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KR100213372B1 - 모노리틱 쏘 듀플렉서 - Google Patents

모노리틱 쏘 듀플렉서 Download PDF

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KR100213372B1
KR100213372B1 KR1019960015427A KR19960015427A KR100213372B1 KR 100213372 B1 KR100213372 B1 KR 100213372B1 KR 1019960015427 A KR1019960015427 A KR 1019960015427A KR 19960015427 A KR19960015427 A KR 19960015427A KR 100213372 B1 KR100213372 B1 KR 100213372B1
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Abstract

본 발명은 모노리틱 쏘 듀플렉서(Monolithic SAW Duplexer)에 관한 것으로, 특히 고주파신호를 송신하고 수신하는 장치에 포함되는 쏘 듀플렉서를 단일공정에 의해 단일칩으로 형성시키고, 송신신호와 수신신호, 즉 입/출력간의 신호분리특성을 개선하도록하는 모노리틱 쑈 듀플렉서에 관한 것이다.
본 발명은 고주파신호를 송신하고 수신하는 장치에 포함되는 쏘 듀플렉서를 단일공정에 의해 단일칩으로 형성시킴에 의해서, 제조공정이 간단해지고, 원가가 절감될뿐 아니라 이동통신등에 부합되는 소형화가 가능하며 신호분리특성이 개선으로 인하여 적용제품의 기능을 향상시키는 등과같은 효과 있는 것이다.

Description

모노리틱 쏘 듀플렉서
제1도는 종래의 쏘 듀플렉서를 보이는 회로도.
제2도는 본 발명에 따른 쏘 듀플렉서에 대한 1실시예를 보이는 회로도.
제3도는 본 발명에 따른 쏘 듀플렉서에 대한 2실시예를 보이는 회로도.
* 도면의 주요부부에 대한 부호의 설명
100 : 압전기판 200 : 흡음재
105 : 금속선패턴 110 : 송신 본딩패드
120 : 송신용 쏘필터 130 : 스트립선
140 : 안테나 본딩패드 150 : 송신파차단용 쏘필터
160 : 수신용 쏘필터 170 : 수신 본딩패드
180 : 접지 본딩패드 190 : 금속패드
101~104 : 반사전극
본 발명은 모노리틱 쏘 듀플렉서(Monolithic SAW Duplexer)에 관한 것으로, 특히 고주파신호를 송신하고 수신하는 장치에 포함되는 쏘 듀플렉서를 단일공정에 의해 단일칩으로 형성시키고, 송신신호와 수신신호, 즉 입/출력간의 신호분리특성을 개선하도록 하는 모노리틱 쏘 듀플렉서에 관한 것이다.
일반적으로, 무선통신장치에서는 하나의 안테나를 송신과 수신에 공동으로 사용하기 위하여 안테나단에 송신필터, 수신필터 및 정합회로로 구성되며 송신할 때에는 송신출력으로부터 수신장치를 보호하고, 수신할 때에는 반향신호를 수신장치에 공급하도록 하는 듀플렉서를 사용한다. 그리고, 듀플렉서에는 유전체필터를 사용하는 것이 일반적이지만, 유전체필터는 체적이 크기 때문에, 경량화 소형화가 요구되는 이동통신장치(휴대폰, 이동전화기)에는 적합하지 않아, 이 유전체필터를 다를 작은 필터, 예를 들어, 표면탄성파필터(Surface Acoustic Filter, 이하, 쏘필터로 함)터로 대체하고 있다.
상기에서, 쏘필터는 테렐비젼에서 화상의 중간주파수 필터용, 및 신호의 시간지연용 등으로 사용되는바, 이는 수정 또는 LiTaO3, LiNbO3등과 같은 압전체상에 전기적인 입력신호를 기계적인 진동을 변환시키는 입력변환기와 이와 대립형성되어 있으며 기계적인 진동을 전기적인 신호로 변환하여 부하로 출력시키는 출력변환기가 형성되어 있고, 상기 입력변환기와 출력변환기에는 빗살형태의 알루미늄전극이 서로 소정거리 이격 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 형성되어 있는 표면탄성파필터는 입력신호가 입력변환기에 인가되면 그 입력신호는 입력변환기에 의해 기계적인 진동으로 변환된다. 즉 압전기판의 압전효과에 의해(아번체에 인가된 입력신호에 따라 압전체가 확장, 수축을 반복하여 진동하거나 압전체에 가해진 압력에 따라 소정의 신호가 출력되는 통상의 압전효과에 따라) 표면탄성파필터의 입력변환기에 인가된 입력신호가 기계적인 진동으로 변환되어 일정한 파형을 형성, 탄성표면파를 발생시키게 되고 상기 표면탄성파가 출력변환기에 도달하게 되면 입력변환기의 변화와는 역변환으로 기계적인 진동을 전기적인 신호로 검출 및 전달한다.
