磁性元件等离子清洗烧蚀现象分析及解决措施

在混合集成电路装配过程中,采用等离子清洗是提升工艺可靠性的一种有效方法。混合集成电路采用多种有源器件和无源器件,对于其中的磁性元件,等离子体遇到磁场被束缚,造成离子聚集,当射频能量偏大或未采取有效保护措施时,易出现发光放电现象,产生烧蚀。从一个等离子清洗失效案例入手,针对清洗过程中磁性元件烧蚀现象进行了详细分析,并提出了相应的改进措施。

X波段Si基片集成脊波导MEMS环行器

基于波导传输理论设计并制备了一款Si基片集成脊波导(RSIW)微电子机械系统(MEMS)环行器,该环形器以高阻硅作为衬底材料,采用高精度三维MEMS加工工艺制备而成。通过在基片集成波导(SIW)结构中添加脊梁结构,形成RSIW传输结构,使传输主模TE10模的截止频率比矩形波导TE10模的低,从而实现相同频率下更小的器件尺寸。同时,通过电磁仿真软件对射频匹配和磁场分布进行了精确的建模仿真,完成了Si基片集成脊波导MEMS环行器的仿真设计。制备了尺寸为6 mm×6 mm的环行器样品并进行了测试,结果验证了仿真设计的准确性,其工作频率为8~12 GHz,回波损耗大于20 dB,隔离度大于18 dB,插入损耗小于0.5 dB。实现优良微波特性的同时,相比于常规的SIW结构环行器尺寸缩小了20%左右。

高功率Ku波段微带环行/隔离组件设计与验证

针对提升微带器件功率密度的需求,根据微带环行器的设计理论,设计三种不同电路结构的Ku波段微带环行/隔离组件。对三种电路结构加载50 W功率时的电场和磁场强度进行了分析,并制作异形电容匹配双Y结电路和多路加抗的平面Y谐振器电路两种结构的微带环行/隔离组件。测试结果表明,采用多路加抗的平面Y谐振器电路结构设计的Ku波段微带环行/隔离组件,在16.5~17.5 GHz的工作频带内,插入损耗小于0.48 dB,电压驻波比小于1.25,单结隔离度大于20 dB,外形尺寸为6 mm×6 mm×1.8 mm,额定功率为50 W,满足设计要求。

Ka波段自偏置微带环行器优化设计与仿真分析

基于BaM型六角铁氧体材料,利用有限元仿真软件建立微带环行器的三维电磁场模型,优化仿真设计Ka波段自偏置环行器的结构和尺寸,探究铁氧体基板厚度h、中心圆盘半径R_(0)以及大小Y结尺寸对环行器性能的影响。结果表明,在26~28GHz频率范围内,插入损耗S_(21)随着铁氧体基板厚度h增大而增大,隔离度S_(12)和回波损耗S_(11)随铁氧体基板厚度h和中心圆盘半径R_(0)先增大后减小;随着大小Y结长度和宽度的增大,回波损耗S_(11)和隔离度S_(12)均先增大后减小。经优化仿真后,在26~27.6GHz频率范围内,环行器插入损耗S_(21)均小于1dB,最小插入损耗为0.85dB,最大隔离度为53dB,隔离度S_(12)和回波损耗S_(11)均大于20dB的带宽约1.6GHz,器件整体尺寸为7mm×7 mm×0.4mm,具有良好的环行性能。

基于高介电常数石榴石铁氧体的微带环行器设计

采用固相反应法制备高介电常数石榴石铁氧体材料。基于优化的材料性能,利用AnsysHFSS仿真软件对X波段微带环行器进行三维电磁场仿真分析,并结合微电子工艺进行实物研制。实验结果表明,高介石榴石铁氧体材料的介电常数为26,在9GHz附近材料的铁磁共振线宽为100Oe。器件仿真结果表明,在8~12GHz频率范围内,微带环行器的插入损耗小于0.4dB,隔离度大于20dB,电压驻波比小于1.2,表现出良好的环行特性。器件实物测试结果表明,在X波段内插入损耗小于1dB,隔离度大于18dB,驻波比小于1.25。造成实测性能变差的原因主要来自铁氧体较高的介电损耗,样品加工和测试过程产生的误差也有影响。相比于常规介电常数石榴石铁氧体材料研制的微带环行器,该环行器具有更小的体积和重量,实现了器件小型轻量化。

