專利名稱：共振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于傳輸或發(fā)射諸如微波段和毫波段等頻段內(nèi)的射頻信號(hào)的射頻電路，尤其涉及一種用于在這些波段中以規(guī)定設(shè)計(jì)頻率(共振頻率)產(chǎn)生共振現(xiàn)象的共振器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了尺寸更小、功能性更高的無(wú)線電通信設(shè)備，其使得以蜂窩電話等為代表的無(wú)線電通信設(shè)備迅猛發(fā)展。預(yù)計(jì)在將來(lái)對(duì)于進(jìn)一步縮小無(wú)線電設(shè)備或用于無(wú)線電設(shè)備中的每一個(gè)器件的尺寸、同時(shí)不使其功能性或低成本性受到損失的需求會(huì)持續(xù)不斷。
用于安裝在無(wú)線電設(shè)備上的射頻電路中的共振電路元件(共振器)之一包括使用槽電路(slot circuit)的射頻電路元件，該電路的一部分與接地導(dǎo)體配線層斷開(kāi)。例如，長(zhǎng)方形槽電路可在等于槽兩端之間的距離的半波頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。另外，如果槽部設(shè)置成螺旋形的樣式，那么共振現(xiàn)象能在更低頻段內(nèi)產(chǎn)生，即，對(duì)抗更長(zhǎng)的電磁波，而不會(huì)增加空間占有率。例如，如圖14A的橫截面圖和圖14B的頂視圖所示，共振器500具有形成在邊長(zhǎng)為2000微米的方形區(qū)域中的槽電路505，并且所述槽電路505處于形成在介電常數(shù)為10且厚度為600微米的介電襯底501的表面上的接地導(dǎo)體層503中，槽電路505形成螺旋形，回轉(zhuǎn)數(shù)為1.5次，且共振器500的共振頻率為6.69GHz。
此外，在非專利文獻(xiàn)1所示的例子中，回轉(zhuǎn)數(shù)為2至4.5次的兩個(gè)螺旋形槽電路以軸對(duì)稱方式設(shè)置在相同的平面上，并進(jìn)一步串聯(lián)起來(lái)以構(gòu)成槽共振器，其中所述槽共振器在各螺旋形槽電路的半頻處共振并被應(yīng)用到濾波器電路上。在該例中，兩個(gè)螺旋形槽電路串聯(lián)起來(lái)，且它們的中心部分與輸入電路耦合以便建立堅(jiān)固的耦合。
“小型化的槽線和折疊槽帶通濾波器”，國(guó)際微波專題論文集摘要P1595-P1598，MTT-S，2003，IEEE發(fā)明內(nèi)容不過(guò)，由于需要進(jìn)一步縮小這種共振器，因此在大小等于電磁波波長(zhǎng)的1/2的波長(zhǎng)處發(fā)生共振的槽電路存在空間占有率在微波段增大的問(wèn)題。
如非專利文獻(xiàn)1所示，盡管兩個(gè)槽電路的串聯(lián)使得共振波長(zhǎng)加倍，且這樣共振頻率能夠減至1/2，但將各個(gè)槽電路設(shè)置在相同的平面上使得電路空間占有率加倍，這從追求減小尺寸的觀點(diǎn)來(lái)看是不理想的。
此外，由于縮短電路襯底中的有效波長(zhǎng)對(duì)減小共振頻率也是有效的，因此有可能使用高介電常數(shù)材料，而與此同時(shí)，需要不同于由樹(shù)脂材料制成的襯底或一般的半導(dǎo)體襯底的特殊加工工藝，從而導(dǎo)致加工成本增加。
本發(fā)明的一個(gè)目的是為了解決這些問(wèn)題而提供一種共振器，其能夠在比傳統(tǒng)的半波共振器的頻段低的頻段內(nèi)產(chǎn)生共振現(xiàn)象并且能夠縮小尺寸、減小面積以及節(jié)省體積。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明的構(gòu)造如下所示。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于在共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象的共振器，包括介電襯底；具有第一槽的第一接地導(dǎo)體層，該第一槽形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，該第一接地導(dǎo)體層設(shè)置在介電襯底的前表面上；以及具有第二槽的第二接地導(dǎo)體層，該第二槽形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，該第二接地導(dǎo)體層設(shè)置在介電襯底的后表面上，其中從頂面看第一槽和第二槽相互重疊。
詞組“從頂面看”在這里是指第一槽和第二槽是透明的，且從介電襯底的前表面一側(cè)來(lái)觀察第一槽和第二槽。換句話說(shuō)，它意味著包括第一槽的平面(前表面)和包括第二槽的平面(后表面)實(shí)質(zhì)上在水平方向上移動(dòng)、從而垂直于介電襯底的前表面(介電襯底的厚度方向)，并且看上去處于在相同的平面上互相重疊的狀態(tài)。在以下的描述中術(shù)語(yǔ)“從頂面看”表示相同的含義。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種如第一方面所述的共振器，其中第一槽的卷繞方向與第二槽的卷繞方向彼此相反。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種如第一方面所述的共振器，其中第一槽和第二槽這樣設(shè)置使得從頂面看，各螺旋中心相互對(duì)準(zhǔn)，且各外邊緣幾乎相互對(duì)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種如第三方面所述的共振器，其中第一槽和第二槽這樣設(shè)置使得第一槽的外終止部與第二槽的外終止部設(shè)置在從頂面看關(guān)于第一槽的螺旋中心對(duì)稱的位置處。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種如第一方面所述的共振器，其在比第一槽的共振頻率和第二槽的共振頻率低的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種如第一方面所述的共振器，還包括連通導(dǎo)體，該連通導(dǎo)體設(shè)置成貫通介電襯底以便連接第一接地導(dǎo)體層中的第一槽的外邊緣外側(cè)的接地導(dǎo)體區(qū)和第二接地導(dǎo)體層中的第二槽外部的接地導(dǎo)體區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種在共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象的共振器，包括介電襯底；具有槽的第一接地導(dǎo)體層，該槽形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，該第一接地導(dǎo)體層設(shè)置在介電襯底的前表面上；以及螺旋導(dǎo)體配線，該螺旋導(dǎo)體配線設(shè)置在介電襯底的后表面上并形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，其中從頂面看槽和螺旋導(dǎo)體配線互重疊。
因此，共振器能夠在比槽的共振頻率和螺旋導(dǎo)電配線的共振頻率低的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種如第七方面所述的共振器，其中槽的卷繞方向和螺旋導(dǎo)體配線的卷繞方向彼此相反。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種如第七方面所述的共振器，其中槽和螺旋導(dǎo)體配線這樣設(shè)置使得從頂面看，各螺旋中心相互對(duì)準(zhǔn)，且各外邊緣幾乎相互對(duì)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供一種如第九方面所述的共振器，其中槽的外終止部和螺旋導(dǎo)體配線的外終止部設(shè)置在從頂面看關(guān)于槽的螺旋中心對(duì)稱的位置處。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供一種用于在共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象的共振器，包括介電襯底；具有槽的接地導(dǎo)體層，該槽形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，該接地導(dǎo)體層設(shè)置在介電襯底的前表面上；螺旋導(dǎo)體配線，該螺旋導(dǎo)體配線設(shè)置在介電襯底的后表面上，并形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形；以及連通導(dǎo)體，其設(shè)置成貫通介電襯底以便連接螺旋導(dǎo)體配線的內(nèi)終止部或其附近部分和接地導(dǎo)體層中的槽內(nèi)部的接地導(dǎo)體區(qū)，其中從頂面看槽和螺旋導(dǎo)體配線相互重疊。
因此，共振器能在比槽的共振頻率和螺旋導(dǎo)電配線的共振頻率低的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。特別地，一般僅用作半波型共振器的槽共振器能作為共振波長(zhǎng)更短的四分之一波型共振器的一部分，這使得有可能提供一種槽共振器，所述槽共振器能在顯著低于傳統(tǒng)共振頻率的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，提供一種如第十一方面所述的共振器，其中連通導(dǎo)體連接到接地導(dǎo)體層中的槽的螺旋中心附近的接地導(dǎo)體區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，提供一種如第十一方面所述的共振器，其中槽的卷繞方向和螺旋導(dǎo)體配線的卷繞方向彼此相反。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，提供一種如第十一方面所述的共振器，其中槽和螺旋導(dǎo)體配線這樣設(shè)置使得從頂面看，各螺旋中心相互對(duì)準(zhǔn)，且各外邊緣幾乎相互對(duì)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，提供一種如第十四方面所述的共振器，其中槽的外終止部和螺旋導(dǎo)體配線的外終止部設(shè)置在從頂面看關(guān)于槽的螺旋中心對(duì)稱的位置處。
根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，提供一種用于在共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象的共振器，包括介電襯底；具有槽的第一接地導(dǎo)體層，該槽形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，該第一接地導(dǎo)體層設(shè)置在介電襯底的前表面上；設(shè)置在介電襯底的后表面上的第二接地導(dǎo)體層；螺旋導(dǎo)體配線，其形成在介電襯底的前表面和后表面之間，并形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形；以及連通導(dǎo)體，其設(shè)置在螺旋導(dǎo)體配線與第二接地導(dǎo)體層之間從而貫通介電襯底，以便連接螺旋導(dǎo)體配線的內(nèi)終止部或其附近部分和第二接地導(dǎo)體層，其中從頂面看槽和螺旋導(dǎo)體配線相互重疊。
因此，共振器能夠在比槽的共振頻率以及螺旋導(dǎo)體配線的共振頻率低的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。特別地，通常僅用作半波型共振器的槽共振器能用作共振波長(zhǎng)更短的四分之一波型共振器，這使得有可能提供一種能在顯著低于傳統(tǒng)共振頻率的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象的槽共振器。
根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，提供一種如第十六方面所述的共振器，其中槽的卷繞方向和螺旋導(dǎo)體配線的卷繞方向彼此相反。