이러한 쏘소자를 이용한 종래 쏘 듀플렉서는 제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 두개의 분리된 쏘필터(11,21)와 두개의 스트립선(12,22)을 결합한 구성으로 되어 있으며, 이들은 하나의 패키지(Package)에 봉해져 있다.
제1도에 도시된 스트립선(12,22)은 노치필터(NOTCH FILTER)로 작용하는 것으로, 스트립선(12)은 안테나(ANT)에서 들어오는 수신신호가 송신부측으로 흘려 들어가는 것을 차단하고, 스트립선(22)은 전력증폭기에서 출력되는 고출력의 송신신호가 수신부측으로 되돌아가는 것을 차단하는 기능을 수행한다.
그러나, 이와 같은 종래의 하나의 패키지에 2개의 칩과 2개의 스트립선을 형성시킨 쑈 듀플렉서는 스트립선이 입출력신호를 분리하는 필터로서의 작용이 불충분하기 때문에, 고출력의 송신파가 수신부측으로 뒤돌아가는 것을 차단하는 효율이 떨어질 뿐만 아니라 미약한 수신신호에 까지 영향을 미쳐 신호대 잡음비가 낮아져 수신감도가 나쁘고 심한 경우에는 수신이 불가능해질 가능성이 있는 문제점이 있다.
또한, 분리된 다수개의 소자를 하나의 패키지안에 넣음으로써 원가상승과 제조공정상의 복잡성이 초래되며 그외에도 전체크기가 커지고 전체하중이 무거워지는 등과 같은 여러가지 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 고주파신호를 송신하고 수신하는 장치에 포함되는 쏘 듀플렉서를 단일공정에 의해 단일칩으로 형성하여 소형화할 수 있는 모노리틱 쏘 듀플렉서를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른목적은 고주파신호를 송신하고 수신하는 장치에 포함되는 쏘 듀플렉서의 입/출력간의 신호분리특성을 보다 개선시킨 모노리틱 쏘 듀플렉서를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명에 의한 모노리틱 쏘 듀플렉서는 압전기판과, 상기 압전기판상에 형성되며 외부 기기에 신호를 입출력하기 위한 송/수신 본딩패드와 접지본딩패드 및 안테나 본딩패드와, 상기 압전기판상에 형성되고 상기 송신본딩패드에 입력전극이 연결되는 송신용 쏘필터와, 상기 송신용 쏘필터의 입력전극과 상기 안테나본딩패드를 연결하며 송신용 쏘필터로부터 출력되는 송신주파수 대역의 신호만을 통과시키는 스트립선과, 상기 압전기판상에 형성되고 상기 수신본딩패드에 출력전극이 연결되는 수신용 쏘필터와, 상기 압전기판상에서 상기 안테나본딩패드에 그 입력전극이 연결되고 상기 수신용 쏘필터의 입력전극에 그 출력전극이 연결되어 수신대역의 신호만을 통과시켜 상기 수신용 쏘필터에 출력하는 송신파차단용 쏘필터와, 상기 송/수신용 쏘필터 및 송신파차단용 쏘필터의 접지전극을 상기 접지본딩패드에 연결하는 금속패드와, 상기 송/수신용 쏘필터와 송신파차단용 쏘필터의 사이에 설치되어 그들 사이에 전파되는 표면탄성파를 제거하는 흡음재로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 모노리틱 쏘 듀플렉서의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 쏘 듀플렉서에 대한 1실시예를 보이는 회로도이고, 제3도는 본 발명에 따른 쏘 듀플렉서에 대한 2실시예를 보이는 회로도이다.
