JP2019525683A - 誘導結合フィルタ及びワイヤレス・フィデリティWiFiモジュール - Google Patents

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Abstract

本発明の実施形態は、誘導結合フィルタ及びWiFiモジュールを提供する。誘導結合フィルタは、第1基板上に配置される第1回路と、第2基板上に配置される第2回路とを含み、第1基板及び第2基板はお互いに向かい合って配置され、第1回路におけるコイル・インダクタ及び第2回路におけるコイル・インダクタが相互誘導構造を形成するようにする。本発明の実施形態における誘導結合フィルタにおいて、コイル・インダクタは、2つの基板上に夫々配置される。これは、各パッケージ構造において誘導結合フィルタによって占有される面積を減らすことができる。

Description

本発明は、フィルタ技術の分野に、より具体的には、誘導結合フィルタ及びWiFiモジュールに関係がある。
システム・パッケージング技術の発展とともに、抵抗器、キャパシタ、又はインダクタのような受動デバイスは、シリコンベースの表面、ガラスベースの表面、又は他の表面上に、半導体プロセス及び薄膜蒸着技術を使用することによって製造され得る。半導体プロセス及び薄膜蒸着技術によれば、十分に細い(最小線幅:0.1μm乃至0.3μm)線及び十分に小さい線間隔を有するパターンが形成され得る。受動デバイスが接続された後、高周波LCフィルタがシリコンベース又はガラスベースの表面上に実装され得る。典型的な適用は、誘導結合フィルタである。誘導結合フィルタの特徴は、相互インダクタンス値が、比較的に優れた抑制効果を得るように、フィルタの極位置を調整するよう調整され得ることである。誘導結合フィルタは、通常、少なくとも2つの隣接するコイル・インダクタを含む。フィルタの性能は、コイル・インダクタ間で生成される相互インダクタンスに基づき調整される。先行技術の誘導結合フィルタにおいて、コイル・インダクタは、同じパッケージ基板表面上で隣接して配置され、必要とされる相互インダクタンスは、コイル・インダクタのインダクタンス値、コイル・インダクタ間の距離、などを調整することによって得られる。しかし、全てのコイル・インダクタがパッケージ基板表面上に配置される場合には、比較的広い面積が占有される。これは、フィルタの小型化及び低コスト要件を満たさない。
本願は、各パッケージ基板においてコイル・インダクタによって占有される面積を減らすよう、誘導結合フィルタ及びWiFiモジュールを提供する。
第1の態様に従って、誘導結合フィルタであって、第1基板上に配置される第1回路と、第2基板上に配置される第2回路とを有し、前記第1基板及び前記第2基板はお互いに向かい合って配置され、前記第1回路におけるコイル・インダクタ及び前記第2回路におけるコイル・インダクタが計器用変成器を形成するようにする、前記誘導結合フィルタが提供される。
先行技術において、誘導結合フィルタにおけるインダクタは、全てが同じパッケージ基板表面に位置する。複数のインダクタが同じパッケージ基板表面に配置される場合には、比較的広い面積が必然的に占有される。先行技術において全てのコイル・インダクタを同じ基板表面に配置することと比べて、本願においてコイル・インダクタを2つの基板に夫々配置することは、各パッケージ基板において誘導結合フィルタによって占有される面積を減らすことができる。
第1の態様を参照して、第1の態様の第1の実施において、当該誘導結合フィルタは、前記第1基板及び前記第2基板を接続する金属接続構造を更に含む。
第1の態様の第1の実施を参照して、第1の態様の第2の実施において、前記金属接続構造は、前記第1回路及び前記第2回路を接続する線を含む。
第1の態様、又は第1の態様の第1及び第2の実施のうちのいずれか1つを参照して、第1の態様の第3の実施において、前記第1回路におけるコイル・インダクタ及び前記第2回路におけるコイル・インダクタは両方とも、少なくとも2つの金属層を含む。
第1の態様、又は第1の態様の第1乃至第3の実施のうちのいずれか1つを参照して、第1の態様の第4の実施において、前記第1基板及び/又は前記第2基板は、シリコン材料、ガラス材料、又はセラミック材料のうちの少なくとも1つから作られる。
第1の態様、又は第1の態様の第1乃至第4の実施のうちのいずれか1つを参照して、第1の態様の第5の実施において、前記第1回路におけるコイル・インダクタ及び/又は前記第2回路におけるコイル・インダクタは、長方形、円形、又は多角形形状である。
第1の態様、又は第1の態様の第1乃至第4の実施のうちのいずれか1つを参照して、第1の態様の第6の実施において、前記第1回路及び/又は前記第2回路は、キャパシタ及び抵抗器を更に含む。