根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，提供一種如第十六方面所述的共振器，其中槽和螺旋導(dǎo)體配線這樣設(shè)置使得從頂面看，各螺旋中心相互對(duì)準(zhǔn)，且各外邊緣幾乎相互對(duì)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，提供一種如第十八方面所述的共振器，其中槽的外終止部和螺旋導(dǎo)體配線的外終止部設(shè)置在從頂面看關(guān)于槽的螺旋中心點(diǎn)對(duì)稱的位置處。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，具有形成螺旋形的第一槽的第一接地導(dǎo)體層和具有也形成螺旋形的第二槽的第二接地導(dǎo)體層設(shè)置在介電襯底的前表面和后表面上，且第一槽和第二槽設(shè)置成從頂面看是重疊的(即，設(shè)置成在介電襯底的厚度方向上有重疊部分，而各形成位置不同)，從而在射頻位移電流在各槽中按相同的方向流動(dòng)的條件下，能在各槽的重疊部分中感應(yīng)所謂偶模式(even mode)，于是使得表觀介電常數(shù)(apparent dielectricconstant)增大。因此，能夠使具有各槽處于疊層狀態(tài)的布置結(jié)構(gòu)的共振器結(jié)構(gòu)中的共振頻率減小到低于其中每一個(gè)槽獨(dú)立存在的共振器結(jié)構(gòu)中的共振頻率。更特別地，可提供一種能在比第一槽的共振頻率以及第二槽的共振頻率低的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象的共振器。
另外，隨著各槽的重疊部分的增大，這種共振頻率的減小效果也會(huì)增大。這樣，能獲得共振頻率的減小效果，這使得有可能以一個(gè)傳統(tǒng)共振器的空間占有率獲得半波共振模式的共振現(xiàn)象，該半波共振模式的共振器長(zhǎng)度長(zhǎng)于具有例如在同一平面上相鄰設(shè)置的各槽串聯(lián)而成的結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)共振器結(jié)構(gòu)的共振器長(zhǎng)度，從而使得共振器的尺寸顯著減小、面積減小，并節(jié)省空間。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，共振頻率的這種減小效果可通過(guò)這樣設(shè)置槽以使第一槽的卷繞方向和第二槽的卷繞方向彼此相反而被提高。
此外，共振頻率的減小效果可通過(guò)這樣設(shè)置槽以使各槽的螺旋中心和外邊緣在疊層方向上相互對(duì)準(zhǔn)而進(jìn)一步被提高。
另外，通過(guò)這樣設(shè)置各槽以使第一槽的外終止部和第二槽的外終止部設(shè)置在關(guān)于槽的螺旋中心點(diǎn)對(duì)稱的位置處，能增大共振器長(zhǎng)度，并能進(jìn)一步提高共振頻率的減小效果。
此外，通過(guò)進(jìn)一步提供貫穿介電襯底而設(shè)置、以便連接第一槽外邊緣外側(cè)的接地導(dǎo)體區(qū)和第二槽外部的接地導(dǎo)體區(qū)的連通導(dǎo)體，可加強(qiáng)各接地導(dǎo)體層的射頻接地狀態(tài)。從而，即使當(dāng)共振器連接到外部電路時(shí)連接狀態(tài)(安裝狀態(tài))中的差異導(dǎo)致第一接地導(dǎo)體層和第二接地導(dǎo)體層之間的接地狀態(tài)有差異，接地狀態(tài)的強(qiáng)化也使得接地導(dǎo)體層的電勢(shì)完全相同，從而能夠使共振器的特性穩(wěn)定。
此外，在具有各槽處于疊層狀態(tài)的布置結(jié)構(gòu)的共振器中獲得的、根據(jù)第一方面的共振器尺寸顯著縮小、面積縮減以及節(jié)省體積的效果也可以在具有螺旋形槽和螺旋形螺旋導(dǎo)體配線處于疊層狀態(tài)的布置結(jié)構(gòu)的共振器中獲得。
此外，通過(guò)進(jìn)一步提供貫穿介電襯底設(shè)置以便連接螺旋導(dǎo)體配線的內(nèi)終止部或其附近部分和接地導(dǎo)體層中的槽外邊緣內(nèi)部區(qū)域的連通導(dǎo)體，最初為半波共振器的槽電路可用作四分之一波型共振器，以獲得進(jìn)一步的共振器尺寸縮小，同時(shí)槽與螺旋導(dǎo)體配線之間的交叉耦合電容使得處于共振模式的射頻電流中的表觀介電常數(shù)增大，從而允許進(jìn)一步減小共振頻率。


通過(guò)參考附圖結(jié)合其優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明的這些和其他方面及特征將變得清晰，其中圖1A是表示本發(fā)明第一實(shí)施例中的共振器的橫截面圖；圖1B是表示包括在圖1A所示的共振器中的第二接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖1C是表示包括在圖1A所示的共振器中的第一接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖2A是表示形成在各接地導(dǎo)體層中的螺旋形槽的布置示例以及表示第二槽的布置的視圖；圖2B是表示第一槽的布置的視圖；圖3A是表示形成在各接地導(dǎo)體層中的螺旋形槽的另一布置示例以及表示第二槽的布置的視圖；圖3B是表示第一槽的布置的視圖；圖4A是表示第一實(shí)施例的改進(jìn)例子中的共振器的橫截面圖；
圖4B是表示包括在圖4A所示的共振器中的第二接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖4C是表示包括在圖4A所示的共振器中的第一接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖5A是表示本發(fā)明第二實(shí)施例中的共振器的橫截面圖；圖5B是表示包括在圖5A所示的共振器中的接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖5C是表示包括在圖5A所示的共振器中的接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖6A是表示本發(fā)明第三實(shí)施例中的共振器的橫截面圖；圖6B是表示包括在圖6A所示的共振器中的接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖6C是表示包括在圖6A所示的共振器中的導(dǎo)體配線層的頂視圖；圖7A是表示第三實(shí)施例的工作例3至5中的共振器的橫截面圖；圖7B是表示包括在圖7A所示的共振器中的第二接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖7C是表示包括在圖7A所示的共振器中的導(dǎo)體配線層的頂視圖；圖7D是表示包括在圖7A所示的共振器中的第一接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖8A是表示第三實(shí)施例的工作例3至6中的共振器的橫截面圖，用于表示其中第一導(dǎo)體配線層和第二導(dǎo)體配線層沒(méi)有相互連接的結(jié)構(gòu)；圖8B是表示包括在圖8A所示的共振器中的第二導(dǎo)體配線層的頂視圖；圖8C是表示包括在圖8A所示的共振器中的第一導(dǎo)體配線層的頂視圖；圖8D是表示包括在圖8A所示的共振器中的接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖9A是表示第三實(shí)施例的工作例3至7中的共振器的橫截面圖，用于表示其中第一導(dǎo)體配線層和第二導(dǎo)體配線層互相連接的結(jié)構(gòu)；圖9B是表示包括在圖9A所示的共振器中的第二導(dǎo)體配線層的頂視圖；
圖9C是表示包括在圖9A所示的共振器中的第一導(dǎo)體配線層的頂視圖；圖9D是表示包括在圖9A所示的共振器中的接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖10A是表示本發(fā)明第四實(shí)施例中的共振器的橫截面圖；圖10B是表示包括在圖10A所示的共振器中的第一接地導(dǎo)體層的頂視圖；圖10C是表示包括在圖10A所示的共振器中的導(dǎo)體配線層的頂視圖；圖11A是表示在本發(fā)明各實(shí)施例中的共振器與外部電路之間的連接結(jié)構(gòu)的橫截面圖；圖11B是表示連接到外部電路的信號(hào)導(dǎo)體配線層的平面圖；圖11C是表示包括在圖11A所示的共振器中的第一接地導(dǎo)體層的內(nèi)表面的視圖；圖12A是表示共振器與外部電路之間的另一連接結(jié)構(gòu)的橫截面圖；圖12B是表示包括在圖12A所示的共振器中的導(dǎo)體配線層的內(nèi)表面的視圖；圖13是表示共振器組與外部電路之間的連接結(jié)構(gòu)的透明透視圖；圖14A是表示傳統(tǒng)共振器的橫截面圖；以及圖14B是表示包括在圖14A所示的共振器中的接地導(dǎo)體層的頂視圖。
具體實(shí)施例方式
在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明之前，需指出在整個(gè)附圖相同的部分由相同的附圖標(biāo)記表示。
以下，參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)圖1A是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的使用射頻電路的共振器10的橫截面圖。
在圖1中，共振器10具有多層介電襯底1，具有疊層結(jié)構(gòu)的該襯底包括第一介電襯底6和第二介電襯底7。此外，各介電襯底6和7層疊起來(lái)，以使第一介電襯底6的前表面6a(圖中的頂面)和第二介電襯底7的后表面7b(圖中的底面)相互結(jié)合，并在該結(jié)合部分中形成了第一接地導(dǎo)體層2。此外，第二接地導(dǎo)體層3形成在第二介電襯底的前表面7a(圖中的頂面)上，即，多層介電襯底1的前表面。需指出，第一介電襯底6的前表面6a和第二介電襯底7的前表面7a彼此平行地形成，而第一接地導(dǎo)體層2和第二接地導(dǎo)體層3相互平行設(shè)置。
這里，包括在圖1A所示的共振器10中的第二接地導(dǎo)體層3的頂視圖表示在圖1B中，而第一接地導(dǎo)體層2的頂視圖表示在圖1C中。如圖1C所示，第一槽4形成在第一接地導(dǎo)體層2中，按螺旋形狀除去該槽的導(dǎo)體部分以便在厚度方向上穿過(guò)它的導(dǎo)體層。同樣如圖1B所示，第二槽5形成在第二接地導(dǎo)體層3中，按螺旋形狀除去該槽的導(dǎo)體部分以便在厚度方向上穿過(guò)它的導(dǎo)體層。第一槽4和第二槽5的每一個(gè)都形成例如方形，其外邊緣的大小相等，且每一個(gè)都形成例如螺旋形以具有同樣的槽寬、同樣的相鄰槽之間的間隔螺距以及同樣的螺旋回轉(zhuǎn)數(shù)。
此外，在圖1A中，在采用不包括第二接地導(dǎo)體層3而只包括第一槽4的共振器結(jié)構(gòu)的情況下獲得的共振頻率假定為f1，而在采用不包括第一接地導(dǎo)體層2而只包括第二槽5的共振器結(jié)構(gòu)的情況下獲得的共振頻率假定為f2。在各槽4和5獨(dú)立存在的情況下獲得的共振頻率f1和f2之間的關(guān)系為f1＜f2，這是由于槽4和5周?chē)慕殡姵?shù)分布差異導(dǎo)致的。
此外，如圖1A、圖1B和圖1C所示，第一槽4和第二槽5這樣設(shè)置使得從各介電襯底6和7的疊層方向上看，第一槽4的螺旋中心O1和第二槽5的螺旋中心O2相互對(duì)準(zhǔn)。另外，槽4和5這樣設(shè)置使得第一槽4和第二槽5的各個(gè)方形的外邊緣(各接地導(dǎo)體層中的槽形成區(qū)的外邊緣)幾乎相互對(duì)準(zhǔn)。
通過(guò)在共振器10中按這種方式設(shè)置第一槽4和第一介電襯底6，第一槽4和第二槽5在各介電襯底6和7的疊層方向(厚度方向或高度方向)上具有重疊部分，同時(shí)在疊層方向上的位置互不相同。更特別地，從頂面看(在從疊層方向看的情況下)，第一槽4和第二槽5有相互重疊的部分。在本說(shuō)明書(shū)中，這種重疊被定義為“交叉耦合(cross coupling)”，且由這種交叉耦合產(chǎn)生的電容被定義為“交叉耦合電容”。
此外，通過(guò)槽4和5兩者的更強(qiáng)的交叉耦合，能夠更多地減小共振器10中的共振頻率f0，從而，例如，具有兩個(gè)槽4和5沿疊層方向布置的布置結(jié)構(gòu)的共振器結(jié)構(gòu)中的共振頻率f0可小于僅具有一個(gè)槽4的共振器結(jié)構(gòu)中的共振頻率f1的值的1/2。更特別地，在具有兩個(gè)槽4和5沿疊層方向布置的布置結(jié)構(gòu)的共振器10的共振頻率f0、僅包括第一槽4的共振器結(jié)構(gòu)中的共振頻率f1以及僅包括第二槽5的共振器結(jié)構(gòu)中的共振頻率f2之中，滿足如方程(1)所示的關(guān)系。
方程(1)f0＜f1＜f2 (1)因此，在第一實(shí)施例的共振器10中，能夠以一個(gè)傳統(tǒng)共振器的空間占有率獲得共振器長(zhǎng)度比傳統(tǒng)共振器的共振器長(zhǎng)度更長(zhǎng)的半波共振模式的共振現(xiàn)象，其中傳統(tǒng)的共振器具有在同一平面上相鄰設(shè)置的各槽串聯(lián)而成的結(jié)構(gòu)。需指出的是，該共振頻率f0成為了共振器10中的設(shè)計(jì)頻率，且共振器10能夠在設(shè)計(jì)頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
