CN208904193U - 一种频分器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种频分器，频分器包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，层叠结构形成至少一个第一电感元件和至少一个电容元件；至少两层金属层中设置有第一图案化金属结构，第一图案化金属结构对应电连接形成第一多层平面螺旋状线圈结构，第一多层平面螺旋状线圈结构构成第一电感元件。通过本实用新型的技术方案，在有利于实现第一电感元件的小型化进而实现频分器的小型化的同时，有利于对第一电感元件尺寸的精确控制，提高第一电感元件的电感值精度，有利于提高第一电感元件的电导率，降低第一电感元件的电阻值，提高频分器中第一电感元件的Q值，降低频分器的损耗。

Description

一种频分器

技术领域

本实用新型实施例涉及微波通讯电子器件技术领域，尤其涉及一种频分器。

背景技术

频分器是天线和通信电子设备的重要组成部分，对系统的性能有着举足轻重的决定作用，频分器通常将接收到的信号按照频率分选至相应的通道，即其工作原理为将输入的宽频信号分成需要的各种不同频段的信号输出，从而达到接收信号和抑制干扰的目的。

另外，随着用户对电子产品小型化要求的提高，电子产品的集成度逐渐提高，这就对电子产品中所包含的电子元件的尺寸提出了更高的要求，电子元件如何兼顾小型化以及电子元件本身的电学性能成为亟待解决的问题。电感元件作为判断频分器损耗的决定性因素，其尺寸与电学性能直接影响频分器的尺寸与性能，这就使得频分器中的电感元件如何兼顾小型化以及本身的电学性能变得至关重要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种频分器，在有利于实现第一电感元件的小型化进而实现频分器的小型化的同时，有利于对第一电感元件尺寸的精确控制，提高第一电感元件的电感值精度，有利于提高第一电感元件的电导率，降低第一电感元件的电阻值，提高频分器中第一电感元件的Q值，降低频分器的损耗。

本实用新型实施例提供了一种频分器，频分器包括：

层叠结构，所述层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，所述层叠结构形成至少一个第一电感元件和至少一个电容元件；

至少两层所述金属层中设置有第一图案化金属结构，所述第一图案化金属结构对应电连接形成第一多层平面螺旋状线圈结构，所述第一多层平面螺旋状线圈结构构成所述第一电感元件。

进一步地，沿所述第一多层平面螺旋状线圈结构的轴向，所述第一多层平面螺旋状线圈结构包括多个第一单层平面螺旋状线圈结构，相邻两所述第一单层平面螺旋状线圈结构之间的第一介电结构的厚度大于所述第一单层平面螺旋状线圈结构的厚度。

进一步地，所述层叠结构形成至少一个第二电感元件；

至少两层所述金属层中设置有第二图案化金属结构，所述第二图案化金属结构对应电连接形成第二螺旋状线圈结构，所述第二螺旋状线圈结构构成所述第二电感元件；

所述第一多层平面螺旋状线圈结构的轴向与所述第二螺旋状线圈结构的轴向相交。

进一步地，所述第一多层平面螺旋状线圈结构的轴向与所述第二螺旋状线圈结构的轴向相互垂直。

进一步地，所述第一电感元件设置在所述频分器的第一支路中，所述第二电感元件设置在所述频分器的第二支路中。

进一步地，所述第二螺旋状线圈结构为多层螺旋状线圈结构。

进一步地，沿所述第二螺旋状线圈结构的轴向，所述第二螺旋状线圈结构包括多个第二单层平面螺旋状线圈结构，相邻两所述第二单层平面螺旋状线圈结构之间的第二介电结构的厚度大于所述第二单层平面螺旋状线圈结构的厚度。

进一步地，所述层叠结构形成至少一个第三电感元件，位于一层所述金属层中的第三图案化金属结构形成第三单层平面螺旋状线圈结构，所述第三单层平面螺旋状线圈结构构成所述第三电感元件。

进一步地，沿垂直于所述层叠结构所在平面的方向，相邻两层所述金属层中的第四图案化金属结构的交叠部分形成所述电容元件。

进一步地，沿所述第一多层平面螺旋状线圈结构的轴向，所述第一多层平面螺旋状线圈结构包括多个第一单层平面螺旋状线圈结构，所述第一单层平面螺旋状线圈结构形成至少一圈线圈结构。

