TW201342703A - 雙工器 - Google Patents

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Yu-Lin Liao
Ian-Chun Cheng
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Abstract

本發明揭露由第一濾波器和第二濾波器組合而成的雙工器，其中該第一濾波器和該第二濾波器其中每一個具有至少一貫穿孔電感。雙工器具有一用以接收一輸入信號的輸入端。第一濾波器，具有一電性連接至輸入端的第一端和一用以產生一第一輸出信號的第二端；第二濾波器具有一電性連接至該輸入端的第三端和一用以產生一第二輸出信號的第四端。雙工器具有一第一輸出端和一第二輸出端，其中該第一輸出端電性連接至第一濾波器的第二端用以輸出第一輸出信號，以及該第二輸出端電性連接至第二濾波器的第四端用以輸出第二輸出信號。

Description

雙工器
【0001】本發明係有關一種雙工器，特別指一種由第一濾波器和第二濾波器組合而成的雙工器，其中第一濾波器和第二濾波器其中每一個具有至少一貫穿孔電感。
【0002】近年來隨著可攜式資訊電子產品與行動通訊產品朝著輕薄短小、多功能、高可靠度與低價化的發展，高元件密度成為電子產品的發展趨勢。線路中所使用的主動元件及被動元件也多朝向微小化、積體化、晶片化及模組化的方向發展，以達到有效縮小線路體積，進而降低成本並提高產品之競爭力。【0003】一些技術的開發，例如積層陶瓷電容技術(MLCC,multi-layerceramic capacitor)、單層基板中的貫穿孔鑽孔和貫穿孔填孔、黃光製程，藉由擴大元件內空間的使用率來縮小尺寸。傳統上，請參閱第1圖，貫穿孔鑽孔和貫穿孔填孔2可適用於單層陶瓷基板1。接著，複數個單層陶瓷基板1結合成一多層基板3 (藉由燒結)用以在多層陶瓷基板形成一貫穿孔4。貫穿孔4用來電性連接兩相鄰的導電層。上述的貫穿孔僅用來作為不同層間的電性連接，但需要一個較大的基板來容納貫穿孔所佔的空間。因此，需要一個解決方案來充分利用貫穿孔所佔的空間，進一步縮小元件尺寸且達到較佳的元件電性性能。
【0004】本發明之一目的為揭露一由第一濾波器和第二濾波器組合而成的雙工器，其中該第一濾波器和該第二濾波器其中每一個具有至少一貫穿孔電感。雙工器具有一用以接收一輸入信號的輸入端。第一濾波器，具有一電性連接至輸入端的第一端和一用以產生一第一輸出信號的第二端；第二濾波器具有一電性連接至該輸入端的第三端和一用以產生一第二輸出信號的第四端。雙工器具有一第一輸出端和一第二輸出端，其中該第一輸出端電性連接至第一濾波器的第二端用以輸出第一輸出信號，以及該第二輸出端電性連接至第二濾波器的第四端用以輸出第二輸出信號。在一個實施例中，第一濾波器和第二濾波器其中每一個可包含至少一U形貫穿孔電感。【0005】在本發明中，在基板貫穿孔中的導電材料視為主要電感(之後稱為貫穿孔電感)。換句話說，貫穿孔電感的電感值大於在基板上方之水平電感的電感值。在一個實施例中，雙工器內部的寄生電容(parasitic capacitance)可作為主要電容以降低製造成本。如此，不僅可大大地縮小元件尺寸，也可增進元件的電性性能。【0006】在一個實施例中，第一濾波器為一高通濾波器，以及第二濾波器為一低通濾波器。較佳來說，第一濾波器的截止頻率(cut-in frequency)實質上為4 GHz，以及該第二濾波器的截止頻率(cut-off frequency)實質上為3 GHz。在一個實施例中，輸入信號包含一第一頻率和一小於該第一頻率的第二頻率，其中第一輸出信號包含該第一頻率，以及第二輸出信號包含該第二頻率。較佳來說，第一頻率實質上為5.0 GHz，以及第二頻率實質上為2.4 GHz。【0007】在參閱圖式及接下來的段落所描述之實施方式之後，該技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之其它目的，以及本發明之技術手段及實施態樣。
【0009】本發明的詳細說明於隨後描述，這裡所描述的較佳實施例是作為說明和描述的用途，並非用來限定本發明之範圍。【0010】本發明揭露一在貫穿孔中的導電材料，其作為高頻元件(例如高頻濾波器)的電感(可稱為垂直電感)。貫穿孔用來電性連接兩相鄰的導電層，其中兩相鄰的導電層間具有一絕緣層。在製程中，基板上的圖案化導電層和基板中的貫穿孔由導電材料製成，其中基板中的貫穿孔由一小部分的導電材料填入。相較於由基板上的圖案化導電層所形成之電感，由基板貫穿孔中一小部分的導電材料所形成之電感常被忽略。在本發明中，在基板貫穿孔中的導電材料視為主要電感(之後稱為貫穿孔電感)，它常被使用在一些高頻元件(例如高頻濾波器)。在高頻操作的環境下(頻率不小於1 GHz，較佳來說，實質上為2.4 GHz)，貫穿孔中導電材料的電感值扮演一個重要的角色。例如，可以有較佳的Q值。貫穿孔電感的電感值可由模擬軟體計算來決定較佳的電性性能。因此，可使電路中的導線較短、高頻元件尺寸較小以及電性性能較佳。【0011】貫穿孔電感的兩個端點可電性連接至任何其它的導電元件。在一個範例中，一個端點可電性連接至一個電容，而另一個端點可電性連接至一個電感。