用于表面安装用途的毫米波滤波器制造技术

一种用于表面安装用途的一个毫米波滤波器包括具有相对表面的一绝缘基片。一磨平层形成在绝缘基片的一表面上。至少一低温共焙烧陶瓷层位于磨平层之上和形成一外滤波器表面。形成为条带或微带的多个耦合线路毫米波长谐振器位于外滤波器表面上。这些谐振器可以是平行耦合线路滤波器，包括发夹式谐振器。射频接线端触点位于绝缘基片的、与至少一低温共焙烧陶瓷层相对的表面上。诸导电通路通过至少一低温共焙烧陶瓷层、磨平层和绝缘基片延伸，并互连射频接线端触点和耦合的线路谐振器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及毫米波滤波器，更具体地，本专利技术涉及例如平行耦合的线路滤波器(line filter)的毫米波滤波器。
技术介绍
藉助对本
的那些熟练人员已知的技术、使用薄膜工艺通常已设计和制造了高性能毫米波(MMW)滤波器。使用薄膜工艺的任何制造技术要求紧密的设计容限实现在各种毫米波频率下的一所需的滤波器响应。这些容限包括有关材料厚度、表面粗糙度、介电常数、金属化厚度以及传送线宽度和间距的必需的和关键的尺寸。在这些现有技术薄膜滤波器设计中，滤波器长度和滤波器宽度通常因为波长变化而以频带的一函数而变化。在滤波器长度中的任何变化都难于设计跨越多个频率的一共用的射频组件方案。因为这些高频的薄膜工艺，滤波器是昂贵的，通常单独地制造它们，然后作为一无屏蔽的半导体小硅片附连于一载体板或用环氧树脂或焊料直接附连于一壳体。当毫米波生产紧密地向实现高容量表面安装制造技术靠拢时，需要有能用在高频的低成本表面安装滤波器。如果利用一层或多层厚膜、带有相关联的低制造容限的低温共焙烧(co-fired)陶瓷工艺(LTCC)能够制造低成本、高性能毫米波滤波器将是有利的。使用这工艺的任何毫米波滤波器将必须在小空间内实现高“Q”滤波器。微带和条带接口方法(microstrip and stripline interface method)是可行的方法。使用这些低温共焙烧的陶瓷材料制造的任何滤波器应该被钝化(desensitized)到与薄膜工艺相关联的传统的临界容限和补偿任何带宽和由与厚膜工艺相关联的较宽容限所引起的回波损耗(return loss)下降。优点是将可以薄膜滤波器的成本的一部分制出一滤波器。专利技术概要本专利技术有利地提供用低温共焙烧的陶瓷厚薄工艺提供一高性能毫米波滤波器。它通过在一多层低温共焙烧的陶瓷薄膜中垂直堆叠诸谐振器(resonator)在一小空间内实现高“Q”滤波器。这些谐振器能够形成诸平行耦合的线路滤波器，包括一发夹式滤波器(hairpin filter)。利用诸微带和条带接口连接在诸低温共焙烧的陶瓷中堆叠诸滤波器，使该结构被作为标准的表面安装单元。诸滤波器被钝化至与薄膜工艺相关联的传统的临界容限，并补偿带宽和由与厚膜工艺相关联的较宽容限所引起的回波损耗下降。能够以薄膜滤波器的成本的一部分将这些类型的滤波器制造成为高性能。此外，这些滤波器，包括发夹式滤波器，能够消除对于频率的滤波器尺寸变化和缩小滤波器尺寸百分之五十。按照本专利技术的一个方面，关于表面安装用途的毫米波滤波器包括具有相对表面的一绝缘基片。一磨平层形成在绝缘基片的一表面上。至少一低温共焙烧的陶瓷层位于磨平层之上和形成一外滤波器表面。多个耦合的线路毫米波长谐振器(linemillimeter wavelength resonator)，例如诸平行耦合的谐振器，包括发夹式谐振器，形成为条带或微带，以及位于外滤波器表面上。诸射频接线端触点位于绝缘基片的、与至少一低温共焙烧的陶瓷层相对的表面上。诸导电通路延伸通过至少一低温共焙烧的陶瓷层、磨平层和绝缘基片，以及各自互连射频接线端触点和至少一耦合的线路谐振器。在本专利技术的另一方面中，一下方磨平层位于绝缘基片的、与磨平层和陶瓷层相对的表面上，以及与射频接线端触点分开。许多绝缘路径延伸通过低温共焙烧的陶瓷层和绝缘基片和结合下方磨平层。在本专利技术的又一方面中，许多低温共焙烧的陶瓷层和插入的诸磨平层形成一多层低温共焙烧的陶瓷基板。许多毫米波长条带谐振器形成在外滤波器表面与绝缘基片之间和被诸插入的磨平层(ground plane layer)分开的诸陶瓷层上。在一非限制的例子中，这些谐振器是诸发夹式谐振器。诸导电通路互连形成在诸陶瓷层上的诸谐振器和外滤波器表面。谐振器能够形成两极发夹式滤波器和可以是约四分之一波长长度。