專利名稱：諧振器及帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電學裝置，尤其是涉及一種諧振器及帶通濾波器。背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品向小型化、高密度、多功能的方向發(fā)展，電子產(chǎn)品內(nèi)的各種 元器件和互連線數(shù)目也逐漸增加，而且器件和互連線的物理尺寸也越來越小。 因此，將各種有源無源器件組成的電子系統(tǒng)整合到 一個普通封裝體內(nèi)的系統(tǒng)級 封裝技術(shù)已成為未來的重要趨勢。
印制電路板中很多都有諧振電路，以及利用諧振電路構(gòu)成帶通濾波器。諧 振電路一般由電容和電感并聯(lián)而成。在高密度設(shè)計的印制電蹈^反中，電感和電 容的數(shù)量巨大，如何將這些數(shù)量巨大的器件整合是影響產(chǎn)品小型化的一個重要 因素。
埋入無源元件的技術(shù)是系統(tǒng)級封裝領(lǐng)域的 一項重要技術(shù)。它是將表貼在印 制電路板表面的電容、電感或電阻等以薄膜材料的形式層壓到芯片的封裝基板 內(nèi)，減小了元件個數(shù)和互連線長度，從而實現(xiàn)了電子產(chǎn)品的小型化。但是傳統(tǒng) 的埋入技術(shù)需要將電容和電感分別埋入相應(yīng)的有機基板中，額外的有機基板層
就使系統(tǒng)成本增加；并且也會占據(jù)一定的空間，不能達到很好的小型化效果。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種小型化的諧振器以及利用該諧振器構(gòu)成的帶通 濾波器。
一種諧振器，包括相互形成并聯(lián)連接的電容和電感，其特征在于，所述電 容為在作為極板的金屬層間加入介質(zhì)層的大面積平板型埋入式電容器結(jié)構(gòu)，所 述電感為平面結(jié)構(gòu)，且作為電容的一個極板面，所述電感一端引出與外部電3各 相連， 一端與電容的另一個極板面相連。在優(yōu)選的實施例中，所述電感的形狀為平面螺旋形、帶形或梳形。
在優(yōu)選的實施例中，所述介質(zhì)層的介電系數(shù)大于4。
在優(yōu)選的實施例中，所述金屬層為銅質(zhì)材料。選用銅質(zhì)材料的極板和較高 介電系數(shù)的介質(zhì)層可以在有限的面積下保證電容的容量。
一種帶通濾波器，包括由外部電容或外部電感耦合的至少兩個諧振器，其 特征在于，所述諧振器包括相互形成并聯(lián)連接的諧振電容和諧振電感，所述諧 振電容為在作為極板的金屬層間加入介質(zhì)層的大面積平板型埋入式電容器結(jié) 構(gòu)，所述諧振電感為平面結(jié)構(gòu)，且作為諧振電容的一個極板面，所述諧振電感 一端引出與外部電路相連， 一端與諧振電容的另一個極板面相連。
上述諧振器或由上述諧振器構(gòu)成的帶通濾波器將電感電容一體化構(gòu)成諧振 電路或更為復雜的帶通濾波電路，利用和傳統(tǒng)的埋入電容技術(shù)一樣的方法將該
板層中，不需要額外第有機基板層來容納電感，有效地達到了小型化的目的。


圖1為諧振器的電路原理圖； 圖2為帶通濾波器的原理圖； 圖3為諧振器的俯;f見圖； 圖4為圖3的A-A剖面圖； 圖5為帶通濾波器的俯視圖; 圖6為印制電路板的截面圖。
具體實施方式
將電感電溶一體化構(gòu)成諧振電路，利用和傳統(tǒng)的埋入電容4支術(shù)一樣的方法 將該諧振電路埋入印制電路板即可同時將電感和電容集成到 一 個有機基板層 中，不需要額外的有機基板層來容納電感，有效地達到了小型化的目的。
圖1是諧振電路最簡單的形式，由電容和電感并聯(lián)連接構(gòu)成。如圖3所示，為根據(jù)圖1構(gòu)造的諧振器的俯視圖。電感1是平面螺旋形結(jié)
構(gòu)，由金屬帶走線經(jīng)過多道彎折并間隔一定的距離形成，其下方是介質(zhì)層2。
如圖4所示，為諧振器的截面圖。其包括上層的由金屬帶走線形成的平面 螺旋形的電感1 、中間的介質(zhì)層2以及下方的金屬極板3。整體上是一種"金屬-介質(zhì)-金屬"結(jié)構(gòu)。以電感l(wèi)作為一個極板面，金屬極板3作為另一個極板面，中 間是介質(zhì)層2，是一種典型的平板電容器結(jié)構(gòu)，因此可以作為實現(xiàn)諧振器功能時 的電容，優(yōu)選地，該電容還是一種大面積平板型埋入式電容器結(jié)構(gòu)。
構(gòu)成電感1的金屬帶走線的引出端la通過引線引出與外部電路相連，連接 端lb通過微通孔與金屬極板3相連，同時金屬極板3也通過引線引出與外部電 路相連，這樣就構(gòu)成了如圖1所示的電路連接關(guān)系，可以實現(xiàn)諧振器的功能。 其中電容的值可根據(jù)平面電容的計算公式確定，面積按照由平面形的電感的有 效面積計算， 一般來說，為了得到高容量的電容，介質(zhì)層2的介電系數(shù)都較高， 優(yōu)選為介電系數(shù)大于4;金屬層也采用銅質(zhì)材料。而對于上述平面螺旋形的電感 來說，其值由金屬帶的寬度、間距、圈數(shù)等確定。
