CN103138711B - 滤波器及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种滤波器及其加工方法，滤波器的器件具有设置输入电极、输出电极、地电极的连接端面，器件内部设有若干组具有分支电极的第一谐振电极和第二谐振电极，二者的分支电极分别连接输入电极、输出电极；各第一谐振电极和第二谐振电极依序层叠设置，且第一谐振电极和第二谐振电极的分支电极均直接连接至器件的同一个端面。该滤波器的两种谐振电极连接至器件的同一端面，在该端面上印刷电极即可，相较于背景技术中至少印刷四面电极的技术方案，显然减少了面电极的加工数目，从而提高了加工效率，降低了生产成本。此外，各谐振电极依序层叠设置，使得两种谐振电极的在空间上的重合面积增大，从而提高耦合度，进而提升滤波器的性能。

Description

滤波器及其加工方法

技术领域

本发明通讯技术领域，特别涉及一种起滤波器及其加工方法。

背景技术

无线通讯设备及无线终端设备都需要用到滤波器，实现选频滤波功能。滤波器具有损耗小、滤波性能好、易加工、成本低等要求。常见的滤波器有LTCC(LowTemperatureCo-firedCeramic、低温共烧陶瓷)滤波器，该滤波器主要由陶瓷以及位于陶瓷体内的平面电极构成，因其易批量加工，且材料性能不断得以提升而得到越来越广泛的应用。

请参考图1-2，图1为一种典型的LTCC滤波器结构示意图；图2为图1的透视图。

LTCC滤波器的器件一般为长方体结构，其内部设有平面谐振电极，如图2所示，图中示出两组谐振电极，为便于观察，图中以黑、白显示两组谐振电极。一组谐振电极包括处于同一平面的第一谐振电极11和第二谐振电极12，二者均具有分支电极，分别为图2中所示的第一分支电极11a和第二分支电极12a，第一谐振电极11的第一分支电极11a连接至器件的左侧面，第二谐振电极12的第二分支电极12a连接至器件的右侧面。第一谐振电极11和第二谐振电极12的两端分别连接至器件的前、后侧面。

请参考图3，图3为一种图1中滤波器焊盘的结构示意图。

该LTCC滤波器器件的底部作为连接端面，即焊盘，焊盘与PCB(PrintedCircuitBoard、印制电路板)的相应焊盘焊接，即可将该滤波器接入应用电路。为了实现谐振电极的各电极连接至底部焊盘，在器件左侧面、右侧面以及前侧面均印刷有相应地的电极，如图1、2所示的左侧面电极16、右侧面电极17以及前侧面电极18，第一分支电极11a通过左侧面电极16连接至底部的输入电极13；第二分支电极12a通过右侧面电极17连接至底部的输出电极14；第一谐振电极11和第二谐振电极12的一端通过前侧面电极18连接至底部焊盘的地电极15。

上述滤波器在实际应用中存在如下技术问题：

第一、滤波器内的各组谐振电极为平面电极结构，即第一谐振电极11和第二谐振电极12处于同一平面内，为实现与底部输出电极14、输入电极13的电气连接，需要在两侧印刷面电极；另外，也需要印刷面电极以使谐振电极的端部连接至底部的地电极15。因此，该种结构的滤波器至少具有四个面电极，为了使安装不受方向限制，可能在其顶部也设置输入电极13、输出电极14以及地电极15，如图2所示，此时，六个面均设置电极。这些电极都需要多次印刷和多次烧结，导致加工效率偏低，生产成本也偏高。

第二、谐振电极组的第一谐振电极11和第二谐振电极12平面耦合，二者之间的电容小，耦合度低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种滤波器及其加工方法，用于解决滤波器加工效率低、生产成本较高的技术问题。该滤波器可以减少面电极的印刷，提高加工效率，降低生产成本。

第一方面，本发明实施例提供一种滤波器，其器件具有设置输入电极、输出电极、地电极的连接端面，器件内部设有若干组第一谐振电极和第二谐振电极；所述第一谐振电极和所述第二谐振电极均具有分支电极，二者的分支电极分别连接所述输入电极、所述输出电极；各所述第一谐振电极和所述第二谐振电极依次层叠设置，且所述第一谐振电极和所述第二谐振电极的分支电极均直接连接至所述器件的同一个端面。

