KR20180064175A - 탄성파 필터 장치 - Google Patents

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KR20180064175A
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박승욱
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Abstract

기판에 형성되는 필터부와, 상기 필터부를 감싸도록 상기 기판에 형성되는 벽부재와, 상기 벽부재 상부에 형성되어 상기 벽부재와 함께 내부공간을 형성하는 캡부재 및 상기 캡부재 상에 형성되는 지지부재를 포함하며, 상기 지지부재는 상기 내부공간의 상부에 배치되도록 상기 캡부재 상에 형성되는 적어도 하나의 범프로 이루어지는 탄성파 필터 장치가 개시된다.

Description

탄성파 필터 장치{Acoustic wave filter device}
본 발명은 탄성파 필터 장치에 관한 것이다.
현재 캐비티(Cavity)를 갖는 대부분의 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Level Package)는 MEMS 및 필터 패키지가 주를 이루고 있다.
이 중 필터 패키지는 소형화 및 박형화가 요구됨에 따라 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package), 웨이퍼 본딩 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Bonding Wafer Level Package), 필름 패키지(Film Package) 등의 기술이 사용되고 있으며, 이러한 기술을 통해 탄성파 필터 장치가 제조되고 있다.
그런데, 탄성파 필터 장치의 제조공정 중 몰딩 공정 중 내압을 확보하기 위하여 복잡한 공정을 이용하여 내압을 향상시키거나 캡부재로 변형률이 낮은 폴리머를 사용함에 따라 캡부재의 두께가 상대적으로 두꺼워지는 문제가 있다.
따라서, 캡부재의 두께를 감소시키면서도 내압을 확보할 수 있는 구조의 개발이 필요한 실정이다. 다시 말해, 몰딩 공정 중 캡부재의 변형을 억제할 수 있는 구조의 개발이 필요한 실정이다.
국내 등록특허공보 제10-1645172호
몰딩층의 형성 시 필터부가 배치되는 내부공간이 좁아지는 것을 저감시킬 수 있는 탄성파 필터 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성파 필터 장치는 기판에 형성되는 필터부와, 상기 필터부를 감싸도록 상기 기판에 형성되는 벽부재와, 상기 벽부재 상부에 형성되어 상기 벽부재와 함께 내부공간을 형성하는 캡부재 및 상기 캡부재 상에 형성되는 지지부재를 포함하며, 상기 지지부재는 상기 내부공간의 상부에 배치되도록 상기 캡부재 상에 형성되는 적어도 하나의 범프로 이루어질 수 있다.
캡부재의 변형에 의한 필터부가 배치되는 내부공간이 좁아지는 것을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성파 필터 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성파 필터 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 탄성파 필터 장치에 구비되는 지지부재의 제1 변형 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 4는 탄성파 필터 장치에 구비되는 지지부재의 제2 변형 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성파 필터 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성파 필터 장치를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성파 필터 장치를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성파 필터 장치(100)는 일예로서, 기판(110), 필터부(120), 벽부재(130), 캡부재(140), 언더 범프 금속부재(150), 솔더볼(160) 및 지지부재(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판(110)은 압전기판일 수 있다. 일예로서, 기판(110)은 LiTaO3 또는 LiNbO3 등의 압전 단결정 혹은 압전 세라믹스 또는 압전성의 박막이 주면 위에 형성된 기판으로 이루어질 수 있다.
또한, 기판(110)에는 필터부(120)를 둘러싸도록 형성되는 금속층(112)이 형성될 수 있다. 금속층(112)은 필터부(120)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 일예로서, 금속층(112)은 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 AlCu 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
이와 같이, 금속층(112)과 필터부(120)가 동일한 물질로 이루어지므로, 금속층(112)이 더 용이하여 공정상의 효율성이 높아질 수 있다.
또한, 금속층(112)은 화학 증착법(CVD) 또는 물리 증착법(PVD) 중 어느 하나의 방법으로 형성된다. 다만, 이에 한정되지 않으며 도금이나 유기 금속 화학 증착법(MOCVD) 등으로 형성될 수 있다.
