层叠型电子器件、集成式滤波器和电子装置的制作方法

本技术涉及层叠型电子器件和集成式滤波器。

背景技术：

1、当前，无线射频通信系统体制、模式的复杂度不断提高，尤其是当今的移动通信系统的终端设备，往往需要其在同一终端设备的有限空间内同时支持2g、3g、4g、5g、wifi等不同体制的通信模式，这就使得相关设备所需支持的射频工作频段数不断增加。因此，滤波器作为无线终端中滤除杂波且保证系统多频段融合正常工作的关键器件，其需求数量也随之大幅增加，这就给终端射频系统的集成度，特别相关滤波器的小型化集成能力带来了巨大挑战。

2、谐振器作为滤波器的基本组成单元，对滤波器小型化能力以及选择性能起到了决定性的作用。因此，对于高密度集成通信终端应用背景下的滤波器而言，如何在极为有限的空间内提高谐振器q值性能，同时进一步缩小谐振器尺寸，是高密度集成滤波器设计的重点，也是业界需要不断解决的难点问题。

3、另一方面，为进一步缩小无线通信与感知终端的尺寸，通常会采用诸如导电凸块、bga焊球、bump、cu-pillar等形式的安装接口将滤波器(或谐振器)与其金属化的安装面相连接，但是由于制造生产过程中安装对位精度的限制以及工艺误差的存在，会使得用于连接滤波器及其安装面的安装接口(诸如导电凸块、bga焊球、bump、cu-pillar等)高度一致性存在不可避免的波动，而这种波动会对滤波器规模化应用过程中的性能一致性与成品率产生不良影响，而这种影响在高频、高密度集成滤波器的使用过程中尤为凸显，因此，在设计层面提升高密度集成滤波器结构(或谐振器结构)在批量应用当中的容差能力，尽可能降低安装过程中诸如导电凸块、bga焊球、bump、cu-pillar等形式的安装接口高度变化对器件性能的影响，对高密度集成无线通信与感知产品的研制意义重大。

技术实现思路

1、本实用新型的目的，在于提供一种层叠型电子器件，其结构具有小型化、高品质因数的优势；同时，在需要器件通过诸如导电凸块、bga焊球、bump、cu-pillar等形式的安装接口倒装或标贴于安装面的使用场景下，所提出的层叠型电子器件的性能特性对安装接口高度工艺波动(误差)有强容差能力，能够明显改善器件加工工艺误差以及其应用中安装工艺误差对其性能批量一致性的不良影响，有利于器件规模化制造与应用中成品率的提升。

2、为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

3、一种层叠型电子器件，包括：多层媒质层，由多个电介质层沿层叠方向层叠而成；第一图案导体，形成为从层叠方向透视时，其在与层叠方向垂直的面上的投影，以一点为中心，绕该点环绕设置；第一图案导体形成在电介质层表面或电介质层之间；至少两个通路导体，沿层叠方向贯穿电介质层；第一图案导体与通路导体耦合；容性结构，由存在相互面对关系的多个金属化的电极耦合构成；第一图案导体通过通路导体与容性结构进行耦合；第一图案导体、容性结构、通路导体及其之间的耦合路径在三维空间构成三维集成的闭合环路。第一图案导体在与层叠方向垂直的面的投影，与容性结构的多个金属化的电极在与层叠方向垂直的面的投影至少部分重合。

4、可选的，层叠型电子器件的容性结构沿层叠方向设置于第一图案导体与层叠型电子器件安装面之间，层叠型电子器件安装面为用于固定层叠型电子器件或用于固定由层叠型电子器件组成的任意电子装置的平面；第一图案导体在层叠型电子器件安装面的投影与容性结构的存在相互面对关系的多个金属化的电极在层叠型电子器件安装面的投影至少部分重合。

