KR20050080600A - Ｓａｗ 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션의 구조를 변경함으로써 주파수 특성을 향상시키고 리크(leakage) 발생을 예방하도록 SAW 필터에 관한 것이다.

본 발명은, 압전기판과, 상기 압전기판 상부의 내부공간에 형성된 SAW 필터 칩과, 상기 칩을 외부환경과 차단하고 외부 전기적 단자와 연결하는 다층화된 세라믹 패키지와, 상기 패키지와 상기 칩을 전기적으로 연결하는 와이어와, 상기 다층화된 패키지의 외부 전극과의 연결을 담당하며 각 층의 측면부분을 커버하는 사이드 캐스털레이션을 포함하는 SAW 필터에 있어서, 상기 사이드 캐스털레이션은, 상기 SAW 필터의 측면에 형성되며, 상기 세라믹 패키지의 표면의 깊이 방향으로 형성된 마주하는 두 개의 단폭 및 상기 내부 공간과 마주하고 상기 단폭과 실질적으로 직선으로 연결하도록 형성된 장폭을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, SAW 필터에서 사이드 캐스털레이션과 칩이 들어가는 내부 공간과의 거리가 길어짐으로써 고온고습 환경에서 리크의 발생을 줄일 수 있고, SAW 필터의 저지대역 감쇄 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

ＳＡＷ 필터{A SAW Filter}

본 발명은 표면 탄성파(이하, SAW라 한다) 필터에 관한 것으로, 특히 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션(side castellation)의 구조를 변경함으로써 감쇄 특성을 향상시키고 리크 발생을 방지하도록 사이드 캐스털레이션의 구조가 개선된 SAW 필터에 관한 것이다.

일반적으로, SAW는 기판의 표면을 따라 전달되는 파동의 상태를 나타내는 것으로 깊이 방향으로 급격히 감쇄되는 특징을 지닌다. 이러한 특징을 주파수 선택기능 소자로 활용한 예로서 SAW 필터가 있다. SAW 필터는 압전기판과 기판상부의 내부 공간에 전극으로 구성된 SAW 필터 칩과, 상기 칩의 기능을 보호하는 세라믹스 용기로 유해한 환경으로부터 내부 회로를 보호하고 내부에서 발생된 열을 방열하여 외부에 접속하는 수단을 제공하는 다층화된 세라믹 패키지 형태로 형성되어 있다. 상기 패키지와 상기 칩은 와이어에 의하여 전기적으로 연결된다.

도 1은 이러한 종래의 SAW 필터 모듈의 구조도로서, 도 1(a)는 SAW 필터 모듈의 평면도이다. 도 1(a)를 참조하면, 종래의 SAW 필터 모듈은 실질적으로 중앙의 공동 부분인 내부 공간(1)에 SAW 필터(3)를 하나의 패키지로 구성된 것이 배치된다. 와이어 본딩 패드층(2)은 상기 SAW 필터(3)를 탑재하기 위한 직사각형 공간을 갖고 있다. 이 직사각형 공간의 주위에 와이어 본딩용 패드(5)가 배치되어 있다. 도면에는 14개의 와이어 본딩용 패드(5)가 나타내어져 있지만, 패드의 수는 이것에 한정되는 것이 아니다. 상기 와이어 본딩 패드층(2)과 상기 와이어 본딩용 패드(5)는 와이어를 통해 전기적으로 접속된다.

도 1에 도시된 바와 같이, SAW 필터 모듈은 다층화된 절연 재료에 의해서 형성되며 각 층간에 그라운드 패턴이나 스트립 선로 패턴화된 정합회로가 내부에 삽입된다. 이 경우 상부층의 일부, 하부층의 일부 및 각 층의 측면 부분을 커버하도록 사이드 캐스털레이션(side castellation)(6)이 형성되는데, 이와 같이 사이드 캐스털레이션(6)을 형성함으로써 이 사이드 캐스털레이션(6)을 통해서 상부 도금층(8)이나 선로 패턴, SAW 필터 칩과, 공통 단자 및 외부 접속 단자 등이 접속된다.

도 2는 종래의 SAW 필터 모듈의 사이드 캐스털레이션의 개략도로서, 도 1에 도시된 사이드 캐스털레이션(6)을 포함한 그 주변부(7)를 확대하여 상세하게 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 사이드 캐스털레이션(6)은 패키지 제조의 편의상 원형 형상으로 제조되는 것이 일반적이다. 최근 전자소자 및 시스템이 경박단소화되고 있는 실정에서 상기한 종래의 사이드 캐스털레이션(6)과 내부 공간(1)과의 거리(L₀)는 점차 작아지게 된다.