在另一個範例中，一個端點可電性連接至一個電容，而另一個端點可接地。【0012】第2A圖為貫穿孔電感結構100之剖面示意圖。此結構100包含一基板101以及一貫穿孔電感102。第2B圖為由一貫穿孔電感和一電容製成的較佳結構110之剖面示意圖。此結構110包含一基板101、一貫穿孔電感102、一水平電感103、一水平電容104以及一介電層105。在結構100、110中，貫穿孔電感102的電感值在高頻操作環境下扮演一個重要的角色(較任何其它的水平電感103更為重要)，如此結構100、110可適用於一些高頻元件(例如高頻濾波器)。在一個實施例中，貫穿孔電感102的電感值大於水平電感103的電感值。在一個實施例中，貫穿孔電感102和水平電感103的合成電感值實質上等於貫穿孔電感102的電感值。在一個實施例中，貫穿孔電感102包含至少兩種材料，其中該至少兩種材料其中一個為一導電材料，該至少兩種材料在貫穿孔電感102中較佳地設計用以達成上述的電性特徵。在一個實施例中，貫穿孔電感102具有一一體成型本體(integral body)。基板101可由任何適合的材料製成，例如介電基板或陶瓷基板(例如氧化鋁(Al2O3)基板)。貫穿孔電感102可由任何適合的材料製成，例如銅、銀或其結合。較佳來說，貫穿孔電感102的高度大約為320微米，以及貫穿孔電感102的直徑大約為100微米。【0013】在一個實施例中(結構120)，貫穿孔電感102可由至少兩種導電材料製成。請參閱第2C圖和第2D圖，貫穿孔電感102可由一覆蓋在貫穿孔側壁的第一導電材料107和一被該第一導電材料107包圍的第二導電材料108製成。第一導電材料107可藉由電鍍或任何適合的塗佈製程覆蓋在貫穿孔的側壁。較佳來說，第一導電材料107由銅製成，以及第二導電材料108由銀製成。【0014】在一個實施例中(結構130)，貫穿孔電感102可包含一導電材料111和一被該導電材料111包圍的非導電材料112製成(參閱第2E圖和第2F圖)。【0015】本發明也揭露一種由一在基板中的第一貫穿孔電感、一在基板中的第二貫穿孔電感和一在基板上的水平電感製成的U形貫穿孔電感。水平電感的一端可電性連接至第一貫穿孔電感，而水平電感的另一端可電性連接至第二貫穿孔電感。請參閱第3A圖，此結構200包含一基板201、一水平電感221、一第一貫穿孔電感202A、一第二貫穿孔電感202B。第3B圖為U形貫穿孔電感250的三維空間透視圖，其中基板201未示之。U形貫穿孔電感250由一第一貫穿孔電感202A、一第二貫穿孔電感202B和一水平電感221製成。在一個實施例中，第一貫穿孔電感202A具有一第一一體成型本體(integral body)，以及第二貫穿孔電感202B具有一第二一體成型本體(integral body)。U形貫穿孔電感250的等效電路220圖示於第3C圖。在結構200的一個實施例中，第一貫穿孔電感202A和第二貫穿孔電感202B的合成電感值大於水平電感221的電感值。在結構200的一個實施例中，第一貫穿孔電感202A、第二貫穿孔電感202B和水平電感221的合成電感值實質上等於第一貫穿孔電感202A和第二貫穿孔電感202B的合成電感值。結構200可適用於一些高頻元件(例如高頻濾波器)。U形貫穿孔電感250的兩個端點222、223可電性連接至任何其它的導電元件。在一個範例中，一個端點222可電性連接至一個電容，而另一個端點223可電性連接至一個電感。在另一個範例中，一個端點222可電性連接至一個電容，而另一個端點223可接地。在更另一個範例中，一個端點222可電性連接至一電容的一個端點，而另一個端點223可電性連接至該電容的另一個端點。電性連接至任何其它導電元件的方式可透過較佳的設計達成，而習知技術者易修飾該設計佈局，在此不進一步描述。因此，不僅可以減小高頻元件的尺寸，而且可以增進高頻元件的電性性能。【0016】基板201可由任何適合的材料製成，例如介電基板或陶瓷基板(例如氧化鋁(Al2O3)基板)。第一貫穿孔電感202A和第二貫穿孔電感202B可由任何適合的材料製成，例如銅、銀或其結合。較佳來說，第一貫穿孔電感202A和第二貫穿孔電感202B其中每一個的高度大約為320微米，以及第一貫穿孔電感202A和第二貫穿孔電感202B其中每一個的直徑大約為100微米。上面在第2A圖至第2F圖所描述的特徵可適用於第3A圖的結構200。【0017】在本發明較佳的實施例中，提供了一個高頻元件(例如高頻濾波器)的結構。此結構包含了配置在基板相反面上的一電容和一部分電感。【0018】請參閱第4A圖，高頻元件結構300包含一基板301、一電感304、一電容305、一介電層307、一第一保護層306、一第二保護層308和一接觸墊309。高頻元件結構300主要包含了配置在基板301相反面上的一電容305和一部分電感304。特別地，高頻元件結構300主要由三部分組成：一水平電感303、一貫穿孔電感302和一水平電容(一電容)305，其中該電感304包含一水平電感303和一貫穿孔電感302。在一個實施例中，貫穿孔電感302具有一一體成型本體(integral body)。在一個實施例中，貫穿孔電感302的電感值大於水平電感303的電感值。在一個實施例中，貫穿孔電感302和水平電感303的合成電感值實質上等於貫穿孔電感302的電感值。