系统级封装中无源器件的小型化是SiP小型化的关键,硅基无源集成(IPD)技术具有体积小、一致性好、集成度与可靠性高等优势,使其成为无源器件集成的首选方案。滤波器的集成是首要问题之一,由于硅上电感品质因数不高,使得集成的滤波器性能受限,特别是在窄带应用中这个问题凸显。针对这一情况,本文在深入理解IPD工艺结构和电参数特性的基础上,将电路设计和工艺紧密结合,开展硅基带通滤波器集成设计研究,主要包含以下三个方面:1.利用三维电磁仿真软件,建立了平面螺旋电感结构的参数化模型。通过仿真分析了电感几何参数如圈数、内径、线宽、线间距等对其电特性的影响;且通过仿真验证了切角、多电流路径等电感Q值优化的途径。然后,在深入理解硅基IPD工艺结构与电特性关系的基础上,提出新颖的四电感互耦结构,建立了设计带通滤波器的物理版图基础。2.针对难以获取频变耦合矩阵的问题,提出一种基于矩阵广义特征值的优化方法,采用该方法求解出频变耦合带通滤波器的耦合矩阵。该耦合矩阵结构、阵元值分别与滤波器拓扑结构、谐振单元间耦合系数对应,这建立了设计频变交叉耦合滤波器的结构基础。3.分析了频变耦合形成的传输零点的分布特性,总结了二阶频变耦合滤波器的集总电路形式。基于提出的四电感互耦合结构和综合处的频变耦合矩阵,采用集总谐振器,分布式互感器耦合的带通滤波器设计方法,设计并优化出两款紧凑的带通滤波器,尺寸仅1.5×1mm2。然后对滤波器进行流片,并将样品测试。测试数据中,两个滤波器均具有较低的带内插损和较高的带外抑制,表明该方法适于硅上窄带滤波器的集成。且测试与仿真曲线吻合,表明建立的硅基IPD仿真模型准确。