一种集成电容式带通滤波器制造技术

本发明专利技术涉及无源滤波器技术领域，更具体地，本发明专利技术涉及一种集成电容式带通滤波器，其输入电极和输出电极之间连接有多个串联的电容器和多个并联的电容器，多个并联的电容器为对地电容器；每个电容器包括共用底电极的两个串联电容，两个串联电容的顶电极分别作为电容器的两端电极，多个串联的电容器两端的电感呈之字形交替分布在多个串联电容器的两侧；正面膜层结构包括上电极层

【技术实现步骤摘要】
一种集成电容式带通滤波器


[0001]本专利技术一般地涉及无源滤波器

。
更具体地，本专利技术涉及一种集成电容式带通滤波器
。

技术介绍

[0002]滤波器是一种能选择通过或抑制某频率范围内信号的器件，它可以将特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，从而将所需信号从杂乱的信号中选择出来
。
滤波器一直是射频通讯系统的核心器件，随着无线通讯技术迅猛发展，频率资源日益紧张，其重要性越发凸显
。
[0003]目前的滤波器中
LC
滤波器是最常见的无源滤波器之一，通过将电容
、
电感进行串联
、
并联或混连应用，可以实现不同的滤波效果
。
不同电路会对某种频率信号呈现很小或很大的电抗特性，
LC
滤波器利用这种特性使某频率信号顺利通过或阻碍它通过，从而起到选出某种频率信号和滤除某种频率信号的作用
。LC
滤波器因结构简单
、
成本低廉
、
运行可靠性较高等优点在射频通信电路中被广泛运用
。
然而，目前的
LC
滤波器的体积都比较大，并不能够满足电子设备日益小型化
、
精品化的要求
。
为了减小滤波器的体积和生产成本，微带滤波器成为在电子设备中广泛应用
。
[0004]现有微带滤波器中的电容器一般会采用叉指电极的方法来制备，如图1所示，在叉指电容中，两个导体以叉指形式排列，形成一个电容器
。
采用叉指电容组成的微带滤波器结构中，所存在的问题是：这种电容器的电容量大小是靠微带线之间的耦合来形成的，通常电容量较小
。
为了获得大的电容量，只能增加叉指的数量或者减小叉指之间的距离
。
但是增加叉指的数量会增加基板的面积，使得整个元器件的尺寸增加，减小叉指之间的间距会增加半导体工艺的难度，过小的线宽和缝宽无法实现，大大增加了量产的难度
。
[0005]基于此，如何解决目前的微带滤波器体积较大且配置不灵活的问题，是目前研究的重点
。