필터부(120)는 기판(110)의 중앙부에 형성된다. 일예로서, 필터부(120)는 IDT 패턴으로 이루어질 수 있으며, 단일 패턴이 될 수도 있지만 여러 개의 IDT 패턴이 필터부(120) 영역을 만들 수 있으며, 금속층(112) 및 벽부재(130)는 필터부(120)를 둘러싸도록 형성된다.
또한, 필터부(120)는 상기한 바와 같이, 금속층(112)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
벽부재(130)는 필터부(120)를 감싸도록 형성되며, 캡부재(140)와 함께 내부공간(S)을 형성한다. 일예로서, 벽부재(130)는 액상 수지 또는 필름 수지 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
한편, 벽부재(130)에는 내부에 상기한 언더 범프 금속부재(150) 및 범프(160)의 일부가 삽입 배치되는 삽입홀(132)이 형성될 수 있다.
캡부재(140)는 벽부재(130)의 상부에 형성되어 벽부재(130)와 함께 내부공간(S)을 형성한다. 또한, 캡부재(140)는 일예로서, 금속재질로 이루어질 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 캡부재(140)가 하나의 재질로 이루어지는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 캡부재(140)는 서로 다른 재질로 이루어지는 플레이트가 접합되어 형성될 수도 있다.
한편, 캡부재(140)에는 지지부재(170)가 노출되도록 형성되는 페시베이션층(Passivation layer, 142)이 형성될 수 있다. 페시베이션층(142)은 캡부재(140)의 절연 및 캡부재(140)의 손상을 방지하기 위해 형성될 수 있다.
한편, 페시베이션층(142)이 캡부재(140)의 상면과 측면에 형성되는 경우를 예로 들어 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 캡부재(140)의 저면에도 페시베이션층(142)이 형성될 수 있을 것이다.
언더 범프 금속부재(150)는 기판(110)의 금속층(112) 상에 형성된다. 나아가, 언더 범프 금속부재(150)에는 솔더볼(160)과의 접합이 용이하도록 금속막(미도시)이 형성될 수 있다. 한편, 금속막은 언더 범프 금속부재(150)를 구성하는 금속에 따라 적절한 금속에 의해 형성될 수 있다. 다만, 금속막은 반드시 필요한 것은 아니다.
그리고, 일예로서 언더 범프 금속부재(150)는 벽부재(130)의 삽입홀(132) 내에 삽입 배치된다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 언더 범프 금속부재(150)는 벽부재(130)의 외측에 배치되도록 형성되고 벽부재(130)가 언더 범프 금속부재(140)의 내측에 배치되도록 형성될 수도 있다.
한편, 언더 범프 금속부재(150)는 솔더볼(160)의 접합을 위한 구성으로서 일예로서 원기둥 형상을 가질 수 있다.
솔더볼(160)은 언더 범프 금속부재(150) 상에 형성되며, 벽부재(130)의 삽입홀(132)로부터 돌출 배치되도록 형성된다. 솔더볼(160)은 메인기판(미도시)에의 설치 시 메인기판의 접속패드에 접합되는 구성으로서 복수개가 구비될 수 있다.
지지부재(170)는 캡부재(140) 상에 형성된다. 한편, 지지부재(170)는 내부공간(S)의 상부에 배치되도록 캡부재(140) 상에 형성되는 적어도 하나의 범프로 이루어진다.
한편, 지지부재(170)는 복수개가 캡부재(140) 상에 분산되어 배치된다. 또한, 지지부재(170)는 솔더볼(160)의 상부로 돌출되지 않도록 배치될 수 있다.
한편, 탄성파 필터 장치(100)가 메인 기판(미도시)에 실장한 후 적어도 캡부재(140)와 메인 기판 사이 공간에 수지 몰드가 충진된다. 이때 지지부재(170)는 메인 기판에 결합되기 때문에 수지 몰드의 충진 시 캡부재(140)에 압력이 가해지더라도 캡부재(140)가 변형되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
이에 따라, 캡부재(140)와 벽부재(130)에 의해 형성되는 내부 공간(S)이 좁아지는 것을 방지할 수 있다. 결국, 탄성파 필터 장치(100)의 신뢰성이 향상될 수 있는 것이다.
