运用螺线管式硅通孔电感的无源谐振器制造技术

本实用新型专利技术公开一种运用螺线管式硅通孔电感的无源谐振器。本实用新型专利技术信号由输入端口输入，电流一部分流入同轴硅通孔进入电流返回路径，另一部分流入环形硅通孔阵列，再流入电流返回路径，最后经输出端口流出。本实用新型专利技术利用同轴硅通孔电容器和螺线管式硅通孔电感器构成的无源RC谐振器原件，减小元件物理尺寸。运用同轴硅通孔充当电容器，相较于传统二维的电容器拥有较短的互连长度，使得延迟时间、导体损耗减少。此外螺线管式硅通孔电感器的使用更是大大减少了谐振器的物理尺寸，而且大大提高了谐振器的各项性能。

Passive resonator using solenoid silicon via inductor

The utility model discloses a passive resonator using a solenoid type silicon through hole inductor. The signal of the utility model is input by the input port, part of the current flows into the coaxial silicon through-hole into the current return path, the other part flows into the annular silicon through-hole array, then the current flows back to the path, and finally flows out through the output port. The utility model utilizes the original passive RC resonator composed of coaxial silicon through-hole capacitor and solenoid silicon through-hole inductor to reduce the physical size of the component. Using coaxial silicon through-hole as capacitor has shorter interconnection length than traditional two-dimensional capacitor, which reduces delay time and conductor loss. In addition, the use of solenoid silicon through-hole inductor greatly reduces the physical size of the resonator, and greatly improves the performance of the resonator.

