CN110048687A - 一种ltcc有机混合滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LTCC有机混合滤波器，包括LTCC基板、电容和电感，所述电容集成于所述LTCC基板的内部，所述电感安装于所述LTCC基板的表面。所述LTCC基板的表面设置有与LTCC基板内部电路连通的焊盘，所述电感为线圈电感，所述线圈电感的两端分别与两个所述焊盘连接。所述LTCC基板表面设置有树脂保护层，所述线圈电感包覆于所述树脂保护层中。本发明通过将电感组装在LTCC基板的表面，而不是集成于LTCC基板内部，提高了电感的Q值，使得滤波器损耗小，频率选择性高。
Description
技术领域
本发明属于滤波器技术领域，具体涉及一种改进的LTCC滤波器。
背景技术
现有的滤波器种类较多，但都存在一些缺点。介质滤波器体积大(尤其是高度，难以低于5mm)，且带宽有限(10％以下)；芯片滤波器实现大容值有困难，片上电感Q值不高，也存在损耗大选择性不高的问题，只适合微波频段的滤波器要求。这给射频频段的小型化滤波器选型造成困难，尤其是适应机载应用的高可靠薄形化产品。为适应机载或星载应用，组件设计倾向于小型化和薄型化。传统滤波器成为这一过程的瓶颈，尤其是对应用最多的低频段(超短波、射频频段)，较大的元件值使得LC滤波器和LTCC滤波器成为仅有的可能实现方法，但是各自的缺点使得自己无法完全满足这一应用需要。
传统的独石化片式LTCC滤波器在射频频段损耗较大(通常有3.5dB-5dB)，选择性不高，受寄生耦合大的影响，带外抑制很难提高且存在寄生通带(30dBc)。LTCC滤波器由于结构紧凑体积小，是目前射频无源器件的前沿，但受限于印刷导体导电性能不理想，寄生电容大等因素，现有的LTCC滤波器Q值(品质因数)不高，过渡特性不理想，频带边缘损耗大，带外抑制不理想，存在较强寄生通带，适用频段或带宽受限。
发明内容
在以上背景下，发明人提出融合了LC滤波器和LTCC滤波器两者优点的技术方案，提供一种LTCC有机混合滤波器。局限于工艺实现方式和市场目标，传统的制造商并没有想到用这种方法去解决问题，但应用目标是一直存在的，这迫使发明人做出改变和创新。这一做法的意义在于，解决了目前无线电收发(主要是接收领域)组件设计小型化的瓶颈，提供了一种性能优良、可靠性高又适合批量生产的方式，能够推动小型化的无线电系统实现。
本发明提供一种LTCC有机混合滤波器，解决了LTCC滤波器频带损耗大、过渡特性不理想、适用频段或带宽受限的问题。
本发明采用的技术方案为：一种LTCC有机混合滤波器，包括LTCC基板、电容和电感，所述电容集成于所述LTCC基板的内部，所述电感安装于所述LTCC基板的表面。
进一步的，所述LTCC基板的表面设置有与LTCC基板内部电路连通的焊盘，所述电感为线圈电感，所述线圈电感的两端分别与两个所述焊盘连接。
进一步的，所述LTCC基板表面设置有树脂保护层，所述线圈电感包覆于所述树脂保护层中。
进一步的，所述线圈电感为含有铁氧体磁芯的线圈电感。
进一步的，所述电感为片式绕线电感，所述LTCC基板表面设置有树脂保护层，所述片式绕线电感包覆于所述树脂保护层中。
进一步的，所述树脂保护层由热固性树脂组成。
进一步的，所述LTCC基板设置有多层。
进一步的，所述LTCC基板的贴装面设置有表贴焊盘式接口。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明通过将电感组装在LTCC基板的表面，而不是集成于LTCC基板内部，提高了电感的Q值，使得滤波器损耗小，频率选择性高。本发明兼顾了LTCC技术和LC滤波器的优点，具有薄形化、体积小重量轻、损耗低、选择性高、可靠性好的特点。
附图说明
图1至图3是本发明实施例1的结构示意图；
图4是本发明的树脂保护层的结构示意图；
图5是本发明实施例1的立体断面图；
图6是本发明的实测曲线图。
附图标记：1-LTCC基板，2-线圈电感，3-焊盘，4-树脂保护层，5-表贴焊盘式接口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
