TWI449329B - 用於高性能濾波器之小型線圈 - Google Patents

用於高性能濾波器之小型線圈 Download PDF

Info

Publication number
TWI449329B
TWI449329B TW097103199A TW97103199A TWI449329B TW I449329 B TWI449329 B TW I449329B TW 097103199 A TW097103199 A TW 097103199A TW 97103199 A TW97103199 A TW 97103199A TW I449329 B TWI449329 B TW I449329B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
coil
substrate
deposited over
oriented
coupled
Prior art date
Application number
TW097103199A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200843342A (en
Inventor
Kai Liu
Robert Charles Frye
Original Assignee
Stats Chippac Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stats Chippac Ltd filed Critical Stats Chippac Ltd
Publication of TW200843342A publication Critical patent/TW200843342A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI449329B publication Critical patent/TWI449329B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/09Filters comprising mutual inductance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/17Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
    • H03H7/1708Comprising bridging elements, i.e. elements in a series path without own reference to ground and spanning branching nodes of another series path
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/17Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
    • H03H7/1741Comprising typical LC combinations, irrespective of presence and location of additional resistors
    • H03H7/1775Parallel LC in shunt or branch path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F2017/0046Printed inductances with a conductive path having a bridge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F2017/0073Printed inductances with a special conductive pattern, e.g. flat spiral
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Description

