集总参数微型LTCC高通滤波器制造技术

本发明专利技术是集总参数微型LTCC高通滤波器，其结构包括输入端口（IN）、输出端口（OUT）、A地端口（GND1）、B地端口（GND2）和A电感（L1）、A电容（C1）、B电感（L2）、B电容（C2）、C电感（L3）、C电容（C3）、D电感（L4）、A寄生电容（C4）、B寄生电容（C5），由多层低温共烧陶瓷技术实现，陶瓷的介电常数为7.8，每层陶瓷的厚度为42um；金属化层采用银材料，每层厚度为8um。本发明专利技术具有体积小、重量轻、插入损耗低、电压驻波比小、边带陡峭、成本低、可靠性高、批量生产一致性好等优点，可广泛应用于现代无线通信技术领域。

【技术实现步骤摘要】
集总参数微型LTCC高通滤波器
本专利技术涉及的是一种集总参数微型LTCC高通滤波器，属于微电子
。
技术介绍
射频滤波器是微波电路模块中的关键元器件，为了抑制电路中的低频杂散，一般都需要微型化的高通滤波器。由于无线通信系统向着宽带、高性能、小型化的趋势发展，对微波滤波器的要求也越来越高，不仅要求微波滤波器通带内插入损耗小，驻波好，还要求阻带的抑制较高。近年来，无源器件的微型化是各国学者研究的热点，而LTCC技术是实现无源器件微型化的一个有效途径。LTCC滤波器不仅体积小、重量轻、可靠性高，而且批量生产一致性好。但LTCC滤波器设计上有一定的难度，特别是对于微波高通滤波器。由于基于LTCC技术实现的三维电感或电容不是理想的元件，随着频率的升高，自谐振和元件间的耦合等效应也使器件的整体性能迅速恶化，因此必须通过专业的设计才能达到理想的性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种集总参数微型LTCC高通滤波器，其目的在于在满足滤波器的高性能的同时实现滤波器的小型化。本专利技术的技术解决方案:集总参数微型LTCC高通滤波器，其结构包括输入端口(IN)、输出端口(0UT)、A地端口(GNDl)及B地端口(GND2)，其中A地端口(GNDl)与B地端口(GND2)通过金属板相连通，输入端口(IN)与A电感(LI)的一端相连，A电感(LI)的另一端与A、B两个地端口(GND1和GND2)相连接；输入端口(IN)与A电容(Cl)的一端相连接，A电容(Cl)的另一端与B电感(L2)的一端及B电容(C2)的一端相连接，B电感(L2)的另一端与A、B两个地端口(GND1和GND2)相连接；B电容(C2)的另一端与C电感(L3)的一端及C电容(C3)的一端相连接，C电感(L3)的另一端与A、B两个地端口(GND1和GND2)相连接；C电容(C3)的另一端与D电感(L4)的一端相连接，D电感(L4)的另一端与A、B两个地端口(GND1和GND2)相连接。本专利技术的优点:1)集总参数微型LTCC高通滤波器具有优良的微波性能，通带的带宽较宽，带内的插入损耗和驻波比小，且阻带边带陡峭；2)该滤波器的封装尺寸为标准的1206 (3.2mmX 1.6mm)，可批量生产且一致性好。【附图说明】图1是微型LTCC高通滤波器的整体结构图。图2是微型LTCC高通滤波器的分层结构示意图。图3是微型LTCC高通滤波器的原理电路图。图4是微型LTCC高通滤波器的等效电路图。图5是微型LTCC高通滤波器的仿真结果。【具体实施方式】如图1所示，微型LTCC高通滤波器包括输入端口 IN、输出端口 0UT、A地端口 GND1、B地端口 GND2，其中A地端口 GND1、B地端口 GND2通过金属板相连通，该滤波器还包括A电容Cl、B电容C2、C电容C3、A寄生电容C4、B寄生电容C5、A电感L1、B电感L2、C电感L3和D电感L4。该滤波器是基于低温共烧陶瓷技术实现，选用的瓷带为杜邦951，陶瓷的介电常数为7.8，损耗角正切为0.002,金属化浆料选用银浆。生瓷带的厚度为每层50um，经过共烧后的厚度为42um，因此设计中选用的瓷带厚度为每层42um。金属化厚度为每层8um。所述A电感L1、B电感L2、C电感L3、D电感L4、A电容C1、B电容C2、C电容C3均为集总参数结构的元件。其中，A电感LI和D电感L4为三层垂直螺旋电感，由IOOum的金属线条旋绕而成，不同层间金属线条采用金属通孔进行互连，金属通孔之间为150um，金属线条的厚度为8um,两层金属线条间陶瓷厚度为42um。所述的B电感L2和C电感L3为平面螺旋电感，由宽度为IOOum的线条旋绕而成。A电容Cl、B电容C2和C电容C3为MM (Metal-1nsulator-Metal，金属-绝缘体-金属)型平板电容，两层金属板间陶瓷厚度为42um。如图2所示，本专利技术的原型为7阶高通滤波器，电路结构左右对称，其中A电感LI与D电感L4值相等，B电感L2与C电感L3值相等，A电容Cl与C电容C3值相等。该滤波器的输入端口 IN与A电感LI的一端相连，A电感LI的另一端与两个地端口 GNDl和GND2相连接；输入端口 IN与A电容Cl的一端相连接，A电容Cl的另一端与B电感L2的一端及B电容C2的一端相连接，B电感L2的另一端与A地端口 GNDl和B地端口 GND2相连接；B电容C2的另一端与C电感L3的一端及C电容C3的一端相连接，C电感L3的另一端与两个地端口 GNDl和GND2相连接；C电容C3的另一端与D电感L4的一端相连接，D电感L4的另一端与A、B两个地端口 GNDl和GND2相连接。结合图1和图3所示，本专利技术B电感L2与连接A、B两个地端口 GNDl和GND2的第一层金属板间形成A寄生电容C4，B电感L2和A寄生电容C4形成对地串联谐振单元；C电感L3与连接两个地端口 GNDl和GND2的第一层金属板间形成寄生电容C5，C电感L3和B寄生电容C5形成对地串联谐振单元。如图4所示，本专利技术共20层瓷带，内部金属化共7层。A电感LI和D电感L4位于第4、5、6层瓷带，由三层IOOum宽的金属线条绕成的矩形螺旋电感，不同层间的金属线条采用直径为150um的金属通孔连接而成。A电感LI第七层的端口与输入端口相连，第5层的端口通过接地金属板与地端口GNDl和GND2相连。电感L4第七层的端口与输出端口相连，第5层的端口通过接地金属板与A、B两个地端口 GNDl和GND2相连。B电感L2和C电感L3是由线宽为IOOum的金属线条绕于第12层瓷带，形成平面螺旋电感。B电感L2的一端与A电容Cl相连，B电感L2的另一端通过金属通孔与第6层的接地金属板相连。C电感L3的一端与C电容C3相连，C电感L3的另一端通过金属通孔与第6层的接地金属板相连。A电容C1、B电容C2和C电容C3为MM电容，MIM电容的两级分别印刷于第17和18层瓷带，两级金属间距离为单层瓷带厚度42um，两层金属电极的厚度为8um，MIM电容的大小决定于两层金属板间的相对面积。A寄生电容C4由B电感L2与第6层的接地金属板的相对面积构成。B寄生电容C5由C电感L3与第6层的接地金属板的相对面积构成。结合图1和图5，本专利技术所述的微型LTCC高通滤波器截止频率为2650MHz，通带范围为2650MHz到6500MHz，带内插入损耗小于-1.5dB, 2900MHz到5500MHz内的回波损耗大于20dB。B电感L2和A寄生电容C4以及C电感L3和B寄生电容C5构成的对地串联谐振使阻带内产生一个传输零点，位于1450MHz处。该传输零点使阻带的边带更加陡峭，在1500MHz处衰减大于45dB。综上所述，本专利技术不仅微波性能优异，并且具有体积小、可靠性高等优点。该滤波器封装尺寸为标准的1206，可进行批量生产且一致性好，可广泛应用于无线通信领域。本文档来自技高网...

