疊層式高通濾波器及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種疊層式高通濾波器及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在微波技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展中，微波濾波器已成為無源微波元件的主角之一，它是微波系統(tǒng)中用來分離或組合各種不同頻率信號(hào)的重要元件。隨著電子系統(tǒng)向小型化、輕量化和高性能方向不斷發(fā)展，對(duì)器件的尺寸及性能要求提出更高的要求。傳統(tǒng)的高通濾波器一般采用平面結(jié)構(gòu)，把電容和電感等電抗元件焊接在PCB板上組成濾波器。這種濾波器占用面積較大，且在高頻時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大寄生電容或電感，不能滿足射頻電路的需求。為適應(yīng)射頻電路的需求，部分高通濾波器采用LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic、低溫共燒陶瓷)技術(shù)將電感、電容元件集成在一個(gè)陶瓷基體內(nèi)，形成獨(dú)石結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的LTCC技術(shù)制備的疊層式高通濾波器存在較大的寄生電感或電容，電性能較差，且制備工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜且體積較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要提供一種電性能較好且制備工藝簡(jiǎn)單、體積較小的疊層式高通濾波器及其制備方法。
[0004]—種疊層式高通濾波器，包括基體、設(shè)置在所述基體外側(cè)的輸入端電極、設(shè)置在所述基體外側(cè)的輸出端電極以及設(shè)置在所述基體外側(cè)的接地端電極;所述基體為疊層式結(jié)構(gòu)，包括依次疊設(shè)的:第一基板和設(shè)置于所述第一基板上的第一極板和第二極板;所述第一極板與所述第二極板相互絕緣;所述第一極板與所述輸入端電極連接;所述第二極板與所述輸出端電極連接;第二基板和設(shè)置于所述第二基板上的第三極板和第四極板;所述第三極板和所述第四極板相互絕緣;所述第三極板和所述第一極板構(gòu)成第一電容;所述第四極板和所述第二極板構(gòu)成第四電容；第三基板和設(shè)置于所述第三基板上的第五極板;所述第五極板與所述第三極板構(gòu)成第二電容;所述第五極板與所述第四極板構(gòu)成第三電容;第四基板和設(shè)置于所述第四基板上的第一平面螺旋電感和第三平面螺旋電感;所述第一平面螺旋電感和所述第三平面螺旋電感相互絕緣;所述第一平面螺旋電感一端與所述接地端連接，另一端通過第一通孔電極與所述第三極板連接;所述第三平面螺旋電感一端與所述接地端電極連接，另一端通過第三通孔電極與所述第四極板連接；以及第五基板和設(shè)置于所述第五基板上的第二平面螺旋電感;所述第二平面螺旋電感一端與所述接地端電極連接，另一端通過第二通孔電極與所述第五極板連接。
[0005]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基體為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，以所述基體上經(jīng)過所述基體的中心且垂直于所述基體的長(zhǎng)度方向的面為對(duì)稱面;所述輸入端電極和輸出端電極關(guān)于所述對(duì)稱面對(duì)稱分布于基體的兩端;所述第一極板和所述第二極板關(guān)于所述對(duì)稱面對(duì)稱分布于第一基板上;所述第三極板和所述第四極板關(guān)于所述對(duì)稱面對(duì)稱分布于第二基板上;所述第一平面螺旋電感和所述第三平面螺旋電感關(guān)于所述第四基板的中心呈中心對(duì)稱分布。
[0006]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述接地端電極包括第一接地端電極和第二接地端電極；所述第一接地端電極和所述第二接地端電極對(duì)稱分布于所述基體上的兩側(cè)面的中間位置；所述第一平面螺旋電感與所述第二接地端電極連接;所述第二平面螺旋電感、所述第三平面螺旋電感分別與所述第一接地端電極連接。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括標(biāo)識(shí)部;所述標(biāo)識(shí)部設(shè)置于所述基體的外表面，用于標(biāo)識(shí)所述基體上的輸入端電極或者輸出端電極所在位置。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基體內(nèi)的基板為由低溫共燒陶瓷材料形成的陶瓷基板。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述陶瓷基板為由相對(duì)介電常數(shù)在6?9且介質(zhì)損耗因數(shù)小于等于0.002的陶瓷材料形成的陶瓷基板。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述陶瓷基板為由相對(duì)介電常數(shù)在6.7?7.7且介質(zhì)損耗因數(shù)小于等于0.001的陶瓷材料形成的陶瓷基板。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述輸入端電極、所述輸出端電極以及所述接地端電極均為三層結(jié)構(gòu)端電極;所述三層結(jié)構(gòu)端電極包括與基體接觸的銀層、設(shè)置于中間層的鎳層以及設(shè)置于最外層的錫層。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一平面螺旋電感、所述第二平面螺旋電感以及所述第三平面螺旋電感上與接地端電極連接的一端的寬度大于平面螺旋電感上其他位置處的寬度。
