KR100614110B1 - 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈 - Google Patents

Abstract

통과대역 특성과 저지대역 특성을 동시에 만족시키며 크기를 축소하는 것이 가능하고 대량생산이 가능하여 제조원가를 크게 낮추는 것이 가능하도록, 복수의 체적탄성파 공진기를 직렬 및/또는 병렬로 배열 연결하여 이루어지는 체적탄성파 여파기와, 체적탄성파 여파기를 패키징하는 저온 동시소성 세라믹 공법으로 제조하는 패키지부재와, 패키지부재의 내부에 설치되고 체적탄성파 여파기와 병렬로 연결되는 하나이상의 고주파 공진기를 포함하는 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈을 제공한다.

고주파 공진기는 패키지부재의 내부에 인쇄 등의 방법으로 형성되고, 인덕터, 캐패시터 등에서 하나이상을 선택하여 단독으로 또는 조합하여 고주파 공진기와 연결하여 설치한다.

체적탄성파 여파기, 고주파 공진기, 저온 동시소성 세라믹, 캐패시터, 저지대역, 통과대역, 보상, 인덕터

Description

저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈 {Flim Bulk Acoustic Wave Resonator Module Improving Stop Band Characteristics}

도 1은 종래 체적탄성파 공진기 소자의 일예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 2는 도 1의 체적탄성파 공진기 소자에 대한 등가회로도이다.

도 3은 종래 체적탄성파 여파기의 일예를 나타내는 등가회로도이다.

도 4는 도 3의 체적탄성파 여파기에 대한 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 5는 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 등가회로도이다.

도 6은 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제1실시예에 있어서 고주파 공진기의 다른 실시예를 나타내는 평면도이다.

도 9는 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제1실시예에 있어서 고주파 공진기의 또 다른 실시예를 나타내는 평면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제1실시예에 있어서 고주파 공진기의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 11은 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제1실시예에 있어서 고주파 공진기의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 12는 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 13은 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 14은 도 5의 제1실시예에 대한 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 15는 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제3실시예를 개략적으로 나타내는 등가회로도이다.

도 16은 도 15의 제3실시예에 대한 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 17은 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제4실시예를 개략적으로 나타내는 등가회로도이다.

도 18은 도 17의 제4실시예에 대한 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 19는 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제5실시예를 개략적으로 나타내는 등가회로도이다.

도 20은 도 19의 제5실시예에 대한 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 21은 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제6실시예를 개략적으로 나타내는 등가회로도이다.

도 22는 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제6실시예에 있어서 캐패시터와 인덕터를 형성하는 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 23은 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제7실시예를 개략적으로 나타내는 등가회로도이다.

도 24는 도 23의 제7실시예에 대한 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 25는 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제8실시예를 개략적으로 나타내는 등가회로도이다.

도 26은 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈을 이용하여 구현한 듀플렉서를 등가회로로 나타내는 회로도이다.

도 27은 도 26의 듀플렉서에 대한 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

본 발명은 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나이상의 고주파 공진기와 인덕터 등이 저온 동시소성 세라믹공법으로 일체로 형성되는 패키지부재에 체적탄성파 여파기를 실장하여 통과대역 특성과 저지대역 특성을 동시에 만족시킬 수 있는 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈에 관한 것이다.

최근 이동통신 시장의 폭발적인 증가에 힘입어 이동통신 분야의 기술에 대한 급속한 발전이 거듭되고 있으며, 특히 800MHz∼3GHz대의 통신주파수를 사용하는 셀룰러폰, 개인 휴대통신, WLL, 블루투스 등의 시스템에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 이들 통신 단말시스템은 필연적으로 무선화, 소형화, 경량화, 고기능화, 고품질화, 저가격화, 고주파수화를 요구하며, 이를 실현하기 위해서는 단말시스템 부품의 집적화 기술에 대한 연구 개발이 매우 필요하다.

현재 개인 휴대통신, IMT-2000 등에서 사용되는 전송주파수는 1.7∼2GHz이며, 이러한 마이크로 대역의 주파수를 사용하는 이동통신 소자 부품은 크게 능동소자와 수동소자로 구분된다. 이동통신 소자 부품중 저잡음 증폭기, 전력 증폭기 모듈, 믹서 등의 고주파 능동소자는 현재 상용화된 기술을 사용하여 집적화가 가능하지만, 공진기, 여파기, 듀플렉서 등의 고주파 수동소자는 집적화가 불가능하다. 따라서 집적화가 가능한 고주파 수동소자의 연구 개발이 계속 진행되고 있으며, 최근에는 체적탄성파(FBAR) 소자가 고주파 수동소자의 집적화를 위한 부품으로 알려지고 있다.

