KR20070051759A - 분파기 - Google Patents

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KR20070051759A
KR20070051759A KR1020060112817A KR20060112817A KR20070051759A KR 20070051759 A KR20070051759 A KR 20070051759A KR 1020060112817 A KR1020060112817 A KR 1020060112817A KR 20060112817 A KR20060112817 A KR 20060112817A KR 20070051759 A KR20070051759 A KR 20070051759A
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야스히데 이와모또
준 즈쯔미
마사후미 이와끼
마사노리 우에다
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후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤
후지쯔 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 상대 대역의 감쇠 특성을 향상시키는 것이 가능한 분파기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 공통 단자(Ant)와 송신 단자(Tx) 사이에 접속되며, 래더형 필터인 송신 필터(10)와, 공통 단자(Ant)와 수신 단자(Rx) 사이에 접속되며, 래더형 필터인 수신 필터(12)를 구비하고, 송신 필터(10)의 병렬 공진기(P11, P12)는 1개의 송신 인덕턴스 L11을 통해 접지되고, 수신 필터(12)의 복수의 병렬 공진기(P21, P22, P23, P24) 중 일부의 병렬 공진기(P21, P22)는 제1 수신 인덕턴스(L21)를 통해 접지되며, 그 밖의 병렬 공진기(P23, P24)는 제2 수신 인덕턴스(L22)를 통해 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 분파기이다.
송신 필터, 수신 필터, 병렬 공진기, 송신 인덕턴스, 수신 인덕턴스, 수신 그라운드 선로 패턴, 송신 그라운드 선로 패턴

Description

분파기{DUPLEXER}
도 1은 분파기의 블록도.
도 2는 분파기의 통과 특성을 나타내는 도면으로서, 주파수에 대한 통과 강도를 도시하는 도면.
도 3은 실시예1에 따른 분파기의 회로도.
도 4의 (a)는 실시예1에 따른 적층 패키지에 실장된 분파기의 단면도, 도 4의 (b)는 분파기의 상시도.
도 5의 (a)는 실시예1의 캡 탑재층, 도 5의 (b)는 캐비티층, 도 5의 (c)는 다이 어태치층을 도시하는 도면.
도 6의 (a)는 선로 패턴층, 도 6의 (b)는 선로 패턴/풋 패드층을 도시하는 도면.
도 7의 (a)는 세라믹 코트를 도시하지 않은 풋 패드층, 도 7의 (b)는 세라믹 코트를 도시한 풋 패드층을 도시하는 도면.
도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는 비교예1에 따른 분파기의 다이 어태치층, 선로 패턴층 및 선로 패턴/풋 패드층을 도시한 도면, 도 8의 (d) 내지 도 8의 (f)는 실시예1에 따른 분파기의 다이 어태치층, 선로 패턴층 및 선로 패턴/풋 패드층을 도시한 도면.
도 9는 비교예1 및 실시예1의 수신 필터의 통과 특성을 도시하는 도면.
도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)는 비교예2에 따른 분파기의 다이 어태치층, 선로 패턴층 및 선로 패턴/풋 패드층을 도시한 도면, 도 10의 (d) 내지 도 10의 (f)는 실시예2에 따른 분파기의 다이 어태치층, 선로 패턴층 및 선로 패턴/풋 패드층을 도시한 도면.
도 11은 비교예2 및 실시예2의 아이솔레이션　특성을 도시하는 도면.
도 12의 (a)는 비교예3에 따른 분파기의 세라믹 코트를 도시하지 않은 풋 패드층을 도시한 도면, 도 12의 (b)는 실시예1에 따른 분파기의 세라믹 코트를 도시하지 않은 풋 패드층을 도시한 도면.
도 13은 비교예3 및 실시예1의 수신 필터의 통과 특성을 도시하는 도면.
도 14의 (a)는 비교예3에 따른 분파기의 세라믹 코트를 도시하지 않은 풋 패드층을 도시한 도면, 도 14의 (b)는 실시예3에 따른 분파기의 세라믹 코트를 도시하지 않은 풋 패드층을 도시한 도면.
도 15는 비교예3 및 실시예3의 송신 필터 및 수신 필터의 통과 특성을 도시하는 도면.
도 16의 (a)는 실시예1에 따른 분파기의 세라믹 코트를 도시하지 않은 풋 패드층을 도시한 도면, 도 16의 (b)는 실시예3에 따른 분파기의 세라믹 코트를 도시하지 않은 풋 패드층을 도시한 도면.
도 17은 실시예1 및 실시예3의 수신 필터의 통과 특성을 도시하는 도면.
도 18의 (a) 내지 도 18의 (c)는 비교예4에 따른 분파기의 다이 어태치층, 선로 패턴층 및 선로 패턴/풋 패드층을 도시한 도면, 도 18의 (d) 내지 도 18의 (f)는 실시예4에 따른 분파기의 다이 어태치층, 선로 패턴층 및 선로 패턴/풋 패드층을 도시한 도면.
도 19는 비교예4 및 실시예4의 수신 필터의 통과 특성을 도시하는 도면.
도 20의 (a) 내지 도 20의 (c)는 실시예1에 따른 분파기의 다이 어태치층, 선로 패턴층 및 선로 패턴/풋 패드층을 도시한 도면, 도 20의 (d) 내지 도 20의 (f)는 실시예5에 따른 분파기의 다이 어태치층, 선로 패턴층 및 선로 패턴/풋 패드층을 도시한 도면.
도 21의 (a) 및 도 21의 (b)는 실시예1 및 실시예5의 송신 필터의 통과 특성을 도시하는 도면.
도 22의 (a)는 비교예5에 따른 분파기의 다이 어태치층을 도시한 도면, 도 22의 (b)는 실시예1에 따른 분파기의 다이 어태치층을 도시한 도면.
도 23의 (a)는 비교예5 및 실시예1의 송신 필터의 통과 특성을 도시하는 도면, 도 23의 (b)는 송신 단자의 반사 특성을 도시하는 스미스차트.
도 24는 실시예6에 따른 전자 장치의 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 송신 필터
12 : 수신 필터
14 : 정합 회로
16 : 위상 정합 회로 칩
18 : 필터 칩
20 : 적층 패키지
22 : 캡 탑재층
24 : 캐비티층
26 : 다이 어태치층
28 : 선로 패턴층
30 : 선로 패턴/풋 패드층
32 : 풋 패드층
34 : 캡
35 : 범프 패드
36 : 범프
38 : 풋 패드
40 : 캐비티
S11, S12, S13 : 송신 필터의 직렬 공진기
S21, S22, S23 : 수신 필터의 직렬 공진기
P11, P12 : 송신 필터의 병렬 공진기
P21, P22, P23, P24 : 수신 필터의 병렬 공진기
L11 : 송신 인덕턴스
L21 : 제1 수신 인덕턴스
L22 : 제2 수신 인덕턴스
Ant : 공진 단자
Tx : 송신 단자
Rx : 수신 단자
TGL : 송신 그라운드 선로 패턴
RG1L : 제1 수신 그라운드 선로 패턴
RG2L : 제2 수신 그라운드 선로 패턴
MTL, MRL : 공통 신호 선로 패턴
TSL : 송신 신호 선로 패턴
RSL : 수신 신호 선로 패턴
SL1, SL2 : 구획 그라운드 선로 패턴
GndFP0 : 그라운드 풋 패드
GndFP1, GndFP2 : 그라운드 풋 패드
GndFP3, GndFP4 : 그라운드 풋 패드
[특허 문헌1] 일본 특개2004-328676호 공보
본 발명은, 분파기, 특히, 래더형 필터를 송수신 필터에 이용한 분파기에 관한 것이다.
