KR20180068504A - 내전력 특성이 개선된 saw 필터 패키지 - Google Patents

내전력 특성이 개선된 saw 필터 패키지 Download PDF

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KR20180068504A
KR20180068504A KR1020160170252A KR20160170252A KR20180068504A KR 20180068504 A KR20180068504 A KR 20180068504A KR 1020160170252 A KR1020160170252 A KR 1020160170252A KR 20160170252 A KR20160170252 A KR 20160170252A KR 20180068504 A KR20180068504 A KR 20180068504A
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Abstract

본 발명은 패키징 모듈과 결합되는 SAW 공진기에 있어서, 기판, 기판상에 배치되는 상부 버스바, 기판상에 상부 버스바와 평행하도록 배치되는 하부 버스바, 상부 버스바에서 하부 버스바 방향으로 연장 형성되는 상부 전극, 상기 상부 버스바에서 상기 하부 전극 방향으로 연장 형성되는 더미 상부 전극, 하부 버스바에서 상부 버스바 방향으로 연장 형성되는 하부 전극, 상기 하부 버스바에서 상기 상부 전극 방향으로 연장 형성되는 더미 하부 전극을 포함하고, 캐스케이드(Cascade) 구조를 가지며, metallization ratio(전극의 폭/(전극의 폭+전극 간 간격))가 0.7 이상인 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기에 관한 것이다.

Description

내전력 특성이 개선된 SAW 필터 패키지 {Filter package with improved power characteristics}
본 발명은 SAW 공진기에 있어서, 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기에 관한 것이다.
탄성 표면파는 탄성 고체의 표면을 따라 전파하는 파를 말하며, 이러한 탄성 표면파는 에너지가 표면 가까이에서 집중되어 전파되며, 역학적 파동에 해당한다. SAW(Surface Acoustic Wave) 소자는 이러한 표면 탄성파와 반도체 전도 전자의 상호 작용을 이용한 전자 기계적 소자로, 압전 결정의 표면에 전해지는 탄성 표면파를 이용한다.
또한, SAW 소자는 빗살 모양의 IDT 전극을 압전성 기판 위에 형성하고, 신호를 입력하면 물결 모양의 파를 일으킬 수 있게 된다. 압전 결정 기판의 표면에 생기는 파동의 속도는 빗살 간의 주기(Pitch)에 따라 달라질 수 있다. 이러한 SAW 소자는 센서, 발진기, 필터 등 산업적으로 매우 넓은 응용 영역을 가질 수 있으며, 소형화 및 경량화가 가능하며, 견고성과 안정도, 민감도, 저가격, 실시간성 등 다양한 장점을 가지게 된다.
도 1은 칩 모듈과 패키지 모듈을 포함하는 필터 패키지의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 1을 참조하면, 칩 모듈과 패키지 모듈을 포함하는 필터 패키지의 구성이 개시되어있다. SAW 소자를 이용하는 필터는, 일반적으로 0~33dBm에 달하는 높은 파워가 입력되므로, 높은 파워에 대한 내구성, 즉 내전력이 요구되어야 한다.
이러한 내전력을 확보하기 위해서는, 도 1의 직렬 SAW 공진기(113) 중에서 S11, S12와 같이 캐스케이드(Cascade)된 구조를 일반적으로 사용하게 된다. 캐스케이드 구조를 사용하게 되면 파워에 대한 내구성 및 신뢰성이 증가하게 되며, 전체적인 공진기의 크기가 대형화 되므로 열의 방출이 용이해지며, 전체적인 정전 용량이 증가하게 된다.
특히, 1개 이상의 캐스케이드된 구조가 사용될 수 있다. 이 때, 캐스케이드된 직렬 SAW 공진기 각각은 서로 주기/DF(metallization ratio)/전극개수/반사기 개수가 모두 동일할 수 있다.
도 2a는 SAW 공진기의 구조를 나타내는 예시도이고, 도 2b 내지 도 2c는 종래 발명의 필터 패키지에 포함되는 공진기가 캐스케이드되는 구성을 나타내는 예시도이다.
도 2a를 참조하면, 공진기 1개는 전극 교차폭(Aperture, 210)과 다수의 IDT 전극 수(220)를 가질 수 있다.
