專利名稱：一種低溫共燒結(jié)陶瓷的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種低溫共燒結(jié)陶瓷的測(cè)量裝置，尤其是一種測(cè)量LTCC收縮率和介電常數(shù)的裝置。
背景技術(shù)：
LTCCCLow Temperature Co-Fired Ceramic，低溫共燒結(jié)陶瓷)在燒結(jié)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生收縮現(xiàn)象。當(dāng)把LTCC作為微波基板使用時(shí)，為了保證電氣性能，必須要知道LTCC的收縮率，以便在設(shè)計(jì)過(guò)程中加以修正。另外設(shè)計(jì)基于LTCC基板的微波電路時(shí)，也需要知道LTCC 的介電常數(shù)。通常測(cè)量LTCC收縮率的方法是使用X射線裝置透視測(cè)量，這種方法需要專門設(shè)備，設(shè)備昂貴且有防護(hù)要求，而且效果也不是很好；測(cè)量材料介電常數(shù)方法有傳輸線法， 駐波法等等，這些方法對(duì)材料樣品的形態(tài)有一些要求，不一定適合實(shí)際使用的LTCC微波基板。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種測(cè)量LTCC收縮率和介電常數(shù)的裝置，可以同時(shí)測(cè)量LTCC的收縮率和介電常數(shù)，也特別適合于測(cè)量LTCC微波基板的收縮率和介電常數(shù)。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案一種低溫共燒結(jié)陶瓷的測(cè)量裝置，包括LTCC基板以及設(shè)置在LTCC基板上的單面微波電路；其中，所述單面微波電路包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同、尺寸不同的微波諧振電路，所述每個(gè)微波諧振電路包括一個(gè)圓環(huán)形槽線諧振器及與其相配合的兩組共面波導(dǎo)傳輸線。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的低溫共燒結(jié)陶瓷的測(cè)量裝置中，微波諧振電路的共面波導(dǎo)形傳輸線的一端作為所對(duì)應(yīng)的微波諧振電路的輸入輸出端口，該共面波導(dǎo)形傳輸線的另一端開路、與所配合的圓環(huán)形槽線諧振器不接觸而產(chǎn)生電磁耦合。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的低溫共燒結(jié)陶瓷的測(cè)量裝置中，微波電路中兩個(gè)微波諧振電路的諧振頻率不同。為了避免出現(xiàn)介電常數(shù)和收縮率的多解情況。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案具有如下有益效果可以同時(shí)測(cè)量LTCC基板材料的收縮率和介電常數(shù)，尤其是只需要單面電路板即可實(shí)現(xiàn)測(cè)量。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)=I-LTCC基板，2、3_諧振電路，4、5_諧振電路的共面波導(dǎo)傳輸線，6、7_諧振電路的圓環(huán)形槽線，8、9-共面波導(dǎo)傳輸線的槽。具體實(shí)施方案
以下結(jié)合附圖對(duì)技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述LTCC基板收縮率和介電常數(shù)測(cè)量裝置包括LTCC基板和LTCC基板上的微波電路，其中LTCC基板的一面是金屬接地面，LTCC基板的另一面蝕刻著微波電路；微波電路包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)形式相似的微波諧振電路，這兩個(gè)諧振電路各部分結(jié)構(gòu)尺寸不同，兩者的諧振頻率也不同；每個(gè)微波諧振電路由一個(gè)圓環(huán)形槽線和兩個(gè)共面波導(dǎo)傳輸線組成；輸入輸出共面波導(dǎo)傳輸線是根據(jù)特定謝振頻率而設(shè)計(jì)，每個(gè)共面波導(dǎo)輸入輸出傳輸線的一端作為諧振電路的輸入輸出端口，另一端則開路，與圓形槽線諧振器通過(guò)縫隙進(jìn)行電磁能量耦合。本實(shí)用新型裝置的測(cè)量方法依據(jù)微波諧振電路的諧振頻率由電路結(jié)構(gòu)尺寸和基板材料介電常數(shù)及基板厚度所決定的原理。LTCC基板上的微波諧振電路的諧振頻率與圓形微帶環(huán)諧振器和輸入輸出微帶傳輸線的結(jié)構(gòu)尺寸和LTCC基板厚度及基板材料的介電常數(shù)有關(guān)，有了這些參數(shù)，就可以使用電磁仿真軟件計(jì)算得到該微波諧振電路的諧振頻率；另一方面也可以用測(cè)量燒結(jié)后的實(shí)際LTCC基板微波諧振電路的方法直接得到該諧振電路的諧振頻率。如果仿真軟件計(jì)算得到的諧振頻率與測(cè)量得到的諧振頻率一樣，那么仿真計(jì)算諧振頻率時(shí)所使用的介電常數(shù)就是燒結(jié)后實(shí)際LTCC基板材料的介電常數(shù)，同樣仿真計(jì)算諧振頻率時(shí)所使用的諧振電路各部分結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)就是燒結(jié)后實(shí)際LTCC基板上微波諧振電路對(duì)應(yīng)的各部分結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)。