5、可选的，层叠型电子器件的容性结构的存在相互面对关系的多个金属化的电极形成在电介质层表面或电介质层之间；

6、可选的，层叠型电子器件的容性结构由三个及以上存在相互面对关系的金属化的电极形成。

7、可选的，层叠型电子器件的第一图案导体在与层叠方向垂直的面上的投影，以一点为中心，以折线绕该点延伸而形成。

8、可选的，层叠型电子器件的第一图案导体在与层叠方向垂直的面上的投影，以一点为中心，以弧线绕该点延伸而形成。

9、可选的，层叠型电子器件的第一图案导体在与层叠方向垂直的面上的投影，以一点为中心，以螺线绕该点延伸而形成。

10、可选的，层叠型电子器件的第一图案导体在与层叠方向垂直的面上的投影以螺线和折线的组合构成。

11、可选的，层叠型电子器件还包括第一对外端子和第二对外端子，第一对外端子和第二对外端子由金属化的材料构成，第一对外端子和第二对外端子形成在三维集成的闭合环路上。

12、可选的，层叠型电子器件还包括至少一个形成于电介质层表面或电介质层之间的第二图案导体，第二图案导体形成为从层叠方向透视时，其在与层叠方向垂直的面上的投影以一点为中心，绕该点环绕设置；第二图案导体通过通路导体与第一图案导体耦合，第二图案导体与容性结构耦合；第二图案导体、第一图案导体、容性结构、通路导体及其之间的耦合路径在三维空间构成三维集成的闭合环路。在该情况下，层叠型电子器件的第二图案导体可以沿层叠方向设置于第一图案导体与层叠型电子器件安装面之间，层叠型电子器件安装面为用于固定层叠型电子器件或用于固定由层叠型电子器件组成的任意电子装置的平面；第一图案导体在层叠型电子器件安装面的投影与容性结构的多个金属化的电极在层叠型电子器件安装面的投影至少部分重合。另外，第二图案导体在与层叠方向垂直的面上的投影，以一点为中心，由直线、折线、弧线、螺线中的至少一种从该点延伸而形成。

13、相较常规谐振器平铺式集成方式占据大量的器件平面载荷空间的现状，本实用新型公开的层叠型电子器件利用第一图案导体、容性结构以及两个以上的导通孔导体在三维空间构成三维集成的闭合环路，减小了器件占用的平面尺寸，从而实现谐振单元的小型化。在本实用新型中第一图案导体形成为以一点为中心，绕该点螺旋环绕设置的结构，该结构提高了空间利用率，可以进一步减小层叠型电子器件的平面尺寸，实现谐振单元的小型化。另一方面，两个通路导体的引入减小了谐振单元所需的等效电感值所对应的物理结构的占用面积，从而进一步实现谐振单元的小型化。因此，本实用新型公开的层叠型电子器件小型化能力突出。

14、本实用新型公开的层叠型电子器件形成为空间上的三维结构，有利于实现比常规平铺式集成方式谐振器结构更高的品质因数，从而使用层叠型电子器件构成滤波器时有利于实现更低的插入损耗和更高的频率选择性。

15、本实用新型公开的层叠型电子器件利用容性结构作为第一图案导体与安装面之间的阻隔，可将影响层叠型电子器件的等效电感量波动的大部分电磁场束缚在第一图案导体与容性结构之间的电介质层内，增加了第一图案导体与安装面之间的电磁场的稳定度，减小了诸如导电凸块、bga焊球、bump、cu-pillar等形式的安装接口的高度波动对层叠型电子器件性能的不良影响。另一方面，在本实用新型中，层叠型电子器件所形成的三维集成结构增大了第一图案导体与安装面之间的距离，减小了诸如导电凸块、bga焊球、bump、cu-pillar等形式的安装接口的高度误差对层叠型电子器件性能的的不良影响。因此，本实用新型公开的层叠型电子器件的性能对安装接口高度误差具有强容差能力。

16、本实用新型的目的，在于提供一种集成式滤波器，该滤波器的谐振器结构基于上述所提出的层叠型电子器件，其整体结构拓扑紧凑，小型化能力突出，同时具有带外多传输零点特性以及优异的频率选择特性，有利于高密度集成场景下的应用。另外，该滤波器通过巧妙的结构设计创新，有效提升了实际批量安装应用过程中，滤波器对诸如导电凸块、bga焊球、bump、cu-pillar等形式的安装接口工艺波动(误差)的容差能力，有利于提升滤波器规模化生产与交付的成品率。

17、为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

18、一种集成式滤波器，包括第一输入输出端、第二输入输出端、第一模块、第二模块、第三模块、第一公共端和第二公共端；第一输入输出端、第二输入输出端、第一公共端、第二公共端由金属化的材料构成；

