CN219204470U - 一种ltcc电调滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LTCC电调滤波器,包括陶瓷基板、电感器L1和电感器L2,电感器L1和电感器L2均采用两个,分别对称集成到陶瓷基板上,陶瓷基板上安装有单片机MCU、运算放大器OP、多个变容二极管和旁路电容与电感器L1和电感器L2构成的滤波电路、扼流电阻R1和扼流电阻R2,单片机MCU连接运算放大器OP,运算放大器OP通过扼流电阻R1和扼流电阻R2连接到滤波电路。本实用新型将传统的电调滤波器中的四个电感集成到陶瓷基板上,能够解决了传统电调滤波器尺寸大、一致性差、可靠性低等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LTCC电调滤波器,属于电感器技术领域。
背景技术
电调滤波器是一种在一定频率范围内,中心频率随着外部电压的改变,中心频率可以改变的滤波器,其实现原理由图1固定电感L1/L2、变容二极管D1/D2/D3/D4组成LC谐振电路,通过改变变容二极管的电压VT,使得LC谐振电路的电容发生变化,从而实现滤波器的频率可调。电压的改变可以通过图1单片机MCU的SPI接口CS/MOSI/CLK接受外部指令后,输出DA信号DA0,DA信号再通过运算图3放大器输出电压VT,该电压控制图1变容二极管D1/D2/D3/D4。
传统的电调滤波器电感L1/L2采用空心线圈,空心线圈由于没有骨架,在加工过程中,不容易焊接,电感量容易偏移。使用过程中,由于需要进行回流焊接,电感器容易脱焊导致电调滤波器失效。同时由于空心电感没有骨架,电性能一致性差,需要人工调试,效率低。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是:提供一种LTCC电调滤波器,以解决上述现有技术中存在的问题。
本实用新型采取的技术方案为:一种LTCC电调滤波器,包括陶瓷基板、电感器L1和电感器L2,电感器L1和电感器L2均采用两个,分别对称集成到陶瓷基板上,陶瓷基板上安装有单片机MCU、运算放大器OP、多个变容二极管和旁路电容与电感器L1和电感器L2构成的滤波电路、扼流电阻R1和扼流电阻R2,单片机MCU连接运算放大器OP,运算放大器OP通过扼流电阻R1和扼流电阻R2连接到滤波电路。
优选的,上述滤波电路包括变容二极管D1、变容二极管D2、变容二极管D3、变容二极管D4、旁路电容C6、旁路电容C7、旁路电容C10和旁路电容C11,变容二极管D1和变容二极管D2并联后与并联的旁路电容C6和旁路电容C7串接,该串接处连接扼流电阻R1,旁路电容C6和旁路电容C7并联后的另一端接地,变容二极管D3和变容二极管D4并联后与并联的旁路电容C10和旁路电容C11串接,该串接处连接扼流电阻R2,旁路电容C10和旁路电容C11并联后的另一端接地,两个电感器L2串联后两端分别连接并联的变容二极管D1和变容二极管D2一端和并联的变容二极管D3和变容二极管D4一端,两个电感器L2的中间抽头分别连接到两个电感器L1的一端,两个电感器L1分别连接到射频输入端口和射频输出端口,两个电感器L2串接处接地。
本实用新型的有益效果:与现有技术相比,本实用新型将传统的电调滤波器中的四个电感集成到陶瓷基板上,能够解决了传统电调滤波器尺寸大、一致性差、可靠性低等问题。
附图说明
图1是滤波电路连接结构示意图;
图2是单片机电路结构示意图;
图3是放大器电路结构示意图;
图4是陶瓷基板一侧布置电感器L1/L2的图案结构示意图;
图5是连接两侧电感器L1/L2的图案结构示意图;
图6是陶瓷基板另侧布置电感器L1/L2的图案结构示意图;
图7是LTCC基板布置电气元器件结构示意图;
图8是LTCC产品工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。
实施例1:如图1-8所示,一种LTCC电调滤波器,包括陶瓷基板、电感器L1和电感器L2,电感器L1和电感器L2均采用两个,分别对称集成到陶瓷基板上,陶瓷基板上安装有单片机MCU、运算放大器OP、多个变容二极管和旁路电容与电感器L1和电感器L2构成的滤波电路、扼流电阻R1和扼流电阻R2,单片机MCU连接运算放大器OP,运算放大器OP通过扼流电阻R1和扼流电阻R2连接到滤波电路。
