KR100484453B1 - Exclusive Package of Film Bulk Acoustic Resonator and Process of The Same - Google Patents
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Abstract
체적탄성파 소자 동작시 발생되는 열에 의한 소자 성능의 저하를 방지할 수 있고, 특성조정소자가 패키지 내부에 포함되어 있어 체적탄성파 소자의 특성 조정 및 특성 향상, 소형화 및 우수한 양산성을 기대할 수 있으며, 아울러 생산 자동화와 제조원가를 절감할 수 있도록, LTCC 기술을 이용하여 패키지를 형성하고, 패키지 내부에 열방출을 위해 복수의 비어 홀에 열전도도가 높은 재료를 충진하여 열방출 금속 기둥을 형성한 후에 열방출 금속 기둥을 통해 전달되는 열들이 패키지 접지전극으로 발산되도록 하며, 체적탄성파 소자를 특성조정소자를 포함하는 패키지 내부에 장착한 후 패키지 상부를 덮개로 덮는 체적탄성파 소자의 전용 패키지 및 그의 제조방법을 제공한다.It is possible to prevent deterioration of device performance due to heat generated during the operation of the bulk acoustic wave device, and a characteristic adjusting device is included in the package, so that the characteristics of the bulk acoustic wave device can be adjusted, improved, miniaturized and excellent mass production. In order to automate production and reduce manufacturing costs, the package is formed using LTCC technology, and heat dissipation is formed after filling a plurality of via holes with high thermal conductivity material to form heat dissipating metal pillars for heat dissipation inside the package. Provides a package and a method of manufacturing the volumetric acoustic wave device to cover the top of the package after mounting the volume acoustic wave device inside the package containing the characteristic adjusting device to the heat transmitted through the metal pillar to the package ground electrode do.
Description
본 발명은 체적탄성파 소자의 전용 패키지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특성조정소자를 내부에 포함하고 있고 열을 방출하는 열방출구조가 형성되어 있어 체적탄성파 소자 동작시 발생되는 열에 의한 소자 성능의 저하를 방지할 수 있고 체적탄성파 소자의 특성 조정 및 특성 향상, 소형화 및 우수한 양산성을 기대할 수 있으며 생산 자동화와 제조원가를 절감할 수 있는 체적탄성파 소자의 전용 패키지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dedicated package of a bulk acoustic wave device and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a method for manufacturing a volume acoustic wave device. The present invention relates to a package for a bulk acoustic wave device capable of preventing degradation of device performance, improving characteristics of the bulk acoustic wave device, improving characteristics, miniaturization, and excellent mass production, and reducing production automation and manufacturing cost, and a method of manufacturing the same. .
최근 정보처리 장치와 통신기기의 동작속도의 고속화가 요구됨에 따라 신호의 주파수가 고주파(Radio Frequency)대로 높아졌다. 이러한 주파수의 변화에 대응하여 고주파대에서 동작할 수 있는 필터가 요구되고 있다. 이러한 목적으로 탄성파소자(Acoustic Wave Device)가 사용되는데, 체적탄성파 소자(FBAR;Film Bulk Acoustic Resonator)는 이들 소자의 한 종류이다.Recently, as the speed of the operation of the information processing apparatus and the communication apparatus is required to increase, the frequency of the signal has increased to a radio frequency. In response to such a change in frequency, a filter capable of operating at a high frequency band is required. An acoustic wave device is used for this purpose, and a bulk bulk acoustic resonator (FBAR) is one type of these devices.
상기 탄성파소자는, 압전물질(Piezoelectric Material)을 이용하여 전자기파인 통신신호를 탄성파로 변환하여 원하는 주파수의 파장만 추출하는 역할을 하는 부품이다. 현재 이용되는 탄성파에는 두 가지 종류가 있는데, 하나는 표면파(Surface Wave)이고, 다른 하나는 체적파(Bulk Wave)이다.The acoustic wave device is a component that converts a communication signal, which is electromagnetic waves, into elastic waves using a piezoelectric material to extract only a wavelength of a desired frequency. There are two types of seismic waves currently used, one being a surface wave and the other being a bulk wave.
표면파를 이용한 소자로는 표면탄성파(SAW;Surface Acoustic Wave) 소자가 있는데, 삽입손실이 크고 MMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit)화에 어려움이 있다. 고주파에서 동작하고 SAW의 상기한 단점들을 개선한 체적파를 이용한 소자인 FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)는 유전체 필터에 비해 초소형화가 가능하고 표면탄성파 소자보다 삽입손실이 작고 사용전력범위가 넓으며 반도체 웨이퍼를 사용하므로 MMIC 화가 용이하다.Surface acoustic wave (SAW) devices include surface acoustic wave (SAW) devices, which have high insertion loss and difficulty in forming MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuit). The FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator), a device using volumetric wave that operates at high frequency and improves the above-mentioned disadvantages of SAW, can be miniaturized compared to dielectric filters, has a smaller insertion loss, a wider power range than a surface acoustic wave device, and a semiconductor wafer. MMIC upset is easy because it uses.
체적탄성파 소자(Film Bulk Acoustic Wave Device, FBAR)는 이동통신부품의 고주파수화, 고품질화, 초소형화 경향에 부합하는 차세대부품으로서, 이를 이용한 대역통과필터, 듀플렉서 필터가 널리 연구 개발되고 있다.Film Bulk Acoustic Wave Device (FBAR) is a next-generation component that meets the trends of high frequency, high quality, and miniaturization of mobile communication components, and bandpass filters and duplexer filters have been widely researched and developed.
체적탄성파 소자(FBAR)는 압전 재료의 압전/역압전 현상을 이용한 것으로 압전 박막과 상하부전극의 단순한 구조로 형성되는 것이 가장 이상적인 형태(air-gap 형태)이다. 단순하면서 공진특성이 우수한 이상적인 형태(에어갭 형태)의 체적탄성파 공진기소자를 제조하기 위한 방법에는 여러 가지 방법들이 있는 데, 크게 MEMS(Micro Electro Mechanical System)공정의 몸체미세가공공정 및 표면미세가공공정을 이용한 제조방법으로 나눌 수 있다.The volume acoustic wave device (FBAR) uses a piezoelectric / reverse piezoelectric phenomenon of a piezoelectric material, and is most ideally formed with a simple structure of a piezoelectric thin film and an upper and lower electrodes (air-gap form). There are various methods for manufacturing volumetric acoustic wave resonator device of ideal shape (air gap type) with excellent resonant characteristics, which are largely body and surface microprocessing process of MEMS (Micro Electro Mechanical System) process. It can be divided into manufacturing method using.
최근 주로 이용하는 표면미세가공공정을 이용한 체적탄성파 공진기소자는 기판 상에서 칩 형태로 수천~수만개가 동시에 제조되며, 이렇게 제조된 모든 칩 형태의 체적탄성파 소자들은 각각 패키징되어야 한다.In recent years, the bulk acoustic wave resonator device using a surface microfabrication process is mainly manufactured in the form of chips on a substrate in the form of chips. Thousands to tens of thousands of bulk acoustic wave devices have to be packaged.
