DE112019006334T5

DE112019006334T5 - Mehrschicht-elektronikvorrichtung mit einem kondensator mit einer präzise geregelten kapazitiven fläche

Info

Publication number: DE112019006334T5
Application number: DE112019006334.0T
Authority: DE
Inventors: Marianne Berolini; Kwang Choi
Original assignee: AVX Corp
Current assignee: Kyocera Avx Components Corp N D Ges Us
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-09-02
Also published as: WO2020132183A4; TWI807147B; TW202032592A; US11563414B2; CN113228409B; CN113228409A; JP2023169326A; WO2020132183A1; US20200203075A1; JP2022515141A; JP7355827B2

Abstract

Eine Mehrschicht-Elektronikvorrichtung kann eine Vielzahl von dielektrischen Schichten, die in einer Z-Richtung gestapelt sind, die senkrecht zu einer X-Y-Ebene ist, umfassen. Die Vorrichtung kann eine erste leitfähige Schicht umfassen, die eine von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert. Die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung kann eine zweite leitfähige Schicht, die eine weitere von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert und in der Z-Richtung von der ersten leitfähigen Schicht beabstandet ist, umfassen. Die zweite leitfähige Schicht kann die erste leitfähige Schicht in der X-Y-Ebene an einer Überlappungsfläche überlappen, um einen Kondensator auszubilden. Die erste leitfähige Schicht kann ein Paar paralleler Kanten an einer Grenze der Überlappungsfläche und eine versetzte Kante innerhalb der Überlappungsfläche aufweisen, die parallel zu dem Paar paralleler Kanten ist. Ein Versatzabstand zwischen der versetzten Kante und mindestens einer des Paars paralleler Kanten kann weniger als etwa 500 Mikrometer betragen.

Description

Verweis auf eine zugehörige Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennr. 62/782,496 , eingereicht am 20. Dezember 2018, die durch Bezugnahme in vollem Umfang in dieses Dokument aufgenommen wird.
Hintergrund der Offenbarung
Mehrschicht-Elektronikvorrichtungen umfassen häufig Kondensatoren. Zum Beispiel umfassen Mehrschichtfilter häufig einen oder mehrere Kondensatoren, die so konstruiert sind, dass sie sehr spezifische Kapazitätswerte bereitstellen. Eine präzise Steuerung der Kapazität derartiger Kondensatoren kann jedoch schwierig zu erreichen sein, da sie eine präzise Steuerung einer kapazitiven Fläche des Kondensators umfasst.
Eine präzise Steuerung der Kapazität ist besonders bei Hochfrequenzfiltern wichtig. Das Filtern von Hochfrequenzsignalen, beispielsweise Hochfrequenzfunksignalkommunikation, hat zuletzt an Popularität zugenommen. Die Nachfrage nach einer erhöhten Datenübertragungsgeschwindigkeit für kabellose Konnektivität hat die Nachfrage nach Hochfrequenzkomponenten, einschließlich jener, die dazu ausgelegt sind, bei hohen Frequenzen zu arbeiten, darunter Frequenzen des 5G-Spektrums, vorangetrieben. Hochfrequenzanwendungen erfordern oft Kondensatoren mit sehr niedrigen Kapazitätswerten. Um solche Kondensatoren zu erhalten, muss eine sehr kleine kapazitive Fläche präzise gesteuert werden, was die Schwierigkeit bei der Ausbildung solcher präziser Kondensatoren weiter erhöhen kann. Daher wäre ein Mehrschichtfilter mit einem Kondensator mit präzise gesteuerter kapazitiver Fläche in der Technik zu begrüßen.
Abriss der Offenbarung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Mehrschicht-Elektronikvorrichtung eine Vielzahl von dielektrischen Schichten, die in einer Z-Richtung gestapelt sind, die senkrecht zu einer X-Y-Ebene ist, umfassen. Die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung kann eine erste leitfähige Schicht umfassen, die eine von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert. Die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung kann eine zweite leitfähige Schicht, die eine weitere von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert und in der Z-Richtung von der ersten leitfähigen Schicht beabstandet ist, umfassen. Die zweite leitfähige Schicht kann die erste leitfähige Schicht in der X-Y-Ebene an einer Überlappungsfläche überlappen, um einen Kondensator auszubilden. Die erste leitfähige Schicht kann ein Paar paralleler Kanten an einer Grenze der Überlappungsfläche aufweisen. Die erste leitfähige Schicht kann eine versetzte Kante innerhalb der Überlappungsfläche aufweisen, die parallel zu dem Paar paralleler Kanten ist. Die versetzte Kante ist von mindestens einer von dem Paar paralleler Kanten um einen Versatzabstand versetzt, der weniger als etwa 500 Mikrometer beträgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Ausbilden einer Frequenz-Mehrschicht-Elektronikvorrichtung ein Bereitstellen einer Vielzahl dielektrischer Schichten und ein Ausbilden einer ersten leitfähigen Schicht, die eine von der Vielzahl dielektrischer Schichten überlagert, umfassen. Die erste leitfähige Schicht kann ein Paar paralleler Kanten und eine versetzte Kante aufweisen, die parallel zu dem Paar paralleler Kanten ist. Die versetzte Kante ist von mindestens einer von dem Paar paralleler Kanten um einen Versatzabstand versetzt, der weniger als etwa 500 Mikrometer beträgt. Das Verfahren kann ein Ausbilden einer zweiten leitfähigen Schicht umfassen, die eine weitere von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert. Das Verfahren kann ein Stapeln der Vielzahl von dielektrischen Schichten in einer Z-Richtung umfassen, die senkrecht zu einer X-Y-Ebene ist, sodass die erste leitfähige Schicht die zweite leitfähige Schicht in der X-Y-Ebene an einer Überlappungsfläche überlappt. Das Paar paralleler Kanten der ersten leitfähigen Schicht kann eine Grenze der Überlappungsfläche schneiden. Eine versetzte Kante der ersten leitfähigen Schicht kann sich innerhalb der Überlappungsfläche befinden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Konstruieren eines Kondensators einer Mehrschicht-Elektronikvorrichtung ein Berechnen einer Zielüberlappungsfläche und Auswählen von Abmessungen einer Überlappungsfläche auf Grundlage der Zielüberlappungsfläche umfassen. Das Verfahren kann das Dimensionieren eines Versatzabstands zwischen einer versetzten Kante und mindestens einer von einem Paar paralleler Kanten einer leitfähigen Schicht umfassen, um eine Größe der Überlappungsfläche anzupassen und eine Differenz zwischen der Größe der Überlappungsfläche und einer Größe der Zielüberlappungsfläche zu reduzieren. Das Paar paralleler Kanten der leitfähigen Schicht kann an der Grenze der Überlappungsfläche positioniert sein. Die versetzte Kante kann innerhalb der Überlappungsfläche positioniert sein.
Figurenliste
Eine vollständige und hilfreiche Offenlegung der vorliegenden Offenbarung, einschließlich ihrer besten Art und Weise, gerichtet an den Fachmann, ist konkreter im Rest der Beschreibung dargelegt, die auf die anhängenden Figuren Bezug nimmt, in denen:

1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Bandpassfilters gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist;
2 eine vereinfachte schematische Darstellung eines weiteren Bandpassfilters gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist;
Die 3A und 3B perspektivische Ansichten eines beispielhaften Bandpassfilters gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung sind;
3C eine seitliche Rissansicht des Filters aus den 3A und 3B ist;
Die 4A bis 4E eine Serie aufeinanderfolgender Draufsichten des Filters aus den 3A und 3B sind, in denen in jeder sequenziellen Figur eine zusätzliche Schicht gezeigt ist;
Die 5A bis 5D Draufsichten des ersten Kondensators bis zum vierten Kondensator bzw. des Mehrschichtfilters aus 3A bis 4E gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung sind;
5E eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines Kondensators ist, die dem zweiten Kondensator des Mehrschichtfilters aus 6A bis 7D entsprechen kann, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
Die 6A und 6B perspektivische Ansichten einer weiteren Ausführungsform eines Mehrschichtfilters gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung sind;
6C eine seitliche Rissansicht des Filters aus den 6A und 6B ist;
Die 7A bis 7D eine Serie aufeinanderfolgender Draufsichten des Filters aus den 6A und 6B sind, in denen in jeder sequenziellen Figur eine zusätzliche Schicht gezeigt ist;
8A eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Mehrschichtfilters gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist;
8B eine seitliche Rissansicht des Filters aus 8A ist;
Die 9A bis 9D eine Serie aufeinanderfolgender Draufsichten des Filters aus den 8A und 8B sind, in denen in jeder sequenziellen Figur eine zusätzliche Schicht gezeigt ist;
10A eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Mehrschichtfilters gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist;
10B eine seitliche Rissansicht des Filters aus 10A ist;
Die 11A bis 11D eine Serie aufeinanderfolgender Draufsichten des Filters aus den 10A bis 10B sind, in denen in jeder sequenziellen Figur eine zusätzliche Schicht gezeigt ist;
12 eine graphische Darstellung von Prüfdaten ist, einschließlich gemessener Einlassdämpfungs- und Rückflussdämpfungswerte für ein Filter, das gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
13 eine graphische Darstellung von Prüfdaten ist, einschließlich gemessener Einlassdämpfungs- und Rückflussdämpfungswerte für ein Filter, das gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
14 eine graphische Darstellung von Prüfdaten ist, einschließlich gemessener Einlassdämpfungs- und Rückflussdämpfungswerte für ein Filter, das gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
15 eine graphische Darstellung von Simulationsdaten ist, einschließlich Einlassdämpfungs- und Rückflussdämpfungswerten aus einer Computeranalyse eines Filters gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
16 eine graphische Darstellung von Simulationsdaten ist, einschließlich Einlassdämpfungs- und Rückflussdämpfungswerten aus einer Computeranalyse eines Filters gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
17 eine graphische Darstellung von Simulationsdaten ist, einschließlich Einlassdämpfungs- und Rückflussdämpfungswerten aus einer Computeranalyse eines Filters gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung; und
18 eine perspektivische Ansicht einer Prüfanordnung ist, umfassend ein Filter gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.

