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Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung, insbesondere eine Anordnung von zumindest einem HF-Filter, der als Ein- oder Ausgangsfilter im Front-End einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung eingesetzt werden kann.
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Es sind verschiedene Typen von Filtern und Filteranordnungen bekannt, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien basieren. Einer davon sind Filter, die mit Volumenwellenresonatoren arbeiten. Wegen ihres geringen Platzbedarfs, der integrierten Herstellbarkeit und der mit ihnen erzielbaren Filtereigenschaften sind Volumenwellenresonatoren für mobile Anwendungen üblicherweise als FBAR-Filter ausgebildet. Ein FBAR-Filter umfasst zumindest zwei flache Volumenwellenresonatoren, die mit einer Elektrode flächig auf einem Substrat angeordnet sind. Mehrere Resonatoren können übereinander, vorzugsweise aber nebeneinander angeordnet und über Strukturierung der Elektroden integriert miteinander verschaltet sein. Ein funktionsfähiges Filter wird durch Verschaltung mehrerer FBAR-Resonatoren erhalten, wobei Ladder-Type- und Lattice-Type-Anordnungen bekannt sind.
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Die elektrische Kontaktierung solcher Bauelemente und die Integration zusätzlicher Schaltungskomponenten wird vorzugsweise durch Montage des die FBAR-Resonatoren tragenden Substrats - z.B. ein Siliziumsubstrat - in Flip-Chip-Anordnung auf der Oberseite eines Trägers vorgenommen, wobei auf der Unterseite des Trägers die Außenkontakte des fertigen Bauelements realisiert sind. Diese können über Durchkontaktierungen mit den auf der Oberfläche vorhandenen Kontaktflächen in Verbindung stehen. Ein Beispiel hierfür liefert die
US 2004/104790 A1 . Bei einem mehrschichtigen Träger, der zwei oder mehr dielektrische Schichten umfasst, zwischen denen Metallisierungsebenen angeordnet sind, gelingt es, zusätzliche passive Schaltungskomponenten durch Strukturieren der Metallisierungsebenen integriert im Träger zu verwirklichen.
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Zum Schutz gegen Umgebungseinflüsse und insbesondere gegen Feuchtigkeit oder mechanische Beschädigung kann das Bauelement ohne zusätzliches Gehäuse mit einer dicht auf der Rückseite des Substrats und auf der Oberseite des Trägers aufsitzenden Abdeckung versehen werden, die beispielsweise durch Auflaminieren einer Schutzfolie erzeugt wird. Eine besonders hermetisch abschließende Abdeckung wird erhalten, wenn auf die Oberfläche der Folienabdeckung eine metallische Schicht aufgebracht wird.
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Nachteilig an solchen hermetischen Abdeckungen, die mit einer Metallschicht versehen sind, ist der geringe Abstand, den diese Abdeckung zu den flächig ausgebildeten Elektroden von FBAR-Resonatoren oder allgemeine Volumenwellenresonatoren aufweist. Dadurch können sich beträchtliche parasitäre Kapazitäten zwischen den Elektroden durch dazwischenliegende Abdeckungsschichten und das Chipsubstrat, die als Dielektrika fungieren, und der Metallschicht der Abdeckung ausbilden, die die Bauelementeigenschaften ungünstig beeinflussen. Durch diese kapazitive Kopplung werden auch unterschiedliche FBAR-Resonatoren kapazitiv miteinander verkoppelt, was die Filtereigenschaften weiter beeinträchtigt.
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Es existieren auch Filteranordnungen, bei denen zwei Filter auf einem oder getrennten Substraten realisiert und dabei auf einem gemeinsamen Träger angeordnet und mit einer gemeinsamen Abdeckung abgedeckt sind. Bei einer solchen Anordnung kann eine kapazitive Kopplung der beiden ansonsten getrennten Filter erfolgen, es kommt zu einem so genannten Übersprechen. Bilden die beiden Filter einen Duplexer, so wird durch die kapazitive Kopplung und das dadurch bewirkte Übersprechen die Isolation zwischen dem Sendepfad (TX-Pfad) und dem Empfangspfad (RX-Pfad) beeinträchtigt und reduziert.