이러한 캐스케이드 구조는 N개의 공진기가 캐스케이드되는 경우, 단일 공진기의 C 값을 N배 키워서 연결한 구조에 해당할 수 있다. 이 때, 공진기의 C 값을 N배 키우기 위해서는, 필연적으로 도 2b 및 도 2c와 같이 전극 교차폭을 넓히면서 공진기를 연결하거나, IDT 전극의 수를 늘리면서 공진기를 연결하여야 한다.
도 2b를 참조하면, 공진기의 C값을 N배 키우기 위해서는, 전극 교차폭(210)을 N배 늘린 전극 교차폭(211)을 가지면서, 동일한 공진기를 N개 캐스케이드 하게 된다. 도 2c를 참조하면, 공진기의 C 값을 N배 키우기 위해서는, IDT 전극의 수를 N배 늘리면서(222), 동일한 공진기를 N개 캐스케이드하게 된다. 따라서, 도 2b 및 도 2c의 공진기의 경우, 캐스케이드 구조로 인한 공진기의 총 전극 면적은 이전 공진기에 비하여 N2만큼 증가하게 된다.
이러한 캐스케이드 구조는, 정전 용량을 늘릴 수록 전체 공진기의 면적이 기하급수적으로 늘어나게 되므로, 필터 패키지 자체가 대형화되는 문제점이 발생하게 되어, 전자 장치의 소형화 및 집적화가 불가능하게 된다.
본 발명은 높은 전력에 대한 내구성이 요구되는 SAW 공진기에 있어서, 칩 설계 자유도와 전기적 특성을 확보하며 동시에 우수한 내전력 특성을 가지는 필터 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기는, 기판상에 배치되는 상부 버스바; 상기 기판상에 상기 상부 버스바와 평행하도록 배치되는 하부 버스바; 상기 상부 버스바에서 상기 하부 버스바 방향으로 연장 형성되는 상부 전극; 상기 하부 버스바에서 상기 상부 버스바 방향으로 연장 형성되는 하부 전극을 포함하고, 상기 상부 전극의 폭(w1)과, 상기 상부 전극의 폭(w1)에 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w1+w3)의 비율(w1/(w1+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기는, 상기 하부 전극의 폭(w2)과, 상기 하부 전극의 폭(w2)에 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w2+w3)의 비율(w2/(w2+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기는, 상기 상부 버스바에서 상기 하부 전극 방향으로 연장 형성되는 더미 상부 전극을 포함하고, 상기 하부 버스바에서 상기 상부 전극 방향으로 연장 형성되는 더미 하부 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기에서, 더미 상부 전극은 상기 더미 상부 전극의 폭(w1)과, 상기 더미 상부 전극의 폭(w1)에 상기 더미 상부 전극과 상기 상부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w1+w3)의 비율(w1/(w1+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기에서, 더미 하부 전극은 상기 더미 하부 전극의 폭(w2)과, 상기 더미 하부 전극의 폭(w2)에 상기 더미 하부 전극과 상기 하부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w2+w3)의 비율(w2/(w2+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기는, 캐스케이드(Cascade) 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기는, metallization ratio가 0.7 이상 0.9 이하인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 내전력 특성이 개선된 칩 모듈은, 패키징 모듈과 결합되는 칩 모듈에 있어서, 입력단; 출력단; 상기 입력단과 상기 출력단 사이에서 직렬로 연결되는, 적어도 하나의 직렬 SAW 공진기; 인접하는 두 개의 직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는, 적어도 하나의 병렬 SAW 공진기; 상기 병렬 SAW 공진기와 상기 패키징 모듈에 형성된 패턴부를 전기적으로 연결하는 접속단; 를 포함하고, 상기 직렬 SAW 공진기 및 상기 병렬 SAW 공진기는 metallization ratio가 0.7 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 칩 모듈은, 상기 직렬 SAW 공진기가 상기 입력단과 직렬로 연결되는 제1 직렬 SAW 공진기, 상기 제1 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제2 직렬 SAW 공진기, 상기 제2 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제3 직렬 SAW 공진기, 상기 제3 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제4 직렬 SAW 공진기, 상기 제4 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제5 직렬 SAW 공진기, 상기 제5 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제6 직렬 SAW 공진기, 상기 제6 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제7 직렬 SAW 공진기, 상기 제7 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제8 직렬 SAW 공진기, 상기 제8 직렬 SAW 공진기와 상기 출력단 사이에서 직렬로 연결되는 제9 직렬 SAW 공진기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 내전력 특성이 개선된 칩 모듈은, 상기 병렬 SAW 공진기가 상기 제2 직렬 SAW 공진기와 상기 제3 직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제1 병렬 SAW 공진기, 상기 제4 직렬 SAW 공진기와 상기 제5 직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제2 병렬 SAW 공진기, 상기 제6 직렬 SAW 