【導讀】隨著(zhù)消費者和商業(yè)應用對快速通信需求的不斷增長(cháng)，射頻器件的工作頻率要求也變得越來(lái)越高，這給射頻器件的設計師們帶來(lái)了諸多挑戰——一方面需要縮小濾波器的尺寸，以適配更小的設備尺寸和更短的波長(cháng)；另一方面還需要確保元件的高性能。雖然表面貼裝技術(shù)（SMT），特別是微帶安裝，可滿(mǎn)足以上要求，但需要注意的是，不是每個(gè)SMT微帶濾波器都是一成不變的——您可以與濾波器供應商就基板的類(lèi)型、電鍍技術(shù)和拓撲結構等進(jìn)行商討以盡可能地縮小元件尺寸、提高元件性能。過(guò)去的幾十年來(lái)，樓氏電容（KPD）對此給出的建議是：利用薄膜技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
隨著(zhù)消費者和商業(yè)應用對快速通信需求的不斷增長(cháng)，射頻器件的工作頻率要求也變得越來(lái)越高，這給射頻器件的設計師們帶來(lái)了諸多挑戰——一方面需要縮小濾波器的尺寸，以適配更小的設備尺寸和更短的波長(cháng)；另一方面還需要確保元件的高性能。雖然表面貼裝技術(shù)（SMT），特別是微帶安裝，可滿(mǎn)足以上要求，但需要注意的是，不是每個(gè)SMT微帶濾波器都是一成不變的——您可以與濾波器供應商就基板的類(lèi)型、電鍍技術(shù)和拓撲結構等進(jìn)行商討以盡可能地縮小元件尺寸、提高元件性能。過(guò)去的幾十年來(lái)，樓氏電容（KPD）對此給出的建議是：利用薄膜技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
簡(jiǎn)言之，薄膜是一種用于制造電子元件的材料層，其厚度一般從幾納米到幾微米不等。由于用薄膜構建的電路是在陶瓷基底上通過(guò)光刻技術(shù)創(chuàng )建的分布式元件結構，因此與其他濾波器開(kāi)發(fā)技術(shù)（如在PCB上印刷）相比，具有以下優(yōu)勢：
高精度的圖案設計
高精度的濾波器結構，零部件之間的差異小，損耗低
能夠開(kāi)發(fā)出更緊湊的元件
此外，由于陶瓷材料自身的特性能有效地減緩波的速度，因此我們可以縮小波長(cháng)，從而使濾波器的物理尺寸小于信號在自由空間的波長(cháng)尺寸。這使薄膜成為對精度和準確性有極高要求的高頻射頻器件的絕佳選擇。然而，這一方法也面臨一些挑戰，我們必須仔細考慮尋求解決方案。對此，我們將展開(kāi)詳細探討。
樓氏電容（KPD）的專(zhuān)家助您克服薄膜挑戰
為了縮小電路尺寸并降低成本，大多數現代系統都不是主動(dòng)冷卻的。這意味著(zhù)電路中的所有元件需要在很寬的溫度范圍內良好運行，這使得溫度穩定性成為挑選適用薄膜材料時(shí)的關(guān)鍵考慮因素。簡(jiǎn)言之，薄膜濾波器中使用的陶瓷必須是專(zhuān)門(mén)設計的，以盡量減少由于溫度變化造成的性能差異。在使用氧化鋁等現成材料時(shí)，保證溫度穩定性是一個(gè)問(wèn)題；但若您與樓氏電容（KPD）合作，這將不再是問(wèn)題——因為我們從原材料階段即進(jìn)行垂直整合，我們所有的基板陶瓷設計都是溫度穩定型的。
此外，我們花費大量時(shí)間就基于各類(lèi)基板的微帶濾波器的溫度穩定性進(jìn)行了測試。圖1和圖2是兩個(gè)18GHz帶通濾波器設計的示例比較——其中一個(gè)批次是基于我們的CF基板，另一個(gè)則是在氧化鋁板上完成的。我們測量了從-55℃到+125℃溫度范圍內的濾波器反應。
圖1. 基于氧化鋁板的微帶通濾波器的反應
圖2. 基于CF介質(zhì)基板的微帶通濾波器的反應
如上圖所示，盡管溫度變化范圍很寬，但CF元件的性能變化并不大。這是因為我們的定制陶瓷在設計時(shí)考慮到了溫度的穩定性——如果您需要在一定的工作溫度范圍內具有可靠的、可預測的性能的元件，這一點(diǎn)就非常重要。
如今使用薄膜的另一個(gè)挑戰是能實(shí)現多大的尺寸縮小。同樣，基于樓氏電容（KPD）的定制陶瓷材料，我們可以設計出比基于氧化鋁的元件小得多的元件。
圖3. 兩種普通基板與三種樓氏電容（KPD）定制陶瓷基板的比較
很明顯，使用薄膜設計的濾波器具備幾項關(guān)鍵優(yōu)勢，特別是對于在高頻下工作的射頻元件。但要充分利用這些優(yōu)勢，我們需要注意所選基板的材料特性。對于樓氏電容（KPD）來(lái)說(shuō)，薄膜開(kāi)發(fā)已經(jīng)不是什么新鮮事了，我們利用圖4所示的薄膜微帶技術(shù)可提供從1GHz到42GHz（甚至更高）的各種帶通、低通和高通濾波器。
圖4. 綠色區域為樓氏電容（KPD）的微帶濾波器所覆蓋的頻率范圍
樓氏電容（KPD）憑借在薄膜領(lǐng)域的多年開(kāi)發(fā)制造經(jīng)驗，不僅可以指導客戶(hù)選擇適用的基板，而且我們的專(zhuān)業(yè)材料科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了許多用于薄膜開(kāi)發(fā)的定制陶瓷，其熱性能明顯優(yōu)于大多數工業(yè)標準陶瓷。此外，我們的薄膜基板具有足夠高的介電常數（K），在溫度穩定性方面優(yōu)于氧化鋁等現成基板，是小型化和溫度穩定性應用的理想選擇。我們的客戶(hù)還可借此開(kāi)發(fā)出比使用氧化鋁更小的射頻元件。
文章來(lái)源： Knowles樓氏電容
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