KR100585990B1 - Voltage Controlled Oscillator with Film Bulk Acoustic Resonator - Google Patents
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Abstract
제조가 용이하고 대량생산이 가능하며 초소형화가 가능하고 고주파수대역에서도 품질계수가 우수한 특성을 나타내도록, DC 전원을 공급하는 전원부와 출력주파수 가변을 위하여 전압을 조정하는 가변부와 구현하고자 하는 주파수를 설정하는 공진부와 발진을 위하여 부성저항회로를 구성하는 발진부와 발진주파수의 출력레벨을 높이기 위한 증폭부로 구성되는 전압제어발진기에 있어서, 공진부의 인덕터부분을 소정 크기의 기판과, 기판위에 형성되는 음향학적 반사층과, 음향학적 반사층의 위에 형성되는 하부전극과, 기판 및 하부전극의 위에 형성되는 압전층과, 압전층의 위에 형성되는 상부전극과, 상부전극 및 하부전극과 각각 연결되는 한쌍의 상부리드선 및 하부리드선이 설치되고 하부전극과 상부전극 및 압전층을 감싸는 패키지부재를 포함하는 박막형체적탄성 공진기로 구성하는 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기를 제공한다.It is easy to manufacture, mass production is possible, miniaturization is possible, and the quality part is excellent even in the high frequency band.The power part for supplying DC power and the variable part for adjusting the voltage for the output frequency can be set and the frequency to be implemented. A voltage controlled oscillator comprising a resonator unit configured to form a negative resistance circuit for oscillation and an amplifier unit for increasing the output level of the oscillation frequency, wherein the inductor unit of the resonator unit is formed of a substrate having a predetermined size and an acoustic signal formed on the substrate. A reflective layer, a lower electrode formed over the acoustic reflective layer, a piezoelectric layer formed over the substrate and the lower electrode, an upper electrode formed over the piezoelectric layer, a pair of upper lead wires connected to the upper electrode and the lower electrode, and A lower lead wire is installed and includes a package member surrounding the lower electrode, the upper electrode, and the piezoelectric layer. The present invention provides a voltage controlled oscillator using a thin film bulk elastic resonator.
전압제어발진기, VCO, 공진기, FBAR, 인덕터, 소형, 실장, PCBVoltage Controlled Oscillators, VCOs, Resonators, FBARs, Inductors, Compact, Mounted, PCBs
Description
도 1은 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기의 일실시예를 개략적으로 나타내는 블럭도.1 is a block diagram schematically showing an embodiment of a voltage controlled oscillator using a thin film volume-elastic resonator according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기의 일실시예를 개략적으로 나타내는 회로도.Figure 2 is a circuit diagram schematically showing an embodiment of a voltage controlled oscillator using a thin film volume-elastic resonator according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기의 일실시예를 나타내는 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a thin film volume-elastic resonator according to the present invention.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 5는 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기의 일실시예를 제조하는 공정을 나타내는 공정 블럭도.Figure 5 is a process block diagram showing a process for manufacturing an embodiment of a thin film volume-elastic resonator according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기의 일실시예를 제조하는 공정을 나타내는 공정도.Figure 6 is a process diagram showing a process for manufacturing an embodiment of a thin film volume-elastic resonator according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기의 다른 실시예를 나타내는 단면도.Figure 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of a thin film volume-elastic resonator according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도. Figure 8 is a cross-sectional view showing another embodiment of a thin film volume-elastic resonator according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도.9 is a cross-sectional view showing yet another embodiment of a thin film volume-elastic resonator according to the present invention;
도 10은 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도.10 is a cross-sectional view showing another embodiment of a thin film volume-elastic resonator according to the present invention;
본 발명은 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소형 인쇄회로기판에 실장할 수 있도록 칩형태로 패키지하여 제공하는 박막형체적탄성 공진기를 이용하여 공진부의 인덕터를 구성하므로 소형경량화가 가능하고 품질계수가 우수한 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage controlled oscillator using a thin-film volume-elastic resonator, and more particularly, the inductor of the resonator unit is formed by using a thin-film volume-elastic resonator packaged in a chip form to be mounted on a small printed circuit board. The present invention relates to a voltage controlled oscillator using a thin-film volume-elastic resonator capable of light weight and excellent quality factor.