공진기와 상기 제7 직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제3 병렬 SAW 공진기, 상기 제8 직렬 SAW 공진기와 상기 제9 직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제4 병렬 SAW 공진기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 칩 모듈은, 상기 제2 병렬 SAW 공진기의 일단과 상기 제3 병렬 SAW 공진기의 일단이 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 칩 모듈은, 상기 접속단이 범프 본딩, 솔더 본딩, 와이어 본딩 중 어느 하나의 방법으로 상기 칩 모듈과 상기 패키징 모듈을 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 칩 모듈은, 상기 접속단은 상기 패턴부와 연결되어 외부 단자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 칩 모듈은, 송신용 SAW 필터 패키지에 사용되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 내전력 특성이 개선된 필터 패키지는, 입력단, 출력단, 적어도 하나의 직렬 SAW 공진기, 적어도 하나의 병렬 SAW 공진기, 상기 병렬 SAW 공진기와 연결되는 접속단을 포함하는 칩 모듈, 외부 단자와 연결되는 적어도 하나의 패턴부를 포함하는 패키징 모듈을 포함하고, 상기 직렬 SAW 공진기 및 상기 병렬 SAW 공진기는 metallization ratio가 0.7 이상이며, 상기 칩 모듈의 접속단과 상기 패키징 모듈의 패턴부가 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 필터 패키지는, 상기 칩 모듈은, 입력단, 상기 입력단과 직렬로 연결되는 제1 직렬 SAW 공진기, 상기 제1 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제2 직렬 SAW 공진기, 상기 제2 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제3 직렬 SAW 공진기, 상기 제3 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제4 직렬 SAW 공진기, 상기 제4 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제5 직렬 SAW 공진기, 상기 제5 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제6 직렬 SAW 공진기, 상기 제6 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제7 직렬 SAW 공진기, 상기 제7 직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제8 직렬 SAW 공진기, 상기 제8 직렬 SAW 공진기와 상기 출력단 사이에서 직렬로 연결되는 제9 직렬 SAW 공진기, 출력단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 내전력 특성이 개선된 필터 패키지는, 상기 칩 모듈이 상기 제2 직렬 SAW 공진기와 상기 제3 직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제1 병렬 SAW 공진기, 상기 제4 직렬 SAW 공진기와 상기 제5 직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제2 병렬 SAW 공진기, 상기 제6 직렬 SAW 공진기와 상기 제7 직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제3 병렬 SAW 공진기, 상기 제8 직렬 SAW 공진기와 상기 제9 직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제4 병렬 SAW 공진기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 필터 패키지는, 상기 패키징 모듈이 상기 제1 병렬 SAW 공진기와 연결되는 제1 패턴부, 상기 제2 병렬 SAW 공진기와 연결되는 제2 패턴부, 상기 제3 병렬 SAW 공진기와 연결되는 제3 패턴부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 내전력 특성이 개선된 필터 패키지는, 상기 패키징 모듈이 상기 패턴부가 인덕터로 구현되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 내전력 특성이 개선된 필터 패키지는, 상기 접속단은 상기 패턴부와 연결되어 외부 단자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 내전력 특성이 개선된 필터 패키지로 구성된 전자 장치는, 입력단, 출력단, 적어도 하나의 직렬 SAW 공진기, 적어도 하나의 병렬 SAW 공진기, 상기 병렬 SAW 공진기와 연결되는 접속단을 포함하는 칩 모듈, 외부 단자와 연결되는 적어도 하나의 패턴부를 포함하는 패키징 모듈을 포함하고, 상기 직렬 SAW 공진기 및 병렬 SAW 공진기는 metallization ratio가 0.7 이상이며, 상기 칩 모듈의 접속단과 상기 패키징 모듈의 패턴부가 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기는, 캐스케이드(Cascade) 구조의 공진기를 사용하고, metallization ratio(전극의 폭/(전극의 폭+전극 간 간격))를 0.7 이상으로 설정함으로써, 0.7 이하일 때와 비교하여, 0.7 이상인 경우의 전극면적 2배로 0.7 이하인 경우의 전극면적 4배에 해당하는 내전력 향상 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기는, metallization ratio를 0.7 이상으로 설정함으로써 내전력 특성을 개선하여, 적은 크기를 유지하더라도 고전력의 인가를 견딜 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 내전력 특성이 개선된 칩 모듈 및 필터 패키지는, 동일한 설계를 하더라도 적은 면적으로 구현할 수 있게 된다.