Mit der wiederholten Nutzung von Bezugszeichen in der vorliegenden Beschreibung und in den Zeichnungen wird beabsichtigt, gleiche oder analoge Merkmale oder Elemente der Offenbarung darzustellen.
Ausführliche Beschreibung repräsentativer Ausführungsformen
Es versteht sich für den Fachmann, dass die vorliegende Diskussion lediglich eine Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen ist, mit der nicht beabsichtigt wird, die breiteren Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen, wobei die breiteren Aspekte in der beispielhaften Konstruktion verkörpert sind.
Allgemein zielt die vorliegende Offenbarung auf eine Mehrschicht-Elektronikvorrichtung ab, die einen Kondensator umfasst, der eine präzise gesteuerte kapazitive Fläche aufweist. Die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung kann eine Vielzahl von dielektrischen Schichten, die in einer Z-Richtung gestapelt sind, die senkrecht zu einer X-Y-Ebene ist, umfassen. Die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung kann eine erste leitfähige Schicht umfassen, die eine von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert. Eine zweite leitfähige Schicht kann eine weitere von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagern und in der Z-Richtung von der ersten leitfähigen Schicht beabstandet sein. Die zweite leitfähige Schicht kann die erste leitfähige Schicht in der X-Y-Ebene an einer Überlappungsfläche überlappen, um einen Kondensator auszubilden.
Die erste leitfähige Schicht kann einen Vorsprung oder eine Ausnehmung umfassen, der/die sich innerhalb der Überlappungsfläche befindet und somit die Größe der Überlappungsfläche geringfügig anpasst. Konkreter kann die erste leitfähige Schicht ein Paar paralleler Kanten an einer Grenze der Überlappungsfläche aufweisen. Die erste leitfähige Schicht kann eine versetzte Kante aufweisen, die innerhalb der Überlappungsfläche positioniert ist und parallel zu dem Paar paralleler Kanten an der Grenze der Überlappungsfläche ist. Ein versetzter Abstand kann zwischen der versetzten Kante und mindestens einer von dem Paar paralleler Kanten definiert sein. Der versetzte Abstand kann weniger als etwa 500 Mikrometer betragen.
Das Mehrschichtfilter kann ein oder mehrere dielektrische Materialien umfassen. In einigen Ausführungsformen können das eine oder die mehreren dielektrischen Materialien eine niedrige Dielektrizitätskonstante aufweisen. Die Dielektrizitätskonstante kann niedriger als etwa 100, in einigen Ausführungsformen niedriger als etwa 75, in einigen Ausführungsformen niedriger als etwa 50, in einigen Ausführungsformen niedriger als etwa 25, in einigen Ausführungsformen niedriger als etwa 15 und in einigen Ausführungsformen niedriger als etwa 5 sein. Beispielsweise kann die Dielektrizitätskonstante in einigen Ausführungsformen von etwa 1,5 bis 100, in einigen Ausführungsformen von etwa 1,5 bis etwa 75 und in einigen Ausführungsformen von etwa 2 bis etwa 8 reichen. Die Dielektrizitätskonstante kann entsprechend IPC TM-650 2.5.5.3 bei einer Betriebstemperatur von 25°C und einer Frequenz von 1 MHz festgestellt werden. Die dielektrische Verlusttangente kann von etwa 0,001 bis etwa 0,04, in einigen Ausführungsformen von etwa 0,0015 bis etwa 0,0025, reichen.
In einigen Ausführungsformen können das eine oder die mehreren dielektrischen Materialien organische dielektrische Materialien umfassen. Beispielhafte organische Dielektrika umfassen Materialien auf Basis von Polyphenylether (PPE), beispielsweise LD621 von Polyclad und die N6000 Serie von Park/Nelco Corporation, ein Flüssigkristallpolymer (Liquid Crystalline Polymer, LCP), beispielsweise LCP von Rogers Corporation oder W. L. Gore & Associates, Inc., Kohlenwasserstoffverbindungen, beispielsweise die 4000 Serie von Rogers Corporation., und Schichtstoffe auf Epoxydbasis, beispielsweise die N4000 Serie von Park/Nelco Corp. Beispiele umfassen das epoxydbasierte N4000-13, bromfreies Material, laminiert zu LCP, organische Schichten mit High-K-Material, ungefüllte organische High-K-Schichten, Rogers 4350, Rogers 4003 Material und sonstige thermoplastische Materialien, beispielsweise Polyphenylensulfidharze, Polyethylenterphthalatharze, Polybutylenterphthalatharze, Polyethylensulfidharze, Polyetherketonharze, Polytetraflourethylenharze und Pfropfharze oder ähnliche organische Materialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante und geringem Verlust.
In einigen Ausführungsformen kann das dielektrische Material ein keramikgefülltes Epoxyd sein. Beispielsweise kann das dielektrische Material eine organische Verbindung umfassen, beispielsweise ein Polymer (z. B. ein Epoxyd) und kann Partikel eines keramischen dielektrischen Materials umfassen, beispielsweise Bariumtitanat, Kalziumtitanat, Zinkoxid, Aluminiumoxid mit niedriggebranntem Glas oder sonstige geeignete keramische oder glasgebundene Materialien.
Andere Materialien können jedoch genutzt werden, darunter N6000, epoxydbasiertes N4000-13, bromfreies Material, laminiert zu LCP, organische Schichten mit High-K-Material, ungefüllte organische High-K-Schichten, Rogers 4350, Rogers 4003 Material (von Rogers Corporation) und sonstige thermoplastische Materialien wie Kohlenwasserstoff, Teflon, FR4, Epoxyd, Polyamid, Polyimid und Acrylat, Polyphenylensulfidharze, Polyethylenterphthalatharze, Polybutylenterphthalatharze, Polyethylensulfidharze, Polyetherketonharze, Polytetraflourethylenharze, BT-Harzverbindungen (z. B. Speedboard C), Duroplaste (z. B. Hitachi MCL-LX-67F) und Pfropfharze oder ähnliche organische Materialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante und geringem Verlust.
Darüber hinaus können in einigen Ausführungsformen anorganische dielektrische Materialien verwendet werden, umfassend keramische, halbleitende oder isolierende Materialien, beispielsweise, aber nicht beschränkt auf Bariumtitanat, Kalziumtitanat, Zinkoxid, Aluminiumoxid mit niedriggebranntem Glas oder sonstige geeignete keramische oder glasgebundene Materialien. Alternativ kann das dielektrische Material eine organische Verbindung sein, beispielsweise ein Epoxyd (mit oder ohne beigemischte Keramik, mit oder ohne Fiberglas), populär als Leiterplattenmaterialien, oder sonstige Kunststoffe, die als Dielektrika üblich sind. In diesen Fällen ist der Leiter in der Regel eine Kupferfolie, die chemisch geätzt wird, um die Strukturen bereitzustellen. In noch weiteren Ausführungsformen kann das dielektrische Material ein Material mit einer relativ hohen Dielektrizitätskonstante (K) aufweisen, beispielsweise eines von NPO (COG), X7R, X5R X7S, Z5U, Y5V und Strontiumtitanat. In solchen Beispielen kann das dielektrische Material eine Dielektrizitätskonstante aufweisen, die größer als 100 ist, beispielsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 100 bis etwa 4000, in einigen Ausführungsformen von etwa 1000 bis etwa 3000.
Eine oder mehrere leitfähige Schichten können direkt auf den dielektrischen Schichten ausgebildet sein. Alternativ kann zwischen den leitfähigen Schichten und entsprechenden dielektrischen Schichten eine Beschichtungs- oder Zwischenschicht angeordnet sein. Wenn hierin verwendet, kann die Formulierung „ausgebildet auf“ entweder auf eine leitfähige Schicht verweisen, die direkt auf einer dielektrischen Schicht ausgebildet ist, oder auf eine leitfähige Schicht, welche die dielektrische Schicht mit einer Zwischenschicht oder Beschichtung dazwischen überlagert.
Die leitfähigen Schichten können eine Vielzahl leitfähiger Materialien umfassen. Beispielsweise können die leitfähigen Schichten Kupfer, Nickel, Gold, Silber oder andere Metalle oder Legierungen umfassen.
In einigen Ausführungsformen kann die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung einen Signalpfad mit einem Eingang und einem Ausgang umfassen. Der Signalpfad kann eine oder mehrere leitfähige Schichten umfassen, die eine oder mehrere dielektrische Schichten überlagern und mit einer oder mehreren Durchkontaktierungen verbunden sind.
Durchkontaktierungen können in einer oder mehreren der dielektrischen Schichten ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Durchkontaktierung eine leitfähige Schicht auf einer dielektrischen Schicht mit einer leitfähigen Schicht auf einer anderen dielektrischen Schicht verbinden. Die Durchkontaktierung kann eine Vielzahl leitfähiger Materialien umfassen, beispielsweise Kupfer, Nickel, Gold, Silber oder andere Metalle oder Legierungen. Die Durchkontaktierungen können durch Bohren (z. B. mechanisches Bohren, Laserbohren usw.) von Durchgangslöchern und Plattieren der Durchgangslöcher mit einem leitfähigen Material ausgebildet werden, beispielsweise unter Verwendung von stromloser Plattierung oder geimpftem Kupfer. Die Durchkontaktierungen können mit leitfähigem Material gefüllt werden, sodass eine massive Säule aus leitfähigem Material ausgebildet wird. Alternativ können die Innenflächen der Durchgangslöcher so plattiert werden, dass die Durchkontaktierungen hohl sind.
In einigen Ausführungsformen kann die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung einen Induktor umfassen. Der Induktor kann eine leitfähige Schicht umfassen, die auf einer von der Vielzahl von dielektrischen Schichten ausgebildet ist. Der Induktor kann an einer ersten Position mit dem Signalpfad elektrisch verbunden sein und an einer zweiten Position mit mindestens einem/r von dem Signalpfad oder einer Masse elektrisch verbunden sein. Beispielsweise kann der Induktor einen Abschnitt des Signalpfads ausbilden oder zwischen den Signalpfad und Masse geschaltet sein.
In einigen Ausführungsformen kann mindestens eine der dielektrischen Schichten eine Dicke aufweisen, die geringer als etwa 180 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen geringer als etwa 120 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen geringer als etwa 100 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen geringer als etwa 80 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen geringer als etwa 60 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen geringer als etwa 50 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen geringer als etwa 40 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen geringer als etwa 30 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 20 Mikrometer ist.
In den dielektrischen Schichten können eine oder mehrere Durchkontaktierungen ausgebildet sein. Die Durchkontaktierung(en) kann/können die verschiedenen leitfähigen Schichten elektrisch verbinden. Die Durchkontaktierungen können Längen aufweisen, die kleiner als etwa 180 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 100 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 80 Mikrometer sind.
Die Durchkontaktierung(en) kann/können eine Vielzahl geeigneter Breiten aufweisen. Beispielsweise kann die Breite der Durchkontaktierung in einigen Ausführungsformen von etwa 20 Mikrometer bis etwa 200 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen von etwa 40 Mikrometer bis etwa 180 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen von etwa 60 Mikrometer bis etwa 140 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen von etwa 80 Mikrometer bis etwa 120 Mikrometer reichen.
In einigen Ausführungsformen kann die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung als ein Filter konfiguriert sein. Das Filter kann für einen Betrieb bei hohen Frequenzen ausgelegt sein. Das Mehrschichtfilter kann eine Kennfrequenz (z. B. eine Tiefpassfrequenz, eine Hochpassfrequenz, eine obere Grenze einer Bandpassfrequenz oder eine untere Grenze der Bandpassfrequenz) aufweisen, die größer als 6 GHz ist. In einigen Ausführungsformen kann das Filter eine Kennfrequenz aufweisen, die größer als etwa 6 GHz ist, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 10 GHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 15 GHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 20 GHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 25 GHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 30 GHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 35 GHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 40 GHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 45 GHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 50 GHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 60 GHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 70 GHz und in einigen Ausführungsformen größer als etwa 80 GHz.
Das Filter kann hervorragende Leistungseigenschaften aufweisen, beispielsweise geringe Einlassdämpfung für Frequenzen innerhalb eines Durchlassbandfrequenzbereichs des Filters. Beispielsweise kann die durchschnittliche Einlassdämpfung für Frequenzen innerhalb des Durchlassbandfrequenzbereichs größer als -15 dB, in einigen Ausführungsformen größer als -10 dB, in einigen Ausführungsformen größer als -5 dB, in einigen Ausführungsformen größer als -2,5 dB oder mehr sein.
Darüber hinaus kann das Filter eine hervorragende Zurückweisung von Frequenzen außerhalb des Durchlassbandfrequenzbereichs aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Einlassdämpfung für Frequenzen außerhalb des Durchlassbandfrequenzbereichs weniger als etwa -15 dB, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa -25 dB, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa -35 dB und in einigen Ausführungsformen weniger als etwa - 40 dB betragen.
Zusätzlich kann das Filter eine steile Dämpfung vom Durchlassbandfrequenzbereich zu Frequenzen außerhalb des Durchlassbandes aufweisen. Beispielsweise kann die Einlassdämpfung bei Frequenzen unmittelbar außerhalb des Durchlassbandfrequenzbereichs mit einer Rate von etwa 0,1 dB / MHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 0,2 dB / MHz, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 0,3 dB / MHz und in einigen Ausführungsformen größer als etwa 0,4 dB / MHz abnehmen.
