(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面および下面を有する第１の有機コア層（２５２）と、
上面および下面を有する第２の有機コア層（２５４）であり、前記第１の有機コア層（２５２）および前記第２の有機コア層（２５４）は前記第１の有機コア層（２５２）の下面が前記第２の有機コア層（２５４）の上面と向き合うように、相互に反対側に位置決めされた、第２の有機コア層（２５４）と、
一方の面に第１の金属層（２３８）が設けられ、他方の面に第２の金属層（２４０）が設けられた互いに対向する面を有し、かつ前記第１の有機コア層（２５２）と前記第２の有機コア層（２５４）との間に配置された有機誘電体層（２３６）と、
互いに結合される少なくとも２つの共振器（２６０、２６２）を形成するようにパターン化された前記第１の金属層（２３８）と前記第２の金属層（２４０）とを前記有機誘電体層を挟んで電気的に接続するための前記第１の金属層（２３８）を起点とし、かつ第２の金属層（２４０）を終点とする少なくとも１つのビアと、
前記有機誘電体層（２３６）の反対側の前記第１の有機コア層（２５２）の上面にある第１の遮蔽電極（２４８）と、
前記有機誘電体層（２３６）の反対側の前記第２の有機コア層（２５４）の下面にある第２の遮蔽電極（２５０）と、
前記第１の遮蔽電極（２４８）および第２の遮蔽電極（２５０）と電気的に接触する側面遮蔽電極（２３４）とを備え、
前記側面遮蔽電極が前記共振器（２６０、２６２）の少なくとも一部分と共面になっている前記有機誘電体層（２３６）上に埋め込み遮断電極（２３０）を含み、
少なくとも１つの共振器（２６０または２６２）がコンデンサ（２１６または２１８）及びインダクタ（２１２または２１４）を含み、前記コンデンサ（２１６または２１８）は前記有機誘電体層（２３６）の第１の表面上に第１の板（２１６ａまたは２１８ａ）および前記有機誘電体層（２３６）の反対側に対応する接地板（２１７）を含み、前記埋込み遮蔽電極（２３０）は前記第１の板（２１６ａまたは２１８ａ）の近傍の前記第１の表面に配設され、前記接地板（２１７）に電気的に接続される、有機バンドパスフィルタ（２００）。
【請求項２】
前記埋込み遮蔽電極（２３０）は、前記有機誘電体層（２３６）におけるビア（２４４）によって前記接地板（２１７）に電気的に接続される、請求項１記載のバンドパスフィルタ。
【請求項３】
前記共振器が磁気的、電気的、またはその組合せにより結合される、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項４】
前記インダクタ（２１２または２１４）は伝送ラインインダクタである、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項５】
前記インダクタ（２１２または２１４）及びコンデンサ（２１６または２１８）は伝送ラインによって形成される、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項６】
前記伝送ラインによって形成されるインダクタ（２１２または２１４）及びコンデンサ（２１６または２１８）が前記共振器を形成する、請求項５に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項７】
前記共振器の各々が平行板コンデンサ（２１６，２１８）に接続されたインダクタ（２１２，２１４）を備え、前記コンデンサは第１のプレート（２１６ａ，２１８ａ）と、この第１のプレート（２１６ａ，２１８ａ）と前記有機誘電体層（２３６）を挟んで平行に対応する接地プレート（２１７）とを備える、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項８】
前記フィルタ（２００）の対向する両側面上に形成された外部入力端子電極（２６４または２６６）および外部出力端子電極（２６４または２６６）をさらに備え、前記側面遮蔽電極（２３４）が前記フィルタの他方の対向する両側面に配設される、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項９】
前記有機誘電体層（２３６）が前記外部入力端子電極（２６４または２６６）に接続された回路マッチング素子（２２６または２２８）および前記外部出力端子電極（２６４または２６６）に接続された第２の回路マッチング素子（２２６または２２８）を含み、前記第１および第２の回路マッチング素子（２２６または２２８）はコンデンサ、インダクタ、伝送ライン、およびその組合せから成る群から選択される、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項１０】
前記第１の有機コア層（２５２）および第２の有機コア層（２５４）がボンドプライ層を含む、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項１１】
前記有機誘電体層（２３６）が有機材料の多数の層を含み、受動素子の少なくとも一部分は前記有機材料の多数の層の各層の上に形成される、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項１２】
前記第１の遮蔽電極（２４８）上に形成された第１の保護層（２７０）および前記第２の遮蔽電極（２５０）上に形成された第２の保護層（２７２）をさらに含む、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項１３】
前記側面遮蔽電極（２３４）が前記フィルタの対向する両側面に形成された第３の遮蔽電極および第４の遮蔽電極を含む、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項１４】
インダクタ及びコンデンサで形成される追加の共振器をさらに含む、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項１５】
インダクタ及びコンデンサで形成される複数の極をさらに含む、請求項１に記載のバンドパスフィルタ（２００）。
【請求項１６】
上面および下面を有する保護層（３７０）と、
上面および下面を有する有機コア層（３５４）であり、前記有機コア層（３５４）および前記保護層（３７０）は前記保護層（３７０）の下面が前記有機コア層の上面と向き合うように相互に反対側に位置決めされた、有機コア層（３５４）と、
一方の面に第１の金属層（３３８）が設けられ、他方の面に第２の金属層（３４０）が設けられた互いに対向する面を有し、かつ前記有機コア層（３５４）と前記保護層（３７０）との間に配置された有機誘電体層（３３６）と、
互いに結合される少なくとも２つの共振器を形成するようにパターン化された前記第１の金属層（３３８）と前記第２の金属層（３４０）とを前記有機誘電体層を挟んで電気的に接続するための前記第１の金属層（３４０）を起点とし、かつ第２の金属層（３４０）を終点とする少なくとも１つのビアと、
前記有機誘電体層（３３６）の反対側の前記有機コア層（３５４）の下面にある第１の遮蔽電極（３５０）と、
前記第１の遮蔽電極（３５０）と電気的に接触する側面遮蔽電極（３３４）と、
前記保護層（３７０）上の複数のはんだボール（３８０）と、
少なくとも１つのはんだボール（３８０）を前記第１の遮蔽電極（３５０）に電気的に接続する複数の貫通孔とを備え、
前記側面遮蔽電極が前記共振器の少なくとも一部分と共面になっている前記有機誘電体層（３３６）上に埋め込み遮断電極（２３０）を含み、
少なくとも１つの共振器がコンデンサを含み、前記コンデンサは前記有機誘電体層の第１の表面上に第１の板および前記有機誘電体層の反対側に対応する接地板を含み、前記埋込み遮蔽電極は前記第１の板の近傍の前記有機誘電体層の前記第１の表面に配設され、かつ前記接地板に電気的に接続される、有機バンドパスフィルタ（３００）。
【請求項１７】
前記埋込み遮蔽電極は前記有機誘電体層におけるビアによって前記接地板に電気的に接続される、請求項１６に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項１８】
前記共振器が磁気的、電気的、またはその組合せにより結合される、請求項１６に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項１９】
前記インダクタは伝送ラインインダクタである、請求項１６に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項２０】
前記インダクタ及びコンデンサは伝送ラインによって形成される、請求項１６に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項２１】
前記伝送ラインによって形成されるインダクタ及びコンデンサが前記共振器を形成する、請求項２０に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項２２】
