KR20160037312A - 접지 단자가 분리된 saw 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 접지 단자이 분리된 SAW 필터는 표면 탄성파의 전파 방향으로 복수 개의 IDT전극들이 배치되는 SAW 필터에 있어서, 일측이 제1 공진기와 연결되고 타측이 제1 접지 단자와 연결되는 제1 IDT 전극과 제1 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 제2 접지 단자와 연결되고 타측이 출력 단자와 연결되는 제2 IDT 전극과 제1 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 제2 접지 단자와 연결되고 타측이 출력 단자와 연결되는 제3 IDT 전극과 제2 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 상기 제1 공진기와 연결되고 타측이 제2 접지 단자와 연결되는 제4 IDT 전극과 제3 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 상기 제1 공진기와 연결되고 타측이 상기 제1 접지 단자와 연결되는 제5 IDT 전극과 일측이 상기 제1 IDT 전극과 연결되고 타측이 입력 단자와 연결되는 상기 제1 공진기 및 일측이 상기 제1 공진기와 연결되고 타측이 상기 제1 접지 단자와 연결되는 제2 공진기를 포함한다.
본 발명의 접지 단자이 분리된 SAW 필터는 SAW 필터의 감쇄 효과가 개선되는 효과가 있으며, 송신단의 고주파 측의 스커트 특성과 수신단의 저주파측의 스커트 특성이 개선되는 효과가 있다.

Description

접지 단자가 분리된 SAW 필터 {Separated ground terminal SAW Filter}
본 발명은 표면 탄성파의 전파 방향으로 복수 개의 IDT전극들이 배치되는 SAW 필터에 있어서 입력된 전기 신호의 주파수에 대한 감쇄 효과를 개선하기 위해 각각의 IDT 전극들과 연결된 접지 단자들을 분리시키기 위한 접지 단자가 분리된SAW 필터에 관한 것이다.
일반적으로 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave) 필터는 기판의 표면을 따라 전달되는 표면 탄성파의 특징을 주파수 선택 기능 소자로 응용한 것이다. 표면 탄성파 필터는 압전성을 가진 기판에 금속 전극으로 빗살무늬 형태의 변환기를 형성해 전계를 걸면 일시적으로 기판 표면이 뒤틀리는데 이 작용을 이용하여 표면 탄성파를 일으키고, 이렇게 발생된 표면 탄성파는 전자파보다 느리기 때문에 입력된 전기 신호을 지연시키거나 특정 주파수 신호만을 통과시키는 소자로 이용될 수 있는 것이다.
이때 압전성을 갖는 기판 상에 형성된 금속 전극을 IDT(Inter Digital Transducer) 전극이라 하는데 이는 압전체에 전기적 신호를 인가하고 압전체에 발생된 표면 탄성파를 전기 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이러한 IDT 전극은 빗살 형태로 다수의 전극지를 교대로 교차시켜 형성한다.
표면 탄성파 필터는 매우 다양한 종류가 있는데, 특히 이동 통신 단말기의 송신단에는 고주파측의 스커트 특성이 우수한 래더(Ladder)형 표면 탄성파 필터가 주로 사용되고 있고, 수신단에는 통과 대역의 저주파측의 스커트 특성이 우수한 DMS(Double Mode coupled Saw) 필터가 주로 사용되고 있다.
이러한 종래의 표면 탄성파 필터는 필터의 사이즈가 소형화 될 경우, 감쇄 효과를 얻기 어려워 송신단의 고주파 측의 스커트 특성이나 수신단의 저주파측의 스커트 특성이 나빠지는 문제점이 있었다.
10-2005-0095028
본 발명은 SAW 필터의 감쇄 효과를 개선하기 위한 목적이 있다.
