KR20010092582A - 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코드분할 다중 접속(이하, CDMA라고 함) 방식의 무선 랜, 영상 기기 아날로그 셀룰러 제조시 일반적으로 사용되는 다중 밴드 표면탄성파(surface acoustic wave, 이하 SAW 라고 함) 필터의 패키지 구조에 관한 것으로서,

서로 다른 통과 밴드를 갖는 다수의 SAW 필터를 하나의 패키지 내에 집적시키고 각 SAW 필터 사이에 적어도 하나 이상의 메탈바를 설치함으로써 다수의 SAW 필터 사이에서 발생되는 RF 피드쓰루우를 차단됨과 동시에 필터 사이즈가 현저히 줄어들 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조{Structure of package for multi-band surface acoustic wave filter}

본 발명은 코드분할 다중 접속(이하, CDMA라고 함) 방식의 무선 랜, 영상 기기 아날로그 셀룰러 제조시 일반적으로 사용되는 다중 밴드 표면탄성파(surface acoustic wave, 이하 SAW 라고 함) 필터의 패키지 구조에 관한 것으로서, 특히 한 개의 패키지 내에 2개 이상의 특성을 갖는 SAW 필터를 집적시키면서 RF 피드쓰루우(Feedthrough)의 발생을 방지할 수 있는 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 표면탄성파는 기판의 표면을 따라 전달되는 파동의 상태를 나타내는 것으로 깊이 방향으로 급격히 감쇄되는 특징을 지닌다. SAW 필터는 이러한 특징을 주파수 선택기능 소자로 응용한 것이다.

즉, 상기 SAW 소자는 절연성이 큰 기판에 금속 전극을 형성해 압전을 걸면 일시적으로 기판 표면이 뒤틀리는데, 이 작용을 이용해 물리적인 파를 일으키게 된다. 상기 SAW 소자 표면을 전달하는 물결 속도가 전자파보다 느리기 때문에 일시적으로 전기 신호를 지연시키거나 특정 주파수 신호만을 통과시키는 필터로 이용된다.

상기 SAW 필터는 반도체 디바이스 또는 기능을 보호하는 세라믹스 용기로, 유해한 환경으로부터 내부 회로를 보호하고, 내부에서 발생된 열을 방열하여 외부에 접속하는 수단을 제공하는 패키지(package) 형태로 형성되어 있다.

이렇게 형성된 SAW 필터 패키지는 표면실장 생산기술(Surface Mounted Technology, 이하 SMT라고 함)로 형성되어 CDMA 방식의 셀룰러 전화나 무선 랜(LAN), 영상기기 등 넓은 대역전송을 필요로 하는 기기에 적절하게 사용된다.

예를 들면, PCS와 같은 이동통신 부품이나 CDMA에서 중간 주파수 필터 과정에서 전기적 신호가 인가되면 이를 기계적 신호로 변환시키는 인터디지털 트랜스듀서(Interdigital Transducer, 이하 IDT라고 함)가 입ㆍ출력단에 각각 설치되어 있어 입력단에서 압전 물체에 전기적 신호가 인가되면 이를 기계적 신호로 변환하고, 다시 출력단에서는 이를 전기적 신호로 변환 출력하게 됨으로써, 원하는 주파수 대역은 통과시키고 나머지 주파수 대역은 저지시키게 된다.

종래 기술에 따른 듀플렉서 및 이중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조를 도1을 참고하여 살펴보면, 각각 다른 통과 밴드를 갖는 제1 및 제2 SAW 필터(11, 12)가 하나의 패키지(10)내에 집적되어 있고, 상기 제1 및 제2 SAW 필터(11, 12)와 패키지(10) 내의 패드(P)는 서로 와이어 본딩(Wire bonding; W)되어 있다.

상기 제1 및 제2 SAW 필터(11, 12)의 입력단자에 신호가 각각 인가되면 2개의 SAW 필터(11, 12)사이의 신호 간섭을 통해 출력단자로 신호가 나오게 된다.

그런데, 종래에는 듀플렉서나 이중 밴드 필터를 제조할 경우에 하나의 패키지(10) 내에 2개의 SAW 필터(11, 12)를 집적하여야 하므로 패키지(10)의 사이즈가 커짐과 아울러 패키징 공정이 복잡해지므로 소형화에 한계가 있어 휴대성이 현저히 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 상기 SAW 필터(11, 12)의 입력단자로 인가되는 신호 중의 일부가 SAW 필터(11, 12)를 거치지 않고 상기 출력단자로 직접 방사되는 RF 피드쓰루우현상이 발생되게 된다. 이때, 상기 RF feedthrough는 입력단자에서 SAW 필터(11, 12)를 거쳐 상기 출력단자로 전달되는 정상적인 신호전달이 아니라, 상기 입력단자로 인가되는 신호가 바로 출력에 영향을 주는 원하지 않는 신호이기 때문에 상기 SAW 필터(11, 12)가 적용된 시스템에 잡음으로 작용되어 시스템의 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 서로 다른 통과 밴드를 갖는 다수의 SAW 필터를 하나의 패키지 내에 집적시키고 각 SAW 필터 사이에 적어도 하나 이상의 메탈바를 설치함으로써 다수의 SAW 필터 사이에서 발생되는 RF 피드쓰루우를 차단됨과 동시에 필터 사이즈가 현저히 줄어들 수 있는 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조가 도시된 도면,

