CN100559651C - 用于制造微带滤波器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于制造带通微带滤波器的方法,其不需要进行基于滤波器的频率特性调整通带的中心频率的步骤,该频率特性以前是在制造滤波器之后测量和检查的。用于制造一种微带滤波器的本发明在制造过程中包括,根据预先测量的微带滤波器的衬底的电容或厚度调整谐振器长度的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造带通微带滤波器的方法,特别的,是一种用于制造微带滤波器的方法,包括用于根据微带滤波器的衬底的厚度或电容调整谐振器的长度或在微带谐振器中的电磁波的谐振长度的步骤。
背景技术
带通微带滤波器通常通过在对应于耦合系数(coupling coefficient)的多个间隔处放置多个微带谐振器构成,每一谐振器在通带的中心频率处谐振,从而实现满足设计需求的频率特性。因此,当制造带通微带滤波器时,不得不调整微带谐振器使得其即使在地表面和微带图形之间的电容因为衬底厚度的变动或其它类似原因发生变化时,仍能在通带的中心频率处谐振。在使用由金属或绝缘材料制成的调整螺钉制造和封装微带滤波器同时测量滤波器的频率特性之后,执行这种调整。另外,特别是当谐振器的中心频率比较低时,需要执行用于调整中心频率到设计值的调整过程,该过程在测量频率特性之后通过以修正,蚀刻,等缩短谐振器的长度执行。尽管后一个调整过程比起前一个需要复杂得多的步骤,但是可以比使用调整螺钉更加精确的调整中心频率。另外,后一个调整过程不受随着时间由螺钉松开引起的变化和变更的影响,从而在理论上具有高稳定性的优点。例如,在移动通信中使用的,具有大约2GHz的1%的相对带宽的窄带通高温超导微带滤波器中,当使用0.5mm厚度的MgO衬底时,通常从衬底到衬底之间在厚度上有±8μm或±1.6%的变动,从而在微带图形和地表面之间的电容也会不同。因此,谐振器的谐振频率偏移设计值,并且滤波器的中心频率也偏移设计值。因此,需要用于调整偏移的中心频率到设计值的处理。换句话说,在产生滤波器图形之后,需要封装滤波器,测量滤波器的频率特性,根据测量结果返回到滤波器的制造过程,并且通过修整或者蚀刻的方式将谐振器的长度缩短到合适的长度。
发明解决的技术问题
但是,在执行这种调整的情况中,特别是当通过修整或蚀刻的方式缩短滤波器的谐振器的长度时,为了测量频率特性,不得不在首先经历制造过程后封装滤波器,在测量后除去封装,并且之后返回到制造过程。这样,过程会极端复杂。而且,因为过程包括大量的步骤,产品的价格也会升高。
因此,本发明的一个目的是提供一种制造微带滤波器的方法,该滤波器由在对应于耦合系数的多个间隔处布置的多个微带谐振器构成,每一谐振器在通带的中心频率处谐振,从而减少了其中制造步骤的数量。
发明内容
根据本发明,为达成上述的目的,提供了一种用于制造微带滤波器的方法,其特点在于在用于将绝缘衬底上的导体层处理成为微带滤波器的滤波器图形的滤波器图形处理步骤中包括用于在不测量和检查微带滤波器的频率特性的情况下调整微带谐振器的谐振器长度的谐振器长度调整步骤。
根据本发明的微带滤波器制造方法,在第一方面中,滤波器图形处理步骤包括:在绝缘衬底上的导体中定义滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;在导体中调整谐振器长度之前定义滤波器图形的步骤;以及谐振器长度调整步骤,其使用用于缩短谐振器长度的掩模图形,将谐振器长度调整之前的滤波器图形形成为具有已调整的谐振器长度的滤波器图形。
根据本发明的微带滤波器制造方法,在第二方面中,滤波器图形处理步骤包括:在绝缘衬底上的导体中定义滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;将涂敷在导体上的保护层形成为第一保护层图形的步骤,该第一保护层图形具有与谐振器长度调整之前的滤波器图形相同的图形;谐振器长度调整步骤,其使用用于缩短谐振器长度的掩模图形,将第一保护层图形形成为第二保护层图形,该第二保护层图形与具有已调整的谐振器长度的滤波器图形具有相同的图形;以及使用第二保护层图形作为掩模蚀刻导体图形的步骤。