그런데 체적탄성파 소자들은 전용 패키지가 제조되지 않고 있어 패키지 중에 소형이면서 고주파 특성이 좋은 표면탄성파 소자(SAW device)용 세라믹 패키지를 이용하여 패키징하고 있다.However, volume acoustic wave devices are packaged using a ceramic package for a surface acoustic wave device (SAW device), which is small in size and has high frequency characteristics, because a dedicated package is not manufactured.
따라서 체적탄성파 소자들에 대하여 기판상에서 패키지를 구현하려는 웨이퍼 레벨 패키지에 대한 연구가 널리 진행중이다.Therefore, the research on the wafer-level package to implement the package on the substrate for the bulk acoustic wave devices are in progress.
표면탄성파 소자용 패키지를 이용한 체적탄성파 소자의 패키지들은 체적탄성파 공진기소자나 체적탄성파 대역통과필터소자(FBAR BPF) 등에 사용될 수는 있지만, 이러한 패키지들로는 전송선이나 캐패시터 및 인덕터와 같은 집중소자 등의 특성조정소자들을 포함하기가 어렵다.Packages of bulk acoustic wave devices using packages for surface acoustic wave devices can be used for volume acoustic wave resonator devices or volume acoustic wave band pass filter devices (FBAR BPF), but such packages are characterized by characteristics of lumped elements such as transmission lines, capacitors and inductors. Difficult to include elements
따라서, 표면탄성파 소자용 패키지를 이용한 체적탄성파 소자의 패키지들은 체적탄성파 대역통과필터(FBAR BPF)의 특성 조정 및 향상, 체적탄성파 듀플렉서필터(FBAR DPX)의 구현이 불가능하다.Therefore, the packages of the bulk acoustic wave devices using the package for surface acoustic wave devices cannot adjust or improve the characteristics of the bulk acoustic wave bandpass filter (FBAR BPF) and implement the volume acoustic wave duplexer filter (FBAR DPX).
최근, 체적탄성파 듀플렉스필터는 PCB 보드 위에 집중소자나 전송선과 같은 특성조정소자들을 장착한 후에 두 개의 패키지된 체적탄성파 대역통과필터(FBAR BPF)들을 장착하여 구현하고 있다.Recently, the bulk acoustic wave duplex filter is implemented by mounting two packaged bulk acoustic wave bandpass filters (FBAR BPF) after mounting characteristic control elements such as lumped elements and transmission lines on a PCB board.
도 1에 나타낸 바와 같이, 종래 체적탄성파 소자는 전극패드(10) 부분을 두껍게 하여 와이어 본딩 혹은 플립칩 본딩하고, 기판(20)을 얇게 가공하여 열전달이 용이하도록 제조된다.As shown in FIG. 1, the conventional volume acoustic wave device is manufactured to make the electrode pad 10 thick by wire bonding or flip chip bonding, and to process the substrate 20 thinly to facilitate heat transfer.
도 2는 도 1의 체적탄성파 소자의 등가회로를 나타낸 것으로서, 그 등가회로는 하나이상의 저항, 캐패시터, 인덕터로 구성된다,FIG. 2 illustrates an equivalent circuit of the volume acoustic wave device of FIG. 1, wherein the equivalent circuit includes one or more resistors, capacitors, and inductors.
도 2에서 R11, R12는 체적탄성파 소자의 상하부 전극의 각 전도성 손실을 나타내는 저항이고, C1과 R21은 체적탄성파 소자의 기본 캐패시터 성분과 누설전류 손실을 나타내는 저항이며, C2, L1, 및 R22는 각각 체적탄성파 소자의 음향학적 공진현상이 전기적인 신호와 반응하여 전기적인 공진특성을 나타내는 캐패시터, 인덕터, 저항을 나타낸다.In Figure 2 R 11, R 12 is the resistance representing each conductive loss of the upper and lower electrodes of the film bulk acoustic wave device, C 1 and R 21 is the resistance of the basic capacitor component and the leakage current loss in film bulk acoustic wave device, C 2, L 1 , and R 22 denote capacitors, inductors, and resistors, in which acoustic resonance phenomena of the volume acoustic wave elements react with electrical signals to exhibit electrical resonance characteristics.
상기에서 R22는 공진저항으로서 재료의 음향학적 점성에 기인한 음향학적 손실을 나타낸다.In the above, R 22 represents the acoustic loss due to the acoustic viscosity of the material as the resonance resistance.
도 2에 나타낸 바와 같은 체적탄성파 소자의 등가회로는 체적탄성파 소자들을 이용하여 제조되는 체적탄성파 대역통과필터(BPF; Band Pass Filter)와 체적탄성파 듀플렉서필터(DPX; Duplexer Filter)들의 정확한 필터특성 구현을 위해 요구된다.The equivalent circuit of the volume acoustic wave device as shown in FIG. 2 provides accurate filter characteristics of a volume acoustic wave band pass filter (BPF) and a volume acoustic wave duplexer filter (DPX) manufactured using volume acoustic wave devices. Is required.
도 3은 체적탄성파 소자를 이용한 사다리형(3X4) 대역통과필터의 개요를 나타낸 것이다.3 shows an outline of a ladder-type (3X4) bandpass filter using a volume acoustic wave element.
도 3에 나타낸 바와 같이, 체적탄성파 소자를 7개 이용한 사다리형(ladder type) 대역통과필터는, 체적탄성파 직렬공진기(FBAR11~FBAR13)의 직렬주파수와 체적탄성파 병렬공진기(FBAR21~FBAR24)의 병렬주파수를 일치시켜 형성한다.As shown in FIG. 3, the ladder type band pass filter using seven volume acoustic wave elements includes a series frequency and a volume acoustic wave parallel resonator (FBAR 21 to FBAR 24 ) of the volume acoustic wave series resonators FBAR 11 to FBAR 13 . It is formed by matching the parallel frequency of).
상기에서, 체적탄성파 병렬공진기와 직렬공진기는 동일한 공정으로 동시에 제조된 후, 체적탄성파 직렬공진기의 압전박막의 두께를 변화시키거나 체적탄성파 병렬공진기의 전극에 매스 로딩(mass loading) 효과를 준다. 이와 같이 하는 것에 의하여, 체적탄성파 직렬공진기의 직렬공진주파수와 체적탄성파 병렬공진기의 병렬공진주파수를 일치시키는 것이 가능하다.In the above, the volume acoustic wave parallel resonator and the series resonator are simultaneously manufactured in the same process, and then change the thickness of the piezoelectric thin film of the volume acoustic wave series resonator or give a mass loading effect to the electrodes of the volume acoustic wave parallel resonator. By doing in this way, it is possible to make the serial resonant frequency of a volume acoustic wave series resonator coincide with the parallel resonant frequency of a volume acoustic wave parallel resonator.
