KR20040100395A - Ltcc 적층 커플링을 이용한 fbar 밴드패스 필터 및 듀플렉스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 듀플렉스에 관한 것으로 LTCC적층 기판위에 전송선로를 패튼하여 적층하고, 서로 다른 층의 전송선로는 비아홀(Via Hole)을 구비하여 전기적 신호를 연결하며, 상부 한 층에 Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip)본딩 내장하고 그곳에 에폭시로 몰딩하여 패키지하거나, 또는 상부 기판에 패키지화된 Tx, Rx 필터를 각각 플립칩 본딩하여 구현한다.
따라서, 종래의 PCB기판위의 듀플렉스 보다, 부피가 현저히 작아지고 내구성과 열적 영향에 따른 온도 보상효과가 상승된 듀플렉스를 제공한다.
Description
본 발명은, 이동통신 부품 소자에 관한 것으로, 상세하게는 안테나단과 송수신단 사이에 구비되어 송수신 신호를 각각 필터링하는 FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)듀플렉스에 관한 것이다.
일반적으로 듀플렉스는, 하나의 안테나를 구비한 통신단말기에 송수신을 위해서 사용하는 통신부품으로서, 통과대역 주파수가 다른 두개의 밴드패스필터(송신단 밴드패스필터와 수신단 밴드패스 필터)와 상기 밴드패스 필터 간에 입력임피던스를 높여 특성열화를 제거하기 위한 정합회로를 하나의 소자로 구현한 것이다. 상기 밴드패스필터로는 세라믹필터를 사용하여 왔으나, 오늘날 이동통신 단말기의 소형화 추세와 더불어 SAW 필터를 주로 사용하고 있다. 그러나 사용하는 주파수 대역이 GHz대역으로 높아짐에 따라, 삽입손실, 파워핸드링, 사이즈(Size)등의 측면에서 SAW필터 보다 유리한 FBAR필터로 교체되고 있으며, PCB 기판위에 두개의 FBAR필터로 듀플렉스를 구현하여 상용화되고 있는 제품도 있다. 그러나 도 1에 도시한 바와 같이 PCB 기판위에 통과대역주파수가 다른 두 개의 FBAR필터를 패키지화하여 구현하고 정합회로까지 구현하면, 일단 사이즈(Size)가 5×11.125×1.73mm이며 소형화 추세에 맞지 않다. 또한 열팽창 등에 따른 온도특성을 향상시키기가 어렵다.
본 발명은, FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)듀플렉스를 구현하는데 있어서, PCB기판이 갖는 문제점을 해소하기 위하여, 송신단 밴드패스 필터와 수신단 밴드패스 필터 사이에 구비되는 정합회로를 LC등가회로 같은 구조를 갖도록 LTCC(Low Temperature Cofired Ceramic)기판을 다층으로 구현하고, 상부에 FBAR필터를 플립칩(Flip Chip) 본딩하여 내장한 후 에폭시 등으로 몰딩하여 패키지 하거나, 또는 상부에 FBAR필터를 플립칩(Flip Chip) 본딩한 후 캡(Cap)을 쒸워 밀봉함으로써 소형화(5×5×1.5mm)가 가능하도록 한 FBAR듀플렉스를 제공하는 것이다.
도 1 은 종래의 PCB기판위의 듀플렉스 평면도.
도 2 는 본 발명에 따른 LTCC 기판위의 듀플렉스 단면도.
도 3a 는 본 발명에 따른, LTCC 기판 제 1층 평면도.
도 3b 는 본 발명에 따른, LTCC 기판 제 2층 평면도.
도 3c 는 본 발명에 따른, LTCC 기판 제 3층 평면도.
도 3d 는 본 발명에 따른, LTCC 기판 제 4층 평면도.
도 4 는 본 발명에 따른 듀플렉스의 블록선도
도 5 는 본 발명에 따른, 다른 실시예의 LTCC 기판 제 3층 평면도.
