KR100746065B1 - 분파 필터 패키지 - Google Patents
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Abstract
분파 필터 패키지는 서로 상이한 주파수 통과 대역을 가지는 송신용 SAW 필터 및 수신용 SAW 필터가 생성되는 압전기 기판 보드를 수용하는 SAW 필터 칩 수용 영역, 임피던스 매칭 회로, 및 송신용 SAW 필터 및 수신용 SAW 필터에 대한 분파 회로를 가진다.
분파 회로
Description
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 기재된 SAW 분파 필터의 구조의 실시예를 도시하는 도면.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 기재된 SAW 분파 필터의 구체적인 회로 구조를 도시하는 도면.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태에 기재된 SAW 분파 필터의 구체적인 회로 구조를 도시하는 도면.
도 4a 내지 4c 는 본 발명의 제 1 실시형태에서의 패키지내에 수용되는 경우의 SAW 분파 필터의 투시도.
도 5 는, 송신 동작이 본 발명의 동작의 제 1 형태에서 활성화되는 경우, SAW 분파 필터의 동작의 구성을 도시하는 도면.
도 6 은, 수신 동작이 본 발명의 동작의 제 1 형태에서 활성화되는 경우, SAW 분파 필터의 동작의 구성을 도시하는 도면.
도 7 은 본 발명의 동작의 제 1 형태에서 SAW 필터 임피던스 매칭을 설명하는 도면.
도 8 은 SAW 분파 필터 (100)에서 송신용 및 수신용 SAW 필터를 형성하는 SAW 공진기의 교차 길이 (㎛) 및 전극 대수를 도시하는 도면.
도 9 는 분파 필터, 실험 결과를 얻기 위하여 사용되는 다양한 분파 회로의 필요한 변수 및 임피던스 값을 도시하는 도면.
도 10 은 종래기술의 특정 분파 필터 및 도 7 에 도시된 본 발명의 분파 필터 (D) 양자에 관계된 송신용 SAW 필터 (108)의 입력 임피던스 (Zr (117) 및 Zt (116))의 실수 부분 및 허수 부분을 각각 도시하는 도면.
도 11a 및 11b 는 직렬 암 SAW 공진기 회로 및 등가 LC 회로도.
도 12 는 본 발명의 제 2 실시형태에서의 SAW 분파 필터의 구조도.
도 13 은 본 발명의 제 3 실시형태에서의 SAW 분파 필터의 구조도.
도 14 는 본 발명의 제 4 실시형태에서의 SAW 분파 필터의 구조도.
도 15 는 본 발명의 제 2 실시형태에서 SAW 분파 필터를 수용하도록 사용되는 다층 패키지 기판 보드의 평면도.
도 16 은 분파 필터에서 사용되는 매칭 회로 연결 라인의 구조도.
도 17 은 분파 필터에서 사용되는 매칭 회로 연결 라인에 관계된 등가 LC 회로도.
도 18 은 연결 라인 길이, 개방 회로 길이, 라인 폭, 라인 두께, 송신 입력 매칭 회로의 각각에 대한 보드 두께, 안테나 단 매칭 회로, 및 수신기 출력 매칭 회로를 도시하는 도면.
도 19 는 도 17 의 등가 LC 값을 도시하는 도면.
도 20 은 종단 임피던스 (Zn)의 변화에 따른 입력 임피던스 (Zin)의 변화를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 SAW 분파 필터 102 임피던스 매칭 LC 회로
105 송신용 분파 회로 106 수신용 분파 회로
107 분파 회로 108 송신용 SAW 필터
109 수신용 SAW 필터
본 발명은 이동 전화 등과 같은 소형 이동 통신 장치에 사용되는 분파 필터에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 한층 소형화되고 고성능을 달성하기 위하여 탄성 표면파 (Surface Acoustic Wave, SAW) 공진형 필터 (이하 SAW 필터로 칭함) 로서 고주파 (Radio Frequency, RF) 필터를 사용하는 분파 필터 및 분파 필터 패키지에 관한 것이다.
최근, 이동 전화 등으로 대표되는 소형 및 경량화된 이동 통신 장치의 개발이 급속하게 진행되고 있다. 그러한 진보에 수반하여, 그러한 이동 통신 장치에 의하여 사용되는 분파 필터에 대한 추가적인 소형화 및 고성능이 요구된다. SAW 필터를 사용하는, SAW 분파 필터와 같은 장치는 이동 통신 장치의 소형화를 달성하기 위한 매우 큰 잠재성을 가진다. 추가적으로, 그것들은 통과 대역에서는 작은 삽입 손실을 가지며 감쇠 대역에서는 큰 감쇠를 가지도록 요구된다.
이동 전화 등의 종래 이동 통신 단말기 장치에 사용되는 SAW 분파 필터는 일본 특개평 H6-97761 호에 개시된다. 이러한 타입의 SAW 필터에서, 안테나 단과 수신기 단자 사이에 위치된 임피던스 매칭 회로와 수신기 필터는 직렬로 연결된다. 추가적으로, 안테나 단과 수신기 단자 사이에 위치된 위상 매칭 회로와 수신기 필터는 직렬로 연결된다. 또한, 송신용 필터 및 수신용 필터 양자는 직렬 암 (arm) SAW 공진기 및 병렬 암 SAW 공진기를 배열함으로써 제자 (梯子)형 공진 필터를 형성한다.
송신 및 수신에 사용되는 다양한 필터에 대하여 그러한 필터가 상이한 중심 주파수를 가진다는 사실로 인하여, 주파수 통과 대역에서의 삽입 손실이 더 작게 되고 주파수 감쇠 대역에서의 감쇠가 상대적으로 크다. 송신용 필터 및 수신용 필터 사이의 상호 간섭을 억제하기 위하여, 전술한 송신용 SAW 분파 필터 및 수신용 SAW 분파 필터 사이의 절연을 유지하는 것이 필요하다. 예를 들어, 송신용 필터 및 수신용 필터는 상이한 압전기 기판 보드 상에 형성된다.
2개의 필터가 동일한 필터 패키지에 수용되는 경우, 패키지 내에 존재하는 개별 홈에 2개의 필터 (송신용 필터 및 수신용 필터는 패키지의 벽을 사용하여 분리됨)를 수용할지, 또는 2개의 필터 사이의 일정 거리를 유지함으로써 2개의 필터 사이에 적당한 분리를 유지하면서 패키지의 1개의 홈에 송신용 필터 및 수신용 필터를 수용할지를 결정하는 것이 필요하다. 추가적으로, 위상 매칭 회로 및 임피던스 매칭 회로는 또한 동일한 패키지 상에 송신용 필터 및 수신용 필터와 함께 형성된다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 상기 문제들을 극복하는 분파 필터 패키지를 제공하는 것이다. 상이한 주파수 통과 대역을 가지는 송신 SAW 필터 및 수신 SAW 필터를 형성하는 압전기 기판 보드의 수용을 위한 수용 영역을 가지는 SAW 필터 칩을 사용함으로써, 본 발명은 송신용 SAW 필터 및 수신용 SAW 필터를 형성하는 분파 필터 패키지 및 연관된 임피던스 매칭 회로 및 분파 회로를 제공한다.
본 발명은 매우 신뢰성있고 소형화된 분파 필터를 제조하는 것을 가능하게 한다. 이것은 독립항에 기재된 새로운 설계의 조합에 의하여 달성된다. 종속항은 또한 본 발명의 장점 및 실시예의 조합을 정의한다. 본 발명의 개요는 필요한 특징을 모두 기재한 것은 아니며 여기서 기재된 특징의 서브 조합일 수도 있다.
본 발명은 바람직한 실시예에 기초하여 기재되지만, 이는 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니며 본 발명을 예시화한다. 본 발명에서 기재된 모든 특징 및 조합은 본 발명에 필수적인 것은 아니다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 기재된 SAW 분파 필터의 구조의 실시예를 도시하는 도면이다. 도 1에서 도시된 바와 같이, SAW 분파 필터 (100)는 안테나 단 (101), 송신 단자 (103) 및 수신 단자 (104) 를 구비한다. 임피던스 매칭 LC 회로 (102) 는 안테나 단 (101)에 연결된다. 송신측 분파 회로 (105)(이하 Tx-분파 회로로 칭함) 및 송신 SAW 필터 (108)는 임피던스 매칭 LC 회로 (102) 및 송신 단자 (103) 사이에 연결된다.
수신측 분파 회로 (106)(이하 Rx-분파 회로로 칭함) 및 수신용 SAW 필터 (109)는 임피던스 매칭 LC 회로 (102) 및 수신용 SAW 필터 (109) 사이에 연결된다. 송신용 필터 (108) 및 수신용 SAW 필터 (109)는 상이한 주파수 통과 대역을 가진다. 분파 회로 (107)는 Tx-분파 회로 (105) 및 Rx-분파 회로 (106)로부터 구성되는 경우에도, 설계 요구사항에 따라, Tx-분파 회로 (105)가 포함될 필요는 없다.