한편, 도면에는 지지부재(170)가 3개가 열을 이루도록 형성되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기한 바와 같이, 지지부재(170)가 캡부재(140) 상에 형성되므로, 수지 몰드의 충진 시 캡부재(140)에 압력(예를 들어, 대략 75 Bar)이 가해지더라도 캡부재(140)가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 지지부재(170)가 메인 기판에 결합되므로 메인 기판에 지지부재(170)를 매개로 하여 캡부재(140)가 지지되어 캡부재(140)가 변형되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
결국, 캡부재(140)와 벽부재(130)에 의해 형성되는 내부 공간(S)이 좁아지는 것을 방지하여, 탄성파 필터 장치(100)의 신뢰성이 향상될 수 있는 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 지지부재의 변형 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 탄성파 필터 장치에 구비되는 지지부재의 제1 변형 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 탄성파 필터 장치(200)에는 복수개의 지지부재(270)가 구비된다. 지지부재(270)는 캡부재(140) 상에 형성된다. 한편, 지지부재(270)는 내부공간(S, 도 1 참조)의 상부에 배치되도록 캡부재(140) 상에 형성되는 적어도 하나의 범프로 이루어진다.
한편, 지지부재(270)는 복수개가 캡부재(140) 상에 분산되어 배치된다. 또한, 지지부재(270)는 솔더볼(160)의 상부로 돌출되지 않도록 배치될 수 있다.
한편, 탄성파 필터 장치(100)가 메인 기판(미도시)에 실장한 후 적어도 캡부재(140)와 메인 기판 사이 공간에 수지 몰드가 충진된다. 이때 지지부재(270)는 메인 기판에 결합되기 때문에 수지 몰드의 충진 시 캡부재(140)에 압력이 가해지더라도 캡부재(140)가 변형되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
이에 따라, 캡부재(140)와 벽부재(130)에 의해 형성되는 내부 공간(S)이 좁아지는 것을 방지할 수 있다. 결국, 탄성파 필터 장치(100)의 신뢰성이 향상될 수 있는 것이다.
한편, 지지부재(270)는 복수개의 열과 행을 이루도록 배치될 수 있다.
도 4는 탄성파 필터 장치에 구비되는 지지부재의 제2 변형 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 탄성파 필터 장치(300)에는 복수개의 지지부재(370)가 구비된다. 지지부재(370)는 캡부재(140) 상에 형성된다. 한편, 지지부재(370)는 내부공간(S, 도 1 참조)의 상부에 배치되도록 캡부재(140) 상에 형성되는 적어도 하나의 범프로 이루어진다.
한편, 지지부재(370)는 복수개가 캡부재(140) 상에 분산되어 배치된다. 또한, 지지부재(370)는 솔더볼(160)의 상부로 돌출되지 않도록 배치될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 지지부재(370) 5개가 분산 배치되는 경우를 예로 들어 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 지지부재(370)의 개수 및 배치 영역은 다양하게 변경 가능할 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성파 필터 장치에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 자세한 설명은 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성파 필터 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성파 필터 장치(400)는 기판(110), 필터부(120), 벽부재(130), 캡부재(440), 언더 범프 금속부재(150), 솔더볼(160) 및 지지부재(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 기판(110), 필터부(120), 벽부재(130), 언더 범프 금속부재(150), 솔더볼(160) 및 지지부재(170)는 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 해당하므로, 동일한 도면부호를 사용하여 도면에 도시하고 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
캡부재(440)는 벽부재(130)의 상부에 형성되어 벽부재(130)와 함께 내부공간(S)을 형성한다. 또한, 캡부재(440)는 일예로서, 폴리머 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 캡부재(440)는 절연성 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 캡부재(440)에는 지지부재(170)의 설치를 위해 금속 재질로 이루어지는 패드(442)가 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 지지부재(170)가 캡부재(440) 상에 형성되므로, 수지 몰드의 충진 시 캡부재(440)에 압력(예를 들어, 대략 75 Bar)이 가해지더라도 캡부재(440)가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 지지부재(170)가 메인 기판에 결합되므로 메인 기판에 지지부재(170)를 매개로 하여 캡부재(440)가 지지되어 캡부재(440)가 변형되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
결국, 캡부재(440)와 벽부재(130)에 의해 형성되는 내부 공간(S)이 좁아지는 것을 방지하여, 탄성파 필터 장치(400)의 신뢰성이 향상될 수 있는 것이다.