도 6 은 본 발명에 따른, 다른 실시예의 LTCC 기판위의 듀플렉스 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1. Tx단 FBAR필터를 내장할 홈. 2. Rx단 FBAR필터를 내장할 홈.
4. 제 1 전송선로 5. 제 2 전송선로
6. 안테나 비아홀 7. 비아홀
11. 12,13 비아홀 18. 캡(Cap)
20. 캐패시터패턴 21. 볼
22. Tx필터 23. Rx필터
상기 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 송수신단 밴드패스필터를 각각 구비하고 안테나단을 통한 송수신신호가 선택적으로 송수신단으로 전달되도록 하는 FBAR듀플렉스에 있어서,
제 1 전송선로(4)와 제 2 전송선로(5)로서, L이 설치된 제 1층;
또 다른 제 1 전송선로(4)와 제 2 전송선로(5)로서, C가 설치된 제 2층;
Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip) 본딩이 가능하도록 패튼이 형성된 제 3층;
Tx필터와 Rx필터를 내장할 수 있도록 홈이 두개 구비되며, 안테나 단과 Tx단 및 Rx단 그리고 그라운드의 패튼이 형성된 제 4층;
상기 각 층의 각 패턴간에 비아홀(Via Hole)(6,7,8)로 전기적으로 연결되며, 제 4층의 두개의 홈(1,2)에 Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip) 본딩하고, 에폭시로 상기 두 필터를 몰딩하는 것을 특징으로 하는 FBAR듀플렉스.
상기 각 층의 기판은 LTCC(Low Temperature Cofired Ceramic)기판을 사용한다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 FBAR듀플렉스의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
제 1 층은, 도 3a와 같이 제 1 전송선로와 제 2 전송선로를 스크린 프린팅 공정을 이용하여 L을 구현한다.
제 2 층은, 도 3b와 같이 제 1 전송선로와 제 2 전송선로를 스크린 프린팅 공정을 이용하여 C(20)를 구현하고, 안테나단과 전기적 연결이 가능한 비아홀(Via Hole)(6)(이하 안테나 비아홀 이라 함.)과 제 1 층의 패튼과 전기적 연결이 가능한 비아홀(Via Hole)(7)을 구현한다.
제 3 층은, 도 3c에 도시한 바와 같이, Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip)본딩이 가능하도록 패튼을 구현한다. 즉, 볼이 위치할 패드(도 3c의 점선부분)를 마련해 놓아야 한다. 그리고 안테나 비아홀(6)과, 제 2층과 전기적 연결이 가능하도록 비아홀(11)을 구현한다.
제 4 층은, 도 3d에 도시한 바와 같이, Tx필터와 Rx필터를 내장하도록 홈(1,2)을 구현하고, Tx단(14) 및 Rx단(15) 그리고 그라운드(17) 패튼을 형성하고, 안테나 비아홀(6), 그라운드연결 비아홀(12), Tx단 연결 비아홀(13), Rx단 연결 비아홀(13)을 구현한다.
Tx필터와 Rx필터의 내장홈(1,2)에 Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip)본딩하고 주변의 빈 공간에 에폭시를 채워서 몰딩하여 패키지 한다.
상기 전극 및 전송선로 등은 Au, Ag, Cu를 재료로 선택하는 것이 바람직하다.
한편 상기한 제 4층을 구현하지 않고도 본 발명에 따른 FBAR듀플렉스를 실현할 수가 있다. 이하 그 구성의 예를 들면 다음과 같다.
제 1 전송선로(4)와 제 2 전송선로(5)로서, L이 설치된 제 1층;
또 다른 제 1 전송선로(4)와 제 2 전송선로(5)로서, C가 설치된 제 2층;
Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip) 본딩이 가능하도록 패튼이 형성된 제 3층;
상기 각 층의 각 패턴간에 비아홀(Via Hole)(6,7,8)로 전기적으로 연결되며, 제 3층에 Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip) 본딩하고, 상기 Tx필터와 Rx필터 각각을 캡(Cap)(18)으로 덮어 쒸우는 것을 특징으로 하는 FBAR듀플렉스.