도 2 및 도 3 은 Tx-분파 회로 (105) 및 Rx-분파 회로 (106) 양자를 포함하는 상기 SAW 분파 필터 (100)에 대한 구체적인 회로 구조도를 도시한다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 송신용 SAW 필터 (108)는 2개의 직렬 암 SAW 공진기 및 병렬 SAW 공진기로부터 구성된 3단 제자형 SAW 공진기를 구비한다. 직렬 암 공진기는 제 1 단 제 1 직렬 암 SAW 공진기 (TS1) (108a) 및 제 2 단 제 2 직렬 암 SAW 공진기 (TS2) (108b)로 구성되며, Tx-분파 회로 (105) 및 송신용 단자 (103) 사이에 연결된다. 다른 한편, 병렬 암 SAW 공진기는 a) 제 1 직렬 암 SAW 공진기 (TS1) (108a) 및 제 2 직렬 암 SAW 공진기 (TS2) (108b)의 연결점과 접지 사이에 연결된 제 1 단 제 1 병렬 암 SAW 공진기 (TP1) (108c), b) 송신기 단자 (103) 및 접지 사이에 연결된 제 2 단 제 2 병렬 암 SAW 공진기 (TP2) (108d)로 구성된다. 또한, 송신용 SAW 필터 (108) 에 포함된 각각의 직렬 암 SAW 공진기 및 각각의 병렬 암 SAW 공진기는 2개의 SAW 공진기를 구비한다.
수신용 SAW 필터 (109)는 3개의 직렬 암 SAW 공진기 및 병렬 암 SAW 공진기로 구성된 5단 제자형 SAW 공진기를 구비한다. 직렬 암 SAW 공진기는 Rx-분파 회로 (106) 및 수신용 단자 (104) 사이에 접속되며, 제 1 단 제 1 직렬 암 SAW 공진기 (RS1) (109a), 제 2 단 제 2 직렬 암 SAW 공진기 (RS2) (109b), 및 제 3 단 제 3 직렬 암 SAW 공진기 (RS3) (109c)로 구성된다.
다른 한편, 병렬 암 SAW 공진기는 a) 제 1 직렬 암 SAW 공진기 (RS1) (109a)와 제 2 직렬 암 SAW 공진기 (RS2) (109b)의 연결점 및 접지 사이에 접속된 제 1 단 제 1 병렬 암 SAW 공진기 (RP1) (109d), b) 제 2 직렬 암 SAW 공진기 (RS2) (109b)와 제 3 직렬 암 SAW 공진기 (RS3) (109c)의 연결점, 및 접지 사이에 접속된 제 2 단 제 2 병렬 암 SAW 공진기 (RP2) (109e), 및 c) 송신 단자 (104) 및 접지 사이에 접속된 제 3 단 제 3 병렬 SAW 공진기 (RP3) (109f) 로 구성된다. 또한, SAW 분파 필터 (100)의 소형화를 허용하기 위하여, Tx-분파 회로 (105)는 직렬 암 타입 SAW 공진기 (T x S) (105a)를 사용하며, Rx-분파 회로 (106)는 병렬 SAW 공진기 (R x S) (106a)를 사용한다. 임피던스 매칭 LC 회로 (102)는 캐패시터 (CANT) 및 인덕터 (LANT)로 구성된다.
도 3 에서 도시된 바와 같이, SAW 분파 필터 (100)에 대한 추가적인 소형화를 달성하기 위하여, 송신용 SAW 필터 (108)에 의하여 사용되는 제 1 직렬 암 SAW 공진기 (TS1) (108a), 및 Tx-분파 회로 (105)의 직렬 암 SAW 공진기 (T x S) (105a)는 결합 SAW 공진기 (108e)로 결합된다. 유사하게, 수신용 SAW 필터 (109)에 의하여 사용되는 제 1 직렬 암 SAW 공진기 (RS1) (109a), 및 Rx-분파 회로 (106)의 병렬 SAW 공진기 (R x S) (106a)는 결합된 공진기 (109g)를 형성하기 위하여 결합된다.
다음으로, 도 4a 는 송신용 SAW 필터 (108) 및 수신용 SAW 필터 (109)로 구성되는, 전술한 SAW 분파 필터 (100)가 형성되는 압전기 기판 보드 (110)를 수용하는 패키지 기판 보드 (111)의 사시도를 도시한다. 패키지 기판 보드로서, 수지 기판 보드, 저온 열처리된 기판 보드 및 알루미늄 기판 보드가 사용될 수 있다. 추가적으로, 이러한 패키지 기판 보드는 다층 패키지 기판 보드를 사용하여 형성될 수 있다. 이것은 제 2 내지 제 4 실시형태에 상세히 기재된다. 도 4a 에 도시된 Tx-in 및 Tx-out 는 각각 송신용 SAW 필터 (108)에 대한 입력 단자 및 출력 단자이다. Rx-in 및 Rx-out 는 수신용 SAW 필터 (109)에 대한 입력 단자 및 출력 단자이다.
송신용 SAW 필터 (108)의 출력 단자 및 수신용 SAW 필터 (109)의 입력 단자가 도시되지 않는 경우에도, 그 양자는 안테나 단 (101)에 접속된다. 또한, 송신용 SAW 필터 (108)의 입력 단자는 도 1 에 도시된 송신용 단자 (103)에 관계되고, 수신용 SAW 필터 (109)의 출력 단자는 도 1 에 도시된 수신용 단자 (104)에 관계된다. 이 경우에, 분파 회로 (107) 및 주파수 조정용 LC 소자 (102)는 압전기 기판 보드 (110)의 외측의 패키지 기판 보드 (111) 상에 형성된다.
다음으로, 도 4c 는 분파 회로 (107), 송신용 SAW 필터 (108), 및 수신용 SAW 필터 (109)가 동일한 압전기 기판 보드 (110)상에 형성되는 경우를 도시한다. Tx-분파 회로 (105) 및 Rx-분파 회로 (106)가 분파 회로 (107)로서 포함되는 경우, 양 분파 회로는 이 압전기 기판 보드 (110)상에 수용되어야 한다. 추가적으로, 분파 회로 (107)가 Rx-분파 회로 (106)만을 포함하는 경우, Rx-분파 회로 (106) 만이 압전기 기판 보드 (110)상에 수용되어야 한다. 도 4b 에서, 입력 및 출력 단자뿐만 아니라 필요한 연결 라인은 생략되며, Tx-분파 회로 (105)는 점선으로 도시되고, Rx-분파 회로 (106)는 실선으로 도시된다. 회로의 구조가 도 4b 에 도시된 바와 유사한 경우에, 임피던스 매칭 LC 회로 (102)는 압전기 기판 보드 (110)의 외측에 수용된다.
다음으로, 도 4c 는 임피던스 매칭 LC 회로 (102), 분파 회로 (107), 송신용 SAW 필터 (108) 및 수신용 SAW 필터 (109)가 동일한 압전기 기판 보드 (110) 상에 수용되는 경우를 도시한다. 도 4b 에 도시된 실시예와 유사하게, 분파 회로가 Tx-분파 회로 (105) 및 Rx-분파 회로를 포함하는 경우, 양 분파 회로는 압전기 기판 보드 (110)상에 수용되어야 한다. 또한, Tx-분파 회로 (105)는 전술한 설계에 따라서 수용된다. 하지만, 도 4c 에서, 필요한 연결 회로 및 입력, 출력 단자는 생략된다.
도 4a 내지 4c 에 도시된 바와 같이, SAW 분파 필터 (100)를 형성하는 Tx-분파 회로 (105) 및 Rx-분파 회로 (106)는 다양한 직렬 암 SAW 공진기를 구비한다.
다음으로, SAW 분파 필터의 동작의 제 1 실시형태는 도 5 내지 도 10을 사용하여 설명된다.
도 5 는 송신 동작에 대하여 활성화된 경우 SAW 분파 필터 (100)의 각각의 소자의 상이한 기능을 도시한다. 도 6 은, 수신 동작에 대하여 활성화된 경우, SAW 분파 필터 (100)의 각각의 소자의 상이한 기능을 도시한다. 도 7 은 SAW 분파 필터 (100)의 임피던스를 기재한다.
일반적으로, 분파 필터는 1개의 안테나만을 사용한다. 따라서, 송신용 신호가 송신되고 수신용 신호가 수신되는 경우, 안테나는 양측에 의하여 공유되 며 양자는 송신용 대응 회로 및 수신용 대응 회로에 직접 연결된다. 이러한 이유로 인하여, 분파 필터의 성능은 소형 이동 통신 장치의 성능에 큰 영향을 미친다.
도 5 에 도시된 바와 같이, SAW 분파 필터 (100)가 송신기로 사용되는 경우, 전력 증폭기 (113)로부터의 송신용 신호는 송신용 단자 (103)를 통하여 송신용 SAW 필터 (108)에 보내진다. 송신되기 전에, 송신용 신호의 주파수 대역은 송신용 SAW 필터 (108)에 의하여 우선 조정되고, 안테나 단 (101)를 통하여 안테나 (112)에 보내진다. 이 경우에, 안테나 (112)와 함께, Rx-분파 회로 (106)와 수신용 SAW 필터 (109)로 구성되는 수신용 부분 회로 (114)는 결합된 저항 (R1)을 가지는 부하 회로로 간주될 수 있다.
