CN115954631A - 滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明的滤波器，具有层叠体，该层叠体包括：顶层金属层，该顶层金属层上形成有输入口植球位、输出口植球位、第一线圈、第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈分别具有螺旋形状，并且所述第一线圈与所述输入口植球位相连接，所述第二线圈与所述输出口植球位相连接；底层金属层，该底层金属层上形成有输入口焊接位、输出口焊接位、以及接地焊接位；以及通孔层，该通孔层形成在所述顶层金属层和所述底层金属层之间，并且在该通孔层上形成有多个通孔，所述第一线圈通过所述通孔中的导体与所述输入口焊接位相连接，所述第二线圈通过所述通孔中的导体与所述输出口焊接位相连接。

Description

滤波器

技术领域

本发明涉及一种滤波器，进一步地说是涉及一种用于SAW滤波器中改善匹配的通用封装基板,本发明的滤波器可以用于手机、基站等无线通讯设备上使用的滤波器封装技术中，更进一步的，可以被用于手机、无线基站等射频收发前端模块等方面的封装应用。

背景技术

近年，声表面波(SAW)滤波器因其有更佳的频率选择性以及较小的尺寸和重量已逐渐成为手机、基站等无线通讯设备中重要组成部分。而随着5G以及物联网应用普及，通讯产品设备中需要集成的滤波器越来越多，不仅仅需要工作在高频如n77(3.3-4.2GHz)、n78(3.3-3.8GHz)频段的滤波器，同时需要工作频率在3GHz以下众多频段的滤波器，该种情况下对于芯片以及封装都朝着更小、更薄的要求发展；同时由于频谱资源利用越来越集中，频谱间隙也愈渐狭窄，对于滤波器的带外以及带内性能要求也越来越高；因此，小尺寸以及高性能已成为目前滤波器设计主要目标。

目前大部分滤波器实际设计时，为追求满足较大带宽和较小带内插损以及良好的带外抑制，滤波器通常需要较为复杂的谐振器结构，该种情况下往往导致整体的器件匹配特性较差，并且由于压电材料的高介电特性导致整体阻抗响应偏容性并且偏离smith圆图中心位置，在不加外部匹配的情况下较难与50欧姆端口匹配。但是，随着通讯设备中滤波器数量的增多以及模组中其他匹配电路的引入，滤波器添加外部匹配无疑会占用通讯设备中以及射频前端模组中的空间，导致整个收发电路布局紧张。

为解决上述问题，需要提供一种改善匹配的通用型封装基板，通过在封装基板上引入内埋式螺旋形线圈，达到在滤波器的输入输出端串联小电感的作用，从而在不需要增加外部匹配的情况下实现器件良好的驻波；同时，调整本发明所述该封装基板的植球位置，使其作为一种通用型基板，进一步优化同尺寸器件设计时的匹配难度，为设计提供更多的灵活性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：CN101079609A平衡滤波器和双工器

发明内容

发明所要解决的技术问题

目前大部分滤波器实际设计时，往往对于滤波器的带外以及带内性能要求越来越高，即追求较小的带内插损和良好的带外抑制；同时为保证滤波器在高低温状态下正常工作以及后续的工艺流片需要，往往在设计时需要留出较多的带宽余量。该种情况下滤波器通常需要较为复杂的谐振器结构，往往导致整体的器件驻波较差，并且由于压电材料的高介电常数特性导致整体阻抗响应偏容性并且偏离smith圆图中心位置，通常需要外加匹配的情况下才能与50欧姆端口匹配良好，但随着通讯设备中滤波器数量的增多以及模组中其他匹配电路的引入，滤波器添加外部匹配无疑会占用通讯设备中以及射频前端模组中的空间，导致整个接收电路布局紧张。

本发明是针对上述问题而完成的，本发明的目的在于，提供一种滤波器，该滤波器利用在封装基板上走线引入内埋式螺旋形线圈，达到在滤波器的输入输出端串联小电感的方式改善整体器件的匹配，在一定程度上既保证不引入较大损耗又改善器件的匹配特性。

解决技术问题的技术方案

本发明的第一方面提出了一种滤波器，具有层叠体，

该层叠体包括：

顶层金属层，该顶层金属层上形成有输入口植球位、输出口植球位、第一线圈、第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈分别具有螺旋形状，并且所述第一线圈与所述输入口植球位相连接，所述第二线圈与所述输出口植球位相连接；