Das Filter kann auch konsistente Leistungsmerkmale (z. B. Einlassdämpfung, Rückflussdämpfung usw.) über einen breiten Temperaturbereich aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Einlassdämpfung des Filters über große Temperaturbereiche um weniger als 5 dB oder weniger variieren. Beispielsweise kann das Filter eine erste Einlassdämpfung bei etwa 25°C und bei einer ersten Frequenz aufweisen. Das Filter kann bei einer zweiten Temperatur und bei etwa der ersten Frequenz eine zweite Einlassdämpfung aufweisen. Eine Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur kann etwa 70°C oder mehr, in einigen Ausführungsformen etwa 60 °C oder mehr, in einigen Ausführungsformen etwa 50 °C oder mehr, in einigen Ausführungsformen etwa 30 °C oder mehr und in einigen Ausführungsformen etwa 20 °C oder mehr betragen. Als Beispiel kann die erste Temperatur 25 °C und die zweite Temperatur 85 °C betragen. Als weiteres Beispiel kann die erste Temperatur 25 °C und die zweite Temperatur -55 °C betragen. Die Differenz zwischen der zweiten Einlassdämpfung und der ersten Einlassdämpfung kann etwa 5 dB oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 2 dB oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 1 dB oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 0,75 dB oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 0,5 dB oder weniger und in einigen Ausführungsformen etwa 0,2 dB oder weniger betragen.
Es versteht sich jedoch, dass die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung in anderen Ausführungsformen jede geeignete Art von Vorrichtung sein kann, die einen Kondensator umfasst. Beispielsweise kann die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung ein Mehrschichtkondensator, ein Mehrschichtkondensatorarray, ein Mehrschichtransformator (z. B. ein Symmetrierglied) usw. sein.
In einigen Ausführungsformen kann Vorrichtung eine Gesamtlänge aufweisen, die von etwa 0,5 mm bis etwa 30 mm, in einigen Ausführungsformen von etwa 1 mm bis etwa 15 mm und in einigen Ausführungsformen von etwa 2 mm bis etwa 8 mm reicht.
In einigen Ausführungsformen kann Vorrichtung eine Gesamtbreite aufweisen, die von etwa 0,2 mm bis etwa 20 mm, in einigen Ausführungsformen von etwa 0,5 mm bis etwa 15 mm, in einigen Ausführungsformen von etwa 1 mm bis etwa 10 mm und in einigen Ausführungsformen von etwa 2 mm bis etwa 8 mm reicht.
Die Vorrichtung kann im Allgemeinen flach oder dünn sein. Beispielsweise kann Vorrichtung in einigen Ausführungsformen eine Gesamtdicke aufweisen, die von etwa 100 Mikrometer bis etwa 2 mm, in einigen Ausführungsformen von etwa 150 Mikrometer bis etwa 1 mm und in einigen Ausführungsformen von etwa 200 Mikrometer bis etwa 300 Mikrometer reicht.
Ungeachtet der konkret eingesetzten Konfiguration haben die Erfinder erkannt, dass durch selektive Steuerung der Form von leitfähigen Schichten eines Kondensators eine präzise Steuerung der Kapazität des Kondensators erreicht werden kann. Insbesondere kann eine präzise Steuerung über eine Größe einer Überlappungsfläche erreicht werden, die zwischen den leitfähigen Schichten ausgebildet ist. Die erste leitfähige Schicht kann einen Vorsprung oder eine Ausnehmung umfassen, der/die sich innerhalb der Überlappungsfläche befindet und somit die Größe der Überlappungsfläche geringfügig anpasst.
Die erste leitfähige Schicht kann ein Paar paralleler Kanten an einer Grenze der Überlappungsfläche aufweisen. Die erste leitfähige Schicht kann eine versetzte Kante aufweisen, die innerhalb der Überlappungsfläche positioniert ist und parallel zu dem Paar paralleler Kanten an der Grenze der Überlappungsfläche ist. Ein versetzter Abstand kann zwischen der versetzten Kante und mindestens einer von dem Paar paralleler Kanten definiert sein. Der Versetzabstand kann weniger als etwa 500 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 400 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 300 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 200 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 100 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 75 Mikrometer, und in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 50 Mikrometer betragen.
Die leitfähigen Schichten können unter Verwendung einer Vielzahl geeigneter Techniken ausgebildet sein. Subtraktive, semiadditive oder volladditive Verfahren können mit Panel- oder Strukturelektroplattierung des leitfähigen Materials, gefolgt von Druck- und Ätzschritten, um die strukturierten leitfähigen Schichten zu definieren, eingesetzt werden. Photolithographie, Plattieren (z. B. elektrolytisch), Sputtering, Vakuumablagerung, Drucken oder andere Techniken können verwendet werden, um die leitfähigen Schichten auszubilden. Beispielsweise kann eine dünne Schicht (z. B. eine Folie) eines leitfähigen Materials an einer Oberfläche einer dielektrischen Schicht in Anhaftung gebracht (z. B. laminiert) werden. Die dünne Schicht von leitfähigem Material kann wahlweise unter Verwendung einer Maske und von Photolithographie geätzt werden, um auf der Oberfläche des dielektrischen Materials eine gewünschte Struktur zu produzieren.
Unabhängig vom jeweils angewandten Prozess ist eine finite Auflösung oder Merkmalsgröße erreichbar. Eine „minimale Leitungsbreite“ kann als kleinste, genau herstellbare Merkmalsgröße des angewandten Prozesses oder der angewandten Prozesse definiert werden. In einigen Ausführungsformen kann die minimale Leitungsbreite etwa 100 Mikrometer oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 75 Mikrometer oder weniger und in einigen Ausführungsformen etwa 50 Mikrometer oder weniger betragen. Eine „minimale Flächeneinheit“ kann als Quadrat der minimalen Leitungsbreite definiert sein. Die Einheit minimaler Fläche kann etwa 0,01 mm² oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 0,0052 mm² oder weniger und in einigen Ausführungsformen etwa 0,0026 mm² oder weniger betragen.
In einigen Ausführungsformen kann der Kondensator unempfindlich gegen kleine relative Fehlausrichtungen zwischen den dielektrischen Schichten sein, auf denen die leitfähigen Schichten ausgebildet sind. Somit kann der Kondensator als „selbstausrichtend“ beschrieben werden. Beispielsweise kann die erste leitfähige Schicht in der Abmessung kleiner als die zweite leitfähige Schicht sein. Die erste leitfähige Schicht kann innerhalb des Umfangs der zweiten leitfähigen Schicht in der X-Y-Ebene angeordnet sein. Als weiteres Beispiel kann die erste leitfähige Schicht in einer ersten Richtung verlängert sein und kann die zweite leitfähige Schicht überlappen, sodass die Kanten des zweiten Kondensators die Überlappungsfläche in der ersten Richtung begrenzen. Die Kanten der ersten leitfähigen Schicht können die Überlappungsfläche in einer zweiten Richtung begrenzen, die senkrecht zu der ersten Richtung ist.
Der Vorsprung oder die Ausnehmung, wie hierin beschrieben, kann eine genaue Auswahl oder Anpassung der Größe der Überlappungsfläche ermöglichen, die zwischen den zwei leitfähigen Schichten ausgebildet ist. Insbesondere kann der Vorsprung oder die Ausnehmung ermöglichen, die Größe der Überlappungsfläche um nur eine minimale Flächeneinheit zu vergrößern oder zu verkleinern. Diese Präzision kann eine größere Kontrolle über die Überlappungsfläche ermöglichen, als einfach die Breite einer der leitfähigen Schichten um die minimale Leitungsbreite zu vergrößern.
Der Vorsprung oder die Ausnehmung kann zumindest teilweise innerhalb der Überlappungsfläche angeordnet sein, sodass die Überlappungsfläche unempfindlich gegenüber einer leichten relativen Fehlausrichtungen zwischen den leitfähigen Schichten bleibt. Beispielsweise kann der Vorsprung oder die Ausnehmung einer Breitendiskontinuitätskante zugeordnet sein. Die Breitendiskontinuitätskante kann mindestens eine minimale Leitungsbreite von einer Kante der Überlappungsfläche entfernt angeordnet sein, sodass eine leichte Fehlausrichtung nicht dazu führt, dass der Vorsprung oder die Ausnehmung eine Grenze der Überlappungsfläche schneidet.
Der Vorsprung oder die Ausnehmung kann klein sein. Dadurch kann der Vorsprung oder die Ausnehmung die Überlappungsfläche um ein geringes Maß vergrößern oder verkleinern. Beispielsweise kann der Vorsprung oder die Ausnehmung eine Fläche umfassen, die kleiner ist als etwa 0,2 mm², in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 0,15 mm², in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 0,1 mm², in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 0,05 mm², in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 0,01 mm², in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 0,005 mm², in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 0,0026 mm² und in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 0,001 mm². Der Vorsprung oder die Ausnehmung kann eine Fläche aufweisen, die von 1 bis 20 minimalen Flächeneinheiten, in einigen Ausführungsformen von 1 bis 10 minimalen Flächeneinheiten, in einigen Ausführungsformen von 1 bis 5 minimalen Flächeneinheiten, in einigen Ausführungsformen von 1 bis 3 minimalen Flächeneinheiten reicht.
Der Vorsprung oder die Ausnehmung kann eine Länge oder Breite aufweisen, die kleiner als etwa 400 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 300 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 200 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 100 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 75 Mikrometer, und in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 50 Mikrometer ist. Das / die Vorsprungs- oder Ausnehmungsmerkmal(e) kann / können eine Breite aufweisen, die kleiner als etwa 10 minimale Leitungsbreiten, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 8 minimale Leitungsbreiten, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 4 minimale Leitungsbreiten, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 3 minimale Leitungsbreiten und in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1 minimale Leitungsbreite ist.
Der Kondensator kann eine kleine Überlappungsfläche (z. B. kapazitive Fläche) aufweisen. Beispielsweise kann die kapazitive Fläche des Kondensators in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 0,5 Quadratmillimeter (mm²), in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 0,3 mm², in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 0,2 mm², in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 0,1 mm², in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 0,05 mm² und in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 0,02 mm² betragen.
Das Filter kann eine erste Schicht aus einem ersten dielektrischen Material zwischen Elektroden des Kondensators/der Kondensatoren umfassen. Das erste dielektrische Material kann sich von einem zweiten dielektrischen Material einer anderen Schicht des Filters unterscheiden. Beispielsweise kann das erste dielektrische Material zwischen den Elektroden ein keramikgefülltes Epoxyd umfassen. Das dielektrische Material kann eine Dielektrizitätskonstante aufweisen, die von etwa 5 bis etwa 9, in einigen Ausführungsformen von etwa 6 bis etwa 8, reicht. Das zweite dielektrische Material kann beispielsweise, wie vorstehend beschrieben, ein organisches dielektrisches Material umfassen. Das zweite dielektrische Material kann eine dielektrische Konstante aufweisen, die von etwa 1 bis etwa 5, in einigen Ausführungsformen von etwa 2 bis etwa 4, reicht.
Der Bereich des Vorsprungs oder der Ausnehmung kann einen kleinen Teil der Überlappungsfläche des Kondensators ausmachen. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen ein Verhältnis von Überlappungsfläche zu Merkmalsbereich als ein Verhältnis der Fläche der Überlappungsfläche zur Fläche des Vorsprungs oder der Ausnehmung innerhalb der Überlappungsfläche definiert sein. Das Verhältnis von Überlappungsfläche zu Merkmalsbereich kann größer als etwa 1, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 2, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 5, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 7, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 10, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 15 und in einigen Ausführungsformen größer als etwa 30 sein.
Die erste leitfähige Schicht des Kondensators kann von der zweiten leitfähigen Schicht des Kondensators um weniger als etwa 100 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 80 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 60 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 40 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen etwa 20 Mikrometer oder weniger beabstandet sein.
Mehrschichtfilter
1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines Mehrschichtfilters 100 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Das Filter 100 kann einen oder mehrere Induktoren 102, 104, 106 und einen oder mehrere Kondensatoren 108, 110, 112 umfassen. Eine Eingangsspannung (in 1 durch V_i dargestellt) kann in das Filter 100 eingegeben werden, und eine Ausgangsspannung (in 1 durch V_o dargestellt) kann durch das Filter 100 ausgegeben werden. Das Bandpassfilter 100 kann niedrige und hohe Frequenzen signifikant reduzieren, während Frequenzen innerhalb eines Durchlassbandfrequenzbereichs ermöglicht wird, im Wesentlichen unbeeinflusst durch das Filter 100 übertragen zu werden. Es versteht sich, dass das vorstehend beschriebene vereinfachte Filter 100 lediglich ein vereinfachtes Beispiel eines Bandpassfilters ist und dass Aspekte der vorliegenden Offenbarung auf komplexere Bandpassfilter angewendet werden können. Zusätzlich können Aspekte der vorliegenden Offenbarung auf andere Arten von Filtern angewendet werden, einschließlich beispielsweise eines Tiefpassfilters oder eines Hochpassfilters.
2 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Bandpassfilters 200 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Ein Signalpfad 201 kann zwischen einem Eingang 202 und einem Ausgang 204 des Filters 200 definiert sein. Eine Eingangsspannung (in 1 durch V_i dargestellt) kann in das Filter 200 zwischen dem Eingang 202 und einer Masse 206 des Filters 200 eingegeben werden. Eine Ausgangsspannung (in 1 durch V_o dargestellt) kann durch das Filter 200 zwischen dem Ausgang 204 und der Masse 206 ausgegeben werden.
Das Filter 200 kann einen ersten Induktor 208 und einen ersten Kondensator 210 umfassen, die elektrisch parallel miteinander verbunden sind. Der erste Induktor 208 und der erste Kondensator 210 können zwischen dem Signalpfad 201 und der Masse 206 elektrisch verbunden sein. Das Filter 200 kann einen zweiten Induktor 212 und einen zweiten Kondensator 214 umfassen, die elektrisch parallel miteinander verbunden sind. Der zweite Induktor 212 und der zweite Kondensator 214 können mit dem Signalpfad 201 in Reihe geschaltet sein (können beispielsweise einen Abschnitt des Signalpfades 201 ausbilden). Das Filter 200 kann einen dritten Induktor 210 und einen dritten Kondensator 214 umfassen, die elektrisch parallel miteinander verbunden sind. Der dritte Induktor 210 und der dritte Kondensator 214 können zwischen dem Signalpfad 201 und der Masse 206 elektrisch verbunden sein. Der dritte Induktor 210 und der dritte Kondensator 214 können mit dem Signalpfad 201 in Reihe geschaltet sein (können beispielsweise einen Abschnitt des Signalpfades 201 ausbilden). Das Filter 200 kann einen vierten Induktor 220 und einen vierten Kondensator 222 umfassen, die elektrisch parallel miteinander verbunden sind. Der vierte Induktor 220 und der vierte Kondensator 222 können zwischen dem Signalpfad 201 und der Masse 206 elektrisch verbunden sein.
