CN108134164A - 一种硅基微小型mems滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅基微小型MEMS滤波器，包括：硅基(1)，还包括：硅基杆(3)、硅基过渡线(4)、底层金属层(5)、顶层金属层(7)和金属馈线(8)。滤波器工作时，微波输入信号经由一端的金属馈线(8)馈入，经过硅基过渡线(4)，到达N个成交指形的硅基杆(3)处，并由此对通带频率内信号提供传输特性并在阻带内提供衰减特性，再经过另一端的硅基过渡线(4)及金属馈线(8)将通带频率内信号传输出去。本发明尺寸小、结构简单、易于集成、性能优良。

Description

一种硅基微小型MEMS滤波器

技术领域

本发明涉及一种滤波器，特别是一种硅基微小型MEMS滤波器。

背景技术

滤波器通过在滤波器通带频率内提供信号传输并在阻带内提供衰减的特性，用以控制微波系统中某处的频率响应，已经广泛应用于各类民用和军用的无线电系统中。以往的滤波器通常是由一个矩形波导壳体和嵌其内部的馈电系统及谐振腔体组成，这样的波导滤波器尺寸大，不易于集成，波导和馈电系统的加工、装配复杂。

发明内容

本发明目的在于提供一种微小型MEMS滤波器，解决以前波导滤波器尺寸大，不易于集成，波导和馈电系统的加工、装配复杂的问题。

一种硅基微小型MEMS滤波器，包括硅基，还包括：硅基杆、硅基过渡线、底层金属层、顶层金属层和金属馈线。

其中硅基为长方体外形，硅基杆为矩形杆，硅基过渡线为Z形，所述Z形的硅基过渡线由两个水平段和一个竖直段构成；金属馈线为长条形。

硅基上表面挖有周期性的几字形凹槽，凹槽两端均以几字形的竖直段凹槽结束，周期性的几字形凹槽使得硅基内部形成有成交指形的N个矩形硅基杆，其中N≥3,凹槽的槽深小于硅基的高度；在周期性的几字形凹槽两端的竖直段凹槽的内部置有两个彼此对称的Z形硅基过渡线，硅基过渡线与硅基的高度一致，硅基过渡线一端的水平段与紧邻的硅基杆相贴合，硅基过渡线另一端的水平段与远离硅基杆的凹槽侧壁相贴合，且硅基过渡线另一端的水平段轴线与硅基的轴线重合；在硅基下表面覆有底层金属层，底层金属层与硅基下表面的尺寸大小一致；在硅基及硅基过渡线上表面覆有两端各带有两根长条形缺口的顶层金属层，两根长条形缺口间夹有的长条形金属馈线的轴线与硅基的轴线重合；沿着硅基上表面内侧一周设置有一圈矩形金属化通孔，该金属化通孔内壁覆有一层金属层。

微波输入信号经由一端的金属馈线馈入，经过硅基过渡线，到达N个成交指形的硅基杆处，并由此对通带频率内信号提供传输特性并在阻带内提供衰减特性，再经过另一端的硅基过渡线及金属馈线将通带频率内信号传输出去。

本发明采用高阻硅作为滤波器衬底，使得滤波器传输的信号接近纯TEM模，介电损耗小；采用高精度的MEMS工艺实现的高精度蛇形凹槽，使得滤波器Q值大，插损小；周期性的几字形凹槽以及其内部的成交指型的硅基矩形杆，使得滤波器寄生通带远，阻带衰减大，且结构紧凑，易于实现小型化、集成化；沿着矩形硅基一周的矩形金属化通孔，使得接地端不再受空间限制，设计更为灵活，且使滤波器结构紧凑，尺寸大为减小，可批量生产，从而降低生产成本。