底层金属层，该底层金属层上形成有输入口焊接位、输出口焊接位、以及接地焊接位；以及

通孔层，该通孔层形成在所述顶层金属层和所述底层金属层之间，并且在该通孔层上形成有多个通孔，

所述第一线圈通过所述通孔中的导体与所述输入口焊接位相连接，

所述第二线圈通过所述通孔中的导体与所述输出口焊接位相连接。

进一步地，所述滤波器中，所述层叠体包括中间金属层，该中间金属层形成在所述顶层金属层和所述底层金属层之间，并且该中间金属层上形成有第三线圈、第四线圈，并且所述第三线圈和所述第四线圈分别具有螺旋形状，

所述通孔层包括第一通孔层，该第一通孔层形成在所述顶层金属层与所述中间金属层之间，并且在该第一通孔层上形成有多个第一通孔；以及

第二通孔层，该第二通孔层形成在所述中间金属层与所述底层金属层之间，并且在该第二通孔层上形成有多个第二通孔，

所述第三线圈的一端通过所述第一通孔中的导体与所述第一线圈相连接，

所述第四线圈的一端通过所述第一通孔中的导体与所述第二线圈相连接，

所述第三线圈的另一端通过所述第二通孔中的导体与所述输入口焊接位相连接，

所述第四线圈的另一端通过所述第二通孔中的导体与所述输出口焊接位相连接。

进一步地，所述滤波器中，在所述顶层金属层上形成有第一金属地。

进一步地，所述滤波器中，在所述中间金属层上形成有第二金属地。

进一步地，所述滤波器中，在所述底层金属层上形成有接地焊接位。

进一步地，所述滤波器中，所述第一线圈和所述第二线圈中间隔着所述第一金属地，

所述第三线圈和所述第四线圈中间隔着所述第二金属地，

所述输入口焊接位和所述输出口焊接位中间隔着所述接地焊接位。

进一步地，所述滤波器中，所述输入口植球位的位置和所述输出口植球位的位置能根据需求改变。

进一步地，所述滤波器中，所述输入口焊接位和所述输出口焊接位与外部电路连接。

进一步地，所述滤波器中，所述第一线圈至所述第四线圈、所述输入口植球位、所述输出口植球位、所述输入口焊接位、所述输出口焊接位、所述第一通孔中的导体、以及所述第二通孔中的导体的材料是铜。

进一步地，所述滤波器中，所述第一通孔层、所述第二通孔层的材料是半固化片。

发明效果

根据本发明，能提供一种滤波器，该滤波器利用在封装基板上走线引入内埋式螺旋形线圈，达到在滤波器的输入输出端串联小电感的方式改善整体器件的匹配，在一定程度上既保证不引入较大损耗又改善器件的匹配特性。

附图说明

图1为本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板的3维分解示意图。

图2(a)为本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板的输入端串联螺旋线圈示意图。

图2(b)为本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板的输出端串联螺旋线圈示意图。

图3为本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板的输入端串联螺旋线圈与输出端串联螺旋线圈实际感值模拟图。

图4(a)为压电材料上700um线长与本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板上700um线长情况下的损耗对比图。

图4(b)为压电材料上700um线长与本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板上700um线长情况下的回波损耗对比图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的滤波器及其制造方法进行详细说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

下面对本发明的实施方式进行说明。在下述附图的记载中，对于相同或类似的部分标注相同或类似的标号。其中，应当注意的是附图仅仅是示意图，厚度与平面尺寸间的关系、各层的厚度的比率等与实际的情况是不同的。因此，对于具体的厚度或尺寸，应该参考下述说明来进行判断。在本发明的描述中，需要理解的是，术语"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"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

[滤波器]

以下，参照附图，通过说明本发明的具体实施方式来阐明本发明。

图1为本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板的3维分解示意图。图1中的虚线表示导体。

本发明的实施例1的滤波器具有层叠体1，

该层叠体1包括：

顶层金属层11，该顶层金属层11上形成有输入口植球位111、输出口植球位112、第一线圈113、第二线圈114、第一金属地115，第一线圈113和第二线圈114分别具有螺旋形状，并且输入口植球位111配置在第一线圈113的一部分上，第一线圈113与输入口植球位111相连接，输出口植球位112配置在第二线圈114的一部分上，第二线圈114与输出口植球位112相连接，第一线圈113和第二线圈114中间隔着第一金属地115；