在其他的實施方式中金屬帶的走線形狀也可以是其他的任意形狀，如帶形 或梳形等。
如圖2所示，為帶通濾波器的電路原理圖。該帶通濾波器利用兩個諧振電 路經(jīng)過外部電容耦合構(gòu)成。
如圖5所示，為才艮據(jù)圖2的原理構(gòu)造的帶通濾波器的俯^見圖。該帶通濾波 器包括由外部電容4耦合、且分別包括第一諧振電感11和第二諧振電感12兩 個諧振器，第一諧振電感11和第二諧振電感12均為平面螺旋形結(jié)構(gòu)，并處于 同一個平面上。第一諧振電感11的第一引線端11a引出與外部電容4的一個極 板面相連，第一連接端lib通過微孔與對應(yīng)的金屬極板相連；第二諧振電感12 的第二引線端12a引出與外部電容4的另一個極板面相連，第二連接端12b通 過微孔與對應(yīng)的金屬極板相連。由此構(gòu)成如圖2所示電路結(jié)構(gòu)的帶通濾波器。
總體來說，該帶通濾波器整體上仍然是三層結(jié)構(gòu)，因此可以和傳統(tǒng)的埋入 電容技術(shù)一樣的方法將該帶通濾波器埋入印制電路板。
如圖6所示，為該帶通濾波器埋入印制電路^1后的截面圖。芯片10置于印刷電路板的上表面。包括電感l(wèi)、介質(zhì)層2以及金屬極板3三層結(jié)構(gòu)的帶通濾波 器以層壓技術(shù)置于印制電路板的基板介質(zhì)30中?；逑虏繌纳贤乱来螢閮蓪?不同厚度的環(huán)氧層壓玻璃布板40、封裝基板的焊盤50以及用于悍接的焊球60。 芯片10引出引腳14，置于印制電路板表面芯片IO兩側(cè)的焊盤13用于固定引腳 14,且引腳14還可通過^f鼓孔31在基板介質(zhì)30內(nèi)部與帶通濾波器連接。
在其他的實施例中，諧振器間也可以用外部電感耦合。上述的外部電容或 外部電感既可以是與諧振器同 一層的埋入電容或電感；或者是其他有機基板層 上的埋入電容或電感；抑或者是表貼的電容或電感。
從上述實施例可以看到，該帶通濾波器雖然包含多個電感以及電容，但是 最后形成的仍然是類似于傳統(tǒng)的埋入電容的三層結(jié)構(gòu)，只需要釆用和傳統(tǒng)的埋 入式電容技術(shù)相同的方法便可以構(gòu)成更加小型的電路板，大大節(jié)約了系統(tǒng)成本。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和 改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附 權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1、一種諧振器，包括相互形成并聯(lián)連接的電容和電感，其特征在于，所述電容為在作為極板的金屬層間加入介質(zhì)層的大面積平板型埋入式電容器結(jié)構(gòu)，所述電感為平面結(jié)構(gòu)，且作為電容的一個極板面，所述電感一端引出與外部電路相連，一端與電容的另一個極板面相連。
2、 如權(quán)利要求1所述的諧振器，其特征在于，所述電感的形狀為平面螺旋 形、帶形或梳形。
3、 如權(quán)利要求1所述的電容電感一體化裝置，其特征在于，所述介質(zhì)層的 介電系數(shù)大于4。
4、 如權(quán)利要求1所述的電容電感一體化裝置，其特征在于，所述金屬層為銅質(zhì)材料。
5、 一種帶通濾波器，包括由外部電容或外部電感耦合的至少兩個諧振器， 其特征在于，所述諧振器包括相互形成并聯(lián)連接的諧振電容和諧振電感，所述 諧振電容為在作為極板的金屬層間加入介質(zhì)層的大面積平板型埋入式電容器結(jié) 構(gòu)，所述諧振電感為平面結(jié)構(gòu)，且作為諧振電容的一個極板面，所述諧振電感 一端引出與外部電路相連， 一端與諧振電容的另一個極板面相連。
全文摘要
一種諧振器及帶通濾波器，屬于電學裝置領(lǐng)域。諧振器包括相互形成并聯(lián)連接的電容和電感，所述電容為在作為極板的金屬層間加入介質(zhì)層的大面積平板型埋入式電容器結(jié)構(gòu)，所述電感為平面結(jié)構(gòu)，且作為電容的一個極板面，所述電感一端引出與外部電路相連，一端與電容的另一個極板面相連。帶通濾波器由外部電容或外部電感耦合至少兩個諧振器構(gòu)成。諧振器將電感電容一體化構(gòu)成諧振電路，利用和傳統(tǒng)的埋入電容技術(shù)一樣的方法將該諧振電路埋入印制電路板即可同時將電感和電容集成到一個有機基板層中，不需要額外第有機基板層來容納電感，有效地達到了小型化的目的。
文檔編號H01P7/00GK101615712SQ200910109218
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者劉小利, 磊 李, 王云峰 申請人:深圳先進技術(shù)研究院