KR102579221B1

KR102579221B1 - 탄성파 필터장치

Info

Publication number: KR102579221B1
Application number: KR1020210012105A
Authority: KR
Inventors: 최문한
Original assignee: (주)와이솔
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2023-09-15
Also published as: KR20220108977A

Abstract

본 발명에 따른 탄성파 필터 장치는 패키지 기판; 및 상기 패키지 기판 위에 형성된 복수개의 탄성파 공진기들을 포함하고, 상기 탄성파 공진기들 중 일부가 서로 직렬로 연결된 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들; 상기 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들에 각각 병렬로 연결된 제1 내지 제5 병렬 공진기 그룹들; 상기 제1 내지 제3 병렬 공진기 그룹 각각에 직렬 연결된 제1 내지 제3 인덕터들; 및 상기 제4 병렬 공진기 그룹과 상기 제5 병렬 공진기 그룹의 일단 접점에 직렬 연결된 제4 인덕터를 포함하되, 상기 제3 병렬 공진기 그룹을 구성하는 탄성파 공진기들은, 상기 제1 병렬 공진기 그룹, 상기 제2 병렬 공진기 그룹, 제4 병렬 공진기 그룹 및 제5 병렬 공진기 그룹을 구성하는 탄성파 공진기들보다 작은 파장값을 갖고, 상기 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들을 구성하는 탄성파 공진기들 중 가장 긴 파장과 두번째로 긴 파장 사이의 파장값을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

탄성파 필터장치{ACOUSTIC WAVE FILTER}

본 발명은 패키지 기판 위에 탄성파 필터 칩이 탑재되어 있는 탄성파 필터 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필터의 와이드 밴드 형성을 위한 탄성파 필터장치에 관한 것이다.

종래, 밴드 패스 필터(band pass filter)로서 탄성파 필터 장치가 널리 이용되고 있다. 예를 들면, 휴대전화기의 듀플렉서 송신 필터로서 탄성파 필터 장치가 사용되고 있다. 이 탄성파 필터 장치는 복수의 직렬암(series arm) 공진기, 복수의 병렬암(parallel arm) 공진기 등을 포함한다. 또한, 일부의 직렬암 공진기들에 병렬로 인덕터가 접속되어 있다.

그런데, 종래의 밴드 패스 필터로 사용되는 탄성파 필터 장치는 통과 대역이 협소한 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1593076호(공고일 2016년 2월 11일)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 밴드패스 필터의 대역을 확장시킬 수 있도록 하고, 감쇄 특성을 향상시킬 수 있는 탄성파 필터장치에 관한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 탄성파 필터 장치는 패키지 기판; 및 상기 패키지 기판 위에 형성된 복수개의 탄성파 공진기들을 포함하고, 상기 탄성파 공진기들 중 일부가 서로 직렬로 연결된 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들; 상기 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들에 각각 병렬로 연결된 제1 내지 제5 병렬 공진기 그룹들; 상기 제1 내지 제3 병렬 공진기 그룹 각각에 직렬 연결된 제1 내지 제3 인덕터들; 및 상기 제4 병렬 공진기 그룹과 상기 제5 병렬 공진기 그룹의 일단 접점에 직렬 연결된 제4 인덕터를 포함하되, 상기 제3 병렬 공진기 그룹을 구성하는 탄성파 공진기들은, 상기 제1 병렬 공진기 그룹, 상기 제2 병렬 공진기 그룹, 제4 병렬 공진기 그룹 및 제5 병렬 공진기 그룹을 구성하는 탄성파 공진기들보다 작은 파장값을 갖고, 상기 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들을 구성하는 탄성파 공진기들 중 가장 긴 파장과 두번째로 긴 파장 사이의 파장값을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 병렬 공진기 그룹, 상기 제2 병렬 공진기 그룹, 제4 병렬 공진기 그룹 및 제5 병렬 공진기 그룹 각각은 적어도 3개 이상의 탄성파 공진기들이 직렬 연결되어 있고, 상기 제3 병렬 공진기 그룹은 2개 이하의 탄성파 공진기들이 직렬 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 병렬 공진기 그룹에 직렬 연결된 상기 제3 인덕터는, 상기 제1 인덕터, 상기 제2 인덕터 및 상기 제4 인덕터보다 큰 인덕턴스값을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 탄성파 필터 장치를 구성하는 병렬 공진기 그룹들 중 어느 하나의 그룹에 속하는 탄성파 공진기들을 다른 병렬 공진기 그룹들을 구성하는 탄성파 공진기들보다 작은 파장값을 갖도록 구성함으로써, 밴드패스 필터의 대역을 확장시킬 수 있고, 감쇄 특성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 탄성파 필터장치를 설명하기 위한 참조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 탄성파 필터장치에 의해 통과대역이 확장되는 것을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 탄성파 필터장치의 필터 특성을 설명하기 위한 그래프이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 탄성파 필터장치를 설명하기 위한 참조도이다.