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Im Empfangspfad führt ein erhöhtes Einstreuen von hochfrequenter Sendesignalleistung zu einer Erhöhung des Rauschniveaus, was ein Verlust von dynamischem Bereich in der Vorverstärkerstufe bis hin zur Übersättigung bedeutet. Dies kann nur in engen Grenzen durch rauschärmere Vorverstärker (LNA) mit höherer Linearität (IIP3-Punkt) kompensiert werden, die aber teuer sind und andere technische Nachteile wie z.B. erhöhten Stromverbrauch zeigen. Ab einer gewissen Erhöhung des Rauschniveaus ist die Störung letztlich nicht mehr akzeptabel, wenn die Empfindlichkeit des Empfängers auch nicht mehr zum Empfang nahegelegener Basisstationen ausreicht.
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Bei CDMA-Mobiltelefonsystemen führt ein solches Einstreuen auch zu höheren Anforderungen an die Unterdrückung von Intermodulationsprodukten in der digitalen Basisbandfilterung im Empfangspfad. Diese Intermodulationsprodukte entstehen durch Umsetzung von externen Störsignalen an der nichtlinearen Leistungsverstärkerstufe im Sendepfad und liegen bei einem Vielfachen der Sendefrequenz im sogenannten Fly-back-Bereich.
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Zur Lösung dieses Problems wurde bereits vorgeschlagen, die metallische Schicht der Abdeckung mit einem Masseanschluss zu verbinden und die kapazitive Kopplung dadurch zu reduzieren. Dabei ging man von der Annahme aus, dass möglichst viele Shunt-Verbindungen gegen Masse den Effekt verbessern.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass auf diese Weise die Bauelementeigenschaften nicht wesentlich verbessert werden und dass die kapazitive Kopplung unterschiedlicher Volumenwellenresonatoren in einer Filteranordnung nach wie vor auftritt und die Filter-Performance beeinträchtigt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Filteranordnung mit zumindest zwei Volumenwellenresonatoren anzugeben, bei der die negativen Auswirkungen des kapazitiven Übersprechens reduziert sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Filteranordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhaft Ausgestaltungen der Erfindung sind weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
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Eine erfindungsgemäße Filteranordnung umfasst zumindest zwei Volumenwellenresonatoren. Die Volumenwellenresonatoren sind mit ihren Elektroden flächig auf einem dielektrischen oder halbleitenden Substrat angeordnet. Eine großflächige Abdeckung, die eine Metallschicht umfasst, ist über dem Substrat angeordnet und überdeckt vorzugsweise dessen Rückseite. Zur Verminderung der kapazitiven Kopplung zwischen den zwei oder mehr Volumenwellenresonatoren bzw. zwischen deren Elektroden ist eine elektrische Anbindung der Metallschicht an einen Masseanschluss der Filteranordnung vorgesehen, wobei in der Anbindung eine serielle Induktivität ausgebildet wird.
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War man bislang stets bemüht, die Anbindung einer solchen abdeckenden Metallschicht an Masse keinesfalls induktiv auszugestalten und dies insbesondere durch Vorsehen einer Vielzahl solcher Anbindungen zu realisieren, besteht die Erfindung nun vielmehr darin, die Induktivität auf einen gewissen Wert anzuheben. Der Wert der Induktivität liegt dabei deutlich über demjenigen, der bei einer normalen elektrischen Anbindung der Metallschicht zum Masseanschluss der Filteranordnung erreicht wird.
