CN115768094A - 一种ltcc射频器件及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种LTCC射频器件及电子设备。该LTCC射频器件包括陶瓷主体、电磁屏蔽层、电感电容组件和外电极；电磁屏蔽层覆盖于陶瓷主体的第一表面；电感电容组件设置于陶瓷主体内，电感电容组件包括多个内电极，相邻内电极之间通过夹设于其间的陶瓷主体绝缘；外电极设置于陶瓷主体的第二表面上，所述第二表面与第一表面相对设置，多个内电极与对应的外电极连接。本申请在陶瓷主体的表面覆盖电磁屏蔽层，可以避免外界电磁干扰，减小对内部电容和电感的寄生影响，有利于小型化产品的性能稳定。

Description

一种LTCC射频器件及电子设备

技术领域

本申请涉及LTCC器件技术领域，具体涉及一种LTCC(Low Temperature Co-firedCeramic，低温共烧陶瓷)射频器件及电子设备。

背景技术

随着5G通信技术的迅速发展，通信频段增多，频率也逐渐趋于高频，另外根据不同的场合对以滤波器为代表的射频器件有不同的特性需求，现代通信市场俨然成了多种射频器件的竞技场。基于LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷)技术的射频器件具有高介电常数和低损耗的特性，因此得到了广泛应用。LTCC射频器件为集成有多个LC(电容)和电感结构的器件，当前射频器件朝着小型化、高性能方向发展，导致电磁干扰严重，例如会对内部电容和电感的寄生影响，不利于小型化产品的性能稳定。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种LTCC射频器件及电子设备，可以避免外界电磁干扰，减小对内部电容和电感的寄生影响，有利于小型化产品的性能稳定。

本申请提供一种LTCC射频器件，包括：

陶瓷主体；

电磁屏蔽层，覆盖于所述陶瓷主体的第一表面；

电感电容组件，设置于所述陶瓷主体内，所述电感电容组件包括多个内电极，相邻内电极之间通过夹设于其间的陶瓷主体绝缘；

外电极，设置于所述陶瓷主体的第二表面上，所述第二表面与所述第一表面相对设置，所述多个内电极与对应的所述外电极连接。

可选地，所述电磁屏蔽层的材料为金属和/或磁性材料。

可选地，所述电磁屏蔽层的厚度为H1，且0.005mm≦H1≦0.2mm。

可选地，所述多个内电极形成第一电容至第六电容，以及第一电感至第五电感；所述LTCC射频器件包括三个所述外电极，分别作为输入端、输出端和接地端；

第一电容和第二电容串联于所述输入端和输出端之间；

第三电感和第三电容并联形成一并联谐振电路，且一端连接于所述输入端和所述第一电容之间，另一端连接于所述接地端；

第五电感和第六电容并联形成一并联谐振电路，且一端连接于所述输出端和所述第二电容之间，另一端连接于所述接地端；

第一电感、第四电感和第四电容并联形成连接于接地端的并联谐振电路；

第二电感、第四电感和第五电容并联形成连接于接地端的并联谐振电路。

可选地，所述LTCC射频器件包括第一电极层～第五电极层，所述陶瓷主体包括多个介质层；相邻两个电极层之间设置有至少一所述介质层；

第一电极层包括未连接的第一一部分和第一二部分；所述第一电极层与所述电磁屏蔽层和所述第一表面邻近设置；

第二电极层包括一体成型的第二一部分、第二二部分和第二三部分；

第三电极层；

第四电极层包括相互之间未连接的第四一部分、第四二部分、第四三部分和第四四部分；

第五电极层；所述第五电极层与所述第二表面邻近设置；

沿垂直于所述第一表面的方向，所述第四二部分和所述第三电极层至少部分重叠并形成所述第一电容，所述第三电极层和所述第四三部分至少部分重叠并形成所述第二电容，所述第四二部分和所述第五电极层至少部分重叠并形成所述第三电容，所述第四一部分和所述第五电极层至少部分重叠并形成所述第四电容，所述第四四部分和所述第五电极层至少部分重叠并形成所述第五电容，所述第四三部分和所述第五电极层至少部分重叠并形成所述第六电容；

