一种ltcc材料介电常数的测试方法及其适用于该方法的夹具和谐振环器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及属于微波材料电磁参数测试技术领域，尤其涉及一种LTCC材料介电 常数的测试方法及其适用于该方法的夹具和谐振环器件。
【背景技术】
[0002] LTCC低温共烧陶瓷材料现已广泛应用于航空航天、LNB卫星接收系统、手机、蓝牙 耳机，笔记本等领域，因此掌握LTCC材料参数对其研发、生产以及使用有很重要的意义。目 前，大部分LTCC厂家测试LTCC的材料介电常数，基本都用腔体谐振法，基于这种方法存在 以下几点不足：1.被测材料的制成工艺与LTCC射频元器件的制成工艺不同，因此会存在一 定误差；2.腔体谐振法的谐振频点基本在9GHz左右，甚至更高，而民用的LTCC射频元器件 的使用频段基本在900MHz到6GHz之间，众所周知，同一介质材料在不同的频段其介电常数 会有所不同，因此测试存在一定的偏值；3.用LTCC材料压的圆块，能用于测试的圆块合格 率不尚。
【发明内容】
[0003] 针对普遍应用的LTCC圆块腔体测试方法的几个技术问题，本发明的第一目的提 出了一种LTCC材料介电常数的测试装置的测试方法。该方法利用环形谐振法进行测试并 计算其介电常数值，能有效规避不同工艺带来的测试误差，而且操作起来更方便。本发明的 第二个目的是提供一种适用于上述方法的测试装置。本发明的第三个目的是提供一种适用 于上述方法的谐振环器件。
[0004] 为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案： 一种LTCC材料介电常数的测试方法，该方法包括以下步骤： 1) 先用同一批生瓷片通过LTCC工艺进行制作LTCC谐振环； 2) 利用光学显微镜的自带测量工具量测LTCC谐振环的内外半径，线宽，厚度，并保存 数据； 3) 将网络分析仪的两个端口通过同轴线与测试夹具的两个SM头连接好，再将制作好 的LTCC谐振环放入测试夹具的制定区域内进行测试，保存测试数据； 4) 根据光学显微镜的测量数据和网络分析仪的测试结果，利用换算公式
【主权项】
1. 一种LTCC材料介电常数的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 1) 先用同一批生瓷片通过LTCC工艺进行制作LTCC谐振环； 2) 利用光学显微镜的自带测量工具量测LTCC谐振环的内外半径，线宽，厚度，并保存 数据； 3) 将网络分析仪的两个端口通过同轴线与测试夹具的两个SM头连接好，再将制作好 的LTCC谐振环放入测试夹具的制定区域内进行测试，保存测试数据； 4) 根据光学显微镜的测量数据和网络分析仪的测试结果，利用换算公式
其中，rl代表 LTCC谐振环内圈的半径，r2代表LTCC谐振环外圈的半径，h为LTCC谐振环的厚度，w为 LTCC谐振环表面的线宽；计算该LTCC谐振环所用的LTCC材料的介电常数值；同理，根据实 际测试结果，对仿真模型进行修正，是其谐振频率到达测试频点，以此得出介电常数的仿真 反馈结果； 5) 将理论计算结果、仿真反馈结果与进料标定值进行对比验证。
2. 根据权利要求1所述的一种LTCC材料介电常数的测试方法，其特征在于：所述的 LTCC谐振环大小为生瓷片1/16。
3. 根据权利要求1所述的一种LTCC材料介电常数的测试方法，其特征在于：所述的 LTCC谐振环包括层叠体（202)，所述的层叠体（202)由沿层叠方向由多层薄膜片层叠而成 绝缘介质层；所述的层叠体（202)两侧面分别设置有输入输出电极（202,204)，所述的层叠 体（202)上端设置一个环形谐振圈（201)，所述的环形谐振圈（201)包括一个圆环（3031); 所述的圆环（3031)两端分别通过设置两个输入输出引线（303,3032)与所述的输入输出电 极（202, 204)相连，所述的层叠体（202)下端设置接地外电极（301 )。