第1の態様、又は第1の態様の第1乃至第6の実施のうちのいずれか1つを参照して、第1の態様の第7の実施において、前記第1基板及び/又は前記第2基板は、複数の集積受動デバイスIPD基板/1つの集積受動デバイスIPD基板である。
第2の態様に従って、WiFiモジュールが提供され、該WiFiモジュールは、第1の態様における誘導結合フィルタを含む。
前述の実施のいくつかにおいて、誘導結合フィルタはRFモジュールに適用される。RFモジュールはWiFiモジュールであってよい。
前述の実施のいくつかにおいて、金属接続構造は金属バンプ接続構造であり、金属バンプ接続構造ははんだバンプ又は電気めっきはんだである。
前述の実施のいくつかにおいて、金属接続構造は金属バンプ接続構造であり、金属バンプ接続構造は、第1基板及び第2基板を支え接続する機能を備え、金属バンプ接続構造の部分構造は、第1回路及び第2回路を接続するよう構成される。
前述の実施のいくつかにおいて、第1基板と第2基板との間の距離は調整可能である。誘導結合フィルタの相互インダクタンス値は、第1基板と第2基板との間の距離を調整することによって調整され得る。
本発明の実施形態における技術的解決法をより明りょうに記載するよう、以下は、本発明の実施形態を記載するために必要とされる添付の図面について簡単に説明する。明らかに、以下の説明における添付の図面は、単に本発明のいくつかの実施形態を示し、当業者は、創造的な努力なしでそれらの添付の図面から他の図面を依然として導き出し得る。
本発明の実施形態に従う誘導結合フィルタの略構造図である。 本発明の実施形態に従う誘導結合フィルタの略構造図である。 シリコン基台に製造された抵抗器、キャパシタ、及びコイルの略断面構造図である。 本発明の実施形態に従う誘導結合フィルタの集中定数回路の概略図である。 本発明の実施形態に従うWiFiモジュールの略構造図である。 本発明の実施形態に従う誘導結合フィルタにおけるコイル・インダクタの略構造図である。 本発明の実施形態に従う誘導結合フィルタを製造する略フローチャートである。
システム・パッケージング技術の発展とともに、多くの注意が、半導体プロセスを使用することによってシリコンベース又はガラスベースの表面に実装される受動集積技術に払わされている。インダクタ、キャパシタ、又は抵抗器のような受動モジュールは、受動集積技術を使用することによってシリコン・チップ又はガラス・ウェハ上に製造され得る。具体的に、ウェハ・レベル半導体プロセスは、細線間の相互接続を実装するよう、シリコン・チップにおいて使用され得る。しかし、シリコン基台及びシリコン基台の表面上の金属積層の限界のために、旧来の方法を使用することによってシリコン基台に製造されるスパイラル・インダクタのQ値は制限される。高インピーダンスのシリコンが使用され、コイル金属の厚さが10μmを超える場合に、Q値が50よりも大きいことは、極めて困難である。現在、シリコン基台に誘導結合フィルタを実装するステップは、次の通りである。
S101:設計インジケータに従って、対応する集中定数回路を決定する。設計インジケータは、中心周波数、帯域幅、通過帯域の挿入損失、フィルタの帯域外減衰、などを含む。
S102:適切なLCフィルタ伝達関数、例えば、チェビシェフ・フィルタ又はバターワース・フィルタを選択する。
S103:抑制要件に従って、フィルタのための適切な次数を選択する。
S104:フィルタの中心周波数又は帯域幅のようなインジケータに従って、フィルタに含まれる構成要素の特定のパラメータを決定する。
S105:シリコンベースの表面上で、必要とされる受動インダクタ及びキャパシタのレイアウトを適切に設計し、電気接続を実装し、最後に、薄膜蒸着、金属スパッタリング、電気めっき、フォトエッチング、及びエッチングのような一連の半導体プロセスを使用することによって構造体を製造する。
先行技術における誘導結合フィルタは、同じシリコン基板上に通常は製造される。フィルタに含まれる抵抗器、キャパシタ、及びコイル・インダクタのような受動デバイスは、同じシリコン基板上に位置し、フィルタは、少なくとも2つのコイル・インダクタを含む。相互インダクタンス値は、少なくとも2つのコイル・インダクタ間の距離、及び各インダクタのL値を調整することによって、調整され得る。時々、比較的大きい相互インダクタンスを得るよう、比較的大きいインダクタンス値を有するコイル・インダクタが使用される必要がある。しかし、比較的大きいインダクタンス値を有するコイル・インダクタは、シリコンベースの基板上で比較的広い面積を占有する。これは、フィルタの小型化及び低コスト要件を満たさない。これを考慮して、本発明の実施形態は誘導結合フィルタを提供する。誘導結合フィルタは、第1基板及び第2基板に夫々位置する第1回路及び第2回路を含む。第1基板及び第2基板はお互いに向かい合って配置され、第1回路におけるコイル・インダクタ及び第2回路におけるコイル・インダクタが計器用変成器を形成するようにする。コイル・インダクタは、各基板上で占有される面積を減らすよう、異なる基板に配置される。以下は、図1から図7を参照して、本発明のこの実施形態における誘導フィルタについて詳細に記載する。
