专利名称：谐振器及带通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电学装置，尤其是涉及一种谐振器及带通滤波器。背景技术：
随着电子产品向小型化、高密度、多功能的方向发展，电子产品内的各种 元器件和互连线数目也逐渐增加，而且器件和互连线的物理尺寸也越来越小。 因此，将各种有源无源器件组成的电子系统整合到 一个普通封装体内的系统级 封装技术已成为未来的重要趋势。
印制电路板中很多都有谐振电路，以及利用谐振电路构成带通滤波器。谐 振电路一般由电容和电感并联而成。在高密度设计的印制电蹈^反中，电感和电 容的数量巨大，如何将这些数量巨大的器件整合是影响产品小型化的一个重要 因素。
埋入无源元件的技术是系统级封装领域的 一项重要技术。它是将表贴在印 制电路板表面的电容、电感或电阻等以薄膜材料的形式层压到芯片的封装基板 内，减小了元件个数和互连线长度，从而实现了电子产品的小型化。但是传统 的埋入技术需要将电容和电感分别埋入相应的有机基板中，额外的有机基板层
就使系统成本增加；并且也会占据一定的空间，不能达到很好的小型化效果。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种小型化的谐振器以及利用该谐振器构成的带通 滤波器。
一种谐振器，包括相互形成并联连接的电容和电感，其特征在于，所述电 容为在作为极板的金属层间加入介质层的大面积平板型埋入式电容器结构，所 述电感为平面结构，且作为电容的一个极板面，所述电感一端引出与外部电3各 相连， 一端与电容的另一个极板面相连。在优选的实施例中，所述电感的形状为平面螺旋形、带形或梳形。
在优选的实施例中，所述介质层的介电系数大于4。
在优选的实施例中，所述金属层为铜质材料。选用铜质材料的极板和较高 介电系数的介质层可以在有限的面积下保证电容的容量。
一种带通滤波器，包括由外部电容或外部电感耦合的至少两个谐振器，其 特征在于，所述谐振器包括相互形成并联连接的谐振电容和谐振电感，所述谐 振电容为在作为极板的金属层间加入介质层的大面积平板型埋入式电容器结 构，所述谐振电感为平面结构，且作为谐振电容的一个极板面，所述谐振电感 一端引出与外部电路相连， 一端与谐振电容的另一个极板面相连。
上述谐振器或由上述谐振器构成的带通滤波器将电感电容一体化构成谐振 电路或更为复杂的带通滤波电路，利用和传统的埋入电容技术一样的方法将该
板层中，不需要额外第有机基板层来容纳电感，有效地达到了小型化的目的。
图1为谐振器的电路原理图； 图2为带通滤波器的原理图； 图3为谐振器的俯;f见图； 图4为图3的A-A剖面图； 图5为带通滤波器的俯视图; 图6为印制电路板的截面图。
具体实施方式
将电感电溶一体化构成谐振电路，利用和传统的埋入电容4支术一样的方法 将该谐振电路埋入印制电路板即可同时将电感和电容集成到 一 个有机基板层 中，不需要额外的有机基板层来容纳电感，有效地达到了小型化的目的。
图1是谐振电路最简单的形式，由电容和电感并联连接构成。如图3所示，为根据图1构造的谐振器的俯视图。电感1是平面螺旋形结
构，由金属带走线经过多道弯折并间隔一定的距离形成，其下方是介质层2。
如图4所示，为谐振器的截面图。其包括上层的由金属带走线形成的平面 螺旋形的电感1 、中间的介质层2以及下方的金属极板3。整体上是一种"金属-介质-金属"结构。以电感l作为一个极板面，金属极板3作为另一个极板面，中 间是介质层2，是一种典型的平板电容器结构，因此可以作为实现谐振器功能时 的电容，优选地，该电容还是一种大面积平板型埋入式电容器结构。
构成电感1的金属带走线的引出端la通过引线引出与外部电路相连，连接 端lb通过微通孔与金属极板3相连，同时金属极板3也通过引线引出与外部电 路相连，这样就构成了如图1所示的电路连接关系，可以实现谐振器的功能。 其中电容的值可根据平面电容的计算公式确定，面积按照由平面形的电感的有 效面积计算， 一般来说，为了得到高容量的电容，介质层2的介电系数都较高， 优选为介电系数大于4;金属层也采用铜质材料。而对于上述平面螺旋形的电感 来说，其值由金属带的宽度、间距、圈数等确定。