所述LTCC射频器件还包括第一金属谐振柱至第八金属谐振柱；

所述第二一部分与第三金属谐振柱连接形成第一电感；

所述第二三部分与第六金属谐振柱连接形成第二电感；

所述第一一部分与第一金属谐振柱和第二金属谐振柱连接形成第三电感；

所述第二二部分与第四金属谐振柱连接形成所述第四电感；

所述第一二部分与第七金属谐振柱和第八金属谐振柱连接形成第五电感。

可选地，所述第一金属谐振柱穿过所述第一一部分和所述第四二部分之间的介质层，且两端分别抵接于所述第一一部分和所述第四二部分；

所述第二金属谐振柱穿过所述第一一部分和所述第五电极层之间的介质层，且两端分别抵接于所述第一一部分和所述第五电极层；

所述第三金属谐振柱穿过所述第二一部分和所述第四一部分之间的介质层，且两端分别抵接于所述第二一部分和所述第四一部分；

所述第四金属谐振柱穿过所述第二二部分和所述第三电极层之间的介质层，且两端分别抵接于所述第二二部分和所述第三电极层；

所述第六金属谐振柱穿过所述第二三部分和所述第四四部分之间的介质层，且两端分别抵接于所述第二三部分和所述第四四部分；

所述第七金属谐振柱穿过所述第一二部分和所述第四三部分之间的介质层，且两端分别抵接于所述第一二部分和所述第四三部分；

所述第八金属谐振柱穿过所述第一二部分和所述第五电极层之间的介质层，且两端分别抵接于所述第一二部分和所述第五电极层。

可选地，所述第四二部分通过第五一金属谐振柱与所述输入端连接；所述第四三部分通过第五二金属谐振柱与所述输出端连接。

可选地，所述第五电极层设置有缺口，所述第四金属谐振柱穿过所述缺口与接地端连接。

可选地，所述LTCC射频器件为滤波器或者合路器。

本申请提供的一种电子设备，包括如上述任一项所述的LTCC射频器件。

如上所述，本申请在陶瓷主体的表面覆盖电磁屏蔽层，可以避免外界电磁干扰，减小对内部电容和电感的寄生影响，有利于小型化产品的性能稳定。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种LTCC射频器件的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电磁屏蔽层和陶瓷主体分开状态的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种陶瓷主体和内电极的分层结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种LTCC射频器件的电路等效示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图，对本申请的技术方案进行清楚地描述。显然，下文所描述实施例仅是本申请的一部分实施例，而非全部的实施例。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可相互组合，且亦属于本申请的技术方案。

应理解，在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅为便于描述本申请相应实施例的技术方案和简化描述，而非指示或暗示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申请的限制。

请一并参阅图1至图3，为本申请一实施例的LTCC射频器件1的结构示意图。需要说明，为便于观察及理解内部结构元件的设置，图中采用透视方式展示，例如展示了LTCC射频器件1内部的部分结构元件与外部的部分结构元件之间的位置及连接关系。在实际场景中，基于LTCC技术制得，因此其称之为LTCC射频器件1，具体可以为滤波器、合路器或者耦合器。该LTCC射频器件1包括陶瓷主体101、电磁屏蔽层102、电感电容组件和外电极。

LTCC射频器件1的形状及尺寸，本申请不予以限定，例如形状可以为图中所示的长方体、矩形等类四方体。LTCC射频器件1的长度L方向为第一方向x，宽度W方向为第三方向z，高度H2方向为第二方向y，第一方向x、第二方向y和第三方向z两两垂直，可视为三维直角坐标系的三条坐标轴。

本申请全文所谓的垂直并非要求两者之间的夹角必须为90°，而是允许存在±10°的偏差，即所谓垂直可以理解为任意两个方向之间的夹角为80°至100°。同理，本申请全文所谓的平行也并非要求两者之间的夹角必须为0°或180°，而是允许存在±10°的偏差，即所谓的平行可以理解为任意两个方向之间的夹角为0°至10°或170°至190°。