상기 체적탄성파 소자로 이루어지는 공진기는 동작주파수가 500MHz∼10GHz까지 매우 넓으며, 유전체 세라믹 소자의 장점과 표면탄성파(SAW) 소자의 장점을 동시에 갖고 있고, 집적화가 가능하다는 장점이 있어 크게 주목받고 있다. 체적탄성파 소자를 이용하면, 공진기, 대역통과 여파기, 듀플렉서 여파기 등의 고주파 수동소자를 표면탄성파 소자를 이용한 부품과 비교하여 1/수백분 정도의 크기로 작게 만드는 것이 가능하다. 따라서 향후에는 고주파 수동소자를 체적탄성파 소자를 이 용하여 제조하는 기술이 크게 각광받을 것으로 보인다.

일반적인 체적탄성파 공진기 소자는 도 1에 나타낸 바와 같이 기판(2)에 하부전극(3), 압전체(4), 상부전극(5)을 차례로 적층 형성하여 이루어지고, 도 2에 나타낸 바와 같이 인덕터(6), 캐패시터(7), 저항(8)으로 표현되는 전기적인 등가회로로 나타내어진다.

도 3에는 대표적인 체적탄성파 여파기에 있어서 체적탄성파 공진기(10)의 배열에 대한 일예를 나타내고, 도 4에는 도 3에 나타낸 체적탄성파 여파기에 대한 통과대역 특성을 나타낸다. 도 4에 있어서, (a1) 및 (a2)는 도 3에서 병렬로 연결된 체적탄성파 공진기(10)의 직렬, 병렬 공진점을 나타내고, (a3) 및 (a4)는 도 3에서 직렬로 연결된 체적탄성파 공진기(10)의 직렬, 병렬 공진점을 나타내며, (B)는 체적탄성파 공진기(10)가 도 3에 나타낸 바와 같이 직렬 및 병렬로 연결됨에 따라 형성되는 체적탄성파 여파기의 통과대역을 나타낸다. 상기에서 체적탄성파 여파기는 복수의 체적탄성파 공진기(10)를 직렬 및/또는 병렬로 배열 연결하여 이루어진다.

그런데 800MHz∼3GHz의 통신주파수를 사용하는 셀룰러폰, 개인휴대통신 시스템, WLL, 블루투스 등에 사용되는 통상의 대역통과 여파기는 양호한 통과대역 특성을 위하여, 통과대역 내에서의 감쇄량이 최소화되고 통과대역과 구분되는 저지대역에서는 통과대역과의 구분력을 최대로 하기 위하여 감쇄량을 최대한 크게 할 필요성이 있다.

그러나 종래 체적탄성파 여파기는 체적탄성파 공진기의 갯수를 증가시킴에 따라 저지대역에서의 감쇄량은 크게 하는 것이 가능하지만, 통과대역 내에서의 감 쇄량도 증가하는 경향을 보이므로, 체적탄성파 공진기의 갯수를 증감시키는 것에 의해서는 양호한 특성을 얻는 것이 불가능하다. 즉 종래에 있어서 좋은 통과대역 특성을 위해서는 체적탄성파 공진기의 갯수를 감소시켜야 하고, 좋은 저지대역 특성을 위해서는 체적탄성파 공진기의 갯수를 증가시켜야 하므로, 통과대역 특성과 저지대역 특성을 동시에 만족시키는 이상적인 체적탄성파 여파기를 구현하는 것이 불가능하다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하여 통과대역 특성과 저지대역 특성을 동시에 만족시키는 체적탄성파 여파기 모듈을 제공하기 위한 것으로서, 부피가 큰 수동소자를 하나의 구조물에 다층(multi-layer)으로 집적화하는 것에 의하여 전체 모듈의 크기를 축소하는 것이 가능하며 대량생산이 가능하여 제조원가를 크게 낮추는 것이 가능한 저온 동시소성 세라믹(LTCC)을 이용한 기술을 체적탄성파 여파기 기술과 접목하여 체적탄성파 여파기와 연결되는 고주파 공진기 및/또는 인덕터, 캐패시터 등을 패키지부재 내에 일체로 형성하는 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 체적탄성파 여파기를 실장하는 패키지 내에 체적탄성파 여파기와 함께 여파기 기능을 수행할 수 있는 고주파 공진기를 1개 이상 내장하는 것에 의하여 체적탄성파 여파기에서 특성이 저하되는 부분을 패키지부재에서 보상하여 보다 이상적인 통과대역 특성과 저지대역 특성을 유지하는 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈은 복수의 체적탄성파 공진기를 직렬 및/또는 병렬로 배열 연결하여 이루어지는 체적탄성파 여파기와, 상기 체적탄성파 여파기를 패키징하는 저온 동시소성 세라믹 공법으로 형성되는 패키지부재와, 상기 패키지부재의 내부에 설치되고 상기 체적탄성파 여파기와 연결되는 하나이상의 고주파 공진기를 포함하여 이루어진다.

