CN218734230U - 一种适用于n41频段mems谐振器匹配构件及滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件及滤波器，包括：七层层叠设置的金属层，分别为第一至第七金属层；设于相邻两个金属层之间的介质材料层，分别为第一至第六介质材料层；形成在第一金属层与第七金属层之间的第一集成电感和第六集成电感，且通过第一至第七金属层上的金属布线以及位于第一至第六介质材料层上的金属化孔实现层叠方向的连接；形成在第一金属层与第六金属层之间的第二至第五集成电感，且通过第一至第六金属层上的金属布线以及位于第一至第五介质材料层上的金属化孔实现层叠方向的连接。本实用新型解决了基于MEMS谐振器的N41频段滤波器性能无法进一步提高的问题。

Description

一种适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件及滤波器

技术领域

本实用新型涉及谐振器技术领域，具体涉及一种适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件及滤波器。

背景技术

随着现代通信技术的快速发展，移动通信系统提出了更快的传输速率、更高的频谱利用率、更多的设备接入量和更低的时延等发展目标，对现有的各种元器件在性能上提出了更高的需求。尤其对于射频滤波器，因其能够滤除通带范围外的干扰信号，提高通信系统的信噪比，改善通信质量，由其组成的双工器、多工器及合路器等射频器件在5G移动通信系统中起着至关重要的作用。

目前，由于微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)谐振器具有品质因数(Q值)高、体积小、功耗低、可靠性好、稳定性强，且易于封装集成的优点，以其为基础的声波滤波芯片，包括滤波器、双工器、多工器及合路器等，在无线通讯系统中得到广泛的使用。然而，随着频率资源越来越紧张，相邻通讯频段之间的保护带宽越来越窄，对声波滤波芯片的Q值、带外抑制能力、矩形度等指标要求越来越高。

为了提高声波滤波芯片的性能，通常会需要在MEMS谐振器的外围增加绕线电感器，从而在阻带范围内引入更多的传输零点。根据声波滤波芯片的工作频段、功能组合、性能指标等需求，引入绕线电感的形式、电感值、电感数量差异较大，从而需要在众多电感组合中进行折中选择。

发明内容

发明目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，能够改善滤波器通带内的回波损耗，提高滤波器的带外抑制能力；由适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件组成的滤波器，解决了基于MEMS谐振器的N41频段滤波器性能无法进一步提高的问题。

技术方案：本实用新型所述适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，包括：

七层层叠设置的金属层，分别为第一至第七金属层；

设于相邻两个金属层之间的介质材料层，分别为第一至第六介质材料层；

形成在第一金属层与第七金属层之间的第一集成电感和第六集成电感，且通过第一至第七金属层上的金属布线以及位于第一至第六介质材料层上的金属化孔实现层叠方向的连接；

形成在第一金属层与第六金属层之间的第二至第五集成电感，且通过第一至第六金属层上的金属布线以及位于第一至第五介质材料层上的金属化孔实现层叠方向的连接；

所述第一至第六集成电感均具有第一电极和第二电极，所述第一集成电感至第六集成电感的第一电极位于所述第一金属层上且与MEMS谐振器的金属端子形成电气连接，所述第一集成电感和第六集成电感的第二电极位于所述第七金属层上且与第七金属层上的金属区域形成电气连接，所述第二至第五集成电感的第二电极位于所述第六金属层上且与第六金属层上的金属区域形成电气连接。

进一步完善上述技术方案，所述第一集成电感和第六集成的电感值范围为0.1nH至1nH。

进一步地，所述第二至第五集成电感的电感值范围为0.1nH至10nH。

进一步地，所述第一至第七金属层的厚度均为15±5微米。

进一步地，所述第一至第六介质材料层的厚度均为30±10微米。

进一步地，所述金属布线的宽度为25微米至45微米，相邻金属布线之间的距离范围为25微米至45微米。

进一步地，所述金属化孔的直径范围为60微米至80微米。

进一步地，所述第一至第七金属层采用铜、金、铝中任一种材质，且不同金属层采用的材质相同或不同。

进一步地，所述第一至第六介质材料层采用树脂或陶瓷材质，且不同介质材料层采用的材质相同或不同。

本实用新型还请求保护了一种滤波器，由上述适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件的封装基板与MEMS谐振器封装到一起，形成高性能的N41频段滤波器。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型提供适用于N41频段MEMS谐振器的匹配构件，第一集成电感和第六集成电感能够改善滤波器通带内的回波损耗，提高滤波器通带内的阻抗匹配程度；第二至第五集成电感能够引入传输零点，提高滤波器的带外抑制能力；第一至第六集成电感集成于同一基板内，使滤波器结构紧凑，成本降低。

