KR100889218B1 - 가변 필터 소자, 가변 필터 모듈 및 이들의 제조 방법 - Google Patents

가변 필터 소자, 가변 필터 모듈 및 이들의 제조 방법 Download PDF

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KR100889218B1
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Abstract

구동 전압의 저감에 적합한 가변 필터 소자 및 가변 필터 모듈 및 이들 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 예를 들면 가변 필터 소자 X1은, 예를 들면 기판(10)과, 기판(10) 상에서 병렬로 연장되는 2개의 그라운드선(22) 및 그라운드선(22) 사이의 신호선(21)과, 그라운드선(22) 사이를 가교하고, 신호선(21)과 대향하는 부위(24a)를 갖는 가동 캐패시터 전극(24)과, 신호선(21) 및 그라운드선(22) 사이에 위치하고 가동 캐패시터 전극(24) 사이에 정전 인력을 발생시키기 위한 구동 전극(25)과, 기판(10) 내에 설치되고, 신호선(21)과 대향하는 부위를 갖고, 그라운드선(22)과 전기적으로 접속하고 있는 그라운드선(12a)을 구비한다. 가동 캐패시터 전극(24) 및 그라운드선(12a, 22)은 그라운드 배선부를 구성하고, 신호선(21) 및 그라운드 배선부는 분포 상수 전송 선로를 구성한다.
기판, 그라운드선, 신호선, 가동 캐패시터 전극, 가변 필터 소자, 배선 기판

Description

가변 필터 소자, 가변 필터 모듈 및 이들의 제조 방법{TUNABLE FILTER DEVICE, TUNABLE FILTER MODULE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은, 마이크로 머시닝 기술에 의해 형성되는 미소한 구조를 갖는 고주파수 대역 가변 필터 소자, 그와 같은 가변 필터 소자를 포함하는 모듈 및 이들을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
최근, 다양한 기술 분야에서, 마이크로 머시닝 기술에 의해 형성되는 미소 구조를 갖는 소자의 응용화가 도모되고 있다. 그와 같은 소자로서, 예를 들면 통과 주파수를 변화시키는 것이 가능한 가변 필터 소자를 예로 들 수 있다. 휴대 전화 등의 이동체 통신기의 시장이 확대됨에 따라서 그 제공 서비스는 다용화·고기능화되고 있으며, 이에 수반하여, 기기의 이용 주파수는 ㎓ 이상의 높은 주파수로 점차로 시프트하고 또한 다채널화되는 경향이 있는 바, 이와 같은 고주파수화 및 다채널화의 요청에 부응하기 위해서, 가변 필터 소자의 개발이 진행되고 있다.
이와 같은 가변 필터 소자에 대해서는, 예를 들면 하기의 특허 문헌 1, 2 및 비특허 문헌 1에 기재되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특개 2003-332808호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특개 2006-128912호 공보
[비특허 문헌 1] A. A. Tamijani et al, "Miniatureand Tunable Filters Using MEMS Capacitors", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol.51, No.7, p1878-1885, July 2003
도 23 내지 도 26은, 종래의 가변 필터 소자의 일례인 가변 필터 소자 X7을 도시한다. 도 23은, 가변 필터 소자 X7의 평면도이다. 도 24 및 도 25는, 도 23의 선 XXIV-XXIV 및 선 XXV-XXV를 따라 취한 확대 단면도이다. 도 26은, 가변 필터 소자 X7이 이루는 분포 상수 전송 선로를 도시하는 등가 회로도이다.
가변 필터 소자 X7은, 기판(71)과, 신호선(72)과, 2개의 그라운드선(73)과, 4개의 션트 인덕터(74)와, 가동 캐패시터 전극(75)과, 구동 전극(76)과, 전극 패드(77)를 구비하고, 특정의 고주파수 대역에 있는 전자파 내지 전기 신호의 통과를 허용하는 공진기 필터로서 구성되어 있다.
기판(71)은 석영 또는 글래스로 이루어지고, 신호선(72), 그라운드선(73), 션트 인덕터(74), 가동 캐패시터 전극(75), 구동 전극(76), 및 전극 패드(77)는 모두, 기판(71) 상에 형성되어 있다.
신호선(72)은, 그 양단에 단자부(72a)(입사단) 및 단자부(72b)(출사단)를 갖고 그 단자부(72a, 72b) 사이를 전기 신호가 통과하는 도체 패턴이며, 고주파 필터인 본 소자에서 인덕터 성분을 포함한다. 단자부(72a , 72b)를 통하여, 본 소자는 도면 밖의 회로 내지 다른 소자와 접속되게 된다. 이와 같은 신호선(72)은, 예를 들면 임피던스가 50Ω인 분포 상수 선로이며, Au로 이루어진다.
각 그라운드선(73)은, 신호선(72)을 따라서 연장되고 또한 그라운드 접속되어 있는 도체 패턴이다. 이와 같은 그라운드선(73)은, 신호선(72)과 협동하여, 용량 고정 캐패시터를 구성한다. 또한, 신호선(72) 및 각 그라운드선(73)은, 션트 인덕터(74)를 통해서 접속되어 있다. 그라운드선(73) 및 션트 인덕터(74)는, Au로 이루어진다.
가동 캐패시터 전극(75)은, 도 24에 도시한 바와 같이, 그라운드선(73) 사이를 가교하고 신호선(72)에 대향하는 부위를 갖는다. 가동 캐패시터 전극(75)은 Au박막으로 이루어진다. 가동 캐패시터 전극(75)과 신호선(72)은, 용량 가변 캐패시터를 구성한다.
각 구동 전극(76)은, 가동 캐패시터 전극(75)과의 사이에 정전 인력을 발생시켜 가동 캐패시터 전극(75)을 변위시키기 위한 것이며, 신호선(72) 및 그라운드선(73) 사이에 배치되고 가동 캐패시터 전극(75)의 일부에 대향한다. 구동 전극(76)은 SiCr 박막으로 이루어진다.
전극 패드(77)는, 구동 전압 인가용의 단자이며, 그라운드선(73)과는 공극을 개재하여 분리되어 있다. 전극 패드(77) 및 구동 전극(76)은, 도 24에 도시한 바와 같이, 기판(71) 및 그라운드선(73) 사이를 통과하는 배선(78)에 의해 접속되어 있다. 배선(78)과 그라운드선(73)은, 이들 사이에 개재하는 절연막(79)에 의해 전기적으로 분리되어 있다.
이상과 같은 구조를 갖는 가변 필터 소자 X7은, 도 26에 도시한 바와 같은, K01 인버터와, K12 인버터와, 이들 사이에 배치된 공진 회로부 R로 이루어지는 등가 회로도로 나타낼 수 있다. K01 인버터는, 단자부(72a)(입사단)측에서 신호선(72)에 접속하는 한 쌍의 션트 인덕터(74)에 의해 구성된다. K12 인버터는, 단자부(72b)(출사단)측에서 신호선(72)에 접속하는 한 쌍의 션트 인덕터(74)에 의해 구성된다. 공진 회로부 R은, 인덕터 L(공진 회로부 R 전체에서의 인덕터 성분) 및 용량 가변의 캐패시터 C(공진 회로부 R 전체에서의 캐패시터 성분)를 포함하고, 주로, 기판(1)과, 신호선(72)과, 그라운드선(73)으로 구성된다. 캐패시터 C에는, 기판(1) 상에 형성된 신호선(72) 및 그라운드선(73)에 의해 구성되는 전술한 용량 고정 캐패시터와, 신호선(72)(부동 캐패시터 전극) 및 가동 캐패시터 전극(75)에 의해 구성되는 전술한 용량 가변 캐패시터로 이루어진다. 도 23에 도시한 공간적 길이 L7은, 도 26에 도시한 공진 회로부 R의 전송로 길이(즉, 양 인버터간의 전송로 길이)가 예를 들면 λ/2(λ : 추출 목적의 특정 고주파의, 분포 상수 선로에서의 파장)의 정수배로 되도록 설정되어 있다. 이와 같은 구성에서, 가변 필터 소자 X7에서는, 예를 들면 단자부(72a)로부터 입력된 혼합 전기 신호가 필터링되어, 특정 고주파수 대역의 전기 신호가 추출되어 단자부(72b)로부터 출력된다.
가변 필터 소자 X7에서는, 구동 전극(76)과 가동 캐패시터 전극(75) 사이에 소정 전압(구동 전압)을 인가함으로써, 도 26에 도시한 캐패시터 C의 정전 용량을 변화시킬 수 있다. 구동 전극(76)에의 전위의 부여는, 전극 패드(77) 및 배선(78)을 통해서 실현할 수 있다. 구동 전극(76)과 가동 캐패시터 전극(75) 사이에 구동 전압을 인가하면, 양 전극간에 소정의 정전 인력이 발생하고, 가동 캐패시터 전극(75)이 구동 전극(76)측에 소정량 인입되며, 그 결과, 신호선(72)과 가동 캐패시터 전극(75) 사이의 이격 거리, 내지, 도 24 및 도 25에 도시한 갭 G7이, 작아진다. 갭 G7이 작아지면, 캐패시터 C의 정전 용량이 증대하고, 가변 필터 소자 X7의 전체의 전송로 길이가 등가적 내지 실질적으로 증대하고, 통과가 허용되는 주파수 대역이 저주파측으로 시프트한다. 이와 같은 가변 필터 소자 X7에서는, 구동 전압의 온·오프에 의해, 도 26에 도시한 캐패시터 C의 용량을 유의로 절환하여, 고주파 영역에서의 통과 주파수 대역을 적절하게 스위칭(예를 들면 18㎓와 22㎓ 사이의 스위칭)하는 것이 가능하다.