通過(guò)采用建立起這種交叉耦合的布置結(jié)構(gòu)，在射頻位移電流在各槽4和5中沿相同方向流動(dòng)的條件下，在兩個(gè)槽4和5中建立起交叉耦合的每一部分中感應(yīng)了所謂偶模式，從而使得表觀介電常數(shù)增大。為了有效地增大表觀介電常數(shù)，優(yōu)選地，兩個(gè)槽4和5的最外面的部分尤其應(yīng)在更寬的面積上形成交叉耦合。因此，槽4和5形成為具有同樣的槽寬、槽間隔螺距以及回轉(zhuǎn)數(shù)，且槽4和5設(shè)置成各螺旋的中心和外邊緣相互對(duì)準(zhǔn)，通過(guò)這樣能夠在較寬的面積上形成交叉耦合，所以這種布置成為優(yōu)選的形式。
此外，第一實(shí)施例的共振器結(jié)構(gòu)中的共振頻率減小效果歸因于，隨著交叉耦合的建立，在頂槽和底槽4和5的各部分中產(chǎn)生沿相同方向流動(dòng)的射頻電流。更確切地說(shuō)，共振器的共振頻率取決于共振模式中射頻電流在其之間發(fā)生反射的各部分的有效長(zhǎng)度，即，取決于有效的共振器長(zhǎng)度。在第一實(shí)施例的共振器10中，共振模式中的射頻電流在頂槽和底槽4和5中感應(yīng)沿相同方向流動(dòng)的射頻電流，從而射頻電流能夠通過(guò)頂槽和底槽4和5之間的交叉耦合電容而移動(dòng)。頻率電流越高，交叉耦合電容能夠移動(dòng)的電流越多，而頻率電流越低，可移動(dòng)的電流量減少得越多。因此，為了在更低頻率處在共振器10中產(chǎn)生共振現(xiàn)象，有例如三種方法。
第一種方法是將第一槽和第二槽的有效共振器長(zhǎng)度設(shè)得足夠長(zhǎng)，以便能夠在充分低的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象，同時(shí)絕對(duì)沒(méi)有交叉耦合電容在中間起作用。這種方法是用來(lái)減小共振頻率的傳統(tǒng)技術(shù)，因而不包括在本發(fā)明的權(quán)利要求中。
其次，第二種方法是通過(guò)在共振模式中在頂槽和底曹4和5之間重復(fù)移動(dòng)的射頻電流，獲得較長(zhǎng)的有效共振器長(zhǎng)度。對(duì)于該方法，有效的是減小第一槽4和第二槽5的層疊間距。這種方法適用于第一實(shí)施例中的共振器10。
第三種方法是，在射頻電流在頂槽和底槽4和5之間移動(dòng)極少的次數(shù)，例如1或2次的情況下，在第一槽4和第二槽5之間，將有效共振器長(zhǎng)度設(shè)為最長(zhǎng)。對(duì)于該方法，必須優(yōu)化第一槽4和第二槽5的布置條件。下面將結(jié)合附圖明確說(shuō)明兩槽相關(guān)布置條件的這種優(yōu)化。
首先，與圖1B和1C不同，要描述的是這種情形即兩槽4和5的螺旋形卷繞方向相同，且兩槽4和5的螺旋回轉(zhuǎn)數(shù)相等。在這些條件下設(shè)置兩槽4和5的相對(duì)角度有多種組合，包括其中第二槽5以關(guān)于第一槽4相對(duì)旋轉(zhuǎn)180度的狀態(tài)設(shè)置，如圖2A和圖2B所示；還包括其中第二槽5設(shè)置成與第一槽4完全重疊，如圖3A和圖3B所示。在這兩種布圖中，與如圖3A和圖3B所示的第二槽5設(shè)置成與第一槽4完全重疊的情況下相比，在如圖2A和圖2B所示的第二槽5以關(guān)于第一槽4相對(duì)旋轉(zhuǎn)180度的狀態(tài)設(shè)置的情況下能獲得更低的共振頻率。
例如，在如圖3A和圖3B所示的布圖中，即使在第一槽4中流動(dòng)的射頻電流通過(guò)交叉耦合電容移到第二槽5并且沿相同的方向流動(dòng)，也不可能使有效共振器長(zhǎng)度遠(yuǎn)長(zhǎng)于第一槽4。這種情況下的共振頻率為fs0。在圖2A和2B所示的布圖中，當(dāng)在第一槽4中流動(dòng)的射頻電流通過(guò)交叉耦合電容移到第二槽5中且沿相同的方向流動(dòng)時(shí)，增大了有效共振長(zhǎng)度。如果這種情況下的共振頻率為fs180，那么各共振頻率之間的關(guān)系表示在方程(2)中。
(方程2)fs180＜fs0＜f1＜f2 (2)這種幾何條件表示在第一實(shí)施例的共振器中的第一槽4和第二槽5的螺旋卷繞方向設(shè)為同向的情況下，最低的共振頻率通過(guò)這樣設(shè)置而被給出其中第一槽4的外終止部4a和第二槽5的外終止部5a設(shè)置在幾乎關(guān)于第一槽4的螺旋中心點(diǎn)O1對(duì)稱的位置處。
另外，兩槽4和5的這種布圖組合類似于這樣的表達(dá)式，即，第一槽4和第二槽5在卷繞方向上彼此相反，如圖1B和1C所示；且在這些組合之中，各槽4和5以旋轉(zhuǎn)180度的狀態(tài)設(shè)置的情況是優(yōu)選的。更特別地，考慮到獲得更低的頻率，優(yōu)選的是，第一槽4的外終止部4a和第二槽5的外終止部5a設(shè)置在關(guān)于第一槽4的螺旋中心點(diǎn)O1幾乎對(duì)稱的位置處。
此外，如圖1B和1C所示，優(yōu)選的是，各槽4和5設(shè)置成第一槽4的卷繞方向和第二槽5的卷繞方向彼此相反。更特別地，在射頻位移電流在通過(guò)交叉耦合連接、以便使螺旋在相同方向上旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)槽4和5之間流動(dòng)的模式下，與各槽4和5的卷繞方向相同的情況相比，在它們的卷繞方向相反的情況下能最有效地增大共振器長(zhǎng)度，因此，能有效減小共振器10中的共振頻率f0。
下面詳細(xì)說(shuō)明理由。首先，在第一槽4和第二槽5的螺旋卷繞方向相同、類似于具有如圖2A和圖2B所示布圖的共振器的情況下，共振模式中在第一槽4中流動(dòng)的射頻電流通過(guò)交叉耦合電容移到第二槽5、同時(shí)保持相同的流向，并接收第二槽5的終止部分中的反射。例如，假定第二槽的外終止部205a是共振器的一個(gè)終點(diǎn)，第一槽4的內(nèi)終止部204B是共振器的另一終點(diǎn)，且兩個(gè)終點(diǎn)之間的有效距離成為共振器的有效共振器長(zhǎng)度。
即使在設(shè)定第一槽4和第二槽5的螺旋卷繞方向彼此相反、類似于具有如圖1B和圖1C所示布圖的第一實(shí)施例中的共振器10的情況下，關(guān)于共振模式中在第一槽4中流動(dòng)的射頻電流通過(guò)交叉耦合電容移到第二槽5、同時(shí)保持相同的流向，并接收第二槽5的終止部分中的反射這一點(diǎn)沒(méi)有改變。不過(guò)，如果假定，例如第二槽5的外終止部5a是共振器10的一個(gè)終點(diǎn)，那么射頻電流在被內(nèi)終止部5b反射之前流到內(nèi)終止部5b，且射頻電流在第一槽4的外終止部4a中終止以前通過(guò)交叉耦合電容移到第一槽4的內(nèi)部。因此，通過(guò)設(shè)定第一槽4和第二槽5的螺旋卷繞方向彼此相反，由第一槽4的外終止部4a和第二槽5的外終止部5a確定的有效共振器長(zhǎng)度在幾何上變得比在第一槽4和第二槽5的螺旋卷繞方向相同的情況下更長(zhǎng)。從而，將兩槽4和5設(shè)置成卷繞方向相反能夠在較低的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。更特別地，在設(shè)定第一槽4和第二槽5的螺旋卷繞方向相反的情況下的共振頻率fo與各共振頻率之間的關(guān)系可由方程(3)表示且證明共振頻率fo是最低值。
(方程3)fo＜fs180＜fs0＜f1＜f2 (3)需指出的是，第一實(shí)施例中的各共振頻率fo、fs180和fs0是共振頻率f0的示例且包括在共振頻率f0中。
盡管在第一實(shí)施例的共振器10中，已經(jīng)說(shuō)明了包括形成疊層狀態(tài)的螺旋形第一槽4和第二槽5的共振器結(jié)構(gòu)，然而，當(dāng)層疊的螺旋形槽的數(shù)量擴(kuò)展到3或更多時(shí)，能獲得相同的效果。特別地，通過(guò)將各螺旋形槽設(shè)置在疊層方向上以使它們的形成區(qū)重疊，可以加強(qiáng)交叉耦合，而且，通過(guò)設(shè)定這樣的組合即在疊層方向上相鄰設(shè)置的各槽的螺旋卷繞方向彼此相反，就能夠在最低的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
盡管有可能使用平面電路來(lái)相鄰地設(shè)置兩個(gè)槽電路，并通過(guò)電容使它們耦合，但必須極大地減小這兩個(gè)槽電路之間的間距以獲得很強(qiáng)的耦合度，這對(duì)于一般加工工藝是極難實(shí)現(xiàn)的。此外，在槽電路相鄰地設(shè)置在平面上的情況下，僅各槽電路的一部分能夠相互耦合，從而妨礙了高度耦合的實(shí)現(xiàn)。
在包括在第一實(shí)施例的共振器10中的共振器結(jié)構(gòu)中，不僅在兩槽4和5的幾乎整個(gè)表面上獲得了交叉耦合，而且能通過(guò)減小第一接地導(dǎo)體層2與第二接地導(dǎo)體層3之間的疊層間隔來(lái)提高耦合度。因此，就有可能把偶模式所感應(yīng)的表觀介電常數(shù)設(shè)得很高，從而能夠有效減小電路的面積。因此，在能夠克服由于損失增大而導(dǎo)致的共振值Q降低的范圍內(nèi)，或者在允許在加工工藝中存在容限的范圍內(nèi)，共振器10中的第一接地導(dǎo)體層2與第二接地導(dǎo)體層3之間的疊層間隔優(yōu)選地應(yīng)設(shè)得很小。例如，優(yōu)選的是，將疊層間隔設(shè)定在0.5至500μm的范圍內(nèi)。在共振器用于半導(dǎo)體應(yīng)用的情況下，優(yōu)選的是，將疊層間隔設(shè)定在0.5至10μm的范圍內(nèi)，而在共振器用于印刷電路板應(yīng)用的情況下，優(yōu)選的是，將疊層間隔設(shè)定在30至500μm的范圍內(nèi)。
雖然在第一實(shí)施例的共振器10中，已經(jīng)說(shuō)明了不在第一介電襯底6的后表面6b(圖1A中的底面)上形成接地半導(dǎo)體層的情形，但第一實(shí)施例不限于這種情形。除了該情形以外，在第一介電襯底6的幾乎整個(gè)后表面6b上形成第三接地導(dǎo)體層也是可以的。
此外，第一實(shí)施例不限于所述結(jié)構(gòu)，而是可以應(yīng)用于其他不同的方面。這里將參考

根據(jù)第一實(shí)施例的修改例的共振器11。該共振器11的橫截面圖如圖4A所示，包括在共振器11中的第二接地導(dǎo)體層3的頂視圖如圖4B所示，而第一接地導(dǎo)體層2的頂視圖如圖4C所示。須指出的是，關(guān)于包括在共振器11中的各組成部分，與包括在共振器10中的結(jié)構(gòu)相同的部分用相同的附圖標(biāo)記表示。
如圖4A、圖4B和圖4C所示，除了存在用于電連接第一接地導(dǎo)體層2和第二接地導(dǎo)體層3的多個(gè)連通導(dǎo)體8這一點(diǎn)以外，共振器11與共振器10結(jié)構(gòu)相同。更確切地說(shuō)，在多層介電襯底1中，第一接地導(dǎo)體層2和第二接地導(dǎo)體層3通過(guò)多個(gè)連通導(dǎo)體8，例如兩個(gè)連通導(dǎo)體8相互連接，其中所述連通導(dǎo)體8設(shè)置成沿厚度方向貫通置于第一接地導(dǎo)體層2與第二接地導(dǎo)體層3之間的第二介電襯底7。這樣，通過(guò)由各連通導(dǎo)體8連接各接地導(dǎo)體層2和3，能夠強(qiáng)化各接地導(dǎo)體層2和3中的射頻接地狀態(tài)。這樣，即使當(dāng)共振器11安裝至例如另一電路襯底上的射頻電路時(shí)安裝方法中的差異引起了接地導(dǎo)體層中接地狀態(tài)的差異，強(qiáng)化射頻接地狀態(tài)也使得各接地導(dǎo)體層的電勢(shì)完全相同，從而能夠穩(wěn)定共振器11的特性。
此外，如圖4B和4C所示，以這種方式形成的各連通導(dǎo)體8優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)設(shè)置成連接第一接地導(dǎo)體層2中第一槽4的外邊緣(近似方形的形成區(qū)的外邊緣)外側(cè)的區(qū)域和第二接地導(dǎo)體層3中第二槽5的外邊緣外側(cè)的區(qū)域。更特別地，將各連通導(dǎo)體8設(shè)置成連接到第一接地導(dǎo)體層2中第一槽4的外邊緣內(nèi)側(cè)的區(qū)域或第二接地導(dǎo)體層3中第二槽5的外邊緣內(nèi)側(cè)的區(qū)域是不優(yōu)選的。
