KR20020066361A

KR20020066361A - 듀플렉서 장치

Info

Publication number: KR20020066361A
Application number: KR1020010046204A
Authority: KR
Inventors: 이와모토야스히데; 이카타오사무; 히라사와노부오; 후쿠시마히데노리
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤; 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2002-08-16
Also published as: CN1169393C; KR100642612B1; US20020109561A1; CN1368831A; US6466103B2; DE10138812A1; JP3532158B2; JP2002237739A; DE10138812B4; SG101984A1

Abstract

본 발명은 듀플렉서 장치에 관한 것으로, 정합 회로를 형성하는 선로 패턴의 형상과 이 선로 패턴에 접속되는 듀플렉서 패키지의 패드의 위치를 적절히 설정함으로써, 듀플렉서 장치의 소형화와 필터 특성의 안정화를 도모하는 것을 목적으로 한다.

서로 다른 대역 중심 주파수를 갖는 두 개의 탄성 표면파 필터와, 두 개의 탄성 표면파 필터의 위상끼리를 정합시키기 위한 선로 패턴을 구비하는 듀플렉서 장치로서, 상기 선로 패턴과 각 탄성 표면파 필터 상의 단자 및 상기 선로 패턴과 외부 안테나에 접속되는 공통 단자를 접속하기 위한 패드를 포함하는 복수의 패드가 형성되는 와이어 본딩 패드층을 갖고, 상기 탄성 표면파 필터 중 어느 하나의 탄성 표면파 필터와 상기 선로 패턴의 제1 단부를 접속하는 제1 패드와, 상기 공통 단자와 상기 선로 패턴의 제2 단부를 접속하는 제2 패드가 와이어 본딩 패드층 내에서 가장 이격된 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

듀플렉서 장치{DUPLEXER DEVICE}

본 발명은 듀플렉서 장치에 관한 것으로, 특히 탄성 표면파 필터를 이용하는 듀플렉서 장치에 관한 것이다.

최근, 이동 통신 시스템의 발전에 따라, 휴대 전화 및 휴대 정보 단말이 급속히 보급되고 있고, 더욱 소형화와 고성능화가 요구되고 있다.

또, 사용 주파수도 800 MHz∼1 GHz대 및 1.5 GHz∼2.0 GHz 등의 다방면에 걸쳐 있다.

최근의 휴대 전화 개발에서는 시스템의 다양화에 의해 듀얼 모드(아날로그와 디지탈의 병용, 디지탈의 TDMA : 시간 분할 변조 방식과 CDMA : 코드 분할 변조 방식의 병용) 또는 듀얼 밴드(800 MHz대와 1.9 GHz대의 병용, 900 MHz대와 1.8 GHz대 또는 1.5 GHz대의 병용)화를 행함으로써 단말의 고 기능화가 이루어지고 있다.

이에 따라, 휴대 전화에 이용하는 부품(예컨대, 필터)도 고 기능화가 요구되고 있다. 또한, 고 기능화 이외에 소형화 및 저 비용화의 요구도 당연히 요구되고 있다.

이들 이동 통신 기기에서는 안테나를 통해서 송수신되는 신호의 분기 및 생성을 실행하는 RF부에 있어서의 부품으로서 안테나 듀플렉서가 이용되고 있다.

종래부터 이용되고 있는 휴대 전화의 고 주파부의 구성을 도시하는 블럭도를 도 36에 도시한다.

마이크로부터 입력되는 음성 신호(100)는 변조기(101)에 의해서 휴대 전화 시스템의 변조 방식의 변조 신호로 변환되고, 또한 국부 발신기(108)에 의해서 소정의 반송 주파수로 변환된 후, 그 소정 송신 주파수의 신호만을 선택하는 단간 필터[102: interstage filter]를 통과하고, 파워 앰프(103)에 의해서 원하는 신호 강도에까지 증폭되어, 안테나 듀플렉서(105)로 전송된다. 안테나 듀플렉서(105)는 소정의 송신 주파수의 신호만을 안테나(104)로 전송하여, 안테나(104)로부터 무선 신호로서 공기중에 송신한다.

한편, 안테나(104)에서 수신되는 신호는 안테나 듀플렉서(105)로 전송되고, 소정의 주파수 신호만이 선택되는다. 선택되는 수신 신호는 저 노이즈 앰프(106)에의해 증폭되어 단간 필터(107)를 경유한 후, 통화 신호만을 IF 필터에 의해 선택하여 복조기(111)에 의해 음성 신호(100)로서 얻어진다. 안테나 듀플렉서(105)는 안테나(104)와 소위 음성 신호의 처리 회로와의 사이에 위치하고, 송신 신호 및 수신 신호를 분배하여, 각각이 간섭하지 않도록 하는 기능을 갖춘 것이다.

안테나 듀플렉서는 적어도 송신용 필터와 수신용 필터가 필요하며, 또한 송신 신호와 수신 신호가 간섭하지 않도록 하기 위한 정합 회로(또는, 위상 정합용 회로, 위상 정합을 위한 선로 패턴이라고도 칭함)를 갖는다.

고 기능 단말에서의 안테나 듀플렉서는 유전체 또는 적어도 한 쪽에 유전체를 이용하는 탄성 표면파 필터와의 복합 듀플렉서, 또는 탄성 표면파 필터만으로 구성된 것이 있다. 유전체를 이용하는 듀플렉서는 사이즈가 크기 때문에, 휴대 단말 기기의 소형화나 박형화가 매우 어렵다.

또한, 한 쪽에 탄성 표면파 듀플렉서를 이용하는 경우라도 유전체 장치의 사이즈가 소형화 및 박형화를 어렵게 하고 있다.

종래의 탄성 표면파 필터를 이용하는 듀플렉서 장치는 프린트판 상에 개별 필터와 정합 회로를 탑재하는 모듈형의 것이나 다층 세라믹 패키지에 송신 및 수신용 필터 칩을 탑재하여 정합 회로를 패키지 내에 설치하는 일체형의 것이 있다.

이들은 유전체를 이용하는 듀플렉서에 비해 체적을 1/3에서 1/15 정도의, 높이 방향만으로 보면 1/2에서 1/3 정도의 소형화 및 박형화가 가능해진다. 이 탄성 표면파 장치를 이용하고, 장치 사이즈를 소형으로 함으로써, 유전체 장치와 동등한 비용으로 하는 것이 가능해지고 있다.

앞으로, 한층 더 소형화가 요구되고 있는데, 그 소형화를 위해서는 일본 특허 공개 평성 제10-126213호 공보에 기재된 것과 같은 다층 세라믹스 패키지를 이용하는 구조를 이용하는 것, 나아가서는 하나의 칩 상에 두 개의 필터를 형성하는 것이나 와이어 접속을 이용하지 않는 플립 칩 실장 기술을 적용하는 것이 필수적이다. 어느 경우에 있어서도 두 개의 탄성 표면파 필터를 탑재하는 기밀하게 밀봉 가능한 "듀플렉서 패키지"와, 두 개의 필터로 듀플렉서를 구성하기 위한 "정합 회로"가 필요하게 된다.

"정합 회로"는 다층 구조 패키지 중 어느 층에 소정 길이의 선로 패턴을 배치함으로써 형성되어 있다.

여기서, 요구되는 듀플렉서로서의 특성을 만족하고, 듀플렉서 패키지의 소형화에 대한 요구에 대응하기 위해서는, 특히 "정합 회로"의 선로 패턴의 배치가 문제가 된다.

특히, 이 선로 패턴과, 듀플렉서 패키지 측에 배치되는 외부 접속용 단자(와이어 본딩 패드)가 상당히 접근하고 있는 경우에는 충분한 아이솔레이션를 얻을 수 없고, 듀플렉서를 구성하는 두 개의 탄성 표면파 필터 서로의 통과 대역 이외의 억압 특성이 열화된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 정합 회로의 선로 패턴과 듀플렉서 패키지의 신호 단자 등의 사이의 아이솔레이션이 충분히 취해져, 듀플렉서로서의 특성을 안정화시킬 수 있는 구성을 갖는 듀플렉서 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 듀플렉서의 구성을 개략적으로 도시하는 블럭도이다.

도 2는 본 발명에 따른 듀플렉서의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 블럭도이다.

도 3은 본 발명에 따른 듀플렉서에 이용되는 두 개의 SAW 필터의 주파수 특성을 도시하는 그래프이다.

도 4는 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구조를 도시하는 횡단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 와이어 본딩 패드층를 설명하기 위한 구조를 도시하는 평면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 선로 패턴층을 설명하기 위한 구조를 도시하는 평면도이다.

도 7은 본 발명의 라더형 SAW 필터를 이용하는 경우의 듀플렉서를 개략적으로 도시하는 회로도이다.

