KR100541095B1 - 열융착형 리드를 갖는 ｆｂａｒ 듀플렉서 - Google Patents

열융착형 리드를 갖는 ｆｂａｒ 듀플렉서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막 용적 탄성공진기 듀플렉서에 관한 것으로, 기판의 상부면에 송,수신단 FBAR필터가 탑재되고,신호간섭을 방지하는 위상변환부를 갖추어 송,수신되는 신호의 주파수를 분리, 통과시켜주는 듀플렉서에 있어서, 상기 기판의 외측테두리 근방에 상기 기판의 외측테두리를 따라 연속하여 평행한 조립홈을 일정깊이로 함몰형성하고, 상기 조립홈의 바닥면에 열융착층이 도포되는 열융착부; 상기 열융착층과 하부단이 접하도록 상기 기판과 평행한 평면부의 외측테두리로부터 상기 기판측으로 절곡되어 연장되는 절곡부를 갖추고, 상기 절곡부의 하부단과 접하는 열융착층을 고온의 열원으로서 용융하여 상기 기판의 상부를 밀폐하는 공간을 형성하는 리드;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의하면, 기판상에 구비되는 칩부품을 외부환경으로부터 보호하는 실링공정을 소자의 특성열화및 양산수율의 저하없이 간편하게 수행할 수 있다.
FBAR, 듀플렉서, 다층회로기판, 리드, 열융착층

Description

열융착형 리드를 갖는 ＦＢＡＲ 듀플렉서{A Film Bulk Acoustic Resonator duplexer having a heat fusion type lid}
도 1은 일반적인 FBAR 듀플렉서를 도시한 회로도이다.
도 2는 일반적인 FBAR 듀플렉서를 에폭시소재로 패키징화한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서를 도시한 것으로서,
(a)는 리드가 제거된 기판의 단면도이고,
(b)는 리드가 제거된 기판의 평면도이며,
(c)는 리드의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서의 다른 실시예의 구성도이다.
도 6는 본 발명에 따른 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서의 또다른 다른 실시예의 구성도이다.
* 도면의 주요 부분의 부호의 설명 *
101 : 기판 102,104 : 송, 수신단 FBAR필터
108 : 와이어부재 110 : 열융착부
112 : 조립홈 114 : 열융착층
114a,114b : 상,하부층 120 : 리드
121 : 평면부 122 : 절곡부
123 : 면접부 P : 공간
본 발명은 박막 용적 탄성공진기(Flim Bulk Acoustic Resonator : 이하, FBAR 이라함.) 듀플렉서에 관한 것으로, 보다 상세히는 기판상에 구비되는 칩부품을 외부환경으로부터 보호하는 실링공정을 소자의 특성열화및 양산수율의 저하없이 간편하게 수행할 수 있도록 개선한 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서에 관한 것이다.
일반적으로 듀플렉서(Duplexer)는 대역통과필터로써 이동통신 단말기에서 송수신되는 신호의 주파수를 분리, 통과시켜주는 역활을 하는데, 특히 송수신 신호를 주파수를 분리해 원하는 주파수대역의 주파수를 통과시키는데 사용되는 RF부품이며, 이동통신단말기에서 필요한 주파수대역의 신호만 걸러내고 불필요한 주파수대역의 신호를 제거하는 일종의 필터장치라고 할 수 있다.
이러한 필터장치인 듀플렉서로 많이 사용되고 있는 FBAR 듀플렉서는 RF능동소자들과 자유로운 결합이 가능하여 초경량및 초경박이며, 반도체 공정을 이용하여 대량생산이 가능하고, MMIC(Monolithic Microwave Intergrated Circuit)와의 결합이 용이하여,특히 안정성및 뛰어난 신호대잡음비를 보이기 때문에 이동통신단말기의 통화품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 FBAR 듀플렉서를 도시한 회로도이고, 도 2는 일반적인 FBAR 듀플렉서를 에폭시소재로 패키징화한 단면도로서, FBAR 듀플렉서(1)는 안테나(11)를 통해 송신단자(12a)로 입력되는 신호가 송신되도록 하는 송신단 FBAR필터(12)와, 상기 안테나(11)를 통해 수신되는 신호가 수신단자(14a)를 통해 입력되도록 하는 수신단 FBAR필터(14)및 상기 안테나(11)와 수신단 FBAR필터(14)사이에 형성되고 송수신되는 신호의 위상을 변화시켜 상기 송신단 FBAR 필터(12)와 수신단 FBAR필터(14)에서 신호의 간섭이 방지되도록 인덕터(16a), 캐패시터(16b)(16c)로 구성되는 위상변환부(16)로 구성된다.