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Mit einer solchen Anordnung gelingt es, einen zusätzlichen Resonanzkreis gegen Masse zu schalten, mit dessen Hilfe Signale im Bereich der entsprechenden Resonanzfrequenz gegen Masse abgeleitet werden können. Der Kreis wird durch die serielle Verschaltung der Induktivität mit der parasitären Kapazität zur Abdeckung gebildet. Wählt man nun - erfindungsgemäß - die serielle Induktivität so aus, dass die Resonanzfrequenz dieses zusätzlichen Resonanzkreises eine geeignete Position relativ zum Passband des oder der Filter aufweist, so gelingt eine verbesserte Dämpfung im Sperrbereich sowohl in der Nähe des Passbandes als auch im fernen „Fly-Back“-Bereich. Konkret wird die Induktivität erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der gegebenen parasitären Kapazität auf einen solchen Wert eingestellt, dass die Resonanzfrequenz dieses Saugkreises im Sperrbereich des Filters angeordnet ist. Die bestehende parasitäre Kapazität bildet durch die Serienverschaltung mit der Induktivität einen Schwingkreis aus, der einen Saugkreis gegen Masse bildet. Umfasst die Filteranordnung zwei Filter, so wird auf diese Weise die Isolation zwischen den beiden Filtern verbessert.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest eine weitere elektrische Anbindungen der Metallschicht an einen Masseanschluss der Filteranordnung über jeweils eine weitere Induktivität vorgenommen. Auf diese Weise gelingt es, mehrere Saugkreise zu bilden, die sich voneinander in der Lage ihrer Resonanzfrequenz unterscheiden können. Unter der Annahme, dass sich die Kapazitäten, die jeder einzelne Volumenwellenresonator zur Metallschicht ausbildet, nur unwesentlich unterscheiden, werden demzufolge die unterschiedlichen Induktivitäten in den unterschiedlichen Saugkreisen mit voneinander verschiedenem Betrag ausgebildet.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Substrat mit den Volumenwellenresonatoren in Flip-Chip-Anordnung mit Hilfe von Bumps elektrisch und mechanisch auf der Oberseite eines Trägers befestigt. Auf der Unterseite weist der Träger zumindest einen Signalanschluss und einen Masseanschluss auf. Über Durchkontaktierungen sind diese Anschlüsse jeweils mit einer Elektrode des oder der Volumenwellenresonatoren oder der Metallschicht elektrisch verbunden.
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In einer solchen Anordnung kann die Abdeckung über der Rückseite des Substrats aufgebracht sein, auf dem Substrat aufliegen und seitlich des Substrats bzw. rund um dieses mit dem Träger hermetisch abschließen.
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Mit Hilfe des Trägers gelingt es, zusätzliche Verschaltungen oder Schaltelemente mit der Filteranordnung zu verbinden bzw. in dieser zu integrieren. Im vorliegenden Fall kann die Induktivität, die in der Masseanbindung der Metallschicht seriell verschaltet ist, auf oder in dem Träger realisiert sein.
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Vorteilhaft ist der Träger dann mehrschichtig ausgebildet und weist zumindest zwei dielektrische Schichten und eine zwischen jeweils zwei dielektrischen Schichten angeordnete Metallisierungsebene auf. Durch Strukturierung der Metallisierungsebene sind die Schaltungskomponenten und insbesondere die Induktivität ausgebildet und in Serie mit einer Anbindung der Metallschicht an den Masseanschluss auf der Unterseite des Trägers verbunden. Die Induktivität kann beispielsweise als eine mäanderförmige Leiterbahn ausgebildet sein. Möglich ist es auch, die Induktivität als Spule auszubilden. Es genügt jedoch auch, die Induktivität als verlängerte Leiterbahn auszubilden, deren Induktivitätswert mit zunehmender Länge der Leiterbahn ansteigt. Als Faustformel gilt dabei, dass der Wert der Induktivität ca. 0,10 bis 0,15 nH pro 100 µm Leiterbahnlänge beträgt. Auf diese Weise gelingt es in einfacher Weise, die Induktivität auf oder in dem Träger mit einem Wert von ca. 1 - 2 nH auszubilden.
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Möglich ist es auch, die einzelnen Induktivitäten mit höheren Werten auszubilden und seriell mit der Anbindung zu verschalten. Durch die parallele Verschaltung mehrerer Masseanbindungen reduziert sich die maßgebliche Gesamtinduktivität demgegenüber wieder. Maßgeblich für den Erfolg der Maßnahme ist, dass die resultierende Gesamtinduktivität aus der Summe der Anbindungen den Betrag von 2 nH pro Filteranordnung nicht übersteigt.