前記共振器の各々が平行板コンデンサに接続されたインダクタを備え、前記コンデンサは第１のプレートと、この第１のプレートと前記有機誘電体層を挟んで平行に対応する接地プレートとを備える、請求項１６に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項２３】
前記保護層（３７０）上に形成された外部入力端子電極および外部出力端子電極をさらに備え、前記端子電極が別個のはんだボール（３８２）に接続される、請求項１６に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項２４】
前記有機誘電体層（３３６）が前記外部入力端子電極に接続された第１の回路マッチング素子および前記外部出力端子に接続された第２の回路マッチング素子を含み、前記第１および第２の回路マッチング素子はコンデンサ、インダクタ、伝送ライン、およびその組合せから成る群から選択される、請求項２３に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項２５】
前記有機コア層（３５４）がボンドプライ層を含む請求項１６に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項２６】
前記有機誘電体層（３３６）が有機材料の多数の層を含み、受動素子の少なくとも一部分は前記有機材料の多数の層の各層の上に形成される、請求項１６に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項２７】
前記保護層が有機材料を含む、請求項１６に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項２８】
前記側面遮蔽電極（３３４）が前記フィルタの対向する両側面上に形成された第２の遮蔽電極および第３の遮蔽電極を含む、請求項１６に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項２９】
インダクタ及びコンデンサで形成される追加の共振器をさらに含む、請求項１６に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項３０】
インダクタ及びコンデンサで形成される複数の極をさらに含む、請求項１６に記載のバンドパスフィルタ（３００）。
【請求項３１】
上面および下面を有する第１の有機コア層（２５２）と、
上面および下面を有する第２の有機コア層（２５４）であり、前記第１の有機コア層（２５２）および前記第２の有機コア層（２５４）は前記第１の有機コア層（２５２）の下面が前記第２の有機コア層（２５４）の上面と向き合うように、相互に反対側に位置決めされた第２の有機コア層（２５２）と、
一方の面に第１の金属層（２３８）が設けられ、他方の面に第２の金属層（２４０）が設けられた互いに対向する面を有し、かつ前記第１の有機コア層（２５２）と前記第２の有機コア層（２５４）との間に配置された有機誘電体層（２３６）と、
少なくとも１つの受動素子（２１２、２１４、２１６、２１８、２６０または２６２）を形成するようにパターン化された前記第１の金属層（２３８）と前記第２の金属層（２４０）とを前記有機誘電体層を挟んで電気的に接続するための前記第１の金属層（２３８）を起点とし、かつ第２の金属層（２４０）を終点とする少なくとも１つのビアと、
前記有機誘電体層（２３６）の反対側の前記第１の有機コア層（２５２）の上面にある第１の遮蔽電極（２４８）と、
前記有機誘電体層（２３６）の反対側の前記第２の有機コア層（２５４）の下面にある第２の遮蔽電極（２５０）と、
前記第１の遮蔽電極（２４８）および第２の遮蔽電極（２５０）と電気的に接触する側面遮蔽電極（２３４）とを備え、
前記側面遮蔽電極が前記受動素子のうちの共振器（２６０、２６２）の少なくとも一部分と共面になっている前記有機誘電体層（２３６）上に埋め込み遮断電極（２３０）を含み、
少なくとも１つの共振器（２６０または２６２）が前記受動素子のうちのコンデンサ（２１６または２１８）及びインダクタ（２１２または２１４）を含み、前記コンデンサ（２１６または２１８）は前記有機誘電体層（２３６）の第１の表面上に第１の板（２１６ａまたは２１８ａ）および前記有機誘電体層（２３６）の反対側に対応する接地板（２１７）を含み、前記埋込み遮蔽電極（２３０）は前記第１の板（２１６ａまたは２１８ａ）の近傍の前記第１の表面に配設され、前記接地板（２１７）に電気的に接続される、スタンドアロン型有機受動素子（２００）。
【請求項３２】
上面および下面を有する保護層（３７０）と、
上面および下面を有する有機コア層（３５４）であり、前記有機コア層（３５４）および前記保護層（３７０）は前記保護層（３７０）の下面が前記有機コア層（３５４）の上面と向き合うように相互に反対側に位置決めされた、有機コア層（３５４）と、
一方の面に第１の金属層（３３８）が設けられ、他方の面に第２の金属層（３４０）が設けられた互いに対向する面を有し、かつ前記有機コア層（３５４）と前記保護層（３７０）との間に配置された有機誘電体層（３３６）と、
互いに結合される少なくとも１つの受動素子を形成するようにパターン化された前記第１の金属層（３３８）と前記第２の金属層（３４０）とを前記有機誘電体層を挟んで電気的に接続するための前記第１の金属層（３４０）を起点とし、かつ第２の金属層（２４０）を終点とする少なくとも１つのビアと、
前記有機誘電体層（３３６）の反対側の前記有機コア層（３５４）の下面にある第１の遮蔽電極（３５０）と、
前記第１の遮蔽電極（３５０）と電気的に接触する側面遮蔽電極（３３４）と、
前記保護層（３７０）上の複数のはんだボール（３８０）と、
少なくとも１つのはんだボール（３８０）を前記第１の遮蔽電極（３５０）に電気的に接続する複数の貫通孔とを備え、
前記側面遮蔽電極が前記受動素子としての共振器の少なくとも一部分と共面になっている前記有機誘電体層（３３６）上に埋め込み遮断電極（２３０）を含み、
少なくとも１つの共振器がコンデンサ及びインダクタを含み、前記コンデンサは前記有機誘電体層の第１の表面上に第１の板および前記有機誘電体層の反対側に対応する接地板を含み、前記埋込み遮蔽電極は前記第１の板の近傍の前記有機誘電体層の前記第１の表面に配設され、かつ前記接地板に電気的に接続される、スタンドアロン型受動素子（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（Ｉ．発明の分野）
本発明は一般に集積受動素子の製造に関し、より詳細には、有機積層体を用いて製造した受動フィルタの形状に関する。
【０００２】
（ＩＩ．関連技術の説明）
帯域外エネルギを除去し、かつイメージ−帯域信号の拒絶を実行するために、高周波（ＲＦ）フィルタが一般に用いられる。中心となる周波数は大半のＲＦ規格用のマルチＧＨｚ帯域に向けて大きくなっているので、大半のアーキテクチャにおけるＲＦフィルタの設計が問題となっている。搬送周波数が高くなるにしたがって、フィルタの負荷時のＱ（搬送周波数÷３ｄＢ帯域幅）はより高くなる。このことは、フィルタ素子を構成する誘導子、コンデンサ、および共振器などの部品に向けた無負荷時のより高い要求を生じることになる。
【０００３】
同軸空洞または一体型タイプのフィルタはその高い性能のために、商業用途、特に携帯型通信機器において非常に普及している。このような素子では、同軸ラインなどの円形になった伝送ライン区間を用いるか、または鋭角な角を避けることによって低い損失が達成される。しかし、セラミックの同軸空洞または一体型フィルタにはいくつかの不都合がある。例えば、このようなフィルタ用の金型は高価であり、設計が新しくなる度に新たな金型が必要となる。また、同軸タイプのセラミックフィルタを製造する場合には、種々の同軸共振器を個別に焼結かつ被覆し、次に接続線を手作業ではんだ付けすることによって相互に接続する。またさらに、このようなフィルタは典型的には何らかの取付け用支持体に機械的に信頼できる様式で固定されるが、これは製造工程の困難性およびコストを増大させる。最後に、寸法の縮小は特別に高い誘電率のセラミックを用いることによって達成され、結果として媒体中で有効波長が低減される。
【０００４】
低温焼成セラミックモジュール（ＬＴＣＣ）に基づく多層セラミック（ＭＬＣ）技術を用いて製造された多層プレーナフィルタおよび多層ＬＴＣＣベースのフィルタは、セラミック空洞フィルタの体積の１／４０の体積を有することができる。このような素子は、携帯電話用途とは異なり、狭い帯域幅および大きなロールオフが必要とされない、データ通信機器およびデジタル式コードレス電話用に開発されている。このようなフィルタは、セラミック技術で使用される特殊なメタライゼーション技術を用いて、より高い周波数での損失を低減させる約１００μｍの金属厚を達成することが可能である。この技術では他の根本的な制限があるために、ＭＬＣおよびＬＴＣＣフィルタは空洞フィルタと同様に機能しない。例えば、ある制限はセラミック部品を構成する誘電体シートの厚さ（例えば、４ミル＜厚さ＜８ミル）を選択する柔軟性がないことである。さらに、多層セラミックフィルタは、多層セラミックフィルタを作製する際に用いられる工程が特殊であるためにコストが高くなるという不都合を伴う。コストが高くなる例として、有機積層体処理（例えば、＜２３０℃）と比較して、本質的に処理の温度が高い（例えば、＞８００℃）。さらに、公称の最大値が、ＬＴＣＣ技術では８”×８”であり、およびＭＬＣ技術では６”×６”であることと比較して、１８”×１２”のパネルのバッチ処理を扱うことのできる有機積層体処理を用いる際にスケールメリットを利用することができる。