根据本发明的微带滤波器制造方法,在第三方面中,滤波器图形处理步骤包括:在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由导体构成的第一配准标记并且蚀刻在绝缘衬底上的导体来产生滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;在绝缘衬底上应用保护层的步骤;在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由保护层构成的第二配准标记并且曝光并显影保护层以产生第一保护层图形的步骤,该第一保护层图形具有与谐振器长度调整之前的滤波器图形相同的图形;使用第一保护层图形作为掩模将导体图形形成为谐振器长度调整之前的滤波器图形的步骤;以及谐振器长度调整步骤,其使用用于缩短谐振器长度的掩模图形和第一及第二配准标记中的至少一个,将谐振器长度调整之前的滤波器图形形成为具有已调整的谐振器长度的滤波器图形。
根据本发明的微带滤波器制造方法,在第四方面中,滤波器图形处理步骤包括:在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由导体构成的第一配准标记并且蚀刻在绝缘衬底上的导体来产生滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;在绝缘衬底上应用保护层的步骤;在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由保护层构成的第二配准标记并且曝光并显影保护层以产生第一保护层图形的步骤,该第一保护层图形具有与谐振器长度调整之前的滤波器图形相同的图形;谐振器长度调整步骤,其使用用于缩短谐振器长度的掩模图形和第一及第二配准标记中的至少一个,在将第一保护层图形形成为具有已调整的谐振器长度的滤波器图形的第二保护层图形;以及使用第二保护层图形作为掩模蚀刻导体图形的步骤。
根据本发明的微带滤波器制造方法,在第五方面中,滤波器图形处理步骤包括:在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由导体构成的配准标记并且蚀刻在绝缘衬底上的导体来产生滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;在绝缘衬底上应用保护层的步骤;使用谐振器长度调整之前的滤波器图形的掩模图形曝光在滤波器图形形成区域中的保护层的步骤;谐振器长度调整步骤,其使用用于缩短谐振器长度的掩模图形和配准标记,曝光和显影在滤波器图形形成区域中的保护层;以及使用已显影的保护层作为掩模蚀刻导体图形以在绝缘衬底上产生具有已调整的谐振器长度的滤波器图形的步骤。
根据本发明的微带滤波器制造方法,在第六方面中,滤波器图形处理步骤包括:在绝缘衬底上产生第一保护层的第一保护层图形的步骤;在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由导体构成的配准标记并且使用第一保护层图形作为掩模蚀刻在绝缘衬底上的导体来产生滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;曝光和显影在导体图形上的第二保护层图形以使用用于缩短谐振器长度的掩模图形和配准标记来产生第二保护层图形的步骤;谐振器长度调整步骤,其使用第二保护层图形作为掩模来蚀刻导体图形;在移去第二保护层之后在具有已调整的谐振器长度的导体图形上应用第三保护层,并曝光和显影第三保护层使得使用在谐振器长度调整之前的滤波器图形的掩模来产生第三保护层图形的步骤;以及使用第三保护层图形作为掩模来蚀刻导体图形以在绝缘衬底上产生具有已调整的谐振器长度的滤波器图形的步骤。