일반적으로 전압제어발진기(VCO;voltage controlled oscillrator)는 발진주파수가 인가전압의 변화에 따라 변화하도록 되어 있는 발진기로서, 휴대용 전화기나 무선 전화기의 국부발진 주파수를 제어회로의 인가전압에 의해 안정되게 발진시키는 가변주파수 발진회로 모듈(module)로 많이 사용한다. 휴대용 전화기나 무선 전화기에 전압제어발진기를 사용하기 위해서는 저소비전력 및 저전압동작과 함께 소형경량화가 절실히 요구된다.In general, a voltage controlled oscillator (VCO) is an oscillator whose oscillation frequency is changed in accordance with the change of the applied voltage. The oscillator is used to stably oscillate the local oscillation frequency of a portable telephone or a cordless telephone by an applied voltage of a control circuit. It is often used as a variable frequency oscillator module. In order to use a voltage controlled oscillator in a portable telephone or a cordless telephone, small weight reduction along with low power consumption and low voltage operation is urgently required.
종래 전압제어발진기는 동작을 위한 DC 전원을 공급하며 서지, 리플, 전압변동이 없도록 이루어지는 전원부와, 출력주파수 가변을 위하여 전압을 조정하는 가 변부와, 구현하고자 하는 주파수를 설정하는 공진부와, 발진을 위하여 부성저항회로를 구성하는 발진부와, 발진주파수의 출력레벨을 높이기 위한 증폭부로 구성된다.The conventional voltage controlled oscillator supplies a DC power supply for operation and is free of surge, ripple, and voltage fluctuation, a variable part for adjusting voltage for variable output frequency, a resonator for setting a frequency to be implemented, and an oscillator. For this purpose, the oscillator comprises a negative resistance circuit and an amplifier for increasing the output level of the oscillation frequency.
상기한 구성 중에서 특히 공진부의 인덕터부분을 구현하는 방법이 매우 중요한 데, 이는 종래 사용하던 유전체 공진기가 특성의 안정과 제조비용면에서는 절감을 이룩하였으나 크기가 커서 소형경량화의 발전방향과는 부합되지 않는다는 문제가 있다.In particular, the method of implementing the inductor part of the resonator part is very important. The dielectric resonator used in the prior art has reduced the stability of the characteristics and the manufacturing cost. there is a problem.
최근에는 소형경량화를 위하여 다층 PCB(인쇄회로기판) 내부에 인덕터 구조를 만들어 사용하는 방법이 제안되고 있지만, 이 방법은 소형경량화는 가능한 반면에 고주파수대역에서 인덕터의 품질계수가 낮으므로, 이 방법으로 제조된 전압제어발진기의 특성이 유전체 공진기를 사용하는 경우보다 더욱 품질이 저하된다. 그럼에도 불구하고 최근의 소형경량화 추세에 부응하여 다층 PCB 기판을 이용하여 전압제어발진기 소자를 제조하는 방법이 많이 사용되고 있다.Recently, a method of making and using an inductor structure inside a multilayer PCB (printed circuit board) has been proposed for miniaturization, but this method is possible because of the miniaturization and low quality factor of the inductor in the high frequency band. The quality of the manufactured voltage controlled oscillator is further degraded than when using a dielectric resonator. Nevertheless, in order to meet the recent trend of miniaturization and weight, a method of manufacturing a voltage controlled oscillator device using a multilayer PCB substrate has been widely used.
