DE112019006378T5

DE112019006378T5 - Mehrschicht-elektronikvorrichtung mit einem hochpräzisen induktor

Info

Publication number: DE112019006378T5
Application number: DE112019006378.2T
Authority: DE
Inventors: Kwang Choi; Marianne Berolini
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: TWI807148B; TW202033073A; US20200205285A1; CN113228503A; JP7288056B2; US11595013B2; WO2020132187A9; JP2022515143A; WO2020132187A1

Abstract

Eine Mehrschicht-Elektronikvorrichtung kann eine Vielzahl dielektrischer Schichten und einen Signalpfad mit einem Eingang und einem Ausgang umfassen. Ein Induktor kann eine leitfähige Schicht umfassen, die auf einer von der Vielzahl von dielektrischen Schichten ausgebildet ist und an einer ersten Position mit dem Signalpfad elektrisch verbunden sein kann und an einer zweiten Position mit mindestens einem/r von einem Signalpfad oder einer Masse elektrisch verbunden sein kann. Der Induktor kann einen Außenumfang aufweisen, der eine erste gerade Kante umfasst, die in einer ersten Richtung nach außen gewandt ist, und eine zweite gerade Kante, die parallel zu der ersten geraden Kante ist und in der ersten Richtung nach außen gewandt ist; Die zweite gerade Kante kann von der ersten geraden Kante um einen Versatzabstand versetzt sein, der weniger als etwa 500 Mikrometer und weniger als etwa 90 % einer ersten Breite des Induktors in der ersten Richtung an der ersten geraden Kante beträgt.

Description

Verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldungen mit der Seriennr. 62/782,501 , eingereicht am 20. Dezember 2018, und 62/850,106 , eingereicht am 20. Mai 2019, die durch Bezugnahme in vollem Umfang in dieses Dokument aufgenommen werden.
Hintergrund der Offenbarung
Mehrschicht-Elektronikvorrichtungen umfassen häufig Induktoren. Zum Beispiel umfassen Mehrschichtfilter häufig einen oder mehrere Induktoren, die so ausgelegt sind, dass sie sehr spezifische Kapazitätswerte bereitstellen. Eine präzise Steuerung der Induktivität derartiger Induktoren kann jedoch schwierig zu erreichen sein, da sie eine präzise Steuerung der Abmessungen des Induktors umfasst.
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 häufig Induktoren mit sehr niedrigen, aber präzisen Induktivitätswerten. Die Erzielung niedrigerer Induktivitätswerte erfordert kleinere Induktoren, was die Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der präzisen Steuerung der Induktivitätswerte weiter erhöht. Daher wäre ein Mehrschichtfilter mit einem hochpräzisen Induktor in der Technik zu begrüßen.
Abriss der Offenbarung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Mehrschicht-Elektronikvorrichtung eine Vielzahl dielektrischer Schichten und einen Signalpfad mit einem Eingang und einem Ausgang umfassen. Die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung kann einen Induktor mit einer ersten leitfähigen Schicht umfassen, die eine von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert. 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. Der Induktor kann einen Außenumfang aufweisen, umfassend eine erste gerade Kante, die in einer ersten Richtung nach außen weist, und eine zweite gerade Kante, die parallel zu der ersten geraden Kante ist und in der ersten Richtung nach außen weist. Die zweite gerade Kante kann von der ersten geraden Kante um einen Versatzabstand versetzt sein, der weniger als etwa 500 Mikrometer und weniger als etwa 90 % einer ersten Breite des Induktors in der ersten Richtung an der ersten geraden Kante beträgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Ausbilden einer Mehrschicht-Elektronikvorrichtung ein Bereitstellen einer Vielzahl dielektrischer Schichten und ein Ausbilden einer Vielzahl von leitfähigen Schichten auf mindestens einigen von der Vielzahl dielektrischer Schicht umfassen, um einen Signalpfad mit einem Eingang und einem Ausgang auszubilden. Der Signalpfad kann einen Induktor umfassen, der an einer ersten Position mit dem Signalpfad elektrisch verbunden ist und an einer zweiten Position mit mindestens einem/r von dem Signalpfad oder einer Masse elektrisch verbunden ist. Der Induktor kann einen Außenumfang aufweisen, umfassend eine erste gerade Kante, die in einer ersten Richtung nach außen weist, und eine zweite gerade Kante, die parallel zu der ersten geraden Kante ist und in der ersten Richtung nach außen weist. Die zweite gerade Kante kann von der ersten geraden Kante um einen Versatzabstand versetzt sein, der weniger als etwa 500 Mikrometer und weniger als etwa 90 % einer ersten Breite des Induktors in der ersten Richtung an der ersten geraden Kante beträgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Konstruieren eines Induktors für eine Mehrschicht-Elektronikvorrichtung ein Auswählen einer effektiven Länge und einer Breite für den Induktor auf Grundlage eines Zielinduktivitätswerts für den Induktor umfassen. Das Verfahren kann das Dimensionieren eines Versatzabstands im Zusammenhang mit einem Vorsprung des Induktors umfassen. Der Versatzabstand kann zwischen einer ersten geraden Kante eines Umfangs des Induktors und einer zweiten geraden Kante des Umfangs des Induktors liegen. Der Versatzabstand kann weniger als etwa 500 Mikrometer und weniger als etwa 90 % einer ersten Breite des Induktors in der ersten Richtung an der ersten geraden Kante betragen. Die erste gerade Kante kann in einer ersten Richtung nach außen gewandt sein, und die zweite gerade Kante kann parallel zur ersten geraden Kante und kann in der ersten Richtung nach außen gewandt 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;
5A eine Draufsicht des dritten Induktors des Filters ist, das vorstehend unter Bezugnahme auf die 3A bis 4E beschrieben wird;
5B eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Induktors, umfassend ein Paar von Vorsprüngen gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung, ist;
5C eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Induktors, umfassend einen Vorsprung gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung, ist;
5D eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Induktors, umfassend ein Paar von Vorsprüngen gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung, ist;
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 der 8A und 8B sind, wobei in jeder sequentiellen Figur eine zusätzliche Schicht gezeigt ist;
10A eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Mehrschichtfilters gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist;
10B ist eine seitliche Rissansicht des Filters aus 10A;
Die 11 A 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 eine Vielzahl dielektrischer Schichten und einen Signalpfad mit einem Eingang und einem Ausgang umfasst. Die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung umfasst einen Induktor, der eine erste leitfähige Schicht umfasst, ausgebildet auf einer von der Vielzahl von dielektrischen Schichten. 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.