제1도를 참조하면, 본 발명의 쏘 듀플렉서는 단일공정에 의해서 단일칩으로 이루어지는 것으로, 압전기판(100)과, 상기 압전기판(100)상에 형성되어 각각 송신신호와 수신신호를 대역통과시키는 수신용 쏘필터(106) 및 송신용 쏘필터(120)와, 상기 송신용 쏘필터(120)에서 출력되는 송신대역의 신호만을 통과시켜 안테나(ANT)로 출력하는 스트립선(130)과, 상기 송신용 쏘필터(120)의 입력전극에 연결되어 외부의 송신용 전력증폭기(도시생략)으로부터 송신신호를 입력받는 본딩패드(110)와, 상기 스트립선(130)과 상기 수신용 쏘필터(106)의 출력전극에 연결되며 외부의 수신증폭기(도시생략)로 수신파를 전달하는 수신 본딩패드(170)와, 상기 스트립선(130)을 안테나(ANT)에 연결하기 위한 안테나 본딩패트(140), 접지 본딩패드(180)와, 상기 접지본딩패드(180)에 연결되고 상기 송신용쏘필터(120)와 수신용 쏘필터(106) 사이에 형성되는 금속패드(190)와, 입력전극이 상기 안테나본딩패드(140)에 연결되고 출력전극이 상기 수신용 쏘필터(106)의 입력전극에 연결되어 수신대역외의 신호를 저지시키고 수신파만을 대역통과시키는 송신파 차단용 쏘필터(150)와, 수신용 쏘필터(106)와 송신용 쏘필터(120)와 송신파차단용 쏘필터(150) 사이에 설치되어 그들 사이에 전파되는 표면탄성파를 제거하는 흡음제(200)를 구비한다.
상기에서, 접지 본딩패드(180)가 금속패드(190)를 통해서 상기 송/수신용 쏘필터(120,160)와 송신파차단용 쏘필터(150)에 각각 접속하고, 상기 송/수신용 쏘필터(120,160)의 양측에 반사전극(101~104)을 설치한다.
제3도에 도시된 모노리틱 쏘 듀플렉서(Monolithic SAW Duplexer)는 제2도에 도시된 1채널용 모노리틱 쏘 듀플렉서(Monolithic SAW Duplexer)를 다채널용으로 확장한 구성이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 작용 및 효과를 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.
제2도 및 제3도를 참조하면, 본 발명의 요지는 첫번째는 쏘 듀플렉서(SAW Duplexer)을 단일공정(Monolithic)에 의해서 단일칩(Oncd Chip)으로 형성된 것이고, 두번째는 입력신호와 출력신호간의 신호분리특성을 개선한 것이다.
본 발명의 모노리틱 쏘 듀플렉서(Monolithic SAW Duplexer)는 제2도에 도시된 바와 같이 특성대역을 통과시키는 특성을 가지는 한개 이상의 쏘필터로 구성되어 있는데, 제2도 도면상의 상부와 하부에 보이는 두개의 쏘필터(120,160)중 송신용 쏘필터(120)는 전력증폭기(도시생략)로부터 입력되는 송신신호만을 통과시키고, 수신용 쏘필터(160)는 안테나(ANT)로부터 입력되는 수신신호만을 통과시키도록 설계된 것이다.
본 발명에 관련하여 송수신과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 송신과정을 설명하면 전력증폭기로부터의 송신신호는 송신용 쏘필터(120)로 입력되어 희망대역(즉, 송신주파수대역)만 통과된 다음 스트립선(130)을 통하는 한편, 송신파차단용 쏘필터(150)에 의해 차단되어 안테나(ANT)로만 전달출력되고, 수신과정 은 안테나(ANT)로부터 유입되는 수신시호는 스트립선(130)에 의해서 송신부측으로 들어가지 못하고 송신파차단용 쏘필터(150)를 통하고 또 수신용 쏘필터(160)에서 대역 통과되어 저장음증폭기(도시생략)로 출력된다.
상기에서, 전략증폭기로부터 입력되는 송신신호는 대단히 고전력임로 이 고전력의 송신신호가 아무런 여과장치를 통과하지 않고 수신부측으로 흘러 들어가는 경우에는 수신용 쏘필터에 의해 필터링되어 신호레벨이 낮아진다 하더라도 수신신호가 너무 미약한 신호인 관계로 수신신호에 악영향을 줄 수 있는 정도까지 신호레벨이 남아 있게 된다.
그러나, 본 발명에서는 수신신호중 희망 주파수영역을 제외한 불필요한 주파수영역을 차단시키는 송신파차단용 쏘필터(150)를 사용함에 의해서 수신부측으로 들어오는 송신신호를 사전에 필터링하여 차단한다.