이러한 송,수신단 FBAR필터(12)(14)는 기판(17)의 최상층 상부면에 형성되는 외부회로인 마이크로스트립라인(microstripline)에 일단이 연결되는 와이어부재(18)의 타단과 전기적으로 연결되는 다이본딩방식으로 탑재되고, 상기 위상변화부(16)는 기판내부에 칩인덕터화되어 구비되는 한편, 상기 기판(17)의 상부는 송,수신단 FBAR필터(12)(14)및 와이어부재(18)를 외부환경으로부터 보호할 수 있도록 에폭시소재로 상기 기판(17)의 상부에 몰드부(19)를 일정높이로 성형하였다.
그러나, 상기와 같이 기판(17)의 상부에 채워지는 에폭시를 직하부로 가압하여 몰드부(19)를 성형하는 작업시 직하부의 가압력에 의해 에폭시와 더불어 와이어부재(18)가 변형되면서 상기 기판(17)의 최상층 상부면에 형성된 마이크로스트립라인과 접촉되고, 이로 인해 듀플렉서의 특성저하를 유발하였다.
또한, 상기 기판(17)의 상부를 두꺼운 층으로 몰딩하는 몰드부(19)의 에폭시가 와이어부재(18)및 마이크로스트립라인과 직접적으로 접촉하면서 이들의 특성열화를 증가시키는 요인으로 작용한다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 부품이 탑재되는 기판의 상부를 특성열화및 특성저하의 염려없이 외부환경으로부터 안전하게 보호하고, 실링공정을 간편하게 수행할 수 있는 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서, 본 발명은
기판의 상부면에 송,수신단 FBAR필터가 탑재되고,신호간섭을 방지하는 위상변환부를 갖추어 송,수신되는 신호의 주파수를 분리, 통과시켜주는 듀플렉서에 있어서,
상기 기판의 외측테두리 근방에 상기 기판의 외측테두리를 따라 연속하여 평행한 조립홈을 일정깊이로 함몰형성하고, 상기 조립홈의 바닥면에 열융착층이 도포되는 열융착부;
상기 열융착층과 하부단이 접하도록 상기 기판과 평행한 평면부의 외측테두리로부터 상기 기판측으로 절곡되어 연장되는 절곡부를 갖추고, 상기 절곡부의 하부단과 접하는 열융착층을 고온의 열원으로서 용융하여 상기 기판의 상부를 밀폐하는 공간을 형성하는 리드;를 포함함을 특징으로 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서를 마련함에 의한다.
바람직하게는 상기 조립홈은 적어도 하나이상으로 세라믹층으로 적층되는 기판의 최상부층에 형성된다.
바람직하게는 상기 열융착층은 상기 조립홈의 바닥면에 Au소재로 패턴인쇄되는 하부층과, Au/Sn소재로 상기 하부층의 상부면에 도포되는 상부층으로 구성된다.
보다 바람직하게는 상기 상부층은 Au가 10%, Sn가 90% 혼합되어 210℃ 내외의 용융점을 갖는 합금소재로 구성된다.
바람직하게는 상기 리드의 하부단에는 상기 조립홈의 바닥면과 평행하게 절곡되는 면접부를 형성한다.
