KR20000000589A - Surface elastic wave filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 휴대전화기나 전송장치등에 이용되는 고주파용의 소형 표면 탄성파 필터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small surface acoustic wave filter for high frequency used in a mobile telephone or a transmission device.
최근, 휴대전화기 등이 소형화됨에 따라 이에 이용되는 표면 탄성파 필터의 소형화가 요구되고 있으며, 또한 이용되는 고주파대도 800MHz 또는 1.8GHz 등으로 고주파화 되고 있다. 따라서 소형이면서도 성능이 우수한 표면 탄성파 필터의 개발이 요구되었다.In recent years, with the miniaturization of mobile telephones and the like, there has been a demand for miniaturization of the surface acoustic wave filter used therein, and the high frequency band used has also become high frequency such as 800 MHz or 1.8 GHz. Therefore, the development of small size and excellent surface acoustic wave filter has been required.
이러한 요구에 따라, 주파수 특성 또는 인피던스 특성을 개선하기 위한 인덕턴스소자를 갖는 표면 탄성파 필터가 개발되었고, 또한 상기 인덕턴스소자를 패키지내에 위치시킴으로써 필터의 소형화를 도모하고자 하는 노력이 있었다.In response to these demands, a surface acoustic wave filter having an inductance element for improving frequency characteristics or inductance characteristics has been developed, and efforts have been made to miniaturize the filter by placing the inductance element in a package.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 종래 표면 탄성파 필터의 전형적인 한 예가 일본국 특개평 5-191199 호에 제시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.A typical example of a conventional surface acoustic wave filter having the structure as described above is given in Japanese Patent Laid-Open No. 5-191199, which is briefly described as follows.
종래 공지된 표면 탄성파 필터는 도 1에 도시된 바와 같이, 필터칩(1), 이 필터칩(1)에 대한 입력 및 출력의 임피던스 정합회로를 구성하는 인덕턴스소자(2) 및 캐패시터(3)를 포함하고 있다.A conventionally known surface acoustic wave filter is shown in FIG. It is included.
상기 필터칩(1)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 압전체기판(4)에 입/출력용의 IDT전극(5)(5')이 형성된 구조로 되어 있고, 이 필터칩(1)은 패키지(6)내에 수용되어 있다. 또한 상기 패키지(6)의 일측에는 다수의 와이어본딩패드(6a)가 형성되어 있고, 이 와이어본딩패드(6a)와 상기 입/출력용의 IDT전극(5)(5')이 다수의 금속세선(7)에 의해 연결되어 있다. 여기서 상기 와이어본딩패드는 압전체기판에 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the filter chip 1 has a structure in which IDT electrodes 5 and 5 'for input / output are formed on the piezoelectric substrate 4, and the filter chip 1 is a package (6). Housed in In addition, a plurality of wire bonding pads 6a are formed at one side of the package 6, and the wire bonding pads 6a and the IDT electrodes 5 and 5 'for input / output are formed of a plurality of fine metal wires ( Connected by 7). The wire bonding pad may be formed on the piezoelectric substrate.
상기와 같은 구조에서는 IDT전극(5)(5')과 압전체기판(4) 또는 패키지(6)에 형성된 와이어본딩패드(6a)를 연결하는 금속세선(7)이 표면 탄성파 필터의 주파수 특성 또는 인피던스 특성 등을 변화시키기 위한 인덕턴스소자로써 이용됨으로써 주파수 인피던스 소자를 포함하는 소형화된 표면 탄성파 필터를 얻을 수 있다.In the above structure, the metal thin wires 7 connecting the IDT electrodes 5, 5 'and the wire bonding pads 6a formed on the piezoelectric substrate 4 or the package 6 are characterized by the frequency characteristics or the impedance of the surface acoustic wave filter. By being used as an inductance element for changing characteristics and the like, a miniaturized surface acoustic wave filter including a frequency impedance element can be obtained.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 표면 탄성파 필터는 압전체기판의 전면에 IDT전극과 인덕턴스소자를 평면 배치하고 있고, 또 인피던스 정합회로를 구성하는 다른 한 요소인 캐패시터는 여전히 패키지의 외부에 위치하므로 필터의 소형화에 한계가 있다.However, in the conventional surface acoustic wave filter as described above, the IDT electrode and the inductance element are disposed on the front surface of the piezoelectric substrate, and the capacitor, which is another element constituting the impedance matching circuit, is still located outside the package. There is a limit to miniaturization.