상기 고주파 공진기는 상기 패키지부재의 내부에 인쇄 등의 방법으로 형성된다.

또 본 발명의 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈은 인덕터, 캐패시터 등에서 하나이상을 선택하여 단독으로 또는 조합하여 상기 고주파 공진기와 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 설치하는 것도 가능하다.

다음으로 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제1실시예는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 복수의 체적탄성파 공진기(22)를 직렬 및 병렬로 배열 연결하여 이루어지는 체적탄성파 여파기(20)와, 상기 체적탄성파 여파기(20)를 패키징하는 저온 동시소성 세라믹 공법으로 형성되는 패키지부재(30)와, 상기 패키지부재(30)의 내부에 설치되고 상기 체적탄성파 여파기(20)와 연결되는 고주파 공진기(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 패키지부재(30)는 다수의 세라믹시트가 적층되어 형성되며, 저온 동시 소성 세라믹 공법으로 형성된다.

상기 체적탄성파 여파기(20)는 본드와이어(48)를 이용한 와이어본딩으로 상기 패키지부재(30)에 설치되는 연결단자(43)에 전기적으로 연결된다.

상기 패키지부재(30)에는 상기 체적탄성파 여파기(20)가 설치되는 반대쪽에 입출력단자(40)를 설치하고, 상기 연결단자(43)와 입출력단자(40)는 내부에 도전체가 채워지는 쓰루홀(42)을 통하여 서로 전기적으로 연결된다.

상기 패키지부재(30)에는 연결단자(43)와 별도로 접지면이나 인덕터 등을 연결하기 위한 단자로 사용되는 하나이상의 보조단자(44)를 더 설치하는 것도 가능하다.

상기 보조단자(44)도 상기 연결단자(43)와 마찬가지로 본드와이어(48)를 이용한 와이어본딩을 통하여 상기 체적탄성파 여파기(20)와 전기적으로 연결된다.

상기 연결단자(43), 보조단자(44), 입출력단자(40) 등은 상기 패키지부재(30)에 인쇄 등의 방법으로 일체로 형성 설치된다.

그리고 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제2실시예는 도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 상기 체적탄성파 여파기(20)를 패키지부재(30)에 인쇄 형성되는 연결선(41)을 이용하여 플립칩본딩(flip chip bonding) 방식으로 실장하여 연결단자(43)와 전기적으로 연결한다.

상기에서 보조단자(44)도 상기 연결단자(43)와 마찬가지로 연결선(41)을 이용하여 상기 체적탄성파 여파기(20)와 전기적으로 연결된다.

그리고 상기 고주파 공진기(50)는 도 6 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 패키지부재(30)의 내부에 인쇄 등의 방법으로 형성된다.

상기 고주파 공진기(50)의 한쪽 끝부분은 상기 체적탄성파 여파기(20)와 연결되고, 다른쪽 끝부분은 접지 또는 단락(short)시킨다. 즉 상기 고주파 공진기(50)의 한쪽 끝부분은 상기 연결단자(43)와 입출력단자(40)를 연결하는 쓰루홀(42)을 통하여 상기 체적탄성파 여파기(20)와 전기적으로 연결시키고, 다른쪽 끝부분은 전기적으로 접지된 상태로 패키지부재(30)에 형성 설치한다.