用於高性能濾波器之小型線圈
本發明大體上係關於電子裝置,且更明確地說,本發明係關於在濾波器/雙工器應用中作為耦合共振器的小型線圈結構。
在各式各樣範圍的應用中越來越需要用到電性組件,例如電感器、電容器、電腦晶片、以及類似的組件。隨著該些組件的總需求增加,已經驅使要微型化該等組件的尺寸與佔用面積。較小的電性組件係製成較小的電性裝置,例如電話以及攜帶式音樂播放裝置。
被稱為濾波器/雙工器的電性裝置通常係由集總式(lumped)LC網路或分散式線共振器所組成。典型的LC型電路中的電感器組件並非磁耦合的。再者,此等電感器組件的尺寸經常是非常大,尤其是對低頻的應用來說,例如是行動電話之類的裝置中的泛歐數位式行動通訊系統(GSM)的實施。
分散式線拓樸需要個別的「線」的長度等級為操作頻率之波長的四分之一(1/4)。因此,線長度需求同樣會限制分散式線拓樸的低頻應用。
所以,需要一種實現小型設計且可使用在低頻應用中的電感式組件。該設計將會得利於與現有半導體技術的相容性,此可將電性組件整合在半導體裝置中。
據此,於一實施例中,本發明係一種用於濾波器裝置中的線圈結構,其包括:一第一管體,其係被沉積在一基板上方並且被配置在第一線圈之中;以及一第二管體,其係被沉積在該基板上方並且被配置在第二線圈之中,該第二線圈係被磁耦合至該第一線圈,其中,該等第一線圈與第二線圈中的每一者係在一第一末端處被連接至接地。
於另一實施例中,本發明係一種濾波器裝置,其包括:一第一線圈,其係被沉積在一基板上方;一第二線圈,其係被沉積在該基板上方,該第二線圈係被磁耦合至該第一線圈;一第三線圈,其係被沉積在該基板上方,該第三線圈係被磁耦合至該第二線圈,該等第一線圈、第二線圈、以及第三線圈中的每一者係在一第一末端處被連接至接地;一第一電容器,其係被沉積在該基板上方,並且在一第二末端處被連接至該等第一線圈、第二線圈、以及第三線圈中的每一者;以及複數個額外電容器,它們係被沉積在該基板上方,並且被耦接在該等第一線圈、第二線圈、第三線圈以及接地之間。
於又一實施例中,本發明係一種用於半導體裝置的螺旋電感器,其包括:一第一金屬化層,其係被沉積在一基板上方並且被定向在第一線圈之中,該第一線圈係水平延伸跨越該基板,同時保持一實質平面的垂直輪廓;一第二金屬化層,其係被沉積在該基板上方並且被定向在第二線圈之中,該第二線圈係被磁耦合至該第一線圈,其中,該第二線圈的一部分係被定向在該第一線圈的內部;以及一 第三金屬化層,其係被沉積在該基板上方並且被定向在第三線圈之中,該第三線圈係被磁耦合至該等第一線圈與第二線圈,其中,該第三線圈的一部分係被定向在該第二線圈的內部。
於再一實施例中,本發明係一種用於製造電感器的方法,其包括:提供一第一金屬化層,其係被沉積在一基板上方並且被定向在第一線圈之中,該第一線圈係水平延伸跨越該基板,同時保持一實質平面的垂直輪廓;提供一第二金屬化層,其係被沉積在該基板上方並且被定向在第二線圈之中,該第二線圈係被磁耦合至該第一線圈,其中,該第二線圈的一部分係被定向在該第一線圈的內部;以及提供一第三金屬化層,其係被沉積在該基板上方並且被定向在第三線圈之中,該第三線圈係被磁耦合至該等第一線圈與第二線圈,其中,該第三線圈的一部分係被定向在該第二線圈的內部。
在下面的說明中會參考圖式在一或多個實施例中說明本發明,其中,相同的數字代表相同或雷同的元件。雖然本文係以達成本發明目的的最佳模式來說明本發明;不過,熟習本技術的人士便會明白,本發明希望涵蓋落在受到下面揭示內容與圖式支持的隨附申請專利範圍及它們的等效範圍所定義之本發明的精神與範疇內的所有替代例、修正例、以及等效例。
參考圖1,圖中所示的係先前技術的一示範性雙工器 拓樸10,其納入一分散式線方法。一梳狀線傳送濾波器12及一梳狀線接收濾波器14係經由電極54及56分別被耦接至傳送器16及接收器18以及圖中所示的天線20。傳送濾波器12包含三個帶線共振器22、24、以及26。同樣地,女。圖中所示,接收濾波器14亦包含三個帶線共振器28、30、以及32。
一耦合電容器34係形成在一耦合電極與一帶線共振器電極之間,並且經由一天線端子52被電連接至天線20。同樣地,耦合電容器44係被定位成如接收濾波器14中所示。該等帶線共振器的共振頻率會因負載電容器38、40、42、46、48、以及50而降低。如圖中所示,帶線共振器22、24以及26係被磁耦合62。
因為拓樸10使用分散線方法來實施濾波功能,由於前面所述的線長度必要條件的關係,當個別裝置的操作頻率往下移時,其係增加該組件的尺寸,所以在低頻(舉例來說,小於20億赫茲)應用中會受到限制。
圖2所示的係先前技術的示範性雙工器拓樸64,用以圖解合併替代的集總式LC電路組件方法。一層疊板70具有一傳送器端子電極66以及一接收器端子電極68,它們分別被設置在左端與右端。圖中所示的一天線端子電極係被定位在接地端子電極72與76之間,接地端子電極72與76係被設置在層疊板70的背表面。接地端子電極74與78係被設置在正表面。
