KR20030034635A - 이중대역형 표면탄성파 필터와 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서로 다른 주파수 통과대역을 갖는 표면탄성파 필터에 관한 것으로서,
서로 다른 주파수 통과대역을 갖는 2개의 표면탄성파 필터를 하나의 필터는 금속부재/보호막 층으로, 다른 하나의 필터는 금속부재층으로 높이를 조절하여 단일칩을 형성하고 그 단일칩화된 필터들의 사이에 주파수 대역을 분리하는 차단패턴을 형성하여 이중밴드형 표면탄성파 필터가 제조되므로,
필터의 칩 사이즈가 줄어들어 이중밴드형 표면탄성파 필터는 경량 소형화되고 있는 이동통신용 기기에 적용하기 용이해질 수 있는 효과를 제공하게 된다.
Description
본 발명은 서로 다른 주파수 통과대역을 갖는 표면탄성파 필터의 제조를 위한 이중밴드형 표면탄성파 필터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 각 주파수 통과대역에 맞도록 금속부재와 보호막의 두께를 적절히 조절하고 각 주파수 통과대역 사이에 신호간섭을 차단하는 차단패턴을 형성하여 이중대역을 구현함으로써 소형 경량화되고 있는 이동통신 기기에 적합한 이중대역형 표면탄성파 필터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 표면탄성파(SAW)는 압전 기판의 표면을 따라 전달되는 파동의 상태를 나타내는 것으로 깊이 방향으로 급격히 감쇄되는 특징을 지닌다. 표면탄성파(Surface Acoustic Wave) 필터는 이러한 특징을 주파수 선택기능 소자로 응용한 것으로서, 표면탕성파 필터는 입력 IDT에 인가된 전기신호는 빗살모양으로 맞물린 IDT 전극에서 전계가 발생하고 이 전계는 압전기판에 영향을 주어 IDT 양방향으로 표면탄성파가 전파되게 된다.
즉, SAW 소자는 절연성이 큰 기판에 금속 전극을 형성해 압전을 걸면 일시적으로 기판 표면이 뒤틀리며 물리적인 파가 발생된다. SAW 소자 표면에서 전달되는 파의 속도는 전자파보다 느리기 때문에 SAW 소자는 일시적으로 전기신호를 지연시키거나 특정 주파수 신호만을 통과시키는 필터로 이용된다.
상기 SAW 필터는 기능을 보호하는 세라믹스 용기로 패키징화되는데, SAW 필터 패키지는 유해한 환경으로부터 내부 회로를 보호하고, 내부에서 발생된 열을 방열하여 외부에 접속하는 수단을 제공하게 된다.
이러한 SAW 필터 패키지는 CDMA 방식의 셀룰러 전화나 무선 랜(LAN), 영상기기 등 넓은 대역 전송을 필요로 하는 지지에 적절하게 사용된다.
예를 들면, 중간 주파수 필터 과정표면탄성파 필터에서 전기적 신호가 인식되면 이를 기계적 신호로 변환시키는 인터디지털 트랜스듀서(Interdigital Transducer이하 IDT라 함)가 입·출력단에 각각 설치되어 있어 입력 IDT에서 압전 물체에 전기적 신호가 인가되면 이를 표면탄성파로 변환하고, 다시 출력 IDT에서는 이를 전기적 신호로 변환 출력하게 됨으로써 원하는 주파수 대역은 통과시키고 나머지 대역은 저지시키게 된다.
상기와 같은 표면탄성파 필터 중에서 서로 다른 주파수 통과대역을 갖는 2개의 필터를 하나의 패키지 내에 설치하기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이 제조하게 된다.
도 1에는 상기 제1 및 제2 표면탄성파 필터(SF1, SF2)를 1개의 패키지(1) 안에 장착한 것으로서, 제1 및 제2 표면탄성파 필터(SF1, SF2)를 각각 패키지 (1)내에 다이 본딩(die bonding)하고, 와이어 본딩(wire bonding) 한 후에 웰딩(welding), 레이저 마킹(laser marking)과 같은 후공정을 진행하여 하나의 이중밴드형 표면 탄성파 필터를 완성하게 된다.
