JPH0983283A - Multiple thin film lc filter and method for adjusting capacitance - Google Patents
Multiple thin film lc filter and method for adjusting capacitanceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、多連薄膜ＬＣフィ
ルター及び該多連薄膜ＬＣフィルターにおけるキャパシ
ター値調整方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiple thin film LC filter and a method for adjusting a capacitor value in the multiple thin film LC filter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の多連薄膜ＬＣフィルター
としては、工程の複雑さ、コストが高い、等の問題があ
り余り使われていなかった。主に使用されている複合Ｌ
Ｃ部品としては印刷技術を使って絶縁体と導体を交互に
積層した後、焼結してインダクター及びキャパシターを
形成してＬＣフィルターを構成するチップ素子等が挙げ
られる。あるいは、誘電率εが３０〜１００程度のセラ
ミックスを共振器とした誘電体フィルターがある。2. Description of the Related Art Heretofore, this type of multi-layer thin film LC filter has been rarely used because of problems such as complexity of process and high cost. Mainly used composite L
Examples of the C component include a chip element in which an insulator and a conductor are alternately laminated using a printing technique and then sintered to form an inductor and a capacitor to form an LC filter. Alternatively, there is a dielectric filter in which a ceramic having a dielectric constant ε of about 30 to 100 is used as a resonator.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の素子は高さが１ｍｍ程度あり、より一層の小型化には
適応できず、各チップ素子を一個一個表面実装しなくて
はならないなどの工数がかかった。更に、薄膜インダク
タンス素子として、螺旋コイル、スパイラルコイル、ミ
アンダーコイルなど各種コイル形状が検討されている
が、これらのコイルはミアンダーコイルを除いて作製工
程が多く、量産という観点ではコストが高いという問題
があった。However, since these elements have a height of about 1 mm, they cannot be adapted to further miniaturization, and the number of man-hours such as each surface mounting of each chip element is large. It took. Further, various coil shapes such as a spiral coil, a spiral coil, and a meander coil have been studied as the thin film inductance element, but these coils have many manufacturing steps except for the meander coil, and the cost is high in terms of mass production. There was a problem.
【０００４】更に、従来のインダクターやＬＣフィルタ
ー等は、インダクタンス及びキャパシタンス値を設計値
に合わせて作製するが、個々に素子の特性は高精度でも
それを組み込んだ完成品では所定の値からの偏差が必ず
存在した。また、チップ部品ではインダクタンスやキャ
パシタンス値を変更しようにも導体パターンは焼結され
た絶縁体又は磁性体で覆われており、レーザートリミン
グ等で切断するとか電極面積を増やそうにも調整は不可
能であった。Further, conventional inductors, LC filters, etc. are manufactured by matching the inductance and capacitance values to the design values. However, even if the characteristics of each element are highly accurate, the deviation from the predetermined value will occur in the finished product incorporating them. There was always. Also, in the case of chip parts, the conductor pattern is covered with a sintered insulator or magnetic material even if the inductance and capacitance values are changed, and it is impossible to adjust it by cutting it with laser trimming or increasing the electrode area. there were.
【０００５】本発明の課題は、上記問題点を解消し、イ
ンダクター及びキャパシターの導体及び電極を同一平面
内に作製して工程の簡素化及び製造コストの低減を計
り、素子を積層しないで薄膜化可能な多連薄膜ＬＣフィ
ルターを提供することである。An object of the present invention is to solve the above problems and to make conductors and electrodes of an inductor and a capacitor on the same plane to simplify the process and reduce the manufacturing cost, and to form a thin film without laminating elements. It is to provide a possible multiple thin film LC filter.