그러나, 이러한 종래의 SAW 필터의 경우, 상기한 바와 같이 내부 칩과 외부 단자를 연결하는 방법으로 일반적으로 원형 형상의 사이드 캐스털레이션을 이용하고 있지만, 이러한 사이드 캐스털레이션은 SAW 필터에서 기생 인덕턴스로 작용하여 상기 필터의 주파수 특성에 영향을 미치는 문제가 있었다. 또한, 제품의 소형화 추세에 따라 사이드 캐스털레이션 부위와 칩이 들어가는 내부 공간 사이의 거리가 가까워지게 되어 구조적으로도 필터의 고온고습 환경에서의 리크 발생에 시작점이 되는 문제가 있었다.

따라서, 당 기술분야에서는 상기한 바와 같이 사이드 캐스털레이션의 구조에 따른 주파수 특성의 영향 및 리크 발생을 줄일 수 있는 사이드 캐스털레이션이 개선된 SAW 필터 구조의 필요성이 요구되어 왔다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, SAW 필터 모듈 제작시 칩이 들어가는 내부 공간과 사이드 캐스털레이션의 거리가 멀어지도록 사이드 캐스털레이션의 구조를 변경함으로써 SAW 필터의 저지대역 특성을 향상시키고 고온고습 환경에서의 리크에 대한 신뢰성을 강화하도록 하는 SAW 필터를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압전기판과, 상기 압전기판 상부의 내부 공간에 형성된 SAW 필터 칩과, 상기 칩을 외부환경과 차단하고 외부 전기적 단자와 연결하는 다층화된 세라믹 패키지와, 상기 패키지와 상기 칩을 전기적으로 연결하는 와이어와, 상기 다층화된 패키지의 외부 전극과의 연결을 담당하며 각 층의 측면부분을 커버하는 사이드 캐스털레이션을 포함하는 SAW 필터에 있어서,

상기 사이드 캐스털레이션은, 상기 SAW 필터의 측면에 형성되며, 상기 세라믹 패키지의 표면의 깊이 방향으로 형성된 마주하는 두 개의 단폭 및 상기 내부 공간과 마주하고 상기 단폭과 실질적으로 직선으로 연결하도록 형성된 장폭을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에서 바람직하게는 상기 사이드 캐스털레이션의 단폭은 직선일 수도 있고 곡선일 수도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 도면에서 실질적으로 동일한 구조 및 기능을 갖는 구성요소들은 동일한 도면부호를 기재할 것이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션의 구조도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션(6)은, SAW 필터의 내부 공간(5)과의 일정한 거리(L₁)에서 마주하는 단폭(71)을 가지며 상기 내부 공간(5)과 마주하는 장폭(72)을 갖는다. 이때, 상기 내부 공간(5)과 마주하는 장폭(72)은 바람직하게는 직선이다. 보다 상세하게는, 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션(6)은 세라믹 패키지의 상부 도금층(8)의 표면의 깊이 방향으로 일정 길이의 마주보는 두 개의 단폭(71) 및 상기 내부 공간(5)과 마주하고 상기 단폭(71)과 직선으로 연결되도록 형성된 일정 길이의 장폭(72)을 갖는 직사각형의 형태를 갖는다. 이때, 상기 장폭(72)은 상기 내부 공간(5)과 서로 평행하도록 형성되며, 따라서, 상기 장폭(72)과 상기 내부 공간(5)과의 상호 거리(L₁)는 일정하다.

도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션과 도 2에 도시된 종래의 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션을 비교하면, 본 발명에 따른 사이드 캐스털레이션의 경우, 상기 사이드 캐스털레이션과 내부 공간과의 거리 L₁은 종래의 사이드 캐스털레이션과 내부 공간과의 거리 L₀보다 크다. 따라서, 본 발명의 사이드 캐스털레이션의 경우, 제품의 소형화에 따라 사이드 캐스털레이션(6)과 칩이 들어가는 내부 공간(5) 사이의 거리가 종래보다 멀어짐으로써 고온 고습 환경에서의 리크 발생의 문제점을 해결할 수 있게 된다. 이때, 주의할 것은 사이드 캐스털레이션과 기생 인덕턴스와의 관계를 고려해야 한다는 것이다. 일반적으로 도체의 직경과 인덕턴스와의 관계는 하기 수식 1과 같이 나타난다.

[수식 1]

자기 인덕턴스(L) =

여기서, r은 도체의 직경, l은 도체의 길이이다.