根据本发明的微带滤波器制造方法,在第七方面中,滤波器图形处理步骤包括:在绝缘衬底上产生第一保护层图形的步骤;在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由导体构成的配准标记并且使用第一保护层图形作为掩模来蚀刻在绝缘衬底上的导体以产生滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;谐振器长度调整步骤,用于曝光和显影在导体图形上的第二保护层图形以使用用于缩短谐振器长度的掩模图形和配准标记来产生第二保护层图形;曝光和显影第二保护层图形以使用谐振器长度调整之前的滤波器图形的掩模来产生第三保护层图形的步骤;以及使用第三保护层图形作为掩模来蚀刻导体图形使得在绝缘衬底上产生具有已调整的谐振器长度的滤波器图形的步骤。
根据本发明的微带滤波器制造方法,在第八方面中,滤波器图形处理步骤包括:在绝缘衬底上产生第一保护层图形的步骤;在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由导体构成的配准标记并且使用第一保护层图形作为掩模来蚀刻在绝缘衬底上的导体以产生滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;谐振器长度调整步骤,其使用用于缩短谐振器长度的掩模图形和配准标记来曝光在导体图形上的第二保护层图形;曝光和显影导体图形的第二保护层图形以使用谐振器长度调整之前的滤波器图形的掩模来产生第三保护层图形的步骤;以及使用第三保护层图形作为掩模来蚀刻导体图形从而在绝缘衬底上产生具有已调整的谐振器长度的滤波器图形的步骤。
根据本发明的微带滤波器制造方法,在谐振器长度调整步骤中,放置掩模图形使得其关于导体图形偏移微带谐振器长度要被缩短的长度,该长度基于预先测量的绝缘衬底的电容计算得出。可能在地导体层和导体图形之间进行绝缘衬底的电容的测量,其中地导体层形成在衬底的一个表面上且导体图形在衬底的另一表面上的滤波器图形形成区域中产生。通过进行电容的测量,可以消除电容和中心频率之间关系的不确定性,该不确定性当在衬底区域(大小),衬底边缘厚度,等中存在大的误差和变动时产生。另外,可以减小衬底中介电常数等的变动的影响。
在谐振器长度调整步骤中,可能设置掩模图形使得其关于导体图形偏移微带谐振器长度要被缩短的长度,该长度基于预先测量的绝缘衬底的厚度计算得出。
根据本发明的微带滤波器制造方法,在调整谐振器长度之前设计滤波器图形使得微带谐振器的中心频率基于在绝缘衬底的所需厚度和实际厚度之间的估计误差的范围变为所述中心频率或更小。
根据本发明的微带滤波器制造方法,超导体可能被用作微带谐振器的导体材料。另外,高温超导体可能被用作超导体。随着超导体材料作为导体材料的使用,可以设置谐振器的空载Q值到大约100,000,并因此可以建立十级或更多级的多级窄带通滤波器。
根据本发明的微带滤波器制造方法,可以在不进行基于滤波器的频率特性调整通带的中心频率的情况下制造带通微带滤波器,该频率特性在产生滤波器之后预先测量和检查。
附图说明
图1是一透视图,示出了由根据本发明的微带滤波器制造方法制造的微带滤波器的组态的实例。
图2是一制造过程流程图,用于解释根据本发明的微带滤波器制造方法。
图3示出了在制造过程的各自的步骤中的微带滤波器的透视图,用于解释根据本发明的微带滤波器制造方法。
图4是一透视图,示出了用在根据本发明的微带滤波器制造方法中的配准标记的实例。
图5是一透视图,示出了用在根据本发明的微带滤波器制造方法中的配准标记的另一实例。
图6是一图表,用于解释依照在根据本发明的微带滤波器制造方法中的配准标记的掩模图形的定位。
附带提及,参考数字1表示绝缘衬底,参考数字2表示滤波器图形,参考数字2A和3A表示导体层。参考数字3表示导体。参考数字4表示保护层图形。参考数字5表示掩模图形。
具体实施方式
现在参考附图,将详细描述根据本发明的微带滤波器制造方法的实施例。本发明的微带滤波器制造方法的实施例将在图1到6中示意性的示出。
首先,将对通过根据本发明的微带滤波器制造方法制造的微带滤波器的组态的实例参照图1进行描述。在图1中,在绝缘衬底1的上表面产生滤波器图形2。在绝缘衬底1的下侧,形成作为地表面的导体3。