또한, 종래의 표면 탄성파 필터는 압전체기판의 전면에 IDT전극과 함께 인덕턴스소자가 위치하므로 압전체기판의 표면을 흐르는 표면파가 인덕턴스소자에 영향을 미쳐 인덕턴스소자의 내구성을 저하시키는 문제가 있을 뿐만 아니라 인덕턴스소자에서 나오는 EM파의 출력이 IDT전극으로 인입됨으로 인한 출력 신호 왜곡 가능성이 있었다.In addition, in the conventional surface acoustic wave filter, since the inductance element is positioned in front of the piezoelectric substrate together with the IDT electrode, the surface wave flowing through the surface of the piezoelectric substrate affects the inductance element, thereby degrading the durability of the inductance element as well as the inductance element. There is a possibility of distortion of the output signal due to the output of the EM wave from the output to the IDT electrode.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 인피던스 정합회로를 구성하는 인덕턴스소자 및 캐패시터를 모두 패키지내에 위치시킴으로써 크기가 보다 소형화된 표면 탄성파 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a surface acoustic wave filter having a smaller size by placing both an inductance element and a capacitor constituting an impedance matching circuit in a package.
본 발명의 다른 목적은, IDT전극과 인덕턴스소자 등을 서로 간섭되지 않게 배치 함으로써 표면파 및 EM파에 의한 출력신호 왜곡 가능성을 배제시킬 수 있는 표면 탄성파 필터를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a surface acoustic wave filter which can eliminate the possibility of distortion of the output signal caused by surface waves and EM waves by arranging the IDT electrode, the inductance element, and the like so as not to interfere with each other.
도 1은 종래 표면 탄성파 필터의 전형적인 한 예를 개략적으로 보인 등가 회로도.1 is an equivalent circuit diagram schematically showing a typical example of a conventional surface acoustic wave filter.
도 2는 도 1에 나타낸 표면 탄성파 필터에서 필터 칩만을 발췌하여 보인 평면도.2 is a plan view showing only the filter chip in the surface acoustic wave filter shown in FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 표면 탄성파 필터를 나타낸 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing a surface acoustic wave filter according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10;필터칩 11;압전체기판10; filter chip 11; piezoelectric substrate
12;IDT전극 20;패키지12; IDT electrode 20; Package
22;패키지의 입/출력단자 30;솔더 범프22; package input / output terminals 30; solder bumps
31;비전도성 수지층 32;캐패시터31; non-conductive resin layer 32; capacitor
33;칩의 입/출력단자 34;연결부재33; chip input / output terminal 34; connection member
35;금속세선 36;폴리이미드층35; fine metal wire 36; polyimide layer
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 표면 탄성파 필터는, 압전체기판상에 입/출력용의 IDT전극이 형성되어 이루어지는 필터칩과, 상기 필터칩을 수용하는 패키지를 포함하여 구성되는 표면 탄성파 필터에 있어서, 상기 필터칩은 그의 전면(IDT전극이 형성된 면)이 패키지의 바닥을 향하도록 지지부재에 의해 지지되고, 필터칩의 후면에는 이 칩에 대한 입력 및 출력의 임피던스 정합회로를 이루는 캐패시터 및 인덕턴스소자가 비전도성수지층의 개재하에 박막 형태로 각각 형성되며, 상기 인덕턴스소자는 IDT전극의 버스바와 연결되도록 필터칩의 후면 양측에 형성된 입출력단자와, 이 단자와 패키지의 단자를 연결하는 금속세선으로 이루어진 것을 특징으로 한다.Surface acoustic wave filter according to the present invention for achieving the above object is a surface acoustic wave filter comprising a filter chip formed with an IDT electrode for input / output on the piezoelectric substrate, and a package for accommodating the filter chip. Wherein the filter chip is supported by a support member so that its front face (the face on which the IDT electrode is formed) faces the bottom of the package, and on the rear face of the filter chip a capacitor which forms an impedance matching circuit for input and output to the chip; Inductance elements are each formed in the form of a thin film under the non-conductive resin layer, and the inductance elements are input / output terminals formed on both sides of the rear side of the filter chip so as to be connected to the bus bars of the IDT electrode, and a metal thin wire connecting the terminals and the terminals of the package. Characterized in that consisting of.