电磁屏蔽层102覆盖于陶瓷主体101的第一表面，例如，沿第二方向y视线，多个内电极的正投影落入该电磁屏蔽层102的正投影内。

电感电容组件设置于陶瓷主体101内，电感电容组件包括多个内电极，相邻内电极之间通过夹设于其间的陶瓷主体101(又称介质层)绝缘。

外电极设置于陶瓷主体101的第二表面上，所述第二表面与第一表面沿第二方向y相对设置，因此又可以称为陶瓷主体101的下表面和上表面，多个内电极与对应的外电极连接。

电磁屏蔽层102可以为具有非线性特性的半导体材料构成，例如可以为金属和/或磁性材料。电感电容组件的内电极与外电极对应连接，内电极可以由银、钯、铂、或者银钯、银铂合金等组成的导电材料制得。

外电极也可以由与该内电极相同的材料制得。在一些场景中，LTCC射频器件1可以设置有三个外电极501、502、503，分别作为LTCC射频器件1的输出端501、接地端502、输入端503。这些外电极的作用及工作原理，可以参阅现有滤波器等射频器件的描述，此处不再予以赘述。

本申请在陶瓷主体101的表面覆盖电磁屏蔽层102，可以避免外界电磁干扰，减小对内部电容和电感的寄生影响，有利于小型化产品的性能稳定。

电磁屏蔽层102的厚度等参数，可以根据LTCC射频器件1的尺寸而定。例如，对于长L*宽W*高H2≥0.4mm*0.2mm*0.2mm的LTCC射频器件1，可选地，电磁屏蔽层102的厚度为H1，且0.005mm≦H1≦0.2mm。

请参阅图4，为LTCC射频器件1的电路等效示意图。多个内电极形成第一电容C1至第六电容C6，以及第一电感L1至第五电感L5；三个外电极501、502、503分别作为输出端P2、接地端GND和输入端P1。

第一电容C1和第二电容C2串联于输入端P1和输出端P2之间。

第三电感L3和第三电容C3并联形成一并联谐振电路，且一端连接于输入端P1和第一电容C1之间，另一端连接于接地端GND。第五电感L5和第六电容C6并联形成一并联谐振电路，且一端连接于输出端P2和第二电容C2之间，另一端连接于接地端GND。于此，形成对称的对地并联谐振电路。

第一电感L1、第四电感L4和第四电容C4并联形成一连接于接地端GND的并联谐振电路。第二电感L2、第四电感L4和第五电容C5并联形成一连接于接地端GND的并联谐振电路。于此，形成对称的对地并联谐振电路。

信号从输入端P1输入，从输出端P2输出；信号经过第一电容C1、第二电容C2时，通过高频信号，阻碍低频信号；第三电感L3和第三电容C3、第六电容C6和第五电感L5分别组成对称的对地并联谐振电路，主要对LTE频段和二次谐波频段引入传输零点，起到对信号的低频和高频部分的抑制作用；第四电容C4、第五电容C5、第一电感L1、第二电感L2、第四电感L4共同组成对地并联谐振电路，主要对通带两侧引入传输零点，起到对通带两侧带外抑制，提高LTCC射频器件1的矩形系数，可有效调节中心频率和通带带宽。

下面基于图1至图3，介绍本申请实施例的LTCC射频器件1的实体结构、以及基于该实体结构如何形成上述6个电容和5个电感。

如图1至图3所示，LTCC射频器件1包括沿第二方向y的反方向依次层叠设置的第一电极层～第五电极层、以及设置于相邻导体层之间的介质层11。

第一电极层～第五电极层设置的内电极为导电电极，可以由银、钯、铂、或者银钯、银铂合金等组成的导电材料制得。各个内电极的制造方式，可以参阅现有技术，例如采用印刷和烧结形成，此处不予以赘述。

第一电极层包括相对间隔设置的第一一部分201和第一二部分204；第一电极层与电磁屏蔽层102和第一表面邻近设置。

第二电极层包括第二一部分202、第二二部分205和第二三部分203，第二电极层呈E字型设置、且为一体成型的结构件。

第三电极层303为一体成型的结构件。

第四电极层包括相互之间未连接的第四一部分301、第四二部分302、第四三部分305和第四四部分306。

第五电极层304与第二表面邻近设置。

沿第二方向y，第四二部分302和第三电极层303至少部分重叠并形成第一电容C1，第三电极层303和第四三部分305至少部分重叠并形成第二电容C2，第四二部分302和第五电极层304至少部分重叠并形成第三电容C3，第四一部分301和第五电极层304至少部分重叠并形成第四电容C4，第四四部分306和第五电极层304至少部分重叠并形成第五电容C5，第四三部分305和第五电极层304至少部分重叠并形成第六电容C6。