采用所述匹配构件的封装基板与MEMS谐振器封装到一起可以形成高性能的N41频段滤波器，解决了基于MEMS谐振器的N41频段滤波器性能无法进一步提高的问题，很好地实现了N41频段下MEMS滤波器性能与成本之间的折中。

附图说明

图1是本实用新型实施例1一种适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件侧面示意图。

图2是本实用新型实施例2一种适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件第一至第七金属层透视图。

图3是本实用新型实施例2第一金属层平面图。

图4是本实用新型实施例2第二金属层平面图。

图5是本实用新型实施例2第三金属层平面图。

图6是本实用新型实施例2第四金属层平面图。

图7是本实用新型实施例2第五金属层平面图。

图8是本实用新型实施例2第六金属层平面图。

图9是本实用新型实施例2第七金属层平面图。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：如图1所示的适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，包括：

七层可供布线的金属层，分别为第一金属层101、第二金属层102、第三金属层103、第四金属层104、第五金属层105、第六金属层106、第七金属层107；

设置于相邻两个金属层之间的介质材料层，分别为第一介质材料层111、第二介质材料层112、第三介质材料层113、第四介质材料层114、第五介质材料层115、第六介质材料层116；

设置于第一金属层101与第七金属层107之间的电感值范围为0.1nH至1nH的第一集成电感131和第六集成电感136，第一集成电感131和第六集成电感136通过位于第一金属层101至第七金属层107内的金属布线和位于第一介质材料层111至第六介质材料层116内的金属化孔实现；

设置于第一金属层101与第六金属层106之间的电感值范围为0.1nH至10nH的第二集成电感132、第三集成电感133、第四集成电感134和第五集成电感135，第二集成电感132至第五集成电感135通过位于第一金属层101至第六金属层106内的金属布线和位于第一介质材料层111至第五介质材料层115内的金属化孔实现。

第一集成电感131、第二集成电感132、第三集成电感133、第四集成电感134、第五集成电感135、第六集成电感136的第一电极121位于第一金属层101；第一集成电感131和第六集成电感136的第二电极122位于第七金属层107；第二集成电感132、第三集成电感133、第四集成电感134和第五集成电感135的第二电极123位于第六金属层106。

第一集成电感131至第六集成电感136的第一电极121能够与MEMS谐振器形成电气连接，第一集成电感131和第六集成电感136的第二电极122与第七金属层107形成电气连接，第二集成电感132至第五集成电感135的第二电极123与第六金属层106形成电气连接。

第一金属层101、第二金属层102、第三金属层103、第四金属层104、第五金属层105、第六金属层106、第七金属层107能够采用铜、金、铝等导电金属实现，不同金属层所采用的实现材料可以相同，也可以不同。第一金属层101、第二金属层102、第三金属层103、第四金属层104、第五金属层105、第六金属层106、第七金属层107的厚度均为15±5微米。第一金属层101、第二金属层102、第三金属层103、第四金属层104、第五金属层105、第六金属层106、第七金属层107中金属布线宽度和间隔距离范围为25微米至45微米。

第一介质材料层111、第二介质材料层112、第三介质材料层113、第四介质材料层114、第五介质材料层115、第六介质材料层116能够采用树脂或者陶瓷材料实现，不同介质材料层所采用的实现材料可以相同，也可以不同。第一介质材料层111、第二介质材料层112、第三介质材料层113、第四介质材料层114、第五介质材料层115、第六介质材料层116的厚度均为30±10微米。位于第一介质材料层111、第二介质材料层112、第三介质材料层113、第四介质材料层114、第五介质材料层115、第六介质材料层116中的金属化孔直径范围为60微米至80微米。

