專利名稱：諧振器及帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電學(xué)裝置，尤其是涉及一種諧振器及帶通濾波器。背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品向小型化、高密度、多功能的方向發(fā)展，電子產(chǎn)品內(nèi)的各種 元器件和互連線數(shù)目也逐漸增加，而且器件和互連線的物理尺寸也越來越小。 因此，將各種有源無源器件組成的電子系統(tǒng)整合到 一個(gè)普通封裝體內(nèi)的系統(tǒng)級(jí) 封裝技術(shù)已成為未來的重要趨勢。
印制電路板中很多都有諧振電路，以及利用諧振電路構(gòu)成帶通濾波器。諧 振電路一般由電容和電感并聯(lián)而成。在高密度設(shè)計(jì)的印制電蹈^反中，電感和電 容的數(shù)量巨大，如何將這些數(shù)量巨大的器件整合是影響產(chǎn)品小型化的一個(gè)重要 因素。
埋入無源元件的技術(shù)是系統(tǒng)級(jí)封裝領(lǐng)域的 一項(xiàng)重要技術(shù)。它是將表貼在印 制電路板表面的電容、電感或電阻等以薄膜材料的形式層壓到芯片的封裝基板 內(nèi)，減小了元件個(gè)數(shù)和互連線長度，從而實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品的小型化。但是傳統(tǒng) 的埋入技術(shù)需要將電容和電感分別埋入相應(yīng)的有機(jī)基板中，額外的有機(jī)基板層
就使系統(tǒng)成本增加；并且也會(huì)占據(jù)一定的空間，不能達(dá)到很好的小型化效果。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種小型化的諧振器以及利用該諧振器構(gòu)成的帶通 濾波器。
一種諧振器，包括相互形成并聯(lián)連接的電容和電感，其特征在于，所述電 容為在作為極板的金屬層間加入介質(zhì)層的大面積平板型埋入式電容器結(jié)構(gòu)，所 述電感為平面結(jié)構(gòu)，且作為電容的一個(gè)極板面，所述電感一端引出與外部電3各 相連， 一端與電容的另一個(gè)極板面相連。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電感的形狀為平面螺旋形、帶形或梳形。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述介質(zhì)層的介電系數(shù)大于4。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述金屬層為銅質(zhì)材料。選用銅質(zhì)材料的極板和較高 介電系數(shù)的介質(zhì)層可以在有限的面積下保證電容的容量。
一種帶通濾波器，包括由外部電容或外部電感耦合的至少兩個(gè)諧振器，其 特征在于，所述諧振器包括相互形成并聯(lián)連接的諧振電容和諧振電感，所述諧 振電容為在作為極板的金屬層間加入介質(zhì)層的大面積平板型埋入式電容器結(jié) 構(gòu)，所述諧振電感為平面結(jié)構(gòu)，且作為諧振電容的一個(gè)極板面，所述諧振電感 一端引出與外部電路相連， 一端與諧振電容的另一個(gè)極板面相連。
上述諧振器或由上述諧振器構(gòu)成的帶通濾波器將電感電容一體化構(gòu)成諧振 電路或更為復(fù)雜的帶通濾波電路，利用和傳統(tǒng)的埋入電容技術(shù)一樣的方法將該
板層中，不需要額外第有機(jī)基板層來容納電感，有效地達(dá)到了小型化的目的。


圖1為諧振器的電路原理圖； 圖2為帶通濾波器的原理圖； 圖3為諧振器的俯;f見圖； 圖4為圖3的A-A剖面圖； 圖5為帶通濾波器的俯視圖; 圖6為印制電路板的截面圖。
具體實(shí)施方式
將電感電溶一體化構(gòu)成諧振電路，利用和傳統(tǒng)的埋入電容4支術(shù)一樣的方法 將該諧振電路埋入印制電路板即可同時(shí)將電感和電容集成到 一 個(gè)有機(jī)基板層 中，不需要額外的有機(jī)基板層來容納電感，有效地達(dá)到了小型化的目的。
圖1是諧振電路最簡單的形式，由電容和電感并聯(lián)連接構(gòu)成。如圖3所示，為根據(jù)圖1構(gòu)造的諧振器的俯視圖。電感1是平面螺旋形結(jié)
構(gòu)，由金屬帶走線經(jīng)過多道彎折并間隔一定的距離形成，其下方是介質(zhì)層2。
如圖4所示，為諧振器的截面圖。其包括上層的由金屬帶走線形成的平面 螺旋形的電感1 、中間的介質(zhì)層2以及下方的金屬極板3。整體上是一種"金屬-介質(zhì)-金屬"結(jié)構(gòu)。以電感l(wèi)作為一個(gè)極板面，金屬極板3作為另一個(gè)極板面，中 間是介質(zhì)層2，是一種典型的平板電容器結(jié)構(gòu)，因此可以作為實(shí)現(xiàn)諧振器功能時(shí) 的電容，優(yōu)選地，該電容還是一種大面積平板型埋入式電容器結(jié)構(gòu)。
