阅读说明：本技术 一种紧凑增强耦合型三维发夹滤波器 (Compact enhanced coupling type three-dimensional hairpin filter ) 是由 王凤娟 柯磊 余宁梅 于 2020-03-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种紧凑增强耦合型三维发夹滤波器,包括铜层RDL制作滤波器电路结构,每层RDL采用交叉U型谐振腔的平面结构,相邻两层滤波器电路结构之间采用TSV进行信号传输。每层滤波器电路结构相互对应,每层RDL包括若干部分耦合。若干部分耦合中第一部分耦合为输入抽头耦合,最后一部分耦合为输出抽头耦合,中间部分的耦合均为的谐振腔间耦合。采用TSV技术的三维发夹滤波器的耦合系数得到了倍增,进而优化了滤波器的性能。综上所述,本发明采用TSV技术的紧凑增强耦合型三维发夹滤波器较传统发夹滤波器的优点在于紧凑的物理尺寸实现了滤波器的小型化,倍增的耦合系数提高了滤波器的性能。(The invention discloses a compact reinforced coupling type three-dimensional hairpin filter, which comprises a filter circuit structure made of a copper layer RD L, wherein each layer RD L adopts a plane structure of a crossed U-shaped resonant cavity, signal transmission is carried out between two adjacent layers of filter circuit structures by TSV, the filter circuit structures of each layer correspond to each other, each layer RD L comprises a plurality of parts of coupling, the first part of the coupling of the parts of coupling is input tap coupling, the last part of coupling is output tap coupling, the coupling of the middle part is resonance cavity coupling, the coupling coefficient of the three-dimensional hairpin filter adopting the TSV technology is multiplied, and the performance of the filter is further optimized.)

一种紧凑增强耦合型三维发夹滤波器

技术领域

本发明属于滤波器制造技术领域，具体涉及一种紧凑增强耦合型三维发夹滤波器。

背景技术

由于现代无线通信技术快速发展，低损耗、小尺寸、重量轻且价格低廉的滤波器形成了一个重要的市场，这为微波滤波器的发展创造了良好的契机。微带线形式滤波器由于尺寸小、光刻加工容易、精度高、成本低、易集成、工作频率范围大等优点成为微波滤波器中广泛采用的滤波器形式。微带滤波器常采用的形式有发夹型、平行耦合线、梳状线、交指型和微带类椭圆函数滤波器等。

与平行耦合线滤波器结构相比，发夹型带通滤波器具有紧凑的电路结构，广泛应用在尺寸要求严格的场合；与梳状线、交指型滤波器相比，发夹型带通滤波器无需过孔接地，消除了过地孔引入的误差；与微带类椭圆函数滤波器相比，发夹型带通滤波器设计过程比较简单。因此，发夹型带通滤波器具有更好的电性能，因而在微波平面电路的设计中有良好的应用前景。

如今，平面电路工艺中物理尺寸的缩小已经到达瓶颈，与摩尔定律的发展产生了不可消弭的冲突。三维集成技术是为了超越“摩尔定律”而兴起的科技。硅通孔作为三维集成电路中的关键技术，可以缩小整体互连长度，并提高系统的集成度。

发明内容

本发明提供了一种紧凑增强耦合型三维发夹滤波器，用来实现传统发夹滤波器的紧凑化和耦合系数的增强，从而能够实现物理尺寸的缩小和滤波效果的优化。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种紧凑增强耦合型三维发夹滤波器，包括铜层RDL制作滤波器电路结构，每层RDL采用交叉U型谐振腔的平面结构，相邻两层滤波器电路结构之间采用TSV进行信号传输。

本发明的特点还在于，

每层滤波器电路结构相互对应，每层RDL包括若干部分耦合。

若干部分耦合中第一部分耦合为输入抽头耦合，最后一部分耦合为输出抽头耦合，中间部分的耦合均为的谐振腔间耦合。

每个谐振腔均各自包含三条连通的微带线，每条线上设置有若干个硅通孔，每条线分别通过硅通孔与对应的谐振腔的三条线相连通。

RDL制作滤波器耦合结构的一端设置有输入抽头馈线，另一端设置有输出抽头馈线。

若干部分耦合为六部分。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明一种紧凑增强耦合型发夹滤波器。采用TSV技术的三维发夹滤波器的耦合系数得到了倍增，进而优化了滤波器的性能。综上所述，本发明采用TSV技术的紧凑增强耦合型三维发夹滤波器较传统发夹滤波器的优点在于紧凑的物理尺寸实现了滤波器的小型化，倍增的耦合系数提高了滤波器的性能。