Der Induktor kann einen Außenumfang aufweisen, umfassend eine erste gerade Kante, die in einer ersten Richtung nach außen weist, und eine zweite gerade Kante, die parallel zu der ersten geraden Kante ist und in der ersten Richtung nach außen weist. Die zweite gerade Kante kann von der ersten geraden Kante um einen Versatzabstand versetzt sein, der weniger als etwa 500 Mikrometer und weniger als etwa 90 % einer ersten Breite des Induktors in der ersten Richtung an der ersten geraden Kante beträgt.
Dem Versatzabstand kann ein Vorsprung zugeordnet sein. Der Vorsprung kann die durchschnittliche Breite des Induktors geringfügig erhöhen und verringert die Induktivität des Induktors. Die Induktivität ist im Allgemeinen proportional zur Länge eines Induktors, aber umgekehrt proportional zu einer Breite des Induktors. Mit anderen Worten, die Induktivität kann proportional zu einem Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite des induktiven Elements sein. Somit können kleine Anpassungen der Breite und Länge induktiver Elemente zur Feinabstimmung der Induktivität genutzt werden. Folglich können solche Vorsprünge eine genauere Anpassung der Induktivität des Induktors bereitstellen als die Anpassung der gesamten Breite des Induktors.
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 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 der leitfähigen Schicht 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.
Die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung kann 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 der Induktor mindestens eine Ecke umfassen. Die Ecke kann einen Winkel aufweisen, der größer als etwa 20 Grad ist (z. B. 90 Grad). Der Induktor kann in einigen Ausführungsformen eine bis neun Ecken oder mehr aufweisen, wobei der Induktor weniger als sechs Ecken, in einigen Ausführungsformen weniger als vier Ecken, in einigen Ausführungsformen weniger als drei Ecken und in einigen Ausführungsformen weniger als zwei Ecken aufweisen kann. In einigen Ausführungsformen kann der Induktor frei von jeglicher Ecke sein. In einigen Ausführungsformen kann der Induktor eine vollständige „Schleife“ oder weniger definieren. Beispielsweise kann der Induktor weniger als eine Hälfte einer „Schleife“ definieren.
In einigen Ausführungsformen können mindestens einige der dielektrischen Schichten Dicken 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 sind. Beispielsweise kann die leitfähige Schicht des Induktors auf einer dielektrischen Schicht mit einer Dicke von weniger als etwa 180 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 100 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 80 Mikrometer ausgebildet sein.
In den dielektrischen Schichten können eine oder mehrere Durchkontaktierungen ausgebildet sein. Die Durchkontaktierung(en) kann/können die verschiedenen leitfähigen Schichten elektrisch verbinden. Beispielsweise kann in der dielektrischen Schicht, auf der die leitfähige Schicht des Induktors ausgebildet ist, eine Durchkontaktierung ausgebildet sein. Eine solche Durchkontaktierung kann den Induktor mit einem anderen Teil des Filters verbinden, beispielsweise als ein Abschnitt des Signalpfads oder der Masse (z. B. einer Masseebene). In einigen Ausführungsformen kann die Länge einer solchen Durchkontaktierung in einer Z-Richtung gleich der Dicke der dielektrischen Schicht sein, in der eine solche Durchkontaktierung ausgebildet ist. Beispielsweise kann eine solche Durchkontaktierung eine Länge aufweisen, die geringer als etwa 180 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen geringer als etwa 100 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen geringer als etwa 80 Mikrometer ist.
In einigen Ausführungsformen kann eine Serie von Durchkontaktierungen und Zwischenschichten vertikal angeordnet sein, um den Induktor mit einer anderen leitfähigen Schicht, wie etwa der Masseebene oder einem Abschnitt des Signalpfads, zu verbinden. Eine vertikale Gesamtlänge in Z-Richtung der Serie von Durchkontaktierungen und Zwischenschichten kann von etwa 10 Mikrometer bis etwa 500 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen von etwa 30 Mikrometer bis etwa 300 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen von etwa 40 Mikrometer bis etwa 200 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen von etwa 60 Mikrometer bis etwa 150 Mikrometer reichen.
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 Mehrschichtfilter konfiguriert sein. Das Mehrschichtfilter 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 Mehrschichtfilter kann hervorragende Leistungseigenschaften aufweisen, beispielsweise geringe Einlassdämpfung für Frequenzen innerhalb eines Durchlassbandfrequenzbereichs des Mehrschichtfilters. 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 Mehrschichtfilter 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 Mehrschichtfilter 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 Mehrschichtfilter kann auch konsistente Leistungsmerkmale (z. B. Einlassdämpfung, Rückflussdämpfung usw.) über einen breiten Temperaturbereich aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Einlassdämpfung des Mehrschichtfilters über große Temperaturbereiche um weniger als 5 dB oder weniger variieren. Beispielsweise kann das Mehrschichtfilter eine erste Einlassdämpfung bei etwa 25 °C und bei einer ersten Frequenz aufweisen. Das Mehrschichtfilter 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 Induktor umfasst. Beispielsweise kann die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung ein Mehrschichtinduktor, ein Mehrschichtinduktorarray, 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 Induktors einer Mehrschicht-Elektronikvorrichtung eine präzise Steuerung der Induktivität des Induktors erreicht werden kann. Insbesondere kann eine durchschnittliche Breite des Induktors unter Verwendung eines oder mehrerer Vorsprünge präzise eingestellt werden. Die Vorsprünge können eine hervorragende Einstellung eines Verhältnisses der Länge zur durchschnittlichen Breite des Induktors bereitstellen, was eine präzise Steuerung des Induktivitätswerts des Induktors ermöglicht.