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Die Filteranordnung kann als Duplexer ausgebildet sein und umfasst dann ein erstes und ein zweites auf einem gemeinsamen oder auf getrennten Substraten ausgebildetes, aber auf einem gemeinsamen Träger angeordnetes Filter mit jeweils zumindest einem Volumenwellenresonator. Das bzw. die Substrate mit den beiden Filtern sind mit einer durchgehenden gemeinsamen Abdeckung von der Rückseite her abgedeckt.
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Die Aufbringung der Substrate auf dem Träger erfolgt vorzugsweise in Flip-Chip-Anordnung. Die Abdeckung besteht vorzugsweise aus einer Kunststofflaminatfolie, die ein- oder mehrschichtig ausgebildet ist und unter Druck und unter Erwärmen über die Rückseite der Substrate auf die Oberfläche des Trägers auflaminiert werden kann.
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Nach dem Auflaminieren kann noch eine hermetische Metallschicht auf die Abdeckung aufgebracht werden. Dazu wird das Laminat vorzugsweise in einem streifenförmigen, rahmenförmig um die Substrate herum geschlossenen Bereich entfernt und die Oberfläche des Trägers freigelegt. Anschließend kann beispielsweise eine dünne Schicht Titan und/oder Kupfer aufgesputtert werden und anschließend galvanisch verstärkt werden. Möglich ist es jedoch auch, die Metallschicht aufzudampfen, gänzlich aufzusputtern oder andere Metalle zu verwenden.
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Da bei einer Filteranordnung mit vorgegebenem Design die Größe der Elektroden und damit die Größe der parasitären Kapazitäten nur in geringem Umfang variierbar ist, wird vorzugsweise die Induktivität in Abhängigkeit von der gegebenen parasitären Kapazität zwischen Elektrode und Metallschicht der Abdeckung auf einen Wert eingestellt, der für den Saugkreis eine Resonanzfrequenz ergibt, die zwischen 3 und 6 GHz liegt. Dies ist für eine Filteranordnung mit einem Passband zwischen 1,5 und 2 GHz der optimale Bereich, um eine maximale Isolation der beiden Einzelfilter des Duplexers zu erreichen und die Kopplung der beiden Filter untereinander zu minimieren.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen allein der Veranschaulichung der Erfindung und sind daher nur schematisch und nicht maßstabsgetreu ausgeführt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
- 1 zeigt einen an sich bekannten Volumenwellenresonator (FBAR-Resonator) im schematischen Querschnitt,
- 2 zeigt zwei auf einem Träger angeordnete Substrate mit Volumenwellenresonatoren im schematischen Querschnitt,
- 3 zeigt das schematische Schaltbild eines aus Volumenwellenresonatoren aufgebauten Duplexers,
- 4 zeigt einen erfindungsgemäß mit einer seriellen Induktivität versehenen Duplexer im schematischen Schaltbild,
- 5 zeigt eine Filteranordnung mit zwei mit Volumenwellenresonatoren versehenen Substraten auf einem Träger, in dem die eine eine serielle Induktivität umfassende Anbindung integriert ist.
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1 zeigt einen an sich bekannten Volumenwellenresonator VR im schematischen Querschnitt. Dieser besteht im Prinzip aus einer piezoelektrischen Schicht PL, beispielsweise aus einer dünnen Schicht aus Aluminiumnitrid oder Zinkoxid. Auf beiden Seiten der piezoelektrischen Schicht ist je eine obere Elektrode ET und eine untere Elektrode EB angeordnet, die beispielsweise aus Metallen höherer akustischer Impedanz, die definiert ist als die Quadratwurzel aus dem Produkt von elastischer Steifigkeit und Dichte, wie z.B. Molybdän, Wolfram oder Tantal, oder Metallen und Metalllegierungen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (wie Aluminium oder Aluminium-Kupfer) oder geschichteten Kombinationen daraus besteht. Über die Elektroden, die mit Anschlüssen T1, T2 verbunden sind, wird in der piezoelektrischen Schicht PL eine akustische Volumenwelle erzeugt.