【０００６】本発明の他の課題は、インダクタンス値及
びキャパシタンス値の調整をレーザートリミング法又は
レジスト等誘電体の塗布法で容易に微調整し、広い周波
数帯域で精度良い多連薄膜ＬＣフィルターを提供するこ
とにある。Another object of the present invention is to easily finely adjust the inductance value and the capacitance value by a laser trimming method or a coating method of a dielectric material such as a resist to provide a multiple thin film LC filter with a high accuracy in a wide frequency band. To do.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板上
に金属導体の空心コイルを成膜して形成されるインダク
ターと、あらかじめ同一平面内に対向して配置された金
属薄膜からなる平行電極間に所定の誘電率を有する誘電
体を前記基板上に塗布若しくは成膜することによって形
成されるキャパシターとで構成されることを特徴とする
多連薄膜ＬＣフィルターが得られる。According to the present invention, an inductor formed by depositing an air-cored coil of a metal conductor on a substrate and a metal thin film arranged in advance so as to face each other in the same plane are parallel to each other. A multi-layer thin film LC filter comprising a capacitor formed by coating or film-forming a dielectric having a predetermined dielectric constant between electrodes on the substrate is obtained.
【０００８】さらに、本発明によれば、前記平行電極
が、対向面積を増加させるべく、所定の曲率を有する円
弧を連続的に描くように形成されていることを特徴とす
る多連薄膜ＬＣフィルターが得られる。Further, according to the present invention, the parallel thin film LC filter is characterized in that the parallel electrodes are formed so as to continuously draw an arc having a predetermined curvature in order to increase the facing area. Is obtained.
【０００９】さらに、本発明によれば、前記平行電極
が、対向面積を増加させるべく、くし型形状に形成され
ていることを特徴とする多連薄膜ＬＣフィルターが得ら
れる。Further, according to the present invention, there is obtained a multiple thin film LC filter characterized in that the parallel electrodes are formed in a comb shape so as to increase the facing area.
【００１０】さらに、本発明によれば、前記空心コイル
が、インダクタンスを増加させるべく、所定の曲率を有
する円弧を連続的に描くように形成されていることを特
徴とする多連薄膜ＬＣフィルターが得られる。Further, according to the present invention, there is provided a multiple thin film LC filter characterized in that the air-core coil is formed so as to continuously draw an arc having a predetermined curvature in order to increase the inductance. can get.
【００１１】さらに、本発明によれば、前記空心コイル
と前記平行電極が同一平面上にあることを特徴とする多
連薄膜ＬＣフィルターが得られる。Further, according to the present invention, there is provided a multiple thin film LC filter characterized in that the air-core coil and the parallel electrode are on the same plane.
【００１２】又、本発明によれば、前記平行電極間の誘
電体を削り取るか、若しくは新たに誘電体を塗布するこ
とによって、前記キャパシターのキャパシター値を調整
することを特徴とする多連薄膜ＬＣフィルターにおける
キャパシター値調整方法が得られる。Further, according to the present invention, the multi-layer thin film LC is characterized in that the dielectric value between the parallel electrodes is scraped off or a new dielectric material is applied to adjust the capacitor value of the capacitor. A method for adjusting the capacitor value in the filter is obtained.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の構成及び作用を図面に基
づいて説明する。本発明は薄膜技術を用いてシリコン基
板、低温焼成セラミックスなどのセラミックス配線板、
ガラスエポキシ等のプリント配線板、又はポリイミドな
どの樹脂絶縁層の上に、インダクター及びキャパシター
として形成された薄膜素子等の導体パターンが電極又は
コイルとして応用できるように考案されたものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The construction and operation of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention uses a thin film technology to produce a silicon substrate, a ceramic wiring board such as low-temperature fired ceramics,
This is designed so that a conductor pattern such as a thin film element formed as an inductor and a capacitor on a printed wiring board such as glass epoxy or a resin insulating layer such as polyimide can be applied as an electrode or a coil.
