CN113285192A - 一种基于tsv的并联开路短截线型宽带带阻滤波器 - Google Patents

一种基于tsv的并联开路短截线型宽带带阻滤波器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，包括金属线RDL，金属线RDL上连接有谐振器，谐振器为若干个TSV圆柱，TSV圆柱均与金属线RDL互联，金属线RDL的两端分别设置有RDL输入端和RDL输出端，在减少滤波器的面积后并且拥有的集成度，提高了滤波器的独立性。

Description

一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器
技术领域
本发明属于滤波器技术领域，涉及一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器。
背景技术
滤波器广泛的被应用于各种微波毫米波系统中，在系统中发挥着不可替代的作用，滤波器的滤波特性取决于它的频率响应特性，即其可通过的频带范围，由此可分为带阻滤波器、带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器。
带阻滤波器是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，具有跟明显的频率选择性。其工作原理是将输入电压同时作用于低通滤波器和高通滤波器，再将两个电路的输出电压进行求和，就可以得到带阻滤波器。其中低通滤波器的截止频率应小于高通滤波器的截止频率。
带阻滤波器通常可以分为腔体带阻滤波器和LC带阻滤波器。本结构采用的是腔体带阻滤波器，使用开路短截线进行设计，在微波和射频工程设计中，短截线是用于连接的传输线和波导，短截线的自由端可以是开路也可以是短路的，在忽略传输线的损耗时，短截线的输入阻抗的纯抗性的；至于是容性还是感性，则取决于短截线的长度以及是开路还是短路。
TSV技术作为目前3D-IC的重要技术，一是TSV具有微型化的特点，通常尺寸都在微米量级；二是TSV具有可集成的特点，TSV制造工艺能够按照人们的要求集成到芯片制造工艺的不同阶段；三是TSV具有较好的可靠性，在机械强度、热应力和散热等几个方面具有良好的可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，在减少滤波器的面积后并且拥有的集成度，提高了滤波器的独立性。
本发明所采用的技术方案是，一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，包括金属线RDL，金属线RDL上连接有谐振器，谐振器为若干个TSV圆柱，TSV圆柱均与金属线RDL互联，金属线RDL的两端分别设置有RDL输入端和RDL输出端。
本发明的特点还在于：
TSV圆柱为TSV铜柱，TSV铜柱为电镀铜柱，TSV铜柱的外壁为绝缘层，相邻两个TSV铜柱之间设置有硅衬底。
TSV圆柱为6个，绝缘层为二氧化硅。
金属线RDL包括RDL布线层，RDL布线层的上面设置有二氧化硅层，RDL布线层的下面连接谐振器，RDL布线层两端分别设置有RDL输入端和RDL输出端。
RDL布线层段长为496.8μm，RDL布线层的宽为20μm，RDL布线层的厚为5μm；TSV铜柱的直径为15μm，绝缘层厚度为2.5μm，TSV铜柱的高度为80μm。
6个TSV圆柱分为第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔、第六谐振腔，谐振腔通过电容和RDL布线层进行能量耦合，第一谐振腔与第六谐振腔对称，第二谐振腔对第五谐振腔对称，第三谐振腔对第四谐振腔对称；RDL输入端与第一谐振腔圆心之间的间距为12.5μm，第一谐振腔与第二谐振腔中轴线之间距离为56.4μm，第二个谐振腔与第三个谐振腔的中轴线之间的距离为64.7μm，第三谐振腔与第四谐振腔中轴线之间距离为62.3μm，第四谐振腔与第五谐振腔中轴线之间距离为64.7μm，第五谐振腔与第六谐振腔中轴线之间距离为62.3μm，RDL输出端与第六个TSV谐振腔圆心之间的距离为12.5μm。
本发明的有益效果是：本发明一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，在减少滤波器的面积后并且拥有的集成度，提高了滤波器的独立性。在保证了其阻带特性的前提下实现较宽带宽，并拥有较好的阻带抑制水平。并通过利用TSV的优良电学特性，缩短信号传输路径，以及提升射频信号传输时的速度。相较于普通的带阻滤波器，使用TSV实现后，该滤波器带宽大、阻带抑制度高，结构紧凑，设计简单，能够广泛用于无线通信系统中。
