一种柔性射频应变可调无源高通滤波器及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可调无源高通滤波器。特别是涉及一种柔性射频应变可调无源高通滤波器及其制造方法。
【背景技术】
[0002]随着柔性电子的不断发展，柔性器件和电路的工作频率也越来越高，达到射频级另O。各种低频的干扰信号越来越多，这需要高通滤波器来分离有用信号和干扰信号，对特定频率的信号进行选择并滤除。
[0003]目前，在射频器件与集成电路领域的主要是通过可变电容组成可调谐无源高通滤波器。这种可调无源滤波器具有结构比较复杂，寄生效应大等缺点。而MEMS可调滤波器由于品质系数高，易于集成等特点在现阶段得到了极大的发展，但还是没有摆脱结构复杂和寄生效应多等缺点。因此已有的主要的可调高通无源滤波器有比较差的抗干扰能力和灵敏度。而在柔性射频集成电路领域还没有可应用的可调滤波器，专利CN203811124U中提出了一种通过晶体管在不同应变下的S参数的变化设计的柔性射频应变传感器。此传感器说明柔性器件在不同的应变条件下会导致S参数的变化。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种可应用在柔性射频领域，能够通过柔性器件的应变调节滤波频率的大小，并且有很少的寄生效应的柔性射频应变可调无源高通滤波器及其制造方法。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种柔性射频应变可调无源高通滤波器，包括衬底，所述的衬底为柔性衬底，所述衬底上设置有低介电常数绝缘层，所述的低介电常数绝缘层内设置有金属-绝缘层-金属结构的电容和电感的输入电极，所述低介电常数绝缘层的上端分别设置有滤波器输入端、电容输入端、电容输出端、电感输入端、滤波器输出端、电感以及地线，其中，所述的滤波器输入端通过一金属互连线连接电容输入端，所述电容输出端通过一金属互连线连接电感输入端，所述电感输入端通过一金属互连线连接滤波器输出端，所述电容输入端还通过一金属互连线连接电容的一端，所述电容输出端还通过一金属互连线连接电容的另一端，所述电感输入端和电感的一端分别各通过一金属互连线连接设置在所述低介电常数绝缘层内的电感的输入电极，所述电感的另一端构成输出端通过一金属互连线连接地线。
[0006]所述的电容包括有由下至上依次设置在所述低介电常数绝缘层内的电容底层金属、电容高介电常数介质层和电容的上层金属，其中，所述电容的底层金属构成电容的一端通过一金属互连线连接电容输入端，所述电容的上层金属构成电容的另一端通过一金属互连线连接电容输出端。
[0007]所述的电感为八角螺旋结构的电感或为方形螺旋结构的电感，其中，八角螺旋结构的电感或方形螺旋结构的电感设置在所述低介电常数绝缘层内的输入电极连接所述的电感输入端，八角螺旋结构的电感或方形螺旋结构的电感的另一端构成输出端连接地线。
[0008]在所述的低介电常数绝缘层中:对应所述电容输入端和电容的底层金属之间、对应所述电容输出端和电容的上层金属之间、对应所述电感输入端与电感的输入电极之间以及电感与电感的输入电极之间分别各形成有能够贯穿金属互连线的通孔。
[0009]所述的衬底采用PET塑料衬底或ITO PET塑料衬底或为PVC塑料衬底。
[0010]所述的低介电常数绝缘层采用SU-8材料。
[0011]本发明的一种柔性射频应变可调无源高通滤波器的制造方法，包括如下步骤:
[0012]I)衬底准备:选用PET塑料或ITO PET塑料或为PVC塑料作为衬底，用氢氟酸和等离子水清洗；
[0013]2)用金属层的掩模板进行光刻，并采用真空电子束蒸发淀积30nm/400nm厚度的Ti/Au形成金属层，作为电容底层金属电极和电感的输入电极，然后用丙酮溶液和超声发生器剥离该金属层；
[0014]3)在电容底层金属电极上淀积S1层:光刻并采用真空电子束蒸发淀积形成200nm厚度的S1介质层，作为电容的介质层；
[0015]4)光刻并采用真空电子束蒸发淀积30nm/400nm厚度的Ti/Au形成金属层，作为电容上层金属电极，然后用丙酮溶液和超声发生器将S1介质层和电容上层金属一起进行剥离；
