CN219204470U - 一种ltcc电调滤波器 - Google Patents

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

一种LTCC电调滤波器

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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