여기서, 상기 지지부재는 IDT전극의 주위를 에워 싸도록 형성되는 다수의 솔더 범프로 되어 IDT전극을 밀폐함으로써 차폐 효과를 얻을 수 있다.Here, the support member may be formed of a plurality of solder bumps formed to surround the IDT electrode to seal the IDT electrode to obtain a shielding effect.
또한, 상기 IDT전극과 필터칩의 후면 양측에 형성된 입출력단자와의 연결은, IDT전극의 버스바를 경유하도록 압전체기판을 관통하여 형성한 비아홀에 도전성 물질을 채우는 것에 의하여 이루어진다.In addition, the connection between the IDT electrode and the input / output terminals formed on both sides of the rear surface of the filter chip is made by filling a conductive material in the via hole formed through the piezoelectric substrate via the bus bar of the IDT electrode.
또한, 필터칩의 캐패시터 및 인덕턴스소자 형성면에 폴리이미드를 소정 두께로 도포하여 이들로부터 나오는 EM파를 제거할 수 있다.In addition, the polyimide may be applied to the capacitor and inductance element formation surfaces of the filter chip with a predetermined thickness to remove EM waves from them.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.Best Mode for Carrying Out the Invention Preferred embodiments of the present invention will now be described based on the accompanying drawings.
첨부한 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 표면 탄성파 필터를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a surface acoustic wave filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
도면에서 참조 부호 10은 필터칩으로서, 이 필터칩(10)은 석영이나 LiTaO3또는 LiNbO3등의 압전체기판(11)상에 입/출력용의 IDT전극(12)이 형성되어 있다.In the drawing, reference numeral 10 denotes a filter chip, in which the IDT electrode 12 for input / output is formed on a piezoelectric substrate 11 such as quartz, LiTaO 3 or LiNbO 3 .
상기한 필터칩(10)은 도 3에서 보는 바와 같이, 소정의 캐비티(20a)를 갖는 패키지(20)에 그의 전면(IDT전극 형성면)이 패키지의 바닥면을 향하도록 수용되어 있다. 필터칩(10)과 패키지(20) 바닥면과의 사이에는 다수의 솔더 범프(30)에 의해 이루어지는 지지부재가 위치되어 칩을 패키지에 대하여 지지함과 아울러 IDT전극(12)를 밀폐하고 있다. 즉 상기 패키지(20)의 바닥면에는 골드층(21)이 도금되어 있고, 이 골드층(21)에 상기한 솔더 범프(30)가 그라운드로 연결되어 차폐 효과를 얻을 수 있도록 되어 있다. 여기서 상기 솔더 범프(30)는 20∼40㎛의 높이로 형성함이 좋다.As shown in FIG. 3, the filter chip 10 is accommodated in a package 20 having a predetermined cavity 20a such that its front surface (IDT electrode forming surface) faces the bottom surface of the package. A support member made of a plurality of solder bumps 30 is positioned between the filter chip 10 and the bottom surface of the package 20 to support the chip against the package and seal the IDT electrode 12. That is, the gold layer 21 is plated on the bottom surface of the package 20, and the solder bumps 30 are connected to the gold layer 21 to the ground to obtain a shielding effect. Here, the solder bumps 30 may be formed to a height of 20 to 40㎛.
한편, 상기 필터칩(10)의 후면(압전체기판의 상부면을 말함)에는 비전도성 수지를 소정 두께(약 100∼200㎛ 정도)로 증착하여서된 수지층(31)이 형성되어 있고, 이 수지층(31) 위에는 대략 중간부에 임피던스 정합회로의 한 구성 요소를 이루는 캐패시터(32)가 형성되어 있다. 또한 상기 수지층(31)의 양측에는 IDT전극(12)의 인출을 위한 입/출력단자(33)가 형성되어 있으며, 이 단자(33)는 IDT전극(12)의 버스바를 경유하도록 압전체기판(11)을 관통하여 형성한 비아홀에 도전성물질을 충진하는 것에 의하여 이루어진 연결부재(34)에 의해 IDT전극(12)과 연결되어 있다.On the other hand, a resin layer 31 formed by depositing a non-conductive resin to a predetermined thickness (about 100 to 200 µm) is formed on the rear surface of the filter chip 10 (referring to the upper surface of the piezoelectric substrate). On the ground layer 31, a capacitor 32 constituting one component of the impedance matching circuit is formed in the substantially middle portion. In addition, an input / output terminal 33 for drawing out the IDT electrode 12 is formed at both sides of the resin layer 31, and the terminal 33 has a piezoelectric substrate (P) to pass through the bus bar of the IDT electrode 12. 11 is connected to the IDT electrode 12 by a connecting member 34 formed by filling a conductive material in the via hole formed through the hole 11).