상기한 각각의 체적탄성파 병렬 및 직렬 공진기들의 면적이나 두께를 다르게 하여 체적탄성파 대역통과필터 특성을 조정하는 것도 가능하지만, 특성조정소자를 이용해 통과대역과 저지대역 특성 등의 체적탄성파 대역통과필터 특성을 조정하거나 향상시키는 것이 바람직하다.Although it is also possible to adjust the volume acoustic wave bandpass filter characteristics by varying the area or thickness of each of the volume acoustic wave parallel and series resonators, the volume modulating wave bandpass filter characteristics such as passband and stopband characteristics can be adjusted using a characteristic adjusting element. It is desirable to adjust or improve.
상기 특성조정소자로는 집중소자(인덕터, 캐패시터), 오픈스텁(open stub), 숏스텁(short stub), 전송선로 등이 사용되며, 기판 상에 직접 제작될 수도 있고, 체적탄성파 소자의 제조와 분리된 제조공정으로 외부소자로 추가될 수도 있다. 특히 특성조정소자가 체적탄성파 소자의 기판상에 직접 제작되는 경우에는 특성조정소자의 크기가 커서 체적탄성파 소자의 장점인 소형화가 곤란하고, 특성조정소자를 소형화하면 특성조정소자의 품질계수(Q)값이 나빠진다. 따라서 특성조정소자는 체적탄성파 소자의 제조와 분리하여 외부소자로 구현하는 것이 유리하다.As the characteristic adjusting element, a lumped element (inductor, capacitor), an open stub, an open stub, a short stub, a transmission line, etc. may be used. The characteristic adjusting element may be manufactured directly on a substrate. It may be added as an external device in a separate manufacturing process. In particular, when the characteristic adjusting element is directly fabricated on the substrate of the volume acoustic wave element, the size of the characteristic adjusting element is large, making it difficult to miniaturize the advantage of the volume acoustic wave element. The value is bad. Therefore, it is advantageous to implement the characteristic adjusting device as an external device separately from the manufacture of the bulk acoustic wave device.
도 4는 특성조정소자를 포함한 체적탄성파 대역통과필터의 개요를 나타낸 것이다.4 shows an outline of a volume acoustic wave bandpass filter including a characteristic adjusting element.
도 4에 나타낸 바와 같이, 대역통과필터는 직렬공진기에 루프(loop) 인덕터(L11, L12, L13)를 첨가하여 통과대역특성을 조정하고, 병렬공진기에 인덕터(L21), 캐패시터(C24), 오픈스텁(L22), 숏스텁(L23)을 연결하여 저지대역 특성을 변화시킨다. 그리고, 대역통과필터는 입력단과 출력단에 인덕터(L1), 전송선(S1)을 추가하여 필터의 위상특성을 변화시킬 수 있다.As shown in FIG. 4, the bandpass filter adjusts the passband characteristics by adding loop inductors L 11 , L 12 , and L 13 to the series resonator, and inductors L 21 and capacitors to the parallel resonator. C 24 ), the open stub (L 22 ), the short stub (L 23 ) is connected to change the stopband characteristics. In addition, the band pass filter may change the phase characteristics of the filter by adding an inductor L 1 and a transmission line S 1 to the input terminal and the output terminal.
도 5는 분기회로를 포함한 체적탄성파 소자 듀플렉스의 개요를 나타낸 것이다.5 shows an outline of a volume acoustic wave device duplex including a branch circuit.
도 5에 나타낸 바와 같이, 체적탄성파 소자 듀플렉스는 도 4에 나타낸 바와 같은 대역통과필터 두 개를 연결한 것으로서, 서로 다른 통과대역을 갖는 2개의 대역통과필터들을 하나의 안테나포트에 통과대역 특성저하를 방지하기 위하여 전송 체적탄성파 대역통과필터와 수신 체적탄성파 대역통과필터의 앞단에 전송선이나 인덕터와 같은 분기회로를 각각 삽입하여 구현한다.As shown in FIG. 5, the volume acoustic wave device duplex is connected to two band pass filters as shown in FIG. 4, and two band pass filters having different pass bands are applied to one antenna port. In order to prevent this, a branch circuit such as a transmission line or an inductor is inserted in front of the transmission volume acoustic wave band pass filter and the reception volume acoustic wave band pass filter.
상기에서, 체적탄성파 소자 듀플렉스 필터는 하나의 안테나 포트에 아무런 분기회로 없이 두 개의 대역통과필터를 서로 연결하면, 각각의 대역통과필터의 독립적인 통과대역 특성이 그대로 나타나지 않고 상대방 대역통과필터의 저지대역 특성과 간섭하여 나타나므로 통과대역 특성이 저하된다.In the above, when the bulk acoustic wave element duplex filter connects two band pass filters to one antenna port without any branching circuit, the independent pass band characteristics of each band pass filter are not displayed and the stop band of the other band pass filter is not displayed. It appears to interfere with the characteristic, so the passband characteristic is degraded.
상기한 종래 체적탄성파 소자 듀플렉스 필터는 그 크기가 수cm가 되는 전송선 등을 분기회로로 이용하며, 특성조정소자로도 인덕터, 캐패시터 등의 집중소자와 전송선 등을 사용하므로, 체적탄성파 소자를 이용한 소형화가 사실상 불가능하고, 온전한 패키지가 아니어서 특성조정회로가 공기 중에 노출되어 오염 및 손상, 전기적 단락 등의 위험요소가 있다.The conventional volume acoustic wave device duplex filter uses a transmission line having a size of several centimeters as a branch circuit, and also uses a lumped element such as an inductor and a capacitor and a transmission line as a characteristic adjusting element, thereby miniaturizing the volume acoustic wave device. Is virtually impossible and is not an intact package, which exposes the characterization circuit to air, which poses a risk of contamination, damage and electrical shorts.
그리고 체적탄성파 소자 듀플렉서 필터(FBAR DPX) 제조시 각각의 체적탄성파 소자가 다른 소자의 패키지를 이용하여 세라믹 패키징된 이후에 다시 PCB 회로 상에 장착되므로, 체적탄성파 소자가 대형화되고 추가공정이 소요되어 생산성이 떨어지며 생산비용이 증가한다는 문제점이 있다.In addition, when manufacturing volumetric acoustic wave device duplexer filter (FBAR DPX), each volumetric acoustic wave device is mounted on a PCB circuit after ceramic packaging using a package of another device, so that the volumetric acoustic wave device becomes larger and requires additional processing. Has a problem in that the production cost increases.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열방출구조와 특성조정소자를 포함할 수 있는 체적탄성파 소자의 전용 패키지를 만들어 체적탄성파 소자의 특성 조정 및 특성 향상, 패키지의 소형화를 제공할 수 있는 체적탄성파 소자의 전용 패키지 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a package for the volume acoustic wave device which may include a heat dissipation structure and a characteristic adjusting device to provide characteristics adjustment and characteristic improvement of the volume acoustic wave device, and to provide a compact package. It is to provide a dedicated package of a bulk acoustic wave device that can be made and a method of manufacturing the same.