第二一部分202与第三金属谐振柱403连接形成第一电感L1。

第二三部分203与第六金属谐振柱406连接形成第二电感L2。

第一一部分201与第一金属谐振柱401和第二金属谐振柱402连接形成第三电感L3。

第二二部分205与第四金属谐振柱404连接形成第四电感L4。

第一二部分204与第七金属谐振柱407和第八金属谐振柱408连接形成第五电感L5。

需要说明的是，所谓金属谐振柱的形成过程为：对位于两个电极层之间的介质层11开设通孔，在所述通孔内填充导电材料(例如形成上一层内电极时的导电材料)以固化形成导电柱，多个导电柱上下叠加形成的金属柱。

整个LTCC射频器件1的制造过程可以参阅现有技术，例如，可以采用成型、切割、排胶烧结、倒角、电镀等工序加工而成。例如，准备符合要求的相关材料，制备具有导电图形的陶瓷层(绝缘层)，将所得的陶瓷层以一定规律的方式堆叠连接获得所需要的电感和电容，并形成整块含有若干个内电极的陶瓷体；以一定的切割方式将整块相连的若干个陶瓷体分割成单个的陶瓷主体101；分离后将独立形态的LTCC射频器件1在一定温度下进行处理，使其排出多余的有机溶剂并以高温进行烧结，得到所需要的具有一定电气特性的器件。在陶瓷主体101底面进行沾银，烧银处理初步形成外电极，通过电镀工艺在外电极银层外依次形成镍层和锡层，得到最终的外电极。

上述电极层之间通过对应的金属谐振柱对应电连接，以前述5个电感和6个电容实现如图4所示的电连接。具体地：

第一金属谐振柱401穿过第一一部分201和第四二部分302之间的介质层11，且两端分别抵接于第一一部分201和第四二部分302。

第二金属谐振柱402穿过第一一部分201和第五电极层304之间的介质层11，且两端分别抵接于第一一部分201和第五电极层304。

第三金属谐振柱403穿过第二一部分202和第四一部分301之间的介质层11，且两端分别抵接于第二一部分202和第四一部分301。

第四金属谐振柱404穿过第二二部分205和第三电极层303之间的介质层11，且两端分别抵接于第二二部分205和第三电极层303；第五电极层304可以设置有缺口，第四金属谐振柱404穿过缺口与接地端502连接。

第六金属谐振柱406穿过第二三部分203和第四四部分306之间的介质层11，且两端分别抵接于第二三部分203和第四四部分306。

第七金属谐振柱407穿过第一二部分204和第四三部分305之间的介质层11，且两端分别抵接于第一二部分204和第四三部分305。

第八金属谐振柱408穿过第一二部分204和第五电极层304之间的介质层11，且两端分别抵接于第一二部分204和第五电极层304。

第四二部分302通过第五一金属谐振柱4051与输入端503连接。

第四三部分305通过第五二金属谐振柱4052与输出端501连接。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述任一实施例的LTCC射频器件1。电子设备可以设置有用于形成腔体的壳体，LTCC射频器件1安装于壳体内。因此能够产生对应实施例的LTCC射频器件1具有的有益效果。

在实际场景中，该电子设备可以以各种具体形式予以实现。例如，本申请中描述的电子设备可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、广播、台式计算机等固定终端。

以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的专利范围，对于本领域普通技术人员而言，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构变换，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

尽管本文采用术语“第一、第二”等描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。另外，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

Claims (10)

1.一种LTCC射频器件，其特征在于，包括：

陶瓷主体；

电磁屏蔽层，覆盖于所述陶瓷主体的第一表面；

电感电容组件，设置于所述陶瓷主体内，所述电感电容组件包括多个内电极，相邻内电极之间通过夹设于其间的陶瓷主体绝缘；

外电极，设置于所述陶瓷主体的第二表面上，所述第二表面与所述第一表面相对设置，所述多个内电极与对应的所述外电极连接。

2.根据权利要求1所述的LTCC射频器件，其特征在于，所述电磁屏蔽层的材料为金属和/或磁性材料。

3.根据权利要求1所述的LTCC射频器件，其特征在于，所述电磁屏蔽层的厚度为H1，且0.005mm≦H1≦0.2mm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的LTCC射频器件，其特征在于，所述多个内电极形成第一电容至第六电容，以及第一电感至第五电感；所述LTCC射频器件包括三个所述外电极，分别作为输入端、输出端和接地端；