上面在第2A圖至第2F圖所描述的特徵也可適用於第4A圖的結構300。此外，之前在第3A圖至第3C圖描述的U形貫穿孔電感也可適用於第4A圖的結構300。【0019】基板301可由任何適合的材料製成，例如介電基板或陶瓷基板(例如氧化鋁(Al2O3)基板)。電感304可由任何適合的材料製成，例如銅、銀或其結合。較佳來說，貫穿孔電感302的高度大約為320微米，以及貫穿孔電感302的直徑大約為100微米。介電層307配置在電容305的兩電極之間。第一保護層306覆蓋在水平電感303(一部分電感304)上方，以及第二保護層308覆蓋在水平電容305上方。配置在水平電容305上方且電性連接至該水平電容305的接觸墊309係用來作為高頻元件結構300的輸入/輸出端。【0020】在一個本發明的較佳實施例中，高頻元件結構300包含了配置在基板301相反面上的一電容305和一部分電感304，其中該電感304包含了複數個U形貫穿孔電感250，該複數個U形貫穿孔電感250皆電性連接至配置在基板301下表面的單一電容305。因此，可增進高頻元件的電性性能。【0021】舉 “兩個U形貫穿孔電感250，該兩個U形貫穿孔電感250皆電性連接至配置在基板301下表面的單一電容305 ” 為例。高頻元件結構包含：(a) 一基板，包含在其內的一第一貫穿孔、一第二貫穿孔、一第三貫穿孔和一第四貫穿孔；(b)一第一U形貫穿孔電感，包含：一第一貫穿孔電感，配置在該基板的該第一貫穿孔中；一第二貫穿孔電感，配置在該基板的該第二貫穿孔中；以及一第一水平電感，配置在該基板的上表面，其中該第一水平電感具有一第一端點和一第二端點，其中該第一端點電性連接至該第一貫穿孔電感，以及該第二端點電性連接至該第二貫穿孔電感；(c) 一第二U形貫穿孔電感，包含：一第三貫穿孔電感，配置在該基板的該第三貫穿孔中；一第四貫穿孔電感，配置在該基板的該第四貫穿孔中；以及一第二水平電感，配置在該基板的上表面，其中該第二水平電感具有一第三端點和一第四端點，其中該第三端點電性連接至該第三貫穿孔電感，以及該第四端點電性連接至該第四貫穿孔電感；(d)一水平電容，配置在該基板的下表面，其中該第一貫穿孔電感、該第二貫穿孔電感、該第三貫穿孔電感和該第四貫穿孔電感皆電性連接至該水平電容。在一個實施例中，第一貫穿孔電感具有一第一一體成型本體(integral body)，第二貫穿孔電感具有一第二一體成型本體(integral body)，第三貫穿孔電感具有一第三一體成型本體(integral body)，以及第四貫穿孔電感具有一第四一體成型本體(integral body)。【0022】第4B圖和第4C圖為一包含一第一U形貫穿孔電感381、一第二U形貫穿孔電感382、一第三U形貫穿孔電感383和一圖案化佈局層384的結構之三維空間透視圖。第一U形貫穿孔電感381、第二U形貫穿孔電感382和第三U形貫穿孔電感383電性連接至在其下方的圖案化佈局層384。圖案化佈局384包含一電感、一電容或一接地端其中至少一個。【0023】第5A圖為製造第2A圖中貫穿孔電感102的結構100之流程示意圖。製造流程包含兩個主要步驟：提供一基板，該基板包含在其內的一貫穿孔(步驟401)；以及在該基板的該貫穿孔中形成一貫穿孔電感(步驟402)。【0024】第5B圖為製造第3A圖中U形貫穿孔電感的結構200之流程示意圖。製造流程包含四個主要步驟：提供一基板，該基板包含在其內的一第一貫穿孔和一第二貫穿孔(步驟411)；在該基板的該第一貫穿孔中形成一第一貫穿孔電感(步驟412) ；在該基板的該第二貫穿孔中形成一第二貫穿孔電感(步驟413) ；以及在該基板上形成一水平電感(步驟414)，其中該水平電感具有一第一端點和一第二端點，其中該第一端點電性連接至該第一貫穿孔電感，以及該第二端點電性連接至該第二貫穿孔電感。【0025】第5C圖為製造第4A圖中高頻元件的結構300之流程示意圖。製造流程包含三個主要步驟：在一基板301中形成一貫穿孔電感302 (步驟501)；在該基板301的上表面形成一水平電感303 (步驟502)；以及在該基板301的下表面形成一水平電容305 (步驟503)。步驟502和步驟503的順序可以改變。在一個實施例中，步驟501和步驟502可結合為單一步驟 “在該基板301中形成一電感304 ”或 “在該基板301中形成一U形貫穿孔電感250 ”。【0026】實施例一說明製造第4A圖中高頻元件的結構300之流程。【0027】第6A圖至第6J圖為製造第4A圖中高頻元件的結構300之流程示意圖。【0028】本發明揭露了一個製造高頻元件結構300的方法，其中該方法主要包含基板中的貫穿孔鑽孔和貫穿孔填孔、基板上的黃光製程。【0029】第6A圖至第6C圖詳細說明第5C圖中的步驟501：”在該基板301中形成一貫穿孔電感302”。【0030】如第6A圖所示，提供一基板301。基板301具有一上表面和一下表面。基板301可由任何適合的材料製成，例如介電基板或陶瓷基板(例如氧化鋁(Al2O3)基板)。在基板301中形成一貫穿孔311之前，基板301可先經過燒結。基板301的厚度為100 ~ 500微米，較佳來說，約為320微米。【0031】如第6B圖所示，在該基板301中形成一貫穿孔311。