Die Induktivitätswerte der Induktoren 208, 212, 216, 220 und die Kapazitätswerte der Kondensatoren 210, 214, 218, 222 können ausgewählt werden, um den gewünschten Durchlassbandfrequenzbereich des Bandpassfilters 200 zu erzeugen. Das Bandpassfilter 200 kann Frequenzen außerhalb des Durchlassbandfrequenzbereichs signifikant reduzieren, während Frequenzen innerhalb eines Durchlassbandfrequenzbereichs ermöglicht wird, im Wesentlichen unbeeinflusst durch das Filter 200 übertragen zu werden.
Die 3A und 3B sind perspektivische Ansichten eines beispielhaften Bandpassfilters 300 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. 3C ist eine seitliche Rissansicht des Filters 300 aus den 3A und 3B. Bezug nehmend auf die 3A bis 3C kann das Bandpassfilter 300 eine Vielzahl von dielektrischen Schichten (aus Gründen der Übersichtlichkeit transparent) umfassen. Bezug nehmend auf 3C können eine erste dielektrische Schicht 304, eine zweite dielektrische Schicht 306 und eine dritte dielektrische Schicht 308 gestapelt sein, um eine monolithische Struktur auszubilden. Das Filter 300 kann an einer Montagefläche 302, beispielsweise einer gedruckten Leiterplatte, montiert sein. Leitfähige Schichten 303, 305, 307, 309 können auf den dielektrischen Schichten 304, 306, 308 ausgebildet sein. Die leitfähige Schicht 303 kann auf einer unteren Fläche der ersten dielektrischen Schicht 304 ausgebildet sein. Leitfähige Schichten 305, 307 können auf einer oberen Fläche beziehungsweise einer unteren Fläche der zweiten dielektrischen Schicht 306 ausgebildet sein. Eine Masse kann eine Masseebene 312 umfassen, die entlang einer unteren Fläche des Filters 300 (der unteren Fläche der leitfähigen Schicht 303) freiliegt und/oder endet. Die Montagefläche kann einen oder mehrere Anschlüsse 310 zur Verbindung mit der Masseebene 312 umfassen.
Die 4A bis 4E sind eine Serie aufeinanderfolgender Draufsichten des Filters 300, in denen in jeder Figur eine zusätzliche Schicht gezeigt wird. Insbesondere veranschaulicht 4A die Montagefläche 302 und die erste leitfähige Schicht 303. 4B veranschaulicht die Masseebene 312, die auf der unteren Fläche der ersten dielektrischen Schicht 304 ausgebildet ist. 4C veranschaulicht zusätzlich die leitfähige Schicht 305, die auf der oberen Fläche der ersten dielektrischen Schicht 304 ausgebildet ist. 4D veranschaulicht zusätzlich die leitfähige Schicht 307, die auf der zweiten dielektrischen Schicht 306 ausgebildet ist. 4E veranschaulicht die leitfähige Schicht 309, die auf der dritten Schicht 308 ausgebildet ist. Die dielektrischen Schichten 304, 306, 308 sind transparent, um die relativen Verschiebungen der verschiedenen strukturierten leitfähigen Schichten 303, 305, 307, 309 zu zeigen.
Das Bandpassfilter 300 kann einen Signalpfad 316 mit einem Eingang 318 und einem Ausgang 320 umfassen. Der Signalpfad 316 kann den Eingang 318 und den Ausgang 320 elektrisch verbinden. Insbesondere kann der Signalpfad 316 eine Vielzahl von dielektrischen Schichten und/oder Durchkontaktierungen umfassen, die in und auf der Vielzahl von dielektrischen Schichten 304, 306, 308 ausgebildet und zwischen dem Eingang 318 und dem Ausgang 320 elektrisch angeschlossen sind. Der Signalpfad 316 kann eine oder mehrere Durchkontaktierungen 322 umfassen, die den Eingang 318 mit einer leitfähigen Zwischenschicht 324 elektrisch verbinden können, die zwischen der ersten Schicht 304 und der zweiten Schicht 306 angeordnet ist. Der Signalpfad 316 kann eine oder mehrere Durchkontaktierungen 326 umfassen, die die Zwischenschicht 324 mit einer leitfähigen Schicht 328 elektrisch verbinden, die auf der zweiten dielektrischen Schicht 306 ausgebildet ist.
Ein erster Kondensator kann zwischen einem Abschnitt 336 des Signalpfads 316, der auf einer oberen Fläche der zweiten Schicht 360 ausgebildet ist, und einer leitfähigen Schicht 330, die auf einer unteren Fläche der zweiten Schicht 306 aus dielektrischem Material ausgebildet ist, ausgebildet sein. Die zweite Schicht 306 kann eine andere Dielektrizitätskonstante als eine oder mehrere der anderen Schichten 304, 308 aufweisen. Beispielsweise kann das dielektrische Material der zweiten Schicht 306 eine Dielektrizitätskonstante umfassen, die entsprechend IPC TM-650 2.5.5.3 bei einer Betriebstemperatur von 25 °C und einer Frequenz von 1 MHz von etwa 5 bis etwa 8 reicht. Eine oder mehrere der Schichten 304, 308 können eine Dielektrizitätskonstante aufweisen, die entsprechend IPC TM-650 2.5.5.3 bei einer Betriebstemperatur von 25 °C und einer Frequenz von 1 MHz von etwa 1 bis etwa 4 reicht.
Die leitfähige Schicht 330 kann elektrisch mit der Masseebene 312 verbunden sein. Der erste Kondensator des Filters 300 kann dem ersten Kondensator 210 des Schaltbilds 200 aus 2 entsprechen. Die leitfähige Schicht 330 kann kapazitiv mit einem Abschnitt 336 des Signalpfads 316 gekoppelt sein. Die leitfähige Schicht 330 kann von dem Abschnitt 336 des Signalpfads 316 in einer Z-Richtung beabstandet sein. Die leitfähige Schicht 330 kann mit der Masseebene 312 durch eine oder mehrere Durchkontaktierungen 334 elektrisch verbunden sein.
Der erste Kondensator kann unempfindlich gegen eine relative Fehlausrichtung der Elektroden des ersten Kondensators sein, was als „selbstausrichtend“ beschrieben werden kann. Wie am besten in 4D zu sehen ist, kann der Abschnitt 336 des Signalpfads 316 im Allgemeinen in den Abmessungen (z. B. in der X- und Y-Richtung) kleiner als die leitfähige Schicht 330 des ersten Kondensators sein. Zusätzlich kann der Abschnitt 336 des Signalpfads 316 Verbindungen in der X-Y-Ebene mit anderen Elementen und anderen Teilen des Signalpfads 316 definieren. Solche Verbindungen können so bemessen sein, dass eine leichte Fehlausrichtung in X- oder Y-Richtung eine kapazitive Fläche des ersten Kondensators nicht verändert. Insbesondere kann eine Größe einer effektiven Überlappungsfläche (z. B. in der X-Y-Ebene) zwischen der leitfähigen Schicht 330 und dem Abschnitt 336 des Signalpfads 316 unempfindlich gegen leichte Fehlausrichtung in der X-Richtung oder Y-Richtung der zweiten und dritten Schicht 304, 306 sein.
Beispielsweise kann der Abschnitt 336 des Signalpfads 316 einen Ansatz 337 (der sich z. B. in der X-Richtung erstreckt) umfassen, der eine Breite (z. B. in der Y-Richtung) aufweist, die gleich einer Breite (z. B. in der Y-Richtung) des Verbinderabschnitts 338 auf einer gegenüberliegenden Seite des Abschnitts 336 ist. Gleichermaßen können sich Verbindungen 340 von gegenüberliegenden Seiten des Abschnitts 336 (z. B. in der Y-Richtung) erstrecken, die gleiche Breiten aufweisen können. Infolgedessen kann eine relative Fehlausrichtung in Y-Richtung die Überlappungsfläche zwischen der leitfähigen Schicht 330 und dem Abschnitt 336 des Signalpfads 316 nicht ändern.
Das Filter 300 kann einen ersten Induktor 342 umfassen, die elektrisch mit dem Signalpfad 316 und der Masseebene 312 verbunden ist. Der erste Induktor 342 des Filters 300 kann dem ersten Kondensator 208 des Schaltbilds 200 aus 2 entsprechen. Der erste Induktor 342 kann durch einen Verbinderabschnitt 338 mit dem Abschnitt 336 des Signalpfads 316 verbunden sein, der den ersten Kondensator ausbildet. Die erste Induktor 342 kann mit der Masseebene 312 durch eine oder mehrere Durchkontaktierungen 344 elektrisch verbunden sein (am besten in 3B zu sehen).
Der Signalpfad 316 des Filters 300 kann einen zweiten Induktor 346 umfassen, der dem zweiten Induktor 212 des Schaltbilds 200 aus 2 entsprechen kann. Der zweite Induktor 346 kann auf der dritten Schicht 308 (am besten in 3C zu sehen) ausgebildet sein. Der zweite Induktor 346 kann an jeder von einer ersten Position 349 und einer zweiten Position 351 mit dem Signalpfad 316 verbunden sein. Mit anderen Worten, der zweite Induktor 346 kann einen Abschnitt des Signalpfads 316 zwischen dem Eingang 318 und dem Ausgang 320 ausbilden.
Eine oder mehrere Durchkontaktierungen 348 können den zweiten Induktor 346 an der ersten Position 349 mit einem Abschnitt 354 des Signalpfads 316 auf der zweiten Schicht 306 verbinden (am besten in 3B, 4D und 4E zu sehen). Eine oder mehrere Durchkontaktierungen 348 können das erste induktive Element 346 an der zweiten Position 351 mit jedem von einem Abschnitt 369 des Signalpfads 316 auf der oberen Fläche der zweiten Schicht 306 und mit einer leitfähigen Schicht 352 auf der unteren Fläche der zweiten Schicht 306 (die einen zweiten Kondensator mit dem Abschnitt 354 des Signalpfads 316 ausbildet, nachstehend beschrieben) verbinden. Wie am besten in 3A und 4E zu sehen ist, kann der Induktor 346 vier Ecken aufweisen. Der erste Induktor 346 kann mehr als die Hälfte einer „Schleife“ ausbilden.
Der zweite Kondensator kann zwischen der leitfähigen Schicht 352 und dem Abschnitt 354 des Signalpfads 316 ausgebildet sein. Der zweite Kondensator kann dem zweiten Kondensator 214 aus dem Schaltbild 200 von 2 entsprechen. Der zweite Kondensator kann ein selbstausrichtender Kondensator sein. Der zweite Kondensator kann einen einzelnen oder einen Vorsprung 552 umfassen, zum Beispiel wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 5B beschrieben.
Der dritte Induktor 356 des Filters 300 kann dem dritten Induktor 216 des Schaltbilds 200 aus 2 entsprechen. Der dritte Induktor 356 kann durch eine oder mehrere Durchkontaktierungen 360 an einer ersten Position 357 mit dem Abschnitt 369 des Signalpfads 316 verbunden sein, der mit dem zweiten Induktor 346 verbunden ist. Der dritte Induktor 356 kann durch eine oder mehrere Durchkontaktierungen 360 an einer zweiten Position 359 mit dem Abschnitt 361 des Signalpfads 316 verbunden sein, der mit dem Ausgang 320 verbunden ist. Der Abschnitt 361 des Signalpfads 316 kann durch eine oder mehrere Durchkontaktierungen 366 und/oder Zwischenschichten 368 mit dem Ausgang 320 elektrisch verbunden sein. Mit anderen Worten, der dritte Induktor 356 kann einen Abschnitt des Signalpfads 316 zwischen dem zweiten Induktor 346 und dem Ausgang 320 ausbilden.
Ein dritter Kondensator kann parallel zum dritten Induktor 356 ausgebildet sein. Der dritte Kondensator kann dem dritten Kondensator 214 des Schaltbilds 200 aus 2 entsprechen. Der dritte Kondensator des Filters 300 kann eine leitfähige Schicht 367 umfassen, die kapazitiv mit dem Abschnitt 369 des Signalpfads 316 gekoppelt ist. Der dritte Kondensator kann einen Vorsprung 572 umfassen, zum Beispiel wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 5C beschrieben.
Ein vierter Induktor 370 kann an einer ersten Position 371 elektrisch mit dem Signalpfad 316 und an einer zweiten Position 373 durch Durchkontaktierungen 374 mit der Masseebene 312 verbunden sein. Die Durchkontaktierungen 374 können durch Zwischenschichten 376 verbunden sein. Der vierte Induktor 370 des Filters 300 kann dem vierten Kondensator 220 des Schaltbilds 200 aus 2 entsprechen. Der vierte Induktor 370 des Filters 300 kann an dem Abschnitt 361 des Signalpfads 316, der mit dem Ausgang 320 elektrisch verbunden ist, mit dem Signalpfad 316 verbunden sein. Der vierte Induktor 370 kann drei Ecken 372 aufweisen und ungefähr ein Viertel einer Schleife ausbilden.
Ein vierter Kondensator kann eine leitfähige Schicht 380 umfassen, die kapazitiv mit dem Abschnitt 361 des Signalpfads 316 gekoppelt ist, der mit dem Ausgang 320 verbunden ist. Die leitfähige Schicht 380 des vierten Kondensators kann mit der Masseebene 312 durch Durchkontaktierungen 382 elektrisch verbunden sein. Der vierte Kondensator kann dem vierten Kondensator 222 des Schaltbilds 200 aus 2 entsprechen. Der vierte Kondensator kann selbstausrichtend sein und einen Vorsprung 583 umfassen, zum Beispiel wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 5D beschrieben.
Beispielkondensatoren
Die 5A bis 5D sind Draufsichten des ersten bis vierten Kondensators des Mehrschichtfilters 300. Bezug nehmend auf 5A kann der erste Kondensator eine erste leitfähige Schicht 502 (z. B. den Abschnitt 336 des Signalpfads 316) und eine zweite leitfähige Schicht 504 (z. B. die leitfähige Schicht 330) umfassen, die in der Z-Richtung beabstandet sind. Die erste leitfähige Schicht 502 und die zweite leitfähige Schicht 504 können einander in der X-Y-Ebene an einer Überlappungsfläche überlappen. Die Überlappungsfläche kann unempfindlich gegenüber relativer Fehlausrichtung zwischen der ersten und zweiten leitfähigen Schicht 502, 504 sein. Somit kann der erste Kondensator als „selbstausrichtend“ beschrieben werden. Insbesondere kann die erste leitfähige Schicht 502 den Ansatz 337 und den Verbinderabschnitt 338 umfassen, die sich jeweils in X-Richtung von dem Abschnitt 336 erstrecken und gleiche Breiten 500 an den Grenzen 501 der Überlappungsfläche aufweisen. Gleichermaßen kann die erste leitfähige Schicht 502 Verbindungen 340 umfassen, die sich in der Y-Richtung erstrecken und gleiche Breiten 503 aufweisen. Dadurch kann eine relative Fehlausrichtung in der X- und Y-Richtung die Größe der Überlappung nicht verändern.
Die erste leitfähige Schicht 502 kann ein Paar paralleler Kanten 506, 508 an einer Grenze 510 der Überlappungsfläche aufweisen. Die parallelen Kanten 506, 508 können parallel zueinander und in der X-Richtung um die Breite 503 der Verbindung 340 beabstandet sein.
Die erste leitfähige Schicht 502 kann eine versetzte Kante 512 aufweisen, die innerhalb der Überlappungsfläche und parallel zu dem Paar paralleler Kanten 506, 508 ist. Die versetzte Kante 512 kann sich in Y-Richtung erstrecken. Ein Versatzabstand 514 kann zwischen der versetzten Kante 512 und einer ersten Kante 506 des Paares paralleler Kanten 506, 508 definiert sein. Der Versatzabstand 514 kann zwischen der Kante 506 der parallelen Kanten 506, 508 definiert sein, die der versetzten Kante 512 am nächsten ist. Der Versatzabstand 514 kann weniger als etwa 500 Mikrometer betragen.