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Um die akustische Energie innerhalb des durch seine Gesamtdicke in der Schwingungsfrequenz festgelegten Volumenwellenresonators VR innerhalb der gewünschten Schichten zu halten, kann wie in der Figur dargestellt unterhalb des Resonators ein akustischer Spiegel vorgesehen sein. Dieser besteht aus einer alternierenden Anordnung von Schichten mit niedriger akustischer Impedanz LI und von Schichten HI mit hoher akustischer Impedanz. Während die Niederimpedanzschichten LI beispielsweise aus Siliziumoxid oder auch einem Kunststoff ausgebildet sind, bestehen die Hochimpedanzschichten HI vorzugsweise aus Schwermetallen, beispielsweise Molybdän oder Wolfram. Das Ganze ist auf einem Substrat S aufgebaut, auf dem die Einzelschichten in Dünnschichttechnik ganzflächig und übereinander abgeschieden werden. Die Strukturierung kann für jede Schicht einzeln oder für einen Teil der Schichten zusammen erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, die untere E-lektrodenschicht EB zusammen mit den Hoch- und Niederimpedanzschichten LI, HI des akustischen Spiegels nach der Erzeugen der unteren Elektrode EB zusammen zu strukturieren. Die piezoelektrische Schicht PL kann ganzflächig angeordnet sein und erfordert nicht notwendigerweise eine Strukturierung. Auch die obere Elektrode ET ist strukturiert und kann ebenso wie die untere Elektrode EB zur Verschaltung mehrerer nebeneinander angeordneter Volumenwellenresonatoren VR genutzt werden. Rechts des Querschnitts ist das elektrische Schaltsymbol für einen Resonator gezeigt.
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2 zeigt ein fertiges Bauelement, bei dem zwei Substrate S1, S2 mit jeweils darauf angeordneten Volumenwellenresonatoren in Flip-Chip-Anordnung über Bumps BU auf einen Träger T montiert sind. Über die Bumps wird gleichzeitig die elektrische Anbindung an entsprechende Kontaktflächen auf der Oberseite des Trägers, die wiederum über Durchkontaktierungen DK über im Inneren des Trägers angeordnete Leiterabschnitte LA einer dort angeordneten Metallisierungsebene und weitere Durchkontaktierungen mit den äußeren Anschlüssen A1, A2 des gesamten Bauelements bzw. der Filteranordnung verbunden sind. Die Rückseite der Substrate S ist mit einer Laminatfolie LF abgedeckt, die rund um jedes Substrat mit dem Träger abschließt. In einem jedes Substrat S1 und S2 umlaufenden Bereich, der in einer weiteren Ausführungsform den Bereich zwischen den Substraten aussparen kann, ist die Laminatfolie LF entfernt und in diesen Streifen die Oberfläche des Trägers T freigelegt. Ganzflächig über der Laminatfolie LF ist anschließend eine Metallschicht MS aufgebracht, die in den streifenförmigen Bereich, in dem die Oberfläche des Träger freiliegt, mit dieser abschließt. Die Metallschicht MS schließt somit die auf den Substraten S angeordneten Volumenwellenresonatoren VR1, VR2, die beispielsweise Teil eines Filters sind, hermetisch gegen die Außenwelt ab.
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Eine geeignete Verschaltung der beiden Substrate, bzw. der die auf ihnen angeordneten Volumenwellenresonatoren umfassenden Filterschaltungen oder Filter, ist integriert im Träger angeordnet, welches hier beispielsweise zweischichtig ausgebildet ist. Der Träger T umfasst hier zwei dielektrische Schichten, zwischen denen eine strukturierte Metallisierungsebene ausgebildet ist. In der Metallisierungsebene sind beispielsweise Leiterabschnitte LA realisiert, die zur elektrischen Verbindung bzw. Verschaltung dienen. Die Leiterabschnitte LA wiederum sind über weitere Durchkontaktierungen mit dem auf der Unterseite des Trägers T angeordneten Außenanschlüssen A1, A2 verbunden. Die Anordnung kann mehr als die dargestellten zwei Anschlüsse umfassen, ebenso ist jedes Substrat über mehr als zwei Bumps mit dem Träger mechanisch und elektrisch verbunden.