추가적으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, SAW 분파 필터가 수신기로서 사용되는 경우, 안테나 (112)로부터 수신된 신호는 안테나 단 (101)를 통하여 수신용 SAW 필터 (109)에 보내진다. 수신된 신호의 주파수 통과 대역은 수신용 SAW 필터 (109)에 의하여 조정되며, 수신용 단자 (104)를 통하여 수신용 부분 회로 (114)로 보내진다. 이 경우에, 안테나 (112)와 함께, Tx-분파 회로 (105) 및 송신용 SAW 필터 (108)로 구성되는 송신용 부분 회로 (115)는 결합된 저항 (R2)을 가진 부하 회로로 간주될 수 있다.
송신 동작 및 수신 동작 중의 SAW 분파 필터 (100)의 기능은 도 5 및 도 6 에 도시된 도면을 연구함으로써 이해될 수 있다. 그와 같이, 고성능 분파 필터로서 간주되려면, SAW 분파 필터 (100)는 다음의 필요 조건을 만족하여야 한다.
Zr × ZANT/ (Zr + ZANT) ≒ 50 (1-1)
Zr ≒ ∞ (1-2)
다른 한편, SAW 분파 필터 (100)가 도 6 에 도시된 바와 같은 수신기로 사용되면, 송신용 부분 회로 (115)의 입력 임피던스를 Zt (116) 이라 할 때, 이러한 Zt ( 116) 은 다음의 근사식 (1-3) 및 (1-4)을 만족하여야 한다.
Zt × Zr/ (Zt + Zr) ≒ 50 (1-3)
Zr ≒ ∞ (1-4)
이동 전화의 송신용 주파수 대역을 890MHz 로부터 915MHz 로 하고, 수신용 주파수 대역을 935MHz 내지 960MHz 로 하면, 송신용 부분 회로 (115)에 포함되는 송신용 SAW 필터 (108)의 수신용 주파수 통과 대역을, 직렬 암 SAW 공진기 (108a 및 108b)를 통하여 930MHz 내지 960MHz 까지의 하이퍼 주파수 범위로 설정하는 것이 가능하다. 이러한 이유로 인하여, 송신용 SAW 필터 (108)의 임피던스는 근사식 (1-3)을 만족할 수 있게 된다.
하지만, 수신용 부분 회로 (114)에 포함되어 있는 수신용 SAW 필터 (109)의 송신용 주파수 통과 대역을, 직렬 암 SAW 공진기 (109a 내지 109c)를 통하여 890MHz 내지 915MHz의 하이퍼 주파수 범위로 설정하는 것은 가능하지 않다. 이러한 이유에서, 수신용 SAW 필터 (109)의 입력 임피던스는 근사식 (1-1) 및 (1-2)을 만족하게 할 수 없다.
도 11a 는 본 발명의 SAW 분파 필터에 의하여 사용되는 직렬 암 SAW 공진기의 회로도를 도시한다. 도 11b 는 도 11a 에 도시된 직렬 암 SAW 공진기의 LC 등가 회로도를 도시한다.
송신용 SAW 필터 및 수신용 SAW 필터가 상이한 압전기 기판 보드 상에 생성되는 종래의 분파 필터와는 달리, 본 발명에 기재된 분파 필터는 동일한 압전기 기판 보드 상에 송신용 SAW 필터 및 수신용 SAW 필터를 가진다. 송신 동작 중의 임피던스 특성을 비교하기 위한 실험이 수행된다. 이 실험의 주체가 되는 분파 필터는 다수의 이동 전화에서 발견되는 GSM 타입 분파 필터를 사용하는 SAW 분파 필터이다.
GSM 타입 분파 필터는 기본 소자 Tx-분파 회로 (105) 및 인덕터 (LANT)를 포함하지 않고, Rx-분파 회로로서 직렬 암 SAW 공진기 (106a)를 사용한다. 따라서, 이 실험에 사용되는 주파수는 890MHz 및 960MHz 범위 내에 있는 890MHz, 915MHz, 935MHz 및 960MHz 이다.
이 실험에서, 본 발명에 사용되는 종래의 분파 회로 및 GSM (Global System for Mobile communication) 타입 분파 회로에 대한 송신용 SAW 필터는 도 2 에 도시된 송신용 SAW 필터 (108)와 동일한 방법으로 구성된다. 전술한 바와 같이, 도 8 은 SAW 분파 필터 (100)에서 송신용 및 수신용 SAW 필터를 형성하는 SAW 공진기의 교차 길이 (㎛) 및 전극 대수를 도시한다.
도 8 에 대하여, 도 2 에 도시된 바와 같이, TS1 및 TS2 는 직렬 암 SAW 공진기 (108a 및 108b)이며, TP1 및 TS2 는 병렬 암 SAW 공진기 (108c 및 108d)이고, 송신용 SAW 필터 (108)를 형성한다. 추가적으로, RS1 내지 RS3 은 각각 직렬 암 SAW 공진기 (109a 내지 109c)이며, RP1 및 RP2 는 각각 병렬 암 SAW 공진기 (109d 및 109e)이며, 수신용 SAW 필터 (109)를 형성한다.
또한, 실험에서, 본 발명에 사용된 분파 필터는 Rx-분파 회로 (106)로서 직렬 암 SAW 공진기 (106a)를 사용하여 구성된다. 이 실험에 사용된 종래의 분파 필터는 상이한 압전기 기판 보드 상에 수용되는 송신용 SAW 필터 및 수신용 SAW 필터를 가진다. Rx-분파 회로 및 주파수 조정 LC 회로는, 송신용 SAW 및 수신용 SAW 필터가 형성되는 상이한 압전기 기판 보드를 탑재하는 패키지 기판 보드 상에 설치된다.
도 9 는 분파 필터, 실험 결과를 얻기 위하여 사용되는 다양한 분파 회로의 필요한 변수 및 임피던스 값을 도시한다. 도 9 에서, 기호 A 및 B 는 종래의 구성을 가지는 분파 필터를 표시하며, 기호 C 내지 E 는 본 발명에서 구성되는 분파 필터를 표시한다. 이러한 분파 필터들은 SAW 공진기를 사용하고, 이동 전화에 사용되는 분파 필터들이다. 송신용 주파수 대역은 890MHz 내지 915MHz이며, 수신용 주파수 대역은 935MHz 내지 960MHz 이며, GSM 타입 분파 필터에 의하여 사용된다.
도 9 에 따르면, 종래의 분파 필터 (A)에서, Tx-분파 회로는 분파 회로 (라인 길이 (LT) = 0 ㎜)에 포함되지 않으며, 라인 길이 (LR)가 40 ㎜인 Rx-분파 회로가 포함된다. 또한, 주파수 조정 LC 회로도 존재하지 않는다. 따라서, 송신용 SAW 필터의 입력 단자 및 Rx-분파 회로의 입력 단자는 안테나 단에 직접 연결된다.
추가적으로, 종래의 분파 필터 (B)에서, Tx-분파 회로 및 Rx-분파 회로는 분파 회로의 부분으로 포함되지 않는다 (라인 길이 (LT = LR = 0 ㎜). 또한, 주파수 조정 LC 회로도 존재하지 않는다. 따라서, 송신용 SAW 필터 및 수신용 SAW 필터 양자의 입력 단자들은 안테나 단에 직접 연결된다.
이 실험의 주체로서 사용되는 3가지 타입의 분파 필터 (C 내지 E)에서, Tx-분파 회로 (105)는 도 1 의 회로도에 도시된 바와 같이 포함되지 않는다. 따라서, 송신용 SAW 필터의 입력 단자는 임피던스 매칭 LC 회로 (102)에 직접 연결된다. 추가적으로, 분파 필터 (C 내지 E)에서, 직렬 암 SAW 공진기 (106a)가 Rx-분파 필터 회로 (106)에 포함된다. 직렬 암 SAW 공진기 (106a)는 수신용 SAW 필터 (109)의 제 1 단 직렬 암 SAW 공진기 (109a), 및 결합된 공진기 (109g) 로 구성된다.
상기와 같은 조건에 기초하여, 분파 필터 (C)에서, 캐패시터 (CANT) (캐패시턴스 = 10 ㎊) 및 인덕터 (LANT) (인덕턴스 = 7 nH)는 모듈의 외측에 수용된 임피던스 매칭 LC 회로 (102)에 대하여 사용가능하다. 분파 필터 (D)에서, 임피던스 매칭 LC 회로 (102)에 대하여 캐패시턴스 (CANT)는 사용 불가능하며 인덕터 (LANT) (인덕턴스 = 7 nH) 만이 사용가능하다. 유사하게, 분파 필터 (E)에서, 임피던스 매칭 LC 회로 (102)에 대하여 캐패시턴스 (CANT)는 사용 불가능하며 인덕터 (LANT) (인덕턴스 = 10 nH) 만이 사용가능하다. 따라서, 본 발명의 분파 필터 (C 내지 E)에서, 모듈의 주파수 특성의 향상은 임피던스 매칭 LC 회로 (102)에 의존한다.
