叠层式高通滤波器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子器件技术领域，特别是涉及一种叠层式高通滤波器及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在微波技术突飞猛进的发展中，微波滤波器已成为无源微波元件的主角之一，它是微波系统中用来分离或组合各种不同频率信号的重要元件。随着电子系统向小型化、轻量化和高性能方向不断发展，对器件的尺寸及性能要求提出更高的要求。传统的高通滤波器一般采用平面结构，把电容和电感等电抗元件焊接在PCB板上组成滤波器。这种滤波器占用面积较大，且在高频时会产生较大寄生电容或电感，不能满足射频电路的需求。为适应射频电路的需求，部分高通滤波器采用LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic、低温共烧陶瓷)技术将电感、电容元件集成在一个陶瓷基体内，形成独石结构。传统的LTCC技术制备的叠层式高通滤波器存在较大的寄生电感或电容，电性能较差，且制备工艺结构复杂且体积较大。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要提供一种电性能较好且制备工艺简单、体积较小的叠层式高通滤波器及其制备方法。
[0004]—种叠层式高通滤波器，包括基体、设置在所述基体外侧的输入端电极、设置在所述基体外侧的输出端电极以及设置在所述基体外侧的接地端电极;所述基体为叠层式结构，包括依次叠设的:第一基板和设置于所述第一基板上的第一极板和第二极板;所述第一极板与所述第二极板相互绝缘;所述第一极板与所述输入端电极连接;所述第二极板与所述输出端电极连接;第二基板和设置于所述第二基板上的第三极板和第四极板;所述第三极板和所述第四极板相互绝缘;所述第三极板和所述第一极板构成第一电容;所述第四极板和所述第二极板构成第四电容；第三基板和设置于所述第三基板上的第五极板;所述第五极板与所述第三极板构成第二电容;所述第五极板与所述第四极板构成第三电容;第四基板和设置于所述第四基板上的第一平面螺旋电感和第三平面螺旋电感;所述第一平面螺旋电感和所述第三平面螺旋电感相互绝缘;所述第一平面螺旋电感一端与所述接地端连接，另一端通过第一通孔电极与所述第三极板连接;所述第三平面螺旋电感一端与所述接地端电极连接，另一端通过第三通孔电极与所述第四极板连接；以及第五基板和设置于所述第五基板上的第二平面螺旋电感;所述第二平面螺旋电感一端与所述接地端电极连接，另一端通过第二通孔电极与所述第五极板连接。
[0005]在其中一个实施例中，所述基体为长方体结构，以所述基体上经过所述基体的中心且垂直于所述基体的长度方向的面为对称面;所述输入端电极和输出端电极关于所述对称面对称分布于基体的两端;所述第一极板和所述第二极板关于所述对称面对称分布于第一基板上;所述第三极板和所述第四极板关于所述对称面对称分布于第二基板上;所述第一平面螺旋电感和所述第三平面螺旋电感关于所述第四基板的中心呈中心对称分布。
[0006]在其中一个实施例中，所述接地端电极包括第一接地端电极和第二接地端电极；所述第一接地端电极和所述第二接地端电极对称分布于所述基体上的两侧面的中间位置；所述第一平面螺旋电感与所述第二接地端电极连接;所述第二平面螺旋电感、所述第三平面螺旋电感分别与所述第一接地端电极连接。
[0007]在其中一个实施例中，还包括标识部;所述标识部设置于所述基体的外表面，用于标识所述基体上的输入端电极或者输出端电极所在位置。
[0008]在其中一个实施例中，所述基体内的基板为由低温共烧陶瓷材料形成的陶瓷基板。
[0009]在其中一个实施例中，所述陶瓷基板为由相对介电常数在6?9且介质损耗因数小于等于0.002的陶瓷材料形成的陶瓷基板。
[0010]在其中一个实施例中，所述陶瓷基板为由相对介电常数在6.7?7.7且介质损耗因数小于等于0.001的陶瓷材料形成的陶瓷基板。
[0011]在其中一个实施例中，所述输入端电极、所述输出端电极以及所述接地端电极均为三层结构端电极;所述三层结构端电极包括与基体接触的银层、设置于中间层的镍层以及设置于最外层的锡层。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一平面螺旋电感、所述第二平面螺旋电感以及所述第三平面螺旋电感上与接地端电极连接的一端的宽度大于平面螺旋电感上其他位置处的宽度。