本实用新型实施例提供了一种频分器，设置频分器包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，层叠结构形成至少一个第一电感元件和至少一个第一电容元件。至少两层金属层中设置有第一图案化金属结构，第一图案换金属结构对应电连接形成第一多层平面螺旋状线圈结构，第一多层平面螺旋状线圈结构构成第一电感元件。这样，利用层叠结构中沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层形成第一多层平面螺旋状线圈结构，即形成频分器中的至少一个第一电感元件，在有利于在较小尺寸内获取较大的电感值，即有利于实现第一电感元件的小型化进而实现频分器的小型化的同时，可以采用半导体工艺制成频分器中的第一电感元件，有利于对第一电感元件尺寸的精确控制，提高第一电感元件的电感值精度，同时也有利于提高第一电感元件的电导率，降低第一电感元件的电阻值，提高频分器中第一电感元件的Q值，降低频分器的损耗。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的一种频分器中第一电感元件的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种频分器中第二电感元件的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种频分器中第二电感元件的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种频分器中第三电感元件的立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种频分器中第三电感元件的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。贯穿本说明书中，相同或相似的附图标号代表相同或相似的结构、元件或流程。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型实施例提供了一种频分器，频分器包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，层叠结构形成至少一个第一电感元件和至少一个电容元件。至少两层金属层中设置有第一图案化金属结构，第一图案化金属结构对应电连接形成第一多层平面螺旋状线圈结构，第一多层平面螺旋状线圈结构构成第一电感元件。

频分器是天线和通信电子设备的重要组成部分，对系统的性能有着举足轻重的决定作用，频分器通常将接收到的信号按照频率分选至相应的通道，即其工作原理为将输入的宽频信号分成需要的各种不同频段的信号输出，从而达到接收信号和抑制干扰的目的。另外，随着用户对电子产品小型化要求的提高，电子产品的集成度逐渐提高，这就对电子产品中所包含的电子元件的尺寸提出了更高的要求，电子元件如何兼顾小型化以及电子元件本身的电学性能成为亟待解决的问题。电感元件作为判断频分器损耗的决定性因素，其尺寸与电学性能直接影响频分器的尺寸与性能，这就使得频分器中的电感元件如何兼顾小型化以及本身的电学性能变得至关重要。

本实用新型实施例提供的频分器包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，层叠结构形成至少一个第一电感元件和至少一个第一电容元件。至少两层金属层中设置有第一图案化金属结构，第一图案换金属结构对应电连接形成第一多层平面螺旋状线圈结构，第一多层平面螺旋状线圈结构构成第一电感元件。这样，利用层叠结构中沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层形成第一多层平面螺旋状线圈结构，即形成频分器中的至少一个第一电感元件，在有利于在较小尺寸内获取较大的电感值，即有利于实现第一电感元件的小型化进而实现频分器的小型化的同时，可以采用半导体工艺制成频分器中的第一电感元件，有利于对第一电感元件尺寸的精确控制，提高第一电感元件的电感值精度，同时也有利于提高第一电感元件的电导率，降低第一电感元件的电阻值，提高频分器中第一电感元件的Q值，降低频分器的损耗。

以上是本实用新型的核心思想，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的一种频分器中第一电感元件的立体结构示意图。如图1所示，频分器包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向XX’间隔设置的绝缘层1和金属层2，层叠结构形成至少一个第一电感元件31和至少一个电容元件，图1仅示例性地示出了层叠结构形成的一个第一电感元件31。至少两层金属层2中设置有第一图案化金属结构21，图1示例性地示出了两层金属层2中的第一图案化金属结构21，第一图案化金属结构21对应电连接形成第一多层平面螺旋状线圈结构41，第一多层平面螺旋状线圈结构41即构成第一电感元件31。

如图1所示，层叠结构包括沿层叠方向XX’依次设置的金属层2和绝缘层1，绝缘层1用于实现相邻金属层2中第一图案化金属结构21无需电连接部分的电绝缘，设置有第一图案化金属结构21的两金属层2之间的绝缘层1中设置有通孔结构11，位于该绝缘层1上下金属层2中的第一图案化金属结构21通过通孔结构11实现电连接。示例性地，可以利用电镀工艺、溅射工艺或先沉积一层金属层2再刻蚀等工艺形成第一图案化金属结构21，优选采用电镀工艺形成第一图案化金属结构21，电镀工艺能形成厚度较大的金属膜层，有利于提高第一电感元件31的Q值。另外，可以设置构成绝缘层1的材料包括PI即聚酰亚胺，可以先沉积一层绝缘层1，再通过干法刻蚀工艺或激光刻蚀工艺在绝缘层1的设定位置上形成通孔结构11。

