[发明专利]一种基于同轴硅通孔的可配置三维微波滤波器

说明书

本发明涉及一种基于同轴硅通孔的可配置三维微波滤波器，自上而下依次包括接地层、第一互连层、硅通孔电容层以及第二互连层，其中，第一互连层上设置有多个第一连接件，所述第二互连层上设置有多个第二连接件；所述接地层包括地引出端，所述地引出端可选地接地；所述硅通孔电容层包括衬底和穿透所述衬底的多个硅通孔结构；所述多个硅通孔结构通过所述多个第一连接件和所述多个第二连接件依次首尾连接，形成一立体螺旋电感器。该可配置三维滤波器结构紧凑、利用效率高、占用芯片面积低；一体化集成、避免引入额外的损耗；互连线短、寄生参数及片外耦合小。

技术领域

本发明属于无源电子器件技术领域，具体涉及一种基于同轴硅通孔的可配置三维微波滤波器。

背景技术

微波系统实现能够实现微波信号的限幅、滤波和衰减/放大处理，广泛应用于各种智能武器、电子战、相控阵雷达、毫米波成像、移动通信等军用探测及通讯领域。微波滤波器作为微波系统中的关键选频单元，是用来分离不同频率微波信号的一种器件，其主要作用是抑制不需要的信号，使其不能通过，只让需要的信号通过微波滤波器，其具有多方面的发展需求：微型化，尽可能地减小微波滤波器的尺寸，尽可能方便灵活地与其它微波模块进行对接和集成，促进微波系统整机的微型化和便携性；多功能化，尽可能满足多频段、多种选频方式的应用需求，扩展微波系统的覆盖频段和功能兼容。

然而，现有的微波滤波器尺寸均为厘米量级，集成密度不高；且现有的无源集成滤波器模块需要使用微机械开关或者需要外置可变电容器，功能扩展受限。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于同轴硅通孔的可配置三维微波滤波器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于同轴硅通孔的可配置三维微波滤波器，其特征在于，自上而下依次包括接地层、第一互连层、硅通孔电容层以及第二互连层，其中，

第一互连层上设置有多个第一连接件，所述第二互连层上设置有多个第二连接件；

所述接地层包括地引出端，所述地引出端可选地接地；

所述硅通孔电容层包括衬底和穿透所述衬底的多个硅通孔结构；

所述多个硅通孔结构通过所述多个第一连接件和所述多个第二连接件依次首尾连接，形成一立体螺旋电感器。

在本发明的一个实施例中，所述第一互连层上还设置有输入件和输出件，所述输入件连接至所述立体螺旋电感器的输入端，所述输出件连接至所述立体螺旋电感器的输出端。

在本发明的一个实施例中，每个所述硅通孔结构沿轴向方向从外向内依次包括隔离介质环、外层金属环、电容介质环和内层金属柱。

在本发明的一个实施例中，所述多个第一连接件平行设置，分别连接相应所述硅通孔结构的外层金属环的上端；所述多个第二连接件平行设置，分别连接相应所述硅通孔结构的外层金属环的下端，以形成所述立体螺旋电感器。

在本发明的一个实施例中，所述硅通孔结构的直径为25-30μm。

在本发明的一个实施例中，所述地引出端包括相互平行的第一电容接地极板和第二电容接地极板，其中，

所述第一电容接地极板包括至少一个第一伸出部，一个所述第一伸出部与一个所述硅通孔结构的内层金属柱接触；

所述第二电容接地极板包括至少一个第二伸出部，一个所述第二伸出部与一个所述硅通孔结构的内层金属柱接触。

在本发明的一个实施例中，多个所述硅通孔结构排列成2*N的硅通孔结构阵列，包括第一列硅通孔结构和第二列硅通孔结构，其中，N≥2。