【０００５】
セラミックの問題および有機積層体処理の利点をコストの点では理解しているが、有機基板に作製されるフィルタは一般に、空洞フィルタまたは多層セラミックフィルタの性能を提供していない。有機フィルタによって実現される帯域幅は十分に小さいものではなく、さらに大きな帯域幅用途には挿入損が高くなり過ぎる。例えば、Ｓｏｎ，Ｍ．Ｈ．，Ｋｉｍ，Ｙ．Ｊ．，Ｌｅｅ，Ｓ．Ｓの「Ｌｏｗ−Ｃｏｓｔ Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＩＳＭ Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒｓ Ｕｓｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｒｅｔｄ Ｃｏｍｂｌｉｎｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」、２０００ Ａｓｉａ−Ｐａｓｉｆｉｃ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、１２９４〜１２９７貢、［２］Ｇ．Ｈｏｎｇ ａｎｄ Ｍ．Ｌａｎｃａｓｔｅｒ，Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ｆｉｌｔｅｒｓ ｆｏｒ ＲＦ／Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｄｅｓｉｇｎ，Ｗｉｌｅｙ，２００１年６月を参照されたい。
【０００６】
このため、当産業では設置面積が比較的小さい高周波、低損失で安価なバンドパスフィルタを提供する、未だ満たされていないニーズがある。
【０００７】
（発明の概要）
本発明は、有機処理に適し、かつ低コスト、低温、高性能の有機処理を用いて濾波を実行する形状を組み込んだ集積受動素子を含む。このようなフィルタは、設置面積が小さいかまたは同様の設置面積において、均等かまたはより良い性能を有する、空洞フィルタ、ＭＬＣフィルタ、およびＬＴＣＣフィルタの仕様を満たすことができる。特に、本発明は多層基板に直接組み込むことができるか、または表面実装素子（ＳＭＤ）またはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）／チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）素子としてパッケージングすることのできる素子を作製する方法および形状を含む。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、携帯電話、セル式電話、無線インフラストラクチャ、ＷＬＡＮ等に使用される小型で薄く平坦なタイプの狭帯域バンドパスフィルタは、第１の有機誘電体基板上または接続部を介して多数の誘電体基板上に相互に近接し、かつ相互に直接的に磁気結合するために相互に近接して形成された、複数の端部短絡ハイブリッドＣＰＷ／ストリップライン／マイクロストリップメアンダ／直線型インダクタまたは伝送ラインインダクタを備える。
【０００９】
インダクタが所望の寄生容量を提供しない場合、各インダクタは、共に共振器を形成する別個の分岐平行板（すなわち、２枚以上の板）開放型マイクロストリップスタブコンデンサに接続されてもよい。インダクタ間の磁気結合が所望の結合を提供しない場合、さらに一連の平行板／中間デジタルコンデンサおよび／またはインダクタを用いて共振器を電気的に結合することができる。共振器は磁気的かつ容量的に結合することもできる。さらに、平行板／中間デジタルコンデンサ、インダクタ、または伝送ラインは、インピーダンスを整合させるために素子の入力端子および出力端子にある２つの共振器のいずれかの側で使用することができる。
【００１０】
本発明のある態様によれば、容量を得るために用いられる誘電体材料は、実質的には、積層体または薄膜である、液晶高分子（ＬＣＰ）またはポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）などの任意の低コスト、高性能の有機物である。この有機積層体の誘電率、誘電損、および誘電体厚は、容量の範囲およびそのような用途に必要とされる密度を達成するのに必要である。例えば、誘電率は約２〜１００とするべきであり、誘電損は約０．０１未満とするべきであり、誘電体厚は約１０μｍ〜１０００μｍとするべきである。本発明は合理的な比誘電率（例えば、２〜１００）を有する薄い有機誘電体（例えば、厚さが約５０μｍ未満）をサンドイッチすることによって、ある範囲の容量を提供することができる。使用可能な容量範囲は、ピコファラドからフェムトファラドである。
【００１１】
この誘電体がコンデンサの集積に向けて損失が大き過ぎる場合、別個のコンデンサを用いて誘電体の損失を補償することができる。これは多層セラミック、ＬＴＣＣ、または空洞フィルタを用いる場合に比べて費用効果の高い解決策となり得る。しかし、その性能は別個のコンデンサの性能に左右される可能性がある。
【００１２】
本発明はコプレーナ導波路（ＣＰＷ）型の形状を含み、これにより接地した／分岐した要素を加えることが容易になる。ＣＰＷ形状を使用することで電流が集中する領域から過剰な電流を下げるための追加の経路が提供され、これによって素子を磁気的かつ電気的な結合を低減する。さらに、ＣＰＷ形状は信号搬送要素近傍で基準電圧を可能にし、これによってバンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、およびハイパスフィルタで必要とされるより多くのインダクタおよびコンデンサを必要とするダイプレクサおよびデュプレクサと同様の部品を可能にする。
【００１３】
本発明のある態様によれば、本発明のすべての有機フィルタは、ともに有機技術を使用するので、多層基板に組み込むことができる。基板は典型的には、ＳＭＤまたはＢＧＡ／ＣＳＰ構成として基板上に設置されるそのような素子の担体として使用される。しかし、必要に応じて、有機材料を用いた本発明のフィルタをスタンドアロン型のＳＭＤまたはＢＧＡ／ＣＳＰ形態で構成して、多層基板上に設置可能にすることができる。
【００１４】
本フィルタの設計は、スタンドアロン形態または集積素子としての素子の最終的パッケージングが、金属を用いて１つまたは複数の厚い有機コアを１つまたは複数の側にサンドイッチして干渉および放射から遮蔽するような方法で達成される。
【００１５】
本発明によれば、本願明細書に記載の形状およびレイアウトを有する任意の適切な低コスト、高性能の有機物（例えば、ＬＣＰおよびＰＰＥ）を用いた多層フィルタは、同じ形状係数（form factor）を有する多層セラミックフィルタの性能を達成することができるだけでなく、空洞フィルタ成分の性能を約１／１０の大きさで、かつ一体型フィルタの性能を約１／２の大きさでエミュレートする。このようなフィルタ設計は２つの層で達成することができるが、本発明のプロセスおよび設計はより高い統合性を有するさらに小型の素子を形成するために集積される多層（＞２）のコンデンサおよびインダクタを可能にする。
【００１６】
例えば、本発明に従って、薄い積層基板の２つの側の２枚の金属層を用いて構成され、続いて両側を遮蔽した２極フィルタは、設置面積３×３ｍｍ、高さ１．５ｍｍであり、高さ１．８ｍｍの４×５ｍｍの一体型フィルタの性能をエミュレートする。１２”×１２”基板では、フィルタとフィルタとの空隙を含んだ状態で約６５００個のそのような部品を製造することが可能であり、それがコスト的に有効であることを示す。セラミックフィルタまたは成形された空洞フィルタの多層と比べ、本発明のフィルタはＣＰＷ型の形状であるために、単に２つのパターン化された金属層を必要とするだけである。これによって、セラミックフィルタまたは成形された空洞フィルタと比べ設計時間、加工時間、および製造コストも低減される。
【００１７】
本発明をフィルタおよび共振器要素の関連で開示するが、本発明の教示はダイプレクサ、デュプレクサ、バラン回路、電力結合器、帯域阻止／消去フィルタおよび電力分割器、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタなどの他の集積受動素子（ＩＰＤ）に容易に応用することができる。このような種々の部品のすべては、本願明細書に開示したバンドパスフィルタと僅かに異なる形状のインダクタ、コンデンサおよび／または伝送ラインを含むだけである。
【００１８】
以下の図面および詳細な説明を検証すれば、本発明の他のシステム、方法、特徴、および利点は当業者には明らかとなろう。そのようなシステム、方法、特徴、および利点のすべてはこの説明に含まれ、本発明の範囲にあり、添付の特許請求に範囲によって保護されることを意図している。