目前频分器中普遍采用的电感元件为MLCC(Muiti-layer Ceramic Capacitiors，片式多层陶瓷电容器)，其采用陶瓷材料构成，电导率较低，且制作工艺较粗糙，使得电感元件的Q值较低，无法精确控制电感元件的尺寸，电感元件精度较低，影响频分器的性能，很难实现电感元件的小型化以及频分器的小型化。本实用新型实施例提供的频分器，利用层叠结构中沿层叠方向XX’间隔设置的绝缘层1和金属层2形成第一多层平面螺旋状线圈结构41，即形成频分器中的至少一个第一电感元件31，在有利于在较小尺寸内获取较大的电感值，即有利于实现第一电感元件31的小型化进而实现频分器的小型化的同时，可以采用半导体工艺制成频分器中的第一电感元件31，有利于对第一电感元件31尺寸的精确控制，提高第一电感元件31的电感值精度以提高频分器性能，同时也有利于提高第一电感元件31的电导率，降低第一电感元件31的电阻值，提高频分器中第一电感元件31的Q值，降低频分器的损耗。

可选地，沿第一多层平面螺旋状线圈结构的轴向，第一多层平面螺旋状线圈结构包括多个第一单层平面螺旋状线圈结构，可以设置相邻两第一单层平面螺旋状线圈结构之间的第一介电结构的厚度大于第一单层平面螺旋状线圈结构的厚度。具体地，如图1所示，沿第一多层平面螺旋状线圈结构41的轴向XX’，第一介电结构的厚度即为绝缘层1的厚度，图1中即为通孔结构11的高度，设置相邻两个第一单层平面螺旋状线圈结构401之间的第一介电结构的厚度大于第一单层平面螺旋状线圈结构401的厚度，相对于同样厚度的电感元件设置第一单层平面螺旋状线圈结构的厚度等于第一介电结构的厚度，增加了相邻第一单层平面螺旋状线圈结构401之间的距离，改善了相邻第一单层平面螺旋状线圈结构401之间距离过小导致的沿第一多层平面螺旋状线圈结构41的轴向XX’，相邻的第一单层平面螺旋状线圈结构401之间的耦合作用过强，影响第一电感元件31的谐振频率的问题，提高了第一电感元件31的谐振频率。示例性地，构成第一介电结构的材料可以是PI，即聚酰亚胺，也即构成绝缘层1的材料为PI。

如图1所示，沿第一多层平面螺旋状线圈结构41的轴向XX’，第一多层平面螺旋状线圈结构41包括多个第一单层平面螺旋状线圈结构401，第一单层平面螺旋状线圈结构401形成了一圈线圈结构，也可以设置第一单层平面螺旋状线圈结构401形成多圈线圈结构，这样能够在相同尺寸内获取更大的电感值的第一电感元件31，同样有利于实现第一电感元件31的小型化，进而实现频分器的小型化。

图2为本实用新型实施例提供的一种频分器中第二电感元件的立体结构示意图。如图2所示，在图1所示结构的频分器中第一电感元件的基础上，设置层叠结构还可以形成至少一个第二电感元件32，至少两层金属层2中设置有第二图案化金属结构22，图2示例性地设置两层金属层2中设置有第二图案化金属结构22，第二图案化金属结构22对应电连接形成第二螺旋状线圈结构42，第二螺旋状线圈结构42即为第二电感元件32。同样的，可以利用电镀工艺、溅射工艺或先沉积一层金属层2再刻蚀等工艺形成第二图案化金属结构22，可以先沉积一层绝缘层1，再通过干法刻蚀工艺或激光刻蚀工艺在绝缘层1的设定位置上形成通孔结构11。

结合图1和图2，可以设置第一多层平面螺旋状线圈结构41的轴向XX’与第二螺旋状线圈结构42的轴向YY’相交。具体地，若两个电感元件的轴向平行，两电感元件之间的耦合作用明显，会严重影响频分器的带外抑制特性，设置第一多层平面螺旋状线圈结构41的轴向与第二螺旋状线圈结构42的轴向相交，有效降低了第一多层平面螺旋状线圈结构41和第二螺旋状线圈结构42之间的耦合作用，在有利于提高第一电感元件31和第二电感元件32的电感值精度以提高频分器性能，提高频分器中第一电感元件31和第二电感元件32的Q值以降低频分器损耗的同时，优化了频分器的带外抑制特性。优选地，可以设置第一多层平面螺旋状线圈结构41的轴向XX’与第二螺旋状线圈结构42的轴向YY’相互垂直，以使得第一电感元件31与第二电感元件32之间的耦合作用降到最低，进一步优化频分器的带外抑制特性。

