CN108492984A - 一种新型结构的杂散抑制型垂直叉指电容 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型结构的杂散抑制型垂直叉指电容，其特征在于：所述电容被设计成8层方形结构，从俯视角度可分为上侧面、下侧面、左侧面和右侧面共四个侧面；所述左侧面设有端口1，所述下侧面设有端口2；所述电容具有八节方形叉指，分别位于第1至8层；所述上侧面利用垂直过孔与过孔连结柱连接第1、3、5、7节叉指的不相邻开路端；所述右侧面利用垂直过孔与过孔连接柱连接第2、4、6、8节叉指的不相邻开路端。本发明有成本低，成品率高，可靠性高，耐高温，更适合于恶劣环境等优点；同时抑制了频率响应中的杂散尖峰，提高了100%的可用带宽；并且在保证Q值的同时，提高了约20%电容值，进一步实现了电容的小型化。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型结构的杂散抑制型垂直叉指电容，属于电子器件领域。
背景技术
传统垂直叉指电容（Vertical Interdigital Capacitance, VIC）因为具有较大的电容能力、高Q值、体积小的特点常常用于制作集总滤波器或是多层基板的耦合器。
通常情况下，越低的应用频率往往会导致电容能力需求越大。目前增强VIC电容的两种方式增加了叉指的尺寸或数量，然而增加叉指的尺寸对于降低滤波器的尺寸没有帮助。增加指状物的数量导致在多个频点出产生不期望的共振，或寄生杂散尖峰，从而限值了其可用频带。
由于垂直叉指电容是一个多导体、多指结构结构，导致了其等效电路电路中具有多个通带和阻带。所有的垂直叉指电容在设计和制作是都具有这个问题，目前主要通过金丝键合连接不相邻开路端消除杂散，但是因为VIC电容叉指被封装进了多层基底之中，所以这种方法并不适合叉指电容。垂直叉指电容之中的过孔和缺陷结构有利于消除杂散,但是这样该电容的结构过于复杂，不易加工和制作。此外，电容的容值大小与面积成正比，利用缺陷结构将过孔嵌入到电容中不利于电容整体尺寸的减小。
发明内容
本发明针对现有技术存在的因为出现不期望的共振或寄生杂散尖峰，从而限制可用频带的缺陷，提出了一种新型结构的杂散抑制型垂直叉指电容（SSEVIC）。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是一种新型结构的杂散抑制型垂直叉指电容，其特征在于：
所述电容被设计成8层方形结构，所述方形结构从俯视角度可分为上侧面、下侧面、左侧面和右侧面共四个侧面；
所述左侧面设有端口1，所述下侧面设有端口2；
所述电容具有八节方形叉指，每节叉指分别位于第1、2、3、4、5、6、7、8层；
所述上侧面利用垂直过孔与过孔连结柱连接第1、3、5、7节叉指的不相邻开路端；
所述右侧面利用垂直过孔与过孔连接柱连接第2、4、6、8节叉指的不相邻开路端。
进一步地，所述端口1、端口2及垂直过孔均设置在方形叉指各边中央，以便更好的排版同时提高电容的Q值和容值。
进一步地，所述端口1位于左侧面，通过垂直过孔连接垂直叉指电容的 1、3、5、7层叉指不相邻开路端。
进一步地，所述端口2位于下侧面，通过垂直过孔连接垂直叉指电容的2、4、6、8层叉指不相邻开路端。
有益效果
1.本发明的杂散抑制型垂直叉指电容（SSEVIC）通过8层的低温共烧陶瓷(LTCC)基底实现，相比传统电容具有成本低，成品率高，可靠性高，耐高温，更适合于恶劣环境等优点。
2.本发明的杂散抑制型垂直叉指电容（SSEVIC）克服了传统 VIC电容杂散尖峰多、带宽窄的缺点，在VIC电容之外通过垂直过孔连接不相邻开路端，从而抑制了频率响应中的杂散尖峰，提高了100%的可用带宽。
3.本发明的杂散抑制型垂直叉指电容（SSEVIC）相比传统VIC电容，在保证Q值的同时，提高了约20%电容值，进一步实现了电容的小型化。
附图说明
图1为传统垂直叉指电容的三维结构。
图2为传统垂直叉指电容的S参数特性。
图3为本发明的SSEVIC电容的三维结构图。