Die erste leitfähige Schichte 502 kann zusätzliche versetzte Kanten 516 umfassen. Die zusätzlichen versetzten Kanten 516 können jeweilige zusätzliche versetzte Abstände 518 aufweisen, die in Bezug auf eine nähere des Paars paralleler Kanten 506, 508 definiert sind. Einer oder mehrere von den zusätzlichen Versatzabständen 516 können weniger als etwa 500 Mikrometer betragen.
Die erste leitfähige Schicht 502 kann eine erste Breite 520 zwischen dem Paar paralleler Kanten 506, 508 in einer Richtung aufweisen, die senkrecht zu den parallelen Kanten 506, 508 ist (z. B. der X-Richtung). Die erste leitfähige Schicht 502 kann eine zweite Breite 522 an der versetzten Kante 512 in einer Richtung senkrecht zu der versetzten Kante (z. B. der X-Richtung) aufweisen. Die zweite Breite 522 kann größer als die erste Breite 520 sein. Die zweite Breite 522 kann gleich der ersten Breite 520 plus dem Versatzabstand 514 sein.
Eine Breitendiskontinuitätskante 524 kann sich zwischen der versetzten Kante 512 und der ersten Kante 506 (z. B. der näheren Kante) des Paares paralleler Kanten 506, 508 erstrecken. Die Breitendiskontinuitätskante 524 kann senkrecht zu den parallelen Kanten 506, 508 und/oder der versetzten Kante 512 sein. Den zusätzlichen versetzten Kanten 516 können den zusätzlichen Breitenabstandskanten 526 zugeordnet sein.
Ein oder mehrere Vorsprünge 528 (in 5A durch Schraffur dargestellt) können durch die versetzten Kanten 512, 516 ausgebildet sein. Die Vorsprünge 528 können als Abschnitte der ersten leitfähigen Schicht 502 definiert sein, die außerhalb des Schnittpunkts der parallelen Kanten 506, 508 mit Kanten des Verbinderabschnitts 338 liegen, die durch die Breite 500 des Verbinderabschnitts an der Grenze 501 der Überlappungsfläche definiert sind. Die Vorsprünge 528 können die Größe der Überlappungsfläche vergrößern und somit die resultierende Kapazität des ersten Kondensators erhöhen. Die Größe und [...] der verschiedenen Vorsprünge 528 können so ausgewählt werden, dass die Größe der Überlappungsfläche feinabgestimmt wird und somit eine präzise Kapazität des ersten Kondensators feinabgestimmt wird.
Insbesondere sollten die Breiten 500 des Ansatzes 337 und des Verbinderabschnitts 338 nahe der Grenze 501 der leitfähigen Schicht 330 gleich bleiben, um die selbstausrichtenden Eigenschaften des ersten Kondensators beizubehalten. Ebenso sollten die Breiten 503 der Verbindungen 340 gleich bleiben. Die zur Strukturierung und Ausbildung der leitfähigen Schichten verwendeten Techniken weisen jedoch eine finite Auflösung auf. Eine minimale Leitungsbreite (dargestellt durch Gitterpunkte innerhalb der leitfähigen Schicht und durch Pfeil 508) kann als kleinste Merkmalsgröße definiert sein, die genau strukturiert werden kann. Eine „minimale Flächeneinheit“ kann als das Quadrat der minimalen Leitungsbreite 508 (z. B. etwa 0,0026 mm²) definiert sein und ist in 5A als eine Quadrateinheit im Gitter dargestellt. Das Einschließen der einen oder mehreren versetzten Kanten 512, 516, um Vorsprünge 528 innerhalb der Überlappungsfläche zu definieren, kann verwendet werden, um sehr kleine Anpassungen an der Größe der Überlappungsfläche vorzunehmen.
Bezug nehmend auf 5B, kann der zweite Kondensator des Mehrschichtfilters 300 eine Überlappungsfläche zwischen der leitfähigen Schicht 352 und dem Abschnitt 354 des Signalpfads 316 definieren. Eine erste leitfähige Schicht 530 (der Abschnitt 354 des Signalpfads 316) kann in der Y-Richtung verlängert sein und eine zweite leitfähige Schicht 532 (leitfähige Schicht 352) an einer Überlappungsfläche in der X-Y-Ebene überlappen. Die Überlappungsfläche kann unempfindlich gegenüber kleiner Fehlausrichtung zwischen den leitfähigen Schichten 530, 532 sein.
Die erste leitfähige Schicht 530 kann ein Paar paralleler Kanten 534, 536 an einer Grenze 538 der Überlappungsfläche aufweisen. Die parallelen Kanten 534, 536 können parallel zueinander und in der X-Richtung um eine erste Breite 540 der ersten leitfähigen Schicht 530 beabstandet sein.
Die erste leitfähige Schicht 530 kann eine versetzte Kante 542 aufweisen, die innerhalb der Überlappungsfläche und parallel zu dem Paar paralleler Kanten 534, 536 ist. Die versetzte Kante 542 kann sich in Y-Richtung erstrecken. Ein Versatzabstand 543 kann zwischen der versetzten Kante 542 und einer ersten Kante 534 des Paares paralleler Kanten 506, 508 definiert sein. Der Versatzabstand 514 kann zwischen der Kante 534 der parallelen Kanten 534, 536 definiert sein, die der versetzten Kante 542 am nächsten ist. Der Versatzabstand 542 kann weniger als etwa 500 Mikrometer betragen.
Die erste leitfähige Schicht 530 kann eine zusätzliche versetzte Kante 544 umfassen, die von der parallelen Kante 534 um einen zusätzlichen Versatzabstand 546 versetzt ist. Der zusätzliche Versatzabstand 546 kann weniger als etwa 500 Mikrometer betragen.
Die erste leitfähige Schicht 530 kann die erste Breite 540 zwischen dem Paar paralleler Kanten 534, 536 in einer Richtung aufweisen, die senkrecht zu den parallelen Kanten 534, 536 ist (z. B. der X-Richtung). Die erste leitfähige Schicht 530 kann eine zweite Breite 548 an der versetzten Kante 542 in einer Richtung senkrecht zu der versetzten Kante 542 (z. B. der X-Richtung) aufweisen. Die zweite Breite 548 kann größer als die erste Breite 540 sein. Die zweite Breite 548 kann gleich der ersten Breite 540 plus dem Versatzabstand 543 sein.
Eine Breitendiskontinuitätskante 548 kann sich zwischen der versetzten Kante 542 und der ersten Kante 534 (z. B. der näheren Kante) des Paares paralleler Kanten 534, 536 erstrecken. Die Breitendiskontinuitätskante 548 kann senkrecht zu den parallelen Kanten 534, 536 und/oder der versetzten Kante 542 sein. Eine zusätzliche Breitendiskontinuitätskante 550 kann der zusätzlichen versetzten Kante 544 zugeordnet sein.
Ein Vorsprung 552 (in 5A durch Schraffur dargestellt) kann durch die versetzten Kanten 542, 544 ausgebildet sein. Der Vorsprung 552 kann als der Abschnitt der ersten leitfähigen Schicht definiert sein, der sich außerhalb der parallelen Kanten 543, 536 der ersten leitfähigen Schicht 530 befindet. Der Vorsprung 552 kann die Größe der Überlappungsfläche vergrößern und somit die resultierende Kapazität des zweiten Kondensators erhöhen. Die Größe und [...] der verschiedenen Vorsprünge 552 können so ausgewählt werden, dass die Größe der Überlappungsfläche feinabgestimmt wird und somit eine präzise Kapazität des zweiten Kondensators feinabgestimmt wird.
Bezug nehmend auf 5C, kann der dritte Kondensator des Mehrschichtfilters 300 eine Überlappungsfläche umfassen, ausgebildet zwischen einer ersten leitfähigen Schicht 556 (leitfähige Schicht 367) und einer zweiten leitfähigen Schicht 558 (der Abschnitt 359 des Signalpfads 316). Der dritte Kondensator kann „selbstausrichtend“ sein, sodass die Überlappungsfläche unempfindlich für eine relative Fehlausrichtung zwischen der ersten leitfähigen Schicht 556 und der zweiten leitfähigen Schicht 558 ist.
Die erste leitfähige Schicht 556 kann eine versetzte Kante 560 umfassen, die sich innerhalb der Überlappungsfläche befindet und parallel zu einem Paar paralleler Kanten 562, 564 ist, die an einer Grenze 566 der Überlappungsfläche in ähnlicher Weise definiert sind, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben. Ein Versatzabstand 568 kann zwischen der versetzten Kante 560 und mindestens einer von dem Paar paralleler Kanten 562, 564 in ähnlicher Weise definiert sein, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben. Zusätzlich kann eine Breitendiskontinuitätskante 570 parallel zu den parallelen Kanten 562, 564 angeordnet sein. Die versetzte Kante 560 kann eine Länge 571 in einer Richtung parallel zu der versetzten Kante 560 (z. B. der Y-Richtung) aufweisen.
Die erste leitfähige Schicht 556 kann einen Vorsprung 572 (in 5C durch Schraffur dargestellt) umfassen, der außerhalb des Paars paralleler Kanten 562, 564 und innerhalb der Überlappungsfläche liegt. In diesem Beispiel kann der Vorsprung 572 eine Fläche gleich einer einzelnen minimalen Flächeneinheit aufweisen, die als das Quadrat der minimalen Leitungsbreite 508 (z. B. etwa 0,0026 mm²) definiert sein kann.
Bezug nehmend auf 5D, kann der dritte Kondensator des Mehrschichtfilters 300 eine Überlappungsfläche umfassen, ausgebildet zwischen einer ersten leitfähigen Schicht 574 (der Abschnitt 361 des Signalpfads 316) und einer zweiten leitfähigen Schicht 575 (leitfähige Schicht 380). Der dritte Kondensator kann „selbstausrichtend“ sein, sodass die Überlappungsfläche unempfindlich für eine relative Fehlausrichtung zwischen der ersten leitfähigen Schicht 574 und der zweiten leitfähigen Schicht 575 ist.
Die erste leitfähige Schicht 574 kann eine versetzte Kante 576 umfassen, die sich innerhalb der Überlappungsfläche befindet und parallel zu einem Paar paralleler Kanten 577, 578 ist, die an einer Grenze 579 der Überlappungsfläche in ähnlicher Weise definiert sind, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben. Ein Versatzabstand 580 kann zwischen der versetzten Kante 576 und mindestens einer von dem Paar paralleler Kanten 577, 578 in ähnlicher Weise definiert sein, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben. Zusätzlich kann eine Breitendiskontinuitätskante 582 parallel zu den parallelen Kanten 577, 578 angeordnet sein. Die versetzte Kante 576 kann eine Länge 581 in einer Richtung parallel zu der versetzten Kante 576 (z. B. der Y-Richtung) aufweisen.
Die erste leitfähige Schicht 574 kann einen Vorsprung 583 (in 5D durch Schraffur dargestellt) umfassen, der außerhalb des Paars paralleler Kanten 577, 578 und innerhalb der Überlappungsfläche liegt.
Bezug nehmend auf 5E ist ein weiterer Kondensator 584 veranschaulicht, der einem zweiten Kondensator 618 eines weiteren Mehrschichtfilters 600 entsprechen kann, der nachstehend unter Bezugnahme auf die 6A bis 7D beschrieben wird. Der Kondensator 584 kann eine Überlappungsfläche umfassen, die zwischen einer ersten leitfähigen Schicht 585 und einer zweiten leitfähigen Schicht 586 ausgebildet ist. Der Kondensator 584 kann „selbstausrichtend“ sein, sodass die Überlappungsfläche unempfindlich für eine relative Fehlausrichtung zwischen der ersten leitfähigen Schicht 585 und der zweiten leitfähigen Schicht 586 ist.
Die erste leitfähige Schicht 585 kann eine versetzte Kante 587 umfassen, die sich innerhalb der Überlappungsfläche befindet und parallel zu einem Paar paralleler Kanten 588, 589 ist, die an einer Grenze 590 der Überlappungsfläche in ähnlicher Weise definiert sind, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben. Ein Versatzabstand 591 kann zwischen der versetzten Kante 587 und mindestens einer von dem Paar paralleler Kanten 588, 589 in ähnlicher Weise definiert sein, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben. Zusätzlich kann eine Breitendiskontinuitätskante 593 parallel zu den parallelen Kanten 588, 589 angeordnet sein. Die versetzte Kante 587 kann eine Länge 592 in einer Richtung parallel zu der versetzten Kante 589 (z. B. der Y-Richtung) aufweisen.
Die erste leitfähige Schicht 585 kann eine Ausnehmung 594 definieren. Die Ausnehmung 594 kann sich zumindest teilweise zwischen den parallelen Kanten 588, 589 befinden. Die versetzte Kante 587 kann zwischen den parallelen Kanten 588, 589 positioniert sein. Mit anderen Worten, der Versatzabstand 591 kann negativ sein (im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsformen). Die Ausnehmung 594 kann die Größe der Überlappungsfläche reduzieren und somit die Kapazität des Kondensators reduzieren. Der Kondensator 584 kann immer noch „selbstausrichtend“ sein, da eine Breite 595 der ersten leitfähigen Schicht 585 an jeder Grenze 590 der Überlappungsfläche gleich ist.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen
6A veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Mehrschichtfilters 600 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. 6B veranschaulicht eine weitere perspektivische Ansicht des Mehrschichtfilters 600 von 6A. Das Filter 600 kann im Allgemeinen auf eine ähnliche Weise wie das Filter 300 konfiguriert sein, das vorstehend unter Bezugnahme auf 3 bis 5D beschrieben wurde. Das Filter 600 kann einen Eingang 602, einen Ausgang 604 und einen Signalpfad 606 umfassen, der den Eingang 602 und den Ausgang 604 verbindet. Das Filter 600 kann auch eine Masseebene 608 umfassen, die mit einer oder mehreren Masseelektroden 610 elektrisch verbunden ist.
Das Filter 600 kann einen ersten Induktor 612 umfassen, der mit der Masseebene 608 elektrisch verbunden ist. Der erste Induktor 612 kann dem ersten Induktor 208 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Das Filter 600 kann einen ersten Kondensator 614 umfassen, der elektrisch mit der Masseebene 608 gekoppelt ist. Der erste Kondensator 614 kann dem ersten Kondensator 210 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde.
Das Filter 600 kann einen zweiten Induktor 616 und einen zweiten Kondensator 618 umfassen, die parallel miteinander verbunden sind. Der zweite Induktor 616 und der zweite Kondensator 618 können dem zweiten Induktor 212 beziehungsweise dem zweiten Kondensator 214 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Der zweite Induktor 616 und der zweite Kondensator 618 können einen Abschnitt des Signalpfads 606 zwischen dem Eingang 602 und dem Ausgang 604 ausbilden. Das Filter 600 kann einen dritten Induktor 620 und einen dritten Kondensator 622 umfassen, die parallel miteinander verbunden sind und einen Abschnitt des Signalpfads 606 zwischen dem Eingang 602 und dem Ausgang 604 ausbilden können. Der dritte Induktor 620 und der dritte Kondensator 622 können dem dritten Induktor 216 beziehungsweise dem dritten Kondensator 218 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Schließlich kann das Filter 600 einen vierten Induktor 624 und einen vierten Kondensator 626 umfassen, die parallel miteinander verbunden und zwischen dem Signalpfad 606 und der Masseebene 608 angeschlossen sind. Der vierte Induktor 624 und der vierte Kondensator 626 können dem vierten Induktor 220 beziehungsweise dem vierten Kondensator 222 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde.
