MLPF - WB55 - 01E3：2.4 GHz低通濾波器的深度解析

在當今的電子設計領域，濾波器的性能對于系統的整體表現起著關鍵作用。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系列微控制器而設計，具有諸多出色特性。

文件下載：MLPF-WB55-01E3.pdf

一、產品概述

MLPF - WB55 - 01E3是一款專門為STM32WB55Cx/Rx、STM32WB50Cx、STM32WB35Cx和STM32WB30Cx等微控制器設計的2.4 GHz低通濾波器。它集成了阻抗匹配網絡和諧波濾波器，采用意法半導體的IPD技術，在非導電玻璃基板上優化了RF性能。

二、產品特點

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絡，能夠最大程度地提升STM32WB的RF性能。其LGA封裝兼容，天線側標稱阻抗為50Ω，為系統設計提供了便利。

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，插入損耗低，在2400 - 2500 MHz的頻率范圍內，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，該產品符合ECOPACK2標準，滿足環保要求。

2.4 應用場景廣泛

適用于藍牙5、OpenThread、Zigbee?和IEEE 802.15.4等無線通信標準，為多種無線應用提供了可靠的濾波解決方案。

三、產品特性參數

3.1 絕對額定值

在環境溫度為25°C時，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。這些參數為產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都表現出色。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品在不同頻率下的性能表現，有助于工程師在設計過程中進行參考和驗證。

五、封裝信息

5.1 Bumpless CSP封裝

該產品采用Bumpless CSP封裝，文檔詳細給出了封裝的機械數據，如芯片的X、Y尺寸，間距，焊盤尺寸以及基板厚度等參數。同時，還提供了封裝的標記、頂視圖和編帶包裝的相關信息。

5.2 焊盤描述

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

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。在實際設計中，需要盡可能遵循這些阻抗要求，并根據具體的PCB疊層情況對線路的物理尺寸進行調整。

6.2 鋼網開口設計

鋼網開口設計有相應的推薦方案，以確保焊膏的印刷質量。

6.3 焊膏選擇

推薦使用100μm厚度的鋼網進行焊膏印刷，選擇符合ANSI/J - STD - 004的無鹵助焊劑ROL0，“免清洗”焊膏。同時，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，推薦使用貼片機的引腳識別功能進行定位，標準公差為±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行底部光學控制，并在印刷、貼裝和回流焊過程中對PCB進行良好支撐。

6.5 PCB設計偏好

建議使用封閉過孔來控制焊膏量，合理平衡焊盤區域內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致的傾斜現象。

七、訂貨信息

產品的訂貨代碼為MLPF - WB55 - 01E3，標記為TS，采用Bumpless CSP封裝，重量為1.546 mg，基本數量為5000，交貨模式為7英寸編帶包裝。

八、修訂歷史

該文檔經歷了多次版本更新，從2018年的初始版本，到2020年插入了新的兼容產品型號，再到2022年增加了焊盤圖案相關內容，不斷進行完善和優化。

在實際的電子設計中，MLPF - WB55 - 01E3濾波器為STM32WB系列微控制器的無線應用提供了強大的支持。工程師們在使用這款濾波器時，需要充分考慮其各項特性和參數，嚴格遵循PCB組裝建議，以確保系統的性能和穩定性。各位工程師在實際應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？歡迎在評論區分享交流。