본 발명은 LTCC 공정을 이용하여 패키지 내부에 특성조정소자와 열방출구조를 구비한 체적탄성파 소자의 전용 패키지를 제공한다.The present invention provides an exclusive package of a volume acoustic wave device having a characteristic adjusting device and a heat dissipation structure inside the package using the LTCC process.
본 발명의 체적탄성파 소자의 전용 패키지는, LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 공정으로 형성되고 내부에 특성조정소자가 설치되고 스트립선로가 형성되는 복수개의 시트가 적층되어 형성되는 패키지 본체; 상기 패키지 본체의 일면에 형성되고 내부에 패키징되는 체적탄성파 소자 및/또는 특성조정소자에 연결되는 패키지 접지전극, 패키지 입출력전극, 및 패키지 전극패드; 상기 패키지 본체에 실장되는 체적탄성파 소자의 전극과 상기 패키지 전극패드가 연결된 후 상기 패키지 본체의 상부측에서 장착되는 덮개; 상기 패키지 본체에 형성되는 하나이상의 비어 홀(via hole)에 열전도도가 높은 재료를 채워 패키지 본체 내에서 발생하는 열을 방출시키는 열방출구조를 포함한다.A dedicated package of the bulk acoustic wave device of the present invention includes: a package body formed by stacking a plurality of sheets formed by a low temperature co-fired ceramic (LTCC) process and having a characteristic adjusting element installed therein and a strip line formed therein; A package ground electrode, a package input / output electrode, and a package electrode pad formed on one surface of the package body and connected to a volume acoustic wave element and / or a characteristic adjusting element; A cover mounted on the upper side of the package body after the electrode of the volume acoustic wave element mounted on the package body and the package electrode pad are connected; And a heat dissipation structure in which one or more via holes formed in the package body are filled with a material having high thermal conductivity to release heat generated in the package body.
상기 특성조정소자는 상기 패키지 본체의 시트(sheet) 상에 전극을 인쇄하고, 상기 인쇄된 전극을 서로 조합 연결하여 구현하는 것이 바람직하다.The characteristic adjusting element may be implemented by printing an electrode on a sheet of the package body and combining the printed electrodes with each other.
상기 덮개는 상기 체적탄성파 소자를 와이어 본딩으로 연결한 경우에는 판상형 덮개를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 체적탄성파 소자를 플립칩 본딩으로 연결한 경우에는 중앙부가 오목한 판스프링을 갖는 판스프링 덮개 또는 기둥형 열전달 물질을 갖는 기둥형 덮개 중에서 어느 하나를 선정하여 사용하는 것이 바람직하다.The cover may be a plate type cover when the volume acoustic wave device is connected by wire bonding, and a plate spring cover or column type having a concave plate spring when the volume acoustic wave device is connected by flip chip bonding. It is preferable to select and use any one of the columnar covers which have a heat transfer material.
상기 열방출구조는 상기 패키지 본체의 중앙면에 형성되는 하나이상의 비어 홀(via hole)에 열전도도가 높은 재료를 충진하여 형성하는 열방출 금속 기둥으로 이루어진다. 상기 열방출 금속 기둥 위에는 열전도 페이스트를 이용하여 상기 체적탄성파 소자를 장착한다.The heat dissipation structure includes a heat dissipation metal column formed by filling a material having high thermal conductivity into at least one via hole formed in the center surface of the package body. The volume acoustic wave device is mounted on the heat-emitting metal pillar by using a heat conductive paste.
본 발명의 체적탄성파 공진기소자의 전용 패키지 제조방법은, 가) LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 공정으로 패키지 본체를 형성하는 단계; 나) 상기 가) 단계가 완료되면 패키지 본체의 내부에 체적탄성파 소자를 장착하고, 상기 패키지 본체의 상부쪽에서 덮개를 이용하여 패키징하는 단계를 포함한다.Method for manufacturing a dedicated package of the bulk acoustic wave resonator device of the present invention, a) forming a package body in a low temperature co-fired ceramic (LTCC) process; B) when the step a) is completed, mounting the bulk acoustic wave device inside the package body, and packaging using a cover at an upper side of the package body.
상기 가) 단계는 패키지 본체를 형성하기 위한 시트를 형성하고, 시트 위에 전극(스트립선로)을 인쇄하고 펀칭을 행한 다음, 시트사이의 전극(스트립선로)을 연결하여 특성조정소자를 형성하고 펀칭된 비어 홀에 열전도도가 높은 재료를 충진하여 열방출구조를 형성하고, 시트를 적층하고 소결하는 과정으로 이루어진다.In step a), a sheet for forming a package body is formed, an electrode (strip line) is printed and punched on the sheet, and then an electrode (strip line) between the sheets is connected to form a characteristic adjusting element and punched. Filling the via hole with a material having high thermal conductivity to form a heat dissipation structure, laminating and sintering the sheet.
상기 가) 단계에서 패키지 본체를 형성하는 단계는,Forming the package body in the step a),
a) 원료분말을 선정 및 혼합하여 슬러리를 만들어 충분하게 교반하고 캐스팅(casting) 공정을 통해 시트(sheet)를 형성하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 제조된 시트 위에 특성조정소자를 형성하기 위하여 전극(스트립선로)을 인쇄하고, 비어 홀을 형성하기 위하여 펀칭을 실시한 다음 시트들을 적층하여 인쇄된 전극(스트립선로)에 의하여 특성조정소자를 구성함과 동시에 형성된 비어 홀에 열전도도가 높은 재료를 충진하여 열방출구조를 구성하는 단계; c) 상기 b) 단계에서 적층된 시트들을 가압하면서 적층판을 만든(laminating) 다음에 로에서 소결하는 단계; d) 상기 c) 단계에서 소결이 완료되면 외부 예각을 제거하고 외부 전극(패키지 접지전극, 패키지 입출력전극, 패키지 전극패드 등)을 형성한 후 도금하여 패키지 본체를 형성하는 단계를 포함한다.a) selecting and mixing the raw powder to form a slurry to sufficiently stir and form a sheet through a casting process; b) printing an electrode (strip line) to form a characteristic adjusting element on the sheet manufactured in step a), punching to form a via hole, and then stacking sheets by the printed electrode (strip line) Forming a heat dissipation structure by filling a material having a high thermal conductivity in a via hole formed at the same time as configuring the characteristic adjusting element; c) laminating the laminate while pressing the sheets laminated in step b) and then sintering in a furnace; d) when the sintering is completed in step c) to remove the external acute angle and to form an external electrode (package ground electrode, package input / output electrode, package electrode pad, etc.) and to form a package body by plating.
상기 가) 단계에서는 상기 시트상에 특정 형상을 지닌 전극(스트립선로)을 인쇄하는 공정과 상기 시트상에 인쇄된 전극(스트립선로)을 연결하는 공정을 조합하여 특성조정소자를 형성하고, 상기 시트상에 펀칭된 구멍을 연결하여 비어 홀을 형성하고 비어 홀에 열전도도가 높은 재료를 충진하여 열방출구조인 열방출 금속 기둥을 형성한다.In the step a), a process of printing an electrode (strip line) having a specific shape on the sheet and a process of connecting the electrode (strip line) printed on the sheet are combined to form a characteristic adjusting element, and the sheet Punched holes are formed on the via to form a via hole, and the via hole is filled with a material having high thermal conductivity to form a heat dissipating metal column having a heat dissipation structure.