최근, 이동체 통신 시스템의 발전에 수반하여 휴대 전화, 휴대 정보 단말기 등이 급속히 보급되고 있으며, 이들 단말기의 소형·고성능화의 개발이 행해지고 있다. 또한, 휴대 전화의 시스템으로서, 아날로그와 디지털의 양방이 이용되고, 사용 주파수는 800㎒∼1㎓대와 1.5㎓∼2.0㎓대가 주로 이용되고 있다. 이들 이동 통신용에 이용되는 기기에 제공하는 탄성 표면파 필터 또는 압전 박막 공진기 필터를 이용한 안테나 분파기가 제안되어 있다.
최근의 휴대 전화기의 개발에서는, 시스템의 다양화에 의해 듀얼 모드(아날로그와 디지털의 병용, 디지털의 TDMA : 시간 분할 변조 방식과 CDMA : 코드 분할 변조 방식의 병용) 혹은 듀얼 밴드(800㎒대와 1.9㎓대, 900㎒대와 1.8㎓대 또는 1.5㎓대의 병용)화를 행함으로써 단말기를 고기능화하는 것이 행해지고 있다. 이들에 이용되는 부품(필터)도 고기능화가 요구되고 있다.
한편, 기능 이외에 소형 또한 저코스트화도 요구되고 있다. 고기능 단말기에서의 안테나 분파기는, 유전체 혹은 적어도 한쪽에 유전체를 이용한 탄성 표면파와의 복합 분파기 혹은 탄성 표면파 디바이스만으로 구성된 것이 많다.
유전체 분파기는, 사이즈가 크기 때문에, 휴대 단말 기기의 소형화나 박형화가 매우 어렵다. 또한, 한쪽에 탄성 표면파 디바이스를 이용하는 경우라도 유전체 디바이스의 사이즈가 소형·박형화를 어렵게 하고 있다. 종래의 탄성 표면파 필터를 이용한 분파기 디바이스는, 프린트판 상에 송신 필터, 수신 필터, 정합 회로를 개별로 탑재한 모듈형의 것이나 다층 세라믹 패키지에 송신 및 수신용 필터 칩을 탑재하여 정합 회로를 패키지 내에 형성한 일체형의 것이 있다. 이들은, 유전체 분파기에 비해 체적은, 1/3 내지 1/15 정도이고, 높이 방향만으로 보면 1/2 내지 1/3 정도의 소형 박형화가 가능하게 된다.
다음으로, 일반적인 분파기에 대하여 설명한다. 도 1은 분파기의 블록도이다. 도 2는 분파기의 주파수에 대한 통과 강도를 도시하는 도면이다. 도 1을 참조하면, 분파기는, 2개의 필터로서 예를 들면 송신 필터(10) 및 수신 필터(12), 임피던스 정합 회로(이하, 간단하게 정합 회로라고 함)(14), 공통 단자 Ant, 및 개별단자로서 예를 들면 송신 단자 Tx 및 수신 단자 Rx를 갖는다.
공통 단자 Ant는, 안테나를 통하여 전파를 송수신하는 외부 회로를 접속하는 단자이다. 송신 단자 Tx는, 외부의 송신용 회로가 접속되어, 원하는 중심 주파수를 갖는 신호를 입력받는 단자이다. 수신 단자 Rx는, 외부의 수신용 회로가 접속되어, 원하는 중심 주파수를 갖는 신호를 출력하는 단자이다. 송신 단자 Tx 및 수신 단자 Rx와 다른 또 한쪽의 단자(도시 생략)는, 그라운드 레벨(GND)에 접지되어 있다.
통상적으로, 송신 필터(10), 수신 필터(12) 및 정합 회로(14)가 다층의 적층 세라믹 패키지 내에 넣어진다. 송신 필터(10) 및 수신 필터(12)는 예를 들면 탄성 표면파 필터 또는 압전 박막 공진기 필터로 구성되며, 각각 서로 다른 통과 대역 중심 주파수 F1, F2를 갖는다. 여기서, 일반적으로는, F2>F1이다. 예를 들면, 2㎓대 W-CDMA 시스템용의 분파기에서는, 송신 대역은 1920㎒ 내지 1980㎒, 수신 대역은 2110㎒ 내지 2170㎒이다. 송신 대역과 수신 대역의 주파수차는 130㎒이다.
정합 회로(14)는, 송신 필터(10) 및 수신 필터(12)의 필터 특성을 상호 열화 시키지 않도록 하기 위해 설치되어 있다. 공통 단자 Ant로부터 송신 필터(10)를 본 경우의 특성 임피던스를 Z1, 수신 필터(12)를 본 경우의 특성 임피던스를 Z2로 한다. 정합 회로(14)의 작용에 의해, 공통 단자 Ant로부터 입력받는 신호의 주파수가 F1인 경우에는 수신 필터(12)측의 특성 임피던스 Z1은 공통 단자 Ant의 특성 임피던스 값과 일치하고, 수신 필터(12)측의 특성 임피던스는 무한대이며 또한 반사 계수는 1로 된다. 또한, 신호의 주파수가 F2인 경우에는 송신 필터(10)측의 특성 임피던스는 무한대 또한 반사 계수는 1, 수신 필터(12)의 특성 임피던스 Z2는 공통 단자 Ant의 특성 임피던스와 일치하도록 되어 있다.
특허 문헌1에는, 분파기의 소형화를 목적으로 하여, 송신 필터(10) 및 수신 필터(12)를 적층 패키지에 실장하고, 적층 패키지의 다이 어태치층 및 다이 어태치층의 하층에, 인덕턴스를 형성하는 그라운드 선로 패턴을 형성하는 분파기가 개시되어 있다.
분파기에서는, 상대 대역의 감쇠 특성의 향상(억압), 즉 수신 필터의 송신 대역에서의 감쇠 특성의 향상, 송신 필터의 수신 대역에서의 감쇠 특성의 향상이 요구되고 있다. 특히, 송신 대역과 수신 대역의 차가 큰 예를 들면 2㎓대 W-CDMA 시스템용 분파기에서는, 상대 대역의 감쇠 특성의 향상이 어렵다.
본 발명은, 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 상대 대역의 감쇠 특성을 향상시키는 것이 가능한 분파기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 공통 단자와 송신 단자 사이에 접속되며, 래더형 필터인 송신 필터와, 상기 공통 단자와 수신 단자 사이에 접속되며, 래더형 필터인 수신 필터를 구비하고, 상기 송신 필터의 병렬 공진기는 1개의 송신 인덕턴스를 통해 접지되고, 상기 수신 필터의 복수의 병렬 공진기 중 일부는 제1 수신 인덕턴스를 통해 접지되며, 상기 복수의 병렬 공진기의 나머지는 제2 수신 인덕턴스를 통해 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 분파기이다. 본 발명에 따르면, 상대 대역의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 구성에서, 상기 송신 필터 및 상기 수신 필터가 실장되며, 복수의 적층을 갖는 적층 패키지와, 상기 적층 중 하나에 형성되며, 상기 송신 인덕턴스의 일부를 구성하는 송신 그라운드 선로 패턴과, 상기 적층 중 하나에 형성되며, 상기 제1 수신 인덕턴스의 일부를 구성하는 제1 수신 그라운드 선로 패턴과, 상기 적층 중 하나에 형성되며, 상기 제2 수신 인덕턴스의 일부를 구성하는 제2 수신 그라운드 선로 패턴을 구비하는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 인덕턴스를 소형화할 수 있어, 패키지를 소형화할 수 있다.