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조의 제1, 제2, 제3, 제4 실시예가 각각 도시된 도면.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50, 60, 70, 80 : 패키지 51, 52, 61, 62, 71, 71, 81, 82 : SAW 필터

53, 63, 73, 83 : 필터다이 54, 64, 74, 84 : 메탈바

84' : 분리와이어 55, 65, 75, 85 : 패드

56, 66, 76, 86 : 와이어

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조의 제1 특징에 따르면, 내부 회로를 보호하면서 내부에서 발생된 열을 방열하고 외부 접속 기능을 수행하는 패키지(package)와; 상기 패키지 내에 집적되어 2개 이상의 통과 밴드(Band)를 갖는 다수의 표면탄성파 필터가 장착되는 필터 다이(Die)와; 상기 필터 다이 위에 설치되어 다수의 표면탄성파 필터 사이에서 발생되는 무선주파수 피드쓰루우(RF Feedthrough)를 차단시키기 위해 각 SAW 필터 사이에 위치되는 분리수단과; 상기 표면탄성파 필터와 패키지 사이를 전기적으로 연결시키는 연결수단을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 제2 특징에 따르면 상기 분리수단은 금속재질로 형성되어 와이어(Wire) 접합 또는 쐐기 접합 은 페이스트(Wedge bonding silver paste)로 접지시킨다.

본 발명의 제3 특징에 따르면, 상기 분리수단은 일정 간격을 두고 배치되는 2개 이상의 메탈바(Metal bar)로 형성된다.

본 발명의 제4 및 제5 특징에 따르면, 상기 메탈바중 어느 하나는 접지시키고, 상기 분리수단은 그 상부의 양측 끝부분에 와이어의 양측 끝부분이 접합되고 그 접합 부분을 제외한 상부 영역과 와이어는 서로 분리되도록 설치된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조의 제1 실시예의 구성이 도시된 도면으로서 이를 참고하면 본 발명의 제1 실시예에서는, 내부 회로를 보호하면서 내부에서 발생된 열을 방열하고 외부와의 접속 기능을 수행하는 패키지(package; 50)와; 상기 패키지(50) 내에 집적되어 2개 이상의 통과 밴드(Band)를 갖는 2개의 SAW 필터(51, 52)가 장착되는 필터 다이(Die; 53)와; 상기 필터 다이(53)의 중앙 부분에 설치되어 무선주파수 피드쓰루우(RF Feedthrough)를 차단시키기 위해 2개의 SAW 필터(51, 52) 사이에 위치되는 메탈바(Metal bar; 54); 상기 2개의 SAW 필터(51, 52)와 패키지(50)에 설치되어 있는 다수의 패드(55) 사이를 전기적으로 연결시키는 와이어(Wire; 56)로 구성된다.

여기서, 2개의 SAW 필터() 사이에서 발생되는 RF 피드쓰루우는 도 2의 화살표와 같이 메탈바()에 의해 차단되어 다음 SAW 필터()에 전혀 영향을 주지 못하고 있음을 알 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 내지 제4 실시예에서는 상기한 제1 실시예와 패키지(60, 70, 80), SAW 필터(61, 62, 71, 72, 81, 82)가 장착되는 필터 다이(63, 73, 83), 상기 SAW 필터(61, 62, 71, 72, 81, 82)와 패드(65, 75, 85)를 전기적 접속시키는 와이어(66, 76, 86)는 동일하게 구성되지만, 상기 2개의 SAW 필터(61, 62, 71, 72, 81, 82) 사이를 분리시키는 메탈바(64, 74, 85)가 제1 실시예와는 다르게 형성된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 제2 실시예에서 메탈바(64)는 제1 실시예와 같이 2개의 SAW 필터(61, 62) 사이에 위치되고, RF 피드쓰루우를 차단시키기 위해 2개로 구성되어 있는데 그 중 어느 하나는 접지되어 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 제3 실시예에서 메탈바(74)는 상기 제1 및 제2 실시예와 동일 위치에서 3개로 구성되어 있고 그 중 하나는 접지되어 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 제4 실시예에서 메탈바(84)는 상기 제1 실시예와 같이 동일 위치에 1개로 구성되어 있지만 상기 메탈바(84)의 상부 공간을 가로질러 분리와이어(84')가 접합되어 있다. 상기 분리와이어(84')는 그 양측 끝부분이 메탈바(84)의 상부 양측 끝부분에 점접합되어 있고, 그 점접합 부분을 제외한 나머지 부분은 상기 메탈바(84)의 상부와 일정 간격이상 떨어져 있다.