[0016]5)均匀地旋涂一层1.0?1.5 μ m厚度的SU-8光刻胶，对于螺旋电感作为一层低介电常数的中间绝缘层，并进行光刻形成通孔，然后对SU-8层进行坚膜；
[0017]6)光刻并采用真空电子束蒸发淀积30nm/l.5μηι厚度的Ti/Au形成金属层，构成滤波器输入端、电容输入端、电容输出端、电感输入端、电感、地线、滤波器输出端和互连线，然后用丙酮和超声发生器进行对形成的螺旋电感和互连线进行剥离，进而形成柔性射频无源滤波器。
[0018]步骤I)中，要同时要确保PET塑料或ITO PET塑料或为PVC塑料的光刻机的对准标记清晰。
[0019]所述的电感为八角螺旋结构的电感或为方形螺旋结构的电感。
[0020]本发明的一种柔性射频应变可调无源高通滤波器及其制造方法，通过柔性器件的应变调节滤波频率的大小，易于实现可弯曲、应变可调，高通滤波的特性。本发明结构简单，灵敏度高，并且有很少的寄生效应。电容通高频阻低频，电感通低频阻高频，电容和电感连接一起可以实现高通滤波的功能。对于需要截止的低频，利用电容高阻、电感低阻的方法不使它通过，对于需要的高频，利用电容低阻、电感高阻的特点使它通过。采用扫频输入方法，并对柔性无源高通滤波器加以不同的应力得到不同的弯曲半径，进而测量出不同的弯曲半径下的高通滤波器的散射参数和截止频率的变化，建立机械应变与柔性高通滤波器截止频率之间的对应关系，从而实现柔性高通滤波器的机械应变的可调谐。
【附图说明】
[0021]图1是本发明柔性射频应变可调无源高通滤波器整体结构的侧示图；
[0022]图2是本发明柔性射频应变可调无源高通滤波器整体结构的俯示图；
[0023]图3是本发明柔性射频应变可调无源高通滤波器使用状态示意图。
[0024]图中
[0025]1:衬底2:低介电常数绝缘层
[0026]3a:电容底层金属3b:输入电极
[0027]4:电容高介电常数介质层5:电容上层金属
[0028]6:通孔7:电容输入端
[0029]8:电容输出端9:电感输入端
[0030]10:电感11:滤波器输入端
[0031]12:滤波器输出端13:金属互连线
[0032]14:地线15:柔性射频应变可调无源高通滤波器
[0033]16:网络分析仪17:射频电缆
[0034]18:外部载荷
【具体实施方式】
[0035]下面结合实施例和附图对本发明的一种柔性射频应变可调无源高通滤波器做出详细说明。
[0036]如图1、图2所示，本发明的一种柔性射频应变可调无源高通滤波器，包括衬底1，衬底用来支撑柔性射频应变可调无源高通滤波器的主体部分。所述的衬底I为柔性衬底，采用PET塑料衬底或ITO PET塑料衬底或为PVC塑料衬底。所述衬底I上设置有低介电常数绝缘层2，所述的低介电常数绝缘层2采用SU-8材料。所述的低介电常数绝缘层2内设置有金属-绝缘层-金属结构的电容和电感10的输入电极，所述低介电常数绝缘层2的上端分别设置有滤波器输入端11、电容输入端7、电容输出端8、电感输入端9、滤波器输出端
12、电感10以及地线14，其中，所述的滤波器输入端11通过一金属互连线13连接电容输入端7，所述电容输出端8通过一金属互连线13连接电感输入端9，所述电感输入端9通过一金属互连线13连接滤波器输出端12，所述电容输入端7还通过一金属互连线连接电容的一端，所述电容输出端8还通过一金属互连线连接电容的另一端，所述电感输入端9和电感10的一端分别各通过一金属互连线连接设置在所述低介电常数绝缘层2内的电感10的输入电极，所述电感10的另一端构成输出端通过一金属互连线连接地线14。
[0037]所述的电容包括有由下至上依次设置在所述低介电常数绝缘层2内的电容底层金属3a、电容高介电常数介质层4和电容的上层金属5，其中，所述电容的底层金属3a构成电容的一端通过一金属互连线连接电容输入端7，所述电容的上层金属5构成电容的另一端通过一金属互连线连接电容输出端8。
[0038]所述的电感为八角螺旋结构的电感或为方形螺旋结构的电感，其中，八角螺旋结构的电感或方形螺旋结构的电感设置在所述低介电常数绝缘层2内的输入电极3b连接所述的电感输入端9，八角螺旋结构的电感或方形螺旋