【技术实现步骤摘要】
运用螺线管式硅通孔电感的无源谐振器
本技术属于无源电子器件
，涉及一种微波谐振器元件，尤其涉及一种运用硅通孔的无源谐振器结构。
技术介绍
随着现代通信技术的迅速发展，通讯设备使用要求的特殊性使得人们对通信设备的重量和尺寸要求越来越高，特别是移动通信系统中谐振器的小型化、轻便化、低功耗方面的要求越来越加强。随着集成器件的不断缩小，其中传统的谐振器在占用面积和封装成本上已无法满足需求。近年来，随着三维集成电路的飞速发展，一种新兴的集成电路制作工艺硅通孔工艺受到广泛的关注。它能够在三维集成电路的不同堆栈层之间提供垂直互联。并且硅通孔技术可提供更大的设计自由度和更好的电学性能来设计不同的元器件。将硅通孔技术引入无源谐振器的设计之中，无源谐振器的尺寸可以得到进一步的缩小。
技术实现思路
本技术针对目前的技术不足，提供了一种由同轴硅通孔电容器和螺线管式硅通孔电感器构成的超紧凑无源谐振器。本技术具体为无源RC并联谐振器，使用同轴硅通孔做电容器，环形硅通孔做电感器来设计RC并联谐振器。本技术无源谐振器由多个元件单元构成，输入和输出端口位于基底顶部的重新布局层。所述元件单元包括位于基底顶部的重新布局层、位于基底中间的环形硅通孔阵列与同轴硅通孔、位于基底底部的重新构建层；环形硅通孔阵列由两列平行设置的硅通孔阵列构成，每列阵列包括三个等间距设置的硅通孔；第一列硅通孔阵列从上至下定义为第一至第三硅通孔，第二列硅通孔阵列从上至下定义为第四至第六硅通孔；第一硅通孔的重新布局层端与同轴硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第二硅通孔的重新布局层端与第四硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第三硅通孔的重新布局层端与第五硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第六硅通孔的重新布局层端与同轴硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第一硅通孔的重新构建层端与第四硅通孔的重新构建层端通过金属线连接，第二硅通孔的重新构建层端与第五硅通孔的重新构建层端通过金属线连接，第三硅通孔的重新构建层端与第六硅通孔的重新构建层端通过金属线连接；将同轴硅通孔的重新布局层端同时作为整个谐振器的信号输入输出端口或接相邻单元的信号输出输入端口。位于基底顶部的重新布局层、位于基底中间的环形硅通孔阵列、位于基底底部的重新构建层构成螺线管式硅通孔电感器。硅通孔间的间距、硅通孔的高度与半径决定螺线管式硅通孔电感器的电感值。位于基底顶部的重新布局层、位于基底中间的同轴硅通孔构成同轴硅通孔电容器。同轴硅通孔的高度、内径和外径决定同轴硅通孔电容器电容值。同轴硅通孔有金属内芯、内部绝缘层、金属外环和外部绝缘层构成，其中外部绝缘层用来隔离金属和硅衬底，金属内芯、内部绝缘层和金属外环组成的环形结构构成电容器。内部绝缘层通常选用高介电常数的材料来增大电容器的电容值。螺线管式硅通孔电感器由垂直硅通孔阵列、基底顶部重新布局层和基底底部重新构建层组成，通过改变硅通孔之间的间距、硅通孔的高度等结构参数可以获得不同的电感值。同轴硅通孔构成的电容器和螺线管式硅通孔电感器组成的谐振器与传统的谐振器相比，大大减少了谐振器的物理面积，而且提高了谐振器的各项性能。信号由输入端口输入，电流一部分按硅通孔方向流入同轴硅通孔金属内芯，通过金属外环流入电流返回路径；电流另一部分依次流入第一硅通孔、第四硅通孔、第二硅通孔、第五硅通孔、第三硅通孔、第六硅通孔，然后流入返回路径；最后信号经输出端口输出。本技术的有益效果是：本技术利用同轴硅通孔电容器和螺线管式硅通孔电感器构成的无源RC谐振器原件，减小元件物理尺寸。运用同轴硅通孔充当电容器，相较于传统二维的电容器拥有较短的互连长度，使得延迟时间、导体损耗减少。此外螺线管式硅通孔电感器的使用更是大大减少了谐振器的物理尺寸，而且大大提高了谐振器的各项性能。附图说明图1为同轴硅通孔的结构；图2为硅通孔的结构；图3为基底顶部重新布局层的结构图；图4为硅通孔阵列的结构图；图5为基底底部重新构建层的结构图；图6为螺线管式硅通孔电感器的结构图；图7为同轴硅通孔电容器的结构图；图8为第一连接基板组件的结构图；图9为第二连接基板组件的结构图；图10为本技术无源谐振器元件单元的结构图；图11为本技术无源谐振器元件的仿真结果图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。本技术无源谐振器由多个元件单元构成，输入和输出端口位于基底顶部的重新布局层。所述的元件单元包括螺线管式硅通孔电感器600，同轴硅通孔电容器700，第一连接基板组件800和第二连接基板组件900。螺线管式硅通孔电感器600包括基底顶部重新布局层300，两列硅通孔阵列400和基底底部重新构建层500。螺线管式硅通孔电感器基底顶部重新布局层包括第一至第四基板301-304，上述基板处于同一平面且互不连接；第二基板302与第三基板303相互平行。基底底部重新构建层500包括第一至第三基板501-503，上述三个基板平行设置且互不连接。第一列硅通孔阵列包括顶部连接金属块401-403、底部连接金属块413-415、等间距设置的第一至第三硅通孔407-409；第二列硅通孔阵列包括顶部连接金属块404-406、底部连接金属块416-418、等间距设置的第四至第六硅通孔410-412；第一、二列硅通孔阵列平行设置且互不连接；第一硅通孔407顶部设有顶部连接金属块401，与顶部第一基板301的底面连接；第一硅通孔407底部设有底部连接金属块413，与连接底部第一基板501的顶面连接；第二硅通孔408顶部设有顶部连接金属块402，与连接顶部第二基板302的底面连接；第二硅通孔408底部设有底部连接金属块414，与连接底部第二基板502的顶面连接；第三硅通孔409顶部设有顶部连接金属块403，与连接顶部第三基板303的底面连接；第三硅通孔409底部设有底部连接金属块415，与连接底部第三基板503的顶面连接；第四硅通孔410顶部设有顶部连接金属块404，与连接顶部第二基板302的底面连接；第四硅通孔410底部设有底部连接金属块416，与连接底部第一基板501的顶面连接；第五硅通孔411顶部设有顶部连接金属块405，与连接顶部第三基板303的底面连接；第五硅通孔411底部设有底部连接金属块417，与连接底部第二基板502的顶面连接；第六硅通孔412顶部设有顶部连接金属块406，与连接顶部第四基板304的底面连接；第六硅通孔412底部设有底部连接金属块418，与连接底部第三基板503的顶面连接。同轴硅通孔电容器700从顶部至底部依次为基底顶部上层基板701，连接金属块702，基底顶部下层基板703，连接金属块704和同轴硅通孔705。基底顶部上层基板701底面设有连接金属块702，与基底底部下层基板703的顶面连接；基底顶部下层基板703底面设有连接金属块704，连接同轴硅通孔705。第一连接基板组件800包括基底顶部第一至第二连接基板801-802，上述两基板相互垂直且相互连接；基底顶部第一基板801的一端与第一基板301连接，另一端与基底顶部第二基板802的一端连接；基底顶部第二基板802的另一端与基底顶部上层基板701的一端连接。第二连接基板组件900包括基底顶部第三至第六连接基板901-904；基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.运用螺线管式硅通孔电感的无源谐振器，由多个元件单元构成，输入和输出端口位于基底顶部的重新布局层，其特征在于元件单元包括位于基底顶部的重新布局层、位于基底中间的环形硅通孔阵列与同轴硅通孔、位于基底底部的重新构建层；环形硅通孔阵列由两列平行设置的硅通孔阵列构成，每列阵列包括三个等间距设置的硅通孔；第一硅通孔的重新布局层端与同轴硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第二硅通孔的重新布局层端与第四硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第三硅通孔的重新布局层端与第五硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第六硅通孔的重新布局层端与同轴硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第一硅通孔的重新构建层端与第四硅通孔的重新构建层端通过金属线连接，第二硅通孔的重新构建层端与第五硅通孔的重新构建层端通过金属线连接，第三硅通孔的重新构建层端与第六硅通孔的重新构建层端通过金属线连接；将同轴硅通孔的重新布局层端同时作为整个谐振器的信号输入输出端口或接相邻单元的信号输出输入端口。

【技术特征摘要】
1.运用螺线管式硅通孔电感的无源谐振器，由多个元件单元构成，输入和输出端口位于基底顶部的重新布局层，其特征在于元件单元包括位于基底顶部的重新布局层、位于基底中间的环形硅通孔阵列与同轴硅通孔、位于基底底部的重新构建层；环形硅通孔阵列由两列平行设置的硅通孔阵列构成，每列阵列包括三个等间距设置的硅通孔；第一硅通孔的重新布局层端与同轴硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第二硅通孔的重新布局层端与第四硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第三硅通孔的重新布局层端与第五硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第六硅通孔的重新布局层端与同轴硅通孔的重新布局层端通过金属线连接，第一硅通孔的重新构建层端与第四硅通孔的重新构建层端通过金属线连接，第二硅通孔的重新构建层端与第五硅通孔的重新构建层端通过金属线连接，第三硅通孔的重新构建层端与第六硅通孔的重新构建层端通过金属线连接；将同轴硅通孔的重新布局层端同时作为整个谐振器的信号输入输出端口或接相邻单元的信号输出输入端口。2.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文生，泮金炜，徐魁文，赵鹏，王高峰，董林玺，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33