第三章--片式叠层滤波器
贴片元件知识.pptx
(Ag/Ni/Sn)
CG－温度特性代码 0805－2.0X1.25(2125)
160－16*1－16VDC
B－X7R Z－Z5U
1206－3.2X1.6(3216)
250－25*1－25VDC
F－Y5V CG－C0G(NPO)
1210－3.2X2.5(3225)
SL－SL/GP
500－50*1－50VDC
日本村田GRM
系列电容
GRM40X7R 102K50PT
PT－包装方式代码 PB－袋式散装 PT－纸编带包装
PL－塑料盒式包装
40－外形尺寸代码
36－1.0X0.5(0402)
PE－塑料凸膜编带
X7R－温度特性代码
39－1.6X0.8(0603)
X7R－B
Z5U－Z
耐压值代码
40－2.0X1.25(0805)
B－±0.1pf（<=10pf） C－±0.25pf（<=10pf） D－ ±0.5pf（<=10pf） F－ ±1%pf（ > 10pf） G－ ±2%pf（ > 10pf） J－ ±5% （>10pf） K－ ±10% （>10pf） M － ±20% （>10pf） Z － ＋80%/－20% （>10pf）
用R表示。如： 0R5为0.5pF，102为1nF。
A－电极介质类型
A－镍介质
CM系列片式
B－银钯合金介质
电容
T－包装方式代码
京瓷CM系列
片式电容
CM 21 B 102 K 50 A T
T－Ф 7’4mm编带 L－Ф 13’4mm编带
10－外形尺寸代码 C－温度特性代码
K－精度代码
ltcc和叠层片式电感
ltcc和叠层片式电感
LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷）技术是一种将低温烧
结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带，通过激光或机械打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺在生瓷带上制出所需电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然
后叠压在一起，在低温（如900℃）下烧结，制成三维电路网络的无源集成组件或内置无源元件的三维电路基板的技术。
利用LTCC技术，可以制造出多种无源以及无源/有源集成产品。
例如，高精度片式元件（如电感器、电阻器、片式微波电容器等）以及这些元件的阵列，还有无源集成功能器件，如片式射频无源集成组件（包括LC滤波器及其阵列、定向耦合器、功分器、功率合成器、变压器、天线、延迟线、衰减器等）。
叠层片式电感则是采用多层印刷技术和叠层生产工艺制作而成的电感器。
它的内部由多个线圈组成，这些线圈通过层叠的方式形成，使得电感器具有更高的电感值和
更小的体积。
叠层片式电感具有优秀的电气性能，如低直流电阻、高Q值、良好的频率稳定性等，因此被广泛应用于通信、计算机、消费电子等领域。
综上所述，LTCC技术为制造叠层片式电感等无源元件提供了一种有效的方法，使得这些元件能够在保持高性能的同时，实现小型化和集成化。
不过，LTCC技术和叠层
片式电感的具体应用和设计会根据不同的需求和场景有所差异，因此在实际应用中需要综合考虑各种因素。
LTCC技术研究-电子科大
70MHz低通滤波器HFSS仿真结果
（3）叠层片式器件的图形化结构
（a）电感电极尺寸
（b）电容基板尺寸
（c）接地丝网示意图
（4）LTCC器件实际制作
部分LTCC片式EMI滤波器制备设备示意：
流延设备
丝网填孔/印刷设备
叠膜设备
等静压设备
切割设备
封端设备
LTCC工艺实验室的条件
叠层片式EMI滤波器样品实物照片
其它LTCC集成器件：
5、LT匹配性 基板散热问题 基板损耗问题
6、LTCC技术的发展
LTCC材料方面： 根据应用需要提升材料的电磁性能； 研发低成本的零收缩LTCC材料； 研发高强度和散热性好的LTCC材料 LTCC工艺方面： 环保水基生带流延技术； 介质浆料（相对于银浆印刷）印刷烧结技术
