LTCC基板電路概述

低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC）技術(shù)是20世紀(jì)80年代中期美國(guó)首先推出的集互聯(lián)、無(wú)源元件和封裝于一體的多層陶瓷制造技術(shù)[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前電子產(chǎn)品外形可變得更小型和更薄但功能卻更強(qiáng)大。以一個(gè)移動(dòng)電話的無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)為例[2]，手機(jī)的尺寸減少，早期的移動(dòng)電話的功能是從的音頻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)開始，目前已經(jīng)發(fā)展到掌上網(wǎng)絡(luò)電腦。若能將部分無(wú)源元件集成到基板中，則不僅有利于系統(tǒng)的小型化，提高電路的組裝密度，還有利于提高系統(tǒng)的可靠性。

機(jī)械沖孔形成的微通孔

制作微通孔的技術(shù)要點(diǎn)是: 安裝及操作微小沖頭。當(dāng)沖頭直徑小于100μm 后， 由于堅(jiān)固度下降， 安裝和操作沖頭將越來(lái)越難。多數(shù)沖孔缺陷不圖2沖孔示意圖是在沖孔過(guò)程中形成的， 而是操作不當(dāng)引起的。因此需專用工具來(lái)安裝微小沖頭， 并在安裝和操作時(shí)要避免沖頭碰撞受損。對(duì)準(zhǔn)沖頭與沖模。欲使機(jī)械沖孔制作出高質(zhì)量的通孔， 很大程度上依賴于沖頭與沖模之間的對(duì)準(zhǔn)。如果這兩個(gè)裝置沒有對(duì)準(zhǔn)，通孔質(zhì)量將會(huì)下降， 且沖模會(huì)受損， 沖頭也可能折斷。確保微通孔制作質(zhì)量。微通孔質(zhì)量包括微通孔形狀、大小和內(nèi)部貫穿狀況。

激光打孔

LTCC 瓷帶正面的通孔開口大小與瓷帶厚度無(wú)關(guān)， 瓷帶背面的通孔尺寸隨著厚度的增加而減小。這是因?yàn)榧す馐木炔粔颍?形成的通孔呈現(xiàn)出圓錐形。對(duì)于一定尺寸的通孔， 瓷帶層越厚， 通孔正面和背面的開口偏差越大， 如果超過(guò)某一值將很難形成通孔。所以為了在較厚的LTCC 瓷帶層上形成較小的通孔， 必須要把激光束調(diào)得很精細(xì)， 以使通孔的內(nèi)壁更平直， 而不會(huì)出現(xiàn)圓錐形。用激光打孔技術(shù)形成的50μm 以下通孔貫通性較差， 形成的75μm 通孔在顯微鏡下觀察到殘留物， 這會(huì)影響通孔質(zhì)量。

濾波器原理設(shè)計(jì)

帶通濾波器通過(guò)若干諧振電路的組合，實(shí)現(xiàn)濾波效應(yīng)。帶狀線型濾波器的諧振單元不再選用集總模式下的電感電容，而是通過(guò)一段傳輸線來(lái)實(shí)現(xiàn)。此款帶通濾波器選擇六條帶狀線形成帶通效應(yīng)，等效為六個(gè)諧振單元，相鄰諧振單元之間通過(guò)磁耦合的方式傳遞能量。初步設(shè)計(jì)出的六級(jí)帶狀線帶通濾波器，雖然有著帶通濾波的作用，但性能不佳，阻帶插損不夠，與既定的技術(shù)指標(biāo)相去甚遠(yuǎn)。因此，考慮引入Z字形結(jié)構(gòu)，通過(guò)交叉耦合的方式來(lái)引入傳輸零點(diǎn)，以期改善其不良的邊帶抑制度問(wèn)題。

此時(shí)已基本達(dá)到初步設(shè)計(jì)要求，為了優(yōu)化濾波器性能，引入U(xiǎn)形結(jié)構(gòu)，用以加強(qiáng)諧振級(jí)之間的磁耦合效應(yīng)，完成終的設(shè)計(jì)目標(biāo)。電路原理圖如圖1所示，其中L1和C1、L2和C2、L3和C3、L4和C4、L5和C5、L6和C6為六個(gè)等效為諧振單元的帶狀線，L7、L8、L9、L10、L11為相鄰帶狀線之間磁耦合等效的串聯(lián)電感，C16是加入Z字形結(jié)構(gòu)后的交叉耦合電容，L23和L45是引入U(xiǎn)形結(jié)構(gòu)后磁耦合等效串聯(lián)電感。