図1は、本発明のこの実施形態に従う誘導結合フィルタの略構造図である。誘導結合フィルタは、第1基板(100)に配置された第1回路と、第2基板(200)に配置された第2回路とを含む。第1回路及び第2回路は両方ともがコイル・インダクタを含む。第1基板及び第2基板はお互いに向かい合って配置され、第1回路におけるコイル・インダクタ及び第2回路におけるコイル・インダクタが相互誘導構造300を形成するようにする。具体的に、第1回路は第1コイル・インダクタを含んでよく、第2回路は第2コイル・インダクタを含む。第1コイル・インダクタ及び第2コイル・インダクタは、相互インダクタンスを生成するよう、お互いに向かい合って配置される。第1コイル・インダクタ及び第2コイル・インダクタのインダクタンス値、第1コイル・インダクタと第2コイル・インダクタとの間の距離、並びに第1コイル・インダクタと第2コイル・インダクタとの間の相対位置は全て、誘導結合フィルタの要件に従って調整され得ることが理解されるべきである。このようにして、相互インダクタンスは、誘導結合フィルタの伝達零点を柔軟に調整するよう調整され得る。
その上、第1回路及び第2回路は両方とも、2つ以上のコイル・インダクタを含んでよい。この場合に、第1回路における複数のコイル・インダクタ及び第2回路における複数のコイルは、複数の計器用変成器を形成してよく、あるいは、第1回路における複数のコイル・インダクタ及び第2回路における複数のコイル・インダクタは、1つの計器用変成器を形成する。本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタにおいて、コイル・インダクタの量及び計器用変成器の量は制限されない。図2に示されるように、第1基板100上の第1回路は、2つのコイル・インダクタを含み、第2基板200上の第2回路も、2つのコイル・インダクタを含み、第1回路におけるコイル・インダクタ及び第2回路におけるコイル・インダクタは、2つの相互誘導構造300を形成する。
第1回路は、誘導結合フィルタの他の構成要素、例えば、抵抗器又はキャパシタを更に含んでよく、あるいは、コイル・インダクタしか含まなくてもよく、結合フィルタに含まれる他のコンポーネントは全て、第2回路に分布することが理解されるべきである。同様に、第2回路は、誘導結合フィルタの構成要素、例えば、抵抗器又はキャパシタを更に含んでよく、あるいは、コイル・インダクタしか含まなくてもよく、結合フィルタに含まれる他のコンポーネントは全て、第1回路に分布する。
図1及び図2に示されるように、誘導結合フィルタは、第1基板及び第2基板を接続する金属接続構造116を更に含む。金属接続構造116は、第1基板及び第2基板を接続するよう構成される。任意に、金属接続構造116は、第1回路及び第2回路を更に接続してよい。金属接続構造の一部は、第1回路及び第2回路を接続するよう構成されてよい。この場合に、金属接続構造は、第1回路及び第2回路を接続する線と同等であり、すなわち、金属接続構造は、第1回路及び第2回路を接続する線を含む。任意に、金属接続構造は、具体的に、金属ビア、はんだバンプ、電気めっきはんだ、などであってよい。
第1基板又は第2基板は、シリコン材料、ガラス材料、又はセラミック材料のうちの少なくとも1つから作られてよい。第1回路又は第2回路におけるコイル・インダクタは、平面スパイラル・インダクタであってよい。
先行技術において全てのコイル・インダクタを同じ基板表面に配置することと比べて、本発明のこの実施形態においてコイル・インダクタを2つの基板に夫々配置することは、各基板において誘導結合フィルタによって占有される面積を減らすことができる。
任意に、実施形態において、本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタは、二次又はそれより高次のフィルタであってよい。本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタが二次フィルタである場合に、第1回路及び第2回路は両方ともコイル・インダクタを含み、2つのコイル・インダクタが計器用変成器を形成し、あるいは、本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタが二次よりも高いフィルタである場合に、第1回路及び第2回路は両方とも複数のコイル・インダクタを含み、第1回路における複数のコイル・インダクタ及び第2回路における複数のコイル・インダクタが複数の計器用変成器を形成することが理解されるべきである。
