新型低温共烧微波陶瓷片式多层balun的研究.pdfVIP

2006年中国电子学会第十四届电子元件学术年会论文集 I un研究2 新型低温共烧微波陶瓷片式多层ba 邹佳丽1张启龙1唐雄心2杨辉1陆德龙1 1．浙江大学材料与化工学院，浙江杭州，310027； 2．浙江正原电气股份有限公司，浙江嘉兴，310043 摘要：本文将材料特性、器件设计及制备工艺相结合，研究了低烧ZnO—TiO，微波陶瓷介电 特性，利用高频结构仿真软件AnsoftHFSS对片武多层巴仑(balun)进行结构设计，采用 x1．0mml，中心频率为2．45GHz片式多层巴仑器件，适 LTCC制造工艺技术制备出体积2×I．2 用于表面贴装技术． 关键词：低温共烧 嫩波介质陶瓷 巴仑 片式多层结构 1引言 移动通信的迅速发展，对微波器件的性能和小型化提出越来越高的要求。传统的腔体式或 平面耦合式的器件，由于体积或面积较大，难以适应要求。多层结构片式微波器件的出现大大 减小了滤波器的尺寸，为无线通讯带来一场微型化的技术革命。低温共烧陶瓷(Low Co．fired Temperature 技术采用高电导率的银、铜等金属作为内电极，结合了共烧和厚膜技术的优点，所有电路被叠 层、一次烧结，具有稳定性高，集成度高的特点。目前LTCC微波介质陶瓷研究较多，如 Zr02-Sn02一Ti02，ZnO-Nb20s·Ti02，ZnNb206，Ca[(Li 料浆不稳定、与Ag电极反应等现象，从而限制其应用。 对于射频电路而言，滤波器、谐振器、天线和平衡不平衡转换器(balun，简称巴仑)都 是其中重要的元器件，广泛应用于各种移动通信设备中，如手机、小灵通、无绳电话、篮牙和 无线局域网卡等。国内对于LTCC多层片式滤波器已有研究报划M。1引，并实现了各种小尺寸的 多层滤波器。而多层巴仑的研究未见公开报道。巴仑是信号从天线传送到芯片之间的重要途径， 它不仅能实现电路转换及阻抗匹配，而且能够隔离干扰信号，容许各种功能的天线在极小的空 间内并存。 Frequency 本文以低烧ZnO．Ti02微波介质陶瓷作为介质层，利用高频结构仿真(High Structure ‘ 艺制备出片式多层巴仑器件。 2实验 2．1片式多层巴仑器件目标参数及软件仿真 1．2X1．0ram3； (1)尺寸：2．0X (2)中心频率：fo=2．45GHz； (3)带宽100MHz； (4)阻抗比：l：l； 038) 2资助项日：浙江省重点科技计划项目(No．2005C21 ．243． 2006年中国电子学会第十四届电子元件学术年会论文集 (5)通带内损耗：≤1．3dB： (6)通带内相位差：180d：lOo (7)通带内电压驻波比：2 设计采用的是一种强大的场分析软件Ansofl HFSS，此软件基于物理模型，以有限元法为 主要计算方法，可在软件中直接建立一个与实物尺寸一致的三维模型，并设置材料性能等各个 参数，通过计算机运算可得到精度较高的仿真结果，具体设计结构将在下一节中讨论。 2．2片式多层微波器件制备工艺 制备按LTCC工艺技术路线进行，如图1所示。 内电极印卜叫 预叠层