19、第一模块包括第一连接端、第一电位端、第一层叠型电子器件、至少一个第一附加容性结构；第一连接端由金属化的材料构成；第一层叠型电子器件为上述任一种层叠型电子器件；第一附加容性结构由存在相互面对关系的多个金属化的电极耦合构成；第一附加容性结构被配置在第一层叠型电子器件与第一连接端之间的耦合路径上，或者，第一附加容性结构被配置在第一层叠型电子器件与第一电位端之间的耦合路径上；

20、第二模块包括第二连接端、第二电位端、第二层叠型电子器件、至少一个第二附加容性结构；第二连接端由金属化的材料构成；第二层叠型电子器件为上述任一种层叠型电子器件；第二附加容性结构由存在相互面对关系的多个金属化的电极耦合构成；第二附加容性结构被配置在第二层叠型电子器件与第二连接端之间的耦合路径上，或者，第二附加容性结构被配置在第二层叠型电子器件与第二电位端之间的耦合路径上；

21、第三模块包括第三连接端、第四连接端、第三层叠型电子器件、至少一个第三附加容性结构；第三连接端、第四连接端由金属化的材料构成；第三层叠型电子器件为上述任一种层叠型电子器件；第三附加容性结构由存在相互面对关系的多个金属化的电极耦合构成；第三附加容性结构被配置在第三层叠型电子器件与第三连接端之间的耦合路径上，和/或，第三附加容性结构被配置在第三层叠型电子器件与第四连接端之间的耦合路径上；

22、第一模块的第一连接端与第三模块的第三连接端耦合于第一公共端，第一公共端与第一输入输出端耦合；第二模块的第二连接端与第三模块的第四连接耦合于第二公共端，第二公共端与第二输入输出端耦合；