그리고 공진부의 인덕터부분을 구현하는 또 다른 방법으로 LTCC(low temperature co-fired ceramic) 등의 세라믹 적층 구조를 이용하여 인덕터 구조나 공진기 구조를 제조하는 데, 이 방법도 소형경량화는 가능하지만 고주파수대역에서 품질계수가 낮으므로, 특성이 우수한 전압제어발진기를 얻기 어렵다.As another method of implementing the inductor portion of the resonator, an inductor structure or a resonator structure is manufactured by using a multilayered ceramic structure such as low temperature co-fired ceramic (LTCC). Since the quality factor is low, it is difficult to obtain a voltage controlled oscillator having excellent characteristics.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점에 착안하여 이를 해결하기 위한 것으로서, 제조가 용이하고 대량생산이 가능하며 초소형화가 가능하고 고주파수대역에 서도 품질계수가 우수한 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a voltage controlled oscillator using a thin film volumetric elastic resonator which is easy to manufacture, mass-produced, miniaturized, and has a high quality coefficient even in a high frequency band. It is to.
본 발명이 제안하는 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기는 DC 전원을 공급하는 전원부와 출력주파수 가변을 위하여 전압을 조정하는 가변부와 구현하고자 하는 주파수를 설정하는 공진부와 발진을 위하여 부성저항회로를 구성하는 발진부와 발진주파수의 출력레벨을 높이기 위한 증폭부로 구성되는 전압제어발진기에 있어서,The voltage controlled oscillator using the thin-film volume-elastic resonator proposed by the present invention has a power supply unit for supplying DC power, a variable unit for adjusting the voltage for variable output frequency, a resonator unit for setting the desired frequency, and a negative resistance circuit for oscillation. In the voltage controlled oscillator comprising an oscillation unit constituting the amplifier and an amplifier for increasing the output level of the oscillation frequency,
상기한 공진부의 인덕터부분이 소정 크기의 기판과, 상기한 기판위에 형성되는 음향학적 반사층과, 상기한 음향학적 반사층의 위에 형성되는 하부전극과, 상기한 기판 및 하부전극의 위에 형성되는 압전층과, 상기한 압전층의 위에 형성되는 상부전극과, 상기한 상부전극 및 하부전극과 각각 연결되는 한쌍의 상부리드선 및 하부리드선이 설치되고 상기한 하부전극과 상부전극 및 압전층을 감싸는 패키지부재를 포함하는 박막형체적탄성 공진기를 이용하여 이루어진다.The inductor portion of the resonator portion has a substrate having a predetermined size, an acoustic reflective layer formed on the substrate, a lower electrode formed on the acoustic reflective layer, a piezoelectric layer formed on the substrate and the lower electrode, And a package member having an upper electrode formed on the piezoelectric layer, a pair of upper lead wires and lower lead wires connected to the upper electrode and the lower electrode, respectively, and surrounding the lower electrode, the upper electrode, and the piezoelectric layer. It is made using a thin film volumetric elastic resonator.
상기에서 음향학적 반사층은 빈 공간인 공기층으로 형성하는 것도 가능하고, 음향학적 임피던스가 서로 다른 재질을 교대로 적층하여 다층으로 형성하는 것도 가능하다.The acoustic reflective layer may be formed of an air layer that is an empty space, or may be formed in a multilayer by alternately stacking materials having different acoustic impedances.
