一种三维堆叠玻璃TGV基板开关滤波器组的制作方法

本发明涉及微波电路、微电子交叉，尤其涉及一种三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组。

背景技术：

1、在相控阵天线系统中，天线的回波信号经初级放大后，会进行再放大、滤波、变频、增益调节、温度补偿等功能的信号处理过程，此部分电路的核心功能单元是开关滤波器组。开关滤波器组由对称配置的单刀多掷选通开关和多段滤波器组组成，起到滤除杂波信号、干扰信号的作用，广泛应用于通信系统及相控阵雷达系统中的射频信号传输链路，它能够有效提高系统的动态范围、抗干扰能力、增强系统在复杂电磁环境中的生存能力。

2、相控阵雷达系统小型化的技术需求，促使开关滤波器组往小型化方面发展，但是存在滤波器材质、滤波器尺寸、滤波性能等各种方面性能取折中的问题。比如采用gaas工艺设计的开关滤波器组具有尺寸小、成本适中的特点，但是滤波性能低不适合高性能平台应用；比如采用硅基mems工艺设计的开关滤波器组具有滤波性能适中的特点，但是尺寸偏大，且因为硅基mems衬底材料为高阻硅，在高低温条件下存在电阻率变化率非常大的问题，导致滤波性能在高低温范围内变化非常大。声表面波滤波器、体声波滤波器主要存在使用频率受限制的问题

技术实现思路

1、为解决现有的技术问题，本发明提供了一种三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组。

2、本发明的具体内容如下：一种三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组，包括5层玻璃tgv基板，从底部至顶部依次为第一基板、第二基板、第三基板、第四基板和第五基板；第一基板底层为地信号层，表层设有元器件图形；第二基板底层的微凸点与第一基板表层的微凸点相对应，第一基板的表层至第二基板的底层形成第一滤波器层，第二基板中设有镂空部位，第一基板和第三基板在第二基板的镂空部位形成腔体结构，腔体结构用于开关芯片的装配，第二基板的表层通过微凸点与第三基板相对应；第三基板的底层为地信号层，表层设有元器件图形，第三基板表层至第四基板底层形成第二滤波器层，第三基板与第四基板之间通过微凸点相对应；第四基板表层的微凸点与第五基板底层的微凸点相对应；第五基板为外壳；每层基板的底层图形和表层图形的互联通过各层基板的tgv穿孔实现。

3、进一步的，第二基板、第三基板、第四基板和第五基板的边缘均设有缺口，且各基板的缺口在垂直方向上重合，第一基板在缺口对应位置处设置信号引出图形作为对外接口。

4、进一步的，第一基板表层设有微带滤波器图形、开关芯片图形、信号互连线图形、地信号网络图形，微带滤波器图形通过信号互连线图形连接开关芯片，开关芯片通过金丝键合方式装配到基板上，地信号网络图形设置在第一基板四周。

5、进一步的，开关芯片连接第一基板上的信号引出图形。

6、进一步的，第一基板的底层设置对外的信号引出图形。

7、进一步的，第三基板表层设有微带滤波器图形、信号互连线图形和地信号网络图形，微带滤波器图形与信号互连线图形相连，地信号网络图形设置在第三基板四周。

8、进一步的，腔体结构周围通过地信号微凸点、地信号穿玻璃通孔、第一基板底层地信号、第二基板表层地信号形成腔体电磁屏蔽；第一滤波器层滤波器图形周围通过地信号微凸点、地信号穿玻璃通孔、第一基板底层地信号、第二基板表层地信号形成第一滤波器层滤波器图形电磁屏蔽；第二滤波器层滤波器图形周围通过地信号微凸点、地信号穿玻璃通孔、第三基板底层地信号、第四基板表层地信号形成第二滤波器层滤波器图形电磁屏蔽；三维模组通过四周地信号微凸点、地信号穿玻璃通孔、第一基板底层地信号、第二基板至第五基板各层地信号形成三维模组电磁屏蔽。

9、进一步的，其制作步骤包括如下：

10、s1，完成各玻璃tgv基板的外形制作、tgv制作、表层和底层图形制作；

11、s2，将第一基板与第二基板进行叠层工艺，完成第一滤波器层的制备，清洗后，在第二基板镂空处的腔体内进行有源开关芯片的贴片、键合，进行初步电性能测试，转入下一道工序；