附图说明

图1是本发明紧凑增强耦合型三维发夹滤波器的俯视图。

图2是本发明紧凑增强耦合型三维发夹滤波器的主视图。

图3是本发明紧凑增强耦合型三维发夹滤波器的左视图。

图中：1、上层RDL输入抽头馈线；2、上层RDL第一个谐振腔；3、上层RDL第二个谐振腔；4、上层RDL第三个谐振腔；5、上层RDL第四个谐振腔；6、上层RDL第五个谐振腔；7、上层RDL输出抽头馈线；8、用于上下层RDL第一个谐振腔两臂连接的第一对TSV；9、用于上下层RDL第二个谐振腔两臂连接的第一对TSV；10、用于上下层RDL第三个谐振腔两臂连接的第一对TSV；11、用于上下层RDL第四个谐振腔两臂连接的第一对TSV；12、用于上下层RDL第五个谐振腔两臂连接的第一对TSV；13、下层RDL输入抽头馈线；14、下层RDL输出抽头馈线；15、用于上下RDL层第一个谐振腔第一条臂连接的第一个硅通孔；16、用于上下RDL层第一个谐振腔第一条臂连接的第二个硅通孔；17、用于上下RDL层第一个谐振腔第一条臂连接的第三个硅通孔；18、用于上下RDL层第一个谐振腔第一条臂连接的第四个硅通孔；19、用于上下RDL层第一个谐振腔第一条臂连接的第五个硅通孔；20、用于上下RDL层第一个谐振腔第一条臂连接的第六个硅通孔。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种紧凑增强耦合型三维发夹滤波器，包括铜层RDL制作滤波器电路结构，每层RDL采用交叉U型谐振腔的平面结构，相邻两层滤波器电路结构之间采用TSV进行信号传输。

每层滤波器电路结构相互对应，每层RDL包括若干部分耦合。

若干部分耦合中第一部分耦合为输入抽头耦合，最后一部分耦合为输出抽头耦合，中间部分的耦合均为的谐振腔间耦合。

每个谐振腔均各自包含三条连通的微带线，每条线上设置有若干个硅通孔，每条线分别通过硅通孔与对应的谐振腔的三条线相连通。

RDL制作滤波器耦合结构的一端设置有输入抽头馈线，另一端设置有输出抽头馈线。

若干部分耦合为六部分。

一种紧凑增强耦合型三维发夹滤波器，采用上下两铜层RDL制作滤波器电路结构，上下两层RDL的中间采用TSV进行信号传输，实现耦合系数的增倍。上下两铜层RDL完全相同，每层RDL包括六部分耦合。如图1-3所示，第一部分耦合为输入抽头耦合，由输入抽头馈线和第一个谐振腔组成。第二部分耦合为谐振腔间耦合，由第一个谐振腔和第二个谐振腔组成。第三部分耦合为谐振腔间耦合，由第二个谐振腔和第三个谐振腔组成。第四部分耦合为谐振腔间耦合，由第三个谐振腔和第四个谐振腔组成。第五部分耦合为谐振腔间耦合，由第四个谐振腔和第五个谐振腔组成。第六部分耦合为输出抽头耦合，由第五个谐振腔和输出抽头馈线组成。上下两层RDL间利用TSV进行连通。五个谐振腔均各自包含三条连通的微带线，即两条臂和臂间连接。RDL层物理尺寸：输入输出抽头微带线长度为200um，宽度均为61um,其分别与第一个谐振腔的第一条臂的底边和第五个谐振腔的第二条臂的底边距离均为160um,即抽头高度均为160um。五个谐振腔的两臂长度均为550um，宽度均为50um。五个谐振腔的两臂之间的微带线长度均为600um,宽度均为10um。第一个谐振腔第二条臂与第二个谐振腔第一条臂间距为82um。第二个谐振腔第二条臂与第三个谐振腔的第一条臂间距为113um。第三个谐振腔的第二条臂与第四个谐振腔的第一条臂间距为82um。第四个谐振腔的第二条臂与第五个谐振腔的第一条臂间距为113um。硅通孔物理尺寸：铜柱直径50um，氧化层厚度5um,铜柱长度80um。

传统发夹滤波器是“U”型谐振腔级联构成平面结构。“U”型谐振腔和倒置的“U”型谐振腔表示串联的LC电路部分和并联的LC电路部分的微带线实现。而本发明是一种采用TSV技术的紧凑增强耦合型发夹滤波器。首先，紧凑体现在每层RDL采用交叉“U”型谐振腔的平面结构。其耦合系数矩阵和臂长不变。而其横向尺寸得到缩小，进而其面积存在很大程度上的缩小，即尺寸紧凑化。其次，增强耦合体现在六大部分耦合系数的倍增。每层RDL的耦合系数包括：第一部分耦合的耦合系数为7.56，第二部分耦合的耦合系数为0.10，第三部分耦合的耦合系数为0.07，第四部分耦合的耦合系数为0.07，第五部分耦合的耦合系数为0.10，第六部分耦合的耦合系数为7.56。三维发夹滤波器的耦合系数为上下两层RDL耦合系数的和。其第一大部分耦合的耦合系数为15.12，第二部分耦合的耦合系数为0.20，第三部分耦合的耦合系数为0.14，第四部分耦合的耦合系数为0.14，第五部分耦合的耦合系数为0.20，第六部分耦合的耦合系数为15.12。因此，采用TSV技术的三维发夹滤波器的耦合系数得到了倍增，进而优化了滤波器的性能。综上所述，本发明采用TSV技术的紧凑增强耦合型三维发夹滤波器较传统发夹滤波器的优点在于紧凑的物理尺寸实现了滤波器的小型化，倍增的耦合系数提高了滤波器的性能。以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。