도 10 에서, 특정 분파 필터 (B) (종래 기술) 및 도 7 에 도시된 분파 필터 (D) (본 발명) 양자에 관계된 송신용 SAW 필터 (108)의 입력 임피던스 (Zr (117) 및 Zt (116))의 실수 부분 및 허수 부분이 각각 도시된다. 추가적으로, 890MHz, 915MHz, 935MHz 및 960MHz의 주파수에 대한 다양한 송신용 및 수신용 SAW 필터의 입력 임피던스의 값도 도시된다. 도 10 에서 실수 부분 및 허수 부분값의 단위는 옴이며 50 옴에서 정규화된다.
양자의 분파 필터 (B 및 D)의 입력 임피던스 (Zt 및 Zr)를 비교함으로써, 본 발명에 사용되는 분파 필터 (D)의 송신용 SAW 필터의 송신 통과 대역에서의 임피던스가 훨씬 더 커진다는 것을 도 10 으로부터 알 수 있다. 상세 데이터를 더 비교하여, 종래 분파 필터 (B)에 대한 주파수 (f = 890MHz)에서 수신용 SAW 필터의 입력 임피던스 (Zr)는 각각 실수 부분에 대해서는 0.0127 이고 허수 부분에 대해서는 -1.089 이라는 것을 도 8 로부터 알 수 있다.
다른 한편, 본 발명의 분파 필터 (D)에 대한 입력 임피던스 (Zr)는 실수 부분에 대해서는 3.54 이고, 허수 부분에 대해서는 23.30 이다. 그와 같이, 본 발명의 분파 필터는 주파수 특성을 크게 향상시킨다는 것이 명확하다. 또한, 도 9 에 도시된 임피던스 특성의 결과로부터 송신용 주파수 통과 대역은 935 MHz 로부터 960 MHz 까지 인 것을 알 수 있다. 임피던스 특성이 실험에서 연구되는 본 발명에 기재된 분파 필터는, Rx-분파 회로에서 수신용 SAW 필터의 제 1 단 직렬 암 SAW 공진기의 결합으로 인한 소형화의 결과이다. 다음으로, 이동 전화의 성능에 대한 가장 흥미로운 주파수 영역, 즉, f = 900 MHz에서, 입력 임피던스가 설명된다.
도 7 에 도시된, 지점 C (118) 에서 송신용 및 수신용 SAW 필터 측에서 바라보면, 합성 임피던스 (Zin) 는 수식 (1-5)에 따라서 계산될 수 있다.
Zin = Zt × Zr / (Zt + Zr) (1-5)
그러한 경우에, 주파수 f = 900 MHz에서 송신용 SAW 필터 (108) 및 수신용 SAW 필터 (109)의 입력 임피던스는 도 10 에 기초하여 다음과 같이 된다.
Zt (900) = 0.863 - j0.626 (1-6)
Zt (900) = 0.0175 - j0.934 (1-7)
그와 같이, 지점 C (118) 에서의 송신용 및 수신용 SAW 필터 측으로부터 바라보면, 임피던스 (Zin)는 수식 (1-8)으로부터 얻어질 수 있다.
Zin (Tr)(900) = 0.2409 - j0.501 (1-8)
임피던스 Zin (Tr) (900)가 임피던스 매칭 LC 회로 (102)에서 인덕터 (LANT) (102b)에 의하여 조정되는 경우, 인덕턴스 (LANT)의 값은 다음과 같이 된다.
LANT = 4.4 nH (1-9)
이 경우, 구체적인 임피던스가 기대값에 도달할 수 없는 경우, 임피던스 매칭 회로를 삽입하는 것이 필요하다. 실제로, 이러한 타입의 이동 전화에 대하여, 주파수 f = 900 MHz에서 뿐만 아니라, 890 MHz 및 915 MHz 사이의 송신용 대역 범위에 대하여, 최적화된 특성이 요구된다. 이 최적화된 특성은 실험을 통하 여 주로 결정된다.
도 9 는 분파 필터 (D 및 E)에 대하여 890 MHz 부터 915 MHz 까지의 송신용 주파수 대역 범위에서 단지 인덕터 (LANT)를 사용한 임피던스 조정의 결과를 도시한다. 추가적으로, 분파 필터 (C)에 대하여 890 MHz 부터 915 MHz 까지의 송신용 주파수 대역 범위에서 인덕터 (LANT)(102b) 및 캐패시터 (CANT) (102a)를 사용한 임피던스 조정의 결과이다. 임피던스 (LANT) (102b) 및 캐패시터 (CANT) (102a)의 값은 LANT = 7.0 nH 및 CANT = 10.0 ㎊에서 1 세트로 매치된다.
또한, 도 9에서 도시된 결과에 의하여 설명되는 바와 같이, 본 발명에 기재된 분파 필터를 사용하고 동일 압전기 기판 보드상에 송신용 SAW 필터 (108) 및 수신용 SAW 필터 (109)를 수용함으로써, SAW 분파 필터의 주파수 통과 대역의 특성은 모듈 외측에 수용된 임피던스 매칭 LC 회로 (102)를 사용하여 향상될 수 있다. 추가적으로, 송신용 SAW 필터 및 수신용 SAW 필터가 동일한 압전기 기판 보드상에 형성되기 때문에, 웨이퍼 상태에서 송신용 및 수신용 SAW 필터 (108 및 109)를 다이싱 (dicing)하는 경우, 송신용 SAW 필터 (108) 및 수신용 SAW 필터 (109)를 분리할 필요가 없다.
그와 같이, 종래 대응물에 의하여 요구되는 바와 같은 송신용 SAW 필터 (108) 및 수신용 SAW 필터 (109) 사이의 적당한 분리를 확보하기 위하여 사용되는 웨이퍼 상의 다이싱 라인 영역을 가지는 것이 필요하지는 않다. 따라서, 1개의 웨이퍼 상에 더 많은 SAW 필터를 수용하고 수율을 향상시키는 것이 가능하다.
다른 한편, 도 10 에 도시된 결과로부터, 수신용 SAW 필터 (109)의 송신 대역 범위에서의 임피던스는, 직렬 암 SAW 공진기 (106a)가 분파 회로에 대하여 사용된다는 사실로 인하여 더욱 커지게 된다. 이 향상은 도 7 에 도시된 바와 같은 지점 C (118) 에서의 필터 측으로부터 바라본 임피던스에 의존한다. 즉, 분파 회로로서의 수신용 SAW 필터 (109)의 입력 단자에 직렬 암 SAW 공진기 (106a)를 삽입한 결과로 간주된다.
분파 회로로 사용되는 직렬 암 SAW 공진기 (106a)의 삽입 이후의 임피던스 값은 모듈 외측에 수용된 임피던스 매칭 LC 회로 (102)를 통하여 조정될 필요가 있다. 주파수 조정 LC 회로를 칩으로 만들고 송신용 및 수신용 필터 패키지 기판 보드 상에 수용하거나 송신용 및 수신용 SAW 필터가 형성되는 압전기 기판 보드 상에 수용함으로써, SAW 공진기를 포함하는 분파 필터에 대하여 추가적인 소형화 및 더 좋은 성능을 달성하는 것이 가능하다. 다음으로, 본 발명의 제 2 내지 제 4 실시형태는 도 12 내지 도 15를 사용하여 설명된다.
도 12 는 본 발명의 제 2 실시형태에서 기재된 바와 같이 SAW 분파 필터 (200)의 구조도를 도시한다. 송신용 및 수신용 SAW 필터 (206 및 207)는 동일한 압전기 기판 보드 (208)상에 형성된다. 추가적으로, 제 2 실시형태에서 기재된 SAW 분파 필터를 수용하는 다층 패키지 기판 보드가 도 15a 내지 도 15c 에 도시된다.
제 2 실시형태에서 기재된 SAW 분파 필터 (200)는 이하와 같이 구성된다. 우선, 도 12 에 도시된 바와 같이, 송신용 SAW 필터 (206) 및 수신용 SAW 필터 (207)는 동일한 압전기 기판 보드 (208)상에 형성된다. 안테나 단 매칭 회로 (202) 및 분파 회로 (205)는 안테나 (221)에 연결된 수신용 SAW 필터 (207) 및 안테나 단 (201) 사이에 위치된다. 안테나 단 매칭 회로 (202)는 인덕터로서 사용되는 스트립 라인 (LANT) (216) 및 캐패시터로 사용되는 오픈 스터브 (open stub : SANT) (217)로 구성된다. 추가적으로, 안테나 매칭 회로 (202)는 단자 (218)를 통하여 접지에 연결된다.
