谐振器|5G 毫米波滤波器，最佳方案是究竟是什么？( 三 ) 5g

“PCB 的厚度变化、材料介电常数的变化以及印刷时线宽的变化，都会改变通带频率。”Eddy 说。
此外还有其他考虑。Flemming 说：“材料特性确实会推动性能表现，但市场上的材料屈指可数。这些非常高 Q 值的共振陶瓷材料特殊，通常价格更高。历史上 MLCC（多层陶瓷帽）是一种合理的材料，但它们在 25 GHz 左右开始失效。”
诱人的玻璃工艺
由于毫米波频率的波长较短，因此在硅或其他材料中制作波导成为可能。“这几乎就像 MEMS，因为你正在创建这些通道，微波信号可以通过蚀刻区然后在硅晶片上进行金属化，”Vye 解释说。
3D Glass 通过光刻工艺在玻璃而非硅中制作波导，通过暴露在紫外线下选择性地将非晶玻璃转化为晶体，被转化的结晶玻璃（实际上是陶瓷）更适合蚀刻，更便于创建通孔特征。
“陶瓷在酸中的蚀刻速度比玻璃快 60 倍，”Flemming 说。“我们可以做空腔，但这是一个定时蚀刻，因为这种陶瓷层有玻璃贯穿其中。”
可以通过这种方式制造电感器等结构，也可以用这种方式创建带有谐振器的腔，用于毫米波滤波。
“我用金属线做谐振器，几乎蚀刻掉了所有玻璃，” Flemming 说。“因此我的谐振器大部分都漂浮在空中。由于 5G 毫米波的限制因素是材料，如果我能去除材料，并使其在空中漂浮且坚固耐用，就可以称之为取得成功。这条悬浮的带状线可以达到大约 40 到 50 GHz。我们展示了 10% 到 15% 的带宽，这是相当广泛的。”
这些充满空气的空腔可以延伸到更高的回程频率。“我们正在 70 到 150 GHz 范围内进行大量的客户开发，”他指出。“有人称之为 5G，有人称之为 6G。”
过去的过滤器设计涉及多种制造以优化性能，但是变量太多，要求也很严格，不过如今可以使用模拟工具，以便在构建滤波器之前对其结构进行优化。
“如何封装以及如何连接到电路的其他部分非常重要，”Vye 说。“人们放弃了对设计的经验测试，依赖 EM （电磁模拟）技术来进行设计。”
Cadence 此前使用 Microwave Office 设计和模拟 3D Glass，因此熟悉 3D Glass 的工作。“在一个非常低损耗的结构内有金属谐振器，这个结构由小玻璃基座悬浮的在空中，用来构建非常小的滤波器，尽管还没有声波滤波器那样小，”Vye 说。
结论
玻璃工艺的经济性是诱人的。考虑到对体积的需求，可以使用面板代替晶圆。一个 9' x 9' 面板可以安装很多滤波器，因此，虽然今天的工作是在 6 英寸和 8 英寸晶圆上进行，而且一些客户希望转向 12 英寸晶圆，但他们看到了一条降低成本的清晰路径。
虽然还有一些令人兴奋的可能性即将出现，但这些可能性还没有准备好进行商业生产，在过滤技术领域尚未出现真正的赢家。
5G 手机中的毫米波尚未完全实现，因此还有一些时间。但需要注意的是，行业目前面临的问题是制定一个可靠的计划和路线图，而不是一些可能奏效的有趣想法。雷锋网雷锋网
雷锋网编译自Semiengineering