CN105720940A - 加载芯片电容的小型化低通滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加载芯片电容的小型化低通滤波器，包括陶瓷基板和基板导电层，陶瓷基板的另一面设有输入端子、电容安装导电片和输出端子，输入端子与相邻的电容安装导电片之间、相邻两电容安装导电片之间以及输出端子与相邻的电容安装导电片之间分别连接有导电带，电容安装导电片上固定有芯片电容，对应各电容安装导电片分别设有接地片和接地孔，接地孔的内壁涂覆有接地孔导电层，接地孔导电层与所述基板导电层接触，芯片电容的电极与接地孔之间焊接有导电金带；利用薄膜工艺技术，并且创造性的使用电容量大、高频特性好的芯片电容与导电带电感替代集总元件中使用的电容和电感，具有体积小、高频特性好的特点。

Description

加载芯片电容的小型化低通滤波器

技术领域

本发明涉及一种电子部件技术领域，尤其涉及一种加载芯片电容的小型化低通滤波器。

背景技术

低通滤波器是微波电路、微波系统中应用广泛的一种微波器件。它的主要作用是通低频、阻高频，对微波电路或者微波系统中产生的谐波信号进行很好的抑制，增加电路或者系统的稳定性。其中微带低通滤波器由于其本身具有的小型化、集成化等优点在微波界被广泛应用。目前微带低通滤波器常用的设计方法有是利用开路、短路微带短截线实现梯形电路低通滤波器。在低频方面，现在国内外市场上的低通滤波器多数是采用集总元件(电感、电容)焊接在介质板上构成的。在高频方面，多是采用上述常用的方法制作成微带低通滤波器。这些方法要么谐波抑制差，要么体积过大，都对微波电路或者微波系统带来不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种体积小、易于批量生产的加载芯片电容的小型化低通滤波器。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：加载芯片电容的小型化低通滤波器，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板的一面涂覆有基板导电层，所述陶瓷基板的另一面设有输入端子，所述陶瓷基板上与所述输入端子对称设有输出端子，所述输入端子与所述输出端子之间的所述陶瓷基板上固定布置有电容安装导电片，所述输入端子与相邻的所述电容安装导电片之间、相邻两所述电容安装导电片之间以及所述输出端子与相邻的所述电容安装导电片之间分别连接有导电带，所述导电带弯曲设置，所述电容安装导电片上固定有芯片电容，对应各所述电容安装导电片分别设有接地片，贯穿所述接地片设有接地孔，所述接地孔的内壁涂覆有接地孔导电层，所述接地孔导电层与所述基板导电层接触，所述芯片电容的电极与所述接地孔之间焊接有导电金带。

作为优选的技术方案，所述输入端子与所述输出端子高度一致，所述输入端子侧边与所述陶瓷基板的一侧边齐平，所述输出端子的侧边与所述陶瓷基板的另一侧边齐平。

作为优选的技术方案，所述电容安装导电片与所述芯片电容之间粘结有导电胶。

作为优选的技术方案，所述输入端子、所述输出端子、所述导电带和所述电容安装导电片分别设置为印制的导电薄膜。

作为优选的技术方案，所述陶瓷基板的介电常数大于等于6。

作为对上述技术方案的改进，所述输入端子和所述输出端子的特性阻抗均为50Ω。

由于采用了上述技术方案，加载芯片电容的小型化低通滤波器，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板的一面涂覆有基板导电层，所述陶瓷基板的另一面设有输入端子，所述陶瓷基板上与所述输入端子对称设有输出端子，所述输入端子与所述输出端子之间的所述陶瓷基板上固定布置有电容安装导电片，所述输入端子与相邻的所述电容安装导电片之间、相邻两所述电容安装导电片之间以及所述输出端子与相邻的所述电容安装导电片之间分别连接有导电带，所述导电带弯曲设置，所述电容安装导电片上固定有芯片电容，对应各所述电容安装导电片分别设有接地片，贯穿所述接地片设有接地孔，所述接地孔的内壁涂覆有接地孔导电层，所述接地孔导电层与所述基板导电层接触，所述芯片电容的电极与所述接地孔之间焊接有导电金带；本发明的有益效果是：利用薄膜工艺技术，采用磁控溅射、光刻等关键工艺在陶瓷基板上印制输入端子、输出端子、导电带和电容安装导电片，并且创造性的使用电容量大、高频特性好的芯片电容与导电带电感替代集总元件中使用的电容和电感。陶瓷基板的背面全部金层覆盖，保证了产品的稳定性和良好接地使产品满足高频性能的要求，具有体积小、高频特性好的特点，可以广泛用于航天、航空、雷达、电子对抗、微波通信中的T/R组件和模块等微组装生产线领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的电路原理图；

