LTCC基板电路概述
低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)技术是20世纪80年代中期美国首先推出的集互联、无源元件和封装于一体的多层陶瓷制造技术[1]。随着科学技术的不断进步,目前电子产品外形可变得更小型和更薄但功能却更强大。以一个移动电话的无线通信产业为例[2],手机的尺寸减少,早期的移动电话的功能是从的音频传输的数据开始,目前已经发展到掌上网络电脑。若能将部分无源元件集成到基板中,则不仅有利于系统的小型化,提高电路的组装密度,还有利于提高系统的可靠性。
机械冲孔形成的微通孔
制作微通孔的技术要点是: 安装及操作微小冲头。当冲头直径小于100μm 后, 由于坚固度下降, 安装和操作冲头将越来越难。多数冲孔缺陷不图2冲孔示意图是在冲孔过程中形成的, 而是操作不当引起的。因此需专用工具来安装微小冲头, 并在安装和操作时要避免冲头碰撞受损。对准冲头与冲模。欲使机械冲孔制作出高质量的通孔, 很大程度上依赖于冲头与冲模之间的对准。如果这两个装置没有对准,通孔质量将会下降, 且冲模会受损, 冲头也可能折断。确保微通孔制作质量。微通孔质量包括微通孔形状、大小和内部贯穿状况。
LTCC电路基板与盒体的气体保护焊接方法
气体保护钎焊热传导的3种方式并存、操作方便、,但是钎着率由于气体的存在而受到限制,一艘隋况下可达到75%以上,呈随机分布,对于微波电路来说,带来了很大的不确定性。为了提高钎着率,报告者采取了预先设置“凸点”的方法。凸点的材料与大面积钎焊的焊片材料相同,凸点的制作方法如图7,在相应的位置放置适量的焊膏,经过热风回流成凸点,凸点大小随基板长度而作相应变化。凸点制成以后,在盒体底部预置已清除氧化皮且与凸点成分相同的焊片,如图8 那样放置,在有气体保护下的热板上加热来实现LTCC与盒体底部的大面积接地焊。
滤波器原理设计
带通滤波器通过若干谐振电路的组合,实现滤波效应。带状线型滤波器的谐振单元不再选用集总模式下的电感电容,而是通过一段传输线来实现。此款带通滤波器选择六条带状线形成带通效应,等效为六个谐振单元,相邻谐振单元之间通过磁耦合的方式传递能量。初步设计出的六级带状线带通滤波器,虽然有着带通滤波的作用,但性能不佳,阻带插损不够,与既定的技术指标相去甚远。因此,考虑引入Z字形结构,通过交叉耦合的方式来引入传输零点,以期改善其不良的边带***度问题。
此时已基本达到初步设计要求,为了优化滤波器性能,引入U形结构,用以加强谐振级之间的磁耦合效应,完成终的设计目标。电路原理图如图1所示,其中L1和C1、L2和C2、L3和C3、L4和***、L5和C5、L6和C6为六个等效为谐振单元的带状线,L7、L8、L9、L10、L11为相邻带状线之间磁耦合等效的串联电感,C16是加入Z字形结构后的交叉耦合电容,L23和L45是引入U形结构后磁耦合等效串联电感。