상기 구성에서, 상기 송신 그라운드 선로 패턴은, 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽과는 다른 적층에 형성된 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 송신 그라운드 선로 패턴과 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽과의 상호 인덕턴스를 저감할 수 있다. 따라서, 분파기의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 구성에서, 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴과 상기 제2 수신 그라운 드 선로 패턴은 서로 다른 적층에 형성된 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 제1 수신 그라운드 선로 패턴과 제2 수신 그라운드 선로 패턴의 상호 인덕턴스를 저감할 수 있다. 따라서, 분파기의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 구성에서, 상기 적층 패키지는, 상기 송신 필터 및 상기 수신 필터의 그라운드를 외부에 접속하기 위한 그라운드 풋 패드를 갖고, 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽이 접속된 상기 그라운드 풋 패드는, 송신 그라운드 선로 패턴이 접속된 상기 그라운드 풋 패드로부터 분리되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 송신 그라운드 선로 패턴과 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽과의 결합을 억제할 수 있다. 따라서, 분파기의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 구성에서, 상기 제1 수신 인덕턴스는 상기 수신 필터의 상기 공통 단자측의 병렬 공진기에 접속된 인덕턴스이고, 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 송신 그라운드 선로 패턴이 접속된 상기 그라운드 풋 패드는 공통이며, 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴이 접속된 상기 그라운드 풋 패드는 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 송신 그라운드 선로 패턴이 접속된 상기 그라운드 풋 패드로부터 분리되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 분파기의 감쇠 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 구성에서, 상기 송신 그라운드 선로 패턴을 흐르는 전류의 방향과 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한 쪽을 흐르는 전류의 방향을, 상기 송신 그라운드 선로 패턴과 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 제2 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽과의 상호 인덕턴스가 작아지지 않는 방향으로 하는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 송신 그라운드 선로 패턴과 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 제2 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽과의 상호 인덕턴스를 억제할 수 있다. 따라서, 분파기의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 구성에서, 상기 송신 그라운드 선로 패턴을 흐르는 전류의 방향과 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 제2 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽을 흐르는 전류와의 방향은 반대인 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 송신 그라운드 선로 패턴과 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 제2 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽과의 상호 인덕턴스를 억제할 수 있다. 따라서, 분파기의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 구성에서, 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴과 상기 제2 그라운드 선로 패턴 중 상기 적층의 주변에 가까운 한쪽은 다른쪽보다 인덕턴스가 큰 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 적층의 주변에 가까운 수신 그라운드 선로 패턴의 길이를 다른쪽보다 길게 할 수 있다. 따라서, 선로 패턴을 적층 내에 효율적으로 배치하여 적층 패키지의 크기를 작게 할 수 있다.
상기 구성에서, 상기 적층 중 하나에 형성되며, 상기 송신 필터 또는 상기 수신 필터와 상기 공통 단자를 접속하는 공통 신호 선로 패턴과, 상기 적층 중 하나에 형성되며, 상기 송신 필터와 상기 송신 단자를 접속하거나 또는 상기 수신 필 터와 상기 수신 단자를 접속하는 송수신 신호 선로 패턴과, 상기 공통 신호 선로 패턴과 상기 송수신 선로 패턴 사이의 교락(橋絡) 용량을 저감하기 위한 구획 그라운드 선로 패턴을 구비하는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 공통 신호 선로 패턴과 송수신 신호 선로 패턴의 교락 용량을 저감할 수 있다. 따라서, 분파기의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 구성에서, 상기 구획 그라운드 선로 패턴은, 상기 공통 신호 선로 패턴이 형성된 층과 다른 층의 상기 공통 신호 선로 패턴이 형성된 위치에 대응하는 위치에 형성된 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 임피던스 정합이 어긋나지 않아 교락 용량을 저감할 수 있다.
상기 구성에서, 상기 송신 필터 또는 상기 수신 필터가 형성된 칩은, 상기 적층 중 하나인 다이 어태치층에 페이스 다운으로 실장되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 분파기의 적층 패키지의 크기를 소형화할 수 있다.
상기 구성에서, 상기 다이 어태치층에 형성되며, 상기 칩을 페이스 다운으로 실장하기 위한 범프 패드와, 상기 다이 어태치층에 형성되며, 상기 범프 패드와 그라운드를 접속하기 위한 그라운드 선로 패턴을 구비하고, 상기 범프 패드의 폭은 상기 그라운드 선로 패턴의 폭보다 작은 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 그라운드 선로 패턴과 필터 칩의 표면에 형성된 신호선의 캐패시턴스를 저감할 수 있다. 따라서, 저손실의 필터 특성을 얻을 수 있다.
상기 구성에서, 상기 송신 필터 및 상기 수신 필터는, 탄성 표면파 필터 및 압전 박막 공진기 필터 중 적어도 한쪽인 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에서, 상기 분파기는, 2㎓대 W-CDMA 시스템용의 분파기인 구성으로 할 수 있다. 2㎓대 W-CDMA 시스템용의 분파기는, 송신 대역과 수신 대역의 간격이 130㎒로 크다. 이 때문에, 상대 대역의 감쇠 특성을 향상시키기 위해서는, 큰 송신 인덕턴스, 수신 인덕턴스가 필요로 된다. 따라서，2㎓대 W-CDMA 시스템용의 분파기에 본 발명을 적용함으로써, 보다 감쇠 특성을 향상시키고, 또한 보다 실장 면적을 축소시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예1]
실시예1은, 래더형 필터를 갖는 2㎓대 W-CDMA 시스템용의 분파기를 적층 패키지에 실장하여 형성한 예이다. 도 3은 실시예1에 따른 분파기의 회로도이다. 도 3을 참조하면, 공통 단자 Ant와 송신 단자 Tx 사이에 접속되며, 래더형 필터인 송신 필터(10)와, 공통 단자 Ant와 수신 단자 Rx 사이에 접속되며, 래더형 필터인 수신 필터(12)가 형성되어 있다. 공통 단자 Ant와 송신 필터(10) 및 수신 필터(12) 사이에는 정합 회로(14)가 접속되어 있다.
송신 필터(10)는, 직렬 공진기 S11 내지 S13, 병렬 공진기 P11 및 P12를 갖는 래더형 필터이다. 송신 필터(10)의 모든 병렬 공진기 P11 및 P12의 그라운드 단자측은 하나로 결합하여 하나의 송신 인덕턴스 L11을 통해 접지되어 있다. 한편, 수신 필터의 복수의 병렬 공진기 P21 내지 P24 중 일부의 병렬 공진기 P21 및 P22의 그라운드 단자측은 제1 수신 인덕턴스 L21를 통해 접지된다. 복수의 병렬 공진기 P21 내지 P24 중 나머지의 병렬 공진기 P23 및 P24의 그라운드 단자측은 제 2 수신 인덕턴스 L22를 통해 접지되어 있다.
실시예1에서는, 송신 필터(10)의 병렬 공진기가 하나로 결합하고, 송신 인덕턴스 L11을 통해 접지된다. 한편, 수신 필터(12)의 병렬 공진기가 2개로 나누어져 결합하고, 각각 인덕턴스를 통해 접지된다. 이에 의해, 분파기를 구성하는 필터의 상대 대역의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다. 수신 필터(12)의 병렬 공진기를 3개와 1개로 나누어 접지해도 되지만, 송신 대역과 수신 대역이 떨어져 있는 예를 들면 2㎓대 W-CDMA 시스템용 분파기에서는, 수신 필터(12)의 병렬 공진기를 2개와 2개로 나누어 접지하는 것이 바람직하다. 상대 대역의 감쇠는, 인덕턴스 L과 캐패시턴스 C의 곱으로 결정된다. 즉, 칩의 캐패시턴스와 패키지의 인덕턴스로 결정된다. 송신 대역과 수신 대역이 떨어져 있는 예를 들면 2㎓대 W-CDMA 시스템용의 분파기에서는, 약 3nH로 큰 인덕턴스가 필요하다. 이 때문에, 수신 필터(12)의 병렬 공진기를 3개와 1개로 나누어 접지한 경우, 1개측에 접속하는 패키지의 인덕턴스는, 극단적으로 큰 인덕턴스가 필요로 된다. 이 극단적으로 큰 인덕턴스를 형성 하기 위한 패키지의 선로 패턴이, 다른 선로 패턴과의 상호 인덕턴스를 크게 하게 된다. 이 때문에, 감쇠 특성을 악화시키게 된다. 따라서, 수신 필터(12)의 병렬 공진기를 2개와 2개로 나누어 접지하는 것이 바람직하다.