탄성파 필터장치는 패키지 기판; 및 상기 패키지 기판 위에 형성된 복수개의 탄성파 공진기들로 구성될 수 있다. 패키지 기판은 세라믹 또는 수지 등으로 이루어진 것일 수 있다.

도 1을 참조하면, 탄성파 필터장치는 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들(100, 110, 120, 130), 제1 병렬 공진기 그룹(140), 제1 인덕터(142), 제2 병렬 공진기 그룹(150), 제2 인덕터(152), 제3 병렬 공진기 그룹(160), 제3 인덕터(162), 제4 병렬 공진기 그룹(170), 제4 인덕터(172), 제5 병렬 공진기 그룹(180)를 포함한다.

제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들(100, 110, 120, 130)은 탄성파 필터장치의 탄성파 공진기들 중 일부가 서로 직렬로 연결되어 있는 구조를 갖는다.

제1 병렬 공진기 그룹(140), 제2 병렬 공진기 그룹(150), 제3 병렬 공진기 그룹(160), 제4 병렬 공진기 그룹(170), 및 제5 병렬 공진기 그룹(180)은 각각 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들(100, 110, 120, 130)에 병렬로 연결되어 있다.

또한, 제1 인덕터(142)는 제1 병렬 공진기 그룹(140)과 접지 사이에 직렬로 연결되어 있고, 제2 인덕터(152)는 제2 병렬 공진기 그룹(150)과 접지 사이에 직렬로 연결되어 있고, 제3 인덕터(162)는 제3 병렬 공진기 그룹(160)과 접지 사이에 직렬로 연결되어 있다.

또한, 제4 인덕터(172)는 제4 병렬 공진기 그룹(170)과 제5 병렬 공진기 그룹(180)의 일단 접점과 접지 사이에 직렬 연결되어 있다.

또한, 제1 병렬 공진기 그룹(140), 제2 병렬 공진기 그룹(150), 제4 병렬 공진기 그룹(170) 및 제5 병렬 공진기 그룹(180) 각각은 적어도 3개 이상의 탄성파 공진기들이 직렬 연결되어 있다. 또한, 제3 병렬 공진기 그룹(160)은 2개 이하의 탄성파 공진기들이 직렬 연결되어 있다.

또한, 제3 병렬 공진기 그룹(160)은 이를 구성하는 탄성파 공진기들이 제1 병렬 공진기 그룹(140), 제2 병렬 공진기 그룹(150), 제4 병렬 공진기 그룹(170) 및 제5 병렬 공진기 그룹(180)을 구성하는 탄성파 공진기들보다 작은 파장값을 갖는다.

또한, 제3 병렬 공진기 그룹(160)은 이를 구성하는 탄성파 공진기들이 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들(100, 110, 120, 130)을 구성하는 탄성파 공진기들 중 가장 긴 파장과 두번째로 긴 파장 사이의 파장값을 갖는다.