实施例2：如图2所示，为基于本申请涉及一种适用于N41频段MEMS谐振器的匹配结构的一种优选结构。

第一集成电感201、第二集成电感202、第三集成电感203、第四集成电感204、第五集成电感205、第六集成电感206的电感值分别为0.4±0.1nH、4.5±0.5nH、0.5±0.1nH、3.3±0.5nH、0.3±0.1nH、0.4±0.1nH。

第一金属层101、第二金属层102、第三金属层103、第四金属层104、第五金属层105、第六金属层106、第七金属层107上的属布线宽度为30微米或者40微米，相邻金属布线之间的间隔距离为35微米、40微米或45微米。第一介质材料层111、第二介质材料层112、第三介质材料层113、第四介质材料层114、第五介质材料层115、第六介质材料层116上的金属化孔直径为70微米。

如图3所示，第一集成电感201、第二集成电感202、第三集成电感203、第四集成电感204、第五集成电感205、第六集成电感206的第一电极分别与MEMS谐振器的金属端子211～216形成电气连接。

如图4、图5、图6、图7所示，位于第二金属层、第三金属层、第四金属层、第五金属层上第一集成电感201、第二集成电感202、第三集成电感203、第四集成电感204、第五集成电感205、第六集成电感206在垂直方向上呈螺旋式连接。如图8所示，第二集成电感202、第三集成电感203、第四集成电感204、第五集成电感205的第二电极均与第六金属层中的金属区域221形成电气连接。

如图9所示，第一集成电感201和第六集成电感206的第二电极分别与第七金属层中的金属区域222、223形成电气连接。

通过第一集成电感201至第六集成电感206与MEMS谐振器的金属端子211～216形成电气连接，实现适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件的封装基板与MEMS谐振器的封装，以提供高性能的N41频段滤波器，从而解决了基于MEMS谐振器的N41频段滤波器性能无法进一步提高的问题。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，其特征在于，包括：

七层层叠设置的金属层，分别为第一至第七金属层；

设于相邻两个金属层之间的介质材料层，分别为第一至第六介质材料层；

形成在第一金属层与第七金属层之间的第一集成电感和第六集成电感，且通过第一至第七金属层上的金属布线以及位于第一至第六介质材料层上的金属化孔实现层叠方向的连接；

形成在第一金属层与第六金属层之间的第二至第五集成电感，且通过第一至第六金属层上的金属布线以及位于第一至第五介质材料层上的金属化孔实现层叠方向的连接；

所述第一至第六集成电感均具有第一电极和第二电极，所述第一集成电感至第六集成电感的第一电极位于所述第一金属层上且与MEMS谐振器的金属端子形成电气连接，所述第一集成电感和第六集成电感的第二电极位于所述第七金属层上且与第七金属层上的金属区域形成电气连接，所述第二至第五集成电感的第二电极位于所述第六金属层上且与第六金属层上的金属区域形成电气连接。

2.根据权利要求1所述的适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，其特征在于：所述第一集成电感和第六集成的电感值范围为0.1nH至1nH。

3.根据权利要求2所述的适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，其特征在于：所述第二至第五集成电感的电感值范围为0.1nH至10nH。

4.根据权利要求1所述的适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，其特征在于：所述第一至第七金属层的厚度均为15±5微米。

5.根据权利要求4所述的适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，其特征在于：所述第一至第六介质材料层的厚度均为30±10微米。

6.根据权利要求1所述的适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，其特征在于：所述金属布线的宽度为25微米至45微米，相邻金属布线之间的距离范围为25微米至45微米。

7.根据权利要求6所述的适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，其特征在于：所述金属化孔的直径范围为60微米至80微米。

8.根据权利要求1所述的适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，其特征在于：所述第一至第七金属层采用铜、金、铝中任一种材质，且不同金属层采用的材质相同或不同。

9.根据权利要求8所述的适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件，其特征在于：所述第一至第六介质材料层采用树脂或陶瓷材质，且不同介质材料层采用的材质相同或不同。

10.一种滤波器，其特征在于，由权利要求1至9任一所述的适用于N41频段MEMS谐振器匹配构件与MEMS谐振器封装组成。

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