Brevet FR2797373A1 — publié le 20010209

La présente invention se rapporte au domaine des filtres miniatures à éléments capacitifs et inductifs localisés réalisés par sérigraphie ou par couche e épaisse sur un support. Le filtre selon l'invention rentre, par exemple, dans la réalisation de chaînes d'émission et de réception de moyens de radiocommunication et particulièrement pobr des gammes de fréquences allant du megahertz au gigahertz. Il peut être utilisé, notamment, pour des applications en téléphonie mobile. lo L'art antérieur connaît déjà des filtres miniatures. Dans cette gamme de fréquence, I'art antérieur connaît notamment les filtres à éléments localisés câblés réalisés à l'aide de composants individuels reportés sur un support d'interconnexion du type circuit imprimé, mais cette technologie présente l'inconvénient majeur d'obliger à individualiser chaque opération de report des 1 composants sur le support et elle est, par voie de conséquence, coûteuse à mettre en oeuvre. L'art antérieur connaît également les filtres à onde acoustique du type filtres à onde de volume ou à onde de surface. Les filtres à onde de volume sont réalisés individuellement; Ils sont très sélectifs en fréquence et possèdent des bandes passantes très étroites; Ils présentent de très bonnes performances de surtension, mais sont réservés à des applications très particulières car ils sont très onéreux à réaliser. Les filtres à onde de surface sont également tres sélectifs en fréquence; ils présentent de très bonnes performances pour une fréquence donnée, mais possèdent des bandes passantes très étroites ou présentent de fortes pertes d'insertion pour de larges bandes passantes et sont très limités en puissance (en pratique, à quelques dizaines de miliwatts), Ils présentent en outre de très bonnes performances de surtension et peuvent être réalisés collectivement, mais ils sont très coûteux car les frais d'étude et de développement sont très importants pour o chaque composant et dans la pratique, cette solution ne peut être choisie que pour des marchés d'au moins 100 000 pièces. L'art antérieur connaît enfin les filtres céramiques miniatures, filtres à lignes imprimées ou résonateurs coaxiaux, mais ils ne sont utilisables qu'à partir de 800 MHz. La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un filtre miniature à éléments capacitifs et inductifs localisés réalisés par sérigraphie ou par couche épaisse sur un support comportant au moins partiellement un matériau ferrite à faibles pertes magnétiques du type de celui divulgué par la demande de brevet français N 2 747 228. La présente invention propose également que ledit filtre comporte au moins un produit de dépôt ou d'enrobage contenant un matériau ferrite à faibles pertes i magnétiques, et ce, même si ledit support ne comporte pas de matériau ferrite à faibles pertes magnétiques. oW Tout ceci dans le but de permettre de réaliser une ou plusieurs inductances entrant dans la réalisation du filtrage et de permettre de réaliser tous les éléments de la fonction filtrage d'une manière collective, et non individualisée, sur une surface inférieure au centimètre carré. La présente invention présente également l'avantage de permettre de réduire les frais d'étude et de développement de chaque composant jusqu'à dix fois par rapport aux filtres à onde de surface, par exemple. La présente invention permet de réaliser des filtres miniatures de quelques pour-cent de bande relative jusqu'à 100 % et permet ainsi de réaliser des filtres passe-bas. n oPour une même bande passante de réjection, la présente invention permet d'obtenir des filtres présentant des pertes 2 à 3 fois meilleures que celles d'un filtre à éléments capacitifs et inductifs localisés classique Les performances sont également obtenues grâce à un dépôt particulier de pistes conductrices simples ou multi-niveaux. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description faite ci-après d'un mode de mise en oeuvre donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles: - La figure 1 illustre une vue de dessous du filtre selon l'invention _0 - La figure 2 illustre une vue selon la coupe MAA de la figure 1; et - La figure 3 illustre un exemple de schéma électrique équivalent du filtre selon l'invention. Dans toute la description qui suit le matériau ferrite à faibles pertes magnétiques est du type de celui divulgué par la demande de brevet français N0 2 747 228, mais non limitativement. Le filtre (0) selon l'invention, illustré figure 1, est un filtre miniature à éléments capacitifs et inductifs localisés réalisés par sérigraphie ou par couche épaisse sur un support (1). Il est caractérisé en ce que ledit support (1) comporte au moins partiellement un matériau ferrite à faibles pertes magnétiques et / ou en ce que ledit filtre (0) comporte au moins un produit de dépôt ou d'enrobage contenant du matériau ferrite à faibles pertes magnétiques, afin de réaliser une ou plusieurs inductances entrant dans la réalisation du filtrage. i Le filtre (0) selon l'invention comporte en outre un couvercle (2) comportant de préférence au moins partiellement un matériau ferrite à faibles pertes Xo magnétiques