基于LTCC技术的电感器设计与集成打印工艺研究

摘要

随着电子产品不断朝着小型化、功能化、高集成的方向发展，LTCC（低温共烧陶瓷）技术成为电子元件集成化的主流方式。传统LTCC器件制作工艺复杂、工序繁多、成品率较低。3D打印是一种基于离散-堆积原理的先进制造技术，可以实现器件的快速、柔性化、集成化制造，为LTCC器件的制造提供了新的方法。 本文采用理论分析与实验研究相结合的方法，设计并集成打印制作了LTCC电感器。采用三维电磁仿真软件HFSS对LTCC电感器进行模拟仿真。研究了基于多材料打印技术3D电子打印工艺。研究了集成打印LTCC电感共烧工艺，测试了打印电感的性能，分析了纳米银与LTCC基片共烧过程中的收缩现象，探讨了烧结温度、升温速率等参数对器件性能的影响。 论文通过HFSS软件设计了LTCC折线电感，仿真结果表明该电感L值为5.12nH，Q值为101.86（1GHz），谐振频率为2.50GHz。多材料打印技术能够较好的实现纳米银导线与陶瓷基板的集成制作。打印的硼硅酸盐玻璃陶瓷基板介电常数为5.4（850℃烧结/2.4GHz），密度为(2.5±0.16 g/cm3)，测试结果表明，该电感L=5.76nH，Q=32.99 （3GHz），能够满足基板的使用要求。论文研究验证了3D打印技术在LTCC电感制作上的可行性，为电感制作提供了新的思路和方法，为今后进一步的研究打下了良好基础。

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第一章 引言