KR100550917B1 - Saw duplexer using pcb substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 SAW 듀플렉서에 관한 것으로, 본 발명은 SAW 필터; 적층된 적어도 하나의 HTCC 기판으로 이루어지며, 상기 SAW 필터를 상면에 탑재하고, 배면에 상기 SAW 필터와 전기적으로 연결된 제1 전극이 형성된 SAW 필터 탑재부; 및 상기 제1 전극과 접촉하는 제2 전극, 그라운드 패턴, 상기 SAW 필터에 대한 매칭회로 패턴 및 외부와의 전기적 연결을 위한 제3 전극이 각각 형성된 복수개의 PCB 기판이 적층된 매칭회로부를 포함하는 SAW 듀플렉서를 제공한다. 본 발명에 따르면, SAW 듀플렉서의 원가를 절감하고 품질 및 수율을 향상시키는 효과가 있다.The present invention relates to a SAW duplexer, the present invention comprises a SAW filter; An SAW filter mounting unit comprising at least one HTCC substrate stacked on the upper surface of the SAW filter, and having a first electrode electrically connected to the SAW filter on a rear surface thereof; And a matching circuit unit including a plurality of PCB substrates each having a second electrode in contact with the first electrode, a ground pattern, a matching circuit pattern for the SAW filter, and a third electrode for electrical connection with the outside. Provide a duplexer. According to the present invention, there is an effect of reducing the cost of the SAW duplexer and improve the quality and yield.
SAW 듀플렉서, SAW 필터, 표면탄성파 필터, 매칭, HTCC, LTCC, PCBSAW duplexer, SAW filter, surface acoustic wave filter, matching, HTCC, LTCC, PCB
Description
도 1은 종래의 LTCC 공정을 이용하여 제조된 SAW 듀플렉서의 구조를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a SAW duplexer manufactured using a conventional LTCC process.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 SAW 듀플렉서의 구조를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the structure of a SAW duplexer according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 PCB 기판의 패턴을 도시한 평면도이다.3 is a plan view showing a pattern of a PCB substrate according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 SAW 듀플렉서의 구조를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the structure of a SAW duplexer according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 PCB 기판의 패턴을 도시한 평면도이다.5 is a plan view showing a pattern of a PCB substrate according to another embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100, 200, 300 : SAW 필터 211 : 제1 HTCC 기판100, 200, 300: SAW filter 211: first HTCC substrate
212 : 제2 HTCC 기판 213 : 제3 HTCC 기판212: second HTCC substrate 213: third HTCC substrate
311 : 제4 HTCC 기판 221, 321 : 제1 PCB 기판311: fourth HTCC
222, 322 : 제2 PCB 기판 223, 323 : 제3 PCB 기판222, 322:
본 발명은 SAW 듀플렉서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 HTCC 공정을 이용하여 제조된 HTCC 기판으로 이루어진 소자 탑재용 기판에 SAW 필터를 탑재하고, 상면에 그라운드 및 매칭용 회로가 인쇄된 PCB 기판을 복수개 적층한 매칭용 기판과 상기 소자 탑재용 기판을 접합하여 상기 SAW 필터와 상기 매칭용 회로를 전기적으로 연결시킴으로써 제작 원가를 절감하고 삽입손실 특성이 우수한 SAW 듀플렉서에 관한 것이다.The present invention relates to a SAW duplexer, and more particularly, a SAW filter is mounted on an element mounting substrate made of an HTCC substrate manufactured using an HTCC process, and a plurality of PCB substrates on which a ground and a matching circuit are printed are stacked on an upper surface thereof. The present invention relates to a SAW duplexer which reduces manufacturing cost and has excellent insertion loss characteristics by bonding a matching substrate and an element mounting substrate to electrically connect the SAW filter and the matching circuit.
일반적으로, 듀플렉서(duplexer)는 이동통신 기기의 프론트 엔드(front-end)단에 사용되는 부품으로서, 이동 통신 기기의 여러 전파 신호들 가운데 송신 주파수와 수신 주파수를 분리하여 전달하며, 넓은 주파수 대역에서 잡음이 섞여 있는 많은 전파 신호들 중에서 필요한 주파수만을 선택하는 기능을 수행하는 부품이다. 듀플렉서는 대체로 안테나 하단에 연결되어 송신 및 수신 주파수를 분리하며, 송수신시 필요한 신호만 통과시키고, 불필요한 신호를 제거하는 부품으로 현재까지는 유전체 필터로 모노 블록 형태가 일반화되어 있으나, 이동 통신 기기의 소형화 및 경량화 추세에 따라 점차 SAW(Surface Acoustic Wave) 듀플렉서로 대체되고 있는 실정이다. 이러한 SAW 듀플렉서는 부품의 소량화, 경량화를 위해 스트립라인으로 구현된 매칭회로를 포함하는 형태로 제작된다. 도 1은 종래의 SAW 듀플렉서의 단면을 도시한 것이다.In general, a duplexer is a component used in the front-end of a mobile communication device. The duplexer separates a transmission frequency and a reception frequency among various radio signals of the mobile communication device, and transmits the signal in a wide frequency band. It is the part that selects only the required frequency among the many mixed noise signals. The duplexer is generally connected to the bottom of the antenna to separate transmission and reception frequencies, passes only necessary signals during transmission and reception, and removes unnecessary signals. Until now, a monoblock type is commonly used as a dielectric filter. Increasingly light weight is being replaced by surface acoustic wave (SAW) duplexer. The SAW duplexer is manufactured in a form including a matching circuit implemented as a stripline to reduce the weight and weight of components. 1 shows a cross section of a conventional SAW duplexer.