다음으로 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a preferred embodiment of the voltage controlled oscillator using the thin film volume-elastic resonator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기의 일 실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, DC 전원을 공급하는 전원부(100)와, 출력주파수 가변을 위하여 전압을 조정하는 가변부(300)와, 구현하고자 하는 주파수를 설정하는 공진부(200)와, 발진을 위하여 부성저항회로를 구성하는 발진부(400)와, 발진주파수의 출력레벨을 높이기 위한 증폭부(500)로 구성된다.First, an embodiment of the voltage controlled oscillator using the thin film volume-elastic resonator according to the present invention, as shown in Figs. 1 and 2, the
상기한 전원부(100)는 서지, 리플, 전압변동 등이 없도록 구성한다.The
상기한 공진부(200)에 있어서, 인덕터부분은 칩형태로 제공되는 박막형체적탄성 공진기(310)를 이용하여 이루어진다.In the
상기한 구성 이외에 전원부(100), 가변부(300), 공진부(200), 발진부(400), 증폭부(500)의 구성은 일반적으로 실시하는 구성과 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.In addition to the above-described configuration, the configuration of the
상기한 전원부(100), 가변부(300), 공진부(200), 발진부(400), 증폭부(500)의 구성에 있어서도 모두 칩형태로 제공되는 칩저항, 칩캐패시터, 칩인덕터 등의 부품들을 사용하고, 주로 1005, 0806, 0603 등의 규격 제품을 사용한다.In the configuration of the
그리고 발진부(400)와 증폭부(500)에 사용하는 트랜지스터는 동작주파수, 동작전압, 전력이득, 잡음특성 등을 고려하여 선정하고, 공진부(200)에 사용하는 배랙터는 역전압크기, 캐패시턴스 변화량, 전압변화에 따른 캐패시턴스 변화량, 품질계수 등을 고려하여 선정한다.In addition, the transistors used in the
또 공진부(200)의 인덕터부분을 구성하는 박막형체적탄성 공진기(210)는 공진주파수, 품질계수, 임피던스 특성 등을 고려하여 선정한다.In addition, the thin film volume-
상기한 박막형체적탄성 공진기(210)의 일실시예는 도 3 및 도 4에 나타낸 바 와 같이, 소정 크기의 기판(2)과, 상기한 기판(2)위에 형성되는 음향학적 반사층(4)과, 상기한 음향학적 반사층(4)의 위에 형성되는 하부전극(6)과, 상기한 기판(2) 및 하부전극(2)의 위에 형성되는 압전층(10)과, 상기한 압전층(10)의 위에 형성되는 상부전극(8)과, 상기한 상부전극(8) 및 하부전극(6)과 각각 연결되는 한쌍의 상부리드선(18) 및 하부리드선(16)이 설치되고 상기한 하부전극(6)과 상부전극(8) 및 압전층(10)을 감싸는 패키지부재(20)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the thin film type volume
상기한 기판(2)은 실리콘(Si)이나 유리 등으로 이루어진다.The
상기한 하부전극(6)과 상부전극(8)은 NiCr, Au, Ti, Cr 등의 전도성 재료를 증발기(evaporator)를 사용하여 증착시켜 형성한다.The
상기한 하부전극(6) 및 상부전극(8)에는 상기한 하부리드선(16) 및 상부리드선(18)과 연결되는 하부패드부(7) 및 상부패드부(9)를 일체로 연결 형성한다.The
상기한 압전층(10)은 ZnO 또는 AlN 등의 압전재료를 스퍼터링(sputtering)법으로 증착하여 형성한다.The
상기한 음향학적 반사층(4)은 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기한 기판(2) 위에 소정의 패턴으로 포토레지스트(PR) 등의 재료를 도포하여 희생층(5)을 형성하고, 상기한 희생층(5) 위에 차례로 하부전극(6), 압전층(10), 상부전극(8)을 형성한 다음에, 상기한 희생층(5)을 제거하는 것으로 형성되는 빈 공간인 공기층으로 이루어진다.As shown in FIGS. 5 and 6, the acoustic