附图说明
图1是本发明一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器的立体图；
图2是本发明一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器的剖视图。
图中，1.TSV铜柱，2.绝缘层，3.RDL布线层，4.RDL输入端，5.RDL输出端，6.二氧化硅层，7.硅衬底。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，如图和图2所示，包括金属线RDL，金属线RDL上连接有谐振器，谐振器为若干个TSV圆柱，TSV圆柱均与金属线RDL互联，金属线RDL的两端分别设置有RDL输入端4和RDL输出端5。TSV圆柱为TSV铜柱1，TSV铜柱1为电镀铜柱，TSV铜柱1的外壁为绝缘层2，相邻两个TSV铜柱1之间设置有硅衬底7。TSV圆柱为6个，绝缘层2为二氧化硅。金属线RDL包括RDL布线层3，RDL布线层3的上面设置有二氧化硅层6，RDL布线层3的下面连接谐振器，RDL布线层3两端分别设置有RDL输入端4和RDL输出端5。RDL布线层3段长为496.8μm，RDL布线层3的宽为20μm，RDL布线层3的厚为5μm；TSV铜柱1的直径为15μm，绝缘层2厚度为2.5μm，TSV铜柱1的高度为80μm。6个TSV圆柱分为第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔、第六谐振腔，谐振腔通过电容和RDL布线层3进行能量耦合，第一谐振腔与第六谐振腔对称，第二谐振腔对第五谐振腔对称，第三谐振腔对第四谐振腔对称；RDL输入端4与第一谐振腔圆心之间的间距为12.5μm，第一谐振腔与第二谐振腔中轴线之间距离为56.4μm，第二个谐振腔与第三个谐振腔的中轴线之间的距离为64.7μm，第三谐振腔与第四谐振腔中轴线之间距离为62.3μm，第四谐振腔与第五谐振腔中轴线之间距离为64.7μm，第五谐振腔与第六谐振腔中轴线之间距离为62.3μm，RDL输出端5与第六个TSV谐振腔圆心之间的距离为12.5μm。
本发明一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器的原理为，包括六个TSV圆柱组成的谐振器，以及对TSV谐振器的互联的金属线RDL。采用上层RDL结构作为滤波器的传输线，在RDL的下层采用TSV排布的谐振器，谐振器通过谐振器与传输线之间的耦合电容进行能量耦合，另外在上层RDL两侧分别接输入RDL端和输出RDL端。该滤波器为六阶，即具有六个谐振腔。每个谐振腔采用相同的TSV结构，谐振腔通过电容和RDL进行能量耦合。上层RDL段长496.8μm，宽20μm，厚5μm。TSV内测铜柱直径15μm，外层绝缘层厚度2.5μm，高度80μm。TSV谐振腔的距离取RDL中心两侧对称分布，结构对称，输入与输出对称，第一谐振腔与第六谐振腔对称，第二谐振腔对第五谐振腔，第三谐振腔对第四谐振腔。输入端与第一谐振腔圆心之间的间距为12.5μm，第一谐振腔与第二谐振腔中轴线之间距离为56.4μm，第二个谐振腔与第三个谐振腔的中轴线之间的距离为64.7μm，第三谐振腔与第四谐振腔中轴线之间距离为62.3μm，第四谐振腔与第五谐振腔中轴线之间距离为64.7μm，第五谐振腔与第六谐振腔中轴线之间距离为62.3μm，输出端与第六个TSV谐振腔圆心之间的距离为12.5μm。TSV结构是由两个同心圆柱相减而成，内测圆柱采用电镀铜柱用于信号的传递，外层采用二氧化硅作为绝缘层，用于将硅板和填充的导电材料之间进行隔离绝缘。在与TSV技术兼容后，该带阻滤波器不仅可作为单独元器件使用，也可以作为三维集成的转接板，使芯片通过该基板上的RDL层进行互联,并通过TSV垂直互联进行层间信号传输，进一步实现高集成度的三维叠层封装。
本发明一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，在减少滤波器的面积后并且拥有的集成度，提高了滤波器的独立性。在保证了其阻带特性的前提下实现较宽带宽，并拥有较好的阻带抑制水平。并通过利用TSV的优良电学特性，缩短信号传输路径，以及提升射频信号传输时的速度。相较于普通的带阻滤波器，使用TSV实现后，该滤波器带宽大、阻带抑制度高，结构紧凑，设计简单，能够广泛用于无线通信系统中。