송신용 단자 (203)는 전력 증폭기 (215)의 출력 단자에 연결되고, 송신용 입력 매칭 회로 (213)는 송신용 단자 (203) 및 송신용 SAW 필터 (206) 사이에 연결된다. 여기서, 송신용 입력 매칭 회로 (213)는 인덕터로서 사용되는 스트립 라인 (LT) (209) 및 캐패시터로 사용되는 오픈 스터브 (ST) (210)으로 구성된다. 추가적으로, 송신용 입력 매칭 회로 (213)는 단자 (219)를 통하여 접지에 연결된다.
수신용 출력 매칭 회로 (214)는 수신용 단자 (204) 및 수신용 SAW 필터 (207)사이에 연결된다. 여기서, 수신용 출력 매칭 회로 (214)는, 인덕터로서 스트립 라인 (LR) (211) 및 캐패시터로서 오픈 스터브 (SR) (212)로 구성된다. 추가적으로, 송신용 출력 매칭 회로 (214)는 단자 (220)를 통하여 접지에 연결된다.
도 15 에 도시된 다층 패키지 기판 보드상에 수용되는 경우 전술한 SAW 분파 필터 (200)를 이하에서 설명한다.
본 발명에서 기재된 다층 패키지 기판 보드는 기본적으로 도 15a 내지 도 15c 에 도시된 바와 같은 패키지 기판 보드 (600 내지 800)로 구성된다. 패키지 기판 보드 (600)의 중심부에서, 홈 (601)은 압전기 기판 보드 (208) 에 대한 공간을 제공하기 위하여 위치되며, 차례로 송신용 SAW 필터 (206 및 207)를 수용하기 위하여 사용된다. 추가적으로, 전극 패드 (602A 내지 602H), 송신용 단자 (603A), 안테나 단 (603B), 및 수신용 단자 (603C)가 패키지 기판 보드 (600)상에 형성된다.
송신용 입력 매칭 회로 (213)의 스트립 라인 (LT) (209)와 등가인 스트립 라인 (605)은 송신용 단자 (603A) 및 전극 패드 (602H) 사이에 형성된다. 하지만, 제 2 실시형태에서 패키지 기판 보드에 대한 오픈 스터브 (604)와 송신용 단자 (603A)를 연결할 필요는 없다. 다른 한편, 전극 패드 (602H)는 다층 패키지 기판 보드에서 단자 (806)에 접속된다. 패키지 기판 보드 (800)상의 단자 (806)는, 차례로 오픈 스터브 (ST ;210)에 대응하는 오픈 스터브 (805)와 연결된다. 그와 같이, 송신용 SAW 필터 (206)의 입력 단자는 와이어 본딩과 같은 방법을 통하여 전극 패드 (602H)에 연결된다.
안테나 매칭 회로 (202)의 스트립 라인 (LANT) (216)에 등가인 스트립 라인 (606A)은 안테나 단자 (603B) 및 전극 (602D) 사이에 형성된다. 안테나 단 (603B) 는 단자 (607), 와이어링 (606B), 및 전극 단자 (602D)를 통하여 송신용 SAW 필터 (206)의 출력 단자에 연결된다. 도 15c 에 도시된 바와 같이, 단자 (607)는 단자 (803)에 연결되고, 분파 회로 (205)에 대응하는 분파 회로 (801)를 통하여 단자 (804)에 연결된다.
단자 (804)는 다층 패키지 기판 보드에 위치된 전극 패드 (602A)에 연결되며, 전극 패드 (602A)는 와이어 본딩과 같은 기술을 사용하여 수신용 SAW 필터 (207)의 입력 단자에 더 연결된다. 추가적으로, 안테나 단 (603B)는 다층 패키지 기판 보드에 위치된 패키지 기판 보드 (800)의 단자 (802B)에 연결된다. 안테나 매칭 회로 (202)의 오픈 스터브 (SANT) (217)에 대응하는 오픈 스터브 (807)는 패키지 기판 보드 (800)상에 형성된다.
수신용 출력 매칭 회로 (214)의 스트립 라인 (LR) (211)에 대응하는 스트립 라인 (608)은 수신용 단자 (603C) 및 전극 패드 (602E) 사이에 형성된다. 추가적으로, 도 15c 에 도시된 바와 같이, 수신용 단자 (603C)는 다층 패키지 기판 보드에서 단자 (802C)에 연결된다. 오픈 스터브 (SR)(212)에 대응하는 오픈 스터브 (808)는 단자 (802C)에 추가적으로 형성된다.
패키지 기판 보드 (600)상에 위치된 전극 패드 (602C 및 602G)는 다층 패키지 기판 보드에서 패키지 기판 보드 (700)상에 위치된 단자 (701A 및 701B)에 연결된다. 추가적으로, 단자 (701A 및 701B)는 단자 (703A 내지 703C 및 703H)를 통하여 접지 전압 (VSS)에 연결되는 접지 전압 패턴 (701)에 위치된다. 그와 같이, 패키지 기판 보드 (600)에 위치된 전극 패드 (602C 및 602G)는 접지 전극 패드로서 사용된다. 예를 들어, 제 2 실시형태에서, 전극 패드 (602C)는 안테나 단 매칭 회로 (202)에서 접지 전압 전극 패드 (218)로 사용되고, 전극 패드 (602G)는 수신용 입력 매칭 회로 (213)에서 접지 전압 전극 패드 (219)로서 사용된다.
유사하게, 패키지 기판 보드 (600)에 위치된 전극 패드 (602B 및 602F)는 다층 패키지 기판 보드에서 패키지 기판 보드 (700)의 단자 (702A 및 702B)에 연결된다. 추가적으로, 단자 (702A 및 702B)는, 단자 (703D 내지 703G)를 통하여 접지 전압 (VSS)에 연결되는 접지 전압 패턴 (702)에 위치된다. 그와 같이, 패키지 기판 보드 (600)에 위치된 전극 패드 (602B 및 602F)는 접지 전극 패드로서 사용된다. 예를 들어, 제 2 실시형태에서, 전극 패드 (602B)는 안테나 단 매칭 회로 (202)에서 접지 전압 전극 패드 (218)로서 사용되며, 전극 패드 (602F)는 수신 입력 매칭 회로 (214)에서 접지 전압 전극 패드 (220)로 사용된다.
송신용 및 수신용 SAW 필터 (206 및 207)가 형성되는 압전기 기판 보드 (208)는 패키지 기판 보드 (700)상의 칩 수용 영역 (704)에 수용된다. 추가적으로, 칩 수용 영역 (704)의 접지 전압 패턴 (702)에서, 다수의 관통 홀이 제공된다. 이러한 관통 홀 (705)은 다층 패키지 기판 보드의 패키지 기판 보드 (800)상에 위치된 다층 관통 홀 (809)에 연결된다.
도시한 바와 같이, 제 2 실시형태에서 기재된 분파 패키지에 대하여, 송신용 SAW 필터 (206) 및 수신용 SAW 필터 (207)는 동일한 압전기 기판 보드 (208)상에 형성된다. 다층 패키지 기판 보드상의 압전기 기판 보드를 수용함으로써, SAW 분파 필터의 추가적인 소형화를 달성하는 것이 가능하다. 추가적으로 스트립 라인 LT(209)(605), LR (211)(608) 및 LANT (606A)는 패키지 기판 보드 (600)상에 형성되며, 분파 회로 (205)(801), 오픈 스터브 ST (210)(805), SR (212)(808) 및 SANT (217)(807)는 패키지 기판 보드 (800)상에 형성된다. 그와 함께, 오픈 스터브가 다른 패키지 기판 보드 상에 형성되는 한편, 스트립 라인은 분파 회로 상에 형성되며, 전체로서 SAW 분파 필터가 추가적으로 소형화될 수 있다.
추가적으로, 패키지 기판 보드 (700)내의 송신용 입력 매칭 회로 (213) 및 수신용 출력 매칭 회로 (214)에 대응하는 다양한 접지 전압 패턴이 개별적으로 설치되기 때문에, SAW 필터 (206) 및 수신용 SAW 필터 (207) 사이의 간섭에 의하여 발생하는 주파수 특성의 악화를 조절하는 것이 가능하다.
또한, 관통 홀 (705 및 809)이 패키지 기판 보드 (700 및 800)내의 송신용 SAW 필터 (206 및 207)를 형성하는 압전기 기판 보드기에 사용되도록 수용 영역에 배치되는 사실로 인하여, 송신용 및 수신용 SAW 필터 (206 및 207)로부터 발생되는 열을 효율적으로 방출하는 것이 가능하다. 그와 같이, SAW 분파 필터의 신뢰도가 향상된다.
다음으로, 전술한 바와 같은 다층 패키지 기판 보드 상에 수용되는 SAW 분파 필터 (200)의 동작이 이하 설명된다.
우선, 분파 필터에서 매칭 회로 연결 라인의 임피던스 조정 동작은 도 16 및 도 17을 사용하여 설명된다. 도 16 에 도시된 회로 및 도 17에 도시된 등가 LC 회로는 이하의 수식 (2-1) 및 (2-2)을 만족하여야 한다.