（15） 电镀
电镀是以全自动方式把已封上银浆之片式 元器件的端头经两种不同金属加以处理，两 种金属分别为Ni，Sn(镍和锡)，锡是使片式 元器件容易焊接在线路板上，由于银和锡附 着力不良和出现抗斥情况，所以两者之间有 一层镍隔离。只需把片式元器件放进振筛， 经过载有溶液的处理缸进行电镀的过程，全 程共需2小时完成。
缺陷成因改善建议针孔汽泡增加脱泡时间表面条纹充分将材料球磨一边厚一边薄pet膜带安装不良流延机未有将之拉紧重新检查pet膜带安装并修正透光不均匀浆料流量不稳定检查气压及流量控制状态皱纹添加黏合剂流延成型易出现问题将流延的膜带分割成独立的膜片同时将膜片打上对位孔方便印刷及放片对裁切打孔是采用kekopam4s机械打孔机
一边厚一边薄
透光不均匀 皱纹
（3） 裁切
将流延的膜带分割成独立的膜片，同时 将膜片打上对位孔，方便印刷及放片对 位。
（4） 打孔
材料化学课后题答案第三章
第三章 材料的性能 1.用固体能带理论说明什么是导体，半导体，绝缘体？ 答：固体的导电性能由其能带结构决定。
对一价金属（如Na ），价带是未满带，故能导电。
对二价金属（如Mg ），价带是满带，但禁带宽度为零，价带与较高的空带相交叠，满带中的电子能占据空带，因而也能导电。
绝缘体和半导体的能带结构相似，价带为满带，价带与空带间存在禁带。
禁带宽度较小时（0.1—3eV ）呈现半导体性质，禁带宽度较大（＞5eV ）则为绝缘体。
答案或者是： 满带：充满电子的能带 空带：部分充满或全空的能带 价带：价电子填充的能带 禁带：导带及满带之间的空隙 （其中，空带和价带是 导带） 导体：价带未满，或价带全满但禁带宽度为零，此时，电子能够很容易的实现价带与导带之间的跃迁。
半导体：价带全满，禁带宽度在0.1-3eV 之间，此时，电子可以通过吸收能量而实现跃迁。
绝缘体：价带全满，禁带宽度大于5eV ，此时，电子很难通过吸收能量而实现跃迁 2、 有一根长为5 m ，直径为3mm 的铝线，已知铝的弹性模量为70Gpa ，求在200N 的拉力作用下，此线的总长度。
= 5.002 m 3.试解释为何铝材不易生锈，而铁则较易生锈？ 答:锈蚀机理不同，前者为化学腐蚀，后者为电化学腐蚀铝是一种较活泼的金属，但因为在空气中能很快生成致密的氧化铝薄膜，所以在空气中是非常稳定的。
铁与空气中的水蒸气，酸性气体接触，与自身的氧化物之间形成了腐蚀电池，遭到了电化学腐蚀，所以容易生锈。
4.为什么碱式滴定管不采用玻璃活塞？答：因为普通的无机玻璃主要含二氧化硅，二氧化硅是一种酸性的氧化物，在碱液中将会被溶解或侵蚀，其反应为：SiO2+2NaOH →Na2SiO3+H2O5.何种结构的材料具有高硬度？如何提高金属材料的硬度？答：由共价键结合的材料具有很高的硬度，这是因为共价键的强度较高。
无机非金属材料由离子键和共价键构成，这两种键的强度均较高，所以一般都有较高硬度，特别是当含有价态较高而半径较小的离子时，所形成的离子键强度较0/F A σ= (H E σε=00()/l l lε=-()/l l l ε=-高(因静电引力较大)，故材料的硬度较高。
一种LTCC带通滤波器研制与实现
一种LTCC带通滤波器研制与实现作者：吴斌,路明来源：《现代电子技术》2010年第10期摘要:低温共烧陶瓷(LTCC)技术作为一种新兴的集成封装技术,已广泛应用于各个电子领域,而建模分析和优化综合是叠层LTCC滤波器设计的关键。
在此利用智能方法对叠层LTCC滤波器的建模及优化,采用LTCC工艺技术制备多层结构的LTCC滤波器,从而实现了滤波器优良的高频、高速传输特性和滤波器的小型化和高可靠性。