[0013]—种叠层式高通滤波器的制备方法，包括:通过制浆、流延、裁切和打孔步骤分别制备得到空白介质膜和带孔介质膜;叠压空白介质膜，并在空白介质膜表面印制第二平面螺旋电感；印制第二平面螺旋电感的空白介质膜为第五基板;在所述第五基板表面叠压带孔介质膜，并在每叠压一张带孔介质膜后填印金属孔;在带孔介质膜表面印制相互绝缘的第一平面螺旋电感和第三平面螺旋电感;印制有第一平面螺旋电感和第三平面螺旋电感的带孔介质膜为第四基板;在所述第四基板表面叠压带孔介质膜，并在每叠压一张带孔介质膜后填印金属孔;在带孔介质膜表面印制第五极板；印制第五极板的带孔介质膜为第三基板;在所述第三基板表面叠压带孔介质膜，并在每叠压一张带孔介质膜后填印金属孔;在带孔介质膜表面印制相互绝缘的第三极板和第四极板;印制第三极板和第四极板的带孔介质膜为第二基板;在所述第二基板表面叠压空白介质膜;在空白介质膜表面印制相互绝缘的第一极板和第二极板；印制第一极板和第二极板的空白介质膜为第一基板;在所述第一基板表面叠压空白介质膜完成基体的制备;对所述基体进行烧结；以及在所述基体外侧制备输入端电极、输出端电极以及接地端电极;所述第三极板和所述第一极板构成第一电容;所述第四极板和所述第二极板构成第四电容;所述第五极板与所述第三极板构成第二电容；所述第五极板与所述第四极板构成第三电容。
[0014]上述叠层式高通滤波器，由三个平面螺旋电感和四个电容构成。其中，三个平面螺旋电感分别布置在两个平面上，四个电容布置在三个平面上，可减少纵向空间占用层数，使得成型工艺简单化并实现滤波器的小型化。同时，采用平面螺旋电感在高频时可减小电感的寄生电容;采用两个相对平面形成电容，可减小电容的寄生参数，从而使得滤波器在高频时具有优异的电性能。
【附图说明】
[0015]图1为一实施例中的叠层式高通滤波器的等效电路图；
[0016]图2为一实施例中的叠片式高通滤波器的外部结构示意图；
[0017]图3为图2所示的叠片式高通滤波器的内部结构示意图；
[0018]图4为图3中的第一基板不意图；
[0019]图5为图3中的第一■基板不意图；
[0020]图6为图3中的第三基板示意图；
[0021]图7为图3中的第四基板示意图；
[0022]图8为图3中的第五基板示意图；
[0023]图9为一实施例中的叠层式高通滤波器的插入损耗曲线图；
[0024]图10为一实施例中的叠层式高通滤波器的驻波性能曲线图；
[0025]图11为一实施例中的叠层式高通滤波器的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0026]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027]—种叠层式高通滤波器，采用集总参数设计的特殊结构，将三个平面螺旋电感和四个单层电容组成七阶滤波器，利用LTCC成型技术集成在一个陶瓷基体内，形成独石结构，不仅可以大大缩小滤波器的体积，还可以提高滤波器的集成度和可靠性，提高滤波器的使用频率。
[0028]图1为一实施例中的叠层式高通滤波器的等效电路图，该等效电路图为左右对称结构。参见图1，本实施例中，第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3以及第四电容C4依次串联在输入端和输出端之间。第一电感LI的一端连接于第一电容Cl和第二电容C2之间，另一端接地。第二电感L2的一端连接于第二电容C2和第三电容C3之间，另一端接地。第三电感L3的一端连接于第三电容C3和第四电容C4之间，另一端接地。其中，第一电容Cl和第四电容C4对称设置，第二电容C2和第三电容C3对称设置，第一电感LI和第三电感L3对称设置，第二电感L2则设置于电路中间位置，从而使得整个电路呈左右对称结构。
[0029]图2为一实施例中的叠层式高通滤波器的外部结构示意图，其包括基体100、设置于基体100外侧的输入端电极210、设置于基体100外侧的输出端电极220以及设置于基体100外侧