그러나, 이와 같은 종래의 가변 필터 소자 X7에서는, 통과 주파수 대역의 스위칭 시에, 비교적 큰 구동 전압이 요구되는 경향이 있다. 신호선(72)과 그라운드선(73) 사이의 도 23 및 도 24에 도시한 갭 G8의 치수는, 기판(71)의 구성 재료의 유전률 등과의 관계에 의해 결정되는 바, 가변 필터 소자 X7에서는, 갭 G8은 비교적 작게 제한되고, 따라서, 구동 전극(76)에 대해서 도 23이나 도 24에 도시한 길이 L8이 작게 제한되기 때문이다(예를 들면, 기판 재료가 석영이며, 신호선 재료가 Au이며, 신호선 폭이 160㎛이며, 신호선이 임피던스 77Ω의 CPW 전송 선로인 경우, 갭 G8의 치수는 80㎛ 정도이다). 구동 전극(76)의 길이 L8이 작게 제한되는 것은, 도 23에서 화살표 D로 나타내는 방향에서의 단위 길이당의 구동 전극(76)의 면적이 제한되는 것을 의미한다. 즉, 가변 필터 소자 X7에서 구동 전극(76) 및 가동 캐패시터 전극(75) 사이에 발생할 충분한 구동력(정전 인력)을 확보하기 위해서는, 구동 전극(76)의 면적에 대해서 충분한 크기를 확보한다고 하는 방법만에 의한 것은 곤란하고, 구동 전극(76) 및 가동 캐패시터 전극(75) 사이에 인가하는 구동 전압에 대해서 충분한 크기를 확보할 필요가 있는 것이다. 가변 필터 소자 X7에서, 예를 들면 전술한 바와 같은 18㎓와 22㎓ 사이의 스위칭을 실행하기 위해서는, 80V 정도의 고구동 전압이 요구된다. 구동 전압이 높은 것은 바람직하지 못하고, 전지를 전원으로 하는 휴대 전화 등의 소형 무선 통신 기기 용도에서는 특히, 저구동 전압화의 요청이 강하다.
본 발명은, 이와 같은 사정에 기초하여 생각해 낸 것으로서, 구동 전압의 저감에 알맞은 가변 필터 소자 및 가변 필터 모듈 및 이들의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면 가변 필터 소자가 제공된다. 이 가변 필터 소자는, 기판과, 기판 상에서 병렬하여 연장되는, 2개의 기판 상 그라운드선 및 그 기판 상 그라운드선간의 신호선과, 2개의 기판 상 그라운드선을 가교하고, 신호선과 대향하는 부위를 갖는, 가동 캐패시터 전극과, 신호선 및 기판 상 그라운드선 사이에 위치하고, 가동 캐패시터 전극과의 사이에 정전 인력을 발생시키기 위한, 구동 전극과, 기판 내에 형성되고, 신호선과 대향하는 부위를 갖고, 2개의 기판 상 그라운드선과 전기적으로 접속하고 있는, 기판 내 그라운드선을 구비한다. 기판 상 그라운드선, 가동 캐패시터 전극, 및 기판 내 그라운드선은, 그라운드 배선부를 구성한다. 신호선 및 그라운드 배선부는, 분포 상수 전송 선로를 구성한다. 이와 같은 본 소자에서는, 신호선 및 그라운드 배선부는 단일의 용량 가변 캐패시터를 구성한다고 상정할 수 있고, 또한, 신호선 및 기판 상 그라운드선은 용량 고정 캐패시터(제1 캐패시터)를 구성하고, 신호선 및 가동 캐패시터 전극은 용량 가변 캐패시터(제2 캐패시터)를 구성하고, 신호선 및 기판 내 그라운드선은 용량 고정 캐패시터(제3 캐패시터)를 구성한다. 즉, 본 소자의 분포 상수 전송 선로가 단일의 용량 가변 캐패시터를 구비하는 것으로 상정할 수 있고, 신호선 및 기판 상 그라운드선으로 이루어지는 제1 캐패시터는 그 용량 가변 캐패시터의 일부를 담당하고, 또한, 신호선 및 가동 캐패시터 전극으로 이루어지는 제2 캐패시터가 동일 용량 가변 캐패시터의 일부를 담당하는 것 외에, 신호선 및 기판 내 그라운드선으로 이루어지는 제3 캐패시터도 동일 용량 가변 캐패시터의 일부를 담당한다. 제3 캐패시터는, 그 용량 가변 캐패시터의 정전 용량에 대해서, 제1 캐패시터나 제2 캐패시터의 기여 성분을 보완하는 기능을 갖는다.
본 가변 필터 소자에서는, 구동 전극과 가동 캐패시터 전극 사이에 소정 전압(구동 전압)을 인가함으로써, 용량 가변 캐패시터(제1∼제3 캐패시터를 포함함)의 정전 용량을 변화시킬 수 있다. 구동 전극과 가동 캐패시터 전극 사이에 구동 전압을 인가하면, 양 전극간에 소정의 정전 인력이 발생하고, 가동 캐패시터 전극이 구동 전극측에 소정량 인입되며, 그 결과, 신호선과 가동 캐패시터 전극 사이의 이격 거리 내지 갭이 작아진다. 갭이 작아지면, 그 용량 가변 캐패시터의 정전 용 량이 증대하고, 본 소자의 전체의 전송로 길이가 등가적 내지 실질적으로 증대하고, 통과가 허용되는 주파수 대역이 저주파측으로 시프트한다. 인가하는 구동 전압을 조절함으로써, 통과 주파수 대역을 제어하는 것이 가능하다.
본 가변 필터 소자에서는, 전술한 바와 같이, 제3 캐패시터(신호선과 기판 내 그라운드선으로 이루어짐)는, 본 소자의 분포 상수 전송 선로의 용량 가변 캐패시터의 정전 용량에 대해서, 제1 캐패시터나 제2 캐패시터의 기여 성분을 보완하는 기능을 갖는다. 그 때문에, 전술한 종래의 가변 필터 소자 X7에서 신호선(72)과 그라운드선(73)의 갭 G8의 치수가 비교적 작게 제한되는 것과는 달리, 본 소자에서는, 신호선과 기판 상 그라운드선의 갭의 치수에 대해서 비교적 크게 설정하기 쉽다(그 갭 치수를 크게 할수록 정전 용량에의 제1 캐패시터의 기여분은 작아지지만, 그 감소분에 대해서는, 제3 캐패시터의 정전 용량에 의해 보충할 수 있는 것이다). 신호선과 기판 상 그라운드선의 갭의 치수에 대해서 비교적 크게 설정하기 쉬운 본 소자에서는, 가동 캐패시터 전극을 가동하기 위한 구동 전극의 면적에 대해서 충분한 크기를 확보하기 쉽다. 따라서, 본 가변 필터 소자는, 신호선 및 가동 캐패시터 전극 사이에 인가할 구동 전압을 저감하기 쉽다. 구동 전압의 저감은, 예를 들면 전지를 전원으로 하는 휴대 전화 등의 소형 무선 통신 기기 용도에서 바람직하다.
본 발명의 제2 측면에 따르면 가변 필터 소자가 제공된다. 이 가변 필터 소자는, 기판과, 기판 상에서 병렬하여 연장되는 신호선과, 기판 상에 세워 형성되며, 신호선과 대향하는 부위를 갖는 가동 캐패시터 전극과, 기판 상에 형성되며, 가동 캐패시터 전극과의 사이에 정전 인력을 발생시키기 위한 구동 전극과, 기판 내에 형성되며, 신호선과 대향하는 부위를 갖고, 가동 캐패시터 전극과 전기적으로 접속하고 있는 기판 내 그라운드선을 구비한다. 가동 캐패시터 전극, 및 기판 내 그라운드선은, 그라운드 배선부를 구성한다. 신호선 및 그라운드 배선부는, 분포 상수 전송 선로를 구성한다. 이와 같은 본 소자에서는, 신호선 및 그라운드 배선부는 단일의 용량 가변 캐패시터를 구성한다고 상정할 수 있고, 또한, 신호선 및 가동 캐패시터 전극은 용량 가변 캐패시터(제1 캐패시터)를 구성하고, 신호선 및 기판 내 그라운드선은 용량 고정 캐패시터(제2 캐패시터)를 구성한다. 즉, 본 소자의 분포 상수 전송 선로가 단일의 용량 가변 캐패시터를 구비하는 것으로 상정하면, 신호선 및 가동 캐패시터 전극으로 이루어지는 제1 캐패시터가 동일 용량 가변 캐패시터의 일부를 담당하는 것 외에, 신호선 및 기판 내 그라운드선으로 이루어지는 제2 캐패시터도 동일 용량 가변 캐패시터의 일부를 담당한다.
제2 측면에 따른 가변 필터 소자에 대해서는, 제1 측면에 따른 가변 필터 소자와 마찬가지로 하여, 구동 전극 및 가동 캐패시터 전극 사이에 구동 전압을 인가함으로써 구동할 수 있다.
본 소자는, 병렬하여 연장되는 2개의 기판 상 그라운드선 사이에 신호선이 배치된 구성을 구비하지 않는다. 그 때문에, 전술한 종래의 가변 필터 소자 X7에서 신호선(72)과 그라운드선(73)의 갭 G8의 치수가 비교적 작게 제한되어 구동 전극(76)의 면적이 비교적 작게 제한된 것과는 달리, 본 소자에서는, 기판 상에서 구동 전극을 광면적으로 형성하기 쉽다. 따라서, 본 가변 필터 소자는, 신호선 및 가동 캐패시터 전극 사이에 인가할 구동 전압을 저감하기 쉽다. 구동 전압의 저감은, 예를 들면 저소비 전력화의 관점에서 바람직하다.
본 발명의 제2 측면에 따른 가변 필터 소자는, 신호선에 병렬하여 기판 상에 형성되며 또한 기판 내 그라운드선과 전기적으로 접속하고 있는 기판 상 그라운드선을 더 구비해도 된다.