또한, 본 발명은 송신단의 고주파 측의 스커트 특성이나 수신단의 저주파측의 스커트 특성을 개선하기 위한 목적이 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 표면 탄성파의 전파 방향으로 복수 개의 IDT전극들이 배치되는 SAW 필터에 있어서, 일측이 제1 공진기와 연결되고 타측이 제1 접지 단자와 연결되는 제1 IDT 전극과 상기 제1 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 상기 제2 접지 단자와 연결되고 타측이 출력 단자와 연결되는 제2 IDT 전극과 상기 제1 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 상기 제2 접지 단자와 연결되고 타측이 상기 출력 단자와 연결되는 제3 IDT 전극과 상기 제2 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 상기 제1 공진기와 연결되고 타측이 제2 접지 단자와 연결되는 제4 IDT 전극과 상기 제3 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 상기 제1 공진기와 연결되고 타측이 상기 제1 접지 단자와 연결되는 제5 IDT 전극과 일측이 상기 제1 IDT 전극과 연결되고 타측이 입력 단자와 연결되는 상기 제1 공진기 및 일측이 상기 제1 공진기와 연결되고 타측이 상기 제1 접지 단자와 연결되는 제2 공진기를 포함할 수 있다.
상기 제1 공진기는 직렬 공진기일 수 있다.
상기 제2 공진기는 병렬 공진기일 수 있다.
상기 제4 IDT 전극의 인접부에는 제1 반사기가 배치될 수 있다.
상기 제1 반사기는 상기 제2 접지 단자와 연결될 수 있다.
상기 제5 IDT 전극의 인접부에는 제2 반사기가 배치될 수 있다.
상기 제2 반사기는 상기 제1 접지 단자와 연결될 수 있다.
상기 SAW 필터는, 일측이 상기 제2 IDT 전극 및 제3 IDT 전극과 연결되고, 타측이 상기 입력 단자와 연결되는 제3 공진기가 더 구비될 수 있다.
본 발명은 SAW 필터의 감쇄 효과가 개선되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 송신단의 고주파 측의 스커트 특성과 수신단의 저주파측의 스커트 특성이 개선되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 SAW 필터를 나타낸 평면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접지 단자가 분리된 SAW 필터를 나타낸 평면도,
도 3은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 접지 단자가 분리된 SAW 필터를 나타낸 평면도,
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 접지 단자가 분리된 SAW 필터를 나타낸 평면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 접지 단자가 분리된 SAW 필터를 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접지 단자가 분리된 SAW 필터를 시뮬레이션한 그래프이다.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(On)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도 1은 종래의 접지 단자가 공통으로 연결된 SAW 필터를 나타낸 평면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 SAW 필터(100)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터(100)의 제1 공진기(120)는 입력 단자(141)로부터 입력된 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 다시 전기 신호로 변환하여 제1 IDT 전극(111)으로 전달한다.
제1 IDT 전극(111)은 제 1 공진기(121)로부터 전기 신호를 전달받고 이러한 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 다시 전기 신호로 변환하여 제1 IDT 전극(111)의 인접부에 배치된 제2 IDT 전극(112) 및 제3 IDT 전극(113)로 전달한다. 제1 IDT 전극(111)으로부터 전기 신호를 전달받은 제2 IDT 전극(112) 및 제3 IDT 전극(113)은 제1 IDT 전극(111)으로부터 전달받은 전기 신호를 출력 단자(142)로 전달한다.
이때, 입력 단자(141)로부터 입력된 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 다시 전기 신호로 변화하는 제1 공진기(120)는 이때 변환된 전기 신호를 제1 IDT 전극(111)뿐 아니라 제4 IDT 전극(114) 및 제5 IDT 전극(115)으로도 전달한다. 변환된 전기 신호를 전달받은 제4 IDT 전극(114)은 제1 공진기(120)로부터 전달받은 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 다시 전기 신호로 변환하여 제2 IDT 전극(112)으로 전달하고 제2 IDT 전극(112)은 제1 IDT 전극(111)으로부터 전달받은 전기 신호 및 제4 IDT 전극(114)에 의해 전달된 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 출력 단자(142)로 전달하는 것이다.
또한, 제1 공진기(120)로부터 변환된 전기 신호를 전달받은 제5 IDT 전극(115)은 제1 공진기(120)로부터 전달받은 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 다시 전기 신호로 변환하여 제3 IDT 전극(113)으로 전달하고 제3 IDT 전극(113)은 제1 IDT 전극(111)로부터 전달받은 전기 신호 및 제5 IDT 전극(115)에 의해 전달된 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 출력 단자(142)로 전달하게 된다.