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Zwischen den Elektroden EB, ET der Volumenwellenresonatoren und der Metallschicht MS, die auf der Rückseite der Substrate S aufliegt, bildet sich eine parasitäre Kapazität CP1, CP2 aus. Maßgeblich ist insbesondere die parasitäre Kapazität zwischen der unteren, in der Nähe des Substrats liegenden Elektrode EB und der Metallschicht MS. Sind auf einem Substrat S mehrere Volumenwellenresonatoren realisiert, kann sich zwischen jedem elektrisch isoliertem Elektrodenabschnitt und der Metallschicht MS eine parasitäre Kapazität ausbilden.
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3 gibt ein schematisches Schaltbild zur Herstellung zweier Filterschaltungen an, hier einen Duplexer, der aus einem ersten Filter, umfassend die Resonatoren R1 bis R3, und einem zweiten Filter, umfassend die Resonatoren R4 bis R6, besteht. Im ersten in der Figur links dargestellten Filter sind dazu ein erster Resonator R1 und ein zweiter Resonator R2 zwischen einem ersten Anschluss T1 und der Antenne ANT in Serie geschaltet. Parallel zu dieser Serienschaltung ist ein dritter Resonator R3 gegen einen Masseanschluss G geschaltet. Im Schaltbild ist jede Seite der Resonatoren mit den Buchstaben B (Bottom) oder T (Top) versehen, woraus ersichtlich wird, ob es sich um eine obere Elektrode ET oder eine untere Elektrode EB handelt. Das rechte Filter besteht aus einem einzigen seriellen Resonator R5, der zwischen Antenne und einen zweiten Anschluss T2 geschaltet ist. Beiderseits dieses Resonators R5 sind Parallelzweige gegen einen Masseanschluss G2 geschaltet, in dem jeweils ein Resonator R4, R6 angeordnet ist. Zwischen Antenne und zweitem Filter ist noch ein Phasenschieber PS geschaltet, der die beiden Filter voneinander trennt, indem er durch Phasendrehung verhindert, dass Signale aus dem einen Filter die Funktion des anderen Filters beeinträchtigen.
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Zwischen jeder unteren Elektrode EB und der Metallschicht bildet sich eine parasitäre Kapazität CP aus, sodass im dargestellten bekannten Duplexer insgesamt sechs parasitäre Kapazitäten CP auftreten, die über die Metallschicht MS eine gemeinsame Elektrode aufweisen.
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Über diese Kapazitäten sind die beiden Filter kapazitiv miteinander verkoppelt, sodass ein Übersprechen auftritt, welches die Signale im jeweils anderen Filter stört und zu einem erhöhten Rauschpegel bis hin zur völligen Überdeckung der Nutzsignale führt.
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4 zeigt, wie mit Hilfe der erfindungsgemäß gegen Masse geschalteten Induktivität L aus den verkoppelnden Kapazitäten Cp zusammen mit der Induktivität jeweils ein Schwingkreis entsteht, der die Isolation des Duplexers verbessert. Obwohl in der Figur nur eine Induktivität L dargestellt ist, kann die Metallschicht über mehrere Anbindungen und darin angeordnete serielle Induktivitäten mit Masse verbunden werden. Auf diese Weise ist es möglich, durch geeignete Wahl von Induktivitätswerten unterschiedliche Saugkreise gegen Masse zu erzeugen, die jeweils unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen. Bei diesen Resonanzfrequenzen ergibt sich dann eine verbesserte elektrische Isolation von Tx- und Rx-Pfad, die im als Ausführungsbeispiel dargestellten FBAR-Duplexer um mehr als 20 dB im Fly-back-Bereich verbessert ist. Bei geeigneter Wahl der Resonanzfrequenzen im Bereich zwischen 3 und 6 GHz wird außerdem die Isolation zwischen den beiden Filtern des dargestellten Duplexers um annähernd 1 bis 5 dB in den Durchlassbereichen der Tx und Rx-Filter verbessert. Mit der Erfindung wird also ein Duplexer erhalten, der in der Isolation und in der Sperrbereichsunterdrückung wesentlich gegenüber bekannten Duplexern verbessert ist.