또한, 본 발명은,
기판의 상부면에 송,수신단 FBAR필터가 탑재되고,신호간섭을 방지하는 위상변환부를 갖추어 송,수신되는 신호의 주파수를 분리, 통과시켜주는 듀플렉서에 있어서,
상기 기판의 외측테두리 근방에 상기 기판의 외측테두리를 따라 연속하여 평행한 열융착층이 도포되는 열융착부;
상기 열융착층과 하부단이 접하도록 상기 기판과 평행한 평면부의 외측테두리로부터 상기 기판측으로 절곡되어 연장되는 절곡부를 갖추고, 상기 절곡부의 하부단과 접하는 열융착층을 고온의 열원으로서 용융하여 상기 기판의 상부를 밀폐하는 공간을 형성하는 리드;를 포함함을 특징으로 하는 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서를 마련함에 의한다.
바람직하게는 상기 열융착층은 상기 기판의 상부면에 Au소재로 패턴인쇄되는 하부층과, Au/Sn소재로 상기 하부층의 상부면에 도포되는 상부층으로 구성된다.
보다 바람직하게는 상기 상부층은 Au가 10%, Sn가 90% 혼합되어 217 ℃의 용융점을 갖는 합금소재로 구성된다.
바람직하게는 상기 리드의 하부단에는 상기 조립홈의 바닥면과 평행하게 절곡되는 면접부를 형성한다.
이하, 본 발명에 대해서 보다 상세히 설명한다.
도 3(a)는 본 발명에 따른 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서에서 리드가 제거된 기판의 단면도이고, 도 3(b)는 본 발명에 따른 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서에서 리드가 제거된 기판의 평면도이며, 도 3(b)는 본 발명에 따른 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서에 구비되는 리드의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서의 구성도이다.
본 발명의 FBAR 듀플렉서(100)는 도 3과 4에 도시한 바와같이, 이동통신단말기에서 필요한 주파수 대역의 신호만 걸러내고 불필요한 주파수대역의 신호는 제거하도록 이동통신단말기의 메인기판에 구비되는 것으로서, 이러한 듀플렉서(100)는 기판(101), 송,수신단 FBAR필터(102)(104), 조립홈(110)및 리드(120)로 구성된다.
즉, 상기 기판(101)은 적어도 2층이상의 세라믹층이 적층되는 다층인쇄회로기판이며, 이러한 기판(101)의 상부면에는 안테나를 통해 신호가 송신되는 송신단 FBAR필터(102)와, 상기 안테나를 통해 수신되되는 신호가 수신되는 수신단 FBAR필터(104)가 복수개의 와이어부재(108)를 매개로 하여 다이본딩방식으로 탑재된다.
그리고, 상기 안테나와 수신단 FBAR필터(102)사이에는 송수신되는 신호의 위상을 변환시켜 신호의 간섭이 발생되는 것을 방지하도록 인덕터와 캐퍼시터로 이루어진 위상변환부를 구비한다.
상기 위상변환부는 상기 기판(101)의 상부면에 구비될 수도 있지만, 듀플렉서(100)의 크기및 부피를 줄일 수 있도록 상기 기판(101)에 적층되는 세라믹층에 칩인턱터의 형태로 구비될 수도 있다.
또한, 상기 열융착부(110)는 사각판상으로 구비되는 기판(101)의 외측테두리 근방에 상기 기판(101)의 외측테두리를 따라 일정간격을 두고 연속하여 평행한 조립홈(112)을 일정깊이로 함몰형성하고, 상기 조립홈(112)의 바닥면에는 열융착층(114)을 전체적으로 고르게 도포한다.
그리고, 상기 조립홈(112)은 적어도 하나이상으로 세라믹층으로 적층되는 기판(101)의 최상부층에 형성된다.
상기 열융착층(114)은 상기 리드(120)의 하부단이 배치되는 조립홈(112)의 바닥면에 Au의 금속소재로 패턴인쇄되는 하부층(114a)과, Au/Sn의 금속소재로 상기 하부층(114a)의 상부면에 도포되는 상부층(114b)으로 구성된다.
여기서, 상기 조립홈(112)을 통해 외부로 노출되는 상부층(114b)은 Au의 금속소재가 10%, Sn의 금속소재가 90% 혼합되어 상기 리드의 열융착 조립시 210℃ 내외의 열원에 의해서 용융되는 용융점을 갖는 합금소재로 구성된다.