이러한 종래의 SAW 필터(100)의 제1 IDT 전극(111), 제4 IDT 전극(114), 제5 IDT 전극(115), 제1 반사기(161), 제2 반사기(162) 및 제2 공진기(130)는 제1 접지 단자(151) 및 제2 접지 단자(152)과 공통으로 연결된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접지 단자가 분리된 SAW 필터를 나타낸 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 접지 단자가 분리된 SAW 필터(200)는 일측이 제1 공진기(220)와 연결되고 타측이 제1 접지 단자(251)와 연결되는 제1 IDT 전극(211)과 제1 IDT 전극(211)의 인접부에 배치되며 일측이 제2 접지 단자(252)와 연결되고 타측이 출력 단자(242)와 연결되는 제2 IDT 전극(212)과 제1 IDT 전극(211)의 인접부에 배치되며 일측이 제2 접지 단자(252)와 연결되고 타측이 출력 단자(242)와 연결되는 제3 IDT 전극(213)과 제2 IDT 전극(212)의 인접부에 배치되며 일측이 제1 공진기(220)와 연결되고 타측이 제2 접지 단자(252)와 연결되는 제4 IDT 전극(214)과 제3 IDT 전극(213)의 인접부에 배치되며 일측이 제1 공진기(220)와 연결되고 타측이 제1 접지 단자(251)와 연결되는 제5 IDT 전극(215)과 일측이 제1 IDT 전극(211)과 연결되고 타측이 입력 단자(241)와 연결되는 제1 공진기(220)와 일측이 제1 공진기(220)와 연결되고 타측이 제1 접지 단자(251)와 연결되는 제2 공진기(230)를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터(200)의 제1 공진기(220)는 입력 단자(241)로부터 입력된 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 다시 전기 신호로 변환하여 제1 IDT 전극(211)으로 전달한다.
제1 IDT 전극(211)은 제 1 공진기(221)로부터 전기 신호를 전달받고 이러한 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 다시 전기 신호로 변환하여 제1 IDT 전극(211)의 인접부에 배치된 제2 IDT 전극(212) 및 제3 IDT 전극(213)로 전달한다. 제1 IDT 전극(211)으로부터 전기 신호를 전달받은 제2 IDT 전극(212) 및 제3 IDT 전극(213)은 제1 IDT 전극(211)으로부터 전달받은 전기 신호를 출력 단자(242)로 전달한다.
이때, 입력 단자(241)로부터 입력된 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 다시 전기 신호로 변화하는 제1 공진기(220)는 이때 변환된 전기 신호를 제1 IDT 전극(211)뿐 아니라 제4 IDT 전극(214) 및 제5 IDT 전극(215)으로도 전달한다. 변환된 전기 신호를 전달받은 제4 IDT 전극(214)은 제1 공진기(220)로부터 전달받은 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 다시 전기 신호로 변환하여 제2 IDT 전극(212)으로 전달하고 제2 IDT 전극(212)은 제1 IDT 전극(211)으로부터 전달받은 전기 신호 및 제4 IDT 전극(214)에 의해 전달된 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 출력 단자(242)로 전달하는 것이다.
또한, 제1 공진기(220)로부터 변환된 전기 신호를 전달받은 제5 IDT 전극(215)은 제1 공진기(220)로부터 전달받은 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 다시 전기 신호로 변환하여 제3 IDT 전극(213)으로 전달하고 제3 IDT 전극(213)은 제1 IDT 전극(211)로부터 전달받은 전기 신호 및 제5 IDT 전극(215)에 의해 전달된 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 출력 단자(242)로 전달하게 된다.
본 발명은 반사기 사이에 복수 개의 IDT 전극들이 배치되는 DMS 필터가 접지 단자들과 연결될 때 각각의 IDT 전극들이 분리되어 상기 접지 단자들과 연결됨으로써 감쇄 효과를 개선시키기 위한 발명이다.
이를 위해 본 발명의 SAW 필터는 종래의 제1 접지 단자(151)와 제2 접지 단자(152)가 연결되는 구조를 분리시키는 구조로 변형하기 위해 제1 IDT 전극(211), 제5 IDT 전극(215)의 타측은 제1 접지 단자(251)과 연결되고, 제4 IDT 전극(214)의 타측은 제2 접지 단자(252)과 연결된다. 또한, 제1 반사기(261)는 제2 접지 단자(252)과 연결되고, 제2 반사기(262)는 제1 접지 단자(251)과 연결된다.
