JP7382417B2 - 高電力両面薄膜フィルタ - Google Patents
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Description
本出願は、2019年3月12日出願の米国仮特許出願第62/817,140号および2019年3月18日出願の米国仮特許出願第62/819,821号の優先権を主張し、参照によりこれらの全体が本明細書に組み込まれる。
優れた電力処理能力を有する高電力薄膜フィルタを開示する。この薄膜フィルタは、例えばグリッドアレイ型実装(例えば、ランドグリッドアレイ(LGA)型実装、ボールグリッドアレイ(BGA)型実装など)を使用したコンパクトな表面実装デバイスとして構成されてもよい。この組み合わせは、実装を容易にするために、および/または、プリント回路基板上の利用可能な実装空間が限られている用途のために望ましい場合がある。
I.例示の実施形態
図1Aに、本開示の態様によるフィルタ10の回路図を示す。フィルタ10は、接地14と出力16との間に接続されたキャパシタ12を含んでもよい。入力20と出力16との間にインダクタ18が接続されてもよい。
基板202に1つまたは複数のビアを形成してもよい。実施形態によっては、ビアは基板202の内面の上に形成された導電層を含んでもよく、例えば図1Cのビア150を参照しながら上述したようなポリマー組成物を充填してもよい。第1のビア236が、薄膜インダクタ226の第1の端部を入力接触パッド230に電気的に接続してもよい。第2のビア238が、薄膜インダクタ226を薄膜キャパシタ216の第1の電極に電気的に接続してもよい。第3のビア240が、第2のインダクタ227を薄膜キャパシタ216の第1の電極220に接続してもよい。第4のビア242を、第2のインダクタ227と出力接触パッド232との間に接続してもよい。
方法400は、(406)で、例えば図1Aから図2Cのフィルタ100、200を参照しながら上述したように、薄膜キャパシタから少なくとも基板の厚さだけ離隔した薄膜インダクタを付着させることを含んでもよい。
II.シミュレーションデータ
図5に、本開示の態様によるフィルタの挿入損失(S2,1)とリターン損失(S1,1)のシミュレーションデータを示す。このシミュレーションデータは、約400MHzのローパス周波数より上で低い挿入損失(S2,1)を示している。実施形態によっては、ローパス周波数は、約100MHzから約5GHzまでの範囲であってもよい。より詳細には、挿入損失(S2,1)は、約565MHzから約3GHzの周波数で約-20dB未満の場合がある。挿入損失(S2,1)は、約565MHzから約2.4GHzの周波数で約-35dB未満の場合がある。
III.試験
A.応答特性
挿入損失、リターン損失およびその他の応答特性の試験を、信号源信号発生器(例えば1306ケースレー2400シリーズ電源測定ユニット(SMU)、例えばケースレー2410-C SMU)を使用して行ってもよい。例えば、信号源信号発生器を使用して、フィルタの入力ポートに入力信号を印加し、フィルタの出力ポートで出力信号を測定してもよい。
図7に、本開示の態様によるフィルタの電源容量データを示す。フィルタは、2816のEIAケースサイズを有していた。信号源信号発生器(例えば1306ケースレー2400シリーズ電源測定ユニット(SMU)、例えばケースレー2410-C SMU)を使用して、0VのDCバイアス電圧を有する500MHzの正弦波周波数を有する試験信号をフィルタに印加した。約23℃の環境で、フィルタアセンブリが、各定常電力レベルで定常温度に達するまで試験信号の電力レベルを徐々に増大させた。40Wの定常電力レベルに達するまでこのプロセスを繰り返した。赤外線温度計を使用して各定常温度を測定した。
Claims (21)
- 高電力薄膜フィルタであって、
第1の表面と、前記第1の表面とはZ方向で反対側の第2の表面とを有する基板と、
前記基板の前記第1の表面の上に配置された誘電体層であって、前記誘電体層は第1の表面と第2の表面とを含み、前記誘電体層の前記第2の表面は前記基板の前記第1の表面に対向する、誘電体層と、
前記基板の前記第1の表面の上に形成された第1の電極と、前記誘電体層の前記第1の表面の上に形成された第2の電極とを含む薄膜キャパシタと、
前記薄膜キャパシタから少なくとも前記基板によって前記Z方向に離隔した薄膜インダクタと、
前記基板に形成され、前記薄膜キャパシタと前記薄膜インダクタとを電気的に接続するビアであって、ポリマー組成物を含むビアと、を含み、
前記ビアは、前記基板の前記第2の表面で前記薄膜インダクタと電気的に接続されており、前記ビアは、前記誘電体層の前記第1の表面の上に形成された導電層と接続するよう前記誘電体層を貫通して延びており、前記導電層は、前記ビアと、前記ビアから離隔し前記誘電体層の前記第1の表面の上にある出力接触パッドとを接続し、それによって前記ビアは、前記薄膜インダクタを出力接触パッドに電気的に接続する、高電力薄膜フィルタ。 - 前記ビアは、前記基板の内面の上に形成された導電層を含み、前記導電層は前記基板の前記第1の表面から前記第2の表面まで前記基板を貫通して延びている、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記ビアは、前記Z方向に対して垂直なX-Y面におけるビア幅を有し、前記基板は前記Z方向の基板厚さを有し、前記ビア幅に対する前記基板厚さの比は約7未満である、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記基板の前記Z方向の基板厚さは、約300マイクロメートルより厚い、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記ビアの幅は約100マイクロメートルより大きい、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記ポリマー組成物はエポキシを含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記ポリマー組成物はアルミナ粒子を含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記ポリマー組成物は、導電性粒子を含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記基板はサファイヤを含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記薄膜インダクタは、前記Z方向に対して垂直なX-Y面における幅を有する導電層を含み、前記導電層の幅は約40マイクロメートルより大きい、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記薄膜インダクタは、約10マイクロメートルより厚い前記Z方向の厚さを有する導電層を含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記薄膜インダクタは、約200マイクロメートルより大きい単一ループ直径を有するコイルを形成する導電層を含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記フィルタを実装面に実装するための、前記フィルタの底面に沿って露出した複数の接触パッドをさらに含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記フィルタは、約15Wより大きい電力容量を有する、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記フィルタは、約0.6W/mm2より大きい面積電力容量を有する、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記フィルタは長さと幅とを有し、前記長さは前記幅より長く、前記長さは約14mm未満である、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記薄膜インダクタは、前記基板の前記第2の表面の上に形成されている、請求項1に記載のフィルタ。
- 高電力薄膜フィルタであって、
第1の表面と、前記第1の表面とはZ方向で反対側の第2の表面とを有する基板と、
前記第1の表面の上に形成された薄膜キャパシタと、
前記薄膜キャパシタから少なくとも前記基板によって離隔した薄膜インダクタと、
前記基板の前記第1の表面の上に配置された誘電体層であって、前記誘電体層は第1の表面と第2の表面とを有し、前記誘電体層の前記第2の表面は前記基板の前記第1の表面に対向する、誘電体層と、
前記基板に形成され、前記薄膜キャパシタと前記薄膜インダクタとを電気的に接続するビアと
を含み、
前記薄膜キャパシタは、前記基板の前記第1の表面の上に形成される第1の電極と、前記誘電体層の前記第1の表面の上に形成される第2の電極とで形成され、
前記高電力薄膜フィルタは約0.5W/mm2より大きい面積電力容量を有し、
前記ビアは、前記基板の前記第2の表面で前記薄膜インダクタと電気的に接続されており、前記ビアは、前記誘電体層の前記第1の表面の上に形成された導電層と接続するよう前記誘電体層を貫通して延びており、前記導電層は、前記ビアと、前記ビアから離隔し前記誘電体層の前記第1の表面の上にある出力接触パッドとを接続し、それによって前記ビアは、前記薄膜インダクタを出力接触パッドに電気的に接続する、
高電力薄膜フィルタ。 - 前記フィルタは、約15Wより大きい電力容量を有する、請求項18に記載のフィルタ。
- 前記フィルタは、約0.5W/mm2より大きい面積電力容量を有する、請求項18に記載のフィルタ。
- 高電力薄膜フィルタを形成する方法であって、
第1の表面と、前記第1の表面とはZ方向で反対側の第2の表面とを有する基板を設けるステップと、
前記基板の前記第1の表面の上に薄膜キャパシタの第1の電極を付着させるステップと、
前記基板の前記第1の表面の上に誘電体層を配置するステップであって、前記誘電体層は第1の表面と第2の表面とを有し、前記誘電体層の前記第2の表面は前記基板の前記第1の表面に対向する、配置するステップと、
前記誘電体層の前記第1の表面の上に前記薄膜キャパシタの第2の電極を付着させるステップと、
前記薄膜キャパシタから少なくとも前記基板によって離隔した薄膜インダクタを付着させるステップと、
前記薄膜キャパシタと前記薄膜インダクタとを電気的に接続するビアであって、ポリマー組成物を含むビアを前記基板に形成するステップとを含み、
前記ビアは、前記基板の前記第2の表面で前記薄膜インダクタと電気的に接続されており、前記ビアは、前記誘電体層の前記第1の表面の上に形成された導電層と接続するよう前記誘電体層を貫通して延びており、前記導電層は、前記ビアと、前記ビアから離隔し前記誘電体層の前記第1の表面の上にある出力接触パッドとを接続し、それによって前記ビアは、前記薄膜インダクタを出力接触パッドに電気的に接続する、方法。
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