【００１９】
ここまで本発明を一般論として記載してきたが、ここでは添付図面を参照する。図面は、必ずしも原寸大ではない。
【００２０】
（詳細な説明）
ここで本発明のすべてではないが一部を示す添付図面を参照して本発明をより完全に記載する。実際、本発明は多数の異なる形態で具現化されてよく、本願明細書に記載の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろこのような実施形態は本開示が適用される法的要件を満たすように提供されている。全体を通して同様の番号は同様の要素を示す。
【００２１】
本発明のフィルタの動作を図１Ａのバンドパスフィルタ１０を参照して以下に説明する。しかし、当業者であれば、本発明の教示は他の集積受動素子に容易に応用可能であることが理解されよう。したがって、本発明の範囲はバンドパスフィルタに限定されるものではなく、ダイプレクサ、デュプレクサ、マルチプレクサ、バラン回路、電力結合器、帯域阻止／消去フィルタおよび電力分割器ローパスフィルタおよびハイパスフィルタなどの他の素子を包含するが、これに限定するものではない。
【００２２】
図面を参照すると、図１Ａは本発明の誘電体バンドパスフィルタ１０の等価回路図である。図１Ａでは、インダクタ１２、１４はそれに対応するコンデンサ１６、１８とそれぞれ共働して共振器２０、２２をそれぞれ形成する。インダクタ１２、１４は図２〜４を参照して以下に記載するストリップラインまたはＣＰＷ／ストリップ−ラインまたはＣＰＷ／マイクロストリップインダクタに相当する。コンデンサ１６および１８はそれぞれ、インダクタ１２および１４と同じ層上か、または別個のコンデンサを用いることによって形成されたコンデンサに相当する。コンデンサ２４は中間−共振器結合のために形成されたコンデンサに相当する。図１Ａでは、コンデンサ２６および２８はそれぞれ入力および出力において所望のインピーダンスに整合する。また、Ｍはインダクタ１２と１４との間の磁気結合である。インダクタ１２および１４のインダクタンスは共振器の等価インダクタンス部品を表すこともでき、コンデンサ１６および１８の容量は共振器の容量部品を表すこともできる。図１Ａの回路形状は２極フィルタの一実施形態を示しているが、インダクタ１２、１４、およびコンデンサ２４の間の相互インダクタンスによって、さらなる極（pole）を得ることができる。さらに、結節コンデンサ結合、結節インダクタ結合、分岐入力形状、入力形状または網状コンデンサ結合などの、１次、２次〜第ｎ次のバターワースフィルタ、チェビシェフフィルタ、楕円フィルタ、ｂｌｉｎｋｏｆｆフィルタ、対称フィルタ、非対称フィルタ、ノッチ付加フィルタのような応答をエミュレートする伝送特性を達成するために、種々の構成のさらなるインダクタおよびコンデンサを加えることによって所要の結合要素が共振器に加えられてもよい。
【００２３】
デュプレクサ設計では、フィルタの阻止帯域特性は送信経路と受信経路との間の絶縁を決定する際の重要な因子である。上述のように共振器の数を増やすか、または伝送零点を加えるかのいずれかによって阻止帯域の拒絶が増大される可能性があることは周知である。
【００２４】
図１Ｂは伝送ラインまたはインダクタ共振器要素を用いた誘電体フィルタの代替的な等価回路図１０であり、インダクタ１１２は所望の中心周波数で共振する。巻き数、導体の長さ、外径および内径などの回路１１０の物理的パラメータを変更してインダクタ１１２を所定の周波数で共振させることができる。これにより、共振器のコンデンサの必要性をなくすことによって濾波機能に必要な部品数は少なくなる。しかし、容量を増大させるためにメタライゼーションの長さが増加するという不利があるが、インダクタンスの増大は回路の損失を増大させるであろう。インダクタ要素が大きくなり過ぎるか、または損失の高いものになり過ぎる場合、図１Ａに示したような回路図の代替的な回路を使用することが好ましいこともある。図１Ａおよび１Ｂの回路では、部品間の結合は磁気的結合、電気的結合、またはこのような組合せによって達成することができる。
【００２５】
図１Ａの等価回路図による誘電体フィルタの例示的な物理的レイアウトを図２〜４に示している。図２〜４の誘電体フィルタは、２極構造体、および相互インダクタンスおよび図１Ａに示した等価回路図のコンデンサ２４によって得られる追加の極を有している。
【００２６】
図２Ａ〜２Ｃを全体的に参照すると、本発明による図１Ａの回路により示したフィルタの表面実装素子（ＳＭＤ）が示されている。具体的には、有機バンドパスフィルタ２００は（限定するものではないが、ＬＣＰまたはＰＰＥなどの薄い積層体であってよい）有機誘電体層２３６上に相互に近接して形成された蛇行するインダクタであるインダクタ２１２および２１４を備え、（蛇行するインダクタであるインダクタ２１２および２１４を形成するラインが共面上の接地、すなわち組込み遮蔽部２３０に接続された）短絡ハイブリッドＣＰＷ−ストリップラインか、または共面組込み遮蔽電極２３０およびめっき貫通孔２３２および／または外部遮蔽電極２３４に接続された追加の接地２４８および２５０の存在下のストリップラインのいずれかとして構成されることが好ましい。
【００２７】
このようなインダクタは相互に非常に近接しているために、図１ＡにおいてＭで表したこのようなフィルタ間の磁気結合はフィルタのパス帯域幅を増大させるので、その性能は低減されてしまう。しかし、接続されていない２枚の金属板（一方はパターン化導電層２３８用いて形成され、他方はパターン化された導電層２４０を用いて形成される）を用いて形成され、かつコンデンサ板２２４ａ、２２４ｂとして示した（共面組込み遮蔽部２３０を有するか、または有さない）結合コンデンサ２２４を結合する中間共振器平行板が設けられている。コンデンサ板２２４ａ、２２４ｂは、コンデンサ電極を結合する中間共振器の各板が、磁気結合の影響を補償し、かつ非常に小型のフィルタを形成できるようにする別個の共振器に接続されるように、第１の有機誘電体層２３６を挟む。この中心容量は所定の帯域幅を達成するためにフェムトファラドほど小さいか、またはピコファラドほど大きくなる。容量が小さくなれば帯域幅は縮小される。さらに、等価の相互インダクタンスと並列のコンデンサ２２４はより低い帯域またはより高い帯域で極を提供する。
【００２８】
導電層２４０によって形成された底部板は、ビアを固定および捕捉するためのパッド２４６を有するビア２２４などの有機誘電体層２３６の１つまたは複数のマイクロビアを用いてインダクタ２１２に接続される。有機コア層２５２、２５４上にそれぞれ形成された第１および第２の遮蔽電極２４８、２５０は、コア層２５２および２５４がその間に有機誘電体層２３６を挟むように配設されている。インダクタ２１２およびコンデンサ２１６によって形成された第１の共振器２６０およびインダクタ２１４およびコンデンサ２１８によって形成された第２の共振器２６２は、平行板コンデンサ２２４を介して相互に結合されており、これによって中間共振器の結合が前記磁気的結合および電気的結合との組み合わせで達成される。
【００２９】
インダクタが所望の長さで必要な容量を提供しない本発明の誘電体フィルタでは、インダクタ２１２、２１４はコンデンサ２２４と同じように、共に共振器対２６０、２６２を形成する挟まれた誘電体と同じ第１の有機誘電体層２３６を用いてコンデンサ２１６および２１８それぞれの別個の接地／分岐平行板２１６ａおよび２１８ａにそれぞれ接続されてよい。
【００３０】
メアンダ（meander）インダクタ２１２、２１４の一方により得られる等価インダクタンスＬおよびコンデンサ２１６、２１８の一方による等価容量Ｃは、以下の式（１）によって定められるフィルタの中心周波数である周波数Ｆｏあたりで共振する。
【数１】
0004430667.tif 000002
【００３１】
コンデンサ板２１６ａおよび２１８ａは有機誘電体層２３６の反対側の表面に対応する接地板２１７を有する。共通の板を有することにより、コンデンサ間に結合を生じさせる。結合は、コンデンサ２１６、２１８の各々の寄生インダクタンス間の相互インダクタンスとしてそれを含めて設計中に考慮されなければならない。この結合を用いてさらに極を得ることができる。しかし、この結合が合成段階中にパスバンドに問題を引き起こす場合、この問題は板２１７を別個の板に分割するか、またはインダクタ２１２および２１４の側で組み込んだ遮蔽部２３０に板２１７を接続するパッド２７４上にいくつかのビアを加えるかのいずれかによって低減させることができ、これによって過剰な電流が下げられ、かつ部品間の結合が減少される。
【００３２】
さらに、インピーダンスを整合させるために、平行板コンデンサ／中間デジタルコンデンサ２２６および２２８を素子の入力および出力端子において第１および最後の共振器要素２６０、２６２のいずれかの側で使用することができる。別法として、インダクタまたは伝送ラインあるいはコンデンサ、インダクタ、および伝送ラインを組み合わせたものを必要に応じて利用することができる。整合のためにコンデンサ２２６、２２８を使用する場合、中心容量は必要とされる公称容量の点でコンデンサ２２４の中心容量となる。すなわち、コンデンサ２２６およびコンデンサ２２８からの容量はコンデンサ２２４に比例する。