도 1은 칩 모듈과 패키지 모듈을 포함하는 필터 패키지의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 2a는 SAW 공진기의 구조를 나타내는 예시도이다.
도 2b 내지 도 2c는 종래 발명의 필터 패키지에 포함되는 공진기가 캐스케이드되는 구성을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기의 구조를 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기가 캐스케이드되는 구성을 나타내는 예시도이다.
도 5는 칩 모듈과 패키징 모듈이 접합된 구성을 나타내는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '공장 에너지 관리 시스템'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
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.
어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기는, 기판상에 배치되는 상부 버스바(400), 상기 기판상에 상기 상부 버스바와 평행하도록 배치되는 하부 버스바(500), 상기 상부 버스바에서 상기 하부 버스바 방향으로 연장 형성되는 상부 전극(410), 상기 상부 버스바에서 상기 하부 전극 방향으로 연장 형성되는 더미 상부 전극(420), 상기 하부 버스바에서 상기 상부 버스바 방향으로 연장 형성되는 하부 전극(510), 상기 하부 버스바에서 상기 상부 전극 방향으로 연장 형성되는 더미 하부 전극(520)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 상부 전극의 폭(w1)과, 상기 상부 전극의 폭(w1)에 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w1+w3)의 비율(w1/(w1+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상이다.
또한, 상기 하부 전극의 폭(w2)과, 상기 하부 전극의 폭(w2)에 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w2+w3)의 비율(w2/(w2+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상이다.
또한, 상기 더미 상부 전극은 상기 더미 상부 전극의 폭(w1)과, 상기 더미 상부 전극의 폭(w1)에 상기 더미 상부 전극과 상기 상부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w1+w3)의 비율(w1/(w1+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상이다.
또한, 상기 더미 하부 전극은 상기 더미 하부 전극의 폭(w2)과, 상기 더미 하부 전극의 폭(w2)에 상기 더미 하부 전극과 상기 하부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w2+w3)의 비율(w2/(w2+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상이다.
한편, 본 발명의 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기는 캐스케이드 구조를 가지고, metallization ratio는 0.7 이상 0.9 이하이며, metallization ratio를 높게 유지함으로써 내전력 향상을 도모할 수 있다.
한편, 본 발명의 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기로 구성되는 칩 모듈은, 도 1에서 개시된 것과 같이 입력단(110), 출력단(130), 직렬 SAW 공진기(111, 113, 115, 117, 119, 121, 123, 125, 127), 병렬 SAW 공진기(151, 153, 155, 157), 접속단(311, 313, 315)을 포함하고, 직렬 SAW 공진기 및 병렬 SAW 공진기는 metallization ratio가 0.7 이상이다.
입력단(110) 및 출력단(130)은 신호를 송수신하는 단자로, 입력단(110)은 송신단으로 사용될 수 있으며, 출력단(130)은 안테나에 연결되어 외부 장치와 신호를 송수신할 수 있게 된다. 특히, 칩 모듈의 경우, 송신용 SAW 필터 패키지에 사용되어, 송신용 필터에 사용될 수 있다.
직렬 SAW 공진기는 입력단(110)과 출력단(130) 사이에서 직렬로 연결될 수 있다. 이 때, 본 발명의 직렬 SAW 공진기는 캐스케이드(Cascade) 구조를 가지고, 직렬 공진기와 직렬 공진기 사이에서 병렬 SAW 공진기가 병렬로 연결될 수 있게 된다.
이 때, 본 발명의 직렬 SAW 공진기는, 제1직렬 SAW 공진기(111) 내지 제9직렬 SAW 공진기(127)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 제1직렬 SAW 공진기(111)는 입력단과 직렬로 연결되며, 제2직렬 SAW 공진기(113)는 제1직렬 SAW 공진기(111)와 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 제3직렬 SAW 공진기(115)는 제2직렬 SAW 공진기(113)와 직렬로 연결되며, 제4직렬 SAW 공진기(117)는 제3직렬 SAW 공진기(115)와 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 제5직렬 SAW 공진기(119)는 제4직렬 SAW 공진기(117)와 직렬로 연결되며, 제6직렬 SAW 공진기(121)는 제5직렬 SAW 공진기(119)와 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 제7직렬 SAW 공진기(123)는 제6직렬 SAW 공진기(121)와 직렬로 연결되며, 제8직렬 SAW 공진기(125)는 제7직렬 SAW 공진기(123)와 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 제9직렬 SAW 공진기(127)는 제8직렬 SAW 공진기(125)와 출력단 사이에 직렬로 연결될 수 있다.