상기에서는 음향학적 반사층(4)을 빈공간인 공기층으로 형성하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 도 7에 나타낸 바와 같이 서로 다른 음향학적 임피던스를 갖는 2종이상의 재료를 교대로 복수로 적층하여 음향학적 반사층(3)을 형성하는 것도 가능하다.In the above description, the acoustic
상기한 음향학적 반사층(3)은 예를 들면 소정의 음향학적 임피던스를 갖는 실리콘산화(SiO2)막으로 이루어지는 제1반사층(14)과, 상기한 제1반사층(14)의 재료인 실리콘산화(SiO2)막의 음향학적 임피던스보다 큰 음향학적 임피던스를 갖는 텅스텐(W)막으로 이루어지는 제2반사층(15)을 교대로 적층하여 형성한다.The
상기한 패키지부재(20)는 상기한 하부전극(6) 및 상부전극(8)의 측면 모서리로부터 소정의 간격을 두고 둘레를 따라 상기한 기판(2), 압전층(10), 하부패드부(7) 및 상부패드부(9) 위에 상기한 상부전극(8)의 표면보다 높은 높이로 형성하는 격벽(24)과, 상기한 격벽(24) 위에 덮여져 밀봉되는 판형상의 덮개(22)와, 상기한 하부패드부(7) 및 상부패드부(9) 위에 전도성 재료를 도포하여 형성하고 상기한 하부전극(6) 및 상부전극(8)과 전기적으로 연결되는 하부리드선(16) 및 상부리드선(18)을 포함한다.The
상기한 격벽(24)은 포토레지스트(PR) 등의 절연물질을 사용하여 형성하며, 그 높이는 대략 수십㎛ 이상이 되도록 형성된다.The
상기한 하부리드선(16) 및 상부리드선(18)은 전도성 재료로 이루어지고, 인쇄회로기판에 실장할 때에 인쇄회로기판에 인쇄된 회로와 와이어본딩 등을 통하여 연결된다.The
다음으로 상기한 박막형체적탄성 공진기(210)를 제조하는 공정을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.Next, a process of manufacturing the thin film volume-
먼저 소정 크기의 기판(2)을 하나이상의 행과 열로 나누고 나뉘어진 각 구역(1)에 소정의 패턴으로 포토레지스트 등의 재료를 도포하여 음향학적 반사층(4)을 형성하기 위한 희생층(5)을 형성하는 희생층형성공정(P12)과, 각각의 희생층(5) 위에 전도성 재료를 도포하여 하부전극(6) 및 하부패드부(7)를 일체로 형성하는 하부전극형성공정(P20)과, 기판(2) 및 하부전극(6) 위에 압전재료를 도포하여 압전층(10)을 형성하는 압전층형성공정(P30)과, 압전층(10) 위에 전도성 재료를 도포하여 상부전극(8) 및 상부패드부(9)를 일체로 형성하는 상부전극형성공정(P40)과, 희생층(5)을 제거하여 빈 공간으로 이루어지는 음향학적 반사층(4)을 형성하는 희생층제거공정(P14)과, 하나이상의 행과 열로 나누어진 각 구역(1)을 서로 분리하여 하나이상의 공진기칩(30)을 형성하는 절단공정(P50)과, 상부전극(8) 및 하부전극(6)과 각각 전기적으로 연결되는 상부리드선(18) 및 하부리드선(16)을 설치하고 각 공진기칩(30)의 하부전극(6)과 상부전극(8) 및 압전층(10)을 감싸서 밀봉하는 패키징공정(P60)을 포함하여 이루어진다.First, a
상기한 희생층형성공정(P12), 하부전극형성공정(P20), 압전층형성공정(P30), 상부전극형성공정(P40) 등은 모두 일반적으로 많이 사용되는 사진식각(photo etching)방법을 이용하여 소정의 패턴으로 형성하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.The sacrificial layer forming step (P12), the lower electrode forming step (P20), the piezoelectric layer forming step (P30), the upper electrode forming step (P40) and the like are all commonly used a photo etching method (photo etching) method It is possible to form in a predetermined pattern so that detailed description is omitted.
상기한 희생층제거공정(P14)은 애싱(ashing)법을 이용하여 포토레지스트로 이루어진 희생층(5)을 제거하도록 이루어진다.
The sacrificial layer removing step P14 is performed to remove the
상기에서 희생층형성공정(P12)과 희생층제거공정(P14)을 합하여 반사층형성공정이라 한다.In the above, the sacrificial layer forming step P12 and the sacrificial layer removing step P14 are combined to form a reflective layer forming step.
