低通无铅薄膜RF/微波滤波器LP0603系列：设计与测试详解

在当今的电子设备中，射频（RF）和微波滤波器是至关重要的组件，它们能够有效地筛选信号频率，保证系统性能。今天，我们就来深入探讨AVX的LP0603系列低通无铅薄膜RF/微波滤波器，分享这款滤波器的设计特点、应用场景以及测试方法等内容。

文件下载：LP0603N5200ANTR.pdf

1. LP0603系列滤波器概述

LP0603系列滤波器采用集成薄膜（ITF）无铅焊球栅阵列（LGA）封装，基于薄膜多层技术制造。这种技术使得滤波器不仅体积小巧，还具备出色的高频性能和坚固的结构，非常适合可靠的自动化组装。

1.1 优势特点

• 尺寸：采用0603超小型尺寸，适合对空间要求苛刻的设计。
• 频率范围：覆盖了900MHz - 5.5GHz的宽广频率范围，能满足多种高频无线系统的需求。
• 低损耗：插入损耗低，典型值在0.2 - 0.3dB之间（最大值为0.5dB），能最大限度减少信号损失。
• 低寄生效应：有效降低不必要的寄生参数影响，提高信号质量。
• 良好的散热性：能在一定程度上保证在高功率运行时的性能稳定性。
• 工作温度范围：-40°C至 +85°C，可适应较为恶劣的工作环境。
• 功率额定值：连续功率为3W，能满足大多数应用场景的功率需求。
• 无铅环保：符合RoHS标准，响应环保要求。
• LGA封装优势：具有固有的低外形、回流焊时自动对齐、可焊性好等优点。

1.2 应用场景

该系列滤波器适用于多种高频无线系统，如卫星电视接收器、GPS、车辆定位系统、无线局域网（WLAN）、射频识别（RFID）以及移动通信等领域。

2. 产品规格与电气特性

2.1 尺寸规格

滤波器的尺寸以毫米（英寸）为单位，底部视图和顶部视图的端子及方向都有明确规定。同时，还给出了推荐的焊盘布局尺寸，具体如下：	参数	尺寸
L	1.6 + 0.1 (0.063 + 0.004)
W	0.84 + 0.1 (0.033 + 0.004)
T	0.60 + 0.1 (0.024 + 0.004)
A	0.25 + 0.05 (0.010 + 0.002)
B	0.20 + 0.05 (0.008 + 0.002)
S	0.05 + 0.05 (0.002 + 0.002)

2.2 电气特性

不同型号的LP0603滤波器在频率范围、插入损耗、电压驻波比（VSWR）和衰减等方面有详细的电气参数表。例如LP0603A0902ANTR，频率范围为890 - 915MHz，插入损耗典型值为0.35dB（最大值0.5dB），VSWR最大值为1.4，在二次和三次谐波频率处有特定的衰减值。具体的各型号电气参数如下表：	P/N	Frequency Band [MHz]	I. Loss [dB]	VSWR max [dB]	Attentuation typ. [dB]
LP0603A0902ANTR	890 - 915	0.35 typ (0.5max)	1.4	25@2xF0 14@3xF0
LP0603A0947ANTR	935 - 960	0.35 typ (0.5max)	1.4	25@2xF0 17@3xF0
LP0603A1747ANTR	1710 - 1785	0.3typ (0.5max)	1.4	25@2xF0 17@3xF0
LP0603A1842ANTR	1805 - 1880	0.3 typ (0.5max)	1.4	27@2xF0 15@3xF0
LP0603A1880ANTR	1840 - 1920	0.3typ (0.5max)	1.4	25@2xF0 17@3xF0
LP0603A1950ANTR	1920 - 1980	0.3 typ (0.5max)	1.4	27@2xF0 15@3xF0
LP0603A2140ANTR	2110 - 2170	0.3typ (0.5max)	1.4	27@2xF0 17@3xF0
LP0603A2442ANTR	2412 - 2472	0.3 typ (0.5 max)	1.4	25@2xF0 17@3xF0
LP0603N3500ANTR	3400 - 3600	-0.3typ. -0.5 max.	1.4	30@2xF0 20@3xF0
LP0603N5200ANTR	5050 - 5350	-0.2typ. -0.5 max.	1.4	30@2xF0 20@3xF0
LP0603N5500ANTR	5350 - 5650	-0.2typ. -0.5 max.	1.4	30@2xF0 20@3xF0

3. 质量检测与端接

3.1 最终质量检测

成品滤波器会进行100%的电气参数和外观特性测试。每个生产批次还会进行抽样评估，包括静态湿度测试（85°C，85%相对湿度，持续160小时）和耐久性测试（125°C，红外环境，持续4小时）。

3.2 端接

滤波器采用镍/无铅焊料涂层，兼容多种自动焊接技术，如回流焊、波峰焊、汽相焊和手工焊接。同时，它符合RoHS标准，是环保型组件。

4. 测试夹具与测量过程

4.1 测试夹具概述

为了准确测试LP0603系列滤波器的性能，专门设计了测试夹具。该夹具使用矢量网络分析仪（VNA）进行测试，由介电基板、50Ω微带线和底部接地平面组成，接地平面与微带线间距为0.127mm。

4.2 夹具组件

• 基板：采用Neltec的NH9338ST0127C1BC（或类似）材料。
• 连接器：SMA型（母头），‘Johnson Components Inc.’的产品编号为142 - 0701 - 841（或类似）。

4.3 测量过程

• 首先，将VNA设置到相关的频率范围。
• 然后，在连接到端口2的夹具端子上使用10dB衰减器通过RF电缆连接VNA。
• 接着，使用校准夹具进行全2端口校准。校准夹具包含开路、短路和直通线路，负载校准可通过50Ω SMA端接实现。
• 最后，按照VNA的操作手册进行测量操作。

5. 总结与思考

LP0603系列低通无铅薄膜RF/微波滤波器凭借其优秀的特性和性能，在众多高频无线应用中具有重要的价值。作为电子工程师，在实际设计中需要根据具体的应用场景和需求，合理选择滤波器型号，并注意焊接工艺和测试方法。大家在使用这类滤波器时，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的设计经验呢？欢迎在评论区分享交流。