图3是本发明实施例的仿真曲线图；

图中：1-陶瓷基板；2-输入端子；3-输出端子；4-电容安装导电片；5-导电带；6-芯片电容；7-接地片；8-接地孔；9-导电金带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，加载芯片电容的小型化低通滤波器，包括陶瓷基板1，所述陶瓷基板1的一面涂覆有基板导电层，所述陶瓷基板1的背面全部覆盖金层，保证产品的良好接地性，以此来保证产品的高频性能。所述陶瓷基板1的另一面设有输入端子2，所述陶瓷基板1上与所述输入端子2对称设有输出端子3，所述输入端子2与所述输出端子3之间的所述陶瓷基板1上固定布置有电容安装导电片4，所述输入端子2与相邻的所述电容安装导电片4之间、相邻两所述电容安装导电片4之间以及所述输出端子3与相邻的所述电容安装导电片4之间分别连接有导电带5，所述导电带5弯曲设置，所述输入端子2、所述输出端子3、所述导电带5和所述电容安装导电片4分别设置为印制的导电薄膜。

本实施例中，所述导电带5作为电感使用，为了增加电感量，使低通滤波器的截止频率更低，所述导体带设置较细，且通过环绕、曲折的方式在有限的所述陶瓷基板1上增加长度，使其能够达到所需的电感量。所述电容安装导电片4上固定有芯片电容6，所述电容安装导电片4与所述芯片电容6之间粘结有导电胶，安装简单、牢固，且导电性好，使用稳定。

对应各所述电容安装导电片4分别设有接地片7，贯穿所述接地片7设有接地孔8，所述接地孔8的内壁涂覆有接地孔8导电层，所述接地孔8导电层与所述基板导电层接触，以保证良好的接地。所述芯片电容6的电极与所述接地孔8之间焊接有导电金带9。通过焊接所述导电金带9，将所述芯片电容6的电极连接在所述接地孔8内的所述接地孔8导电层上，通过上述方式得到所需的电感与电容，从而组成一款小型化的低通滤波器。

为了缩小低通滤波器的体积，所述陶瓷基板1的介电常数大于等于6，本实施例所述陶瓷基板1的介电常数为9.9，且所述陶瓷基板1设置为厚度为0.5mm的氧化铝陶瓷基板1。为了方便用户使用，所述输入端子2和所述输出端子3的特性阻抗均为50Ω，所述输入端子2和所述输出端子3的宽度为0.5mm。

为了便于加工以及便于客户使用，所述输入端子2与所述输出端子3高度一致，所述输入端子2侧边与所述陶瓷基板1的一侧边齐平，所述输出端子3的侧边与所述陶瓷基板1的另一侧边齐平。

如图2所示为本实施例的电路原理图，具体结构为，包括串联在所述输入端子2和所述输出端子3之间的电感L1、电感L2和电感L3，在所述电感L1的输入端和所述输出端子3之间连接有电容C1，在所述电感L2的输入端和所述输出端子3之间连接有电容C2，在所述电感L3的输入端和所述输出端子3之间连接有电容C3，在所述电感L3的输出端和所述输出端子3之间连接有电容C4。

通过对图2中低通滤波器的电路原理图进行计算分析，要得到所需的低通滤波器，需要通过电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感L1、电感L2、电感L3的值进行计算。以微波电路为例，从微波电路中我们知道，在介质基片上的金属导体片与接地板之间就形成了一个平板电容器，而一段细的微带线可以构成一个电感，根据平板电容器容值计算公式：