在槽共振器中，射頻電流的相位沿槽的長(zhǎng)度方向旋轉(zhuǎn)，且能夠在等效于半波的相位旋轉(zhuǎn)，即180度相位旋轉(zhuǎn)的頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。更特別地，必須使螺旋形槽形成區(qū)的內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域中的相位旋轉(zhuǎn)。不過(guò)，如果兩個(gè)層疊的第一槽4和第二槽5的形成區(qū)內(nèi)部是相連接的，則包括第一槽4形成區(qū)的內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域的所有位置以及第二槽5形成區(qū)的內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域進(jìn)入穩(wěn)定的接地狀態(tài)，在該狀態(tài)下相位全部都是統(tǒng)一的。更確切地，當(dāng)?shù)谝徊?作為半波共振器來(lái)工作，其中兩端的終止部分(即，內(nèi)終止部和外終止部)都接地，而第二槽5作為半波共振器來(lái)工作，其中兩端的終止部分(即，內(nèi)終止部和外終止部)都接地時(shí)，第一槽4和第二槽5單獨(dú)工作而不相互耦合，因此用于連接槽形成區(qū)的內(nèi)部區(qū)域的連通導(dǎo)體的這種布置不包括在本發(fā)明的權(quán)利要求內(nèi)。更確切地，在第一實(shí)施例的修改例中的共振器11中，如圖4A、圖4B和圖4C中所示，各連通導(dǎo)體8優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)被設(shè)置成穿過(guò)第二介電襯底7，從而連接第一槽4的形成區(qū)的外部區(qū)域和第二槽5的形成區(qū)的外部區(qū)域。
此外，在各連通導(dǎo)體8的這種布置中，考慮到穩(wěn)定兩個(gè)接地導(dǎo)體層2和3的接地狀態(tài)，其中各連接位置設(shè)置在將槽4和5的近似方形的形成區(qū)一分為二的中心線上的布置以及其中各連接位置設(shè)置在近似方形區(qū)域的對(duì)角線的延長(zhǎng)線上的布置是優(yōu)選的。
(工作例1)下面，將說(shuō)明第一實(shí)施例中的共振器的工作例1-1至1-7。為了將工作例的結(jié)構(gòu)和共振頻率與比較例進(jìn)行比較，工作例1-1表示在表1中，同時(shí)工作例1-7表示在表2中。
(表1)

(表2)

如第一實(shí)施例中的工作例1-1，介電常數(shù)為10.2且厚度為640μm的樹(shù)脂襯底用作基礎(chǔ)襯底(第一介電襯底6)，介電常數(shù)為10.2且厚度為130μm的樹(shù)脂襯底(第二介電襯底7)進(jìn)一步結(jié)合到基礎(chǔ)襯底前表面上以形成多層介電襯底1，并且在多層介電襯底1上，制造基于表1中工作例1-1所示條件的射頻電路。
更確切地說(shuō)，厚度為20μm的銅配線在多層介電襯底1內(nèi)部形成為基礎(chǔ)襯底與樹(shù)脂襯底之間的第一接地導(dǎo)體層2。此外，厚度為20μm的銅配線也在多層介電襯底1的前表面，即樹(shù)脂襯底的前表面上形成為第二接地導(dǎo)體層3。在第一接地導(dǎo)體層2和第二接地導(dǎo)體層3中，形成了從外面看呈螺旋形且外邊緣為邊長(zhǎng)2000μm的方形的第一槽4和第二槽5。每一個(gè)槽4和5都通過(guò)利用濕法蝕刻除去第一接地導(dǎo)體層2和第二接地導(dǎo)體層3中的目標(biāo)部分、并通過(guò)形成在厚度方向上貫穿導(dǎo)體層的通槽而形成。各槽4和5中最小配線寬度(槽寬)和配線之間的最小間距(槽間距)均設(shè)為200μm。兩個(gè)螺旋形的螺旋回轉(zhuǎn)次數(shù)都設(shè)為2次。第一槽4和第二槽5的螺旋卷繞方向設(shè)為彼此相反。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的工作例1-1的共振器在1.88GHz頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
比較例1-1中的共振器作為對(duì)應(yīng)于工作例1-1的比較例，其中在第二接地導(dǎo)體層中沒(méi)有形成第二槽，而僅在第一接地導(dǎo)體層中形成了第一槽，共振頻率為4.10GHz。此外，比較例1-2中的共振器，其中在第一接地導(dǎo)體層中沒(méi)有形成第一槽而僅在第二接地導(dǎo)體層中形成了第二槽，共振頻率為5.07GHz。這些結(jié)果證明與任意一個(gè)比較例相比，工作例1-1中的共振器能夠在更低頻率處提供共振現(xiàn)象。
此外，工作例1-2中的共振器，其中附加地結(jié)合在基礎(chǔ)襯底(第一介電襯底6)上的樹(shù)脂襯底(第二介電襯底7)的厚度從工作例1-1中設(shè)定的130μm減至80μm，其共振頻率為1.48GHz。此外，工作例1-3中的共振器，其中附加地結(jié)合在基礎(chǔ)襯底的前表面上的樹(shù)脂襯底的厚度進(jìn)一步減至30μm，能提供低至0.81GHz的共振頻率。
工作例1-1中的共振器的共振頻率值小于比較例1-1和比較例1-2中的共振頻率值的1/2，且工作例1-3中的共振器的共振頻率值還小于比較例1-1和比較例1-2中的共振頻率值的1/4，因此可以說(shuō)，與構(gòu)造成兩個(gè)槽電路相鄰設(shè)置在同一平面上并串聯(lián)起來(lái)的傳統(tǒng)共振器相比，第一實(shí)施例中的共振器能獲得更多有益效果。
此外，工作例1-4的共振器，其中在幾乎與工作例1-1條件相同以及具有如圖3A和圖3B所示布圖的情況下，第一槽4和第二槽5的螺旋卷繞方向相同，并且第一槽4和第二槽5的螺旋形狀設(shè)置成幾乎相互重疊，提供3.13GHz的共振頻率。工作例1-4的共振器，盡管沒(méi)有工作例1-1那么好，但能夠在比比較例1-1和比較例1-2的共振器的共振頻率低的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
此外，在其中具有如圖2A和圖2B所示布圖的工作例1-5的共振器中，工作例1-4中的第一槽4和第二槽5以兩槽的螺旋中心O1和O2作為轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180度，具有2.69GHz的共振頻率，從而能夠在低于比較例1-1、比較例1-2以及工作例1-4的共振頻率處提供共振現(xiàn)象。
此外，在螺旋形槽的大小不改變的前提下螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)在1至2.5次的范圍內(nèi)變化的情況下，以及在螺旋形槽的形成區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大且螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)增大成在2.5至5次的范圍內(nèi)的情況下，獲得了與工作例1-1相同的共振頻率減小效果。
此外，在兩個(gè)螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為不同值的情況下，例如，第一槽4的螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)為3次，而第二槽5的螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)為1.25次，獲得了該效果。不過(guò)，須指出的是，與第一槽4和第二槽5的螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)不同的情況相比，在第一槽4和第二槽5的螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)相同時(shí)觀察到了更加顯著的效果。
此外，當(dāng)螺旋形狀的外部形狀被加工成方形以外的其他形狀時(shí)，諸如多邊形和圓形，在第一槽4和第二槽5的槽寬從200μm分別減至100μm和50μm的情況下，以及在它們?cè)鲋?50μm和300μm的情況下，能夠獲得與工作例1-1相同的共振頻率減小的有益效果。
此外，在工作例1-6的共振器中，在與工作例1-1相同的條件下，用于連接第一接地導(dǎo)體層2和第二接地導(dǎo)體層3的16個(gè)直徑為200μm的連通導(dǎo)體8在邊長(zhǎng)為2400μm的方形區(qū)域的邊界線上以600μm的間隔布置，每個(gè)連通導(dǎo)體8定位在從邊長(zhǎng)為2000微米的方形區(qū)域向外200微米的位置處，這些邊長(zhǎng)為2000微米的方形區(qū)域是第一槽4和第二槽5的形成區(qū)。在工作例1-6的共振器中，共振頻率為1.91GHz，稍大于工作例1-1的共振頻率，因此減少了第一實(shí)施例的有益效果，可是連接各接地導(dǎo)體層2和3使得兩個(gè)接地導(dǎo)體層2和3的電勢(shì)統(tǒng)一起來(lái)，從而能夠獲得強(qiáng)化射頻接地的有效效果，即，能夠提供在安裝條件改變時(shí)特性變化很小的共振器。
此外，工作例1-7中的共振器通過(guò)進(jìn)一步把厚度為130μm且介電常數(shù)為10.2的附加襯底結(jié)合到工作例1-1的共振器上而制成。盡管在工作例1-1中，共振器的結(jié)構(gòu)中兩個(gè)螺旋形槽以疊層狀態(tài)設(shè)置，但在工作例1-7中層疊的螺旋形槽的數(shù)量擴(kuò)大到3。更確切地說(shuō)，附加襯底(第三介電襯底)通過(guò)第二接地導(dǎo)體層3層疊在樹(shù)脂襯底的前表面上，且進(jìn)一步附加的接地導(dǎo)體層(第三接地導(dǎo)體層)設(shè)在附加襯底的前表面上以在該接地導(dǎo)體層中形成第三槽。在工作例1-7中，第三槽和第一槽4的螺旋形狀的卷繞方向設(shè)為相同，并與置于其間的第二槽5的螺旋卷繞方向不同，這樣能夠把整個(gè)交叉耦合共振器結(jié)構(gòu)設(shè)定為具有最長(zhǎng)的共振器長(zhǎng)度，且能夠在1.54GHz頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象，這低于比較例1-1和工作例1-1的共振頻率。
在比較例1-3中，在具有與工作例1-1條件相同的結(jié)構(gòu)的共振器中，用于連接第一接地導(dǎo)體層和第二接地導(dǎo)體層的一個(gè)直徑為200μm的連通導(dǎo)體附加地設(shè)置在邊長(zhǎng)為2000μm的方形區(qū)域的中心處，所述方形區(qū)域是第一槽和第二槽的螺旋形形成區(qū)。在比較例1-3的共振器中，共振頻率是5.21GHz，這大于比較例1-1和比較例1-2的共振器的共振頻率，因此無(wú)法獲得像第一實(shí)施例的共振器一樣的有益效果。
(第二實(shí)施例)應(yīng)理解，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，且可以在其他不同方面被具體實(shí)施。例如，示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的共振器20的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖表示在圖5A中。須指出的是，在圖5A中，與圖1A、圖1B和圖1C相同的組成部分以相同的附圖標(biāo)記表示，并省略其相關(guān)說(shuō)明。
如圖5A所示，多層介電襯底21由疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該疊層結(jié)構(gòu)由第一介電襯底6和第二介電襯底7組成。在第一介電襯底6的前表面6a與第二介電襯底7的后表面7b之間的結(jié)合部分中，形成了接地導(dǎo)體層2(相當(dāng)于第一實(shí)施例中的第一接地導(dǎo)體層2)。此外，導(dǎo)體配線層23形成在第二介電襯底7的前表面7a，即多層介電襯底21的前表面上。
這里，包括在圖5A所示共振器20中的導(dǎo)體配線層23的頂視圖表示在圖5B中，而接地導(dǎo)體層2的頂視圖表示在圖5C中。此外，如圖5C所示，在一部分接地導(dǎo)體層2中，形成了螺旋形槽4(相當(dāng)于第一實(shí)施例中的第一槽4)。此外，如圖5B所示，在導(dǎo)體配線層23中，形成了螺旋形螺旋導(dǎo)體配線25。槽4和螺旋導(dǎo)體配線25每一個(gè)都形成在例如方形區(qū)域中，該方形區(qū)域形成為具有相同的槽寬、配線之間的相同最小寬度以及相同的螺旋回轉(zhuǎn)次數(shù)的螺旋形狀。
此外，如圖5B和圖5C所示，槽4和螺旋導(dǎo)體配線25這樣設(shè)置使得從各介電襯底6和7的疊層方向看，槽4的螺旋中心O1和螺旋導(dǎo)體配線25的螺旋中心O3相互對(duì)準(zhǔn)。另外，槽4和螺旋導(dǎo)體配線25這樣設(shè)置使得槽4和螺旋導(dǎo)體配線25的方形形成區(qū)的外邊緣也幾乎相互對(duì)齊。