상기 수식 1에서 알 수 있듯이, 도체의 직경(r)과 인덕턴스(L)는 서로 반비례 관계가 있다. 따라서, SAW 필터에 형성되는 사이드 캐스털레이션의 크기(바람직하게는 직경)가 클수록 기생 인덕턴스는 감소하게 된다.

SAW 필터에서는 기생 인덕턴스가 적을수록 필터의 주파수 특성이 양호하다. 그러나, SAW 필터에서 사이드 캐스털레이션을 무작정 작게 형성할 수는 없는 실정이다. 왜냐하면, 상기 수식 1에서와 같이 사이드 캐스털레이션의 크기가 작아지면 기생 인덕턴스가 증가하기 때문이다. 따라서, 사이드 캐스털레이션에 의해 발생되는 기생 인덕턴스를 고려하여 적절한 크기의 사이드 캐스털레이션을 형성하는 것이 중요하다. 특히, 사이드 캐스털레이션을 형성할 때 상기 형성되는 사이드 캐스털레이션에 의한 기생 인덕턴스가 증가하지 않도록 하는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션에 의한 기생 인덕턴스가 기존의 원형 형태의 사이드 캐스털레이션에 의한 기생 인덕턴스보다 크지 않도록 단폭(71)과 장폭(72)을 설정한다. 바람직하게는 기존의 원형 형태의 사이드 캐스털레이션의 둘레(πr)와 실질적으로 동일하거나 크게 형성한다.

한편, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 사이드 캐스털레이션의 단폭(71) 및 장폭(72)은 곡선일 수도 있다. 그러나, 이때에도 상기 장폭(72)의 길이는 상기 단폭(71)의 길이보다 항상 크다. 이와 같이 사이드 캐스털레이션의 단폭(71)이 곡선인 경우를 도 4에 도시하고 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션의 구조도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션(6)은 도 3에 도시된 단폭(71)이 곡선인 경우를 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션(6)은 상기 SAW 필터의 내부 공간(5)과의 일정 거리(L₂)에서 서로 마주하는 단폭(71)을 가지며 상기 내부 공간(5)과 마주하는 장폭(72)을 갖는다. 보다 구체적으로는 상기 사이드 캐스털레이션(6)은 세라믹 패키지의 상부 도금층(8)의 표면의 깊이 방향으로 형성된 마주하는 두 개의 단폭(71) 및 상기 내부공간(5)과 마주하고 상기 단폭(71)과 직선으로 연결되도록 형성된 장폭(72)를 포함한다. 이때, 상기 단폭(71)은 소정 형태의 곡선을 이루며 상기 내부 공간(5)과 마주하는 장폭(64)은 실질적으로 직선이다. 보다 바람직하게는 상기 단폭(71)은 실질적으로 직선에 가까운 곡선이다.

이때, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션의 경우에도, 상기 사이드 캐스털레이션(6)에 의해 발생되는 기생 인덕턴스를 고려하여 적절한 크기의 사이드 캐스털레이션을 형성하는 것이 중요하며, 특히 사이드 캐스털레이션을 형성할 때 상기 형성되는 사이드 캐스털레이션에 의한 기생 인덕턴스가 증가하지 않도록 하는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션에 의한 기생 인덕턴스가 기존의 원형 형태의 사이드 캐스털레이션에 의한 기생 인덕턴스보다 크지 않도록 단폭(71)과 장폭(72)을 설정한다. 바람직하게는 기존의 원형 형태의 사이드 캐스털레이션의 둘레(πr)와 실질적으로 동일하거나 크게 형성한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 제1 및 제2 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션의 경우, 기존의 원형 형태의 사이드 캐스털레이션의 구조보다 내부 공간(5)과의 거리가 길어짐으로써 고온고습 환경에서의 리크 발생의 문제점을 해결할 수 있고, 기존의 원형 형태의 사이드 캐스털레이션과 크기가 실질적으로 동일하거나 크게 형성함으로써 기생 인덕턴스를 줄여 필터의 주파수 특성이 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제1 및 제2 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션(6)의 개선된 구조는 상기 사이드 캐스털레이션(6)과 칩이 들어가는 내부 공간(5)과의 거리를 증가시키는 것이 중요하며, 또한 상기 사이드 캐스털레이션(6)의 개선된 구조는 그 외경을 유지하거나 크게 하여 기생 인덕턴스의 추가 증가를 방지할 수 있다. 이때, 바람직하게는 본 발명의 제1 및 제2 실시형태에 따른 사이드 캐스털레이션(6)의 단폭(71)은 80~120㎛로 형성하고, 장폭(72)은 350~450㎛로 형성한다. 또한, 바람직하게는 제1 및 제2 실시형태에 따른 사이드 캐스털레이션(6)은 100 ×400㎛로 형성하며, 상기 사이드 캐스털레이션(6)의 전체 둘레는 450~600㎛로 형성한다.