構(gòu)成電感1的金屬帶走線的引出端la通過引線引出與外部電路相連，連接 端lb通過微通孔與金屬極板3相連，同時(shí)金屬極板3也通過引線引出與外部電 路相連，這樣就構(gòu)成了如圖1所示的電路連接關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)諧振器的功能。 其中電容的值可根據(jù)平面電容的計(jì)算公式確定，面積按照由平面形的電感的有 效面積計(jì)算， 一般來說，為了得到高容量的電容，介質(zhì)層2的介電系數(shù)都較高， 優(yōu)選為介電系數(shù)大于4;金屬層也采用銅質(zhì)材料。而對(duì)于上述平面螺旋形的電感 來說，其值由金屬帶的寬度、間距、圈數(shù)等確定。
在其他的實(shí)施方式中金屬帶的走線形狀也可以是其他的任意形狀，如帶形 或梳形等。
如圖2所示，為帶通濾波器的電路原理圖。該帶通濾波器利用兩個(gè)諧振電 路經(jīng)過外部電容耦合構(gòu)成。
如圖5所示，為才艮據(jù)圖2的原理構(gòu)造的帶通濾波器的俯^見圖。該帶通濾波 器包括由外部電容4耦合、且分別包括第一諧振電感11和第二諧振電感12兩 個(gè)諧振器，第一諧振電感11和第二諧振電感12均為平面螺旋形結(jié)構(gòu)，并處于 同一個(gè)平面上。第一諧振電感11的第一引線端11a引出與外部電容4的一個(gè)極 板面相連，第一連接端lib通過微孔與對(duì)應(yīng)的金屬極板相連；第二諧振電感12 的第二引線端12a引出與外部電容4的另一個(gè)極板面相連，第二連接端12b通 過微孔與對(duì)應(yīng)的金屬極板相連。由此構(gòu)成如圖2所示電路結(jié)構(gòu)的帶通濾波器。
總體來說，該帶通濾波器整體上仍然是三層結(jié)構(gòu)，因此可以和傳統(tǒng)的埋入 電容技術(shù)一樣的方法將該帶通濾波器埋入印制電路板。
如圖6所示，為該帶通濾波器埋入印制電路^1后的截面圖。芯片10置于印刷電路板的上表面。包括電感l(wèi)、介質(zhì)層2以及金屬極板3三層結(jié)構(gòu)的帶通濾波 器以層壓技術(shù)置于印制電路板的基板介質(zhì)30中?；逑虏繌纳贤乱来螢閮蓪?不同厚度的環(huán)氧層壓玻璃布板40、封裝基板的焊盤50以及用于悍接的焊球60。 芯片10引出引腳14，置于印制電路板表面芯片IO兩側(cè)的焊盤13用于固定引腳 14,且引腳14還可通過^f鼓孔31在基板介質(zhì)30內(nèi)部與帶通濾波器連接。
在其他的實(shí)施例中，諧振器間也可以用外部電感耦合。上述的外部電容或 外部電感既可以是與諧振器同 一層的埋入電容或電感；或者是其他有機(jī)基板層 上的埋入電容或電感；抑或者是表貼的電容或電感。
從上述實(shí)施例可以看到，該帶通濾波器雖然包含多個(gè)電感以及電容，但是 最后形成的仍然是類似于傳統(tǒng)的埋入電容的三層結(jié)構(gòu)，只需要釆用和傳統(tǒng)的埋 入式電容技術(shù)相同的方法便可以構(gòu)成更加小型的電路板，大大節(jié)約了系統(tǒng)成本。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和 改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附 權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種諧振器，包括相互形成并聯(lián)連接的電容和電感，其特征在于，所述電容為在作為極板的金屬層間加入介質(zhì)層的大面積平板型埋入式電容器結(jié)構(gòu)，所述電感為平面結(jié)構(gòu)，且作為電容的一個(gè)極板面，所述電感一端引出與外部電路相連，一端與電容的另一個(gè)極板面相連。
2、 如權(quán)利要求1所述的諧振器，其特征在于，所述電感的形狀為平面螺旋 形、帶形或梳形。
3、 如權(quán)利要求1所述的電容電感一體化裝置，其特征在于，所述介質(zhì)層的 介電系數(shù)大于4。
4、 如權(quán)利要求1所述的電容電感一體化裝置，其特征在于，所述金屬層為銅質(zhì)材料。
5、 一種帶通濾波器，包括由外部電容或外部電感耦合的至少兩個(gè)諧振器， 其特征在于，所述諧振器包括相互形成并聯(lián)連接的諧振電容和諧振電感，所述 諧振電容為在作為極板的金屬層間加入介質(zhì)層的大面積平板型埋入式電容器結(jié) 構(gòu)，所述諧振電感為平面結(jié)構(gòu)，且作為諧振電容的一個(gè)極板面，所述諧振電感 一端引出與外部電路相連， 一端與諧振電容的另一個(gè)極板面相連。
全文摘要
一種諧振器及帶通濾波器，屬于電學(xué)裝置領(lǐng)域。諧振器包括相互形成并聯(lián)連接的電容和電感，所述電容為在作為極板的金屬層間加入介質(zhì)層的大面積平板型埋入式電容器結(jié)構(gòu)，所述電感為平面結(jié)構(gòu)，且作為電容的一個(gè)極板面，所述電感一端引出與外部電路相連，一端與電容的另一個(gè)極板面相連。帶通濾波器由外部電容或外部電感耦合至少兩個(gè)諧振器構(gòu)成。諧振器將電感電容一體化構(gòu)成諧振電路，利用和傳統(tǒng)的埋入電容技術(shù)一樣的方法將該諧振電路埋入印制電路板即可同時(shí)將電感和電容集成到一個(gè)有機(jī)基板層中，不需要額外第有機(jī)基板層來容納電感，有效地達(dá)到了小型化的目的。
文檔編號(hào)H01P7/00GK101615712SQ200910109218
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者劉小利, 磊 李, 王云峰 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院