L = Z0 x LL / CC (2-1)
C = LL / (CC x Z0) (2-2)
여기서 Z0 는 연결 회로의 특성 임피던스이고, LL은 연결 길이 (㎝)이며, CC = 3.0 X 1010 이다. 도 17 에 도시된 분파 회로 또는 연결 회로를 포함하는 SAW 필터의 임피던스 (Zin)는 수식 (2-3)을 사용하여 계산될 수 있다.
Zin = (Zn + jWL) / (1 + jWC (Zn + jWL)) (2-3)
여기서, W = 2㎊ (f : 주파수)
다음으로, 도 12 에 도시된 본 발명의 제 2 실시형태에서 상세히 기재된 송신용 입력 매칭 회로 (213)의 연결 라인 (스트립 라인 LT (209))이 설명된다. 연결 라인 (스트립 라인 LT (209)) 등가 길이는 11.85㎜ 로 취해지며, 라인 폭은 0.1 ㎜, 기판 보드의 두께는 0.2 ㎜ + 0.2 ㎜ = 0.4 ㎜, 회로의 두께는 0.02 ㎜, 연결 라인이 형성되어 있는 패키지 기판 보드의 유전율은 5.0 (도 18 참조) 으로 취해지며, 연결 라인의 특성 임피던스는 53.6 옴이다.
상기 계산으로부터, 도 19 에 나타난 바와 같이 도 17 의 등가 LC 값은 L = 4.73 nH 이고, C = 1.65 ㎊ 이다.
스트립 라인 LT (209) (L = 4.73 nH, C = 1.65 ㎊)에 관하여, 도 17 에 도시된 바와 같이, 종단 임피던스 (Zn)의 변화에 따른 입력 임피던스 (Zin) 의 변화는 도 20 에 나타난다.
도 20 으로부터 보여지는 바와 같이, 예를 들어, 종단 임피던스 (Zn) 가 30 옴인 경우, 입력 임피던스 (Zin) 은 46.7 - j18.2 이다. 즉, SAW 분파 필터의 임피던스값 (Zin)은 스트립 라인과 같은 연결 라인의 사용을 통하여 기대된 바와 같이 설정될 수 있다. 추가적으로, 분파 회로 (205)에서 임피던스를 더 낮은 값으로 설정함으로써 더 낮은 손실을 갖는 회로를 갖는 것이 가능하다. 제 2 실시형태에서, 분파 회로의 라인 폭이 0.2 ㎜로 설정되고, 기판 보드의 두께가 0.4 ㎜로 설정되며, SAW 분파 필터 (200)에서의 분파 회로의 특성 임피던스는 40.2 옴으로 설정되며, 더 낮은 SAW 분파 필터 손실을 달성한다.
다음으로, 분파 회로에서의 매칭 회로의 오픈 스터브 (오픈 회로)의 동작이 이하와 같이 설명된다. 이 오픈 스터브의 임피던스 (Zinf)는 수식 (2-4)을 사용하여 계산될 수 있다.
Zinf = -jcot (2p LL/s) (2-4)
여기서, 제 2 실시형태에서의 송신 입력 매칭 회로 (213)의 오픈 회로 (오픈 스터브 ST (210))가 구체적으로 설명된다. 송신용 입력 매칭 회로 (213)에 대하여, LL = 10.32 ㎜ 이면, 등가 캐패시터 (Cinf)가 2.63 ㎊ 이다. 부언하면, 오픈 스터브 ST (210)의 사용에 따라서, 구체적인 주파수 대역 영역에서, 스트립 라인의 연결 라인의 특성 임피던스를 기대값으로 조정하는 것이 가능하다. 즉, 오픈 회로 (오픈 스터브)의 영향에 따라서, 연결 라인에 따른 특성 임피던스의 허수 부분은 양의 값으로부터 음의 값으로 변경될 수 있다.
도 13 은 본 발명의 제 3 실시형태에 의하여 기재된 SAW 분파 필터 (300)의 구조도를 도시한다. 분파 회로 (305), 송신용 SAW 필터 (306) 및 수신용 SAW 필터 (307)는 1개의 압전기 기판 보드 (308)상에 형성된다. 추가적으로, 본 발명의 제 3 실시형태에 대하여, SAW 분파 필터를 수용하도록 사용되는 다층 패키지 기판 보드는 도 15a 내지 도 15c를 통하여 설명된다.
제 3 실시형태에 기재된 SAW 분파 필터 (300)는 다음과 같이 구성된다. 우선, 도 13 에 도시된 바와 같이, 분파 회로 (305), 송신용 SAW 필터 (306) 및 수신용 SAW 필터 (307)는 1개의 압전기 기판 보드 (308)상에 형성된다. 분파 회로 (305)는 안테나 (321)에 연결된 안테나 단 (301) 및 수신용 SAW 필터 (307) 사이에 위치된다. 안테나 단 매칭 회로 (303)는 안테나 단 (301) 및 분파 회로 (305) 사이에 위치된다. 여기서, 안테나 단 매칭 회로 (302)는 인덕터로 사용되는 스트립 라인 (LANT; 316) 및 캐패시터로 사용되는 오픈 스터브 (SANT; 317)로 구성된다. 추가적으로, 안테나 단 매칭 회로 (302)는 단자 (318)를 통하여 접지에 연결된다.
송신용 단자 (303)는 전력 증폭기 (315)의 출력 단자에 연결된다. 송신용 입력 매칭 회로 (313)는 송신용 단자 (303) 및 송신용 SAW 필터 (306) 사이에 연결된다. 여기서, 송신용 입력 매칭 회로 (313)는 인덕터로 사용되는 스트립 라인 (LT; 309) 및 캐패시터로 사용되는 오픈 스터브 (ST; 310)로 구성된다. 추가적으로, 송신용 입력 매칭 회로 (313)는 단자 (319)를 통하여 접지에 연결된다.
수신용 출력 매칭 회로 (314)는 수신용 단자 (304) 및 수신용 SAW 필터 (307) 사이에 연결된다. 여기서, 수신용 출력 매칭 회로 (314)는 인덕터로 사용되는 스트립 라인 (LR; 311) 및 캐패시터로 사용되는 오픈 스터브 (SR)로 구성된다. 추가적으로, 수신용 입력 매칭 회로 (314)는 단자 (321)를 통하여 접지에 연결된다.
도 15 는 다층 패키지 기판 보드상에 수용되는 경우 전술한 SAW 분파 필터 (300)의 구조를 도시하며, 이하와 같이 설명된다.
기본적으로, 본 발명에 기재된 다층 패키지 기판 보드는 패키지 기판 보드 (600 내지 800)로부터 유도된다.
패키지 기판 보드 (600)의 중심 영역에서, 공간 및 홈 (601)이 수신용 SAW 필터 (306 및 307)의 압전기 기판 보드 (308)를 수용하기 위하여 형성된다. 또한, 전극 패드 (602A 내지 602H), 송신용 단자 (603A), 및 안테나 단 (603B) 및 수신용 단자 (602C)는 패키지 기판 보드 (600)상에 형성된다.
송신용 입력 매칭 회로 (313)의 스트립 라인 (LT; 309)에 대응하는 스트립 라인 (605)은 송신용 단자 (603A) 및 전극 패드 (602H) 사이에 형성된다. 추가적으로, 오픈 스터브 (604)가 패키지 기판 보드 (600)내의 송신용 단자 (603A)에 연결되는 경우에도, 제 3 실시형태에서와 같은 배열은 필요하지 않다. 다른 한편, 전극 패드 (602H)는 다층 패키지 기판 보드내의 단자 (806)에 연결되고, 이 단자 (806)는 패키지 기판 보드 (800)내의 오픈 스터브 (ST; 310)에 대응하는 오픈 스터브 (805)에 연결된다. 또한, 전극 패드 (602H)는 와이어 본딩 방법을 사용하여 송신용 SAW 필터 (306)의 입력 단자에 연결된다.
안테나 매칭 회로 (302)의 스트립 라인 (LANT; 316)에 대응하는 스트립 라인 (606A)은 안테나 단 (603B) 및 전극 패드 (602D) 사이에 연결된다. 안테나 단 (603B)는 단자 (607), 회로 (606B) 및 전극 단자 (602D)를 통하여 송신용 SAW 필터 (306)의 출력 단자에 더 연결된다. 다른 한편, 제 3 실시형태에서, 분파 회로 (305)는 송신용 및 수신용 SAW 필터와 함께 압전기 기판 보드 (308)상에 형성되기 때문에, 도 15c에서 도시된 바와 유사한 분파 회로 (601)를 포함할 필요가 없다. 추가적으로, 안테나 단 (603B)는 다층 패키지 기판 보드내의 패키지 기판 보드 (800)의 단자 (802B)에 연결되며, 오픈 스터브 (SANT; 317) 안테나 단 매칭 회로 (302)에 대응하는 오픈 스터브 (807)는 이 패키지 기판 보드 (800)에 형성된다.