貫穿孔311可由已知的技術形成，例如一般鑽孔、機械式鑽孔或電射式鑽孔。【0032】如第6C圖所示，使用一導電材料填充該貫穿孔311用以形成一貫穿孔電感302。貫穿孔電感302可由任何適合的材料製成，例如銅、銀或其結合，用以降低其阻抗。較佳來說，貫穿孔電感302的高度大約為320微米，以及貫穿孔電感302的直徑大約為100微米。【0033】貫穿孔電感302包含至少兩種材料，其中該至少兩種材料的其中一個為一導電材料，該至少兩種材料在貫穿孔電感302中較佳地設計用以達成較佳的電性特徵。在一個實施例中，貫穿孔電感302可由至少兩種導電材料製成。請復參閱第2C圖和第2D圖，貫穿孔電感302可由一覆蓋在貫穿孔側壁的第一導電材料和一被該第一導電材料包圍的第二導電材料製成。第一導電材料可藉由電鍍或任何適合的塗佈製程覆蓋在貫穿孔的側壁。較佳來說，第一導電材料由銅製成，以及第二導電材料由銀製成。在另一個實施例中，貫穿孔電感302可包含一導電材料和一被該導電材料包圍的非導電材料製成(復參閱第2E圖和第2F圖)。因此，高頻元件的電性性能可大大地提升。【0034】第6D圖詳細說明第5C圖中的步驟502：”在該基板301的上表面形成一水平電感303”。【0035】如第6D圖所示，在該基板301的上表面形成一第一圖案化導電層303用以形成一水平電感303。水平電感303電性連接至貫穿孔電感302。第一圖案化導電層303可藉由黃光製程或印刷製程形成。第一圖案化導電層303可由任何適合的材料製成，例如銅、銀或其結合，用以降低其阻抗。在一個實施例中，步驟501和步驟502可結合為單一步驟”在該基板301中形成一電感304 ”或”在該基板301中形成一U形貫穿孔電感250 ”。【0036】第6E圖至第6G圖詳細說明第5C圖中的步驟503：” 在該基板301的下表面形成一水平電容305”。【0037】如第6E圖所示，在該基板301的下表面形成一第二圖案化導電層305A。第二圖案化導電層305A可藉由黃光製程或印刷製程形成。第二圖案化導電層305A可由任何適合的材料製成，例如銅、銀或其結合。【0038】如第6F圖所示，形成一介電層307用以覆蓋該第二圖案化導電層305A。介電層307可藉由化學氣相沉積(CVD)形成。介電層307可由任何適合具有高介電常數和高品質因素的材料製成。【0039】如第6G圖所示，在該介電層307上形成一第三圖案化導電層305B用以形成一在該基板301下表面的一水平電容305。第二圖案化導電層305A用來作為水平電容305的一個電極；第三圖案化導電層305B用來作為水平電容305的另一個電極。第三圖案化導電層305B可藉由黃光製程或印刷製程形成。第三圖案化導電層305B可由任何適合的材料製成，例如銅、銀或其結合。【0040】如第6H圖所示，形成一第一保護層306用以覆蓋該水平電感303。第一保護層306保護水平電感303免於外在干擾。【0041】如第6I圖所示，形成一第二保護層308用以覆蓋該水平電容305。第二保護層308保護水平電容305免於外在干擾。【0042】如第6J圖所示，在該第二保護層308上形成一接觸墊309用以電性連接該水平電容305。接觸墊309可藉由黃光製程或印刷製程形成。【0043】實施例二說明製造第4A圖中高頻元件的結構300之另一個流程。【0044】請復參閱第5C圖。本發明揭露了另一個製造高頻元件結構300的方法，其中該方法主要包含一多薄板(multi-sheet)基板和在該多薄板(multi-sheet)基板上的黃光製程。【0045】製造方法包含三個主要步驟：在該基板301中形成一垂直電感302(步驟501)；在該基板301的上表面形成一水平電感303 (步驟502)；以及在該基板301的下表面形成一水平電容305 (步驟503)。步驟502和步驟503的順序可以改變。在一個實施例中，步驟501和步驟502可結合為單一步驟”在該基板301中形成一電感304 ”或”在該基板301中形成一U形貫穿孔電感250 ”。【0046】在步驟501中，在該基板301中形成一垂直電感302。一薄板(sheet)藉由陶瓷材料生胚(green)或高分子材料生胚(green)形成。陶瓷材料或高分子材料的厚度為50~500微米。接著，藉由已知的技術在薄板(sheet)中形成貫穿孔，例如一般鑽孔、機械式鑽孔或電射式鑽孔，以及使用一導電材料填充在薄板(sheet)中的貫穿孔。如此，一具有厚度為150~400微米的薄板(sheet)形成。複數個薄板(sheet) 藉由已知的技術堆疊形成一基板301，例如低溫共燒陶瓷(LTCC, low-temperature co-fired ceramic)。接著，經燒結或熟化(curing)在基板301中形成垂直電感302。【0047】在步驟502中，在該基板301的上表面形成一水平電感303。水平電感303可藉由黃光製程或印刷製程形成。【0048】在步驟503中，在該基板301的下表面形成一水平電容305。水平電容305係以電極與介電層組合而成，其中介電層係具有高介電常數和高品質因子材料生胚(green)。此生胚由微波介電陶瓷粉末與有機載體混合而成。有機載體可為熱塑性高分子、熱固性高分子、塑化劑與有機溶劑等等。