內容簡介

　　本書介紹瞭國內外LTCC低通濾波器、SIR帶通濾波器、基片波導帶通濾波器、雙工器、功率分配器、電橋、巴倫等三維無源器件的技術現狀和技術特點。基於低溫共燒陶瓷技術和三維電磁場設計軟件HFSS，通過分析各類三維無源器件設計特點後，重點介紹瞭多款不同功能的射頻無源器件的設計方法和建模。*後介紹瞭提取、排版和加工等加工文件的輸齣和製作方法。

作者簡介

　　邢孟江 男，1981年，浙江紹興人。昆明理工大學信息工程與自動化學院，副教授，碩士生導師，電工電子中心副主任，2011年12月獲西安電子科技大學博士學位。主持國傢自然科學基金1項，省級科研項目1項，企業閤作項目1項。發錶論文35篇，其中發錶SCI期刊論文13篇，EI期刊論文5篇，SCI會議論文9篇。申請發明專利28項，授權發明專利9項，實用新型1項。指導研究生7人，其中一人獲得雲南省政府奬學金。

目錄

第一章 緒論

1.1 低溫共燒陶瓷技術

1.2 無源器件製作工藝

1.3 多層無源器件設計流程

1.4 本書主要內容

第二章 低通濾波器

2.1 引言

2.2 低通濾波器基礎理論

2.3 設計案例

2.4 小結

第三章 SIR帶通濾波器

3.1 引言

3.2 SIR通濾波器基礎理論

3.3 設計案例

3.4 小結

第四章 雙工器

4.1 引言

4.2 雙工器基礎理論

4.3 設計案例

4.4 小結

第五章 功率分配器

5.1 引言

5.2 功率分配器基礎理論

5.3 設計案例

5.4 小結

第六章 電橋

6.1 引言

6.2 電橋基礎理論

6.3 設計案例

6.4 小結

第七章 巴倫

7.1 引言

7.2 巴倫基礎理論

7.3 設計案例

7.4 小結

第八章 加工排版與規範檢查

8.1 加工工藝基本流程

8.2 CAD排版案例

8.3不滿足加工規範的常見錯誤

第九章 多層低溫共燒陶瓷無源器件的未來

9.1 引言

9.2 工藝技術展望

9.3 小結

精彩書摘

　　第一章緒論

　　1.1低溫共燒陶瓷技術

　　低溫共燒陶瓷(LTCC，Low-temperaturecofiredceramics)技術，是由休斯公司於1982年開發的一種多層電路印製闆技術。最初目的，主要是用於製作軍用高頻、高速綫路闆和封裝基闆。隨著技術成熟和成本的降低，90年代後期，TDK、Murata等企業開始將這種技術用於製作高頻電感、電容。2000年後，Mini-circuits、TDK、Murata等企業將電容、電容和電阻進行集成，通過電路設計，加工製造齣濾波器、雙工器、耦閤器、電橋、天綫等常用高頻無源器件。

　　1.2無源器件製作工藝

　　低溫共燒陶瓷器件製作的主要工藝過程如下：第一步，將LTCC陶瓷粉和有機漿料混閤在一起，製成陶瓷漿料。第二步，將配製好的陶瓷漿料通過流延製成厚度均勻、緻密且有韌性的生瓷帶。第三步，將流延好的生瓷帶，切割成8英寸或12英寸的生瓷片。第四步，將切成一定尺寸後的生瓷片用機械或激光打孔機，在需要過孔的位置打孔。第五步，采用填孔設備，把通孔灌滿銀漿，可以采用填得方式，也可以采用印刷的方式，目前這個工藝最為復雜，直接影響成品率。第六步，把設計好的電子綫路圖形印刷在陶瓷生帶上。第七步，將這些印刷有銀漿圖形的生帶對位後疊加在一起，采用等靜壓設備將多層生瓷片進行疊壓。第八步，采用生瓷切割機，對壓好的膜片進行切割成單個器件。第九步，將切割好的器件或者模塊進行一次性低溫排膠(800～900℃)燒結。第十步，對器件進行倒角後印製端電極和側邊電極。第十一步，燒銀和測試。圖1.1，為LTCC基本工藝流程圖。

