氧化铝陶瓷基板上薄膜无源
元件混合
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过去常用于要求高精度、长期稳定可靠、中等功耗和频率不超过100MHz的应用。提高这些传统性能的极限以满足平面传输线滤波器不断发展和增长的要求,已成为生产流程控制、材料相容性工程以及电磁(EM)设计的精巧之处。X波段微带带通滤波器的薄膜制造工艺综合考虑了上述因素。
在高精度微带带通过滤器的设计和制造过程中,需要考虑导体属性、介电性能、尺寸和几何外形。这里采用了平行板电容和谐振腔介电特性技术,对氧化铝的介电常数(Er)和损耗角正切值进行了测量。测量结果显示,氧化铝的批次内电气属性的非均匀性(Er=4~5%)和损耗角正切值(tan=40%)。介电厚度测量显示有明显的不一致性。为适应介质基板的不一致性,需根据其特定的介电特性量身定制导体掩膜原图,以实现最佳滤波器性能。
tiW/Au金属化方案的RF薄层电阻率的计算结果显示,TiW决定导体损耗程度,在10GHz时约为0.089dB/cm。经过评估,钛钨金(TiW/Au)的导体损耗在0.08dB/cm到0.11dB/cm 之间,主要决定于界面TiW附着层。
对X波段微带带通滤波器进行了EM
仿真、薄膜制造和矢量网络分析仪(VNA)测试。仿真和测试的滤波器特性非常吻合:因数为10.1GHz;S21<1.3dB;电压驻波比(VSWR)为1.1;带宽在1dB、3dB和10dB的时候分别为340MHz、380MHz和800MHz;形状因数为0.054dB/MHz。
下文详细介绍X波段微带带通滤波器的设计,重点关注材料与生产考虑因素。