【００１４】図１には同一平面内にコイル１と平行電極
２が形成されてなる３連ＬＣフィルターが示されてい
る。コイル１は空心からなるインダクター、平行電極２
はキャパシターであり、平行電極２間の電極間スペース
４には誘電体６（図３参照）が成膜又は塗布されてい
る。即ち、コイル１及びキャパシターを構成する平行電
極２は、キャパシタンス及びインダクタンスを増加させ
るために所定の曲率を有する円弧を連続的に描いて形成
されている。尚、平行電極２は図２に示すようなくし型
形状にしてもよい。又、コイルの形状は、図２に示すよ
うに半円状にしてもよい。上記した構成の３連薄膜ＬＣ
フィルター素子では、平行電極２間の誘電体６を、レー
ザー等のトリミング手段により削り取ったり、あるいは
塗布することによって、キャパシター値を調整すること
ができる。FIG. 1 shows a triple LC filter having a coil 1 and a parallel electrode 2 formed in the same plane. Coil 1 is an air core inductor, parallel electrode 2
Is a capacitor, and a dielectric 6 (see FIG. 3) is formed or applied in the interelectrode space 4 between the parallel electrodes 2. That is, the parallel electrode 2 forming the coil 1 and the capacitor is formed by continuously drawing an arc having a predetermined curvature in order to increase capacitance and inductance. Incidentally, the parallel electrode 2 may be formed in the shape of a strip as shown in FIG. The shape of the coil may be semicircular as shown in FIG. Triple thin film LC having the above structure
In the filter element, the dielectric value 6 between the parallel electrodes 2 can be trimmed by a trimming means such as a laser or applied to adjust the capacitor value.
【００１５】以下、本発明の第１の実施の形態例につい
て説明する。図３は本発明の多連薄膜ＬＣフィルターの
キャパシタンス部分の縦断面図である。図１に示す第１
の実施の形態における多連薄膜ＬＣフィルターは、図３
に示すように、基板８の上にコイル１を導体厚み１０μ
ｍ、幅１００μｍとしてスパッタリング法等の成膜技術
で成膜したものである。各コイルのインダクタンスは５
ｎＨである。平行電極２は厚みが１０μｍのＣｕ電極導
体５を電極間スペースを３０μｍとして基板８上に形成
する。このスペースに誘電体として誘電率εが１００の
ＴｉＯ2 をスパッタリング法等の成膜技術で成膜し、こ
の成膜した誘電体６とＣｕ電極導体５のギャップにはレ
ジスト等の塗布型誘電体７を挿入して塗布する。又は、
Ｃｕ電極エッジをエッチングでなだらかにしてＣｕ電極
導体５と誘電体６の薄膜の密着を良くする。図１の場合
は電極面積が０．１３ｍｍ2 であり、キャパシタンスは
１０ｐＦとなった。The first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the capacitance portion of the multiple thin film LC filter of the present invention. The first shown in FIG.
The multiple thin film LC filter in the embodiment of FIG.
As shown in FIG.
m and a width of 100 μm are formed by a film forming technique such as a sputtering method. The inductance of each coil is 5
It is nH. The parallel electrode 2 is formed by forming a Cu electrode conductor 5 having a thickness of 10 μm on the substrate 8 with an interelectrode space of 30 μm. TiO 2 having a dielectric constant ε of 100 is formed as a dielectric in this space by a film forming technique such as a sputtering method, and a coating type dielectric such as a resist is provided in the gap between the formed dielectric 6 and the Cu electrode conductor 5. Insert 7 and apply. Or
The Cu electrode edge is smoothed by etching to improve the adhesion between the Cu electrode conductor 5 and the thin film of the dielectric 6. In the case of FIG. 1, the electrode area was 0.13 mm 2 and the capacitance was 10 pF.
【００１６】このような多連薄膜ＬＣフィルターの両サ
イドに測定用電極パッド３を設け、リード線のインダク
タンスの影響がでないようにこのパッド部分でキャリブ
レーションを行った結果、図４に示すようにフィルター
特性は１．３ＧＨｚに共振点を有し、共振点より高い周
波数でのゲインは−２０ｄＢ程度の良好な周波数特性が
得られた。これは本発明からなる多連薄膜ＬＣフィルタ
ーが良好なフィルター特性を有していることを意味して
いる。As shown in FIG. 4, measurement electrode pads 3 are provided on both sides of such a multi-layer thin film LC filter, and calibration is performed at these pad portions so as not to be influenced by the inductance of the lead wire. The filter characteristic has a resonance point at 1.3 GHz, and a good frequency characteristic with a gain of about -20 dB at a frequency higher than the resonance point was obtained. This means that the multiple thin film LC filter of the present invention has good filter characteristics.