도 1을 참조하면, 종래의 SAW 듀플렉서는, 상면에 매칭 회로가 패턴 형성되고 배면에는 외부와의 연결을 위한 전극이 형성된 제1 세라믹 기판(111)과, 상면에 내부 그라운드 패턴이 형성된 제2 세라믹 기판(112)과, 상면에 SAW 필터가 탑재되는 제3 세라믹 기판(113)과, 중심부의 소정 영역에 제1 캐비티가 형성되고 상면에 SAW 필터와 전기적으로 연결되는 내부전극이 형성된 제4 세라믹 기판(114)과, 상기 제1 캐비티의 영역을 포함하여 연결되도록 제1 캐비티보다 넓은 면적의 제2 캐비티가 중심부에 형성된 제5 세라믹 기판(115)과, 상기 캐비티 내의 상기 제3 세라믹 기판(113) 상면에 탑재되고 상기 내부전극과 와이어 본딩 방식으로 전기적 연결되는 SAW 필터(100)와, 상기 SAW 필터를 보호하기 위해 상기 캐비티 영역을 밀봉하도록 상기 제5 세라믹 기판(115)의 상면에 형성되는 금속성 리드(lid)(116)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a conventional SAW duplexer includes a first
이러한, 종래의 SAW 듀플렉서는 전기전도도가 우수한 Ag, Ag/Pd의 금속을 패턴으로 사용할 수 있는 저온 동시 소성 세라믹(low temperature co-fired ceramic : LTCC) 공법으로 기판들을 제조한다. 상기 LTCC 공법은 800∼1000℃ 정도의 저온에서 세라믹과 금속의 동시 소성 방법을 이용하여 기판을 형성하는 기술로써 녹는점이 낮은 글라스와 세라믹이 혼합되어 적당한 유전율을 갖는 그린 시트를 형성시키고 그 위에 은이나 동을 주원료로 한 도전성 페이스트를 인쇄하여 적층한 후 기판을 형성하는 방법이다.Such a SAW duplexer manufactures substrates by a low temperature co-fired ceramic (LTCC) method that can use Ag, Ag / Pd metal having excellent electrical conductivity as a pattern. The LTCC method is a technique of forming a substrate using a simultaneous firing method of ceramic and metal at a low temperature of about 800 to 1000 ° C. A glass and ceramic having a low melting point are mixed to form a green sheet having an appropriate dielectric constant, It is a method of forming a board | substrate after printing and laminating | stacking the electrically conductive paste which made copper the main raw material.
한편, 상기 LTCC 공법과 대비되는 공법으로 고온 동시 소성 세라믹(high temperature co-fired ceramic : HTCC) 공법이 있다. 상기 HTCC 공법은 1300℃ 이상의 온도에서 세라믹과 금속의 동시 소성 방법을 이용하여 기판을 형성하는 기술이다. 이 HTCC 공법은 고온에서 소성시키는 공정을 사용하므로 Ag, Ag/Pd 등 전기전도도는 우수하나 용융점이 낮은 금속을 패턴으로 사용할 수 없다. 따라서 내부 패턴을 형성하기 위한 금속으로 W, Mo 등을 사용하게 되므로 전기전도도가 나빠서 RF 분야에서 사용하기 어렵다.On the other hand, there is a high temperature co-fired ceramic (HTCC) method as a method in contrast to the LTCC method. The HTCC method is a technique for forming a substrate using a method of simultaneously firing a ceramic and a metal at a temperature of 1300 ° C or more. This HTCC process uses a process of firing at high temperature, so it is possible to use a metal having excellent electrical conductivity such as Ag, Ag / Pd but low melting point as a pattern. Therefore, since W, Mo, etc. are used as a metal for forming the internal pattern, it is difficult to use in the RF field because of poor electrical conductivity.