4. 根据权利要求3所述的一种LTCC材料介电常数的测试方法，其特征在于：所述的 接地外电极（301)的两端分别设置凹槽（3011，3012)，所述的输入输出电极（202, 204)的下 端分别置于凹槽（3011，3012)内。
5. 根据权利要求1所述的一种LTCC材料介电常数的测试方法，其特征在于：测试 夹具包括两个测试弹簧片（105,1051)、PCB基板（102)和塑料板（103)，所述的PCB基板 (102 )的两端分别设置SMA头（101，1011 )，所述的SMA头（101，1011)分别通过设置输入输 出线（106,1061)与所述的测试弹簧片（105,1051)相连接，所述的塑料板（103)安装设置在 PCB基板（102)上端，且中部设置孔槽（104)，所述的测试弹簧片（105,1051)分别位于孔槽 (104)的两端，且部分伸入孔槽（104)内部。
6. 根据权利要求1所述的一种LTCC材料介电常数的测试方法，其特征在于：所述的 输入输出线（106,1061)为50欧姆阻抗线。
7. -种用于权利要求1所述的方法的测试夹具，其特征在于：该测试夹具包括两个测 试弹簧片（105,1051 )、PCB基板（102)和塑料板（103)，所述的PCB基板（102)的两端分别设 置SMA头（101，1011 )，所述的SMA头（101，1011)分别通过设置输入输出线（106,1061)与 所述的测试弹簧片（105,1051)相连接，所述的塑料板（103)安装设置在PCB基板（102)上 端，且中部设置孔槽（104)，所述的测试弹簧片（105,1051)分别位于孔槽（104)的两端，且 部分伸入孔槽（104)内部。
8. 根据权利要求1所述的测试夹具，其特征在于：所述的输入输出线（106,1061)为 50欧姆阻抗线。
9. 一种用于权利要求1所述的方法的LTCC谐振环，其特征在于：该LTCC谐振环包括 层叠体（202)，所述的层叠体（202)由沿层叠方向由多层薄膜片层叠而成绝缘介质层；所述 的层叠体（202)两侧面分别设置有输入输出电极（202,204)，所述的层叠体（202)上端设置 一个环形谐振圈（201)，所述的环形谐振圈（201)包括一个圆环（3031);所述的圆环（3031) 两端分别通过设置两个输入输出引线（303,3032)与所述的输入输出电极（202,204)相连， 所述的层叠体（202)下端设置接地外电极（301)。
10. 根据权利要求9所示的LTCC谐振环，其特征在于：所述的接地外电极（301)的 两端分别设置凹槽（3011，3012)，所述的输入输出电极（202,204)的下端分别置于凹槽 (3011，3012)内。
【专利摘要】本发明涉及一种LTCC材料介电常数的测试方法及其适用于该方法的夹具和谐振环器件，测试方法步骤如下：1）先制作LTCC谐振环；2）利用光学显微镜量测LTCC谐振环的内外半径，线宽，厚度；3）将网络分析仪与测试夹具连接好，再将制作好的LTCC谐振环放入测试夹具测试；4）根据光学显微镜的测量数据和网络分析仪的测试结果，利用换算公式计算该LTCC谐振环所用的LTCC材料的介电常数值；同理，根据实际测试结果，对仿真模型进行修正，是其谐振频率到达测试频点，以此得出介电常数的仿真反馈结果；5）将理论计算结果、仿真反馈结果与进料标定值进行对比验证。本发明利用现成的LTCC制成工艺，制作和测试上更为方便。
【IPC分类】G01R1-20, G01R27-26, G01R1-04
【公开号】CN104833857
【申请号】CN201510073005
【发明人】罗昌桅, 孙超, 王莉, 唐雄心, 陆德龙
【申请人】嘉兴佳利电子有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年2月11日