作为用于绝缘衬底1的材料,可以使用,例如,氧化铝陶瓷和MgO单晶。另外,衬底制造商通常在出货之前执行检查来核实每一衬底是否满足厚度规格,因此,如果可以从制造商获得关于衬底的检查数据的话,不需要测量衬底厚度。
用于滤波器图形2和形成地表面的导体3的导体材料应该优选地从超导体或高温超导体中选择。在使用高温超导体的情况中,可以将具有对高温超导体的低的反应性(reactivity)的金属材料,比如金等的薄层放置在超导体上用于表面保护或用作电极。通过使用超导体作为导体材料,可以设置谐振器的空载Q值到大约100,000,并因此可以建立十级或更多级的多级窄带通滤波器。作为高温超导体,可以使用,例如,Bi基,Tl基,Hg基,Y基,Ag基,等的,氧化铜。这些氧化铜超导体在大约100K的温度经历到超导状态的转变。这些超导体可以仅通过冷却它们到大约77K,1大气压下液氮的沸点,进入超导状态,并且因此,可以节约冷却器的冷却功率。因此可以使用小型廉价的冷却器。另外,比如铜的良导体可被用作用于滤波器图形2和形成地表面的导体3的导体材料。在这个情况中,具有大约10nm厚度的钛薄层可能被夹在绝缘衬底和良导体之间来改进良导体到绝缘衬底1的附着。
下面,将参考图2和3解释具有上述成分的微带滤波器的制造方法。
对于带通微带滤波器的制造,如图3所示,将具有附加到它的两个表面的导体层2A和3A的衬底制备为绝缘衬底1。蚀刻在绝缘衬底1上的导体层2A使得通过光蚀刻法(图2中的步骤S1)使其中产生滤波器图形的一部分剩余下来,如图3(B)所示。
其次,测量在已处理的导体层2A和地表面(导体层3A)之间的电容。通过测量仅在用于产生滤波器图形而剩下的部分中在导体层2A和地表面之间的电容,可以消除在电容和中心频率之间关系的不确定性,这种不确定性当在衬底区域中,在衬底的边缘厚度中,等存在大的误差或变动时产生。另外,可以减小在衬底中的绝缘常数等的变动产生的影响。
之后,基于测量的电容,依靠经验或通过电磁场仿真等的方式估计微带谐振器的中心频率的偏移(图2中的步骤S3)。绝缘衬底1的电容的变动主要由衬底厚度的变动引起,更为详细的说,由衬底的平面内(in-plane)厚度和衬底材料的绝缘常数的变动引起。为了估计由这些因素共同引起的中心频率的偏移,直接测量绝缘衬底1的电容。
随后,得到谐振器长度削减(cut-down)长度,也就是,为了将偏移的中心频率调整到设计值谐振器要缩短的长度(图2中步骤S4)。例如,通过经验和电磁场仿真预先获得电容和中心频率的关系表达式。基于关系表达式和测量的电容计算调整前由谐振器长度提供的中心频率,并且之后估计中心频率从设计值的偏移。因为谐振器的中心频率和它的长度成反比,可能获得谐振器长度和通过其可抵消中心频率的偏移的谐振器长度削减长度。在这种情况下,设计或设置调整前的最初的滤波器图形中的谐振器长度,使得中心频率基于可预先估计的变动,比如衬底厚度和其它类似的误差的范围,必要地等于或低于设计值。这种设置避免了延长谐振器长度的需要,并且谐振器可以仅需要调整来缩短它的长度。因此,可以仅通过蚀刻执行调整,并且因此可以增加制造产量。附带提及,虽然在这个实施例中通过直接测量绝缘衬底1的电容得到谐振器长度削减长度,也可以通过测量衬底厚度估计衬底电容。就是说,当获得衬底厚度时,可以计算出具有平均的和一致的绝缘常数的材料的电容,并且因此使用计算出的电容可以获得谐振器长度削减长度。在这种情况中,如果从电容估计出的中心频率的偏移和由衬底厚度获得的偏移显著不同,可能是在绝缘衬底1中的绝缘常数分布上有非常大的变动,或者在衬底的平面内厚度上有非常大的变动,而它们通常应该是很小的。因此,在这种情况下,优选的考虑衬底为不可用。
其次,保护层涂敷在衬底上,如图3(B)所示,并且通过光蚀刻法(曝光/显影)(图2中的步骤S5),如图3所示,保护层形成为保护层图形4,即在调整谐振器长度之前的滤波器图形。