본 발명의 일 실시 예의 SAW 필터(200)의 제1 공진기(220)는 직렬 공진기인 것이 바람직하다. 제1 공진기(220)는 IDT 전극(221) 및 IDT 전극(221)의 양측에 각각 배치된 반사기(222, 223)를 포함한다.
입력 단자(240)는 전기 신호를 제1 공진기(220)뿐 아니라 제2 공진기(230)에도 전달하는데 제2 공진기(230)는 병렬 공진기인 것이 바람직하다. 제2 공진기(230)는 IDT 전극(231) 및 IDT 전극(231)의 양측에 각각 배치된 반사기(232, 233)를 포함한다. 이때 입력 단자(240)는 병렬 공진기인 제2 공진기(230)의 IDT 전극(231) 및 반사기(232)와 연결된다.
본 발명의 일 실시 예의 SAW 필터(200)에서의 직렬 공진기는 송신 신호의 감쇄 효과를 향상시키기 위해 사용되며 병렬 공진기는 수신 신호의 감쇄 효과를 향상시키기 위해 사용된다.
제4 IDT 전극(214)의 인접부에는 제1 반사기(261)가 형성되고, 제5 IDT 전극(215)의 인접부에는 제2 반사기(261)가 형성되는데, 제1 반사기(261) 및 제2 반사기(262)는 제1 반사기(261) 및 제2 반사기(262)와 각각 인접된 IDT 전극(214, 215)으로부터 전달된 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 전기 신호로 변환하여 중심 방향으로(본 발명의 일 실시 예에서는 제1 IDT 전극(211) 방향으로) 전기 신호를 반사시키는 역할을 한다.
도 3은 본 발명은 다른 일 실시 예에 따른 SAW 필터를 나타낸 평면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시 예의 SAW 필터는 일측이 제2 IDT 전극(212) 및 제3 IDT 전극(213)과 연결되고, 타측이 출력 단자(242)와 연결되는 제3 공진기(270)를 더 구비할 수 있다. 이때 제3 공진기(270)는 직렬 공진기로 형성되는 것이 바람직하며 제3 공진기(270)는 IDT 전극(271) 및 IDT 전극(271) 양측에 각각 배치된 반사기(272, 273)를 포함한다.
SAW 필터(200)에 제3 공진기(270)가 더 구비되는 경우, 제2 IDT 전극(212)은 제3 공진기(270)의 IDT 전극(271)과 연결되어 입력된 표면 탄성파를 전기 신호로 변환시켜 제3 공진기(270)의 IDT 전극(271)으로 전달하고, 제3 IDT 전극(213)은 제3 공진기(170)의 IDT 전극(271)과 연결되어 입력된 표면 탄성파를 전기 신호로 변환시켜 제3 공진기(270)의 IDT 전극(271)으로 전달한다.
이렇게 제2 IDT 전극(212) 및 제3 IDT 전극(213)으로부터 전기 신호를 전달받은 제3 공진기(270)는 전달받은 전기 신호에 의해 변환된 표면 탄성파를 다시 전기 신호로 변환하여 출력 단자(242)로 전달하게 된다.
이때 제1 접지 단자(251)과 제2 접지 단자(252)를 분리시켜 제1 내지 제5 IDT 전극(211, 212, 213, 214, 215)와 연결되는 구조는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터(200)에 한정되지 않고 제1 내지 제5 IDT 전극(211, 212, 213, 214, 215)과 다양한 경우로 제1 접지 단자(251)와 제2 접지 단자(252)를 분리시키는 구조로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 SAW 필터를 나타낸 평면도, 도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 SAW 필터를 나타낸 평면도이다. 도 4 및 도 5는 도 3과 IDT 전극들 및 반사기 등의 배치는 동일하지만 제1 접지 단자(251) 및 제2 접지 단자(252)와 연결된 전극들이 다르다. 따라서, 아래에서는 IDT 전극들 및 반사기 등의 배치에 관한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 또 다른 일 실시 예의 SAW 필터에서는, 제1 접지 단자(251)가 제2 공진기(230)의 IDT 전극(231)의 일측 및 반사기(233)기의 일측과 연결된다. 또한, 제2 접지 단자(252)는 제1 반사기(261)와 연결되고 제4 IDT 전극(214)의 일측, 제1 IDT 전극(211)의 일측, 제5 IDT 전극(215)의 일측 및 제2 반사기(262)와 연결되고, 제2 IDT 전극(212)의 타측, 제 4 IDT 전극(214)의 타측과 연결된다.