도 8은 본 발명에서는 채용되지 않은 와이어 본딩 패드층을 설명하기 위한 구조를 도시하는 평면도이다.

도 9는 도 8에 대응하는 선로 패턴층을 설명하기 위한 구조를 도시하는 평면도이다.

도 10은 본 발명에 있어서, 블랭크 패키지에 있어서의 최단 거리(dS)와 아이솔레이션[dB]과의 관계를 도시하는 그래프이다.

도 11은 본 발명에 있어서, 블랭크 패키지에 있어서의 선로 패턴과의 거리(d)와 아이솔레이션[dB]과의 관계를 도시하는 그래프이다.

도 12는 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 선로 패턴층에 대한 평면 구조의 일 실시예에 있어서, 거리(d)를 설명하기 위한 도면이다.

도 13은 종래의 듀플렉서 장치에 대한 일 실시예의 주파수 특성을 도시하는 그래프이다.

도 14는 종래의 듀플렉서 장치(도 13 참조)의 선로 패턴층에 대한 평면 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 15는 선로 패턴에 접속되는 패드를 최적으로 배치하지 않은 경우의 듀플렉서 장치에 대한 주파수 특성을 도시하는 그래프이다.

도 16은 선로 패턴에 접속되는 패드를 최적으로 배치하지 않은 경우의 선로 패턴층에 대한 평면 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 17은 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 일 실시예에 대한 주파수 특성을 도시하는 그래프이다.

도 18은 본 발명에 따른 일 실시예의 선로 패턴층에 대한 평면 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 19는 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 일 실시예에 대한 주파수 특성을도시하는 그래프이다.

도 20은 본 발명의 일 실시예의 선로 패턴층에 대한 평면 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 21은 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 일 실시예에 대한 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 22의 (a) 내지 도 22의 (c)는 도 21에 도시된 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 각 층에 대한 평면 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 23은 본 발명에 있어서, 블랭크 패키지에 있어서의 최단 거리(dS)와 아이솔레이션[dB]과의 관계를 도시하는 그래프이다.

도 24는 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 일 실시예에 대한 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 25의 (a) 내지 도 25의 (c)은 도 24에 도시한 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 각 층에 대한 평면 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 26은 선로 패턴과 공통 단자 인출선이 동일 층(선로 패턴층)에 형성되는 평면 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 27은 본 발명에 있어서, 블랭크 패키지에 있어서의 최단 거리(dS)와 아이솔레이션[dB]과의 관계를 도시하는 그래프이다.

도 28은 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 일 실시예의 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 29의 (a) 및 도 29의 (b)는 종래의 듀플렉서 장치의 다이 부착층에 대한평면 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 30의 (a) 및 도 30의 (b)는 본 발명에 따른 듀플렉서 장치의 다이 부착층에 대한 평면 구조의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 31은 다이 부착층에 있어서의 선로 패턴에 대한 저항치를 도시하는 그래프이다.

도 32의 (a) 내지 도 32의 (c)는 본 발명에 따른 와이어 본딩 패드층에 대한 일 실시예를 도시하는 평면도이다.

도 33의 (a) 및 도 33의 (b)는 본 발명에 따른 와이어 본딩 패드층에 대한 일 실시예를 도시하는 평면도이다.

도 34의 (a) 내지 도 34의 (d)는 본 발명에 따른 와이어 본딩 패드층에 대한 일 실시예를 도시하는 평면도이다.

도 35의 (a) 내지 도 35의 (d)는 본 발명에 따른 와이어 본딩 패드층에 대한 일 실시예를 도시하는 평면도이다.

도 36은 종래의 휴대 전화의 고주파부에 대한 구성을 도시하는 블럭도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 정합 회로(선로 패턴)

2 : SAW 필터

3 : SAW 필터

4 : 캡 탑재층

5 : 와이어 본딩 패드층

6 : 다이 부착층

7 : 선로 패턴층

8 : 공통 GND층

8-1 : 공통 GND층

8-2 : 공통 GND층

9 : 풋 패턴층(외부 접속 단자층)

10 : 사이드 캐스터레이션

11 : 와이어

12 : 덮개

13 : 공통 GND 패턴

20 : 공통 단자 인출선

14 : 다이 부착 패턴

15 : 페이스트

21 : 공통 단자 인출선층

22 : 비아

23 : 공통 단자 인출선의 단부

T0 : 공통 단자

T1 : 외부 접속 단자

T2 : 외부 접속 단자

dS : 최단 거리

dS1 : 최단 거리

dS2 : 최단 거리

L1 : 레이어

L2 : 레이어

L3 : 레이어

L4 : 레이어

L5 : 레이어

F1 : 제1 필터

F2 : 제2 필터

LP1 : 선로 패턴의 단부

LP2 : 선로 패턴의 단부

본 발명은 서로 다른 대역 중심 주파수를 갖는 두 개의 탄성 표면파 필터와, 두 개의 탄성 표면파 필터의 위상끼리를 정합시키기 위한 선로 패턴을 구비하는 듀플렉서 장치로서, 상기 선로 패턴과 각 탄성 표면파 필터 상의 단자 및 상기 선로 패턴과 외부 안테나에 접속되는 공통 단자를 접속하기 위한 패드를 포함하는 복수의 패드가 형성되는 와이어 본딩 패드층을 구비하고, 상기 탄성 표면파 필터 중 어느 하나의 탄성 표면파 필터와 상기 선로 패턴의 제1 단부를 접속하는 제1 패드와, 상기 공통 단자와 상기 선로 패턴의 제2 단부를 접속하는 제2 패드가 와이어 본딩 패드층 내에서 가장 이격된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서 장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명은 서로 다른 대역 중심 주파수를 갖는 두 개의 탄성 표면파 필터와, 두 개의 탄성 표면파 필터의 위상끼리를 정합시키기 위한 선로 패턴을 구비하는 듀플렉서 장치로서, 상기 선로 패턴과 각 탄성 표면파 필터 상의 단자 및 상기 선로 패턴과 외부 안테나에 접속되는 공통 단자를 접속하기 위한 패드를 포함하는 복수의 패드가 형성되는 와이어 본딩 패드층과, 와이어 본딩 패드층 아래에 위치하고 상기 선로 패턴이 형성되는 선로 패턴층과, 선로 패턴층 아래에 위치하고 각 탄성 표면파 필터와 외부 회로를 접속하기 위한 외부 접속 단자를 구비하는 외부 접속 단자층을 구비하고, 상기 선로 패턴층에 있어서 상기 탄성 표면파 필터 상의 단자와 상기 외부 접속 단자를 접속하는 경로가 상기 선로 패턴층과 교차하는점과, 상기 선로 패턴의 임의의 위치와의 거리(dS)가 소정치 이상이 되도록 상기 선로 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서 장치를 제공하는 것이다.

이에 따르면, 소형화, 즉 상대측 통과 대역의 억압 특성을 안정화시킨 듀플렉서 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 와이어 본딩 패드층은 그 거의 중앙에 두 개의 탄성 표면파 필터를 탑재하기 위한 직사각형 공간을 지니고, 그 직사각형 공간의 주위에 복수 개의 패드가 형성되어 있고, 상기 제1 패드 및 제2 패드가 상기 직사각형 공간을 사이에 두고 대각 위치에 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 공통 단자가 상기 외부 접속 단자층에 형성되고, 상기 제2 패드와 공통 단자를 접속하기 위한 공통 단자 인출선이 상기 선로 패턴층과 서로 다른 층에 형성되도록 하더라도 좋다.

특히, 상기 공통 단자 인출선은 상기 와이어 본딩 패드층에 형성하더라도 좋고, 상기 선로 패턴층의 아래층에 형성하더라도 좋다. 이에 따르면, 선로 패턴과 외부 접속 단자와의 아이솔레이션을 개선할 수 있다.

또한, 상기 공통 단자 인출선이 형성되는 층과 상기 선로 패턴층과의 사이에 GND 패턴이 형성되는 공통 GND층을 구비하더라도 좋다.

또, 외부 노이즈의 영향을 방지하는 관점에서는 상기 각 층의 측면을 GND로 덮도록 하더라도 좋다.

또, 상기 탄성 표면파 필터를 탑재하기 위한 다이 부착층(die attach layer)을 상기 와이어 본딩 패드층 아래에 위치하고 상기 선로 패턴층의 상측에 구비하며, 상기 탄성 표면파 필터를 GND에 접속하기 위한 다이 부착 패턴(die attach pattern)이 2분할 이상의 패턴으로서 다이 부착층 상에 형성되어, 분할된 다이 부착 패턴과 탄성 표면파 필터가 도전 페이스트를 통해 접촉하고 있도록 하더라도 좋다.

