小型化带通滤波器及射频前端电路制造技术

本发明专利技术公开了一种小型化带通滤波器及射频前端电路，所述滤波器包括滤波电路、信号输入端口、信号输出端口、第一接地端口、第二接地端口和第三接地端口，所述信号输入端口、信号输出端口、第一接地端口、第二接地端口、第三接地端口分别与滤波电路连接，所述滤波电路采用集成无源器件技术布局在多层金属层上，由多个电感和多个电容构成，滤波电路版图呈平面对称结构。本发明专利技术的滤波器采用集成无源器件技术进行设计，在考虑电路静电防护能力的前提下，缩减滤波芯片尺寸，通过多条信号通路和集总元件引入多个传输零点，提升滤波器边带选择性以及阻带抑制深度和宽度。阻带抑制深度和宽度。阻带抑制深度和宽度。

【技术实现步骤摘要】
小型化带通滤波器及射频前端电路


[0001]本专利技术涉及一种带通滤波器，尤其是一种小型化带通滤波器及射频前端电路，属于无线通信


技术介绍

[0002]随着移动通信系统的快速发展，市场对射频通信设备的需求也迅速提升。与此同时，由于加工技术精度的提高，对射频器件的性能要求也比以往更高了。其中，具备边带陡峭、阻带抑制深、通带损耗小、静电防护高等特性的小型化高选择性滤波器是当前射频技术从业者研究的重点。
[0003]集成无源器件(IPD)技术可以集成带通滤波器、带阻滤波器、功率分配器、巴伦、双工器或多工器等射频前端器件在较小的基板空间内，在提高性能的同时提高电路整体集成化水平。但由于半导体工艺限制，IPD技术也存在器件Q值小的缺陷，这直接制约了滤波器的电性能；此外薄膜工艺的电容耐受静电电压低的问题，目前一般是通过在输入输出端口并联额外大感值对地电感以提升芯片静电防护能力，但这种方法需要占用射频前端模组额外面积，不利于系统小型化，也增加了制造成本。如何利用IPD工艺设计满足终端射频模组需求的小型化高选择性，同时包含一定静电防护能力的滤波器芯片有待深入研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服上述现有射频器件的缺点与不足，提供了一种小型化带通滤波器，该滤波器采用集成无源器件技术进行设计，在考虑电路静电防护能力的前提下，缩减滤波芯片尺寸，通过构建多条信号通道和集总元件引入多个传输零点，提升滤波器边带选择性以及阻带抑制深度和宽度。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种射频前端电路。
[0006]本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0007]一种小型化带通滤波器，包括滤波电路、信号输入端口、信号输出端口、第一接地端口、第二接地端口和第三接地端口，所述信号输入端口、信号输出端口、第一接地端口、第二接地端口、第三接地端口分别与滤波电路连接，所述滤波电路采用集成无源器件布局在多层金属层上，由多个电感和多个电容构成，滤波电路版图呈平面对称结构。
[0008]进一步的，所述滤波电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容；
[0009]所述第三电感与第五电容以及第四电感与第六电容分别构成滤波器的两阶并联谐振，并通过第一接地端口进行磁耦合构成射频信号主通道；所述第三电容与第四电容分别控制信号输入端口与信号输出端口的外部品质因数；所述第一电容与第二电容串联构成源负载交叉耦合通道；所述第一电感与第二电感通过第一接地端口产生磁耦合，以构成第三条信号通道；所述第五电容与第二接地端口以及第六电容与第三接地端口构成了两条串联谐振对地电路。
[0010]进一步的，所述第一电感的一端与信号输入端口连接，第一电感的另一端与第一接地端口连接；所述第二电感的一端与信号输出端口连接，第二电感的另一端与第一接地端口连接；
[0011]所述第一电容的一端与信号输入端口连接，第一电容的另一端与第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端与信号输出端口连接；
[0012]所述第三电容的一端与信号输入端口连接，第三电容的另一端与第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端与第二接地端口连接；
[0013]所述第四电容的一端与信号输出端口连接，第四电容的另一端与第六电容的一端连接，所述第六电容的另一端与第三接地端口连接；
[0014]所述第三电感的一端与第三电容的另一端连接，所述第四电感的一端与第四电容的另一端连接，所述第三电感的另一端与第四电感的另一端相连并共同连接到第一接地端口。
[0015]进一步的，所述第一电感、第二电感、第三电感和第四电感均采用3D立体结构，其中第一电感和第二电感的电感值相等，第三电感和第四电感的电感值相等。
[0016]进一步的，所述第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容均采用MIM平行板结构，其中第一电容与第二电容的电容值相等，第三电容与第四电容的电容值相等，第五电容与第六电容的电容值相等。
[0017]进一步的，所述第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容的顶层和底层均采用金属材料，顶层与底层之间加入中间层，所述中间层采用绝缘材料。