Die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung kann leitfähige Schichten umfassen. 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.
Für einen solchen Prozess ist eine finite Auflösung erreichbar. Eine „minimale Leitungsbreite“ kann als kleinste, genau herstellbare Merkmalsgröße des angewandten Prozesses definiert werden. In einigen Ausführungsformen kann die minimale Leitungsbreite etwa 100 Mikrometer oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 75 Mikrometer oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 50 Mikrometer oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 20 Mikrometer oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 10 Mikrometer oder weniger und in einigen Ausführungsformen etwa 5 Mikrometer oder weniger betragen. Eine „minimale Flächeneinheit“ kann als Quadrat der minimalen Leitungsbreite definiert sein. Die minimale Flächeneinheit kann etwa 0,01 mm² oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 0,005 mm² oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 0,0025 mm², und in einigen Ausführungsformen etwa 0,0001 mm² oder weniger betragen.
In einigen Ausführungsformen können Induktoren verwendet werden, die kurz und/oder breit sind, um sehr niedrige Induktivitätswerte zu erreichen. Solche niedrigen Induktivitätswerte können für Hochfrequenzanwendungen wünschenswert sein. Ein Verhältnis von Länge zu durchschnittlicher Breite kann als die Länge des Induktors, dividiert durch eine durchschnittliche Breite des Induktors definiert sein. In einigen Ausführungsformen kann das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite kleiner als etwa 60, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 20, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 10, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 8, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 6, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 4, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 2, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1 und in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 0,5 sein.
Der Induktor kann eine durchschnittliche Breite aufweisen, die kleiner als etwa 1000 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 500 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 300 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 200 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 100 Mikrometer ist.
In einigen Ausführungsformen kann der Induktor eine effektive Länge zwischen der ersten Position und der zweiten Position aufweisen. Die effektive Länge kann als die Länge entlang der leitfähigen Schicht zwischen der ersten Position und der zweiten Position definiert sein. Zum Beispiel kann die effektive Länge gleich einer Summe von Längen verschiedener gerader Abschnitte des Induktors (z. B. in der X-Y-Ebene) sein, die zwischen der ersten Position und der zweiten Position verbunden sind. Die effektive Länge des Induktors kann weniger als etwa 5 mm, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 3 mm, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 2 mm, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 1 mm, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 800 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 500 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 300 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 200 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 100 Mikrometer betragen.
Der Induktor kann ein Merkmal (z. B. einen Vorsprung) umfassen, das die Breite des Induktors geringfügig erhöht, was die Induktivität des Induktors geringfügig verringern kann. Insbesondere kann der Induktor einen Außenumfang aufweisen, der eine erste gerade Kante umfasst, die in einer ersten Richtung nach außen weist, und eine zweite gerade Kante, die parallel zu der ersten geraden Kante ist und in der ersten Richtung nach außen weist. Die zweite gerade Kante kann von der ersten geraden Kante um einen Versatzabstand versetzt sein. Der Vorsprung kann durch Versetzen der zweiten geraden Kante von der ersten geraden Kante ausgebildet 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. Der Versatzabstand kann etwa 8 minimale Leitungsbreiten oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 4 minimale Leitungsbreiten oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 2 minimale Leitungsbreiten oder weniger und in einigen Ausführungsformen etwa 1 minimale Leitungsbreite betragen.
Der Versatzabstand kann etwa 90 Prozent oder weniger einer ersten Breite des Induktors in der ersten Richtung an der ersten geraden Kante betragen, in einigen Ausführungsformen 80 Prozent oder weniger, in einigen Ausführungsformen 70 Prozent oder weniger, in einigen Ausführungsformen 60 Prozent oder weniger, in einigen Ausführungsformen 50 Prozent oder weniger, 40 Prozent oder weniger, in einigen Ausführungsformen 30 Prozent oder weniger, in einigen Ausführungsformen 20 Prozent oder weniger, in einigen Ausführungsformen 10 Prozent oder weniger, in einigen Ausführungsformen 5 Prozent oder weniger und in einigen Ausführungsformen 2 Prozent oder weniger Der Vorsprung kann das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite des Induktors um 30 Prozent oder weniger, in einigen Ausführungsformen um 20 Prozent oder weniger, in einigen Ausführungsformen um 10 Prozent oder weniger, in einigen Ausführungsformen um 5 Prozent oder weniger und in einigen Ausführungsformen um 2 Prozent oder weniger verringern.
Folglich kann ein Verhältnis der zweiten Breite des Induktors an der zweiten geraden Kante zur ersten Breite des Induktors an der ersten geraden Kante kleiner als 1,9, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1,8, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1,7, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1,6, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1,5, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1,4, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1,3, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1,2, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1,1, in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1,05 in einigen Ausführungsformen kleiner als etwa 1,02 sein. In einigen Ausführungsformen kann das Verhältnis der zweiten Breite des Induktors an der zweiten geraden Kante zur ersten Breite des Induktors an der ersten geraden Kante größer als etwa 1,02, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 1,05, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 1,1, in einigen Ausführungsformen größer als etwa 1,2 sein. Solche Abmessungen können es dem Vorsprung ermöglichen, die Breite des Induktors an dem Vorsprung feinabzustimmen und dadurch die Induktivität des Induktors feinabzustimmen.