其中，Aeff为电容板有效面积；Cn为电容量；h为微带基片厚度；εr为基片相对介电常数；ε0为常数。

电感长度公式：

$l=\frac{30L_n}{Z_c\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_e}}$

其中，l的单位为cm；Ln的单位为nH；Zc为特性阻抗；单位为Ω；εe为有效电感率。

计算得到：Aeff约为40平方毫米，l约为17.5毫米，很明显的电感长度l可以通过对细微带线进行环绕曲折得到，但是电容板有效面积Aeff过大，不利于小型化。因此可以通过选择合适的芯片电容来达到所需电容值，其尺寸只有1平方毫米，远小于Aeff面积。通过使用芯片电容与导电带使得低通滤波器的尺寸进一步缩小。同时提高了低通滤波器的谐波抑制能力。

如图3所示，从中可以看出，本实施例在1GHz以内实现了很好的低通效果，同时在高频抑制上也有良好的效果，特别是对于三倍频处的谐波抑制的效果更加明显。图中S11表示所述输入端子2的反射系数，S21表示所述输出端子3对于所述输入端子2激励信号的响应，在滤波器中表示传输系数。由图3中的曲线可以看出，该低通滤波器在0.1GHz-1GHz的驻波比在1.5以下，在1.5GHz的抑制能达到-40dB，更优越的是在2GHz-8GHz均能达到-60dB的抑制，在谐波抑制方面具有很好的效果。

本发明利用薄膜工艺技术，采用磁控溅射、光刻等关键工艺在陶瓷基板1上印制输入端子2、输出端子3、导电带5和电容安装导电片4，并且创造性的使用电容量大、高频特性好的芯片电容6与导电带5电感替代集总元件中使用的电容和电感。陶瓷基板1的背面全部金层覆盖，保证了产品的稳定性和良好接地使产品满足高频性能的要求，具有体积小、高频特性好的特点，可以广泛用于航天、航空、雷达、电子对抗、微波通信中的T/R组件和模块等微组装生产线领域。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.加载芯片电容的小型化低通滤波器，包括陶瓷基板，其特征在于：所述陶瓷基板的一面涂覆有基板导电层，所述陶瓷基板的另一面设有输入端子，所述陶瓷基板上与所述输入端子对称设有输出端子，所述输入端子与所述输出端子之间的所述陶瓷基板上固定布置有电容安装导电片，所述输入端子与相邻的所述电容安装导电片之间、相邻两所述电容安装导电片之间以及所述输出端子与相邻的所述电容安装导电片之间分别连接有导电带，所述导电带弯曲设置，所述电容安装导电片上固定有芯片电容，对应各所述电容安装导电片分别设有接地片，贯穿所述接地片设有接地孔，所述接地孔的内壁涂覆有接地孔导电层，所述接地孔导电层与所述基板导电层接触，所述芯片电容的电极与所述接地孔之间焊接有导电金带。

2.如权利要求1所述的加载芯片电容的小型化低通滤波器，其特征在于：所述输入端子与所述输出端子高度一致，所述输入端子侧边与所述陶瓷基板的一侧边齐平，所述输出端子的侧边与所述陶瓷基板的另一侧边齐平。

3.如权利要求1所述的加载芯片电容的小型化低通滤波器，其特征在于：所述电容安装导电片与所述芯片电容之间粘结有导电胶。

4.如权利要求3所述的加载芯片电容的小型化低通滤波器，其特征在于：所述输入端子、所述输出端子、所述导电带和所述电容安装导电片分别设置为印制的导电薄膜。

5.如权利要求1所述的加载芯片电容的小型化低通滤波器，其特征在于：所述陶瓷基板的介电常数大于等于6。

6.如权利要求1至5任一权利要求所述的加载芯片电容的小型化低通滤波器，其特征在于：所述输入端子和所述输出端子的特性阻抗均为50Ω。