此外，在圖5A中，在使用不包括螺旋導(dǎo)體配線25而僅包括槽4的共振器結(jié)構(gòu)的情況下所獲得的共振頻率假定為f1，而在使用不包括槽4而僅包括螺旋導(dǎo)體配線25的共振器結(jié)構(gòu)的情況下所獲得的共振頻率假定為f3。在槽4或螺旋導(dǎo)體配線25單獨(dú)存在的情況下所獲得的共振頻率f1和f3之間的關(guān)系為f1＜f3，這是由于槽4或螺旋導(dǎo)體配線25周?chē)碾娊橘|(zhì)的介電常數(shù)分布差異造成的。
作為槽4的形成區(qū)的方形區(qū)和作為螺旋導(dǎo)體配線25的形成區(qū)的方形區(qū)每一個(gè)都有一部分在疊層方向上重疊并且相互交叉耦合。特別地，通過(guò)把槽4和螺旋導(dǎo)體配線25設(shè)置成在很寬的面積上獲得交叉耦合電容，能夠獲得有效增大表觀介電常數(shù)的效果。此外，如圖5B和5C所示，槽4的螺旋卷繞方向和螺旋導(dǎo)體配線25的螺旋卷繞方向應(yīng)優(yōu)選地設(shè)為彼此相反。更特別地，當(dāng)射頻位移電流流經(jīng)交叉耦合區(qū)以便在相同的方向上旋轉(zhuǎn)、從而兩個(gè)電路結(jié)構(gòu)相連接時(shí)，半波共振模式中的共振器長(zhǎng)度被設(shè)定為最長(zhǎng)，其中兩個(gè)端部都是開(kāi)放式終止，這樣能夠有效地減小共振頻率。另外，關(guān)于更強(qiáng)的交叉耦合，具有包括槽4和螺旋導(dǎo)體配線25的疊層結(jié)構(gòu)的共振器結(jié)構(gòu)的共振頻率f0能夠減小得更多，從而，例如，共振頻率f0能夠小于共振頻率f1的1/2。更特別地，在第二實(shí)施例的共振器20中，能夠獲得具有一傳統(tǒng)共振器的空間占有率的、采用半波共振模式的共振器，其共振器長(zhǎng)度大于其中相鄰地設(shè)置在同一平面上的各槽串聯(lián)起來(lái)的傳統(tǒng)共振器的共振器長(zhǎng)度。
此外，在第二實(shí)施例的共振器20中，考慮到利用第一實(shí)施例的共振器10中各槽4和5的布置獲得更低的共振頻率，優(yōu)選的是槽4的外終止部4a與螺旋導(dǎo)體配線25的外終止部25a設(shè)置在關(guān)于螺旋導(dǎo)體配線25的螺旋中心點(diǎn)O3幾乎對(duì)稱的位置處。
盡管在第二實(shí)施例的共振器20中，已經(jīng)描述了這樣的結(jié)構(gòu)其中螺旋導(dǎo)體配線25形成在第二介電襯底7的前表面7a上，且引線框4形成在第一介電襯底6的前表面6a與第二介電襯底7的后表面7b之間，但第二實(shí)施例中共振器20的結(jié)構(gòu)不限于此。代替這種結(jié)構(gòu)，例如，其中兩個(gè)螺旋形電路的布圖相反的結(jié)構(gòu)，即，槽形成在第二介電襯底7的前表面7a上，且螺旋導(dǎo)體配線25形成在第一介電襯底6的前表面6a與第二介電襯底7的后表面7b之間的結(jié)構(gòu)也能獲得像第二實(shí)施例的情形一樣的有益效果。
此外，盡管在前面的描述中，已經(jīng)說(shuō)明了這種結(jié)構(gòu)其中通過(guò)在包括在共振器20中的螺旋形狀中層疊槽4和螺旋導(dǎo)體配線25而形成的配線層的數(shù)量設(shè)為2，但如果通過(guò)層疊螺旋形電路(即，槽4和螺旋導(dǎo)體配線25)而形成的配線層的數(shù)量擴(kuò)大到3或更大，也能獲得類似的效果。特別地，通過(guò)層疊螺旋形電路從而使它們的形成區(qū)重疊，可以加強(qiáng)交叉耦合，至于各個(gè)螺旋形電路的螺旋卷繞方向，通過(guò)設(shè)定這樣的組合其中在疊層方向上相鄰設(shè)置的各配線層彼此相反，就能夠在最低的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
(工作例2)下面，將說(shuō)明第一實(shí)施例中的共振器的工作例2-1至2-8。為了比較工作例和比較例的結(jié)構(gòu)和共振頻率，工作例2-1至2-4表示在表3中，而工作例2-5至2-8表示在表4中。
(表3)

(表4)

如根據(jù)第一實(shí)施例的工作例的共振器，介電常數(shù)為10.2且厚度為640μm的樹(shù)脂襯底被用作基礎(chǔ)襯底(第一介電襯底6)，介電常數(shù)為10.2且厚度為130μm的樹(shù)脂襯底(第二介電襯底7)進(jìn)一步結(jié)合到基礎(chǔ)襯底的前表面上以形成多層介電襯底21，且在多層介電襯底21上，制造了基于表3中的工作例2-1所示條件的射頻電路。
更確切地說(shuō)，厚度為20μm的銅配線在多層介電襯底1內(nèi)部形成為基礎(chǔ)襯底與樹(shù)脂襯底之間的接地導(dǎo)體層2。此外，厚度為20μm的銅配線還在多層介電襯底1的前表面，即樹(shù)脂襯底的前表面上形成為導(dǎo)體配線層23。在接地導(dǎo)體層2與導(dǎo)體配線層23中，形成了從外面看外邊緣為邊長(zhǎng)2000μm的方形的螺旋形槽4及螺旋導(dǎo)體配線25。配線圖案的加工通過(guò)用濕法蝕刻在接地導(dǎo)體層2以及導(dǎo)體配線層23中除去目標(biāo)部分來(lái)完成。槽與配線中的最小配線寬度和配線間的最小間距均設(shè)為200μm。兩個(gè)螺旋形狀的螺旋回轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為2次。槽4和螺旋導(dǎo)體配線層25的螺旋卷繞方向設(shè)為彼此相反。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的工作例2-1的共振器在2.94GHz頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
作為針對(duì)工作例2-1的比較例的比較例2-1中的共振器，其中在接地導(dǎo)體層中沒(méi)有形成導(dǎo)體配線層而僅形成了槽，提供4.1GHz的共振頻率。另外，比較例2-2中的共振器，其中在接地導(dǎo)體層中沒(méi)有形成槽而僅在接地導(dǎo)體層中形成了螺旋導(dǎo)體配線，提供5.19GHz的共振頻率。證明了工作例2-1中的共振器與任意一個(gè)比較例相比在更低的頻率處產(chǎn)生了共振現(xiàn)象。
此外，工作例2-2中的共振器，其中附加地結(jié)合在基礎(chǔ)襯底(第一介電襯底6)上的樹(shù)脂襯底(第二介電襯底7)的厚度從工作例2-1中所設(shè)定的130μm減至30μm，提供2.48GHz的共振頻率。
此外，工作例2-3的共振器，其中在幾乎與工作例2-1條件相同、槽與螺旋導(dǎo)體配線的螺旋卷繞方向相同、并且螺旋形狀排列成幾乎相互重疊的情況下，提供3.85GHz的共振頻率，從而能夠在雖然不像工作例2-1中的共振器那么低、但低于比較例2-1和比較例2-2中的共振器的共振頻率處提供共振現(xiàn)象。
此外，結(jié)構(gòu)與工作例2-3完全相同的工作例2-4中的共振器，其中螺旋導(dǎo)體配線相對(duì)于連接螺旋導(dǎo)體配線和槽螺旋的中心的直線旋轉(zhuǎn)180度(即，各螺旋的外終止部設(shè)置在相對(duì)于螺旋中心點(diǎn)對(duì)稱的位置處)，提供了3.83GHz的共振頻率，因此能夠在雖然不像工作例2-1中的共振器那么低、但低于比較例2-1和比較例2-2中的共振器的共振頻率處提供共振現(xiàn)象。
此外，工作例2-5至2-8中的共振器通過(guò)進(jìn)一步將厚度為130μm、介電常數(shù)為10.2的樹(shù)脂襯底作為附加的襯底結(jié)合在工作例2-1中的共振器上而被制成。更確切地說(shuō)，附加襯底經(jīng)由導(dǎo)體配線層23層疊在樹(shù)脂襯底(第二介電襯底7)的前表面上以制造每一個(gè)共振器。盡管在工作例2-1至2-4中疊層螺旋形電路的數(shù)量為2，但在工作例2-5至2-8中疊層螺旋形電路的數(shù)量擴(kuò)大到3。在這些共振器的任意一個(gè)中，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步減小共振頻率的有益效果。
更確切地說(shuō)，在工作例2-5的共振器中，還有另外一個(gè)接地導(dǎo)體層(第二接地導(dǎo)體層)附加地形成在附加襯底的前表面上，且在該另外一個(gè)接地導(dǎo)體層中，第二槽形成為與槽4(第一槽)和螺旋導(dǎo)體配線層25重疊。第二槽與第一槽的形狀及螺旋卷繞方向完全相同。工作例2-5的共振器能夠在2.72GHz頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
此外，工作例2-6的共振器通過(guò)改變工作例2-5的螺旋形電路的疊層結(jié)構(gòu)而制成，在工作例2-5的螺旋形電路中附加襯底的前表面作為頂面，螺旋形槽(第二槽)、螺旋導(dǎo)體配線層25以及螺旋形槽(第一槽4)按照該順序從頂面開(kāi)始層疊，而在工作例2-6的共振器中，變成按照螺旋導(dǎo)體配線、螺旋形槽以及螺旋導(dǎo)體配線的順序形成的疊層結(jié)構(gòu)。工作例2-6的共振器能夠在2.57GHz的頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
另外在工作例2-7中，制成了這種疊層結(jié)構(gòu)的共振器其中各螺旋形電路的疊層結(jié)構(gòu)改為按照螺旋導(dǎo)體配線、螺旋導(dǎo)體配線以及螺旋形槽的順序。工作例2-7中的這種共振器在2.35GHz頻率處產(chǎn)生了共振現(xiàn)象。另外在工作例2-8中，制成了這種疊層結(jié)構(gòu)的共振器其中各螺旋形電路的疊層結(jié)構(gòu)改為按照螺旋導(dǎo)體配線、螺旋形槽以及螺旋形槽的順序。工作例2-8中的這種共振器在1.80GHz頻率處產(chǎn)生了共振現(xiàn)象。
須指出的是，在工作例2-5至2-8的共振器中，各疊層螺旋形電路的螺旋卷繞方向與在疊層方向上相鄰設(shè)置的螺旋形電路相反，且根據(jù)這種布置結(jié)構(gòu)，共振器長(zhǎng)度可以有效地被增大，就向這些工作例中任何一個(gè)的共振器一樣，在不超過(guò)2.72GHz的頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象，該值低于比較例2-1和2-2的共振器以及工作例2-1的共振器的共振頻率。
此外，在螺旋形電路的形成區(qū)的大小保持不變的前提下螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)在1至2.5次的范圍內(nèi)改變的情況下，以及在形成區(qū)的大小進(jìn)一步擴(kuò)大且螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)增大到2.5至5次的范圍時(shí)，獲得了減小共振頻率的效果，就像各工作例的共振器一樣。
另外，在兩個(gè)形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為不同值的情況下，例如，槽4的螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為3次，并且螺旋導(dǎo)體配線25的螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為1.25次，則獲得了該效果。不過(guò)，須指出的是，與在各螺旋形電路的回轉(zhuǎn)次數(shù)彼此不同時(shí)相比，在各螺旋形電路的回轉(zhuǎn)次數(shù)相同時(shí)共振頻率減小的效果更大一些。
此外，當(dāng)螺旋形狀的形成區(qū)的外部形狀被加工成方形以外的形狀，比如多邊形和圓形時(shí)，獲得了與工作例2-1所示情況一樣的共振頻率減小的有益效果。
此外，在槽寬與螺旋導(dǎo)體配線的配線寬度分別從200μm減至100μm和50μm的情況下，以及在它們分別增大到250μm和300μm的情況下，能夠獲得與工作例2-1所示情況一樣的共振頻率減小的有益效果。
(第三實(shí)施例)下面，示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的共振器30的結(jié)構(gòu)的橫截面圖表示在圖6A中。在圖6A中，與參考圖1A、圖4B和圖5C等圖所述的各共振器完全相同的組成部分以相同的附圖標(biāo)記表示，并省略其相關(guān)說(shuō)明。
如圖6A所示，多層介電襯底21由包括第一介電襯底6和第二介電襯底7的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在第一介電襯底6的前表面6a與第二介電襯底7的后表面7b之間的結(jié)合部分中，形成了接地導(dǎo)體層2(其相當(dāng)于第一實(shí)施例中的第一接地導(dǎo)體層2)。此外，在第二介電襯底7的前表面7a，即多層介電襯底21的前表面上形成了導(dǎo)體配線層23。
