電子濾波器對于智能手機(jī)和其他無線設(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，以實(shí)現(xiàn)所需的輸出信號。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。

為了解決這個問題，伊利諾伊大學(xué)香檳分校的美國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，利用這種制造過程的2D到3D自組裝特性將這些不同的組件集成到一個自卷式且節(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。

作為研究的一部分，研究人員使用專門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線連接在一起，都在一個平面上。研究人員說，然后可以將這種多層膜卷成細(xì)管并放在芯片上。

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

研究人員Mark Kraman則表示：“我們用來在2D膜層上形成電路的圖案或掩模可以進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)特定設(shè)備所需的任何類型的電相互作用。”，“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)相對簡單，因?yàn)槲覀冎恍枰谝M(jìn)行更改時修改該掩模結(jié)構(gòu)即可。”

研究人員說，該團(tuán)隊(duì)測試了卷繞式（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線設(shè)備中的電子信號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。“我們利用已經(jīng)存在的東西來提供一個新的，更輕松的平臺，比以往任何時候都更緊密地將這些組件整合在一起。”

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