【００３３】
図２Ａ〜２Ｃに示した本発明の実施形態の誘電体フィルタは、少なくとも有機誘電体層２５２、２３６、２５４を含みかつ遮蔽電極２４８および２５０に接続された積層構造体の異なる側面上にそれぞれ形成された少なくとも２つの外部遮蔽電極２３４を含むことができる。これはめっき貫通孔２３２を４つの角に使用することが十分なＣＰＷ形状の遮蔽のために好ましいか、または好ましくない可能性がある。めっき貫通孔２３２を使用すれば、外部遮蔽電極２３４に必要となる場所を節約することができ、それに伴う処理費用を節約することもできる。しかし、ストリップラインおよびマイクロストリップフィルタ形状では、めっき貫通孔２３２および外部遮蔽電極２３４は共に、短絡インダクタ／共振器およびコンデンサ用の接続部を各々の側面に沿った任意の地点に提供する。別法として、共面組込み遮蔽部２３０を第１の誘電体層と同じ平面上に有するＣＰＷ形状は内部に遮蔽を提供し、共振器／インダクタおよびコンデンサとの接地接続性を提供する。しかし一般に、より雑音のある環境では、外部接地電極を有することが好ましい可能性がある。
【００３４】
誘電体フィルタ２００も、少なくとも誘電体シート２５２、２３６、２５４を含む積層体の一側面上に形成された外部入力端子電極２６４および外部出力端子電極２６６、および一側面上の前記外部入力端子電極２６４と外部出力端子電極２６６との間に形成された（遮蔽電極２４８、２５０、貫通孔２３２、または前記遮蔽電極２３４などの）外部接地電極を備える。
【００３５】
誘電体コア層２５２および２５４上にそれぞれ形成された遮蔽電極２４８および２５０は、入力端子電極２６４および出力端子電極２６６の設置（landing）端子のための場所を残すような形状で、かつそのようにパターン化されることが好ましい。本発明を説明するために、図２Ｂおよび２Ｃに遮蔽電極２４８、２５０を示すが、２Ａには示していない。
【００３６】
第１の有機誘電体層２３６はＰＰＥ、Ｎ６０００、エポキシベースのＮ４０００−１３、または他の任意の適切な低損失誘電体などの片面銅ＬＣＰ積層体を含んでもよい。
【００３７】
酸化などの環境の影響から構造体を保護し、また入力出力端子２６４および２６６ならびにめっき貫通孔２３２によって形成された接地パッド上を流れるはんだのパターンを形成するために、保護層２７０、２７２が誘電コア層２５２、２５４それぞれの反対側の遮蔽電極２４８、２５０上に形成される。保護層２７０、２７２ははんだマスクを含んでもよく、またはより厳しい用途では、より耐性の高いプリプレグまたはＬＣＰなどの他の材料が好ましい場合もある。本発明を説明するために、保護層２７０、２７２を図２Ａおよび２Ｃに示すが、２Ｃには示していない。
【００３８】
本発明の誘電体フィルタでは、図２Ａ〜２Ｃに示したように、ビア２４４を用いて素子間に接続を形成する最初の工程は、ＬＣＰ層（または他の任意の適切な有機誘電体）および銅層を貫通する（使用する誘電体の厚さほどに直径が小さい）貫通孔を穴開けすることによって行う。次に、ＬＣＰ銅積層体の両側を銅の無電解めっきまたは真空蒸着などによってメタライゼーションする。次に、積層体の両側に銅を電気めっきして有機誘電体層２３６上にメタライゼーションパターン２３８、２４０を印刷する。次に、この銅を印刷およびエッチングして主要なフィルタ部品を形成する。
【００３９】
図２Ａ〜２Ｃに示した実施形態の誘電体フィルタでは、誘電体コア層２５２、２５４は、部品を封入するために所与の厚さである、第１の基板およびアルミ、銅、Ｍｏｌｙｂｅｎｕｍメタル（高出力用途）よりも概ね厚さが大きいフィルタの両側の積層ＬＣＰまたは適切な誘電体であってよい。すべての金属は素子の上部または底部上に電気めっき、エッチング、およびパターン化され、信号入力および信号出力用の場所を残すことが好ましい。
【００４０】
図２Ａ〜２Ｃに示した実施形態の誘電体フィルタでは、側壁接地遮蔽電極２３２、２３４は、必要に応じて、接続、穴開け、およびめっきされた単一または多数の貫通孔を用いるか、またはのこ切断装置を用い、次に貫通孔に銅を無電解めっきまたはスパッタリングシードして接続することによって、製造することができる。銅を貫通孔内および表面上に電気めっきすることができる。次に、銅を印刷およびエッチングしてＳＭＤ接続を形成することができる。２層用の工程フローおよびＳＭＤ素子のパッケージングを以降により詳細に説明する。
【００４１】
図３Ａ〜３Ｃを参照すると、本発明の有機バンドパスフィルタ３００のＢＧＡ／ＣＳＰ実施形態が示されている。実質的に、図２Ａ〜２Ｃおよび図３Ａ〜３Ｃに示したフィルタの内部構造体の全てはパッケージングが異なっていることを除いて類似しており、したがって各図はフィルタをパッケージングする手段である。例えば、図３Ａ〜３Ｃでは薄い積層体（例えば、有機誘電体層３３６）は２つの厚いコア間にパッケージングされていないが、一方の側の１つのコア層３５４および反対側の基板３３６上の第１の保護層３７０を用いてパッケージングされている。より厚いコア層３５４の反対側をメタライゼーションして遮蔽電極３５０を形成し、第２の保護層３７２をこの遮蔽電極３５０の上に配設する。保護層ははんだマスクを含んでもよく、より厳しい用途では、より耐性の高いプリプレグまたはＬＣＰなどの他の材料が好ましい場合もある。
【００４２】
フィルタ３００のこのパッケージングによって、マイクロストリップまたはＣＰＷ／マイクロストリップフィルタ素子は遮蔽電極３５０のみを有する。貫通孔を用いて素子の入力／出力および接地端子を接続する代わりに、はんだボール３８０が利用される。側壁接地遮蔽電極３３４を用いて埋込み遮蔽電極３３０および遮蔽電極３５０が接続され、必要に応じて、はんだボール３８０に接続される。
【００４３】
別法として、接続はめっき貫通孔が設けられている場合には、それによって行うことができる。上述のように、めっき貫通孔３３２および側壁遮蔽電極３３４の両方を備えることは典型的には必要ではなく、一般にそれは相互にどちらかを使用することが可能である。本発明を説明するために、側壁接地遮蔽電極３３４を図３Ａ〜３Ｃに示している。はんだボール３８２は入力および出力端子をバンドパスフィルタに接続する。はんだボールおよびパッケージングは以下に記載する方法を用いて構成される。当業者には周知のように、（内部積層体へのパッシベーション層マスク、はんだマスク、ボンドプライ層、または低温熱硬化性樹脂、サーモポリマー材料化合物としても知られている）保護層３７０を用いてはんだボール用の開口部を提供してもよい。
【００４４】
図４Ａ〜４Ｂを参照すると、別個のコンデンサ４０２および金属ケースまたはキャップ４０４によって形成された外部遮蔽を用いた、本発明のフィルタ素子４００が示されている。実質的に、図２Ａ〜２Ｃおよび図３Ａ〜３Ｃの内部構造体の全ては、図４Ａ〜４Ｂにおいてパッケージングが異なっていることを除いて類似しており、したがって各図は内部構造体をパッケージングする手段である。例えば、図４Ａ〜４Ｃでは有機誘電体層４３６（例えば、薄い積層基板）は２つの厚いコア間にパッケージングされていないが、唯一のコア層４５４が一方の側にあり、遮蔽電極４５０がコア層４５４の反対側にメタライゼーションされている。有機誘電体層４３６のもう一方の側には、第２の接地基準を提供するのに用いられる適切な高さの金属キャップ４０４が存在する。有機誘電体層４３６は、図２および３の実施形態に関して示したような少なくとも層４３６のマイクロビアによって電気的に接続されたパターン化した導電層４３８および４４０によって、対向する両面にメタライゼーションされる。基板４３６の両側により厚いコアを用いる代わりに、この実施形態は一方の側にはコア層を用い、他方側には空気を用いる。これによってそれ自身がストリップラインまたはＣＰＷ／ストリップライン素子になる。貫通孔を用いてコア金属のみが内部金属構造体に接続されるが、金属キャップ４０４ははんだ接続部を用いて関連する端子に接続される。入力および出力端子に必要とされる場合には、金属キャップ４０４は開口部を有してもよい。本実施形態は別個のコンデンサを使用することに限定するものではないことに留意されたい。上述のように、図４Ａ〜４Ｂに示したコンデンサは必要に応じて基板内に埋め込むこともできる。
【００４５】
以下は本発明の種々の実施形態例であり、例示的実施形態の各々は本発明のいくつかの態様を開示している。
【００４６】
ＩＩ．スタンドアロン型フィルタを製造する例示的方法
本発明の一実施形態による表面実装素子（ＳＭＤ）として構成された図２Ａ〜Ｃに示したフィルタなどのＬＣＰベースのＩＰＤを製造する例示的プロセスを記載する。まず、工程１では、開始材料を選択するが、これは被覆なし、またはＬＣＰの一方の側あるいは両側に銅箔を有する被覆ありであってよく、強化または非強化ＬＣＰ積層体であることが好ましい。代替的な材料には、ＰＰＥ、ＰＴＦＥ複合材、炭化水素セラミック複合材、ＢＴ樹脂複合材（例えば、Ｓｐｅｅｄｂｏａｒｄ Ｃ）、および熱可塑性樹脂（例えば、Ｈｉｔａｃｈｉ ＭＣＬ−ＬＸ−６７Ｆ）のような他の低損失有機積層体がある。次に、工程２では、貫通ビアをＬＣＰまたは他の積層体および銅の層に穴開けする。このようなマイクロビアは機械的穴開け、レーザ穴開け、または当業者に知られている適切な方法を用いて穴開けすることができる。