실시예1은, 송신 필터(10)의 병렬 공진기가 2개인 예이지만, 병렬 공진기를 3개 이상으로 할 수도 있다. 병렬 공진기를 3개 이상으로 하는 경우에는, 병렬 공진기 P11 또는 P12를 2개의 병렬 공진기로 분리하고, 각 병렬 공진기의 그라운드측을 결합하고, 송신 인덕턴스 L11을 통해 접지된다. 한편, 송신 필터(10)의 병렬 공진기가 1개인 경우, 2단 구성으로 되어 감쇠 특성의 확보가 어렵게 된다.
다음으로, 실시예1에 따른 분파기가 실장된 적층 패키지에 대하여 설명한다. 도 4의 (a)는 적층 패키지(20)의 단면 모식도이고, 도 4의 (b)는 적층 패키지(20)의 캡을 떼어 낸 상시도이다. 도 4의 (a)를 참조하면, 적층 패키지(20)는 적층이 겹쳐 쌓여 구성되어 있다. 적층으로서는, 캡 탑재층(22), 캐비티층(24), 다이 어태치층(26), 선로 패턴층(28) 및 선로 패턴/풋 패드층(30)이 있다. 캡 탑재층(22) 및 캐비티층(24)은, 필터 칩(18)을 저장하는 캐비티(40)를 형성하기 위한 캐비티층(23)을 구성한다. 캡 탑재층(22) 상에는 캡(34)이 형성되고, 필터 칩(18)을 캐비티로 밀봉한다. 다이 어태치층(26), 선로 패턴층(28) 및 선로 패턴/풋 패드층(30)은 베이스층(25)을 구성한다. 다이 어태치층(26)의 표면에 범프 패드(35)가 형성되고, 필터 칩(18)은 범프(36)를 이용하여 범프 패드(35)에 실장되어 있다. 선로 패턴층/풋 패드층(30)의 하면인 풋 패드층(32)에는 풋 패드(38)가 형성되어 있다. 각 적층은 세라믹 등의 절연체로 형성되며, 후술하는 선로 패턴이나 비아 등의 도전성 패턴이 형성되어 있다. 절연체로서는, 예를 들면 비유전률 9.5 정도의 알루미나 또는 글래스 세라믹을 이용할 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하면, 적층 패키지(20)의 다이 어태치층(26)에는, 송신 필터(10) 및 수신 필터(12)를 갖는 필터 칩(18) 및 위상 정합 회로 칩(16)이 페이스 다운으로 실장되어 있다. 적층 패키지(20)의 4각부에는 캡 등을 풋 패드층(32)에 형성된 그라운드용 풋 패드(38)에 접속하기 위한 캐스털레이션(37)이 형성되어 있다. 적층 패키지(20)의 외형 치수는 약 3×3×0.9㎜로 하였다. 정합 회로(14)는 집중 상수형의 회로를 이용하였다. 필터 칩(18)에 형성된 송신 필터(10) 및 수신 필터(12)는 압전막에 AlN을 이용한 압전 박막 공진기 필터를 이용하였다.
도 5의 (a) 내지 도 7의 (b)를 이용하여 적층 패키지(20)의 각 적층의 구성에 대하여 설명한다. 도면에서, 흑으로 도시한 패턴은 도전성의 패턴이다. 도 5의 (a)를 참조하면, 캡 탑재층(22)에는 캐비티를 형성하는 공동이 형성되고, 공동 상에 캡(34)이 탑재된다. 도 5의 (b)를 참조하면, 캐비티층(24)에는 캐비티(40)를 형성하는 공동이 형성된다.
도 5의 (c)를 참조하면, 다이 어태치층(26)의 표면에는 금속 등의 도전성 재료로 형성된 범프 패드, 도체를 매립한 비아 및 선로 패턴 등의 도전성 패턴이 형성되어 있다. 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)와 같이, 범프 패드(35)는, 필터 칩(18) 및 위상 정합 회로 칩(16)을 페이스 다운으로 실장하기 위한 패드이다. 그리고, 각 칩의 패드와 범프 패드(35)가 범프(36)에 의해 전기적으로 결합된다. 비아는 각 적층을 관통하고 비아 안은 금속 등의 도체로 매립되어 있다. 선로 패턴은 범프 패드 또는 비아끼리를 접속하기 위한 도전성 패턴이다. 그라운드 선로 패턴은 범프 패드와 그라운드를 접속한다. 신호 선로 패턴은 범프 패드와 공통 단자, 송신 단자 또는 수신 단자를 접속한다.
도 5의 (c)에는, 필터 칩(18) 및 위상 정합 회로 칩(16)은 도시하고 있지 않다. 위상 정합 회로 칩(16)의 공통 단자 패드는 범프 패드 AntP에 접속하고, 공통 단자용 선로 패턴 AntL을 통해 비아 AntV에 접속된다. 비아 AntV는, 각 적층(28, 30)에 형성된 비아 AntV를 통해 풋 패드층(32)의 공통 단자 AntT에 접속된다. 위 상 정합 회로 칩(16)의 그라운드 패드는, 범프 패드 M1P 및 M2P에 접속하고, 위상 정합 회로용 그라운드 선로 패턴 M1L 및 M2L을 통해 비아 M1V 및 M2V에 접속된다. 비아 M1V 및 M2V는 각 적층(28, 30)의 비아 M1V 및 M2V를 통해 풋 패드층(32)의 그라운드 풋 패드 GndFP1 및 GndFP2에 접속된다.
위상 정합 회로 칩(16)의 송신 필터(10)로부터의 입력 패드에 접속된 범프 패드 MTP1과 송신 필터(10)의 출력 패드에 접속된 범프 패드 MTP2는 송신 필터(10)와 정합 회로(14)의 접속 선로 패턴(공통 신호 선로 패턴) MTL에 의해 접속된다. 위상 정합 회로 칩(16)의 수신 필터(12)에의 출력 패드에 접속된 범프 패드 MRP1과 수신 필터(12)의 입력 패드에 접속된 범프 패드 MRP2는 수신 필터(12)와 정합 회로(14)의 접속 선로 패턴(공통 신호 선로 패턴) MRL에 의해 접속된다.
송신 필터(10)의 입력 패드에 접속된 범프 패드 TSP는, 송신 신호 선로 패턴 TSL을 통해 비아 TSV에 접속된다. 비아 TSV는, 각 적층(28, 30)의 비아 TSV를 통해 풋 패드층(32)의 송신 단자 TxT에 접속된다. 송신 필터(10)의 병렬 공진기 P11, P12의 그라운드측의 패드에 접속된 범프 패드 TGP는 그라운드 선로 패턴 TGL1을 통해 비아 TGV1에 접속된다.
수신 필터(12)의 출력 패드에 접속된 범프 패드 RSP는, 수신 신호 선로 패턴 RSL을 통해 비아 RSV에 접속된다. 비아 RSV는, 각 적층(28, 30)의 비아 RSV를 통해 풋 패드층(32)의 수신 단자 RxT에 접속된다. 수신 필터(12)의 병렬 공진기 P21, P22의 그라운드측의 패드에 접속된 범프 패드 RG1P는 선로 패턴 RG1L1을 통해 비아 RG1V1에 접속된다. 수신 필터(12)의 병렬 공진기 P23, P24의 그라운드측의 패드에 접속된 범프 패드 RG2P는 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L를 통해 비아 RG2V에 접속된다. 비아 RG2V는, 각 적층(28, 30)의 비아 RG2V를 통해 풋 패드층(32)의 그라운드 풋 패드 GndFP2에 접속된다. 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L이 도 3의 제2 수신 인덕턴스 L22를 주로 구성한다.