한편, 상기에서는 탄성파 필터 장치(100,400)가 표면 탄성파 필터 장치(Surface Acoustic wave filter device)에 적용되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 탄성파 필터 장치(100)는 벌크 탄성파 필터 장치(Bulk-Acoustic wave filter device)에도 적용될 수 있을 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100, 200, 300, 400 : 탄성파 필터 장치
110 : 기판
120 : 필터부
130 : 벽부재
140 : 캡부재
150 : 언더 범프 금속부재
160 : 솔더볼
170, 270, 370, 470 : 지지부재

Claims (16)

  1. 기판;
    상기 기판에 형성되는 필터부;
    상기 필터부를 감싸도록 상기 기판에 형성되는 벽부재;
    상기 벽부재 상부에 형성되어 상기 벽부재와 함께 내부공간을 형성하는 캡부재; 및
    상기 캡부재 상에 형성되는 지지부재;
    를 포함하며,
    상기 지지부재는 상기 내부공간의 상부에 배치되도록 상기 캡부재 상에 형성되는 적어도 하나의 범프로 이루어지는 탄성파 필터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캡부재는 금속 재질로 이루어지며, 상기 지지부재는 상기 캡부재의 상면에 형성되는 탄성파 필터 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캡부재에는 상기 지지부재가 노출되도록 페시베이션층(Passivation layer)이 형성되는 탄성파 필터 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 벽부재에 형성되는 삽입홀 내에 배치되는 언더 범프 금속부재;
    상기 언더 범프 금속부재 상에 형성되는 솔더볼;
    을 더 포함하는 탄성파 필터 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 솔더볼의 상부로 돌출되지 않도록 배치되는 탄성파 필터 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기판에는 상기 언더 범프 금속부재에 전기적으로 연결되는 금속층이 형성되는 탄성파 필터 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 캡부재는 폴리머 또는 이를 함유하는 재질로 이루어지는 탄성파 필터 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 캡부재에는 금속 재질로 이루어지며 상기 지지부재의 설치를 위한 패드가 형성되는 탄성파 필터 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 복수개가 상기 캡부재의 상면에 분산 배치되는 탄성파 필터 장치.
  10. 기판;
    상기 기판에 형성되는 필터부;
    상기 필터부를 감싸도록 상기 기판에 형성되는 벽부재;
    상기 벽부재에 형성되는 삽입홀 내에 배치되는 언더 범프 금속부재;
    상기 언더 범프 금속부재 상에 형성되는 솔더볼;
    상기 벽부재 상부에 형성되어 상기 벽부재와 함께 내부공간을 형성하는 캡부재; 및
    상기 캡부재 상에 형성되는 지지부재;
    를 포함하며,
    상기 지지부재는 상기 내부공간의 상부에 배치되도록 상기 캡부재 상에 형성되는 적어도 하나의 범프로 이루어지며,
    상기 지지부재는 상기 솔더볼의 상부로 돌출되지 않도록 배치되는 탄성파 필터 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 캡부재는 금속 재질로 이루어지며, 상기 지지부재는 상기 캡부재의 상면에 형성되는 탄성파 필터 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 캡부재에는 상기 지지부재가 노출되도록 페시베이션층(Passivation layer)이 형성되는 탄성파 필터 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 캡부재는 폴리머 또는 이를 함유하는 재질로 이루어지는 탄성파 필터 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 캡부재에는 금속 재질로 이루어지며 상기 지지부재의 설치를 위한 패드가 형성되는 탄성파 필터 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 기판에는 상기 언더 범프 금속부재에 전기적으로 연결되는 금속층이 형성되는 탄성파 필터 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 복수개가 상기 캡부재의 상면에 분산 배치되는 탄성파 필터 장치.
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