In einigen Ausführungsformen kann der Vorsprung oder Ansatz eine effektive Länge von etwa 70 Mikrometer oder mehr, in einigen Ausführungsformen von mehr als etwa 100 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen von mehr als etwa 120 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen von mehr als etwa 150 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen von mehr als etwa 200 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen von mehr als etwa 220 Mikrometer aufweisen.
In einigen Ausführungsformen kann der Induktor mehrere Vorsprünge umfassen. Zum Beispiel kann der Induktor ein Paar Vorsprünge umfassen. Das Paar Vorsprünge kann symmetrisch um eine Mittellinie des Induktors sein, die sich von der ersten Position zu der zweiten Position entlang des Induktors erstreckt. In einigen Ausführungsformen kann das Paar Vorsprünge symmetrisch um eine Quermittellinie sein.
Eine Breitendiskontinuitätskante kann sich zwischen der ersten geraden Kante und der zweiten geraden Kante erstrecken. Die Breitendiskontinuitätskante kann senkrecht zur ersten geraden Kante und zweiten geraden Kante sein. Die Breitendiskontinuitätskante kann von einer Ecke einer Längsmittellinie des Induktors um mindestens etwa 30 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen um mindestens etwa 50 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen um mindestens etwa 80 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen um mindestens etwa 100 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen um mindestens etwa 200 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen um mindestens etwa 300 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen um mindestens etwa 500 Mikrometer 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 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 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. Der dritte Induktor 356 kann an einem Vorsprung 364 eine größere Breite entlang anderer Abschnitte des dritten Induktors 356 aufweisen.
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.
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.
II. Beispielhafte Induktoren
Die Induktivität ist im Allgemeinen proportional zur Länge eines induktiven Elements, aber umgekehrt proportional zu einer Breite des induktiven Elements. Mit anderen Worten, die Induktivität kann proportional zu einem Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite des induktiven Elements sein. Somit können kleine Anpassungen der Breite und Länge eines induktiven Elements zur Feinabstimmung der Induktivität genutzt werden. Dies kann insbesondere für Induktoren mit sehr geringer Induktivität, beispielsweise für Hochfrequenzanwendungen, nützlich sein.
5A ist eine Draufsicht des dritten Induktors 356 des Filters 300, das vorstehend unter Bezugnahme auf die 3A bis 4E beschrieben wird. Wie vorstehend angegeben, kann der Induktor 356 an der ersten Position 357 und der zweiten Position 359 mit Durchkontaktierungen 360 verbunden sein.
Der Induktor 356 kann einen Außenumfang 502 umfassen. Der Außenumfang 502 kann die Grenze der leitfähigen Schicht definieren, die den Induktor 356 ausbildet. Der Außenumfang 502 kann eine erste gerade Kante 504 umfassen, die in einer ersten Richtung (z. B. der positiven Y-Richtung) nach außen gewandt ist. Der Außenumfang 502 kann eine zweite gerade Kante 506 umfassen, die parallel zu der ersten geraden Kante 504 ist und in der ersten Richtung (z. B. der positiven Y-Richtung) nach außen gewandt ist. Die zweite gerade Kante 506 kann von der ersten geraden Kante 504 um einen Versatzabstand 508 versetzt sein. Der Versatzabstand 508 kann weniger als etwa 500 Mikrometer betragen. In einigen Ausführungsformen kann der Versatzabstand 508 weniger als etwa 90 % einer ersten Breite 510 des Induktors an der ersten geraden Kante 504 betragen. In einigen Ausführungsformen kann der Versatzabstand 508 ungefähr gleich einer einzelnen minimalen Leitungsbreite 510 (z. B. etwa 50 Mikrometer) sein. Die minimale Leitungsbreite 510 (dargestellt durch Gitterpunkte in 5A) kann als die kleinste Merkmalsgröße definiert sein, die genau strukturiert werden kann.
Der Außenumfang 502 kann eine Breitendiskontinuitätskante 509 umfassen, die sich zwischen der ersten geraden Kante 504 und der zweiten geraden Kante 506 erstreckt. Die Breitendiskontinuitätskante 509 kann senkrecht zur ersten geraden Kante 504 und zweiten geraden Kante 506 sein.
Der Induktor 356 kann die erste Breite 510 an der ersten geraden Kante 504 (z. B. in der Nähe der Breitendiskontinuitätskante 509) aufweisen. Die erste Breite 510 kann in einer lokalen Breitenrichtung (z. B. der Y-Richtung) definiert sein, die senkrecht zur ersten geraden Kante 504 ist. Der Induktor 356 kann eine zweite Breite 512 an der zweiten geraden Kante 506 (z. B. in der Nähe der Breitendiskontinuitätskante 509) aufweisen. Die zweite Breite 512 kann in der lokalen Breitenrichtung (z. B. der Y-Richtung) definiert sein. Die zweite Breite 512 kann größer als die erste Breite 510 sein. Der Versatzabstand 508 kann gleich der zweiten Breite 512 minus der ersten Breite 510 sein.
Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 3A bis 4E beschrieben, kann der Induktor 356 an der ersten Position 537 und der zweiten Position 538 mit Durchkontaktierungen verbunden sein. Eine Längsmittellinie 514 kann sich entlang des Induktors 356 zwischen der ersten Position 537 und der zweiten Position 538 erstrecken. Die Längsmittellinie 514 kann eine Länge aufweisen, die gleich einer effektiven Länge des Induktors 356 ist. Die Längsmittellinie 514 kann eine oder mehrere Ecken 516 umfassen. Die Breitendiskontuitätskante 509 kann von einer Ecke 516 der Längsmittellinie 514 des Induktors 356 um einen Abstand 518 beabstandet sein. Der Abstand 518 kann mindestens 30 Mikrometer betragen. In diesem Beispiel entspricht der Abstand 518 einer effektiven Länge eines Ansatzes oder Vorsprungs 364, der dazu dient, die Breite des Induktors 356 zu vergrößern.