该滤波器，其内部的第一谐振电极和第二谐振电极连接至器件的同一端面，在该端面上印刷电极即可，相较于背景技术中至少印刷四面电极的技术方案，显然该方案在具有同等性能的前提下，减少了面电极的加工数目，从而提高了加工效率，相应地，也减少了电极浆料的用量，从而达到降低生产成本的目的。此外，各第一谐振电极、第二谐振电极依序层叠设置，使得一组谐振电极结构中两种谐振电极的在空间上的重合面积增大，从而减小二者之间的电容，提高耦合度，进而提升滤波器的性能。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一谐振电极和所述第二谐振电极的分支电极均直接连接至所述器件的所述连接端面，以直接连接所述输入电极、所述输出电极。

如此设置，仅在连接端面以及另一端面上印刷电极即可，即仅需印刷两面电极，相较于背景技术中至少印刷四面电极的方案，显著减少了面电极印刷的数目。

结合在第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一谐振电极和所述第二谐振电极所在的平面与所述连接端面垂直。

如此设置，可有效实现第一谐振电极、第二谐振电极与底部焊盘的电气导通。

结合在第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第一谐振电极和所述第二谐振电极的一端部连接至所述器件上对应的端面，该端面上设有与二者端部连接的面电极；该端面与所述连接端面具有相交棱线，所述面电极和所述地电极连接于该相交棱线处。

该种连接方式可以保证电气连接的可靠性，也便于加工。

结合第一方面或第一方面的第一种至第三种任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所有所述第一谐振电极在任一所述第一谐振电极所处平面上的投影重合；所有所述第二谐振电极在任一所述第二谐振电极所处平面上的投影重合；

各所述第一谐振电极和所述第二谐振电极平行设置；

所述第一谐振电极和所述第二谐振电极的分支电极，在任一所述第一谐振电极或所述第二谐振电极所处平面上的投影具有预定夹角。

如此设置，若干第一谐振电极的分支电极的端部聚集在器件连接端面的特定位置，若干第二谐振电极的分支电极的端部聚集在器件连接端面的另一特定位置，则在两特定位置处分别印刷电极即可形成输入电极和输出电极，易于实现第一谐振电极的分支电极、第二谐振电极的分支电极与输入电极、输出电极的连接，使得加工极为便利；而且，该种布置方式使得滤波器内部谐振电极的布置较为整齐，易于控制。另外，第一谐振电极和第二谐振电极在空间上重合面积最大，电容小，耦合度高。

结合第一方面或第一方面的第一种至第三种任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，各组所述第一谐振电极、所述第二谐振电极相背的一侧均设有屏蔽电极。

屏蔽电极可以防止电磁干扰，确保滤波器的安全使用。

第二方面，本发明实施例还提供一种滤波器的加工方法，包括下述步骤：

形成坯体；

在坯体上印刷具有分支电极的第一谐振电极，使分支电极显露于坯体的一边缘；

在第一谐振电极之上覆以坯体，继续印刷具有分支电极的第二谐振电极，使第二谐振电极的分支电极显露于坯体上第一谐振电极分支电极所显露的边缘；

按照上述顺序，形成内部具有若干组层叠的第一谐振电极和第二谐振电极的器件；

将器件的一端面作为连接端面，在连接端面上印刷输入电极、输出电极、地电极，输入电极、输出电极分别与第一谐振电极和第二谐振电极的分支电极连接，地电极与第一谐振电极、第二谐振电极的一端部连接。

采用该方法可以加工出上述结构的滤波器，有益效果不再重复论述。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，将器件上显露分支电极的端面作为所述连接端面，在器件上显露第一谐振电极的分支电极处印刷上所述输入电极，显露所述第二谐振电极的分支电极处印刷上所述输出电极。

