基于IPD技術(shù)的集總元件低通濾波器設(shè)計方案（上）

隨著集成技術(shù)的不斷發(fā)展，Sip（系統(tǒng)級封裝）成為實現(xiàn)電子產(chǎn)品小型化和多功能的重要技術(shù)之一。

SIP技術(shù)是以薄膜層壓或其他的方式將電阻和電容等構(gòu)成的濾波器、 耦合器和天線等射頻無源器件集成在基板內(nèi)形成具有系統(tǒng)功能的封裝組件。

這里是我對IPD的學(xué)習(xí)筆記，并且嘗試設(shè)計了一款準切比雪夫低通濾波器，分享給大家。如有錯誤，懇請不吝賜教。

內(nèi)容主要分為兩大塊：

1．IPD電感、電容值計算

2．基于IPD的集總元件低通濾波器設(shè)計

1.集總元件電感、電容值的計算

電感

a.平面螺旋電感等效電路和計算公式

其中 Rs 和 Ls 分別表示電感金屬螺旋導(dǎo)線部分的串聯(lián)電阻和電感。Cs 為金屬螺旋導(dǎo)線各匝之間的電容。

Cox 表示金屬螺旋導(dǎo)線與氧化硅稱底層之間的電容，Csi 和 Rsi 分別表示襯底硅的耦合電容和漏電電阻。

S.S.Mohan給出了多邊形平面螺旋電感簡潔又兼具精確的計算公式

1）串聯(lián)電感

其中 KK1、 2是由電感金屬導(dǎo)帶形狀來確定的常數(shù)，可以由下表得到， u0是真空磁導(dǎo)率，n 表示金屬導(dǎo)帶的圈數(shù)，davg表示的是金屬導(dǎo)帶內(nèi)徑和外徑的平均值。ρ 代表了線圈填充率，公式為

2）串聯(lián)電阻

3）寄生電容

Eox表示的為金屬導(dǎo)帶間的相對介電常數(shù)， tox表示的是金屬導(dǎo)帶交叉的地方

4）襯底的寄生參數(shù)

電感導(dǎo)帶與介質(zhì)襯底之間的寄生電容

電感導(dǎo)帶與介質(zhì)之間的寄生電容、寄生電阻

Csub與 Gsub分別為襯底的單位電容的電導(dǎo)

b.仿真計算

也可以通過電磁場仿真軟件計算，得到平面集總元件的有效感值和容值。

在HFSS仿真軟件中建模，通過公式計算有效電感值

公式：

電容

a.MIM電容等效電路和計算公式

介質(zhì)層的厚度為 d；S 為上下兩極板面積；介質(zhì)的介電常數(shù)為Er，空氣的介電常數(shù)為E0

b.仿真計算

同樣可以通過電磁場仿真軟件建模計算，得到有效電容值和物理尺寸的關(guān)系曲線。公式如下