圖3所示的係和圖2中所示的先前技術層疊型雙工器 拓樸64等效的電路,其包括兩個帶通濾波器組件(舉例來說,BPF1與BPF2)。每一個帶通濾波器均合併九(9)個LC組件(舉例來說,C1、L1;C2、L2;...等)。雖然拓樸64可以使用在較低頻的應用中,不過,個別拓樸的尺寸與佔用面積同樣會過高。另外,電感器子組件L1、L2、L3、L4、L5、以及L6並未被磁耦合。
本發明係達成小型設計的目的,若使用在前面所述的集總式LC或分散式線先前技術施行方式任一者之中所發現到的習知技術通常會具有較大的尺寸。一連串的管體結構係被沉積在一基板之上並且形成一線圈結構。該等線圈結構可以各種方式來調適,以便適應於一特殊應用。在本文中會看見,該等線圈結構可輕易地使用基板來整合其它微型化電性組件(例如電容器裝置),用以實施前面在先前技術中所看見的濾波與雙工功能,但卻會使用較小的尺寸與佔用面積。
下文將會說明,一連串的線圈結構將可用於設計使用矽與半導體技術的積體式被動元件(IPD)。個別的線圈結構可被組合成一連串的積體式線圈結構。一連串的線圈結構可包含兩個、三個、四個、或更多個單一線圈結構。該等積體式線圈結構係構成被磁耦合在一起的複數個螺旋電感器裝置。超越單一線圈結構的電感特性,一連串的積體式線圈結構係具有相關聯的互感係數,其有助於實現更小型的設計。此外,該等線圈結構的製造效率非常良好且符合成本效益。
現在參考圖4,圖中所示的係複數個線圈結構82的概念圖。雖然圖中顯示出三個線圈結構,不過同樣地,可以用任何給定的施行方式實現兩個、三個、或更多個線圈結構。線圈結構84、86、以及88係藉由將金屬的類管體結構沉積在一基板上方而形成的。
該等金屬的類管體結構或是「管體」,可以被配置成如圖中所示的圓形。除此之外,該等管體亦可被配置成其它幾何圖案(例如八角幾何設計),用以適應於特殊需求。該等管體結構可具有正方形、圓形、或是矩形的剖面。於一實施例中,該等管體結構係由銅(Cu)或銅合金金屬材料所組成,不過,必要時,亦可運用額外的金屬與金屬合金材料。該等管體可在金屬化製程中被沉積,據此,該等管體結構亦可被稱為「金屬化層(metalization)」。該等線圈結構82係彼此磁耦合。
線圈84、86、以及88係包含個別的末端90、92、以及94,它們可被調適成用以提供類電極功能。末端90、92、以及94可被定位成如圖所示。於本圖中,具有末端92的線圈86係相對於具有末端90的線圈84旋轉九十(90)度。同樣地,具有末端94的線圈88係相對於具有末端92的線圈86旋轉九十(90)度,並且相對於具有末端90的線圈84旋轉一百八十(180)度。
在各實施例中,該等線圈84、86、以及88可以在介於0與360度之間的角度以雷同的方式來旋轉。換言之,該等線圈84、86、以及88可與另一個線圈形成任何角度。 再次地,在各種實施例中可以結合任何數量的線圈(舉例來說,2個、3個、4個、或更多個)。
接著參考圖5,圖中所述的係一濾波器裝置100的電路圖,其合併複數個線圈結構。該裝置100係由六(6)個電容器與三(3)個小型線圈結構所組成。第一電容器(C13)係被耦接在輸入端子102及輸出端子104之間。線圈106、108、以及110係在一第一末端處被耦接至接地112。再次地,線圈106、108、以及110係如虛線114所示般地被磁耦合。電容器C1、C2、以及C3係在節點116、118、以及120處被耦接至線圈106、108、以及110,並且被耦接至接地122,即如圖所示。最後,如圖所示,電容器C12及C23係串聯耦接在節點118與120之間。如圖所示,C13係在節點124與126被耦接在輸入端子102及輸出端子104之間。
於一實施例中,C1、C2、以及C3的電容為1微微法拉(pF),而C12以及C23的電容為10微微法拉(pF),以及C13的電容為2.62微微法拉(pF)。然而,如同熟習此項技術者將會預期到的,所描繪的電容器的電容可在任何方面加以變化,以適用於特定的應用並且提供適當的濾波器響應。
圖6係以佈局描繪一濾波器裝置,其合併本發明的一線圈結構的一實施例。圖中所示的各種子組件係共用圖5的合宜圖號,其包含輸入端子102及輸出端子104。線圈106、108、以及110係被定位成如圖所示。線圈106的一 部份係被定位在線圈108的內部。同樣地,線圈108的一部份係被定位在線圈110的內部。再次地,線圈106、108、以及110係被磁耦合。
如圖所示,線圈106、108、以及110係在一第一末端處個別被耦接至接地棒112。電容器C12以及C23係經由節點116被耦接在一起。同樣地,電容器C1、C2、以及C3係被耦接在該接地棒112以及節點116、118、120之間。節點124以及126係如圖所示般地被耦接在電容器C13以及輸入102與輸出104之間。