【００４７】
工程３および４は貫通ビアおよび積層体のメタライゼーションを伴う。被覆なしまたは銅被覆ありのＬＣＰまたは他の積層体で開始するアディティブ法、セミアディティブ法、またはサブトラクティブ法では、ＬＣＰまたは他の積層体の両側およびビアは銅の無電解めっき、真空蒸着または別の被着法を用いてシードして連続的な銅フィルムが形成される。目標とする素子の金属厚を達成するために、電界めっきを行って積層体の両側およびビアに１回の工程で銅を形成する。工程５では、フィルタ部品のためのこの回路形成は、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、またはフルアディティブ法を用いて、銅をパネル電気めっきまたはパターン電気めっきした後、印刷およびエッチング工程によってフィルタ回路構成を形成することができる。
【００４８】
次に、工程６では、工程１に関連して先に詳述したようなＬＣＰまたは別の積層材料および／またはＡｌ、Ｃｕ、Ｍｏ金属（高出力用途）を用いてフィルタの両側面に真空積層または非真空積層して部品を封入するのに十分な厚さを提供するように、製造した素子回路をパッケージングする。工程７では、必要に応じて、中間および外部金属層は、信号接続または接地接続およびＳＭＤ端子を提供するために機械的あるいはレーザ、光、またはプラズマ加工により穴開けすることができるめっき貫通孔を用いて接続される。次のメタライゼーション中にさらに素子を遮蔽するために、機械的ドリル／ルーティング／ミリング、レーザ切断、またはのこ切断加工を用いて貫通孔のない素子の２つの端部に溝穴を形成することもできる。工程８では、穴開けした貫通孔および遮蔽溝穴は、工程３に関して記載したように、無電界めっきまたはスパッタリング／真空蒸着した銅を用いてシードしてバス層を提供する。
【００４９】
工程９、１０、および１１では、外側層の最終的な金属厚は貫通孔、遮蔽溝穴、および上面および底面上の電気めっきした銅によって構成されている。工程４および５に関連して記載したように、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、またはアディティブ法を用いて、銅を印刷処理およびエッチング処理して外部層接地回路および接続用のＳＭＤ端子を形成することができる。次に、ＳＭＤアセンブリに適切な端末用金属を加える工程およびはんだ工程を用いて素子を仕上げる。このような素子端末上の仕上げ用金属は、無電解めっきＮｉ−Ａｕ、浸漬スズ、浸漬銀、電気めっきＮｉ−Ａｕ、はんだ（ＨＡＳＬ）、または有機仕上げ材料（ＯＳＰ）のような一般的なめっき金属または合金であり、用途に応じて選択される。
【００５０】
次に、完全に製造したウエハを個々の部品にシンギュレーションする。このシンギュレーションは高速ダイシングソーまたはパンチングまたはルーティング／ミリングなどの別の方法を用いて行うことができる。この製造工程のある利点は、シンギュレーションの前後のいずれかで十分に電気的に部品を試験できることにある。
【００５１】
本発明の一実施形態によるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）またはチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）として構成された、図３Ａ〜３Ｃに示したフィルタなどのＬＣＰベースのＩＰＤを製造する別の例示的方法を記載する。まず、工程１では、開始材料を選択するが、これは被覆なしでも、またはＬＣＰの一方の側あるいは両側に銅箔を有する被覆ありであってもよく、強化または非強化ＬＣＰ積層体であることが好ましい。代替的な材料には、ＰＰＥ、ＰＴＦＥ複合材、炭化水素セラミック複合材、ＢＴ樹脂複合材（例えば、Ｓｐｅｅｄｂｏａｒｄ Ｃ）、および熱可塑性樹脂（例えば、Ｈｉｔａｃｈｉ ＭＣＬ−ＬＸ−６７Ｆ）のような他の低損失有機積層体がある。次に、工程２では、貫通ビアをＬＣＰまたは他の積層体および銅の層に穴開けする。このようなマイクロビアは機械的穴開け、レーザ穴開け、または当業者に知られている適切な方法を用いて穴開けすることができる。
【００５２】
工程３および４は貫通ビアおよび積層体のメタライゼーションを伴う。被覆なしまたは銅被覆ありのＬＣＰまたは他の積層体で開始するアディティブ法、セミアディティブ法、またはサブトラクティブ法では、ＬＣＰまたは他の積層体の両側およびビアは銅の無電解めっき、真空蒸着または他の一般的な被着法を用いてシードして連続的な銅フィルムを形成する。目標とする素子の金属厚を達成するために、電界めっきを行って積層体の両側およびビアに１回の工程で銅を形成する。工程５では、フィルタ部品のためのこの回路形成は、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、またはフルアディティブ法を用いて、銅をパネル電気めっきまたはパターン電気めっきした後、印刷およびエッチング工程によってフィルタ回路構成を形成することができる。
【００５３】
次に、工程６では、工程１に関連して詳述したようなＬＣＰまたは別の積層材料および／またはＡｌ、Ｃｕ、Ｍｏ金属（高出力用途）を用いてフィルタの両側面に真空積層または非真空積層して部品を封入するのに十分な厚さを提供するように、製造した素子回路をパッケージングする。
【００５４】
工程７、８、および９では、フィルタ部品の他方の側に、スピンコーティング、カーテンコーティング、またはローラーコーティング、乾燥フィルム積層、スプレーコーティング等の標準的な方法を用いて、カバー被覆材料、ｌｉｑｕｉｄ ｐｈｏｔｏ ｉｍａｇｅａｂｌｅ（ＬＰＩ）、または乾燥フィルムはんだマスクを付着させる。この層は次のリフローおよび部品組立て中に、端子間のはんだフローの障壁として働く。この部品端子は基板レベルの相互接続用のＢＧＡパッドを開放するためのカバー被覆／はんだマスク材料の開口窓によって定められる。これはフォトリソグラフィまたはレーザアブレーションなどの方法を用いて行われる。次に、ＢＧＡアセンブリに適切な端末用金属を加える工程およびはんだ工程を用いて素子を仕上げる。このような素子端末上の仕上げ用金属は、無電解めっきＮｉ−Ａｕ、浸漬スズ、浸漬銀、電気めっきＮｉ−Ａｕ、はんだ（ＨＡＳＬ）、または有機仕上げ材料（ＯＳＰ）のような一般的なめっき金属または合金であり、用途および素子−モジュール／ＰＷＢ相互接続に用いられるはんだまたは他の合金との適合性に応じて選択される。
【００５５】
工程１０、１１、１２では、相互接続部がＰｂ／Ｓｎはんだ、または他の鉛フリーはんだおよび金属合金を用いて工程８に定めた方法で形成される。はんだペーストおよびはんだリフローのスクリーン印刷またはステンシル印刷などの処理またはめっき処理を用いて、相互接続用のバンプを形成することができる。フィルタ部品のＢＧＡ／ＣＳＰフォーマットによって、シンギュレーション前に大面積基板上の部品を試験することが可能となる。この試験は、例えば、プロービング技術を用いるか、あるいはテストソケットまたは装置を用いて行うことができる。
【００５６】
次に、完全に製造したウエハを個々のフィルタ部品にシンギュレーションする。このシンギュレーションは高速ダイシングソーまたはパンチングまたはルーティング／ミリングなどの別の方法を用いて行うことができる。この製造工程のある利点は、シンギュレーションの前後のいずれかで十分に電気的に部品を試験できることにある。
【００５７】
ＩＩＩ．実器
（実施例Ｉ）
本発明の一実施形態の有機バンドパスフィルタ５００のＸ線写真を図５および６に示す。フィルタ５００は厚さ５０μｍのＬＣＰ層である第１の有機誘電体層上に相互に近接して形成された短絡ハイブリッドＣＰＷ−ストリップラインメアンダ伝送ラインインダクタ５１２、５１４を備えており、インダクタ５１２、５１４は相互に直接磁気結合されている。各インダクタは同じ誘電体シートを挟むことによって別個の平行板コンデンサ５１６、５１８に接続されている。中間共振器平行板結合コンデンサ５２４は、中間共振器結合コンデンサ電極の各板が別個のインダクタに接続されるように同じ有機誘電体シートを挟む２枚の接続されていない金属板を用いて形成されている。さらに、第２の有機誘電体層および第３の有機誘電体層が第１の有機誘電体層を挟んでおり、厚さ３０〜４０ミルの高周波数炭化水素材料を含み、上述の第１の誘電体層をその間に挟むように配設されている。
【００５８】
バンドパスフィルタ５００は最外部の遮蔽電極を保護するために遮蔽電極の最外の電極上に設けられた追加の誘電体層、この場合ははんだマスクをさらに含む。インダクタ５１２、５１４は必要とされる容量を所望の長さで提供せず、このため各インダクタは挟まれた誘電体と同じ有機層を用いて別個の接地された／分岐された平行板に接続され、図示したような共振器対５６０、５６２を共に形成する。図示の素子では、インピーダンスを整合させるために、平行板コンデンサ５２６、５２８が素子の入力および出力端子において第１および最後の共振器要素のいずれかで利用される。より高い密度を望む場合、第１の誘電体層などの多数の薄層を用いて多数（＞２）の板コンデンサを形成することができる。