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5 zeigt anhand eines schematischen Querschnitts durch einen Duplexer, der in erfindungsgemäßer Weise eine Masseanbindung der Metallschicht mit serieller Induktivität L aufweist, wie die zusätzliche Induktivität L in den Träger T des Bauelements bzw. der Filteranordnung integriert werden kann. Während in der 2 die Metallschicht MS der Abdeckung elektrisch isoliert ist, ist sie im erfindungsgemäßen Bauelement bzw. in der erfindungsgemäßen Filteranordnung über eine Anschlussfläche auf der Oberseite des Trägers, die gleichzeitig die Oberfläche einer Durchkontaktierung sein kann, mit einer Verschaltung im Inneren des Trägers verbunden. Über eine Durchkontaktierung DK11, DK21 ist die Metallschicht MS mit einer Induktivität L1, L2 verbunden und weiter seriell mit einem an der Unterseite des Trägers angeordneten Außenanschluss A1, A2 verbunden.
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Die beiden hier dargestellten Induktivitäten L1, L2 sind beispielsweise als verlängerte und insbesondere als mäanderförmig ausgebildete Leiterabschnitte in der Metallisierungsebene des hier zweischichtigen Trägers realisiert. Nicht dargestellt ist hier der Phasenschieber PS, der beispielsweise in Leiterabschnitt LA1 angeordnet ist, welcher die beiden Bumps BU12 und BU21 miteinander verbindet. Über den Leiterabschnitt LA1 kann auch die Antenne angeschlossen sein. Weitere Anschlüsse, Durchkontaktierungen und Leiterabschnitte sind im dargestellten Schnittbild nicht erfasst, jedoch in beliebiger bzw. erforderlicher Anzahl in der Filteranordnung enthalten.
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Obwohl die Erfindung nur anhand weniger Ausführungsbeispiele erläutert wurde, ist sie nicht auf diese beschränkt. Die Erfindung kann bei allen Filteranordnungen eingesetzt werden, die zumindest zwei Volumenwellenresonatoren umfassen, die potenziell über eine benachbarte durchgehende Metallschicht kapazitiv gekoppelt und dadurch unerwünscht miteinander verbunden sind. Mit einem beispielsweise wie dargestellt ausgebildeten Duplexer werden mit der Erfindung die weiteren bereits genannten Vorteile erzielt.
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Die Erfindung ist auch auf Filteranordnungen übertragbar, die mehr als zwei Filter aufweisen, die auf einem oder mehreren Substraten angeordnet sind. Die Erfindung ist daher auch nicht auf Filteranordnungen mit zwei Filtern beschränkt, die als Duplexer ausgebildet sind. Die Erfindung kann auch bei 2-in-1-Filtern oder bei Diplexern eingesetzt werden. Auch innerhalb eines einzigen Filters mit mehreren Volumenwellenresonatoren bringt die Erfindung bereits Vorteile durch eine Verbesserung der Isolation zwischen Eingangs- und Ausgangstor des als Zweitor betrachteten Filters.
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Bezugszeichenliste
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- VR
- Volumenwellenresonator
- ET
- obere Elektrode von VR
- EB
- untere Elektrode von VR
- PL
- piezoelektrische Schicht
- HI
- Hochimpedanzschicht
- LI
- Niederimpedanzschicht
- S
- Substrat
- T1,T2
- elektrische Anschlüsse
- Cp
- parasitäre Kapazität
- T
- Träger
- BU
- Bump
- DK
- Durchkontaktierung
- LA
- Leiterbahnabschnitt
- A
- Außenanschluss des Bauelements
- LF
- Laminatfolie
- MS
- Metallschicht
- PS
- Phasenschieber
- Ant
- Antenne
- L
- Induktivität
- G
- Masseanschluss