滤波器主要是通过电容、电感、电阻等元件组合移除信号中不需要的频率分量，保留所需要的频率分量，传输特定的筛选后的信号，消除频带间相互干扰。射频（RF）滤波器是射频前端芯片市场份额最大的细分领域，RF 滤波器包括了 SAW（声表面滤波器）、BAW（体声波滤波器）、陶瓷滤波器（LTCC 滤波器）、IPD（Integrated Passive Devices）等。随着全面屏及手机轻薄化，频率资源拥挤化，使得高性能的滤波器愈发重要。SAW、BAW 滤波器是目前手机应用的主流滤波器，5G 时期滤波器用量成倍增加，对器件尺寸、重量、发热性能、价格提出更高要求，陶瓷介质滤波器凭借其小型化、轻量化、低损耗、温度稳定、性价比高等特点在 5G 应用中存在优势。
图 射频滤波器的主流技术及应用频率，来源：murata
（1）SAW 滤波器
SAW 滤波器又称声表面波滤波器，主要由压电材料和两个叉指换能器组成。其主要原理是在一块具有压电效应的材料基片上蒸发一层金属膜，然后经过光刻在两端形成一对叉指形电极。输入端换能器将电信号转换为振动（声）信号，经过压电材料，其振幅随着深入基片深度的增加而快速减少，故基本只有在表面传播的声信号会传递到输出端，再通过输出端的换能器转化为电信号，通过叉指换能器的间距，来控制可通过的中心频率大小，从而实现滤波作用。
SAW 滤波器由于采取半导体工艺，相较于传统的介质滤波器，体积大幅缩小，且一致性也优于介质滤波器。而相较于传统的 LC 滤波器，SAW 滤波器综合性能更加优异，因此 SAW 滤波器大量地应用在手机的射频前端领域。
图 SAW和TC-SAW，来源：Qorvo
然而 SAW 滤波器的频率特性却受限 IDT 的间距大小，根据 Qorvo 的表述，SAW 在 1GHz 以上的频率时性能开始逐步降低，在 2.5GHz 上 SAW 的性能就会变得较为普通。同时 SAW 滤波器还具备温度敏感特性，随着温度的变化，压电材料上声波的传输速度会改变，因此导致中心频率会产生漂移。许多厂商针对温飘的问题而提出了 TC-SAW（带温度补偿的 SAW），其原理是在 IDT 的结构上另涂覆一层在温度升高时刚度会加强的涂层，用以抵消压电材料的温度特性。由于温度补偿工艺需要加倍的掩模层，因此制造成本也会更高。
（2）BAW 滤波器
BAW 滤波器，又称为体声波滤波器，其声波的传输方向为纵向，而不是停留在表面。BAW 滤波器采用石英晶体作为基板，声波垂直传播。基本结构是两个金属电极夹着压电薄膜（Quartz substrate 在 2GHz 下厚度为 2um），声波在压电薄膜里震荡形成驻波（standing wave）。板坯厚度和电极质量（mass）决定共振频率。
图 BAW滤波器
BAW 滤波器适用于高频（1.5GHz 以上有优势），且尺寸会随频率升高而缩小，对温度变化不敏感，拥有极低损耗与陡峭的滤波器裙边。其工艺与成本比 SAW/TC-SAW 复杂，价格也更高昂，其压电层的厚度必须在几微米量级，因此，要在载体基板上采用薄膜沉积和微机械加工技术实现谐振器结构。
（3）LTCC 滤波器
LTCC（低温共烧陶瓷，Low Temperature Co-fired Ceramic）滤波器是通过高精度印刷叠层技术及低温烧结技术等多种工艺过程而制成的多层陶瓷滤波器。基于这种工艺平台，可以设计和制造从很低的频率（10MHz 到 100GHz）到很高的频率（100GHz 甚至太赫兹）的各种滤波器。
图 LTCC滤波器，来源：Mini-Circuits
LTCC 滤波器产品具有优良的高频、高速传输以及宽通带的特性，此外 LTCC 滤波器尺寸小、性能优、可靠性高、成本低、抗电磁干扰好、不必另加封装。陶瓷材料的介电常数可以从 4.8 到 70 可选，高介电常数对应低频应用，低介电常数对应高频应用。
LTCC 滤波器优势：
（1）灵活性
陶瓷材料具有优良的高频、高速传输以及宽通带的特性。根据配料的不同， LTCC 材料的介电常数可以在很大范围内变动，配合使用高电导率的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因数，增加了电路设计的灵活性。
（2）使用寿命长
可以适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通 PCB 电路基板更优良的热传导性，极大地优化了电子设备的散热设计，可靠性高，可应用于恶劣环境，延长了其使用寿命。
（3）体积小
可以制作层数很高的电路基板，并可将多个无源元件埋入其中，免除了封装组件的成本，在层数很高的三维电路基板上，实现无源和有源的集成，有利于提高电路的组装密度，进一步减小体积和重量。
（4）兼容性
与其他多层布线技术具有良好的兼容性，例如将 LTCC 与薄膜布线技术结合可实现更高组装密度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件。
（5）成本控制、环保
非连续式的生产工艺，便于成品制成前对每一层布线和互连通孔进行质量检查，有利于提高多层基板的成品率和质量，缩短生产周期，降低成本节能、节材、绿色、环保已经成为元件行业发展势不可挡的潮流，LTCC 也正是迎合了这一发展需求，最大程度上降低了原料，废料和生产过程中带来的环境污染.
低温共烧陶瓷（LTCC）技术是实现射频器件小型化、高频化的重要技术，基于LTCC技术的多层片式射频滤波器，在5G通信基站及终端、智能手机、物联网等领域的射频和无线交互系统中广泛应用，产品具有优秀的电性能和良好的可靠性。
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