用于双极化T/R组件的X~Ku波段MEMS环行隔离组件的设计

多极化合成孔径雷达(SAR)能够提供丰富的目标特性,增强目标的识别、分类和抗干扰能力,成为重要的发展方向。其关键组件T/R组件采用了发射分时、接收同时的模式,每个通道射频(RF)前端包含一路发射通路和两路接收通路。利用微电子机械系统(MEMS)技术设计了一款X~Ku波段环行隔离组件,在实现射频前端小型化双接收通路集成的同时解决了两路通道隔离问题。该环行隔离组件工作频率为10~18 GHz,尺寸为6 mm×11 mm×2.5 mm,三端口回波损耗均≥16 dB,并且双接收通路的隔离度≥29 dB。

采用基片集成波导技术的毫米波MEMS环行器

设计并制备了一款毫米波的微机电系统(MEMS)环行器。该毫米波MEMS环行器芯片采用高阻硅作为衬底,利用基片集成波导(SIW)技术,基于硅基MEMS工艺,采用低损耗金属化技术,实现了硅通孔金属化的制备。采用三维电磁仿真软件进行模拟,设计了该毫米波MEMS环行器的结构以及SIW与微带线的过渡匹配,并在此基础上优化设计了一套通用的制备毫米波MEMS环行器的工艺流程。并对制备的毫米波MEMS环行器进行了性能测试。结果表明,该环行器的频率范围为24~28 GHz,频带内插入损耗≤0.5 dB,隔离度≥17 dB,尺寸仅为5 mm×5 mm×2.5 mm,能够满足大部分应用需求。

一种X波段小型化微带环行器设计与仿真分析

根据微带环行器的设计理论,利用多路加抗的平面Y谐振器结构构成非互易结电路,由至少两根相互配合的传输线(长度为不大于1/8波长)和一个连接结点构成匹配电路,设计并制作了一种工作在X波段的小型化微带环行器。仿真结果显示,该环行器在8~12 GHz的工作频带内,插入损耗小于0.6 dB,电压驻波比小于1.4,隔离度大于15 dB;外形尺寸为4 mm×4 mm×2.5 mm,实现X波段环行器的小型化。实测结果与仿真结果基本吻合,工作频带内电压驻波比和隔离度比仿真结果略高。

多倍频程MEMS硅基微带环行器设计

作为一种基于微机电系统(MEMS)的微波磁性器件,MEMS微带环行器的核心结构是一种异质嵌套结构,即将微波铁氧体嵌入到基于晶圆级键合封装工艺的硅腔体中。相较于传统的金属薄膜微带线直接分布在铁氧体材料上的微带环行器,MEMS微带环行器具有工艺一致性好、生产效率高、性能更佳等优势。此外,常规全磁环行器在满足器件宽带高功率要求方面存在技术瓶颈,而MEMS环行器方案能够较好地解决这一问题。基于环行器结构、原理和损耗分析,结合ANSYS仿真分析,采用MEMS体硅工艺,设计了一款多倍频程微带环行器,最终实现尺寸为8 mm×8 mm×2.5 mm、工作频率为5~13 GHz、器件插损小于1 dB、电压驻波比小于1.6、隔离度大于12 dB的器件,并实现了器件的批量化制作。

微波铁氧体环行器相位调节方法与高相位一致性实现

针对应用于P、L、S波段相控阵雷达的铁氧体环行器高相位一致性的严格要求,分析了其相位一致性的影响因素,找到了高相位一致性控制的调测手段,提出采用子母盖板的形式来调节环行器的工作点磁场强弱,从而调整环行器的相位值,实测与仿真分析结果表明二者符合甚好,实测结果表明,10个器件的相位一致性控制在±1°以内,采用这种方式可方便、有效地调整环行器的相位,实现高的相位一致性,很好地满足了新一代相控阵雷达的应用要求。

小型化微带环行器的设计与仿真

为了降低微带环行器的平面尺寸,满足器件小型化需求,采用三维电磁仿真软件HFSS设计了不同结构(单Y结、双Y结和鱼刺结)的微带环行器。仿真结果表明:与单Y结和双Y结微带环行器相比,鱼刺结微带环行器可以显著减小器件的平面尺寸,提高铁氧体基片的有效使用面积。在中心频率处,鱼刺结微带环行器的反射、隔离度和插入损耗分别为33.8、48.6和0.17 dB,电压驻波比为1.05,带宽高于300 MHz,满足器件的性能要求。