参照图1至图4，一种LTCC有机混合滤波器，包括LTCC基板1、电容和电感，所述电容集成于所述LTCC基板1的内部，所述电感安装于所述LTCC基板1的表面。所述LTCC基板1的表面设置有与LTCC基板1内部电路连通的焊盘3，所述电感为线圈电感2，所述线圈电感2的两端分别与两个所述焊盘3连接。LTCC基板1表面设置有多个焊盘3，线圈电感2的两端各设置一个引脚，线圈电感2的每个引脚对应一个焊盘3进行焊接，即每个线圈电感2对应两个焊盘3进行焊接。所述LTCC基板1表面设置有树脂保护层4，所述线圈电感2包覆于所述树脂保护层4中。硬化的树脂对LTCC基板1表面的线圈电感2起到固定和保护的作用，线圈电感2被树脂包封起来，不会因外力而晃动，受压不易变形，不易损坏，可延长使用寿命。所述树脂保护层4由热固性树脂组成，热固性树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再次受热也不软化、不溶解，提高了稳定性。
LTCC基板1内部集成设置的电容、电路与LTCC基板1表面的线圈电感组成滤波电路。需要说明的是，本发明中的元器件可以根据实际需要进行设计，电容、电感等元器件的数量也可根据实际需要来定制，并不局限于附图所表示的内容。如图5所述，所述LTCC基板1设置有多层，LTCC基板1的层数可以是5-20层，可根据实际需要进行定制。所述LTCC基板安装到PCB板时，LTCC基板与PCB板接触的面为贴装面，LTCC基板的贴装面设置有表贴焊盘式接口5，所述表贴焊盘式接口5设置有六个，其中四个为接地端口，一个为输入端口，一个为输出端口。
本实施例中，上述线圈电感2为空心线圈电感。作为另一种实施方式，所述线圈电感2可选择含有铁氧体磁芯的线圈电感(附图未示出)，含有铁氧体磁芯的线圈电感的损耗小，电感量大。
作为另一种实施方式，所述电感可选择片式绕线电感(附图未示出)，所述LTCC基板1表面设置有树脂保护层4，所述片式绕线电感包覆于所述树脂保护层中4。片式绕线电感制作工艺简单，成本低，可降低LTCC滤波器的整体制造成本。
现有技术中，LTCC滤波器制造工艺为：
一、在LTCC生瓷膜带上打孔并填进金属浆料，然后将代表电容、电感的图案用金属浆料印刷在LTCC生瓷膜带上；
二、将印刷有图案的LTCC生瓷膜带按顺序叠在一起，于是填有金属浆料的孔将不同的生瓷膜带层连接起来；
三、叠好的生瓷膜带层经过静压、切块、烧结成为熟瓷半成品；
四、在LTCC熟瓷半成品侧面的引出电极上涂上金属浆料并烧结。
发明人研究发现，通过以上现有技术制造的LTCC滤波器，由于电感通过细线条印刷在LTCC瓷体内部，金属的有限电导率限制了电感的Q值。这导致LTCC滤波器的损耗大，过渡带不陡峭。
本发明将电感置于LTCC基板1表面，而不是统一集成于内部，相对现有技术增大了电感的电导率，使得LTCC滤波器的Q值更高。由于影响损耗的主要因素电感的Q值得以提高，使得滤波器损耗更小，可实现更高的频率选择性。
对本发明的LTCC有机混合滤波器进行实测，实测曲线如图6所示，在带外抑制条件下，本发明的插入损耗IL在1.5dB以下，电压驻波比VSWR在1.3以下，结果表明本发明的损耗远低于现有的LTCC滤波器。
现有技术中，LTCC滤波器在制造过程中，如果工艺参数发生变化会导致整批产品报废。本发明提供的LTCC有机混合滤波器，在制造过程中是可调试的，当LTCC基板烧结完成之后在其表面电镀焊盘，然后焊接电感到焊盘，再进行调试、封装，如果工艺参数发生变化，可通过改变电感线圈的疏密来调整滤波参数，性能参数达标之后再进行封装，大大提高了生产的成品率。在一定程度上降低了LTCC滤波器的开发成本，减少了多次开版的风险，因此具有实用价值，可在小型化微波组件中发挥优势，用于微波变频组件、接收机、功放设备等。
Claims (8)
1.一种LTCC有机混合滤波器，包括LTCC基板、电容和电感，其特征在于：所述电容集成于所述LTCC基板的内部，所述电感安装于所述LTCC基板的表面。
2.根据权利要求1所述的LTCC有机混合滤波器，其特征在于：所述LTCC基板的表面设置有与LTCC基板内部电路连通的焊盘，所述电感为线圈电感，所述线圈电感的两端分别与两个所述焊盘连接。
3.根据权利要求2所述的LTCC有机混合滤波器，其特征在于：所述LTCC基板表面设置有树脂保护层，所述线圈电感包覆于所述树脂保护层中。
4.根据权利要求3所述的LTCC有机混合滤波器，其特征在于：所述线圈电感为含有铁氧体磁芯的线圈电感。
5.根据权利要求1所述的LTCC有机混合滤波器，其特征在于：所述电感为片式绕线电感，所述LTCC基板表面设置有树脂保护层，所述片式绕线电感包覆于所述树脂保护层中。
6.根据权利要求3至5任一项所述的LTCC有机混合滤波器，其特征在于：所述树脂保护层由热固性树脂组成。
7.根据权利要求1至5任一项所述的LTCC有机混合滤波器，其特征在于：所述LTCC基板设置有多层。
8.根据权利要求7所述的LTCC有机混合滤波器，其特征在于：所述LTCC基板的贴装面设置有表贴焊盘式接口。
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