23、可选的，第一模块还包括至少一个第一附加感性结构，第一附加感性结构设置在第一模块的第一连接端与第一模块的第一层叠型电子器件之间的耦合路径上；和/或，第一附加感性结构设置在第一模块的第一连接端与第一模块的第一附加容性结构之间的耦合路径上；和/或，第一附加感性结构设置在第一模块的第一层叠型电子器件与第一模块的第一附加容性结构之间的耦合路径上；和/或，第一附加感性结构设置在第一模块的第一电位端与第一模块的第一附加容性结构之间的耦合路径上；和/或，第一附加感性结构设置在第一模块的第一电位端与第一模块的第一层叠型电子器件之间的耦合路径上；第二模块还包括至少一个第二附加感性结构，第二附加感性结构设置在第二模块的第二层叠型电子器件与第二模块的第二连接端之间的耦合路径上；和/或，第二附加感性结构设置在第二模块的第二连接端与第二模块的第二附加容性结构之间的耦合路径上；和/或，第二附加感性结构设置在第二模块的第二层叠型电子器件与第二模块的第二附加容性结构之间的耦合路径上；和/或，第二附加感性结构设置在第二模块的第二电位端与第二模块的第二附加容性结构之间的耦合路径上；和/或，第二附加感性结构设置在第二模块的第二电位端与第二模块的第二层叠型电子器件之间的耦合路径上；第一附加感性结构、第二附加感性结构由金属化的材料构成。在该情况下，第一附加感性结构在与第一层叠型电子器件的层叠方向垂直的面的投影由直线、折线、弧线、螺线中的至少一种从一点延伸而形成；第一附加感性结构沿第一层叠型电子器件的层叠方向设置于第一层叠型电子器件的第一图案导体与集成式滤波器安装面之间，集成式滤波器安装面为用于固定集成式滤波器或用于固定由集成式滤波器组成的任意电子装置的平面。另外，第二附加感性结构在与第二层叠型电子器件的层叠方向垂直的面的投影由直线、折线、弧线、螺线中的至少一种从一点延伸而形成；第二附加感性结构沿第二层叠型电子器件的层叠方向设置于第二层叠型电子器件的第一图案导体与集成式滤波器安装面之间，集成式滤波器安装面为用于固定集成式滤波器或用于固定由集成式滤波器组成的任意电子装置的平面。备选的，第一附加感性结构和第二附加感性结构可以形成在集成式滤波器安装面的表面或内部，集成式滤波器安装面为用于固定集成式滤波器或用于固定由集成式滤波器组成的任意电子装置的平面；另外，第一连接端可以形成在第一模块的第一层叠型电子器件上；或者，第一连接端与第一模块的第一层叠型电子器件耦合；或者，第一连接端形成在第一模块的第一附加容性结构上；或者，第一连接端与第一模块的第一附加容性结构耦合；或者，第一连接端形成在第一模块的第一附加感性结构上；或者，第一连接端与第一模块的第一附加感性结构耦合；第一电位端形成在第一模块的第一层叠型电子器件上；或者，第一电位端与第一模块的第一层叠型电子器件耦合；或者，第一电位端形成在第一模块的第一附加容性结构上；或者，第一电位端与第一模块的第一附加容性结构耦合；或者，第一电位端形成在第一模块的第一附加感性结构上；或者，第一电位端与第一模块的第一附加感性结构耦合；第二连接端形成在第二模块的第二层叠型电子器件上；或者，第二连接端与第二模块的第二层叠型电子器件耦合；或者，第二连接端形成在第二模块的第二附加容性结构上；或者，第二连接端与第二模块的第二附加容性结构耦合；或者，第二连接端形成在第二模块的第二附加感性结构上；或者，第二连接端与第二模块的第二附加感性结构耦合；第二电位端形成在第二模块的第二层叠型电子器件上；或者，第二电位端与第二模块的第二层叠型电子器件耦合；或者，第二电位端形成在第二模块的第二附加容性结构上；或者，第二电位端与第二模块的第二附加容性结构耦合；或者，第二电位端形成在第二模块的第二附加感性结构上；或者，第二电位端与第二模块的第二附加感性结构耦合；第三连接端形成在第三模块的第三层叠型电子器件上；或者，第三连接端与第三模块的第三层叠型电子器件耦合；或者，第三连接端形成在第三模块的第三附加容性结构上；或者，第三连接端与第三模块的第三附加容性结构耦合；第四连接端形成在第三模块的第三层叠型电子器件上；或者，第四连接端与第三模块的第三层叠型电子器件耦合；或者，第四连接端形成在第三模块的第三附加容性结构上；或者，第四连接端与第三模块的第三附加容性结构耦合；另外，第一连接端与第一模块的第一层叠型电子器件共用同一金属化的电极；或者，第一连接端与第一模块的第一附加容性结构共用同一金属化的电极；或者，第一连接端与第一模块的第一附加感性结构共用同一金属化的电极；第一电位端与第一模块的第一层叠型电子器件共用同一金属化的电极；或者，第一电位端与第一模块的第一附加容性结构共用同一金属化的电极；或者，第一电位端与第一模块的第一附加感性结构共用同一金属化的电极；第二连接端与第二模块的第二层叠型电子器件共用同一金属化的电极；或者，第二连接端与第二模块的第二附加容性结构共用同一金属化的电极；或者，第二连接端与第二模块的第二附加感性结构共用同一金属化的电极；第二电位端与第二模块的第二层叠型电子器件共用同一金属化的电极；或者，第二电位端与第二模块的第二附加容性结构共用同一金属化的电极；或者，第二电位端与第二模块的第二附加感性结构共用同一金属化的电极；第三连接端与第三模块的第三层叠型电子器件共用同一金属化的电极；或者，第三连接端与第三模块的第三附加容性结构共用同一金属化的电极；第四连接端与第三模块的第三层叠型电子器件共用同一金属化的电极；或者，第四连接端与第三模块的第三附加容性结构共用同一金属化的电极；备选的，集成式滤波器可以包括至少一个第五附加容性结构；第五附加容性结构被配置在第一输入输出端与第一公共端之间的耦合路径上；和/或，第五附加容性结构被配置在第二输入输出端与第二公共端之间的耦合路径上；第五附加容性结构由存在相互面对关系的多个金属化的电极耦合构成；第一模块的第一附加容性结构被配置在第一层叠型电子器件与第一连接端之间的耦合路径上，第一模块的第一附加感性结构被配置在第一模块的第一电位端与第一模块的第一层叠型电子器件之间的耦合路径上；第二模块的第二附加容性结构被配置在第二层叠型电子器件与第二连接端之间的耦合路径上，第二模块的第二附加感性结构被配置在第二模块的第二电位端与第二模块的第二层叠型电子器件之间的耦合路径上；备选的，集成式滤波器可以包括至少一个第六附加容性结构；第六附加容性结构被配置在第一输入输出端与第一公共端之间的耦合路径上；和/或，第六附加容性结构被配置在第二输入输出端与第二公共端之间的耦合路径上；第六附加容性结构由存在相互面对关系的多个金属化的电极耦合构成；第一模块的第一附加容性结构被配置在第一层叠型电子器件与第一电位端的耦合路径上，第一模块的第一附加感性结构被配置在第一模块的第一附加容性结构与第一模块的第一层叠型电子器件之间的耦合路径上或者第一模块的第一附加感性结构被配置在第一模块的第一附加容性结构与第一电位端之间的耦合路径上；第二模块的第二附加容性结构被配置在第二层叠型电子器件与第二电位端之间的耦合路径上，第二模块的第二附加感性结构被配置在第二模块的第二附加容性结构与第二模块的第二层叠型电子器件之间的耦合路径上或者第二模块的第二附加感性结构被配置在第二模块的第二附加容性结构与第二电位端之间的耦合路径上。