【0049】生胚(green)過程包含：將微波介電陶瓷粉末與有機載體混合、調整該混合物至該混合物具有合適黏度、抽氣、除泡，再經刮刀成形(tape casting)程序而得到高介電常數和高品質因子材料生胚(green)。此生胚(green)藉由壓合(pressing)附著於垂直方向電感積層片材上。經熟化(curing)後，在基板301的下表面形成一水平電容305。【0050】實施例一中第6H圖至第6J圖所述的步驟或特徵也可適用於實施例二；因此細節在此不進一步描述。【0051】此外，在本發明的一個實施例中，一雙工器(diplexer)由第一濾波器和第二濾波器組合而成用以最佳化該雙工器的電性性能。第7A圖為本發明雙工器700之剖面示意圖。第一濾波器720A和第二濾波器720B配置在同一基板701中。基板701可由任何適合的材料製成，例如介電基板或陶瓷基板(例如氧化鋁(Al2O3)基板)。第一濾波器720A包含一實質上配置在基板701第一貫穿孔中的第一貫穿孔電感702A，以及第二濾波器720B包含一實質上配置在基板701第二貫穿孔中的第二貫穿孔電感702B。選擇性地，第一濾波器720A包含複數個實質上配置在基板700第一貫穿孔中的第一貫穿孔電感702A，或第二濾波器720B包含複數個實質上配置在基板700第二貫穿孔中的第二貫穿孔電感702B。在一個實施例中，第一貫穿孔電感702A和第二貫穿孔電感702B其中每一個包含至少兩種材料，其中該至少兩種材料其中一個為一導電材料，例如銅、銀或其結合，該至少兩種材料在貫穿孔電感中較佳地設計用以達成上述的電性特徵(見第2E圖和第2F圖)。貫穿孔電感已在第2A圖至第2F圖描述。第一貫穿孔電感702A和第二貫穿孔電感702B可藉由任何適合的製程(例如基板中的貫穿孔鑽孔和貫穿孔填孔、黃光製程)同時形成在基板701中。【0052】第7B圖為配置在雙工器700中的第一濾波器720A和第二濾波器720B之示意圖。雙工器具有一用以接收一輸入信號的輸入端751。第一濾波器720A具有一電性連接至輸入端751的第一端752和一用以產生一第一輸出信號的第二端753；第二濾波器720B具有一電性連接至輸入端751的第三端754和一用以產生一第二輸出信號的第四端755。雙工器700具有一第一輸出端756和一第二輸出端757，其中該第一輸出端756電性連接至第一濾波器720A的第二端753用以輸出第一輸出信號，以及該第二輸出端757電性連接至第二濾波器720B的第四端755用以輸出第二輸出信號。在一個實施例中，第一濾波器720A為一高通濾波器，以及該第二濾波器720B為一低通濾波器。較佳來說，第一濾波器720A的截止頻率(cut-infrequency)實質上為4 GHz，以及該第二濾波器702B的截止頻率(cut-offfrequency)實質上為3 GHz。在一個實施例中，輸入信號包含一第一頻率和一小於該第一頻率的第二頻率，其中第一輸出信號包含該第一頻率，以及第二輸出信號包含該第二頻率。較佳來說，第一頻率實質上為5.0 GHz，以及第二頻率實質上為2.4 GHz。【0053】更詳細地，請復參閱第7A圖，第一濾波器720A包含一實質上配置在基板701第一貫穿孔中的第一貫穿孔電感702A。第一貫穿孔電感702A的一端電性連接至一配置在基板701上表面的第一水平電感703A，以及第一貫穿孔電感702A的另一端電性連接至一配置在基板701下表面的第一水平電容705A。第二濾波器720B包含一實質上配置在基板701第二貫穿孔中的第二貫穿孔電感702B。第二貫穿孔電感702B的一端電性連接至一配置在基板701上表面第二水平電感703B，以及第二貫穿孔電感702B的另一端電性連接至一配置在基板701下表面的第二水平電容705B。【0054】第一貫穿孔電感702A的電感值大於第一水平電感703A的電感值，以及第二貫穿孔電感702B的電感值大於第二水平電感703B的電感值。在一個實施例中，第一貫穿孔電感702A和第一水平電感703A的合成電感值實質上等於第一貫穿孔電感702A的電感值，以及第二貫穿孔電感702B和第二水平電感703B的合成電感值實質上等於第二貫穿孔電感702B的電感值。在一個實施例中，雙工器700內部的寄生電容(parasiticcapacitance)可作為第一水平電容705A或第二水平電容705B以降低製造成本。一介電層707配置在第一水平電容705A的兩個電極之間且在第二水平電容705B的兩個電極之間。第一保護層706覆蓋在第一水平電感703A和第二水平電感703B上方，以及第二保護層708覆蓋在第一水平電容705A和第二水平電容705B上方。複數個接觸墊309配置在第一水平電容705A和第二水平電容705B上方。【0055】第一濾波器720A和第二濾波器720B其中每一個可包含至少一U形貫穿孔電感。U形貫穿孔電感已在第3A圖至第3C圖的結構中描述，因此在此不再重覆。在一個較佳的實施例中，第一濾波器720A和第二濾波器720B其中每一個具有配置在基板701相反面上的一電容和一部分電感，其中第一濾波器720A和第二濾波器720B其中每一個電性連接至配置在基板701下表面的單一電容305。第7C圖為本發明雙工器700的下視圖。輸入端751、第一輸出端756、第二輸出端757和三個接地端760可配置在基板701的下表面。然而，本發明並不侷限於此佈置。