상기와 같이 희생층(5)을 이용하여 음향학적 반사층(4)을 형성하는 방법은, 기판(2)의 하부전극(6)이 형성된 반대쪽을 이방성 식각법으로 제거하여 음향학적 반사층을 형성하는 종래의 방법에 비하여, 하부전극(6) 등의 손상이나 파손이 발생하지 않고, 식각이 기판(2)보다 용이한 포토레지스트 등의 재료로 희생층(5)을 형성하므로 제조가 용이하다.As described above, the method for forming the acoustic
상기에서 각 구역(1)을 분리하여 공진기칩(30)을 형성하는 절단공정(P50)을 패키징공정(P60) 다음에 수행하도록 구성하는 것도 가능하다.It is also possible to configure such that the cutting step P50 for separating the respective zones 1 to form the
상기한 패키징공정(P60)은 상기한 하부전극(6) 및 상부전극(8)의 측면 모서리로부터 소정의 간격을 두고 둘레를 따라 기판(2) 및 압전층(10) 위에 상부전극(8)의 표면보다 높은 높이로 격벽(24)을 형성하는 격벽형성공정(P62)과, 격벽(24) 위에 판형상의 덮개(22)를 덮고 밀봉하는 밀봉공정(P64)과, 전도성 재료를 격벽(24)의 바깥쪽에 도포하여 각각 상부전극(8) 및 하부전극(6)과 전기적으로 연결되는 상부리드선(18) 및 하부리드선(16)을 형성하는 리드선형성공정(P66)을 포함한다.The packaging process P60 is performed on the
상기에서 격벽형성공정(P62) 및 리드선형성공정(P66) 등은 일반적으로 많이 사용되는 사진식각(photo etching)방법을 이용하여 소정의 패턴으로 형성하는 것도 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.The barrier rib forming step P62 and the lead wire forming step P66 may be formed in a predetermined pattern using a photo etching method which is generally used, and thus, detailed description thereof will be omitted.
또 상기한 리드선형성공정(P66)은 인쇄 및 도금방법을 이용하여 상부리드선(18)과 하부리드선(16)을 형성하도록 이루어지는 것도 가능하다.The lead wire forming step P66 may be formed to form the
그리고 상기한 박막형체적탄성 공진기(210)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 패키지부재(40)가 상기한 상부패드부(9) 및 하부패드부(7)에 각각 연결되는 상부리드선(48) 및 하부리드선(46)이 측면 모서리부분에 설치되고 절연재질로 이루어지는 판형상의 바닥판(42)과, 상기한 바닥판(42)에 하부전극(6), 압전층(10), 상부전극(8)을 사이에 두고 기판(2)을 위치시킨 상태로 기판(2)의 측면 모서리로부터 표면 전체를 감싸서 밀봉하는 밀봉부재(44)를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.As shown in FIG. 8, the thin film type volume
상기에서 상부패드부(9)와 하부패드부(7)는 각각 상부전극(8)의 표면보다 높은 높이로 형성하는 것이 상기한 바닥판(42)에 밀착시켜 밀봉하는 경우에 바닥판(42)과 상부전극(8) 및 압전층(10)과의 사이에 공간을 확보할 수 있으므로 바람직하다.When the
상기한 상부리드선(48)과 하부리드선(46)은 바닥판(42)의 양옆 모서리(상기한 상부패드부(9) 및 하부패드부(7)와 각각 대응되는 위치의 모서리)에 도금 등의 방법에 의하여 형성한다.The
상기한 상부리드선(48) 및 하부리드선(46)은 대략 "⊂"형상으로 상기한 바닥판(42)의 측면 모서리를 감싸도록 전도성 재료를 인쇄 및/또는 도금하는 등의 방법으로 형성한다.The
상기에서는 상부리드선(48) 및 하부리드선(46)을 대략 "⊂"형상으로 형성하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 계단형상, 직선형 상, "H"형상 등으로 형성하는 것도 가능하다.In the above description, the
상기한 바닥판(42)은 세라믹 등과 같이 절연성과 소정의 강도를 보유하는 재질로 이루어진다.The
상기한 밀봉부재(44)는 에폭시나 실리콘 등의 고분자 합성수지로 이루어지고, 몰딩처리 및/또는 캔처리에 의하여 밀봉이 이루어진다.The sealing
또 상기한 밀봉부재(44)는 고분자 합성수지로 몰딩한 다음 캔처리를 하여 밀봉하도록 이루어지는 것도 가능하다.In addition, the sealing
상기에서 공진기칩(30)과 바닥판(42)은 하부패드부(7)와 하부리드선(16) 및 상부패드부(9)와 상부리드선(18)을 솔더링(soldering) 등의 용접이나 초음파 압착법 등의 방법을 이용하여 부착 고정하는 것으로 이루어진다.The