또한, 상기 와이어 본딩 패드층에 형성되는 복수 개의 패드가 서로 소정 거리 이상 이격되어 형성되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 양호한 듀플렉서의 주파수 특성을 얻기 위해서는 상기 소정의 거리는 0.3 mm 이상이고, 탄성 표면파 필터를 탑재하기 위한 직사각형 공간보다도 작게 하는 것이 바람직하다.

또, 상기한 거리(dS)는 양호한 억압 특성을 얻기 위해서는 5 mm(가로)×5 mm(세로)×1.5 mm(높이) 사이즈의 듀플렉서 장치에 있어서, 1.075 mm≤dS로 할 수 있다.

이하, 도면에 도시하는 실시예에 기초하여 본 발명을 기술한다. 한편, 이것에 의해서 본 발명이 한정되는 것이 아니다.

본 발명에서 대상으로 하는 듀플렉서 구성을 개략적으로 도시하는 블럭도를 도 1에 도시한다.

이 듀플렉서는 두 개의 SAW 필터[2(F1), 3(F2)]와 하나의 정합 회로(1)로 이루어지고, 안테나에 접속되는 공통 단자(TO)와, 외부 회로에 접속되는 입출력용의 외부 접속 단자(T1, T2)를 구비하는다.

여기서 필터(F1, F2)는 소형화와 요구되는 성능의 관점에서 탄성 표면파 공진기를 조합시킨 탄성 표면파 필터(이하, SAW 필터라 칭함)를 이용하는다.

정합 회로(1)는 두 개의 SAW 필터 서로의 간섭을 저감하고, 원하는 필터 특성을 얻기 위해서 공통 단자(T0)와 SAW 필터와의 사이에 설치된다. 정합 회로(1)는 공통 단자(T0)와 필터(F1) 사이 및 공통 단자(T0)와 필터(F2) 사이에 각각 설치하더라도 좋지만, 특히 소형화의 관점에서는 공통 단자(T0)와 필터 중 어느 하나의 필터의 사이에 하나만을 설치하는 것이 바람직하다. 이하의 설명에서는 공통 단자(T0)와 필터(F2) 사이에 설치하는 것으로 한다.

본 발명에 있어서, 정합 회로(1)를 공통 단자(T0)와 필터(F2) 사이에 설치하는 구성을 도시하는 블럭도를 도 2에 도시한다.

여기서, 후술하는 바와 같이, FP에서 시작되는 부호는 패키지 측면의 배선 부분(Foot Pad)을 나타내고, WP에서 시작되는 부호는 와이어 본딩 패드층의 와이어 본딩 패드(Wire Pad, 이하, 단순히 패드라고도 칭함)를 나타내며, IN 및 OUT은 탑재하는 필터 칩(2, 3) 상에 배치되어 있는 접속 단자를 나타내고 있다.

또, 정합 회로(1)는 일반적으로 텅스텐이나 동을 주성분으로 하는 재료로 형성되어, 일정한 길이를 갖는 가늘고 긴 선로로 형성되는다. 이 정합 회로(1)는 폭 0.1∼0.2 mm 정도로 선로 길이는 수십 mm 정도이지만, 요구되는 SAW 필터의 중심 주파수와의 관계에 의해서, 그 선로 길이는 지정된다. 이하의 실시예에서는 정합 회로(1)를 선로 패턴이라고도 부르며, 선로 패턴은 두 개의 단부를 갖지만, 단부 중 어느 하나의 단부(제1 단부)를 LP1, 다른 쪽의 단부(제2 단부)를 LP2로 나타내는 것으로 한다.

본 발명에 따른 듀플렉서에 이용되는 두 개의 SAW 필터(F1, F2)의 주파수 특성을 도시하는 그래프를 도 3에 도시한다. 여기서, SAW 필터(F1, F2)는 서로 다른 대역 중심 주파수(F1<F2)를 갖고 있지만, 예를 들어 SAW 필터(F1)의 대역 중심 주파수를 836 MHz로, SAW 필터(F2)의 대역 중심 주파수를 881 MHz로 하는 것을 만들 수 있다.

본 발명의 SAW 필터를 탑재하는 듀플렉서 패키지의 하나의 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도를 도 4에 도시한다. 또, 이 실시예에서는 듀플렉서 패키지는 5개의 층(L1∼L5)으로 이루어지는 다층 구조를 갖고 있다. 다층 구조의 층수는 5층에 한정되는 것은 아니지만, 적은 쪽이 높이의 감소란 점에서 유리하다.

각 층(레이어 L1∼L5)을 구성하는 재료는 유전률(ε)이 9.5 정도인 알루미나 또는 유리 세라믹을 이용하는다. 또, 각 층과 층과의 사이에 정합 회로의 선로 패턴(1)이나 GND 패턴(13) 등이 형성되는다.

도 4에 있어서, 레이어(L1)의 상측의 표면을 캡 탑재층(4)이라고, 레이어(L1)와 레이어(L2) 사이로서 레이어(L2)의 표면을 와이어 본딩 패드층(5)이라고, 레이어(L2)와 레이어(L3) 사이로서 레이어(L3)의 표면을 다이어터치층(6)이라고, 레이어(L3)와 레이어(L4) 사이로서 레이어(L4)의 표면을 선로 패턴층(7)이라고, 레이어(L4)와 레이어(L5) 사이로서 레이어(L5)의 표면을 공통 GND층(8)이라고, 레이어(L5) 아래의 표면을 외부 접속 단자층(9) 또는 풋(foot) 패턴층(9)이라고 부른다.

또, 레이어(L1)의 상면의 일부, 레이어(L5)의 하면의 일부 및 각 레이어의측면 부분을 커버하도록, 사이드 캐스터레이션[10: side castellation]을 형성하는다. 이 사이드 캐스터레이션을 설치하는 것은 외부 노이즈가 내부의 필터 등에 침입하는 것을 방지하기 위해서이다.

또, 이 사이드 캐스터레이션(10)를 통해서 선로 패턴(1)이나 SAW 필터와, 공통 단자(T0) 및 외부 접속 단자(T1, T2)가 접속된다.

최상층인 레이어(L1)의 위에는 내부의 필터(2, 3)를 보호하는 덮개(12)가 배치되는다. 덮개(12)는 Au 도금 또는 Ni 도금 등의 금속 재료, 또는 패키지와 동일한 세라믹 재료로 만들어진다.

레이어(L1)는 상기 덮개(12)를 얹기 위한 패키지의 프레임이다.

레이어(L2)의 표면은 SAW 필터(2, 3) 상의 단자와 듀플렉서 패키지와의 접속을 형성하는 층이며, 소위 와이어 본딩 패드가 배치되어 있다. 이 와이어 본딩 패드층(5)의 표면에 설치된 패드(단자)[도 2의 패드(WP3, WP5, WP8, WP10)에 상당]와, SAW 필터 상의 단자(IN, OUT)는 와이어(11)에 의해 접속된다.

레이어(L2)의 표면의 단자 및 배선 패턴은 텅스텐, Cu 및 Ag 등의 도체 재료의 표면을 Au 도금 처리하여 작성된다. 또한 와이어(11)는 Al-Si 등의 재료를 이용하면 된다.

레이어(L3)의 표면[다이 부착층(6)]에는 필터 칩(2, 3)이 다이 부착 패턴(14)과 페이스트[15: 도전성 또는 비도전성]를 통해 접착 배치되는다.

레이어(L4)의 표면[선로 패턴층(7)]에 정합 회로의 선로 패턴(1)이 형성되는다. 도 4에서는 이 선로 패턴(1)은 8개의 장방형으로 나타내어져 있지만, 실제로는연속된 한 개의 선로이다.

선로 패턴은 선로 패턴층(7) 상에 전체 길이 80 내지 120 ㎛ 정도의 폭을 갖는 전체 길이에 대해 약 λ/4의 도체 패턴으로서 형성되는다. 이 선로 패턴은 공통 GND층(8)보다도 위의 층에 형성하는다. 도면과 같이 바로 위의 층에 형성하여도 좋고, 또 공통 GND층 위의 복수의 층으로 분할하여 형성하더라도 좋다.

공통 GND층(8)은 신호용 측면상의 사이드 캐스터레이션(10) 패턴 부분을 제외하고, 실드를 위한 GND 패턴(13)이 형성되는 것이다.

공통 GND 패턴(13)도 선로 패턴(1)과 마찬가지로 텅스텐 또는 동을 이용할 수 있다.

다만, 공통 GND 패턴 및 선로 패턴으로서 이용하는 재료는 패키지 재료의 소성 온도를 고려하여 선정할 필요가 있다.

