基于LTCC工藝的疊層片式功分器設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、Co2Z型鐵氧體材料是一種在高頻下具有高磁導(dǎo)率、高截止頻率、低損耗和高溫度穩(wěn)定性等優(yōu)良性能的材料，成為高頻片式器件理想的基板材料。而摻入Sr2+離子之后，其高頻性能將大大提高，本文研究的體系便是Co2Z型鋇鍶鐵氧體材料。首先是研究固相法制備工藝對該材料性能的影響，改變預(yù)燒溫度、燒結(jié)溫度和燒結(jié)氣氛等參數(shù)，并對樣品相結(jié)構(gòu)、微觀形貌和磁性能進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最佳預(yù)燒溫度為1270℃，最佳燒結(jié)溫度為1240℃，燒結(jié)氣氛選擇氧氣為宜。為了實(shí)現(xiàn)

2、Co2Z型鐵氧體材料與先進(jìn)的LTCC封裝技術(shù)相結(jié)合，本文對該材料低溫?zé)Y(jié)工藝進(jìn)行了研究，分別使用化學(xué)法和固相氧化物摻雜法制備材料，對性能進(jìn)行測試，研究發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)使用化學(xué)法無法將Co2Z材料的燒結(jié)溫度降到900℃，而使用低熔點(diǎn)氧化物摻雜可有效降低材料的燒結(jié)溫度，最終使用復(fù)合摻雜4％Bi2O3、2%CuO和1%V2O5時，材料可在900℃燒結(jié)并且性能優(yōu)良，此時物相較純，晶粒均勻細(xì)小，起始磁導(dǎo)率為3.5左右。最后基于該材料設(shè)計(jì)高頻片式電感和片

3、式Wilkinson二等分功分器，利用三維電磁場仿真軟件HFSS建立模型，對片式電感和功分器進(jìn)行仿真、分析。結(jié)果表明，采用該類材料設(shè)計(jì)制備的片式電感比陶瓷材料具有更高的電感量，在1GHz時單匝線圈的電感量為7.5nH。對功分器的設(shè)計(jì)表明，在中心頻率1GHz，帶寬為200MHz范圍內(nèi)，器件性能較優(yōu)，插入損耗小于3.5dB，隔離度和回波損耗都大于20dB，這表明了利用Co2Z型鐵氧體材料設(shè)計(jì)制備片式Wilkinson功分器具有理論上的可行性