由于燒結(jié)前實(shí)際LTCC基板上的微波諧振電路各部分的尺寸是制版時(shí)設(shè)定的尺寸，這些尺寸都是已知的，這樣我們就有了實(shí)際LTCC基板上微波諧振電路燒結(jié)前和燒結(jié)后的各部分的尺寸參數(shù)，LTCC基板上微波諧振電路某結(jié)構(gòu)部分在燒結(jié)前的尺寸數(shù)值減去燒結(jié)后相應(yīng)位置的尺寸數(shù)值就得到這部分結(jié)構(gòu)的尺寸差值，該尺寸差值除以燒結(jié)前該部分結(jié)構(gòu)的尺寸數(shù)值就得到該部分結(jié)構(gòu)的收縮率。在結(jié)構(gòu)上，本實(shí)用新型的測(cè)量LTCC收縮率和介電常數(shù)的裝置包括LTCC基板和 LTCC基板上的微波電路，其中LTCC基板的一面是金屬接地面，微波電路蝕刻在LTCC基板的另一面。微波電路包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)形式相似的微波諧振電路。每個(gè)微波諧振電路由一個(gè)圓環(huán)形槽線和兩個(gè)共面波導(dǎo)傳輸線組成；其中一個(gè)諧振電路的圓形微帶環(huán)諧振器尺寸小于另一個(gè)諧振電路的圓形微帶環(huán)諧振器尺寸。輸入輸出共面波導(dǎo)傳輸線是根據(jù)特定諧振頻率而設(shè)計(jì)，每個(gè)共面波導(dǎo)輸入輸出傳輸線的一端作為諧振電路的輸入輸出端口，該端口的微帶線的阻抗設(shè)為50歐姆，另一端則開路，與圓形槽線諧振器通過(guò)縫隙進(jìn)行電磁能量耦合。在制造上，兩個(gè)微波諧振電路都制作在同一塊基板上，基板材料是LTCC ；可以采用通常的LTCC電路板工藝制作基板上的金屬圖形；為減小損耗，在LTCC基板的金屬上可以鍍金；可根據(jù)所需要的工作頻率，分別確定兩個(gè)圓環(huán)形槽線諧振器環(huán)形槽線的總周長(zhǎng)，使一個(gè)諧振電路的諧振頻率高于工作頻率，而另一個(gè)諧振電路的諧振頻率低于工作頻率。在測(cè)量時(shí)，首先使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀分別測(cè)量燒結(jié)后的LTCC基板上兩個(gè)微波諧振電路的諧振頻率；然后使用電磁仿真軟件，如Ansoft的HFSS，以燒結(jié)前制版時(shí)設(shè)定的 LTCC基板微波諧振電路的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)和LTCC基板厚度及基板材料估計(jì)的介電常數(shù)等參數(shù)為初值，分別計(jì)算兩個(gè)微波諧振電路的諧振頻率，接著調(diào)整介電常數(shù)和用收縮率調(diào)整這些結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，使得仿真計(jì)算得到的這兩個(gè)微波諧振電路的諧振頻率等于這兩個(gè)微波諧振電路諧振頻率的測(cè)量值；這時(shí)候仿真計(jì)算使用的收縮率就是LTCC燒結(jié)的收縮率，仿真計(jì)算使用的介電常數(shù)就是LTCC基板材料的介電常數(shù)，仿真計(jì)算使用的微波諧振電路各部分結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)就是燒結(jié)后的LTCC基板微波諧振電路各部分結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。根據(jù)以上所述，便可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.一種低溫共燒結(jié)陶瓷的測(cè)量裝置，其特征在于包括LTCC基板以及設(shè)置在LTCC基板上的單面微波電路；其中，所述單面微波電路包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同、尺寸不同的微波諧振電路，所述每個(gè)微波諧振電路包括一個(gè)圓環(huán)形槽線諧振器及與其相配合的兩組共面波導(dǎo)傳輸線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫共燒結(jié)陶瓷的測(cè)量裝置，其特征在于所述微波諧振電路的共面波導(dǎo)形傳輸線的一端作為所對(duì)應(yīng)的微波諧振電路的輸入輸出端口，該共面波導(dǎo)形傳輸線的另一端開路、與所配合的圓環(huán)形槽線諧振器不接觸而產(chǎn)生電磁耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫共燒結(jié)陶瓷的測(cè)量裝置，其特征在于所述微波電路中兩個(gè)微波諧振電路的諧振頻率不同。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種低溫共燒結(jié)陶瓷的測(cè)量裝置，包括LTCC基板以及設(shè)置在LTCC基板上的微波電路；其中，所述微波電路包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同、尺寸不同的微波諧振電路，所述每個(gè)微波諧振電路包括一個(gè)圓環(huán)形槽線諧振器及與其相配合的兩組共面波導(dǎo)傳輸線。微波諧振電路的共面波導(dǎo)形傳輸線的一端閉合作為所對(duì)應(yīng)的微波諧振電路的輸入輸出端口，該共面波導(dǎo)形傳輸線的另一端開路，與所配合的圓環(huán)形槽線諧振器不接觸而產(chǎn)生電磁耦合。
文檔編號(hào)G01N22/00GK201974389SQ201120090080
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者張靜嫻, 顧佑祺 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)