采用塑料材质制作滤波器腔体的方案

一、塑料滤波器发展现状

因为金属非常好的反射电磁波的特性，而且热膨胀系数特别低，目前，腔体滤波器一般采用铝、铜等贵重金属制作，但由于重量大且成本高，随着5G通信的发展以及滤波器行业的竞争加剧，滤波器厂商在不断地研究开发各种减重降本的方案。

采用塑料材质制作滤波器腔体的方案是一种比较合理的方案，塑料滤波器以其相对于金属较轻的重量和可靠性越来越受到各家的重视。目前，凡谷、春兴、威富通讯、科创新源等企业都有对塑料滤波器替代金属滤波器的方案进行研发验证。

众所周知，塑料的热传导性能比金属要差，在腔体滤波器的使用过程中，积聚在塑料腔体内部的热量不能及时散发出去，会导致局部温度越来越高而使产品失效，尤其对于大功率滤波器而言，塑料腔体内部在短时间内会积聚较多热量，导致腔体滤波器的电气性能指标下降，不能满足工作需求。

因此，塑料滤波器在功率要求不高的场合下，其自身散热结构能满足需要，稍大功率的滤波器无法采用塑料腔体方案以降低生产成本，散热问题制约着塑料滤波器的发展。

为解决塑料腔体的散热问题，滤波器厂商通过增加金属散热件将滤波器的主要散热部分的热量及时导出到腔体外部，以期降低塑料腔体的内部的温度，避免滤波器在使用过程中热量不断聚集而失效，但是在实际制作时，由于塑料滤波器中的塑料件和金属散热件两种材料本身的热膨胀系数不一样，会影响滤波器的温度偏移性能。

由此可见，适用于生产5G通信的腔体滤波器的塑料材料性能就需要具有与铝合金相近的线性热膨胀系数，介电常数低且稳定，优良的耐热性和尺寸稳定性等特点，能通过塑料电镀达到替换金属腔体的目的。

二.塑料滤波器材料要求

1、高的刚性和模量，以及与铝合金相近的线性热膨胀系数，来保证在高温时腔体的尺寸精度和表面镀层的结合强度。

2 、介电常数低且稳定，适于5G通讯对低介电材料的要求；

3、耐高温，满足其高温回流焊的要求

4、尺寸稳定性良好，模塑收缩小，高低温变化形变小；

5、优良的散热性，能及时将热量传递出去，从而降低了制件热变形的可能，又降低了材料热老化降解的可能；

6、优异的电镀性能， 以确保产品在工作寿命期间的镀层结合强度和电学性能，能通过塑料电镀达到替换金属腔体的目的。

三.塑料滤波器特性介绍（sabic的PEI 材料做成的塑料滤波器进行对比）

1.重量方面: PEI的密度是1.6，铝合金的密度是2.7，重量方面可以减少40%

2.成本方面，塑料滤波器的腔体注塑成型，外加电镀，成本大概低10%~20%

3.Q值方面: PEI 塑料滤波器的Q值大概是1500，离子电镀的塑料滤波器比化学电镀的塑料滤波器Q值高些，金属滤波器的Q值比塑料滤波器的高一倍左右

4.散热方面:塑料的散热性能很差，导热率是0.2左右，金属滤波器的导热率是110左右。当前出现的塑料滤波器一般都用在单路5W左右的小功率上，大功率的受限。

5.插损方面:虽然实测塑料滤波器的插损接近金属滤波器，塑料滤波器的性能差一些。

6.电镀方面: 塑料滤波器一般有离子镀和化学镀，离子镀的Q值会更好些。

7.线性彭胀系数:塑料滤波器的线性膨胀系数垂直于注塑方向的线性膨胀系数为30+，注塑方向为23，与铝材的线性膨胀系数23接近。

8. 长期可靠性测试:  塑料滤波器一般进行双85测试1000小时，-45到85°C的温循，以及振动测试。

审核编辑：刘清