【0056】第8A圖至第8J圖為製造第7A圖中雙工器之流程示意圖。【0057】第8A圖至第8C圖詳細說明第5C圖中的步驟501：”在一基板中形成一貫穿孔電感”。【0058】如第8A圖所示，提供一基板701。基板701具有一上表面和一下表面。基板701可由任何適合的材料製成，例如介電基板或陶瓷基板(例如氧化鋁(Al2O3)基板)。在基板701中形成貫穿孔711A、711B之前，基板701可先經過燒結。基板701的厚度為100 ~ 500微米，較佳來說，約為320微米。【0059】如第8B圖所示，在該基板701中形成一第一貫穿孔711A和一第二貫穿孔711B。第一貫穿孔711A和第二貫穿孔711B可由已知的技術形成，例如一般鑽孔、機械式鑽孔或電射式鑽孔。【0060】如第8C圖所示，使用一導電材料填充該第一貫穿孔711A和該第二貫穿孔711B用以形成一第一貫穿孔電感702A和一第二貫穿孔電感702B。第一貫穿孔電感702A和第二貫穿孔電感702B可由任何適合的材料製成，例如銅、銀或其結合，用以降低其阻抗。較佳來說，第一貫穿孔電感702A和第二貫穿孔電感702B其中每一個的高度大約為320微米，以及第一貫穿孔電感702A和第二貫穿孔電感702B其中每一個的直徑大約為100微米。【0061】第一貫穿孔電感702A和第二貫穿孔電感702B其中每一個包含至少兩種材料，其中該至少兩種材料的其中一個為一導電材料，該至少兩種材料在第一貫穿孔電感702A和第二貫穿孔電感702B其中每一個中較佳地設計用以達成較佳的電性特徵。在一個實施例中，第一貫穿孔電感702A和第二貫穿孔電感702B其中每一個可由至少兩種導電材料製成。(請復參閱第2C圖和第2D圖) 第一貫穿孔電感702A和第二貫穿孔電感702B其中每一個可由一覆蓋在貫穿孔側壁的第一導電材料和一被該第一導電材料包圍的第二導電材料製成。第一導電材料可藉由電鍍或任何適合的塗佈製程覆蓋在貫穿孔的側壁。較佳來說，第一導電材料由銅製成，以及第二導電材料由銀製成。在另一個實施例中，第一貫穿孔電感702A和第二貫穿孔電感702B其中每一個可包含一導電材料和一被該導電材料包圍的非導電材料製成(請復參閱第2E圖和第2F圖)。因此，高頻元件的電性性能可大大地提升。【0062】第8D圖詳細說明第5C圖中的步驟502：”在該基板的上表面形成一水平電感”。【0063】如第8D圖所示，在該基板701的上表面形成一第一圖案化導電層703用以形成一第一水平電感703A和一第二水平電感703B。第一水平電感703A電性連接至第一貫穿孔電感702A，以及第二水平電感703B電性連接至第二貫穿孔電感702B。第一圖案化導電層703可藉由黃光製程或印刷製程形成。第一圖案化導電層703可由任何適合的材料製成，例如銅、銀或其結合，用以降低其阻抗。在一個實施例中，步驟501和步驟502可結合為單一步驟”在該基板301中形成一電感304 ”或”在該基板301中形成一U形貫穿孔電感250 ”。【0064】第8E圖至第8G圖詳細說明第5C圖中的步驟503：”在該基板的下表面形成一水平電容”。【0065】如第8E圖所示，在該基板701的下表面形成一第二圖案化導電層7051。第二圖案化導電層7051可藉由黃光製程或印刷製程形成。第二圖案化導電層7051可由任何適合的材料製成，例如銅、銀或其結合。【0066】如第8F圖所示，形成一介電層707用以覆蓋該第二圖案化導電層7051。介電層707可藉由化學氣相沉積(CVD)形成。介電層707可由任何適合具有高介電常數和高品質因素的材料製成。【0067】 如第8G圖所示，在該介電層707上形成一第三圖案化導電層7052用以形成在該基板701下表面的一第一水平電容705A和一第二水平電容705B。第二圖案化導電層7051用來作為第一水平電容705A和第二水平電容705B其中每一個的一個電極；第三圖案化導電層7052用來作為第一水平電容705A和第二水平電容705B其中每一個的另一個電極。第三圖案化導電層7052可藉由黃光製程或印刷製程形成。第三圖案化導電層7052可由任何適合的材料製成，例如銅、銀或其結合。【0068】如第8H圖所示，形成一第一保護層706用以覆蓋該第一水平電感703A和該第二水平電感703B。第一保護層306保護第一水平電感703A和第二水平電感703B免於外在干擾。【0069】如第8I圖所示，形成一第二保護層708用以覆蓋該第一水平電容705A和該第二水平電容705B。第二保護層308保護第一水平電容705A和第二水平電容705B免於外在干擾。【0070】如第8J圖所示，在該第二保護層708上形成複數個接觸墊709用以電性連接該第一水平電容705A和該第二水平電容705B。接觸墊709可藉由黃光製程或印刷製程形成。【0071】雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
1．．．單層陶瓷基板
2．．．貫穿孔鑽孔和貫穿孔填孔
3．．．多層基板
4．．．貫穿孔電感
100,110,120,130．．．貫穿孔電感結構
101,201,301,701．．．基板
102,302．．．貫穿孔電感
103,221,303．．．水平電感
104,305．．．水平電容
105,307,707．．．介電層
107．．．第一導電材料