상기 나) 단계는 특성조정소자와 열방출구조를 포함하는 패키지 본체 내부에 체적탄성파 소자를 장착하는 단계와, 패키지 본체의 상부쪽에서 덮개를 이용하여 패키징하는 단계를 포함하여 이루어진다.The step b) includes the step of mounting the volume acoustic wave element inside the package body including the characteristic adjusting element and the heat dissipation structure, and packaging using a lid on the upper side of the package body.
상기 나) 단계에서 체적탄성파 소자를 장착하는 단계에 있어서는 체적탄성파 소자에서 발생한 열을 열방출 금속 기둥을 통해 방출하는 열방출과정이 중요하다. 상기 체적탄성파 소자에서 발생한 열은 체적탄성파 소자의 기판을 통하여 열방출 금속 기둥으로 방출되고, 또 체적탄성파 소자의 전극과 패키지 전극패드 사이의 연결부위를 통해서도 방출될 수 있으며, 패키지 본체 최상층의 열전도도가 높은 시트(열방출층)를 통해서도 방출될 수 있다.In the step of mounting the bulk acoustic wave device in the step b), the heat dissipation process of dissipating heat generated from the volume acoustic wave device through the heat dissipating metal column is important. Heat generated in the bulk acoustic wave device may be released to the heat-emitting metal pillar through the substrate of the volume acoustic wave device, and may also be emitted through a connection portion between the electrode and the package electrode pad of the bulk acoustic wave device, and the thermal conductivity of the top layer of the package body Can also be released through the high sheet (heat release layer).
그리고 상기 열방출 금속 기둥이 패키지 본체의 최외각에 있는 패키지 접지전극과 시트의 내부 그라운드 금속층이나 금속 스트립선로를 통해 서로 연결되는 것에 의하여 상기 열방출 금속 기둥을 통해 전달되는 열이 상기 패키지 접지전극으로 방출되도록 형성하여 전체적인 열방출이 용이하도록 구성한다.In addition, heat transmitted through the heat-dissipating metal column is connected to the package ground electrode by connecting the heat-dissipating metal column to the package ground electrode at the outermost part of the package body and the inner ground metal layer or the metal strip line of the sheet. It is configured to be discharged and configured to facilitate overall heat release.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention.
본 발명에 있어서, 체적탄성파 소자는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)기법 중에서 표면미세가공방법을 이용하여 제조하며, 특히 차후공정인 패키징 공정까지 고려하여 체적탄성파 소자의 열방출이 용이하고, 패키지 본체와 전기적 연결이 용이한 구조를 갖도록 제조된다.In the present invention, the volume acoustic wave device is manufactured by using a surface microfabrication method in MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) method, and in particular, the thermal emission of the volume acoustic wave device is easy considering the packaging process, which is a subsequent process, It is manufactured to have a structure for easy electrical connection.
도 6은 본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지의 일실시예를 나타내고, 도 7은 본 발명에 따른 체적탄성파 공진기소자의 전용 패키지의 열방출 구조를 나타낸다.FIG. 6 shows an embodiment of a dedicated package of a bulk acoustic wave device according to the present invention, and FIG. 7 shows a heat dissipation structure of a dedicated package of a bulk acoustic wave resonator device according to the present invention.
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지의 일실시예는, 패키지 본체(50), 패키지 입출력전극(51, 52)과 패키지 전극패드(54), 덮개(56, 57, 58), 열방출 구조(61, 62)를 포함한다.As shown in FIG. 6 and FIG. 7, one embodiment of a dedicated package of the bulk acoustic wave device according to the present invention includes a package body 50, package input / output electrodes 51 and 52, package electrode pads 54, and a lid ( 56, 57, 58), and heat dissipation structures 61, 62.
상기 패키지 본체(50)는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 공정으로 형성되고, 상기 패키지 본체(50)의 양측면에는 패키지 접지전극(53)과 패키지 입출력전극(51, 52), 및 패키지 전극패드(54)가 형성된다.The package body 50 is formed by a low temperature co-fired ceramic (LTCC) process, and package ground electrodes 53, package input / output electrodes 51 and 52, and package electrode pads are formed on both sides of the package body 50. 54 is formed.
상기 패키지 접지전극(53)과 패키지 입출력전극(51, 52)은 패키지 본체(50)의 상부면이나 하부면에 형성하는 것도 가능하다.The package ground electrode 53 and the package input / output electrodes 51 and 52 may be formed on an upper surface or a lower surface of the package body 50.
상기 패키지 본체(50)에는 내부에 체적탄성파 소자(63, 64)(FBAR)나 특성조정소자가 장착되어 고주파신호 전송이 가능하도록 스트립선로(Strip Line, SL)가 형성된다.The package body 50 has a volume line acoustic wave element (63, 64) (FBAR) or a characteristic adjusting element is mounted therein to form a strip line (Strip Line, SL) to enable high-frequency signal transmission.
상기 패키지 본체(50)의 상부에 체적탄성파 소자(63, 64)를 실장하고, 체적탄성파 소자(63, 64)의 전극과 패키지 전극패드(54)를 와이어 본딩이나 플립칩 본딩으로 전기적 연결하여 체적탄성파 소자(63, 64)를 패키지 본체(50) 상부측에 장착한 다음에, 상기 덮개(56, 57, 58)를 체적탄성파 소자(63, 64)의 상부측에서 패키지 본체(50)에 장착한다.The volume acoustic wave elements 63 and 64 are mounted on the package body 50, and the electrodes and the package electrode pads 54 of the volume acoustic wave elements 63 and 64 are electrically connected by wire bonding or flip chip bonding. The acoustic wave elements 63, 64 are mounted on the upper side of the package body 50, and then the lids 56, 57, 58 are mounted on the package body 50 on the upper side of the volume acoustic wave elements 63, 64. do.
상기 덮개는 판상형 덮개(56), 판스프링 덮개(58), 기둥형 덮개(57) 등의 여러 가지 형태가 사용될 수 있으며, 패키지 본체(50)내에 체적탄성파 소자(64)가 와이어 본딩(wire bonding)으로 연결되면 판상형 덮개(56)를 사용하고, 플립칩 본딩(flip chip bonding)으로 연결되면 판스프링 덮개(58)나 기둥형 덮개(57)를 사용한다.The cover may be used in various forms such as a plate-like cover 56, a leaf spring cover 58, a columnar cover 57, the volume acoustic wave device 64 in the package body 50 wire bonding (wire bonding) When connected by using a plate-like cover 56, and connected by flip chip bonding (flip chip bonding) uses a plate spring cover 58 or columnar cover (57).