Die Induktoren 612, 616, 620, 624 und Kondensatoren 614, 618, 622, 626 können durch Durchkontaktierungen 627 auf ähnliche Weise verbunden sein, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 bis 5D beschrieben. Jeder der Induktoren 612, 616, 620, 624 kann an einer jeweiligen ersten Position mit dem Signalpfad 606 verbunden sein und an einer jeweiligen zweiten Position mit dem Signalpfad 606 oder der Masseebene 608 verbunden sein. Jeder der Induktoren 612, 616, 620, 624 kann eine jeweilige effektive Länge (z. B. in der X-Y-Ebene) zwischen der ersten Position und der zweiten Position aufweisen. Zusätzlich kann jeder der Induktoren 612, 616, 620, 624 eine jeweilige Breite entlang seiner jeweiligen effektiven Länge aufweisen.
6C ist eine seitliche Rissansicht des Filters 600 der 6A und 6B. Das Bandpassfilter 600 kann eine Vielzahl von dielektrischen Schichten (aus Gründen der Übersichtlichkeit in 6A und 6B transparent) umfassen. Bezug nehmend auf 6C können eine erste Schicht 632, eine zweite Schicht 636 und eine dritte Schicht 640 gestapelt sein, um eine monolithische Struktur auszubilden. Leitfähige Schichten 630, 634, 638, 642 können auf den dielektrischen Schichten 632, 636, 640 ausgebildet sein. Die leitfähige Schicht 630 kann auf einer unteren Fläche der ersten dielektrischen Schicht 632 ausgebildet sein. Leitfähige Schichten 634, 638 können auf einer oberen Fläche beziehungsweise einer unteren Fläche der zweiten dielektrischen Schicht 636 ausgebildet sein. Die leitfähige Schicht 642 kann auf einer oberen Fläche der dritten dielektrischen Schicht 640 ausgebildet sein.
Die 7A bis 7D sind eine Serie aufeinanderfolgender Draufsichten des Filters 600 der 6A bis 6C, in denen in jeder Figur eine zusätzliche dielektrische Schicht gezeigt wird. Insbesondere veranschaulicht 7A eine Montagefläche 628, beispielsweise eine gedruckte Leiterplatte. Die ersten leitfähigen Schichten 630 können die Masseebene 608 umfassen, die auf einer unteren Fläche und einer oberen Fläche der ersten Schicht 632 ausgebildet sein kann. 7B veranschaulicht zusätzlich die zweite leitfähige Schicht 634, die auf der ersten dielektrischen Schicht 632 ausgebildet ist. Die zweite leitfähige Schicht 634 kann den ersten Kondensator 614, den zweiten Kondensator 618, den dritten Kondensator 622 und den vierten Kondensator 626 umfassen. 7C veranschaulicht zusätzlich die dritte leitfähige Schicht 638, die auf der zweiten dielektrischen Schicht 636 ausgebildet ist. Die dritte leitfähige Schicht 638 kann Abschnitte des Signalpfads 606 und des ersten Induktors 612 umfassen. 7D veranschaulicht die vierte leitfähige Schicht 642, die auf der vierten dielektrischen Schicht 640 ausgebildet ist. Die vierte leitfähige Schicht 642 kann den zweiten Induktor 616, den dritten Induktor 622 und den vierten Induktor 624 umfassen. Die dielektrischen Schichten 632, 636, 640 sind transparent, um die relativen Verschiebungen der verschiedenen strukturierten leitfähigen Schichten 630, 634, 638, 642 zu zeigen.
8A veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Mehrschichtfilters 800 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Das Filter 800 kann im Allgemeinen auf eine ähnliche Weise wie das Filter 300 konfiguriert sein, das vorstehend unter Bezugnahme auf 3 bis 5D beschrieben wurde. Das Filter 800 kann einen Eingang 802, einen Ausgang 804 und einen Signalpfad 806 umfassen, der den Eingang 802 und den Ausgang 804 verbindet. Das Filter 800 kann auch eine Masseebene 808 umfassen, die mit einer oder mehreren Masseelektroden 810 elektrisch verbunden ist.
Das Filter 800 kann einen ersten Induktor 812 umfassen, der mit der Masseebene 808 elektrisch verbunden ist. Der erste Induktor 812 kann dem ersten Induktor 208 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Das Filter 800 kann einen ersten Kondensator 814 umfassen, der elektrisch mit der Masseebene 808 gekoppelt ist. Der erste Kondensator 814 kann dem ersten Induktor/Kondensator 210 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Das Filter 800 kann einen zweiten Induktor 816 und einen zweiten Kondensator 818 umfassen, die parallel miteinander verbunden sind. Der zweite Induktor 816 und der zweite Kondensator 818 können dem zweiten Induktor 212 beziehungsweise dem zweiten Kondensator 214 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Der zweite Induktor 816 und der zweite Kondensator 818 können einen Abschnitt des Signalpfads 806 zwischen dem Eingang 802 und dem Ausgang 804 ausbilden. Das Filter 800 kann einen dritten Induktor 820 und einen dritten Kondensator 822 umfassen, die parallel miteinander verbunden sind und einen Abschnitt des Signalpfads 806 zwischen dem Eingang 802 und dem Ausgang 804 ausbilden können. Der dritte Induktor 820 und der dritte Kondensator 822 können dem dritten Induktor 216 beziehungsweise dem dritten Kondensator 218 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Schließlich kann das Filter 800 einen vierten Induktor 824 und einen vierten Kondensator 826 umfassen, die parallel miteinander verbunden und zwischen dem Signalpfad 806 und der Masseebene 808 angeschlossen sind. Der vierte Induktor 824 und der vierte Kondensator 826 können dem vierten Induktor 220 beziehungsweise dem vierten Kondensator 222 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde.
Die Induktoren 812, 816, 820, 824 und Kondensatoren 814, 818, 822, 826 können durch Durchkontaktierungen 827 auf ähnliche Weise verbunden sein, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 bis 5D beschrieben. Jeder der Induktoren 812, 818, 820, 824 kann an einer jeweiligen ersten Position mit dem Signalpfad 806 verbunden sein und an einer jeweiligen zweiten Position mit dem Signalpfad 806 oder der Masseebene 808 verbunden sein. Jeder der Induktoren 812, 818, 820, 824 kann eine jeweilige effektive Länge (z. B. in der X-Y-Ebene) zwischen der ersten Position und der zweiten Position aufweisen. Zusätzlich kann jeder der Induktoren 812, 818, 820, 824 eine jeweilige Breite entlang seiner jeweiligen effektiven Länge aufweisen.
8B ist eine seitliche Rissansicht des Filters 800 aus 8A. Das Bandpassfilter 800 kann eine Vielzahl von dielektrischen Schichten (aus Gründen der Übersichtlichkeit in 8A transparent) umfassen. Bezug nehmend auf 8B können eine erste Schicht 832, eine zweite Schicht 836 und eine dritte Schicht 840 gestapelt sein, um eine monolithische Struktur auszubilden. Leitfähige Schichten 830, 834, 838, 842 können auf den dielektrischen Schichten 832, 836, 840 ausgebildet sein. Die leitfähige Schicht 830 kann auf einer unteren Fläche der ersten dielektrischen Schicht 832 ausgebildet sein. Leitfähige Schichten 834, 838 können auf einer oberen Fläche beziehungsweise einer unteren Fläche der zweiten dielektrischen Schicht 836 ausgebildet sein. Die leitfähige Schicht 842 kann auf einer oberen Fläche der dritten dielektrischen Schicht 840 ausgebildet sein.
Die 9A bis 9D sind eine Serie aufeinanderfolgender Draufsichten des Filters 600 der 8A und 8B, in denen in jeder Figur eine zusätzliche dielektrische Schicht gezeigt wird. Insbesondere veranschaulicht 9A eine Montagefläche 828, beispielsweise eine gedruckte Leiterplatte. Die ersten leitfähigen Schichten 830 können die Masseebene 808 umfassen, die auf einer unteren Fläche und einer oberen Fläche der ersten Schicht 832 ausgebildet sein kann. 9B veranschaulicht zusätzlich die zweite leitfähige Schicht 834, die auf der ersten dielektrischen Schicht 832 ausgebildet ist. Die zweite leitfähige Schicht 834 kann den ersten Kondensator 814, den zweiten Kondensator 818, den dritten Kondensator 822 und den vierten Kondensator 826 umfassen. 9C veranschaulicht zusätzlich die dritte leitfähige Schicht 838, die auf der zweiten dielektrischen Schicht 836 ausgebildet ist. Die dritte leitfähige Schicht 838 kann Abschnitte des Signalpfads 806 und des ersten Induktors 812 umfassen. 9D veranschaulicht die vierte leitfähige Schicht 842, die auf der vierten dielektrischen Schicht 840 ausgebildet ist. Die vierte leitfähige Schicht 842 kann den zweiten Induktor 816, den dritten Induktor 822 und den vierten Induktor 824 umfassen. Die dielektrischen Schichten 832, 836, 840 sind transparent, um die relativen Verschiebungen der verschiedenen strukturierten leitfähigen Schichten 830, 834, 838, 842 zu zeigen.
10A veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Mehrschichtfilters 1000 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. 10B veranschaulicht eine weitere perspektivische Ansicht des Mehrschichtfilters 1000 von 10A. Das Filter 1000 kann im Allgemeinen auf eine ähnliche Weise wie das Filter 300 konfiguriert sein, das vorstehend unter Bezugnahme auf 3 bis 5D beschrieben wurde. Das Filter 1000 kann einen Eingang 1002, einen Ausgang 1004 und einen Signalpfad 1006 umfassen, der den Eingang 1002 und den Ausgang 1004 verbindet. Das Filter 1000 kann auch eine Masseebene 1008 umfassen, die mit einer oder mehreren Masseelektroden 1010 elektrisch verbunden ist.
Das Filter 1000 kann einen ersten Induktor 1012 umfassen, der mit der Masseebene 1008 elektrisch verbunden ist. Der erste Induktor 1012 kann dem ersten Induktor 208 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Das Filter 1000 kann einen ersten Kondensator 1014 umfassen, der elektrisch mit der Masseebene 1008 gekoppelt ist. Der erste Kondensator 1014 kann dem ersten Induktor/Kondensator 210 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Das Filter 1000 kann einen zweiten Induktor 1016 und einen zweiten Kondensator 1018 umfassen, die parallel miteinander verbunden sind. Der zweite Induktor 1016 und der zweite Kondensator 1018 können dem zweiten Induktor 212 beziehungsweise dem zweiten Kondensator 214 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Der zweite Induktor 1016 und der zweite Kondensator 1018 können einen Abschnitt des Signalpfads 1006 zwischen dem Eingang 1002 und dem Ausgang 1004 ausbilden. Das Filter 1000 kann einen dritten Induktor 1020 und einen dritten Kondensator 1022 umfassen, die parallel miteinander verbunden sind und einen Abschnitt des Signalpfads 1006 zwischen dem Eingang 1002 und dem Ausgang 1004 ausbilden können. Der dritte Induktor 1020 und der dritte Kondensator 1022 können dem dritten Induktor 216 beziehungsweise dem dritten Kondensator 218 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Schließlich kann das Filter 1000 einen vierten Induktor 1024 und einen vierten Kondensator 1026 umfassen, die parallel miteinander verbunden und zwischen dem Signalpfad 1006 und der Masseebene 1008 angeschlossen sind. Der vierte Induktor 1024 und der vierte Kondensator 1026 können dem vierten Induktor 220 beziehungsweise dem vierten Kondensator 222 des Schaltbilds 200 entsprechen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde.
Die Induktoren 1012, 1016, 1020, 1024 und Kondensatoren 1014, 1018, 1022, 1026 können durch Durchkontaktierungen 1027 auf ähnliche Weise verbunden sein, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 bis 5D beschrieben. Jeder der Induktoren 1012, 10110, 1020, 1024 kann an einer jeweiligen ersten Position mit dem Signalpfad 1006 verbunden sein und an einer jeweiligen zweiten Position mit dem Signalpfad 1006 oder der Masseebene 1008 verbunden sein. Jeder der Induktoren 1012, 10110, 1020, 1024 kann eine jeweilige effektive Länge (z. B. in der X-Y-Ebene) zwischen der ersten Position und der zweiten Position aufweisen. Zusätzlich kann jeder der Induktoren 1012, 10110, 1020, 1024 eine jeweilige Breite entlang seiner jeweiligen effektiven Länge aufweisen.
10B ist eine seitliche Rissansicht des Filters 1000 der 10A und 10B. Das Bandpassfilter 1000 kann eine Vielzahl von dielektrischen Schichten (aus Gründen der Übersichtlichkeit in 10A transparent) umfassen. Bezug nehmend auf 10B können eine erste Schicht 1032, eine zweite Schicht 1036 und eine dritte Schicht 1040 gestapelt sein, um eine monolithische Struktur auszubilden. Leitfähige Schichten 1030, 1034, 1038, 1042 können auf den dielektrischen Schichten 1032, 1036, 1040 ausgebildet sein. Die leitfähige Schicht 1030 kann auf einer unteren Fläche der ersten dielektrischen Schicht 1032 ausgebildet sein. Leitfähige Schichten 1034, 1038 können auf einer oberen Fläche beziehungsweise einer unteren Fläche der zweiten dielektrischen Schicht 1036 ausgebildet sein. Die leitfähige Schicht 1042 kann auf einer oberen Fläche der dritten dielektrischen Schicht 1040 ausgebildet sein.
Die 11 A bis 11D sind eine Serie aufeinanderfolgender Draufsichten des Filters 600 der 10A und 10B, wobei in jeder Figur eine zusätzliche dielektrische Schicht gezeigt ist. Insbesondere veranschaulicht 11A eine Montagefläche 1028, beispielsweise eine gedruckte Leiterplatte. Die erste leitfähige Schicht 1030 kann die Masseebene 1008 umfassen, die auf einer unteren Fläche und einer oberen Fläche der ersten Schicht 1030 ausgebildet sein kann. 11B veranschaulicht zusätzlich die zweite leitfähige Schicht 1034, die auf der ersten dielektrischen Schicht 1032 ausgebildet ist. Die zweite leitfähige Schicht 1034 kann den ersten Kondensator 1014, den zweiten Kondensator 1018, den dritten Kondensator 1022 und den vierten Kondensator 1026 umfassen. 11C veranschaulicht zusätzlich die dritte leitfähige Schicht 1038, die auf der zweiten dielektrischen Schicht 1036 ausgebildet ist. Die dritte leitfähige Schicht 1038 kann Abschnitte des Signalpfads 1006 und des ersten Induktors 1012 umfassen. 11 D veranschaulicht die vierte leitfähige Schicht 1042, die auf der vierten dielektrischen Schicht 1040 ausgebildet ist. Die vierte leitfähige Schicht 1042 kann den zweiten Induktor 1016, den dritten Induktor 1022 und den vierten Induktor 1024 umfassen. Die dielektrischen Schichten 1032, 1036, 1040 sind transparent, um die relativen Verschiebungen der verschiedenen strukturierten leitfähigen Schichten 1030, 1034, 1038, 1042 zu zeigen.
ANWENDUNGEN
Die verschiedenen Ausführungsformen des hier beschriebenen Filters können in jeder geeigneten Art von elektrischer Komponente Anwendung finden. Das Filter kann eine besondere Anwendung in Vorrichtungen finden, die Hochfrequenz-Funksignale empfangen, senden oder anderweitig verwenden. Zu Beispielanwendungen gehören Smartphones, Signalrepeater (z. B. kleine Zellen), Relaisstationen und Radar.
Beispiele
Computermodellierung wurde genutzt, um Mehrschichthochfrequenzfilter gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung zu simulieren. Zusätzlich wurden Filter gebaut und geprüft. Es versteht sich, dass die folgenden Abmessungen lediglich als Beispiele angegeben sind und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.