任意に、実施形態において、第1基板又は第2基板は、代替的に複合基板であってよい。
任意に、実施形態において、第1回路におけるコイル・インダクタ及び/又は第2回路におけるコイル・インダクタは、2つの金属層を含む。
任意に、実施形態において、第1回路におけるコイル・インダクタ及び/又は第2回路におけるコイル・インダクタは、長方形、円形、又は多角形形状である。
任意に、実施形態において、第1回路及び/又は第2回路は、キャパシタ及び抵抗器を更に含む。
任意に、実施形態において、第1基板及び/又は第2基板は、複数の集積受動デバイス(Integrated Passive Devices,IPD)基板/1つの集積受動デバイス(Integrated Passive Devices,IPD)基板である。IPD基板は比較的薄いので、第1基板及び第2基板が両方ともIPD基板である場合に、第1基板及び第2基板が一方を他方の上に積み重ねられた後にもたらされる容量変化は比較的小さく、通常は無視され得ることが理解されるべきである。
任意に、本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタは、様々なタイプのRFモジュール、例えば、ワイヤレス・フィデリティ(Wireless Fidelity,WiFi)モジュールの小型化集積のために使用されてよい。
本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタは、IPD技術を使用することによって製造されてよいことが理解されるべきである。すなわち、キャパシタ、インダクタ、及び抵抗器は、半導体プロセス及び技術を使用することによってシリコン基台のような基板上に製造されてよく、それらのデバイスが接続された後に、誘導結合フィルタは製造され得る。集積受動デバイス(Integrated Passive Devices,IPD)技術は、コンパクトなIPD製品を提供するために、複数の電子機能、例えば、センサ、RFトランシーバ、微小電気機械システム、電力増幅器、電力供給管理ユニット、デジタル・プロセッサを一体化するよう使用され得る。IPD技術は、製品を小型化し且つシステム性能を改善するよう使用され得る。従って、集積受動デバイス技術は、製品のサイズ及び重さを低減することにおいて、且つ、既存の製品の容量を変えることなく機能を増やすことにおいて、大きな役割を果たすことができる。具体的に、IPD技術を使用することによってシリコン基台に製造される、フィルタを含む受動モジュールは、高い信頼性、コンパクトな構造、及び低コストといった利点を備える。IPD技術は、無線周波数通信システムにうまく適用され得、大部分は、フィルタを製造するよう旧来の低温同時焼成セラミック(Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)技術の代わりに使用され得る。IPD技術は、高周波フィルタを製造するために使用されるのに比較的適しており、具体的に、WiFiモジュールにおける高周波フィルタを製造するために使用されてよい。
IPD技術を使用することによって本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタを含む受動モジュールを製造するプロセスにおいて、2つの異なる基板(例えば、第1基板及び第2基板)上の2つのコイル・インダクタ又は複数のコイル・インダクタが、上下層で結合された構造を形成し、そして、比較的強い交差結合が得られるように、空間の限られた面積が利用され得る。
本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタの抵抗器、キャパシタ、又はコイル・インダクタの断面構造は、図3に示され得る。図中の参照符号の意味は、次の通りである。101は、高インピーダンスのシリコン材料基板を表し、102は、二酸化ケイ素層を表し、103は、第1絶縁媒質及びパッシベーション層を表し、104は、第2絶縁媒質及びパッシベーション層を表し、105は、抵抗材料を表し、106は、窒化ケイ素を表し、107は、抵抗器の導出電極を表し、108は、キャパシタ構造の下側プレートを表し、109は、キャパシタ構造の上側プレートを表し、110は、キャパシタの媒質層を表し、111は、キャパシタの下側プレート上のけい化タンタル(TaSi)層を表し、112は、キャパシタの導出層を表し、113は、第1インダクタの金属層を表し、114は、インダクタ金属ビアを表し、115は、第2インダクタの金属層を表す。抵抗材料はTaSiであってよい。
本発明の実施形態はWiFiモジュールを更に提供する。WiFiモジュールは、前述の誘導結合フィルタを含む。WiFiモジュールの動作周波数は更に、2.4〜2.5GHz及び5.0GHzであってよい。