상기 판스프링 덮개(58)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 가운데가 오목한 판스프링(58')을 가지고 있고, 이 판스프링(58')은 한쪽 끝부분은 고정하고 다른쪽 끝부분은 고정하지 않아 움직이는 것이 가능하도록 설치한다.As shown in Fig. 8, the leaf spring cover 58 has a concave leaf spring 58 ', which is fixed at one end and not fixed at the other end. Install so that it can move.
상기 기둥형 덮개(57)는 도 9에 나타낸 바와 같이, 열전도도가 높고 경도가 낮은 금속이나 고분자같은 무른 재질의 재료로 기둥형 열전달물질(57')을 설치한다.As shown in FIG. 9, the columnar cover 57 is provided with a columnar heat transfer material 57 'made of a soft material such as a metal or a polymer having high thermal conductivity and low hardness.
상기 판스프링 덮개(58)와 기둥형 덮개(57)는 각각 판스프링(58')과 기둥형 열전달물질(57')이 설치된 쪽을 체적탄성파 소자(63, 64)쪽으로 하여 패키지 본체(50)에 결합한다.The leaf spring cover 58 and the columnar cover 57 are package body 50 with the leaf springs 58 'and the columnar heat transfer material 57' installed on the volume acoustic wave elements 63 and 64, respectively. To combine.
상기 열방출 구조는 패키지 본체(50)의 중앙부에 형성되어 있는 비어 홀에 열전도도가 높은 재료를 충진시켜 열방출 금속 기둥(61, 62)을 형성하여 패키지 본체(50) 내의 열방출을 지원한다.The heat dissipation structure supports heat dissipation in the package body 50 by filling the via hole formed in the center of the package body 50 with a material having high thermal conductivity to form the heat dissipation metal pillars 61 and 62. .
도 6은 체적탄성파 듀플렉서를 예로 한 것으로서, 두 개의 체적탄성파 대역통과필터를 단일 칩 혹은 두 개의 칩으로 만들어 패키지 본체(50)에 장착할 수도 있다. 상기에서 두 개의 칩으로 체적탄성파 대역통과필터를 연결하는 경우에는 각각의 칩을 만들기 위해 2회의 체적탄성파 대역통과필터의 제조 공정이 필요하지만 공정이 단순하므로 칩 제작이 용이하고 생산수율이 높다.FIG. 6 illustrates an example of a volume acoustic wave duplexer. Two volume acoustic wave bandpass filters may be mounted on the package body 50 by using a single chip or two chips. In the case of connecting the volumetric acoustic wave bandpass filter with two chips, the manufacturing process of the two volumetric acoustic wave bandpass filters is required to make each chip, but the process is simple, so the chip is easy to manufacture and the production yield is high.
그리고 도 7에 나타낸 바와 같이, 열방출 구조는 패키지 본체(50)의 중앙부에 형성되는 복수의 열방출을 위한 비어 홀(via hole)에 금속과 같은 높은 열전도도를 가진 재료로 충진하여 열방출 금속 기둥(61, 62)을 형성하는 것에 의하여 이루어진다.As shown in FIG. 7, the heat dissipation structure is filled with a material having a high thermal conductivity, such as a metal, in a plurality of via holes for heat dissipation formed in a central portion of the package body 50. By forming the pillars 61 and 62.
그리고 상기 체적탄성파 소자(63, 64)는 열방출 금속 기둥(61, 62) 위에 열전도 페이스트를 이용하여 부착하고, 자체 발생되는 열은 상기 열방출 금속 기둥(61, 62)을 통해 발산된다.The volume acoustic wave elements 63 and 64 are attached onto the heat-dissipating metal pillars 61 and 62 by using a heat conductive paste, and the heat generated by itself is dissipated through the heat-dissipating metal pillars 61 and 62.
상기 열방출 금속 기둥(61, 62)은 패키지 본체(50)의 최하부 바닥면 부분은 넓은 면적을 갖도록 설계되어 열방출을 용이하도록 구성하는 것이 바람직하다.The heat dissipating metal pillars 61 and 62 are preferably configured to have a large area at the bottom of the bottom of the package body 50 to facilitate heat dissipation.
또 상기 열방출 금속 기둥(61, 62)을 패키지 접지전극(53)과 내부 그라운드(inner ground) 금속층이나 금속 스트립선로(SL)로 연결하는 것에 의하여 열방출 금속 기둥(61, 62)을 통해 전달되는 열을 패키지 접지전극(53)을 통해서도 발산할 수 있도록 이루어진다.In addition, the heat-dissipating metal pillars 61 and 62 are transferred through the heat-dissipating metal pillars 61 and 62 by connecting the package ground electrode 53 to an inner ground metal layer or a metal strip line SL. The heat to be made can also be dissipated through the package ground electrode 53.
그리고 체적탄성파 소자(63, 64)의 전극과 패키지 전극패드(54)간의 와이어 혹은 플립칩본딩 재료를 통해 전달되는 열도 패키지 전극패드(54)와 시트 상의 스트립선로(SL)를 통하여 열방출 금속 기둥(61, 62)으로 전달되어 패키지 접지전극(53)을 통해 발산되도록 구성된다.And a heat dissipation metal column through the heat conduction package electrode pad 54 and the strip line SL on the sheet, which are transmitted through a wire or flip chip bonding material between the electrodes of the volume acoustic wave elements 63 and 64 and the package electrode pad 54. It is transmitted to the (61, 62) is configured to diverge through the package ground electrode (53).
그리고 상기 패키지 본체(50)의 최상부면을 금속층이나 AlN층 같은 열전도도가 높은 재료를 도포하여 열방출층(59)으로 이용하는 것도 가능하다. 상기에서 열방출층(59)은 열방출 금속 기둥(61, 62) 및 패키지 접지전극(53)과 층간 접착되어 체적탄성파 소자(64) 동작시 발생한 열의 방출이 용이하도록 구성한다.In addition, the top surface of the package body 50 may be coated with a material having high thermal conductivity such as a metal layer or an AlN layer and used as the heat dissipation layer 59. The heat dissipation layer 59 is bonded between the heat dissipation metal pillars 61 and 62 and the package ground electrode 53 so as to easily dissipate heat generated during the operation of the bulk acoustic wave device 64.
상기 체적탄성파 소자(63, 64)가 패키지 본체(50)와 플립칩 본딩으로 연결된 경우에는 체적탄성파 소자(63, 64)의 기판이 열방출 금속 기둥(61, 62)에 직접 접촉하지 않으므로 판스프링 덮개(58)나 기둥형 덮개(57)를 이용해 체적탄성파 소자(63, 64)의 열을 덮개(57, 58)를 통하여 방출되도록 구성한다.When the volume acoustic wave elements 63 and 64 are connected to the package body 50 by flip chip bonding, the plate springs of the volume acoustic wave elements 63 and 64 do not directly contact the heat-emitting metal pillars 61 and 62. The cover 58 or the columnar cover 57 is configured to emit heat of the volume acoustic wave elements 63 and 64 through the covers 57 and 58.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지의 제조 방법을 첨부한 도 10 및 도 11을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Referring to Figures 10 and 11 attached to the manufacturing method of the dedicated package of the bulk acoustic wave device according to the present invention configured as described above are as follows.