본 발명의 제1 및 제2 측면에 따른 가변 필터 소자는, 바람직하게는, 신호선 상에 유전체부를 더 구비한다. 이 유전체부는, 신호선과 가동 캐패시터 전극이 단락하는 것을 방지하는 데에 기여함과 함께, 신호선 및 가동 캐패시터 전극에 의해 구성되는 캐패시터의 정전 용량을 증대하는 데에 기여한다. 그 정전 용량의 증대는, 본 소자에 대해서 넓은 주파수 가변 영역을 확보하는 데에 바람직하다.
바람직하게는, 기판은, 복수단의 절연층 및 각 절연층간의 배선 패턴으로 이루어지는 적층 구조를 갖는 다층 배선 기판이다. 바람직하게는, 기판 내 그라운드선은, 다층 배선 기판에서 신호선에 가장 가까운 배선 패턴에 포함된다. 바람직하게는, 절연층은 세라믹으로 이루어진다. 본 발명에 따른 기판 내 그라운드선은, 이와 같은 다층 배선 기판 내에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 제1 및 제2 측면에 따른 가변 필터 소자는, 기판에서의 신호선과는 반대측의 표면에, 외부 접속용의 전극 패드를 더 구비한다. 그 가변 필터 소자는, 기판을 관통하는 도전 연락부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 측면에 따르면 가변 필터 소자가 제공된다. 이 가변 필터 소자는, 전술한 제1 또는 제2 측면에 따른 복수의 가변 필터 소자를 포함하고, 그 복 수의 가변 필터 소자는, 직렬로 배치되어 있거나, 혹은, 서로 병렬로 배치되어 있다.
본 발명의 제4 측면에 따르면 가변 필터 모듈이 제공된다. 이 가변 필터 모듈은, 본 발명의 제1, 제2, 또는 제3 측면에 따른 가변 필터 소자와, 기판 상에 형성된 복수의 수동 소자를 포함한다. 각 수동 소자는, 인덕터, 캐패시터, 또는 저항이다.
본 발명의 제5 측면에 따르면, 전술한 제1, 제2, 또는 제3 측면에 따른 가변 필터 소자를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 이 제조 방법은, 웨이퍼 제작 공정과, 소자 형성 공정과, 분할 공정을 포함한다. 웨이퍼 제작 공정에서는, 각각이 기판 내 그라운드선을 포함하는 복수의 가변 필터 모듈 형성 구획을 갖는 배선 기판 웨이퍼를 제작한다. 소자 형성 공정에서는, 복수의 가변 필터 모듈 형성 구획의 각각에서, 배선 기판 웨이퍼 상에 적어도 신호선, 구동 전극, 및 가변 캐패시터 전극을 형성한다. 분할 공정에서는, 배선 기판 웨이퍼를 분할한다. 이와 같은 방법에 의하면, 가변 필터 모듈 형성 구획을 갖는 배선 기판 웨이퍼를 이용함으로써, 본 발명의 제1, 제2, 또는 제3 측면에 따른 가변 필터 소자를 적절하게 대량 생산할 수 있다.
본 발명의 제6 측면에 따르면, 전술한 제4 측면에 따른 가변 필터 모듈을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 이 제조 방법은, 웨이퍼 제작 공정과, 소자 형성 공정과, 분할 공정을 포함한다. 웨이퍼 제작 공정에서는, 각각이 기판 내 그라운드선을 포함하는 복수의 가변 필터 모듈 형성 구획을 갖는 배선 기판 웨이퍼를 제 작한다. 소자 형성 공정에서는, 복수의 가변 필터 소자 형성 구획의 각각에서, 배선 기판 웨이퍼 상에 적어도 신호선, 구동 전극, 가변 캐패시터 전극, 및 복수의 수동 소자군을 형성한다. 분할 공정에서는, 배선 기판 웨이퍼를 분할하는 공정을 포함한다. 이와 같은 방법에 의하면, 가변 필터 모듈 형성 구획을 갖는 배선 기판 웨이퍼를 이용함으로써, 본 발명의 제4 측면에 따른 가변 필터 모듈을 적절하게 대량 생산할 수 있다.
본 발명의 제5 및 제6 측면에 따른 제조 방법은, 바람직하게는, 분할 공정보다 전에, 형성 구획마다 밀봉 캡을 탑재하는 공정을 포함한다. 이와 같이, 웨이퍼 레벨 패키지를 행해도 된다.
도 1 내지 도 4는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 가변 필터 소자 X1을 도시한다. 도 1은, 가변 필터 소자 X1의 일부 생략 평면도이다. 도 2 및 도 3은, 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ 및 선 Ⅲ-Ⅲ를 따라 취한 확대 단면도이다. 도 4는, 가변 필터 소자 X1이 이루는 분포 상수 전송 선로를 도시하는 등가 회로도이다.
가변 필터 소자 X1은, 배선 기판(10)과, 신호선(21)과, 2개의 그라운드선(22)과, 4개의 션트 인덕터(23)와, 가동 캐패시터 전극(24)과, 구동 전극(25)과, 유전체 도트(26)와, 패키징 부재(27)(도 1에서 도시 생략)를 구비하고, 특정의 고주파수 대역에 있는 전자파 내지 전기 신호의 통과를 허용하는 공진기 필터로서 구성되어 있다.
배선 기판(10)은, 소위 다층 세라믹 배선 기판이며, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 면(10a) 및 제2 면(10b)을 갖고, 또한, 절연층(11)과, 배선 패턴(12)과, 비아(13)와, 외부 접속용의 전극 패드(14)를 갖는다. 각 절연층(11)은, 예를 들면 Al2O3로 이루어지는 세라믹층이다. 각 배선 패턴(12)은, 예를 들면 Cu, Ag, W, Mo 등의 저저항 금속으로 이루어지고, 소정의 패턴 형상을 갖고 절연층(11) 사이에 매설되어 있다. 가장 제1 면(10a)측에 위치하는 배선 패턴(12)의 일부는, 그라운드 접속된 그라운드선(12a)을 이룬다. 그라운드선(12a)은, 본 발명에서의 기판 내 그라운드선에 해당한다. 각 비아(13)는, 예를 들면 Cu, A, W, Mo 등의 저저항 금속으로 이루어진다. 각 전극 패드(14)는, 제2 면(10b) 상에서 예를 들면 어레이 형상으로 배치되어 있고, 예를 들면 Cu로 이루어진다. 배선 패턴(12) 사이, 배선 패턴(12)과 전극 패드(14) 사이, 배선 패턴(12)과 신호선(21) 사이, 및, 배선 패턴(12)과 그라운드선(22) 사이는, 비아(13)에 의해 접속되어 있다.
신호선(21)은, 그 양단에 단자부(21a)(입사단) 및 단자부(21b)(출사단)을 갖고 그 단자부(21a, 21b) 사이를 전기 신호가 통과하는 도체 패턴이며, 고주파 필터인 본 소자에서 인덕터 성분을 포함한다. 단자부(21a, 21b)는, 배선 기판(10) 내의 소정의 비아(13) 및 배선 패턴(12)을 통해서 소정의 전극 패드(14)에 전기적으로 접속되어 있다. 이와 같은 신호선(21)은, 예를 들면 Cu, Ag, W, Mo 등의 저저항 금속으로 이루어진다.
각 그라운드선(22)은, 신호선(21)을 따라서 연장되고, 배선 기판(10) 내의 소정의 비아(13) 및 배선 패턴(12)을 통해서 소정의 전극 패드(14)에 전기적으로 접속되며, 그라운드 접속되어 있다. 이와 같은 그라운드선(22)은, 본 발명에서의 기판 상 그라운드선에 해당하고, 신호선(21)과 협동하여, 용량 고정 캐패시터를 구성한다. 또한, 신호선(21) 및 각 그라운드선(22)은, 션트 인덕터(23)에 의해 접속되어 있다. 그라운드선(22) 및 션트 인덕터(23)는, 예를 들면 Au, Cu, Al 등의 저저항 금속으로 이루어진다.
가동 캐패시터 전극(24)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 그라운드선(22) 사이를 가교하고(따라서 그라운드 접속되어 있고) 신호선(21)에 대향하는 후육부(24a)를 갖는다. 가동 캐패시터 전극(24)은, 예를 들면 Au, Cu, Al 등의 저저항 금속으로 이루어진다. 이와 같은 가동 캐패시터 전극(24)은, 전술한 신호선(21)과 협동하여, 용량 가변 캐패시터를 구성한다. 또한, 가동 캐패시터 전극(24) 및 전술한 그라운드선(12a, 22)은, 본 발명에서의 그라운드 배선부를 구성한다.
각 구동 전극(25)은, 가동 캐패시터 전극(24)과의 사이에 정전 인력을 발생시켜 가동 캐패시터 전극(24)을 변위시키기 위한 것이며, 신호선(21) 및 그라운드선(22) 사이에 배치되고 가동 캐패시터 전극(24)의 일부에 대향한다. 구동 전극(25)은, 소정의 금속 박막(고주파 신호의 누설 방지의 관점에서 비교적 고저항의 SiCr 박막이 바람직함)으로 이루어진다.
유전체 도트(26)는, 도 2이나 도 3에 도시한 바와 같이 신호선(21) 상에 형성되어 있고, 예를 들면 Al2O3, SiO2, SixNy, SiOC 등의 유전체 재료로 이루어진다. 이와 같은 유전체 도트(26)는, 신호선(21)과 가동 캐패시터 전극(24)이 단락하는 것을 방지하는 데에 기여함과 함께, 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(24)에 의해 구성되는 캐패시터의 정전 용량을 증대하는 데에 기여한다. 그 정전 용량의 증대는, 본 소자에 대해서 넓은 주파수 가변 영역을 확보하는 데에 바람직하다.
패키징 부재(27)는, 배선 기판(10)의 제1 면(10a) 상의 제반 구조를 밀봉하기 위한 것이며, 제1 면(10a)에 접합되어 있다. 패키징 부재(27)는, 예를 들면 금속, Si, 또는 수지 밀봉체로 이루어진다.