線圈106、108、以及110,以及各種電容器、引線、以及接地棒結構均係被沉積在一基板上方並且水平延伸跨越該基板,同時保持實質平面的垂直輪廓。圖7所示的係圖6中所示之佈局的三維視圖。再次地,此圖中顯示出來自圖5與6的個別圖號。輸入端子102(其係將引線連接至各電容器一舉例來說,電容器C12)以及輸出端子104係被沉積在基板127上方。線圈106、108、以及110、接地棒112以及各種電容器結構均係被沉積在該等端子102與104以及連接引線上方。如圖所示,線圈106、108、以及110係水平延伸跨越基板127。
如前面的說明一線圈106、108、以及110可形成一電感性裝置,其係與其它所謂的「積體式被動裝置(IPD)」一致。在基板(例如基板127)之上係放置各式各樣的被動元件,例如電感器或濾波器元件,不過還包含電阻器、電容器、平衡/非平衡轉換器(BALUN)、傳收器、接收器、以及 其它互連線。基板127可包含矽、玻璃、層疊板、或是陶瓷材料。
整合本文所述的電感器或濾波器元件係造成高性能的系統級解決方案,其係大幅地縮減晶粒尺寸、重量、互連線數量、以及系統板空間需求,並且可供許多應用使用。
可以建構包含線圈106、108、以及110的各式各樣濾波器設計,用以適應於特殊應用。該等濾波器設計可以是以不同的技術為主,其包含矽、印刷電路板(PCB)(層疊板)、或是低溫共燒陶瓷(LTCC)技術。再次地,因此,基板127可包含各種材料,例如矽或類矽材料、層疊材料、玻璃以及陶瓷材料。
線圈106、108、110,以及濾波器裝置100及伴隨的子組件可以利用本技術中已知的材料、技術、以及製造設備來建構,其包含各種薄膜沉積方法與技術並且合併已知製造工具及設備的使用。
接著參考圖8,圖中所示的係一合併線圈106、108、以及110的濾波器裝置100的示範性電磁(EM)響應曲線128。圖8圖解的係在1.5GHz頻帶中的帶通濾波器(BPF)性能,圖中繪製一控制訊號130及經濾波的訊號132。
如同熟習本技術的人士預期,經濾波的訊號132係在該帶通範圍外衰減。進一步言之,熟習本技術的人士便會明白,藉由調整濾波器100的各個電容器元件便可達成具有不同拒斥位準的各種範圍的頻率曲線。
圖9A與9B所示的係該等線圈結構的三維視圖。再次 地,圖中顯示出線圈84、86、以及88,它們具有被定向在90度角度處的電極90、92、以及94。圖9B所示的係線圈結構88的各種維度觀點,其包含高度(H)134、寬度(W)136、線圈間隔(S)138、以及內開口直徑(d)140。
當一電磁波與一導體材料進行相互作用時,便會在該材料內產生可移動的電荷,用於以和該等照射電場相同的頻率進行來回振盪。該些電荷(通常為電子)的移動係構成一交流電流,其強度在該導體的表面處會最大。電流強度隨著深度而下降則稱為「集膚效應(skin effect)」。
所謂的「集膚深度」係當該電流降至其原始數值的1/e時的距離測量值。相位的逐漸改變係伴隨著強度的改變,因此,在給定的時間及合宜的深度處,該電流可能會在與表面相反的方向上流動。
集膚深度係材料的一種特性,其係隨著外加波的頻率而改變。從材料的相對介電係數與導電係數以及該波的頻率可以計算出個別的集膚深度。首先,可以從下面的公式中找到材料的複介電係數(complex permittivity)ε。
其中,ε=傳導材料的介電係數,ω=波的角頻率,以及σ=傳導材料的導電係數。
於一實施例中,為克服集膚效應並且最小化金屬損失,該等線圈結構84、86、以及88的個別厚度係保持大於個別的集膚深度。
再次地,於一實施例中,銅(Cu)係被當作線圈88的金屬材料。八(8)微米的厚度超過銅的集膚深度(將銅金屬的導電係數考量進去)。建議使用五(5)微米以上的厚度:所以,再次地,八(8)微米為較佳的厚度。
線圈88的的總長度和線圈88的操作頻率有關。於一實施例中,線圈寬度136為八(8)微米。線圈高度134同樣為八(8)微米。線圈間隔140為八十(80)微米。線圈數(T)為三(3)。內開口直徑140為240微米。總面積約為0.7x0.7=0.49mm2 。線圈88的預測電感被預測約為6.5奈亨利(nH)。
再次地,如同熟習本技術的人士所預期的,線圈88以及線圈86與84的各種尺寸可以使用各種工具(例如電腦程式)來最佳化,以便適應於不同的空間需求及/或不同的規格需求。
圖10A所示的係在一實施例中整合本發明的薄膜電容器設計的概念。端子電極144與148係位於裝置142的頂端部。第一薄膜金屬或金屬或金屬合金材料146係被介電材料152分離並且形成底電容器板146。頂電容器板結構150係被沉積在該介電質152上方。
圖10B所示的係一薄膜電容器裝置154,其可被沉積在基板160上方並且被耦接至線圈106、108、或110。電 容器154包含頂電極144與148,它們係被沉積在頂電容器板156上方。一介電材料152係分離該板156與底板158,該介電材料比頂電容器板156還薄,從而不會在圖中顯示以達概念表達的目的。