패키지 재료로서 알루미나를 이용하는 경우, 그 소성 온도는 1600℃ 정도이기 때문에, 텅스텐을 이용하는 것이 바람직하다.

한편, 패키지 재료로서 유리 세라믹을 이용하는 경우, 그 소성 온도는 950℃ 정도이기 때문에, 동을 이용하는 것이 바람직하다. 동은 텅스텐보다도 저항치가 낮기 때문에, 듀플렉서의 주파수 특성 중 삽입 손실(통과 강도)이 양호하게 된다.

또, GND 패턴(13) 등의 노출되어 있는 부분은 산화 방지 처리를 하는 것이 바람직하기 때문에, 예를 들어 동 위에 니켈 및 금을 이 순서대로 성막하더라도 좋다. 여기서 니켈은 동과 금의 밀착성 개선을 위해 이용된다.

외부 접속 단자층[9: 풋 패턴층]에는 공통 단자(T0) 및 외부 접속 단자(T1,T2)가 설치되어 있다. 이들 단자(T0, T1, T2)는 사이드 캐스터레이션(10)을 통해, 각각 도 2에 도시한 단자(FP5, FP8, FP2)와 전기적으로 접속되어 있다.

본 발명의 일 실시예의 듀플렉서 패키지를 위에서 본 평면도를 도 5에 도시한다.

도 5는 도 4에 도시한 단면도 중 덮개(12)를 제외한 평면도이며, 주로 와이어 본딩 패드층(5)의 평면 구조를 도시한 것이다. 거의 중앙의 공동 부분에 두 개의 탄성 표면파 필터 칩(F1, F2)을 하나의 패키지로 구성된 것이 배치되는 상태를 나타내고 있다.

즉, 와이어 본딩 패드층(5)은 거의 중앙에 SAW 필터를 탑재하기 위한 직사각형 공간을 갖고 있다. 또, 이 직사각형 공간의 주위에 패드가 배치되어 있다. 도 5에서는 10개의 패드(WP1∼WP10)가 나타내어져 있지만, 패드의 수는 이것에 한정되는 것이 아니다.

도 5에 있어서, FP로 시작되는 부호의 단자, WP로 시작되는 단자, 필터 칩의 OUT 및 IN은 도 2에 도시한 구성 블럭과 동일한 부분을 의미하고 있다.

선로 패턴층(7)에 형성되는 선로 패턴(1)의 패턴 형상의 일 실시예를 도 6에 도시한다.

여기서, 선로 패턴(1)의 단부(L1)와 도 5의 패드(WP10)는 층간[레이어(L2), 레이어(L3)]을 관통하는 비아에 의해 전기적으로 접속되어 있고, 단부(L2)와 도 5에 도시된 패드(WP5)는 층간[레이어(L2), 레이어(L3)]을 관통하는 비아에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

전기적 접속을 설명하면, 예를 들어 도 2에 도시된 외부 접속 단자(T1)는 풋 패턴층(9)에 있지만, 이로부터 사이드 캐스터레이션(10)을 통해 와이어 본딩 패드층(5)에 있어서 도 2 및 도 5에 도시한 단자(FP8)에 접속되어 있고, 또한 도 5에 도시한 바와 같이 단자(FP8)는 배선 패턴에 의해서 와이어 본딩 패드(WP8)에 접속되어 있다.

또, 패드(WP8)와 탄성 표면파 필터 칩(F1) 상의 단자(IN)가 와이어(11)에 의해 접속된다.

또, 마찬가지로 도 2의 단자(T2)는 사이드 캐스터레이션(10)을 통해 도 5의 FP2에 접속되고, 배선 패턴에 의해 패드(WP3)에도 또한 접속되어 탄성 표면파 필터 (F2) 상의 단자 OUT에 접속된다.

또, 공통 단자(T0)는 사이드 캐스터레이션을 통해 와이어 본딩층(5)의 단자 (FP5)에 접속되고, 또한 공통 단자 인출선(20)에 의해서 패드(WP5)에 접속되며, 탄성 표면파 필터(F1) 상의 단자 OUT에 접속된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 듀플렉서 패키지에서는 800 MHZ대의 듀플렉서의 경우는 그 외형 사이즈를 5.0(가로)×5.0(세로)×1.5 mm(높이)로 할 수 있다.

종래부터 휴대 전화 등에서 이용되고 있는 듀플렉서 패키지의 사이즈는 작은 것도 9.5(가로)×7.5(세로)×2.1(높이) mm 정도인 것을 생각하면, 본 발명에 따른 듀플렉서 패키지에서는 약 25% 정도까지 소형화할 수 있다.

또 1.9 GHz대의 듀플렉서의 경우에는 3.8(가로)×3.8(가로)×1.5(높이) mm정도로 할 수 있어, 그 사이즈를 종래의 듀플렉서 패키지의 14% 정도로 할 수 있다. 이하의 실시예에서는 특별히 명기한 경우를 제외하고, 5.0×5.0×1.5 mm의 소형화된 듀플렉서 패키지의 구성에 관해서 설명한다.

또, 탄성 표면파 필터 칩(2, 3)은 1포트 탄성 표면파 공진기를 사다리형으로 접속한 라더형(ladder type) 설계(도 7 참조)로 하여, 기판 재료에는 LiTaO₃(예컨대, 방위:42 Yrot-X 전파)를 이용하고, 전극 재료에는 Al을 주성분으로 하는 합금(Al-Cu, Al-Mg 등) 및 그 다층막(Al-Cu/Cu/Al-Cu, Al/cu/Al, Al/Mg/AL, Al-Mg/Mg/Al-Mg 등)을 스퍼터링에 의해 형성하고, 노광 및 에칭에 의해 패턴을 형성하는 것을 이용할 수 있다.

이어서, 본 발명의 특징이 되는 정합 회로의 선로 패턴(1)과, 와이어 본딩 층(5)에 배치되는 와이어 본딩 패드 및 단자의 위치 관계에 관해서 설명한다.

도 5에 도시한 본 발명의 일 실시예에서는 와이어 본딩 패드층(5)에 있어서, 선로 패턴(1)의 양단(LP1, LP2)에 접속되는 패드(이하, 정합 패드라고 칭함)는 WP5 및 WP10이지만, 양 정합 패드는 필터 칩을 탑재하는 직사각형 공간을 사이에 두고, 와이어 본딩층(5)의 가장 먼 대각 위치에 배치되어 있다.

즉, 정합 패드(WP5, WP10)는 와이어 본딩 패드층(5)에 있어서, 배치되는 패드 중 서로 가장 이격된 위치에 형성되어 있다. 또, 양 정합 패드(WP5, WP10)는 각각 선로 패턴(1)의 단부(LP2, LP1)의 바로 위에 배치되고, 정합 패드와 선로 패턴의 단부가 비아를 통해 전기적으로 접속된다. 패드(WP5)와 단부(LP1)가 접속되고,패드(WP10)와 단부(LP2)가 접속되어 있다.

도 6에 있어서, 본 발명의 일 실시예의 선로 패턴의 전체 길이는 약 λ/4(λ=C/f_o, C= C_o/, C_o=3×10⁸m/s)로 한다. 선로 패턴의 전체 길이는 필터의 통과 대역의 중심 주파수나 패턴의 특성 임피던스치에 의해 결정된다.

다음에, 도 6에 도시한 본 발명의 일 실시예의 선로 패턴과, 탄성 표면파 필터(F1)측의 외부 접속 단자(T1)에 접속되는 단자(도 6의 FP8)와의 최단 거리(dS1)에 관해서 생각한다. 도 6과 같은 선로 패턴(1)의 배열(arrangement)에서는 FP8에서부터 선로 패턴의 꺾임점(folded point) 부분까지의 거리가 최단 거리(dS1)가 된다.

마찬가지로, 탄성 표면파 필터(F2)측의 외부 접속 단자(T2)에 접속되는 단자(도 6의 FP2)와의 최단 거리(dS2)는 FP2에서부터 도 6에 나타내는 것과 같은 꺾임점 부분까지의 거리가 된다. 예컨대, 일반적으로 dS1≠dS2이지만, 이 실시예에서는 최단 거리 dS1=dS2=1.1 mm 정도로 할 수 있다. 이하, 이 두 개의 최단 거리(dS1, dS2)를 대표하여 dS로 나타낸다.

즉, 거리(dS)는 선로 패턴층(7)에 있어서, 풋 패턴층(9)에 있는 외부 접속 단자(T1, T2)와 SAW 필터 상의 단자(IN, OUT)를 접속하는 경로가 선로 패턴층(7)과 교차하는 점(FP8)과, 선로 패턴(1)의 임의의 위치와의 거리로 최단의 길이라 정의한다.