병렬 SAW 공진기는 인접하는 두 개의 직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결될 수 있다. 더 구체적으로, 병렬 SAW 공진기는, 제1병렬 SAW 공진기(151) 내지 제4병렬 SAW 공진기(157)를 포함할 수 있다. 제1병렬 SAW 공진기(151)은 제2직렬 SAW 공진기(113)와 제3직렬 SAW 공진기(115) 사이에서 병렬로 연결되며, 제2병렬 SAW 공진기(153)는 제4직렬 SAW 공진기(117)와 제5직렬 SAW 공진기(119) 사이에서 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 제3병렬 SAW 공진기(155)은 제6직렬 SAW 공진기(121)와 제7직렬 SAW 공진기(123) 사이에서 병렬로 연결되며, 제4병렬 SAW 공진기(157)는 제8직렬 SAW 공진기(125)와 제9직렬 SAW 공진기(127) 사이에서 병렬로 연결될 수 있다.
또한, 제2병렬 SAW 공진기의 일단과 제3병렬 SAW 공진기의 일단이 연결될 수 있다. 제2병렬 SAW 공진기 및 제3병렬 SAW 공진기의 타단은 각각 직렬 SAW 공진기의 사이 노드와 연결된다. 제2병렬 SAW 공진기와 제3병렬 SAW 공진기의 일단이 연결됨으로써, 두 병렬 SAW 공진기가 패키징 모듈의 패턴부에 전기적으로 연결되며, 다양한 커패시턴스를 구현할 수 있다.
또한, 병렬 SAW 공진기는 도 1과 같이 직렬 SAW 공진기 사이에서 연결될 수 있으며, 모든 직렬 SAW 공진기 사이의 노드에서 병렬 SAW 공진기가 연결될 수도 있다. 도 1의 직렬 SAW 공진기를 예시로 든다면, 제2직렬 SAW 공진기 내지 제9직렬 SAW 공진기의 사이에서, 제1병렬 SAW 공진기 내지 제4병렬 SAW 공진기를 구성하여 배치할 수 있다.
접속단(311, 313, 315)은 병렬 SAW 공진기와 패키징 모듈에 형성된 패턴부를 전기적으로 연결한다.
접속단은 병렬 SAW 공진기와 패턴부를 연결하며, 패턴부와 전기적으로 연결된 외부 단자까지 최종적으로 연결되므로, 칩 모듈과 외부와의 전기적 신호 연결이 가능하게 한다.
상술한 제1직렬 SAW 공진기 내지 제9직렬 SAW 공진기의 구성은 그 설계에 따라서 9개로 한정되지 않고 다양한 숫자의 직렬 SAW 공진기로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 제1병렬 SAW 공진기 내지 제4병렬 SAW 공진기의 구성은 그 설계에 따라서 4개로 한정되지 않고 다양한 숫자의 병렬 SAW 공진기로 구성될 수 있다. 접속단 역시, 설계에 따라서 도 1에 개시된 숫자에 한정되지 않고, 다양한 숫자의 접속단으로 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기가 캐스케이드되는 구성을 나타내는 예시도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기는 전극 교차폭(Aperture, 210) 및 다수의 IDT 전극(220)을 가질 수 있다. 종래의 SAW 공진기는 내전력 특성을 개선시키기 위해 N개의 공진기를 캐스케이드하여, 단일 공진기의 C값을 N배 키워야 했다. 이때, 공진기의 C값을 N배 키우기 위해서는, 필연적으로 도 2b 또는 도 2c와 같이 전극 교차폭을 넓히면서 공진기를 연결하거나, IDT 전극 수를 늘리면서 공진기를 연결해야 했다. 본 발명의 실시 예에 따른 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기는 전극 교차폭을 넓히거나 IDT 전극 수를 늘리지 않고, metallization ratio(전극의 폭/(전극의 폭+전극 간 간격))를 0.7 이상으로 설정하여 캐스케이딩함으로써 0.7 이하일 때와 비교하여, 0.7 이상인 경우 전극 면적 2배로 0.7 이하인 경우 전극 면적 4배에 해당하는 내전력 향상이 가능하다.
