CN101986563B - 声表面滤波器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种声表面滤波器，包括：陶瓷基座、滤波芯片和附加器件，其中，陶瓷基座包括陶瓷顶面和陶瓷侧立面，滤波芯片的带有金属薄膜的表面焊接在陶瓷顶面的内表面，附加器件贴装在陶瓷顶面的外表面。本发明还提供一种声表面滤波器的制造方法。采用本发明提供的声表面滤波器及其制造方法，将声表面滤波器所需的附加器件贴装在陶瓷基座的陶瓷顶面的外表面，实现了声表面滤波器的阻抗匹配，因此电路中在声表面滤波器以外不再需要另外加入附加器件，提高了声表面滤波器的集成化程度。

Description

声表面滤波器及其制造方法

技术领域

本发明实施例涉及滤波技术，尤其涉及一种声表面滤波器及其制造方法。 

背景技术

目前，在常用的各种制式的基站设备中，例如，在全球移动通讯***(Global System for Mobile Communications，简称GSM)、码分多址(Code Division Multiple Access，简称CDMA)、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称WCDMA)、时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，简称TD-SCDMA)、全球微波互联接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access，简称Wimax)以及长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)等制式的基站设备中，都需要用到带宽小、矩形系数好的中频滤波器。由于声表面滤波器具有带宽小、矩形系数好的特性，因此在各种制式的基站设备中被广泛使用。 

在现有的声表面滤波器中，通过粘合剂将滤波芯片固定在陶瓷基座的空腔里，在陶瓷基座内部通过通孔设置管脚，采用引线键合完成滤波芯片与管脚之间的电连接，通过在陶瓷基座上方的密封环上焊接金属上盖完成密封。在陶瓷基座的陶瓷底面设置焊盘，通过焊盘将声表面滤波器焊接到印刷电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)上。 

由于现有的声表面滤波器的阻抗远远大于50欧姆，而其实际应用的各种制式的基站设备均要求传输线阻抗为50欧姆，因此，为了实现阻抗匹配，在使用现有的声表面滤波器时，PCB上焊接声表面滤波器的同时，还需要在声表面滤波器的外部连接由多个电感和电容组成的匹配电路，因而使得 采用现有的声表面滤波器的PCB体积大，集成化程度低。 

发明内容

本发明实施例提供一种声表面滤波器，用以解决现有技术中的缺陷，提高声表面滤波器的集成化程度。 

本发明实施例还提供一种声表面滤波器的制造方法，用以解决现有技术中的缺陷，提高声表面滤波器的集成化程度。 

本发明实施例提供一种声表面滤波器，包括：陶瓷基座、滤波芯片和附加器件； 

所述陶瓷基座包括陶瓷顶面和陶瓷侧立面； 

所述滤波芯片的带有金属薄膜的表面焊接在所述陶瓷顶面的内表面； 

所述附加器件贴装在所述陶瓷顶面的外表面。 

本发明实施例还提供一种声表面滤波器的制造方法，包括： 

采用低温共烧陶瓷LTCC工艺制作包括陶瓷顶面和陶瓷侧立面的陶瓷基座； 

采用表面贴装技术SMT在所述陶瓷顶面的外表面贴装附加器件； 

将滤波芯片的带有金属薄膜的表面焊接在所述陶瓷顶面的内表面。 

由上述技术方案可知，本发明实施例通过将声表面滤波器所需的附加器件贴装在陶瓷基座的陶瓷顶面的外表面，实现了声表面滤波器的阻抗匹配，因此电路中不再需要另外加入附加器件，提高了声表面滤波器的集成化程度。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下 面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明实施例一的声表面滤波器的剖面图； 