비교를 위해, 본 발명에서는 사용하지 않은 패드의 배치와 선로 패턴의 실시예를 도 8 및 도 9에 도시한다.

도 8은 와이어 본딩 층의 패드의 배치를 도시한 것이지만, 여기서는 WP10 및 WP5보다도 내측의 WP9 및 WP4의 위치에 선로 패턴(1)의 단부(LP1, LP2)와 접속하는 정합 패드를 배치하고 있다.

또, 선로 패턴(1)은 도 9에 도시한 바와 같이 배열되어 있다고 하면, 단자(FP8과 FP2)에서부터의 이 선로 패턴(1)까지의 최단 거리(dS1, dS2)는 각각 도면에 도시한 바대로 된다.

여기서, 선로 패턴(1)의 전체 길이는 도 6에 도시한 것과 동일한 길이이다. 예를 들면, 이 경우의 최단 거리 dS1=dS2=0.5 mm 정도가 된다. 따라서, 본 발명의 도 6의 경우의 선로 패턴 쪽이, 본 발명에 포함되지 않은 도 9에 도시된 선로 패턴보다도 최단 거리(dS1, dS2)는 어느 쪽도 길게 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 후술하는 바와 같이, 충분한 아이솔레이션을 취하여 듀플렉서의 주파수 특성 중 억압 특성을 양호한 것으로 하기 위해서는 이 거리(dS1, dS2)는 될 수 있는 한 긴 쪽이 바람직하다.

또, 본 발명의 도 5의 경우에는 패드(WP5)와 공통 단자(T0)로의 접속 단자(FP5)를 접속하는 라인(20)은 도 8에 도시한 경우의 라인(20)보다도 짧게 할 수 있다.

그런데, 외부 접속 단자(T1, T2)와 선로 패턴(1)과의 사이의 아이솔레이션이 나쁘면 듀플렉서의 억압 특성이 열화되는 것은 알고 있지만, 이 양자의 거리가 지나치게 접근하면, 아이솔레이션이 나빠져 원하는 억압 특성을 만족할 수 없다.

따라서, 요구되는 양호한 듀플렉서의 억압 특성을 얻기 위해서는 외부 접속 단자(T1, T2) 및 이 단자(T1, T2)와 전기적으로 접속되어 있는 단자(FP8, FP2)와, 선로 패턴(1)의 임의의 위치와의 거리는 될 수 있는 한 이격되어 있는 쪽이 바람직하다. 즉, 최단 거리(dS1, dS2)가 가능한 한 긴 쪽이, 외부 접속 단자(T1, T2)와 선로 패턴(1)과의 아이솔레이션이 향상될 수 있다고 말할 수 있다.

또, 도 5에 있어서, 탄성 표면파 필터 상의 단자 등과 접속하는 와이어 본딩 패드는 전부 10개 배치되는 경우를 나타내고 있지만, 선로 패턴의 단부(LP1, LP2)와 접속하는 패드의 배치는 도 6 및 도 9에 도시한 두 개의 실시예 이외에도 생각할 수 있다. 이 생각되는 배치에 관해서는 후술하지만, 도 5에 도시한 바와 같이 선로 패턴의 단부(LP1, LP2)와 접속하는 정합 패드를 직사각형 공간을 사이에 두고 대각 배치하고, 또 이 정합 패드를 외부 접속 단자(T1, T2)로의 접속 단자(FP8, FP2)와의 거리가 가장 길게 되는 위치에 배치한 경우(즉 도 5의 배치), 도 6에 도시하는 최단 거리(dS1, dS2)는 가장 길게 할 수 있다.

또, 생각할 수 있는 다른 배치에 있어서, 도 6에 도시한 것과 거의 동등한 최단 거리(dS1, dS2)를 얻을 수 있더라도, 도 8에 도시한 바와 같이, 와이어 본딩층 상에 있어서의 공통 단자(T0)로의 단자(FP5)에 접속하기 위한 라인(20)의 길이를 길게 하지 않을 수 없게 되는 등, 다른 패턴의 배열에 의해서 아이솔레이션의 열화 요인이 새롭게 발생하는 경우도 있다.

그래서, 본 발명에 있어서, 선로 패턴과 외부 접속 단자와의 사이의 아이솔레이션을 양호한 것으로 하기 위해서는 적어도 다음과 같은 조건 중 어느 한 쪽을만족시키는 위치에 선로 패턴의 단부(LP1 및 LP2)와 접속하는 두 개의 정합 패드를 배치하도록 하는 것이 바람직하다.

1) 두 개의 정합 패드가 와이어 본딩 패드층에 있어서 필터 칩을 배치하기 위한 직사각형 공간을 사이에 둔 대각 위치로서 양 정합 패드의 직선 거리가 가장 길게 되는 위치 관계에 있는 것.

2) 각각의 정합 패드가 와이어 본딩 패드층에 있어서 외부 접속 단자로의 접속 단자와의 직선 거리가 가장 길게 되는 위치에 배치되는 것.

다만, 이 두 개의 조건 양쪽 모두를 만족시키는 것이 보다 바람직하다.

또, 이 제2 조건과 관련되지만, 선로 패턴층(7)에 있어서는 상기한 바와 같이 외부 접속 단자와 SAW 필터 상의 단자를 접속하는 경로가 선로 패턴층(7)과 교차하는 점과, 선로 패턴(1)의 임의의 위치와의 거리(dS)가 가능한 한 긴 쪽이 바람직하고, 요구되는 설정 사양을 만족시키기 위해서는 이 거리(dS)는 이 사양으로부터 정해지는 소정치 이상으로 할 것이 필요하게 된다.

필터 칩을 탑재하지 않은 블랭크 패키지에 있어서, 상기한 최단 거리(dS)(dS1, dS2)와, 공통 단자(T0) 및 외부 접속 단자(T1, T2) 사이의 아이솔레이션(dB)과의 관계를 도시하는 그래프를 도 10에 도시한다.

여기서, 최단 거리(dS)(dS1, dS2)가 짧은 쪽이 아이솔레이션(dB)이 나쁘고, 최단 거리가 긴 쪽이 아이솔레이션이 좋다라고 말 할 수 있다. 예를 들면, 이 아이솔레이션을 -50 dB 이상 취할 것이라는 설계시의 원하는 사양이 있었다고 한다면, 이 최단 거리(dS)(dS1, dS2)는 1.075 mm 이상으로 할 필요가 있다.

또, 양호한 아이솔레이션이 유지되도록 최단 거리(dS1, dS2)를 선택한 경우에도 선로 패턴의 배열 방법에 따라서도 아이솔레이션(dB)이 변화하는 것을 알았다.

즉, 단자(FP8 및 FP2)와 선로 패턴과의 거리에 관해서 상기 최단 거리(dS1, dS2) 다음에 가까운 거리를 "d"라고 하면, 이 거리(d)를 될 수 있는 한 길게 한 쪽이 아이솔레이션(dB)이 좋아지는 것을 알 수 있었다.

도 10의 그래프에 있어서, 점 A는 거리(d)가 1.4 mm인 경우이며, 점 B는 거리(d)가 1.15 mm인 경우를 나타내고 있다. 이에 따르면 거리(d)가 큰 쪽이 아이솔레이션(dB)이 개선되는 것을 알 수 있다.

외부 접속 단자(T1, T2)에 접속되는 단자(FP8, FP2)와 선로 패턴과의 거리에 관해서 2번째로 가까운 거리(d)(단 d>dS1, dS2)의 일 실시예를 설명하기 위한 도면을 도 12에 도시한다.

이것은 도 11에 있어서, 최단 거리(dS1, dS2)를 1.13 mm로 한 경우로서, 거리(d)(d>dS1, dS2)를 변화시킨 경우의 아이솔레이션의 그래프를 도시한다.

도 11에 따르면, 그래프는 거의 직선 상에 나열되고, 거리(d)가 짧을수록 아이솔레이션은 나쁘고, 길수록 아이솔레이션이 좋은 것을 알 수 있다.

예를 들면, 아이솔레이션을 -50 dB 이상 취하기 위해서는 거리(d)를 1.075 mm 이상이 되도록 선로 패턴의 배열을 배치할 필요가 있다.

다음에, 듀플렉서 패키지의 필터 특성, 즉 주파수(MHz)-통과 강도(dB)에 관해서 설명한다.

우선, 종래 이용되고 있는 듀플렉서 패키지의 필터 특성을 도시하는 그래프를 도 13에 도시한다. 이 종래의 듀플렉서 패키지의 사이즈는 9.5 mm(가로)×7.5 mm(세로)×2.1 mm(높이)이며, 본 발명에 따른 듀플렉서 패키지보다도 상당히 큰 것이다.