可选地，结合图1和图2，可以将第一电感元31件设置在频分器的第一支路中，并将第二电感元件32设置在频分器的第二支路中。示例性的，频分器的第一支路以及第二支路可以是低通支路、高通支路或者带通支路中的任意两不同支路，过即将第一电感元件31和第二电感元件32设置在不同支路中，通过设置第一多层平面螺旋状线圈结构41的轴向XX’与第二螺旋状线圈结构42的轴向YY’相交，有效降低第一多层平面螺旋状线圈结构41和第二平面螺旋状线圈结构之间的耦合作用，避免频分器中不同支路之间相互影响，频分器无法对待处理信号进行准确处理，优化频分器的带外抑制特性。

可选地，如图2所示，可以设置第二螺旋状线圈结构42为多层螺旋状线圈结构，这样在有利于提高第一电感元件和第二电感元件的电感值精度以提高频分器性能，提高频分器中第一电感元件和第二电感元件的Q值以降低频分器损耗，优化频分器的带外抑制特性的同时，有利于在较小尺寸内获得较大电感值的第一电感元件和第二电感元件，即有利于实现第一电感元件和第二电感元件的小型化，进一步减小频分器的尺寸，实现频分器的小型化。

图3为本实用新型实施例提供的另一种频分器中第二电感元件的立体结构示意图。可选地，如图3所示，沿第二螺旋状线圈结构42的轴向ZZ’，第二螺旋状线圈结构42包括多个第二单层平面螺旋状线圈结构402，可以设置相邻两第二单层平面螺旋状线圈结构402之间的第二介电结构的厚度大于第二单层平面螺旋状线圈结构402的厚度，相邻第二单层平面螺旋状线圈结构402之间的第二介电结构的厚度即为竖直的两第二单层平面螺旋状线圈结构402之间的距离d。同样的，设置相邻两个第二单层平面螺旋状线圈结构402之间的第二介电结构的厚度大于第二单层平面螺旋状线圈结构402的厚度，相对于同样厚度的电感元件设置第二单层平面螺旋状线圈结构的厚度等于第二介电结构的厚度，增加了相邻第二单层平面螺旋状线圈结构402之间的距离，改善了相邻第二单层平面螺旋状线圈结构402之间距离过小导致的沿第二螺旋状线圈结构42的轴向ZZ’，相邻的第二单层平面螺旋状线圈结构402之间的耦合作用过强，影响第二电感元件32的谐振频率的问题，提高了第二电感元件32的谐振频率。

需要说明的是，图2和图3是指示例性地示出了两种第二电感元件，本实用新型实施例对第二电感元件的具体形状和绕线方式不作限定，确保第一多层平面螺旋状线圈结构41的轴向XX’与第二螺旋状线圈结构42的轴向YY’相交即可。

图4为本实用新型实施例提供的一种频分器中第三电感元件的立体结构示意图。如图4所示，层叠结构还可以形成至少一个第三电感元件33，位于一层金属层2中的第三图案化金属结构23形成第三单层平面螺旋状线圈结构43，第三单层平面螺旋状线圈结构43即为第三电感元件33。具体地，单层平面螺旋状线圈结构构成的第三电感元件33相对于图1至图3所示的结构的电感元件能够实现更小的电感值，第三电感元件33的设置能够满足频分器对不同电感值大小的电感的需求。需要说明的是，本实用新型实施例对第三单层平面螺旋状线圈结构43的具体形状不作限定，可以如图4或图5所示，出于半导体制作工艺的考虑，可以设置形成线圈结构的金属走线的弯折内角为135°。另外，结合图3至图5，同样可以设置第三单层平面螺旋状线圈结构43的轴向VV’与第二螺旋状线圈结构42的轴向ZZ’相交，优选相互垂直，以降低第三电感元件33与第二电感元件32之间的耦合作用，进一步优化频分器的带外抑制特性。