다음의 표 1은 본 발명의 탄성파 필터 장치를 구성하는 각 탄성파 공진기들의 파장값을 예시하는 표이다.

탄성파 공진기들	파장(λ[μm])
제1 직렬 공진기 그룹(S1)	1.435
제2 직렬 공진기 그룹(S2)	1.448
제3 직렬 공진기 그룹(S3)	1.419
제4 직렬 공진기 그룹(S4)	1.427
제1 병렬 공진기 그룹(P1)	1.601
제2 병렬 공진기 그룹(P2)	1.581
제3 병렬 공진기 그룹(P3)	1.447
제4 병렬 공진기 그룹(P4)	1.579
제5 병렬 공진기 그룹(P5)	1.594

표 1에 기재된 바와 같이, 제3 병렬 공진기 그룹(P3:160))의 탄성파 공진기들의 파장은 1.447[μm]에 해당하며, 이는 제1 병렬 공진기 그룹(140), 제2 병렬 공진기 그룹(150), 제4 병렬 공진기 그룹(170) 및 제5 병렬 공진기 그룹(180)의 각 파장값보다 가장 작으며, 또한, 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들(100, 110, 120, 130)의 파장값들 중 가장 큰 파장값인 1.448과 두번째로 큰 파장값인 1.435 사이의 파장값에 해당함을 확인할 수 있다.

또한, 제3 병렬 공진기 그룹(160)에 직렬 연결된 제3 인덕터(162)는 제1 인덕터(142), 제2 인덕터(152) 및 제4 인덕터(172)와 각각 비교하여 큰 인덕턴스값을 갖는다.

이에 따라, 탄성파 필터 장치를 구성하는 병렬 공진기 그룹들 중 어느 하나의 그룹에 속하는 탄성파 공진기들을 다른 병렬 공진기 그룹들을 구성하는 탄성파 공진기들보다 작은 파장값을 갖도록 구성하고, 제3 병렬 공진기 그룹(160)에 직렬 연결된 제3 인덕터(162)의 값을 제1 인덕터(142), 제2 인덕터(152) 및 제4 인덕터(172) 보다 큰 인덕턴스값을 갖도록 구성함으로써, 밴드패스 필터의 대역을 확장시킬 수 있고, 감쇄 특성을 향상시킬 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 탄성파 필터장치에 의해 통과대역이 확장되는 것을 설명하기 위한 그래프이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 탄성파 필터 장치를 이용한 밴드패스 필터를 구현함으로써, 밴드패스 필터의 하위 주파수(fr)가 화살표 방향으로 이동함으로써, 통과 대역이 확장됨을 확인할 수 있다.

즉, 탄성파 필터장치의 제3 병렬 공진기 그룹(160)을 구성하는 탄성파 공진기들이 제1 병렬 공진기 그룹(140), 제2 병렬 공진기 그룹(150), 제4 병렬 공진기 그룹(170) 및 제5 병렬 공진기 그룹(180)을 구성하는 탄성파 공진기들보다 파장이 작고, 직렬 공진기 그룹들을 구성하는 탄성파 공진기들 중 가장 긴 파장과 두번째로 긴 파장 사이의 파장값을 가지며, 또한, 제3 병렬 공진기 그룹(160)에 제3 인덕터(162)가 직렬 연결됨으로 인해, 밴드패스 필터의 통과 대역을 확장시킬 수 있다. 또한, 이러한 회로 구성을 통해, 노치 필터의 기능으로 작용하여, 1700 내지 2100 [MHz] 대역에서 높은 감쇄 효과를 얻을 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 탄성파 필터장치의 필터 특성을 설명하기 위한 그래프이다.

도 3a는 밴드패스 필터에 따른 전체 대역의 필터 특성을 나타내는 그래프이고, 도 3b는 2500 내지 2700 [MHz] 대역의 밴드패스 필터에 대한 통과 특성을 나타내는 그래프이고, 도 3c는 1700 내지 2100 [MHz] 대역에서의 감쇄 특성을 나타내는 그래프이다.