之后,设置如图3(D)所示的黑掩模图形5使得保护层图形4的边缘以在步骤S4计算出的谐振器长度削减长度6曝光,并且执行曝光和显影(图2中的步骤S6)。当接触式对准器(contact aligner)用于曝光时,首先将黑掩模图形5和保护层图形4的边缘对准,并且之后以所需距离(谐振器长度削减长度6)移动或偏移黑掩模图形5。例如,通过在掩模上0.5μm的间隔处划分的标记调整偏移量。当阶梯器(stepper)用于曝光时,首先将黑掩模图形5和保护层图形4的边缘对准,并且之后,移动台面,使得保护层图形4的边缘从黑掩模图形5以在步骤S4(使用通常安装在阶梯器中用于以亚微粒级或更加细小的数量级的台面移动的函数)计算出的谐振器长度削减长度6,暴露出来。另外,在其中连续制造多个实现相同特性的滤波器的情况中,一个以及同一掩模用于将涂敷在导体层2A上的保护层形成为用于所有滤波器的保护层图形4。类似的,作为黑掩模图形5,使用一个以及同一掩模。因此,可以仅仅使用两个掩模进行滤波器的制图。
之后,沿着其中谐振器长度已被调整的保护层图形4蚀刻导体层2A,并且移去保护层图形4来由此产生如图3(E)所示的具有已调整的谐振器长度的滤波器图形2。一般的干蚀刻技术可以用于蚀刻。
在前述的制造过程中,设置黑掩模图形5使得其关于滤波图形4偏移谐振器长度削减长度,并且执行曝光和显影来产生具有已调整的谐振器长度的保护层图形4。但是,还可能通过下面方式调整谐振器长度,首先在以保护层图形4充当掩模在绝缘衬底1上的导体层2A中调整谐振器长度之前,定义一滤波器图形,并且之后通过黑掩模图形5曝光导体层2A的所定义的滤波器图形,其中黑掩模图形5关于滤波图形偏移了谐振器长度削减长度。
在步骤S1产生如图3(B)所示的图形和在步骤S5产生如图3(C)所示的图形的情况中,可能分别形成如图4和5所示的配准标记7和8。可以要么在步骤S1,要么在步骤S5形成配准标记。另外,还可能在步骤S5,在已在步骤S1形成的配准标记7上新形成配准标记8。图5是一图,示出了配准标记的实例。在图5中,在配准标记7上形成配准标记8。使用这些配准标记实现黑掩模图形5的定位。在制造使用这种配准标记的微带滤波器的情况中,在制造过程中在步骤S1或步骤S5形成配准标记7或8,并且在步骤S6以配准标记7或8对准黑掩模图形5的边缘之后,移动黑掩模图形5使得其基于在步骤S4计算出的谐振器长度削减长度合适的放置在衬底上,如图6所示。以使用配准标记7或8定位的黑掩模图形5执行步骤S6的曝光和显影,并且因此调整谐振器长度。附带提及,可以依照用于定义在导体层2A中的滤波器图形2的保护层图形4,并还依照在调整谐振器长度之前已经制图为滤波器图形的导体层2A,执行参考配准标记的黑掩模图形5的这种定位。
在用于在绝缘衬底1上应用保护层和将其曝光和显影来产生滤波器图形的步骤S5中,可能在调整谐振器长度之前通过在滤波器图形中的掩模曝光,显影并蚀刻保护层。也可能在调整谐振器长度之前通过在滤波器图形中的掩模曝光保护层,并且之后,使用依照配准标记在保护层上设置和定位的黑掩模图形5来曝光,显影和蚀刻保护层。
另外,因为可以通过使用配准标记7或8设置黑掩模图形5,可以通过如图4所示,依照配准标记7在导体层2A上定位黑掩模图形5来产生滤波器保护层图形4,并且之后进行曝光和显影来由此调整谐振器长度。另外,还可能当使用配准标记7在导体层2A上定位黑掩模图形5时,执行曝光,显影和蚀刻,并且因而形成滤波器保护层图形4。
在其中在步骤S1,在用于产生滤波器保护层图形4的过程中形成配准标记7的情况中,还可能在调整谐振器长度之前仅通过执行曝光将滤波器图形传递到保护层,之后,不执行显影,通过使用配准标记7在保护层上设置黑掩模图形5,执行曝光,并且之后执行滤波器图形被立刻传递到的保护层的显影。但是,在这个情况中,如果导电层2A的不必要部分遗留在滤波器保护层图形4的附近,微带滤波器的频率特性可能恶化。因此,需要尽可能完美的移去导电层2A的不必要部分。
如上所述,根据本发明的实施例,在创建滤波器图形的过程中包括用于调整微带谐振器的长度的步骤。因为可以在滤波器制造过程中调整谐振器长度,所以不需要现有技术中下列复杂的步骤:在制造过程之后,检查过程之中,封装滤波器来测量滤波器的频率特性;返回到滤波器制造过程;并且调整谐振器程度。因此,可以以较低成本制造微带滤波器。