圖10C所示的係電容器裝置154的側視圖,為達解釋目的,圖中已經移除基板160。在範例A的製造技術中,底電容器板158係被沉積在基板160上方。一薄膜介電質152係被沉積在底板158上方。接著,該頂電容器板156係被沉積在介電材料152上方。
一額外層係形成在頂板156上方,用以提供結構性支撐。第一通孔162係使得底電極144與底板160之間的電性連接成為可能的。接著會形成電極144與148。如同熟習本技術的人士所預期的,線圈106、108、以及110可以是一致於範例A的製造技術在沉積製程中的一合宜步驟處被沉積。
圖10D所示的係圖10C的較大示範性側視圖,並且包含第二視通孔結構164,其允許經由通孔162、經由平板156、以及通孔164而從電極144電性連接至底板160。
於一實施例中,示範性尺寸可包含底板160的一(1)微米厚度。通孔164可能為0.2 μm厚。該薄膜介電質同樣可以是0.2 μm厚。頂板156可以是2 μm厚。通孔162可以是3 μm厚。最後,電極144與148可以是8 μm厚。然而,再次地,如同熟習本技術的人士所預期的,針對特定的應用及施行方式可以達成各種額外與不同的厚度。
本發明圖中所示之一基板上方各種施行方式的線圈結構(例如線圈106、108、以及110)能夠大幅地縮減尺寸與佔用面積來提供習知的濾波與雙工功能。雖然本文已經詳細解釋本發明的一或多個實施例,不過,熟練的人士便會明白可以在不脫離隨附申請專利範圍提出的本發明的範疇下對該些實施例進行修正與調適。
10‧‧‧雙工器拓樸
12‧‧‧梳狀線傳送濾波器
14‧‧‧梳狀線接收濾波器
16‧‧‧傳送器
18‧‧‧接收器
20‧‧‧天線
22‧‧‧帶線共振器
24‧‧‧帶線共振器
26‧‧‧帶線共振器
28‧‧‧帶線共振器
30‧‧‧帶線共振器
32‧‧‧帶線共振器
34‧‧‧電容器
36‧‧‧電容器
38‧‧‧電容器
40‧‧‧電容器
42‧‧‧電容器
44‧‧‧電容器
46‧‧‧電容器
48‧‧‧電容器
50‧‧‧電容器
52‧‧‧天線端子
54‧‧‧電極
56‧‧‧電極
60‧‧‧電容器
62‧‧‧磁耦合
BPF1‧‧‧帶通濾波器
BPF2‧‧‧帶通濾波器
C1‧‧‧電容器
C2‧‧‧電容器
C3‧‧‧電容器
C4‧‧‧電容器
C5‧‧‧電容器
C6‧‧‧電容器
L1‧‧‧電感器
L2‧‧‧電感器
L3‧‧‧電感器
L4‧‧‧電感器
L5‧‧‧電感器
L6‧‧‧電感器
Cs1‧‧‧電容器
Cs2‧‧‧電容器
Cs3‧‧‧電容器
Cs4‧‧‧電容器
Ls1‧‧‧電感器
Ls2‧‧‧電感器
G1‧‧‧接地
G2‧‧‧接地
G3‧‧‧接地
G4‧‧‧接地
64‧‧‧雙工器拓樸
66‧‧‧傳送器端子電極
68‧‧‧接收器端子電極
70‧‧‧層疊板
72‧‧‧接地端子電極
74‧‧‧接地端子電極
76‧‧‧接地端子電極
78‧‧‧接地端子電極
82‧‧‧線圈
84‧‧‧線圈
86‧‧‧線圈
88‧‧‧線圈
90‧‧‧末端
92‧‧‧末端
94‧‧‧末端
100‧‧‧濾波器
102‧‧‧輸入端子
104‧‧‧輸出端子
106‧‧‧線圈
108‧‧‧線圈
110‧‧‧線圈
112‧‧‧接地
114‧‧‧磁耦合
116‧‧‧節點
118‧‧‧節點
120‧‧‧節點
122‧‧‧接地
124‧‧‧節點
126‧‧‧節點
127‧‧‧基板
C12‧‧‧電容器
C13‧‧‧電容器
C23‧‧‧電容器
134‧‧‧線圈高度
136‧‧‧線圈寬度
138‧‧‧線圈間隔
140‧‧‧內開口直徑
142‧‧‧裝置
144‧‧‧端子電極
146‧‧‧底電容器板
148‧‧‧端子電極
150‧‧‧頂電容器板
152‧‧‧介電材料
154‧‧‧薄膜電容器裝置
156‧‧‧頂電容器板
158‧‧‧底電容器板
160‧‧‧基板
162‧‧‧通孔
164‧‧‧通孔
圖1所示的係使用分散式線的示範性先前技術雙工器拓樸;圖2與3所示的係使用集總式LC電路的示範性先前技術雙工器拓樸;圖4所示的係示範性線圈結構;圖5所示的係合併一線圈結構的示範性濾波器裝置的電路圖;圖6所示的係一濾波器裝置的示範性佈局,其合併被沉積在一基板上方的一線圈結構以及複數個電容器裝置;圖7所示的係圖6中所示之佈局的三維視圖;圖8所示的係圖6與7中所示之濾波器裝置的示範性電磁(EM)響應;圖9A與9B所示的係一示範性線圈結構,其包含示範性維度;圖10A所示的係一電容器裝置之概念圖的側視圖;圖10B所示的係被合併於一濾波器裝置之中的電容器裝置的三維視圖; 圖10C所示的係圖10B之電容器裝置的側視圖;以及圖10D所示的係圖10B之電容器裝置的較大側視圖。
82‧‧‧線圈
84‧‧‧線圈
86‧‧‧線圈
88‧‧‧線圈
90‧‧‧末端
92‧‧‧末端
94‧‧‧末端