图2为本发明实施例二的声表面滤波器的剖面图； 

图3为本发明实施例三的声表面滤波器的制造方法的流程图。 

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

图1为本发明实施例一的声表面滤波器的剖面图。如图1所示，该声表面滤波器至少包括：陶瓷基座11、滤波芯片12和附加器件13。其中，陶瓷基座11包括陶瓷顶面111和陶瓷侧立面112。陶瓷顶面111为一水平平面，陶瓷侧立面112包括前、后、左、右四个竖直平面，该四个竖直平面均与陶瓷顶面111相交。滤波芯片12倒置焊接在陶瓷顶面111的内表面，即，该滤波芯片12的带有金属薄膜的表面焊接在陶瓷顶面111的内表面。附加器件13用于声表面滤波器阻抗匹配，贴装在陶瓷顶面111的外表面。 

在本发明实施例一中，将用于声表面滤波器阻抗匹配的附加器件13贴装在陶瓷基座11的陶瓷顶面111的外表面，电路中不再需要另外加入其它器件即可实现声表面滤波器的阻抗匹配，因此提高了声表面滤波器的集成化程度。并且，现有技术中在声表面波滤波器外单独设置用于匹配的器件，容易产生兼容性差的问题；本发明实施例的声表面滤波器中集成了用于匹配的器件，因而避免了单独设置用于匹配的器件所造成的兼容性问题。 

图2为本发明实施例二的声表面滤波器的结构示意图。如图2所示，在本实施中，声表面滤波器包括：陶瓷基座11、滤波芯片12、附加器件13、第三电极141、金属盖板15和焊盘16。 

其中，陶瓷基座11不仅包括陶瓷顶面111和陶瓷侧立面112，而且还包括第一通孔113、第二通孔114、第一电极115和第二电极116。第一通孔113通孔连通陶瓷顶面111的上表面和下表面，第一电极115设置于第一通孔113内；第二通孔114连通陶瓷侧立面112的上端和下端，第二电极116设置于第二通孔114内。第三电极141设置在陶瓷顶面111的外表面，覆盖第一通孔113和第二通孔114，使第一电极115和第二电极116电性连接。第四电极142设置在陶瓷顶面111的内表面，使滤波芯片12与第一电极115电性连接。滤波芯片12通过第四电极142倒置焊接在陶瓷顶面111的内表面。附加器件13贴装在陶瓷顶面111的外表面，通过第三电极141与第一电极115、第二电极116电性连接。本发明实施例对第一电极115、第二电极116、第三电极141和第四电极142的材质不作限制，任何导电材料均可适用，一种较佳的实施方式是，第一电极115、第二电极116、第三电极141和第四电极142采用金、银或铜材质。 

陶瓷顶面111为一水平平面，陶瓷侧立面112包括前、后、左、右四个竖直平面，该四个竖直平面均与陶瓷顶面111相交。并且，陶瓷侧立面112的下端呈阶梯状，具体可以包括第一阶梯1121和第二阶梯1122，第一阶梯1121的高度小于第二阶梯1122的高度。金属盖板15与陶瓷顶面111平行放置，焊接在第一阶梯1121下端。金属盖板15与陶瓷侧立面112的四个竖直平面以及陶瓷顶面111构成一个封闭的空间，该空间内填充保护气体。焊盘16设置在第二阶梯1122下端，与第二电极116电性连接，在应用该声表面滤波器时，对焊盘16与PCB进行焊接，从而将该声表面滤波器连入应用电路。本发明实施例对填充的保护气体的化学成分 不作限制，任何不易发生化学反应的气体均可适用，一种较佳的实施方式是，采用氮气等惰性气体作为保护气体。 

附加器件13可以包括用于声表面滤波器阻抗匹配的匹配器件，例如电感、电容或二者的组合。附加器件13还可以包括用于控制声表面滤波器通断的开关器件，例如二极管等。附加器件13还可以包括用于调节滤波频率的调节器件，例如在完成阻抗匹配的基础上额外加入电感、电容等，用于增强声表面滤波器对于特定频率的衰减特性。一种较佳的实施方式是，附加器件13包括匹配器件、开关器件和调节器件的其中之一或其组合。 