关键词:滤波器; 低温共烧陶瓷; 小型化; 可靠性中图分类号:TN713 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)10-0175-03Development of LTCC Multi-layer Bandpasss FilterWU Bin, LU Ming(Airforce Military Representative Office stationed in West Sichuan, Chengdu 610041, China)Abstract:As a new integrating and packing technology, the low temperature co-fired ceramic (LTCC)technology has been widely used in every electronic area. Meanwhile, modeling analysis and optimum synthesis are the key technologies in the design of LTCC filters. A LTCC multi-layer bandpass filter based on LTCC technology and the neuromodeling technique is proposed torealize the excellent high-frequency and high-speed transfer characteristics, miniaturization, and high reliability.Keywords:filter; low temperature co-fired ceramic; miniaturization; reliability0 引言现代移动通信系统从GSM到GPRS直至CDMA,频率从原来的几百Hz到了现在的900甚至更高 [1] 。
电器与电气控制简化课件
(4)电位器的额定功率是考虑整个电位器在电路的加载的情况，对 部分加载的情况下额定功率值应相应下降。
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被动元件-电阻-种类与特点
压敏电阻器Varistor ：是由variable resistors 两字合并而来，所以也称其为可变 电阻器。它是一种因外加电压的改 变而呈现非 线性电阻变化的电阻器，具有双向﹑对称的 V/I 特性。
金属氧化物压敏电阻器简称为MOV﹐是一 种以氧化锌为主体，添加多种金属氧 化物， 经典型的电子陶瓷工艺制成的多 晶半导体 陶瓷元件。
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被动元件-电阻-种类与特点
零欧姆电阻：并非零欧，大约几十毫欧。 1.做为跳线使用。这样既美观，安装也方便。
2.在数字和模拟等混合电路中，往往要求两个地分开，并且单点 连接。我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地，而不是直接 连在一起。这样做的好处就是，地线被分成了两个网络，在大面 积铺铜等处理时，就会方便得多。这样的场合，有时也会用电感 或者磁珠等来连接。
主要参数： 压敏电压：规定温度和直流电流下，压敏电阻器两端的电压值 漏电流：25℃下，施加最大连续直流电压时，流过的电流值 通流容量：施加规定的脉冲电流（8／20μs）波形时的峰值电流 结电容：交流电路的保护中时，其结电容较大会增加漏电流 响应时间：为ns级，比空气放电管快，比TVS管稍慢
8／20μs脉冲
❖ 碳膜电阻器 Carbon film resistor ❖ 金属膜电阻器 Metal film resistor ❖ 金属氧化膜电阻器 Metal oxide film resistor
2
被动元件-电阻-种类与特点