【００１７】次に、本発明の第２の実施の形態例につい
て説明する。まず、上記した第１の実施の態様と同様の
条件で図２に示すように、多連薄膜ＬＣフィルターを成
膜する。各コイルのインダクタンスは２ｎＨ、電極面積
は０．０８ｍｍ2 でありキャパシタンスは５ｐＦであ
る。この多連薄膜ＬＣフィルターのフィルター特性は、
図５に示すように２．４ＧＨｚに共振周波数を有し、良
好な周波数特性を示した。Next, a second embodiment of the present invention will be described. First, as shown in FIG. 2, a multi-layer thin film LC filter is formed under the same conditions as those of the first embodiment described above. The inductance of each coil is 2 nH, the electrode area is 0.08 mm 2 , and the capacitance is 5 pF. The filter characteristics of this multiple thin film LC filter are
As shown in FIG. 5, it had a resonance frequency at 2.4 GHz and showed excellent frequency characteristics.
【００１８】次に、本発明の第３の実施の形態例につい
て説明する。ここでは、コイルの浮遊容量の調整のた
め、図６に示したように誘電率がε＝２．１の低誘電率
材料９をコイルの上から塗布し、コイル１と基板との間
に成膜し、コイルの浮遊容量を低減した。その結果、コ
イルの浮遊容量は通常の１ｐＦから０．５ｐＦに低減さ
せた。更に、キャパシタンス部分２はその電極間スペー
スを１０μｍとし、誘電率５００の誘電体薄膜１０をそ
のスペースに成膜した。キャパシタンス値は１．５〜
２．７ｐＦであり、共振周波数は３．５ＧＨｚで共振周
波数以上でのゲインは−２５ｄＢと改善された。Next, a third embodiment of the present invention will be described. Here, in order to adjust the stray capacitance of the coil, as shown in FIG. 6, a low dielectric constant material 9 having a permittivity of ε = 2.1 is applied from above the coil to form a gap between the coil 1 and the substrate. Membrane and reduced stray capacitance of the coil. As a result, the stray capacitance of the coil was reduced from the usual 1 pF to 0.5 pF. Further, the capacitance portion 2 has a space between electrodes of 10 μm, and the dielectric thin film 10 having a dielectric constant of 500 is formed in the space. Capacitance value is 1.5 ~
It was 2.7 pF, the resonance frequency was 3.5 GHz, and the gain above the resonance frequency was improved to -25 dB.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、薄膜ＬＣフィルターがあらかじめ平面内に相対向し
て配置された金属薄膜導体をキャパシタンス素子として
いるため、素子の厚みを金属導体程度の１〜１０μｍと
薄くでき、更にキャパシタンス素子の特性の補正も誘電
体の除去及び追加により容易に行える。更に、電極間ス
ペースをより一層狭くし、対向面積を広くすることで高
キャパシタンスを得ることができる。As described above, according to the present invention, since the thin film LC filter uses the metal thin film conductors arranged in the plane so as to face each other in advance as the capacitance element, the thickness of the element is about the same as the metal conductor. The thickness can be made as thin as 1 to 10 μm, and the characteristic of the capacitance element can be easily corrected by removing and adding the dielectric. Furthermore, a high capacitance can be obtained by further narrowing the space between the electrodes and widening the facing area.
【００２０】このような特徴を有する多連薄膜ＬＣフィ
ルターは、多層基板の中に挿入することによりこれまで
基板の表面積を占めていたＳＭＤチップ素子に変わるこ
とができ、デバイス機器の更なる小型化が可能である。The multi-layer thin film LC filter having the above characteristics can be converted into an SMD chip element which has occupied the surface area of the substrate by inserting it into a multi-layer substrate, and further miniaturization of device equipment. Is possible.
【図１】本発明の第１の実施の形態における多連薄膜Ｌ
Ｃフィルターの構造を示した図である。FIG. 1 is a multiple thin film L according to a first embodiment of the present invention.
It is a figure showing the structure of a C filter.
【図２】本発明の第２の実施の形態における多連薄膜Ｌ
Ｃフィルターの構造を示した図である。FIG. 2 is a multiple thin film L according to a second embodiment of the present invention.
It is a figure showing the structure of a C filter.
【図３】多連薄膜ＬＣフィルターのキャパシタンス部分
の縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view of a capacitance portion of a multiple thin film LC filter.
