KR20040045683A - 표면탄성파 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면탄성파 필터에 관한 것으로서, 압전체 기판에 패턴으로 형성되는 입력 및 출력 IDT와, 상기 입력 및 출력 IDT에서 발생되는 반사파를 상기 입력 및 출력 IDT로 재반사시키는 반사기를 포함하여 구성되고, 상기 반사기는 압전체 기판에 일정한 깊이를 가지는 다수개의 금속패턴으로 형성하여 상기 입력 및 출력 IDT에서 발생되는 반사파와 접하는 금속 패턴의 면적이 증가하게 되어 그에 따라 반사파의 반사량이 증가하게 되어 신호의 손실을 감소시키고, 상기 금속 패턴의 수를 감소시키는 동시에 효과적인 반사파의 재반사가 가능하여 전체 소자의 크기가 감소될 수 있는 효과가 있다.

Description

표면탄성파 필터{ Surface acoustic wave filter }

본 발명은 표면탄성파 필터에 관한 것으로서, 특히 입력 IDT와 출력 IDT에서 신호의 전달방향과 반대방향으로 진행하는 반사파를 상기 입력 IDT 및 출력 IDT로 재반사시켜 신호의 손실을 최소화하는 동시에 소형화가 용이한 표면탄성파 필터에 관한 것이다.

최근, 이동 통신 및 전자 기기가 급속도로 발전하면서 내부 부품의 성능이나서비스 기능이 보다 다양하고 광범위하게 확대되고 있으며, 그와 동시에 이동 통신 등의 사용이 증가되고 있는 추세이다.

일반적으로, 이동 통신 등의 어떤 시스템에 업무나 행동을 전류, 전압 등과 같이 연속적으로 변화하는 물리량을 이용하여 표현하거나 측정하기 위해 주파수를 선택적으로 통과시키는 회로로서, 특정한 주파수 대역의 신호를 될 수 있는 한 손실없이 전송하고 다른 불필요한 주파수 대역의 신호를 저지시킬 뿐만 아니라 소정 대역 외의 잡음을 제거하거나 주파수를 별도로 다중화된 신호로 분리하기 위한 아날로그 필터 제조시에 표면 탄성파 (Surface Acoustic Wave, 이하 SAW라고 함) 필터가 사용된다.

상기 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.

종래의 기술에 따른 표면탄성파 필터는 압전체 기판에 패턴으로 형성된 입력 인터디지털 트랜스듀서(InteDigital Transducer, 이하 IDT라 함)에 의해 외부로부터 입력되는 전기적 신호가 기계적 신호로 변환되면, 상기 변환된 기계적 신호는 출력 IDT로 입력되어 다시 기계적 신호로 변환되어 출력된다.

이때, 상기 표면탄성파 필터는 상기 입력 및 출력 IDT 양측에 상기 입력 및 출력 IDT에서 발생되는 반사파가 상기 입력 및 출력 IDT로 재반사되도록 하는 반사기가 형성된다.

여기서, 상기 반사기는 도1 에 도시된 바와 같이, 상기 압전체 기판(2)에 소정의 높이를 가지며 형성되는 다수개의 금속 패턴(4)으로 이루어지고, 상기 압전체 기판(2)을 따라 전달되는 반사파가 상기 금속 패턴(4)에 의해 재반사되어 상기 입력 및 출력 IDT로 재반사되도록 하여 신호의 손실을 최소화하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술에 따른 표면탄성파 필터는 상기 반사기가 상기 입력 및 출력 IDT에서 발생되는 반사파가 상기 입력 및 출력 IDT로 재반사되도록 하는 반사율을 증가시키기 위해 다수개의 금속 패턴(4)이 형성되어야 하기 때문에 이로 인해 상기 표면탄성파 필터를 소형화시키는데 한계가 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 입력 및 출력 IDT에서 발생되는 반사파가 상기 입력 및 출력 IDT로 재반사되는 반사율을 향상시키는 동시에 상기 전체 소자의 크기를 감소시킬 수 있는 표면탄성파 필터를 제공하는데 있다.

도 1 은 종래의 기술에 따른 반사기의 구조가 도시된 도면,

도 2 는 본 발명에 따른 표면탄성파 필터가 도시된 도면,

도3 은 도2의 A-A' 가 도시된 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 압전체 기판20 : 입력 IDT

30 : 출력 IDT40, 50 : 반사기

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 표면탄성파 필터는 압전체 기판과, 상기 압전체 기판에 패턴으로 형성되어 외부로부터 입력되는 전기적 신호를 기계적 신호로 변환하는 입력 IDT와, 상기 입력 IDT와 나란하게 형성되어 상기 기계적 신호를 전기적 신호로 변환하는 출력 IDT와, 상기 입력 및 출력 IDT에서 발생되는 반사파를 상기 입력 및 출력 IDT로 재반사시키는 반사기를 포함하여 구성되는 표면탄성파 필터에 있어서, 상기 반사기는 상기 압전체 기판의 저면방향으로 일정한 깊이(h)를 가지며 형성되는 금속패턴으로 구성된다.