이상과 같은 구조를 갖는 가변 필터 소자 X1은, 도 4에 도시한 바와 같은, K01 인버터와, K12 인버터와, 이들 사이에 배치된 공진 회로부 R로 이루어지는 등가 회로도로 나타낼 수 있다. K01 인버터는, 단자부(21a)(입사단)측에서 신호선(21)에 접속하는 한 쌍의 션트 인덕터(23)에 의해 구성된다. K12 인버터는, 단자부(21b)(출사단)측에서 신호선(21)에 접속하는 한 쌍의 션트 인덕터(23)에 의해 구성된다. 공진 회로부 R은, 인덕터 L(공진 회로부 R 전체에서의 인덕터 성분) 및 용량 가변의 캐패시터 C(공진 회로부 R 전체에서의 캐패시터 성분)를 포함하고, 주로, 배선 기판(10) 내지 절연층(11)과, 신호선(21)과, 그라운드 배선부(그라운드선(12a, 22) 및 가동 캐패시터 전극(24))로 구성된다. 캐패시터 C는, 신호선(21)과 그라운드 배선부에 의해 구성되고, 구체적으로는, 신호선(21) 및 그라운드선(22)(기판 상 그라운드선)에 의해 구성되는 전술한 용량 고정 캐패시터(제1 캐패시터)와, 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(24)에 의해 구성되는 전술한 용량 가변 캐패시터(제2 캐패시터)와, 신호선(21) 및 그라운드선(12a)(기판 내 그라운드 선)에 의해 구성되는 전술한 용량 고정 캐패시터(제3 캐패시터)를 포함한다. 즉, 가변 필터 소자 X1이 이루는 분포 상수 전송 선로가 단일의 용량 가변 캐패시터 C를 구비하는 것으로 상정하면, 신호선(21) 및 그라운드선(22)으로 이루어지는 제1 캐패시터가 그 캐패시터 C의 일부를 담당하고, 또한, 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(24)으로 이루어지는 제2 캐패시터가 그 캐패시터 C의 일부를 담당하는 것 외에, 신호선(21) 및 그라운드선(12a)으로 이루어지는 제3 캐패시터도 그 캐패시터 C의 일부를 담당하는 것이다. 제3 캐패시터는, 그 캐패시터 C의 정전 용량에 대해서, 제1 캐패시터나 제2 캐패시터의 기여 성분을 보완하는 기능을 갖는다.
가변 필터 소자 X1에서, 도 1에 도시한 공간적 길이 L1은, 도 4에 도시한 공진 회로부 R의 전송로 길이(즉, 양 인버터간의 전송로 길이)가 예를 들면 λ/2(λ : 추출 목적의 특정 고주파의, 분포 상수 선로에서의 파장)의 정수배로 되도록, 설정되어 있다. 즉, 가변 필터 소자 X1에서는, 소정의 전극 패드(14), 비아(13), 및 배선 패턴(12)을 통해서 예를 들면 단자부(21a)로부터 입력된 혼합 전기 신호가 필터링되어, 특정 고주파수 대역의 전기 신호가 추출되어, 단자부(12b) 내지 이것에 전기적으로 접속된 소정의 전극 패드(14)로부터 출력된다.
또한, 도 4의 등가 회로도에서는, 공진 회로부 R이 K01 인버터 및 K12 인버터 사이에 배치되어 있는 바, 이와 같은 구성에 의하면, 입사단(K01 인버터측 단자)으로부터 전자파 내지 고주파 전기 신호를 반사없이 공진 회로부 R에 입사시키고, 또한, 출사단(K12 인버터측 단자)에 전파하는 전자파를 그 출사단으로부터 반사없이 출사시킬 수 있다. K01 인버터는 특성 임피던스 K01을 갖고, K12 인버터는 특성 임피던스K12를 갖고, 각각, 소정 주파수 대역에서 길이 λ/4의 분포 상수 선로로서 기능하는 것이다.
가변 필터 소자 X1에서는, 구동 전극(25)과 가동 캐패시터 전극(24) 사이에 소정 전압(구동 전압)을 인가함으로써, 도 4에 도시한 캐패시터 C(제1∼제3 캐패시터)의 용량을 변화시킬 수 있다. 구동 전극(25)에의 전위의 부여는, 소정의 전극 패드(14), 비아(13), 및 배선 패턴(12)으로 이루어지는 도전 경로를 통해서 실현할 수 있다. 구동 전극(25)과 가동 캐패시터 전극(24) 사이에 구동 전압을 인가하면, 양 전극간에 소정의 정전 인력이 발생하고, 가동 캐패시터 전극(24)이 구동 전극(25)측에 소정량 인입되며, 그 결과, 신호선(21)과 가동 캐패시터 전극(24) 사이의 이격 거리, 내지, 도 2 및 도 3에 도시한 갭 G1이, 작아진다. 갭 G1이 작아지면, 캐패시터 C의 정전 용량이 증대하고, 가변 필터 소자 X1의 전체의 전송로 길이가 등가적 내지 실질적으로 증대하고, 통과가 허용되는 주파수 대역이 저주파측으로 시프트한다. 이와 같은 가변 필터 소자 X1에서는, 인가하는 구동 전압을 조절함으로써, 통과 주파수 대역을 제어하는 것이 가능하다. 예를 들면, 구동 전압의 온·오프에 의해, 도 4에 도시한 캐패시터 C의 용량을 유의로 절환하여, 고주파 영역에서의 통과 주파수 대역을 적절하게 스위칭(예를 들면 18㎓와 22㎓ 사이의 스위칭)하는 것이 가능하다. 또한, 구동 전압을 아날로그적으로 제어함으로써, 통과 주파수 대역을 연속적으로 변화시키는 것도 가능하다.
가변 필터 소자 X1에서는, 전술한 바와 같이, 제3 캐패시터(신호선(21)과 그라운드선(12a)으로 이루어짐)는, 본 소자가 이루는 분포 상수 전송 선로의 용량 가변 캐패시터 C의 정전 용량에 대해서, 제1 캐패시터나 제2 캐패시터의 기여 성분을 보완하는 기능을 갖는다. 그 때문에, 전술한 종래의 가변 필터 소자 X7에서 신호선(72)과 그라운드선(73)의 갭 G8의 치수가 비교적 작게 제한되는 것과는 달리, 본 소자에서는, 신호선(21)과 그라운드선(22)(기판 상 그라운드선) 사이의 도 1 및 도 2에 도시한 갭 G2의 치수에 대해서 비교적 크게 설정하기 쉽다(그 갭 치수를 크게 할수록 총 정전 용량에의 제1 캐패시터의 기여분은 작아지지만, 그 감소분에 대해서는, 제3 캐패시터의 정전 용량에 의해 보충할 수 있는 것이다). 신호선(21)과 그라운드선(22)의 갭 G2의 치수에 대해서 비교적 크게 설정하기 쉬운 본 소자에서는, 가동 캐패시터 전극(24)을 가동하기 위한 구동 전극(25)의 면적에 대해서 충분한 크기를 확보하기 쉽다. 따라서, 본 가변 필터 소자 X1은, 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(24) 사이에 인가할 구동 전압을 저감하기 쉽다. 구동 전압의 저감은, 예를 들면 전지를 전원으로 하는 휴대 전화 등의 소형 무선 통신 기기 용도에서 바람직하다.
도 5 내지 도 8은, 가변 필터 소자 X1의 제조 방법의 일례를 도시한다. 도 5 내지 도 8에서는, 가변 필터 소자 X1의 제조 과정을 단면의 변화로 나타낸다. 그 단면은, 가공이 실시되는 웨이퍼에서의 단일의 가변 필터 소자 형성 구획의 단면(도 2에 도시한 단면에 상당)을 포함한다.
가변 필터 소자 X1의 제조에서는, 우선, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같은 배 선 기판 웨이퍼(10')를 제작한다. 배선 기판 웨이퍼(10')는, 제1 면(10a) 및 제2 면(10b)을 갖고, 또한, 절연층(11), 배선 패턴(12)(그라운드선(12a)을 포함함), 및 비아(13)를 포함하는 다층 배선 구조를 갖는 웨이퍼이며, 또한, 복수의 가변 필터 소자 형성 구획을 포함한다. 배선 기판 웨이퍼(10')의 제1 면(10a)의 표면 거칠기 Rz는 0.2㎛ 이하이다.
배선 기판 웨이퍼(10')의 제작에서는, 우선, 그린 시트인 복수의 세라믹 기판의 각각에서, 비아용의 개구부를 형성한 후, 그 비아용 개구부에 도전 페이스트를 충전함과 함께, 세라믹 기판 표면에 도전 페이스트로 배선 패턴을 인쇄한다. 이와 같은 공정을 거쳐 준비된 소정 매수의 세라믹 기판을 적층하고, 그 적층체를 가열 하에서 두께 방향으로 프레스한다. 그 후, 소정의 가열 처리에 의해, 그 적층체를 일체 소성하여, 프리 배선 기판 웨이퍼(10")를 얻는다(일체 소성을 거침으로써, 배선 패턴(12) 및 비아(13)가 형성된다).
배선 기판 웨이퍼(10')의 제작에서는, 다음으로, 프리 배선 기판 웨이퍼(10")의 양면을 연마 처리한다. 연마 처리의 방법은, 예를 들면 소정의 연마제(약액)를 사용하여 행하는 기계적 연마를 채용할 수 있다. 이 연마 처리에 의해, 프리 배선 기판 웨이퍼(10")의 휘어짐 및 주름을 저감한다. 본 연마 처리에서는, 바람직하게는, 휘어짐에 대해서는 40㎛ 이하까지 저감하고, 주름에 대해서는 충분히 없어질 때까지 저감한다.