Der Induktor 356 kann eine Vielzahl von Breiten aufweisen, die in jeweiligen lokalen Breitenrichtungen definiert sind, die senkrecht zur Längsmittellinie 514 des Induktors 356 sind. Der Induktor 356 kann eine durchschnittliche Breite aufweisen, die ein Durchschnitt der Breiten des Induktors 356 ist, die jeweils durch Längen gewichtet sind, die einander entlang der Längsmittellinie 514 zugeordnet sind. Ein Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite des Induktors 356 kann als die effektive Länge des Induktors 356, dividiert durch eine durchschnittliche Breite des Induktors 356, definiert sein.
Das Abstimmen der Abmessungen (z. B. Versatzabstand 508, effektive Länge 518) des einen oder mehrerer Vorsprünge 364 kann genutzt werden, um die durchschnittliche Breite und das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite des Induktors 356 feinabzustimmen und dadurch die Induktivität des Induktors 356 feinabzustimmen. Beispielhafte durchschnittliche Breiten und Verhältnisse der Länge zur durchschnittlichen Breite sind im Abschnitt „Beispiele“ angegeben.
Bezug nehmend auf 5B kann ein Induktor 530 ähnlich einem dritten Induktor 820 eines Filters 800, beschrieben nachfolgend unter Bezugnahme auf die 8A bis 9E, sein, mit der Ausnahme, dass der in 5B veranschaulichte Induktor 530 Versatzkanten gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung umfasst.
Der Induktor 530 kann einen Außenumfang 532 umfassen. Der Außenumfang 532 kann die Grenze der leitfähigen Schicht definieren, die den Induktor 530 ausbildet. Der Außenumfang 502 kann eine erste gerade Kante 534 umfassen, die in einer ersten Richtung (z. B. der positiven Y-Richtung) nach außen gewandt ist. Der Außenumfang 532 kann eine zweite gerade Kante 536 umfassen, die parallel zu der ersten geraden Kante 534 ist und in der ersten Richtung (z. B. der positiven Y-Richtung) nach außen gewandt ist. Die zweite gerade Kante 536 kann von der ersten geraden Kante 534 um einen Versatzabstand 538 versetzt sein. Der Versatzabstand 538 kann weniger als etwa 500 Mikrometer betragen. In einigen Ausführungsformen kann der Versatzabstand 538 ungefähr gleich einer einzelnen minimalen Leitungsbreite 510 (z. B. etwa 50 Mikrometer) sein.
Der Außenumfang 532 kann eine Breitendiskontinuitätskante 539 umfassen, die sich zwischen der ersten geraden Kante 534 und der zweiten geraden Kante 536 (z. B. in der Y-Richtung) erstrecken. Die Breitendiskontinuitätskante 539 kann senkrecht zur ersten geraden Kante 534 und zweiten geraden Kante 536 sein.
Der Induktor 530 kann eine dritte gerade Kante 540 und eine zweite Diskontinuitätskante 542 aufweisen, die sich zwischen der zweiten geraden Kante 536 und der dritten geraden Kante 540 erstreckt. Die dritte gerade Kante 540 kann parallel und auf die erste gerade Kante 534 ausgerichtet sein, sodass ein Ansatz oder Vorsprung 544 ausgebildet wird. Der Vorsprung 544 kann eine Länge 546 in einer Richtung parallel zur zweiten geraden Kante 536 aufweisen.
Der Induktor 530 kann an einer ersten Position 550 und einer zweiten Position 552 mit Durchkontaktierungen verbunden sein. Eine Längsmittellinie 554 kann sich entlang des Induktors 530 zwischen der ersten Position 550 und der zweiten Position 552 erstrecken. Die Längsmittellinie 554 kann eine Länge 556 aufweisen, die gleich einer effektiven Länge des Induktors 530 ist.
Der Induktor 530 kann einen zusätzlichen Vorsprung 558 umfassen. Der zusätzliche Vorsprung 558 kann in Bezug auf gerade Kanten 560 und Breitendiskontinuitätskanten 561 des Außenumfangs 532 des Induktors 530 auf die gleiche Weise wie der Vorsprung 544 definiert sein. Ein Versatzabstand 562, der dem zusätzlichen Vorsprung 558 zugeordnet ist, kann auf die gleiche Weise wie der Vorsprung 544 zwischen den geraden Kanten 560 definiert sein.
Der zusätzliche Vorsprung 558 (einschließlich zugehöriger Breitendiskontinuitätskanten 561) kann symmetrisch um die Längsmittellinie 554 und/oder eine Quermittellinie 563 mit dem Vorsprung 554 (einschließlich zugehöriger Diskontinuitätskanten 539, 542) sein. Der gesamte Induktor 540 kann symmetrisch um die Längsmittellinie 554 und/oder die Quermittellinie 563 sein.
Der Induktor 530 kann eine erste Breite 564 an der ersten geraden Kante 534 aufweisen. Die erste Breite 564 kann in einer lokalen Breitenrichtung (z. B. der Y-Richtung) definiert sein, die senkrecht zur ersten geraden Kante 534 ist. Der Induktor 530 kann eine zweite Breite 566 an der zweiten geraden Kante 536 (z. B. in der Nähe der Breitendiskontinuitätskante 539) aufweisen. Die zweite Breite 566 kann in der lokalen Breitenrichtung (z. B. der Y-Richtung) definiert sein. Die zweite Breite 566 kann größer als die erste Breite 564 sein. In diesem Beispiel kann eine Differenz zwischen der zweiten Breite 566 und der ersten Breite 564 gleich der Summe der Versatzabstände 542, 561 sein.
Der Induktor 530 kann erste Längen 570 entlang der Längsmittellinie 554 aufweisen, zugeordnet der ersten Breite 564. Der Induktor 530 kann eine Länge entlang der zweiten Breite 566 aufweisen, die gleich der Länge des 546 der Vorsprünge 554, 558 ist. Der Induktor 530 kann eine durchschnittliche Breite aufweisen, die ein gewichteter Durchschnitt der Breiten 564, 566 des Induktors 530 gemäß den Längen 546, 570 sind, die den Breiten 564, 566 zugeordnet sind. Ein Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite des Induktors 530 kann als die effektive Länge 556 des Induktors 530, dividiert durch die durchschnittliche Breite des Induktors 530, definiert sein.