12、s3，将第三基板与第四基板进行叠层工艺，完成第二滤波器层的制备，清洗后，进行初步电性能测试，转入下一道工序；

13、s4，将s2和s3得到的叠层结构进行叠层工艺，完成第一滤波器层和第二滤波器层的叠层制备，清洗后，进行初步电性能测试，转入下一道工序；

14、s5，第一滤波器层和第二滤波器层叠层后，与第五基板进行叠层工艺，完成基于玻璃tgv基板的三维叠层结构开关滤波器组的制备。

15、进一步的，每一步叠层工艺需满足设计温度梯度的要求，前道工艺温度高于后道工艺温度，装配工艺温度高于应用装配工艺温度。

16、本发明的有益效果：基于玻璃tgv基板的三维堆叠自屏蔽开关滤波器组，具有频率适用范围广、集成通道数量多、尺寸适中、指标稳定性优的特点，可以满足新一代相控阵雷达对高频率选通性能的需求，有极广的应用前景。

技术特征：

1.一种三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组，其特征在于：包括5层玻璃tgv基板，从底部至顶部依次为第一基板、第二基板、第三基板、第四基板和第五基板；第一基板底层为地信号层，表层设有元器件图形；第二基板底层的微凸点与第一基板表层的微凸点相对应，第一基板的表层至第二基板的底层形成第一滤波器层，第二基板中设有镂空部位，第一基板和第三基板在第二基板的镂空部位形成腔体结构，腔体结构用于开关芯片的装配，第二基板的表层通过微凸点与第三基板相对应；第三基板的底层为地信号层，表层设有元器件图形，第三基板表层至第四基板底层形成第二滤波器层，第三基板与第四基板之间通过微凸点相对应；第四基板表层的微凸点与第五基板底层的微凸点相对应；第五基板为外壳；每层基板的底层图形和表层图形的互联通过各层基板的tgv穿孔实现。

2.根据权利要求1所述的三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组，其特征在于：第二基板、第三基板、第四基板和第五基板的边缘均设有缺口，且各基板的缺口在垂直方向上重合，第一基板在缺口对应位置处设置信号引出图形作为对外接口。

3.根据权利要求2所述的三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组，其特征在于：第一基板表层设有微带滤波器图形、开关芯片图形、信号互连线图形、地信号网络图形，微带滤波器图形通过信号互连线图形连接开关芯片，开关芯片通过金丝键合方式装配到基板上，地信号网络图形设置在第一基板四周。

4.根据权利要求3所述的三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组，其特征在于：开关芯片连接第一基板上的信号引出图形。

5.根据权利要求1所述的三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组，其特征在于：第一基板的底层设置对外的信号引出图形。

6.根据权利要求1所述的三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组，其特征在于：第三基板表层设有微带滤波器图形、信号互连线图形和地信号网络图形，微带滤波器图形与信号互连线图形相连，地信号网络图形设置在第三基板四周。

7.根据权利要求1所述的三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组，其特征在于：腔体结构周围通过地信号微凸点、地信号穿玻璃通孔、第一基板底层地信号、第二基板表层地信号形成腔体电磁屏蔽；第一滤波器层滤波器图形周围通过地信号微凸点、地信号穿玻璃通孔、第一基板底层地信号、第二基板表层地信号形成第一滤波器层滤波器图形电磁屏蔽；第二滤波器层滤波器图形周围通过地信号微凸点、地信号穿玻璃通孔、第三基板底层地信号、第四基板表层地信号形成第二滤波器层滤波器图形电磁屏蔽；三维模组通过四周地信号微凸点、地信号穿玻璃通孔、第一基板底层地信号、第二基板至第五基板各层地信号形成三维模组电磁屏蔽。

8.根据权利要求1所述的三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组，其特征在于：其制作步骤包括如下：

9.根据权利要求8所述的三维堆叠玻璃tgv基板开关滤波器组，其特征在于：每一步叠层工艺需满足设计温度梯度的要求，前道工艺温度高于后道工艺温度，装配工艺温度高于应用装配工艺温度。

技术总结
本发明涉及一种三维堆叠玻璃TGV基板开关滤波器组，包括5层玻璃TGV基板，第一基板底层为地信号层，表层设有元器件图形；第一基板的表层至第二基板的底层形成第一滤波器层，第二基板中设有镂空部位，第一基板和第三基板在第二基板的镂空部位形成腔体结构，腔体结构用于开关芯片的装配；第三基板的底层为地信号层，表层设有元器件图形，第三基板表层至第四基板底层形成第二滤波器层；第五基板为外壳；每层基板的底层图形和表层图形的互联通过各层基板的TGV穿孔实现。本申请具有频率适用范围广、集成通道数量多、尺寸适中、指标稳定性优的特点，可以满足新一代相控阵雷达对高频率选通性能的需求，有极广的应用前景。

技术研发人员：谢书珊,阮文州
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16