Die Kondensatoren des vorstehend unter Bezugnahme auf 3A bis 4E beschriebenen Mehrschichtfilters 300 können so dimensioniert sein, dass sie die folgenden Flächen und das folgende Verhältnis aufweisen: Tabelle 1: Beispielhafte Flächen und Verhältnisse für das Mehrschichtfilter 300

	Erster Kondensator	Zweiter Kondensator	Dritter Kondensator	Vierter Kondensator
Gesamte Überlappungsfläche (mm²)	0,153	0,0575	0,0275	0,0625
Fläche des Vorsprungs (mm²)	0,0275	0,0125	0,0025	0,010
Verhältnis von Überlappungsfläche zu Merkmal	5	4,6	11	6,25

Die Kondensatoren des vorstehend unter Bezugnahme auf 6A bis 7E beschriebenen Mehrschichtfilters 600 können so dimensioniert sein, dass sie die folgenden Flächen und das folgende Verhältnis aufweisen: Tabelle 2: Beispielhafte Flächen und Verhältnisse für das Mehrschichtfilter 600

	Erster Kondensator	Zweiter Kondensator	Dritter Kondensator	Vierter Kondensator
Gesamte Überlappungsfläche (mm²)	0,083	0,0375	0,020	0,0375
Fläche des Vorsprungs (mm²)	0,0026	-	-	-
Fläche der Ausnehmung (mm²)	-	0,0026	-	0,0026
Verhältnis von Überlappungsfläche zu Merkmal	32	42	-	15

