KR100701562B1 - 필터 장치 - Google Patents
필터 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100701562B1 KR100701562B1 KR1020030065354A KR20030065354A KR100701562B1 KR 100701562 B1 KR100701562 B1 KR 100701562B1 KR 1020030065354 A KR1020030065354 A KR 1020030065354A KR 20030065354 A KR20030065354 A KR 20030065354A KR 100701562 B1 KR100701562 B1 KR 100701562B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- filter element
- conductive
- package
- bottom portion
- thin film
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 49
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 22
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 49
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 31
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 11
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000009766 low-temperature sintering Methods 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IWBUYGUPYWKAMK-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[N] Chemical compound [AlH3].[N] IWBUYGUPYWKAMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/0538—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
- H03H9/0547—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a vertical arrangement
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/0504—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices
- H03H9/0514—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps
- H03H9/0523—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps for flip-chip mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/56—Monolithic crystal filters
- H03H9/564—Monolithic crystal filters implemented with thin-film techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/56—Monolithic crystal filters
- H03H9/566—Electric coupling means therefor
- H03H9/568—Electric coupling means therefor consisting of a ladder configuration
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
필터 특성의 광대역화 및 통과 대역 근방에서의 고억압화가 도모된 소형의 필터 장치를 제공한다. 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)를 페이스다운 상태로 수납하는 패키지(20)의 다이-어태치면 A에서, 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 범프 접속용 패드(11A∼11E)와 범프(13A∼13E)를 통해 일대일로 접속되는 범프 접속용 패드(24a∼24e)에 마이크로 스트립 라인(25a∼25e)을 접속한다. 이에 의해, 사다리형 대역 통과 필터 소자(1) 상의 일단자쌍 압전 박막 공진자 S1∼S4, P1∼P3에 직렬로 Q가 양호한 인덕턴스가 접속된다.
압전 박막 공진자, 필터 소자, 인덕턴스, 압전막, 범프 접속용 패드
Description
도 1은 종래 기술1에 따른 사다리형 탄성 표면파 필터 장치(100)의 구성을 도시하는 회로도.
도 2는 종래 기술2에 따른 사다리형 탄성 표면파 필터 장치(200)의 탄성 표면파의 전파 방향을 따른 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 3은 도 2에 도시한 사다리형 탄성 표면파 필터 장치(200)에 탑재되는 사다리형 탄성 표면파 필터 소자(201)의 구성을 도시하는 상면도.
도 4는 도 2에 도시한 사다리형 탄성 표면파 필터 소자(201)를 수납하는 패키지(202)의 다이-어태치면(die-attach face) A를 도시하는 도면.
도 5는 일반적인 일단자쌍 압전 박막 공진자의 등가 회로를 도시하는 회로도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 상면도.
도 7은 도 6에 도시한 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 X-X' 단면도.
도 8은 도 6에 도시한 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 등가 회로를 도시하는 회로도.
도 9는 도 6에 도시한 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)가 패키지(20)에 수 납된 구성을 갖는 대역 통과 필터 장치(30)의 개략 구성을 도시하는 X-X' 방향의 단면도.
도 10은 도 9에 도시한 패키지(20)의 다이-어태치면 A를 도시하는 상면도.
도 11은 도 9에 도시한 대역 통과 필터 장치(30)의 등가 회로를 도시하는 회로도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 칩만의 특성과 그 칩을 패키지(20)에 실장했을 때의 특성을 도시하는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 사다리형 대역 통과 필터 소자
2 : 기판
3 : 압전막
4 : 상부 전극막
5 : 하부 전극막
5a : 몰리브덴층
5b : 알루미늄층
6 : 캐비티
11 : 범프 접속용 패드
11a, 14a : 금층
11b, 14b : 티탄층
13 : 범프
14 : 도전층
20 : 패키지
21 : 저판부
22 : 측벽부
23 : 도체 패턴
24 : 비아
24a∼24e : 범프 접속용 패드
25a∼25c : 마이크로 스트립 라인
L1∼L5 : 인덕턴스
S1∼S4 : 직렬 공진자
P1∼P3 : 병렬 공진자
본 발명은 패키지에 수납된 압전 박막 공진자를 사용한 필터 장치에 관한 것이다.
종래, 복수의 일단자쌍 탄성 표면파 공진자(이하, 간단하게 공진자라고 함)가 직렬과 병렬로 설치된 사다리형 탄성 표면파 필터 소자에서, 직렬 또는 병렬의 공진자에 인덕턴스 성분을 직렬로 접속함으로써, 필터 특성의 광대역화 및 통과 대역 근방에서의 고억제화를 도모하는 기술이 알려져 있다.
예를 들면, 이하에 인용하는 일본 특개평5-183380호 공보(이하, 이것을 종래 기술1이라고 함)에는, 탄성 표면파 필터 소자의 전극 단자와 패키지의 전극 단자를 접속하는 본딩 와이어에 의해 상기한 인덕턴스 성분(도 1에서, L101∼L105)을 얻는 구성이 개시되어 있다. 도 1에, 종래 기술1에 따른 사다리형 탄성 표면파 필터 장치(100)의 회로 구성을 도시한다.
한편, 소형화를 목적으로 한 경우, 탄성 표면파 필터 소자의 전극 단자와 패키지의 전극 단자를 페이스다운 상태로 범프를 통해 접속하는 것이 유효하다(예를 들면, 일본 특개2002-141771호 공보 참조). 이하, 이것을 종래 기술 2이라고 한다. 도 2∼도 4에 종래 기술2에 따른 사다리형 탄성 표면파 필터 장치(200)의 구성을 도시한다. 또한, 도 2는 사다리형 탄성 표면파 필터 장치(200)의 탄성 표면파(Surface Acoustic Wave : SAW)의 전파 방향을 따른 단면도(개략)를 도시하고, 도 3은 사다리형 탄성 표면파 필터 장치(200)에 탑재되는 사다리형 탄성 표면파 필터 소자(201)의 상면도(표면 a)를 도시하며, 도 4는 사다리형 탄성 표면파 필터 소자(201)를 수납하는 패키지(202)의 다이-어태치면(die-attach face) A를 도시한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 사다리형 탄성 표면파 필터 장치(200)는, 패키지(202)의 다이-어태치면 A로 사다리형 탄성 표면파 필터 소자(201)를 페이스다운 상태로 범프(203)를 이용하여 본딩한 구성을 갖고 있다. 또한, 도 3에 도시한 각 공진자(214)에 인덕턴스 성분을 직렬로 접속하기 위해, 종래 기술2에서는, 도 4에 도시한 바와 같은 마이크로 스트립 라인(220)이 패키지(202)의 다이-어태치면 A 상에 형성되어 있다.
그러나, 종래 기술2와 같은 탄성 표면파 필터 소자(201)에서, 탄성 표면파 공진자(214) 사이의 배선(210)이나 탄성 표면파 공진자(214)와 범프 접속용 패트(213) 사이의 배선(210)이 도 3에 도시한 바와 같이 긴 경우, 배선(210)이 인덕턴스로서 작용하기 때문에, 탄성 표면파 필터 장치(200)의 필터 특성에 영향이 미치는 문제가 존재한다.