도 6의 (a)를 참조하면, 선로 패턴층(28)의 표면에는, 다이 어태치층(26)에 형성된 비아 RG1V1과 선로 패턴층(28)에 형성된 비아 RG1V2를 접속하는 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L이 형성되어 있다. 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L은 도 3의 제1 수신 인덕턴스 L21을 주로 구성한다. 선로 패턴층(28)에는 비아 AntV, M1V, M2V, TSV, TGV1, RSV 및 RG2V가 형성되고, 다이 어태치층(26)의 각 비아와 선로 패턴/풋 패드층(30)의 각 비아를 접속한다.
도 6의 (b)를 참조하면, 선로 패턴/풋 패드층(30)의 표면에는, 선로 패턴층(28)에 형성된 비아 TGV1과 선로 패턴/풋 패드층(30)에 형성된 비아 TGV2를 접속하는 송신 그라운드 선로 패턴 TGL이 형성되어 있다. 송신 그라운드 선로 패턴 TGL은 도 3의 송신 그라운드 인덕턴스 L11을 주로 구성한다. 선로 패턴/풋 패드층(30)에는 비아 AntV, M1V, M2V, TSV, RG1V2, RSV 및 RG2V가 형성되고, 선로 패턴층(28)에 형성된 각 비아와 풋 패드층(32)에 형성된 각 단자 또는 풋 패드를 접속한다.
도 7의 (a)를 참조하면, 선로 패턴/풋 패드층(30)의 이면인 풋 패드층(32)에는 금속으로 형성된 풋 패드가 형성되어 있다. 도 7의 (a)에는 도 7의 (b)에서 설명하는 세라믹 코트(50)는 도시하고 있지 않다. 풋 패드인 공통 단자 AntT는 비아 AntV가 접속되며, 이에 의해 위상 정합 회로 칩(16)의 공통 단자 패드와 접속한다. 송신 단자 TxT는 비아 TSV가 접속되며, 이에 의해 송신 필터(10)의 출력 패드에 접속한다. 수신 단자 RxT는 비아 RSV가 접속되며, 이에 의해 수신 필터(12)의 입력 패드에 접속한다.
그라운드 풋 패드 GndFP1은 M2V 및 RG1V2가 접속되며, 이에 의해 위상 정합 회로 칩(16)의 그라운드 패드에 접속한다. 또한, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L을 통해 수신 필터(12)의 병렬 공진기 P21, P22의 그라운드측 패드에 접속한다. 그라운드 풋 패드 GndFP2는 M1V, TGV2 및 RG2V가 접속하고, 이에 의해 위상 정합 회로 칩(16)의 그라운드 패드에 접속한다. 또한, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL을 통해 송신 필터(10)의 병렬 공진기 P11 및 P12의 그라운드측 패드에 접속한다. 또한, 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L을 통하여, 수신 필터의 병렬 공진기 P23, P24의 그라운드측 패드에 접속한다. 이와 같이, 그라운드 풋 패드는 송신 필터 및 상기 수신 필터의 그라운드를 외부에 접속하기 위한 그라운드 풋 패드이다. 각 풋 패턴간(52)에는 금속 패턴은 형성되어 있지 않고, 세라믹으로 전기적으로 분리되어 절연되어 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 풋 패드층(32)에는 세라믹 코트(50)되어 있다. 세라믹 코트(50)에 의해, 그라운드 풋 패드 GndFP2는 그라운드 단자 GndT로 된다. 이와 같이 하여 외부 회로 등과 접속되는 공통 단자 AntT, 송신 단자 TxT, 수신 단자 RxT 및 그라운드 단자 GndT와 위상 정합 회로 칩(16) 및 필터 칩(18)이 접속된다.
실시예1에 따른 분파기는, 송신 필터(10) 및 수신 필터(12)가 실장된 복수 적층을 갖는 적층 패키지(20)를 갖는다. 또한, 적층 패키지(20)의 적층 중 하나인 선로 패턴/풋 패턴층(30)에 형성되며, 송신 인덕턴스 L11의 일부를 구성하는 송신 그라운드 선로 패턴 TGL과, 적층 중 하나인 선로 패턴층(28)에 형성되며, 제1 수신 인덕턴스 L21의 일부를 구성하는 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L과, 적층 중 하나인 다이 어태치층(26)에 형성되며, 제2 수신 인덕턴스 L22의 일부를 구성하는 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L을 갖고 있다. 이와 같이, 적층 패키지(20)의 각 적층에 형성된 선로 패턴을 인덕턴스 L11, L21 및 L22로 함으로써, 인덕턴스를 소형화할 수 있어, 적층 패키지를 소형화할 수 있다.
실시예1에 따른 분파기에서는, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL을 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 RG2L과는 다른 적층에 형성하고 있다. 이 효과를 조사하기 위해, 비교예1을 시작하였다. 도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는 비교예1에 따른 분파기의 각각 다이 어태치층(26), 선로 패턴층(28) 및 선로 패턴/풋 패드층(30)을 도시하고 있다. 도 8의 (d) 내지 도 8의 (f)는 실시예1에 따른 분파기의 각각 다이 어태치층(26), 선로 패턴층(28) 및 선로 패턴/풋 패드층(30)을 도시하고 있다. 실시예1에서는, 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 송신 그라운드 선로 패턴 TGL이 각각 다이 어태치층(26), 선로 패턴층(28) 및 선로 패턴/풋 패드층(30)에 형성되어 있다. 즉 서로 다른 적층에 형성되어 있다. 한편, 비교예1에서는, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 송신 그라운드 선로 패턴 TGL과 동일한 선로 패턴층(28)에 형성되어 있다. 그 밖의 구성은 실시 예1과 동일하며 동일한 부재는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 9는 실시예1 및 비교예1에 따른 분파기의 통과 특성을 나타내고, 수신 필터(12)의 주파수에 대한 삽입 손실을 나타내고 있다. 실시예1은 비교예1에 대하여, 수신 필터(12)의 송신 대역에서의 감쇠 특성이 향상되어 있다. 즉 고억압의 필터 특성이 얻어지고 있다. 이것은, 송신 인덕턴스 L11과 제1 수신 인덕턴스 L21과의 상호 인덕턴스를 억제할 수 있었기 때문으로 생각된다. 이와 같이, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL을, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L 중 적어도 한쪽과는 다른 적층에 형성함으로써, 송신 인덕턴스 L11과 수신 인덕턴스 L21 또는 L22와의 상호 인덕턴스를 억제할 수 있어, 분파기의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
[실시예2]
도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)는, 비교예2에 따른 분파기의 각각 다이 어태치층(26), 선로 패턴층(28) 및 선로 패턴/풋 패드층(30)을 도시하고 있다. 도 10의 (d) 내지 도 10의 (f)는 실시예2에 따른 분파기의 각각 다이 어태치층(26), 선로 패턴층(28) 및 선로 패턴/풋 패드층(30)을 나타내고 있다. 비교예2에서는, 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 송신 그라운드 선로 패턴 TGL이 동일한 적층인 선로 패턴/풋 패드층(30)에 형성되어 있다. 한편, 실시예2에서는, 비교예2와 비교하여, 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L을, 선로 패턴층(28)에 형성하고 있다. 즉 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L을 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L과는 다른 적층에 형성하고 있다. 그 밖의 구성은 실 시예1과 동일하며 동일한 부재는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 11은 실시예2 및 비교예2에 따른 분파기의 아이솔레이션 특성을 나타내고, 주파수에 대한 삽입 손실을 나타내고 있다. 실시예2는 비교예2에 대하여, 송신 대역에서의 아이솔레이션 특성이 향상되어 있다. 즉 고억압의 필터 특성이 얻어지고 있다. 이것은, 제1 수신 인덕턴스 L21과 제2 수신 인덕턴스 L22와의 상호 인덕턴스를 억제할 수 있었기 때문으로 생각된다. 이와 같이, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L과 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L을 서로 다른 적층에 형성함으로써, 분파기의 아이솔레이션 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 실시예1과 같이, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL을, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L 중 적어도 한쪽과는 다른 적층에 형성하고, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L과 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L을 서로 다른 적층에 형성할 수도 있다.