도 3b를 참조하면, 기존의 탄성파 필터 장치의 경우에는 중심 주파수 대비 3 내지 5[%]dml 주파수 대역을 구현할 수 있었지만, 본 발명에 따른 탄성파 필터 장치에 의할 경우에는 중심 주파수 대비 7.55[%]의 주파수 대역을 갖는 2496 내지 2690 [MHz] 의 통과 대역 특성을 갖는 필터를 구현함을 확인할 수 있다. 또한, 도 3c를 참조하면, 본 발명에 따른 탄성파 필터 장치를 구현할 경우에 1700 내지 2100 [MHz] 대역에서 기존에 비해 상당히 우수한 감쇄 특성을 가짐을 확인할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 제1 직렬 공진기 그룹
110: 제2 직렬 공진기 그룹
120: 제3 직렬 공진기 그룹
130: 제4 직렬 공진기 그룹
140: 제1 병렬 공진기 그룹
142: 제1 인덕터
150: 제2 병렬 공진기 그룹
152: 제2 인덕터
160: 제3 병렬 공진기 그룹
162: 제3 인덕터
170: 제4 병렬 공진기 그룹
172: 제4 인덕터
180: 제5 병렬 공진기 그룹

Claims

패키지 기판; 및
상기 패키지 기판 위에 형성된 복수개의 탄성파 공진기들을 포함하고,
상기 탄성파 공진기들 중 일부가 서로 직렬로 연결된 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들;
상기 제1 직렬 공진기 그룹의 일측 끝단에서 분기하여 병렬 연결되는 제1 병렬 공진기 그룹, 상기 제1 직렬 공진기 그룹과 상기 제2 직렬 공진기 그룹 사이에서 분기하여 병렬 연결되는 제2 병렬 공진기 그룹, 상기 제2 직렬 공진기 그룹과 상기 제3 직렬 공진기 그룹 사이에서 분기하여 병렬 연결되는 제3 병렬 공진기 그룹, 상기 제3 직렬 공진기 그룹과 상기 제4 직렬 공진기 그룹 사이에서 분기하여 병렬 연결되는 제4 병렬 공진기 그룹, 상기 제4 직렬 공진기 그룹의 일측 끝단에서 분기하여 병렬 연결되는 제5 병렬 공진기 그룹;
상기 제1 내지 제3 병렬 공진기 그룹 각각에 직렬 연결된 제1 내지 제3 인덕터들; 및
상기 제4 병렬 공진기 그룹과 상기 제5 병렬 공진기 그룹의 일단 접점에 직렬 연결된 제4 인덕터를 포함하되,
상기 제3 병렬 공진기 그룹을 구성하는 탄성파 공진기들은,
상기 제1 병렬 공진기 그룹, 상기 제2 병렬 공진기 그룹, 제4 병렬 공진기 그룹 및 제5 병렬 공진기 그룹을 구성하는 탄성파 공진기들보다 작은 파장값을 갖고, 상기 제1 내지 제4 직렬 공진기 그룹들을 구성하는 탄성파 공진기들 중 가장 긴 파장과 두번째로 긴 파장 사이의 파장값을 갖는 것을 특징으로 하는 탄성파 필터 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 병렬 공진기 그룹, 상기 제2 병렬 공진기 그룹, 제4 병렬 공진기 그룹 및 제5 병렬 공진기 그룹 각각은 적어도 3개 이상의 탄성파 공진기들이 직렬 연결되어 있고,
상기 제3 병렬 공진기 그룹은 2개 이하의 탄성파 공진기들이 직렬 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 필터 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제3 병렬 공진기 그룹에 직렬 연결된 상기 제3 인덕터는,
상기 제1 인덕터, 상기 제2 인덕터 및 상기 제4 인덕터보다 큰 인덕턴스값을 갖는 것을 특징으로 하는 탄성파 필터 장치.