보다 상세하게는, 통상, 상기한 바와 같은 필터 소자 상의 배선(210)은, 탄성 표면파 공진자(214)의 빗형 전극(211) 및 반사 전극(212)과 동일 공정으로 박막의 기상 성장법을 이용하여 형성되기 때문에, 그 막 두께는 0.05∼0.5㎛ 정도이다. 이러한 박막으로 형성되는 배선(210)은 저항 손실이 크고, Q가 나쁜 인덕턴스로서 작용한다. 이 때문에 종래 기술2에서는, Q가 나쁜 인덕턴스가 부가되게 되어, 탄성 표면파 필터 장치(200)의 필터 특성이 악화된다.
또한, 종래 기술2에서는, 도 4에 도시한 바와 같이 패키지(202)의 다이-어태치면 A 상에 형성되는 범프 접속용 패드(221)가, 제조상의 정밀도로부터 어느 정도 크게 형성된다. 즉, 범프(203)를 이용한 본딩 시의 위치 결정 정밀도에 어느 정도의 마진을 설정하기 때문에, 범프 접속용 패드(221)가 어느 정도 크게 구성된다. 이 때문에, 페이스다운 상태로 범프(203)에 의해 사다리형 탄성 표면파 필터 소자(201)와 패키지(202)가 접속된 경우, 사다리형 탄성 표면파 필터 소자(201)의 표면 a에 형성된 도체 패턴(빗형 전극(211), 반사 전극)과 패키지(202)의 범프 접속용 패드(221)가 서로 마주 보는 상태로 되어, 탄성 표면파 필터 장치(200)의 필터 특성에 악영향을 미치는 부유 용량이 발생한다는 문제가 존재한다.
또한, 종래 기술2에 예시된 사다리형 탄성 표면파 필터 소자(201)의 기판에는, 일반적으로 30∼50의 큰 비유전률을 갖는 LiTaO3, 혹은, LiNbO3이 사용되기 때문에, 페이스다운 상태로 사다리형 탄성 표면파 필터 소자(201)가 실장된 경우, 패키지(202)의 다이-어태치면 A 상의 도체 패턴 사이에 들어가는 부유 용량이 커져, 역시 탄성 표면파 필터 장치(200)의 필터 특성에 악영향을 미치는 문제가 존재한다.
따라서 본 발명은, 상기한 문제를 해결하여, 필터 특성의 광대역화 및 통과 대역 근방에서의 고억압화가 도모된 소형의 필터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 제1항에 기재된 바와 같이, 복수의 압전 박막 공진자가 직렬과 병렬로 배치된 필터 소자와, 상기 필터 소자를 페이스다운 상태로 수납하는 패키지를 갖고, 상기 필터 소자와 상기 패키지가 범프를 통해 전기적으로 접속된 필터 장치로서, 상기 패키지가, 상기 범프가 설치되는 복수의 제1 패드부와, 해당 복수의 제1 패드부와 외부를 전기적으로 접속하는 복수의 전송로를 갖고, 상기 필터 소자가, 상기 범프를 통해 상기 제1 패드부와 전기적으로 접속되는 제2 패드부와, 해당 복수의 제2 패드부와 상기 복수의 압전 박막 공진자를 전기적으로 접속하거나, 또는 상기 복수의 압전 박막 공진자 사이를 전기적으 로 접속하는 배선부를 갖고, 상기 압전 박막 공진자와 직렬로 상기 전송로에 의한 인덕턴스가 접속되어 있는 구성을 갖는다. 이와 같이 구성함으로써, 패키지 내의 전송로에 의한 Q가 양호한 인덕턴스만이 필터 소자를 형성하는 각 압전 박막 공진자에 직렬로 부가되는 구성이, 필터 장치의 축소가 가능한 범프 접속을 이용하여 실현되기 때문에, 필터 특성의 광대역화 및 통과 대역 근방에서의 고억압화가 도모된 소형의 필터 장치가 실현된다.
또한, 상기한 필터 장치에서의 상기 배선부는, 바람직하게는 제2항에 기재된 바와 같이, 도전층이 적층됨으로써 후막화되어 있다. 이와 같이, 도전층을 압전 박막 공진자 사이의 배선부 상, 또는 압전 박막 공진자와 범프 접속용의 패드 사이의 배선부 상에 설치한 구성을 가짐으로써, 이 부분의 저항값이 저감되므로, 필터 소자에서의 나쁜 Q의 인덕턴스가 저감되어, 결과적으로 필터 특성을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 상기한 필터 장치에서의 상기 제2 패드부는, 바람직하게는 제3항에 기재된 바와 같이, 패드 기초층이 적층됨으로써 후막화되어 있다.
또한, 상기한 필터 장치는, 바람직하게는 제4항에 기재된 바와 같이, 상기 제2 패드부와 상기 압전 박막 공진자를 접속하는 상기 배선부 상에 형성된 상기 도전층과, 상기 패드 기초층과는 일체로 형성된 구성을 갖는다. 이에 의해, 필터 소자에서의 Q가 나쁜 인덕턴스를 저감하기 위한 도전층을, 패드 기초층과 동일한 공정으로 용이하게 형성하는 것이 가능하다.
또한, 상기한 필터 장치는, 바람직하게는 제5항에 기재된 바와 같이, 상기 복수의 압전 박막 공진자 사이를 접속하는 상기 배선부 상에 형성된 상기 도전층이, 상기 패드 기초층과 동일한 층 구조를 갖도록 구성된다. 이에 의해, 필터 소자에서의 Q가 나쁜 인덕턴스를 저감하기 위한 도전층을, 패드 기초층과 동일한 공정으로 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 상기한 필터 장치는, 바람직하게는 제6항에 기재된 바와 같이, 상기 도전층 및/또는 상기 범프 기초층이 2층 구조로 구성된다. 이와 같이 2층 구조의 범프 기초층을 가짐으로써, 압전 박막 공진자와의 접착성과 범프와의 밀착성을 개별로 고려한 저저항율의 재료를 사용하는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 필터 장치에서의 상기 배선부는, 바람직하게는 제7항에 기재된 바와 같이, 길이와 폭의 비가 3 이하이도록 구성된다. 이와 같이, 압전 박막 공진자 사이 및 압전 박막 공진자와 범프 접속용 패드 사이의 배선부에서의 길이와 폭의 비(길이/폭)를 3 이하로 함으로써, 이 배선부에 의한 Q가 나쁜 인덕턴스가 저감되어, 필터 특성의 악화를 억제할 수 있다.
또한, 상기한 필터 장치는, 바람직하게는 제8항에 기재된 바와 같이, 상기 직렬로 배치된 상기 압전 박막 공진자가 직선 형상으로 배치되고, 상기 병렬로 배치된 상기 압전 박막 공진자 중 적어도 하나가 상기 직렬의 한쪽측에 배치되며, 다른 상기 압전 박막 공진자가 상기 직렬의 다른 한쪽측에 배치되어 있도록 구성된다. 이와 같이, 직렬의 압전 박막 공진자를 직선 형상으로 배치하고, 이 직선형의 직렬의 압전 박막 공진자 열의 양단에 병렬의 압전 박막 공진자를 배치함으로써, 각 범프 접속용의 패드부 사이 및 패드부와 패키지의 다이-어태치면 상의 전송로 사이의 거리를 크게 확보하는 것이 가능해져, 부유 용량의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 페이스다운 상태로 실장된 필터 소자의 전극 패턴 영역과 다이-어태치면 상의 전송로와의 대향하는 부분을 적게 할 수 있어도, 부유 용량의 발생을 억제하는 것이 가능하다.