배선 기판 웨이퍼(10')의 제작에서는, 다음으로, 프리 배선 기판 웨이퍼(10")에서 전술한 신호선(21)이나 그라운드선(22)이 형성되는 측의 면 즉 제1 면(10a)을 평활화 처리한다. 전술한 바와 같이 하여 얻어진 프리 배선 기판 웨이퍼(10")의 표면에는 요철(구성 세라믹 입자의 사이즈나, 세라믹 입자 사이의 보이드의 존재, 연마제에 의한 연마 작용 등에 기인하여 생긴다고 생각됨)이 존재하는 바, 세라믹 재질의 선정 및 연마 방법을 최적화해도, 실제상, 깊이 5㎛ 정도의 오목부가 프리 배선 기판 웨이퍼(10') 표면에 생기는 것은 피할 수 없다. 이와 같은 요철을 갖는 표면에는, 소사이즈의 필터 소자 등의 수동 소자를 적절하게 형성할 수 없으므로, 배선 기판 웨이퍼(10")의 제작에서는, 전술한 연마 처리 후에 소정의 평활화 처리가 필요한 것이다.
도 9는 평활화 처리의 과정을 도시한다. 도 9에서는, 평활화 처리가 실시되는 프리 배선 기판 웨이퍼(10")의 표면 부근의 부분 확대 단면을 도시한다. 본 평활화 처리에서는, 전술한 연마 처리를 거친 프리 배선 기판 웨이퍼(10") 내지 표면의 절연층(11)에서의 도 9의 (a)에 도시한 바와 같은 요철 표면에, 우선, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 얇은 절연막(16')을 형성한다. 절연막(16')의 형성에서는, 프리 배선 기판 웨이퍼(10")의 표면에 절연 코팅액을 얇게 도포하여 소성한다. 절연 코팅액으로서는, 예를 들면 SOG(spin-on-glass)를 이용할 수 있다. 도포되는 절연 코팅액의 두께는 예를 들면 1㎛ 이하이다. 이와 같이 하여 얇은 절연막(16')을 형성함으로써, 프리 배선 기판 웨이퍼(10") 표면에서의 오목부를 저감할 수 있다. 이 후, 이와 같은 절연막 형성 공정을 소정 횟수 반복하여, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 프리 배선 기판 웨이퍼(10")의 세라믹 소지 표면의 볼록부를, 절연막(16')을 겹쳐서 형성된 절연막(16)에 매몰시킨다(도 9 이외의 도면에서는 절연 막(16)을 도시하지 않는다). 도 9에 도시한 이와 같은 방법에 의해, 제1 면(10a)의 전체의 표면 거칠기 Rz를 0.05㎛ 이하로 저감할 수 있다. 전술한 연마 처리 후에 이와 같은 평활화 처리를 행함으로써, 배선 기판 웨이퍼(10')를 제작할 수 있다.
가변 필터 소자 X1의 제조에서는, 다음으로, 전술한 바와 같이 하여 제작한 배선 기판 웨이퍼(10')의 제2 면(10b) 상에, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 전극 패드(14)를 형성한다. 예를 들면, 스퍼터링법에 의해 소정의 금속 재료를 배선 기판 웨이퍼(10')의 제2 면(10b) 상에 성막한 후, 소정의 웨트 에칭 또는 드라이 에칭에 의해 그 금속막을 패터닝함으로써, 전극 패드(14)를 형성할 수 있다. 혹은, 전극 패드(14)의 형성에서는, 무전해 도금법이나 전기 도금법을 채용하여도 된다.
다음으로, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 전술한 구동 전극(25)을 배선 기판 웨이퍼(10') 상에 형성한다. 예를 들면, 스퍼터링법에 의해 소정의 금속 재료를 배선 기판 웨이퍼(10') 상에 성막한 후, 소정의 웨트 에칭 또는 드라이 에칭에 의해 그 금속막을 패터닝함으로써, 구동 전극(25)을 형성할 수 있다. 본 공정 후, 필요에 따라서, 구동 전극(25)을 피복하도록 소정 영역에 절연막을 형성한다.
다음으로, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 전술한 신호선(21)을 배선 기판 웨이퍼(10') 상에 형성한다. 예를 들면, 신호선(21)에 대응하는 개구부를 갖는 레지스트 패턴을 배선 기판 웨이퍼(10') 상에 패턴 형성한 후, 도금법(무전해 도금 또는 전기 도금)에 의해 그 개구부 내에 소정의 금속 재료(예를 들면 Au)를 퇴적 성장시킴으로써, 신호선(21)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 전술한 유전체 도트(26)를 신호선(21) 상에 형성한다. 예를 들면, 배선 기판 웨이퍼(10')의 제1 면(10a)측에 소정의 유전체막을 형성한 후, 그 유전체막을 패터닝함으로써, 유전체 도트(26)를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 전술한 그라운드선(22)을 배선 기판 웨이퍼(10') 상에 형성한다. 예를 들면, 그라운드선(22)에 대응하는 개구부를 갖는 레지스트 패턴을 배선 기판 웨이퍼(10') 상에 패턴 형성한 후, 도금법(무전해 도금 또는 전기 도금)에 의해 그 개구부 내에 소정의 금속 재료(예를 들면 Au)를 퇴적 성장시킴으로써, 그라운드선(22)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 희생층(17)을 형성한다. 희생층(17)은 소정의 레지스트 재료로 이루어진다.
다음으로, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 상술한 각 가동 캐패시터 전극(24)의 일부(24')를 희생층(17) 상에 형성한다. 예를 들면, 스퍼터링법에 의해 소정의 금속 재료를 희생층(17) 상에 성막한 후, 소정의 웨트 에칭 또는 드라이 에칭에 의해 그 금속막을 패터닝함으로써, 가동 캐패시터 전극(24)의 일부(24')를 형성할 수 있다. 혹은, 그 일부(24')의 형성에서는, 무전해 도금법이나 전기 도금법을 채용하여도 된다.
다음으로, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 가동 캐패시터 전극(24)의 후육부(24a)를 형성한다. 예를 들면, 후육부(24a)에 대응하는 개구부를 갖는 레지스트 패턴을 가동 캐패시터 전극(24)의 일부(24') 및 희생층(17) 상에 걸쳐서 패턴 형성 한 후, 도금법(무전해 도금 또는 전기 도금)에 의해 그 개구부 내에 소정의 금속 재료(예를 들면 Au)를 퇴적 성장시킴으로써, 후육부(24a)를 형성할 수 있다. 이 후, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 희생층(17)을 제거한다.
다음으로, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 배선 기판 웨이퍼(10')의 제1면(10a) 측에 패키징 웨이퍼(27')를 접합한다. 접합 방법으로서는, 예를 들면 양극 접합법, 직접 접합법, 상온 접합법 및 공정 접합법을 들 수 있다. 패키징 웨이퍼(27')는, 소정의 실리콘 웨이퍼를 가공하여 제작된 것이며, 배선 기판 웨이퍼(10')의 각 가변 필터 소자 형성 구획에 대응하는 개소에 미리 오목부(27a)가 형성되어 있다. 패키징 웨이퍼(27')는, 복수의 상술한 패키징 부재(27)를 실질적으로 포함한다.
다음으로, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 배선 기판 웨이퍼(10') 및 패키징 웨이퍼(27')로 이루어지는 적층 구조체를 절단한다. 이상과 같이 하여, 가변 필터 소자 X1을 제조할 수 있다. 본 방법에 따르면, 다수의 가변 필터 소자 형성 구획을 갖는 배선 기판 웨이퍼(10')를 이용함으로써, 가변 필터 소자 X1을 적절하게 대량 생산할 수 있다.
가변 필터 소자 X1에 대해서는, 충분히 광면적의 배선 기판(10)을 채용한 후에, 그 배선 기판(10)의 제1면(10a) 상에, 회로 설계에 따른 다양한 수동 소자(인덕터, 캐패시터, 저항 등)를 설치함으로써, 가변 필터 모듈로서 구성하여도 된다. 이와 같은 가변 필터 모듈은, 도 5의 (b) 내지 도 7의 (c)를 참조하여 상술한 과정에서 다양한 수동 소자를 배선 기판 웨이퍼(10') 상에 병행하여 형성하는 이외에 는, 가변 필터 소자 X1에 관하여 상술한 방법과 마찬가지로 하여 제조할 수 있다. 가변 필터 모듈로서 구성하는 것이나, 가변 필터 모듈로서 제조할 수 있는 것은, 이후의 제2 내지 제6 실시 형태에 따른 가변 필터 소자에 대해서도 마찬가지이다.
도 10 내지 도 12는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 가변 필터 소자 X2를 나타낸다. 도 10은, 가변 필터 소자 X2의 일부 생략 평면도이며, 도 11은, 도 10의 선 XI-XI을 따라 취한 확대 단면도이다. 도 12는, 가변 필터 소자 X2가 이루는 분포 상수 전송 선로를 나타내는 등가 회로도(일부 생략)이다.
가변 필터 소자 X2는 배선 기판(10)과, 신호선(21)과, 2개의 그라운드선(22)과, 션트 인덕터(23)와, 가동 캐패시터 전극(24)과, 구동 전극(25)과, 유전체 도트(26)와, 패키징 부재(27)(도 10에서 도시 생략)를 구비하고, 특정의 고주파수 대역에 있는 전자파 내지 전기 신호의 통과를 허용하는 공진기 필터로서 구성되어 있다. 실질적으로는, 가변 필터 소자 X2는, 모두 직렬로 배치된 n개의 가변 필터 소자 X1을 포함하는 것이며, 도 12에 도시한 바와 같이, 소위 K 인버터를 개재하여 직렬로 배치된 n단의 공진 회로부 R로 이루어진다. 각 가변 필터 소자 X1의 구체적 구성 내지 각 공진 회로부 R을 구성하는 유닛(절연층(11)이나 그라운드선(12a)을 포함하는 배선 기판(10), 신호선(21), 그라운드선(22), 가동 캐패시터 전극(24), 구동 전극(25), 유전체 도트(26))의 구체적 구성은, 제1 실시 형태에 관하여 상술한 바와 대략 마찬가지이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 도 10에 도시한 공간적 길이 L2는, 전송로 길이 예를 들면 λ/2(λ : 추출 목적의 특정 고주파의, 분포 상수 선로에서의 파장)의 정수배로 되도록 설정되어 있다.
