CN101252345B

CN101252345B - 应用于有机基板的带通滤波器

Info

Publication number: CN101252345B
Application number: CN2008100883254A
Authority: CN
Inventors: 李宝男; 邱基综
Original assignee: Advanced Semiconductor Engineering Inc
Current assignee: Advanced Semiconductor Engineering Inc
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: CN101252345A

Abstract

本发明是关于一种应用于有机基板的带通滤波器，其包括：数个有机基板层及数个电路层。所述电路层包括数个电感线路及数个金属片，所述金属片与所述有机基板层形成数个电容，所述电容及所述电感线路产生一第一寄生电容及一第二寄生电容，上述的电容及电感形成一带通滤波器。所述电容值非常小，可应用于有机基板内，以节省成本。该第一寄生电容及该第二寄生电容可提升该滤波器电路设计的自由度，且利用寄生效应，不需增加额外面积，以有效地降低本发明带通滤波器的面积。另外，本发明带通滤波器利用组件间的耦合以造成额外的低频及高频传输零点，增加禁带衰减率。

Description

应用于有机基板的带通滤波器

技术领域

本发明是关于一种带通滤波器，详言之，是关于一种应用于有机基板的带通滤波器。

背景技术

参考图1，其显示习知T型带通滤波器的电路示意图。该习知T型带通滤波器10包括一第一电感11、一第二电感12、一第三电感13、一第一电容14及一第二电容15。目前习知内埋式带通滤波器技术主要采用低温共烧陶瓷(Low Temperature Cofired Ceramic，LTCC)基板，主要的原因在于LTCC基板具有多层布局及相当薄的介电层结构，所以能产生的电容值范围大，因此，广泛被运用于带通滤波器设计中。习知内埋式带通滤波器多采用两并联的谐振器以一电容器耦合的。然而运用于目前系统级封装单体(System in Package，SIP)的封装技术中，LTCC有两项难以突破的瓶颈，一为制作及开发成本仍然远大于传统有机基板技术；另外，因为制程限制，其线路密度无法满足SIP的高密度布线需求。目前市场上的主流封装基板技术为有机基板，除制程技术成熟度高，成本低以外，目前高密度的布线能力也足以满足微型化的SIP设计需求。

但是，有机封装基板在实现多层板架构及薄介电层的制程上仍然有其限制，鉴于内埋电容值的范围与面积考虑，利用Pi型电路设计的带通滤波器将使面积过大及实用性严重受限。因此在有机基板上，采用不同于Pi型电路设计方式，但在制程变异上仍难以控制。另外，有部分公司开始发展内埋高介电系数材料于有机基板中，以提供足够电容值供电路设计使用，目前已有量产化的商品出现。然而，内埋高介电系数材料制程仍受限于开发成本及材料特性，所以仍然无法广泛被运用。

因此，有必要提供一种创新且具有进步性的应用于有机基板的带通滤波器，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于有机基板的带通滤波器，其包括：数个有机基板层及数个电路层。所述电路层与所述有机基板层间隔设置，所述电路层包括第一电感线路、第二电感线路、第三电感线路及数个金属片，所述金属片与所述有机基板层形成第一电容、第二电容及第三电容，该第一电容及该第一电感线路产生第一寄生电容；该第二电容及该第二电感线路产生第二寄生电容，上述的电容及电感形成带通滤波器。

本发明带通滤波器的所述电容值非常小，可应用于有机基板内，以节省成本。该第一寄生电容及该第二寄生电容可提升该滤波器电路设计的自由度，且该第一寄生电容及该第二寄生电容利用寄生效应，不需增加额外面积，以有效地降低本发明带通滤波器的面积。另外，本发明带通滤波器利用组件间的耦合以造成额外的低频及高频传输零点，增加本发明带通滤波器的禁带衰减率。

附图说明

图1为习知T型带通滤波器的电路示意图；

图2为本发明带通滤波器的电路示意图；

图3为本发明应用于有机基板的带通滤波器的结构示意图；

图4为本发明带通滤波器的实际电路仿真及电磁软件仿真的折返损耗曲线图；及

图5为本发明带通滤波器的实际电路仿真及电磁软件仿真的插入损耗曲线图。

具体实施方式

请参阅图2，其显示本发明的带通滤波器的电路图。本发明的带通滤波器20包括：一第一电感21、一第二电感22、一第三电感23、一第一电容24、一第二电容25、一第三电容26、一第一寄生电容27及一第二寄生电容28。该第一电感21、该第二电感22、该第三电感23、该第一电容24及该第二电容25为一习知T型带通滤波器(参考图1)。本发明的带通滤波器20另包括该第三电容26、该第一寄生电容27及该第二寄生电容28。