[실시예3]
도 12의 (a) 및 도 12의 (b)는, 각각 비교예3 및 실시예1에 따른 분파기의 세라믹 코트를 도시하지 않은 풋 패턴층(32)을 도시하고 있다. 도 12의 (b)와 같이, 실시예1에서는 수신 필터(12)의 공통 단자 Ant측의 병렬 공진기 P21 및 P22에 접속된 선로 패턴인 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L에 접속되는 그라운드 풋 패드 GndFP1은, 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L 및 송신 그라운드 선로 패턴 TGL에 접속되는 그라운드 풋 패드 GndFP2와는 전기적으로 분리되어 절연되어 있다. 한편, 도 12의 (a)를 참조하면, 비교예3에서는, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L은 동일한 그라운드 풋 패드 GndFP0에 접속되어 있다. 그 밖의 구성은 실시예1과 동일하며 동일한 부재는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 13은 실시예1 및 비교예3에 따른 분파기의 수신 필터(12)의 통과 특성을 나타내고, 주파수에 대한 삽입 손실을 나타내고 있다. 실시예1은 비교예3에 대하여, 수신 필터(12)의 송신 대역에서의 감쇠 특성이 향상되어 있다. 즉 고억압의 필터 특성이 얻어지고 있다.
도 14의 (a) 및 도 14의 (b)는, 각각 비교예3 및 실시예3에 따른 분파기의 세라믹 코트를 도시하지 않은 풋 패턴층(32)을 도시하고 있다. 도 14의 (a)는 도 12의 (a)와 동일한 도면으로 설명을 생략한다. 도 14의 (b)를 참조하면, 실시예3에서는, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L은, 각각 그라운드 풋 패드 GndFP4, 그라운드 풋 패드 GndFP1 및 그라운드 풋 패드 GndFP3에 접속되어 있다. 또한 각 그라운드 풋 패드 GndFP1, GndFP3 및 GndFP4는 상호 전기적으로 분리되어 절연되어 있다. 그 밖의 구성은 비교예3과 동일하며 동일한 부재는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 15는 실시예3 및 비교예3에 따른 분파기의 송신 필터(10) 및 수신 필터(12)의 통과 특성을 나타내고, 주파수에 대한 삽입 손실을 나타내고 있다. 실시예3은 비교예3에 대하여, 수신 필터(12)의 송신 대역에서의, 송신 필터(10)의 수신 대역에서의, 감쇠 특성이 향상되어 있다. 즉 고억압의 필터 특성이 얻어지고 있 다.
도 16의 (a) 및 도 16의 (b), 각각 실시예1 및 실시예3에 따른 분파기의 세라믹 코트를 도시하지 않은 풋 패턴층(32)을 도시하고 있다. 도 16의 (a)는 도 12의 (b)와, 도 16의 (b)는 도 14의 (b)와 동일하여 설명을 생략한다.
도 17은 실시예1 및 실시예3에 따른 분파기의 수신 필터의 통과 특성을 나타내고, 주파수에 대한 삽입 손실을 나타내고 있다. 실시예1은 실시예3에 대하여, 수신 필터(12)의 송신 대역에서의 감쇠 특성이 향상되어 있다. 즉 고억압의 필터 특성이 얻어지고 있다.
도 13의 실시예1 및 도 15의 실시예3과 같이, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L 중 적어도 한쪽이 접속된 그라운드 풋 패드는, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL이 접속된 상기 그라운드 풋 패드로부터 분리되어 있다. 이에 의해, 그라운드간의 결합을 저감할 수 있어, 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 그라운드 풋 패드의 구성은, 실시예1, 비교예1, 실시예2, 비교예2와 같이, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L이 어느 쪽의 적층에 형성되었는지라고 하는 구성과는 독립적으로 적용할 수 있다.
[실시예4]
도 18의 (a) 내지 도 18의 (c)는, 비교예4에 따른 분파기의 각각 다이 어태치층(26), 선로 패턴층(28) 및 선로 패턴/풋 패드층(30)을 도시하고 있다. 도 18 의 (d) 내지 도 18의 (f)는 실시예4에 따른 분파기의 각각 다이 어태치층(26), 선로 패턴층(28) 및 선로 패턴/풋 패드층(30)을 나타내고 있다. 비교예4 및 실시예4 모두, 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 송신 그라운드 선로 패턴 TGL이 동일한 적층인 선로 패턴/풋 패드층(30)에 형성되어 있다. 그 밖의 구성은 실시예1과 동일하며 동일한 부재는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
비교예4에서는, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L과 송신 그라운드 선로 패턴 TGL의 전류의 방향은 대략 동일하며, 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L과 송신 그라운드 선로 패턴 TGL의 전류의 방향은 대략 동일하다. 한편, 실시예4에서는, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L의 전류의 방향은 도 18의 (f)에서 상향과 좌향이다. 한편, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL과의 전류의 방향은 하향과 우향이다. 이와 같이, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L의 전류의 방향과 송신 그라운드 선로 패턴 TGL의 전류의 방향은 반대이다. 또한, 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L의 전류의 방향은 좌향이다. 한편, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL의 전류의 방향은 우향이다. 이와 같이, 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L의 전류의 방향과 송신 그라운드 선로 패턴 TGL의 전류의 방향은 반대이다. 여기서, 전류의 방향이 반대란, 도 18의 (f)의 송신 그라운드 선로 패턴 TGL과 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L과 같이, 전류의 방향이 하 방향 및 우 방향과 상 방향 및 좌 방향(즉, 시계 방향과 반시계 방향)인 경우 또는 송신 그라운드 선로 패턴 TGL과 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L과 같이, 직선의 전류 방향이 우 방향과 좌 방향과 같이 역방향 인 경우를 말한다.
도 19는 실시예4 및 비교예4에 따른 분파기의 수신 필터(12)의 통과 특성을 나타내고, 주파수에 대한 삽입 손실을 나타내고 있다. 실시예4는 비교예4에 대하여, 수신 필터(12)의 송신 대역에서의 감쇠 특성이 향상되어 있다. 즉 고억압의 필터 특성이 얻어지고 있다. 이와 같이, 실시예4에서는, 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 RG2L과 송신 그라운드 선로 패턴 TGL과의 전류의 방향을 반대로 함으로써, 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 RG2L과 송신 그라운드 선로 패턴 TGL과의 상호 인덕턴스가 비교예4보다 작아진다. 따라서, 분파기의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL을 흐르는 전류의 방향과 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L 중 적어도 한쪽을 흐르는 전류의 방향을 반대로 하고, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL과 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L 중 적어도 한쪽과의 상호 인덕턴스가 작아지도록 함으로써, 분파기의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL을 흐르는 전류의 방향과 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L의 전류의 방향을 반대로 하고, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL과 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L과의 상호 인덕턴스가 작아지도록 함으로써, 분파기의 감쇠 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL을 흐르는 전류의 방향과 제1 수신 그라 운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L 중 적어도 한쪽을 흐르는 전류와의 방향을 반대로 함으로써, 분파기의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다. 특히 송신 그라운드 선로 패턴 TGL을 흐르는 전류의 방향과 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L의 전류의 방향을 반대로 함으로써, 분파기의 감쇠 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예4는, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L이 형성된 적층이 동일한 경우의 예이었지만, 다른 실시예, 비교예와 같이, 이들 그라운드 선로 패턴이 서로 다른 적층에 형성된 경우에도, 송신 그라운드 선로 패턴 TGL을 흐르는 전류의 방향과 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L 및 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L 중 적어도 한쪽을 흐르는 전류와의 방향을 대략 반대로 함으로써, 상호 인덕턴스를 억제할 수 있다. 따라서, 분파기의 감쇠 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
[실시예5]
도 20의 (a) 내지 도 20의 (c)는, 실시예1에 따른 분파기의 각각 다이 어태치층(26), 선로 패턴층(28) 및 선로 패턴/풋 패드층(30)을 도시하고 있다. 도 20의 (d) 내지 도 21의 (f)는 실시예5에 따른 분파기의 각각 다이 어태치층(26), 선로 패턴층(28) 및 선로 패턴/풋 패드층(30)을 도시하고 있다. 실시예1 및 실시예5에서는, 다이 어태치층(26)에, 송신 필터(10)와 정합 회로(14)를 통해 공통 단자 Ant를 접속하는 공통 신호 선로 패턴 MTL 및 수신 필터(12)와 정합 회로(14)를 통해 공통 단자 Ant를 접속하는 공통 신호 선로 패턴 MRL이 형성되어 있다. 또한, 다이 어태치층(26)에, 송신 필터(10)와 송신 단자 Tx를 접속하는 송신 신호 선로 패턴 TSL과, 수신 필터(12)와 수신 단자 Rx를 접속하는 수신 신호 선로 패턴 RSL이 형성되어 있다.