另外,在形成滤波器保护层图形4之后,通过用于缩短谐振器长度的图形曝光保护层图形4,并且因此调整微带谐振器的谐振器长度。因此,可以省略额外的保护层涂敷过程等的需求。如果依照滤波器保护层图形4执行黑掩模图形5的定位,可以消除额外的配准标记,等。
另外,在形成滤波器图形之后,通过用于缩短谐振器长度的图形曝光滤波器图形,并且,因此,可以通过在滤波器制造过程中仅执行两次曝光来获得已调整的滤波器图形。换句话说,可以减少在制造过程中包括的步骤的数量。
另外,通过形成配准标记7和/或8,可以使用配准标记合适地设置黑掩模图形5,这使得可以为了产生用于缩短谐振器长度的图形而曝光。
附带提及,绝缘衬底的电容的变动主要由衬底厚度的变动引起,更为详细的说,由衬底的平面内厚度和衬底材料的绝缘常数的变动引起。由这些因素的影响引起的中心频率的偏移可以通过直接测量绝缘衬底的电容综合估计。特别的,在制造微带滤波器的情况中,在产生滤波器图形之前,绝缘衬底1在它的两个表面具有导体层。因此,通过测量导体之间的电容,可以预测中心频率的偏移。这样,也就可以估计谐振器长度削减长度。
还可以基于已经预先测量的绝缘衬底的厚度计算出用于微带谐振器的谐振器长度削减长度。通过预先做出的对衬底厚度的测量,可以估计由衬底厚度变动引起的中心频率的偏移,反过来,也可以估计谐振器长度削减长度。因此,可在产生滤波器图形之前确定谐振器长度削减长度,而不需要在一旦形成滤波器之后测量频率特性来作出判断。
另外,通过设计滤波器图形使得微带谐振器的中心频率基于在绝缘衬底的所需厚度和实际厚度之间的估计误差的范围变为所需中心频率或更低,可以消除增加谐振器长度的需要,并且可以仅通过缩短谐振器长度进行调整。因此,可以仅通过蚀刻的方式执行调整,从而增大制造产量。
在衬底电容的测量中,仅仅在其中产生滤波器图形的部分内的导体层和预先的地表面之间测量衬底的电容。基于测量的结果确定谐振器长度削减长度。因此,可以消除电容和中心频率之间的关系的不确定性,这种不确定性特别在当在衬底区域(尺寸)中,衬底边缘厚度和类似的之中存在大的误差或变动时产生。另外,可以减小在衬底中的绝缘常数变动,等的影响。
在其中连续制造多个实现相同特性的滤波器的情况中,一个以及同一掩模用作用于所有滤波器的掩模图形。另外,使用一个以及同一掩模图形用于使用接触式对准器或阶梯器的对齐机制(registrationmechanism)缩短谐振器长度。就是说,关于每一衬底可以使用一个以及同一滤波器图形。另外,通过设置滤波器图形用于缩短谐振器长度使得其使用接触式对准器或阶梯器的对齐机制偏移所需长度,可以以对应于具有一个以及同一掩模图形的各自的绝缘衬底的厚度的长度来缩短谐振器长度。因此,可以仅以两个掩模进行滤波器的制图,并且由此以较低成本制造滤波器。
更进一步,通过使用超导体作为用于带通微带滤波器的导体材料,可以建立十级或更多级的窄带通滤波器。如果使用高温超导体作为用于微带滤波器的导体材料,可能使用小型(轻量)和低价冷却器。
虽然本发明参照特定的示出的实施例进行描述,其不被那些实施例限制而仅被附加的权利要求限制。应该认识到本领域的技术人员在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以对实施例作出更改和修正。
工业适用性
如在上面所提出的,根据本发明,在用于创建滤波器图形的过程中包括用于调整微带滤波器谐振器的谐振器长度的步骤。因此,可在滤波器制造过程中调整谐振器长度,并且不需要现有技术中复杂的步骤:在制造过程之后,检查过程之中,封装滤波器来测量滤波器的频率特性,返回到滤波器制造过程,调整谐振器长度。因此,可以以较低成本制造微带滤波器。
另外,为了将滤波器图形形成区域的导体图形形成为具有已调整的谐振器长度的滤波器图形,在调整谐振器长度之前通过用于缩短谐振器长度的掩模图形曝光在滤波器图形中形成的保护层。因此,可以省略额外的保护层涂敷过程的需要。如果依照滤波器保护层图形执行掩模图形的定位,可以消除额外的配准标记,等。
