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《电子科技大学》 2008年
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微波毫米波LTCC关键技术研究

夏雷  
【摘要】: 多芯片组件(MCM,Multichip-Module)技术是减小系统体积和重量、提高系统性能的有效途径,其应用已从军事、航天和大型计算机普及到汽车、通信、工业装置、仪器与医疗设备等电子系统产品上。目前多芯片组件技术中最有发展优势的是低温共烧陶瓷技术(LTCC,Low Temperature Co-fired Ceramic),因其在微波和毫米波频段应用具有低损耗,高集成度,低成本等特点,近些年来发展迅速。随着微波毫米波系统对模块小型化集成化的需求日益增长,LTCC的无源电路结构,系统封装设计等技术成为发挥其优势的关键。 本文针对LTCC技术在微波毫米波应用中所遇到的关键问题展开研究,取得了一些有益的结论。主要的研究工作如下: 1.LTCC微波毫米波模块间垂直互连:为了实现高密度互连,本文采用面互连形式,利用毛钮扣(Fuzz Button)弹性连接器进行连接。文中分析了微波频段的三线毛钮扣互连特性,并通过电容和电感补偿改善其性能。而对于毫米波频段的模块互连,本文提出了一种新颖的垂直互连结构形式,利用LTCC基板的优势,在LTCC基板上制作介质集成波导(SIW),与毛纽扣连接器形成介质集成波导到同轴过渡结构实现新型互连结构,利用Y分支SIW结构实现了宽带互连。 2.宽带过渡结构:由于LTCC工艺所限,不规则基板形状加工困难。此外,密闭封装和高可靠性过渡对于系统集成非常重要。对于传统的探针过渡,脊波导过渡等不适用于在LTCC技术中实现到金属波导的过渡。本文提出了两种新型过渡结构。第一种过渡结构采用槽耦合与谐振贴片相结合实现毫米波LTCC组件中波导到微带过渡,为了进一步增加带宽,对该结构进行了改进,贴片数目增加到三个,并且进行了加工测试,效果比较理想。第二种过渡结构采用介质集成波导结构实现了到金属波导的毫米波宽带过渡,该结构可以方便的在LTCC基板上实现。 3.互连建模研究:随着多芯片组件密度的不断提高,互连的不连续性成为制约整体性能的瓶颈。因此,对互连进行仿真和建模,对于微波多芯片组件的设计有着重要的意义。本文首次将支持向量机(SVM)回归引入微波LTCC建模领域,对支持向量机基本原理作了详细的阐述,并与传统的神经网络建模技术进行了比较,说明了支持向量机建模的优势。文中分别对LTCC层间互连和模块间互连进行了建模,说明了支持向量机回归方法在多芯片组件建模的可行性及其优势。 4.LTCC系统设计:多芯片组件特别是LTCC最大的优势就是可以在单个共烧基板上实现高密度系统封装。本文采用LTCC技术设计实现了毫米波双通道接收前端,并结合工艺进行了改进,验证了系统的可行性。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN015

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【参考文献】
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