【００５９】
バンドパスフィルタ５００は、上述の１〜３以上の誘電体層を含みかつ上述の遮蔽電極に接続された積層体の表面の異なる側にそれぞれ形成された、２つの外部接地遮蔽電極５３４をさらに備える。さらに、このような遮蔽電極は短絡インダクタ／共振器およびコンデンサに接続を提供する。さらに、このような外部電極の存在は、基準が同じ第１の誘電体層上にあるＣＰＷ／ストリップライン形状を実現し、内部に遮蔽を提供し、共振器／インダクタおよびコンデンサへの接地接続も提供する。
【００６０】
このバンドパスフィルタは上述の１〜３以上の誘電体シートを含んだ積層体の一方の側面上に形成された、外部入力端子電極５６４および外部出力端子電極５６６をさらに備える。外部側壁遮蔽電極５３４（図５）が積層体の側面上の上述の外部入力端子電極と外部出力端子電極との間に設けられ、外部接地遮蔽電極５４８が積層体の対向する上面および底面上に設けられ、かつ側壁遮蔽電極５３４に電気的に接続されている。
【００６１】
図５および６に示したような信号入出力のための場所を残すために、上面および底面に外部接地遮蔽電極５４８をパターニングすることが必要になる。
【００６２】
有機バンドパスフィルタ５００では、ＬＣＰおよび銅を貫通するビアの大きさの３倍も大きいパッドを有する２ミルほどの小さい貫通孔を穴開けすることによって、素子間の接続を形成する第１の工程が実行される。次に、ＬＣＰ銅積層体の両側を無電解めっきによりメタライゼーションする。次に、積層体の両側の銅を電気めっきし、この銅層を印刷およびエッチングしてフィルタ部品を形成する。
【００６３】
第２および第３の有機誘電体層は、部品を封入するためにフィルタの両側に銅金属（高出力用途）を所与の厚さまで有する、例えば約３５ミルの第１の有機誘電体層よりも概ね厚さが大きいＲｏｇｅｒｓ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＲｏｇｅｒｓ ４３５０である。すべての金属を素子の上部および底部上に電気めっき、エッチング、およびパターン化して信号入力および信号出力用の場所を残す。
【００６４】
側壁接地遮蔽電極５３４は単一または複数の貫通孔を接続、穴開け、めっきし、次に銅を貫通孔に無電解めっきまたはスパッタシードして接続することによって得ることができる。貫通孔および表面に銅を電気めっきする。銅を印刷およびエッチングしてＳＭＤ接続を形成する。この銅電極は過剰な酸化を防ぐために無電解めっきＮｉＡｕ板であってよい。
【００６５】
図７は図５および６の有機バンドパスフィルタ５００のモデル対ハードウェアの相関を示している。ＳＯＬＴ校正を実施後、ＨＰ ８７２０ＥＳ Ｖｅｃｔｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｎａｌｙｚｅｒを用いてフィルタを測定した。製造したフィルタの測定データおよびシミュレーションデータを示す。図７からわかるように、測定データとシミュレーションデータとの間には優れた相関がある。有機バンドパスフィルタ５００は第１の有機誘電体層用のＬＣＰを用いて製造され、挿入損は３Ｇｈｚで僅か１．８８ｄＢ、および２００ＭＨｚの１ｄＢの帯域であることを示している。このようなフィルタは、着信信号の搬送波周波数が約１４ＧＨｚであり、より低いいくつかの周波数にダウンコンバートしなければならない固定無線型においてＩＦ周波数で使用するのに適しているであろう。
【００６６】
有機バンドパスフィルタ５００は、メタライゼーションレベルが２つだけでかつ有機基板内埋込み受動部品であるＣＰＷ／ストリップライン形状を利用しており、その結果、図７に示すように、非標準的な多層（＞５）セラミック処理よりも良い性能が得られた。
【００６７】
ＬＣＰを用いたフィルタ５００のコンデンサのＱは３ＧＨｚにおいて２００もの高さであることが測定されたが、インダクタのＱは３ＧＨｚにおいて約１００という所要のレベルに保たれたことは重要ではない。これはインダクタの設計を最適化せずにＬＣＰなどの材料を用いることの利点を理解するために行った。しかし、有機基板上のインダクタについて２００を超えるＱも達成可能である。フィルタ回路の再シミュレーションを示しているが、インダクタのＱが２００の場合、シミュレーションすると挿入損は１．１５ｄＢであることを示している。別法として、その周波数および帯域幅において損失が１．１５ｄＢのフィルタは、より大型でコストの高いセラミック空洞および一体型フィルタを用いる場合に限り達成することが可能である。
【００６８】
（実施例ＩＩ）
本発明の一実施形態の別の有機バンドパスフィルタ６００を図８に示している。フィルタ６００は、相互に直接磁気結合された、ＬＣＰの層である第１の有機誘電体層上に相互に近接して形成された、短絡ハイブリッドＣＰＷ−マイクロストリップメアンダインダクタ６１２、６１４を含む。「短絡」という用語は、各インダクタの一端がこの場合は（共面接地リングとも呼ぶ）組み込み込まれた遮蔽部６３０として機能する大きな金属領域に接続されていることを意味する。また、フィルタ６００は、中間共振器結合コンデンサ電極の各板が別個の共振器に接続されるように第１の有機誘電体層を挟む接続されていない２枚の金属板を用いて組込み遮蔽部６３０が形成された、中間共振器平行板結合コンデンサ電極６２４を備える。さらに、フィルタ６００は、この場合はＲｏｇｅｒｓ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＲｏｇｅｒｓ ４３５０であり、かつフィルタの一表面を挟んで実質的に完全に遮蔽する第２の有機誘電体層上にそれぞれ形成された第１の遮蔽電極を備える。
【００６９】
必要に応じて、このフィルタは最外の遮蔽電極を保護するために遮蔽電極の外側に設けた第３の有機誘電体シートを含んでよい。このフィルタでは、インダクタ６１２、６１４は所望の長さで必要な容量を提供しないので、各インダクタは、共に共振器対を形成する、挟まれた誘電体と同じ第１の有機層を用いて別個の接地／分岐平行板（２枚の板）に接続されている。さらに、平行板／中間デジタルコンデンサ６２６、６２８が、インピーダンスを整合させるために素子の入力端子および出力端子にある最初および最後の共振器のいずれかの側で使用される。より高い密度を望む場合、第１の誘電体層などの多数の薄層を用いて多数（＞２）の板コンデンサを形成することができる。第１の誘電体層は第１の基板の他方側（第２の基板と同じ側でない）に積層されるので、低温溶融ＬＣＰなどの別の誘電体層は、使用されるより高い溶融温度のＬＣＰに匹敵し、次に、はんだバンプ開口部が、素子を基板上の対応する端子に接続するために接地および入出力接続部が必要とされる場所に作製される。
【００７０】
基準が同じ第１の誘電体層上にあるＣＰＷ形状は、内部に遮蔽を提供し、共振器／インダクタおよびコンデンサへの接地接続を提供する。しかし、より雑音のある環境では、実施例Ｉなどの外部電極を、さらなる遮蔽のために加えることができる。
【００７１】
第２のバンドパスフィルタでは、第３の基板の開口部によってＣＰＷ接地への接地接続が可能となり、相互にまたは接地に接続されていない他の２つの開口部は入力端子および出力端子用に機能する。
【００７２】
素子間の接続を形成する第１の工程は、ＬＣＰおよび銅の第１の有機誘電体層を貫通する（使用する誘電体の厚さと同じほど直径の小さい）貫通孔を穴開けすることによって行う。次に、ＬＣＰ銅積層体の両側を無電解銅めっきしてメタライゼーションする。次に、積層体の両側に銅を電気めっきする。次に、この銅は印刷およびエッチングされてフィルタ部品を形成する。
【００７３】
第２の有機誘電体層は、部品を封入するために約２０〜３０μｍの所与の厚さまで銅金属（高出力用途）がフィルタの上部にめっきされた、第１の有機誘電体層よりも厚さが概ね大きい積層ＬＣＰまたは別の適切な誘導体であってよい。第３の有機誘電体層は、はんだ接地パッドを設けるために所与の厚さまで銅が開口部にめっきされた第１の有機誘電体層よりも厚さが概ね大きいか、または小さい積層ＬＣＰまたは別の適切な誘電体である。第３の基板の開口部はスクリーンはんだペーストで充填し、リフローしてバンプを形成する。
【００７４】
図９は図８の有機バンドパスフィルタ６００のモデル対ハードウェアの相関を示している。まとめると、このフィルタはメタライゼーションレベルが２つだけでかつ有機基板内埋込み受動部品であるＣＰＷ形状を利用しており、その結果、非標準的な多層（＞５）セラミック処理よりも良い性能が得られた。ＬＣＰなどの損失の低い材料の採用がより一般的になるにつれ、この設計はブルートゥース／ＷＬＡＮなどの用途のための非常に損失の低いフィルタを小型の基板およびパッケージに組み込むことの実現可能性を示す。
【００７５】