Claims (17)

  1. 一種濾波器裝置,其係包括:一基板;一第一線圈,其係被沉積在該基板上方;一第二線圈被磁耦合至該第一線圈並且被沉積在該基板上方;一第三線圈被磁耦合至該第二線圈並且被沉積在該基板上方,該等第一線圈、第二線圈、以及第三線圈中的每一者係在一第一末端處被耦合至接地;一第一電容器被沉積在該基板上方並且被耦合至該第一線圈的一第二末端;以及複數個第二電容器被沉積在該基板上方並且被耦接在該等第一線圈、第二線圈、第三線圈以及接地之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之濾波器裝置,其中,該第一電容器係被定向在該等第一線圈、第二線圈、以及第三線圈的中央部分中。
  3. 如申請專利範圍第1項之濾波器裝置,其中,該基板包含矽、玻璃、或是陶瓷基板。
  4. 如申請專利範圍第1項之濾波器裝置,其中,該第一線圈包含被調適成線圈形狀的銅(Cu)管體結構。
  5. 如申請專利範圍第1項之濾波器裝置,其中,該第一線圈係被定向成八角幾何形狀。
  6. 如申請專利範圍第1項之濾波器裝置,其中,該第一 線圈的第一末端係被定向在與該第二線圈的第一末端相隔一角度處。
  7. 一種用於半導體裝置的電感器,其係包括:一第一金屬化層,其係被沉積在一基板上方並且被定向在第一線圈之中,該第一線圈係水平延伸跨越該基板,同時保持實質平面的垂直輪廓;一第二金屬化層,其係被沉積在該基板上方並且被定向在第二線圈之中,該第二線圈係被磁耦合至該第一線圈,其中,該第二線圈的一部分係被定向在該第一線圈的內部;以及一第三金屬化層,其係被沉積在該基板上方並且被定向在第三線圈之中,該第三線圈係被磁耦合至該等第一線圈與第二線圈,其中,該第三線圈的一部分係被定向在該第二線圈的內部,並且該第一、第二、第三線圈之每一者係在一第一末端處被耦接至接地。
  8. 如申請專利範圍第7項之電感器,其中,該基板包含矽、玻璃、或是陶瓷基板,用以進行結構性支撐。
  9. 如申請專利範圍第7項之電感器,其中,該第一、第二、第三線圈包括該半導體裝置的一部分。
  10. 如申請專利範圍第7項之電感器,其中,該第一線圈具有矩形或圓形剖面。
  11. 如申請專利範圍第7項之電感器,其進一步包含一電容器裝置,其係被沉積在該基板上方並且在一第二末端處被耦接至該等第一線圈、第二線圈、以及第三線圈中的 每一者。
  12. 如申請專利範圍第7項之電感器,其中,該第一線圈的一第二末端係被定向在介於該第二線圈的一第二末端之間的一角度處。
  13. 一種形成半導體裝置的方法,其包含:提供包含一表面的一基板;形成一第一線圈結構於該基板的該表面上,該第一線圈結構包含一厚度,其大於該第一線圈結構的一集膚電流深度,該集膚電流深度定義為一深度,該處之電流減少至一表面電流值的複介電係數分之一;以及形成一第二線圈結構於該基板的該表面之上而鄰近於該第一線圈結構的平行於該基板的該表面之一平面中,該第二線圈結構包含一厚度,其大於該第二線圈結構的一集膚電流深度,該集膚電流深度定義為一深度,該處之電流減少至一表面電流值的複介電係數分之一。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法,其進一步包含形成一第三線圈結構於該基板上鄰近該第二線圈結構,該第三線圈結構包含一大於該第三線圈結構之集膚電流深度的厚度。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法,其中該第一線圈結構的一第一末端係從該第二線圈結構的一第一末端而被90度放置,並且該第二線圈結構的該第一末端係從該第三線圈結構的一第一末端而被90度放置。
  16. 如申請專利範圍第13項之方法,其中該複介電係數 係被定義為(),其中ε為介電係數、ω為角頻率、σ為導電係數並且j 為共軛複數。
  17. 如申請專利範圍第13項之方法,其中該第一和第二線圈結構包含銅,並且該第一和第二線圈結構之厚度係大於5微米。
TW097103199A 2007-04-12 2008-01-29 用於高性能濾波器之小型線圈 TWI449329B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/734,410 US7688160B2 (en) 2007-04-12 2007-04-12 Compact coils for high performance filters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200843342A TW200843342A (en) 2008-11-01
TWI449329B true TWI449329B (zh) 2014-08-11