第一电容和第二电容串联于所述输入端和输出端之间；

第三电感和第三电容并联形成一并联谐振电路，且一端连接于所述输入端和所述第一电容之间，另一端连接于所述接地端；

第五电感和第六电容并联形成一并联谐振电路，且一端连接于所述输出端和所述第二电容之间，另一端连接于所述接地端；

第一电感、第四电感和第四电容并联形成连接于接地端的并联谐振电路；

第二电感、第四电感和第五电容并联形成连接于接地端的并联谐振电路。

5.根据权利要求4所述的LTCC射频器件，其特征在于，所述LTCC射频器件包括第一电极层～第五电极层，所述陶瓷主体包括多个介质层；相邻两个电极层之间设置有至少一所述介质层；

第一电极层包括未连接的第一一部分和第一二部分；所述第一电极层与所述电磁屏蔽层和所述第一表面邻近设置；

第二电极层包括一体成型的第二一部分、第二二部分和第二三部分；

第三电极层；

第四电极层包括相互之间未连接的第四一部分、第四二部分、第四三部分和第四四部分；

第五电极层；所述第五电极层与所述第二表面邻近设置；

沿垂直于所述第一表面的方向，所述第四二部分和所述第三电极层至少部分重叠并形成所述第一电容，所述第三电极层和所述第四三部分至少部分重叠并形成所述第二电容，所述第四二部分和所述第五电极层至少部分重叠并形成所述第三电容，所述第四一部分和所述第五电极层至少部分重叠并形成所述第四电容，所述第四四部分和所述第五电极层至少部分重叠并形成所述第五电容，所述第四三部分和所述第五电极层至少部分重叠并形成所述第六电容；

所述LTCC射频器件还包括第一金属谐振柱至第八金属谐振柱；

所述第二一部分与第三金属谐振柱连接形成第一电感；

所述第二三部分与第六金属谐振柱连接形成第二电感；

所述第一一部分与第一金属谐振柱和第二金属谐振柱连接形成第三电感；

所述第二二部分与第四金属谐振柱连接形成所述第四电感；

所述第一二部分与第七金属谐振柱和第八金属谐振柱连接形成第五电感。

6.根据权利要求5所述的LTCC射频器件，其特征在于，

所述第一金属谐振柱穿过所述第一一部分和所述第四二部分之间的介质层，且两端分别抵接于所述第一一部分和所述第四二部分；

所述第二金属谐振柱穿过所述第一一部分和所述第五电极层之间的介质层，且两端分别抵接于所述第一一部分和所述第五电极层；

所述第三金属谐振柱穿过所述第二一部分和所述第四一部分之间的介质层，且两端分别抵接于所述第二一部分和所述第四一部分；

所述第四金属谐振柱穿过所述第二二部分和所述第三电极层之间的介质层，且两端分别抵接于所述第二二部分和所述第三电极层；

所述第六金属谐振柱穿过所述第二三部分和所述第四四部分之间的介质层，且两端分别抵接于所述第二三部分和所述第四四部分；

所述第七金属谐振柱穿过所述第一二部分和所述第四三部分之间的介质层，且两端分别抵接于所述第一二部分和所述第四三部分；

所述第八金属谐振柱穿过所述第一二部分和所述第五电极层之间的介质层，且两端分别抵接于所述第一二部分和所述第五电极层。

7.根据权利要求6所述的LTCC射频器件，其特征在于，

所述第四二部分通过第五一金属谐振柱与所述输入端连接；

所述第四三部分通过第五二金属谐振柱与所述输出端连接。

8.根据权利要求7所述的LTCC射频器件，其特征在于，所述第五电极层设置有缺口，所述第四金属谐振柱穿过所述缺口与接地端连接。

9.根据权利要求1所述的LTCC射频器件，其特征在于，所述LTCC射频器件为滤波器或者合路器。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如上述权利要求1至9中任一项所述的LTCC射频器件。

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