또한, 상기한 필터 장치는, 바람직하게는 제9항에 기재된 바와 같이, 상기 제1 패드부의 면적이, 상기 범프가 설치된 면적의 1배 이상 6배 이하이도록 구성된다. 이와 같이, 패키지 내의 범프 접속용의 패드의 사이즈(면적)를, 플립 칩 본딩 시의 위치 어긋남을 흡수할 수 있는 범위 내에서 최소 사이즈인, 범프가 설치되는 면적의 1배 이상 6배 이하로 함으로써, 전송로를 보다 길게 배열하는 스페이스를 확보할 수 있기 때문에, 패키지를 소형화했을 때에도 필터 특성을 향상시키는 데 충분한 인덕턴스를 얻을 수 있다. 또한, 상기한 구성을 가짐으로써, 패키지에서, 각 범프 접속용의 패드부 사이 및 패드부와 전송로 사이의 거리를 크게 확보하는 것이 가능해져, 부유 용량의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 페이스다운 상태로 실장된 필터 소자의 전극 패턴 영역과 다이-어태치면 상의 범프 접속용의 패드부와의 대향하는 부분을 적게 할 수 있어도, 부유 용량의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 필터 장치는, 바람직하게는 제10항에 기재된 바와 같이, 1개의 상기 제1 패드부와 1개의 상기 제2 패드부가, 1개의 상기 범프에 의해 접속되어 있도록 구성된다. 이와 같이 필요 최소한인 1개의 범프를 이용하여 접속함으로써, 범프 접속용의 제1 및 제2 패드부의 면적을 필요 최소한으로 할 수 있어, 부유 용량의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 필터 장치는, 예를 들면 제11항 기재된 바와 같이, 상기 전송로가 상기 패키지의 다이-어태치면 상에 형성되어 있도록 구성된다. 이와 같이, 전송로를 다이-어태치면에 형성한 구성을 가짐으로써, 전송로의 한 면이 공기층으로 되기 때문에, 부유 용량의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 패키지가 간이한 구성으로 되기 때문에, 비용 상승을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 필터 장치는, 바람직하게는 제12항에 기재된 바와 같이, 상기 전송로의 적어도 8할 이상이, 상기 필터 소자에서의 상기 배선부, 상기 패드부 및 상기 압전 박막 공진자가 형성된 영역과 대향하지 않는 영역에 형성되어 있도록 구성된다. 이에 의해, 다이-어태치면 상의 전송로의 대부분이, 페이스다운 상태로 실장된 필터 소자의 배선부 및 패드부 및 압전 박막 공진자와 대향하지 않는 영역에 형성되므로, 부유 용량의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 필터 장치는, 바람직하게는 제13항에 기재된 바와 같이, 상기 패키지가 유리·세라믹스를 주성분으로 하여 형성되어 있다. 이와 같이, 패키지를 비유전률이 4∼8로 비교적 작은 유리질의 세라믹스(유리·세라믹스)를 이용하여 형성함으로써, 필터 특성의 악화를 초래하는 부유 용량의 발생을 저감시키는 것이 가능해진다. 또한, 유리·세라믹스를 사용함으로써, 저온 소결이 가능해지기 때문에, 필터 소자를 패키지에 수납할 때에 필터 소자에 제공하는 손상을 저감하는 것도 가능해진다.
또한, 상기한 필터 장치는, 바람직하게는 제14항에 기재된 바와 같이, 상기 전송로의 선 폭이 50㎛ 이상 150㎛ 이하이도록 구성되어 있다. 이에 의해, 전송로 의 재현성을 확보하면서, 부유 용량의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 필터 장치는, 예를 들면 제15항에 기재된 바와 같이, 상기 전송로가 구리 또는 은을 주성분으로 하여 형성되어 있다. 이와 같이 저저항율의 도전성 재료인 구리나 은을 사용함으로써, 패키지의 전송로가 갖는 저항 손실이 저감되기 때문에, 필터 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 필터 장치는, 바람직하게는 제16항에 기재된 바와 같이, 상기 전송로가 적어도 일부에 곡선 부분을 갖도록 구성된다. 이와 같이 전송로에 곡선 부분을 갖게 함으로써, 인덕턴스의 Q를 높게 하는 것이 가능해져, 결과적으로 필터 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 필터 장치에서의 상기 필터 소자는, 예를 들면 제17항에 기재된 바와 같이, 상기 압전 박막 공진자가 사다리형으로 배치되어 있는 구성을 갖는다.
또한, 상기한 필터 장치에서의 상기 필터 소자는, 예를 들면 제18항에 기재된 바와 같이, 상기 압전 박막 공진자가 격자형으로 배치되어 있는 구성을 갖는다.
또한, 상기한 필터 장치는, 예를 들면 제19항에 기재된 바와 같이, 상기 패키지가, 상기 필터 소자를 페이스다운 상태로 유지하는 바닥부와, 상기 바닥부 상에 유지된 상기 필터 소자를 측방에서 둘러싸는 측벽부를 갖고, 상기 측벽부 상에 형성된 도전성 시일링과, 상기 바닥부 및 상기 측벽부로 형성된 오목부를 상기 도전성 시일링을 개재하여 밀폐하는 도전성 캡 부재를 갖도록 구성된다.
또한, 상기한 필터 장치는, 예를 들면 제20항에 기재된 바와 같이, 상기 패 키지가, 상기 필터 소자를 페이스다운 상태로 유지하는 바닥부와, 상기 바닥부 상에 유지된 상기 필터 소자를 측방에서 둘러싸는 측벽부를 갖고, 상기 측벽부 상에 형성된 도전성 시일링과, 상기 바닥부 및 측벽부로 형성된 오목부를 상기 도전성 시일링을 개재하여 밀폐하는 도전성 캡 부재와, 상기 측벽부 내부를 상기 바닥부로부터 상기 도전성 시일링까지 관통하도록 형성된 비아를 갖고, 상기 전송로는 상기 비아를 통해 상기 도전성 시일링에 접속되어 있도록 구성된다.
이하, 본 발명을 적합하게 실시한 형태에 대하여, 도면을 이용하여 상세히 설명한다.
[일 실시예]
우선, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시예에서는, 복수의 일단자쌍 압전 박막 공진자를 직렬과 병렬로 설치한 사다리형 대역 통과 필터 소자를 이용하여 필터 장치를 구성한 경우를 예로 든다.
여기서, 사다리형 대역 통과 필터 소자에 대하여 설명한다. 일반적인 일단자쌍 압전 박막 공진자는, 기판과 그 기판 위에 형성된 박막의 적층 공진체를 포함하여 구성된다. 적층 공진체는, 압전막과 그 압전막을 상하에서 협지하는 한쌍의 전극막(상부 전극막 및 하부 전극막)을 포함하여 구성된다. 또한, 기판에서의 적층 공진체의 하방의 위치에는 공극부(캐비티)가 개설된다.
