[發明專利]三維集成的多層堆疊結構微屏蔽MEMS濾波器組

有效

• 申請號: 201410034441.3
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103779642A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 郁元衛;侯芳;朱健
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01P1/207
• 分類號: H01P1/207;B81B7/02
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種三維集成的多層堆疊結構微屏蔽MEMS濾波器組，屬于微波電路、微電子和微機械（MEMS）系統交叉技術領域，涉及微波工作頻段中的濾波器。

背景技術

目前開關濾波器組廣泛應用于射頻（RF）前端收發系統、通信系統及航空、航天等系統中電子系統中，它能夠有效增強系統的收發抑制能力，在接收端能夠很好的抑制鏡像頻率，在發射端能夠很好的抑制帶外雜散，增強系統的性能。

目前的開關濾波器組件主要通過切換開關、控制電路和多個不同頻段濾波器組成，由控制電路控制開關的導通方向，實現不同濾波器之間的切換，使射頻信號分別在不同頻段的濾波器內傳輸，有效抑制系統中的雜散。當前開關濾波器組件中多個濾波器芯片一般平面并排安裝在金屬腔體中，為了增強各個濾波器之前的抑制，各濾波器之間設置分腔，通過這種方式將各分散的濾波器集成在開關濾波器腔體內。由此可見濾波器的尺寸大小直接決定了開關濾波器組件的腔體尺寸，也決定著整個射頻前端收發系統的尺寸。

RF?MEMS濾波器的出現為上述問題提供了很好的解決方案。這是由于MEMS技術帶來了精細的加工手段，尤其是三維加工技術。使原本難以實現的結構成為可能。深刻蝕通孔技術、三維金屬互連技術、DRIE（深反應離子刻蝕）和各種鍵合工藝，大大減小了傳統的傳輸線型微波濾波器的尺寸，且易于和傳統IC（集成電路）工藝集成。MEMS濾波器具有體積小、選擇性好、高頻損耗小，工作頻段高等優點，可以滿足新一代電子系統對小型化射頻前端的需求，有極廣的應用前景。

發明內容

本發明提出的是一種三維集成的多層堆疊結構微屏蔽MEMS濾波器組，基于在MEMS濾波器的基礎上，其目的旨在克服現有技術所存在的上述缺陷，利用MEMS工藝將2個獨立的MEMS濾波器進行三維單片集成。

本發明的技術解決方案：三維集成的多層堆疊結構微屏蔽MEMS濾波器組，其結構包括A濾波器、B濾波器；所述的A濾波器包括A襯底和B襯底，其中在A襯底上表面沉積金屬形成A微波耦合線諧振器、A信號引入傳輸線、A信號引出傳輸線及A接地金屬面；將A襯底上表面和B襯底下表面對準，利用MEMS對準鍵合工藝形成A濾波器；所述的B濾波器包括C襯底和D襯底，在C襯底上表面上沉積金屬形成B微波耦合線諧振器、B信號引入傳輸線、B信號引出傳輸線及B接地金屬面，將C襯底上表面和D襯底下表面對準，利用MEMS對準鍵合工藝形成B濾波器；制作時，將A濾波器的B襯底上表面與B濾波器的C襯底下表面對準，利用MEMS對準鍵合工藝制成一體，并在A微波耦合線諧振器和B微波耦合線諧振器外側區域由D襯底至A襯底自上而下刻蝕接地通孔陣列，對該接地通孔陣列進行電鍍在通孔側壁沉積金屬，最終實現三維集成的多層堆疊結構微屏蔽MEMS濾波器的制作。

本發明的優點：1）克服了傳統平面微波濾波器存在頻率漂移的腔體效應，并增強了濾波器的通帶遠端的雜波抑制能力；2）利用MEMS工藝將2個獨立的MEMS濾波器進行三維單片集成，大大縮小傳統濾波器組件的面積，且易于實現集成；3）采用全密封腔結構，減小微波泄漏，使各濾波器上下襯底間金屬引線以及微腔體結構得到有效保護，同時避免在芯片分離等后道工藝中水流、碎屑等對芯片內部結構的污染；4）可以將該技術擴展到多個濾波器組的集成。

附圖說明

圖1是本發明的分層立體示意圖。

圖2是本發明的整體外觀俯視示意圖。

圖3是圖2中的AA方向剖面圖（這個圖中通孔內金屬橫向不要相連）。

圖4是B襯底2和C襯底3之間信號輸入輸出金屬橫截面圖。

圖5-1是A濾波器1的仿真插入損耗及反射損耗圖。

圖5-2是B濾波器2的仿真插入損耗及反射損耗圖。

具體實施方式

實施例

對照圖1、2、3、4，三維集成的多層堆疊結構微屏蔽MEMS濾波器組，其結構包括A濾波器、B濾波器；所述的A濾波器包括A襯底101和B襯底102，其中在A襯底101上表面沉積金屬形成A微波耦合線諧振器103、A信號引入傳輸線104、A信號引出傳輸線105及A接地金屬面106。

將A襯底101上表面和B襯底102下表面對準，利用MEMS對準鍵合工藝形成A濾波器。

所述的B濾波器，其結構包括C襯底201和D襯底202，在C襯底201上表面上沉積金屬形成B微波耦合線諧振器203、B信號引入傳輸線204、B信號引出傳輸線205及B接地金屬面206。