基于IPD技术的集总元件低通滤波器设计方案（上）

随着集成技术的不断发展，Sip（系统级封装）成为实现电子产品小型化和多功能的重要技术之一。

SIP技术是以薄膜层压或其他的方式将电阻和电容等构成的滤波器、 耦合器和天线等射频无源器件集成在基板内形成具有系统功能的封装组件。

这里是我对IPD的学习笔记，并且尝试设计了一款准切比雪夫低通滤波器，分享给大家。如有错误，恳请不吝赐教。

内容主要分为两大块：

1．IPD电感、电容值计算

2．基于IPD的集总元件低通滤波器设计

1.集总元件电感、电容值的计算

电感

a.平面螺旋电感等效电路和计算公式

其中 Rs 和 Ls 分别表示电感金属螺旋导线部分的串联电阻和电感。Cs 为金属螺旋导线各匝之间的电容。

Cox 表示金属螺旋导线与氧化硅称底层之间的电容，Csi 和 Rsi 分别表示衬底硅的耦合电容和漏电电阻。

S.S.Mohan给出了多边形平面螺旋电感简洁又兼具精确的计算公式

1）串联电感

其中 KK1、 2是由电感金属导带形状来确定的常数，可以由下表得到， u0是真空磁导率，n 表示金属导带的圈数，davg表示的是金属导带内径和外径的平均值。ρ 代表了线圈填充率，公式为

2）串联电阻

3）寄生电容

Eox表示的为金属导带间的相对介电常数， tox表示的是金属导带交叉的地方

4）衬底的寄生参数

电感导带与介质衬底之间的寄生电容

电感导带与介质之间的寄生电容、寄生电阻

Csub与 Gsub分别为衬底的单位电容的电导

b.仿真计算

也可以通过电磁场仿真软件计算，得到平面集总元件的有效感值和容值。

在HFSS仿真软件中建模，通过公式计算有效电感值

公式：

电容

a.MIM电容等效电路和计算公式

介质层的厚度为 d；S 为上下两极板面积；介质的介电常数为Er，空气的介电常数为E0

b.仿真计算

同样可以通过电磁场仿真软件建模计算，得到有效电容值和物理尺寸的关系曲线。公式如下