LTCC基板電路概述

低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC）技術是20世紀80年代中期美國首先推出的集互聯(lián)、無源元件和封裝于一體的多層陶瓷制造技術[1]。隨著科學技術的不斷進步，目前電子產(chǎn)品外形可變得更小型和更薄但功能卻更強大。以一個移動電話的無線通信產(chǎn)業(yè)為例[2]，手機的尺寸減少，早期的移動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)絡電腦。若能將部分無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。

機械沖孔形成的微通孔

制作微通孔的技術要點是: 安裝及操作微小沖頭。當沖頭直徑小于100μm 后， 由于堅固度下降， 安裝和操作沖頭將越來越難。多數(shù)沖孔缺陷不圖2沖孔示意圖是在沖孔過程中形成的， 而是操作不當引起的。因此需專用工具來安裝微小沖頭， 并在安裝和操作時要避免沖頭碰撞受損。對準沖頭與沖模。欲使機械沖孔制作出高質量的通孔， 很大程度上依賴于沖頭與沖模之間的對準。如果這兩個裝置沒有對準，通孔質量將會下降， 且沖模會受損， 沖頭也可能折斷。確保微通孔制作質量。微通孔質量包括微通孔形狀、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關， 瓷帶背面的通孔尺寸隨著厚度的增加而減小。這是因為激光束的精度不夠， 形成的通孔呈現(xiàn)出圓錐形。對于一定尺寸的通孔， 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， 必須要把激光束調得很精細， 以使通孔的內(nèi)壁更平直， 而不會出現(xiàn)圓錐形。用激光打孔技術形成的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， 這會影響通孔質量。

濾波器原理設計

帶通濾波器通過若干諧振電路的組合，實現(xiàn)濾波效應。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，而是通過一段傳輸線來實現(xiàn)。此款帶通濾波器選擇六條帶狀線形成帶通效應，等效為六個諧振單元，相鄰諧振單元之間通過磁耦合的方式傳遞能量。初步設計出的六級帶狀線帶通濾波器，雖然有著帶通濾波的作用，但性能不佳，阻帶插損不夠，與既定的技術指標相去甚遠。因此，考慮引入Z字形結構，通過交叉耦合的方式來引入傳輸零點，以期改善其不良的邊帶抑制度問題。

此時已基本達到初步設計要求，為了優(yōu)化濾波器性能，引入U形結構，用以加強諧振級之間的磁耦合效應，完成終的設計目標。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字形結構后的交叉耦合電容，L23和L45是引入U形結構后磁耦合等效串聯(lián)電感。