如此设置，仅在连接端面以及另一端面上印刷电极即可，即仅需印刷两面电极，相较于背景技术中至少印刷四面电极的方案，显著减少了面电极印刷的数目。

结合在第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，印刷第一谐振电极和第二谐振电极时，使二者的一端部显露于坯体的同一边缘，在形成的器件上显露二者端部的端面上印刷面电极，并使面电极和地电极均延伸至该端面与连接端面相交的棱线处，以使面电极和地电极连接。

该种印刷方式可以保证电气连接的可靠性，也便于加工。

结合第二方面或第二方面的第一种至第二种任一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，在各组第一谐振电极、第二谐振电极相背的一侧均印刷一层屏蔽电极。

屏蔽电极可以防止电磁干扰，确保滤波器的安全使用。

附图说明

图1为一种典型的LTCC滤波器结构示意图；

图2为图1的透视图；

图3为图1中滤波器焊盘的结构示意图；

图4为本发明所提供滤波器一种具体实施方式的结构示意图；

图5为图4的透视图；

图6为与图4中滤波器焊盘的结构示意图；

图7为本发明所提供滤波器的加工方法一种具体实施方式的流程图；

图8-1为按图7方法加工过程中形成的坯体的结构示意图；

图8-2为按图7方法印刷屏蔽电极时的结构示意图；

图8-3为按图7方法印刷第一谐振电极时的结构示意图；

图8-4为按图7中方法印刷第二谐振电极时的结构示意图；

图9为按照图7中方法形成的滤波器的结构示意图。

图1-3中：

11第一谐振电极、11a第一分支电极、12第二谐振电极、12a第二分支电极、13输入电极、14输出电极、15地电极、16左侧面电极、17右侧面电极、18前侧面电极、103焊盘输入电极、104焊盘输出电极、105焊盘地电极；

图4-9中：

21输入电极、22输出电极、23地电极、24面电极、25第一谐振电极、25a第一分支电极、26第二谐振电极、26a第二分支电极、27坯体、28屏蔽电极、201焊盘输入电极、202焊盘输出电极、203焊盘地电极

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图4-6，图4为本发明所提供滤波器一种具体实施方式的结构示意图；图5为图4的透视图；图6为与图4中滤波器焊盘的结构示意图。

该实施例中的滤波器，其器件具有设置输入电极21、输出电极22、地电极23的连接端面，即滤波器的焊盘，以图4、5为视角，该器件的底部为焊盘。器件的内部设有若干组具有分支电极的第一谐振电极25和第二谐振电极26，一组第一谐振电极25和第二谐振电极26形成谐振电极结构。第一谐振电极25和第二谐振电极26的分支电极分别连接输入电极21、输出电极22，图5中，第一谐振电极25的分支电极为第一分支电极25a，第二谐振电极26的分支电极为第二分支电极26a。需要说明的是，由于谐振电极层叠设置，为便于观察，图5中以黑、白色显示两个谐振电极。

各第一谐振电极25和第二谐振电极26依次层叠设置，且第一谐振电极25和第二谐振电极26的分支电极均直接连接至器件的同一个端面。图5中，第一分支电极25a和第二分支电极26a均直接连接至器件上的底部焊盘，则两种分支电极可直接连接输入电极21、输出电极22。此时，两谐振电极的一端部连接至器件的一侧面，可以在侧面印刷面电极24，则两谐振电极的端部可以通过该面电极24连接至底部的地电极23。

从图5中可以看出，该滤波器中的第一谐振电极25和第二谐振电极26相对设置，在器件内部形成立体式内电极。为实现与焊盘的电气连接，仅需在器件一侧面设置面电极24，并在底部设置输入电极21、输出电极22、地电极23，即仅在器件的两个面设置电极，相较于背景技术中至少印刷四面电极的技术方案，显然该方案在具有同等性能的前提下，显著减少了面电极的加工数目，从而提高了加工效率，相应地，也减少了电极浆料的用量，从而达到降低生产成本的目的。此外，各第一谐振电极25、第二谐振电极26依序层叠设置，使得一组谐振电极结构中两种谐振电极的在空间上的重合面积增大，从而减小二者之间的电容，提高耦合度，进而提升滤波器的性能。