이러한 구성을 갖는 일단자쌍 압전 박막 공진자의 상하의 전극에 교류 전압을 인가하면, 역 압전 효과에 의해, 이들 사이에 협지된 부분의 압전막이 두꺼워 세로 진동을 발생시키기 때문에, 전기적인 공진 특성이 나타난다.
또한, 상기한 바와 같은 일단자쌍 압전 박막 공진자는, 도 5에 도시한 바와 같은 2중 공진 특성을 갖는 등가 회로로 나타낼 수 있다. 따라서, 이 일단자쌍 압전 박막 공진자를 사다리형 회로의 직렬과 병렬로 복수개 배치함으로써, 대역 통과 필터의 특성이 얻어진다.
이하, 본 실시예를 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 도 6은 본 실시예에 따른 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 상면도이다. 도 7은 도 6에 도시한 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 X-X' 단면도이다. 또한, 이와 같이 구성된 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 등가 회로를 도 8에 도시한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)는, 직렬로 4개, 병렬로 3개의 압전 박막 공진자를 갖고 있다. 직렬의 공진자(이하, 직렬 공진자라고 함) S1∼S4는 직선 형상으로 배치되어 있다. 또한, 병렬의 공진자(이하, 병렬 공진자라고 함) P2는 직선 형상으로 배치된 직렬 공진자 S1∼S4의 배열에 대하여 한쪽측에 배치되고, 또한, 다른쪽측에는 병렬 공진자 P1, P3이 배치되어 있다. 이와 같이 직렬의 공진자를 직선 형상으로 배치하고, 이 직선 형상의 직렬의 공진자 열의 양단에 병렬의 공진자를 배치함으로써, 각 범프 접속용의 패드부 사이 및 패드부와 패키지의 다이-어태치면 상의 전송로와의 사이의 거리를 크게 확보하는 것이 가능해져, 부유 용량의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 페이스다운 상태로 실장된 필터 소자의 전극 패턴 영역과 다이-어태치면 상의 전송로와의 대향하는 부분을 적게 하는 것에 의해서도, 부유 용량의 발생을 억제할 수 있다.
다음으로, 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 층 구조 및 직렬 공진자(S1∼S4)의 층 구조를 도 7을 이용하여 상세히 설명한다. 또한, 병렬 공진자 P1∼P3도 마찬가지의 구성이기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
도 7에서, 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 기판(2)에는, 예를 들면 비유전률이 약 13인 실리콘(Si) 단결정 기판이 이용된다. 또한, 이 실리콘(Si) 단결정 기판 외에도, 비유전률이 20 이하 정도인 재료로 형성된 재료이면, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 한 다양한 재료를 사용할 수 있다. 또한, 이 비유전률이 20 이하라는 조건은, 패키지와의 사이에 발생하는 부유 용량의 발생을 충분히 억제할 수 있는 비유전률의 기준이다.
상기한 기판(2) 상에는, 몰리브덴(Mo)층(5a)과 알루미늄(Al)층(5b)과의 2층 구조로 형성된 하부 전극막(5)이 패터닝되어 있다. 또한, 하부 전극막(5) 상 및 하부 전극막(5)이 형성되어 있지 않은 기판(2) 상에는, 알루미늄·질소(AlN)로 형성된 압전막(3)이 적층되어 있다. 또한, 압전막(3) 상에는, 몰리브덴(Mo)으로 형성된 상부 전극막(4)이 패터닝되어 있다.
여기서, 상부 전극막(4) 또는 하부 전극막(5)은 크게 나눠 3개의 영역으로 이루어진다. 1개는 직렬 공진자 S1∼S4 또는 병렬 공진자 P1∼P3의 상부 전극으로서 작용하는 영역(전극 영역 또는 전극부라고도 함)이고, 하나는 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)와 외부(패키지(20) 상의 도체 패턴(23))를 범프(13)에 의해 접속하기 위한 영역(패드 영역 또는 패드부라고도 함)이며, 다른 하나는 상기한 전극 영역끼리 또는 전극 영역과 패드 영역을 전기적으로 접속하기 위한 배선 영역(또는 배선부라고도 함)이다.
또한, 상부 전극막(4)과 하부 전극막(5)이 중첩되는 영역(전극 영역에 상당) 바로 아래의 기판(2)에는, 직렬 공진자 S1∼S4와 동일한 정도의 사이즈의 캐비티(6)가 이것을 관통한 상태로 형성되어 있다. 또한, 도 7에는 도시되어 있지 않지만, 직렬 공진자 S1∼S4의 공진 주파수와 병렬 공진자 P1∼P3의 반공진 주파수가 대략 일치하는 대역 통과 필터 특성을 얻기 위해, 병렬 공진자 P1∼P3의 적층 공진체부에는 상부 전극막 상에 SiO2막이 더 형성되어 있다.
또한, 상부 전극막(4) 상에는, 도 6 또는 도 7에 도시한 바와 같이, 금(Au)층(11a) 및 티탄(Ti)층(11b)의 2층 구조를 갖는 범프 접속용 패드(범프 기초층이라고도 함)(11A∼11E)가 형성되어 있다. 또한, 이 범프 접속용 패드(11A∼11E) 상에는 각각 금(Au)에 의한 범프(13A∼13E)가 형성되어 있다.
또한, 직렬 공진자 S2, S3 사이 및 병렬 공진자 P2를 연결하는 상부 전극막(4) 상의 일부(직렬 공진자 S2, S3 및 병렬 공진자 P2 이외의 배선 영역)에는, 범프 접속용 패드(11)와 동일한 2층 구조를 갖는 도전층(14)이 형성되어 있다. 이와 같이, 상부 전극막(4)에서의 배선 영역 상에 도전층(14)을 형성함으로써, 이 부분의 저항값이 저감된다. 이에 의해, 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)가 갖는 인덕턴스의 소위 나쁜 Q를 저감시킬 수 있어, 필터 특성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 상부/하부 전극막(4)/(5), 압전막(3)은 상기한 재료에 한정되지 않는다. 또한, 도전층(14)은, 저저항의 재료이며 또한 상부 전극막(4), 하부 전극막(5) 및 범프(13)와의 밀착성을 유지할 수 있는 재료를 사용하는 것이 바람직 하다. 다시 말하면, 저저항이며 또한 압전 박막 공진자의 적층 공진체를 형성하는 전극막의 재료 및 범프 재료와의 친화력이 좋은, 즉, 서로의 밀착력이 좋아, 계면에서 불필요한 합금층을 형성하지 않는 저저항율의 재료이면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 재료로서, 바람직하게는, 범프(13)에는 금(Au), 도전층(14)에는 상기에서 설명한 바와 같은 Au/Ti의 2층막이나, 이 외에 Au/Cr의 2층막 등이 이용된다. 또한, 각 층의 막 두께나 직렬/병렬 공진자의 사이즈도 원하는 주파수에 따라 적절하게 선택된다.
여기서 각 직렬/병렬 공진자(S1∼S4, P1∼P3) 사이 및 이들과 범프 접속용 패드(11)를 접속하는 배선 영역에서의 길이와 폭의 비에 대하여 설명한다.
