濾波器不良特性分析與探討

在 2.3 節與 2.4 節中，我們完成了 BPF 濾波器和 LPF 濾波器的設計，但是在 量測的數據與 EM 模擬的結果有一些差異性，因此為了找出發生的原因，我們將 LTCC 的模組做切片的檢查，如圖 2.26 所示，為 BPF 濾波器的切片實體圖。

(a)

(b)

圖 2.26 BPF 濾波器實體切片圖(單位: mm)

由於 LTCC 的製程在完成後，模組與內部金屬導體在長度及寬度會有縮小化的 現象，從圖 2.26 中可以得到驗證。黑色的字體為 EM 模擬時所設計的尺寸，藍色 字體為實際 LTCC 製造出來的尺寸，可以發現在寬度方面會有 15%～20%的縮小率，

長度上也有 1%～7%的縮小化。這些金屬導體的縮小都會影響元件電容及電感值的 改變，導致濾波器的特性變差，進而影響極點與零點產生的位置。在圖 2.27 的 LPF 濾波器實體切片圖中同樣有這樣的現象產生，因此當我們了解 LTCC 內部金屬導體 縮小的趨勢之後，可以利用 EM 模擬軟體作細部的微調，並且重新下線，經過這種 反覆的程序之後，所製作的濾波器的特性可以更加接近模擬的結果。近年來在 LTCC 的製程上，更有開發無縮小化的製程，精確度在 1%以內，將更能減少因製程所造 成的誤差及提高生產的良率。

(a)

(b)

圖 2.27 LPF 濾波器實體切片圖(單位: mm)

另一個影響濾波器特性的因素是鎊線的長度，由於我們是利用人工的方式去 做鎊線的動作，在鎊線的高度上無法精確的去掌握，導致長度過長或過短，都會 影響濾波器的特性。所以如果利用自動鎊線機來做鎊線的動作，將能夠更正確的 掌握鎊線的電感效應。圖 2.28 為 BPF 濾波器鎊線等效電感的比較圖(Ideal Simulation)，將等效鎊線的電感值從 1 nH 換成 2 nH，從圖可以清楚的了解到換 成 2 nH 後，整個反射損失變的非常的大，入射損失稍微的增加，但是對零點並不 會有太大的改變。

圖 2.29 顯示的是 LPF 濾波器鎊線等效電感的比較圖(Ideal Simulation)，同 樣將等效鎊線的電感值從 1 nH 換成 2 nH，從圖可以清楚的了解到換成 2 nH 後，

整個反應與 BPF 濾波器是一致的。整個反射損失變的非常的大，入射損失稍微的 增加，但是對零點並不會有太大的改變。

圖 2.29 LPF 濾波器的鎊線等效電感比較圖

所以從 LTCC 的切片分析到不同鎊線等效電感的分析，我們所得到的結論是：

在 BPF 和 LPF 濾波器的反射損失變大的主要原因是由於實際鎊線等效電感的感值 大於我們所模擬的電感值(1 nH)，這可以透過我們再次的模擬做修改，而得到改 善。在 LTCC 的製程上可以透過無縮小化的製程，或重覆的模擬與實作，來改善傳 輸零點與極點的位置，符合我們想要的特性。