24、可选的，第一至第三附加容性结构包括第四至第六金属化的电极，第四金属化的电极与第五金属化的电极形成于不同介质层且相互面对，第五金属化的电极与第六金属化的电极形成于不同介质层且相互面对。在该情况下，第四金属化的平板电极、第五金属化的平板电极在集成式滤波器安装面的投影的重合部分，与第五金属化的平板电极、第六金属化的平板电极在集成式滤波器安装面的投影的重合部分，不重合；集成式滤波器安装面为用于固定集成式滤波器或用于固定由集成式滤波器组成的任意电子装置的平面；

25、可选的，第一层叠型电子器件、第二层叠型电子器件、第三层叠型电子器件的位置关系被配置为：第三层叠型电子器件的第一图案导体在集成式滤波器安装面的投影夹在第一层叠型电子器件的第一图案导体在集成式滤波器安装面的投影和第二层叠型电子器件的第一图案导体在集成式滤波器安装面的投影之间，集成式滤波器安装面为用于固定集成式滤波器或用于固定由集成式滤波器组成的任意电子装置的平面；或者，第三层叠型电子器件的第一图案导体在与层叠方向垂直的面的投影夹在第一层叠型电子器件的第一图案导体在与层叠方向垂直的面的投影和第二层叠型电子器件的第一图案导体在与层叠方向垂直的面的投影之间。

26、可选的，第一模块在集成式滤波器安装面上的投影、第二模块在集成式滤波器安装面上的投影和第三模块在集成式滤波器安装面上的投影部分重合，集成式滤波器安装面为用于固定集成式滤波器或用于固定由集成式滤波器组成的任意电子装置的平面。

27、可选的，第一附加容性结构的存在相互面对关系的多个金属化的电极可以形成在第一层叠型电子器件中的电介质层表面或电介质层之间；第二附加容性结构的存在相互面对关系的多个金属化的电极可以形成在第二层叠型电子器件中的电介质层表面或电介质层之间；第三附加容性结构的存在相互面对关系的多个金属化的电极可以形成在第三层叠型电子器件中的电介质层表面或电介质层之间；

28、可选的，第一附加容性结构在与第一层叠型电子器件的层叠方向垂直的面的投影，与第一层叠型电子器件的第一图案导体在与第一层叠型电子器件的层叠方向垂直的面的投影至少部分重合；第二附加容性结构在与第二层叠型电子器件的层叠方向垂直的面的投影，与第二层叠型电子器件的第一图案导体在与第二层叠型电子器件的层叠方向垂直的面的投影至少部分重合；第三附加容性结构在与第三层叠型电子器件的层叠方向垂直的面的投影，与第三层叠型电子器件的第一图案导体在与第三层叠型电子器件的层叠方向垂直的面的投影至少部分重合；