這里，包括在圖6A所示共振器20中的導(dǎo)體配線層23的頂視圖表示在圖6B中，而接地導(dǎo)體層2的頂視圖表示在圖6C中。如圖6C所示，在一部分接地導(dǎo)體層2中，形成了螺旋形槽4(相當(dāng)于第一實(shí)施例中的第一槽4)。此外，如圖6B所示，在導(dǎo)體配線層23中，形成了螺旋形螺旋導(dǎo)體配線25。槽4和螺旋導(dǎo)體配線25以相同的大小形成在例如方形區(qū)域中，每一個(gè)方形區(qū)形成為具有相等的配線寬度、相等的配線間最小寬度以及相等的螺旋回轉(zhuǎn)次數(shù)的螺旋形狀。
此外，如圖6B和圖6C所示，槽4和螺旋導(dǎo)體配線層25設(shè)置成從各介電襯底6和7的疊層方向看過(guò)去，槽4的螺旋中心O1與螺旋導(dǎo)體配線25的螺旋中心O3相互對(duì)準(zhǔn)。另外，槽4和螺旋導(dǎo)體配線層25設(shè)置成槽4和螺旋導(dǎo)體配線25的方形形成區(qū)的外邊緣也幾乎相互對(duì)齊。
此外，槽4的內(nèi)部，即槽4中的溝形部分填充有電介質(zhì)，且在圖6A中，在使用不包括螺旋導(dǎo)體配線25而僅包括槽4的共振器結(jié)構(gòu)的情況下獲得的共振頻率假定為f1，而在使用不包括槽4而僅包括螺旋導(dǎo)體配線11的半波共振器結(jié)構(gòu)的情況下獲得的共振頻率假定為f3。在槽4或螺旋導(dǎo)體配線25單獨(dú)存在的情況下獲得的共振頻率f1與f3之間的關(guān)系為f1＜f3，這是由于槽4或螺旋導(dǎo)體配線25周?chē)碾娊橘|(zhì)的介電常數(shù)分布存在差異。
作為槽4的形成區(qū)的方形區(qū)域以及作為螺旋導(dǎo)體配線25的形成區(qū)的方形區(qū)域均具有相互重疊的部分并相互交叉耦合，且槽4和螺旋導(dǎo)體配線25設(shè)置成在寬面積上獲得交叉耦合電容。
此外，如圖6A、圖6B和圖6C所示，連通導(dǎo)體8設(shè)置成連接槽4形成區(qū)內(nèi)部的區(qū)域和螺旋導(dǎo)體配線25的內(nèi)終止部25b，所述連通導(dǎo)體8貫穿第二介電襯底7。通過(guò)連接槽4形成區(qū)內(nèi)部的區(qū)域和螺旋導(dǎo)體配線25的內(nèi)終止部25b，能獲得表觀介電常數(shù)的有效增大，同時(shí)整個(gè)共振器結(jié)構(gòu)能用作四分之一波型共振器，這使得能夠減小共振器中的電路尺寸。
此外，如圖6B和圖6C所示，槽4的螺旋卷繞方向與螺旋導(dǎo)體配線層25的螺旋卷繞方向應(yīng)優(yōu)選地設(shè)定為彼此相反。更特別地，當(dāng)施加射頻電流以便使螺旋在相同的方向上旋轉(zhuǎn)，且兩個(gè)電路結(jié)構(gòu)經(jīng)由交叉耦合連接起來(lái)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)最長(zhǎng)的共振器長(zhǎng)度。
在第三實(shí)施例的共振器30中，槽4的外部完全以關(guān)于射頻接地的狀態(tài)終止，而由于接地導(dǎo)體層沿著槽4的螺旋形狀遠(yuǎn)離外圍的接地導(dǎo)體層并被引到處于被螺旋形狀包圍的狀態(tài)下的內(nèi)接地導(dǎo)體層32，因此槽4不再完全以關(guān)于射頻接地的狀態(tài)終止，而是具有帶旋轉(zhuǎn)電勢(shì)的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，使用了這樣的結(jié)構(gòu)其中螺旋形狀內(nèi)部的接地導(dǎo)體層32與螺旋導(dǎo)體配線25的內(nèi)終止部25b如上所述地經(jīng)由連通導(dǎo)體8連接，從而進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)了旋轉(zhuǎn)相位，因此共振器30能夠用作四分之一波型共振器，其沿著螺旋導(dǎo)體配線25的螺旋形狀在螺旋導(dǎo)體配線25的外終止部25a開(kāi)放地終止，這有效地增大了共振器長(zhǎng)度并有效地減小了共振頻率。此外，由于更強(qiáng)的交叉耦合，具有由槽4和螺旋導(dǎo)體配線層25組成的疊層結(jié)構(gòu)的共振器結(jié)構(gòu)中的共振頻率f0能減小更多，從而，例如，共振頻率f0能夠小于共振頻率f1的1/2。更特別地，在第三實(shí)施例的共振器中，能夠以一傳統(tǒng)共振器的空間占有率獲得共振器長(zhǎng)度大于傳統(tǒng)共振器的新共振器，在這種傳統(tǒng)共振器中相鄰地設(shè)置在同一平面上的各槽串聯(lián)起來(lái)。
此外，在第三實(shí)施例的共振器30的共振頻率f0的比較對(duì)象設(shè)定為共振頻率f4的情況下，其中f4是具有這種結(jié)構(gòu)的共振器中的四分之一波型共振的共振頻率在該結(jié)構(gòu)中具有相同形狀的螺旋導(dǎo)體配線層25的內(nèi)終止部25b通過(guò)連通導(dǎo)體8接地且在接地導(dǎo)體層2中沒(méi)有形成槽4，該共振頻率f0可以比共振頻率f4小，二者相差的量為槽4中的電勢(shì)進(jìn)度(progressed degree of the potential)。
更特別地，第三實(shí)施例的共振器30形成了以節(jié)省空間的電路尺寸且在極低頻率處產(chǎn)生新共振現(xiàn)象的有益效果。
(工作例3)下面，將說(shuō)明第一實(shí)施例的共振器的工作例3-1至3-7。
為了比較工作例和比較例的結(jié)構(gòu)與共振頻率，工作例3-1至3-4表示在表5中，而工作例3-1、3-5、3-6以及3-7表示在表6中。
(表5)

(表6)

作為第三實(shí)施例的共振器的工作例，介電常數(shù)為10.2且厚度為640μm的樹(shù)脂襯底用作基礎(chǔ)襯底(第一介電襯底6)，介電常數(shù)為10.2且厚度為130μm的樹(shù)脂襯底(第二介電襯底7)進(jìn)一步結(jié)合到基礎(chǔ)襯底的前表面上以形成多層介電襯底21，且在多層介電襯底21上，制造了基于表5的工作例3-1中所示條件的射頻電路。
更確切地說(shuō)，厚度為20μm的銅配線在多層介電襯底1內(nèi)部形成為基礎(chǔ)襯底與樹(shù)脂襯底之間的接地導(dǎo)體層2。此外，厚度為20μm的銅配線還在多層介電襯底21的前表面，即樹(shù)脂襯底的前表面上形成為導(dǎo)體配線層23。在接地導(dǎo)體層2與導(dǎo)體配線層23中，形成了從外面看外邊緣為邊長(zhǎng)2000μm的方形的螺旋形槽4及螺旋導(dǎo)體配線25。配線圖案的加工通過(guò)用濕法蝕刻在接地導(dǎo)體層2以及導(dǎo)體配線層23中除去目標(biāo)部分來(lái)完成。各個(gè)配線的最小配線寬度以及配線之間的最小間距均設(shè)為200μm。兩個(gè)螺旋形狀的螺旋回轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為2，槽4和螺旋導(dǎo)體配線層25的螺旋卷繞方向設(shè)為彼此相反，且直徑為200μm的連通導(dǎo)體8豎直地(即，在疊層方向上)形成，以便連接螺旋導(dǎo)體配線層25的內(nèi)終止部25b和被槽4的螺旋形狀包圍的內(nèi)部區(qū)域中的接地導(dǎo)體層。根據(jù)工作例3-1的這樣構(gòu)成的共振器在1.63GHz頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
作為針對(duì)工作例3-1的比較例的比較例3-1中的共振器，其中在接地導(dǎo)體層中沒(méi)有形成導(dǎo)體配線層而僅形成了槽，提供5.07GHz的共振頻率。另外，比較例3-2中的共振器，其中沒(méi)有在接地導(dǎo)體層中形成槽而僅在接地導(dǎo)體層中形成了螺旋導(dǎo)體配線，提供2.89GHz的共振頻率。此外，比較例3-3的共振器，其中形成了用于連接螺旋導(dǎo)體配線的內(nèi)終止部和接地導(dǎo)體層的、直徑為200μm的連通導(dǎo)體，就像工作例3-1一樣，提供3.43GHz的共振頻率。工作例3-1的共振器在低于任何一個(gè)比較例的共振器的頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象，這證明實(shí)現(xiàn)了第三實(shí)施例的有益效果。
此外，工作例3-1中的共振器，其中附加地結(jié)合到基礎(chǔ)襯底(第一介電襯底6)上的樹(shù)脂襯底(第二介電襯底7)的寬度大小從工作例3-1中設(shè)定的130μm減至40μm，提供了1.24GHz的共振頻率，這表明獲得了更多的有益效果。
此外，工作例3-3中的共振器，其中在與工作例3-1幾乎相同的條件下槽4和螺旋導(dǎo)體配線層25的螺旋卷繞方向完全相同，且槽4和螺旋導(dǎo)體配線層25的螺旋形狀在大略相互重疊的狀態(tài)下層疊起來(lái)，提供了2.42GHz的共振頻率，并且盡管與工作例3-1相比共振頻率減小的效果較小一些，但共振器能夠在低于比較例3-1和比較例3-2的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
此外，由工作例3-3中的共振器、通過(guò)使螺旋導(dǎo)體配線25的形成方向以螺旋中心作為軸線旋轉(zhuǎn)180度而得到的工作例3-4中的共振器，提供2.30GHz的共振頻率，且盡管與工作例3-1相比共振頻率減小的效果較小，但該共振器能夠在低于比較例3-1和比較例3-2的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
此外，在螺旋形成區(qū)的大小不改變的前提下螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)在1至2.5次的范圍內(nèi)變化的情況下，獲得了第三實(shí)施例中的效果。
另外，在螺旋形成區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大且螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)增大到2.5至5次的范圍內(nèi)的情況下，如果兩個(gè)螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)定為不同的值，例如，第一槽4的螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)為3次，且螺旋導(dǎo)體配線層25的螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)為1.25次，仍觀察到了共振頻率減小的效果。不過(guò)，須指出的是，與在兩個(gè)螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)互不相同時(shí)相比，在兩個(gè)螺旋形狀的回轉(zhuǎn)次數(shù)相同時(shí)共振頻率減小的效果更大一些。
此外，當(dāng)螺旋形狀形成區(qū)的外部形狀加工成方形以外的形狀，比如多邊形或圓形時(shí)，獲得了與工作例3-1的情形一樣的共振頻率減小的有益效果。
此外，在槽寬和螺旋導(dǎo)體配線的配線寬度從200μm分別減至100μm和50μm的情況下，以及在它們?cè)鲋?50μm和300μm的情況下，能夠獲得與工作例3-1相同的共振頻率減小的有益效果。
此外，工作例3-5至3-7的共振器通過(guò)將厚度為130μm且介電常數(shù)為10.2的樹(shù)脂襯底作為附加的襯底(即，第三介電襯底)結(jié)合在工作例3-1的共振器上而制成，即，通過(guò)將附加的襯底經(jīng)由導(dǎo)體配線層23結(jié)合在第二介電襯底7的前表面7a上而制成。雖然工作例3-1至3-4的共振器中螺旋形電路(即，槽4和螺旋導(dǎo)體配線25)的疊層數(shù)量限定為2，但工作例3-5至3-7中螺旋形電路的疊層數(shù)量擴(kuò)大到3，因而在任意一個(gè)例子中都獲得了共振頻率進(jìn)一步減小的有益效果。
這里，工作例3-5的共振器40的橫截面圖表示在圖7A中，而包括在共振器40中的各螺旋形電路形成層的頂視圖表示在圖7B、圖7C和圖7D中。類似地，工作例3-6的共振器50的橫截面圖表示在圖8A中，而包括在共振器50中的各螺旋形電路形成層的頂視圖表示在圖8B、圖8C和圖8D中。此外，工作例3-7的共振器60的橫截面圖表示在圖9A中，而包括在共振器50中的各螺旋形電路形成層的頂視圖表示在圖9B、圖9C和圖9D中。