따라서, CDMA 이동통신 기기 등에 사용되는 SAW 듀플렉서는 LTCC 공법을 이용하여 기판을 제조하게 된다. 그러나, 상기 LTCC 공법은 제조에 사용되는 재료가 고가이기 때문에 제품의 단가를 상승시켜 제품의 가격 경쟁력을 저하시키는 문제점이 있다. 또한, 상기 LTCC 공법은 소성공정이 까다롭고, 패턴 형성이 용이하지 않으며, 계면을 통한 누출손실 등의 불량이 발생하여 수율이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 종래의 SAW 듀플렉서는 LTCC 공법을 통해 모든 기판 및 매칭회로 등이 제조되기 때문에 SAW 필터 칩 또는 매칭회로부 각각의 불량 여부를 확인할 수 없는 문제점이 있다.Therefore, the SAW duplexer used in the CDMA mobile communication device, etc. to manufacture the substrate using the LTCC method. However, the LTCC method has a problem of lowering the price competitiveness of the product by increasing the unit cost of the product because the material used for manufacturing is expensive. In addition, the LTCC method has a problem in that the firing process is difficult, the pattern is not easy to form, and a poor yield such as leakage loss through an interface occurs. In addition, since the conventional SAW duplexer is manufactured by all the substrates, matching circuits, etc. through the LTCC method, there is a problem that can not determine whether each SAW filter chip or matching circuit unit is defective.
따라서, 당 기술분야에서는 제품 단가를 감소시키고, 수율을 향상시킬 수 있으며, 동시에 SAW 필터 칩 및 매칭회로부 각각의 불량여부를 용이하게 확인할 수 있는 SAW 듀플렉서가 요구되어 왔다.Therefore, there is a need in the art for a SAW duplexer that can reduce product cost, improve yield, and at the same time, can easily check whether the SAW filter chip and the matching circuit unit are defective.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, HTCC 기판으로 이루어지며 SAW 필터를 상면에 탑재하는 SAW 필터 탑재부와, 매칭회로가 패턴으로 형성된 PCB 기판을 적층한 매칭회로부를 각각 따로 제작한 후, 상기 SAW 필터 탑재부와 매칭회로부를 전기적으로 접합시킴으로써, 제품 단가를 감소시키고, 수율을 향상시킬 수 있으며, 동시에 SAW 필터 칩 및 매칭회로부 각각의 불량여부를 용이하게 확인할 수 있는 SAW 듀플렉서를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, an object of the present invention, the SAW filter mounting portion made of a HTCC substrate and mounts the SAW filter on the upper surface, and a matching circuit portion laminated a PCB substrate formed with a matching circuit pattern After separately manufacturing each, by electrically bonding the SAW filter mounting portion and the matching circuit portion, it is possible to reduce the cost of the product, improve the yield, and at the same time can easily check whether each of the SAW filter chip and the matching circuit portion defective To provide a SAW duplexer.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, The present invention to achieve the above object,
SAW 필터;
적층된 적어도 하나의 HTCC 기판으로 이루어지며, 상기 SAW 필터를 상면에 탑재하고, 배면에 상기 SAW 필터와 전기적으로 연결된 제1 전극이 형성된 SAW 필터 탑재부; 및
상기 제1 전극과 접촉하는 제2 전극, 그라운드 패턴, 상기 SAW 필터에 대한 매칭회로 패턴 및 외부와의 전기적 연결을 위한 제3 전극이 각각 형성된 복수개의 PCB 기판이 적층된 매칭회로부를 포함하는 SAW 듀플렉서를 제공한다.SAW filter;
An SAW filter mounting unit comprising at least one HTCC substrate stacked on the upper surface of the SAW filter, and having a first electrode electrically connected to the SAW filter on a rear surface thereof; And
A SAW duplexer including a plurality of PCB substrates each having a second electrode in contact with the first electrode, a ground pattern, a matching circuit pattern for the SAW filter, and a third electrode for electrical connection to the outside are stacked. To provide.
상기 SAW 필터 탑재부와 상기 매칭회로부는 솔더 접합 방식으로 접합되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 매칭회로부는, 배면에 외부와의 전기적 연결을 위한 제3 전극이 형성되고, 상면에 상기 SAW 필터에 대한 매칭회로 패턴이 형성된 제1 PCB 기판과, 상기 제1 PCB 기판 상면에 적층되고, 상면에 내부 그라운드 패턴이 형성된 제2 PCB 기판 및 상기 제2 PCB 기판 상면에 적층되고, 상면에 상기 제1 전극과 접촉하는 제2 전극이 형성된 제3 PCB 기판을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 매칭회로는 나선형(spiral) 패턴으로 구현된 인덕터일 수 있다.Preferably, the SAW filter mounting part and the matching circuit part are joined by a solder joint method. In addition, the matching circuit unit, a third electrode for the electrical connection to the outside is formed on the back, the first PCB substrate with a matching circuit pattern for the SAW filter is formed on the upper surface, and laminated on the upper surface of the first PCB substrate A second PCB substrate having an internal ground pattern formed on an upper surface thereof and a third PCB substrate stacked on an upper surface of the second PCB substrate and having a second electrode contacting the first electrode formed on an upper surface thereof may be included. The matching circuit may be an inductor implemented in a spiral pattern.