이 종래의 듀플렉서 패키지의 선로 패턴층(7)의 선로 패턴(1)을 도시하는 평면도를 도 14에 도시한다.

도 14에 있어서, 필터(F1)의 외부 접속 단자(T1)에 접속되는 단자와 선로 패턴(1)과의 거리(dS 및 d)는 각각 1.5 mm 및 1.6 mm이며, 본 발명의 경우보다도 길다.

이것은 듀플렉서 패키지의 사이즈가 본 발명보다도 상당히 크기 때문에, 거리(dS 및 d)도 길게 취하기 때문이다. 즉, 종래의 것에서는 도 13에 도시한 바와 같이 송신측 필터의 억압도는 -52dB이고, 수신측 필터의 억압도는 -46 dB로, 아이솔레이션이 충분히 취하지만, 그 대신 듀플렉서 패키지의 사이즈가 크다.

다음에, 듀플렉서 패키지의 사이즈를 본 발명에 따른 듀플렉서 패키지와 동일한 사이즈[5 mm(가로)×5 mm(세로)]로 하는데, 와이어 본딩 패드의 최적 배치는 고려하지 않은 경우의, 듀플렉서 패키지의 필터 특성의 그래프를 도 15에, 선로 패턴층의 선로 패턴 형상을 도 16에 도시한다.

도 16에 있어서, 외부 접속 단자(T1)에 접속되는 단자(FP8)와 선로 패턴(1)과의 거리(dS 및 d)는 각각 0.5 mm 및 0.6 mm이며, 본 발명의 실시예의 도 6의 경우보다도 상당히 짧다.

또, 도 15에 있어서, 송신측 필터의 억압도는 -42 dB이고, 수신측 필터의 억압도는 -37 dB이기 때문에, 도 13에 도시된 종래의 것과 비교하더라도 상당히 억압도는 나쁘다. 즉, 이 도 16에 도시된 실시예는 듀플렉서 패키지는 소형화되었지만, 거리(dS 및 d)가 짧기 때문에 아이솔레이션이 충분하지 않아 통과 대역 밖의 억압도가 나쁜 예를 도시한 것이다.

다음에, 본 발명에 따른 듀플렉서 패키지의 필터 특성에 관해서 설명한다.

상기한 도 5에 도시한 바와 같이 패드의 배치를 고려한 본 발명에 따른 듀플렉서 패키지의 필터 특성을 도시하는 그래프를 도 17에 도시한다.

본 발명의 도 17에 대응하는 선로 패턴층(7)의 패턴 형상을 도시하는 평면도를 도 18에 도시한다. 여기서, 거리(dS)=0.9 mm이고, 거리(d)=1.2 mm이며, 듀플렉서 패키지의 사이즈는 5 mm×5 mm×1.5 mm이다.

도 17에 따르면, 송신측 필터의 억압도는 -47 dB이고, 수신측 필터의 억압도는 -39 dB이기 때문에, 억압도는 도 13에 도시된 종래의 것에 비해 나쁘지만, 도 15에 도시된 듀플렉서 패키지를 단순히 작은 것보다는 양호하다.

즉, 듀플렉서 패키지의 사이즈가 동일하면, 도 18과 같이 와이어 본딩 패드의 배치를 고려하여, 거리(dS 및 d)의 길이를 길게 한 쪽이, 아이솔레이션이 개선되어 억압도가 향상되는 것을 알 수 있다.

상기한 도 18에 대하여 거리(dS 및 d)를 더욱 크게 설정한 경우의 본 발명에 대한 일 실시예를 도 19 및 도 20에 도시한다.

도 19는 본 발명에 따른 듀플렉서 패키지의 필터 특성이며, 도 20은 선로 패턴의 전체 길이가 도 18에 도시된 것과 동일한 35 mm이고, 거리(dS, d)를 크게 한 경우의 선로 패턴의 패턴 형상의 평면도이다.

여기서, 최단 거리(dS)=1.1 m이고, 거리(d)=1.4 mm이며, 듀플렉서 패키지의 사이즈는 5 mm×5 mm×1.5 mm이다.

도 19에 따르면, 송신측 필터의 억압도는 -55 dB이고, 수신측 필터의 억압도는 -43 dB이기 때문에, 도 15 및 도 17에 도시한 듀플렉서 패키지보다도 크게 억압도가 개선되고 있고, 도 13에 도시된 종래의 것에 비해 송신측 필터의 억압도가 좋아지고 있음을 알 수 있다.

즉, 도 20에 도시한 바와 같이, 소형화된 듀플렉서 패키지에 있어서 거리(dS, d)를 길게 설정하면, 아이솔레이션이 개선되어 억압도가 향상된다고 말할 수 있다.

이상의 설명에 의해, 본 발명의 실시예에 있어서는 최단 거리(dS1, dS2)와 거리(d) 양쪽 모두를 1.075 mm 이상으로 하여, 최단 거리(dS1, dS2)가 상기한 조건을 만족하도록 선로 패턴을 배치하도록 하면, 충분한 아이솔레이션을 확보할 수 있어, 양호한 억압도를 갖는 듀플렉서 특성의 듀플렉서 패키지를 얻을 수 있다.

이어서, 본 발명에 있어서, 아이솔레이션을 더욱 개선한 다른 실시예에 대해서 설명한다.

도 4에 도시된 본 발명의 실시예에서는 와이어 본딩 패드층(5)에 공통 단자(T0)에의 접속 단자(FP5)와 패드(WP5)를 접속하는 라인(20)(이하, 이 라인을 공통 단자 인출선이라 칭함)이 있었다(도 5 참조).

이 경우에는 선로 패턴(1)이 형성되는 층[선로 패턴층(70)과, 공통 단자 인출선(20)이 형성되어 있는 층(와이어 본딩층(50)]은 달랐다.

이하, 이 선로 패턴(1)이 형성되는 층(7)에 공통 단자 인출선(20)이 더불어 형성되는 경우를 생각한다. 이 경우의 선로 패턴층(7)에 대한 패턴 형상의 일 실시예를 도 26에 도시한다.

도 26의 경우, 공통 단자 인출선(20)을 선로 패턴과 동일층 내에 설치하고 있기 때문에, 선로 패턴의 배열에 여유가 없고, 최단 거리(dS)와 거리(d)는 길게 취할 수 없다. 이 경우, 도 6에 도시된 것보다도 거리(dS)는 약 0.18 mm 짧다.

도 26과 같이 패턴 형성하는 경우의 거리(dS)와 아이솔레이션 특성의 관계를 도시하는 그래프를 도 27에 도시한다.

여기서, 흑점(black spot)은 도 4에 도시한 경우의 아이솔레이션 특성이며, 백점(white spot)은 도 26에 도시한 경우의 아이솔레이션 특성을 나타내고 있다. 즉, 선로 패턴(1)과 공통 단자 인출선이 동일 층에 없는 경우(흑점)가 동일 층에 있는 경우보다도 아이솔레이션이 좋고(6.7∼9.9 db 정도), 듀플렉서 패키지의 억압도도 양호하다. 따라서, 선로 패턴(1)과 공통 단자 인출선(20)은 다른 층에 형성하는 쪽이 좋다.

또, 도 4에 도시일 실시예에서는 150 dB 이상의 아이솔레이션이 확보되고 있었지만, 다음에 도시한 바와 같이, 공통 GND층(8) 아래에 "공통 단자 인출선층"을 새롭게 설치하는 쪽이 아이솔레이션이 개선된다. 이것은 공통 단자 인출선(20)이 이 아이솔레이션의 특성에 큰 영향을 미치고 있기 때문이라고 생각된다.

본 발명에 따른 듀플렉서 패키지의 다른 실시예를 도시하는 단면도를 도 21에 도시한다.

여기서, 도 5와는 달리, 공통 GND층(8) 아래에 공통 단자 인출선층(21)을 설치하고 있다. 선로 패턴(1)의 패턴 형상은 도 6과 동일하게 한다.

이 도 21에 있어서의 와이어 본딩 패드층(5), 공통 GND층(8) 및 공통 단자 인출선층(21)의 표면 패턴을 도시하는 평면도를 도 22의 (a) 내지 도 22(c)에 도시한다.

도 22의 (a) 내지 도 22의 (c)에 있어서, 와이어 본딩 패드층(5)의 패드(WP5)와 공통 단자 인출선층(21)의 공통 단자 인출선(20)의 단부(23)는 각 층을 관통하는 비아[공통 GND층(8)에서는 부호 22의 부분]를 통해 전기적으로 접속된다.

도 21과 같이 구성하는 본 발명에 따른 듀플렉서의 블랭크 패키지에 있어서의 아이솔레이션과 최단 거리(dS)와의 관계를 도시하는 그래프를 도 23에 도시한다.