图4为本发明的SSEVIC电容的三维结构图。
图5为本发明的SSEVIC电容结构等效模型图。
图6为本发明的SSEVIC电容等效电路图。
图7为本发明的SSEVIC俯视图。
图8为本发明的SSEVIC电容和传统VIC电磁仿真S参数图。
图9为本发明的SSEVIC电容和传统VIC电容值仿真结果。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
本发明所述一种新型结构的杂散抑制型垂直叉指电容，其被设计成8层方形结构，所述方形结构从俯视角度可分为上侧面、下侧面、左侧面和右侧面共四个侧面。
所述左侧面设有端口1，所述下侧面设有端口2。所述上侧面利用垂直过孔与过孔连结柱连接第1、3、5、7节叉指的不相邻开路端。所述右侧面利用垂直过孔与过孔连接柱连接第2、4、6、8节叉指的不相邻开路端。
所述电容具有八节方形叉指，每节叉指分别位于第1、2、3、4、5、6、7、8层。
所述端口1、端口2及垂直过孔均设置在方形叉指各边中央，以便更好的排版同时提高电容的Q值和容值。
所述端口1位于左侧面，通过垂直过孔连接垂直叉指电容的 1、3、5、7层叉指不相邻开路端。
所述端口2位于下侧面，通过垂直过孔连接垂直叉指电容的2、4、6、8层叉指不相邻开路端。
本发明提出的杂散抑制型垂直叉指电容由8节叉指构成，每节叉指分别位于第1、2、3、4、5、6、7、8层，如图1所示。从1端口左侧方向看，第1、3、5、7节叉指的开路末端通过过孔连接到了一起，如图3所示；从2端口右侧方向看，第2、4、6、8叉指的开路末端通过过孔连接到了一起，如图4所示。
所提出的SSEVIC结构明显减少了通带与阻带的数量，从而减少了杂散。另外，新型SSEVIC结构也提高了有效电容值。在图5中，叉指由串联电感表示，电容耦合由电容Cij建模，其中i和j是叉指数。图6展示了当添加垂直连接时如何修改多层结构。可知，随着阻带的数量减少，频率响应中的寄生尖峰被抑制，Q值得到增加，而容值却没有降低，如图9所示。
本发明采用常规的VIC和提出的SVIC分别构建模型时，使用SSEVIC的模型实现了大约8％的尺寸减小。此外，消除了2.2GHz，3.2 GHz，5.3 GHz，6.5GHz，8 GHz处的杂散尖峰，并且工作带宽从2GHz扩展到4GHz，因为当间隔叉指连接时，电流密度分布会改变。
综上所述该杂散抑制型垂直叉指电容(SSEVIC)运用于8层的低温共烧陶瓷(LTCC)基底。通过用在垂直叉指电容(VIC)之外的垂直垂直过孔，来连接开路末端，从而抑制了频率响应中的杂散尖峰。该电容的带宽提高了100%，电容值提高了约20%，此外实现了约8%的电容尺寸减小。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (4)
1.一种新型结构的杂散抑制型垂直叉指电容，其特征在于：
所述电容被设计成8层方形结构，所述方形结构从俯视角度可分为上侧面、下侧面、左侧面和右侧面共四个侧面；
所述左侧面设有端口1，所述下侧面设有端口2；
所述电容具有八节方形叉指，每节叉指分别位于第1、2、3、4、5、6、7、8层；
所述上侧面利用垂直过孔与过孔连结柱连接第1、3、5、7节叉指的不相邻开路端；
所述右侧面利用垂直过孔与过孔连接柱连接第2、4、6、8节叉指的不相邻开路端。
2.根据权利要求1所述的一种新型结构的杂散抑制型垂直叉指电容，其特征在于：所述端口1、端口2及垂直过孔均设置在方形叉指各边中央，以便更好的排版同时提高电容的Q值和容值。
3.根据权利要求1所述的一种新型结构的杂散抑制型垂直叉指电容，其特征在于：所述端口1位于左侧面，通过垂直过孔连接垂直叉指电容的 1、3、5、7层叉指不相邻开路端。
4.根据权利要求1所述的一种新型结构的杂散抑制型垂直叉指电容，其特征在于：所述端口2位于下侧面，通过垂直过孔连接垂直叉指电容的2、4、6、8层叉指不相邻开路端。
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