另外,在形成滤波器图形之后,通过用于缩短谐振器长度的图形曝光滤波器图形,并且,因此,可以通过在滤波器制造过程中仅执行两次曝光来获得已调整的滤波器图形。换句话说,可以减少在制造过程中包括的步骤的数量。
另外,通过形成配准标记,可以使用配准标记合适地设置用于缩短谐振器长度的掩模图形,该配准标记使得可以为了产生具有已调整的谐振器长度的图形曝光。
附带提及,绝缘衬底的电容的变动主要由衬底厚度的变动引起,更为详细的说,由衬底的平面内厚度和衬底材料的绝缘常数的变动引起。由这些因素的影响引起的中心频率的偏移可以通过直接测量绝缘衬底的电容综合估计。特别的,在制造微带滤波器的情况中,在产生滤波器图形之前,绝缘衬底在它的两个表面具有导体层。因此,通过测量导体之间的电容,可以预测中心频率的偏移。这样,也就可以估计谐振器长度削减长度。
还可以基于已经预先测量的绝缘衬底的厚度计算出用于微带谐振器的谐振器长度削减长度。通过预先做出的对衬底厚度的测量,可以估计由衬底厚度变动引起的中心频率的偏移,反过来,也可以估计谐振器长度削减长度。因此,可在产生滤波器图形之前确定谐振器长度削减长度,而不需要在一旦形成滤波器之后测量频率特性来作出判断。
另外,通过设计滤波器图形使得微带谐振器的中心频率基于在绝缘衬底的所需厚度和实际厚度之间的估计误差的范围变为所需中心频率或更低,可以消除增加谐振器长度的需要,并且可以仅通过缩短谐振器长度进行调整。因此,可以仅通过蚀刻的方式执行调整,从而增大制造产量。
在衬底电容的测量中,仅仅在其中产生滤波器图形的部分内的导体层和预先的地表面之间测量衬底的电容。基于测量的结果确定谐振器长度削减长度。因此,可以消除电容和中心频率之间的关系的不确定性,这种不确定性特别在当在衬底区域(尺寸)中,衬底边缘厚度和类似的之中存在大的误差或变动时产生。另外,可以减小在衬底中的绝缘常数变动,等的影响。
在其中连续制造多个实现相同特性的滤波器的情况中,一个以及同一掩模用作用于所有滤波器的掩模图形。另外,使用一个以及同一掩模图形用于使用接触式对准器或阶梯器的对齐机制缩短谐振器长度。就是说,关于每一衬底可以使用一个以及同一滤波器图形。另外,通过设置滤波器图形用于缩短谐振器长度使得其使用接触式对准器或阶梯器的对齐机制偏移所述长度,可以以对应于具有一个以及同一掩模图形的各自的绝缘衬底的厚度的长度来缩短谐振器长度。因此,可以仅以两个掩模进行滤波器的制图,并且由此以较低成本制造滤波器。
更进一步,通过使用超导体作为用于带通微带滤波器的导体材料,可以建立十级或更多级的窄带通滤波器。如果使用高温超导体作为用于微带滤波器的导体材料,可能使用小型(轻量)和低价冷却器。
Claims (12)
1.一种用于制造微带滤波器的方法,该滤波器通过在对应于耦合系数的多个间隔处放置多个微带谐振器构成,其中每一谐振器在通带的中心频率处谐振,该方法的特点在于:在滤波器图形处理步骤中包含谐振器长度调整步骤,其中,该滤波器图形处理步骤用于将绝缘衬底上的导体层处理成微带滤波器的滤波器图形,该谐振器长度调整步骤用于调整微带谐振器的谐振器长度,而无需测量和检查微带滤波器的频率特性。
2.一种如权利要求1所述的制造微带滤波器的方法,其中滤波器图形处理步骤包括:
在绝缘衬底上的导体中定义滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;
在导体中调整谐振器长度之前定义滤波器图形的步骤;
以及谐振器长度调整步骤,其使用用于缩短谐振器长度的掩模图形,将谐振器长度调整之前的滤波器图形形成为具有已调整的谐振器长度的滤波器图形。
3.一种如权利要求1所述的制造微带滤波器的方法,其中滤波器图形处理步骤包括:
在绝缘衬底上的导体中定义滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;
将涂敷在导体上的保护层形成为第一保护图形的步骤,该第一保护图形具有与谐振器长度调整之前的滤波器图形相同的图形;