特点：高频性能好，电流噪声低，非线性较小，温度系数小，性 能稳定，缺点是功率较小。用在要求高稳定、长寿命、高精度的 场合，适用于高频电路应用。 合金型电阻器：用块状的电阻合金拉制成电阻合金线或碾压成电阻 合金箔所制成的电阻器，包括用合金线制成的线绕电阻器和用合 金箔制成的电阻器。它们均具有块状金属的优良性能。 绕线电阻又分为被釉线绕电阻、被漆线绕电阻、瓷壳线绕电阻 （水泥电阻）。线绕电阻因其额定功率较大，又称功率型电阻器。 合成电阻器 ：电阻体是导电颗粒和有机（或无机）黏合剂的混合物， 可以制成薄膜和实心两种形式，如合成碳膜、合成实心和金属玻 璃釉电阻器等。 特点：价格低廉，体积小，过载能量强，但阻值稳定性差，热噪 声和电流噪声均比较大，电压系数和温度系数也大，主要用于初 始容差不高于±5％，长期稳定性要求不高于±15％的电路中。
第三章 微电子封装形式的分类
晶体管封装时期（1950—1960年）
1948年，发明晶体管 1957年，出现适于晶体管连接的TO（圆柱外壳封 装）型封装方式 1958年，发明平面晶体管制造技术 1958年，第一个集成电路（IC） 1958年，首次实现晶体管树脂塑封 1960年，杜邦公司开发出Ag-Pd系厚膜浆料 20世纪60年代，厚膜浆料达到实用化 20世纪70年代以后，厚膜混合IC获得长足发展。
高密度封装时期（20世纪90年代初—）
1997年，日本率先将CSP产品投放于市场。 CSP是实现高 密度、微小型化的封装，是21世纪初高密度封装技术发展的 主流。 1997年，不含溴、不含锑的绿色型PCB基材开始工业化， 并投放市场。 半导体IC的金属互连在整个IC芯片中所占的面积越来越大， 金属互连问题成为了此后IC发展的关键 1998年，Motorola，IBM，六层铜互连工艺新发明 1999－2000年，日本、美国、中国台湾，环氧／CLAY纳米 级复合材料在覆铜板中应用成果的专利申请，纳米技术在封 装基板上的应用
平行缝焊的焊接环形状
平行缝焊是一种可靠性较高的封盖方式，盖板和焊 接环等平行封焊材料对封装中气密性以及气密性成品 率有重要影响。 因此，高质量的平行缝焊盖板必须 具备以下特性：
(a)盖板的热膨胀系数要与底座焊接环相匹配、与瓷体相 近； (b)焊接熔点温度要尽可能低； (c)耐腐蚀性能优良； (d)尺寸误差小； (e)平整、光洁、毛刺小、玷污小。
陶瓷芯片封装ceramicchipscalepackage33按封装的外形尺寸结构分类所谓按外形主要是根据封装接线端子的排布方式对其进行分类可分引脚插入型表面贴装型载带自动焊名称外形材质引脚节距及并布置等缩写送带定位键合自动进行效率高细节距80100便于小型薄型化散热性能较差表31moslsi封装的种类和特征p表示塑料c表示陶瓷moslsi封装的种类和特征表中p表示塑料c表示陶瓷类型材质引脚节距及并布置等sip单列直插式254mm100mil单方向引脚dip双列直插式254mm100milzipz型引脚直插式封装单方向引脚254mm100mildip收缩双列直插式封装1778mm70milskdip窄型双列直插式封装254mm宽度方向引脚节距为dip的12pga针栅阵列插入式封装254mm100mil类型材质引脚节距及布置等sop小外形塑料127mm50mil2方向引脚msp微型四方127mm50mil1016mm40mil127mm50milqfp四边引线扁平封装塑封10mm08mm065mm极限为033mm4方向引脚fpg玻璃陶瓷扁平封装127mm50mil0762mm30mil方向引脚4方向引脚类型材质引脚节距及布置等lccc无引线陶瓷封装芯片载体127mm50mil1016mm40mil0762mm30milplcc塑封无引线127mm50milj形状弯曲4方向引脚soj小外形j引线塑料封装127mm50milj形状弯曲2方向引脚bga锡球中心距1008mm小型化适用于多引脚高频芯片csp超小型封装面积与芯片面积之比小于12锡球中心距100806505mmsip
叠层片式LC滤波器(带通) 型号对照
PA1575MZ50J2G PA1575MZ50K4G / PA1575MZ50Q4G PA1575MZ50R4G
431342402 431342303 431342302 431342299 431342203