一绝缘盖子位于外滤波器表面之上和具有一金属化内表面，金属化内表面与诸发夹式谐振器分开，用于产生一预定的切断频率(cutoff frequency)。这绝缘的盖子离开形成在上滤波器表面上的诸谐振器约15至约25密耳距离。形成在外滤波器表面上的诸谐振器可以形成为微带。在本专利技术的再一方面中，绝缘基片由一陶瓷材料形成，例如氧化铝，它约为10至35密耳厚。附图简述在参阅附图、阅读以下本专利技术的详细叙述后本专利技术的其它目的、特征和优点将变得很明显，在附图中附图说明图1A和1B分别示出了以24千兆赫工作的典型的薄膜三极带通平行耦合的线路滤波器(thin film three-pole bandpass parallel-coupled line filter)，以及示出了正比于射频波长变化的滤波器的长度差异。图2A和2B示出了作为与LTCC工艺相关联的间距的一例子的、由厚膜低温共焙烧的陶瓷材料(LTCC)制造的三极滤波器。图3是示出用于本专利技术的一示例性的低温共焙烧的陶瓷三极过滤响应的一滤波器响应的一曲线图。图4是能用于一表面安装单元结构中的本专利技术的一LTCC滤波器的断开的平面图。图5是图4中所示的滤波器的断开的剖视图，该滤波器由一示例性的铝载体片、一层低温共焙烧的陶瓷带和一磨平层形成。图6是图4中所示的滤波器的一不完全的底部平面图。图7是通过在不同的LTCC层中串联三个两极滤波器所产生的一多层六极滤波器的一断开的平面图。图8是图7中所示的滤波器的和定位在诸堆叠层中的低温共焙烧的陶瓷材料的断开的剖视图。图9是图7中所示的滤波器的一不完全的底部平面图。最佳实施例的详细说明以下将参照附图较详细地叙述本专利技术，在附图中示出了本专利技术的较佳实施例。但是，可以按许多不同形式体现本专利技术和不应该认为本专利技术被限制于在此所提出的实施例。反之，提供这些实施例，从而对本
的那些熟练人员来说，这些揭示内容将是详尽的和完全的和将完全复盖本专利技术的范围。在全部中附图相同的标号表示相同的部分。本专利技术是优越的和提供了在传统的高频毫米波滤波器方面的改进，传统的该滤波器是采用要求紧密设计容限、在毫米波频率下实现一所需的过滤响应的薄膜工艺制造的。本专利技术允许低成本、高性能、包括一所需的平行耦合的线路滤波器的毫米波滤波器的生产，该线路滤波器包括一发夹式滤波器，该发夹式滤波器使用允许较松的容限的传统的厚膜低温共焙烧的陶瓷工艺设计和制造。这优越于有紧密的容限的现有技术薄膜工艺，该紧密的容限包括关于材料厚度、表面粗糙度、介电常数、金属化厚度和传送线宽度和间距的容限。本专利技术允许使用低温共焙烧的陶瓷工艺的发夹式的和类似的平行耦合线路滤波器生产。本专利技术被钝化到与现有技术的薄膜工艺相关联的传统的临界容限和为了易于装配和试验能够易于被装配在小型表面安装单元内。本专利技术使用标准的低温共焙烧的陶瓷厚膜工艺实现了高性能毫米波滤波器和通过在一多层、低温共焙烧的陶瓷薄膜中垂直堆叠诸谐振器在一小空间内实现了高“Q”滤波器。微带和条带接口电路和相关联的制造方法是优越的和被使用于在低温共焙烧的陶瓷诸层中堆叠诸滤波器，用作为标准的表面安装单元。毫米波滤波器能够被设计和制造以及钝化至传统的情况。这些临界容限与较普通的薄膜工艺相关联。能够补偿带宽和回波损耗下降。能够以薄膜滤波器的成本的一部分获得这些高性能低温共焙烧的陶瓷薄膜。任何滤波器设计，例如非限制的发夹式滤波器，能够消除对于频率的滤波器尺寸变化和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于表面安装用途的毫米波滤波器，它包括：具有相对表面的一绝缘基片；形成在绝缘基片的一表面上的一磨平层；位于磨平层上的至少一低温共焙烧陶瓷层，该层形成一外滤波器表面；形成为条带或微带的、和位于外滤波器表面上 的多个耦合线路毫米波长谐振器；位于绝缘基片的、与该至少一低温共焙烧陶瓷层相对的表面上的射频接线端触点；以及通过该至少一低温共焙烧陶瓷层、磨平层和绝缘基片延伸的诸导电通路，各导电通路互连所述射频接线端触点和一耦合线路谐振器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DF埃玛，E菲舍尔，
申请(专利权)人：柴川斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]