在其他的实施方式中金属带的走线形状也可以是其他的任意形状，如带形 或梳形等。
如图2所示，为带通滤波器的电路原理图。该带通滤波器利用两个谐振电 路经过外部电容耦合构成。
如图5所示，为才艮据图2的原理构造的带通滤波器的俯^见图。该带通滤波 器包括由外部电容4耦合、且分别包括第一谐振电感11和第二谐振电感12两 个谐振器，第一谐振电感11和第二谐振电感12均为平面螺旋形结构，并处于 同一个平面上。第一谐振电感11的第一引线端11a引出与外部电容4的一个极 板面相连，第一连接端lib通过微孔与对应的金属极板相连；第二谐振电感12 的第二引线端12a引出与外部电容4的另一个极板面相连，第二连接端12b通 过微孔与对应的金属极板相连。由此构成如图2所示电路结构的带通滤波器。
总体来说，该带通滤波器整体上仍然是三层结构，因此可以和传统的埋入 电容技术一样的方法将该带通滤波器埋入印制电路板。
如图6所示，为该带通滤波器埋入印制电路^1后的截面图。芯片10置于印刷电路板的上表面。包括电感l、介质层2以及金属极板3三层结构的带通滤波 器以层压技术置于印制电路板的基板介质30中。基板下部从上往下依次为两层 不同厚度的环氧层压玻璃布板40、封装基板的焊盘50以及用于悍接的焊球60。 芯片10引出引脚14，置于印制电路板表面芯片IO两侧的焊盘13用于固定引脚 14,且引脚14还可通过^f鼓孔31在基板介质30内部与带通滤波器连接。
在其他的实施例中，谐振器间也可以用外部电感耦合。上述的外部电容或 外部电感既可以是与谐振器同 一层的埋入电容或电感；或者是其他有机基板层 上的埋入电容或电感；抑或者是表贴的电容或电感。
从上述实施例可以看到，该带通滤波器虽然包含多个电感以及电容，但是 最后形成的仍然是类似于传统的埋入电容的三层结构，只需要釆用和传统的埋 入式电容技术相同的方法便可以构成更加小型的电路板，大大节约了系统成本。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。
权利要求
1、一种谐振器，包括相互形成并联连接的电容和电感，其特征在于，所述电容为在作为极板的金属层间加入介质层的大面积平板型埋入式电容器结构，所述电感为平面结构，且作为电容的一个极板面，所述电感一端引出与外部电路相连，一端与电容的另一个极板面相连。
2、 如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述电感的形状为平面螺旋 形、带形或梳形。
3、 如权利要求1所述的电容电感一体化装置，其特征在于，所述介质层的 介电系数大于4。
4、 如权利要求1所述的电容电感一体化装置，其特征在于，所述金属层为铜质材料。
5、 一种带通滤波器，包括由外部电容或外部电感耦合的至少两个谐振器， 其特征在于，所述谐振器包括相互形成并联连接的谐振电容和谐振电感，所述 谐振电容为在作为极板的金属层间加入介质层的大面积平板型埋入式电容器结 构，所述谐振电感为平面结构，且作为谐振电容的一个极板面，所述谐振电感 一端引出与外部电路相连， 一端与谐振电容的另一个极板面相连。
全文摘要
一种谐振器及带通滤波器，属于电学装置领域。谐振器包括相互形成并联连接的电容和电感，所述电容为在作为极板的金属层间加入介质层的大面积平板型埋入式电容器结构，所述电感为平面结构，且作为电容的一个极板面，所述电感一端引出与外部电路相连，一端与电容的另一个极板面相连。带通滤波器由外部电容或外部电感耦合至少两个谐振器构成。谐振器将电感电容一体化构成谐振电路，利用和传统的埋入电容技术一样的方法将该谐振电路埋入印制电路板即可同时将电感和电容集成到一个有机基板层中，不需要额外第有机基板层来容纳电感，有效地达到了小型化的目的。
文档编号H01P7/00GK101615712SQ200910109218
公开日2009年12月30日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者刘小利, 磊 李, 王云峰 申请人:深圳先进技术研究院