상기에서, 메탈바(54, 64, 74, 84)는 상기한 제1 내지 제4 실시예 외에도 RF피드쓰루우를 차단시킬 수 있도록 여러 형태로 제조될 수 있다. 그리고, 본 발명에서는 2개의 SAW 필터(51, 52, 61, 62, 71, 72, 81, 82)를 예를 들어 설명하고 있지만 경우에 따라서 3개 혹은 그 이상의 SAW 필터를 집적시킬 수도 있는데, 이때 각 SAW 필터 사이마다 메탈바를 설치해야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작은 먼저, 하나의 패키지(50, 60, 70, 80) 내 설치되어있는 필터 다이(53, 63, 73, 83) 위에 서로 다른 통과 밴드를 갖는 2개의 SAW 필터(51, 52, 61, 62, 71, 72, 81, 82)를 집적시키게 된다. 이때, 상기 필터 다이(53, 63, 73, 83)의 중앙 부분에는 2개의 SAW 필터(51, 52, 61, 62, 71, 72, 81, 82) 사이에 위치되도록 메탈바(54, 64, 74, 84)가 설치되어 있어 2개의 SAW 필터(51, 52, 61, 62, 71, 72, 81, 82) 사이에서 발생되는 RF 피드쓰루우를 차단시키게 된다.

여기서, 상기 메탈바(54, 64, 74, 84)는 제1 실시예와 같이 1개로 이루어질 수도 있고, 제2 및 제3 실시예와 같이 2개 또는 3개로 이루어질 수도 있으며, 제4 실시예와 같이 메탈바(84)의 상부공간을 분리와이어(84')가 가로지르는 형태로 형성될 수도 있다.

다음, 상기 SAW 필터(51, 52, 61, 62, 71, 72, 81, 82)는 다수의 패드(55, 65, 75, 85)와 와이어(56, 66, 76, 86)로 접합되어 있어 각 SAW 필터(51, 52, 61, 62, 71, 72, 81, 82)의 입력단자에 신호를 인가하면 SAW 필터(51, 52, 61, 62, 71, 72, 81, 82)를 거쳐 각 출력단자로 특정 신호가 출력되게 된다.

이렇게, 본 발명에서는 서로 다른 통과 밴드를 갖는 2개의 SAW 필터(51, 52,61, 62, 71, 72, 81, 82)를 하나의 패키지(50, 60, 70, 80) 내에 집적시킬 수 있어 듀플렉서나 이중 밴드 필터, 3중 밴드 필터와 같은 다중 밴드 필터에서 필요한 개수만큼의 패키지(50, 60, 70, 80)를 사용하는 것이 하나라 하나의 칩을 사용하게 되므로 필터의 사이즈를 현저히 줄일 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조는 서로 다른 통과 밴드를 갖는 다수의 SAW 필터를 하나의 패키지 내에 집적시키고 각 SAW 필터 사이에 적어도 하나 이상의 메탈바를 설치함으로써 다수의 SAW 필터 사이에서 발생되는 RF 피드쓰루우를 차단됨과 동시에 필터 사이즈가 현저히 줄어들 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 내부 회로를 보호하면서 내부에서 발생된 열을 방열하고 외부 접속 기능을 수행하는 패키지(package)와; 상기 패키지 내에 집적되어 2개 이상의 통과 밴드(Band)를 갖는 다수의 표면탄성파 필터가 장착되는 필터 다이(Die)와; 상기 필터 다이 위에 설치되어 다수의 표면탄성파 필터 사이에서 발생되는 무선주파수 피드쓰루우(RF Feedthrough)를 차단시키기 위해 각 SAW 필터 사이에 위치되는 분리수단과; 상기 표면탄성파 필터와 패키지 사이를 전기적으로 연결시키는 연결수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분리수단은 금속재질로 형성되어 와이어(Wire) 접합 또는 쐐기 접합 은 페이스트(Wedge bonding silver paste)로 접지시키는 것을 특징으로 하는 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 분리수단은 일정 간격을 두고 배치되는 2개 이상의 메탈바(Metal bar)로 형성된 것을 특징으로 하는 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 메탈바중 어느 하나는 접지시키는 것을 특징으로 하는 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 분리수단은 그 상부의 양측 끝부분에 와이어의 양측 끝부분이 접합되고 그 접합 부분을 제외한 상부 영역과 와이어는 서로 분리되도록 설치된 것을 특징으로 하는 다중 밴드 표면탄성파 필터의 패키지 구조.