도 10은 본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지의 제조 방법중에서 패키지 본체를 형성하는 과정을 나타낸 것이다.10 illustrates a process of forming a package body in a method of manufacturing a dedicated package for a volume acoustic wave device according to the present invention.
도 10 및 도 11을 참조하면, LTCC 공정을 이용한 패키지 본체의 제조 공정은, 먼저 원료분말를 선정하여 혼합 후 슬러리를 만들고(S1), 만들어진 슬러리를 충분히 교반한 다음 캐스팅 공정을 통해 시트(55)를 제조하고(S2), 시트(55) 상에 특성조정소자의 형성을 위한 전극(스트립선로(SL))의 인쇄와 열방출구조의 형성을 위한 펀칭을 실시한 다음 이 시트(55)들을 적층하고(S3), 적층된 시트(55)들을 가압하여 적층판(laminating)을 형성한 다음에 로에서 소결하고(S4, S5), 로에서 소결이 완료되면 외부 예각을 제거하고 외부 전극(패키지 접지전극, 패키지 입출력전극, 패키지 전극패드 등)을 형성한 후에 도금을 하여 패키지 본체(50)를 형성하는(S6) 단계로 이루어진다.Referring to FIGS. 10 and 11, in the manufacturing process of the package body using the LTCC process, the raw material powder is first selected and mixed to make a slurry (S1), and the slurry is sufficiently stirred, and then the sheet 55 is subjected to a casting process. Manufacturing (S2), printing the electrode (strip line SL) for forming the characteristic adjusting element on the sheet 55 and punching for forming the heat dissipation structure, and then laminating the sheets 55 ( S3), the laminated sheets 55 are pressed to form a laminating plate, and then sintered in the furnace (S4, S5). When the sintering is completed in the furnace, the external acute angle is removed and the external electrode (package ground electrode, package) After the input / output electrode, the package electrode pad, etc.) is formed, plating is performed to form the package body 50 (S6).
상기에서 시트(55)들을 적층하는 단계(S3)에서는 각 시트(55)에 인쇄된 전극(스트립선로(SL))을 서로 연결하여 특성조정소자를 구성함과 아울러, 펀칭된 비어 홀에 열전도도가 높은 재료를 충진하여 열방출구조인 열방출 금속 기둥(61, 62)을 구성한다.In the stacking of the sheets 55 in the above-described step (S3), the electrodes (strip lines SL) printed on the sheets 55 are connected to each other to form a characteristic adjusting element, and thermal conductivity in the punched via hole. The heat-dissipating metal pillars 61 and 62, which are heat dissipation structures, are filled by filling a high material.
상기와 같이 제조되는 패키지 본체(50)에는 체적탄성파 대역통과필터나 듀플렉서를 만들기 위해 체적탄성파 소자(63, 64)의 공진기 고유 특성과 회로 특성을 구현하기 위한 특성조정소자, 분기회로가 포함된다.The package body 50 manufactured as described above includes a characteristic adjusting element and a branch circuit for implementing resonator inherent characteristics and circuit characteristics of the volume acoustic wave elements 63 and 64 to make the volume acoustic wave band pass filter or duplexer.
그리고 패키지 본체(50)에 패키지 접지전극(53), 패키지 입출력전극(51, 52), 패키지 전극패드(54)를 형성하고, 패키지 본체(50) 내부의 시트(55) 상에 고주파 신호의 전송을 위한 스트립선로(SL)를 형성한다.The package ground electrode 53, the package input / output electrodes 51 and 52, and the package electrode pad 54 are formed in the package body 50, and the high frequency signal is transmitted on the sheet 55 inside the package body 50. To form a strip line (SL) for.
상기에서 패키지 본체(50) 내부의 시트(55) 상에 형성하는 스트립선로(SL)는 시트(55)를 적층하는 것에 의하여 서로 연결되어 특성조정소자를 구성하게 된다.The strip lines SL formed on the sheet 55 in the package body 50 are connected to each other by stacking the sheets 55 to form a characteristic adjusting device.
그리고 패키지 본체(50)의 중앙부에 형성되는 비어 홀에 열전도도가 높은 재료를 충진하여 열방출 금속 기둥(61, 62)을 만들어 패키지 본체(50) 내의 열방출을 지원하도록 구성한다.In addition, the via hole formed in the center of the package body 50 is filled with a material having high thermal conductivity to form heat-dissipating metal pillars 61 and 62 to support heat dissipation in the package body 50.
그 외에도 패키지 본체(50)의 구성을 위하여 필요한 외부 그라운드, 내부 그라운드, 열 비어 홀(thermal via hole), 비어 홀(via hole) 등을 각 시트(55) 상에 형성한다.In addition, an outer ground, an inner ground, a thermal via hole, a via hole, and the like, which are necessary for the configuration of the package body 50, are formed on each sheet 55.
상기와 같이 체적탄성파 소자의 전용 패키지의 필요 요소들이 모두 제작되면, 체적탄성파 소자(63, 64)를 장착한 후 패키지 본체(50)의 상부를 덮개(56, 57, 58)로 덮는다.When all the necessary elements of the package for the bulk acoustic wave device are manufactured as described above, the top of the package body 50 is covered with the covers 56, 57, and 58 after the volume acoustic wave devices 63 and 64 are mounted.
도 11은 본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지내에 특성조정소자를 구성한 일례를 간략하게 도식화하여 나타낸 것이다.Fig. 11 is a schematic diagram showing an example in which the characteristic adjusting element is configured in a dedicated package of the volume acoustic wave element according to the present invention.
상기 패키지 본체(50)내에 특성조정소자와 분기회로를 구현하는 방법은 시트 (55)상에 전극(스트립선로(SL))을 인쇄하고, 구멍을 뚫어 전도성 재료를 충진하여 위/아래에 적층된 시트(55)의 인쇄된 전극(스트립선로(SL))을 서로 연결하는 공정을 조합하여 이루어진다.The method of implementing the characteristic adjusting element and the branch circuit in the package main body 50 is printed on the sheet (55), the electrode (strip line SL), the hole is filled with a conductive material is laminated on the top / bottom The process of connecting the printed electrodes (strip line SL) of the sheet 55 to each other is performed in combination.
상기에서 분기회로는 특성조정소자로 구현하는 것이 가능하고, 특성조정소자로는 오픈 스텁(인덕터, 캐패시터), 숏스텁(인덕터, 캐패시터), 전송선로(스트립 선로, 인덕터), 캐패시터, 인덕터, 레지스터 등이 열거될 수 있다.The branch circuit may be implemented as a characteristic adjusting element, and the characteristic adjusting element may include an open stub (inductor and capacitor), a short stub (inductor and capacitor), a transmission line (strip line and inductor), a capacitor, an inductor and a resistor. And the like can be enumerated.