도 5는 칩 모듈과 패키징 모듈이 접합된 구성을 나타내는 예시도이다.
도 5를 참조하면, 칩 모듈(100)과 패키징 모듈(200) 사이를 결합하는 접속단(310)은 다양한 방법을 이용하여 결합할 수 있다. 이 때, 상기 접속단 또는 상기 더미 접속단은, 범프 본딩, 솔더 본딩, 와이어 본딩 중 어느 하나의 방법으로 상기 칩 모듈과 상기 패키징 모듈을 결합할 수 있다.
범프 본딩은 범프 볼을 이용하여, 초음파로 범프 볼을 진동시켜 접착으로 인해 칩 모듈과 패키징 모듈을 결합할 수 있다. 또한, 솔더 본딩은 솔더 볼 또는 솔더링을 이용한 납땜으로 칩 모듈과 패키징 모듈을 결합할 수 있다. 와이어 본딩은 금속 와이어로 칩 모듈과 패키징 모듈을 결합하는 구성에 해당한다.
한편, 필터 패키지는, 칩 모듈(100), 패키징 모듈(200)을 포함할 수 있다.
칩 모듈은 LT/LN 등의 가판 위에 구성된 SAW 공진기 패턴으로 구현될 수 있으며, 이 때, 칩 모듈(100)은 입력단, 출력단, 적어도 하나의 직렬 SAW 공진기, 적어도 하나의 병렬 SAW 공진기, 상기 병렬 SAW 공진기와 연결되는 접속단을 포함할 수 있다. 이 때, 칩 모듈에 포함되는 구성요소들의 경우, 상술한 도 1 및 도 5에서 설명한 구성과 같은 기술적 특징을 그대로 적용하여 사용될 수 있다.
패키징 모듈은 HTCC/PCB/LTCC 등에 구현될 수 있으며, 이 때, 패키징 모듈(200)은 외부 단자와 연결되는 적어도 하나의 패턴부를 포함할 수 있다.
칩 모듈에 위치하는 병렬 SAW 공진기(151, 153, 155, 157)과 연결되는 접속단은, 패키징 모듈의 패턴부(211, 213, 215)에 접속될 수 있다. 패턴부(211, 213, 215)는 외부 단자와 연결되어, 칩 모듈이 패키징 모듈을 통하여 외부 장치까지 신호를 송수신할 수 있게 된다. 이 때, 패턴부(211, 213, 215)는 패턴의 형상에 따라서 인덕터의 역할을 수행하여, 칩 모듈과 패키징 모듈 사이의 신호의 노이즈 제거 등의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 필터 패키지는, 칩 모듈이 입력단, 상기 입력단과 직렬로 연결되는 제1직렬 SAW 공진기, 상기 제1직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제2직렬 SAW 공진기, 상기 제2직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제3직렬 SAW 공진기, 상기 제3직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제4직렬 SAW 공진기, 상기 제4직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제5직렬 SAW 공진기, 상기 제5직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제6직렬 SAW 공진기, 상기 제6직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제7직렬 SAW 공진기, 상기 제7직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제8직렬 SAW 공진기, 상기 제8직렬 SAW 공진기와 상기 출력단 사이에서 직렬로 연결되는 제9직렬 SAW 공진기, 출력단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 칩 모듈이 상기 제2직렬 SAW 공진기와 상기 제3직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제1병렬 SAW 공진기, 상기 제4직렬 SAW 공진기와 상기 제5직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제2병렬 SAW 공진기, 상기 제6직렬 SAW 공진기와 상기 제7직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제3병렬 SAW 공진기, 상기 제8직렬 SAW 공진기와 상기 제9직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제4병렬 SAW 공진기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 내전력의 특성이 개선된 SAW 공진기를 포함하는 필터 패키지에서 직렬 SAW 공진기 및 병렬 SAW 공진기의 metallization ratio는 0.7 이상이고, 패키징 모듈은, 각각의 병렬 SAW 공진기와 연결되는 패턴부를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 패키징 모듈(200)은 제1병렬 SAW 공진기와 연결되는 제1패턴부, 제2병렬 SAW 공진기와 연결되는 