또한, 상기 열융착층(114)은 상기 조립홈(112)으로 삽입되는 리드(120)의 하부단을 위치고정할 수 있도록 상기 조립홈(112)의 깊이보다 낮은 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 기판(101)상에 구비되는 리드(120)는 상기 기판(101)의 상부에 탑재되는 부품을 외부환경으로부터 보호하는 밀폐공간(P)을 형성하도록 상기 기판(101)에 조립되는 'ㄷ'단면상의 커버부재이다.
상기 리드(120)는 상기 기판(101)의 상부면과 평행한 시각판의 평면부(121)와, 상기 평면부(121)의 전체외측테두리로부터 상기 기판(121)측으로 절곡되어 연장되는 절곡부(122)로 구성되며, 상기 절곡부(122)의 하부단은 상기 조립홈(112)내로 삽입되어 그 바닥면에 도포된 열융착층(113)과 전체적으로 균일하게 접해지게 된다.
이러한 경우, 상기 리드(120)의 절곡부(122)가 기판(101)의 조립홈(112)에 끼워진 상태에서 이를 열원이 제공되는 전기로(미도시)의 중심을 통과시키면, 상기 상부층(114b)의 융용점 온도보다 높은 열원이 제공되는 온도구간에서 상기 상부층(114b)을 구성하는 Au/Sn이 녹아 하부층(114a)을 덮게 되고, 이 구간을 통과하면 용융금속이 급램되면서 열융착을 마무리할 수 있기 때문에, 상기 조립홈(112)과 이에 삽입된 절곡부(122)사이의 틈새를 용융금속으로 완전히 차단하여 밀봉함과 동시에 상기 리드를 기판에 고정하는 고정력을 확보할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서의 다른 실시예를 도시한 구성도로서, 도시한 바와같이, 상기 기판(101)의 조립홈(112)에 조립되는 리드(120)의 절곡부(122)는 상기 조립홈(112)의 열융착층과 면접촉하는 면적을 넓힐 수 있도록 상기 조립홈(112)의 바닥면과 평행하게 절곡되는 면접부(123)를 하부단에 형성한다.
도 6은 본 발명에 따른 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서의 또다른 실시예를 도시한 구성도로서,도시한 바와같이, 이는 열융착부(110)가 상기 기판(101)의 외측테두리를 따라 연속하여 함몰형성되는 조립홈(112)의 바닥면에 형성되지 않고, 상기 기판의 외측테두리와 일정간격을 두고 평행하게 연속되도록 도포되는 열융착층(114)으로 구성된다.
이러한 열융착층(114)도 상기 조립홈(112)에 형성되는 열융착층과 마찬가지로 Au의 금속소재로 패턴인쇄되는 하부층(114a)과, Au/Sn의 금속소재로 상기 하부층(114a)의 상부면에 도포되는 상부층(114b)으로 구성되며, 상기 상부층(114b)은 Au의 금속소재가 10%, Sn의 금속소재가 90% 혼합되는 합금소재로 구성된다.
그리고, 상기 기판(101)의 상부를 밀폐하는 공간(P)을 형성하는 리드(120)도 상기 기판의 상부면과 평행한 사각판의 평면부(121)와, 상기 평면부(121)의 외측테두리로부터 상기 기판(101)측으로 절곡되어 연장되는 절곡부(122)로 구성된다.