상기 고주파 공진기(50)의 한쪽 끝부분은 도면에 나타내지 않았지만, 상기 보조단자(44)에 쓰루홀을 통하여 연결하는 것도 가능하다.

상기 패키지부재(30)를 저온 동시소성 세라믹 공법으로 형성하면, 적층되는 세라믹시트에 은(Ag)이나 구리(Cu) 등의 도전성 금속을 주원료로 하는 도전성 페이스트를 인쇄하는 것에 의하여 상기 고주파 공진기(50)를 비롯한 연결단자(43), 보조단자(44), 입출력단자(40) 등을 형성하는 것이 매우 용이하며, 적층되는 세라믹시트에 쓰루홀(42)을 형성하고 여기에 도전성 금속 분말 또는 도전성 페이스트를 채우는 것에 의하여 상하로 위치하는 소자를 서로 전기적으로 연결하는 것이 가능하다.

따라서 하나의 패키지부재(30) 내부에 캐패시터, 인덕터 등의 수동소자들을 형성 설치할 수 있으므로 고집적화, 경박단소화, 고신뢰성을 얻을 수 있다.

상기에서 패키지부재(30)는 전자부품에 있어서 기판으로 사용된다.

상기와 같은 패키지부재(30)의 형성공정 및 방법은 일반적으로 사용되는 저온 동시소성 세라믹(LTCC) 공정 및 방법을 적용하여 실시하는 것이 가능하므로 상 세한 설명은 생략한다.

그리고 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제1실시예는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 고주파 공진기(50)를 캐패시터(52)를 이용하여 전기적으로 연결한다.

상기 캐패시터(52)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 고주파 공진기(50)와 소정의 간격을 두고 인쇄 등의 방법으로 상기 패키지부재(30)에 소정의 면적을 갖는 판형상으로 형성한다.

상기 캐패시터(52)는 고주파 에너지가 전달되는 방법으로 전기적 결합(coupling)을 행하는 기능을 담당한다.

상기한 제1실시예에 있어서, 상기 패키지부재(30)의 크기에 비하여 고주파 공진기(50)를 길게 형성하여 구현하여야 하는 경우에는 도 6에 나타낸 바와 같이 대략 "ㄷ"형상, "ㄴ"형상, "ㅁ"형상, 나선형상, 원형상, 타원형상 등의 다양한 형상을 적용하여 1회이상 굽어지는 형상으로 형성하는 것도 가능하다.

상기에서 고주파 공진기(50)의 이상적인 길이는 중심주파수 파장(λ)의 1/4이지만, 실제 환경변수와 고주파 공진기(50)의 주기성에 따라 적절한 길이로 설정하는 것이 가능하며, 중심주파수 파장(λ)의 수십분의 일에서 수배까지 특별하게 제한하지 않는다.

또 상기 고주파 공진기(50)의 폭은 수㎛∼수mm까지 제한하지 않는다. 즉 고주파 공진기(50)의 폭에 의하여 얻어지는 특성저항(characteristic impedance)을 수∼수백Ω까지 허용하는 것이 가능하다.

상기 고주파 공진기(50)의 폭은 균일한 선폭(uniform impedance resonator)으로 형성하는 것도 가능하고, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 비균일한 선폭(stepped impedance resonator)으로 형성하는 것도 가능하다.

또 상기한 고주파 공진기(50)의 길이를 축소시키기 위하여 도 10에 나타낸 바와 같이, 고주파 공진기(50)의 접지되는 다른쪽 끝부분에 누설 전계 캐패시터(58)를 설치하는 것도 가능하다.

그리고 도 11에 나타낸 바와 같이, 고주파 공진기(50)를 2개의 층에 형성하고 쓰루홀(51)을 통하여 전기적으로 연결하는 것도 가능하다. 또 상기 고주파 공진기(50)를 필요에 따라 2개 이상의 층에 각각 형성하고 쓰루홀(51)을 통하여 서로 전기적으로 연결하는 것도 가능하다.

