MLPF - WB55 - 01E3：2.4 GHz低通濾波器的深度解析

在當(dāng)今的電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，濾波器的性能對于系統(tǒng)的整體表現(xiàn)起著關(guān)鍵作用。今天，我們要深入探討的是STMicroelectronics推出的一款2.4 GHz低通濾波器——MLPF - WB55 - 01E3，它專為匹配STM32WB系列微控制器而設(shè)計(jì)，具有諸多出色特性。

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一、產(chǎn)品概述

MLPF - WB55 - 01E3是一款專門為STM32WB55Cx/Rx、STM32WB50Cx、STM32WB35Cx和STM32WB30Cx等微控制器設(shè)計(jì)的2.4 GHz低通濾波器。它集成了阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和諧波濾波器，采用意法半導(dǎo)體的IPD技術(shù)，在非導(dǎo)電玻璃基板上優(yōu)化了RF性能。

二、產(chǎn)品特點(diǎn)

2.1 匹配特性

該濾波器集成了與STM32WB系列微控制器的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，能夠最大程度地提升STM32WB的RF性能。其LGA封裝兼容，天線側(cè)標(biāo)稱阻抗為50Ω，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了便利。

2.2 濾波性能

具備深度諧波抑制功能，能夠有效濾除諧波干擾。同時(shí)，插入損耗低，在2400 - 2500 MHz的頻率范圍內(nèi)，典型插入損耗僅為0.90 dB，最大不超過1.1 dB，確保了信號的有效傳輸。

2.3 物理特性

尺寸小巧，厚度不超過450μm，適合對空間要求較高的應(yīng)用場景。此外，它還具有高RF性能，能夠降低RF物料清單（BOM）和占用面積。并且，該產(chǎn)品符合ECOPACK2標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。

2.4 應(yīng)用場景廣泛

適用于藍(lán)牙5、OpenThread、Zigbee?和IEEE 802.15.4等無線通信標(biāo)準(zhǔn)，為多種無線應(yīng)用提供了可靠的濾波解決方案。

三、產(chǎn)品特性參數(shù)

3.1 絕對額定值

在環(huán)境溫度為25°C時(shí)，輸入功率RFIN最大為10 dBm；人體模型（JESD22 - A114 - C）的ESD額定值為2000 V，機(jī)器模型的ESD額定值為200 V；最大工作溫度范圍為 - 40°C至 + 105°C。這些參數(shù)為產(chǎn)品的安全使用提供了重要參考。

3.2 阻抗特性

STM32WB55xx單端阻抗與STM32WB系列微控制器相匹配，天線阻抗典型值為50Ω，最大偏差為±5Ω，確保了良好的信號傳輸和匹配效果。

3.3 電氣特性和RF性能

頻率范圍為2400 - 2500 MHz，插入損耗、輸入輸出回波損耗以及諧波抑制水平等參數(shù)都表現(xiàn)出色。例如，在二次諧波（2fo）處的衰減典型值為40 dB，三次諧波（3fo）處的衰減典型值為45 dB，有效抑制了諧波干擾。

四、RF測量

文檔中提供了一系列的RF測量圖表，包括傳輸、插入損耗、輸入輸出回波損耗以及各次諧波的衰減情況。這些圖表直觀地展示了產(chǎn)品在不同頻率下的性能表現(xiàn)，有助于工程師在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行參考和驗(yàn)證。

五、封裝信息

5.1 Bumpless CSP封裝

該產(chǎn)品采用Bumpless CSP封裝，文檔詳細(xì)給出了封裝的機(jī)械數(shù)據(jù)，如芯片的X、Y尺寸，間距，焊盤尺寸以及基板厚度等參數(shù)。同時(shí)，還提供了封裝的標(biāo)記、頂視圖和編帶包裝的相關(guān)信息。

5.2 焊盤描述

明確了各個(gè)焊盤的名稱和功能，如A1為天線輸出端（OUT），A3為STM32WB55 RF輸出端（IN），其余多個(gè)焊盤為接地端（GND），方便工程師進(jìn)行電路連接和設(shè)計(jì)。

六、PCB組裝建議

6.1 焊盤圖案

傳輸線的特性阻抗有明確要求，MLPF與天線之間的傳輸線特性阻抗為50Ω，STM32與MLPF之間的傳輸線特性阻抗為62Ω。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要盡可能遵循這些阻抗要求，并根據(jù)具體的PCB疊層情況對線路的物理尺寸進(jìn)行調(diào)整。

6.2 鋼網(wǎng)開口設(shè)計(jì)

鋼網(wǎng)開口設(shè)計(jì)有相應(yīng)的推薦方案，以確保焊膏的印刷質(zhì)量。

6.3 焊膏選擇

推薦使用100μm厚度的鋼網(wǎng)進(jìn)行焊膏印刷，選擇符合ANSI/J - STD - 004的無鹵助焊劑ROL0，“免清洗”焊膏。同時(shí)，要求焊膏具有高粘性，能夠抵抗PCB移動過程中的元件位移，且粉末顆粒尺寸為20 - 45μm。

6.4 元件放置

不建議手動定位元件，推薦使用貼片機(jī)的引腳識別功能進(jìn)行定位，標(biāo)準(zhǔn)公差為±0.05 mm，貼裝力為1.0 N。為提高封裝貼裝精度，可使用高分辨率工具進(jìn)行底部光學(xué)控制，并在印刷、貼裝和回流焊過程中對PCB進(jìn)行良好支撐。

6.5 PCB設(shè)計(jì)偏好

建議使用封閉過孔來控制焊膏量，合理平衡焊盤區(qū)域內(nèi)走線和開放過孔的位置，采用對稱布局，避免因焊膏流動不均導(dǎo)致的傾斜現(xiàn)象。

七、訂貨信息

產(chǎn)品的訂貨代碼為MLPF - WB55 - 01E3，標(biāo)記為TS，采用Bumpless CSP封裝，重量為1.546 mg，基本數(shù)量為5000，交貨模式為7英寸編帶包裝。

八、修訂歷史

該文檔經(jīng)歷了多次版本更新，從2018年的初始版本，到2020年插入了新的兼容產(chǎn)品型號，再到2022年增加了焊盤圖案相關(guān)內(nèi)容，不斷進(jìn)行完善和優(yōu)化。

在實(shí)際的電子設(shè)計(jì)中，MLPF - WB55 - 01E3濾波器為STM32WB系列微控制器的無線應(yīng)用提供了強(qiáng)大的支持。工程師們在使用這款濾波器時(shí)，需要充分考慮其各項(xiàng)特性和參數(shù)，嚴(yán)格遵循PCB組裝建議，以確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。各位工程師在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似濾波器的使用難題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。