[發明專利]LTCC小型化微波無源器件

在審

• 申請號: 201410376606.5
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104201454A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 胡江;劉伊民;夏雷;周揚帆;延波;謝俊
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于微波控制電路技術領域，尤其涉及一種基于低溫共燒陶瓷(Low?Temperature?Co-fired?Ceramic，LTCC)的小型化微波無源器件。

背景技術

低溫共燒陶瓷(Low?Temperature?Co-fired?Ceramic，LTCC)技術是1982年開始發展起來的令人矚目的整合組件技術，已經成為無源集成的主流技術，成為無源元件領域的發展方向和新的元件產業的經濟增長點。這種技術可以成功地制造出各種高技術LTCC產品。多個不同類型、不同性能的無源元件集成在一個封裝內有多種方法，主要有低溫共燒陶瓷(LTCC)技術、薄膜技術、硅片半導體技術、多層電路板技術等。LTCC技術是無源集成的主流技術。與其它集成技術相比，LTCC有著眾多優點：第一，陶瓷材料具有優良的高頻、高速傳輸以及寬通帶的特性；第二，可以適應大電流及耐高溫特性要求，并具備比普通PCB電路基板更優良的熱傳導性，極大地優化了電子設備的散熱設計，可靠性高，可應用于惡劣環境，延長了其使用壽命；第三，可以制作層數很高的電路基板，并可將多個無源元件埋入其中，免除了封裝組件的成本，在層數很高的三維電路基板上，實現無源和有源的集成，有利于提高電路的組裝密度，進一步減小體積和重量；第四，與其他多層布線技術具有良好的兼容性，例如將LTCC與薄膜布線技術結合可實現更高組裝密度和更好性能的混合多層基板和混合型多芯片組件；第五，非連續式的生產工藝，便于成品制成前對每一層布線和互連通孔進行質量檢查，有利于提高多層基板的成品率和質量，縮短生產周期，降低成本；第六，節能、節材、綠色、環保已經成為元件行業發展勢不可擋的潮流，LTCC也正是迎合了這一發展需求，最大程度上降低了原料，廢料和生產過程中帶來的環境污染。它的應用優勢在于：(1)易于實現更多布線層數，提高組裝密度；(2)易于內埋置元器件，提高組裝密度，實現多功能；(3)便于基板燒成前對每一層布線和互連通孔進行質量檢查，有利于提高多層基板的成品率和質量，縮短生產周期，降低成本；(4)具有良好的高頻特性和高速傳輸特性；(5)易于形成多種結構的空腔，從而可實現性能優良的多功能微波MCM；(6)與薄膜多層布線技術具有良好的兼容性，二者結合可實現更高組裝密度和更好性能的混合多層基板和混合型多芯片組件(MCM-C/D)；(7)易于實現多層布線與封裝一體化結構，進一步減小體積和重量，提高可靠性。LTCC技術由于自身具有的獨特優點，用于制作新一代移動通信中的表面組裝型元器件，將顯現出巨大的優越性。射頻模塊的集成性和功耗與它結構的物理限制息息相關，射頻模塊的小型化無疑成為整個無線終端設備小型化的重要條件，另外為了延長工作時間及提升便攜性，更小尺寸和更低功耗也成為研制設備的不懈追求。微波無源器件是現代射頻模塊的重要組成部分，從射頻技術的發展進程來看，無源器件己經成為限制射頻模塊成本和體積的主要因素。微波無源器件包括耦合器、功分器、濾波器、雙工器、天線、巴倫等。目前常用的小型化技術主要有集總參數元件加載，枝節加載，和復合左右手傳輸線等。集總參數原件加載的方法會引入較多寄生參量，且限于元件的自諧振頻率，特別是在頻率較高情況下對電路性能影響較大；復合左右手傳輸線結構則較為復雜，要求加工精度高，相對難以實現；缺陷地結構是通過在接地板上刻燭缺陷的圖形構造的，在接地板上刻蝕缺陷的圖形會擾亂接地板上傳導電流的分布，從而對無源器件性能造成不利影響。而在傳輸線的兩端或者中間加載開路短截線，可以改變傳輸線的等效傳輸常數，從而縮短傳輸線長度，電路結構簡單，成本較低，且性能良好，但是平面結構中傳輸線相互重疊的問題難以解決，使其應用和性能受到很大限制。低溫共燒陶瓷技術(LTCC)由于其低成本、低介質損耗、多層布局、良好的導電導熱率和高頻高Q等特性被廣泛應用于各種小型化、輕量化、高性能和高集成度的微波毫米波電路與系統。將傳輸線加載開路枝節和LTCC技術相結合，將開路枝節布局到主傳輸線不同層，可有效解決傳輸線相互重疊的問題，進一步發揮小型化優勢。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于低溫共燒陶瓷(Low?Temperature?Co-fired?Ceramic，LTCC)的小型化微波無源器件。