底层金属层12，该底层金属层12上形成有输入口焊接位121、输出口焊接位122、以及3个接地焊接位123，输入口焊接位121和输出口焊接位122中间隔着接地焊接位123，底层金属层12为滤波器的焊接位置，用于与外部电路焊接；

中间金属层13，该中间金属层13形成在顶层金属层11和底层金属层12之间，并且该中间金属层13上形成有第三线圈131、第四线圈132、2个第二金属地133，并且第三线圈131和第四线圈132分别具有螺旋形状，第三线圈131和第四线圈132中间隔着第二金属地133；

以及通孔层，通孔层包括第一通孔层14，该第一通孔层14形成在顶层金属层11与中间金属层13之间，并且在该第一通孔层14上形成有5个第一通孔141；以及

第二通孔层15，该第二通孔层15形成在中间金属层13与底层金属层12之间，并且在该第二通孔层上形成有5个第二通孔151，

第三线圈131的一端通过第一通孔141中的导体142a与第一线圈113相连接，

第四线圈132的一端通过第一通孔141中的导体142b与第二线圈114相连接，

第三线圈131的另一端通过第二通孔151中的导体152a与输入口焊接位121相连接，

第四线圈132的另一端通过第二通孔151中的导体152b与输出口焊接位122相连接。

输入口植球位111的位置和输出口植球位112的位置能根据需求改变。

输入口焊接位121和输出口焊接位122与外部电路连接。

第一线圈至第四线圈、输入口植球位、输出口植球位、输入口焊接位、输出口焊接位、第一通孔中的导体、以及第二通孔中的导体的材料是铜。

第一通孔层、第二通孔层的材料是半固化片。

本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板中，通过在顶层金属层11与中间金属层13分别配置螺旋形状的第一线圈113、第二线圈114、第三线圈131、第四线圈132，并通过第一通孔141、第二通孔151、导体142a、142b、152a、152b进行连接，分别构成如图2(a)与图2(b)中所示的输入端串联螺旋线圈与输出端串联螺旋线圈。

图2(a)为本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板的输入端串联螺旋线圈示意图。如图2(a)所示，本发明的实施例1所涉及的滤波器中，通过在顶层金属层11与中间金属层13上配置螺旋形状的第一线圈113、第三线圈131，并通过第一通孔层14的2个第一通孔141中的导体连接而构成输入端串联螺旋线圈。

图2(b)为本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板的输出端串联螺旋线圈示意图。如图2(b)所示，本发明的实施例1所涉及的滤波器中，通过在顶层金属层11与中间金属层13上配置螺旋形状的第二线圈114、第四线圈132，并通过第一通孔层14的第一通孔141中的导体连接而构成输出端串联螺旋线圈。

图3为本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板的输入端串联螺旋线圈与输出端串联螺旋线圈实际感值模拟图。由于顶层金属层11的布局空间有限以及整体器件的不对称性导致输入端串联螺旋线圈与输出端串联螺旋线圈的结构有稍许差别，但其所实现的感值大致相同。如图3所示，本发明的实施例1中，通过电磁仿真软件模拟出输入端串联螺旋线圈与输出端串联螺旋线圈的实际感值均在0.62nH附近，相当于在滤波器的输入端与输出端各串联0.62nH电感。

在输入端与输出端引入的串联电感也可以在压电材料上实现，但是会导致整体的损耗偏大，如图4(a)与图4(b)所示。

图4(a)为压电材料上700um线长与本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板上700um线长情况下的损耗对比图。如图4(a)所示，为更好地说明本发明的实施例1，利用电磁仿真软件模拟相同条件下压电材料上700um线长与封装基板上700um线长情况下的损耗，可以看出压电材料上走线损耗为0.27dB左右，封装基板上走线损耗为0.07dB左右。由此，可知压电材料上走线损耗比封装基板上走线损耗大0.2dB左右。

图4(b)为压电材料上700um线长与本发明的实施例1所涉及的滤波器的封装基板上700um线长情况下的回波损耗对比图。如图4(b)所示，为更好地说明本发明的实施例1，利用电磁仿真软件模拟相同条件下压电材料上700um线长与封装基板上700um线长情况下的回波损耗，可以看出压电材料上走线的回波损耗为-26dB左右，而封装基板上走线的回波损耗为-40dB左右。压电材料上走线的回波损耗与封装基板上走线虽然有量级的差异，但是都能满足滤波器的回波损耗的要求(<-20dB)，并且二者整体的匹配性良好，在该种情况下匹配作用对于损耗影响较小。