한편, 안테나(ANT)를 통해서 유입되는 수신신호가 송신부측을 타고 들어가 수신신호가 약화되는 것을 방지하기 위해서 송신용 쏘필터(120)와 안테나 본딩패드(140)사이에 스트립선(130)을 형성하였으나, 이 대신에 수신주파수를 차단시키는 수신파차단용 쏘필터를 설치할 수도 있는 것이다.
상술한 바와 같이 구성되는 쏘 듀플렉서는 단일공정에 의해 단일칩으로 제조할 수 있게 되는데, 이를 예를 들어 설명하면, 수정 압전체 웨이터를 세척하여, 이 웨이퍼상에 금속막을 입히고, 상기 금속막위에 감광제를 입혀 굳힌다. 그리고, 상기 위에 앞서 설명한 제2도와 같은 송,수신본딩패드(110,170)의 패턴과, 송수신 쏘필터(106,120)의 패턴과, 금속패드(190)의 패턴과, 송신파차단용 쏘필터(150)의패턴과 스트립선(130)의 패턴과, 상기 각 패턴을 연결하는 연결패턴이 형성된 마스크를 쓰우고 자외선을 조인다. 이때 패턴 외의 자외선을 받은 부분의 성질이 변화되어 현상액에 잘 녹게되므로, 현상액을 사용하여 그 부분을 녹여낸다. 그리고, 다시 산을 사용하여 감광제가 덮여있지 않은 부분(마스크의 패턴의 부분)의 금속을 녹여낸후, 나머지 감광제를 제거한다. 그다음, 형성된 접지본딩패드와 연결되는 금속패드 위에 흡음재를 바른다. 이로서 제2도에 도시한 바와 같은 쏘 듀플렉서 필터가 완성된다.
제2도에는 송신용 쏘필터와 수신용 쏘필터가 각각 하나씩 도시되어 있으나, 본 발명은 제2도에 한정되지 않으며 제3도에 도시한 바와 같이 입출력신호 분리용인 송신신호차단용 쏘필턱 해당주파수를 커버하는 경우에는 갯수에 제한없이 여러가지의 쏘필터사용이 가능하며, 이는 제3도에 도시되어 있는 바와 같이 입력측(또는 송신측)에 또는 출력측(또는 수신측)에 여러개의 다른 주파수의 쏘필터를 장착하고 각 출력측에 타 출력단에서 출력되는 신호들을 신호들을 차단할 수 있는 스트립선을 별도로 부착하여 출력필터간의 결합을 완전히 차단하면 다채널(MULTICHANNEL)용으로도 제작가능한 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명은 고주파신호를 송신하고 수신하는 장치에 포함되는 쏘 듀플렉서를 단일공정에 의해 단일칩으로 형성시킴에 의해서, 제조공정이 간단해지고, 원가가 절감될 뿐 아니라 이동통신등에 부합되는 소형화가 가능하며 신호분리 특성이 개선으로 인하여 적용제품의 기능을 향상시키는 등과 같은 효과가 있는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims (1)

  1. 압전기판과, 상기 압전기판상에 형성되며 외부기기에 신호를 입출력하기 위한 송/수신 본딩패드와 접지본딩패드 및 본딩패드와, 상기 압전기판상에 형성되고 상기 송신본딩패드에 입력전극이 연결되는 송신용 쏘필터와, 상기 송신용 쏘필터의 입력전극과 상기 안테나본딩패드의 연결하며 송신용 쏘필터로부터 출력되는 송신주파수 대역의 신호만을 통과시키는 스트립선과, 상기 압전기판상에 형성되고 상기 수신본딩패드에 출력전극이 연결되는 수신용 쏘필터와, 상기 압전기판상에서 상기 안테나본딩패드에 그 입력전극이 연결되고 상기 수신용 쏘필터의 입력전극에 그 출력전극이 연결되어 수신대역의 신호만을 통과시켜 상기 수신용 쏘필터에 출력하는 송신파차단용 쏘필터와, 상기 송/수신용 쏘필터 및 송신파차단용 쏘필터의 접지전극을 상기 접지본딩패드에 연결하는 금속패드와, 상기 송/수신용 쏘필터와 송신파차단용 쏘필터의 사이에 설치되어 그들 사이에 전파되는 표면탄성파를 제거하는 흡음재로 이루어짐을 특징으로 하는 모노리특 쏘 듀플렉서.
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