疊層片式LC器件設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)射頻無(wú)源元件集成的關(guān)鍵主流技術(shù)。本論文主要對(duì)無(wú)源集成基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行研究,主要圍繞LTCC<CF技術(shù)中的工藝摸索、無(wú)源元件設(shè)計(jì)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(duì)元件性能的影響,得出了一些有設(shè)計(jì)參考價(jià)值的結(jié)果。擬合出0805尺

2、寸一定長(zhǎng)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(jì)制作了0805電感電容元件的絲網(wǎng)并實(shí)驗(yàn)制作550nH電感、150nH電感、35pF電容樣品,測(cè)試結(jié)果與理論設(shè)計(jì)基本相符。通過(guò)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(duì)準(zhǔn)。利用相同的絲網(wǎng),進(jìn)行了基本的無(wú)源集成技術(shù)研究,設(shè)計(jì)并制作了截止頻率分別為70MHz,120MHz,230MHz無(wú)源集成低通π型LC濾波器,并制作測(cè)試夾具測(cè)量濾波器性能,濾波器的截

3、止頻率與設(shè)計(jì)值相比基本一致,只存在較小的偏差,說(shuō)明集成模塊中的L、C元件值的參數(shù)設(shè)計(jì)是正確的,進(jìn)一步驗(yàn)證了在低頻下對(duì)器件參數(shù)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)LTCC<CF中無(wú)源元件L、C的準(zhǔn)確設(shè)計(jì),配合優(yōu)化的工藝可以制作出與設(shè)計(jì)值一致的器件。最后,在文獻(xiàn)查閱的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)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(duì)應(yīng)電長(zhǎng)度π的頻率分別為2GHz,50Hz,8GHz的理想