도 6에 도시한 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)에서, 직렬 공진자 S1∼S4의 각 공진자 사이를 연결하는 배선 영역의 최단 거리를 20㎛로 하고, 배선 영역의 폭을 160㎛로 한다. 또한, 도면에서, X-X' 방향이 길이 방향이고, 이것과 수직 방향이 폭 방향이다. 이와 같이 구성함으로써, 이 배선 영역에서의 길이와 폭의 비(폭/길이)가 0.125로 된다.
또한, 도 6의 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)에서, 병렬 공진자 P2와 범프 접속용 패드(11) 사이의 최단 거리를 80㎛로 하고, 배선 영역의 폭을 160㎛로 한다. 또한, 도면에서, X-X' 방향이 폭 방향이고, 이것과 수직 방향이 길이 방향이다. 이와 같이 구성함으로써, 이 배선 영역에서의 길이와 폭의 비가 0.5로 된다.
이와 같이, 각 배선 영역의 길이와 폭의 비를 작게(예를 들면 3 이하)함으로써, 이 배선 영역에서의 저항값이 저감되어, 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)가 갖는 인덕턴스의 소위 나쁜 Q를 저감시킬 수 있으므로, 필터 특성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 길이와 폭의 비는, 상기한 바와 같이 예를 들면 3 이하로 하는 것이 바람직하고, 이보다 커지면 배선 영역의 저항값이 높아지므로, 원하는 필터 특성을 얻는 것이 곤란해진다. 또한, 그 밖의 부분에 대해서도 마찬가지로, 공진자 사이 및 공진자와 범프 접속용 패드 사이의 배선 영역에서의 길이와 폭의 비를 예를 들면 3 이하로 한다.
또한, 상기한 바와 같이 구성한 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 등가 회로는, 소자 상의 인덕턴스 성분을 무시할 수 있는 정도로 저감되기 때문에, 도 8에 도시한 바와 같이, 직렬 공진기 S1∼S4 및 병렬 공진기 P1∼P3가 각각 접속된 구성으로 된다.
또한, 상기한 구성에서, 상부 전극막(4) 및 하부 전극막(5)으로서는, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 등을 이용할 수 있다. 압전막(3)으로서는, 질화알루미늄(AlN), 산화아연(ZnO), 티탄산지르콘산납(PZT), 티탄산납(PbTiO3) 등을 이용할 수 있다. 또한, 기판(2)으로서는 실리콘, 유리 등을 이용할 수 있다.
다음으로, 상기한 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)를 수납하는 패키지(20)에 대하여 도 9 및 도 10을 이용하여 설명한다. 또한, 도 9는 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)가 패키지(20)에 수납된 대역 통과 필터 장치(30)의 구성을 도시하는 X-X' 방향(도 6 참조)의 단면도(개략)이다. 도 10은 패키지(20)의 다이-어태치면 A를 도시하는 상면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서, 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)는 패키지(20)의 다이-어태치면 A에 페이스다운 상태로 범프(13A∼13E)를 이용하여 본딩된다.
이 패키지(20)는, 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)를 페이스다운 상태로 유지하는 저판부(21)와, 이 저판부(21) 상에 유지된 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)를 측방에서 둘러싸는 측벽부(22)를 갖고 구성된다. 패키지(20)는, LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)인 비유전률 7.5의 유리질의 세라믹스(유리·세라믹스)로 형성된다. 또한, 이 밖에도, 예를 들면 비유전률이 4∼8인 유리·세라믹스나, 비유전률이 8∼11인 알루미나(산화 알루미늄) 세라믹스 등도 사용할 수 있다. 단, 필터 특성의 악화를 초래하는 부유 용량의 저감을 감안하여, 비유전률이 보다 낮은 유리·세라믹스를 사용하는 쪽이 보다 바람직하다. 또한, 저온 소결이 가능하다는 점에서도, 유리·세라믹스를 사용하는 쪽이 보다 바람직하다. 즉, 저온 소결이 가능하게 됨으로써, 패키지 내의 도체 패턴을 형성하는 재료로서, 구리(Cu) 혹은 은(Ag) 등의 낮은 비저항의 도전성 재료를 이용하는 것이 가능해진다.
또한, 패키지(20)의 다이-어태치면 A 상에는, 15㎛ 두께의 구리(Cu)막에 의한 마이크로 스트립 라인 형상의 전송로인 도체 패턴(23)이 형성되어 있다. 또한, 패키지(20)의 소정의 내부에는, 구리(Cu)에 의한 비아(24)가 형성되어 있다. 또한, Cu막에 의한 도체 패턴(23)의 표면에 노출되는 개소에는 금(Au)/니켈(Ni)의 2층 구조를 갖는 도금이 실시되어 있다. 또한, 일반적으로는 절연체층을 사이에 두고 한쪽에 선로를 갖고, 다른 한쪽에 접지의 베타막을 갖는 구조가 마이크로 스트립 라인으로 불리지만, 본 실시예에서는, 한쪽에 접지의 베타막이 부분적으로 존재하지 않는 경우, 혹은 선로를 사이에 두고 양측에 접지의 베타막이 존재하는 경우에도, 광의로 이것을 마이크로 스트립 라인으로 칭한다.
이러한 패키지(20)의 도체 패턴(23)의 구성을 도 10에 기초하여 설명한다. 도 10에 도시한 바와 같이, 도체 패턴(23)은, 범프 접속용 패드(24a∼24e)와, 이 범프 접속용 패드(24a∼24e)로부터 각각 연장된 전송로(이하, 본 설명에서는 마이크로 스트립 라인이라고 함: 도체 패턴(23)에 대응)(25a∼25c)가 형성된다. 여기서, 마이크로 스트립 라인(25a∼25e)의 주요 구성 재료로서는, 저항 손실을 작게 하기 위해, 가능한 한 낮은 비저항의 도전성 재료가 바람직하다. 구체적인 재료로서는 Cu 혹은 Ag가 바람직하다.
이러한 구성에서, 도 6의 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)에서의 범프 접속용 패드(11a∼11e) 상에 형성된 각 범프(13A∼13E)가, 각각 일대일로 대응하는 범프 접속용 패드(24a∼24e)에 본딩된다. 이 때, 각각의 접속에는 1개의 범프(13A∼13E 중 어느 하나)만을 이용하도록 구성하면 된다. 이와 같이 필요 최소한인 1개의 범프를 이용하여 접속함으로써, 범프 접속용 패드(11A∼11E, 24a∼24e)의 면적을 필요로 되는 최소한으로 할 수 있어, 부유 용량의 발생을 억제할 수 있다.