Family

ID=39853174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097103199A TWI449329B (zh) 2007-04-12 2008-01-29 用於高性能濾波器之小型線圈

Country Status (3)

Country Link
US (3) US7688160B2 (zh)
KR (1) KR101492268B1 (zh)
TW (1) TWI449329B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7629860B2 (en) * 2007-06-08 2009-12-08 Stats Chippac, Ltd. Miniaturized wide-band baluns for RF applications
US8212155B1 (en) * 2007-06-26 2012-07-03 Wright Peter V Integrated passive device
US8349648B2 (en) 2010-06-15 2013-01-08 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of forming RF FEM with IC filter and IPD filter over substrate
US9696393B2 (en) * 2013-01-28 2017-07-04 The Regents Of The University Of California MRI receiver coil providing an enhanced signal-to-noise ratio
US9385683B2 (en) * 2013-02-21 2016-07-05 Mediatek Inc. Diplexer and transceiver thereof
DE102013101768A1 (de) * 2013-02-22 2014-08-28 Intel Mobile Communications GmbH Transformator und elektrische Schaltung
DE102014102521B4 (de) 2014-02-26 2023-10-19 Snaptrack, Inc. Abstimmbare HF-Filterschaltung
CN106604544A (zh) * 2015-10-16 2017-04-26 富葵精密组件(深圳)有限公司 电路板及电路板制作方法
CN107343357B (zh) * 2016-01-28 2019-12-03 庆鼎精密电子(淮安)有限公司 电路板及电路板制作方法
CN106556748B (zh) * 2016-11-22 2019-06-25 南京大学 基于传输反射法的薄膜材料复介电常数的测量装置及方法
US10263170B1 (en) * 2017-11-30 2019-04-16 International Business Machines Corporation Bumped resonator structure
DE112021006156T5 (de) * 2020-11-24 2023-10-12 KYOCERA AVX Components Corporation Kompakter oberflächenmontierbarer Dünnschichtkoppler

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW452992B (en) * 1998-05-15 2001-09-01 Du Pont High temperature superconductor mini-filters and mini-multiplexers with self-resonant spiral resonators
TW507397B (en) * 1999-12-07 2002-10-21 Murata Manufacturing Co Filter, duplexer, and communications device
US6853267B2 (en) * 2001-01-15 2005-02-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Noise filter and electronic apparatus comprising this noise filter
US20050068146A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-31 Darryl Jessie Variable inductor for integrated circuit and printed circuit board
TW200612601A (en) * 2004-10-13 2006-04-16 Cyntec Co Ltd Circuits and manufacturing configurations of compact band-pass filter
US7116202B2 (en) * 2001-08-23 2006-10-03 Broadcom Corporation Inductor circuit with a magnetic interface
TW200703901A (en) * 2005-07-15 2007-01-16 Delta Electronics Inc Dual-band bandpass filter
US7808752B2 (en) * 2004-08-17 2010-10-05 Semiconductor Components Industries, Llc Integrated passive filter incorporating inductors and ESD protectors