수신용 출력 매칭 회로 (314)의 스트립 라인 (LR; 311)에 대응하는 스트립 라인 (608)은 수신용 단자 (603C) 및 전극 패드 (602E)사이에 형성된다. 추가적으로, 도 15c 에 도시된 바와 같이, 수신용 단자 (603C)는 다층 패키지 기판 보드내부의 단자 (802C)에 연결된다. 즉, 오픈 스터브 (SR;312)에 대응하는 오픈 스터브 (808)는 단자 (802C)에 형성된다.
패키지 기판 보드 내부의 전극 패드 (602C 및 602G)는 다층 패키지 기판 보드 (700)내의 패키지 기판 보드 (700)의 단자 (701A 및 701B)에 각각 연결된다. 추가적으로, 단자 (701A 및 701B)는, 단자 (703A 내지 703C 및 703H)를 통하여 접지 전압 (VSS)에 연결된 접지 전압 패턴 (701)으로 설정된다. 그와 같이, 패키지 기판 보드 (600)내의 전극 패드 (602C 및 602G)는 접지 전압 전극 패드로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 3 실시형태에서, 전극 패드 (602C)가 안테나 단 매칭 회로 (302)에서 접지 전압 전극 패드 (318)로서 사용되고, 전극 패드 (602G)는 송신용 입력 매칭 회로 (313)에서 접지 전압 전극 패드 (319)로서 사용된다.
유사하게, 패키지 기판 보드 (600) 내부의 전극 패드 (602B 및 602F)는 다층 패키지 기판 보드 내의 패키지 기판 보드 (700)의 단자 (702A 및 702B)에 연결된다. 추가적으로, 단자 (702A 및 702B)는 단자 (703D 내지 703G)를 통하여 접지 전압 (VSS)에 연결된 접지 전압 패턴 (702)으로 설정된다. 그와 같이, 패키지 기판 보드 (600)내의 전극 패드 (602B 및 602F)는 접지 전압 전극 패드로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 3 실시형태에서, 전극 패드 (602B)가 안테나 단 매칭 회로 (302)에서 접지 전압 전극 패드 (318)로서 사용되고, 전극 패드 (602F)는 수신용 입력 매칭 회로 (314)에서 접지 전압 전극 패드 (320)로서 사용된다.
분파 회로 (305), 송신용 및 수신용 SAW 필터 (306 및 307)는, 패키지 기판 보드 (700)상의 칩 수용 영역 (704)상에 수용된 압전기 기판 보드 (308)상에 형성된다. 추가적으로, 접지 전압 패턴 (702)의 칩 수용 영역 (704)에서, 다중 관통 홀 (705)이 설정된다. 이러한 관통 홀 (705)은 다층 패키지 기판 보드의 패키지 기판 보드 (800)에 설정된 다중 관통 홀에 연결된다.
상기 도시된 바와 같이, 제 3 실시형태에 기재된 분파 필터 패키지에 기초하여, 분파 필터 (305), 송신용 SAW 필터 (306) 및 수신용 SAW 필터 (307)가 단일 압전기 기판 보드 (308)상에 형성된다. 또한, 압전기 기판 보드 (308)는 다층 패키지 기판 보드에 수용되어, 전체 SAW 분파 필터의 추가적인 소형화를 가능하게 한다. 또한, 스트립 라인 (LT; 309 (605), LR; 311 (608), 및 LANT; 316 (606A))은 패키지 기판 보드 (700) 상에 형성된다. 다른 한편, 오픈 스터브 (ST; 310 (805), SR; 312 (808), SANT; 317 (807))는 패키지 기판 보드 (800)상에 형성된다. 즉, 스트립 라인이 상이한 패키지 기판 보드 상의 오픈 스터브 및 분파 회로와 함께 형성되고, 전체 분파 필터에 대한 추가적인 소형화를 달성할 수 있다. 추가적으로, 분파 회로 (305)는 작은 손실을 가지는 압전기 기판 보드 (308)상에 형성되고, SAW 분파 필터 (300)의 주파수 특성을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 패키지 기판 보드 (700)에 대하여, 송신 입력 매칭 회로 (313)와 수신 출력 매칭 회로 (314) 및 그에 대응하는 접지 전압 패턴은 개별적으로 설정되고, 송신 SAW 필터 (306) 및 수신 SAW 필터 (307) 사이의 간섭으로 인한 SAW 분파 필터의 주파수 특성의 악화를 제어하는 것이 가능하다.
추가적으로, 패키지 기판 보드 (700 및 800) 상의 송신용 및 수신용 SAW 필터 (306 및 307)를 형성하는 압전기 기판 보드를 수용하도록 사용되는 수용 영역에, 관통 홀 (705 및 809)이 설정되기 때문에, 송신용 및 수신용 SAW 필터 (306 및 307)로부터 외부로 효율적으로 발생되는 열을 방출하는 것이 가능하며, 또한 SAW 분파 필터 (300)의 신뢰도를 향상시키는 것이 가능하다.
도 14 는 본 발명의 제 4 실시형태에 기재된 SAW 분파 필터 (400)의 구조도를 도시한다. 송신용 SAW 필터 (406) 및 수신용 SAW 필터 (407)는 단일 압전기 기판 보드 (408)상에 형성된다. 추가적으로, 제 4 실시형태에 관하여, SAW 분파 필터를 수용하도록 사용되는 다층 패키지 기판 보드가 도 15a 내지 도 15c 를 사용하여 설명된다.
본 발명의 제 4 실시형태에 기재된 SAW 분파 필터 (400)는 이하와 같이 구성된다. 우선, 도 14 에 도시된 바와 같이, 송신용 필터 (406) 및 수신용 SAW 필터 (407)는 단일 압전기 기판 보드 (408)상에 형성된다. 안테나 단 매칭 회로 (402) 및 분파 회로 (406)는 수신 SAW 필터 (407) 및 안테나 (422)에 연결된 안테나 단 (401) 사이에 설치된다. 여기서, 안테나 단 매칭 회로 (402)는 인덕터로서 사용되는 스트립 라인 (LANT; 417), 캐패시터로 사용되는 오픈 스터브 (SANT; 418)로 구성된다. 추가적으로, 안테나 단 매칭 회로 (402)는 단자 (419)를 통하여 접지에 연결된다.
송신용 단자 (403)는 전력 증폭기 (416)의 출력 단자에 연결된다. 송신용 입력 매칭 회로 (412)는 송신용 단자 (403) 및 송신용 SAW 필터 (406) 사이에 연결된다. 여기서, 송신용 입력 매칭 회로 (412)는 인덕터로서 사용되는 스트립 라인 (LT; 409)과 캐패시터로서 사용되는 오픈 스터브 (ST; 410) 및 STS (411)로 구성된다. 추가적으로, 송신용 입력 매칭 회로 (412)는 단자 (420)를 통하여 접지에 연결된다. 오픈 스터브 (STS; 411) 는 수식 l = c / (4f(er)1/2) 로부터 계산될 수 있는 길이를 가지며, 가상 노이즈 (spurious noise) 를 제거하는데 사용된다. 여기서, l 은 오픈 스터브의 길이 (㎜)이고, c 는 빛의 속도 (300 x 106 m/s)이고, f 는 제거될 주파수이고, er 은 구체적인 유도 캐패시턴스이다.
수신용 출력 매칭 회로 (415)는 수신용 단자 (404) 및 수신용 SAW 필터 (407) 사이에 연결된다. 여기서, 수신용 출력 매칭 회로 (415)는 인덕터로서 사용되는 스트립 라인 (LR; 413)과 캐패시터로서 사용되는 오픈 스터브 (SR; 414)로 구성된다. 추가적으로, 수신용 출력 매칭 회로 (415)는 단자 (412)를 통하여 접지에 연결된다.
다층 패키지 기판 보드 상에 수용되는 경우 전술한 바와 같이 구성된 SAW 분파 필터 (400)가 이하와 같이 설명된다.
본 발명에서 기재된 다층 패키지 기판 보드는 기본적으로 패키지 기판 보드 (600 내지 800)와 유사한 보드로 구성된다.
패키지 기판 보드 (600)의 중심 영역에서, 공간 및 홈 (601)은 수신 SAW 필터 (406 및 407)의 압전기 기판 보드 (408)를 수용하도록 형성된다. 또한, 전극 패드 (602A 내지 602H), 송신 단자 (603A) 및 안테나 단 (603B) 및 수신용 단자 (603C)가 패키지 기판 보드 (600) 상에 형성된다.