在本发明实施例二中，通过在陶瓷基座11内部设置第一电极115和第二电极116，并且在陶瓷基座11表面设置第三电极141和第四电极142，完成声表面波滤波器内部各个电子元器件的电性连接，因此节省了采用键合丝进行电性连接时所需的走线空间，进一步减小了声表面波滤波器的体积。并且，附加器件13可以包括匹配器件、开关器件和调节器件的其中之一或其组合，使得在实现声表滤波器阻抗匹配的同时，还能够通过开关控制声表滤波器的通断状态，并且能够根据实际应用场景对滤波频率进行差异化设计。 

图3为本发明实施例三的声表面滤波器的制造方法的流程图。如图3所示，该方法至少包括如下步骤。 

步骤301：采用低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Sintered，简称LTCC)工艺制作包括陶瓷顶面和陶瓷侧立面的陶瓷基座。 

本步骤的具体过程包括： 

首先，采用LTCC材料制作包括陶瓷坯体顶面和陶瓷坯体侧立面的陶瓷坯体。具体可以采用两种方法。方法一：利用模具对LTCC陶瓷介质材料进行冲压，制成包括陶瓷坯体顶面和陶瓷坯体侧立面的陶瓷坯体。具体方法是，首先根据所需的陶瓷坯体的形状制作模具，然后将粉末状的LTCC陶瓷介质材料放入模具进行冲压，制成所需的陶瓷坯体。方法二：对LTCC生膜带进 行叠压成型并切割，制成包括陶瓷坯体顶面和陶瓷坯体侧立面的陶瓷坯体。具体方法是：首先采用LTCC陶瓷介质材料制作浆料并形成LTCC生膜带，然后根据所需的陶瓷坯体的形状，对LTCC生膜带进行叠压成型和切割，制成所需的陶瓷坯体。 

然后，在陶瓷坯体的设定位置设置第一通孔和第二通孔并在第一通孔和第二通孔中注入金属浆料。具体地，可以采用打孔机在陶瓷坯体的设定位置制作第一通孔和第二通孔。上述通孔用于承载金属浆料以形成电极，以使陶瓷基座形成后，该陶瓷基座上下表面的电子器件能够电性连接，并且在该声表滤波器焊接到PCB时，声表滤波器内的电子器件能够通过焊盘与PCB电性连接，因此，需要保证第一通孔连通陶瓷坯体顶面的上表面与下表面，第二通孔连通陶瓷坯体侧立面的上端与下端。本发明实施例对金属浆料的具体材质不作限制，一种较佳的实施方式是，该金属浆料采用金、银或铜材质。 

然后，对陶瓷坯体进行排胶和一体化共烧，第一通孔和第二通孔中的金属浆料分别形成第一电极和第二电极，并获得包括陶瓷顶面和陶瓷侧立面的陶瓷基座。 

然后，打磨陶瓷基座，以使金属浆料形成的第一电极和第二电极露出陶瓷基座表面。在打磨所述陶瓷基座之后，在陶瓷顶面的外表面和内表面分别印刷并烧附第三电极和第四电极，该第三电极覆盖第一通孔和第二通孔，并且与第一电极和第二电极电性连接；该第四电极与第一通孔电性连接。或者，不是在打磨所述陶瓷基座之后印刷第三电极和第四电极，而是在第一通孔和第二通孔中注入金属浆料之后，尚未进行排胶和一体化共烧之前，就在陶瓷坯体顶面的外表面和内表面分别印刷第三电极和第四电极。或者，在第一通孔和第二通孔中注入金属浆料之后，尚未进行排胶和一体化共烧之前，在陶瓷坯体顶面的外表面印刷第三电极，在一体化共烧并打磨陶瓷基座之后，在陶瓷坯体顶面的内表面印刷并烧附第四电极。或者，在第一通孔和第二通孔中注入金属浆料之后，尚未进行排胶和一体化共烧之前，在陶瓷坯体顶面的 内表面印刷第四电极，在一体化共烧并打磨陶瓷基座之后，在陶瓷坯体顶面的外表面印刷并烧附第三电极。 