그리고 상기한 박막형체적탄성 공진기(210)에 있어서, 패키지부재(50)가 도 9에 나타낸 바와 같이 상기한 하부패드부(7) 및 상부패드부(9)에 각각 연결되는 하부리드판(56) 및 상부리드판(58)과, 상기한 하부리드판(56)과 상부리드판(58)이 맞닿은 부분에 삽입되어 설치되고 단락을 방지하는 절연재질로 이루어지는 절연부재(52)와, 상기한 하부패드부(7) 및 상부패드부(9)와 상기한 하부리드판(56) 및 상부리드판(58)이 서로 맞닿은 상태로 기판(2)의 측면 모서리로부터 표면 전체를 감싸서 밀봉하는 밀봉부재(54)를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.In the thin film type volume
상기에서 하부리드판(56) 및 상부리드판(58)에는 각각 상기한 하부패드부(7)와 상부패드부(9)와 맞닿은 경우에 상부전극(8) 및 압전층(10)이 하부리드판(56) 및 상부리드판(58)과 접촉하지 않도록 소정의 공간을 확보하기 위하여 소정의 높이 로 접촉돌기(57), (59)를 각각 형성하는 것이 바람직하다.In the
상기한 접촉돌기(57), (59)와 상기한 하부패드부(7) 및 상부패드부(9)는 각각 서로 맞닿은 상태에서 초음파 압착법 등의 방법으로 일체로 부착 고정한다.The contact protrusions 57 and 59 and the
상기한 하부리드판(56) 및 상부리드판(58)과 접촉돌기(57), (59)는 모두 전도성 재료를 이용하여 형성한다.The
상기한 밀봉부재(54)는 상기와 마찬가지로 몰딩처리 및/또는 캔처리하는 것에 의하여 공진기칩(30)을 보호하도록 이루어진다.The sealing
상기한 절연부재(52)는 유리 등의 절연물질로 이루어진다.The insulating
그리고 상기한 박막형체적탄성 공진기(210)에 있어서, 패키지부재(90)가 도 10에 나타낸 바와 같이 상기한 상부패드부(9) 및 하부패드부(7)에 각각 연결되고 대략 계단형상으로 형성되어 기판(2)의 양측면 모서리에 각각 밀착되어 설치되는 상부리드선(98) 및 하부리드선(96)과, 상기한 하부전극(6) 및 상부전극(8)과 소정의 간격을 두고 위치하도록 조립홈(95)이 중앙부분에 형성되며 상기한 상부리드선(98) 및 하부리드선(96)과 기판(2) 및 압전층(10) 위에 하부전극(6)과 상부전극(8)을 감싸서 밀봉하도록 형성되는 밀봉부재(94)를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.In the thin film-shaped volume
상기한 밀봉부재(94)는 실리콘이나 에폭시 등의 고분자 합성수지로 이루어지고, 상기한 상부리드선(98) 및 하부리드선(96)이 부착 설치된 상태로 제공된다.The sealing
상기한 상부리드선(98) 및 하부리드선(96)은 전도성 재료로 형성한다.The
상기와 같이 제공되는 밀봉부재(94)를 상기한 상부패드부(9)와 상부리드선(98) 및 상기한 하부패드부(7)와 하부리드선(96)이 서로 맞닿도록 기판(2) 위에 위치시켜 솔더링이나 초음파 압착법 등을 이용하여 고정 부착시키고, 밀봉하는 것으로 패키징이 이루어진다. 이 때 상기한 밀봉부재(94)의 내면은 상기한 상부전극(8) 및 압전층(10)과 서로 접촉하지 않도록 소정의 공간을 두고 형성한다. 예를 들면 상기한 밀봉부재(94)는 대략 "ㄷ"형상 또는 "U"형상으로 형성하여 상기한 상기한 상부리드선(98) 및 하부리드선(96)과 기판(2) 및 압전층(10) 위에 모자(덮개)를 씌우듯이 설치한다.The sealing
상기에서는 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.In the above description of the preferred embodiment of the voltage controlled oscillator using the thin film volume-elastic resonator according to the present invention, the present invention is not limited thereto, and various modifications are made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It is possible to implement, and this also belongs to the scope of the present invention.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기에 의하면, 칩형태의 공진기를 이용하여 공진부의 인덕터부분을 구성하므로 휴대용 전화기나 무선 전화기 등의 제품에서 절실히 요구되는 소형화 및 고품질화가 가능하다.According to the voltage controlled oscillator using the thin-film volume-elastic resonator according to the present invention as described above, since the inductor portion of the resonator is formed by using a chip-shaped resonator, miniaturization and high quality required in products such as portable phones and cordless phones are desperately required. It is possible.