상기 입/출력단자(33)는 패키지(20)의 단자(22)와 금속세선(35)에 의해 연결되어 있는 바, 본 발명에서는 이 금속세선(35)을 임피던스 정합회로를 구성하는 다른 한 요소인 인덕턴스소자로써 이용하고 있다.The input / output terminal 33 is connected to the terminal 22 of the package 20 by the metal thin wire 35, and according to the present invention, the metal thin wire 35 constitutes another impedance matching circuit. It is used as an inductance element.
이와 같이, 본 발명은 필터칩(10)의 입력 및 출력에 대한 임피던스 정합회로를 구성하는 캐패시터 및 인덕턴스소자를 필터칩(10)의 후면에 배치시킴과 아울러 전면에는 IDT전극(12)을 위치시킴으로써 보다 소형화된 표면 탄성파 필터를 제공할 수 있다.As described above, the present invention arranges the capacitor and the inductance element constituting the impedance matching circuit for the input and the output of the filter chip 10 on the rear surface of the filter chip 10, and also places the IDT electrode 12 on the front surface. It is possible to provide a smaller surface acoustic wave filter.
또한, 본 발명에서는 IDT전극(12)을 솔더 범프(30)로 외부와 차단하고, 더욱이 도면에서 보는 바와 같이, 필터칩(10)의 후면, 즉 캐패시터(32) 및 입/출력단자(33) 형성면에 폴리이미드층(36)을 형성함으로써 EM파를 효과적으로 제거할 수 있다.In addition, in the present invention, the IDT electrode 12 is blocked from the outside by the solder bumps 30, and further, as shown in the drawing, the back of the filter chip 10, that is, the capacitor 32 and the input / output terminal 33 By forming the polyimide layer 36 on the formation surface, EM wave can be removed effectively.
상기와 같은 본 발명에 의한 표면 탄성파 필터의 제조는 다음과 같다.The preparation of the surface acoustic wave filter according to the present invention as described above is as follows.
먼저, 압전체기판(11)의 전면에 IDT전극(12)을 금속 증착법으로 형성하고, 후면에 비전도성 수지를 증착한 후, 압전체기판의 전면에 있는 IDT전극의 인출을 위해 전극의 버스바에 직경이 약 40∼60㎛ 정도인 바아홀을 형성한다.First, the IDT electrode 12 is formed on the front surface of the piezoelectric substrate 11 by a metal deposition method, and a non-conductive resin is deposited on the rear surface thereof, and then the diameter of the bus bar of the electrode is used to pull out the IDT electrode on the front surface of the piezoelectric substrate 11. Bar holes about 40 to 60 mu m are formed.
그리고, 다시 압전체기판의 비전도성수지층위에 Al을 증착하고 포토레지스트를 도포한 후, 부분 식각을 통하여 인덕턴스소자와 캐패시터의 레이아웃을 형성한다. 상기의 Al층위에 유전물질을 증착하여 캐패시터 값을 결정한 후, 다시 Al을 부분 증착하여 캐패시터를 완성한다. 이후 폴리이미드를 증착하여 박막 캐패시터 및 인덕턴스소자로 인한 출력 IDT의 영향을 막아준다.Then, Al is deposited on the nonconductive resin layer of the piezoelectric substrate and the photoresist is applied, and then the layout of the inductance element and the capacitor is formed by partial etching. The dielectric material is deposited on the Al layer to determine the capacitor value, and then Al is partially deposited to complete the capacitor. Polyimide is then deposited to prevent the influence of the output IDT due to thin film capacitors and inductance devices.
상기와 같은 과정에 의해 제조된 필터칩의 전면 IDT전극의 주위에 다수의 솔더 범프를 부착하고, 이를 패키지내에 수용시킨 다음 필터칩 후면 양측의 단자와 패키지의 단자를 금속세선으로 연결하여 도면에 나타낸 바와 같은 표면 탄성파 필터를 제조한다.A plurality of solder bumps are attached around the front IDT electrode of the filter chip manufactured by the above process, accommodated in the package, and the terminals on both sides of the back of the filter chip are connected to the terminals of the package by a fine metal wire, as shown in the drawing. A surface acoustic wave filter as described above is produced.