【図４】多連薄膜ＬＣフィルターのゲインの周波数特性
を示したグラフである。FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of gain of a multiple thin film LC filter.
【図５】多連薄膜ＬＣフィルターのゲインの周波数特性
を示したグラフである。FIG. 5 is a graph showing a frequency characteristic of gain of a multi-layer thin film LC filter.
【図６】本発明の第３の実施の形態における多連薄膜Ｌ
Ｃフィルターの構造を示した図である。FIG. 6 is a multiple thin film L according to a third embodiment of the present invention.
It is a figure showing the structure of a C filter.
１ コイル ２ 平行電極 ３ 測定用電極パッド ４ 電極間スペース ５ Ｃｕ電極導体 ６ 誘電体 ７ 塗布型誘電体 ８ 基板 ９ 低誘電率材料 １０ 誘電体薄膜 1 Coil 2 Parallel Electrode 3 Measurement Electrode Pad 4 Space Between Electrodes 5 Cu Electrode Conductor 6 Dielectric 7 Coating Dielectric 8 Substrate 9 Low Dielectric Material 10 Dielectric Thin Film
Claims (6)
て形成されるインダクターと、あらかじめ同一平面内に
対向して配置された金属薄膜からなる平行電極間に所定
の誘電率を有する誘電体を前記基板上に塗布若しくは成
膜することによって形成されるキャパシターとで構成さ
れることを特徴とする多連薄膜ＬＣフィルター。1. A dielectric having a predetermined dielectric constant between an inductor formed by depositing an air-core coil of a metal conductor on a substrate and a parallel electrode made of a metal thin film which is arranged in advance in the same plane so as to face each other. A multi-layer thin film LC filter comprising a capacitor formed by applying or forming a body on the substrate.
べく、所定の曲率を有する円弧を連続的に描くように形
成されていることを特徴とする請求項１記載の多連薄膜
ＬＣフィルター。2. The multiple thin film LC filter according to claim 1, wherein the parallel electrodes are formed so as to continuously draw an arc having a predetermined curvature in order to increase the facing area.
べく、くし型形状に形成されていることを特徴とする請
求項１記載の多連薄膜ＬＣフィルター。3. The multiple thin film LC filter according to claim 1, wherein the parallel electrodes are formed in a comb shape so as to increase a facing area.
加させるべく、所定の曲率を有する円弧を連続的に描く
ように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３
記載の多連薄膜ＬＣフィルター。4. The air-core coil is formed so as to continuously draw an arc having a predetermined curvature in order to increase the inductance.
The described multi-layer thin film LC filter.
面上にあることを特徴とする請求項１乃至４記載の多連
薄膜ＬＣフィルター。5. The multiple thin film LC filter according to claim 1, wherein the air-core coil and the parallel electrode are on the same plane.
ー素子において、前記平行電極間の誘電体を削り取る
か、若しくは新たに誘電体を塗布することによって、前
記キャパシターのキャパシター値を調整することを特徴
とする多連薄膜ＬＣフィルターにおけるキャパシター値
調整方法。6. The thin film LC filter element according to claim 1, wherein the dielectric value between the parallel electrodes is removed or a new dielectric material is applied to adjust the capacitor value of the capacitor. A method for adjusting a capacitor value in a multi-layer thin film LC filter characterized.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23021695A JP3541330B2 (en) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | Multi-layer thin film LC filter and capacitor value adjusting method |
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|---|---|---|---|
| JP23021695A JP3541330B2 (en) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | Multi-layer thin film LC filter and capacitor value adjusting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0983283A true JPH0983283A (en) | 1997-03-28 |
| JP3541330B2 JP3541330B2 (en) | 2004-07-07 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP23021695A Expired - Fee Related JP3541330B2 (en) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | Multi-layer thin film LC filter and capacitor value adjusting method |
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|---|---|
| JP (1) | JP3541330B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100651724B1 (en) * | 2004-12-13 | 2006-12-01 | 한국전자통신연구원 | Lateral tunable capacitor and microwave tunable device having the same |
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-
1995
- 1995-09-07 JP JP23021695A patent/JP3541330B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP3541330B2 (en) | 2004-07-07 |
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