그리고, 공통 선로 패턴 MRL 및 MTL의 일부에 겹치도록(즉, 대응하는 위치에), 선로 패턴층(28)에 각각 구획 그라운드 선로 패턴 SL1 및 SL2가 형성되어 있다. 또한, 도 20의 (d)의 점선은 구획 그라운드 선로 패턴 SL1 및 SL2가 대응하는 위치를 나타내고 있다. 구획 그라운드 선로 패턴 SL1 및 SL2는 선로 패턴/풋 패드층(30)에 형성된 비아 SL1V 및 SL2V를 통해 그라운드 풋 패드에 접속되어 있다. 구획 그라운드 선로 패턴 SL1 및 SL2는, 각각 공통 신호 선로 패턴 MRL과 수신 신호 선로 패턴 RSL 및 공통 신호 선로 패턴 MTL과 송신 신호 선로 패턴 TSL 사이의 교락 용량을 저감하기 위해 이용되고 있다. 여기서, 수신 신호 선로 패턴 RSL, 송신 신호 선로 패턴 TSL을 송수신 신호 선로 패턴이라고 한다.
도 21의 (a)는, 실시예1 및 비교예5에 따른 분파기의 송신 필터(10)의 통과 특성을 나타내고, 주파수에 대한 삽입 손실을 나타내고 있다. 도 21의 (b)는 도 21의 (a)의 수신 대역 부근의 확대도이다. 실시예5는 실시예1에 대하여, 송신 필터(10)의 수신 대역에서의 감쇠 특성이 향상되어 있다. 즉 고억압의 필터 특성이 얻어지고 있다. 이와 같이, 공통 신호 선로 패턴 MRL과 수신 신호 선로 패턴 RSL 및 공통 신호 선로 패턴 MTL과 송신 신호 선로 패턴 TSL 사이의 교락 용량을 저감 하기 위한 구획 그라운드 선로 패턴 SL1 및 SL2를 형성함으로써, 분파기의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
구획 그라운드 선로 패턴 SL1, SL2는, 각각 송수신 신호 선로 패턴 RSL 및 TSL의 근처에 형성할 수도 있다. 그러나, 이 경우, 수신 단자 Rx 및 송신 단자 Tx의 임피던스가 변화되게 되어 임피던스 정합이 악화된다. 한편, 구획 그라운드 선로 패턴 SL1, SL2를 각각 공통 신호 선로 패턴 MRL 및 MTL의 근처에 형성한 경우도 임피던스가 변화되지만, 정합 회로(14)를 변경함으로써 임피던스의 조정이 용이하다. 따라서, 구획 그라운드 선로 패턴 SL1, SL2는 각각 공통 신호 선로 패턴 MRL 및 MTL의 근처에 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 실시예5와 같이, 공통 신호 선로 패턴 MRL, MTL이 형성된 층과 다른 층의 공통 신호 선로 패턴이 형성된 위치에 대응하는 위치에 구획 그라운드 선로 패턴 SL1, SL2를 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 적층 패키지(20)의 실장 면적을 작게 할 수 있다.
또한, 실시예5는 실시예1에 구획 그라운드 선로 패턴 SL1, SL2를 형성하는 예이었지만, 다른 실시예, 비교예에 적용할 수도 있다.
도 22의 (a) 및 도 22의 (b)는, 각각 비교예5 및 실시예1에 따른 분파기의 다이 어태치층(26)을 도시하고 있다. 도 22의 (a)를 참조하면, 비교예5에서는, 송신 필터(10)의 병렬 공진기 P11 및 P12의 그라운드측의 패드가 접속하는 범프 패드간을 접속하는 그라운드 선로 패턴 TGL2의 폭은, 범프 패드의 폭보다 크다. 그 밖의 구성은 실시예1과 동일하여 설명을 생략한다. 도 22의 (b)를 참조하면, 실시예1에서는, 그라운드 선로 패턴 TGL1의 폭은 범프 패드의 폭보다 작다.
도 23의 (a)는, 실시예1 및 비교예5에 따른 분파기의 송신 필터(12)의 통과 특성을 나타내고, 주파수에 대한 삽입 손실을 나타내고 있다. 실시예1은 비교예5 에 대하여, 송신 필터의 송신 대역에서의 삽입 손실이 작다. 즉 저손실의 필터 특성이 얻어지고 있다. 이것은, 도 23의 (b)의 화살표와 같이, 비교예5보다 실시예1이 신호선의 캐패시턴스를 저감할 수 있기 때문이다. 이와 같이, 그라운드 선로 패턴 TGL1의 폭을 범프 패드의 폭보다 작게 함으로써, 필터 칩(18) 표면의 신호선과 그라운드 선로 패턴과의 캐패시턴스를 저감할 수 있다. 이에 의해, 저손실의 필터 특성을 얻을 수 있다. 폭을 범프 패드의 폭보다 작게 하는 그라운드 선로 패턴은 송신용의 그라운드 선로 패턴에 한정되지 않는다. 그 밖의 그라운드 선로 패턴이어도, 위상 정합 회로 칩(16) 또는 필터 칩(18)의 표면에 형성된 신호선과의 캐패시턴스를 저감할 수 있다. 따라서, 저손실의 필터 특성을 얻을 수 있다.
[실시예6]
도 24는 실시예6에 따른 전자 장치의 블록도이다. 이 전자 장치는 휴대 전화의 송수신계이다. 휴대 전화의 송수신계는, RF부(70), 변조기(71) 및 IF부(72)를 갖는다. RF부(70)는, 안테나(73), 분파기(74), 로우 노이즈 앰프(83), 단간 필터(84), 믹서(75), 국부 발진기(76), 단간 필터(77), 믹서(78), 단간 필터(79) 및 파워 앰프(80)를 갖는다. 음성 처리계로부터 입력된 음성 신호는, 변조기(71)에서 변조되며, RF부(70)의 믹서(78)에서 국부 발진기(76)의 발진 신호를 이용하여 주파수 변환된다. 믹서(78)의 출력은 단간 필터(79) 및 파워 앰프(80)를 통해 분파기에 이른다.
분파기(74)는, 실시예1 내지 실시예5 중 어느 하나의 분파기이며, 송신용 필터(74a)와 수신용 필터(74b)와, 정합 회로(도시 생략)를 갖고 있다. 파워 앰 프(80)로부터의 송신 신호는, 분파기(74)의 송신용 필터(74a)를 통해 안테나(73)에 공급된다. 안테나(73)로부터의 수신 신호는, 분파기(74)의 수신용 필터(74b)를 통해, 로우 노이즈 앰프(83), 단간 필터(84)를 거쳐 믹서(75)에 이른다. 믹서(75)는, 국부 발진기(76)의 발진 주파수를 단간 필터(77)를 통해 수취하고, 수신 신호의 주파수를 변환하여, IF부(72)에 출력한다. IF부(72)는, 이 신호를 IF 필터(81)를 통해 수취하고, 복조기(82)에서 복조하여, 음성 신호를 음성 처리계에 출력한다.