즉, 웨이퍼에서 각각의 제1 및 제2 표면탄성파 필터(SF1, SF2)에 맞게 다이싱(dicing)하고 나서 각각의 표면탄성파 필터(SF1, SF2)를 페이스트(paste)를 이용해서 패키지(1)내의 그라운드부(2)에 부착하는 다이 본딩을 수행하게 된다.
그리고, 각 제1 및 제2 표면탄성파 필터(SF1, SF2)를 와이어 본딩 한 후에뚜껑(4)으로 패키지(1) 내부를 폐쇄시켜 이중밴드형 표면탄성파 필터를 완성시키고, 전극부(5)를 이용해 상기 패키지(1) 내의 제1 및 제2 표면탄성파 필터(SF1, SF2)로 신호 전달 기능을 수행하게 된다.
그러나, 종래 경우에는 2개의 제1 및 제2 표면탄성파 필터(SF1, SF2)를 1개의 패키지(1) 내에 부착해야 하므로 다이 본딩을 2번 수행해야 하고, 공정 마진을 고려해서 상기 제1 및 제2 표면탄성파 필터(SF1, SF2) 사이에 여유공간을 두어야 하므로 패키지(1) 자체의 크기를 축소시키는데도 어려움이 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 서로 다른 주파수 통과대역을 갖는 2개의 표면탄성파 필터를 하나의 압전물질기판에 형성하고 상기 기판에 각 주파수 통과대역을 분리하는 차단패턴을 형성하여 소형 경량화되고 있는 이동통신용 기기에 적용하기 용이해질 수 있는 이중밴드형 표면탄성파 필터 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 이중밴드형 표면탄성파 필터의 패키지 구조가 도시된 단면도이며,
도 2는 본 발명의 제1 실시예 따른 이중밴드형 표면탄성파 필터의 단면도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예 따른 이중밴드형 표면탄성파 필터의 단면도,
도 4는 본 발명의 제3 실시예 따른 이중밴드형 표면탄성파 필터의 단면도,
도 5은 본 발명의 제4 실시예 따른 이중밴드형 표면탄성파 필터의 단면도,
도 6는 본 발명에 따른 이중밴드형 표면탄성파 필터의 제조방법이 공정순으로 도시된 도면이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
11 : 기판 12 : 제1 표면탄성파 필터
13 : 제2 표면탄성파 필터 14 : 전극 바(bar)
M : 메탈 S : 보호막(SiO2)
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 이중대역형 표면탄성파 필터의 특징에 따르면, 외부에서 인가되는 신호가 표면을 통하여 전파되도록 압전물질로 이루어진 기판과, 상기 기판 위에 제1 및 제2 주파수 통과대역에 적합하도록 금속부재와 보호막으로 형성되는 제1 및 제2 표면탄성파 필터와, 상기 제1 표면탄성파 필터와 제2 표면탄성파 필터의 사이에 형성되어 각 주파수 통과대역의 신호간섭을 방지하는 차단패턴이 형성된 신호차단수단으로 구성된다.
또한 본 발명에 의한 이중대역형 표면탄성파 필터의 제조방법의 특징에 따르면, 제 1 주파수 통과대역(f1)과 제 2 주파수 통과대역(f2, f2〈f1)을 갖는 제 1 표면탄성파 필터 및 제 2 표면탄성파 필터가 각 주파수 통과대역에 맞도록 압전기판에 금속부재과 보호막의 증착 및 사진식각의 공정을 통해 두께가 적절히 조절된 단일칩으로 형성되어 서로 다른 주파수 통과대역의 전송이 가능한 이중대역형 표면탄성파 필터에 있어서,
상기 제 1 표면탄성파 필터와 제 2 표면탄성파 필터의 사이에 각 필터의 신호간섭을 차단하기 위해 상기 제 1 표면탄성파 필터 및 제 2 표면탄성파 필터 형성시 각 필터와 분리된 전극바 형태의 신호차단수단을 형성하는 단계와; 상기 신호차단수단에 상기 제 1 표면탄성파 필터와 제 2 표면탄성파 필터의 신호간섭 차단 및 신호분리 특성을 향상시킬 수 있도록 차단패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중밴드형 표면탄성파 필터의 단면도로서, 외부에서 인가되는 신호가 표면을 통하여 전파되도록 압전물질로 이루어진 기판(11)과, 상기 기판 위에 제1 및 제2 주파수 통과대역에 적합하도록 금속부재와 보호막으로 형성되는 제1 표면탄성파 필터(12)및 제2 표면탄성파 필터(13)와, 상기 제1 표면탄성파 필터(12)와 제2 표면탄성파 필터(13)의 사이에 형성되어 각 주파수통과대역의 신호간섭을 방지하는 전극 바(bar,14)로 구성된다.