수신용 입력 매칭 회로 (412)의 스트립 라인 (LT; 409)에 대응하는 스트립 라인 (605)은 송신용 단자 (603A) 및 전극 패드 (602H) 사이에 형성된다. 추가적으로, 송신용 단자 (603A)는 패키지 기판 보드 상의 오픈 스터브 (STS ; 411)에 대응하는 오픈 스터브 (604)에 연결된다. 다른 한편, 전극 패드 (602H)는 다층 패키지 기판 보드내의 단자 (806)에 연결된다. 패키지 기판 보드 (800)내에서, 오픈 스터브 (ST; 410)에 대응하는 오픈 스터브 (805)는 이 단자 (806)에 연결된다. 송신용 SAW 필터 (406)의 입력 단자는 와이어 본딩 방법을 사용하여 전극 패드 (602H)에 연결된다. 또한, 도 15c 에 도시된 바와 같이, 단자 (607)는 단자 (803)에 연결되고, 분파 회로 (405)에 대응하는 분파 회로 (801)를 통하여 단자 (804)에 연결되고, 전극 패드 (602A)는 와이어 본딩 방법을 사용하여 수신용 필터 (407)의 입력 단자에 연결된다.
안테나 단 매칭 회로 (402)의 스트립 라인 (LANT; 417)에 대응하는 스트립 라인 (606A)은 안테나 단 (603B) 와 전극 패드 (602D) 사이에 연결된다. 안테나 단 (603B)는, 단자 (607), 회로 (606B) 및 전극 단자 (602D)를 통하여 송신용 SAW 필터 (406)의 출력 단자에 연결된다. 추가적으로, 안테나 단 (603B)는 다층 패키지 기판 보드내의 패키지 기판 보드 (800)의 단자 (802B)에 연결된다. 또한, 안테나 단 매칭 회로 (402)의 오픈 스터브 (SANT; 418) 에 대응하는 오픈 스터브 (807)가 이 패키지 기판 보드 (800)에 형성된다.
수신용 출력 매칭 회로 (415)의 스트립 라인 (LR; 413)에 대응하는 스트립 라인 (608)은 수신용 단자 (603C) 와 전극 패드 (602E)사이에 연결된다. 추가적으로, 수신용 단자 (603C)는 다층 패키지 기판 보드내부의 단자 (802C)에 연결된다. 또한, 오픈 스터브 (SR; 414)에 대응하는 오픈 스터브 (808)는 단자 (802C)에 형성된다.
패키지 기판 보드 (600)의 전극 패드 (602C 및 602G)는 다층 패키지 기판 보드 (700)내의 단자 (701A 및 701B)에 각각 연결된다. 추가적으로, 단자 (701A 및 701B)는, 단자 (703A 내지 703C 및 703H)를 통하여 접지 전압 (VSS)에 연결된 접지 전압 패턴 (701)으로 설정된다. 그와 같이, 패키지 기판 보드 (600)내의 전극 패드 (602C 및 602G)는 접지 전압 전극 패드로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 4 실시형태에서, 전극 패드 (602C)가 안테나 단 매칭 회로 (402)에서 접지 전압 전극 패드 (419)로서 사용되고, 전극 패드 (602G)는 송신용 입력 매칭 회로 (412)에서 접지 전압 전극 패드 (420)로서 사용된다.
유사하게, 패키지 기판 보드 (600) 내부의 전극 패드 (602B 및 602F)는 다층 패키지 기판 보드 내의 패키지 기판 보드 (700)의 단자 (702A 및 702B)에 연결된다. 추가적으로, 단자 (702A 및 702B)는 단자 (703D 내지 703G)를 통하여 접지 전압 (VSS)에 연결된 접지 전압 패턴 (702)으로 설정된다. 그와 같이, 패키지 기판 보드 (600)내의 전극 패드 (602B 및 602F)는 접지 전압 전극 패드로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 4 실시형태에서, 전극 패드 (602B)가 안테나 단 매칭 회로 (402)에서 접지 전압 전극 패드 (420)로서 사용되고, 전극 패드 (602F)는 송신용 입력 매칭 회로 (415)에서 접지 전압 전극 패드 (421)로서 사용된다.
분파 회로 (405), 송신용 및 수신용 SAW 필터 (406 및 407)는 패키지 기판 보드 (700)상의 칩 수용 영역 (704)상에 수용된 압전기 기판 보드 (408)상에 형성된다. 추가적으로, 접지 전압 패턴 (702)의 칩 수용 영역 (704)에서, 다중 관통 홀 (705)이 설정된다. 이러한 관통 홀 (705)은 다층 패키지 기판 보드의 패키지 기판 보드 (800)에 설치된 다중 관통 홀 (809)에 연결된다.
상기 도시된 바와 같이, 제 4 실시형태에 기재된 분파 필터 패키지에 기초하여, 분파 필터 회로 (405), 송신용 SAW 필터 (406) 및 수신용 SAW 필터 (407)가 단일 압전기 기판 보드 (408)상에 형성된다. 또한, 압전기 기판 보드 (408)는 다층 패키지 기판 보드에 수용되어, 전체 SAW 분파 필터의 추가적인 소형화를 가능하게 한다. 또한, 스트립 라인 (LT; 409 (605), LR; 413 (608), 및 LANT; 417 (606A))은 패키지 기판 보드 (700) 상에 형성된다. 다른 한편, 오픈 스터브 (ST; 410 (805), SR; 414 (808), SANT; 418 (807))는 패키지 기판 보드 (800)상에 형성된다. 즉, 스트립 라인은 상이한 패키지 기판 보드 상의 오픈 스터브 및 분파 회로와 함께 형성되고, 전체 분파 필터에 대한 추가적인 소형화를 달성할 수 있다.
또한, 패키지 기판 보드 (700)에 대하여, 송신용 입력 매칭 회로 (412)와 수신용 출력 매칭 회로 (415) 및 그에 대응하는 접지 전압 패턴은 개별적으로 설정되고, 송신용 SAW 필터 (406) 및 수신용 SAW 필터 (407) 사이의 간섭으로 인한 SAW 분파 필터의 주파수 특성의 악화를 제어하는 것이 가능하다.
추가적으로, 관통 홀 (705 및 809)이, 패키지 기판 보드 (700 및 800) 상의 송신용 및 수신용 SAW 필터 (406 및 407)를 형성하는 압전기 기판 보드를 수용하도록 사용되는 수용 영역에 설정되기 때문에, 송신용 및 수신용 SAW 필터 (406 및 407)로부터 발생되는 열을 외부로 효율적으로 방출하는 것이 가능하며, 또한 SAW 분파 필터 (400)의 신뢰도를 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 제 4 실시형태에서, 오픈 스터브 (STS; 411)는 송신 입력 매칭 회로 (412)에 설치되기 때문에, SAW 분파 필터 (400)에서 가상 대역 감쇠를 기대값으로 설정하는 것이 가능하다,
본 발명이 예시적인 실시형태에 의하여 설명되었지만, 첨부된 청구항들에 의하여 한정되는 본 발명의 사상 및 범주에서 일탈하지 않고 본 발명의 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변경 및 수정이 가능하다.
분파 필터 패키지는 서로 상이한 주파수 통과 대역을 가지는 송신용 SAW 필터 및 수신용 SAW 필터가 생성되는 압전기 기판 보드를 수용하는 SAW 필터 칩 수용 영역 및 임피던스 매칭 회로 및 송신용 SAW 필터 및 수신용 SAW 필터에 대한 분파 회로를 가진다.
Claims (7)
- 분파 필터 패키지에 있어서,서로 상이한 주파수 통과 대역을 가지는 송신용 SAW 필터 및 수신용 SAW 필터가 형성되는 압전기 기판을 수용하는 SAW 필터 칩 수용 영역;상기 송신용 SAW 필터 및 상기 수신용 SAW 필터에 대한 임피던스 매칭 회로;상기 송신용 SAW 필터 및 상기 수신용 SAW 필터에 대한 분파 회로; 및제 1 패키지 기판 보드 및 제 2 패키지 기판 보드를 구비하고,상기 임피던스 매칭 회로는, 스트립 라인 회로 및 개방 회로를 사용함으로써 형성되며,상기 스트립 라인 회로는, 상기 제 1 패키지 기판 보드 상에 형성되고,상기 개방 회로 및 상기 분파 회로는, 상기 제 2 패키지 기판 보드 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 분파 필터 패키지.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 분파 회로는 50 옴 보다 낮은 특성 임피던스를 가지는 것을 특징으로 하는 분파 필터 패키지.
- 제 1 항에 있어서,복수의 패키지 기판 보드를 더 구비하며,상기 송신용 SAW 필터 및 상기 수신용 SAW 필터에 대한 접지 전압 패턴은 상기 복수의 패키지 기판 보드 중 1개 상에 개별적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 분파 필터 패키지.
- 제 1 항에 있어서,상기 송신용 SAW 필터 및 상기 수신용 SAW 필터로부터 발생되는 열을 상기 분파 필터 패키지로부터 방출하는 열 방출 개구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 분파 필터 패키지.
- 제 1 항에 있어서,복수의 패키지 기판 보드를 더 구비하며,상기 임피던스 매칭 회로로서 사용되는 가상 노이즈 제거 오픈 스터브가 상기 복수의 패키지 기판 보드중 1개상에 형성되는 것을 특징으로 하는 분파 필터 패키지.
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