Claims (6)

1.一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，其特征在于，包括金属线RDL，所述金属线RDL上连接有谐振器，所述谐振器为若干个TSV圆柱，所述TSV圆柱均与金属线RDL互联，所述金属线RDL的两端分别设置有RDL输入端(4)和RDL输出端(5)。
2.如权利要求1所述的一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，其特征在于，所述TSV圆柱为TSV铜柱(1)，所述TSV铜柱(1)为电镀铜柱，所述TSV铜柱(1)的外壁为绝缘层(2)，相邻两个TSV铜柱(1)之间设置有硅衬底(7)。
3.如权利要求2所述的一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，其特征在于，所述TSV圆柱为6个，所述绝缘层(2)为二氧化硅。
4.如权利要求3所述的一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，其特征在于，所述金属线RDL包括RDL布线层(3)，所述RDL布线层(3)的上面设置有二氧化硅层(6)，所述RDL布线层(3)的下面连接谐振器，所述RDL布线层(3)两端分别设置有RDL输入端(4)和RDL输出端(5)。
5.如权利要求4所述的一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，其特征在于，所述RDL布线层(3)段长为496.8μm，所述RDL布线层(3)的宽为20μm，所述RDL布线层(3)的厚为5μm；所述TSV铜柱(1)的直径为15μm，绝缘层(2)厚度为2.5μm，TSV铜柱(1)的高度为80μm。
6.如权利要求4所述的一种基于TSV的并联开路短截线型宽带带阻滤波器，其特征在于，6个所述TSV圆柱分为第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔、第六谐振腔，谐振腔通过电容和RDL布线层(3)进行能量耦合，第一谐振腔与第六谐振腔对称，第二谐振腔对第五谐振腔对称，第三谐振腔对第四谐振腔对称；RDL输入端(4)与第一谐振腔圆心之间的间距为12.5μm，第一谐振腔与第二谐振腔中轴线之间距离为56.4μm，第二个谐振腔与第三个谐振腔的中轴线之间的距离为64.7μm，第三谐振腔与第四谐振腔中轴线之间距离为62.3μm，第四谐振腔与第五谐振腔中轴线之间距离为64.7μm，第五谐振腔与第六谐振腔中轴线之间距离为62.3μm，RDL输出端(5)与第六个TSV谐振腔圆心之间的距离为12.5μm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113839163A (zh) * 2021-09-28 2021-12-24 西安理工大学 一种采用tsv技术的面对面结构小型化三维发夹滤波器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140035703A1 (en) * 2010-10-26 2014-02-06 Nanyang Technological University Multiple-Mode Filter for Radio Frequency Integrated Circuits
TW201537821A (zh) * 2014-03-28 2015-10-01 Realtek Semiconductor Corp 信號傳輸線結構及其應用之電子裝置
CN107634295A (zh) * 2017-09-13 2018-01-26 郑州云海信息技术有限公司 一种基于同轴tsv的太赫兹腔体带通滤波器
CN111740190A (zh) * 2020-07-28 2020-10-02 吉林大学 一种基于传输线并联多节开路支截线的宽带带阻滤波器及其设计方法
CN111934070A (zh) * 2020-06-24 2020-11-13 西安理工大学 一种应用于6g通信的三维发夹滤波器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140035703A1 (en) * 2010-10-26 2014-02-06 Nanyang Technological University Multiple-Mode Filter for Radio Frequency Integrated Circuits
TW201537821A (zh) * 2014-03-28 2015-10-01 Realtek Semiconductor Corp 信號傳輸線結構及其應用之電子裝置
CN107634295A (zh) * 2017-09-13 2018-01-26 郑州云海信息技术有限公司 一种基于同轴tsv的太赫兹腔体带通滤波器
CN111934070A (zh) * 2020-06-24 2020-11-13 西安理工大学 一种应用于6g通信的三维发夹滤波器
CN111740190A (zh) * 2020-07-28 2020-10-02 吉林大学 一种基于传输线并联多节开路支截线的宽带带阻滤波器及其设计方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113839163A (zh) * 2021-09-28 2021-12-24 西安理工大学 一种采用tsv技术的面对面结构小型化三维发夹滤波器

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