이와 같은 구성을 구비하는 가변 필터 소자 X2에서도, 가변 필터 소자 X1에 대해 상술한 바와 마찬가지로, 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(24) 사이에 인가할 구동 전압을 저감하기 쉽다.
도 13 내지 도 15는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 가변 필터 소자 X3을 나타낸다. 도 13은, 가변 필터 소자 X3의 일부 생략 평면도이며, 도 14는, 도 13의 선 XⅣ-XⅣ을 따라 취한 부분 확대 단면도이다. 도 15는, 가변 필터 소자 X3이 이루는 분포 상수 전송 선로를 나타내는 등가 회로도(일부 생략)이다.
가변 필터 소자 X3은 배선 기판(10)과, 신호선(21)과, 그라운드선(22)과, 가동 캐패시터 전극(24)과, 구동 전극(25)과, 유전체 도트(26)와, 패키징 부재(27)(도 13에서 도시 생략)를 구비하고, 특정의 고주파수 대역에 있는 전자파 또는 전기 신호의 통과를 허용하는 공진기 필터로서 구성되어 있다. 실질적으로는, 가변 필터 소자 X3은 션트 인덕터(23)가 설치되어 있지 않은 n개의 가변 필터 소자 X1이 서로 병렬로 배치된 것이며, 도 15에 도시한 바와 같이, 소위 J 인버터를 개재하여 병렬로 배치된 n단의 공진 회로부 R로 이루어진다. 각 공진 회로부 R을 구성하는 유닛(절연층(11)이나 그라운드선(12a)을 포함하는 배선 기판(10), 신호선(21), 그라운드선(22), 가동 캐패시터 전극(24), 구동 전극(25), 유전체 도트(26))의 구체적 구성은, 제1 실시 형태에 관하여 상술한 바와 대략 마찬가지이다. J 인버터는, 인접하는 공진 회로부 R에 포함되는 신호선(21)의 단부(21c)간에 캐패시터로서 생긴 것(용량 결합)이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 도 13에 도시한 공간적 길이 L3은, 전송로 길이 예를 들면 λ/4(λ : 추출 목적의 특정 고주파 의, 분포 상수 선로에서의 파장)의 짝수배로 되도록 설정되어 있다.
이와 같은 구성을 구비하는 가변 필터 소자 X3에서도, 가변 필터 소자 X1에 대해 상술한 바와 마찬가지로, 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(24) 사이에 인가할 구동 전압을 저감하기 쉽다.
도 16 내지 도 18은, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 가변 필터 소자 X4를 나타낸다. 도 16은, 가변 필터 소자 X4의 일부 생략 평면도이다. 도 17 및 도 18은, 도 16의 선 XⅦ-XⅦ 및 선 XⅧ-XⅧ을 따라 취한 확대 단면도이다. 가변 필터 소자 X4가 이루는 분포 상수 전송 선로는, 도 4에 도시한 등가 회로도에 의해 나타내어진다.
가변 필터 소자 X4는 배선 기판(10)과, 신호선(21)과, 4개의 션트 인덕터(23)와, 가동 캐패시터 전극(28)과, 구동 전극(25)과, 유전체 도트(26)와, 패키징 부재(27)(도 16에서 도시 생략)를 구비하고, 특정의 고주파수 대역에 있는 전자파 또는 전기 신호의 통과를 허용하는 공진기 필터로서 구성되어 있다. 가변 필터 소자 X4는 그라운드선(22)을 구비하지 않는 점 및 가변 캐패시터 전극(24) 대신에 가변 캐패시터 전극(28)을 구비하는 점에서, 가변 필터 소자 X1과 주로 상이하다.
배선 기판(10)은, 제1 실시 형태에서 상술한 바와 같이, 제1면(10a) 및 제2면(10b)을 갖고, 또한 절연층(11)과, 배선 패턴(12)과, 비아(13)와, 외부 접속용의 전극 패드(14)를 갖는다. 또한, 가장 제1면(10a) 측에 위치하는 배선 패턴(12)의 일부는, 그라운드 접속된 그라운드선(12a)이다. 배선 패턴(12)간, 배선 패턴(12)과 전극 패드(14)의 사이 및 배선 패턴(12)과 신호선(21) 사이는, 비아(13)에 의해 접속되어 있다.
신호선(21)은, 제1 실시 형태에서 상술한 바와 같이, 그 양단에 단자부(21a)(입사단) 및 단자부(21b)(출사단)를 갖고 그 단자부(21a, 21b)간을 전기 신호가 통과하는 도체 패턴이며, 고주파 필터인 본 소자에서 인덕터 성분을 포함한다. 단자부(21a, 21b)는 배선 기판(10) 내의 소정의 비아(13) 및 배선 패턴(12)을 통하여 소정의 전극 패드(14)에 전기적으로 접속되어 있다.
션트 인덕터(23)의 일단은, 도 18에 도시한 바와 같이, 배선 기판(10)에서의 소정의 비아(13), 배선 패턴(12) 및 전극 패드(14)를 통하여 그라운드 접속되어 있다.
가동 캐패시터 전극(28)은, 도 17에 도시한 바와 같이, 배선 기판(10) 상에 세워 설치되고, 신호선(21)과 대향하는 후육부(28a)를 갖고, 또한 배선 기판(10) 내의 비아(13)나 배선 패턴(12)을 통하여 그라운드 접속되어 있다. 가동 캐패시터 전극(28)은, 예를 들면 Au, Cu, Al 등의 저저항 금속으로 이루어진다. 이와 같은 가동 캐패시터 전극(28)은 신호선(21)과 협동하여, 용량 가변 캐패시터를 구성한다. 또한, 가동 캐패시터 전극(28) 및 그라운드선(12a)은, 본 발명에서의 그라운드 배선부를 구성한다.
각 구동 전극(25)은, 가동 캐패시터 전극(28) 사이에 정전 인력을 발생시켜 가동 캐패시터 전극(28)을 변위시키기 위한 것이며, 신호선(21)에 인접하여 배치되고, 가동 캐패시터 전극(28)의 일부에 대향한다. 구동 전극(25)은, 예를 들면 SiCr 박막 등의 고저항 금속 박막으로 이루어진다.
유전체 도트(26)는, 도 17에 도시한 바와 같이, 신호선(21) 상에 설치되어 있고, 예를 들면 Al2O3, SiO2, SixNy, SiOC 등의 유전체 재료로 이루어진다. 이와 같은 유전체 도트(26)는, 신호선(21)과 가동 캐패시터 전극(28)이 단락되는 것을 방지하는 데에 기여함과 함께, 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(28)에 의해 구성되는 캐패시터의 정전 용량을 증대시키는 데에 기여한다. 그 정전 용량의 증대는, 본 소자에 대해 넓은 주파수 가변 영역을 확보하는 점에서 바람직하다.
패키징 부재(27)는, 제1 실시 형태에서 상술한 바와 같이, 배선 기판(10)의 제1면(10a) 상의 여러 구조를 밀봉하기 위한 것이며, 제1면(10a)에 접합되어 있다.
이상과 같은 구조를 갖는 가변 필터 소자 X4는, 도 4에 도시한 바와 같은 K01 인버터와, K12 인버터와, 이들 사이에 배치된 공진 회로부 R로 이루어지는 등가 회로도로 나타낼 수 있다. K01 인버터는 단자부(21a)(입사단)측에서 신호선(21)에 접속하는 한 쌍의 션트 인덕터(23)에 의해 구성된다. K12 인버터는 단자부(21b)(출사단)측에서 신호선(21)에 접속하는 한 쌍의 션트 인덕터(23)에 의해 구성된다. 공진 회로부 R은, 인덕터 L(공진 회로부 R 전체에서의 인덕터 성분) 및 용량 가변의 캐패시터 C(공진 회로부 R 전체에서의 인덕터 성분)를 포함하고, 주로 배선 기판(10) 내지 절연층(11)과, 신호선(21)과, 그라운드 배선부(그라운드선(12a) 및 가동 캐패시터 전극(28))로 구성된다. 캐패시터 C는, 신호선(21)과 그라운드 배선부에 의해 구성되고, 구체적으로는 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(28)에 의해 구성되는 상술한 용량 가변 캐패시터(제1 캐패시터)와, 신호선(21) 및 그라운드 선(12a)(기판 내 그라운드선)에 의해 구성되는 상술한 용량 고정 캐패시터(제2 캐패시터)를 포함한다. 즉, 가변 필터 소자 X4가 이루는 분포 상수 전송 선로가 단일의 용량 가변 캐패시터 C를 구비하는 것으로 상정하면, 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(28)으로 이루어지는 제1 캐패시터가 그 캐패시터 C의 일부를 담당하는 것 외에, 신호선(21) 및 그라운드선(12a)으로 이루어지는 제2 캐패시터도 그 캐패시터 C의 일부를 담당하는 것이다. 제2 캐패시터는, 그 캐패시터 C의 정전 용량에 대해, 제1 캐패시터의 기여 성분을 보완하는 기능을 갖는다.
가변 필터 소자 X4에서, 도 16에 도시한 공간적 길이 L4는, 도 4에 도시한 공진 회로부 R의 전송로 길이(즉, 양 인버터간의 전송로 길이)가 예를 들면 λ/2(λ : 추출 목적의 특정 고주파의, 분포 상수 선로에서의 파장)의 정수배로 되도록 설정되어 있다. 즉, 가변 필터 소자 X4에서는, 소정의 전극 패드(14), 비아(13) 및 배선 패턴(12)을 통하여 예를 들면 단자부(21a)로부터 입력된 혼합 전기 신호가 필터링되어, 특정 고주파수 대역의 전기 신호가 추출되어, 단자부(12b) 또는 이에 전기적으로 접속된 소정의 전극 패드(14)로부터 출력된다.