29、可选的，包括至少一个第四附加容性结构，第四附加容性结构被配置在第一输入输出端与第一公共端之间的耦合路径上；和/或，第四附加容性结构被配置在第二输入输出端与第二公共端之间的耦合路径上；第四附加容性结构由存在相互面对关系的多个金属化的电极耦合构成。在该情况下，第四附加容性结构包括第七至第九金属化的电极，第七金属化的电极与第八金属化的电极形成于不同介质层且相互面对，第八金属化的电极与第九金属化的电极形成于不同介质层且相互面对。另外，第一公共端可以与第一模块的第一连接端、第三模块的第三连接端、第四附加容性结构共用同一金属化的电极；第二公共端可以与第二模块的第二连接端、第三模块的第四连接端、第四附加容性结构共用同一金属化的电极；

30、可选的，集成式滤波器的第一公共端形成在第一模块上，或者第一公共端形成在第三模块上；第二公共端形成在第二模块上，或者第二公共端形成在第三模块上；

31、可选的，集成式滤波器的第一公共端与第一模块的第一连接端共用同一金属化的电极；或者，第一公共端与第三模块的第三连接端共用同一金属化的电极；第二公共端与第二模块的第二连接端共用同一金属化的电极；或者，第二公共端与第三模块的第四连接端共用同一金属化的电极；

32、可选的，集成式滤波器的第一公共端与第一模块的第一连接端、第三模块的第三连接端共用同一金属化的电极；第二公共端与第二模块的第二连接端、第三模块的第四连接端共用同一金属化的电极；

33、可选的，第一层叠型电子器件的第一图案导体、容性结构、通路导体及其之间的耦合路径在三维空间构成三维集成的闭合环路在与集成式滤波器多层媒质层的长边垂直的面上的投影，第二层叠型电子器件的第一图案导体、容性结构、通路导体及其之间的耦合路径在三维空间构成三维集成的闭合环路在与集成式滤波器多层媒质层长边垂直的面上的投影和第三层叠型电子器件的第一图案导体、容性结构、通路导体及其之间的耦合路径在三维空间构成三维集成的闭合环路在与集成式滤波器多层媒质层长边垂直的面上的投影，三者至少部分重合。

34、依据上述
技术实现要素：
，集成式滤波器由三个包含上述层叠性电子器件的模块构成，作为谐振单元的层叠性电子器件形成为第一图案导体、容性结构以及两个以上的导通孔导体在三维空间构成三维集成的闭合环路，具有小型化及高品质因数的优势，从而有利于集成式滤波器实现小型化和高频率选择特性。集成式滤波器将第三模块在安装面上的投影包夹于第二模块在安装面上的投影与第一模块在安装面上的投影之间的布局方式有利于进一步实现滤波器小型化。另外，集成式滤波器将附加容性结构、附加感性结构设置在第一图案导体与集成式滤波器安装面之间，附加容性结构或附加感性结构在安装面的投影与第一图案导体在安装面的投影可部分重合，充分利用了第一图案导体与安装面之间的空间，实现了附加容性结构、附加感性结构的紧凑布局，有利于进一步实现滤波器小型化。因此，本实用新型公开的集成式滤波器小型化性能突出。

35、本实用新型公开的集成式滤波器可以通过对层叠性电子器件周围所加载容性结构或感性结构的位置、属性及参数进行灵活多样配置，在不需要额外的谐振器结构的情况下实现滤波器响应多传输零点以及带外抑制增强的特性，使得滤波器具有优异的频率选择特性。

36、此外，本实用新型公开的集成式滤波器将器包含的层叠型电子器件中的容性结构和附加容性结构沿层叠方向设置于第一图案导体与安装面之间，利用层叠型电子器件中的容性结构和附加容性结构作为第一图案导体与安装面之间的阻隔，可将影响滤波器的等效电感量波动的大部分电磁场束缚在第一图案导体与层叠型电子器件中的容性结构、附加容性结构之间的电介质层内，增加了第一图案导体与安装面之间的电磁场的稳定度，可以有效地减小诸如导电凸块、bga焊球、bump、cu-pillar等形式的安装接口的高度误差对滤波器性能的不良影响，使得滤波器性能对安装接口高度误差具有强容差能力，有利于提升滤波器规模化生产与交付的成品率。

37、本实用新型还提供一种电子装置，其包括上述的任何一种层叠型电子器件或上述任何一种集成式滤波器。