疊層式高通濾波器及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子器件技術領域，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】
[0002]在微波技術突飛猛進的發展中，微波濾波器已成為無源微波元件的主角之一，它是微波系統中用來分離或組合各種不同頻率信號的重要元件。隨著電子系統向小型化、輕量化和高性能方向不斷發展，對器件的尺寸及性能要求提出更高的要求。傳統的高通濾波器一般采用平面結構，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，且在高頻時會產生較大寄生電容或電感，不能滿足射頻電路的需求。為適應射頻電路的需求，部分高通濾波器采用LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic、低溫共燒陶瓷)技術將電感、電容元件集成在一個陶瓷基體內，形成獨石結構。傳統的LTCC技術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，且制備工藝結構復雜且體積較大。
【發明內容】
[0003]基于此，有必要提供一種電性能較好且制備工藝簡單、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、設置在所述基體外側的輸入端電極、設置在所述基體外側的輸出端電極以及設置在所述基體外側的接地端電極;所述基體為疊層式結構，包括依次疊設的:第一基板和設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成第一電容;所述第四極板和所述第二極板構成第四電容；第三基板和設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成第二電容;所述第五極板與所述第四極板構成第三電容;第四基板和設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]在其中一個實施例中，所述基體為長方體結構，以所述基體上經過所述基體的中心且垂直于所述基體的長度方向的面為對稱面;所述輸入端電極和輸出端電極關于所述對稱面對稱分布于基體的兩端;所述第一極板和所述第二極板關于所述對稱面對稱分布于第一基板上;所述第三極板和所述第四極板關于所述對稱面對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于所述第四基板的中心呈中心對稱分布。
[0006]在其中一個實施例中，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稱分布于所述基體上的兩側面的中間位置；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]在其中一個實施例中，還包括標識部;所述標識部設置于所述基體的外表面，用于標識所述基體上的輸入端電極或者輸出端電極所在位置。
[0008]在其中一個實施例中，所述基體內的基板為由低溫共燒陶瓷材料形成的陶瓷基板。
[0009]在其中一個實施例中，所述陶瓷基板為由相對介電常數在6?9且介質損耗因數小于等于0.002的陶瓷材料形成的陶瓷基板。
[0010]在其中一個實施例中，所述陶瓷基板為由相對介電常數在6.7?7.7且介質損耗因數小于等于0.001的陶瓷材料形成的陶瓷基板。
[0011]在其中一個實施例中，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構端電極;所述三層結構端電極包括與基體接觸的銀層、設置于中間層的鎳層以及設置于最外層的錫層。
[0012]在其中一個實施例中，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膜和帶孔介質膜;疊壓空白介質膜，并在空白介質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膜為第五基板;在所述第五基板表面疊壓帶孔介質膜，并在每疊壓一張帶孔介質膜后填印金屬孔;在帶孔介質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膜為第四基板;在所述第四基板表面疊壓帶孔介質膜，并在每疊壓一張帶孔介質膜后填印金屬孔;在帶孔介質膜表面印制第五極板；印制第五極板的帶孔介質膜為第三基板;在所述第三基板表面疊壓帶孔介質膜，并在每疊壓一張帶孔介質膜后填印金屬孔;在帶孔介質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膜為第二基板;在所述第二基板表面疊壓空白介質膜;在空白介質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膜為第一基板;在所述第一基板表面疊壓空白介質膜完成基體的制備;對所述基體進行燒結；以及在所述基體外側制備輸入端電極、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成第一電容;所述第四極板和所述第二極板構成第四電容;所述第五極板與所述第三極板構成第二電容；所述第五極板與所述第四極板構成第三電容。
[0014]上述疊層式高通濾波器，由三個平面螺旋電感和四個電容構成。其中，三個平面螺旋電感分別布置在兩個平面上，四個電容布置在三個平面上，可減少縱向空間占用層數，使得成型工藝簡單化并實現濾波器的小型化。同時，采用平面螺旋電感在高頻時可減小電感的寄生電容;采用兩個相對平面形成電容，可減小電容的寄生參數，從而使得濾波器在高頻時具有優異的電性能。
【附圖說明】
[0015]圖1為一實施例中的疊層式高通濾波器的等效電路圖；
[0016]圖2為一實施例中的疊片式高通濾波器的外部結構示意圖；
[0017]圖3為圖2所示的疊片式高通濾波器的內部結構示意圖；
[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為一實施例中的疊層式高通濾波器的制備方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0027]—種疊層式高通濾波器，采用集總參數設計的特殊結構，將三個平面螺旋電感和四個單層電容組成七階濾波器，利用LTCC成型技術集成在一個陶瓷基體內，形成獨石結構，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稱結構。參見圖1，本實施例中，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對稱設置，第二電容C2和第三電容C3對稱設置，第一電感LI和第三電感L3對稱設置，第二電感L2則設置于電路中間位置，從而使得整個電路呈左右對稱結構。
[0029]圖2為一實施例中的疊層式高通濾波器的外部結構示意圖，其包括基體100、設置于基體100外側的輸入端電極210、設置于基體100外側的輸出端電極220以及設置于基體100外側