Le support (1) et le couvercle (2) peuvent être réalisés, par exemple, en un composite constitué de matériau ferrite à faibles pertes magnétiques et de céramique In Le filtre (0) comporte, sur ledit support (1). un ou plusieurs ensembles multicouches M, comme illustré figure 2, constitués chacun de deux couches conductrices (3, 5) entre lesquelles est intercalée une couche de séparation (4) qui comporte au moins partiellement un matériau ferrite à faibles pertes magnétiques, afin de réaliser au moins une inductance supplémentaire. Ladite couche de o séparation (4) peut également être réalisée à l'aide d'un matériau diélectrique classique. L'ensemble multicouche M peut être reproduit plusieurs fois en superposition identique ou quasi identique. De préférence, si ledit support (1) ne comporte pas de ferrite à faibles pertes û magnétiques, le ou lesdits ensembles multicouches M sont intercalés entre deux couches isolantes (6, 7) en matériau ferrite à faibles pertes magnétiques. En outre, ledit Filtre (0) comporte sur ledit support (1) de préférence au moins un ensemble E de deux applications (8, 9) d'encre conductrice, séparées par un intervalle, réalisant ainsi une capacité interdigitee L'ensemble multicouche E peut être reproduit plusieurs fois en superposition identique ou quasi identique. De préférence, ledit Filtre (0) comporte sur ledit support (1) un ou plusieurs ensembles multicouches M' constitués chacun de deux couches conductrices (9, 11) entre lesquelles est intercalée une couche isolante (10), ladite couche isolante (10) comportant au moins partiellement un matériau ferrite à faibles pertes magnétiques. Ladite couche isolante (10) peut également être réalisée à l'aide d'un matériau diélectrique classique. L'ensemble multicouche M' peut être reproduit plusieurs fois en superposition identique ou quasi identique. Afin de favoriser la cohésion entre les différentes couches et entre le subport (1) et le couvercle (2), le filtre (0) selon l'invention comporte en outre une couche de scellement (12). 0 Le composant (0) présente, sous le support (1), une couche de masse (13) réalisant un support d'accueil pour le report du composant sur un circuit imprimé grâce à la technologie CMS. Il est important de noter que l'ensemble multicouche M peut également être réalise en face inférieure du support (1), intercalé entre le support (1) et la couche 1 5 de masse (13). Le composant (0) comporte sur ses parois latérales au moins un demi-trou métallisé (14) afin de réaliser les interconnexions entre les couches métalliques conductrices et / ou les rappels de masse. La couche de masse (13) comporte au moins deux demi-trous métallisés de connexion (15) destinés à brancher sur le circuit imprimé les entrée et sortie du composant. La figure 3 illustre un exemple de schéma électrique équivalent du filtre selon l'invention permettant la réalisation d'un filtre passe-bande à deux pôles. 2_5 Sur ce schéma, les inductances L1 et L2 sont réalisées grâces à des ensembles multicouches M munis éventuellement de couches isolantes (6, 7); la capacité C12 est une capacité interdigité réalisée grâce à un ensemble E; et les capacités C1, C2, C01 et C23 sont réalisées grâces à des ensembles multicouches M. REVENDICATIONS s 1- Filtre (0) miniature à éléments capacitifs et inductifs localisés réalisés par sérigraphie ou par couche épaisse sur un support (1), caractérisé en ce que ledit support (1) comporte au moins partiellement un matériau ferrite à faibles pertes magnétiques et / ou en ce que ledit filtre (0) comporte au moins un produit de dépôt ou d'enrobage contenant un matériau ferrite à faibles pertes magnétiques. t0 2- Filtre (0) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte sur ledit support (1), un ou plusieurs ensembles multicouches M constitués chacun de deux couches conductrices (3, 5) entre lesquelles est intercalée une couche de séparation (4), ladite couche de séparation (4) comportant au moins partiellement un matériau ferrite à faibles pertes magnétiques. X. 3- Filtre (0) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ou lesdits ensembles multicouches M sont intercalés entre deux couches isolantes (6, 7) en matériau ferrite à faibles pertes magnétiques 4- Filtre (0) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte sur ledit support (1) au moins un ensemble E de deux applications (8, 9) d'encre conductrice, séparées par un intervalle, réalisant une capacité interdigitée. - Filtre (0) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte sur ledit support (1), un ou plusieurs ensembles multicouches M' constitués chacun de deux couches conductrices (9, 11) entre lesquelles est intercalée une couche isolante (10), ladite couche isolante (10) comportant au moins partiellement un matériau ferrite à faibles pertes magnétiques. 6- Filtre (0) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un couvercle (2) ainsi qu'une couche de scellement (12), ledit couvercle (2) comportant au moins partiellement un matériau ferrite à faibles O pertes magnétiques. 7- Filtre (0) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte sur ses parois latérales au moins un demi-trou métallisé (14).