電子濾波器對(duì)于智能手機(jī)和其他無(wú)線設(shè)備的內(nèi)部運(yùn)作至關(guān)重要。它們消除或增強(qiáng)了特定的輸入信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)所需的輸出信號(hào)。盡管必不可少，但這種濾波器占用了研究人員不斷縮小尺寸的芯片空間。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，伊利諾伊大學(xué)香檳分校的美國(guó)研究人員放棄了傳統(tǒng)的2D片上集總或分布式濾波器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)由單獨(dú)的電感器和電容器組成，構(gòu)成一個(gè)節(jié)省空間的3D卷式膜（rolled membrane），值得一提的，內(nèi)部包含的兩部分都是獨(dú)立設(shè)計(jì)的。

“憑借我們的團(tuán)隊(duì)在卷繞式（rolled）電感器和電容器上取得的成功，利用這種制造過(guò)程的2D到3D自組裝特性將這些不同的組件集成到一個(gè)自卷式且節(jié)省空間的設(shè)備中是很有意義的?！?，該大學(xué)的電氣和計(jì)算機(jī)工程教授李秀玲說(shuō)。

作為研究的一部分，研究人員使用專(zhuān)門(mén)的蝕刻和光刻工藝將2D電路圖案化到非常薄的膜上。在電路中，它們將電容器和電感器以及接地線或信號(hào)線連接在一起，都在一個(gè)平面上。研究人員說(shuō)，然后可以將這種多層膜卷成細(xì)管并放在芯片上。

器件制造過(guò)程包括通過(guò)電子束蒸發(fā)和光刻來(lái)沉積金屬以定義金屬圖案和蝕刻過(guò)程。 然后，最終的蝕刻步驟觸發(fā)堆疊膜的自卷制過(guò)程。

研究人員Mark Kraman則表示：“我們用來(lái)在2D膜層上形成電路的圖案或掩?？梢赃M(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)特定設(shè)備所需的任何類(lèi)型的電相互作用?！?，“使用這種技術(shù)，使用不同的濾波器設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)槲覀冎恍枰谝M(jìn)行更改時(shí)修改該掩模結(jié)構(gòu)即可?！?/p>

研究人員說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)測(cè)試了卷繞式（rolled）部件的性能，發(fā)現(xiàn)在當(dāng)前設(shè)計(jì)下，該濾波器適用于1-10 GHz頻率范圍的應(yīng)用。盡管設(shè)計(jì)目標(biāo)是用于射頻通信系統(tǒng)，但該團(tuán)隊(duì)表示，基于過(guò)去的研究，它們也可以實(shí)現(xiàn)其他頻率，包括兆赫茲范圍的頻率，因?yàn)樗鼈兙哂袑?shí)現(xiàn)大功率電感器的能力。

電子顯微鏡圖像，其中集成了用于制造電話和其他無(wú)線設(shè)備中的電子信號(hào)濾波器所需的電感器（藍(lán)色）和電容器（黃色）的一系列新芯片組件。

“我們使用了幾種簡(jiǎn)單的濾波器設(shè)計(jì)，但是從理論上講，我們可以使用相同的處理步驟來(lái)組合任何濾波器網(wǎng)絡(luò)，”另一位領(lǐng)導(dǎo)該研究的研究人員Mike Yang 說(shuō)?！拔覀兝靡呀?jīng)存在的東西來(lái)提供一個(gè)新的，更輕松的平臺(tái)，比以往任何時(shí)候都更緊密地將這些組件整合在一起?！?/p>

李補(bǔ)充說(shuō)：“我們單片集成電感器和電容器的方式可以將無(wú)源電子電路集成提高到一個(gè)全新的水平。實(shí)際上，用一個(gè)掩模組就能以這種方式制造的電路的復(fù)雜性或配置沒(méi)有限制?！?/p>