本发明的实施例1所涉及的滤波器利用在封装基板上走线引入内埋式螺旋形线圈，达到在滤波器的输入输出端串联小电感的方式改善整体器件的匹配，在一定程度上既保证不引入较大损耗又改善器件的匹配特性。

根据实际情况，本发明的滤波器的金属层也可以是只有2层或有4层以上。

根据实际情况，各个金属层中的金属地可以是1个也可以是任意个。

根据实际情况，可以将线圈配置在1个金属层中，也可以将线圈配置在3个以上的金属层中。

根据实际情况，同一金属层中的各个线圈可以配置在金属地的两侧，也可以配置在金属地的同一侧。

第一线圈至第四线圈、输入口植球位、输出口植球位、输入口焊接位、输出口焊接位、第一通孔中的导体、以及第二通孔中的导体的材料也可以是除铜以外的其他金属材料。

第一通孔层、第二通孔层的材料也可以是除半固化片以外的其他绝缘材料。

根据本发明的实施例1的上述滤波器，通过使第一线圈113和第二线圈114分别具有螺旋形状，并且第一线圈113与输入口植球位111相连接，第二线圈114与输出口植球位112相连接，从而能达到在滤波器的输入输出端串联小电感的方式改善整体器件的匹配，在一定程度上既保证不引入较大损耗又改善器件匹配特性。

本发明的实施例1的滤波器通过在封装基板上走线引入内埋式螺旋形线圈来达到替代外部匹配作用，实现器件良好的驻波，一定程度上缩小了器件的尺寸，为通讯设备中其他器件腾出更多空间，提高整体设计灵活性。利用在封装基板上走线引入内埋式螺旋形线圈，达到在滤波器的输入输出端串联小电感的方式改善整体器件的匹配，在一定程度上既保证不引入较大损耗又改善器件的匹配特性。

此外，输入口植球位111的位置和输出口植球位112的位置能根据需求改变。由此能使本发明的滤波器的基板作为一种通用型基板，能进一步优化同尺寸下器件设计时的匹配难度，增加器件设计自由度。

根据本发明所涉及的滤波器，具有层叠体，

该层叠体包括：

顶层金属层，该顶层金属层上形成有输入口植球位、输出口植球位、第一线圈、第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈分别具有螺旋形状，并且所述第一线圈与所述输入口植球位相连接，所述第二线圈与所述输出口植球位相连接；

底层金属层，该底层金属层上形成有输入口焊接位、输出口焊接位、以及接地焊接位；以及

通孔层，该通孔层形成在所述顶层金属层和所述底层金属层之间，并且在该通孔层上形成有多个通孔，

所述第一线圈通过所述通孔中的导体与所述输入口焊接位相连接，

所述第二线圈通过所述通孔中的导体与所述输出口焊接位相连接。由此，能达到在滤波器的输入输出端串联小电感的方式改善整体器件的匹配，在一定程度上既保证不引入较大损耗又改善器件匹配特性，能达到替代外部匹配作用，实现器件良好的驻波，一定程度上缩小了器件的尺寸，为通讯设备中其他器件腾出更多空间，提高整体设计灵活性。

根据本发明所涉及的滤波器，所述层叠体包括中间金属层，该中间金属层形成在所述顶层金属层和所述底层金属层之间，并且该中间金属层上形成有第三线圈、第四线圈，并且所述第三线圈和所述第四线圈分别具有螺旋形状，

所述通孔层包括第一通孔层，该第一通孔层形成在所述顶层金属层与所述中间金属层之间，并且在该第一通孔层上形成有多个第一通孔；以及

第二通孔层，该第二通孔层形成在所述中间金属层与所述底层金属层之间，并且在该第二通孔层上形成有多个第二通孔，

所述第三线圈的一端通过所述第一通孔中的导体与所述第一线圈相连接，

所述第四线圈的一端通过所述第一通孔中的导体与所述第二线圈相连接，

所述第三线圈的另一端通过所述第二通孔中的导体与所述输入口焊接位相连接，

所述第四线圈的另一端通过所述第二通孔中的导体与所述输出口焊接位相连接。

根据本发明所涉及的滤波器，在所述顶层金属层上形成有第一金属地。

根据本发明所涉及的滤波器，在所述中间金属层上形成有第二金属地。

根据本发明所涉及的滤波器，在所述底层金属层上形成有接地焊接位。

根据本发明所涉及的滤波器，所述第一线圈和所述第二线圈中间隔着所述第一金属地，所述第三线圈和所述第四线圈中间隔着所述第二金属地，所述输入口焊接位和所述输出口焊接位中间隔着所述接地焊接位。