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 SAW 필터 탑재부는, 배면에 상기 제1 전극이 형성된 제1 HTCC 기판과, 상기 제1 HTCC 기판 상면에 적층되고, 중심부에 제1 캐비티가 형성되며, 상기 제1 캐비티가 형성되지 않은 상면에 상기 SAW 필터와 전기적 연결을 위한 내부전극이 마련되는 제2 HTCC 기판과, 상기 제2 HTCC 기판 상면에 적층되고, 상기 제1 캐비티의 면적보다 넓은 제2 캐비티가 중심부에 형성된 제3 HTCC 기판 및 상기 제3 HTCC 기판 상면에 형성되고, 상기 제1 캐비티 및 제2 캐비티를 밀봉하는 리드를 포함하며, 상기 SAW 필터는 상기 제1 HTCC 기판 상면에 상기 제1 캐비티가 형성된 위치에 탑재되고, 상기 SAW 필터는 상기 내부전극과 와이어 본딩 방식으로 연결되고, 상기 내부전극은 상기 제1 전극과 비아홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the SAW filter mounting portion, the first HTCC substrate having the first electrode formed on the back, the first HTCC substrate is laminated on the upper surface, a first cavity is formed in the center, the first A second HTCC substrate having an internal electrode for electrical connection with the SAW filter on an upper surface where the cavity is not formed, and a second cavity stacked on an upper surface of the second HTCC substrate, and wider than an area of the first cavity, are located at the center. A third HTCC substrate formed on the upper surface of the third HTCC substrate and a lead formed in the first cavity and the second cavity, and the SAW filter includes a position where the first cavity is formed on the upper surface of the first HTCC substrate. The SAW filter may be mounted in a wire bonding manner with the internal electrode, and the internal electrode may be electrically connected with the first electrode through a via hole.
이 때, 상기 제1 HTCC 기판 및 제2 HTCC 기판의 두께의 합은 0.4mm 내지 0.5mm임이 바람직하다.In this case, the sum of the thicknesses of the first HTCC substrate and the second HTCC substrate is preferably 0.4 mm to 0.5 mm.
또한, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 SAW 필터 탑재부는, 상면에 플립 칩 본딩방식으로 상기 SAW 필터를 탑재하기 위한 내부전극이 형성되고, 배면에 상 기 매칭회로부와 접촉하는 상기 제1 전극이 형성된 제4 HTCC 기판을 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 제4 HTCC 기판의 두께는 0.2mm 내지 0.35mm임이 바람직하다.Further, in another embodiment of the present invention, the SAW filter mounting unit has an internal electrode for mounting the SAW filter on a top surface by flip chip bonding, and the first electrode contacting the matching circuit unit is formed on a rear surface of the SAW filter mounting unit. It may include a fourth HTCC substrate formed, wherein the thickness of the fourth HTCC substrate is preferably 0.2mm to 0.35mm.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 SAW 듀플렉서의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the SAW duplexer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2에 도시된 본 발명의 실시형태는 SAW 필터가 와이어 본딩 방식으로 패키지에 연결되는 형태로서, 도 2a는 본 발명의 일실시형태에 따른 SAW 듀플렉서의 SAW 필터 탑재부의 단면을 도시한 것이고, 도 2b는 매칭회로부를 도시한 것이며, 도 2c는 상기 SAW 필터 탑재부와 매칭회로부를 접합시켜 완성된 SAW 듀플렉서의 단면을 도시한 것이다. 본 발명에 따른 SAW 듀플렉서는 도 2a에 도시된 SAW 필터 탑재부와, 도 2b에 도시된 매칭회로부를 각각 따로 제작한 후 이를 접합시켜 완성된다.The embodiment of the present invention shown in Figure 2 is a form in which the SAW filter is connected to the package by a wire bonding method, Figure 2a shows a cross section of the SAW filter mounting portion of the SAW duplexer according to an embodiment of the present invention, 2b shows a matching circuit section, and FIG. 2c shows a cross section of a SAW duplexer completed by joining the SAW filter mounting section and the matching circuit section. The SAW duplexer according to the present invention is completed by separately fabricating the SAW filter mounting portion shown in FIG. 2A and the matching circuit portion shown in FIG. 2B and then bonding them.