또한, 도 4의 등가 회로도에서는, 공진 회로부 R이 K01 인버터 및 K12 인버터 사이에 배치되어 있는 바, 이와 같은 구성에 따르면, 입사단(K01 인버터측 단자)으로부터 전자파 내지 고주파 전기 신호를 반사없이 공진 회로부 R에 입사시키고, 또한 출사단(K12 인버터측 단자)에 전파하는 전자파를 그 출사단으로부터 반사없이 출사시킬 수 있다.
가변 필터 소자 X4에서는, 구동 전극(25)과 가동 캐패시터 전극(28) 사이에서 소정 전압(구동 전압)을 인가함으로써, 도 4에 도시한 캐패시터 C(제1 및 제2 캐패시터)의 용량을 변화시킬 수 있다. 구동 전극(25)에의 전위의 부여는, 소정의 전극 패드(14), 비아(13) 및 배선 패턴(12)으로 이루어지는 도전 경로를 통하여 실현할 수 있다. 구동 전극(25)과 가동 캐패시터 전극(28) 사이에 구동 전압을 인가하면, 양 전극간에 소정의 정전 인력이 발생하고, 가동 캐패시터 전극(28)이 구동 전극(25)측에 소정량 인입되고, 그 결과 신호선(21)과 가동 캐패시터 전극(28) 사이의 이격 거리 내지 갭 G1이 작아진다. 갭 G1이 작아지면, 캐패시터 C의 정전 용량이 증대되고, 가변 필터 소자 X4의 전체의 전송로 길이 등가적 내지 실질적으로 증대되고, 통과가 허용되는 주파수 대역이 저주파측으로 시프트한다. 이와 같은 가변 필터 소자 X4에서는, 인가하는 구동 전압을 조절함으로써, 통과 주파수 대역을 제어하는 것이 가능하다. 예를 들면, 구동 전압의 온ㆍ오프에 의해, 도 4에 도시한 캐패시터 C의 용량을 유의하게 절환하여, 고주파 영역에서의 통과 주파수 대역을 적절하게 스위칭(예를 들면 18㎓와 22㎓ 사이의 스위칭)하는 것이 가능하다. 또한, 구동 전압을 아날로그적으로 제어함으로써, 통과 주파수 대역을 연속적으로 변화시키는 것도 가능하다.
가변 필터 소자 X4에서는, 병렬로 연장되는 2개의 기판 상 그라운드선 사이에 신호선이 배치된 구성을 구비하지 않는다. 그 때문에, 상술한 종래의 가변 필터 소자 X7에서 신호선(72)과 그라운드선(73)의 갭 G8의 치수가 비교적 작게 제한되어 구동 전극(76)의 면적이 비교적 작게 제한된 것과는 달리, 본 소자에서는 배 선 기판(10) 상에서 구동 전극(25)을 광면적으로 설치하기 쉽다. 따라서, 가변 필터 소자 X4는 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(28) 사이에 인가할 구동 전압을 저감하기 쉽다. 구동 전압의 저감은, 예를 들면 전지를 전원으로 하는 휴대 전화 등의 소형 무선 통신 기기 용도에서 바람직하다.
도 19 및 도 20은, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 가변 필터 소자 X5를 나타낸다. 도 19는, 가변 필터 소자 X5의 일부 생략 평면도이며, 도 20은, 도 19의 선 XX-XX을 따라 취한 확대 단면도이다. 가변 필터 소자 X5가 이루는 분포 상수 전송 선로는, 도 12에 도시한 등가 회로도(일부 생략)로 나타내어진다.
가변 필터 소자 X5는 배선 기판(10)과, 신호선(21)과, 션트 인덕터(23)와, 가동 캐패시터 전극(28)과, 구동 전극(25)과, 유전체 도트(26)와, 패키징 부재(27)(도 19에서 도시 생략)를 구비하고, 특정의 고주파수 대역에 있는 전자파 내지 전기 신호의 통과를 허용하는 공진기 필터로서 구성되어 있다. 실질적으로는 가변 필터 소자 X5는, 모두 직렬로 배치된 n개의 가변 필터 소자 X4를 포함하는 것이며, 도 12에 도시한 바와 같이, 소위 K 인버터를 개재하여 직렬로 배치된 n단의 공진 회로부 R로 이루어진다. 각 가변 필터 소자 X4의 구체적 구성 내지 각 공진 회로부 R을 구성하는 유닛(절연층(11)이나 그라운드선(12a)을 포함하는 배선 기판(10), 신호선(21), 가동 캐패시터 전극(28), 구동 전극(25), 유전체 도트(26))의 구체적 구성은, 제1 또는 제4 실시 형태에 관하여 상술한 바와 대략 마찬가지이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 도 19에 도시한 공간적 길이 L5는, 전송로 길이 예를 들면 λ/2(λ : 추출 목적의 특정 고주파의, 분포 상수 선로에서의 파장)의 정수배 로 되도록 설정되어 있다.
이와 같은 구성을 구비하는 가변 필터 소자 X5에서도, 가변 필터 소자 X4에 대해 상술한 바와 마찬가지로, 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(28) 사이에 인가할 구동 전압을 저감하기 쉽다.
도 21 및 도 22는, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 가변 필터 소자 X6을 나타낸다. 도 21은, 가변 필터 소자 X6의 일부 생략 평면도이며, 도 22는, 도 21의 선 XXⅡ-XXⅡ을 따라 취한 확대 단면도이다. 가변 필터 소자 X6이 이루는 분포 상수 전송 선로는, 도 15에 도시한 등가 회로도(일부 생략)로 나타내어진다.
가변 필터 소자 X6은 배선 기판(10)과, 신호선(21)과, 가동 캐패시터 전극(28)과, 구동 전극(25)과, 유전체 도트(26)와, 패키징 부재(27)(도 21에서 도시 생략)를 구비하고, 특정의 고주파수 대역에 있는 전자파 내지 전기 신호의 통과를 허용하는 공진기 필터로서 구성되어 있다. 실질적으로는, 가변 필터 소자 X6은 션트 인덕터(23)가 설치되어 있지 않은 n개의 가변 필터 소자 X4가 서로 병렬로 배치된 것이며, 도 15에 도시한 바와 같이, 소위 J 인버터를 개재하여 병렬로 배치된 n단의 공진 회로부 R로 이루어진다. 각 공진 회로부 R을 구성하는 유닛(절연층(11)이나 그라운드선(12a)을 포함하는 배선 기판(10), 신호선(21), 가동 캐패시터 전극(28), 구동 전극(25), 유전체 도트(26))의 구체적 구성은, 제1 또는 제4 실시 형태에 관하여 상술한 바와 대략 마찬가지이다. J 인버터는, 인접하는 공진 회로부 R에 포함되는 신호선(21)의 단부(21c)간에 캐패시터로서 생긴 것(용량 결합)이다. 본 실시 형태에서는, 도 21 및 도 22에 도시한 바와 같이, 각 공진 회로부 R의 신 호선(21)의 단부(21d)는 비아(13)를 통하여 그라운드선(12a)에 전기적으로 접속되고, 따라서 그라운드 접속되어 있다. 신호선(21)에 대해서는, 이와 같은 양태에서 그라운드 접속하지 않고, 전기적으로 개로를 이루도록 설계하여도 된다(구체적으로는, 신호선(21)과 그라운드선(12a)을 연락하는 비아(13)를 형성하지 않는다). 또한, 본 실시 형태에서는, 도 21에 도시한 공간적 길이 L6은, 전송로 길이 예를 들면 λ/4(λ : 추출 목적의 특정 고주파의, 분포 상수 선로에서의 파장)의 짝수배로 되도록 설정되어 있다.
이와 같은 구성을 구비하는 가변 필터 소자 X6에서도, 가변 필터 소자 X4에 대해 상술한 바와 마찬가지로, 신호선(21) 및 가동 캐패시터 전극(28) 사이에 인가할 구동 전압을 저감하기 쉽다.
이상의 정리로서, 본 발명의 구성 및 그 베리에이션을 이하에 부기로서 열거한다.
<부기 1>
기판과,
상기 기판 상에서 병렬로 연장되는 2개의 기판 상 그라운드선 및 그 기판 상 그라운드선간의 신호선과,
상기 2개의 기판 상 그라운드선을 가교하고, 상기 신호선과 대향하는 부위를 갖는 가동 캐패시터 전극과,
상기 신호선 및 상기 기판 상 그라운드선 사이에 위치하고, 상기 가동 캐패시터 전극 사이에 정전 인력을 발생시키기 위한 구동 전극과,
상기 기판 내에 설치되고, 상기 신호선과 대향하는 부위를 갖고, 상기 2개의 기판 상 그라운드선과 전기적으로 접속하고 있는, 기판 내 그라운드선을 구비하고,
상기 기판 상 그라운드선, 상기 가동 캐패시터 전극 및 상기 기판 내 그라운드선은 그라운드 배선부를 구성하고,
상기 신호선 및 상기 그라운드 배선부는 분포 상수 전송 선로를 구성하는 가변 필터 소자.
<부기 2>
기판과,
상기 기판 상에서 병렬로 연장되는 신호선과,
상기 기판 상에 세워 설치되고, 상기 신호선과 대향하는 부위를 갖는 가동 캐패시터 전극과,
상기 기판 상에 설치되고, 상기 가동 캐패시터 전극과의 사이에 정전 인력을 발생시키기 위한 구동 전극과,
상기 기판 내에 설치되고, 상기 신호선과 대향하는 부위를 갖고, 상기 가동 캐패시터 전극과 전기적으로 접속하고 있는 기판 내 그라운드선을 구비하고,
상기 가동 캐패시터 전극 및 상기 기판 내 그라운드선은 그라운드 배선부를 구성하고,
상기 신호선 및 상기 그라운드 배선부는 분포 상수 전송 선로를 구성하는 가변 필터 소자.