도 14에는 상기 고주파 공진기(50)와 캐패시터(52)만으로 이루어진 경우의 주파수 특성 및 상기 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루어진 경우의 주파수 특성과 본 발명에 따른 제1실시예의 주파수 특성을 나타낸다. 도 14에 있어서, 가는 일점쇄선, 가는 점선, 가는 실선은 각각 고주파 공진기(50)와 캐패시터(52)만으로 이루어진 경우, 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루어진 경우, 상기 제1실시예로 이루어진 경우에 따른 반사손실을 나타낸다. 또 도 14에 있어서, 굵은 일점쇄선, 굵은 점선, 굵은 실선은 각각 고주파 공진기(50)와 캐패시터(52)만으로 이루어진 경우, 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루어진 경우, 상기 제1실시예로 이루어진 경우에 따른 삽입손실을 나타낸다.

도 14로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루 어진 경우와 비교하여 고주파 공진기(50)와 캐패시터(52)를 추가한 본 발명에 따른 제1실시예의 경우에는 주파수 특성에 있어서, 통과대역에서는 동일한 저감쇄의 특성을 나타내는 반면에, 저지대역에서는 높은 감쇄 특성을 나타내는 것이 확인된다. 즉 체적탄성파 여파기(20)의 통과대역에서는 감쇄량이 거의 없고 통과대역에서 벗어날수록 저지대역에서의 감쇄량이 증가하는 상기 고주파 공진기(50)의 특성이 체적탄성파 여파기(20)의 특성을 보상하여 동일한 통과대역 특성을 유지하면서 저지대역 특성을 개선하고 있음을 확인할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제3실시예는 도 15에 나타낸 바와 같이, 고주파 공진기(50) 2개를 직렬로 체적탄성파 여파기(20)에 연결하여 설치한다.

상기 직렬로 연결되는 2개의 고주파 공진기(50) 사이에는 전기적 결합(coupling)을 위하여 캐패시터(52)를 설치한다. 또 상기 고주파 공진기(50)의 전후에도 각각 전기적 결합을 위하여 캐패시터(52)를 설치한다.

상기 고주파 공진기(50) 및 캐패시터(52)는 각각 세라믹시트에 인쇄하여 형성한 다음 이를 적층하여 이루어지는 패키지부재(30)에 일체로 형성되고, 상기 패키지부재(30)에 실장되는 상기 체적탄성파 여파기(20)와 연결된다.

상기한 제3실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 16에는 상기 고주파 공진기(50) 2개만을 직렬로 연결한 경우의 주파수 특성 및 상기 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루어진 경우의 주파수 특성과 본 발명 에 따른 제3실시예의 주파수 특성을 나타낸다. 도 16에 있어서, 가는 일점쇄선, 가는 점선, 가는 실선은 각각 고주파 공진기(50) 2개만을 직렬로 연결한 경우, 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루어진 경우, 상기 제3실시예로 이루어진 경우에 따른 반사손실을 나타내고, 굵은 일점쇄선, 굵은 점선, 굵은 실선은 각각 고주파 공진기(50) 2개만을 직렬로 연결한 경우, 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루어진 경우, 상기 제3실시예로 이루어진 경우에 따른 삽입손실을 나타낸다.

도 16으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루어진 경우와 비교하여 고주파 공진기(50) 2개를 직렬 연결로 추가한 본 발명에 따른 제3실시예의 경우에도 동일한 통과대역 특성을 유지하면서 저지대역 특성이 개선됨을 확인할 수 있다.

또 도 14와 도 16을 비교하면, 상기한 제1실시예보다 제3실시예의 경우에 저지대역에서의 감쇄 특성이 보다 더 개선되었음을 확인할 수 있다. 이러한 사실로부터 고주파 공진기(50)의 수가 증가함에 따라 저지대역에서의 감쇄 특성이 개선됨을 알 수 있다.

따라서 상기 패키지부재(30) 내부의 공간이 허용되는 한 상기 고주파 공진기(50)의 설치 갯수를 2개 이상으로 증가시켜 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제4실시예는 도 17에 나타낸 바와 같이, 캐패시터(52)와 고주파 공진기(50)를 차례로 직렬로 연결하여 설치한다.

즉 고주파 공진기(50)의 체적탄성파 여파기(20) 회로에 연결(단락)되는 한쪽 끝부분에 캐패시터(52)를 연결 설치하고, 이 캐패시터(52)를 통하여 회로에 연결한다.

상기한 제4실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 18에는 상기 고주파 공진기(50)에 캐패시터(52)를 직렬로 연결한 경우의 주파수 특성 및 상기 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루어진 경우의 주파수 특성과 본 발명에 따른 제4실시예의 주파수 특성을 나타낸다.

