[發明專利]一種疊層片式濾波器及其制備方法

無效

• 申請號: 200810046266.4
• 申請日: 2008-10-13
• 公開（公告）號: CN101404485A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 尉旭波;楊邦朝;王浩勤;徐自強;曾志毅;游欽祿;練馬林;唐偉;錢可偉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03H7/09
• 分類號: H03H7/09;H03H3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電子元器件技術領域，特別涉及高性能低截止頻率疊層片式濾波器及其制備方法。

背景技術

目前，在研制和生產小尺寸低截止頻率疊層片式濾波器時，主要采用兩種方式：

(1)單元件形式。

純電感或純電容型，該類型的濾波器具有矩形度差缺點；

(2)LC結構形式。

與單元件形式相比，LC結構形式通過增加元件個數，提高濾波器具有矩形度和帶外抑制，為了兼顧到LC結構形式小尺寸低截止頻率疊層片式濾波器中的電感、電容值，通常采用兩種途徑：一種是采用復合材料，該復合材料具有介質陶瓷和鐵氧體材料雙性性能，即具有較大的介電常數和較大的磁導率，可以同時實現大電感和大電容，但是同時增加了寄生參數值，從而導致濾波器工作頻率范圍窄、帶外抑制性能差等缺點，工作頻率只能控制在1500MHz以內；另外一種途徑是單獨研制電感、電容，然后將電感、電容兩種芯片通過焊接的方式連接在一起，通過該途徑得到的濾波器體積較大、制作周期較長、成本較高。

發明內容

針對以上問題，本發明的主要目的就是通過提供一種新的高性能小尺寸低截止頻率疊層片式濾波器制作工藝實現高性能小尺寸低截止頻率疊層片式濾波器的制作。

一種疊層片式濾波器，如圖2所示，是由疊層片式電容、疊層片式空心電感和疊層片式磁芯電感組合成的疊層片式復合器件，具有疊層片式結構，中間疊層部分為由鐵氧體材料制成的疊層片式磁芯電感，磁芯電感的上、下方疊層部分為由陶瓷材料制成的疊層片式電容，疊層片式磁芯電感和疊層片式電容之間的疊層部分為由陶瓷材料制成的疊層片式空心電感。

在電連接關系方面，磁芯電感與上下的兩個空心電感相串聯，其中一個空心電感與整個濾波器的輸入端電極相連，另一個空心電感與整個濾波器的輸出端電極相連；磁芯電感的上、下方用作疊層片式電容的陶瓷材料疊層中具有三個電極板，兩個端電極板和一個地電極板，其中一個端電極板與整個濾波器的輸入端電極相連，另一個端電極板與整個濾波器的輸出端電極相連，地電極板與整個濾波器的地電極相連。

本發明所述的疊層片式濾波器的等效電路如圖4所示，鐵氧體材料制成的疊層片式磁芯電感L2與陶瓷材料制成的兩個空心電感L1、L3相串聯；其中一個空心電感L1與整個濾波器的輸入端電極相連，另一個空心電感L2與整個濾波器的輸出端電極相連；陶瓷材料疊層中，由與整個濾波器的輸入端電極相連的端電極板和地電極板構成的疊層片式電容C1、C2組成輸入端濾波電容，由與整個濾波器的輸出端電極相連的端電極板和地電極板構成的疊層片式電容C3、C4組成輸出端濾波電容。

上述技術方案中，陶瓷空心電感/鐵氧體磁芯電感/陶瓷空心電感的復合結構可周期性重復，以實現多個空心電感和多個磁芯電感相串聯的濾波電感結構，如圖3所示。

本發明在同一芯片中引入陶瓷材料和鐵氧體材料，同時實現大感值電感和大容值電容，其中電感由兩部分組成：空心電感(“磁芯”為陶瓷材料)和磁芯電感(磁芯為鐵氧體材料)，空心電感具有感值小、品質因數大、自諧振頻率高等特點，可以很好的展寬濾波器工作頻段；磁芯形式電感具有感值大、自諧振頻率低等特點，可以很好的減小低截止頻率濾波器的帶內插損，改善濾波器傳輸信號的效果。

一種疊層片式濾波器的制備方法，如圖6所示，包括以下步驟：

步驟1.配料。選擇合適的鐵氧體材料和陶瓷材料配方，配制出磁導率在10～100之間、介電常數在10～50之間的鐵氧體材料和陶瓷材料，這兩種材料的燒結成瓷溫度相差不能太大，一般控制在20度之內。

步驟2.流延。將配制好的鐵氧體材料和陶瓷材料分別制成流延漿料，流延出鐵氧體生瓷膜片和陶瓷生瓷膜片。

步驟3.打孔和填孔。將步驟2所得的鐵氧體生瓷膜片和部分陶瓷生瓷膜片進行打孔，然后利用銀漿料進行填孔，用于不同層電感線圈的連接，通孔直徑可根據具體要求進行選擇。

步驟4.導體印刷。用填孔后的鐵氧體膜片和陶瓷膜片進行電感導體印制，用部分未打孔的陶瓷膜片進行疊層片式電容的地電極板或端電極板導體印制；所用印制導體的原料為銀漿料，印刷的導體厚度控制10±1微米范圍內。

步驟5.疊片。將印制好導體的鐵氧體生瓷膜片和陶瓷生瓷膜片以及部分未印制導體的鐵氧體生瓷膜片和陶瓷生瓷膜片按照本發明所述的疊層片式濾波器結構進行疊片，本發明所述的疊層片式濾波器結構示意圖如圖2、3所示。

步驟6.等靜壓。將完成疊片的片式濾波器芯片放在水中進行等靜壓，以便將不同層生瓷膜片緊緊的壓制成型。等靜壓條件優選：壓力35MPa大氣壓、溫度50度。