上述实施例中，第一谐振电极25和第二谐振电极26的分支电极均直接连接至设有输出电极22、输入电极21、地电极23的底部，可以想到，第一分支电极25a和第二分支电极26a直接连接至另一端面也是可以的。

比如，以图5为视角，将两种谐振电极水平翻转90度，则两种谐振电极的分支电极均直接连接至前侧面或后侧面，在该侧面处印刷两条电极，以将连接至该侧面处的第一分支电极25a和第二分支电极26a分别连接至底部的输入电极21和输出电极22，两种谐振电极的端部仍然通过在另一侧面处印刷的面电极24连接底部的地电极23。此时，只需印刷三面电极，相较于背景技术中至少印刷四面电极的技术方案，也可以减少电极的印刷。

再比如，在器件设计允许的情况下，第一谐振电极25、第二谐振电极26的分支电极可以连接至同一侧面，而端部直接连接至底部的地电极23，此时，也仅需印刷两面电极，达到上述技术效果。

第一分支电极25a和第二分支电极26a直接连接至底部时，两种谐振电极的端部连接至器件上对应的端面，对应的端面即端部朝向的端面，如图5中所示的右侧端面，在该端面上可以印刷与二者端部连接的面电极24；另外，该端面与连接端面(焊盘)具有相交棱线，可以使面电极24和地电极23连接于该相交棱线处，图4中，地电极23处于棱线处，该种连接方式可以保证电气连接的可靠性，也便于加工。

此外，第一谐振电极25和第二谐振电极26所在的平面可以与焊盘垂直，如图5所示，两种谐振电极所在的平面垂直于底部，如此设计，可有效实现第一谐振电极25、第二谐振电极26与底部焊盘的电气导通。

针对上述各实施例，滤波器内的两种谐振电极可以呈下述结构：

所有第一谐振电极25在任一第一谐振电极25所处平面上的投影重合；所有第二谐振电极26在任一第二谐振电极26所处平面上的投影重合；

各第一谐振电极25和第二谐振电极26平行设置；

第一谐振电极25和第二谐振电极26的分支电极，在任一第一谐振电极25或第二谐振电极26所处平面上的投影具有预定夹角。

结合图5理解，如此设计，若干第一分支电极25a的端部聚集在器件连接端面的特定位置，若干第二分支电极26a的端部聚集在器件连接端面的另一特定位置，则在两特定位置处分别印刷电极即可形成输入电极21和输出电极22，进而形成焊盘，可见该方式易于实现第一分支电极25a、第二分支电极26a与输入电极21、输出电极22的连接，使得加工极为便利；而且，该种布置方式使得滤波器内部谐振电极的布置较为整齐，易于控制，从图5中可以看出，两种谐振电极除分支电极外的部分在任一谐振电极所处平面上的投影也重合。另外，第一谐振电极25和第二谐振电极26在空间上重合面积最大，电容大，耦合度高。

当然，滤波器内部谐振电极的布置方式并不限于上述方式，第一谐振电极25和第二谐振电极26层叠设置，呈大致平行的状态即可，只是加工简易度和性能次于上述实施例。

另外，针对上述各实施例，各组第一谐振电极25、第二谐振电极26相对的一侧可以均设置屏蔽电极28，以图5为视角，则各组谐振电极结构的上下均印刷一层屏蔽电极28，如此，可以防止电磁干扰，确保滤波器的安全使用。

如图7所示，图7为本发明所提供滤波器的加工方法一种具体实施方式的流程图，可以加工形成上述实施例中的滤波器，该加工方法包括下述步骤：

S1、形成坯体27；

坯体27的材料可以包括陶瓷粉、添加剂、溶剂和磨球，将上述材料放入罐中在球磨机上球磨，使其充分混合，继而形成浆料，并可以通过湿法流延工艺形成一定厚度的坯体27，再烘除溶剂，使其适宜电极的印刷，如图8-1所示，图8-1为按图7方法加工过程中形成的坯体的结构示意图。当然，本领域技术人员也可以采用其他常规的坯体材料、工艺制作。