参考图3，其显示本发明应用于有机基板的带通滤波器的结构示意图。本发明应用于有机基板的带通滤波器30包括：数个有机基板层31、32、33及数个电路层41、42、43、44。所述电路层41、42、43、44与所述有机基板层31、32、33间隔设置。

在本实施例中，所述有机基板层包括一第一有机基板层31、一第二有机基板层32及一第三有机基板层33。所述电路层包括一第一电路层41、一第二电路层42、一第三电路层43及一第四电路层44。其中，该第一电路层41形成于该第一有机基板层31上，该第二电路层42形成于该第一有机基板层31及该第二有机基板层32之间，该第三电路层43形成于该第二有机基板层32及该第三有机基板层33之间，该第四电路层44形成于该第三有机基板层33下。

该第一电路层41包括：一第一电感线路411、一第二电感线路412、一第三电感线路413、一第一金属片414及一第二金属片415。该第一金属片414、该第二金属片415及该第三电感线路413电性连接。

该第二电路层42包括一第三金属片421及一第四金属片422。该第三金属片421及该第四金属片422分别与该第一电感线路411及该第二电感线路412电性连接。在本实施例中，该第一有机基板层31另包括一第一贯穿孔311及一第二贯穿孔312，该第一贯穿孔311及该第二贯穿孔312贯穿该第一有机基板层31，且该第一贯穿孔311及该第二贯穿孔312具有导电性材质涂覆于该第一贯穿孔311及该第二贯穿孔312的侧壁，使得该第一贯穿孔311用以电性连接该第三金属片421与该第一电感线路411，该第二贯穿孔312用以电性连接该第四金属片422与该第二电感线路412。

配合参考图2及图3，图3的该第一电感线路411可等效为图2的第一电感(Lse1)21，该第二电感线路412可等效为第二电感(Lse2)22，该第三电感线路413可等效为第三电感(Lsh)23。图3的该第一金属片414、该第一有机基板层31及该第三金属片421可等效为图2的该第一电容(Cse1)24，该第二金属片415、该第一有机基板层31及该第四金属片422可等效为该第二电容(Cse2)25。

该第三电路层43包括一第五金属片431，该第五金属片431与该第一金属片414、该第二金属片415及该第三电感线路413电性连接。在本实施例中，该第一有机基板层31及该第二有机基板层32另包括一第三贯穿孔313，该第三贯穿孔313贯穿该第一有机基板层31及该第二有机基板层32，且该第三贯穿孔313具有导电性材质涂覆于该第三贯穿孔313的侧壁，使得该第三贯穿孔313用以电性连接该第五金属片431与该第一金属片414、该第二金属片415及该第三电感线路413。

该第四电路层44包括一第六金属片441、一第七金属片442及一第八金属片443，该第六金属片441及该第七金属片442电性连接。配合参考图2及图3，图3的该第六金属片441、第七金属片442、该第三有机基板层33及该第五金属片431可等效为图2的该第三电容(Csh)26。

在本实施例中，该第一有机基板层31、及该第二有机基板层32及该第三有机基板层33另包括一第四贯穿孔314，该第四贯穿孔314贯穿该第一有机基板层31、该第二有机基板层32及该第三有机基板层33，且该第四贯穿孔314具有导电性材质涂覆于该第四贯穿孔314的侧壁，使得该第四贯穿孔314用以电性连接该第八金属片443与该第三电感线路413。该第六金属片441、该第七金属片442及该第八金属片443接地，以提供图2的第三电感23及第三电容26的接地。

依据本发明实施例图3的所述电路层结构，该第一电容(该第一金属片414、该第一有机基板层31及该第三金属片421)及该第一电感线路411可由寄生效应产生图2的该第一寄生电容(Cp1)26；该第二电容(该第二金属片415、该第一有机基板层31及该第四金属片422)及该第二电感线路413可由寄生效应产生图2的该第二寄生电容(Cp2)27。

该第一寄生电容(Cp1)26及该第二寄生电容(Cp2)27可提升该带通滤波器20电路设计的自由度，且该第一寄生电容(Cp1)26及该第二寄生电容(Cp2)27利用寄生效应，不需在图3的结构中增加额外面积，以有效地降低本发明带通滤波器的面积。

本发明带通滤波器的等效电路为图2，图3的有机基板层及电路层结构是为实现该图2的等效电路，仅为一说明实施例。因此，本发明带通滤波器不限于图3的有机基板层及电路层结构，可利用其它的有机基板层及电路层结构实现图2的等效电路。