패키지(20)의 범프 접속용 패드(24a∼24e)의 크기는, 예를 들면 200㎛2(□)의 정방형이다. 이것은, 약 120㎛φ인 범프(13)의 설치 면적에 대하여 대략 350%의 사이즈로서, 제조상의 위치 결정 정밀도에 어느 정도의 마진을 갖게 된다. 단, 본 실시예에서, 범프 접속용 패드(24a∼24e)의 크기는, 범프(13)가 설치되는 면적에 대하여 1배 이상 6배 이하의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. 또한, 이 조건은, 마이크로 스트립 라인을 보다 길게 배열하는 스페이스를 확보하는 것, 패키지를 소형화했을 때에도 필터 특성을 향상시키는 데 충분히 인덕턴스를 얻는 것, 패키지에서 각 범프 접속용 패드(24a∼24e) 사이 및 범프 접속용 패드(24a∼24e)와 마이크로 스트립 라인(25a∼25e) 사이의 거리를 크게 확보하는 것, 및, 페이스다운 상태로 실장된 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 전극 패턴 영역(상부 전극막(4) 및 하부 전극막(5))과 다이-어태치면 A 상의 범프 접속용 패드(24a∼24e)와의 대향하는 부분을 적게 할 수 있는 것 등의 요건을 달성하기 위한 기준이다. 즉, 이 조건을 만족시키도록 구성함으로써, 본 실시예에서는, 마이크로 스트립 라인을 보다 길게 배열하는 스페이스를 확보할 수 있어, 소형화된 패키지에서도 특성 향상에 충분한 인덕턴스를 얻을 수 있으며, 또한 부유 용량의 발생을 억제하는 것도 가능해진다.
또한, 각 마이크로 스트립 라인(25a∼25c)의 폭은 100㎛이다. 단, 각 마이크로 스트립 라인(25a∼25e)의 폭은 50㎛ 이상 150㎛ 이하라는 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. 즉, 마이크로 스트립 라인(25a∼25c)의 폭은 150㎛ 이상으로 한 경우, 불필요한 부유 용량이 증가되기 때문에 필터 특성이 악화된다. 또한, 50㎛ 이하로 한 경우, 마이크로 스트립 라인을 양호한 재현성으로 형성하는 것이 곤란해 진다. 이 때문에, 상기한 바와 같은 조건이 기준으로서 설정된다.
또한, 각 마이크로 스트립 라인(25a∼25e)은, 각을 갖지 않도록 둥글게 형성된 사행(蛇行) 라인으로 그려진다. 이와 같이, 마이크로 스트립 라인(25a∼25e)의 적어도 일부에 곡선 부분을 갖게 함으로써, 직선적으로 형성한 경우보다 인덕턴스의 Q를 높게 하는 것이 가능해져, 결과적으로 필터 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 각 마이크로 스트립 라인(25a∼25e)의 대부분, 예를 들면 8할 이상은, 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 전극 패턴 영역(상부 전극막(4) 및 하부 전극막(5))에 대향하는 부분 이외에 형성되어 있다. 이에 의해, 다이-어태치면 A 상의 마이크로 스트립 라인(25a∼25e)의 대부분이, 페이스다운 상태로 실장된 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 상부 전극막(4)과 대향하지 않는 영역에 형성되기 때문에, 부유 용량의 발생을 억제할 수 있다.
이상과 같이 구성함으로써, 페이스다운 상태로 실장된 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 상부 전극막(4) 또는 하부 전극막(5)이, 다이-어태치면 A 상의 도체 패턴(23)과 거의 대향하지 않는 상태로 된다. 즉, 상기한 구성으로 함으로써, 상부 전극막(4) 또는 하부 전극막(5)과, 도전 패턴(23)에 의해 기생 용량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 소정의 직렬/병렬 공진기에 마이크로 스트립 라인에 의한 인덕턴스가 부여된다. 또한, 마이크로 스트립 라인(25a∼25e)을 각이 없는 사행 라인으로 형성함으로써, 인덕턴스의 Q의 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 마이크로 스트립 라인(25a∼25e)을 패키지(20)의 다이-어태치면 A 상에 형성함으로써, 마이크로 스트립 라인(25a∼25e)의 한쪽 면이 공기층으로 되므로, 부유 용량의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 패키지(20)가 간이한 구성으로 되므로, 비용 상승을 억제하는 것이 가능해진다.
도 11에 상기한 바와 같이 구성한 패키지(20)에 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)를 수납한 대역 통과 필터 장치(30)의 등가 회로를 도시한다. 도 11에 도시한 바와 같이, 상기한 바와 같은 인덕턴스 성분을 갖는 패키지(20)와 인덕턴스 성분이 무시할 수 있을 정도로 저감된 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)를 접속함으로써, 각 공진자(S1∼S4, P1∼P3)에 Q가 양호한 인덕턴스(L1∼L5)가 직렬로 접속된 대역 통과 필터 장치(30)를 구성하는 것이 가능해진다. 즉, 필터 특성의 광대역화 및 통과 대역 근방에서의 고억압화가 도모된 소형의 대역 통과 필터 장치(30)를 구성하는 것이 가능해진다. 또한, 부가하는 인덕턴스의 위치 및 크기는 원하는 필터 특성에 따라 적절하게 선택된다.
또한, 각 마이크로 스트립 라인(25a∼25e) 중 병렬 공진자 P1∼P3에 접속된 마이크로 스트립 라인(25a, 25c, 25d)은, 다이-어태치면 A에 대하여 상방이며 측벽부(22)의 내부를 관통하는 비아(24)를 통해 측벽부(22)의 상면에 형성된 도전성 시일링(31)에 접속되며, 따라서 전기적으로 공통화된 상태로 되어 있다.
또한, 다이-어태치면 A의 각 마이크로 스트립 라인(25a∼25c)은, 비아(24) 또는 측벽부(22)에 형성된 캐스터레이션(castellation) 도체를 통해, 패키지(20) 이면에 형성된 풋 패턴(foot pattern)(32)에 접속된다. 또한, 이 풋 패턴(32)은 외부 회로와의 접속 단자로서 기능한다.
또한, 패키지(20) 본체에는 도전성 시일링(31)을 개재하여 상기 측벽부에 의해 형성되는 오목부를 피복하도록 도전성 캡 부재(33)가 장착되어 있어, 그 내부가 밀폐 상태로 되어 있다. 또한, 내부는 진공 상태 또는 건조 질소가 충전된 상태로 유지된다.
여기서, 상기한 사다리형 대역 통과 필터 소자(1)의 칩만의 특성과, 이 칩을 상기한 패키지(20)에 실장했을 때의 특성을 도 12에 도시한다. 도 12를 참조하면 명백해지는 바와 같이, 칩을 패키지(20)에 실장함으로써, 필터 특성의 광대역화 및 통과 대역 근방에서의 고억압화가 도모된다. 즉, 이상과 같이 구성함으로써, 본 실시예에서는, 대역 통과 필터 장치가 갖는 필터 특성의 광대역화 및 통과 대역 근방에서의 고억압화를 도모할 수 있다.
또한, 상기에서는, 사다리형의 대역 통과 필터 소자를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명에서는 이에 한정되지 않고, 예를 들면 격자형 등, 다른 회로 구성이어도 된다.