제2패턴부, 제3병렬 SAW 공진기와 연결되는 제3패턴부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터 패키지로 구성된 전자 장치는, 입력단, 출력단, 적어도 하나의 직렬 SAW 공진기, 적어도 하나의 병렬 SAW 공진기, 상기 병렬 SAW 공진기와 연결되는 접속단을 포함하는 칩 모듈, 외부 단자와 연결되는 적어도 하나의 패턴부를 포함하는 패키징 모듈을 포함하고, 상기 직렬 SAW 공진기 및 상기 병렬 SAW 공진기의 metallization ratio가 0.7 이상이며, 상기 칩 모듈의 접속단과 상기 패키징 모듈의 패턴부가 연결되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 전자 장치는 SAW 소자를 사용하는 필터가 적용되는 모든 장치가 이용될 수 있다. 예를 들어, 스마트 단말기, 휴대폰, PDA, 컴퓨팅 장치, 노트북, 이어폰, 무선 키보드 등 SAW 소자를 이용하여 송수신할 수 있는 모든 전자 장치에 적용될 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 칩 모듈
110 : 입력단
130 : 출력단
111, 113, 115, 117, 119, 121, 123, 125, 127 : 직렬 SAW 공진기
151, 153, 155, 157 : 병렬 SAW 공진기
200 : 패키징 모듈
211, 213, 215 : 패턴부
210 : 공진기의 전극 교차폭
211, 212, 213 : 캐스케이드 연결시 공진기의 전극 교차폭
220 : 공진기의 IDT 전극 수
221, 222, 223 : 캐스케이드 연결시 공진기의 IDT 전극 수
231 : 접지
310 : 접속단
311, 313, 315 : 접속단
400 : 상부 버스바
410 : 상부 전극
420 : 더미 상부 전극
500 : 하부 버스바
510 : 하부 전극
520 : 더미 하부 전극

Claims (18)

  1. 기판상에 배치되는 상부 버스바;
    상기 기판상에 상기 상부 버스바와 평행하도록 배치되는 하부 버스바;
    상기 상부 버스바에서 상기 하부 버스바 방향으로 연장 형성되는 상부 전극;
    상기 하부 버스바에서 상기 상부 버스바 방향으로 연장 형성되는 하부 전극;
    을 포함하고,
    상기 상부 전극의 폭(w1)과, 상기 상부 전극의 폭(w1)에 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w1+w3)를 나눈 비율(w1/(w1+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상인 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 SAW 공진기는 상기 하부 전극의 폭(w2)과, 상기 하부 전극의 폭(w2)에 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w2+w3)를 나눈 비율(w2/(w2+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상인 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 SAW 공진기는 상기 상부 버스바에서 상기 하부 전극 방향으로 연장 형성되는 더미 상부 전극을 포함하고, 상기 하부 버스바에서 상기 상부 전극 방향으로 연장 형성되는 더미 하부 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 더미 상부 전극은 상기 더미 상부 전극의 폭(w1)과, 상기 더미 상부 전극의 폭(w1)에 상기 더미 상부 전극과 상기 상부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w1+w3)의 비율(w1/(w1+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상인 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 더미 하부 전극은 상기 더미 하부 전극의 폭(w2)과, 상기 더미 하부 전극의 폭(w2)에 상기 더미 하부 전극과 상기 하부 전극 사이의 간격(w3)을 더한 길이(w2+w3)의 비율(w2/(w2+w3))인 metallization ratio가 0.7 이상인 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 SAW 공진기는 캐스케이드(Cascade) 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 SAW 공진기는 metallization ratio가 0.7 이상 0.9 이하인 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 SAW 공진기.