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453689A (en) * 1991-12-06 1995-09-26 Massachusetts Institute Of Technology Magnetometer having periodic winding structure and material property estimator
EP0917232B1 (en) * 1993-08-24 2003-11-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Laminated dielectric filter
JPH09213530A (ja) * 1996-01-30 1997-08-15 Alps Electric Co Ltd 平面トランス
US6885275B1 (en) * 1998-11-12 2005-04-26 Broadcom Corporation Multi-track integrated spiral inductor
JP2001168669A (ja) * 1999-12-09 2001-06-22 Murata Mfg Co Ltd 積層型デュプレクサ
FR2812445B1 (fr) * 2000-07-31 2002-11-29 St Microelectronics Sa Structure integree d'inductances a valeurs partagees sur un substrat semiconducteur
US6737698B1 (en) * 2002-03-11 2004-05-18 Silicon Laboratories, Inc. Shielded capacitor structure
US6800534B2 (en) * 2002-12-09 2004-10-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method of forming embedded MIM capacitor and zigzag inductor scheme
JP2005109173A (ja) 2003-09-30 2005-04-21 Jfe Steel Kk 非接触充電器用平面磁気素子
US7253712B1 (en) * 2004-08-31 2007-08-07 Theta Microelectronics, Inc. Integrated high frequency balanced-to-unbalanced transformers
US20060220773A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Jun Su Spiral transformers and associated methods of operation
US7696603B2 (en) * 2006-01-26 2010-04-13 Texas Instruments Incorporated Back end thin film capacitor having both plates of thin film resistor material at single metallization layer
US20070267733A1 (en) 2006-05-18 2007-11-22 International Business Machines Corporation Symmetrical MIMCAP capacitor design

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW452992B (en) * 1998-05-15 2001-09-01 Du Pont High temperature superconductor mini-filters and mini-multiplexers with self-resonant spiral resonators
TW507397B (en) * 1999-12-07 2002-10-21 Murata Manufacturing Co Filter, duplexer, and communications device
US6853267B2 (en) * 2001-01-15 2005-02-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Noise filter and electronic apparatus comprising this noise filter
US7116202B2 (en) * 2001-08-23 2006-10-03 Broadcom Corporation Inductor circuit with a magnetic interface
US20050068146A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-31 Darryl Jessie Variable inductor for integrated circuit and printed circuit board
US7808752B2 (en) * 2004-08-17 2010-10-05 Semiconductor Components Industries, Llc Integrated passive filter incorporating inductors and ESD protectors
TW200612601A (en) * 2004-10-13 2006-04-16 Cyntec Co Ltd Circuits and manufacturing configurations of compact band-pass filter
TW200703901A (en) * 2005-07-15 2007-01-16 Delta Electronics Inc Dual-band bandpass filter

Also Published As

Publication number Publication date
KR101492268B1 (ko) 2015-02-11
US8111113B2 (en) 2012-02-07
US20100140738A1 (en) 2010-06-10
US20080252395A1 (en) 2008-10-16
US20100140742A1 (en) 2010-06-10
TW200843342A (en) 2008-11-01
KR20080092853A (ko) 2008-10-16
US7688160B2 (en) 2010-03-30
US8111112B2 (en) 2012-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI449329B (zh) 用於高性能濾波器之小型線圈
US8564382B2 (en) Miniaturized wide-band baluns for RF applications
JP4579198B2 (ja) 多層帯域通過フィルタ
JP4506903B2 (ja) 積層型共振器および積層型フィルタ
EP3005557A1 (en) Vector inductor having multiple mutually coupled metalization layers providing high quality factor
KR100503956B1 (ko) Lc 필터 회로, 적층형 lc 복합부품, 멀티플렉서 및무선 통신 장치
US9385682B2 (en) High frequency component and filter component
US10917063B2 (en) Multilayer LC filter
US20110309895A1 (en) Multilayer filter
US6903628B2 (en) Lowpass filter formed in multi-layer ceramic
US8018305B2 (en) Electronic component
TW201315010A (zh) 平衡不平衡轉換器
US8400236B2 (en) Electronic component
JP5637150B2 (ja) 積層型バンドパスフィルタ
CN109150130A (zh) 一种电感耦合型带通滤波器
CN114679149A (zh) 一种基于ipd工艺的n77带通滤波器
US7760485B1 (en) Low loss and high frequency lumped capacitor
CN105762469A (zh) 一种新型多层谐振结构超宽带滤波器
JP4712074B2 (ja) アンテナ装置
CN111244594A (zh) 一种基于ltcc技术的宽带谐波抑制低通微型滤波器的设计方法
CN111478677A (zh) 一种基于LTCC的670MHz低通滤波器及设计方法
JP2006148959A (ja) アンテナ装置
JP2003273689A (ja) 積層lcフィルタ素子