谐振器长度调整步骤,其使用用于缩短谐振器长度的掩模图形,将第一保护图形形成为第二保护图形,该第二保护图形与具有已调整的谐振器长度的滤波器图形具有相同的图形;以及
使用第二保护图形作为掩模蚀刻导体图形的步骤。
4.一种如权利要求1所述的制造微带滤波器的方法,其中滤波器图形处理步骤包括:
在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由导体构成的第一配准标记并且蚀刻在绝缘衬底上的导体来产生滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;
在绝缘衬底上应用保护层的步骤;
在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由保护层构成的第二配准标记并且曝光并显影保护层以产生第一保护图形的步骤,该第一保护图形具有与谐振器长度调整之前的滤波器图形相同的图形;
使用第一保护图形作为掩模将导体图形形成为谐振器长度调整之前的滤波器图形的步骤;以及
谐振器长度调整步骤,其使用用于缩短谐振器长度的掩模图形和第一及第二配准标记中的至少一个,将谐振器长度调整之前的滤波器图形形成为具有已调整的谐振器长度的滤波器图形。
5.一种如权利要求1所述的制造微带滤波器的方法,其中滤波器图形处理步骤包括:
在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由导体构成的第一配准标记并且蚀刻在绝缘衬底上的导体来产生滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;
在绝缘衬底上应用保护层的步骤;
在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由保护层构成的第二配准标记并且曝光并显影保护层以产生第一保护图形的步骤,该第一保护图形具有与谐振器长度调整之前的滤波器图形相同的图形;
谐振器长度调整步骤,其使用用于缩短谐振器长度的掩模图形和第一及第二配准标记中的至少一个,在将第一保护图形形成为具有已调整的谐振器长度的滤波器图形的第二保护图形;
以及使用第二保护图形作为掩模蚀刻导体图形的步骤。
6.一种如权利要求1所述的制造微带滤波器的方法,其中滤波器图形处理步骤包括:
在绝缘衬底上的预先确定的位置处形成一个或多个由导体构成的配准标记并且蚀刻在绝缘衬底上的导体来产生滤波器图形形成区域的导体图形的步骤;
在绝缘衬底上应用保护层的步骤;
使用谐振器长度调整之前的滤波器图形的掩模图形曝光在滤波器图形形成区域中的保护层的步骤;
谐振器长度调整步骤,其使用用于缩短谐振器长度的掩模图形和配准标记,曝光和显影在滤波器图形形成区域中的保护层;以及
使用已显影的保护层作为掩模蚀刻导体图形以在绝缘衬底上产生具有已调整的谐振器长度的滤波器图形的步骤。
7.一种如权利要求2到6中的任一个所述的制造微带滤波器的方法,其中,在谐振器长度调整步骤中,设置掩模图形使得其关于导体图形偏移微带谐振器长度要被缩短的长度,该长度是基于预先得到的电容计算出的。
8.一种如权利要求2到6中的任一个所述的制造微带滤波器的方法,其中,在谐振器长度调整步骤中,设置掩模图形使得其关于导体图形偏移微带谐振器长度要被缩短的长度,该长度是基于预先测量的绝缘衬底的厚度计算出的。
9.一种如权利要求7所述的制造微带滤波器的方法,其中绝缘衬底的电容在地导体和导体图形之间测量,其中地导体形成在衬底的一个表面且导体图形在衬底的另一表面上的滤波器图形形成区域中产生。
10.一种如权利要求2到6中的任一个所述的制造微带滤波器的方法,其中,在调整谐振器长度之前设计滤波器图形使得微带谐振器的中心频率基于在绝缘衬底所需厚度和实际厚度之间的估计误差的范围变为所需中心频率或更小。
11.一种如权利要求1所述的制造微带滤波器的方法,其中超导体用作微带谐振器的导体材料。
12.一种如权利要求1所述的制造微带滤波器的方法,其中高温超导体用作微带谐振器的导体材料。
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