【技术保护点】
集总参数微型LTCC高通滤波器，其特征在于，包括输入端口（IN）、输出端口（OUT）、A地端口（GND1）及B地端口（GND2），其中A地端口（GND1）与B地端口（GND2）通过金属板相连通，输入端口（IN）与A电感（L1）的一端相连，A电感（L1）的另一端与A、B两个地端口（GND1和GND2）相连接；输入端口（IN）与A电容（C1）的一端相连接，A电容（C1）的另一端与B电感（L2）的一端及B电容（C2）的一端相连接，B电感（L2）的另一端与A、B两个地端口（GND1和GND2）相连接；B电容（C2）的另一端与C电感（L3）的一端及C电容（C3）的一端相连接，C电感（L3）的另一端与A、B两个地端口（GND1和GND2）相连接；C电容（C3）的另一端与D电感（L4）的一端相连接，D电感（L4）的另一端与A、B两个地端口（GND1和GND2）相连接。

【技术特征摘要】
1.集总参数微型LTCC高通滤波器，其特征在于，包括输入端口(IN)、输出端口(OUT)、A地端口( GNDI)及B地端口( GND2 )，其中A地端口( GNDI)与B地端口( GND2 )通过金属板相连通，输入端口(IN)与A电感(LI)的一端相连，A电感(LI)的另一端与A、B两个地端口(GNDI和GND2)相连接；输入端口(IN)与A电容(Cl)的一端相连接，A电容(Cl)的另一端与B电感(L2)的一端及B电容(C2)的一端相连接，B电感(L2)的另一端与A、B两个地端口(GND1和GND2)相连接；B电容(C2)的另一端与C电感(L3)的一端及C电容(C3)的一端相连接，C电感(L3)的另一端与A、B两个地端口(GND1和GND2)相连接；C电容(C3)的另一端与D电感(L4)的一端相连接，D电感(L4)的另一端与A、B两个地端口(GND1和GND2)相连接。2.根据权利要求1所述的集总参数微型LTCC高通滤波器，其特征在于，所述的A、B两个地端口(GNDl)和地端口(GND2)通过三层相同尺寸的金属板相连通，该三层金属板之间通过金属通孔相连接。3.根据权利要求1或2所述的集总参数微型LTCC高通滤波器，其特征在于，所述的B电感(L2)与连接A、B两个地端口(GND1和GND2)的第一层金属板间形成A寄生电容(C4)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐利，郑琨，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32