[다른 실시예]
이상, 설명한 실시예는 본 발명의 적합한 일 실시예에 지나지 않으며, 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 한 다양하게 변형하여 실시 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 패키지 내의 마이크로 스트립 라인에 의한 Q가 양호한 인덕턴스만이 필터 소자를 형성하는 각 압전 박막 공진자에 직렬로 부가되는 구성이, 필터 장치의 축소가 가능한 범프 접속을 이용하여 실현되 기 때문에, 필터 특성의 광대역화 및 통과 대역 근방에서의 고억압화가 도모된 소형의 필터 장치가 실현된다. 또한, 필터 소자에서의 나쁜 Q의 인덕턴스가 저감되므로, 필터 특성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 부유 용량의 발생도 억제되므로, 필터 특성을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
Claims (25)
- 복수의 압전 박막 공진자가 직렬과 병렬로 배치된 필터 소자와, 상기 필터 소자를 페이스다운 상태로 수납하는 패키지를 갖고, 상기 필터 소자와 상기 패키지가 범프를 통해 전기적으로 접속된 필터 장치로서,상기 패키지는, 상기 범프가 설치되는 복수의 제1 패드부와, 상기 복수의 제1 패드부와 외부를 전기적으로 접속하는 복수의 전송로를 갖고,상기 필터 소자는, 상기 범프를 통해 상기 제1 패드부와 전기적으로 접속되는 제2 패드부와, 상기 복수의 제2 패드부와 상기 복수의 압전 박막 공진자를 전기적으로 접속하거나, 또는 상기 복수의 압전 박막 공진자 사이를 전기적으로 접속하는 배선부를 갖고,상기 압전 박막 공진자와 직렬로 상기 전송로에 의한 인덕턴스가 접속되어 있으며,해당 인덕턴스를 형성하는 상기 전송로는 각을 갖지 않도록 둥글게 형성된 사행(蛇行) 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 배선부는 도전층이 적층됨으로써 후막화되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제2 패드부는 패드 기초층이 적층됨으로써 후막화되어 있는 것을 특징 으로 하는 필터 장치.
- 제3항에 있어서,상기 제2 패드부와 상기 압전 박막 공진자를 접속하는 상기 배선부 상에 형성된 상기 도전층과, 상기 패드 기초층과는 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제3항 또는 제4항에 있어서,상기 복수의 압전 박막 공진자 사이를 접속하는 상기 배선부 상에 형성된 상기 도전층은, 상기 패드 기초층과 동일한 층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 도전층 및/또는 상기 범프 기초층은 2층 구조인 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 배선부는 길이와 폭의 비가 3 이하인 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 직렬로 배치된 상기 압전 박막 공진자는 직선 형상으로 배치되고,상기 병렬로 배치된 상기 압전 박막 공진자 중 적어도 1개는 상기 직렬의 한쪽측에 배치되며, 다른 상기 압전 박막 공진자는 상기 직렬의 다른 한쪽측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1 패드부의 면적은, 상기 범프가 설치된 면적의 1배 이상 6배 이하인 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,1개의 상기 제1 패드부와 1개의 상기 제2 패드부는 1개의 상기 범프에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 전송로는 상기 패키지의 다이-어태치면 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 전송로의 적어도 8할 이상은, 상기 필터 소자에서의 상기 배선부, 상기 패드부 및 상기 압전 박막 공진자가 형성된 영역과 대향하지 않는 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 패키지는 유리·세라믹스를 주성분으로 하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 전송로의 선 폭은 50㎛ 이상 150㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 전송로는 구리 또는 은을 주성분으로 하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 전송로는 적어도 일부에 곡선 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 필터 소자는 상기 압전 박막 공진자가 사다리형으로 배치되어 있는 것 을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항에 있어서,상기 필터 장치는 상기 압전 박막 공진자가 격자형으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항 내지 제4항과 제7항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 있어서,상기 패키지는, 상기 필터 소자를 페이스다운 상태로 유지하는 바닥부와, 상기 바닥부 상에 유지된 상기 필터 소자를 측방에서 둘러싸는 측벽부를 갖고,상기 측벽부 상에 형성된 도전성 시일링과,상기 바닥부 및 상기 측벽부로 형성된 오목부를 상기 도전성 시일링을 개재하여 밀폐하는 도전성 캡 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제1항 내지 제4항과 제7항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 있어서,상기 패키지는, 상기 필터 소자를 페이스다운 상태로 유지하는 바닥부와, 상기 바닥부 상에 유지된 상기 필터 소자를 측방에서 둘러싸는 측벽부를 갖고,상기 측벽부 상에 형성된 도전성 시일링과,상기 바닥부 및 측벽부로 형성된 오목부를 상기 도전성 시일링을 개재하여 밀폐하는 도전성 캡 부재와,상기 측벽부 내부를 상기 바닥부로부터 상기 도전성 시일링까지 관통하도록 형성된 비아를 갖고,상기 전송로는 상기 비아를 통해 상기 도전성 시일링에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 도전층 및/또는 상기 범프 기초층은 2층 구조인 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제5항에 있어서,상기 패키지는, 상기 필터 소자를 페이스다운 상태로 유지하는 바닥부와, 상기 바닥부 상에 유지된 상기 필터 소자를 측방에서 둘러싸는 측벽부를 갖고,상기 측벽부 상에 형성된 도전성 시일링과,상기 바닥부 및 상기 측벽부로 형성된 오목부를 상기 도전성 시일링을 개재하여 밀폐하는 도전성 캡 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제6항에 있어서,상기 패키지는, 상기 필터 소자를 페이스다운 상태로 유지하는 바닥부와, 상기 바닥부 상에 유지된 상기 필터 소자를 측방에서 둘러싸는 측벽부를 갖고,상기 측벽부 상에 형성된 도전성 시일링과,상기 바닥부 및 상기 측벽부로 형성된 오목부를 상기 도전성 시일링을 개재하여 밀폐하는 도전성 캡 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제5항에 있어서,상기 패키지는, 상기 필터 소자를 페이스다운 상태로 유지하는 바닥부와, 상기 바닥부 상에 유지된 상기 필터 소자를 측방에서 둘러싸는 측벽부를 갖고,상기 측벽부 상에 형성된 도전성 시일링과,상기 바닥부 및 측벽부로 형성된 오목부를 상기 도전성 시일링을 개재하여 밀폐하는 도전성 캡 부재와,상기 측벽부 내부를 상기 바닥부로부터 상기 도전성 시일링까지 관통하도록 형성된 비아를 갖고,상기 전송로는 상기 비아를 통해 상기 도전성 시일링에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
- 제6항에 있어서,상기 패키지는, 상기 필터 소자를 페이스다운 상태로 유지하는 바닥부와, 상기 바닥부 상에 유지된 상기 필터 소자를 측방에서 둘러싸는 측벽부를 갖고,상기 측벽부 상에 형성된 도전성 시일링과,상기 바닥부 및 측벽부로 형성된 오목부를 상기 도전성 시일링을 개재하여 밀폐하는 도전성 캡 부재와,상기 측벽부 내부를 상기 바닥부로부터 상기 도전성 시일링까지 관통하도록 형성된 비아를 갖고,상기 전송로는 상기 비아를 통해 상기 도전성 시일링에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2002-00276381 | 2002-09-20 | ||
JP2002276381A JP2004120016A (ja) | 2002-09-20 | 2002-09-20 | フィルタ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20040025870A KR20040025870A (ko) | 2004-03-26 |
KR100701562B1 true KR100701562B1 (ko) | 2007-03-30 |
Family
ID=32272279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020030065354A KR100701562B1 (ko) | 2002-09-20 | 2003-09-20 | 필터 장치 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6949990B2 (ko) |
JP (1) | JP2004120016A (ko) |
KR (1) | KR100701562B1 (ko) |
CN (1) | CN1495997A (ko) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005129735A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Fujitsu Media Device Kk | 電子部品 |