步骤302：采用表面贴装技术(Surface Mounting Technology，简称SMT)在陶瓷顶面的外表面贴装附加器件。 

在本步骤中，附加器件具体可以包括匹配器件、开关器件和调节器件之一或其组合。该附加器件通过第三电极与第一电极和第二电极电性连接。 

步骤303：将滤波芯片的带有金属薄膜的表面焊接在陶瓷顶面的内表面。 

在本步骤中，该滤波芯片倒置焊装在陶瓷顶面的内表面，焊装后，该滤波芯片的带有金属薄膜的表面与陶瓷顶面的内表面接触。并且，该滤波芯片通过第四电极与第一电极电性连接。 

本发明实施例对滤波芯片的制作方法不做限制，现有的滤波芯片的制作方法均可采用。制作波芯片的一种较佳的实施方式是，采用光刻技术在晶片上制作叉指金属薄膜结构，将晶片切割成多个小晶片，其中每个小晶片作为一个滤波芯片。 

在上述步骤中，步骤302与步骤303的执行顺序不做限制。在执行步骤301至步骤303之后，该声表面滤波器的制造方法还可以进一步包括以下步骤。 

步骤304：向陶瓷侧立面之间填充保护气体。 

步骤305：在陶瓷侧立面上焊接金属盖板。 

具体地，在陶瓷侧立面上焊接与陶瓷顶面平行放置的金属盖板。 

在步骤305之后，声表面滤波器制作完成，陶瓷顶面、陶瓷侧立面与金属盖板形成一个密闭的空间，将滤波芯片密封起来，并且该密闭空间中填充着保护气体。 

在工业生产中，在步骤305之后，还可以将制成的声表面滤波器连接在测试夹具上，对该声表面滤波器的电性能参数进行测试，对测试合格的声表 面滤波器进行标记打印和包装。 

本发明实施例三在声表面滤波器的制造过程中，将附加器件贴装在陶瓷基座的陶瓷顶面的外表面，实现了声表面滤波器的阻抗匹配，并且还可以实现对声表面滤波器的开关控制以及滤波频率控制，电路中不再需要另外加入附加器件，提高了声表面滤波器的集成化程度。 

需要说明的是：对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。 

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。 

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (8)

1.一种声表面滤波器，其特征在于，包括：陶瓷基座、滤波芯片和附加器件；

所述陶瓷基座包括陶瓷顶面和陶瓷侧立面；

所述滤波芯片的带有金属薄膜的表面焊接在所述陶瓷顶面的内表面；

所述附加器件贴装在所述陶瓷顶面的外表面；

所述陶瓷基座还包括第一通孔、第二通孔、第一电极和第二电极，所述第一通孔连通所述陶瓷顶面的上表面和下表面，所述第二通孔连通所述陶瓷侧立面的上端和下端，所述第一电极设置于所述第一通孔内，所述第二电极设置于所述第二通孔内；

所述声表面滤波器还包括第三电极和第四电极，所述第三电极设置在所述陶瓷顶面的外表面，所述附加器件通过所述第三电极与所述第一电极和所述第二电极电性连接；所述第四电极设置在所述陶瓷顶面的内表面，所述滤波芯片通过所述第四电极与所述第一电极电性连接。

2.根据权利要求1所述的声表面滤波器，其特征在于，所述附加器件包括：

匹配器件、开关器件和调节器件之一或其组合。

3.根据权利要求1所述的声表面滤波器，其特征在于，

所述陶瓷侧立面的下端呈包括第一阶梯和第二阶梯的阶梯状，所述第一阶梯的高度小于所述第二阶梯的高度。

4.根据权利要求3所述的声表面滤波器，其特征在于，所述声表面滤波器还包括：

与所述陶瓷顶面平行放置且焊接在所述第一阶梯下端的金属盖板和设置于所述第二阶梯下端的焊盘；所述第二电极与所述焊盘电性连接；所述陶瓷顶面、陶瓷侧立面和所述金属盖板形成一个密闭的空间。