본 발명과 같이 체적탄성파 소자의 전용 패키지 내에 특성조정소자를 구현하는 것은 종래와 같이 PCB 보드상에 특성조정소자를 구현하는 것보다 소형화 및 양산화에 크게 유리하다.Implementing the characteristic adjusting element in a dedicated package of the volume acoustic wave device as in the present invention is greatly advantageous in miniaturization and mass production than implementing the characteristic adjusting element on the PCB board as in the prior art.
상기와 같이 특성조정소자를 패키지 본체(50) 내에 구현하면, 체적탄성파 소자의 전용 패키지는 외관상으로 기존 세라믹 패키지와 유사한 크기이지만, 체적탄성파 대역통과필터 특성에 있어서 우수한 특성을 나타내고, 체적탄성파 듀플렉서 특성에 있어서 기존 듀플렉서와 동일하거나 보다 우수한 특성을 나타낸다.When the characteristic adjusting element is implemented in the package body 50 as described above, the dedicated package of the bulk acoustic wave device is similar in size to the conventional ceramic package in appearance, but exhibits excellent characteristics in the volume acoustic wave bandpass filter characteristics, and the volume acoustic wave duplexer characteristics. It shows the same or better characteristics than the existing duplexer.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지 및 그의 제조 방법은 단순한 패키지가 아닌 체적탄성파 소자의 특성 조정 및 특성 향상을 위해 제조되는 체적탄성파 소자 회로의 일부분으로 이용된다.As described above, the dedicated package of the bulk acoustic wave device and the method of manufacturing the same according to the embodiment of the present invention are used as a part of the volume acoustic wave device circuit manufactured to adjust the characteristics and improve the characteristics of the bulk acoustic wave device rather than a simple package. .
본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지 내부에는 특성조정소자가 포함되어 있어 체적탄성파 공진기소자(FBARs), 체적탄성파 대역통과필터(FBAR BPF), 체적탄성파 듀플렉서필터(FBAR DPX) 소자 특성을 조정 및 향상시킬 수 있다.In the dedicated package of the bulk acoustic wave device according to the present invention, a characteristic adjusting element is included to adjust and characterize the characteristics of volume acoustic wave resonator elements (FBARs), volume acoustic wave bandpass filters (FBAR BPF), and volumetric acoustic wave duplexer filters (FBAR DPX). Can be improved.
특히 특성조정소자가 포함되어 있는 체적탄성파 소자의 전용 패키지는 체적탄성파 대역통과필터(FBAR BPF) 구현시 통과대역특성과 저지대역특성을 개선시키고, 체적탄성파 듀플렉서필터(FBAR DPX) 구현시 패키지 내부에 분기회로를 구현하는 것이 가능하다.In particular, the dedicated package of the volume acoustic wave device that includes the characteristic adjustment element improves the passband and stopband characteristics when implementing the bulk acoustic wave bandpass filter (FBAR BPF), and the inside of the package when implementing the volumetric wave duplexer filter (FBAR DPX). It is possible to implement branch circuits.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지 및 그의 제조 방법은 체적탄성파 소자의 패키징과 동시에 특성조정회로, 분기회로 등이 형성되므로, 제조공정이 단순화되어 양산성이 우수하고 제조단가가 낮아지고, 소형으로 제작하는 것이 가능하다.Therefore, the dedicated package for the bulk acoustic wave device and the method of manufacturing the same according to the embodiment of the present invention are formed simultaneously with the packaging of the bulk acoustic wave device, so that the characteristic adjustment circuit and the branch circuit are formed. It is lowered and it is possible to manufacture it compactly.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited thereto, and various other changes and modifications are possible.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 체적탄성파 소자의 전용 패키지 및 그의 제조방법에 의하면, 패키지 내부의 열방출 금속 기둥이나 패키지 최상부 면의 열방출층을 통해 체적탄성파 소자 동작시 발생되는 열을 충분하게 방출시키는 것이 가능하므로, 열에 의한 체적탄성파 소자의 성능 저하를 방지할 수 있다.According to the package and the manufacturing method of the bulk acoustic wave device according to the present invention made as described above, the heat generated during the operation of the volume acoustic wave device through the heat-emitting metal column or the top of the package top surface of the package is sufficiently discharged Since it is possible to make it possible, the performance degradation of the volume acoustic wave element due to heat can be prevented.
그리고 본 발명에 의한 체적탄성파 소자의 전용 패키지 및 그의 제조방법에 의하면, 특성조정소자가 패키지 내부에 포함되어 있으므로 체적탄성파 소자의 특성 조정 및 특성 향상, 소형화 및 우수한 양산성을 기대할 수 있으며, 아울러 생산 자동화와 제조 단가의 하락을 기대할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the package for the bulk acoustic wave device and the manufacturing method thereof according to the present invention, since the characteristic adjusting element is included in the package, it is possible to expect the characteristics of the bulk acoustic wave device to be adjusted, improved, miniaturized and excellent mass production. This is expected to reduce automation and manufacturing costs.
도 1은 종래 체적탄성파 소자의 일예를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing an example of a conventional volume acoustic wave device.
도 2는 도 1의 체적탄성파 소자의 등가회로도이다.FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the volume acoustic wave device of FIG. 1.
도 3은 체적탄성파 소자를 이용한 사다리형(3X4) 대역통과필터의 개요를 나타내는 회로도이다.3 is a circuit diagram showing an outline of a ladder-type (3X4) band pass filter using a volume acoustic wave element.
도 4는 특성조정소자를 포함한 체적탄성파 대역통과필터의 개요를 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram showing an outline of a volume acoustic wave bandpass filter including a characteristic adjusting element.
도 5는 분기회로를 포함한 체적탄성파 소자 듀플렉스의 개요를 나타내는 회로도이다.5 is a circuit diagram showing an outline of a volume acoustic wave device duplex including a branch circuit.
도 6은 본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지의 일실시예를 나타내는 사시도이다6 is a perspective view showing an embodiment of a package dedicated for a volume acoustic wave device according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지의 일실시예에 있어서 열방출 구조를 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a heat dissipation structure in one embodiment of a package for a bulk acoustic wave device according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지의 일실시예에 있어서 판스프링 덮개를 나타내는 저면사시도이다.8 is a bottom perspective view showing a leaf spring cover in one embodiment of a package for a bulk acoustic wave device according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지의 일실시예에 있어서 기둥형 덮개를 나타내는 저면사시도이다.Figure 9 is a bottom perspective view showing a columnar cover in one embodiment of a dedicated package of a bulk acoustic wave device according to the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지 제조방법의 일실시예를 나타내는 공정순서도이다.10 is a process flowchart showing one embodiment of a method for manufacturing a dedicated package for a volume acoustic wave device according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 체적탄성파 소자의 전용 패키지의 일실시예에 있어서 내부에 특성조정소자를 설치한 상태를 개념적으로 나타내는 단면도이다.11 is a cross-sectional view conceptually illustrating a state in which a characteristic adjusting device is installed in an embodiment of a package for a bulk acoustic wave device according to the present invention.
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