KR100552482B1 (ko) * | 2003-11-28 | 2006-02-15 | 삼성전자주식회사 | Rf 듀플렉서 |
JP4149416B2 (ja) * | 2004-05-31 | 2008-09-10 | 富士通メディアデバイス株式会社 | 圧電薄膜共振子およびフィルタならびにそれらの製造方法 |
DE102004037818B4 (de) | 2004-08-04 | 2022-02-17 | Snaptrack, Inc. | Filteranordnung mit zwei Volumenwellenresonatoren |
JP4446922B2 (ja) | 2005-04-21 | 2010-04-07 | 富士通メディアデバイス株式会社 | フィルタおよび分波器 |
WO2006137248A1 (ja) * | 2005-06-21 | 2006-12-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Saw分波器 |
DE102006033709B4 (de) * | 2006-07-20 | 2010-01-14 | Epcos Ag | Elektrisches Modul |
JP4752914B2 (ja) * | 2006-12-14 | 2011-08-17 | 株式会社村田製作所 | 弾性波フィルタ装置 |
JP5286016B2 (ja) * | 2008-10-03 | 2013-09-11 | 京セラ株式会社 | フィルタおよびデュプレクサ、ならびにフィルタの製造方法 |
JP5237138B2 (ja) * | 2009-01-27 | 2013-07-17 | 太陽誘電株式会社 | フィルタ、デュープレクサ、通信モジュール |
US8749989B1 (en) * | 2009-12-28 | 2014-06-10 | Scientific Components Corporation | Carrier for LTCC components |
EP2741426B1 (en) | 2011-08-01 | 2017-12-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | High-frequency module |
JP5972598B2 (ja) * | 2012-02-22 | 2016-08-17 | 日本電波工業株式会社 | 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法 |
JP5510694B1 (ja) * | 2012-08-30 | 2014-06-04 | 株式会社村田製作所 | 弾性波フィルタ装置及びデュプレクサ |
CN105185753A (zh) * | 2015-08-13 | 2015-12-23 | 北京中科飞鸿科技有限公司 | 一种基于ltcc技术的单只裸声表面波芯片微型封装 |
JP6661521B2 (ja) | 2016-12-05 | 2020-03-11 | 太陽誘電株式会社 | フィルタおよびマルチプレクサ |
CN110504942B (zh) * | 2019-08-09 | 2023-12-15 | 天津大学 | 一种体声波滤波器及电子设备 |
TWI715478B (zh) * | 2020-03-30 | 2021-01-01 | 財團法人工業技術研究院 | 濾波器 |
CN112367059B (zh) * | 2020-11-25 | 2024-05-17 | 重庆邮电大学 | 一种声表面波滤波器的封装键合线等效电路模型 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002141771A (ja) * | 2000-08-21 | 2002-05-17 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波フィルタ装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2800905B2 (ja) | 1991-10-28 | 1998-09-21 | 富士通株式会社 | 弾性表面波フィルタ |
US5872493A (en) * | 1997-03-13 | 1999-02-16 | Nokia Mobile Phones, Ltd. | Bulk acoustic wave (BAW) filter having a top portion that includes a protective acoustic mirror |
US6081171A (en) * | 1998-04-08 | 2000-06-27 | Nokia Mobile Phones Limited | Monolithic filters utilizing thin film bulk acoustic wave devices and minimum passive components for controlling the shape and width of a passband response |
US5942958A (en) * | 1998-07-27 | 1999-08-24 | Tfr Technologies, Inc. | Symmetrical piezoelectric resonator filter |
JP3351402B2 (ja) * | 1999-04-28 | 2002-11-25 | 株式会社村田製作所 | 電子素子、弾性表面波素子、それらの実装方法、電子部品または弾性表面波装置の製造方法、および、弾性表面波装置 |
JP3860364B2 (ja) * | 1999-08-11 | 2006-12-20 | 富士通メディアデバイス株式会社 | 弾性表面波装置 |
US6550664B2 (en) * | 2000-12-09 | 2003-04-22 | Agilent Technologies, Inc. | Mounting film bulk acoustic resonators in microwave packages using flip chip bonding technology |
US6509813B2 (en) * | 2001-01-16 | 2003-01-21 | Nokia Mobile Phones Ltd. | Bulk acoustic wave resonator with a conductive mirror |
JP2003087080A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-03-20 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
-
2002
- 2002-09-20 JP JP2002276381A patent/JP2004120016A/ja active Pending
-
2003
- 2003-09-19 CN CNA031255779A patent/CN1495997A/zh active Pending
- 2003-09-20 KR KR1020030065354A patent/KR100701562B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-09-22 US US10/665,209 patent/US6949990B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002141771A (ja) * | 2000-08-21 | 2002-05-17 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波フィルタ装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1020030065354 - 704645 |
14141771 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20040104790A1 (en) | 2004-06-03 |
US6949990B2 (en) | 2005-09-27 |
KR20040025870A (ko) | 2004-03-26 |
CN1495997A (zh) | 2004-05-12 |
JP2004120016A (ja) | 2004-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100701562B1 (ko) | 필터 장치 | |
JP4212137B2 (ja) | 保護音響ミラーを含む頂部を有するバルク型音波(baw)フィルタ | |
KR100788110B1 (ko) | 탄성 표면파 디바이스 및 그 제조 방법 | |
JP4248180B2 (ja) | 導電性ミラーを有するバルク音響波共振器 | |
US6927649B2 (en) | Component working with acoustic waves and having a matching network | |
JP3677409B2 (ja) | 弾性表面波装置及びその製造方法 | |
KR101206030B1 (ko) | 알에프 모듈, 멀티 알에프 모듈 및 그 제조방법 | |
JP6335476B2 (ja) | モジュール | |
JP6661521B2 (ja) | フィルタおよびマルチプレクサ | |
JP2007535230A (ja) | 封入された電子部品内における熱放散を改善する方法 | |
JP2019047349A (ja) | 電子部品 | |
CN108631745A (zh) | 复用器 | |
KR20210113557A (ko) | 음향파 소자 및 그 제조방법 | |
US9065420B2 (en) | Fabrication method of acoustic wave device | |
CN110663178B (zh) | 电子部件以及具备该电子部件的模块 | |
US6946929B2 (en) | Surface acoustic wave device having connection between elements made via a conductor not on the piezoelectric substrate | |
JP2005130341A (ja) | 圧電部品及びその製造方法、通信装置 | |
JP2016201780A (ja) | 弾性波デバイス | |
JP2020156059A (ja) | 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ | |
CN117882186A (zh) | 高频模块、通信装置以及高频模块的制造方法 | |
CN110495098B (zh) | 电子部件及具备该电子部件的模块 | |
JP7347956B2 (ja) | 高周波デバイスおよびマルチプレクサ | |
JP3986400B2 (ja) | フィルタ、フィルタ装置及びその製造方法 | |
WO2005088834A1 (ja) | 1ポート弾性表面波共振子装置 | |
JP7055499B1 (ja) | 弾性波デバイスおよびその弾性波デバイスを備えるモジュール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |