LTCC/LTCF多层片式器件自动建模技术

针对LTCC/LTCF多层片式器件设计效率低下的问题,提出采用IronPython脚本语言实现自动化的版图检查和仿真建模的技术。介绍了多层片式器件的设计流程,采用VS2013+PTVS编程平台,开发了基于IronPython的脚本程序控制ANSYS EM软件,实现自动导入版图文件和自动建模,重点介绍脚本流程和处理图层信息的关键算法。应用于LTCF微磁变压器、LTCC电感器、片式共模滤波器等多层片式结构器件的设计,可显著提升设计效率。

LTCF变压器设计与仿真分析

首先提出了LTCF变压器的通用模型和有效参数计算方法,与3D有限元电磁场仿真结果比较偏差小于5%。分析了介质材料对于构建磁路的作用,通过对绕组结构的研究,发现PSP绕组结构具有最佳性能。研究了气隙的实现方法及对变压器的影响,指出采用印刷介质材料方式实现气隙的LTCF变压器具有耦合系数低的天生设计缺陷。最后通过参数扫描法研究了各种参量对变压器耦合特性的影响,发现介质厚度、初次级间距、盖帽厚度、边距及基片与介质磁导率之比是影响耦合系数的主要因素。

LTCF/LTCC异质材料共烧EMI滤波器设计与制作

采用低温共烧陶瓷(LTCC)/低温共烧铁氧体(LTCF)相结合异质材料共烧工艺制作EMI滤波器,介绍了器件的设计、仿真方法、制作工艺与性能测试结果。通过介质材料掺杂改性和优化流延工艺,解决了异质材料低温共烧匹配技术难点,实现了LTCC/LTCF异质材料良好的共烧兼容特性。EMI滤波器性能分析和测试结果表明,器件具有高的插入损耗,可在宽频率范围内防止EMI噪声。

用于LTCF工艺的低温烧结M型Ba铁氧体的显微结构与电磁特性

首先用机械球磨法、以Bi2O3为助烧剂制备了低温烧结M型钡铁氧体(BaFe12O19),结合相结构和显微形貌分析研究了添加量对低温烧结钡铁氧体结构与性能的影响。在一次球磨6h、预烧温度1100℃、Bi2O3掺杂量为3wt%、二次球磨9h、900℃烧结后制得了不同参数的M型铁氧体材料。然后采用上述工艺初步研究了低温烧结的ZnTi和CoTi取代的M型钡铁氧体的性能。

基于LTCF工艺的高通滤波器结构与设计

设计了一种11阶LC高通滤波,整体采用立方体开腔结构,选取多层LTCF陶瓷作为基板,将电感器集成于基板内部,电容器采用分立元件内埋于腔体中。利用Ansoft-Maxwell软件对电感器三维结构进行电磁仿真,充分兼顾滤波器可靠性、小型化及电路性能最优等原则,确定电感器的结构、空间位置及电气参数值;最后,利用绘图软件设计了LTCF基板的叠层结构、各层电路图、电路层间互联等。研制的高通滤波器性能如下:工作频率1~10 MHz、截止频率1 MHz、尺寸8.2×8.2×2.8 mm、通带插入损耗不高于3.1 dB、电压驻波比小于1.4,该滤波器解决了传统分立器件搭建无源高通滤波器的分立器件多、集成度低的问题。

基于LTCC/LTCF的数控YIG调谐激励器设计与实现

基于LTCC/LTCF复合集成技术,对包含DC-DC电源变换电路的YIG调谐数字激励器进行集成化设计。电路基板由LTCC和LTCF两种材料复合层叠而成。通过Maxwell 3D软件进行仿真设计,利用LTCF材料的磁特性,在基板内集成了DC-DC电源所需的电感器,取代了高度较高的表贴式电感。将电感仿真结果导入Durst Graffy软件,与其它电路元件一起进行布局布线,实现了YIG激励器的平面化设计。最后,通过多次烧结工艺试验,成功实现了YIG激励器电路基板样品的制作。预计组装完成后,激励器高度将缩减到约原先PCB电路的44%。

高压LTCF变压器测试电路原理及实现

研究了高压LTCF变压器的测试原理与方法,并进行了相应的硬件电路设计与试验验证。该方法基于反激式变换电路,从理想变压器电路出发,推导了高压LTCF变压器输出电压公式,分析了各参量的影响。针对LTCF变压器的大漏感所造成的电压尖峰突出问题,采取增大寄生电容的方式予以抑制。最后,对电科九所生产的高压LTCF变压器进行实际测试,设计了开环电路测试变压器最大输出能力,闭环电路实现了1.2 k V稳定电压输出。

层压方法对功率型LTCF变压器结构及性能的影响

采用双层硅胶加盖不锈钢材质层压板的层压方法制备功率型低温共烧铁氧体(LTCF)变压器。通过断面显微结构、电感值及耐压的测试,研究了层压方法对其结构及性能的影响。结果表明,相对于传统的层压方法,新方法制作的变压器层压受力均匀、表面不平整度≤±5μm/10 mm,无凸起、分层,排胶烧结过程中未出现开裂、翘曲等缺陷,显微结构理想。变压器性能为,初级电感:≥60μH、次级电感:≥2.6 m H、漏感:≤35μH、耐压:≥1500V(DC),且满足高低温应用环境(-55^+85℃)下磁性能使用可靠性和环境适应性要求。

LTCF微磁变压器的电感温度特性

为解决LTCF微磁变压器宽温工作问题,对现有M400、G19、G45等三种牌号的LTCF材料进行了干压样环、LTCF样环、两类LTCF变压器在不同烧结工艺参数下的电感温度特性研究。发现LTCF微磁变压器电感温度特性是由多个因素共同作用的结果,主要影响因素为LTCF材料的温度特性,同时受绕组结构、绕组分布、气隙实现等多个因素的共同影响,提高LTCF微磁变压器电感温度特性的关键是实现具有高居里温度、高磁导率、低功耗、低温度系数等优异的综合磁性能LTCF材料。通过改进设计和工艺,变压器电感归一化率在125℃达到≥70%。

具有内部空气腔体的低温共烧铁氧体(LTCF)电感及其性能

为了改善低温共烧铁氧体(low temperature co-fired ferrite, LTCF)片式电感的抗饱和能力,在器件内部设置空腔,为小型化的多层片式电感提供类似传统绕线电感中的磁环气隙结构,改善了器件的抗饱和能力。通过断面显微结构、自谐振频率及耐直流叠加特性的测试,研究了空腔对片式电感性能的影响。结果表明,相对于传统的印刷介质浆料法,制作的片式电感显微结构理想,抗饱和能力提升明显。电感设计性能为,尺寸≤6.5 mm×6.5 mm×4mm,电感量L0=100±20μH,叠加直流400 mA后与未叠加直流的电感之比≥60%。

基于LTCC/LTCF工艺的小型化网络变压器设计

根据理论分析计算,结合磁芯内嵌技术、多线并绕传输线变压器理论,采用＂之＂字形布线方式实现网络变压器三维立体集成,使用商业软件HFSS建立低温共烧陶瓷（LTCC）/低温共烧铁氧体（LTCF）变压器结构模型,进行优化和仿真分析,采用新工艺流程完成小型化变压器加工制作。实测结果表明,在1～ 100MHz工作频率范围内,尺寸为15mm×11.1mm×2.2mm,开路电感≥180μH,插入损耗≤0.5d B,回波损耗≥18.6d B,共模-差模模式转换≥29d B,满足设计要求。