Das Abstimmen der Abmessungen und/oder Positionen eines oder mehrerer der Vorsprünge 558 kann genutzt werden, um die durchschnittliche Breite und das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite des Induktors 530 feinabzustimmen und dadurch die Induktivität des Induktors 530 feinabzustimmen. Beispielhafte durchschnittliche Breiten und Verhältnisse der Länge zur durchschnittlichen Breite sind im Abschnitt „Beispiele“ angegeben.
5C ist eine Draufsicht eines Induktors 572 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Der Induktor 572 kann einem dritten Induktor 1020 eines Filters 1000 ähnlich sein, das nachstehend unter Bezugnahme auf 10A bis 11D beschrieben wird, mit der Ausnahme, dass der Induktor 572 eine erste gerade Kante 576 und eine zweite gerade Kante 577 umfassen kann, die von der ersten geraden Kante 576 um einen Versatzabstand 575 in der oben unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschriebenen Weise versetzt ist. Die erste gerade Kante 576 kann senkrecht zur zweiten geraden Kante 577 sein. Eine Breitendiskontinuitätskante 578 kann zwischen den geraden Kanten 576, 577 verbunden sein. Die Breitendiskontinuitätskante 578 kann senkrecht zu den geraden Kante 576, 577 sein. Der Versatzabstand 575 kann in einer Richtung senkrecht zu den geraden Kanten 576, 577 definiert sein. Der Induktor 572 kann einen Vorsprung 574 umfassen, der der Breitendiskontinuitätskante 578 zugeordnet ist.
Der Induktor 572 kann an einer ersten Position 581 und einer zweiten Position 583 mit Durchkontaktierungen verbunden sein. Eine Längsmittellinie 571 kann zwischen der ersten Position und der zweiten Position 581, 583 definiert sein. Eine effektive Länge 579 des Induktors 572 kann entlang der Längsmittellinie 571 zwischen der ersten Position und zweiten Position 581, 583 definiert sein. Der Induktor 572 kann eine erste Breite 580 und eine zweite Breite 582 aufweisen, die in Bezug auf die Kanten 576, 577 auf die gleiche Weise definiert sein können, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben. Der Induktor 572 kann eine erste und zweite Länge 584, 585 aufweisen, die jeweils der ersten und der zweiten Breite 580, 582 zugeordnet sind.
Der Induktor 572 kann eine durchschnittliche Breite aufweisen, die ein gewichteter Durchschnitt der Breiten 580, 582 des Induktors 572 gemäß den jeweiligen zugeordneten Längen 584, 585 entlang der Längsmittellinie 571 ist. Ein Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite des Induktors 572 kann als die effektive Länge 579 des Induktors 572, dividiert durch die durchschnittliche Breite des Induktors 572, definiert sein. Das Abstimmen der Abmessungen und/oder Positionen der Vorsprünge 574 kann genutzt werden, um die durchschnittliche Breite und das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite des Induktors 572 feinabzustimmen und dadurch die Induktivität des Induktors 572 feinabzustimmen. Beispielhafte durchschnittliche Breiten und Verhältnisse der Länge zur durchschnittlichen Breite sind im Abschnitt „Beispiele“ angegeben.
Bezug nehmend auf 5D kann ein Induktor 587 zwei Vorsprünge 588 umfassen, die in Bezug auf verschiedene jeweilige gerade Kanten 589, Längen 596, versetzte Abstände 597 und Diskontinuitätskanten 596 in der unter Bezugnahme auf die 5A und 5B beschriebenen Weise definiert sind. Der Induktor 587 kann ähnlich einem vierten Induktor 1024 des Filters 1000, beschrieben nachfolgend unter Bezugnahme auf die 10A bis 11D, sein, mit der Ausnahme, dass der Induktor 587 die zwei Vorsprünge 588 umfasst.
Der Induktor 587 kann eine effektive Länge aufweisen, die gleich einer Summe einer ersten Länge 590 und einer zweiten Länge 591 entlang einer Längsmittellinie 592 zwischen einer ersten Position 593 und einer zweiten Position 594 ist. Die erste und zweite Länge 590, 591 können parallel zur Längsmittellinie 592 definiert sein. Der Induktor 587 und die Längsmittellinie 592 können eine Ecke 595 umfassen.
Der Induktor 587 kann, gemessen senkrecht zu den geraden Kanten 589, verschiedene Breiten aufweisen. Die verschiedenen Breiten können entlang der Längsmittellinie 592 definiert sein. Der Induktor 587 kann eine durchschnittliche Breite aufweisen, die auf ähnliche Weise berechnet wird, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5A beschrieben. Das Abstimmen der Abmessungen und/oder Position eines oder mehrerer der Vorsprünge 586 kann genutzt werden, um die durchschnittliche Breite und das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite des Induktors 587 fein abzustimmen und dadurch die Induktivität des Induktors 587 fein abzustimmen. Beispielhafte durchschnittliche Breiten und Verhältnisse der Länge zur durchschnittlichen Breite sind im Abschnitt „Beispiele“ angegeben.
III. 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 aus den 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.
IV. 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.
Prüf- und Simulationsdaten
Computermodellierung wurde genutzt, um Mehrschichtfilter gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung zu simulieren. Zusätzlich wurden Filter gebaut und geprüft.
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 306, 636, 836, 1036 können etwa 20 Mikrometer dick sein. Die dritten Schichten 308, 640, 840, 1040 können etwa 60 Mikrometer dick sein.
