微波毫米波LTCC關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、多芯片組件(MCM,Multichip-Module)技術(shù)是減小系統(tǒng)體積和重量、提高系統(tǒng)性能的有效途徑，其應用已從軍事、航天和大型計算機普及到汽車、通信、工業(yè)裝置、儀器與醫(yī)療設備等電子系統(tǒng)產(chǎn)品上。目前多芯片組件技術(shù)中最有發(fā)展優(yōu)勢的是低溫共燒陶瓷技術(shù)(LTCC,Low Temperature Co-fired Ceramic)，因其在微波和毫米波頻段應用具有低損耗，高集成度，低成本等特點，近些年來發(fā)展迅速。隨著微波毫米波系統(tǒng)對模塊小型化集

2、成化的需求日益增長，LTCC的無源電路結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)封裝設計等技術(shù)成為發(fā)揮其優(yōu)勢的關(guān)鍵。 本文針對LTCC技術(shù)在微波毫米波應用中所遇到的關(guān)鍵問題展開研究，取得了一些有益的結(jié)論。主要的研究工作如下： 1．LTCC微波毫米波模塊間垂直互連：為了實現(xiàn)高密度互連，本文采用面互連形式，利用毛鈕扣(Fuzz Button)彈性連接器進行連接。文中分析了微波頻段的三線毛鈕扣互連特性，并通過電容和電感補償改善其性能。而對于毫米波頻段的模塊互

3、連，本文提出了一種新穎的垂直互連結(jié)構(gòu)形式，利用LTCC基板的優(yōu)勢，在LTCC基板上制作介質(zhì)集成波導(SIW)，與毛紐扣連接器形成介質(zhì)集成波導到同軸過渡結(jié)構(gòu)實現(xiàn)新型互連結(jié)構(gòu)，利用Y分支SIW結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了寬帶互連。 2．寬帶過渡結(jié)構(gòu)：由于LTCC工藝所限，不規(guī)則基板形狀加工困難。此外，密閉封裝和高可靠性過渡對于系統(tǒng)集成非常重要。對于傳統(tǒng)的探針過渡，脊波導過渡等不適用于在LTCC技術(shù)中實現(xiàn)到金屬波導的過渡。本文提出了兩種新型過渡結(jié)構(gòu)。第

4、一種過渡結(jié)構(gòu)采用槽耦合與諧振貼片相結(jié)合實現(xiàn)毫米波LTCC組件中波導到微帶過渡，為了進一步增加帶寬，對該結(jié)構(gòu)進行了改進，貼片數(shù)目增加到三個，并且進行了加工測試，效果比較理想。第二種過渡結(jié)構(gòu)采用介質(zhì)集成波導結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了到金屬波導的毫米波寬帶過渡，該結(jié)構(gòu)可以方便的在LTCC基板上實現(xiàn)。 3．互連建模研究：隨著多芯片組件密度的不斷提高，互連的不連續(xù)性成為制約整體性能的瓶頸。因此，對互連進行仿真和建模，對于微波多芯片組件的設計有著重要的意義

5、。本文首次將支持向量機(SVM)回歸引入微波LTCC建模領(lǐng)域，對支持向量機基本原理作了詳細的闡述，并與傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡建模技術(shù)進行了比較，說明了支持向量機建模的優(yōu)勢。文中分別對LTCC層間互連和模塊間互連進行了建模，說明了支持向量機回歸方法在多芯片組件建模的可行性及其優(yōu)勢。 4．LTCC系統(tǒng)設計：多芯片組件特別是LTCC最大的優(yōu)勢就是可以在單個共燒基板上實現(xiàn)高密度系統(tǒng)封裝。本文采用LTCC技術(shù)設計實現(xiàn)了毫米波雙通道接收前端，并結(jié)合