附图说明

图1一种硅基微小型MEMS滤波器结构示意图；

图2一种硅基微小型MEMS滤波器俯视图；

1.硅基 2.凹槽 3.硅基杆 4.硅基过渡线 5.底层金属层 6.缺口 7.顶层金属层8.金属馈线 9.金属化通孔

具体实施方式

一种硅基微小型MEMS滤波器，包括硅基1，还包括：硅基杆3、硅基过渡线4、底层金属层5、顶层金属层7和金属馈线8。

其中硅基1为长方体外形，硅基杆3为矩形杆，硅基过渡线4为Z形，所述Z形的硅基过渡线4由两个水平段和一个竖直段构成；金属馈线8为长条形。

硅基1上表面挖有周期性的几字形凹槽2，凹槽2两端均以几字形的竖直段凹槽结束，周期性的几字形凹槽2使得硅基1内部形成有成交指形的N个矩形硅基杆3，其中N≥3,凹槽2的槽深小于硅基1的高度；在周期性的几字形凹槽2两端的竖直段凹槽的内部置有两个彼此对称的Z形硅基过渡线4，硅基过渡线4与硅基1的高度一致，硅基过渡线4一端的水平段与紧邻的硅基杆3相贴合，硅基过渡线4另一端的水平段与远离硅基杆3的凹槽2侧壁相贴合，且硅基过渡线4另一端的水平段轴线与硅基1的轴线重合；在硅基1下表面覆有底层金属层5，底层金属层5与硅基1下表面的尺寸大小一致；在硅基1及硅基过渡线4上表面覆有两端各带有两根长条形缺口6的顶层金属层7，两根长条形缺口6间夹有的长条形金属馈线8的轴线与硅基1的轴线重合；沿着硅基1上表面内侧一周设置有一圈矩形金属化通孔9，该金属化通孔内壁覆有一层金属层。

微波输入信号经由一端的金属馈线8馈入，经过硅基过渡线4，到达N个成交指形的硅基杆3处，并由此对通带频率内信号提供传输特性并在阻带内提供衰减特性，再经过另一端的硅基过渡线4及金属馈线8将通带频率内信号传输出去。

Claims (3)

1.一种硅基微小型MEMS滤波器，包括：硅基(1)，其特征在于还包括：硅基杆(3)、硅基过渡线(4)、底层金属层(5)、顶层金属层(7)和金属馈线(8)；

其中硅基(1)为长方体外形，硅基杆(3)为矩形杆，硅基过渡线(4)为Z形，所述Z形的硅基过渡线(4)由两个水平段和一个竖直段构成；金属馈线(8)为长条形；

所述硅基(1)上表面挖有周期性的几字形凹槽(2)，凹槽(2)两端均以几字形的竖直段凹槽结束，周期性的几字形凹槽(2)使得硅基(1)内部形成有成交指形的N个矩形硅基杆(3)；凹槽(2)的槽深小于硅基(1)的高度；在周期性的几字形凹槽(2)两端的竖直段凹槽的内部置有两个彼此对称的Z形硅基过渡线(4)，硅基过渡线(4)与硅基(1)的高度一致，硅基过渡线(4)一端的水平段与紧邻的硅基杆(3)相贴合，硅基过渡线(4)另一端的水平段与远离硅基杆(3)的凹槽(2)侧壁相贴合，且硅基过渡线(4)另一端的水平段轴线与硅基(1)的轴线重合；在硅基(1)下表面覆有底层金属层(5)，底层金属层(5)与硅基(1)下表面的尺寸大小一致；在硅基(1)及硅基过渡线(4)上表面覆有两端各带有两根长条形缺口(6)的顶层金属层(7)，两根长条形缺口(6)间夹有的长条形金属馈线(8)的轴线与硅基(1)的轴线重合；沿着硅基(1)上表面内侧一周设置有一圈矩形金属化通孔(9)，该金属化通孔内壁覆有一层金属层。

2.如权利要求1所述的硅基微小型MEMS滤波器，其特征在于:微波输入信号经由一端的金属馈线(8)馈入，经过硅基过渡线(4)，到达N个成交指形的硅基杆(3)处，并由此对通带频率内信号提供传输特性并在阻带内提供衰减特性，再经过另一端的硅基过渡线(4)及金属馈线(8)将通带频率内信号传输出去。

3.如权利要求1所述的硅基微小型MEMS滤波器，其特征在于:周期性的几字形凹槽(2)使得硅基(1)内部形成有成交指形的N个矩形硅基杆(3)，其中N≥3。