먼저 도 2a를 참조하면, 상기 SAW 필터 탑재부는, 배면에 제1 전극이 형성된 제1 세라믹 기판(211)과, 상기 제1 세라믹 기판(211) 상면에 적층되고, 중심부에 제1 캐비티가 형성되며, 상기 제1 캐비티가 형성되지 않은 상면에 상기 SAW 필터와 전기적 연결을 위한 내부전극이 마련되는 제2 세라믹 기판(212)과, 상기 제2 세라믹 기판(212) 상면에 적층되고, 상기 제1 캐비티의 면적보다 넓은 제2 캐비티가 중심부에 형성된 제3 세라믹 기판(213) 및 상기 제3 세라믹 기판(213) 상면에 형성되 고, 상기 제1 캐비티 및 제2 캐비티를 밀봉하는 리드(116)를 포함한다. SAW 필터(200)는 상기 제1 세라믹 기판(211) 상면에 상기 제1 캐비티가 형성된 위치에 탑재되고, 상기 SAW 필터(200)는 상기 내부전극과 와이어 본딩 방식으로 연결되고, 상기 내부전극은 상기 제1 전극과 비아홀을 통해 전기적으로 연결된다.First, referring to FIG. 2A, the SAW filter mounting part is stacked on a first
상기 세라믹 기판들(211~213)은 제조 비용이 저렴한 HTCC 공정을 이용하여 제작되는 것이 바람직하다. 상기 세라믹 기판의 내부에 매칭회로 등 전기적 특성이 중요한 패턴이 형성되지 않으므로, 전기적 특성은 좋으나 고가의 금속 패턴을 형성하여야 하는 LTCC 공정을 이용한 기판을 사용할 필요가 없다.The
또한, SAW 듀플렉서의 소형화를 위해 상기 제1 세라믹 기판(111) 및 제2 세라믹 기판(115)의 두께의 합은 0.4mm 내지 0.5mm인 것이 바람직하다.In addition, in order to reduce the size of the SAW duplexer, the sum of the thicknesses of the first
상기 제1 전극은 이후 하부에 형성되는 매칭회로부와 전기적으로 연결하기 위한 것으로 상기 매칭회로부의 상면에 형성된 대응하는 전극과 접촉하게 된다.The first electrode is for electrically connecting with a matching circuit unit formed at a lower side thereof, and the first electrode is in contact with a corresponding electrode formed on an upper surface of the matching circuit unit.
SAW 필터가 상기 제1 세라믹 기판(211) 상면의 제1 캐비티가 형성된 부분에 탑재되고 와이어 본딩에 의해 상기 제2 세라믹 기판(212)의 상면에 형성된 내부전극과 연결된다. 또한, 상기 내부전극은 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된다. 상기 내부 전극과 제1 전극과의 전기적 연결은 그 연결거리를 최소화할 수 있도록 상기 제1 및 제2 세라믹 기판(211, 212)에 비아홀을 형성하여 이루어지는 것이 바람직하다.The SAW filter is mounted on a portion where the first cavity of the upper surface of the first
상기 리드(214)는 금속성 물질로 제3 세라믹 기판(213)의 상면에 설치되어 상기 제1 및 제2 캐비티를 밀봉한다. 이는 외란으로부터 상기 SAW 필터를 보호하는 역할을 한다.The
다음으로, 도 2b를 참조하면, 상기 도 2a를 통해 설명된 SAW 필터 탑재부와는 별도로 PCB 기판을 복수개 적층하여 매칭회로부를 제작한다. 상기 매칭회로부는, 배면에 외부와의 전기적 연결을 위한 제3 전극이 형성되고, 상면에 상기 SAW 필터에 대한 매칭회로 패턴이 형성된 제1 PCB 기판(221)과, 상기 제1 PCB 기판(221) 상면에 적층되고, 상면에 내부 그라운드 패턴이 형성된 제2 PCB 기판(222) 및 상기 제2 PCB 기판(222) 상면에 적층되고, 상면에 상기 제1 전극과 접촉하는 제2 전극이 형성된 제3 PCB 기판(223)을 포함하여 구성된다.Next, referring to FIG. 2B, a matching circuit unit is manufactured by stacking a plurality of PCB substrates separately from the SAW filter mounting unit described with reference to FIG. 2A. The matching circuit unit includes a
상기 제1 PCB 기판(221) 상면에 형성되는 매칭회로 패턴은 LTCC 공정에 의해 세라믹 기판 상에 형성되는 패턴보다 도금상태가 우수하므로 삽입손실 특성을 개선하여 고주파 신호의 손실을 줄일 수 있다. 또한 PBC 기판을 사용함으로써 추후 전력 증폭기 모듈, SAW 필터, RF 스위치 등 다른 RF 부품과 복합화하는데 용이한 잇점이 있다.Since the matching circuit pattern formed on the upper surface of the
상기 도 2a 및 도 2b와 같이 제작된 SAW 필터 탑재부 및 매칭회로부는 일반적인 솔더 접합 방식으로 상기 제1 전극과 제2 전극이 접촉하도록 접합시키는 것이 바람직하다. 도 2c는 상기 SAW 필터 탑재부와 매칭회로부를 접합시켜 완성된 SAW 듀플렉서를 도시한 것이다.The SAW filter mounting part and the matching circuit part manufactured as shown in FIGS. 2A and 2B may be bonded to contact the first electrode and the second electrode in a general solder bonding method. 2C illustrates a SAW duplexer completed by joining the SAW filter mounting unit and the matching circuit unit.
