疊層片式LC器件設(shè)計與射頻等效電路模型研究.pdf

1、低溫共燒陶瓷與鐵氧體(LTCC<CF)技術(shù)可以滿足現(xiàn)代電子系統(tǒng)高頻化、小型化、低成本化的發(fā)展要求,目前它已經(jīng)成為實現(xiàn)射頻無源元件集成的關(guān)鍵主流技術(shù)。本論文主要對無源集成基礎(chǔ)技術(shù)進行研究,主要圍繞LTCC<CF技術(shù)中的工藝摸索、無源元件設(shè)計與高頻模型化這三部分關(guān)鍵共性基礎(chǔ)技術(shù)展開研究工作。利用Ansoft HFSS軟件仿真疊層片式鐵氧體電感、陶瓷電感和電容的結(jié)構(gòu)參數(shù)對元件性能的影響,得出了一些有設(shè)計參考價值的結(jié)果。擬合出0805尺

2、寸一定長寬比的螺旋電極條件下疊層片式螺旋鐵氧體電感的估算公式。設(shè)計制作了0805電感電容元件的絲網(wǎng)并實驗制作550nH電感、150nH電感、35pF電容樣品,測試結(jié)果與理論設(shè)計基本相符。通過分析元件的微觀結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)影響元件參數(shù)的關(guān)鍵原因之一在于工藝中的圖形對準(zhǔn)。利用相同的絲網(wǎng),進行了基本的無源集成技術(shù)研究,設(shè)計并制作了截止頻率分別為70MHz,120MHz,230MHz無源集成低通π型LC濾波器,并制作測試夾具測量濾波器性能,濾波器的截

3、止頻率與設(shè)計值相比基本一致,只存在較小的偏差,說明集成模塊中的L、C元件值的參數(shù)設(shè)計是正確的,進一步驗證了在低頻下對器件參數(shù)設(shè)計仿真結(jié)果的正確性。上述研究結(jié)果表明,利用HFSS等相關(guān)軟件可以有效地實現(xiàn)LTCC<CF中無源元件L、C的準(zhǔn)確設(shè)計,配合優(yōu)化的工藝可以制作出與設(shè)計值一致的器件。最后,在文獻(xiàn)查閱的基礎(chǔ)上,重點推導(dǎo)建立了電感元件高頻寬帶T等效電路模型。采用阻抗為75歐姆,對應(yīng)電長度π的頻率分別為2GHz,50Hz,8GHz的理想