如圖7A、圖7B、圖7C以及圖7D所示，在工作例3-5的共振器40中，在結(jié)合到第二介電襯底7的前表面7a上的附加襯底47的前表面47a上，還形成了第二接地導(dǎo)體層42，并且第二槽44形成為與作為接地導(dǎo)體層2中的螺旋形電路的槽4重疊，從圖中看過(guò)去該接地導(dǎo)體層2沿疊層方向?qū)盈B在下面。第二槽44與第一槽4形狀相同且設(shè)置成螺旋卷繞方向與第一槽4相同。第二槽44、螺旋導(dǎo)體配線層25以及第一槽4的螺旋方向設(shè)定為與各相鄰層反向。螺旋導(dǎo)體配線層25在螺旋形狀的內(nèi)終止部25b通過(guò)連通導(dǎo)體8連接至第一槽4內(nèi)部區(qū)域中的接地導(dǎo)體層2上，且進(jìn)一步通過(guò)連通導(dǎo)體8連接到第二槽44內(nèi)部區(qū)域中的第二接地導(dǎo)體42。工作例3-5中這種結(jié)構(gòu)的共振器40在1.39GHz頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象，這低于工作例3-1、比較例3-1和3-2中的任何一個(gè)。
另外，在工作例3-5的共振器40中，在圖中所看到的疊層方向上按照螺旋槽、螺旋導(dǎo)體配線和螺旋槽的從上至下的順序?qū)盈B起來(lái)的各螺旋形電路構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)中，以第二螺旋導(dǎo)體配線代替最上面的螺旋槽，制成了具有按照第二螺旋導(dǎo)體配線、第一螺旋導(dǎo)體配線和螺旋槽的順序構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)的共振器，就像工作例3-6和3-7中的共振器50、60一樣。更特別地，如圖8A至圖8D和圖9A至圖9D所示，制造了包括形成在附加襯底57、67的前表面57a、67a上的第二導(dǎo)體配線層53、63以及形成在第二導(dǎo)體配線層53、63中的第二螺旋導(dǎo)體配線55、65的共振器50和60。此外，在工作例3-6的共振器50和工作例3-7的共振器60中，在疊層方向上彼此相鄰的螺旋形電路設(shè)成在螺旋卷繞方向上彼此反向。
此外，如圖9A至圖9D所示，在工作例3-7的共振器60中，第一螺旋導(dǎo)體配線25和第二螺旋導(dǎo)體配線65通過(guò)連通導(dǎo)體68電連接在第一螺旋導(dǎo)體配線25的內(nèi)終止部25a中。如圖8A至8D所示，在工作例3-6的共振器50中，第一螺旋導(dǎo)體配線25和第二螺旋導(dǎo)體配線55沒(méi)有電連接，而是經(jīng)由交叉耦合電容耦合在一起。工作例3-6的這種結(jié)構(gòu)的共振器50在1.41GHz處產(chǎn)生共振現(xiàn)象，而工作例3-7的共振器60在0.98GHz處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
工作例3-5的共振器40和工作例3-7的共振器60在包括三個(gè)螺旋型結(jié)構(gòu)的共振器疊層結(jié)構(gòu)方面是相同的，在這種疊層結(jié)構(gòu)中相鄰的螺旋型共振器結(jié)構(gòu)設(shè)為彼此形狀相反，且相鄰的螺旋型結(jié)構(gòu)都經(jīng)由連通導(dǎo)體連接，而共振器的終點(diǎn)設(shè)成槽型共振器結(jié)構(gòu)的終點(diǎn)。因此，整個(gè)共振器結(jié)構(gòu)以四分之一波型共振器方式工作的工作例3-7的共振器60能夠在低于整個(gè)共振器結(jié)構(gòu)以半波型共振器方式工作的工作例3-5的共振器40的頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象，因?yàn)榘菪龑?dǎo)體配線的共振器60的一端以接地狀態(tài)終止。
另外，盡管工作例3-6的共振器50的結(jié)構(gòu)類似于工作例3-7的共振器60，但共振器50的兩個(gè)螺旋導(dǎo)體配線沒(méi)有通過(guò)連通導(dǎo)體相連接。因此，工作例3-6的共振器50的共振結(jié)構(gòu)中包括槽和第一螺旋導(dǎo)體配線的四分之一波型共振器結(jié)構(gòu)通過(guò)交叉耦合電容與作為半波型共振器的第二螺旋導(dǎo)體配線弱耦合。在工作例3-7的共振器60中，通過(guò)第一螺旋導(dǎo)體配線與第二螺旋導(dǎo)體配線之間的強(qiáng)耦合形成的共振器結(jié)構(gòu)直接與槽耦合，這使得能夠在所有內(nèi)層結(jié)合中形成四分之一波型共振器結(jié)構(gòu)，從而能夠獲得最低的共振頻率。
(第四實(shí)施例)下面，表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的共振器70的結(jié)構(gòu)的橫截面圖示出在圖10A中。在圖10A中，與前述各共振器相同的組成部分以相同的附圖標(biāo)記表示，并省略其相關(guān)說(shuō)明。
如圖10A所示，多層介電襯底21由包括第一介電襯底6和第二介電襯底7的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在第一介電襯底6的前表面6a和第二介電襯底7的后表面7b的結(jié)合部分中，形成了接地導(dǎo)體層73。此外，在第二介電襯底7的前表面7a，即多層介電襯底21的前表面上形成了第一接地導(dǎo)體層72。
這里，包括在圖10A所示共振器70中的第一接地導(dǎo)體層72的頂視圖表示在圖10B中，而接地導(dǎo)體層73的頂視圖表示在圖10C中。如圖10B所示，在第一接地導(dǎo)體層72中，形成了螺旋形槽74，且如圖10C所示，在接地導(dǎo)體層73中形成了螺旋形螺旋導(dǎo)體配線75。
此外，如圖10B和圖10C所示，槽74的螺旋中心與螺旋導(dǎo)體配線73的螺旋中心設(shè)置成相互對(duì)準(zhǔn)，且進(jìn)一步各螺旋形狀形成區(qū)的外邊緣也設(shè)置成相互對(duì)齊。須指出的是，各卷繞方向設(shè)定為彼此相反。
另外，如圖10A所示，在第一介電襯底6的后表面6b上，即在多層介電襯底21的后表面上形成第二接地導(dǎo)體層71。從而，共振器70具有按照第一接地導(dǎo)體層72、接地導(dǎo)體層73和第二接地導(dǎo)體層71的順序沿層疊方向?qū)盈B起來(lái)的疊層結(jié)構(gòu)。須指出的是，在第二接地導(dǎo)體層71中沒(méi)有形成槽。此外，如圖10A和圖10C所示，連通導(dǎo)體78設(shè)置成沿疊層方向貫通第一介電襯底6，以連接螺旋形螺旋導(dǎo)體配線75的內(nèi)終止部75b和第二接地導(dǎo)體層71。
須指出的是，在第四實(shí)施例中，具有由第一介電襯底6和第二介電襯底7組成的疊層結(jié)構(gòu)的多層介電襯底21作為介電襯底的例子，且第一接地導(dǎo)體層72形成在多層介電襯底21的前表面21a上，而第二接地導(dǎo)體層71形成在多層介電襯底21的后表面21b上。另外，在各接地導(dǎo)體層71和72之間的部分中，即，在第一介電襯底6和第二介電襯底7之間的結(jié)合部分中，其中該結(jié)合部分是多層介電襯底21的內(nèi)層表面，形成了導(dǎo)體配線層73。
根據(jù)第四實(shí)施例中具有這種結(jié)構(gòu)的共振器70，能以一傳統(tǒng)共振器的空間占有率獲得新半波共振模式的共振現(xiàn)象，在這種共振模式中共振器長(zhǎng)度大于其中相鄰地設(shè)置在同一平面上的各槽串聯(lián)連接的傳統(tǒng)共振器中的共振器長(zhǎng)度。
例如，在僅具有槽74的傳統(tǒng)共振器結(jié)構(gòu)中，槽74的兩端上的終點(diǎn)之間的有效距離為半波共振器的共振器長(zhǎng)度。在第四實(shí)施例的共振器中，例如，在使用槽74的外終止部74a的一端作為反射點(diǎn)的半波型共振模式中，射頻電流沿最外槽部分流動(dòng)，且在到達(dá)槽部分的終點(diǎn)74b之前，射頻電流通過(guò)交叉耦合電容移動(dòng)到螺旋形螺旋導(dǎo)體配線75。另外在螺旋形螺旋導(dǎo)體配線75中，射頻電流在相同的方向上流動(dòng)，且在到達(dá)螺旋形螺旋導(dǎo)體配線75的終點(diǎn)之前，射頻電流再次移動(dòng)到槽74。盡管共振器最終具有以槽74的兩端作為終點(diǎn)的半波型共振器結(jié)構(gòu)，但耦合到四分之一波型螺旋形螺旋導(dǎo)體配線75使得能夠獲得顯著大于傳統(tǒng)槽的共振器長(zhǎng)度。此外，與第三實(shí)施例中用作四分之一波共振器的共振器相比，本實(shí)施例的共振器在電路面積減小方面比較差，因?yàn)樵摴舱衿鹘Y(jié)構(gòu)行使半波共振器的功能，但在制造方面比較有利，因?yàn)椴槐匕研枰鄬?duì)較寬面積的連通導(dǎo)體78連接到槽形成區(qū)的中間部分內(nèi)的狹窄部分。此外，在半波共振器的特性必須作為電路特性的情況下，第四實(shí)施例中共振器的結(jié)構(gòu)具有最小的電路空間占有率。
利用第四實(shí)施例的這種共振器70獲得的效果將通過(guò)工作例來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
作為對(duì)應(yīng)這種共振器的工作例4-1，介電常數(shù)為10.2且厚度為640μm的樹(shù)脂襯底用作基礎(chǔ)襯底6(第一介電襯底6)，介電常數(shù)為10.2且厚度為130μm的樹(shù)脂襯底7(第二介電襯底7)進(jìn)一步結(jié)合到基礎(chǔ)襯底前表面上以形成多層介電襯底21，并且在多層介電襯底21上，制造具有第四實(shí)施例中的疊層結(jié)構(gòu)的射頻電路。
更確切地說(shuō)，厚度為20μm的銅配線在多層介電襯底21的前表面上形成為第一接地導(dǎo)體層72。此外，厚度為20μm的銅配線也在多層介電襯底21的后表面上形成為第二接地導(dǎo)體層71。此外，厚度為20μm的銅配線還在多層介電襯底21內(nèi)部，即在基礎(chǔ)襯底6和樹(shù)脂襯底7之間的結(jié)合部分中形成為接地導(dǎo)體層73。在第一接地導(dǎo)體層72和導(dǎo)體配線層73中，形成了螺旋形槽74和螺旋導(dǎo)體配線75，從外面看每一個(gè)都具有邊長(zhǎng)為2000μm的正方形螺旋形狀。
這種配線圖案的加工通過(guò)用濕法蝕刻在第一接地導(dǎo)體層72以及接地導(dǎo)體層73中除去目標(biāo)部分來(lái)完成。各配線的最小配線寬度和配線之間的最小間距均設(shè)為200μm。槽74的螺旋回轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為2.5次，而螺旋導(dǎo)體配線75的螺旋回轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為2次，且槽74和螺旋導(dǎo)體配線75的螺旋卷繞方向設(shè)為彼此相反。另外，螺旋導(dǎo)體配線75的內(nèi)終止部75b與第二接地導(dǎo)體層71通過(guò)直徑為200μm的連通導(dǎo)體78連接。
工作例4-1中具有這種結(jié)構(gòu)的共振器在1.72GHz處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。該值低于不包括連通導(dǎo)體的比較例4-1的共振器提供的2.91GHz的共振頻率值，這證明了第四實(shí)施例有益效果。
(連接到外部電路)現(xiàn)在說(shuō)明如何將各實(shí)施例的共振器連接到外部電路。
作為連接到外部電路的這種連接結(jié)構(gòu)的例子，表示共振器80與外部電路之間的連接結(jié)構(gòu)的橫截面圖表示在圖11A中。在圖11A所示的共振器10中，表示從后表面看時(shí)的第一介電襯底6的平面示出在圖11B中，而表示從后表面看時(shí)的第一接地導(dǎo)體層2的平面視圖示出在圖11C中。
如圖11A至圖11C所示，在包括第一介電襯底6和第二介電襯底7的多層介電襯底1中，第一接地導(dǎo)體層2和第二接地導(dǎo)體層3像第一實(shí)施例那樣形成具有由第一槽4和第二槽5組成的疊層結(jié)構(gòu)的共振器80。在圖中所示的多層介電襯底1的后表面上，形成了連接到外部電路(未示出)的信號(hào)導(dǎo)體配線81。須指出的是，在圖11C中，描繪了第一槽4在第一接地導(dǎo)體層2中的形成位置，而與此同時(shí)，還描繪了信號(hào)導(dǎo)體配線81突出到第一接地導(dǎo)體層2，以便于理解信號(hào)導(dǎo)體配線81與第一槽4的重疊。此外，盡管包括如此形成的第二連接軸81和第一接地導(dǎo)體層2的傳輸線85在圖中以微帶(microstrip)線結(jié)構(gòu)表示，但也可以以槽線(slot line)或共面線(coplanar line)來(lái)實(shí)施。此外，自然可以理解，信號(hào)導(dǎo)體配線81可以形成在襯底內(nèi)層面上，代替形成在多層介電襯底1的后表面上的方案。共振器80與信號(hào)導(dǎo)體配線81的這種連接結(jié)構(gòu)使得能夠利用共振器80通過(guò)信號(hào)導(dǎo)體配線81與外部電路電磁耦合。