技术实现思路

[0006]为解决上述一个或多个技术问题，本专利技术提出通过构建金属
‑
绝缘体
‑
金属结构的电容器，并结合串
、
并联等的连接方式，一方面可以有效减小所需电容器的体积，实现微带滤波器的高度集成化和小型化处理，另一方面可以便于进行布线和扩展，有效提升了电路的灵活性
。
[0007]为此，本专利技术提供了一种集成电容式带通滤波器，包括输入电极和输出电极，所述输入电极和输出电极之间连接有多个串联的电容器和多个并联的电容器，所述多个并联的电容器为对地电容器；每个电容器包括共用底电极的两个串联电容，两个串联电容的顶电极分别作为电容器的两端电极，所述电容器的两端电极与底电极之间设置有绝缘薄膜，且每个电容器的两端并联有一个对应匝数的电感，其中多个串联的电容器两端的电感呈之字形交替分布在多个串联电容器的两侧；所述集成电容式带通滤波器具有双面金属化的膜层
结构，包括正面膜层结构和背面膜层结构，所述正面膜层结构和背面膜层结构通过绝缘支撑片隔开，所述正面膜层结构包括上电极层
、
绝缘薄膜和下电极层，所述输入电极
、
输出电极和电容器的两端电极位于上电极层，所述共用底电极位于下电极层，所述背面膜层结构包括位于绝缘支撑片下侧的背面金属层
。
[0008]在一个实施例中，所述多个并联的电容器包括与输入电极连接的对地电容器
、
与输出电极连接的对地电容器以及连接于任意两个串联电容器之间的至少一个对地电容器，对地电容器按照设定规则分布在多个串联的电容器的两侧
。
[0009]在一个实施例中，所述多个串联的电容器包括沿着长度方向依次连接第一电容器
、
第二电容器
、
第三电容器和第四电容器，所述第一电容器的两端并联有第一电感，所述第二电容器的两端并联有第二电感，所述第三电容器的两端并联有第三电感，所述第四电容器的两端并联有第四电感，所述第一电感设置于所述第一电容的第一侧，所述第二电感设置于所述第二电容的第二侧，所述第三电感设置于所述第三电容的第一侧，所述第四电感设置于所述第四电容的第二侧
。
[0010]在一个实施例中，对地电容器包括与输入电极连接的第五电容器
、
与输出电极连接的第六电容器以及连接于任意两个串联电容器之间的第七电容器，所述第七电容器设置于所述多个串联电容器的第一侧，所述第五电容器和第六电容器设置于所述多个串联电容器的第二侧
。
[0011]在一个实施例中，还包括位于上电极层的第一接地电极和第二接地电极，所述第一接地电极与所述第七电容连接，所述第二接地电极与所述第五电容器和第六电容器连接，所述第一接地电极与第二接地电极将所有电容器和电感合围，并且形成轮廓为矩形的结构
。
[0012]在一个实施例中，所形成的矩形的长度为
7.900
±
0.050mm
，宽度为
4.080
±
0.050mm
，所述集成电容式带通滤波器还包括基板，所述基板的厚度为
0.500
±
0.025mm
，所述双面金属化的膜层结构固定安装在所述基板上方
。
[0013]在一个实施例中，所述上电极层和下电极层包括钨化钛
、
金或导电率更高的金属
。
[0014]在一个实施例中，所述绝缘支撑片采用绝缘硅晶圆，所述绝缘支撑片的相对介电常数为
11.9
，绝缘薄膜采用
CaO
与
ZrO2的固溶体材料薄膜，相对介电常数为
18
±
2。
[0015]在一个实施例中，电容器采用平板式电容极板实现，电感采用微带线实现，通过改变微带线的线宽以及线长调整电感量的大小
。
[0016]在一个实施例中，所述集成电容式带通滤波器的通带范围为
0.93GHz~1.07GHz
，中心频率为
1.00GHz
，通带最大中心插入损耗为
3dB
，带内波动为
1dB
，带外抑制在小于
0.862GHz
的低端阻带抑制大于
35dB
，在大于
1.160GHz
的高端阻带抑制大于
35dB。
[0017]本专利技术的有益效果在于：通过集成金属
‑
绝缘体
‑
金属结构的电容器，同样容量下有效的降低了叉指电容的面积，同时该电容器中两个电容共用底电极，通过电容串联的方式实现了电路的集成，不仅便于进行电路布线，同时能够有效减小滤波器的体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种集成电容式带通滤波器，其特征在于，包括输入电极和输出电极，所述输入电极和输出电极之间连接有多个串联的电容器和多个并联的电容器，所述多个并联的电容器为对地电容器；每个电容器包括共用底电极的两个串联电容，两个串联电容的顶电极分别作为电容器的两端电极，所述电容器的两端电极与底电极之间设置有绝缘薄膜，且每个电容器的两端并联有一个对应匝数的电感，其中多个串联的电容器两端的电感呈之字形交替分布在多个串联电容器的两侧；所述集成电容式带通滤波器具有双面金属化的膜层结构，包括正面膜层结构和背面膜层结构，所述正面膜层结构和背面膜层结构通过绝缘支撑片隔开，所述正面膜层结构包括上电极层
、
绝缘薄膜和下电极层，所述输入电极
、
输出电极和电容器的两端电极位于上电极层，所述共用底电极位于下电极层，所述背面膜层结构包括位于绝缘支撑片下侧的背面金属层
。2.
根据权利要求1所述的集成电容式带通滤波器，其特征在于，所述多个并联的电容器包括与输入电极连接的对地电容器
、
与输出电极连接的对地电容器以及连接于任意两个串联电容器之间的至少一个对地电容器，对地电容器按照设定规则分布在多个串联的电容器的两侧
。3.
根据权利要求2所述的集成电容式带通滤波器，其特征在于，所述多个串联的电容器包括沿着长度方向依次连接第一电容器
、
第二电容器
、
第三电容器和第四电容器，所述第一电容器的两端并联有第一电感，所述第二电容器的两端并联有第二电感，所述第三电容器的两端并联有第三电感，所述第四电容器的两端并联有第四电感，所述第一电感设置于所述第一电容的第一侧，所述第二电感设置于所述第二电容的第二侧，所述第三电感设置于所述第三电容的第一侧，所述第四电感设置于所述第四电容的第二侧
。4.
根据权利要求3所述的集成电容式带通滤波器，其特征在于，对地电容器包括与输入电极连接的第五电容器
、
与输出电极连接的第六电容器以及连接于任意两个串联电容器之间的第七电容器，所述第七电容器设置于所述多个串联电容器的第一侧，所述第五电容器和第六电容器设置于所述多个串联电容器的第二侧
。5.

【专利技术属性】
技术研发人员：丁明建，卢振亚，吕明，冯毅龙，
申请(专利权)人：广州天极电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：