　　圖1.1LTCC基本工藝流程圖

　　1.3多層無源器件設計流程

　　微帶無源器件設計技術已經相對成熟，基於LTCC多層工藝的無源器件設計技術還在不斷提高中，其中最有待提高的關鍵技術是如何構建閤適的電路結構和建立有效的三維電磁場器件模型。

　　對於多層無源器件設計流程，可以分為以下幾個步驟：第一步，選擇電路模型。這一步很關鍵，比如有些帶通濾波器的電路結構隻適閤做窄帶濾波器，通帶範圍在3%-20%以內，假設要設計的為40%帶寬的帶通濾波器，若還是采用窄帶結構，必定失敗。第二步，根據要求設計電路，這一步理論已經很成熟，可采用軟件進行輔助設計。但要注意的是，我們最終的産品形式為錶貼器件，有側邊電極和在使用過程中存在接地不良好的必然情況，所以在設計中，我們要考慮接地寄生電感的影響。有些電路結構敏感，有些不敏感，需要提前進行仿真。第三步，設計布局，這一步是多層無源器件的核心，若已有研究人員把三維電磁場器件模型建立，後續的設計就相對簡單，隻要調節軟件中的參數變量就可以得到各種不同頻點、帶寬的器件。若模型沒有建立，需要重新建立，需要注意的是耦閤，一種方式是消除耦閤，一種方式是利用耦閤，我們推薦的方式是利用耦閤。當耦閤産生的時候，對我們原先的電路結構模型就會改變。這時，我們需要提取耦閤，將耦閤效果通過等效電路的形式提取，從新建立電路結構，進行仿真，從電路中看仿真結果的影響，若有利，整個布局閤適，若效果差，改變器件三維電磁場模型結構，從新布局，直到初步符閤要求，能夠判斷齣，這個三維電磁場模型能夠設計齣需要的指標。第四步，優化仿真，這部主要是微調，直到滿足要求。第五步，工藝容差分析，判斷需要的加工條件。第六部，提取版圖，製作加工文件。第七部，測試，若不正確，檢查錯誤，若有偏差，檢查材料和工藝。目前電磁場仿真已經非常正確，偏差主要由工藝條件引起。有時檢查發現是材料厚度等引起，也可修正模型。

　　圖1.2，為多層無源器件設計流程.

　　圖1.2多層無源器件設計流程

　　1.4本書主要內容

　　基於低溫共燒陶瓷技術和三維電磁場仿真軟件HFSS，本書總結瞭國內外LTCC低通濾波器、SIR帶通濾波器、雙工器、功率分配器、電橋、巴倫的技術現狀。重點介紹瞭多款不同功能的射頻無源器件的基本理論、設計方法和建模案例。介紹瞭三維無源器件的加工文件的製作過程與製作方法。

　　第一章，主要介紹瞭LTCC基本工藝流程和LTCC多層無源器件設計流程。

　　第二章，介紹瞭LTCC低通濾波器的國內技術現狀；低通濾波器主要類型和技術指標；在分析低通濾波器等效電路類型與特點的基礎上，建立瞭七階並聯諧振低通濾波器三維電磁場模型，並進行瞭仿真分析。該模型具有通用性，讀者可通過改變參數變量設計齣3000MHz-4000MHz範圍內的低通濾波器，讀者也可改變螺鏇電感層數和電容層數，設計齣800MHz-6GHz的低通濾波器，指標和Minicircuits公司一緻。

　　第三章，在分析帶通濾波器等效電路類型與特點的基礎上，第三研究瞭具有傳輸零點SIR諧振帶通濾波器的設計方法與建模，有效解決瞭低介電常數多芯片組件(MCM)集成帶通濾波器的性能與麵積的問題。

　　緊接著，在第四章對雙工器進行瞭詳細分析與設計，第五章研究瞭LTCC小型化功率分配器三維層疊結構的實現方法，通過三維建模、仿真、分析，最終建立瞭小型化威爾金森功率分配器，第六章采用兩條相互靠近的帶狀綫結構建立瞭90?寬帶電橋。由於Marhand巴倫有較好的輸齣等幅值和輸齣180°相移，製作容易而且能實現寬頻特性，所以被廣泛的應用於微波和毫米波電路中，本書在第七章對Marhand巴倫進行瞭詳細的……