此外，在信號(hào)導(dǎo)體配線81形成在不同于其上形成有共振器80的平面上的情況下，將信號(hào)導(dǎo)體配線81設(shè)置成與共振器80的一部分重疊使得能夠在信號(hào)導(dǎo)體配線81與共振器80之間建立充分的耦合。在這種情況下，信號(hào)導(dǎo)體配線81不必要是末端開(kāi)口。此外，信號(hào)導(dǎo)體配線81的末端形狀可以是環(huán)形。
現(xiàn)在參考圖12A所示的共振器90的橫截面圖以及圖12B所示導(dǎo)體配線層的內(nèi)部視圖說(shuō)明連接到外部電路的另一種結(jié)構(gòu)。
如圖12A所示，共振器90具有一種疊層結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)體配線層23形成在第一介電襯底6和第二介電襯底7之間，且接地導(dǎo)體層2形成在第二介電襯底7的前表面7a上。此外，螺旋導(dǎo)體配線25形成在導(dǎo)體配線層23中，且槽4形成在接地導(dǎo)體層2中。
此外，如圖12B所示，通過(guò)使用至少一個(gè)其上形成了共振器90的層，例如，通過(guò)使用其上形成了導(dǎo)體配線層23的層，形成了信號(hào)導(dǎo)體配線91，且進(jìn)一步信號(hào)導(dǎo)體配線91鄰近螺旋導(dǎo)體配線25設(shè)置。這樣，至少一個(gè)其上形成了共振器90的層用來(lái)形成信號(hào)導(dǎo)體配線91，且所形成的信號(hào)導(dǎo)體配線91鄰近共振器90的一部分，從而能夠建立信號(hào)導(dǎo)體配線91與共振器90之間的耦合。因此，將信號(hào)導(dǎo)體配線91連接到外部電路(未示出)使得能夠使用與外部電路相耦合的共振器90。
須指出的是，在如上所述的共振器與外部電路的連接結(jié)構(gòu)中，放置的共振器數(shù)量不限于1，而可以將多個(gè)共振器設(shè)置為組。這種設(shè)置為組的共振器與傳輸線(信號(hào)導(dǎo)體配線)之間的連接結(jié)構(gòu)的例子以示意性透視圖的形式表示在圖13中。須指出的是，圖13是表示最靠近多層介電襯底101前表面的層的部分結(jié)構(gòu)，該多層介電襯底包括在具有設(shè)置成陣列的多個(gè)共振器100的共振器組110中。
如圖13所示，傳輸線102形成在多層介電襯底101的前表面上。利用這種結(jié)構(gòu)，設(shè)置成組的共振器組110對(duì)傳輸線31的傳輸特性實(shí)施強(qiáng)大的調(diào)制，從而使得能夠應(yīng)用到射頻裝置，比如傳送單元(transfer units)和濾波器。
盡管在本發(fā)明的第一至第四實(shí)施例中，已經(jīng)說(shuō)明了這樣的結(jié)構(gòu)，其中在第二介電襯底的頂面上存在空氣，但本發(fā)明不限于這些情形。除這些情形以外，例如在第三介電襯底設(shè)置在第二介電襯底頂面上的情況下，可以獲得本發(fā)明的有益效果。
在本發(fā)明第一至第四實(shí)施例的共振器中，對(duì)于實(shí)現(xiàn)減小共振頻率的效果、以增大疊層電路之間的交叉耦合電容是有效的，且通過(guò)把第一介電襯底6的介電常數(shù)ε6和第二介電襯底7的介電常數(shù)ε7設(shè)成滿足關(guān)系式ε6＜ε7，能獲得進(jìn)一步減小共振頻率的有益效果。
須指出的是，通過(guò)適當(dāng)?shù)亟M合前述不同實(shí)施例中的任意實(shí)施例，能夠產(chǎn)生它們所擁有的效果。
盡管已經(jīng)參考附圖結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例完全闡述了本發(fā)明，但須指出的是，各種變更和修改對(duì)于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的?？梢岳斫獾氖?，這些變更和修改包括在由附加的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍之內(nèi)，除非這些變更和修改偏離了該范圍。
2003年10月15日提交的日本專利申請(qǐng)No.2003-354817的全部公開(kāi)，包括說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求書(shū)全部合并于此引為參考。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的共振器，其具有設(shè)定在接地導(dǎo)體層上的螺旋形槽以及設(shè)定在不同于該槽所在層的層上的螺旋形槽或信號(hào)導(dǎo)體配線，且用作小尺寸的共振器。此外，該共振器可廣泛適用在通信領(lǐng)域，比如濾波器、天線、移相器、開(kāi)關(guān)和振蕩器等等，并且可用于使用無(wú)線電技術(shù)(比如電力傳輸和身份標(biāo)簽等)的每一個(gè)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種用于在共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象的共振器，包括介電襯底；具有第一槽的第一接地導(dǎo)體層，所述第一槽形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，所述第一接地導(dǎo)體層設(shè)置在介電襯底的前表面上；以及具有第二槽的第二接地導(dǎo)體層，所述第二槽形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，所述第二接地導(dǎo)體層設(shè)置在介電襯底的后表面上，其中從頂面看第一槽和第二槽相互重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振器，其中，第一槽的卷繞方向與第二槽的卷繞方向彼此相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振器，其中，第一槽和第二槽這樣設(shè)置使得從頂面看，各螺旋中心相互對(duì)準(zhǔn)且各外邊緣幾乎相互對(duì)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共振器，其中，第一槽的外終止部與第二槽的外終止部設(shè)置在從頂面看關(guān)于第一槽的螺旋中心對(duì)稱的位置處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振器，其中，所述共振器在比第一槽的共振頻率和第二槽的共振頻率低的共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振器，其中，還包括連通導(dǎo)體，所述連通導(dǎo)體設(shè)置成貫通介電襯底，以便連接第一接地導(dǎo)體層中的第一槽的外邊緣外側(cè)的接地導(dǎo)體區(qū)與第二接地導(dǎo)體層中的第二槽外部的接地導(dǎo)體區(qū)。
7.一種在共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象的共振器，包括介電襯底；具有槽的接地導(dǎo)體層，所述槽形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，所述接地導(dǎo)體層設(shè)置在介電襯底的前表面上；以及螺旋導(dǎo)體配線，所述螺旋導(dǎo)體配線設(shè)置在介電襯底的后表面上并形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，其中從頂面看槽和螺旋導(dǎo)體配線相互重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共振器，其中，所述槽的卷繞方向和螺旋導(dǎo)體配線的卷繞方向彼此相反。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共振器，其中，槽和螺旋導(dǎo)體配線這樣設(shè)置使得從頂面看，各螺旋中心相互對(duì)準(zhǔn)且各外邊緣幾乎相互對(duì)準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的共振器，其中，槽的外終止部和螺旋導(dǎo)體配線的外終止部設(shè)置在從頂面看關(guān)于槽的螺旋中心對(duì)稱的位置處。
11.一種用于在共振頻率處產(chǎn)生共振現(xiàn)象的共振器，包括介電襯底；具有槽的接地導(dǎo)體層，所述槽形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，所述接地導(dǎo)體層設(shè)置在介電襯底的前表面上；螺旋導(dǎo)體配線，所述螺旋導(dǎo)體配線設(shè)置在介電襯底的后表面上并形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形；以及連通導(dǎo)體，所述連通導(dǎo)體設(shè)置成貫通介電襯底，以便連接螺旋導(dǎo)體配線的內(nèi)終止部或其附近部分和接地導(dǎo)體層中的槽內(nèi)部的接地導(dǎo)體區(qū)，其中從頂面看槽和螺旋導(dǎo)體配線相互重疊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的共振器，其中，連通導(dǎo)體連接到接地導(dǎo)體層中的槽的螺旋中心附近的接地導(dǎo)體區(qū)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的共振器，其中，槽的卷繞方向和螺旋導(dǎo)體配線的卷繞方向彼此相反。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的共振器，其中，槽和螺旋導(dǎo)體配線這樣設(shè)置使得從頂面看，各螺旋中心相互對(duì)準(zhǔn)且各外邊緣幾乎相互對(duì)準(zhǔn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的共振器，其中，槽的外終止部和螺旋導(dǎo)體配線的外終止部設(shè)置在從頂面看關(guān)于槽的螺旋中心對(duì)稱的位置處。
16.一種用于在共振頻率處產(chǎn)生共振頻率的共振器，包括介電襯底；具有槽的第一接地導(dǎo)體層，所述槽形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形，所述第一接地導(dǎo)體層設(shè)置在介電襯底的前表面上；設(shè)置在介電襯底的后表面上的第二接地導(dǎo)體層；螺旋導(dǎo)體配線，所述螺旋導(dǎo)體配線形成在介電襯底的前表面和后表面之間，并形成具有一次或多次回轉(zhuǎn)數(shù)的螺旋形；以及連通導(dǎo)體，所述連通導(dǎo)體設(shè)置在螺旋導(dǎo)體配線與第二接地導(dǎo)體層之間從而貫通介電襯底，以便連接螺旋導(dǎo)體配線的內(nèi)終止部或其附近部分和第二接地導(dǎo)體層，其中從頂面看槽和螺旋導(dǎo)體配線相互重疊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的共振器，其中，槽的卷繞方向和螺旋導(dǎo)體配線的卷繞方向彼此相反。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的共振器，其中，槽和螺旋導(dǎo)體配線這樣設(shè)置使得從頂面看，各螺旋中心相互對(duì)準(zhǔn)，且各外邊緣幾乎相互對(duì)準(zhǔn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的共振器，其中槽的外終止部和螺旋導(dǎo)體配線的外終止部設(shè)置在從頂面看關(guān)于槽的螺旋中心點(diǎn)對(duì)稱的位置處。
全文摘要
一種多層介電襯底(1)包括形成在第一接地導(dǎo)體層(2)的一部分中的第一螺旋槽(4)；形成在第二接地導(dǎo)體層(3)的一部分中的第二螺旋槽(5)，該第二接地導(dǎo)體層形成在多層介電襯底的表面；其中第一和第二槽的螺旋卷繞方向彼此相反，從頂面看時(shí)，該第一和第二槽相互重疊，使得共振現(xiàn)象能夠在低于傳統(tǒng)共振器的共振頻率的頻率處產(chǎn)生。
文檔編號(hào)H01P7/08GK1868088SQ20048002993
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月15日
發(fā)明者營(yíng)野浩, 崎山一幸, 寒川潮, 藤島丈泰 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社