解析射频微波电感器件之选用玻璃陶瓷基板

日期:2022-05-10 阅读:193
核心提示:随着大功率电子、射频/微波、军事/国防、航空航天和其他半导体应用的各种高质量陶瓷基板产品,陶瓷基板在微电子学中具有重要意义
随着大功率电子、射频/微波、军事/国防、航空航天和其他半导体应用的各种高质量陶瓷基板产品,陶瓷基板在微电子学中具有重要意义,首先微电子中使用的陶瓷机械性能使其成为组件的载体,其次,就是高介电常数和低电导率的电学特性在当今的电子产品中很有用。
 
在无线设计工程师中对高频元件的要求很高,尤其是射频电感器。因为高Q因子、高频下的稳定电感、严格的容差、大电流、低直流电阻,当然还有紧凑的尺寸,所有这些都具有竞争力的,也是当前和未来设计趋势的必要电感器特性。
 
基于多种材料的电感器,为什么会选择陶瓷基板?因为,需要小型化时的陶瓷基板电感器通常是最佳选择。当然,在生产线圈有许多不同的介质例如铁氧体、陶瓷或无介质(空气)。但陶瓷基板的关键在于小型化,使用陶瓷基板您可以在更小的封装中实现更高的性能。
 
在基于陶瓷基板的电感中,工程师应该考虑三种主要技术来选择最复杂的表面贴装射频电感器件。而这些技术是多层的、薄膜的和绕线的。每个都有独特的功能,可提供适用于众多产品应用的广泛特性。
 
从基于陶瓷基板的价格来看,RF多层电感器是使用包含陶瓷材料结构的集成多层工艺制造的。该组件可在高频下实现高性能。此外,多层工艺提供了优异的电气特性,例如在RF频带中的稳定电感和宽电感范围。
 
这些额外的好处使电感器适用于各种各样的电路应用。今天,多层工艺已经很好地建立起来,并在降低成本的同时继续提高性能。此外,它还可以实现尺寸为0402及更大尺寸的最便宜的陶瓷基板射频电感器。目前,电感器采用0402和0603封装,电感值范围从1nH到20nH。
 
射频/微波薄膜电感器采用光刻工艺制造,可在玻璃陶瓷基板上产生高精度的线圈图案。该工艺的精确性可实现稳定的电感和严格的公差。此外,玻璃陶瓷基板使这些电感器成为射频应用的理想选择。因为它具有与空芯材料相当的特性,可将高自谐振频率(SRF)扩展到千兆赫范围。
 
此类产品的最佳示例是0402薄膜型电感器,电感容差为0.05nH,电感增量为0.1nH,电感值范围为1nH至3.9nH。严格的容差以及0.1nH的小增量是适用于无线LAN和GPS系统中的阻抗匹配电路的主要特性。此外,这中精密陶瓷电感消除了耗时的电路调谐任务。薄膜电感器提供0201和0402封装尺寸,电感值范围为0.6nH至33nH。
 
射频绕线电感器由缠绕在陶瓷芯上的铜线组成。由于结构和材料,绕线电感器具有优异的电气性能。水平绕组结构实现了低杂散电容,而铜线提供了低直流电阻,从而提高了SRF、Q性能和额定电流。
 
在最有效的绕线陶瓷基板射频电感器采用0402和0603尺寸,电感范围从1.5nH至47nH,典型Q值高达85。直流电阻极低,并提供出色的额定电流特性。0402或0603陶瓷绕线电感器非常适合用于射频扼流圈或谐振型电路,这些电路用于手机和个人数字助理(PDA)等各种无线产品应用。
这一工程壮举的一个例子是0201(0.6mm X 0.3mm)薄膜电感器,具有E24阶跃电感值和0.6nH至27nH的电感范围。该电感器的关键特性之一是Q和额定电流等电气特性与较大的0402薄膜电感器相当。这实际上消除了交易性能的老问题,以实现更小的规模。
 
随着各家公司大力研发工作,以实现基于玻璃陶瓷基板技术的最佳技术、最小尺寸的电感器,而无线设计工程师可以期待更多的产品进步。当前的规模和特征趋势只会继续变小,为了满足消费者的需求,该技术大力研发射频/微波电感器小型化趋势。
(展至科技)
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