인덕터-캐패시터 공진기들을 이용하는 박막 대역통과 필터 document_id A220623108100

최근에, 이동 전화들 및 무선 LAN(Local Area Network) 라우터들과 같은 이동 통신 단말기들의 소형화의 눈에 띄는 진보는 본원에 포함된 다양한 컴포넌트들의 소형화로 인해 달성되었다. 통신 단말기에 포함된 가장 중요한 컴포넌트들 중 하나는 필터이다. 특히, 대역통과 필터들은 소정의 통과대역 밖의 주파수들을 이용하여 신호들을 블로킹하거나 필터링하기 위한 통신 어플리케이션들에 종종 이용된다. 예를 들어, 블루투스 및 무선 LAN(Wireless LAN, WLAN)은 데이터 통신을 위해 2.4GHz 대역을 이용한다. 다른 통신 시스템들에 이용되는 근접 주파수 대역들은 GSM-900(880-960MHz), GSM-1800(1710-1990MHz, 홍콩과 영국에서 PCS로도 불림) 및 WCDMA(2110-2170MHz)를 포함한다. 2.4GHz 대역의 필터들은 바람직하게 이러한 근접 대역들을 배제(reject)하여 주파수 간섭이 최소화될 수 있다. 이러한 근접 대역들은 모두 저주파수이고 2.4GHz 주파수에 가깝기 때문에, 그 결과, 2.4GHz 필터는 바람직하게 저역 통과 엣지(low pass-band edge)에서 높은 가장자리 선택성(higher skirt selectivity)을 갖는다. 일반적으로, 대역통과 필터들은 바람직하게, 통과대역 엣지들(즉, 필터에 의해 크게 감쇠되지(attenuated) 않은 범위의 상부 및 하부 주파수들)에서 낮은 삽입 손실(insertion loss) 및 가파른 롤-오프 감쇠(steep roll-off attenuation)를 나타낸다. 대역 외 배제(out-band rejection) 또는 감쇠는 대역통과 필터에 있어 중요한 파라미터이다. 그것은 대역 내(in-band) 및 대역 외 신호들을 구별하는 필터의 성능을 측정한다. 더 큰 대역 외 배제 및 더 넓은 배제된 대역폭을 갖는 필터는 보통은 더 좋은 필터이다. 또한, 통과-대역과 대역 외 사이의 가파른 롤-오프 주파수 엣지를 갖는 필터가 더 좋은 필터이다. 고속 롤-오프를 달성하기 위해, 높은 공진기 Q(higher resonator Q) 및 많은 공진 회로들(즉, 많은 필터 섹션들)이 요구된다. 이는, 대역 외들에서 많은 전송 영점(transmission zeros)을 생성하고, 고차(higher order)의 대역 외 감쇠를 이끈다. 공교롭게도, 많은 섹션들 및 공진 회로들을 이용하는 것은 통과-대역에서의 필터의 삽입 손실 및 필터 치수(dimension)들을 증가시킨다. 이는 현대의 무선 통신 시스템에서의 소형화 요구에 유용하지 않다. 예를 들어, 일반적으로, 가파른 롤-오프 감쇠를 달성하기 위해, 낮은-손실의 고품질 요소(factor) 마이크로파 공진기 회로들이 이용된다. 마이크로파 공진기 회로들은 마이크로파 주파수의 낮은 손실을 실현하기 위해, 통상 1/4 파장 또는 반파장 전송 라인 구조들을 이용한다. 낮은 GHz 무선 어플리케이션들에 대해, 1/4 파장 또는 반파장 구조들은 전송 라인 구조들에 적응시키기 위해 대형 컴포넌트 크기를 요구한다. 1mm 길이, 0.5mm 폭, 0.3mm 두께의 회로 크기를 요구하는 것들과 같은 더 작은 전자 디바이스들에서 그러한 대형 컴포넌트들을 이용하는 것은 통상 만족스럽지 않다. 003c# 본 발명의 요약 003e# 앞선 관점에서, 본 발명은 인덕터-캐패시터(LC) 공진기들이 필터의 하나의 영역에서 구성되고, 결합 네트워크(coupling network)는 필터의 다른 영역에서 구성되는 대역 통과 필터를 제공한다. 이러한 방법에서, 고품질의 대역통과 필터는 겨우 2개의 박막 금속층들 및 작은 크기로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 대역통과 필터는 하나 이상의 금속층들을 포함하고, 각각의 금속층은 제1 영역 및 제2 영역을 갖는다. 필터는 2개 이상의 LC 공진기들 및 2개 이상의 LC 공진기들을 병렬로 접속하기 위한 하나 이상의 결합 네트워크들도 포함한다. 2개 이상의 LC 공진기들은 하나 이상의 금속층들의 제1 영역 내에 포함되고, 하나 이상의 결합 네트워크들은 하나 이상의 금속층들의 제2 영역에 포함된다. 이러한 필터 구조는, 2개보다 많은 금속층들이 이용될 수 있지만, 2개의 박막 금속층만이 이용되는 방식으로 배열될 수 있다. 그와 같이, 이러한 필터는 작은 크기로 구성될 수 있다. 부가적으로, 결합 네트워크로부터 떨어진 필터의 영역에 공진기들을 위치시킴으로써, 금속과 금속의 교차(crossover)를 막는(counteracting) 부가적인 금속층들이 요구되지 않는다. 즉, 결합 네트워크는 (모든 금속층들에서의) 공진기들과 다른 영역에 있기 때문에, 공진기들과 결합 네트워크 사이의 금속 중첩(overlap)은 조금도 존재하지 않는다. 그와 같이, 금속 중첩에 대한 보상(compensate)을 위해 부가적인 금속층을 구성하도록 하는 필요성이 매우 낮다. 그러한 중첩은 일반적으로 공진기 인덕터의 품질 요소(Q)를 일반적으로 악화시킨다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, LC 공진기에 이용된 캐패시터는 LC 공진기의 인덕터의 본래의 감김(회전) 방향으로 위치된다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 대역통과 필터는 3개의 LC 공진기들을 포함한다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, LC 공진기들 각각에서의 인덕터들은 동일한 감김(회전) 방향으로 위치된다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 더 얇은(thinner) 필터 두께는 기판의 한 측 상에 박막 프로세스를 이용함으로써 달성될 수 있다. 부가적으로, 기판은 대부분 절연 캐리어(carrier)로서 작용하기 때문에, 일반적으로 더 얇을 수 있다. 본원에서의 본 발명에 대한 설명들은 예시적이고 설명적일 뿐, 청구된 본 발명을 제한하는 것이 아니라는 것이 이해될 것이다.