[发明专利]一种基于TSV的三维堆叠型交叉耦合腔体滤波器

说明书

本发明公开了一种基于TSV的三维堆叠型交叉耦合腔体滤波器，包括从上至下依次平行设置的顶层RDL、中间层RDL及底层RDL，顶层RDL与中间层RDL之间设有硅衬底I，中间层RDL与底层RDL之间设有硅衬底II，硅衬底I与硅衬底II内分别分布有两个由TSV构成的谐振腔；顶层RDL的相对两侧分别设有输入RDL端口和输出RDL端口。本发明中的馈线采用微带线和共面波导相结合的方式，利用谐振腔之间的交叉耦合，产生带外传输零点，加快了滤波器带外传输系数降低的速度，从而提高了滤波器的选择性。

技术领域

本发明属于三维集成电路技术领域，涉及一种基于TSV的三维堆叠型交叉耦合腔体滤波器。

背景技术

SIW滤波器因为其高Q值、低损耗、尺寸小、容易集成等优点近年来被广泛用于各种实际工程中。同时,伴随着无线通信系统的发展,W波段因为其超宽的频带资源而被广泛关注，W波段带通滤波器在W波段射频系统中起着重要作用，其结构与性能直接影响整个射频系统的性能。在W波段更为精巧的射频应用中，滤波器的尺寸与性能被提出了更高的要求。因此，基于现有的技术手段实现尺寸更小、性能更高、更易集成的W波段带通滤波器具有重要意义。在W波段，带通滤波器主要的实现手段是金属矩形波导。传统的波导滤波器具有品质因数高、插入损耗小、工艺成熟的优点。但是，尺寸大、重量大以及集成难度高的缺点，在更高的射频应用中不适用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于TSV的三维堆叠型交叉耦合腔体滤波器，该滤波器中的馈线采用微带线和共面波导相结合的方式，利用谐振腔之间的交叉耦合，产生带外传输零点，加快了滤波器带外传输系数降低的速度，从而提高了滤波器的选择性。

本发明所采用的技术方案是，一种基于TSV的三维堆叠型交叉耦合腔体滤波器，包括从上至下依次平行设置的顶层RDL、中间层RDL及底层RDL，顶层RDL与中间层RDL之间设有硅衬底I，中间层RDL与底层RDL之间设有硅衬底II，硅衬底I与硅衬底II内分别分布有两个由TSV构成的谐振腔；顶层RDL的相对两侧分别设有输入RDL端口和输出RDL端口。

本发明的特点还在于：

硅衬底I内分布的两个谐振腔分别为第一谐振腔和第二谐振腔，所述硅衬底II内分布有两个谐振腔分别为第三谐振腔和第四谐振腔；第一谐振腔和第二谐振腔之间、第三谐振腔和第四谐振腔之间采用电感正耦合结构；

第一谐振腔与第三谐振腔之间、第二谐振腔与第四谐振腔之间采用电容负耦合结构。

输入RDL端口与第一谐振腔之间的耦合结构与输出RDL端口与第二谐振腔的耦合结构相同，均采用了微带线和共面波导结合的方式馈电。

输入RDL端口的相对两侧、输出RDL端口的相对两侧分别设有共面波导槽。

第一谐振腔与第二谐振腔在硅衬底I内对称设置；所述第三谐振腔与第四谐振腔在硅衬底II内对称设置。

本发明的有益效果是：本发明一种基于TSV的三维堆叠型交叉耦合腔体滤波器，采用了堆叠形式，相比于平面结构腔体滤波器，节省了芯片面积。馈线采用微带线和共面波导相结合的方式，并且利用交叉耦合结构，产生为了带外传输零点，带外抑制能力强。而且带宽比较窄，选择性较好。且对比于平面型腔体滤波器，插入损耗和回波损耗都减小了。结合TSV技术与基片集成波导技术，实现了尺寸更小、性能更高、更易集成的W波段带通滤波器。这种滤波器性能出色、结构紧凑、尺寸小、更易于与射频系统其它器件集成。

附图说明

图1是本发明一种基于TSV的三维堆叠型交叉耦合腔体滤波器的立体图；

图2是本发明一种基于TSV的三维堆叠型交叉耦合腔体滤波器的从上层朝下层看的俯视图；

图3是本发明一种基于TSV的三维堆叠型交叉耦合滤波器的从下往上看的俯视图；