  8. 패키징 모듈과 결합되는 칩 모듈에 있어서,
    입력단;
    출력단;
    상기 입력단과 상기 출력단 사이에서 직렬로 연결되는, 적어도 하나의 직렬 SAW 공진기;
    인접하는 두 개의 직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는, 적어도 하나의 병렬 SAW 공진기;
    상기 병렬 SAW 공진기와 상기 패키징 모듈에 형성된 패턴부를 전기적으로 연결하는 접속단;
    를 포함하고,
    상기 직렬 SAW 공진기 및 상기 병렬 SAW 공진기는 metallization ratio가 0.7 이상인 내전력 특성이 개선된 칩 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 직렬 SAW 공진기는,
    상기 입력단과 직렬로 연결되는 제1직렬 SAW 공진기;
    상기 제1직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제2직렬 SAW 공진기;
    상기 제2직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제3직렬 SAW 공진기;
    상기 제3직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제4직렬 SAW 공진기;
    상기 제4직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제5직렬 SAW 공진기;
    상기 제5직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제6직렬 SAW 공진기;
    상기 제6직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제7직렬 SAW 공진기;
    상기 제7직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제8직렬 SAW 공진기;
    상기 제8직렬 SAW 공진기와 상기 출력단 사이에서 직렬로 연결되는 제9직렬 SAW 공진기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 칩 모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 병렬 SAW 공진기는,
    상기 제2직렬 SAW 공진기와 상기 제3직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제1병렬 SAW 공진기;
    상기 제4직렬 SAW 공진기와 상기 제5직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제2병렬 SAW 공진기;
    상기 제6직렬 SAW 공진기와 상기 제7직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제3병렬 SAW 공진기;
    상기 제8직렬 SAW 공진기와 상기 제9직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제4병렬 SAW 공진기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 칩 모듈.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 접속단은 범프 본딩, 솔더 본딩, 와이어 본딩 중 어느 하나의 방법으로 상기 칩 모듈과 상기 패키징 모듈을 결합하는 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 칩 모듈.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 칩 모듈은,
    송신용 SAW 필터 패키지에 사용되는 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 칩 모듈.
  13. 입력단, 출력단, 적어도 하나의 직렬 SAW 공진기, 적어도 하나의 병렬 SAW 공진기, 상기 병렬 SAW 공진기와 연결되는 접속단을 포함하는 칩 모듈;
    외부 단자와 연결되는 적어도 하나의 패턴부를 포함하는 패키징 모듈;
    을 포함하고,
    상기 직렬 SAW 공진기 및 상기 병렬 SAW 공진기는 metallization ratio가 0.7 이상이며, 상기 칩 모듈의 접속단과 상기 패키징 모듈의 패턴부가 연결되는 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 필터 패키지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 칩 모듈은,
    입력단;
    상기 입력단과 직렬로 연결되는 제1 직렬 SAW 공진기;
    상기 제1직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제2직렬 SAW 공진기;
    상기 제2직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제3직렬 SAW 공진기;
    상기 제3직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제4직렬 SAW 공진기;
    상기 제4직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제5직렬 SAW 공진기;
    상기 제5직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제6직렬 SAW 공진기;
    상기 제6직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제7직렬 SAW 공진기;
    상기 제7직렬 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 제8직렬 SAW 공진기;
    상기 제8직렬 SAW 공진기와 상기 출력단 사이에서 직렬로 연결되는 제9직렬 SAW 공진기;
    출력단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 필터 패키지.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 칩 모듈은,
    상기 제2직렬 SAW 공진기와 상기 제3직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제1병렬 SAW 공진기;
    상기 제4직렬 SAW 공진기와 상기 제5직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제2병렬 SAW 공진기;
    상기 제6직렬 SAW 공진기와 상기 제7직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제3병렬 SAW 공진기;
    상기 제8직렬 SAW 공진기와 상기 제9직렬 SAW 공진기 사이에서 병렬로 연결되는 제4병렬 SAW 공진기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 필터 패키지.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 패키징 모듈은,
    상기 제1병렬 SAW 공진기와 연결되는 제1패턴부;
    상기 제2병렬 SAW 공진기와 연결되는 제2패턴부;
    상기 제3병렬 SAW 공진기와 연결되는 제3패턴부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 필터 패키지.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 패키징 모듈은,
    상기 패턴부가 인덕터로 구현되는 것을 특징으로 하는 내전력 특성이 개선된 필터 패키지.
  18. 입력단, 출력단, 적어도 하나의 직렬 SAW 공진기, 적어도 하나의 병렬 SAW 공진기, 상기 병렬 SAW 공진기와 연결되는 접속단을 포함하는 칩 모듈;
    외부 단자와 연결되는 적어도 하나의 패턴부를 포함하는 패키징 모듈;
    을 포함하고,
    상기 직렬 SAW 공진기 및 병렬 SAW 공진기는 metallization ratio가 0.7 이상이며, 상기 칩 모듈의 접속단과 상기 패키징 모듈의 패턴부가 연결되는 내전력 특성이 개선된 필터 패키지로 구성된 전자 장치.
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