이하 첨부 도면을 참조하여, 상기 제 4층을 구현하지 않은, 본 발명에 따른 FBAR듀플렉스의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
제 1 층은, 도 3a와 같이 제 1 전송선로와 제 2 전송선로를 스크린 프린팅 공정을 이용하여 L을 구현한다.
제 2 층은, 도 3b와 같이 제 1 전송선로와 제 2 전송선로를 스크린 프린팅 공정을 이용하여 C(20)를 구현하고, 안테나단과 전기적 연결이 가능한 비아홀(Via Hole)(6)(이하 안테나 비아홀 이라 함.)과 제 1 층의 패튼과 전기적 연결이 가능한 비아홀(Via Hole)(7)을 구현한다.
제 3 층은, 도 5에 도시한 바와 같이, Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip)본딩이 가능하도록 패튼을 구현한다. 즉, 볼이 위치할 패드(도 5의 점선부분)를 마련해 놓아야 한다. 그리고 안테나 비아홀(6)과, 제 2층과 전기적 연결이 가능하도록 비아홀(11)을 구현한다.
제 3 층 상부의 점선 부분에 Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip)본딩하고 캡(Cap)을 쒸워 밀봉한다.
종래의 PCB기판 보다 LTCC 기판이 열팽창율(TCF)이 적다. 따라서 본 발명에 의한 LTCC기판을 사용한 FBAR 듀프렉스는 PCB 기판을 사용한 듀프렉스 보다 온도변화에 따른 주파수의 변화를 감소시킬 수가 있다. 또한 LTCC 기판을 적층함으로써 듀프렉스의 부피를 축소시킬 수가 있다.
Claims (2)
- 송수신단 밴드패스필터를 각각 구비하고 안테나단을 통한 송수신신호가 선택적으로송수신단으로 전달되도록 하는, FBAR듀플렉스를 LTCC 기판위에 구성함에 있어서,제 1 전송선로(4)와 제 2 전송선로(5)로서, L이 설치된 제 1층;또 다른 제 1 전송선로(4)와 제 2 전송선로(5)로서, C가 설치된 제 2층;Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip) 본딩이 가능하도록 패튼이 형성된 제 3층;Tx필터와 Rx필터를 내장할 수 있도록 홈이 두개 구비되며, 안테나 단과 Tx단 및 Rx단 그리고 그라운드의 패튼이 형성된 제 4층;상기 각 층의 각 패턴간에 비아홀(Via Hole)(6,7,8)로 전기적으로 연결되며, 제 4층의 두개의 홈(1,2)에 Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip) 본딩하고, 에폭시로 상기 두 필터를 몰딩하는 것을 특징으로 하는 FBAR듀플렉스.
- 송수신단 밴드패스필터를 각각 구비하고 안테나단을 통한 송수신신호가 선택적으로송수신단으로 전달되도록 하는, FBAR듀플렉스를 LTCC 기판위에 구성함에 있어서,제 1 전송선로(4)와 제 2 전송선로(5)로서, L이 설치된 제 1층;또 다른 제 1 전송선로(4)와 제 2 전송선로(5)로서, C가 설치된 제 2층;Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip) 본딩이 가능하도록 패튼이 형성된 제 3층;상기 각 층의 각 패턴간에 비아홀(Via Hole)(6,7,8)로 전기적으로 연결되며, 제 3층에 Tx필터와 Rx필터를 플립칩(Flip Chip) 본딩하고, 상기 Tx필터와 Rx필터 각각을 캡(Cap)(18)으로 덮어 쒸우는 것을 특징으로 하는 FBAR듀플렉스.
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