図4から図6を参照して、以下は、パッケージ基板上にパッケージ化されたWiFiモジュールを一例として使用することによって、本発明のこの実施形態におけるWiFiモジュールについて詳細に記載する。
WiFiに関する帯域通過フィルタの設計インジケータが、一例として使用される。帯域通過の範囲は2400〜2500MHzである。図4は、結合構造を使用することによって形成されたフィルタの典型的な集中定数回路を示す。図4におけるコイル・インダクタ1及びコイル・インダクタ2は、本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタの第1コイル・インダクタ及び第2コイル・インダクタと夫々同等である。相互インダクタンスがコイル・インダクタ1とコイル・インダクタ2との間に存在するので、フィルタの周波数及びフィルタリング特性は、2つのコイル・インダクタの間の相互インダクタンスの値を制御することによって、最適化され得る。
構成要素は、図4における集中定数回路に従って、高インピーダンスのシリコン材料から成るパッケージ基板上で製造され、図5に示される本発明のこの実施形態におけるWiFiモジュールの略構造図が得られる。図5において、100は、コイル・インダクタを有する第1基板を表し、200は、コイル・インダクタを有する第2基板を表し、100及び200におけるコイル・インダクタは相互誘導構造300を形成し、100及び200は金属接続構造116を使用することによって接続され、金属接続構造116は、キャパシタ及びインダクタのような、第1パッケージ基板及び第2パッケージ基板上のデバイスを接続することができる。310は、WiFiモジュールに含まれる他の能動デバイスを表し、311は、WiFiモジュールに含まれる他の受動デバイスを表す。
図6は、本発明のこの実施形態に従う誘導結合フィルタにおけるコイル・インダクタの略構造図である。図6のコイル・インダクタは、誘導結合フィルタのコイル・インダクタであり、図5に示される基板100又は200に配置されてよい。図6は、コイル・インダクタの主図及び断面図を含む。コイル・インダクタは2つの金属層を含む。主図において、301は、インダクタの入力ポートを表し、302は、インダクタの出力ポートを表し、303は、インダクタの上側金属層及び下側金属層を表し、301から303までのコイルは、上側層に位置し、303から302までのコイルは、下側層に位置する。
図6の断面図において、303は、具体的に、上側層の金属部分315、下側層の金属部分313、及び313と315との間の金属ビア114を含む。その上、コイル・インダクタが存在する基板は、高インピーダンスのシリコン材料基板101、二酸化ケイ素層102、第1絶縁媒質及びパッシベーション層103、並びに第2絶縁媒質及びパッシベーション層104を更に含む。
図6に示されるコイル・インダクタにおいて、301から303までのコイルは315へ接続され、303から302までのコイルは313へ接続され、313及び315は114を使用することによって接続される。このようにして、コイル・インダクタの上下層のコイルは、303を使用することによって接続され得る。303における313、114及び315は全て同じ基板に位置するが、図1及び図2の116が2つの基板の間に位置し、2つの基板を接続するために使用されることが理解されるべきである。
上記は、図1から図6を参照して、本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタについて記載する。以下は、図7を参照して、本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタを製造するプロセスについて簡単に記載する。本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタを製造するプロセスは、次の通りである。
S201:誘導結合フィルタの設計インジケータ及び要件に従って、対応する集中定数回路を決定する。
設計インジケータは、中心周波数、帯域幅、通過帯域の挿入損失、フィルタの帯域外減衰、などを含んでよい。
S202:第1パッケージ基板上で、ステップS201で決定された集中定数回路に従って、対応するパターン・フォトエッチング及びエッチング・プロセスを使用することによって、誘導結合フィルタの抵抗器、キャパシタ、及びインダクタの部分を製造する。
ステップ202で得られる抵抗器、キャパシタ、及びインダクタの断面構造は、図3に示される構造であってよい。
S203:第2パッケージ基板の表面上で、誘導結合フィルタの他のデバイスを製造する。第2パッケージ基板上の他のデバイスは、少なくとも1つのインダクタを含む。ステップ203で得られる第2基板の断面構造については、図3に示される構造を参照されたい。