이러한 경우, 상기 리드(120)의 절곡부(122)가 기판(101)의 열융착층(114)상에 배치되고, 상기 리드(120)의 평면부(121)상에 20g정도의 무게추(미도시)를 적재한 상태에서 이를 열원이 제공되는 전기로(미도시)의 중심을 통과시키면, 상기 상부층(114b)의 융용점 온도보다 높은 열원이 제공되는 온도구간에서 상기 상부층(114b)을 구성하는 Au/Sn이 녹아 하부층(114a)을 덮게 되고, 이 구간을 통과하면 용융금속이 급랭되면서 열융착을 마무리할 수 있기 때문에, 상기 리드(120)와 기판(101)사이의 틈새를 용융금속으로 완전히 차단하여 밀봉함과 동시에 상기 리드(120)를 기판(101)에 고정하는 충분한 고정력을 확보할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 기판상에 외부환경과 차단되는 밀폐공간을 형성하도록 리드의 하부단을 기판상에 열융착방식으로 조립함으로서, 기판상에 탑재되는 부품을 외부환경으로부터 보호하도록 실링하는 실링공정을 간편하고, 신속하게 수행할 수 있으며, 종래와 같이 에폭시가 마이크로스트립라인이나 와이어부재및 필터부품에 직접적으로 접촉하지 않기 때문에 부품의 특성변환및 열화를 방지하고, 수율을 높일 수 있는 효과가 얻어진다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (9)

  1. 기판의 상부면에 송,수신단 FBAR필터가 탑재되고,신호간섭을 방지하는 위상변환부를 갖추어 송,수신되는 신호의 주파수를 분리, 통과시켜주는 듀플렉서에 있어서,
    상기 기판의 외측테두리 근방에 상기 기판의 외측테두리를 따라 연속하여 평행한 조립홈을 일정깊이로 함몰형성하고, 상기 조립홈의 바닥면에 열융착층이 도포되는 열융착부;
    상기 열융착층과 하부단이 접하도록 상기 기판과 평행한 평면부의 외측테두리로부터 상기 기판측으로 절곡되어 연장되는 절곡부를 갖추고, 상기 절곡부의 하부단과 접하는 열융착층을 고온의 열원으로서 용융하여 상기 기판의 상부를 밀폐하는 공간을 형성하는 리드;를 포함하고,
    상기 열융착층은 상기 조립홈의 바닥면에 Au소재로 패턴인쇄되는 하부층과, Au/Sn소재로 상기 하부층의 상부면에 도포되는 상부층으로 구성됨을 특징으로 하는 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조립홈은 적어도 하나이상으로 세라믹층으로 적층되는 기판의 최상부층에 형성됨을 특징으로 하는 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상부층은 Au가 10%, Sn가 90% 혼합되어 210℃ 내외의 용융점을 갖는 합금소재로 구성됨을 특징으로 하는 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 리드의 하부단에는 상기 조립홈의 바닥면과 평행하게 절곡되는 면접부를 형성함을 특징으로 하는 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서.
  6. 기판의 상부면에 송,수신단 FBAR필터가 탑재되고,신호간섭을 방지하는 위상변환부를 갖추어 송,수신되는 신호의 주파수를 분리, 통과시켜주는 듀플렉서에 있어서,
    상기 기판의 외측테두리 근방에 상기 기판의 외측테두리를 따라 연속하여 평행한 열융착층이 도포되는 열융착부;
    상기 열융착층과 하부단이 접하도록 상기 기판과 평행한 평면부의 외측테두리로부터 상기 기판측으로 절곡되어 연장되는 절곡부를 갖추고, 상기 절곡부의 하부단과 접하는 열융착층을 고온의 열원으로서 용융하여 상기 기판의 상부를 밀폐하는 공간을 형성하는 리드;를 포함하고,
    상기 열융착층은 상기 조립홈의 바닥면에 Au소재로 패턴인쇄되는 하부층과, Au/Sn소재로 상기 하부층의 상부면에 도포되는 상부층으로 구성됨을 특징으로 하는 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서.
  7. 삭제
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 상부층은 Au가 10%, Sn가 90% 혼합되어 210℃ 내외의 용융점을 갖는 합금소재로 구성됨을 특징으로 하는 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 리드의 하부단에는 상기 조립홈의 바닥면과 평행하게 절곡되는 면접부를 형성함을 특징으로 하는 열융착형 리드를 갖는 FBAR 듀플렉서.
KR1020030087576A 2003-12-04 2003-12-04 열융착형 리드를 갖는 ｆｂａｒ 듀플렉서 KR100541095B1 (ko)

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