즉 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기에 의하면, 종래 유전체 공진기나 표면탄성파(SAW) 공진기 보다 품질계수값이 수천으로 훨씬 우수한 박막형체적탄성 공진기(FBAR)를 이용하여 공진부의 인덕터부분을 구성하므로, 고품질의 초소형 전압제어발진기를 제공하는 것이 가능하다.That is, according to the voltage-controlled oscillator using the thin-film volume-elastic resonator according to the present invention, the inductor portion of the resonator part using the thin-film volume-elastic resonator (FBAR), which has a much higher quality coefficient value than the conventional dielectric resonator or surface acoustic wave (SAW) resonator, Because of this configuration, it is possible to provide a high quality miniature voltage controlled oscillator.
또 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기에 의하면, 반도체공정에서 주로 사용하는 포토에칭 및 증착법을 사용하여 하부전극, 압전층, 상부전극 등을 형성하므로, 공진기의 한변의 길이를 수백㎛ 정도로 매우 작게 형성하는 것이 가능하고, 대량 생산이 가능하며, 생산원가를 크게 절감할 수 있다. In addition, according to the voltage controlled oscillator using the thin-film volume-elastic resonator according to the present invention, the lower electrode, the piezoelectric layer, the upper electrode, and the like are formed by using photoetching and vapor deposition which are mainly used in semiconductor processes. It is possible to form very small, such as 占 퐉, mass production is possible, and the production cost can be greatly reduced.
그리고 칩형태로 제공하여 전원부, 가변부, 공진부, 발진부, 증폭부를 구성하는 저항, 캐패시터, 인덕터 등의 표준규격인 3216, 2012, 1608, 1005, 0806, 0603 등과 동일한 규격으로 규격화된 공진기를 제공하는 것이 가능하므로, 전압제어발진기를 제조하기 위한 조립공정을 자동화하는 것이 가능하고, 생산공정이 간단해지며 대량생산이 가능하고, 제조원가가 크게 절감된다.Also, it is provided in chip form and provides resonators standardized to the same standards as 3216, 2012, 1608, 1005, 0806, 0603, etc., which are standard parts such as power, variable, resonator, oscillator, and amplifier. Since it is possible to automate the assembly process for manufacturing the voltage controlled oscillator, the production process is simplified, the mass production is possible, and the manufacturing cost is greatly reduced.
또 본 발명에 따른 박막형체적탄성 공진기를 이용한 전압제어발진기를 응용하면, PLL(phase locked loop) 소자를 고품질 소형화하여 제조하는 것도 가능하다.In addition, when the voltage controlled oscillator using the thin film volume-elastic resonator according to the present invention is applied, it is also possible to manufacture a PLL (phase locked loop) device by miniaturizing high quality.
Claims (7)
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KR1020010084381A KR100585990B1 (en) | 2001-12-24 | 2001-12-24 | Voltage Controlled Oscillator with Film Bulk Acoustic Resonator |
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KR1020010084381A KR100585990B1 (en) | 2001-12-24 | 2001-12-24 | Voltage Controlled Oscillator with Film Bulk Acoustic Resonator |
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