[0018]进一步的，所述金属层为三层，三层金属层分别为第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一金属层、第二金属层和第三金属层由下至上依次层叠，第一金属层与第二金属层之间以及第二金属层与第三金属层之间通过金属过孔进行信号连接。
[0019]进一步的，还包括四层介质基板，四层介质基板分别为第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板和第四介质基板，所述第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板和第四介质基板由下而上依次层叠，所述第一金属层沉积于第一介质基板中，所述第二金属层沉积于第二介质基板中，所述第三金属层沉积于第四介质基板中。
[0020]进一步的，所述第一介质基板、第二介质基板和第四介质基板为钝化保护层，第三介质基板玻璃基板层。
[0021]本专利技术的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0022]一种射频前端电路，包括上述的小型化带通滤波器。
[0023]本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果：
[0024]本专利技术利用滤波电路中并联谐振器的电感，构建了从输入输出端口直接对地的全金属路径，在不外加电感和占用额外面积的情况下，保证了输入输出双边端口的静电防护能力；此外，本专利技术利用集成无源器件工艺布局了横向平面对称电路结构，有效提升滤波器集成度、缩减电路尺寸，同时降低电路设计与调试的复杂度；所设计滤波器能够在通带两侧引入多个有限频率传输零点，优化了边带选择性以及阻带抑制宽度与深度，能够很好地满足5G通信射频前端模组对滤波器件的指标需求。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术实施例的小型化带通滤波器的滤波电路版图。
[0027]图2为本专利技术实施例的小型化带通滤波器的工艺结构图。
[0028]图3为本专利技术实施例的小型化带通滤波器中第一金属层俯视示意图。
[0029]图4为本专利技术实施例的小型化带通滤波器中第二金属层俯视示意图。
[0030]图5为本专利技术实施例的小型化带通滤波器中第三金属层俯视示意图。
[0031]图6为本专利技术实施例的小型化带通滤波器电磁仿真S参数曲线图。
[0032]图7为本专利技术实施例的小型化带通滤波器通带部分的S参数曲线细节图。
[0033]图8为本专利技术实施例的小型化带通滤波器0.7
‑
2.7GHz的S参数曲线细节图。
[0034]图9为本专利技术实施例的小型化带通滤波器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化带通滤波器，其特征在于，包括滤波电路、信号输入端口、信号输出端口、第一接地端口、第二接地端口和第三接地端口，所述信号输入端口、信号输出端口、第一接地端口、第二接地端口、第三接地端口分别与滤波电路连接，所述滤波电路采用集成无源器件布局在多层金属层上，由多个电感和多个电容构成，滤波电路版图呈平面对称结构。2.根据权利要求1所述的小型化带通滤波器，其特征在于，所述滤波电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容；所述第三电感与第五电容以及第四电感与第六电容分别构成滤波器的两阶并联谐振，并通过第一接地端口进行磁耦合构成射频信号主通道；所述第三电容与第四电容分别控制信号输入端口与信号输出端口的外部品质因数；所述第一电容与第二电容串联构成源负载交叉耦合通道；所述第一电感与第二电感通过第一接地端口产生磁耦合，以构成第三条信号通道；所述第五电容与第二接地端口以及第六电容与第三接地端口构成了两条串联谐振对地电路。3.根据权利要求2所述的小型化带通滤波器，其特征在于，所述第一电感的一端与信号输入端口连接，第一电感的另一端与第一接地端口连接；所述第二电感的一端与信号输出端口连接，第二电感的另一端与第一接地端口连接；所述第一电容的一端与信号输入端口连接，第一电容的另一端与第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端与信号输出端口连接；所述第三电容的一端与信号输入端口连接，第三电容的另一端与第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端与第二接地端口连接；所述第四电容的一端与信号输出端口连接，第四电容的另一端与第六电容的一端连接，所述第六电容的另一端与第三接地端口连接；所述第三电感的一端与第三电容的另一端连接，所述第四电感的一端与第四电容的另一端连接，所述第三电感的另一端与第四电感的另一端相连并共同连接到第一接地端口。4.根据权利要求2
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【专利技术属性】
技术研发人员：章秀银，张俊，徐金旭，何江波，张加龙，宣凯，龙华，
申请(专利权)人：深圳飞骧科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：