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

본 발명에 따른 표면탄성파 필터는 도2 에 도시된 바와 같이, 일정한 두께를 가지며 신호가 전달되도록 하는 압전체 기판(10)과, 상기 압전체 기판(10)에 패턴으로 형성되어 외부로부터 입력되는 전기적 신호를 기계적 신호로 변환하는 입력 IDT(20)와, 상기 입력 IDT(20)에서 변환된 기계적 신호를 다시 전기적 신호로 변환하여 외부로 출력하는 출력 IDT(30)와, 상기 입력 IDT(20) 및 출력 IDT(30)에서 발생되는 반사파를 상기 입력 IDT(20)와 출력 IDT(30)로 재반사시키는 다수개의 반사기(40, 50)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 입력 IDT(20) 및 출력 IDT(30)는 나란하게 형성되며, 상기 다수개의 반사기(40, 50)는 상기 입력 IDT(20)와 출력 IDT(30)의 양측에 각각 형성되어 상기 입력 IDT(20) 및 출력 IDT(30)에서 전달되는 신호의 방향과 반대방향으로 발생되는 반사파가 상기 입력 IDT(20) 및 출력 IDT(30)로 재반사되도록 하여 신호의 손실을 최소화하게 된다.

이러한 반사기(40, 50)는 도3 에 도시된 바와 같이, 상기 압전체 기판(10)에 Al 등으로 형성되는 다수개의 금속 패턴(60)으로 이루어지는데, 상기 금속 패턴(60)은 ion beam etching 공법을 이용하여 상기 압전체 기판(10)의 저면방향으로 적어도 1㎛ 이상의 일정한 깊이(h)를 가지도록 형성된다.

다시 말해서, 상기 금속 패턴(60)이 일정한 깊이(h)를 가지며 형성되는 경우 압전체 기판(10)상에 금속 패턴이 형성된 경우에 비하여 상기 반사파가 보다 넓은 면적의 금속 패턴(60)에 의해 반사될 수 있기 때문에 상기 반사파가 재반사되는 반사율을 향상시킬 수 있고, 그에 따라 금속 패턴(60)의 수를 감소시킬 경우에도 효과적으로 상기 반사파를 재반사시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 표면탄성파 필터의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 표면탄성파 필터는 먼저, 외부로부터 입력되는 전기적 신호가 상기 입력 IDT(20)에 입력되면, 상기 입력 IDT(20)에서 상기 전기적 신호가 기계적 신호로 변환된다.

이때, 상기 기계적 신호는 상기 출력 IDT(30)로 입력되고, 상기 기계적 신호가 전기적 신호로 변환되어 외부로 출력되는 것이다.

여기서, 상기 입력 및 출력 IDT(20, 30)를 통해 신호가 전달될 때 상기 입력 및 출력 IDT(20, 30)는 모든 신호가 원하는 방향으로 전달되지 못하고, 일부 신호가 원하는 방향과 반대방향으로 전달되게 된다. 이때, 상기 반대방향으로 전달되는 반사파의 크기가 클수록 신호의 손실이 증가하므로 상기 반사파를 상기 입력 및 출력 IDT(20, 30)로 재반사시킴으로써, 신호의 손실을 감소시킬 수 있게 된다.

따라서, 상기 반사파는 상기 입력 및 출력 IDT(20, 30)의 양측에 각각 형성된 반사기(40, 50)에서 재반사되어 상기 입력 및 출력 IDT(20, 30)로 전달되고, 상기 재반사된 신호는 원래의 신호와 합쳐져 신호 전달시 손실발생을 최소화할 수 있게 된다.

특히, 상기 반사기(40, 50)는 상기 압전체 기판(10)상에 상기 압전체 기판(10)의 저면방향으로 일정한 깊이(h)를 가지며 형성되는 금속 패턴(60)으로 이루어짐으로써, 상기 반사파가 보다 넓은 면적의 금속 패턴(60)에 의해 재반사될 수 있고, 그에 따라 종래의 금속 패턴 수에 비하여 적은 수의 금속 패턴에 의해서도 효과적으로 반사파를 재반사시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 표면탄성파 필터는 압전체 기판에 패턴으로 형성되는 입력 및 출력 IDT와, 상기 입력 및 출력 IDT에서 발생되는 반사파를 상기 입력 및 출력 IDT로 재반사시키는 반사기를 포함하여 구성되고, 상기 반사기는 압전체 기판에 일정한 깊이를 가지는 다수개의 금속패턴으로 형성하여 상기 입력 및 출력 IDT에서 발생되는 반사파와 접하는 금속 패턴의 면적이 증가하게 되어 그에 따라 반사파의 반사량이 증가하게 되어 신호의 손실을 감소시키고, 상기 금속 패턴의 수를 감소시키는 동시에 효과적인 반사파의 재반사가 가능하여 전체 소자의 크기가 감소될 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 압전체 기판과, 상기 압전체 기판에 패턴으로 형성되어 외부로부터 입력되는 전기적 신호를 기계적 신호로 변환하는 입력 IDT와, 상기 입력 IDT와 나란하게 형성되어 상기 기계적 신호를 전기적 신호로 변환하는 출력 IDT와, 상기 입력 및 출력 IDT에서 발생되는 반사파를 상기 입력 및 출력 IDT로 재반사시키는 반사기를 포함하여 구성되는 표면탄성파 필터에 있어서,

   상기 반사기는 상기 압전체 기판의 저면방향으로 일정한 깊이(h)를 가지며 형성되는 금속 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 필터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속 패턴은 적어도 1㎛ 이상의 깊이를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 필터.