Die Kondensatoren des vorstehend unter Bezugnahme auf 8A bis 9E beschriebenen Mehrschichtfilters 800 können so dimensioniert sein, dass sie die folgenden Flächen und das folgende Verhältnis aufweisen: Tabelle 3: Beispielhafte Flächen und Verhältnisse für das Mehrschichtfilter 800

	Erster Kondensator	Zweiter Kondensator	Dritter Kondensator	Vierter Kondensator
Gesamte Überlappungsfläche (mm²)	0,065	0,015	0,013	0,018
Fläche des Vorsprungs (mm²)	0,0026	-	0,0026	-
Fläche der Ausnehmung (mm²)	-	0,0052	-	0,0026
Verhältnis von Überlappungsfläche zu Merkmal	25	3	5	7

Die Kondensatoren des vorstehend unter Bezugnahme auf 10A bis 11E beschriebenen Mehrschichtfilters 1000 können so dimensioniert sein, dass sie die folgenden Flächen und das folgende Verhältnis aufweisen: Tabelle 4: Beispielhafte Flächen und Verhältnisse für das Mehrschichtfilter 1000

	Erster Kondensator	Zweiter Kondensator	Dritter Kondensator	Vierter Kondensator
Gesamte Überlappungsfläche (mm²)	0,044	0,013	0,010	0,010
Fläche des Vorsprungs (mm²)	0,0026	-	-	-
Fläche der Ausnehmung (mm²)	-	0,0026	-	-
Verhältnis von Überlappungsfläche zu Merkmal	17	5	-	-

Die Dicken der dielektrischen Schichten können im Allgemeinen kleiner als etwa 180 Mikrometer sein. Beispielsweise können in einigen Ausführungsformen die ersten Schichten 304, 632, 832, 1032 etwa 60 Mikrometer dick sein. Die zweiten Schichten 304, 636, 836, 1036 können etwa 20 Mikrometer dick sein. Somit sind in diesen Beispielen die entsprechenden Schichten des ersten bis vierten Kondensators in der Z-Richtung um jeweils 20 Mikrometer beabstandet. Die dritten Schichten 308, 640, 840, 1040 können etwa 60 Mikrometer dick sein.
Die Gesamtlänge der Filter 300, 600, 800, 1000 betrug 4,3 mm, die Gesamtbreiten betrugen ca. 4 mm. Die Gesamtdicken betrugen 230 Mikrometer.
In den 12-17 sind Prüfergebnisse und Simulationsdaten für die verschiedenen Filter dargestellt. Unter Bezugnahme auf 12 wurde ein Mehrschichtfilter gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung gebaut und geprüft. Gemessene Einlassdämpfungswerte (S₂₁) und gemessene Rückflussdämpfungswerte (S₁₁) sind von 0 GHz bis 45 GHz eingezeichnet. Simulierte Einlassdämpfungswerte (S₂₁) und simulierte Rückflussdämpfungswerte (S₁₁) sind zwischen 0 GHz bis 35 GHz eingezeichnet. Das gemessene Durchlassband liegt zwischen 13,2 GHz und etwa 15,8 GHz.
Bezug nehmend auf 13 wurde ein Mehrschichtfilter gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung gebaut und geprüft. Gemessene Einlassdämpfungswerte (S₂₁) und gemessene Rückflussdämpfungswerte (S₁₁) sind von 0 GHz bis 45 GHz eingezeichnet. Simulierte Einlassdämpfungswerte (S₂₁) und simulierte Rückflussdämpfungswerte (S₁₁) sind zwischen 0 GHz bis 35 GHz eingezeichnet. Das Durchlassband liegt zwischen 16,1 GHz und etwa 18,2 GHz.
Bezug nehmend auf 14 wurde das vorstehend unter Bezugnahme auf 3A bis 4E beschriebene Mehrschichtfilter 300 simuliert und gebaut und physisch geprüft. Gemessene Einlassdämpfungswerte (S₂₁) und gemessene Rückflussdämpfungswerte (S₁₁) sind von 0 GHz bis 45 GHz eingezeichnet. Simulierte Einlassdämpfungswerte (S₂₁) und simulierte Rückflussdämpfungswerte (S₁₁) sind zwischen 0 GHz bis 35 GHz eingezeichnet. Das Durchlassband liegt zwischen 17,0 GHz und etwa 21,2 GHz.
Bezug nehmend auf 15 wurde das vorstehend unter Bezugnahme auf 6A bis 7D beschriebene Mehrschichtfilter 600 simuliert. Simulierte Einlassdämpfungswerte (S₂₁) und simulierte Rückflussdämpfungswerte (S₁₁) sind zwischen 0 GHz bis 50 GHz eingezeichnet. Das Durchlassband liegt zwischen 24,6 GHz und etwa 27,8 GHz.
Bezug nehmend auf 16 wurde das vorstehend unter Bezugnahme auf 8A bis 9D beschriebene Mehrschichtfilter 800 simuliert. Simulierte Einlassdämpfungswerte (S₂₁) und simulierte Rückflussdämpfungswerte (S₁₁) sind zwischen 0 GHz bis 55 GHz eingezeichnet. Das Durchlassband liegt zwischen 34,6 GHz und etwa 37,4 GHz.
Bezug nehmend auf 17 wurde das vorstehend unter Bezugnahme auf 10A bis 11D beschriebene Mehrschichtfilter 1000 simuliert. Simulierte Einlassdämpfungswerte (S₂₁) und simulierte Rückflussdämpfungswerte (S₁₁) sind zwischen 0 GHz bis 70 GHz eingezeichnet. Das Durchlassband liegt zwischen 42,9 GHz und etwa 46,6 GHz.
Prüfverfahren
Bezug nehmend auf 18 kann eine Prüfanordnung 1800 verwendet werden, um Leistungsmerkmale, wie etwa Einlassdämpfung und Rückflussdämpfung, eines Mehrschichtfilters 1802 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung zu prüfen. Das Filter 1802 kann an einer Prüfplatte 1804 montiert sein. Mit der Prüfplatte 1804 wurden jeweils eine Eingangsleitung 1806 und eine Ausgangsleitung 1808 verbunden. Die Prüfplatte 1804 kann Mikrostreifenleitungen 1810 umfassen, die die Eingangsleitung 1806 mit einem Eingang des Filters 1802 elektrisch verbinden und die Ausgangsleitung 1808 mit einem Ausgang des Filters 1802 elektrisch verbinden. Unter Verwendung eines Quellensignalgenerators 1806 (z. B. eine Quellenmesseinheit (Source Measure Unit, SMU) der Keithley 2400 Serie, beispielsweise eine Keithley 2410-C SMU) wurde an die Eingangsleitung ein Eingangssignal angelegt, und der resultierende Ausgang des Filters 1802 wurde an der Ausgangsleitung 1808 gemessen (z. B. unter Verwendung des Quellensignalgenerators). Dies wurde für verschiedene Konfigurationen des Filters wiederholt.
Diese und andere Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung können vom Durchschnittsfachmann praktiziert werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus versteht es sich, dass Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen sowohl ganz als auch teilweise ausgetauscht werden können. Ferner versteht der Durchschnittsfachmann, dass die vorstehende Beschreibung nur beispielhaft ist und die Offenbarung, die in solchen beigefügten Ansprüchen so weiter beschrieben ist, nicht einschränken soll.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/782496 [0001]

Claims

Mehrschicht-Elektronikvorrichtung umfassend: eine Vielzahl von dielektrischen Schichten, die in einer Z-Richtung gestapelt sind, die senkrecht zu einer X-Y-Ebene ist; eine erste leitfähige Schicht, die eine von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert; und eine zweite leitfähige Schicht, die eine weitere von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert und in Z-Richtung von der ersten leitfähigen Schicht beabstandet ist, wobei die zweite leitfähige Schicht die erste leitfähige Schicht in der X-Y-Ebene an einer Überlappungsfläche überlappt, um einen Kondensator auszubilden, und wobei die erste leitfähige Schicht ein Paar paralleler Kanten an einer Grenze der Überlappungsfläche aufweist, und wobei die erste leitfähige Schicht eine versetzte Kante innerhalb der Überlappungsfläche aufweist, die parallel zu dem Paar paralleler Kanten ist, und wobei die versetzte Kante von mindestens einer des Paars paralleler Kanten um einen versetzten Abstand versetzt ist, der weniger als etwa 500 Mikrometer beträgt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste leitfähige Schicht eine erste Breite zwischen dem Paar paralleler Kanten und eine zweite Breite an der versetzten Kante in einer Richtung senkrecht zu der versetzten Kante aufweist, und wobei die zweite Breite größer als die erste Breite ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste leitfähige Schicht eine erste Breite zwischen dem Paar paralleler Kanten und eine zweite Breite an der versetzten Kante in einer Richtung senkrecht zu der versetzten Kante aufweist, und wobei die zweite Breite kleiner als die erste Breite ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich eine Breitendiskontinuitätskante zwischen der versetzten Kante und der mindestens einen von dem Paar paralleler Kanten erstreckt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Breitendiskontinuitätskante mindestens etwa 30 Mikrometer von der Grenze der Überlappungsfläche entfernt angeordnet ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste leitfähige Schicht einen Vorsprung aufweist, der sich außerhalb des Paars paralleler Kanten und innerhalb der Überlappungsfläche erstreckt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Vorsprung eine Fläche in der X-Y-Ebene aufweist, die weniger als etwa 0,2 mm² beträgt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste leitfähige Schicht eine Ausnehmung innerhalb der Überlappungsfläche aufweist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Ausnehmung eine Fläche in der X-Y-Ebene aufweist, die weniger als etwa 0,2 mm² beträgt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die versetzte Kante eine Länge in einer Richtung parallel zu dem Paar paralleler Kanten aufweist, die weniger als etwa 500 Mikrometer beträgt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kondensator eine Überlappungsfläche aufweist, die weniger als etwa 0,5 mm² beträgt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kondensator ein Verhältnis von Überlappungsfläche und Merkmalsbereich aufweist, das größer als etwa 2 ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste leitfähige Schicht und die zweite leitfähige Schicht in der Z-Richtung um weniger als etwa 100 Mikrometer voneinander beabstandet sind.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kondensator selbstausrichtend ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, umfassend ein dielektrisches Material, angeordnet zwischen der ersten leitfähigen Schicht und der zweiten leitfähigen Schicht, wobei das dielektrische Material eine Dielektrizitätskonstante aufweist, die entsprechend IPC TM-650 2.5.5.3 bei einer Betriebstemperatur von 25 °C und einer Frequenz von 1 MHz von etwa 5 bis etwa 8 reicht.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 15, ferner umfassend ein weiteres dielektrisches Material mit einer Dielektrizitätskonstante, die entsprechend IPC TM-650 2.5.5.3 bei einer Betriebstemperatur von 25 °C und von 1 MHz von etwa 1 bis etwa 4 reicht.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung als ein Filter konfiguriert ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Filter eine Kennfrequenz aufweist, die größer als etwa 6 GHz ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Kennfrequenz mindestens eine von einer Tiefpassfrequenz, einer Hochpassfrequenz oder einer oberen Grenze einer Bandpassfrequenz umfasst.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Masseebene und eine Durchkontaktierung, die mindestens eine von der ersten leitfähigen Schicht oder der zweiten leitfähigen Schicht mit der Masseebene elektrisch verbindet.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein dielektrisches Material mit einer Dielektrizitätskonstante, die kleiner als etwa 100 ist, wie entsprechend IPC TM-650 2.5.5.3 bei einer Betriebstemperatur von 25 °C und einer Frequenz von 1 MHz bestimmt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein dielektrisches Material mit einer Dielektrizitätskonstante, die größer als etwa 100 ist, wie entsprechend IPC TM-650 2.5.5.3 bei einer Betriebstemperatur von 25 °C und einer Frequenz von 1 MHz bestimmt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein dielektrisches Material, das ein Epoxyd umfasst.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein organisches dielektrisches Material.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das organische dielektrische Material mindestens ein Flüssigkristallpolymer oder Polyphenylether umfasst.
Verfahren zum Ausbilden einer Mehrschicht-Elektronikvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Vielzahl von dielektrischen Schichten; Ausbilden einer ersten leitfähigen Schicht, die eine von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert, wobei die erste leitfähige Schicht ein Paar paralleler Kanten und eine versetzte Kante aufweist, die parallel zu dem Paar paralleler Kanten ist, und wobei die versetzte Kante von mindestens einer von dem Paar paralleler Kanten um einen Versatzabstand versetzt ist, der weniger als etwa 500 Mikrometer beträgt; Ausbilden einer zweiten leitfähigen Schicht, die eine weitere von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert; Stapeln der Vielzahl von dielektrischen Schichten in einer Z-Richtung, die senkrecht zu einer X-Y-Ebene ist, sodass die erste leitfähige Schicht die zweite leitfähige Schicht in der X-Y-Ebene an einer Überlappungsfläche überlappt, und sodass das Paar paralleler Kanten der ersten leitfähigen Schicht eine Grenze der Überlappungsfläche schneidet, und sodass eine versetzte Kante der ersten leitfähigen Schicht innerhalb der Überlappungsfläche angeordnet ist.
Verfahren zum Konstruieren eines Kondensators einer Mehrschicht-Elektronikvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Berechnen einer Zielüberlappungsfläche; Auswählen von Abmessungen einer Überlappungsfläche auf der Zielüberlappungsfläche; und Dimensionieren eines Versatzabstands zwischen einer versetzten Kante und mindestens einer von einem Paar paralleler Kanten einer leitfähigen Schicht, um eine Größe der Überlappungsfläche anzupassen und eine Differenz zwischen der Größe der Überlappungsfläche und einer Größe der Zielüberlappungsfläche zu verringern, wobei das Paar paralleler Kanten der leitfähigen Schicht an der Grenze der Überlappungsfläche angeordnet ist und wobei die versetzte Kante innerhalb der Überlappungsfläche angeordnet ist.