In einigen Ausführungsformen kann die Gesamtlänge der Filter 4,3 mm betragen. Die Gesamtbreite kann etwa 4 mm betragen. Die Gesamtdicke kann etwa 230 Mikrometer betragen.
Die 12-17 stellen Prüfergebnisse und Simulationsdaten für die verschiedenen Filter dar. Bezug nehmend 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.
Beispiele
Es versteht sich, dass die folgenden Abmessungen und Verhältnisse lediglich als Beispiele angegeben sind und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken. Beispielsweise können in einigen Ausführungsformen Verfahren verwendet werden, die eine höhere Präzision beim Formen der leitfähigen Schichten erreichen können, was zu einer geringeren minimalen Leitungsbreite führt.
Erneut Bezug nehmend auf 5A kann der Induktor 356 Abmessungen aufweisen, wie gezeigt, wobei jede minimale Leitungsbreite 510 (in der X-Richtung und Y-Richtung) etwa 51 Mikrometer beträgt. Mit anderen Worten, für die Zwecke dieses Beispielabschnitts kann 5A als maßstabsgetreu betrachtet werden. Der Induktor 356 weist eine durchschnittliche Breite von ungefähr 5,36 minimalen Leitungsbreiten 501 (z. B. ungefähr 272 Mikrometer) auf. Die gesamte effektive Länge beträgt 14 minimale Leitungsbreiten 501 (z. B. etwa 711 Mikrometer). Somit beträgt das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite des Induktors 356 etwa 2,61.
Im Vergleich dazu würde ein ähnlicher Induktor, dem der Vorsprung 364 fehlt, eine durchschnittliche Breite von etwa 5,14 minimalen Leitungsbreiten 501 (z. B. etwa 261 Mikrometer) und ein Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite von etwa 2,72 aufweisen. Somit erhöhte der Vorsprung 364 die durchschnittliche Breite um etwa 4 Prozent und verringerte das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite um etwa 4 Prozent. Ferner würde das Erhöhen des Abstands 518 (z. B. Länge), der dem Vorsprung 364 zugeordnet ist, um eine einzelne minimale Leitungsbreite 501 (z. B. etwa 51 Mikrometer) die durchschnittliche Breite des Induktors 534 um nur etwa 1,3 Prozent erhöhen und das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite um nur etwa 1,3 Prozent verringern. Folglich kann das Abstimmen der Abmessungen des Vorsprungs 364 kann genutzt werden, um das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite feinabzustimmen und dadurch die Induktivität des Induktors 556 feinabzustimmen.
Erneut Bezug nehmend auf 5B kann der Induktor 530 Abmessungen aufweisen, wie gezeigt, wobei jede minimale Leitungsbreite 510 (in der X-Richtung und Y-Richtung) etwa 51 Mikrometer beträgt. Mit anderen Worten, für die Zwecke dieses Beispielabschnitts kann 5B als maßstabsgetreu betrachtet werden. Der Induktor 530 kann eine durchschnittliche Breite von etwa 5,29 minimalen Leitungsbreiten 501 (z. B. etwa 269 Mikrometer) und ein Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite von etwa 1,32 aufweisen. Im Vergleich dazu würde ein ähnlicher Induktor, dem die Vorsprünge 588 fehlen, eine durchschnittliche Breite von etwa 4 minimalen Leitungsbreiten 501 (z. B. etwa 203 Mikrometer) und ein Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite von etwa 1,75 aufweisen. Somit erhöhten die Vorsprünge 544, 558 die durchschnittliche Breite um etwa 32 Prozent und verringerten das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite um etwa 24 Prozent. Ferner würde ein Erhöhen der Länge 546 eines Vorsprungs 558 um eine einzelne minimale Leitungsbreite 510 die durchschnittliche Breite des Induktors 530 um nur etwa 8,1 Prozent erhöhen und das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite um nur etwa 8,8 Prozent verringern. Folglich kann das Abstimmen der Abmessungen eines oder mehrerer der Vorsprünge 544, 558 genutzt werden, um das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite feinabzustimmen und dadurch die Induktivität des Induktors 530 feinabzustimmen.
Erneut Bezug nehmend auf 5C kann der Induktor 572 Abmessungen aufweisen, wie gezeigt, wobei jede minimale Leitungsbreite 510 (in der X-Richtung und Y-Richtung) etwa 51 Mikrometer beträgt. Mit anderen Worten, für die Zwecke dieses Beispielabschnitts kann 5C als maßstabsgetreu betrachtet werden. Der Induktor 572 kann eine durchschnittliche Breite von etwa 6,8 minimalen Leitungsbreiten 501 (z. B. etwa 345 Mikrometer) und ein Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite von etwa 0,88 aufweisen. Im Vergleich dazu würde ein ähnlicher Induktor, dem der Vorsprung 574 fehlt, eine durchschnittliche Breite von etwa 6 minimalen Leitungsbreiten 501 (z. B. etwa 305 Mikrometer) und ein Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite von etwa 1 aufweisen. Somit erhöhte der Vorsprung 574 die durchschnittliche Breite um etwa 14 Prozent und verringerte das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite um etwa 12 Prozent.
Ferner würde das Verringern der effektiven Länge (der zweiten Länge 585) des Vorsprungs 574 um eine einzelne minimale Leitungsbreite 510 (z. B. etwa 51 Mikrometer) die durchschnittliche Breite des Induktors 572 um nur etwa 2,5 Prozent erhöhen und das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite um nur etwa 2,44 Prozent verringern. Folglich kann das Abstimmen der Abmessungen des Vorsprungs 574 genutzt werden, um das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite feinabzustimmen und dadurch die Induktivität des Induktors 572 feinabzustimmen.
