多層片式EMI濾波器的研制.pdf

1、多層片式EMI濾波器是一種基于低溫共燒鐵氧體技術(shù)（LTCF）的新型濾波器，應(yīng)用于電磁兼容領(lǐng)域，具有小型化、輕便化和寬頻帶特點(diǎn)，在通信、汽車、數(shù)字化家電等產(chǎn)品中已得到廣泛應(yīng)用。
　　目前LTCF（low temperature Co-fired ferrit）技術(shù)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)無源元件(包括電感、濾波器和變壓器等)集成的關(guān)鍵的技術(shù)。借助LTCF技術(shù)，很多新型結(jié)構(gòu)的無源元件已研制出來，因其具有眾多優(yōu)點(diǎn)而滿足了現(xiàn)代電子系統(tǒng)數(shù)字化和SMT(

2、表面組裝)的發(fā)展趨勢。并已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無線通信設(shè)備中。同時(shí)低溫共燒鐵氧體（LTCF）技術(shù)作為共性技術(shù)必然是MCM（微電子組裝）等模塊技術(shù)的基礎(chǔ)。
　　本文論述的多層片式 EMI(Electro Magnetic Interference)濾波器的研制技術(shù)是在傳統(tǒng)濾波器理論的基礎(chǔ)上，建立等效電路、通過采用HFSS電磁仿真的方法，在研究構(gòu)成濾波器的基本無源元件電感（多層螺旋形）和電容（多層垂直交叉型）的基礎(chǔ)上對多層片式濾波器設(shè)計(jì)展開研

3、究。對LTCF多層濾波器三維結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行仿真模擬。主要研究內(nèi)容：
　　1.結(jié)合經(jīng)典的集總參數(shù)元件網(wǎng)絡(luò)綜合法和分布參數(shù)傳輸線理論，給出了新型LTCF多層濾波器的設(shè)計(jì)方法和原理。另外，研究了不同設(shè)計(jì)參數(shù)對它們的電特性和物理特性的影響，得出了一系列對今后設(shè)計(jì)有參考價(jià)值的規(guī)律。如發(fā)現(xiàn)LTCF多層三維結(jié)構(gòu)更有利于減小元件面積和提高電性能。
　　2.分別設(shè)計(jì)出電感值為0.2μH的三維螺旋電感和容量為20nF的電容，它們都具有較高的品質(zhì)因

4、素。利用HFSS進(jìn)行EMI濾波器的模型分析，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵是建立電感互連結(jié)構(gòu)的模型，根據(jù)經(jīng)典理論，得出理想狀態(tài)下互連線的模型，使用HFSS里的參數(shù)掃描功能將三個(gè)參數(shù)狀態(tài)優(yōu)化，得出最佳設(shè)計(jì)結(jié)果。
　　3.利用LTCF工藝設(shè)計(jì)和制作出多層片式EMI濾波器，該EMI濾波器的目標(biāo)是，工作頻率在10MHz~1GHz，在該工作頻率抑制度為15dB～40dB。該片式濾波器三維結(jié)構(gòu)為5.8×3.2×2.0㎜，總共由10層電路層構(gòu)成。本文提出了LTCF多

5、層片式濾波器完整的設(shè)計(jì)方法和工藝技術(shù)路線。
　　利用上述研究成果，本文應(yīng)用多層片式EMI濾波器的設(shè)計(jì)方法和ANSOFT—HFSS設(shè)計(jì)軟件，完成了多層片式EMI濾波器的研制.其測試數(shù)據(jù)是：耐壓200VDc／1min；絕緣1000MΩ；抑制度（頻率）17.9dB(10 MHz)、24.5dB(20 MHz)、47.5dB(100 MHz)、45.3dB(1GHz)，電流2A(DC)。測量數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果的吻合驗(yàn)證了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法的正確性