《LTCC多層基片集成波導諧振腔內部應力機理研究》是依託電子科技大學,由徐自強擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：LTCC多層基片集成波導諧振腔內部應力機理研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐自強
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於低溫共燒陶瓷（LTCC）的多層基片集成波導（SIW）濾波器具有小體積、高Q、大功率容量等優點，為目前濾波器研究的熱點，在相關的研究中，國內外學者的研究偏重於電路結構和理論層面，而對LTCC加工中由於多層陶瓷及金屬/陶瓷異質結構所產生的內部失配應力，使得SIW諧振腔出現頻偏、損耗增大、Q值和可靠性降低等問題，目前仍缺乏基於物理機理的解釋和模型分析，這也成為制約其發展的關鍵因素之一。為此，本項目針對多層SIW諧振腔加工中形成應力的大小、分布特性及產生的相關效應，擬從理論上建立腔體晶粒成瓷和金屬/陶瓷異質結構的多尺度應力模型，分析應力與陶瓷成瓷性、異質界面匹配性、腔體微波性能的內在聯繫，揭示工藝參數對應力的影響規律，提出內部應力匹配的改善方法。最後，通過實驗檢驗改善方法和最佳化應力模型，完善應力起源分析，最終獲得適用於多層SIW諧振腔的應力形成機制的深刻理解，支持該類器件的研製和套用。
結題摘要
基於低溫共燒陶瓷（LTCC）的多層基片集成波導（SIW）濾波器具有小體積、高Q、大功率容量等優點，為目前濾波器研究的熱點，在相關的研究中，國內外學者的研究偏重於電路結構和理論層面，而對LTCC加工中由於多層陶瓷及金屬/陶瓷異質結構所產生的內部失配應力，使得SIW諧振腔出現頻偏、損耗增大、Q值和可靠性降低等問題，目前仍缺乏基於物理機理的解釋和模型分析，這也成為制約其發展的關鍵因素之一。本項目通過對多層LTCC基板以及SIW諧振腔內部多尺度應力模型的建立與仿真，分析了多層LTCC結構中內部應力的大小、分布及變化趨勢，獲得對LTCC多層結構中應力形成機制的理解。針對LTCC多種材料集成的特點，開展了多層金屬陣列通孔及金屬面與陶瓷所形成的異質結構的研究，模擬異質結構的力學分布，研究和計算金屬/陶瓷異質結構界面處的應力趨勢。通過設計LTCC-SIW濾波器器件模型，仿真不同集成結構下器件的傳輸特性，並對影響器件電性能和力學性能的因素進行仿真。最後通過LTCC工藝的驗證實驗，製備出多種類型的多層LTCC-SIW濾波器，測試和分析器件性能，獲得多層結構諧振腔內部應力特別是金屬/陶瓷異質結構應力的分布規律，研究應力與諧振腔傳輸特性的相互關係，為調控多層陶瓷內部失配應力以及解決多層LTCC-SIW諧振腔設計與工藝匹配性提供理論和實驗依據，支持相關小型化、高集成和高可靠性的SIW器件的研製和套用。