이와 같이, 종래에는 전기적 특성이 좋은 금속을 패턴으로 사용하기 위해 LTCC 공정을 이용하여 제조된 세라믹 기판을 사용하였다. 종래에는 LTCC 공정을 사용하여 전기적 특성이 좋은 금속 패턴을 이용하여 매칭회로를 구성함으로써 SAW 듀플렉서의 특성이 개선되는 효과는 있으나, 복잡한 LTCC 공정 및 고가의 재료로 인해 제조 단가가 상승하는 문제가 있었다. 그러나 본 발명에서는 세라믹 기판이 사용되는 SAW 필터 탑재부에 단지 일부의 전극만 형성되고, 전기적인 특성이 중요한 매칭회로는 PCB 기판을 사용하여 구현되므로, 비용이 많이 소모되는 LTCC 공정을 이용할 필요가 없다. 따라서, 상기 SAW 필터 탑재부에 사용되는 세라믹 기판은 비용이 적게 소모되는 HTCC 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 이는 제품 원가를 절감하는 효과를 가져온다.As such, in the related art, a ceramic substrate manufactured using the LTCC process is used to use a metal having good electrical characteristics as a pattern. Conventionally, the characteristics of the SAW duplexer is improved by configuring a matching circuit using a metal pattern having good electrical characteristics using the LTCC process, but there is a problem in that the manufacturing cost increases due to a complicated LTCC process and expensive materials. However, in the present invention, only a part of electrodes are formed in the SAW filter mounting portion in which the ceramic substrate is used, and the matching circuit in which the electrical characteristics are important is implemented using the PCB substrate, thus eliminating the need for an expensive LTCC process. Therefore, the ceramic substrate used in the SAW filter mounting portion can be manufactured using an HTCC process that is less expensive. This reduces the cost of the product.
도 3은 앞서 설명한 와이어 본딩 방식으로 SAW 필터를 탑재하는 SAW 필터 탑재부와 연결되는 매칭회로부를 구성하고 있는 각 PCB 기판 패턴의 일례를 도시한 것이다. 도 3a는 상기 제3 PCB 기판의 상면에 형성된 패턴을 도시한 것으로, 이 패턴들은 상부에 접촉되는 상기 SAW 필터 탑재부 배면의 제1 전극과 접촉하게 된다. 도 3b는 상기 제2 PCB 기판의 상면에 형성된 내부 그라운드 패턴을 도시한 것이다. 도 3c는 상기 제1 PCB 기판의 상면에 형성된 매칭회로 패턴으로 미앤더(meander) 형상으로 형성된 일례를 도시하고 있다. 이와 같은 미앤더 형상 대신 도 5c에 도시된 나선형(spiral) 형상을 갖는 매칭회로 패턴을 사용할 수도 있다. 상기 나선형 형상의 매칭회로 패턴은 미앤더 형상이 매칭회로 패턴보다 패턴의 길이를 감소시켜 삽입손실을 감소시킬 수 있으므로, 상기 나선형 형상의 매칭회로 패턴을 형성하는 것이 보다 바람직하다. 도 3d는 상기 제1 PCB 기판의 배면에 형성된 제3 전극의 패턴을 도시한 것으로 외부로부터 신호를 입력받고 SAW 듀플렉서를 통과한 신호를 출력하는 역할의 단자가 형성된다. 즉, 안테나로부터 수신된 고주파 신호는 안테나와 연결된 Antenna 단자로 입력되어 SAW 듀플렉서를 통과한 후 LNA와 연결된 RX 단자로 출력되며, 송신되는 고주파 신호는 PAM과 연결된 TX 단자로 입력되어 SAW 듀플렉서를 통과한 후 Antenna 단자로 출력된다.FIG. 3 illustrates an example of each PCB substrate pattern that forms a matching circuit part connected to the SAW filter mounting part mounting the SAW filter by the wire bonding method described above. FIG. 3A illustrates a pattern formed on an upper surface of the third PCB substrate, and the patterns come into contact with a first electrode on a rear surface of the SAW filter mounting portion which is in contact with the upper portion. 3B illustrates an internal ground pattern formed on the top surface of the second PCB substrate. FIG. 3C illustrates an example of a matching circuit pattern formed on an upper surface of the first PCB substrate in a meander shape. Instead of such a meander shape, a matching circuit pattern having a spiral shape shown in FIG. 5C may be used. Since the meander shape of the spiral matching circuit pattern may reduce the insertion loss by reducing the length of the pattern than the matching circuit pattern, it is more preferable to form the matching circuit pattern of the spiral shape. 