도 18로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루어진 경우와 비교하여 고주파 공진기(50)를 연결하기에 앞서 캐패시터(52)를 연결한 본 발명에 따른 제4실시예의 경우에도 동일한 통과대역 특성을 유지하면서 저지대역 특성이 개선됨을 확인할 수 있다.

도 14와 도 18을 비교하면, 상기한 제1실시예보다 제4실시예의 경우에 낮은쪽 저지대역에서의 감쇄 특성이 보다 더 개선되었음을 확인할 수 있다. 이러한 사실로부터 캐패시터(52)의 설치에 의해서 낮은쪽 저지대역에서의 감쇄 특성이 보다 개선됨을 알 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제5실시예는 도 19에 나타낸 바와 같이, 인덕터(54)를 고주파 공진기(50)에 직렬로 연결한다.

즉 고주파 공진기(50)의 체적탄성파 여파기(20) 회로에 연결(단락)되는 한쪽 끝부분에 인덕터(54)를 연결하고, 이 인덕터(54)를 통하여 회로에 연결한다.

상기한 제5실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 20에는 상기 고주파 공진기(50)와 인덕터(54)만을 연결한 경우의 주파수 특성 및 상기 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루어진 경우의 주파수 특성과 본 발명에 따른 제5실시예의 주파수 특성을 나타낸다.

도 20으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 체적탄성파 여파기(20)만으로 이루어진 경우와 비교하여 고주파 공진기(50)를 연결하기에 앞서 인덕터(54)를 연결한 본 발명에 따른 제5실시예의 경우에도 동일한 통과대역 특성을 유지하면서 높은쪽 저지대역 특성이 개선됨을 확인할 수 있다.

상기한 제4실시예 및 제5실시예에 있어서는 상기 고주파 공진기(50)에 직렬로 연결하는 캐패시터(52) 또는 인덕터(54)를 각각 1개 설치하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 캐패시터(52)와 인덕터(54) 2개이상을 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 사용하는 것도 가능하다.

그리고 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제6실시예는 도 21에 나타낸 바와 같이, 상기 고주파 공진기(50) 대신에 캐패시터(52) 1개와 인덕터(54) 1개를 병렬로 연결한다.

즉 상기한 제1실시예의 고주파 공진기(50)에 대체하여 캐패시터(52)와 인덕터(54)를 병렬로 연결하여 사용한다.

도 22에는 패키지부재(30) 내부에 캐패시터(52)와 인덕터(54)를 병렬로 연결하여 설치하는 상태를 나타낸다.

상기한 제6실시예에 있어서도 도 22에 나타낸 바와 같이, 상기 패키지부재(30)를 구성하는 세라믹시트에 각각 캐패시터(52)와 인덕터(54)를 인쇄 형성한 다음 적층하여 회로를 구성한다.

상기 캐패시터(52)와 인덕터(54)를 병렬 연결하는 한쪽 쓰루홀(53)은 연결선(55)을 통하여 체적탄성파 여파기(20) 회로에 연결(단락)시키고, 다른쪽 쓰루홀(53)은 전송선(56)을 통하여 접지시킨다.

상기한 제6실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기에서는 캐패시터(52) 1개와 인덕터(54) 1개를 고주파 공진기(50)에 대신하여 병렬로 연결하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 2개 이상의 캐패시터(52)와 인덕터(54)를 병렬로 연결하여 사용하는 것도 가능하다.

그리고 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 제7실시예는 도 23에 나타낸 바와 같이, 고주파 공진기(50) 1개를 체적탄성파 여파기(20)에 연결하고, 체적탄성파 여파기(20)의 병렬로 연결된 체적탄성파 공진기(22)에 인덕터(54) 1개를 직렬로 연결한다.

즉 상기한 제1실시예에 추가하여 인덕터(54) 1개를 체적탄성파 여파기(20)에 연결 설치한다.

상기한 제7실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 24에는 상기 제7실시예의 삽입손실과 반사손실에 대한 주파수 특성을 나타낸다. 도 24로부터 알 수 있는 바와 같이, 인덕터(54)를 추가함에 따라 저지대역 특성이 극대화 됨을 확인할 수 있다.

도 25에는 인덕터(54) 5개를 체적탄성파 여파기(20)의 체적탄성파 공진기(22)에 각각 직렬 또는 병렬로 연결한 실시예를 나타낸다.