여기서, 도 23의 백점(C1∼C4)은 선로 패턴(1)과 공통 단자 인출선(20)과의 사이에 공통 GND층(8)을 중개하지 않는 경우(도 4 참조)이며, 도 23의 흑점(D1∼D4)은 선로 패턴(1)과 공통 단자 인출선층(21)과의 사이에 공통 GND층(8)을 설치하는 경우(도 21)를 나타내고 있다.

이에 따르면, 공통 단자 인출선층(21)을 공통 GND층(8) 아래에 설치하고 있기 때문에, 공통 단자 인출선층(21)을 설치하지 않은 경우보다도 아이솔레이션이 9∼14 dB 정도 향상되는 것을 알 수 있다.

또, 도 24에 도시한 바와 같이, 공통 단자 인출선층(21)을 사이에 두도록 그 상하에 공통 GND층(8-1, 8-2)을 설치하더라도 좋다.

이러한 구성의 경우의 와이어 본딩 패드층(5), 공통 GND층(8-1) 및 공통 단자 인출선층(21)의 표면 패턴을 도시하는 평면도를 도 25의 (a) 내지 도 25의 (c)에 도시한다. 이 경우에도, 패드(WP5)와 공통 단자(FP5)의 단부(23)는 각 층을 관통하는 비아(부호 22 부분)를 매개로 전기적으로 접속된다.

이에 따르면, 공통 인출선층(21)이 두 개의 공통 GND층(8-1, 8-2)에 끼워져 실드되어 있기 때문에, 3∼5 dB 정도 아이솔레이션을 더욱 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명의 다른 실시예로서, 정합 회로의 선로 패턴을 하나의 층에 형성하는 것이 아니라, 복수의 층으로 나누어 형성하도록 하여도 좋다. 이와 같이 복수의 층으로 나누면, 각 층 내의 선로 패턴의 길이는 짧아도 되기 때문에, 상기한 거리(dS와 d)를 길게 취할 수 있고, 따라서 아이솔레이션을 향상할 수 있다. 단, 복수의 층으로 나누는 경우에는 양쪽 층의 선로 패턴의 간섭을 방지하기 위해서, 양층의 선로 패턴의 배치를 다르게 하도록 하는 것이 바람직하다.

또, 필터 칩 상의 단자(IN, OUT)와, 와이어 본딩 패드를 접속하는 와이어는 적어도 4개의 라인이 있지만, 이들 와이어가 지나치게 접근하면 그 간섭에 의해 필터 특성 중 억압도가 열화된다.

따라서, 와이어의 거리도 될 수 있는 한 멀리 이격되도록 배려하여, 와이어 본딩 패드의 위치를 결정할 필요가 있다.

이 와이어의 관점에서는 도 5에 도시한 본 발명의 실시예에서는 필터 칩으로부터의 와이어가 패드(WP3과 WP5)에 접속되어 있기 때문에, 인접하는 패드(WP3과 WP4)에 접속되어 있는 도 8에 도시일 실시예보다도 와이어간 거리는 길어, 필터 특성상 바람직하다.

또, 도 4의 본 발명의 실시예에서는 패키지의 외층 전체를 GND로 커버하여, 외부 노이즈가 필터 칩 및 정합 회로에 영향을 주지 않도록 하고 있지만, 도 28에 도시한 바와 같이, 레이어(L1)에 있어서 비아를 설치하여, 캡 탑재층(4)과 와이어 본딩 패드층(5)의 GND 부분을 이 비아를 통해 접속하도록 하더라도 좋다. 이러한 구조에 의해서도 외부 노이즈가 내부 패턴에 침입하는 것을 방지할 수 있다.

또, 다이 부착층(6)의 다이 부착 패턴(14) 상에 도전 페이스트(15)를 통해 필터 칩이 탑재된 경우, 정합 회로의 임피던스 매칭의 관점에 있어서, 다이 부착 패턴(14)은 하나의 전면막으로 형성되기보다도 분할 형상의 패턴으로 형성되는 것이 바람직하다.

다이 부착 패턴(14)은 사이드 캐스터레이션(10)을 통해 최하층의 풋 패턴층(9)의 GND 패턴과 접속되어 있는 GND 패턴이다.

도 29의 (a)는 종래부터 이용되고 있는 다이 부착층(6)의 패턴 형상의 평면도이다. 도 29의 (a)는 다이 부착 패턴(14)은 하나의 고형(solid film) 패턴으로 형성되어 있음을 나타내고, 도 29의 (b)는 이 다이 부착 패턴(14) 위에 도전 페이스트(15)가 도포되어 있음을 나타내고 있다.

도 30의 (a) 및 도 30의 (b)는 본 발명에서 이용되는 다이 부착층의 패턴 형상의 평면도이다. 도 30의 (a)에서는 다이 부착 패턴(14)은 4분할되어 있는 경우를 나타내고 있다. 도 30의 (b)는 이 4분할된 다이 부착 패턴(14) 위에 도전 페이스트(15)가 도포된 상태를 나타내고 있다.

도 31은 다이 부착층(6)의 다이 부착 패턴(14)을 4분할한 경우와 분할하지 않은 경우에 있어서, 선로 패턴의 특성 임피던스치(Ω)와, 선로 패턴의 길이와의 관계의 그래프를 도시한 것이다.

도 31에 따르면, 4분할한 경우가 어떤 길이에 있어서도 특성 임피던스치가 높은 것을 알 수 있다. 즉, 다이 부착 패턴(14)을 분할한 경우가 선로 패턴의 특성 임피던스치가 높고, 따라서 임피던스 매칭이 좋다고 말 할 수 있다.

이것은 다이 부착 패턴(14)과, 페이스트(15)와의 접속 관계에 의한 것이라고 생각된다. 페이스트(15)는 필터 칩을 다이 부착 패턴에 접착시키기 위한 것으로, 또 필터 칩과 패키지 기재의 열팽창 계수가 다르기 때문에 필터 칩이 파괴되는 것을 방지하기 위해서 이용되고 있다. 예를 들면, 페이스트(15)는 도전성 또는 비도전성 어느 쪽을 이용하더라도 좋고, 예컨대 Ag, Cu 및 Si 등의 재료가 이용되고 있다.

다이 부착 패턴(14)이 분할되고, 각 분할된 다이 부착 패턴 사이의 접속을 도전 페이스트(15)만으로 접속시키면, 하나의 전면막으로 형성되는 다이 부착 패턴보다도 특성 임피던스치가 높아진다고 말 할 수 있다. 반대로 말하면, 하나의 전면막으로 다이 부착 패턴(14)을 형성하는 경우에는 특성 임피던스치가 낮아지기 때문에, 다이 부착 패턴(14)은 선로 패턴(1)과 간섭하여, 정합 회로의 임피던스 매칭이열화된다.

또, 필터 칩을 다이 부착층(6)에 탑재할 때에, 다이 부착 패턴(14)을 분할하고 그 위에 도전 페이스트(15)를 도포한 쪽이, 분할하지 않은 전면막 위에 도전 페이스트를 도포한 경우보다도, 필터 칩의 레이어(L3)의 표면에 대한 평면도는 양호하다.

따라서, 정합 회로의 임피던스 매칭, 필터 칩의 파괴 방지 및 필터 칩의 평행도의 관점에서, 다이 부착 패턴(14)은 도 30의 (a) 및 도 30의 (b)에 도시한 바와 같이, 분할하여 형성하는 경우가 바람직하다. 분할수는 2분할 이상이라면 어느 것이라도 좋지만, 분할수가 너무나 많으면, 패턴의 형상이 복잡하게 되어, 사이드 캐스터레이션과의 접속수도 증가하기 때문에, 4분할 정도가 바람직하다.

또, 도 4 등에서 알 수 있듯이, 선로 패턴(1)은 다이 부착층(6)의 다이 부착 패턴(14) 아래에 배치되어 있다. 여기서, 패키지의 상측에서 보아, 다이 부착 패턴(14) 바로 아래 영역에 포함되어 있는 선로 패턴의 길이의, 전체 길이에 대한 비율이 33% 이하인 경우, 다이 부착 패턴이 선로 패턴의 임피던스에 주는 영향이 작은 것을 알 수 있었다. 예를 들면, 상기 비율이 70% 정도인 경우와 비교하면, 30% 정도 쪽이 특성 임피던스치의 열화가 16% 정도로 좋은 것을 알 수 있었다. 따라서, 선로 패턴을 가능한 한 다이 부착 패턴 바로 아래를 지나지 않도록, 패턴 형상을 형성하는 것이 바람직하다.

다음에, 도 5 등에 도시하는 와이어 본딩 패드층(5)의 패드(WP1 등)의 간격에 관해서 설명한다.