도 2의 전극 바(14)의 상면을 도시한 상세도에서 보는 바와 같이 상기 전극 바(14)는 신호의 간섭을 방지하기 위하여 양단이 접지되어 구성된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중대역형 표면탄성파 필터의 단면도로서, 제1 실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 도면에 대한 기재로 생략된다.
상기 제2 실시예는 도 3의 전극 바(14)의 상면을 도시한 상세도에서 보는 바와 같이 각 주파수 대역에 따른 신호의 간섭을 방지하기 위하여 표면탄성파 진행방향과 직교되도록 전극바(14)의 양측면에 흡음제가 도포되어 구성된다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중대역형 표면탄성파 필터의 단면도로서, 제1 실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 도면에 대한 기재로 생략된다.
상기 제3 실시예는 도 4의 전극 바(14)의 상면을 도시한 상세도에서 보는 바와 같이 각 주파수 대역에 따른 신호의 간섭을 방지하기 위하여 표면탄성파 진행방향과 직교되도록 전극 바(14)의 양측면에 톱니모양이 형성되어 구성된다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이중대역형 표면탄성파 필터의 단면도로서, 제1 실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 도면에 대한 기재로 생략된다.
상기 제4 실시예는 도 5의 전극 바(14)의 상면을 도시한 상세도에서 보는 바와 같이 각 주파수 대역에 따른 신호의 간섭을 방지하기 위하여 표면탄성파 진행방향과 직교되도록 전극 바(14)의 상측면에 다이서(dicer)로 흠집을 내어 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 이중대역형 표면탄성파 필터의 동작을 설명하면, 외부에서 입력된 전기적 신호는 상기 제1 주파수 표면탄성파 필터(12)나제2 주파수 표면탄성파 필터(13)의 입력 인터디지털 트랜스듀서(IDT)에서 기계적 신호로 변환되어 필터링이 일어나게 되고 이에 필터링된 기계적 신호는 상기 표면탄성파 필터들(12,13)의 출력 인터디지털 트랜스듀서(IDT)에서 전기적 신호로 변환되어 외부로 출력된다. 여기서 각 대역별을 사용시에 각 주파수 통과대역별로 신호의 간섭이 일어나게 되는데 신호차단수단인 전극 바(14)에 형성된 차단패턴에 의하여 간섭을 일으키는 표면탄성파가 각 주파수 통과대역별로 차단되므로서 신호의 간섭을 억제한다.
도 6은 본 발명에 따른 이중대역형 표면탄성파 필터의 제조방법을 공정순으로 도시한 도면으로서,
먼저, 제1 공정에서 제1 주파수 통과대역(f1)과 제2 주파수 통과대역(f2, f2＜f1)을 갖는 제1 및 제2 표면탄성파 필터가 장착되도록 압전물질로 기판(11)을 형성한다.
제2 공정에서는 제1 및 제2 표면탄성파 필터(12,13)와 각 주파수 통과대역의 신호 간섭을 방지하는 전극 바(14)를 형성하기 위한 제1 표면탄성파 필터에 적합한 두께의 금속부재를 상기 기판(11)에 증착한다.
제3 공정에서는 제1 및 제2 표면탄성파 필터(12,13)와 전극 바(14)가 형성될 기판의 부분들을 설계한다.
제4 공정에서는 상기 제3 공정의 설계에 의해 사진식각하고, 보호막인 SiO2를 증착하며 다시 사진식각을 수행하여 동일한 두께의 금속부재과 보호막으로 형성된 전극패턴들이 형성된다.
제5 공정에서는 제4 공정에서 형성된 전극패턴들에 제2 표면탄성파 필터(13) 및 전극 바에 적합한 두께의 전극패턴을 형성하기 위한 금속부재를 증착하고 제2 주파수 통과대역 부분의 금속부재를 사진식각한다.