또 다른 일 실시 예의 SAW 필터인 도 5를 참조하면, 도 5의 제1 접지 단자(251)는 제2 공진기(230)의 IDT 전극(231) 및 반사기(233)와 연결되고, 제2 IDT 전극(212)의 타측과 제3 IDT 전극(213)의 타측과 제5 IDT 전극(215)의 일측 및 제2 반사기(262)와 연결된다. 또한, 도 5의 경우의 제2 접지 단자(252)는 제1 반사기(261)와 제4 IDT 전극(214)의 일측 및 제1 IDT 전극(211)의 일측이 연결된다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 접지 단자(251)와 제2 접지 단자(252)로부터 접지 단자가 분리된 SAW 필터에서 제3의 공진기(270)가 생략될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터를 시뮬레이션한 그래프이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 종래의 접지 단자가 공통으로 연결된 SAW 필터(100)에 비해 감쇄 효과가 개선되고 스커트 특성이 개선된 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
100, 200: SAW 필터 111, 211: 제1 IDT 전극
112, 212: 제2 IDT 전극 113, 213: 제3 IDT 전극
114, 214: 제4 IDT 전극 115, 215: 제5 IDT 전극
120, 220: 제1 공진기 121, 221: IDT 전극
122, 123, 222, 223: 반사기 130, 230: 제2 공진기
131, 231: IDT 전극 132, 133, 232, 233: 반사기
141, 241: 입력 단자 142, 242: 출력 단자
151, 251: 제1 접지 단자 152, 252: 제2 접지 단자
161, 261: 제1 반사기 162, 262: 제2 반사기
170, 270: 제3 공진기 171, 271: IDT 전극
172, 173, 272, 273: 반사기

Claims (8)

  1. 표면 탄성파의 전파 방향으로 복수 개의 IDT전극들이 배치되는 SAW 필터에 있어서,
    일측이 제1 공진기와 연결되고 타측이 제1 접지 단자와 연결되는 제1 IDT 전극;
    상기 제1 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 상기 제2 접지 단자와 연결되고 타측이 출력 단자와 연결되는 제2 IDT 전극;
    상기 제1 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 상기 제2 접지 단자와 연결되고 타측이 상기 출력 단자와 연결되는 제3 IDT 전극;
    상기 제2 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 상기 제1 공진기와 연결되고 타측이 제2 접지 단자와 연결되는 제4 IDT 전극;
    상기 제3 IDT 전극의 인접부에 배치되며 일측이 상기 제1 공진기와 연결되고 타측이 상기 제1 접지 단자와 연결되는 제5 IDT 전극;
    일측이 상기 제1 IDT 전극과 연결되고 타측이 입력 단자와 연결되는 상기 제1 공진기; 및
    일측이 상기 제1 공진기와 연결되고 타측이 상기 제1 접지 단자와 연결되는 제2 공진기;
    를 포함하는 접지 단자가 분리된 SAW 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공진기는 직렬 공진기인 것을 특징으로 하는 접지 단자가 분리된 SAW 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공진기는 병렬 공진기인 것을 특징으로 하는 접지 단자가 분리된 SAW 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4 IDT 전극의 인접부에는 제1 반사기가 배치되는 것을 특징으로 하는 접지 단자가 분리된 SAW 필터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 반사기는 상기 제2 접지 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 접지 단자가 분리된 SAW 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제5 IDT 전극의 인접부에는 제2 반사기가 배치되는 것을 특징으로 하는 접지 단자가 분리된 SAW 필터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 반사기는 상기 제1 접지 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 접지 단자가 분리된 SAW 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 SAW 필터는,
    일측이 상기 제2 IDT 전극 및 제3 IDT 전극과 연결되고, 타측이 상기 입력 단자와 연결되는 제3 공진기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 접지 단자가 분리된 SAW 필터.

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