5.一种声表面滤波器的制造方法，其特征在于，包括：

采用低温共烧陶瓷LTCC工艺制作包括陶瓷顶面和陶瓷侧立面的陶瓷基座；

采用表面贴装技术SMT在所述陶瓷顶面的外表面贴装附加器件；

将滤波芯片的带有金属薄膜的表面焊接在所述陶瓷顶面的内表面；

所述采用LTCC工艺制作包括陶瓷顶面和陶瓷侧立面的陶瓷基座包括：

采用LTCC材料制作包括陶瓷坯体顶面和陶瓷坯体侧立面的陶瓷坯体；

在所述陶瓷坯体的设定位置设置第一通孔和第二通孔并在所述第一通孔和第二通孔中注入金属浆料；

对所述陶瓷坯体进行排胶和一体化共烧，获得包括陶瓷顶面和陶瓷侧立面的陶瓷基座；

打磨所述陶瓷基座，以使所述金属浆料形成的第一电极和第二电极露出所述陶瓷基座表面。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述打磨所述陶瓷基座，以使所述金属浆料形成的第一电极和第二电极露出所述陶瓷基座表面之后还包括：分别在所述陶瓷顶面的外表面和内表面印刷并烧附第三电极和第四电极，以使所述附加器件通过所述第三电极与所述第一电极和所述第二电极电性连接，所述滤波芯片通过所述第四电极与所述第一电极电性连接；

或，

所述在所述陶瓷坯体的设定位置打通孔并在通孔中注入金属浆料之后还包括：分别在所述陶瓷坯体顶面的外表面和内表面印刷第三电极和第四电极，以使所述附加器件通过所述第三电极与所述第一电极和所述第二电极电性连接，所述滤波芯片通过所述第四电极与所述第一电极电性连接；

或，

所述在所述陶瓷坯体的设定位置打通孔并在通孔中注入金属浆料之后还包括：在所述陶瓷坯体顶面的外表面印刷第三电极，以使所述附加器件通过所述第三电极与所述第一电极和所述第二电极电性连接；所述打磨所述陶瓷基座，以使所述金属浆料形成的第一电极和第二电极露出所述陶瓷基座表面之后还包括：在所述陶瓷顶面的内表面印刷并烧附第四电极，以使所述滤波芯片通过所述第四电极与所述第一电极电性连接；

或，

所述在所述陶瓷坯体的设定位置打通孔并在通孔中注入金属浆料之后还包括：在所述陶瓷坯体顶面的内表面印刷第四电极，以使所述滤波芯片通过所述第四电极与所述第一电极电性连接；所述打磨所述陶瓷基座，以使所述金属浆料形成的第一电极和第二电极露出所述陶瓷基座表面之后还包括：在所述陶瓷顶面的外表面印刷并烧附第三电极，以使所述附加器件通过所述第三电极与所述第一电极和所述第二电极电性连接。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用LTCC材料制作包括陶瓷坯体顶面和陶瓷坯体侧立面的陶瓷坯体包括：

利用模具对LTCC陶瓷介质材料进行冲压，制成包括陶瓷坯体顶面和陶瓷坯体侧立面的陶瓷坯体；

或，

对LTCC生膜带进行叠压成型并切割，制成包括陶瓷坯体顶面和陶瓷坯体侧立面的陶瓷坯体。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将滤波芯片的带有金属薄膜的表面焊接在所述陶瓷顶面的内表面之后还包括：

在所述陶瓷侧立面上焊接与所述陶瓷顶面平行放置的金属盖板，使所述陶瓷顶面、陶瓷侧立面和所述金属盖板形成一个密闭的空间。

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