根据本发明所涉及的滤波器，所述输入口植球位的位置和所述输出口植球位的位置能根据需求改变。

根据本发明所涉及的滤波器，所述输入口焊接位和所述输出口焊接位与外部电路连接。

根据本发明所涉及的滤波器，所述第一线圈至所述第四线圈、所述输入口植球位、所述输出口植球位、所述输入口焊接位、所述输出口焊接位、所述第一通孔中的导体、以及所述第二通孔中的导体的材料是铜。

根据本发明所涉及的滤波器，所述第一通孔层、所述第二通孔层的材料是半固化片。

应该指出，上述的具体实施方式只是对本发明进行详细说明，它不应是对本发明的限制。虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

工业上的实用性

根据本发明的滤波器以及该滤波器的制造方法，能提供一种滤波器，能达到在滤波器的输入输出端串联小电感的方式改善整体器件的匹配，在一定程度上既保证不引入较大损耗又改善器件匹配特性，能达到替代外部匹配作用，实现器件良好的驻波，一定程度上缩小了器件的尺寸，为通讯设备中其他器件腾出更多空间，提高整体设计灵活性。

标号说明

1层叠体

11顶层金属层

111输入口植球位

112输出口植球位

113第一线圈

114第二线圈

115第一金属地

12底层金属层

121输入口焊接位

122输出口焊接位

123接地焊接位

13中间金属层

131第三线圈

132第四线圈

133第二金属地

14第一通孔层

141第一通孔

15第二通孔层

151第二通孔

142a导体

142b导体

152a导体

152b导体。

Claims (10)

1.一种滤波器，其特征在于，具有层叠体，

该层叠体包括：

顶层金属层，该顶层金属层上形成有输入口植球位、输出口植球位、第一线圈、第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈分别具有螺旋形状，并且所述第一线圈与所述输入口植球位相连接，所述第二线圈与所述输出口植球位相连接；

底层金属层，该底层金属层上形成有输入口焊接位、输出口焊接位、以及接地焊接位；以及

通孔层，该通孔层形成在所述顶层金属层和所述底层金属层之间，并且在该通孔层上形成有多个通孔，

所述第一线圈通过所述通孔中的导体与所述输入口焊接位相连接，

所述第二线圈通过所述通孔中的导体与所述输出口焊接位相连接。

2.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述层叠体包括中间金属层，该中间金属层形成在所述顶层金属层和所述底层金属层之间，并且该中间金属层上形成有第三线圈、第四线圈，并且所述第三线圈和所述第四线圈分别具有螺旋形状，

所述通孔层包括第一通孔层，该第一通孔层形成在所述顶层金属层与所述中间金属层之间，并且在该第一通孔层上形成有多个第一通孔；以及

第二通孔层，该第二通孔层形成在所述中间金属层与所述底层金属层之间，并且在该第二通孔层上形成有多个第二通孔，

所述第三线圈的一端通过所述第一通孔中的导体与所述第一线圈相连接，

所述第四线圈的一端通过所述第一通孔中的导体与所述第二线圈相连接，

所述第三线圈的另一端通过所述第二通孔中的导体与所述输入口焊接位相连接，

所述第四线圈的另一端通过所述第二通孔中的导体与所述输出口焊接位相连接。

3.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，

在所述顶层金属层上形成有第一金属地。

4.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，

在所述中间金属层上形成有第二金属地。

5.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，

在所述底层金属层上形成有接地焊接位。

6.如权利要求3所述的滤波器，其特征在于，

所述第一线圈和所述第二线圈中间隔着所述第一金属地，

所述第三线圈和所述第四线圈中间隔着所述第二金属地，

所述输入口焊接位和所述输出口焊接位中间隔着所述接地焊接位。

7.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述输入口植球位的位置和所述输出口植球位的位置能根据需求改变。

8.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述输入口焊接位和所述输出口焊接位与外部电路连接。

9.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，

所述第一线圈至所述第四线圈、所述输入口植球位、所述输出口植球位、所述输入口焊接位、所述输出口焊接位、所述第一通孔中的导体、以及所述第二通孔中的导体的材料是铜。

10.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，

所述第一通孔层、所述第二通孔层的材料是半固化片。

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