상기한 바와 같이 인덕터(54)를 1개 이상 선택하여 다양한 위치와 직렬 및/또는 병렬로 체적탄성파 여파기(20)에 연결 설치하는 것이 가능하며, 이 경우에도 저지대역 특성을 크게 개선하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈은 상기한 제1실시예∼제7실시예의 구성을 필요에 따라 다양하게 조합하여 실시하는 것이 가능하다.

그리고 도 26에는 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈 2개를 연결하여 듀플렉서로 사용하는 경우에 대한 등가회로를 나타낸다. 상기 듀플렉서는 인접한 통과대역을 갖는 대역통과 여파기를 공유하는 것에 의하여 아주 인접한 주파수 대역을 서로 구분하는 역할을 수행한다.

도 26에 있어서 왼쪽은 저주파수 대역을 구분하는 체적탄성파 여파기(20)를 나타내고, 오른쪽은 고주파수 대역을 구분하는 체적탄성파 여파기(20)를 나타낸다.

상기 체적탄성파 여파기(20) 각각에는 고주파 공진기(50), 캐패시터(52), 인덕터(54)가 하나이상 선택되어 직렬 및/또는 병렬로 연결된다.

그리고 듀플렉서에 있어서는 2개의 체적탄성파 여파기(20)을 연결함에 따라 특성이 저하되는 것을 보완하기 위하여 위상변위기(phase shifter)(60)를 연결한다.

도 27에는 도 26의 듀플렉서에 있어서 고주파수 대역의 삽입손실과 저주파수 대역의 삽입손실을 나타낸다. 도 27로부터 각 체적탄성파 여파기(20)의 저지대역 특성이 크게 개선됨을 알 수 있다.

상기한 듀플렉서에 있어서도 본 발명에 따른 제1실시예 내지 제7실시예의 다양한 실시예를 조합하여 적용하는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈의 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.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈에 의하면, 저온 동시소성 세라믹(LTCC) 공법을 이용하여 패키징하므로, 고주파 공진기나 캐패시터, 인덕터 등을 다층으로 이루어지는 패키지부재 내부에 집적화하는 것이 가능하고, 전체적인 크기의 감소가 가능하고, 대량생산이 가능하여 제조원가를 크게 절감할 수 있다.

또 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈에 의하면, 고주파 공진기를 다양한 형상으로 형성하는 것이 가능하므로 중심주파수에 맞추어 적절하게 매칭된 고주파 공진기를 연결하는 것이 가능하다.

그리고 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈에 의하면, 고주파 공진기, 캐패시터, 인덕터 등을 체적탄성파 여파기에 직렬 및/또는 병렬로 다양하게 연결하는 것에 의하여 체적탄성파 여파기의 통과대역 특성을 그대로 유지하면서 저지대역 특성을 개선할 수 있으므로, 체적탄성파 여파기(filter)의 특성을 크게 개선하는 것이 가능하며 이상적인 여파기를 제공하는 것이 가능하다.

나아가 본 발명에 따른 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈에 의하면, 저지대역 특성이 개선된 체적탄성파 여파기를 집적화 및 모듈화하여 제공하므로, 다른 능동소자와 함게 집적화하는 것이 가능하며, 셀룰러폰, 개인휴대통신시스템, WLL, 블루투스 등의 시스템에서 통신을 위하여 사용하는 전자부품에서 요구되는 소형화, 박막화, 경량화, 고기능화, 고품질화, 저가격화, 고주파수화 등의 품질수준을 만족시키는 것이 가능하다.

Claims (11)

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6. 복수의 체적탄성파 공진기를 소정의 패턴으로 배열 연결하여 이루어지는 체적탄성파 여파기와,

   상기 체적탄성파 여파기를 패키징하며 저온 동시소성 세라믹 공법으로 형성되는 패키지부재와,

   상기 패키지부재의 내부에 인쇄 방법에 의하여 형성되고 한쪽 끝부분은 상기 체적탄성파 여파기와 캐패시터를 통하여 연결되고 다른쪽 끝부분은 접지되는 하나이상의 고주파 공진기를 포함하는 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈에 있어서,

   상기 고주파 공진기 2개이상을 직렬로 연결하는 저지대역 특성을 개선한 체적탄성파 여파기 모듈.
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