低温共烧铁氧体无源集成技术及其应用

简要介绍了低温共烧铁氧体(LTCF)技术的由来,报道了LTCF的关键制造工艺、主要应用领域以及国内外发展趋势。

低温共烧NiCuZn系流延带制备及其性能研究

研究了NiCuZn系LTCF流延生磁带多种分散剂(蓖麻油、磷酸二丁酯、三乙醇胺)、固含量对流延浆料粘度以及生磁带微观结构的影响。结果表明,以蓖麻油为分散剂,当分散剂含量为2%、浆料固含量为62%时,制备的浆料分散性、流动性良好。885℃烧成生磁带的电磁性能优良,初始磁导率为343,功率损耗为272.6kW/m3,电阻率为4.8×1010Ω.cm,满足叠成片式功率电感用铁氧体材料的应用要求。

低温烧结YIG多晶铁氧体的研究现状

综述了目前YIG(Y3Fe5O12)多晶铁氧体材料在低温烧结方面的研究现状。总结了Cu、Ca、V、Bi等离子取代及TiO2、B2O3添加剂对YIG显微结构及磁性能的影响,探讨了用sol-gel法、共沉淀法及机械化学法制备的YIG超细粉料在低温烧结中的作用以及新型烧结工艺的应用。阐述了其未来的研究方向。

预烧淬火速度对NiCuZn铁氧体性能的影响

采用传统的氧化物法制备NiCuZn铁氧体,预烧保温后采用了三种不同方式冷却,研究了冷却速度对材料微观结构和磁性能的影响。发现随着冷却速度的加快,可获得更好微观结构、更高起始磁导率、更低损耗、更高烧结密度之低温共烧材料。

叠层片式低通滤波器的设计与制作

利用LTCC&LTCF(低温共烧陶瓷和低温共烧铁氧体)技术设计和制作了具有标准封装型号0805型叠层片式低通滤波器,给出了一个完整而有效的设计流程。并采用介电常数为14、流延厚度为30μm的陶瓷膜片成功制作了截止频率在220MHz的三阶低通叠层片式滤波器,其外形尺寸为2.0mm×1.2mm×0.9mm。

毫米波表贴环行器技术研究

毫米波环行器作为雷达、通讯等微波系统中的必备元件之一,起着信号定向传输、收发双工的作用。随着雷达、通信和电子对抗一体化等平台的发射接收系统对"阵列化、高度集成、无源化"等应用需求,对环行器提出了小型化、表贴要求。本文介绍了一种基于低温共烧铁氧体工艺(LTCF,Low Temperature Co-fire Ferrites)制作的新型通讯用表贴环行器,该类产品的特点是体积小、重量轻,便于集成。

基于国际居民长期照护评估工具的养老机构老年人认知障碍现状及影响因素研究

背景随着老龄化现象的加剧,老年人认知障碍的发生率逐步上升,通过研究相关影响因素对认知障碍进行早期筛查、诊断和干预,可以达到及时预防、延缓痴呆的效果。目的调查养老机构老年人的认知障碍并探讨其影响因素。方法于2018年4—6月采用方便抽样法,选取南京市江宁区某养老机构老年人(≥60岁,n=369)为调查对象。由经过专业培训获得资质的评估员依据国际居民长期照护评估工具(interRAI-LTCF)对老年人进行评估。根据其中的认知表现评分(CPS)判断老年人是否存在认知障碍,以老年人的基本情况及其他评估标尺得分为自变量,采用多因素Logistic逐步回归分析养老机构老年人发生认知障碍的影响因素。结果共回收有效问卷338份,有效回收率为91.6%。138例老年人存在不同程度的认知障碍,认知障碍发生率为40.8%。多因素Logistic逐步回归分析结果显示,感觉受损情况、脑血管疾病患病情况、日常生活活动能力(ADL)评分、抑郁评分、疼痛评分、社会参与度评分是养老机构老年人是否发生认知障碍的影响因素(P<0.05)。结论养老机构老年人的认知障碍发生率较高,感觉受损、患有脑血管疾病、ADL依赖、抑郁是其发生认知障碍的危险因素,社会参与度高是保护因素,应进行积极筛查并采取针对性的干预措施。