通讯用集总参数环行器/隔离器设计研究综述

阐述了通讯用集总参数环行器/隔离器的技术发展历程,讨论了几类常见集总参数环行器/隔离器设计方法,对各类方案的优劣进行了分析对比,详述了各类器件设计的技术要点。指出了通讯用集总参数环行器/隔离器当前应该发展的技术方向和亟需突破的关键技术,强调了小型化、宽带化和集成化设计的紧迫性。对高频集总参数环行器进行了低场设计验证,明确了在Sub6的高频段内可以实现集总参数环行器的设计制作。同时对宽带小型化集总参数环行器进行了探索,验证了中导对地串联LC的设计敏感性。

基于X波段微带环行器的设计与仿真

微带环行器是一种高频电路元件,广泛应用于微波通信、雷达、无线电等领域中。在X波段(8.0 GHz~12.0 GHz)频率范围内,由于传输线长度的限制和工艺技术方案受到的约束,现有微带环行器的体积较大,并不适用于集成化和小型化的应用场景。因此,基于X波段微带环行器的设计和仿真,探究微带环行器在X波段的工作原理、设计方法和优化方案,并进行仿真和实验验证,希望为相关人员提供参考。

新型宽带大功率星用环行器设计与仿真

结合星用高功率环行器的应用环境,分析差相移环行器的工作原理,运用HFSS电场仿真软件、MultipactorCalculator软件以及ANSYS热力学软件设计制作一种宽频带、高功率、低损耗、高微放电阈值的铁氧体环行器。具体性能指标为:工作频率f±1.0GHz,输入电压驻波比VSWR≤1.3,正向损耗(插损)α+≤0.3dB,反向损耗(隔离度)α-≥18dB,功率容量P≥2400W(PK),600W(CW),负载功率容量150W(CW),微放电阈值6dB。器件已经通过了热真空功率耐受和6dB微放电实验。

八毫米波段微带集成环行器

本文介绍我们研制成功的8毫米波段微带Y结环行器.说明了设计制作步骤,给出了测试结果.将其一端接匹配负载可构成Y结隔离器.该器件已用于毫米波集成前端中.

毫米波鳍线环行器的理论分析

本文采用场分量匹配法和鳍线的等值矩形波导方法,首次给出对称鳍线结构环行器的三维电磁场理论分析。计算了8mm 和3mm 对称鳍线环行器的外部特性,得到一些有用的数据和结论。本文还实验研究了单侧鳍线结构环行器,测试结果满意。

微波环行器、隔离器在雷达固态发射机中的应用

微波环行器、隔离器在雷达固态发射机中得到了大量应用,其性能优劣是影响装备性能的重要因素之一,至今仍具有无可取代的地位。简要介绍了该类型器件的基本概念,详细分析了其在雷达固态发射机中的作用,阐述了现代雷达固态发射机对微波环行器、隔离器的迫切需求,结合目前该类型器件存在的技术瓶颈,指出了发展趋势。

毫米波环行器平面化进展及自偏置六角铁氧体研究述评

综合报道了最近国内外毫米波环行器的小型化、平面化进展,比较了自偏置及外场偏置微带环行器的性能,讨论了自偏置环行器插入损耗大的问题。回顾了近年来M型与W型六角铁氧体毫米波材料性能与离子代换的关系等研究动态;分析了微波频率下自偏置六角铁氧体的电磁损耗--铁磁共振线宽△H和介电损耗角正切tanδe的研究现状,讨论了BaM铁氧体△H的来源及进一步降低△H的途径--减小固相反应不完全致宽;阐明了减小器件插入损耗的关键在于降低非共振有效线宽△Heff,分析了BaM单晶较高△Heff产生的原因,提出了减小BaM多晶/单晶有效线宽的途径。最后讨论了有应用潜力的几种厚膜六角铁氧体制备工艺,包括液相外延、丝网印刷、低温共烧等。

微波铁氧体带线环行器设计要点

1引言近几年来随着航空航天、3G通讯及网络、雷达等工程领域的快速发展,微波铁氧体环行器、隔离器获得了愈来愈广泛的应用。在二十世纪九十年代以前,研制和生产微波铁氧体环行器、隔离器属于高技术领域,集中在少数几个磁性行业研究所及大型国营单位。然而时过境迁,近几年来对此领域感兴趣的生产单位和个人如雨后春笋般地创立起来,单就成都地区就有近十家单位和个人在研制和生产微波铁氧体环行器、隔离器。

微波双工器和多工器的设计

比较全面地论述了微波通信设备中的各种双工器、多工器的设计方案,指出了它们的各种要求与不同用途,及各种情况下较理想的设计方案,并给出了设计数据。