도 5는 본 발명에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션의 직경에 따른 인덕턴스 파형 그래프이다. 도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 SAW 필터에서 2개의 서로 다른 사이드 캐스털레이션(6)에서의 인덕턴스의 상태를 나타내고 있다. 도 5를 참조하면, 그래프 X는 상대적으로 큰 직경을 갖는 사이드 캐스털레이션의 인덕턴스를 나타내고 있으며, 그래프 Y는 상대적으로 작은 직경을 갖는 사이드 캐스털레이션의 인덕턴스를 나타낸다. 도면에서 알 수 있듯이, 그래프 X처럼 아래로 내려갈수록 기생 인덕턴스가 적다. 이는 본 발명에 따른 개선된 사이드 캐스털레이션의 직경이 상대적으로 클수록 좋다는 것을 말한다. 그러나, 사이드 캐스털레이션을 너무 크게 한다면 패키지의 소형화 측면에서 불리하기 때문에 적절한 크기의 사이드 캐스털레이션을 형성하는 것이 중요할 것이다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 SAW 필터는 다른 디바이스에 다양하게 적용 및 응용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서와 같이 변형된 사이드 캐스털레이션를 갖는 SAW 필터는 SAW 듀플렉서에 적용될 수도 있다. 따라서, SAW 듀플렉서 패키지 제작시 SAW 필터의 측면에 형성되는 사이드 캐스털레이션의 구조를 상기와 같이 변경할 수도 있는 것이다.

이와 같이, 상기한 상세한 설명 및 도면의 내용은 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 특히 상기한 본 발명의 실시형태들은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형되어 제작될 수 있을 것이다. 또한, 상기한 상세한 설명 및 도면에서는 사이드 캐스털레이션의 구조를 단폭 및 장폭이라는 용어를 사용하고 하고 있으나 이는 본 발명에 대한 설명의 편의상 사용한 것으로서 본 발명이 기재하고자 하는 기술적 사상에서 다른 용어를 적용할 수도 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 상세한 설명 및 도면에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위에 의해 결정되어져야 할 것이다.

본 발명에 따른 개선된 사이드 캐스털레이션의 구조를 갖는 SAW 필터의 경우 기존의 원형 형태의 사이드 캐스털레이션의 경우에 비해 사이드 캐스털레이션과 칩이 들어가는 내부 공간과의 거리가 길어짐으로써 고온고습 환경에서 리크의 발생을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 개선된 사이드 캐스털레이션을 적용함으로써 SAW 필터의 주파수 특성을 양호하게 하여 SAW 필터의 저지대역 주파수 특성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 SAW 필터의 전체 구조도이다.

도 2는 종래의 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션 구조도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션의 상세 구조도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션의 상세 구조도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 SAW 필터의 사이드 캐스털레이션의 직경에 따른 인덕턴스 파형 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : SAW 필터 내부 공간 2 : 와이어 본딩 패드층

3 : SAW 필터 칩 4 : 와이어

5 : 패드 6 : 사이드 캐스털레이션(side castellation)

7 : 사이드 캐스털레이션 주변부 8 : 상부 도금층

71 : 단폭 72 : 장폭

Claims (3)

1. 압전기판과, 상기 압전기판 상부의 내부 공간에 형성된 SAW 필터 칩과, 상기 칩을 외부환경과 차단하고 외부 전기적 단자와 연결하는 다층화된 세라믹 패키지와, 상기 패키지와 상기 칩을 전기적으로 연결하는 와이어와, 상기 다층화된 패키지의 외부 전극과의 연결을 담당하며 각 층의 측면부분을 커버하는 사이드 캐스털레이션을 포함하는 SAW 필터에 있어서,

   상기 사이드 캐스털레이션은,

   상기 SAW 필터의 측면에 형성되며, 상기 세라믹 패키지의 표면의 깊이 방향으로 형성된 마주하는 두 개의 단폭 및 상기 내부 공간과 마주하고 상기 단폭과 실질적으로 직선으로 연결하도록 형성된 장폭을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 SAW 필터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 사이드 캐스털레이션의 단폭은 직선인 것을 특징으로 하는 SAW 필터.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 사이드 캐스털레이션의 단폭은 곡선인 것을 특징으로 하는 SAW 필터.