턴을 형성하여 상호간에 접합시키는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 듀플렉서의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 과정은;도전성 접착제에 의한 브레이징 법으로 기계적 및 전기적 접합시키는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 듀플렉서의 제조방법.
- 배면 및 표면에 송신 여파기 신호 패턴, 수신 여파기 신호 패턴, 안테나 신호 패턴 및 접지 패턴이 형성되어 각기 전기적으로 접속되는 제 1 층 기판'상기 제 1 층 기판보다는 크기가 작고 배면에 접지 패턴이 형성되고 표면에 마이크로스트립 선로 패턴과, 접지 패턴이 형성되어 상기 제 1 층 기판의 상부에고정되는 제 2 층 기판;상기 제 2 층 기판의 표면에 형성된 접지 패턴에 고정되고 단자가 와이어 본딩되는 송신용 여파기 및 수신용 여파기; 및상기 제 1 층 기판의 상부에 고정되어 상기 제 2 층 기판, 송신용 여파기 및 수신용 여파기를 밀봉시키는 세라믹 캡으로 구성됨을 특징으로 하는 표면탄성파 듀플렉서.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 층 기판 및 제 2 층 기판은;알루미나 세라믹 기판인 것을 특징으로 하는 표면탄성파 듀플렉서.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 층 기판 및 제 2 층 기판은;0.25∼0.45mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 듀플렉서.
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019990045732A KR100336520B1 (ko) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 표면탄성파 듀플렉서 및 그의 제조방법 |
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