108．．．第二導電材料
111．．．導電材料
112．．．非導電材料
200．．．U形貫穿孔電感結構
202A,702A．．．第一貫穿孔電感
202B,702B．．．第二貫穿孔電感
222,223．．．端點
250．．．U形貫穿孔電感
220．．．等效電路
300．．．高頻元件結構
304．．．電感
305．．．電容
306,706．．．第一保護層
308,708．．．第二保護層
309,709．．．接觸墊
381．．．第一U形貫穿孔電感
382．．．第二U形貫穿孔電感
383．．．第三U形貫穿孔電感
384．．．圖案化佈局
401,402,411,412,413,414,501,502,503．．．步驟
305A,7051．．．第二圖案化導電層
305B,7052．．．第三圖案化導電層
700．．．雙工器
703．．．第一圖案化導電層
703A．．．第一水平電感
703B．．．第二水平電感
705A．．．第一水平電容
705B．．．第二水平電容
711A,711B．．．貫穿孔
720A．．．第一濾波器
720B．．．第二濾波器
752．．．第一端
753．．．第二端
754．．．第三端
755．．．第四端
756．．．第一輸出端
757．．．第二輸出端
760．．．接地端
【0008】第1圖說明於多層基板形成貫穿孔(藉由繞結) ；第2A圖為貫穿孔電感結構之剖面示意圖；第2B圖為由一貫穿孔電感和一電容製成的較佳結構之剖面示意圖；第2C圖和第2D圖為由至少兩種導電材料製成的貫穿孔電感較佳結構之剖面示意圖；第2E圖和第2F圖為包含一導電材料和一非導電材料的貫穿孔電感較佳結構之剖面示意圖；第3A圖為U形貫穿孔電感結構之剖面示意圖；第3B圖為U形貫穿孔電感的三維空間透視圖；第3C圖說明U形貫穿孔電感的等效電路圖；第4A圖為高頻元件結構之剖面示意圖；第4B圖和第4C圖為一包含一第一U形貫穿孔電感、一第二U形貫穿孔電感、一第三U形貫穿孔電感和一圖案化佈局的結構之三維空間透視圖；第5A圖為製造第2A圖中貫穿孔電感的結構之流程示意圖；第5B圖為製造第3A圖中U形貫穿孔電感的結構之流程示意圖；第5C圖為製造第4A圖中高頻元件的結構之流程示意圖；第6A圖至第6J圖為製造第4A圖中高頻元件的結構之流程示意圖；第7A圖為本發明雙工器之剖面示意圖；第7B圖為配置在雙工器中的第一濾波器和第二濾波器之示意圖；第7C圖為本發明雙工器的下視圖；第8A圖至第8J圖為製造第7A圖中雙工器之流程示意圖。
700．．．雙工器
701．．．基板
702A．．．第一貫穿孔電感
702B．．．第二貫穿孔電感
703A．．．第一水平電感
703B．．．第二水平電感
705A．．．第一水平電容
705B．．．第二水平電容
706．．．第一保護層
707．．．介電層
708．．．第二保護層
709．．．接觸墊
720A．．．第一濾波器
720B．．．第二濾波器

Claims (20)

  1. 一雙工器，包含：一基板；一輸入端，用以接收一輸入信號；一第一濾波器，具有一電性連接至該輸入端的第一端和一用以產生一第一輸出信號的第二端，其中該第一濾波器包含一實質上配置在該基板中的第一貫穿孔電感；以及一第二濾波器，具有一電性連接至該輸入端的第三端和一用以產生一第二輸出信號的第四端，其中該第二濾波器包含一實質上配置在該基板中的第二貫穿孔電感。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雙工器，進一步包含：一第一輸出端，電性連接至該第一濾波器的該第二端用以輸出該第一輸出信號；以及一第二輸出端，電性連接至該第二濾波器的該第四端用以輸出該第二輸出信號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之雙工器，其中該第一濾波器為一高通濾波器，以及該第二濾波器為一低通濾波器。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之雙工器，其中該第一濾波器的截止頻率(cut-in frequency)實質上為4 GHz，以及該第二濾波器的截止頻率(cut-off frequency)實質上為3 GHz。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之雙工器，其中該輸入信號包含一第一頻率和一小於該第一頻率的第二頻率，其中該第一輸出信號包含該第一頻率，以及該第二輸出信號包含該第二頻率。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之雙工器，其中該第一頻率實質上為5.0 GHz，以及該第二頻率實質上為2.4 GHz。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之雙工器，其中該第一濾波器進一步包含一配置在該基板上表面的第一水平電感，該第一水平電感電性連接至該第一貫穿孔電感，其中該第一貫穿孔電感的電感值大於該第一水平電感的電感值；以及該第二濾波器進一步包含一配置在該基板上表面的第二水平電感，該第二水平電感電性連接至該第二貫穿孔電感，其中該第二貫穿孔電感的電感值大於該第二水平電感的電感值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之雙工器，其中該第一貫穿孔電感和該第一水平電感的合成電感值實質上等於該第一貫穿孔電感的電感值；該第二貫穿孔電感和該第二水平電感的合成電感值實質上等於該第二貫穿孔電感的電感值。