图1 在硅基板上制作的IPD的电感和电容
利用硅基IPD技能，一个0201 SMD器件的面积（0.15mm2）内可以产生25.0nH的电感，或者50.0pF的电容。换言之，对付容量小于25.0nH的电感或小于50.0pF的电容，IPD器件/电路方案的形状尺寸比0201器件更小。当涉及到射频功能块时，IPD方案常常会胜出，个中有多种缘故原由。首先，只管硅基IPD制成的电感也必须利用螺旋形式，但它可以利用更小的线宽和隔离空间。其余，高电阻的硅基片上许可制成具有更高品质因子的电感。因而，一个IPD电感的质量和形状系数可以与SMD器件媲美；第二，电容尤其是小容量电容（RF运用中）更随意马虎建在IPD中；末了，与PCB上连接SMD器件，或者LTCC内部连接比较较，硅基板上的互连路径更短。这里有一个例子，对付一个超宽频（UWB）运用滤波器，现有的LTCC滤波器尺寸是3.2mm×2.5mm×0.8mm，如果在IPD中利用相同的布局来实现，尺寸将会是1.6mm×1.0mm×0.5mm（图2）。IPD滤波器除了具有更薄的形状以外，尺寸缩小了5倍。
图2 LTCC滤波器(a)和IPD滤波器(b)尺寸比较我们也对其它情形进行了比较，总而言之，对付滤波器（比如LPF 或 BPF）， IPD可以得到小五倍的形状，对付不平衡变压器，利用IPD的形状可小两倍。其余还有一种方法，通过利用嵌入式电感（层压板内部）和SMT电容来制作滤波器这类功能块。这样做的结果是，除了占用面积超过LTCC或IPD以外，在性能方面也有局限。此外，由于组装一个整体的集成功能块的过程被拆分成两部分（PCB电感和SMT电容），封装要得到好的良率就必须对组装工艺提出更严格的哀求。SMT器件具有大小不同的尺寸。在射频模块运用中，当前最常用的是0201。
更小尺寸的01005器件刚刚涌现，但是它们常日比较昂贵而且器件值也有限。这些SMT器件的贴放常日利用高速贴片机，然后通过回流焊接在层压板上。
图3 一个RF模块中，IPD键合在层压基板上(a)，或IPD倒装在基板上IPD可以是裸芯片形式或凸点器件，然后通过引线键合或倒装焊接到基板上（图3）。
凸点IPD芯片可以和SMT器件一起利用高速贴片机进行贴放，贴装完成后，其它芯片可以通过引线键合直接放到基板上。示例研究＃1—— GSM匹配电路在一个RF吸收器中，须要利用一些匹配电路，来提高PA和LNA这些有源电路的性能。这些匹配电路包括RCL器件。由于考虑本钱和性能，这些RCL器件可以从芯片中去除，并通过SMD或IPD形式实现。我们对一个客户的GSM传送模块利用片外匹配器，并进行了比拟研究。在该模块中，有73个用于匹配电路和DC解耦的无源器件，如果只利用SMD元件（假设所有器件可选用0201），封装尺寸将是11mm×11mm。然而，如果某些器件用IPD形式实现，模块的尺寸可以得到明显的缩小（表1）。
表1 SMD和IPD方案封装尺寸的比较
对付这些GSM的低频（860MHz）和高频（1800MHz）匹配器，IPD方法非常适宜。除了一些大容量的解耦电容，55个RCL可以制作在一个尺寸更小的IPD网络中，封装大小可以达到7mm×7mm。为了简化，布线的繁芜度在所有的示例中没有考虑。应该把稳到，IPD网络是被当作一个集成芯片来对待的，由于它的形状系数和厚度都与一个集成电路附近。IPD网络与传送芯片堆叠，虽然增加了模块的厚度，但由于IPD仅仅0.25mm厚，对厚度的增加没有明显的影响。因此，IPD封装堆叠节省了空间，并可以通过引线键合或者倒装焊的形式，堆叠在其余一个芯片的上方或下方。
示例研究#2 —— GSM不平衡变压电路（Balun Circuits）为了抑制噪声和提高PA性能，常常对PA采取微分输出设置，因而，须要一个变压器，来将单步端转换到微分端。然而，业界能供应的变压用具有固定的阻抗变压比，例如50.0～100.0Ω变压器或50.0～200.0Ω变压器。大多数的PA具有低的输出阻抗，以传送高功率。这就须要在变压器和PA之间设置一个匹配电路，如图5（b）所示。在该例中，功率放大器（PA）输出匹配电路和变压器功能块，被用来展示利用IPD技能的功效。
图4 两种方案的封装比较
运用中有GSM低频（860MHz）和GSM高频（1800MHz）电路。对每个频带，有一个匹配电路和一个变压器，将一个微分功放输出转换到单步端输出（50.0Ω）。该产品现有形式中，客户利用了标准芯片多层LTCC变压器，尺寸分别为2.0mm×1.25mm×0.95mm和1.6mm×0.8mm×0.6mm。由于标准的变压器有50.0～200.0Ω阻抗转换，和特定的功放输出阻抗不匹配，该模块须要一个独立的匹配电路（4 RCL器件）在功放和变压器之间。现有的LTCC+SMD的办理方案如表2所示。
表2 利用IPD和分离器件的面积比较
由于可以设计一个IPD变压器来匹配任何的功放输出阻抗，因此没有必要利用独立的匹配电路（每个频带4个RCL）。换言之，匹配功能可以嵌入到Balun变压器中。IPD方案的整体尺寸为2.5mm2，大约比现有的LTCC+SMD方案的尺寸小四倍。除此之外，IPD匹配器和变压器电路只有大约0.25mm高，这也比离散的LTCC器件薄
图5 （a）GSM高低频段中的IPD Balun。
尺寸为1.5mmX1.0mm和1.0mmX1.0mm。匹配的功能已经嵌入在Balun变压器中；
（b）输出匹配电路和变压器功能块办理方案示意该IPD办理方案完备去除了在匹配器和变压器模块中利用SMD器件，它不仅使面积缩小了四倍，而且大大降落了封装过程的本钱。由于其集成在一个IPD模块中，而非利用一个LTCC分离器件Balun变压器和四个RCL，良率和工艺变革的影响都得到改进。
结论
关于射频封装的空想办理方案近年来有许多研究，最主要的是要在本钱、体积和性能需求之间钻营平衡。只管引线框架技能中已取得显著的进展，而LTCC基板性能也已经得到提升，但是，在绝大多数的运用中，利用IPD集成和层压基板的技能还是最好的整体办理方案。层压基板低本钱、灵巧性高、具有成熟的供应链和快速的制造周期。IPD可以制作出卓越的射频功能块，并能够象芯片或SMT器件一样方便地贴装在层压基板上。将层压基板和IPD结合在一起，为射频办理方案供应了一个非常广阔的范围。本文中所研究的两个GSM运用实例，仅仅在于解释范例的尺寸缩减，该技能同样可以运用在移动电视、GPS、WLAN和WiMax等设备的射频电路运用中。
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