S204:コイル・インダクタが適切に交差結合されることを確かにし、それによって、制御可能な伝達零点を実装するように、2つのパッケージ基板上のコイル・インダクタがお互いに向かい合って配置される状態で第1パッケージ基板及び第2パッケージ基板をアセンブルする。
ステップS201からS204が実行された後、本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタが手に入れられ得る。ステップS204の後、WiFiモジュールの他のチップ及び表面実装デバイスは、パッケージ基板の一方の面又は両面に表面実装され、グルーは、保護のために他のチップ及び表面実装デバイスにコーティングされることが理解されるべきである。次いで、本発明のこの実施形態におけるWiFiモジュールが手に入れられ得る。
本明細書中の語“及び/又は”は、単に、関連するオブジェクトについて記載する連関関係を記載し、3つの関係が存在し得ることを表す。例えば、A及び/又はBは、次の3つの場合:Aのみが存在する,A及びBの両方が存在する,及びBのみが存在する、を表し得る。その上、本明細書中の文字“/”は、一般に、関連するオブジェクト間の“論理和”関係を示す。
前述のプロセスの順序番号は、本発明の様々な実施形態における実行順序を意味するわけではないことが理解されるべきである。プロセスの実行順序は、プロセスの機能及び内部ロジックに従って決定されるべきであり、本発明の実施形態の実装プロセスに対する如何なる制限としても解釈されるべきではない。
当業者は承知していると思うが、本明細書で開示される実施形態で記載される例と組み合わせて、ユニット及びアルゴリズム/ステップは、電子ハードウェア又はコンピュータ・ソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせによって実装されてよい。機能がハードウェア又はソフトウェアによって実行されるかどうかは、技術的解決法の特定の用途及び設計制約条件に依存する。当業者は、夫々の特定の用途のために記載される機能を実装するよう種々の方法を使用してよいが、実装は本発明の適用範囲を越えると考えられるべきではない。
前述の記載は、本発明の具体的な実施にすぎず、本発明の保護範囲を制限するよう意図されない。本発明において開示される技術的範囲内で当業者によって容易に考え付かれる如何なる変形又は置換も、本発明の保護範囲内にあるべきである。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うべきである。
その上、第1回路及び第2回路は両方とも、2つ以上のコイル・インダクタを含んでよい。この場合に、第1回路における複数のコイル・インダクタ及び第2回路における複数のコイル・インダクタは、複数の計器用変成器を形成してよく、あるいは、第1回路における複数のコイル・インダクタ及び第2回路における複数のコイル・インダクタは、1つの計器用変成器を形成する。本発明のこの実施形態における誘導結合フィルタにおいて、コイル・インダクタの量及び計器用変成器の量は制限されない。図2に示されるように、第1基板100上の第1回路は、2つのコイル・インダクタを含み、第2基板200上の第2回路も、2つのコイル・インダクタを含み、第1回路におけるコイル・インダクタ及び第2回路におけるコイル・インダクタは、2つの相互誘導構造300を形成する。
ステップ202で得られる抵抗器、キャパシタ、及びインダクタの断面構造は、図3に示される構造であってよい。
S203:第2パッケージ基板の表面上で、誘導結合フィルタの他のデバイスを製造する。第2パッケージ基板上の他のデバイスは、少なくとも1つのインダクタを含む。ステップ203で得られる第2基板の断面構造については、図3に示される構造を参照されたい。

Claims (9)

  1. 第1基板上に配置される第1回路と、
    第2基板上に配置される第2回路と
    を有し、
    前記第1基板及び前記第2基板はお互いに向かい合って配置され、前記第1回路におけるコイル・インダクタ及び前記第2回路におけるコイル・インダクタが相互誘導構造を形成するようにする、
    誘導結合フィルタ。
  2. 当該誘導結合フィルタは、前記第1基板及び前記第2基板を接続する金属接続構造を更に有する、
    請求項1に記載の誘導結合フィルタ。
  3. 前記金属接続構造は、前記第1回路及び前記第2回路を接続する線を有する、
    請求項2に記載の誘導結合フィルタ。
  4. 前記第1回路におけるコイル・インダクタ及び前記第2回路におけるコイル・インダクタは両方とも、少なくとも2つの金属層を有する、