[0013]—種疊層式高通濾波器的制備方法，包括:通過制漿、流延、裁切和打孔步驟分別制備得到空白介質(zhì)膜和帶孔介質(zhì)膜;疊壓空白介質(zhì)膜，并在空白介質(zhì)膜表面印制第二平面螺旋電感；印制第二平面螺旋電感的空白介質(zhì)膜為第五基板;在所述第五基板表面疊壓帶孔介質(zhì)膜，并在每疊壓一張帶孔介質(zhì)膜后填印金屬孔;在帶孔介質(zhì)膜表面印制相互絕緣的第一平面螺旋電感和第三平面螺旋電感;印制有第一平面螺旋電感和第三平面螺旋電感的帶孔介質(zhì)膜為第四基板;在所述第四基板表面疊壓帶孔介質(zhì)膜，并在每疊壓一張帶孔介質(zhì)膜后填印金屬孔;在帶孔介質(zhì)膜表面印制第五極板；印制第五極板的帶孔介質(zhì)膜為第三基板;在所述第三基板表面疊壓帶孔介質(zhì)膜，并在每疊壓一張帶孔介質(zhì)膜后填印金屬孔;在帶孔介質(zhì)膜表面印制相互絕緣的第三極板和第四極板;印制第三極板和第四極板的帶孔介質(zhì)膜為第二基板;在所述第二基板表面疊壓空白介質(zhì)膜;在空白介質(zhì)膜表面印制相互絕緣的第一極板和第二極板；印制第一極板和第二極板的空白介質(zhì)膜為第一基板;在所述第一基板表面疊壓空白介質(zhì)膜完成基體的制備;對(duì)所述基體進(jìn)行燒結(jié)；以及在所述基體外側(cè)制備輸入端電極、輸出端電極以及接地端電極;所述第三極板和所述第一極板構(gòu)成第一電容;所述第四極板和所述第二極板構(gòu)成第四電容;所述第五極板與所述第三極板構(gòu)成第二電容；所述第五極板與所述第四極板構(gòu)成第三電容。
[0014]上述疊層式高通濾波器，由三個(gè)平面螺旋電感和四個(gè)電容構(gòu)成。其中，三個(gè)平面螺旋電感分別布置在兩個(gè)平面上，四個(gè)電容布置在三個(gè)平面上，可減少縱向空間占用層數(shù)，使得成型工藝簡(jiǎn)單化并實(shí)現(xiàn)濾波器的小型化。同時(shí)，采用平面螺旋電感在高頻時(shí)可減小電感的寄生電容;采用兩個(gè)相對(duì)平面形成電容，可減小電容的寄生參數(shù)，從而使得濾波器在高頻時(shí)具有優(yōu)異的電性能。
【附圖說明】
[0015]圖1為一實(shí)施例中的疊層式高通濾波器的等效電路圖；
[0016]圖2為一實(shí)施例中的疊片式高通濾波器的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為圖2所示的疊片式高通濾波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為圖3中的第一基板不意圖；
[0019]圖5為圖3中的第一■基板不意圖；
[0020]圖6為圖3中的第三基板示意圖；
[0021]圖7為圖3中的第四基板示意圖；
[0022]圖8為圖3中的第五基板示意圖；
[0023]圖9為一實(shí)施例中的疊層式高通濾波器的插入損耗曲線圖；
[0024]圖10為一實(shí)施例中的疊層式高通濾波器的駐波性能曲線圖；
[0025]圖11為一實(shí)施例中的疊層式高通濾波器的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]—種疊層式高通濾波器，采用集總參數(shù)設(shè)計(jì)的特殊結(jié)構(gòu)，將三個(gè)平面螺旋電感和四個(gè)單層電容組成七階濾波器，利用LTCC成型技術(shù)集成在一個(gè)陶瓷基體內(nèi)，形成獨(dú)石結(jié)構(gòu)，不僅可以大大縮小濾波器的體積，還可以提高濾波器的集成度和可靠性，提高濾波器的使用頻率。
[0028]圖1為一實(shí)施例中的疊層式高通濾波器的等效電路圖，該等效電路圖為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)。參見圖1，本實(shí)施例中，第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3以及第四電容C4依次串聯(lián)在輸入端和輸出端之間。第一電感LI的一端連接于第一電容Cl和第二電容C2之間，另一端接地。第二電感L2的一端連接于第二電容C2和第三電容C3之間，另一端接地。第三電感L3的一端連接于第三電容C3和第四電容C4之間，另一端接地。其中，第一電容Cl和第四電容C4對(duì)稱設(shè)置，第二電容C2和第三電容C3對(duì)稱設(shè)置，第一電感LI和第三電感L3對(duì)稱設(shè)置，第二電感L2則設(shè)置于電路中間位置，從而使得整個(gè)電路呈左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
[0029]圖2為一實(shí)施例中的疊層式高通濾波器的外部結(jié)構(gòu)示意圖，其包括基體100、設(shè)置于基體100外側(cè)的輸入端電極210、設(shè)置于基體100外側(cè)的輸出端電極220以及設(shè)置于基體100外側(cè)