이와 같이 제조된 본 발명에 의한 표면 탄성파 필터는 일반적인 탄성파 필터와 같은 작용을 하나, 그 크기가 소형화됨으로써 점점 소형화되어 가는 휴대폰 등에 매우 유리하게 적용할 수 있다.The surface acoustic wave filter according to the present invention manufactured as described above has the same function as a general acoustic wave filter, but can be applied very advantageously to a mobile phone which is becoming smaller due to its size being smaller.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 표면 탄성파 필터는, 필터칩의 입력 및 출력에 대한 임피던스 정합회로를 구성하는 캐패시터 및 인덕턴스소자를 패키지내, 구체적으로는 압전체기판의 IDT전극 형성면 반대면에 형성함으로써 필터의 전체적인 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 정확한 임피던스 및 저항값을 구현할 수 있고, 또 종래와 같이 패키지 외부에 정합회로 인덕턴스소자 및 캐패시터를 둘 때 발생하는 오차 범위에 의한 재 튜닝작업이 필요없으므로 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, the surface acoustic wave filter according to the present invention includes a capacitor and an inductance element constituting an impedance matching circuit for input and output of a filter chip in a package, specifically, on the opposite side of the IDT electrode formation surface of the piezoelectric substrate. This reduces the overall size of the filter and provides accurate impedance and resistance values, and eliminates the need for retuning due to the error range that occurs when matching circuit inductance elements and capacitors are placed outside the package. Reliability can be improved.
더욱이, 본 발명에 의한 표면 탄성파 필터는 IDT전극과 캐패시터 및 인덕턴스소자가 서로 반대면에 위치하고, 또 IDT전극이 솔더 범프에 의해 차단됨과 아울러 캐패시터 및 인덕턴스소자 역시 폴리이미드층에 의해 차단되어 있으므로 압전체기판의 표면을 흐르는 표면파에 의한 인덕턴스소자의 내구성 저하를 방지할 수 있고, 또 IDT전극으로의 EM파 인입을 막을 수 있어 EM파에 의한 출력신호 왜곡 가능성을 배제시킬 수 있다.Furthermore, the surface acoustic wave filter according to the present invention has a piezoelectric substrate because the IDT electrode, the capacitor and the inductance element are located on opposite sides, the IDT electrode is blocked by the solder bumps, and the capacitor and the inductance element are also blocked by the polyimide layer. It is possible to prevent the durability of the inductance element due to the surface wave flowing through the surface of the film and to prevent the EM wave from entering the IDT electrode, thereby eliminating the possibility of distortion of the output signal due to the EM wave.
또한, 본 발명에 의한 표면 탄성파 필터는 IDT전극 제조공정중에 박막 캐패시터 및 인덕턴스소자의 제조가 가능하므로 공정상의 잇점도 있다.In addition, the surface acoustic wave filter according to the present invention also has advantages in the process because the thin film capacitor and the inductance element can be manufactured during the IDT electrode manufacturing process.
이상에서는 본 발명에 의한 표면 탄성파 필터를 실시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.In the above has been shown and described with respect to the preferred embodiment for implementing the surface acoustic wave filter according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, without departing from the gist of the invention claimed in the claims below Various modifications can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980020269A KR100333805B1 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Surface acoustic wave filter |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980020269A KR100333805B1 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Surface acoustic wave filter |
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| KR20000000589A true KR20000000589A (en) | 2000-01-15 |
| KR100333805B1 KR100333805B1 (en) | 2002-06-20 |
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ID=19538076
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100400741B1 (en) * | 2001-03-07 | 2003-10-08 | 엘지전자 주식회사 | tunable bandpass filter and method for fabricating the same |
| KR100716155B1 (en) * | 2001-03-08 | 2007-05-10 | 엘지이노텍 주식회사 | A SAW filter package building in matching circuit |
-
1998
- 1998-06-01 KR KR1019980020269A patent/KR100333805B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100400741B1 (en) * | 2001-03-07 | 2003-10-08 | 엘지전자 주식회사 | tunable bandpass filter and method for fabricating the same |
| KR100716155B1 (en) * | 2001-03-08 | 2007-05-10 | 엘지이노텍 주식회사 | A SAW filter package building in matching circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR100333805B1 (en) | 2002-06-20 |
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