优选的,上述滤波电路包括变容二极管D1、变容二极管D2、变容二极管D3、变容二极管D4、旁路电容C6、旁路电容C7、旁路电容C10和旁路电容C11,变容二极管D1和变容二极管D2并联后与并联的旁路电容C6和旁路电容C7串接,该串接处连接扼流电阻R1,旁路电容C6和旁路电容C7并联后的另一端接地,变容二极管D3和变容二极管D4并联后与并联的旁路电容C10和旁路电容C11串接,该串接处连接扼流电阻R2,旁路电容C10和旁路电容C11并联后的另一端接地,两个电感器L2串联后两端分别连接并联的变容二极管D1和变容二极管D2一端和并联的变容二极管D3和变容二极管D4一端,两个电感器L2的中间抽头分别连接到两个电感器L1的一端,两个电感器L1分别连接到射频输入端口和射频输出端口,两个电感器L2串接处接地。
实施例2:一种LTCC电调滤波器的制造方法,该方法为:采用低温共烧陶瓷技术,通过流延、切断、打孔、印刷、叠层、等静压、切割、排胶烧结、粘银、金属化工艺,将两个电感器L1和两个电感器L2进行集成,获得集成电感器L1和电感器L2的LTCC的陶瓷基板,在陶瓷基板安装单片机MCU、运算放大器OP、变容二极管D1/D2/D3/D4、扼流电阻R1/R2、旁路电容C6/C7/C10/C11,解决了传统电调滤波器尺寸大、一致性差、可靠性低等问题。
本实用新型采用LTCC工艺的电调滤波器的集成电感器,该电感器有三个电感,分别为输入L1、输出电感L1、耦合电感L2。耦合电感两端接LTCC基板的变容二极管,输入输出电感接耦合电感L2的中间抽头。
图4电感L1/L2图案通过图5通孔H连接到图6电感L1/L2图案,使得形成电感L1/L2。
采用LTCC工艺的电调滤波器,其在图7LTCC基板上具有单片机MCU、运算放大器OP、变容二极管D1/D2/D3/D4、电阻R1/R2、旁路电容C6/C7/C10/C11。
LTCC材料的介电常数可以在很大范围内变动,增加了电路设计的灵活性;陶瓷材料具有优良的高频、高Q特性和高速传输特性;使用高电导率的金属材料作为导体材料,有利于提高电路系统的品质因数;可适应大电流及耐高温特性要求,具有良好的温度特性;可以应用于恶劣环境。
LTCC生产工艺流程:LTCC类产品是由许多单片陶瓷生带烧结而成,首先将氧化铝及玻璃等原材料按照配方进行浆料配制,将配制好的浆料通过流延机流延成设计膜厚的成卷生瓷带,将成卷生瓷带切断为设计尺寸的生瓷带,在生带上进行打孔,再在生带进行填孔及印刷导体线路,同生带中的将印刷好的生带按照设计要求进行叠层及温水压,将不导带线路相互连接起来,构成一个立体电路网络。具体的工艺流程如下:
1)流延
将有机物(主要由聚合物粘接剂和溶解于溶液的增塑剂组成)和无机物(有陶瓷和玻璃组成)成分按照一定的比例混合,用球磨的方法进行碾磨和均匀化,然后浇注在一个移动的载带上,通过一个干燥区,去除所有的溶剂,通过控制刮刀间隙,流延成所需的厚度。
生产质量控制项目:流延生带膜厚。
成品主要影响分析:生带膜厚偏差过大对最终成品电性能有影响,如滤波器频率偏移、电感产品电感量超出标准范围等。
工艺标准:生带膜厚:50±0.8um; 刀口间隙:145±30;浆料涂布量: 50±15;烘干温度:55±3、75±3、90±3。
2)切断
将流延好的成卷生带,按照设置好长度和宽度,使用切刀将成卷生带切断分离为标准尺寸的单片生带。
生产质量控制项目:生带外形尺寸成品主要影响分析:对最终成品无影响;
工艺标准:外形尺寸:长度152.4±0.3mm,宽度152.4±0.3mm,对角线长度215.5±0.5mm;送料马达移动距离:152.4mm。
3)开孔
利用激光在生带上形成通过,通孔是在生带上打出小孔,用在不同层上以互联电路。
生产质量控制项目:孔径、开孔外观。
成品主要影响分析:开孔孔径过大或者过小以及生带未开穿对最终成品电性能有影响,如滤波器频率偏移、电感产品电感量超出标准范围、开路等。
工艺标准:开孔孔径:200±10um。
4)印刷
利用标准的厚膜印刷技术对导体浆料进行印刷和烘干,形成内部电路。
生产质量控制项目:印刷线宽、印刷线厚、印刷外观。
成品主要影响分析:印刷线宽线厚超标以及印刷图案断开或短接、填孔质量差(不饱满)对最终成品电性能有影响,如滤波器频率偏移、电感产品电感量超出标准范围、开路、短路等。