本发明带通滤波器利用组件间的耦合以造成额外的低频及高频传输零点，增加本发明带通滤波器的禁带衰减率。本发明带通滤波器可应用于2.45GHz无线局域网络(WLAN)，但不限于上述的应用。参考图4，其显示本发明带通滤波器的实际电路仿真及电磁软件仿真(EM-simulation)的折返损耗曲线图；参考图5，其显示本发明带通滤波器的实际电路仿真及电磁软件仿真(EM-simulation)的插入损耗曲线图。其中，曲线51为本发明带通滤波器的电磁软件仿真的折返损耗曲线，曲线52为本发明带通滤波器的实际电路仿真的折返损耗曲线，曲线53为本发明带通滤波器的电磁软件仿真的插入损耗曲线，曲线54为本发明带通滤波器的实际电路仿真的插入损耗曲线。

由图4及图5显示，本发明带通滤波器在带通频率内具有约1.5dB的插入损耗及最大15dB的折返损耗。因此，本发明带通滤波器可应用于有机基板，且在严格的尺寸限制下亦能达到上述的电路效能。

惟上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非限制本发明。本发明所属技术领域中具通常知识者对上述实施例所做的修改及变化仍不违背本发明的精神。本发明的权利范围应如后述的权利要求所列。

Claims

1.一种应用于有机基板的带通滤波器，包括：

数个有机基板层及数个电路层，所述电路层与所述有机基板层间隔设置，所述电路层包括第一电感线路、第二电感线路、第三电感线路及数个金属片，所述金属片与所述有机基板层形成第一电容、第二电容及第三电容，所述第三电感线路与所述第三电容并联并连接于所述第一电容与所述第二电容之间，该第一电容及该第一电感线路串联以产生第一寄生电容；该第二电容及该第二电感线路串联以产生第二寄生电容；所述第一寄生电容经由所述第一电容耦合到并联的所述第三电感线路与所述第三电容，且所述第二寄生电容经由所述第二电容耦合到并联的所述第三电感线路与所述第三电容，上述的电容及电感形成带通滤波器。

2.如权利要求1所述的带通滤波器，其中所述有机基板层包括第一有机基板层、第二有机基板层及第三有机基板层；所述电路层包括第一电路层、第二电路层、第三电路层及第四电路层；其中，该第一电路层形成于该第一有机基板层上，该第二电路层形成于该第一有机基板层及该第二有机基板层之间，该第三电路层形成于该第二有机基板层及该第三有机基板层之间，该第四电路层形成于该第三有机基板层下。

3.如权利要求2所述的带通滤波器，其中，

该第一电路层包括该第一电感线路、该第二电感线路、该第三电感线路、第一金属片及第二金属片，该第一金属片、该第二金属片及该第三电感线路电性连接；

该第二电路层包括第三金属片及第四金属片，该第三金属片及该第四金属片分别与该第一电感线路及该第二电感线路电性连接，该第一金属片、该第一有机基板层及该第三金属片形成该第一电容，该第二金属片、该第一有机基板层及该第四金属片形成该第二电容；

该第三电路层包括第五金属片，该第五金属片与该第一金属片、该第二金属片及该第三电感线路电性连接；

该第四电路层包括第六金属片、第七金属片及第八金属片，该第六金属片及该第七金属片电性连接，该第六金属片、第七金属片、该第三有机基板层及该第五金属片形成该第三电容。

4.如权利要求3所述的带通滤波器，另包括第一贯穿孔及第二贯穿孔，该第一贯穿孔用以电性连接该第三金属片与该第一电感线路，该第二贯穿孔用以电性连接该第四金属片与该第二电感线路。

5.如权利要求4所述的带通滤波器，其中该第一贯穿孔及该第二贯穿孔贯穿该第一有机基板层，且该第一贯穿孔及该第二贯穿孔具有导电性材质涂覆于该第一贯穿孔及该第二贯穿孔的侧壁。

6.如权利要求3所述的带通滤波器，另包括第三贯穿孔及第四贯穿孔，该第三贯穿孔用以电性连接该第五金属片与该第一金属片、该第二金属片及该第三电感线路，该第四贯穿孔用以电性连接该第八金属片与该第三电感线路。

7.如权利要求6所述的带通滤波器，其中该第三贯穿孔贯穿该第一有机基板层及该第二有机基板层，该第四贯穿孔贯穿该第一有机基板层、该第二有机基板层及该第三有机基板层，且该第三贯穿孔及该第四贯穿孔具有导电性材质涂覆于该第三贯穿孔及该第四贯穿孔的侧壁。

8.如权利要求3所述的带通滤波器，其中，该第六金属片、该第七金属片及该第八金属片接地。