[发明专利]使用贯穿玻璃通孔的3D RF LC滤波器

说明书

公开领域 

所公开的实施例涉及射频(RF)滤波器。具体而言，示例性实施例涉及包括贯穿玻璃通孔(TGV)的三维(3D)RF电感器-电容器(LC)带通滤波器。 

背景 

电感器在模拟电路和信号处理中被广泛使用。电感器协同电容器和其他组件可用来形成可加强或滤除特定信号频率的调谐电路或L-C滤波器。电感(用亨利H为单位测量)是在载流导体周围形成的磁场所导致的效应。诸如电感器的匝数、每环/匝的面积和其缠绕的材料之类的因素影响电感。电感器的品质因数(或即Q)是对其效率的测量。电感器的Q越高，其越逼近于理想无损电感器的行为。电感器的Q与其电感L成正比并与其内部电阻R成反比。相应地，可通过增大L和/或通过减小R来增大电感器的Q。 

通过布置螺线图案的迹线直接在印刷电路板上蚀刻出小电感器来设计在集成电路中使用的小电感器在本领域是已知的。然而，此类平面电感器不展现高Q值。此外，平面电感器自身不太适于与调谐电路中的其他电感元件耦合，或换言之，它们不展现高耦合系数K。 

对于模拟RF和片上系统(SOC)应用而言，三维电感器可被构造为缠绕在芯上的导电材料(诸如铜线或其他合适的金属)线圈。该芯可以是空气或者可包括硅基板、玻璃、或磁性材料。具有比空气高的磁导率的芯材料将磁场紧密地限制于电感器，藉此增大电感器的电感。尽管本领域中已知的三维电感器展现比平面电感器更佳的耦合系数K，但当前技术也对这些电感器可达成的Q因子强加了限制。例如，在玻璃基板上形成的、或缠绕在由玻璃制成的芯上的电感器可展现高磁导率、耦合系数和Q因子。然而，用于在玻璃基板上构造电感器的已知技术依赖于通孔，诸如贯穿硅通 孔(TSV)，其减损了玻璃基板的期望特性。 

相应地，本领域需要展现高Q和高耦合系数K的电感器和伴随的调谐电路设计。 

概述 

本发明的示例性实施例涉及用于射频(RF)滤波器的系统和方法。具体而言，示例性实施例涉及包括贯穿玻璃通孔(TGV)的三维(3D)RF电感器-电容器(L-C)带通滤波器。 

例如，示例性实施例涉及在玻璃基板上形成L-C滤波器电路的方法，其包括：在该玻璃基板的第一表面上形成第一电感器的第一部分；在该玻璃基板的第二表面上形成第一电感器的第二部分；以及经由贯穿玻璃通孔(TGV)来连接第一电感器的第一和第二部分。 

另一示例性实施例涉及L-C滤波器电路，其包括：玻璃基板；第一电感器的在该玻璃基板的第一表面上形成的第一部分；第一电感器的在该玻璃基板的第二表面上形成的第二部分；以及配置成连接第一电感器的第一和第二部分的第一组贯穿玻璃通孔(TGV)。 

另一示例性实施例涉及在玻璃基板上形成L-C滤波器电路的方法，其包括：用于在该玻璃基板的第一表面上形成第一电感器的第一部分的步骤；用于在该玻璃基板的第二表面上形成第一电感器的第二部分的步骤；以及用于经由贯穿玻璃通孔(TGV)来连接第一电感器的第一和第二部分的步骤。 

又一示例性实施例涉及L-C滤波器电路，其包括：由玻璃形成的基板装置；第一电感装置的在该基板装置的第一表面上形成的第一部分；第一电感装置的在该基板装置的第二表面上形成的第二部分；以及配置成连接第一电感装置的第一和第二部分的第一组贯穿玻璃通孔(TGV)。 

又一示例性实施例涉及L-C滤波器电路，其包括：包括耦合在高电压电源和地之间的第一电感器和第一电容器的第一L-C储能电路；包括耦合在该高电压电源和地之间的第二电感器和第二电容器的第二L-C储能电路；以及耦合第一L-C储能电路和第二L-C储能电路的L-C滤波装置，其 中第一和第二电感器是使用贯穿玻璃通孔(TGV)在玻璃基板的第一和第二表面上形成的三维螺线管电感器，并且其中第一电容器被形成为该玻璃基板的第一表面上的在第一电感器和第二电感器之间的金属－绝缘体－金属(MIM)电容器，并且第二电容器被形成为该玻璃基板的第一表面上的在第二电感器和该L-C滤波装置之间的MIM电容器。 

附图简述 

给出附图以辅助对本发明的实施例的描述，且提供附图仅用于对实施例的解说而非限制。 

图1A解说使用TGV在玻璃基板上形成的示例性电感器。 

图1B解说使用TGV在玻璃基板上形成并且还包括磁芯的示例性电感器。 

图2解说其磁场被对准的两个示例性电感器。 

图3A解说用使用TGV的电感器和电容器来设计的示例性L-C BPF。 

图3B解说图3A的L-C BPF的对应电路级示意表示。