/ DAE1575R1540 / DAE1575R1340 DAE1575R1240
DGA182R series DGA154R series DGA152R series DGA134R series DGA124R series
- 2012 Size
Murata LFB21 series ACX BF2012 series Sunlord SLFB21 series
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型号对照 叠层片式LC滤波器(带通)
- 2520 Size
Murata LFB2H series ACX BF2520 series Mag. Layers LTB2520 series Taiyo-yuden F125 series Sunlord SLFB22 series
- 3225 Size
Murata LFB322G45SN1-947 ACX BF3225B2R4CAA_ Samsung LCB32B2450A2 Mag. Layers LTB32252G4H3-A1 Walsin RF3225150A_T Sunlord SLFB322R450G-K5TF
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型号对照 叠层片式LC滤波器(带通)
- 1608 Size
Murata LFB18 series ACX BF1608 series Taiyo-yuden FI168B series Walsin RFBPF16080 series TDK DEA162450BT series Sunlord SLFB18 series
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（8） 烘巴 将巴块内水份挥发，避免剩余的少量水气影 响烧结表现。
（9） 等静压 等静压是现今片式组件生产商一致采用的设 备，以热水在高压的环境中把巴块全方位加 以压好，平均的压力是非传统热压机可代替。 巴块首先放进胶袋里经过抽真空，之后就放 进等静压机利用水的平均压力和巴块里的张 力将巴块压好。
2.保护膜制作设备
4.全自动LTCC叠膜机
5.等静压设备
6.全自动切割设备
7.全自动封端设备
8.全自动编制设备
主要特点是：
（1） 专为中小型投资规模而设计
（2）完善的售后服务确保生产不会受到影响；
（3）设备全自动化,符合先进生产要求
（4）价格优惠，几与台湾及南韩设备售价同级， 但质量优越得多；
2、微波毫米波LTCC技术
微波集成电路（ＭＭＩＣ）和收/发（Ｔ/Ｒ） 组件在民用、军用雷达和通讯系统中的广泛应 用
迫切需要采用重量轻、体积小（尤其受到天线 网格间距的限制）、成本低和可靠性高的微波 多芯片组件（ＭＭＣＭ）技术。
低温共烧陶瓷（ＬＴＣＣ）是实现ＭＭＣＭ的 一种理想的组装技术，它提供了比传统的厚膜、 薄膜和高温共烧陶瓷（ＨＴＣＣ）技术更加灵 活的设计方法
（10） 切割
Keko CM-14全自动高精度附带计算机的对位切 割机，为各大小片式组件生产商之首要选择。操作时 首先用双面胶纸把巴坯贴在薄纸上及利用真空吸力把 薄纸与巴坯固定在切割台上，这样就可以防止在切割 时移位。自动对位系统将在印制内电极时一同印上之 切割标记对齐及用计算机自动算出点距并开始横向切 割，完成后切割台会自动转向90度，对齐切割点并开 始纵向切割直至切好为止，另外，可以设定每一次自 动对位切割的次数，这个设定按不同切割的精度需要 而定。
（10）30余年的生产经验，可协助用户解决生 产难题。
二、整体生产线及工艺流程 介绍
1、生产线主要设备简介
1. 混料及球磨 Keko LJM-1
11. 排胶 (排胶炉)
2. 流延 Keko CAM-M1 3. 裁切 Keko SC-1 4. 打孔 Keko PAM-4S 5. 填孔 Keko P-200AVF
（3） 裁切