S2、在坯体27上印刷一层电极，形成屏蔽电极28；

如图8-2所示，图8-2为按图7方法印刷屏蔽电极时的结构示意图。如上所述，屏蔽电极28可以防止滤波器内部的电极短路，提高滤波器的安全性能。可以想到，在采用其他常规保护措施或是对安全性能要求较低时，也可以省略屏蔽电极28层的印刷。

S3、在屏蔽电极28层之上继续流延形成坯体27，并在坯体27上印刷具有分支电极的第一谐振电极25；

如图8-3所示，图8-3为按图7方法印刷第一谐振电极时的结构示意图。图8-3中的第一谐振电极25为T型谐振电极，根据实际需求，也可印刷“一”型等类型的谐振电极。滤波器的器件一般呈长方体结构，印刷时，可以将第一谐振电极25的一端部连接至坯体27的宽边边缘，其第一分支电极25a的端部连接至坯体27的长边边缘。

S4、在第一谐振电极25层之上继续流延形成坯体27，并在坯体27上印刷具有分支电极的第二谐振电极26；

如图8-4所示，图8-4为按图7中方法印刷第二谐振电极时的结构示意图。与第一谐振电极25相同，该实施例中的第二谐振电极26也为T型谐振电极。印刷时，使第一谐振电极25和第二谐振电极26的分支电极显露于坯体27的同一边缘，即两种分支电极连接至坯体27同一边缘。

为便于两种谐振电极的分支电极与输入电极21、输出电极22连接，此处，第一谐振电极25和第二谐振电极26的分支电极在任一谐振电极所处平面上的投影具有预定夹角，如图8-3、8-4所示，第一分支电极25a向左倾斜，第二分支电极26a向右倾斜，如此印刷，层叠后的两种分支电极相互错开。

S5、返回步骤S1，直至加工出预定组数的第一谐振电极25、第二谐振电极26，最终形成滤波器的器件；

即在印刷的第二谐振电极26层上继续流延形成坯体27，然后继续印刷屏蔽电极28、形成坯体27、印刷第一谐振电极25、形成坯体27、印刷第二谐振电极26，如此重复。按照上述顺序，可形成若干组层叠的第一谐振电极25和第二谐振电极26，当层叠的谐振电极组数达到预定数目形成所需的滤波器器件后，即可停止，将该器件翻转90度，得到如图9所示的滤波器器件，图9为按照图7中方法形成的滤波器器件的结构示意图，该图未示出器件内部的谐振电极。

S6、将滤波器上显露分支电极的端面作为连接端面，并印刷输入电极21、输出电极22、地电极23；

印刷时，两种分支电极的端部一直显露在坯体27的同一边缘，则形成滤波器器件后，若干分支电极的端部显露在器件的一端面，可以将该端面作为连接端面。则可以在显露第一谐振电极25的第一分支电极25a处印刷输入电极21，显露第二谐振电极26的第二分支电极26a处印刷输出电极22，并在连接端面上印刷地电极23；

另外，印刷第一谐振电极25和第二谐振电极26时，两种谐振电极的一端部均显露于坯体27另一边缘，如图8-3、8-4中，两种谐振电极的一端部均连接至同一宽边边缘，则若干谐振电极的端部均显露于器件的一端面上，如图9中所示的右侧端面。此时，可以在宽边对应的该端面上印刷面电极24，并使面电极24和地电极23均延伸至端面与连接端面相交的棱线处，以使面电极24和地电极23连接，如图9所示。如此，可顺利且可靠地实现谐振电极端部与地电极23的连接。

上述形成器件过程中，每次形成的坯体27厚度均匀时，最终形成的器件翻转90度时，第一谐振电极25和第二谐振电极26所在的平面可以与连接端面垂直，从而有效实现第一谐振电极25、第二谐振电极26与底部焊盘的电气导通。

步骤S6中，直接将显露第一分支电极25a和第二分支电极26a的端面作为连接端面，从而能够直接将两种分支电极直接连接至输入电极21、输出电极22，相较于背景技术可以减少电极的印刷。可以理解，将其他端面作为连接端面，也可以达到一定的技术效果，在滤波器结构实施例中已有论述，此处不再赘述。