    請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の誘導結合フィルタ。
  5. 前記第1基板及び/又は前記第2基板は、シリコン材料、ガラス材料、又はセラミック材料のうちの少なくとも1つから作られる、
    請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の誘導結合フィルタ。
  6. 前記第1回路におけるコイル・インダクタ及び/又は前記第2回路におけるコイル・インダクタは、長方形、円形、又は多角形形状である、
    請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の誘導結合フィルタ。
  7. 前記第1回路及び/又は前記第2回路は、キャパシタ及び抵抗器を更に有する、
    請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の誘導結合フィルタ。
  8. 前記第1基板及び/又は前記第2基板は、複数の集積受動デバイスIPD基板/1つの集積受動デバイスIPD基板である、
    請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の誘導結合フィルタ。
  9. 請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載の誘導結合フィルタを有するワイヤレス・フィデリティWiFiモジュール。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021158554A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 株式会社村田製作所 高周波モジュールおよび通信装置
CN113098422A (zh) * 2021-04-06 2021-07-09 北京邮电大学 一种对称互感耦合小型化多频带通ltcc滤波器芯片
WO2023070496A1 (zh) * 2021-10-29 2023-05-04 京东方科技集团股份有限公司 集成有无源器件的基板及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH046911A (ja) 1990-04-24 1992-01-10 Tdk Corp 高周波フィルタ
TWI287239B (en) 2002-12-10 2007-09-21 Univ Nat Central Symmetric three-dimension type inductor
US20040263309A1 (en) * 2003-02-26 2004-12-30 Tdk Corporation Thin-film type common-mode choke coil and manufacturing method thereof
US7750787B2 (en) * 2006-06-22 2010-07-06 Broadcom Corporation Impedance transformer and applications thereof
US7355264B2 (en) 2006-09-13 2008-04-08 Sychip Inc. Integrated passive devices with high Q inductors
JP5402932B2 (ja) * 2008-08-11 2014-01-29 日立金属株式会社 バンドパスフィルタ、高周波部品及び通信装置
CN201532825U (zh) 2009-09-30 2010-07-21 特富特科技(深圳)有限公司 局部反向耦合环形电感器
CN103545582A (zh) * 2012-07-10 2014-01-29 南京理工大学 一种超宽带uwb带通滤波器
US10014843B2 (en) * 2013-08-08 2018-07-03 Zhuhai Advanced Chip Carriers & Electronic Substrate Solutions Technologies Co. Ltd. Multilayer electronic structures with embedded filters
CN104682910A (zh) * 2015-03-10 2015-06-03 中国科学院微电子研究所 一种互感耦合滤波器
US9698749B2 (en) * 2015-09-04 2017-07-04 Nxp Usa, Inc. Impedance matching device with coupled resonator structure

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