제6 공정에서는 제5 공정에 의해 형성된 전극 패턴 및 제1 주파수 대역상에 있는 금속부재에 보호막인 SiO2를 증착하고 제2 주파수 통과대역 부분 및 전극 바 형성부분을 사진식각하여 제2 표면탄성파(13)와 전극 바(14)를 형성한다.
제7 공정에서는 제1 주파수 통과대역상에 있는 금속부재 및 보호막을 selectivity 방법으로 식각하여 제1 표면탄성파 필터(12)를 형성한다.
제8 공정에서는 제6 공정에서 형성된 전극 바(14)에 각 주파수 대역의 신호 간섭을 억제하기 위한 차단패턴을 형성한다. 상기 차단패턴은 전극 바(bar)의 양단을 접지시키거나, 양측면에 흡음제를 도포하거나, 양측면을 톱니형태로 만들거나, 상면에 다이서(dicer)로 흠집을 내어 형성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 이중밴드형 표면탄성파 필터의 제조방법은 서로 다른 주파수 통과대역을 갖는 2개의 표면탄성파 필터를 하나의 압전물질 기판에 형성하고 상기 기판의 필터들 사이에 신호간섭을 억제하는 차단부 형성하여 이중대역형 표면탄성파 필터를 단일 칩화 할 수 있으므로,
필터의 칩 사이즈가 줄어들어 패키지 사이즈도 줄어들게 되며, 이렇게 제조된 이중밴드형 표면탄성파 필터는 경량 소형화되고 있는 이동통신용 기기에 적용하기 용이해질 수 있는 효과가 있다.
Claims (7)
- 외부에서 인가되는 신호가 표면을 통하여 전파되도록 압전물질로 이루어진 기판과; 상기 기판 위에 서로 다른 제1 및 제2 주파수의 통과대역에 적합하도록 금속부재와 보호막으로 형성되는 제1 및 제2 필터부와; 상기 제1 필터부와 제2 필터부의 사이에 형성되어 신호간섭을 방지하는 신호차단수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 이중대역형 표면탄성파 필터.
- 제 1 항에 있어서,상기 신호차단수단은 양단이 접지된 전극 바(bar)로 구성된 것을 특징으로 하는 이중대역형 표면탄성파 필터.
- 제 1 항에 있어서,상기 신호차단수단은 양측면에 표면탄성파 진행방향과 직교되도록 흡음제가 도포된 전극 바(bar)로 구성된 것을 특징으로 하는 이중대역형 표면탄성파 필터.
- 제 1 항에 있어서,상기 신호차단수단은 양측면에 탄성파 진행방향과 직교되도록 톱니모양으로 형성된 전극 바(bar)로 구성된 것을 것 특징으로 하는 이중대역형 표면탄성파 필터.
- 제 1 항에 있어서,상기 신호차단수단은 상면에 탄성파 진행방향과 직교되도록 다이서(dicer)로 흠집을 낸 전극 바(bar)로 구성된 것을 특징으로 하는 이중대역형 표면탄성파 필터.
- 제 1 주파수 통과대역(f1)과 제 2 주파수 통과대역(f2, f2〈f1)을 갖는 제 1 표면탄성파 필터 및 제 2 표면탄성파 필터가 각 주파수 통과대역에 맞도록 압전기판에 금속부재과 보호막의 증착 및 사진식각의 공정을 통해 두께가 적절히 조절된 단일칩으로 형성되어 서로 다른 주파수 통과대역의 전송이 가능한 이중대역형 표면탄성파 필터에 있어서,상기 제 1 표면탄성파 필터와 제 2 표면탄성파 필터의 사이에 각 필터의 신호간섭을 차단하기 위해 상기 제 1 표면탄성파 필터 및 제 2 표면탄성파 필터 형성시 각 필터와 분리된 전극바 형태의 신호차단수단을 형성하는 단계와;상기 신호차단수단에 상기 제 1 표면탄성파 필터와 제 2 표면탄성파 필터의신호간섭 차단 및 신호분리 특성을 향상시킬 수 있도록 차단패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중밴드형 표면탄성파 필터의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 차단패턴은 차단부에 형성되는 전극 바(bar)의 양단을 접지시키거나, 양측면에 흡음제를 도포하거나, 양측에 톱니형태로 만들거나, 상면에 다이서(dicer)로 흠집을 내어 형성되는 것을 특징으로 하는 이중대역형 표면탄성파 필터 제조방법.
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