使用该滤波器时，可以将其焊盘与PCB的相应焊盘进行焊接，从而将该滤波器连入相应电路。

以上对本发明所提供的一种滤波器及其加工方法均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种滤波器，其器件具有设置输入电极(21)、输出电极(22)、地电极(23)的连接端面，器件内部设有若干组第一谐振电极(25)和第二谐振电极(26)；所述第一谐振电极(25)和所述第二谐振电极(26)均具有分支电极，二者的分支电极分别连接所述输入电极(21)、所述输出电极(22)；其特征在于，各所述第一谐振电极(25)和所述第二谐振电极(26)依次层叠设置，且所述第一谐振电极(25)和所述第二谐振电极(26)的分支电极均直接连接至所述器件的同一个端面。

2.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述第一谐振电极(25)和所述第二谐振电极(26)的分支电极均直接连接至所述器件的所述连接端面，以直接连接所述输入电极(21)、所述输出电极(22)。

3.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述第一谐振电极(25)和所述第二谐振电极(26)所在的平面与所述连接端面垂直。

4.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述第一谐振电极(25)和所述第二谐振电极(26)的一端部连接至所述器件上对应的端面，该端面上设有与二者端部连接的面电极(24)；该端面与所述连接端面具有相交棱线，所述面电极(24)和所述地电极(23)连接于该相交棱线处。

5.如权利要求1-4任一项所述的滤波器，其特征在于，所有所述第一谐振电极(25)在任一所述第一谐振电极(25)所处平面上的投影重合；所有所述第二谐振电极(26)在任一所述第二谐振电极(26)所处平面上的投影重合；

各所述第一谐振电极(25)和各所述第二谐振电极(26)均平行设置；

所述第一谐振电极(25)和所述第二谐振电极(26)的分支电极，在任一所述第一谐振电极(25)或所述第二谐振电极(26)所处平面上的投影具有预定夹角。

6.如权利要求1-4任一项所述的滤波器，其特征在于，各组所述第一谐振电极(25)、所述第二谐振电极(26)相背的一侧均设有屏蔽电极(28)。

7.一种滤波器的加工方法，其特征在于，包括下述步骤：

形成坯体(27)；

在坯体(27)上印刷具有分支电极的第一谐振电极(25)，使分支电极显露于坯体(27)的一边缘；

在第一谐振电极(25)之上覆以坯体(27)，继续印刷具有分支电极的第二谐振电极(26)，使第二谐振电极(26)的分支电极显露于坯体(27)上第一谐振电极(25)分支电极所显露的边缘；

按照上述顺序，形成内部具有若干组层叠的第一谐振电极(25)和第二谐振电极(26)的器件；

将器件的一端面作为连接端面，在连接端面上印刷输入电极(21)、输出电极(22)、地电极(23)，输入电极(21)、输出电极(22)分别与第一谐振电极(25)和第二谐振电极(26)的分支电极连接，地电极(23)与第一谐振电极(25)、第二谐振电极(26)的一端部连接。

8.如权利要求7所述的滤波器的加工方法，其特征在于，将器件上显露分支电极的端面作为所述连接端面，在器件上显露第一谐振电极(25)的分支电极处印刷上所述输入电极(21)，显露所述第二谐振电极(26)的分支电极处印刷上所述输出电极(22)。

9.如权利要求8所述的滤波器的加工方法，其特征在于，印刷第一谐振电极(25)和第二谐振电极(26)时，使二者的一端部显露于坯体(27)的同一边缘，在形成的器件上显露二者端部的端面上印刷面电极(24)，并使面电极(24)和地电极(23)均延伸至该端面与连接端面相交的棱线处，以使面电极(24)和地电极(23)连接。

10.如权利要求7-9任一项所述的滤波器的加工方法，其特征在于，在各组第一谐振电极(25)、第二谐振电极(26)相背的一侧均印刷一层屏蔽电极(28)。