可选地，沿垂直于层叠结构所在平面的方向，相邻两层金属层中的第四图案化金属结构的交叠部分形成电容元件，位于两第四图案化金属结构之间的绝缘层充当电容结构的介电层，这样利用层叠设置有金属层和绝缘层的层叠结构能够同时形成电感元件和电容元件，通过对应绝缘层中的过孔可以实现电感元件与相应电容元件之间的对应关系。示例性地，可以设置频分器的高通支路中设置有图1所示结构的第一电感元件31和图5所示结构的第三电感元件33，低通支路中设置有图2或图3所示结构的第二电感元件32和图4所示结构的第三电感元件33，各电感元件与对应的电容元件电连接。

需要说明的是，本实用新型实施例对频分器中电感元件与电容元件的具体数量以及电感元件与电容元件的具体连接关系不作限定，本领域技术人员可以根据需求设置电感元件和电容元件的数量以及二者的连接关系。

本实用新型实施例提供的频分器包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向XX’间隔设置的绝缘层1和金属层2，层叠结构形成至少一个第一电感元件31和至少一个第一电容元件。至少两层金属层2中设置有第一图案化金属结构21，第一图案换金属结构对应电连接形成第一多层平面螺旋状线圈结构41，第一多层平面螺旋状线圈结构41构成第一电感元件31。这样，利用层叠结构中沿层叠方向XX’间隔设置的绝缘层1和金属层2形成第一多层平面螺旋状线圈结构41，即形成频分器中的至少一个第一电感元件31，在有利于在较小尺寸内获取较大的电感值，即有利于实现第一电感元件31的小型化进而实现频分器的小型化的同时，可以采用半导体工艺制成频分器中的第一电感元件31，有利于对第一电感元件31尺寸的精确控制，提高第一电感元件31的电感值精度，同时也有利于提高第一电感元件31的电导率，降低第一电感元件31的电阻值，提高频分器中第一电感元件31的Q值，降低频分器的损耗。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种频分器，其特征在于，包括：

层叠结构，所述层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，所述层叠结构形成至少一个第一电感元件和至少一个电容元件；

至少两层所述金属层中设置有第一图案化金属结构，所述第一图案化金属结构对应电连接形成第一多层平面螺旋状线圈结构，所述第一多层平面螺旋状线圈结构构成所述第一电感元件。

2.根据权利要求1所述的频分器，其特征在于，沿所述第一多层平面螺旋状线圈结构的轴向，所述第一多层平面螺旋状线圈结构包括多个第一单层平面螺旋状线圈结构，相邻两所述第一单层平面螺旋状线圈结构之间的第一介电结构的厚度大于所述第一单层平面螺旋状线圈结构的厚度。

3.根据权利要求1所述的频分器，其特征在于，所述层叠结构形成至少一个第二电感元件；

至少两层所述金属层中设置有第二图案化金属结构，所述第二图案化金属结构对应电连接形成第二螺旋状线圈结构，所述第二螺旋状线圈结构构成所述第二电感元件；

所述第一多层平面螺旋状线圈结构的轴向与所述第二螺旋状线圈结构的轴向相交。

4.根据权利要求3所述的频分器，其特征在于，所述第一多层平面螺旋状线圈结构的轴向与所述第二螺旋状线圈结构的轴向相互垂直。

5.根据权利要求3所述的频分器，其特征在于，所述第一电感元件设置在所述频分器的第一支路中，所述第二电感元件设置在所述频分器的第二支路中。

6.根据权利要求3所述的频分器，其特征在于，所述第二螺旋状线圈结构为多层螺旋状线圈结构。

7.根据权利要求6所述的频分器，其特征在于，沿所述第二螺旋状线圈结构的轴向，所述第二螺旋状线圈结构包括多个第二单层平面螺旋状线圈结构，相邻两所述第二单层平面螺旋状线圈结构之间的第二介电结构的厚度大于所述第二单层平面螺旋状线圈结构的厚度。

8.根据权利要求1或3所述的频分器，其特征在于，所述层叠结构形成至少一个第三电感元件，位于一层所述金属层中的第三图案化金属结构形成第三单层平面螺旋状线圈结构，所述第三单层平面螺旋状线圈结构构成所述第三电感元件。

9.根据权利要求1所述的频分器，其特征在于，沿垂直于所述层叠结构所在平面的方向，相邻两层所述金属层中的第四图案化金属结构的交叠部分形成所述电容元件。

10.根据权利要求1所述的频分器，其特征在于，沿所述第一多层平面螺旋状线圈结构的轴向，所述第一多层平面螺旋状线圈结构包括多个第一单层平面螺旋状线圈结构，所述第一单层平面螺旋状线圈结构形成至少一圈线圈结构。