フィルタ６００の測定データおよびシミュレーションデータを図９に示す。この図からわかるように、測定データとシミュレーションデータとの間には優れた相関がある。フィルタ６００の挿入損は僅か２．２２ｄＢである。
【００７６】
ＬＣＰを用いたコンデンサのＱは３００もの高さになる場合があるが、インダクタのＱは約１３０という所要のレベルに保たれたことは重要ではない。挿入損は同様の接地面積のＭＬＣフィルタよりも０．６ｄＢ低かった。フィルタ回路の再シミュレーションを示しているが、インダクタのＱが２００の場合、シミュレーションすると挿入損は１．６５ｄＢであることを示している。別法として、ブルートゥース／ＷＬＡＮフィルタの望まれる周波数および帯域幅において損失が１．６５ｄＢのフィルタは、より大型でコストの高いセラミック空洞および一体型フィルタを用いる場合に限り達成することが可能である。
【００７７】
（実施例ＩＩＩ）
本発明の一実施形態の別の有機バンドパスフィルタ７００を図１０に示している。バンドパスフィルタ７００は、相互に直接磁気結合された、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ ＣｏｍｐａｎｙのエポキシベースのＶｉａｌｕｘなどの第１の有機誘電体基板上に相互に近接して形成された短絡ハイブリッドＣＰＷ−マイクロストリップメアンダインダクタを含む。さらに、この第３のバンドパスフィルタは、中間共振器結合コンデンサの各板が別個の共振器に接続されるように同じ有機誘電体シートを挟む接続されていない２枚の金属板を用いて形成された接地リングを備えた、コンデンサ電極７２４を結合する中間共振器平行板を含む。
【００７８】
伝送ラインインダクタ７１２、７１４は所望の長さで必要とされる容量を提供しない。この誘電体はコンデンサ用途では損失が大きいので、１つのコンデンサの一端子が一共振器に接続され、かつ他方端子が組込み遮蔽電極７３０に短絡されたチップコンデンサまたはセラミックコンデンサなどの別個の離れたコンデンサ７０２と交換される。同じことを、一端子が接地された、すなわちＣＰＷ接地電極７３０に接続され、かつ他方端子が共振器セクションに接続された他方のコンデンサ７２４についても行うことができる。さらに、インピーダンスを整合させるために、平行板／中間デジタルコンデンサ７２６、７２８が素子の入力および出力端子において第１および最後の共振器要素のいずれかで利用される。より高い密度を望む場合、第１の誘電体層などの多数の薄層を用いて多数（＞２）の板コンデンサを形成することができる。
【００７９】
有機バンドパスフィルタ７００は、第１の有機誘電体層の一方の側（別個のコンデンサの反対側）に積層された別のモノクラッド有機誘電体層をさらに含んでもよい。さらに、バンドパスフィルタ７００は、埋込み遮蔽電極７３０およびモノクラッド誘電体の金属シートに接続された第１および第２の有機誘電体層を貫通する多数のめっき貫通孔をさらに含んでもよい。これはコストを抑えるために好ましいか、または好ましくない場合もあるが、このようなビアを加えることによってＣＰＷ／マイクロストリップのハイブリッド素子が実現される。基準が同じ第１の誘電体層上にあるＣＰＷ形状は内部に遮蔽を提供し、共振器／インダクタおよびコンデンサへの接地接続についても提供する。しかし、より雑音のある環境では、外部貫通孔をさらなる遮蔽のために追加することもできる。
【００８０】
有機バンドパスフィルタ７００は、別個のコンデンサ７０２と同じ側に、湿気の取り込みおよび腐蝕から回路を保護し、かつ素子を密封する第３の有機誘電体層をさらに含んでもよい。この材料は基板上の他の回路を保護するために基板製造業者によって使用されるであろう、はんだマスク材料と同じであってよい。さらに、バンドパスフィルタ７００は上面に素子を封入し、かつＥＭＩ干渉および放射の影響がフィルタの性能に影響を及ぼすのを防ぐ金属製の蓋またはキャップ／電磁遮蔽部をさらに含んでもよい。
【００８１】
図１１は図１０の有機バンドパスフィルタ７００のモデル対ハードウェアの相関を示している。特に図１３は、２つの別個のコンデンサを除くすべての部品が埋め込まれたフィルタのモデル対ハードウェアの相関を示している。図１１から分かるように、測定結果と予測結果との間には非常に良好な一致が見られる。測定したフィルタの中心周波数は、１．９ＧＨｚ、６０ＭＨｚの１ｄＢのパスバンド、および１２０ＭＨｚの３ｄＢの帯域幅である。要求通り、１．５ＧＨｚにおける減衰は〜４０ｄＢである。挿入損は１．９ＧＨｚで約３．８ｄＢであり、そのような用途の３ｄＢの仕様よりも大きい。これは３ｄＢというより小さい損失を達成するのに必要な６０のＱではなく、ＶｉａｌｕｘにおいてＱが４０の中心コンデンサおよびマッチングコンデンサを使用していることによる。この挿入損は有機誘電体層用のＲｏｇｅｒｓ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＡ−ＰＰＥ（商標）またはＬＣＰ（商標）誘電体材料を用いることによって低減することができる。このようなフィルタは、セルラー式電話では中間ＲＦフィルタとして、または携帯電話ではフロントエンドＲＦフィルタとして応用可能であろう。
【００８２】
図１１に示したように、測定結果と予測結果とではＳ２１について２．５ＧＨｚを超える差がある。この差は２つ別個のコンデンサ間の結合に起因するものである。個々の部品について、インダクタ間の間隔を最適化するためにシミュレーションを行った。別個のコンデンサは、間に結合の無い個々の部品として測定した。コンデンサ間の間隔を狭くすると、２．５ＧＨｚを超える周波数で出現する望ましくない結合の作用が生じるかもしれない。２つの別個のコンデンサ間に相互結合項（mutual coupling term）を含むと、この結果は測定値とより良い一致を示す。
【００８３】
まとめると、有機バンドパスフィルタ７００は、非標準的な多層（＞５）セラミック処理の性能を達成する、メタライゼーションレベルが２つのみで、かつ別個のコンデンサに沿ってエポキシベースの基板を有するＣＰＷ形状を利用する。さらに、いくつかの理由により、ＭＬＣフィルタはセラミックパッケージの同じ層内で他の部品と一体化することができない。いくつかの理由として、第１には、他の誘電体とは適合しないフィルタ固有の誘電体の使用、第２に、セラミック処理には標準的な５μｍのラインが使用されるために存在する減衰を低減させるのに必要な１００μｍの厚さのアルミなどのある属性の特異性が挙げられる。このセクションで考察した設計は、多層積層基板に関連する標準的な設計規則を用いて設計することができ、別個の表面実装素子を必要とせずに基板上に直接実装することができる。さらに、モデル対ハードウェアの相関は使用される設計技術の妥当性を示している。
【００８４】
上述の説明および関連する添付図面に示した教示の利点を有するこのような発明に関連する当業者であれば、本願明細書に記載した多数の変形例および他の実施形態が想起されよう。したがって、本発明は開示した特定の実施形態に限定されるものでなく、変形および他の実施形態は添付の特許請求の範囲に包まれることを意図していることを理解されたい。本願明細書では特定の用語を使用しているが、単に一般的かつ説明のために使用したものであり、限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１Ａ】図２、３、および４に示した誘電体フィルタの動作を説明する第１の等価回路である。
【図１Ｂ】伝送ラインまたは共振器要素を用いた図１Ａの誘電体フィルタの動作を説明する第２の等価回路である。
【図２Ａ】本発明による一実施形態の第１の有機誘電体フィルタを示す図である。
【図２Ｂ】本発明による一実施形態の第１の有機誘電体フィルタを示す図である。
【図２Ｃ】本発明による一実施形態の第１の有機誘電体フィルタを示す図である。
【図３Ａ】本発明による一実施形態の第２の有機誘電体フィルタを示す図である。
【図３Ｂ】本発明による一実施形態の第２の有機誘電体フィルタを示す図である。
【図３Ｃ】本発明による一実施形態の第２の有機誘電体フィルタを示す図である。
【図４Ａ】本発明による一実施形態の第３の有機誘電体フィルタを示す図である。
【図４Ｂ】本発明による一実施形態の第３の有機誘電体フィルタを示す図である。
【図５】本発明による一実施形態の有機バンドパスフィルタの上面を示すＸ線写真である。
【図６】図５に示した有機バンドパスフィルタの側面斜視のＸ線写真である。
【図７】図５に示した有機バンドパスフィルタのモデル対ハードウェアの相関を示すグラフである。
【図８】本発明による一実施形態のＢＧＡ型の有機フィルタの上面を示す写真である。
【図９】図８に示したＢＧＡ型の有機フィルタの測定データおよびモデルデータを示すグラフである。
【図１０】本発明による一実施形態のＳＭＤコンデンサを含む有機誘電体フィルタの上面を示す写真である。
【図１１】図１０に示した有機誘電体フィルタのモデル対ハードウェアの相関を示すグラフである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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