[發(fā)明專利]一種LTCC低通濾波器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110200104.3
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號: CN102354777A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邢孟江;李春宇;李小珍;邢孟道;姚帥;盧啟軍;趙海忠
• 申請（專利權(quán)）人: 西安瓷芯電子科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H03H7/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，它涉及一種低通濾波器，并具體涉及一種考慮封裝結(jié)構(gòu)的低溫共燒陶瓷(LTCC)低通濾波器。

背景技術(shù)

低通濾波器是射頻前端部分的一個重要的無源器件。一個好的低通濾波器不僅應(yīng)該具有帶內(nèi)低損耗和帶外高抑制的傳輸特性，而且應(yīng)該具有陡峭的頻率截止特性和盡可能小的體積，特別是隨著電子整機系統(tǒng)向小型化、輕型化方向發(fā)展的今天。

傳統(tǒng)的低通濾波器只能采用平面結(jié)構(gòu)，占用的芯片面積太大，不能滿足射頻前端對器件小型化的需求，而且傳統(tǒng)的低通濾波器沒有考慮封裝結(jié)構(gòu)的影響。

為了滿足通訊設(shè)備器件小型化的需要，最初的努力只是尋找高介電常數(shù)εr、高品質(zhì)因數(shù)Q和低的頻率溫度系數(shù)τf的微波介質(zhì)材料，來減少介質(zhì)諧振器的尺寸，從而獲得較小的單個微波器件。

但僅僅依靠傳統(tǒng)的厚膜、薄膜和高溫共燒陶瓷(HTCC)工藝技術(shù)仍然沒有找到一種有效減小器件尺寸面積的設(shè)計方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于LTCC技術(shù)的考慮器件封裝結(jié)構(gòu)的低通濾波器，本濾波器采用7階橢圓濾波器原型，并通過LTCC疊層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)等效集總電路模型。集總電感采用垂直螺旋電感，利用通孔實現(xiàn)不同層之間的互連；其中，集總電容采用垂直交指電容(VIC)結(jié)構(gòu)，這種實現(xiàn)方式能夠顯著減小濾波器尺寸。

此外，考慮到接地質(zhì)量的好壞影響到其濾波性能，尤其是地面與地面的連接方式對帶內(nèi)插入損耗和駐波影響很大，結(jié)合生產(chǎn)工藝，采用側(cè)面封裝的方式實現(xiàn)地面的互連和輸入輸出端口的互連。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種LTCC低通濾波器，包括輸入端和輸出端，所述輸入端和第一LC并聯(lián)諧振(L2、C2)的輸入端連接，第一對LC并聯(lián)諧振的輸出端與第二對LC并聯(lián)諧振(L4、C4)的輸入端連接，第二對LC并聯(lián)諧振的輸出端與第三對LC并聯(lián)諧振(L6、C6)的輸入端連接，第三對LC并聯(lián)諧振的輸出端與低通濾波器的輸出端連接；第一對LC并聯(lián)諧振與第二對LC并聯(lián)諧振的連接點與地之間具有并聯(lián)接地電容C3，第二對LC并聯(lián)諧振與第三對LC并聯(lián)諧振的連接點與地之間具有并聯(lián)接地電容C5，第三對LC并聯(lián)諧振與輸出端的連接點與地之間具有并聯(lián)接地電容C7。

進一步地，所述電感(L2、L4、L6)采取的是垂直螺旋電感，利用通孔實現(xiàn)不同層之間的互連。

進一步地，所述電容(C2、C4、C6)采取的是垂直交指電容結(jié)構(gòu)，其通過不同層之間極板實現(xiàn)。

進一步地，所述LTCC低通濾波器包括多層介質(zhì)基板，其中，在介質(zhì)基板上表面處設(shè)有金屬層；在最底下的封裝層的金屬印制于基板的下表面。

進一步地，所述第1、3、5金屬導(dǎo)體層為金屬地面，并且這三層金屬地面通過側(cè)壁連接在一起；所述第2金屬導(dǎo)體層為接地電容C7的一個極板，C7的另外極板是第1、3層的金屬地面，形成垂直交指電容結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述第4金屬導(dǎo)體層為接地電容C3、C5的一個極板，另外極板是第3、5層的金屬地面。

進一步地，所述第6、11、12、13層為50μm厚度的LTCC陶瓷板，這些層的陶瓷板上面沒有金屬層。

進一步地，所述第7、8、9、10金屬導(dǎo)體層構(gòu)成垂直螺旋電感L2、L4、L6，從左至右依次為L2、L4、L6；所述第14、15、16、17金屬導(dǎo)體層構(gòu)成電容C2、C4、C6，C2為兩層極板構(gòu)成的MIM結(jié)構(gòu)，C4、C6為三層極板構(gòu)成的VIC結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述第7、8、9、10層構(gòu)成的電感為垂直螺旋電感，每一層都是由寬度為100μm的微帶線繞成1/2矩形或3/4矩形，然后通過垂直通孔將上下兩層微帶線連接在一起；其中，左邊的螺旋電感為L2，中間的螺旋電感為L4，右邊的螺旋電感為L6，L2、L4、L6三個電感的始端都在第10層，L2、L4這兩個電感的終端在第8層，而L6的終端在第7層。L2的始端與輸入端口連接，L6的終端與輸出端口連接，并且L2的終端與L4的始端通過金屬通孔連在一起，L4的終端與L6的始端也是通過金屬通孔連在一起。

該濾波器封裝結(jié)構(gòu)為標(biāo)準1206(3.2mm×1.6mm)封裝結(jié)構(gòu)，具有體積小、成本低、選頻性能好、溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點，有利于批量生產(chǎn)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明是通過LTCC疊層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的并考慮封裝結(jié)構(gòu)影響的低通濾波器，在實現(xiàn)同等技術(shù)指標(biāo)前提下能夠顯著的減小器件的尺寸，同時，該低通濾波器能有效的減小帶內(nèi)的插入損耗和增大帶外的抑制，并且截止頻率處的陡峭度很高，頻率選擇性很好，能夠滿足一般的民用要求。