실시예6은, 실시예1 내지 실시예5 중 어느 하나에 따른 분파기를 사용하고 있기 때문에, 성능이 양호한 전자 장치를 제공할 수 있다.
실시예1 내지 실시예5에서는, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L과 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L 중 적층의 주변에 가까운 한쪽은 다른쪽보다 그라운드 선로 패턴이 길다. 실시예1 내지 실시예4에서는, 적층의 주변에 가까운 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L은 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L보다 길다. 이 때문에, 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L은 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L보다 인덕턴스가 크다. 적층의 주변은 중심보다 긴 그라운드 선로 패턴을 배치하는 것이 가능하다. 따라서, 적층의 주변에 가까운 한쪽의 수신 그라운드 선로 패턴의 인덕턴스를 다른쪽의 수신 그라운드 선로 패턴보다 크게 함으로써, 보다 효율적으로 수신 그라운드 선로 패턴을 배치할 수 있다. 따라서, 적층 패키지를 소형화할 수 있다. 또한, 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L과 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L은 동일한 적층에 형성되는 것에 한하지 않는다. 제1 수신 그라운드 선로 패턴 RG1L과 제2 수신 그라운드 선로 패턴 RG2L이 다른 적층에 형성된 경우에도, 실시예1과 같이, 각 적층의 주변에 가까운 수신 그라운드 선로 패턴의 인덕턴스를 크게 함으로써, 적층 패키지를 소형화할 수 있다.
송신 필터(10) 또는 수신 필터(12)가 형성된 필터 칩(18) 및 위상 정합 회로 칩(16)은, 페이스 업으로 실장할 수도 있다. 그러나, 페이스 업 실장의 경우, 와이어 접속이 필요하기 때문에, 디바이스 높이가 커지게 된다고 하는 결점이 발생하게 된다. 이 때문에, 디바이스를 소형화하기 위해서는 페이스 다운 방식이 바람직하다. 필터 칩(18)을 페이스 다운으로 실장한 경우, 페이스 업으로 실장한 경우와 같이, 인덕턴스를 와이어로 형성할 수 없다. 그 때문에, 적층 패키지(20)의 각 적층에 형성된 그라운드 선로 패턴으로 송신 인덕턴스 L11, L21 및 L22를 형성하는 것이 요구된다.
실시예1 내지 실시예5에서, 송신 필터(10) 및 수신 필터(12)는, 압전 박막 공진기 필터의 예이었다. 송신 필터(10) 및 수신 필터(12)는, 탄성 표면파 필터 및 압전 박막 공진기 필터 중 적어도 한쪽을 이용할 수 있다.
실시예1 내지 실시예5에 따른 분파기는, 2㎓대 W-CDMA 시스템용의 분파기의 예이었다. 본 발명은 이것에 한하지 않고, 그 밖의 분파기에 적용하는 것이 가능하다. 2㎓대 W-CDMA 시스템용의 분파기는, 송신 대역과 수신 대역의 간격이 130㎒로 크다. 이 때문에, 상대 대역의 감쇠 특성을 향상시키기 위해서는, 큰 송신 인덕턴스 L11, 수신 인덕턴스 L21 및 L22가 필요로 된다. 따라서, 본 발명을 적용함으로써, 보다 감쇠 특성을 향상시키고, 또한 보다 실장 면적을 축소시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에서, 다양한 변형·변경이 가능하다.
본 발명에 따르면, 상대 대역의 감쇠 특성을 향상시키는 것이 가능한 분파기를 제공할 수 있다.

Claims (15)

  1. 공통 단자와 송신 단자 사이에 접속되며, 래더형 필터인 송신 필터와,
    상기 공통 단자와 수신 단자 사이에 접속되며, 래더형 필터인 수신 필터
    를 구비하고,
    상기 송신 필터의 병렬 공진기는 1개의 송신 인덕턴스를 통해 접지되며,
    상기 수신 필터의 복수의 병렬 공진기 중 일부는 제1 수신 인덕턴스를 통해 접지되고, 상기 복수의 병렬 공진기의 나머지는 제2 수신 인덕턴스를 통해 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 분파기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신 필터 및 상기 수신 필터가 실장되며, 복수의 적층을 갖는 적층 패키지와,
    상기 적층 중 하나에 형성되며, 상기 송신 인덕턴스의 일부를 구성하는 송신 그라운드 선로 패턴과,
    상기 적층 중 하나에 형성되며, 상기 제1 수신 인덕턴스의 일부를 구성하는 제1 수신 그라운드 선로 패턴과,
    상기 적층 중 하나에 형성되며, 상기 제2 수신 인덕턴스의 일부를 구성하는 제2 수신 그라운드 선로 패턴
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 분파기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 송신 그라운드 선로 패턴은, 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽과는 다른 적층에 형성된 것을 특징으로 하는 분파기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴과 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴은 서로 다른 적층에 형성된 것을 특징으로 하는 분파기.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 적층 패키지는, 상기 송신 필터 및 상기 수신 필터의 그라운드를 외부에 접속하기 위한 그라운드 풋 패드를 갖고,
    상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽이 접속된 상기 그라운드 풋 패드는, 송신 그라운드 선로 패턴이 접속된 상기 그라운드 풋 패드로부터 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 분파기.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 수신 인덕턴스는 상기 수신 필터의 상기 공통 단자측의 병렬 공진기에 접속된 인덕턴스이고,
    상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 송신 그라운드 선로 패턴이 접속된 그라운드 풋 패드는 공통이며, 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴이 접속된 상기 그라운드 풋 패드는 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 송신 그라운드 선로 패턴이 접속된 상기 그라운드 풋 패드로부터 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 분파기.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 송신 그라운드 선로 패턴을 흐르는 전류의 방향과 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽을 흐르는 전류의 방향을, 상기 송신 그라운드 선로 패턴과 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽과의 상호 인덕턴스가 작아지지 않는 방향으로 하는 것을 특징으로 하는 분파기.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 송신 그라운드 선로 패턴을 흐르는 전류의 방향과 상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴 및 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 중 적어도 한쪽을 흐르는 전류의 방향은 반대인 것을 특징으로 하는 분파기.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 수신 그라운드 선로 패턴과 상기 제2 수신 그라운드 선로 패턴 중 상기 적층의 주변에 가까운 한쪽은 다른쪽보다 인덕턴스가 큰 것을 특징으로 하는 분파기.
  10. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 적층 중 하나에 형성되며, 상기 송신 필터 또는 상기 수신 필터와 상기 공통 단자를 접속하는 공통 신호 선로 패턴과,
    상기 적층 중 하나에 형성되며, 상기 송신 필터와 상기 송신 단자를 접속하거나 또는 상기 수신 필터와 상기 수신 단자를 접속하는 송수신 신호 선로 패턴과,
    상기 공통 신호 선로 패턴과 상기 송수신 선로 패턴 사이의 교락 용량을 저감하기 위한 구획 그라운드 선로 패턴
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 분파기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구획 그라운드 선로 패턴은, 상기 공통 신호 선로 패턴이 형성된 층과 다른 층의 상기 공통 신호 선로 패턴이 형성된 위치에 대응하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 분파기.
  12. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 송신 필터 또는 상기 수신 필터가 형성된 칩은, 상기 적층 중 하나인 다이 어태치층에 페이스 다운으로 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 분파기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 다이 어태치층에 형성되며, 상기 칩을 페이스 다운으로 실장하기 위한 범프 패드와,
    상기 다이 어태치층에 형성되며, 상기 범프 패드와 그라운드를 접속하기 위한 그라운드 선로 패턴을 구비하고,
    상기 범프 패드의 폭은 상기 그라운드 선로 패턴의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 분파기.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 필터 및 상기 수신 필터는, 탄성 표면파 필터 및 압전 박막 공진기 필터 중 적어도 한쪽인 것을 특징으로 하는 분파기.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분파기는, 2㎓대 W-CDMA 시스템용의 분파기인 것을 특징으로 하는 분파기.
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