新型3D滤波器大幅减小芯片尺寸

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本文来自摩尔芯闻
 
伊利诺伊大学香槟分校的研究人员开发出一种滚动式2D滤波器,可以替代大型离散设计。使用标准CMOS技术在单个平面上将电感性和电容性元件印刷在柔性基板上,然后由内置应力触发,以自组装并卷成圆柱形空心结构。通过设计平面结构的几何形状和组成层的特性,以在将设备卷起时实现具有所需内径的特定匝数,可以实现很好的电气特性。
 
这种微管自卷式膜(S‐RuM)的工作频率范围为1至10GHz,该过滤器的面积为0.09 mm 2,体积为0.01 mm 3,比分立式过滤器小十倍。
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“凭借我们的团队在卷绕式电感器和电容器上取得的成功,利用这种制造工艺的2D到3D自组装特性将这些不同的组件集成到一个自卷式且节省空间的设备中是很有意义的”,该大学的电气和计算机工程教授李秀玲说。
 
L和C组件的网络布局还可以通过选择适当的输入,输出和接地触点布线拓扑来重新配置。研究人员马克·克拉曼(Mark Kraman)说:“我们可以对在2D膜层上形成电路所用的掩模进行调整,以实现特定设备所需的任何类型的电相互作用。使用这种技术,使用不同的滤波器设计进行实验相对简单,因为我们只需要在要进行更改时修改该掩模结构即可。”
 
该团队测试了轧制组件的性能,发现在当前设计下,这些滤波器适用于1-10GHz的应用。尽管设计目标是用于射频通信系统,但该团队表示,基于过去研究中获得高功率电感器的能力,包括兆赫兹范围在内的其他频率也是可能的。
 
研究人员使用了几种简单的滤波器设计,但是从理论上讲,可以使用相同的处理步骤来组合任何滤波器网络。
 
他说:“我们整体集成电感器和电容器的方法可以将无源电子电路集成提高到一个全新的水平。实际上,用一个掩模组就可以以这种方式制造的电路的复杂性或配置没有限制。”
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