Erneut Bezug nehmend auf 5D, kann der Induktor 587 eine durchschnittliche Breite von etwa 4,8 minimalen Leitungsbreiten 501 (z. B. etwa 244 Mikrometer) und ein Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite von etwa 2,08 aufweisen. Im Vergleich dazu würde ein ähnlicher Induktor, dem die Vorsprünge 588 fehlen, eine durchschnittliche Breite von etwa 4,4 minimalen Leitungsbreiten 510 (z. B. etwa 224 Mikrometer) und ein Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite von etwa 2,27 aufweisen. Somit erhöhten die Vorsprünge 588 die durchschnittliche Breite um etwa 9,1 Prozent und verringerten das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite um etwa 8,3 Prozent.
Ferner würde das Erhöhen der effektiven Länge 596 des Vorsprungs 588 um eine einzelne minimale Leitungsbreite 510 (z. B. etwa 51 Mikrometer) die durchschnittliche Breite des Induktors 587 um nur etwa 2,08 Prozent erhöhen und das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite um nur etwa 2,04 Prozent verringern. Folglich kann das Abstimmen der Abmessungen eines oder mehrerer der Vorsprünge 588 genutzt werden, um das Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite feinabzustimmen und dadurch die Induktivität des Induktors 587 feinabzustimmen.
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 62/782501 [0001]
US 62/850106 [0001]

Claims

Mehrschicht-Elektronikvorrichtung umfassend: eine Vielzahl dielektrischer Schichten; einen Signalpfad mit einem Eingang und einem Ausgang; und einen Induktor, umfassend eine leitfähige Schicht, die eine von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagert, und wobei der Induktor an einer ersten Position mit dem Signalpfad elektrisch verbunden ist und an einer zweiten Position mit mindestens einem/r von einem Signalpfad oder einer Masse elektrisch verbunden ist, und wobei: der Induktor einen Außenumfang aufweist, umfassend eine erste gerade Kante, die in einer ersten Richtung nach außen gewandt ist, und eine zweite gerade Kante, die parallel zu der ersten geraden Kante ist und in der ersten Richtung nach außen gewandt ist; die zweite gerade Kante von der ersten geraden Kante in der ersten Richtung um einen Versatzabstand versetzt ist, der weniger als etwa 500 Mikrometer und weniger als etwa 90 % einer ersten Breite des Induktors in der ersten Richtung an der ersten geraden Kante beträgt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Induktor eine zweite Breite an der zweiten geraden Kante in der ersten Richtung aufweist und wobei ein Verhältnis der zweiten Breite zu der ersten Breite von etwa 1,02 bis etwa 1,9 reicht.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Außenumfang eine Breitendiskontinuitätskante umfasst, die sich zwischen der ersten geraden Kante und der zweiten geraden Kante erstreckt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Breitendiskontinuitätskante senkrecht zu der ersten geraden Kante und der zweiten geraden Kante ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Breitendiskontinuitätskante von einer Ecke einer Längsmittellinie des Induktors um mindestens etwa 30 Mikrometer beabstandet ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Versatzabstand ungefähr gleich einer minimalen Leitungsbreite ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Induktor ein Verhältnis der Länge zur durchschnittlichen Breite aufweist, das kleiner als etwa 10 ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Induktor eine durchschnittliche Breite aufweist, die weniger als etwa 1 mm beträgt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Induktor eine effektive Länge aufweist, die weniger als etwa 2 mm beträgt.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Induktor eine zusätzliche Breitendiskontinuitätskante umfasst und wobei die zusätzliche Breitendiskontinuitätskante und die Breitendiskontinuitätskante symmetrisch um mindestens eine von einer Längsmittellinie oder einer Quermittellinie des Induktors sind.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mehrschicht-Elektronikvorrichtung als ein Filter konfiguriert ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Filter eine Kennfrequenz aufweist, die größer als etwa 6 GHz ist.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Kennfrequenz mindestens eine von einer Tiefpassfrequenz, einer Hochpassfrequenz oder einer oberen Grenze einer Bandpassfrequenz umfasst.
Mehrschicht-Elektronikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite leitfähige Schicht und die erste leitfähige Schicht in der Z-Richtung um weniger als 100 Mikrometer voneinander beabstandet sind.
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 19, 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 Vielzahl von leitfähigen Schichten, die mindestens einige von der Vielzahl von dielektrischen Schichten überlagern, um einen Signalpfad mit einem Eingang und einem Ausgang auszubilden; wobei der Signalpfad einen Induktor umfasst, der an einer ersten Position mit dem Signalpfad elektrisch verbunden ist und an einer zweiten Position mit mindestens einem von dem Signalpfad oder einer Masse elektrisch verbunden ist, und wobei der Induktor einen Außenumfang aufweist, der eine erste gerade Kante, die in einer ersten Richtung nach außen gewandt ist, und eine zweite gerade Kante, die parallel zu der ersten geraden Kante ist und in der ersten Richtung nach außen gewandt ist, umfasst, und wobei die zweite gerade Kante von der ersten geraden Kante um einen Versatzabstand versetzt ist, der weniger als etwa 500 Mikrometer und weniger als etwa 90 % einer ersten Breite des Induktors in der ersten Richtung an der ersten geraden Kante beträgt.
Verfahren zum Konstruieren eines Induktors für eine Mehrschicht-Elektronikvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Auswählen einer effektiven Länge und einer Breite für den Induktor, basierend auf einem Zielinduktivitätswert für den Induktor; Dimensionieren eines Versatzabstands, der einem Vorsprung des Induktors zugeordnet ist, wobei der Versatzabstand zwischen einer ersten geraden Kante eines Umfangs des Induktors und einer zweiten geraden Kante des Umfangs des Induktors liegt, wobei der Versatzabstand weniger als 500 Mikrometer und weniger als etwa 90 % einer ersten Breite des Induktors in einer ersten Richtung an der ersten geraden Kante beträgt, und wobei die erste gerade Kante in der ersten Richtung nach außen gewandt ist und die zweite gerade Kante parallel zu der ersten geraden Kante ist und in der ersten Richtung nach außen gewandt ist.