工艺标准:表层印刷线厚:15±2um;内部电极印刷线厚:10~12um;烘干温度:50±5℃。
5)叠层
将印刷好的生带按照设定的顺序叠压在一起,形成立体闭合线路,以实现电路互联功能。
生产质量控制项目:叠层偏位精度、产品BAR厚度。
成品主要影响分析:叠层偏位过大对最终成品电性能有影响,如滤波器频率偏移、电感产品电感量超出标准范围、开路等;
工艺标准:加压台温度:上金型70±3℃,下金型55±3℃;叠层压力20TON/15s;叠层偏位精度邻偏<60um,总偏<80um。叠层厚度:2.65±0.25mm。
6)等静压
将叠层后的产品BAR块真空密封后置于一定温度的水中,通过向水施加规定的压力,使产品BAR块各个方向承受相同的压力,最终将产品BAR块压实,避免后续切割分层。
生产质量控制项目:产品BAR厚度。
成品主要影响分析:对最终成品无影响。
工艺标准:等静压压力:5100psi;水温:70±5℃。
7)切割
按照设定的产品长宽尺寸,将压好的产品BAR块切割分离为单片的半成品,并将引出电极显露出来。
生产质量控制项目:切割尺寸、产品外观。
成品主要影响分析:切割偏位对最终成品电性能有影响,如电性不合格、开路、短路等。
工艺标准:切台温度:85±10℃;切割后外形尺寸:长10.548±0.050mm、宽10.548±0.050mm、厚度2.63±0.25mm。
8)烧结
将已经排除有机物的半成品置于箱式烧结炉或网带式烧结炉中,设定好烧结曲线(峰值温度及保温时间),让半成品在高温下发生化学反应,烧结成瓷。
生产质量控制项目:产品外观。
成品主要影响分析:引出端显露不良(烧损)对最终成品电性能有影响,如电性不合格、开路等。
工艺标准:烧结温度max:870±5℃,保温时间90±10min。
烧结产品外形尺寸:长9.00±0.20mm,宽9.00±0.20mm,厚度2.00±0.20mm。
9)化镀
采用化镀工艺在产品的表面电极上镀镍、镀金,形成三层电极材料,更好的实现产品的可焊性和耐焊性。
生产质量控制项目:镀层厚度、产品外观。
成品主要影响分析:爬镀、镀层厚度偏薄对最终成品可靠性有影响,如产品短路、耐焊性不良、引出端强度低等。
工艺标准:镀层厚度:镍3-6um,金>0.1um。
10)测试
将化镀后的产品按照设计的电性能标准进行测试分选,主要目的是将OK品与NG品进行分离。
生产质量控制项目:电性能指标。
成品主要影响分析:电性能指标设置错误对最终成品电性能有影响,如错混料、用户使用时工作不正常等。
工艺标准:环境温湿度:温度18~25℃,湿度<55%。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内,因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种LTCC电调滤波器,其特征在于:包括陶瓷基板、电感器L1和电感器L2,电感器L1和电感器L2均采用两个,分别对称集成到陶瓷基板上,陶瓷基板上安装有单片机MCU、运算放大器OP、多个变容二极管和旁路电容与电感器L1和电感器L2构成的滤波电路、扼流电阻R1和扼流电阻R2,单片机MCU连接运算放大器OP,运算放大器OP通过扼流电阻R1和扼流电阻R2连接到滤波电路。
2.根据权利要求1所述的一种LTCC电调滤波器,其特征在于:滤波电路包括变容二极管D1、变容二极管D2、变容二极管D3、变容二极管D4、旁路电容C6、旁路电容C7、旁路电容C10和旁路电容C11,变容二极管D1和变容二极管D2并联后与并联的旁路电容C6和旁路电容C7串接,该串接处连接扼流电阻R1,旁路电容C6和旁路电容C7并联后的另一端接地,变容二极管D3和变容二极管D4并联后与并联的旁路电容C10和旁路电容C11串接,该串接处连接扼流电阻R2,旁路电容C10和旁路电容C11并联后的另一端接地,两个电感器L2串联后两端分别连接并联的变容二极管D1和变容二极管D2一端和并联的变容二极管D3和变容二极管D4一端,两个电感器L2的中间抽头分别连接到两个电感器L1的一端,两个电感器L1分别连接到射频输入端口和射频输出端口,两个电感器L2串接处接地。
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