<부기 3>
상기 신호선에 병렬로 상기 기판 상에 설치되고 또한 상기 기판 내 그라운드선과 전기적으로 접속하고 있는 기판 상 그라운드선을 더 구비하는 부기 2에 기재된 가변 필터 소자.
<부기 4>
상기 신호선 상에 유전체부를 더 구비하는 부기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 가변 필터 소자.
<부기 5>
상기 기판은, 복수의 절연층 및 각 절연층간의 배선 패턴으로 이루어지는 적층 구조를 갖는 다층 배선 기판인 부기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 가변 필터 소자.
<부기 6>
상기 기판 내 그라운드선은, 상기 다층 배선 기판에서 상기 신호선에 가장 가까운 배선 패턴에 포함되는 부기 5에 기재된 가변 필터 소자.
<부기 7>
상기 절연층은 세라믹으로 이루어지는 부기 5 또는 6에 기재된 가변 필터 소자.
<부기 8>
상기 기판에서의 상기 신호선과는 반대측의 표면에 전극 패드를 더 구비하는 부기 5 내지 7 중 어느 하나에 기재된 가변 필터 소자.
<부기 9>
상기 기판을 관통하는 도전 연락부를 더 구비하는 부기 5 내지 8 중 어느 하나에 기재된 가변 필터 소자.
<부기 10>
부기 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 복수의 가변 필터 소자를 포함하고, 그 복수의 가변 필터 소자는 직렬로 배치되어 있거나, 혹은 서로 병렬로 배치되어 있는 가변 필터 소자.
<부기 11>
부기 1 내지 10 중 어느 하나에 기재된 가변 필터 소자와,
상기 기판 상에 설치된 복수의 수동 소자를 포함하는 가변 필터 모듈.
<부기 12>
상기 복수의 수동 소자는 인덕터, 캐패시터, 또는 저항을 포함하는 부기 11에 기재된 가변 필터 모듈.
<부기 13>
부기 1 내지 10 중 어느 하나에 기재된 가변 필터 소자를 제조하기 위한 방법으로서,
각각이 기판 내 그라운드선을 포함하는 복수의 가변 필터 소자 형성 구획을 갖는 배선 기판 웨이퍼를 제작하는 공정과,
상기 복수의 가변 필터 소자 형성 구획의 각각에서, 상기 배선 기판 웨이퍼 상에 적어도 신호선, 구동 전극 및 가변 캐패시터 전극을 형성하는 공정과,
상기 배선 기판 웨이퍼를 분할하는 공정을 포함하는 가변 필터 소자 제조 방 법.
<부기 14>
부기 11 또는 12에 기재된 가변 필터 모듈을 제조하기 위한 방법으로서,
각각이 기판 내 그라운드선을 포함하는 복수의 가변 필터 모듈 형성 구획을 갖는 배선 기판 웨이퍼를 제작하는 공정과,
상기 복수의 가변 필터 모듈 형성 구획의 각각에서, 상기 배선 기판 웨이퍼 상에 적어도 신호선, 구동 전극, 가변 캐패시터 전극 및 복수의 수동 소자군을 형성하는 공정과,
상기 배선 기판 웨이퍼를 분할하는 공정을 포함하는 가변 필터 모듈 제조 방법.
<부기 15>
상기 분할 공정보다 전에, 상기 형성 구획마다 밀봉 캡을 탑재하는 공정을 포함하는 부기 13 또는 14에 기재된 방법.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 가변 필터 소자의 일부 생략 평면도.
도 2는 도 1의 선Ⅱ-Ⅱ을 따라 취한 확대 단면도.
도 3은 도 1의 선Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 확대 단면도.
도 4는 도 1에 도시한 가변 필터 소자가 이루는 분포 상수 전송 선로를 나타내는 등가 회로도.
도 5는 도 1에 도시한 가변 필터 소자의 제조 방법에서의 일부의 공정을 나타내는 도면.
도 6은 도 5 후에 후속하는 공정을 나타내는 도면.
도 7은 도 6 후에 후속하는 공정을 나타내는 도면.
도 8은 도 7 후에 후속하는 공정을 나타내는 도면.
도 9는 평활화 처리의 과정을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 가변 필터 소자의 일부 생략 평면도.
도 11은 도 10의 선 XI-XI을 따라 취한 확대 단면도.
도 12는 도 10에 도시한 가변 필터 소자가 이루는 분포 상수 전송 선로를 나타내는 등가 회로도(일부 생략).
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 가변 필터 소자의 일부 생략 평면도.
도 14는 도 13의 선 XⅣ-XⅣ을 따라 취한 부분 확대 단면도.
도 15는 도 13에 도시한 가변 필터 소자가 이루는 분포 상수 전송 선로를 나타내는 등가 회로도(일부 생략).
도 16은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 가변 필터 소자의 일부 생략 평면도.
도 17은 도 16의 선 XⅦ-XⅦ을 따라 취한 확대 단면도.
도 18은 도 16의 선 XⅧ-XⅧ을 따라 취한 확대 단면도.
도 19는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 가변 필터 소자의 일부 생략 평면도.
도 20은 도 19의 선 XX-XX을 따라 취한 확대 단면도.
도 21은 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 가변 필터 소자의 일부 생략 평면도.
도 22는 도 21의 선 XXⅡ-XXⅡ을 따라 취한 부분 확대 단면도.
도 23은 종래의 가변 필터 소자의 평면도.
도 24는 도 23의 선 XXⅣ-XXⅣ을 따라 취한 확대 단면도.
도 25는 도 23의 선 XXV-XXV을 따라 취한 확대 단면도.
도 26은 도 23에 도시한 가변 필터 소자가 이루는 분포 상수 전송 선로를 나타내는 등가 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7 : 가변 필터 소자
10 : 배선 기판
10' : 배선 기판 웨이퍼
10a : 제1면
10b : 제2면
11 : 절연층
12 : 배선 패턴
12a : 그라운드선
13 : 비아
14, 77 : 전극 패드
16 : 절연막
17 : 희생층
21, 72 : 신호선
22, 73 : 그라운드선
23, 74 : 션트 인덕터
24, 28, 75 : 가변 캐패시터 전극
24a, 28a : 후육부
25, 76 : 구동 전극
26 : 유전체 도트
27 : 패키징 부재

Claims (8)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에서 병렬로 연장되는, 2개의 기판 상 그라운드선 및 그 기판 상 그라운드선간의 신호선과,
    상기 2개의 기판 상 그라운드선을 가교하고, 상기 신호선과 대향하는 부위를 갖는 가동 캐패시터 전극과,
    상기 신호선 및 상기 기판 상 그라운드선 사이에 위치하고, 상기 가동 캐패시터 전극과의 사이에 정전 인력을 발생시키기 위한 구동 전극과,
    상기 기판 내에 설치되고, 상기 신호선과 대향하는 부위를 갖고, 상기 2개의 기판 상 그라운드선과 전기적으로 접속하고 있는 기판 내 그라운드선을 구비하고,
    상기 기판 상 그라운드선, 상기 가동 캐패시터 전극 및 상기 기판 내 그라운드선은 그라운드 배선부를 구성하고,
    상기 신호선 및 상기 그라운드 배선부는 분포 상수 전송 선로를 구성하는 가변 필터 소자.
  2. 기판과,
    상기 기판 상에서 병렬로 연장되는 신호선과,
    상기 기판 상에 설치되고, 상기 신호선과 대향하는 부위를 갖는 가동 캐패시터 전극과,
    상기 기판 상에 설치되고, 상기 가동 캐패시터 전극과의 사이에 정전 인력을 발생시키기 위한 구동 전극과,
    상기 기판 내에 설치되고, 상기 신호선과 대향하는 부위를 갖고, 상기 가동 캐패시터 전극과 전기적으로 접속하고 있는 기판 내 그라운드선을 구비하고,
    상기 가동 캐패시터 전극 및 상기 기판 내 그라운드선은 그라운드 배선부를 구성하고,
    상기 신호선 및 상기 그라운드 배선부는 분포 상수 전송 선로를 구성하는 가변 필터 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 신호선 상에 유전체부를 더 구비하는 가변 필터 소자.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판은, 복수의 절연층 및 각 절연층간의 배선 패턴으로 이루어지는 적층 구조를 갖는 다층 배선 기판인 가변 필터 소자.
  5. 제1항 또는 제2항에 기재된 복수의 가변 필터 소자를 포함하고, 그 복수의 가변 필터 소자는 직렬로 배치되어 있거나, 혹은 서로 병렬로 배치되어 있는 가변 필터 소자.
  6. 제1항 또는 제2항에 기재된 가변 필터 소자와,
    상기 기판 상에 설치된 복수의 수동 소자를 포함하는 가변 필터 모듈.
  7. 제1항 또는 제2항의 가변 필터 소자를 제조하기 위한 방법으로서,
    각각이 기판 내 그라운드선을 포함하는 복수의 가변 필터 소자 형성 구획을 갖는 배선 기판 웨이퍼를 제작하는 공정과,
    상기 복수의 가변 필터 소자 형성 구획의 각각에서, 상기 배선 기판 웨이퍼 상에 적어도 신호선, 구동 전극 및 가변 캐패시터 전극을 형성하는 공정과,
    상기 배선 기판 웨이퍼를 분할하는 공정
    을 포함하는 가변 필터 소자 제조 방법.
  8. 제6항의 가변 필터 모듈을 제조하기 위한 방법으로서,
    각각이 기판 내 그라운드선을 포함하는 복수의 가변 필터 모듈 형성 구획을 갖는 배선 기판 웨이퍼를 제작하는 공정과,
    상기 복수의 가변 필터 모듈 형성 구획의 각각에서, 상기 배선 기판 웨이퍼 상에 적어도 신호선, 구동 전극, 가변 캐패시터 전극 및 복수의 수동 소자군을 형성하는 공정과,
    상기 배선 기판 웨이퍼를 분할하는 공정
    을 포함하는 가변 필터 모듈 제조 방법.
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