3D illustrates a pattern of a third electrode formed on a rear surface of the first PCB substrate, and a terminal is formed to receive a signal from the outside and output a signal passed through the SAW duplexer. That is, the high frequency signal received from the antenna is inputted to the antenna terminal connected to the antenna and passed through the SAW duplexer, and then outputted to the RX terminal connected to the LNA, and the transmitted high frequency signal is inputted to the TX terminal connected to the PAM and passed through the SAW duplexer. It is then output to the antenna terminal.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태를 도시한 것으로, 앞서 도 2를 통해 설명된 실시형태는 SAW 필터 탑재부가 와이어 본딩 방식을 사용한 것인데 반해, 도 4에 도시된 실시형태는 플립 칩(flip chip) 본딩 방식을 사용한 것이다. 먼저, 도 4a는 본 발명의 다른 실시형태의 SAW 필터 탑재부를 도시한 것으로, 상기 SAW 필터 탑재부는, 상면에 플립 칩 본딩방식으로 상기 SAW 필터를 탑재하기 위한 내부전극이 형성되고, 배면에 상기 매칭회로부와 접촉하는 제1 전극이 형성된 제4 세라믹 기판(311)을 포함하여 구성된다. FIG. 4 illustrates another embodiment of the present invention. In the embodiment described with reference to FIG. 2, the SAW filter mounting unit uses a wire bonding method, whereas the embodiment illustrated in FIG. 4 is a flip chip. Bonding method is used. First, FIG. 4A illustrates a SAW filter mounting unit according to another embodiment of the present invention, wherein the SAW filter mounting unit has an internal electrode for mounting the SAW filter on a top surface by flip chip bonding, and the matching on the back surface. And a fourth
상기 제4 세라믹 기판(311)은 HTCC 공정을 통해 제조된 세라믹 기판임이 바람직하다. SAW 필터(300)는 플립 칩 본딩 방식으로 상기 내부전극과 범프를 통해 전기적 연결되도록 상기 제4 세라믹 기판(311) 상면에 탑재된다. 상기 내부전극은 상기 제4 세라믹 기판(311)에 형성되는 비아홀을 통해 제1 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 SAW 필터가 플립 칩 본딩 방식으로 제4 세라믹 기판(311)에 탑재 된 후 상기 SAW 필터의 상면과 측면 및 상기 제4 세라믹 기판의 상면에 금속 재질의 보호막(312)이 형성된다. 상기 보호막(312)은 금(Au)인 것이 가장 바람직하며, 이 보호막(312)은 하부에 형성되는 매칭회로부 내의 내부 그라운드 패턴과 연결되어 전기적으로 그라운드의 역할을 함으로써 외부의 전기장 또는 자기장 등으로부터 상기 SAW 필터를 보호하는 역할을 한다.The fourth
다음으로, 도 4b를 참조하면, 앞서 설명된 도 2b와 마찬가지로, 상기 도 4a를 통해 설명된 SAW 필터 탑재부와는 별도로 PCB 기판을 복수개 적층하여 매칭회로부를 제작한다. 상기 매칭회로부는, 배면에 외부와의 전기적 연결을 위한 제3 전극이 형성되고, 상면에 상기 SAW 필터에 대한 매칭회로 패턴이 형성된 제1 PCB 기판(321)과, 상기 제1 PCB 기판(321) 상면에 적층되고, 상면에 내부 그라운드 패턴이 형성된 제2 PCB 기판(322) 및 상기 제2 PCB 기판(322) 상면에 적층되고, 상면에 상기 제1 전극과 접촉하는 제2 전극이 형성된 제3 PCB 기판(323)을 포함하여 구성된다.Next, referring to FIG. 4B, similar to FIG. 2B, the matching circuit unit is manufactured by stacking a plurality of PCB substrates separately from the SAW filter mounting unit described with reference to FIG. 4A. The matching circuit unit includes a
상기 제1 PCB 기판(321) 상면에 형성되는 매칭회로 패턴은 LTCC 공정에 의해 세라믹 기판 상에 형성되는 패턴보다 도금상태가 우수하므로 삽입손실 특성을 개선하여 고주파 신호의 손실을 줄일 수 있다. 또한 PBC 기판을 사용함으로써 추후 전력 증폭기 모듈, SAW 필터, RF 스위치 등 다른 RF 부품과 복합화 하는데 용이한 잇점이 있다.Since the matching circuit pattern formed on the upper surface of the
상기 도 4a 및 도 4b와 같이 제작된 SAW 필터 탑재부 및 매칭회로부는 일반적인 솔더 접합 방식으로 상기 제1 전극과 제2 전극이 접촉하도록 접합시키는 것이 바람직하다. 도 4c는 상기 SAW 필터 탑재부와 매칭회로부를 접합시켜 완성된 SAW 듀플렉서를 도시한 것이다.The SAW filter mounting part and the matching circuit part manufactured as shown in FIGS. 4A and 4B are preferably bonded to contact the first electrode and the second electrode in a general solder bonding method. 4C illustrates a SAW duplexer completed by joining the SAW filter mounting unit and the matching circuit unit.