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之雙工器，其中該第一貫穿孔電感和該第二貫穿孔電感其中每一個包含至少兩種材料，其中該至少兩種材料其中一種為一導電材料。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之雙工器，其中該第一貫穿孔電感和該第二貫穿孔電感係各別包含：一第一導電材料，覆蓋相對應之貫穿孔的側壁；以及一第二導電材料，係被該第一導電材料包圍。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之雙工器，其中該第一貫穿孔電感和該第二貫穿孔電感係各別包含一導電材料和一被該導電材料包圍的非導電材料。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之雙工器，其中該基板為一陶瓷基板。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之雙工器，其中該第一濾波器包含：一第三貫穿孔電感，實質上配置在該基板中；以及一第一水平電感，配置在該基板的上表面，其中該第一水平電感包含一第一端點和一第二端點，其中該第一端點電性連接至該第一貫穿孔電感，以及該第二端點電性連接至該第三貫穿孔電感；以及其中該第二濾波器包含：一第四貫穿孔電感，實質上配置在該基板中；以及  一第二水平電感，配置在該基板的上表面，其中該第二水平電感包含一第三端點和一第四端點，其中該第三端點電性連接至該第二貫穿孔電感，以及該第四端點電性連接至該第四貫穿孔電感。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之雙工器，其中該第一貫穿孔電感和該第三貫穿孔電感的合成電感值大於該第一水平電感的電感值，以及該第二貫穿孔電感和該第四貫穿孔電感的合成電感值大於該第二水平電感的電感值。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之雙工器，其中該第一貫穿孔電感、該第二貫穿孔電感、該第三貫穿孔電感和該第四貫穿孔電感係各別包含：一第一導電材料，覆蓋相對應之貫穿孔的側壁；以及一第二導電材料，係被該第一導電材料包圍。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之雙工器，其中該第一貫穿孔電感、該第二貫穿孔電感、該第三貫穿孔電感和該第四貫穿孔電感係各別包含一導電材料和一被該導電材料包圍的非導電材料。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之雙工器，其中該第一濾波器進一步包含一配置在該基板下表面的第一水平電容，以及該第二濾波器進一步包含一配置在該基板下表面的第二水平電容，其中該第一貫穿孔電感和該第三貫穿孔電感其中至少一個電性連接至該第一水平電容，以及該第二貫穿孔電感和該第四貫穿孔電感其中至少一個電性連接至該第二水平電容。
  18. 一雙工器，包含：一基板，一輸入端，用以接收一輸入信號；一第一濾波器，具有一電性連接至該輸入端的第一端和一用以產生一第一輸出信號的第二端，其中該第一濾波器包含一第一U形貫穿孔電感，其中該第一U形貫穿孔電感包含：一第一貫穿孔電感，配置在該基板中；一第二貫穿孔電感，配置在該基板中；以及一第一水平電感，配置在該基板的上表面，其中該第一水平電感具有一第一端點和一第二端點，其中該第一端點電性連接至該第一貫穿孔電感，以及該第二端點電性連接至該第二貫穿孔電感；以及一第二濾波器，具有一電性連接至該輸入端的第三端和一用以產生一第二輸出信號的第四端，其中該第二濾波器包含一第二U形貫穿孔電感，其中該第二U形貫穿孔電感包含：一第三貫穿孔電感，配置在該基板中；一第四貫穿孔電感，配置在該基板中；以及一第二水平電感，配置在該基板的上表面，其中該第二水平電感具有一第三端點和一第四端點，其中該第三端點電性連接至該第三貫穿孔電感，以及該第四端點電性連接至該第四貫穿孔電感。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之雙工器，其中該第一貫穿孔電感和該第二貫穿孔電感的合成電感值大於該第一水平電感的電感值，以及該第三貫穿孔電感和該第四貫穿孔電感的合成電感值大於該第二水平電感的電感值。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之雙工器，其中該第一濾波器進一步包含一配置在該基板下表面的第一水平電容，以及該第二濾波器進一步包含一配置在該基板下表面的第二水平電容，其中該第一貫穿孔電感和該第二貫穿孔電感其中至少一個電性連接至該第一水平電容，以及該第三貫穿孔電感和該第四貫穿孔電感其中至少一個電性連接至該第二水平電容。
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