와이어 본딩 패드의 간격을 0.3 mm 미만(예컨대, 0.15 mm)으로 한 경우와, 0.3 mm 이상으로 한 경우(예컨대, 0.33 mm)로 한 경우에 관해서 패드 사이의 간섭이 어느 정도 발생하는지의 비교 시뮬레이션을 실시했다.

외부 접속 단자(T0, T1, T2)와 GND 사이에 전류를 흘렸을 때의 와이어 본딩 패드의 각각에 관한 전류 분포 시뮬레이션을 측정했다. 이 시뮬레이션에 따르면, 와이어 본딩 패드의 간격이 0.3 mm 미만인 경우에는 듀플렉서의 필터 특성에 영향을 미치게 하는 전류의 간섭이 인접하는 와이어 본딩 단자 사이에서 발생하는 것이 확인되었지만, 0.3 mm 이상일 때는 현저한 전류의 간섭은 확인되지 않았다.

따라서, 본 발명에 있어서, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같은 5×5×1.5 mm 정도의 소형의 듀플렉서를 구성하는 경우에도, 와이어 본딩 패드 간격은 0.3 mm 이상 잡는 것이 바람직하다. 다만, 이 사이즈의 듀플렉서에서는 패키지 사이즈의 제약때문에, 이 패드 간격은 최대 0.45 mm 정도가 한계이다.

최종적으로, 본 발명에 있어서 양호한 필터 특성을 얻을 수 있었던 듀플렉서 패키지의 와이어 본딩 패드에 대한 배치를 도시하는 실시예를 도 32의 (a) 내지 도 32의 (c)에서부터 도 35의 (a) 내지 도 35의 (d)에 도시한다. 모두 와이어 본딩 패드층(5)의 평면도를 나타내고 있고, 선로 패턴(1)의 단부(LP1)와 접속하는 패드(PD1)와, 선로 패턴(1)의 단부(LP2)와 접속하는 패드(PD2)의 바람직한 배치를 나타내고 있다. 이들의 어느 배치에 관해서도 상기한 최단 거리(dS)를 1.075 mm 이상으로 하도록 하여, 전체 길이 약 λ/4 mm의 선로 패턴을 형성할 수 있다.

도 33의 (a) 및 도 33의 (b)는 공통 단자(T0)에 접속되는 측면의 단자(FP4,FP5)를 두 개 설치하는 경우를 나타내고 있다. 도 34의 (a) 내지 도 34의 (d)는 필터를 탑재하는 직사각형 공간에 대하여 동일한 측에서 가장 이격된 위치에 선로 패턴과 접속되는 패드(PD1, PD2)를 배치하는 경우를 도시하고 있다.

도 35의 (a) 및 도 35의 (b)는 패드를 배치하는 영역의 방향이 도 32의 (a) 내지 도 32의 (c)에 도시되는 구성과 90° 회전된 방향의 실시예이며, 도 35의 (c) 및 도 35의 (d)는 필터를 탑재하는 직사각형 공간의 주위 전체에 패드를 배치하는 영역을 설치하는 실시예이다.

본 발명에 따르면, 선로 패턴의 형상 및 와이어 본딩 패드층에 형성되는 선로 패턴에 접속되는 패드의 배치를 적절하게 설정하고 있기 때문에, 소형이며, 또한 탄성 표면파 필터의 통과 대역에 있어서의 상대방의 탄성 표면파 필터의 억압 특성이 안정된 듀플렉서 장치를 제공할 수 있다.

Claims

서로 다른 대역의 중심 주파수를 갖는 두 개의 탄성 표면파 필터와, 두 개의 탄성 표면파 필터의 위상끼리를 정합시키기 위한 선로 패턴을 구비하는 듀플렉서 장치에 있어서,

상기 선로 패턴과 각 탄성 표면파 필터 상의 단자를 접속하기 위한 패드 및 외부 안테나에 접속되는 공통 단자와 상기 선로 패턴을 접속하기 위한 패드를 포함하는 복수의 패드가 형성되는 와이어 본딩 패드층을 구비하고, 상기 탄성 표면파 필터 중 어느 하나의 탄성 표면파 필터와 상기 선로 패턴의 제1 단부를 접속하는 제1 패드와, 상기 공통 단자와 상기 선로 패턴의 제2 단부를 접속하는 제2 패드가 와이어 본딩 패드층 내에서 가장 이격된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서 장치.
제1항에 있어서, 상기 와이어 본딩 패드층이 상기 와이어 본딩 패드층의 실질적으로 중앙에 두 개의 탄성 표면파 필터를 탑재하기 위한 직사각형 공간을 갖고, 상기 직사각형 공간의 주위에 상기 복수 개의 패드가 형성되어 있으며, 상기 제1 패드 및 상기 제2 패드가 상기 직사각형 공간을 사이에 두고 대각 위치에 배치되어 있는 것인 듀플렉서 장치.
서로 다른 대역의 중심 주파수를 갖는 두 개의 탄성 표면파 필터와, 두 개의탄성 표면파 필터의 위상끼리를 정합시키기 위한 선로 패턴을 구비하는 듀플렉서 장치에 있어서,

상기 선로 패턴과 각 탄성 표면파 필터 상의 단자를 접속하기 위한 패드 및 외부 안테나에 접속되는 공통 단자와 상기 선로 패턴을 접속하기 위한 패드를 포함하는 복수의 패드가 형성되는 와이어 본딩 패드층과, 와이어 본딩 패드층 아래에 위치하고 상기 선로 패턴이 형성되어 있는 선로 패턴층과, 상기 선로 패턴층 아래에 위치하고 각 탄성 표면파 필터와 외부 회로를 접속하기 위한 외부 접속 단자를 구비하는 외부 접속 단자층을 구비하고, 상기 선로 패턴층에 있어서 상기 탄성 표면파 필터 상의 단자와 상기 외부 접속 단자를 접속하는 경로가 상기 선로 패턴층과 교차하는 점과, 상기 선로 패턴의 임의의 위치와의 거리(dS)가 소정치 이상이 되도록 상기 선로 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서 장치.
제3항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터 중 어느 하나의 탄성 표면파 필터와 상기 선로 패턴의 제1 단부를 접속하는 제1 패드와, 상기 공통 단자와 상기 선로 패턴의 제2 단부를 접속하는 제2 패드가 상기 와이어 본딩 패드층 내에 있어서 가장 이격된 위치에 형성되는 것인 듀플렉서 장치.
제4항에 있어서, 상기 와이어 본딩 패드층이 상기 와이어 본딩 패드층의 실질적으로 중앙에 두 개의 탄성 표면파 필터를 탑재하기 위한 직사각형 공간을 갖고, 상기 직사각형 공간 주위에 상기 복수 개의 패드가 형성되어 있으며, 상기 제1패드 및 상기 제2 패드가 상기 직사각형 공간을 사이에 두고 대각 위치에 배치되어 있는 것인 듀플렉서 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 공통 단자가 상기 외부 접속 단자층에 형성되고, 상기 제2 패드와 상기 공통 단자를 접속하기 위한 공통 단자 인출선이 상기 선로 패턴층과 서로 다른 층에 형성되는 것인 듀플렉서 장치.
제6항에 있어서, 상기 공통 단자 인출선이 상기 와이어 본딩 패드층에 형성되는 것인 듀플렉서 장치.
제6항에 있어서, 상기 공통 단자 인출선이 상기 선로 패턴층의 아래층에 형성되는 것인 듀플렉서 장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공통 단자 인출선이 형성되는 층과, 상기 선로 패턴층과의 사이에 GND 패턴이 형성되는 공통 GND층을 포함하는 듀플렉서 장치.
제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 거리(dS)가 1.075 mm 이상인 것인 듀플렉서 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 각 층의 측면이 GND로 도포되는 듀플렉서 장치.
제3항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터를 탑재하기 위한 다이 부착층이 상기 와이어 본딩 패드층의 아래쪽이면서 상기 선로 패턴층의 윗쪽인 부분에 제공되고, 상기 탄성 표면파 필터를 GND에 접속하기 위한 다이 부착 패턴이 2분할 이상의 패턴으로서 다이 부착층 상에 형성되며, 상기 분할된 다이 부착 패턴과 상기 탄성 표면파 필터가 페이스트를 통해 접촉되어 있는 것인 듀플렉서 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 와이어 본딩 패드층에 형성되는 복수 개의 패드가 서로 소정의 거리 이상 이격되어 형성되어 있는 것인 듀플렉서 장치.
제13항에 있어서, 상기 복수의 패드가 형성되는 소정의 거리가 0.3 mm 이상으로, 상기 탄성 표면파 필터를 탑재하기 위한 상기 직사각형 공간보다도 작은 것인 듀플렉서 장치.