도 5는 앞서 설명한 플립 칩 본딩 방식으로 SAW 필터를 탑재하는 SAW 필터 탑재부와 연결되는 매칭회로부를 구성하고 있는 각 PCB 기판 패턴의 일례를 도시한 것이다. 도 5a는 상기 제3 PCB 기판의 상면에 형성된 패턴을 도시한 것으로, 이 패턴들은 상부에 접촉되는 상기 SAW 필터 탑재부 배면의 제1 전극과 접촉하게 된다. 도 5b는 상기 제2 PCB 기판의 상면에 형성된 내부 그라운드 패턴을 도시한 것이다. 도 5c는 상기 제1 PCB 기판의 상면에 형성된 매칭회로 패턴으로 나선형(spiral) 형상으로 형성된 패턴의 일례를 도시하고 있다. 이와 같은 나선형 형상 대신 도 3c에 도시된 미앤더(meander) 형상을 갖는 매칭회로 패턴을 사용할 수도 있으나, 상기 나선형 형상의 매칭회로 패턴은 미앤더 형상이 매칭회로 패턴보다 패턴의 길이를 감소시켜 삽입손실을 감소시킬 수 있으므로, 상기 나선형 형상의 매칭회로 패턴을 형성하는 것이 보다 바람직하다. 도 5d는 상기 제1 PCB 기판의 배면에 형성된 제3 전극의 패턴을 도시한 것으로 외부로부터 신호를 입력받고 SAW 듀플렉서를 통과한 신호를 출력하는 역할의 단자가 형성된다. 즉, 안테나로부터 수신된 고주파 신호는 안테나와 연결된 Antenna 단자로 입력되어 SAW 듀플렉서를 통과한 후 LNA와 연결된 RX 단자로 출력되며, 송신되는 고주파 신호는 PAM과 연결된 TX 단자로 입력되어 SAW 듀플렉서를 통과한 후 Antenna 단자로 출력된다.FIG. 5 shows an example of each PCB substrate pattern constituting a matching circuit unit connected to the SAW filter mounting unit mounting the SAW filter by the flip chip bonding method described above. FIG. 5A illustrates a pattern formed on an upper surface of the third PCB substrate, and the patterns come into contact with a first electrode on a rear surface of the SAW filter mounting portion which is in contact with the upper portion. FIG. 5B illustrates an internal ground pattern formed on the top surface of the second PCB substrate. 5C illustrates an example of a pattern formed in a spiral shape with a matching circuit pattern formed on an upper surface of the first PCB substrate. Instead of such a helical shape, a matching circuit pattern having a meander shape shown in FIG. 3C may be used. However, the matching circuit pattern of the helical shape has an insertion loss because the meander shape reduces the length of the pattern than the matching circuit pattern. Since it can be reduced, it is more preferable to form the spiral matching circuit pattern. FIG. 5D illustrates a pattern of a third electrode formed on a rear surface of the first PCB substrate. A terminal is formed to receive a signal from the outside and output a signal passing through the SAW duplexer. That is, the high frequency signal received from the antenna is inputted to the antenna terminal connected to the antenna and passed through the SAW duplexer, and then outputted to the RX terminal connected to the LNA, and the transmitted high frequency signal is inputted to the TX terminal connected to the PAM and passed through the SAW duplexer. It is then output to the antenna terminal.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 SAW 듀플렉서는 매칭회로를 세라믹 기판에 형성하지 않음으로써, 전기적 특성은 좋으나 비용이 많이 소모되는 LTCC 공정을 사용하지 않기 때문에 제품의 원가를 절감할 수 있다. 또한, 매칭회로를 도금 상태가 좋은 PCB 기판을 사용하여 구현하기 때문에 삽입손실이 감소됨으로써 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, SAW 필터가 탑재되는 탑재부와, 매칭회로가 형성되는 매칭회로부를 각각 따로 제조함으로써 각각의 불량여부를 미리 파악할 수 있어, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.As described above, the SAW duplexer according to the present invention does not form a matching circuit on the ceramic substrate, thereby reducing the cost of the product because it does not use the LTCC process, which has good electrical characteristics but is expensive. In addition, since the matching circuit is implemented using a PCB plate with a good plating state, insertion loss is reduced, thereby improving product quality. In addition, by separately mounting the mounting portion on which the SAW filter is mounted and the matching circuit portion on which the matching circuit is formed, it is possible to identify each defect in advance, thereby improving the yield of the product.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims, and various forms of substitution, modification, and within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those skilled in the art that changes are possible.
상술한 본 발명에 따르면, 매칭회로를 세라믹 기판에 형성하지 않음으로써, 전기적 특성은 좋으나 비용이 많이 소모되는 LTCC 공정을 사용하지 않기 때문에 제품의 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에 따르면, SAW 듀플렉서에 사용되는 매칭회로를 도금 상태가 좋은 PCB 기판을 사용하여 구현하기 때문에 삽입 손실이 감소됨으로써 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 나아가, SAW 듀플렉서에서 SAW 필터가 탑재되는 탑재부와, 매칭회로가 형성되는 매칭회로부를 각각 따로 제조함으로써 각각의 불량여부를 미리 파악할 수 있어, 제품의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention described above, since the matching circuit is not formed on the ceramic substrate, it is possible to reduce the cost of the product because it does not use the LTCC process, which has good electrical characteristics but is expensive. In addition, according to the present invention, since the matching circuit used for the SAW duplexer is implemented using a PCB plate with a good plating state, insertion loss is reduced, thereby improving the product quality. Furthermore, by separately manufacturing the mounting portion on which the SAW filter is mounted and the matching circuit portion on which the matching circuit is formed in the SAW duplexer, it is possible to identify each defect in advance, thereby improving the yield of the product.
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