Keko SC-1 可将流延的膜带分割成独 立的膜片，同时将膜片打上对位孔， 方便印刷及放片对位。
（4） 打孔 打孔是采用Keko PAM-4S 机械打孔机。此设备 能将读取dxf图档案的资料并转化为打孔资料 资料，毋须经过资料转换，方便可靠。
（5） 填孔 填孔是采用Keko P-200AVF，将膜片上刚打出 的孔填上银浆。
采用微波传输线（如微带线、带状线和共面波 导）、逻辑控制线和电源线的混合信号设计可 以将它们组合在同一个ＬＴＣＣ三维微波传输 结构中；采用带状线和中间接地屏蔽层还可以 改善收发通道间的隔离度。
LTCC组件是由许多层0.1-0.15ｍｍ厚、上面印 刷有传输线的生胚陶瓷片组成，这种材料的介 电常数适中（4<εｒ<8）
（2） 流延
KEKO CAM-M1薄膜流延机特别为专业需要而 设，浆料从盛料罐泵到浆料控制感应器，配备 浆料流量控制系统的流延头会因应浆料厚度而 控制浆料多寡，送料系统是运用空气或氮气泵 出浆料。如配备接触式屏幕，附在载膜上的浆 料在预设程序的干燥条件下成形。最后由回收 卷筒卷起收集，回收系统设有载膜校正机制， 保证回收时载膜不会偏移。
10. 切割 Keko CM-14
2、工艺流程简介
（1） 混料及球磨
球磨是把介质陶瓷或铁氧体及多种化工材料加 上氧化锆球一同磨成生产片式迭层元器件之浆 料。首先是要把所有材料和氧化锆球放进球磨 罐内，然后在球磨机设定所需的时间和速度， 再用KEKO LJM-1消泡机消除浆料的泡沫，保证 流延的质量。
片式叠层滤波器
LTCC 微波毫米波组件生产线
1．片式叠层滤波器
低温共烧技术——由于采用较低熔点的金属为电极材 料如银的熔点940℃，所以片式滤波器的原料必须采 用适合低温烧结（900℃以下）的铁氧体材料与陶瓷 材料。
一般片式滤波器包含片式电容器及片式电感器两个部 分，在烧结时必需控制共烧，还必须调整铁氧体和陶 瓷材料的收缩率，使其相同或非常接近，否则将导致 样品开裂不能形成器件，因此材料技术是最关键的技 术。
而且在国际上也享有声誉：日本村田公司、TDK公司、 三菱公司及韩国三星、美国GE公司等也进口该公司的 设备进行片式叠层滤波器大规模的批量生产。
不但可以进行片式叠层滤波器的生产，而且该生产线 与LTCC工艺完全兼容，可以进行微波毫米波MCM、组 件的生产。
1.全自动薄膜流延机
3.全自动丝网印刷设备
（6） 丝印 Keko P-200丝印机可精确丝印各种电子 被动组件之产品图案，设有步进马达可 调校(X,Y角度)丝印台位置及脱网距离。 配合计算机控制自动对位系统，可精确 地印出丝网上的细致图案，这些图案是 根据滤波器等效电路里的电容量而决定 的。
（7） 迭片 Keko IS-3A全自动迭层机可因应编程将 在分配仓的膜片全自动依次取放到压台 上，减低人为误送的机会，然后每次一 张膜片会送进迭层机里进行迭膜。迭膜 后将载体胶片自动除去，安全快捷可靠。
（5）国内已有十余家科研单位和企业使用，享有 良好声誉；
（6）可提供整线配套设备，使用户不用因使用 不同设备所造成的不协调生产而忧虑；
（7）Keko公司也是片式组件生产制造商，在此 有丰富的经验和认识，故对设备的要求更 能掌握；
（8）设备实用，精度高，灵活性大；
（9求；
12. 烧结 (烧结炉) 13. 倒角Keko BL-6 14. 封端 (封端机) 15. 烧银 (烧银炉)
6. 丝印 Keko P-200A 7. 迭片 Keko IS-3A 8. 烘巴 (干燥炉) 9. 等静压 Keko ILS-6A
16. 抽检 17. 电镀 (全自动电镀系统) 18. 分选及测试 19. 编带Keko CTM-12
可设计出较宽的微波传输线，因此其导体损耗 比在硅（Si）、砷化镓（GaAs和）陶瓷上的微 波传输线更低。
而且这种材料的损耗角在10ＧＨz频率下约为 0.002，产生的介质损耗也较低。
3．Keko设备的先进性
KEKO公司的设备是目前国际上非常先进的工艺设备。 先进性不仅体现在全自动化、智能化、操控方便、精 度高、可靠性高等方面，