Con il rapido sviluppo della moderna tecnologia di comunicazione a microonde, la progettazione di componenti di circuiti a microonde ad alte prestazioni e alta precisione è diventata sempre più importante. Nei moduli a radiofrequenza (RF) a microonde, la tecnologia dei circuiti a film sottile è diventata un metodo di progettazione chiave con i suoi vantaggi unici. In questo articolo vengono introdotti in dettaglio diversi componenti del circuito a film sottile basati sul substrato di allumina, tra cui il circuito a microstriscia a film sottile, il filtro a film sottile, il carico a film sottile, l'equalizzatore a film sottile e il divisore di potenza a film sottile. Questi componenti svolgono un ruolo insostituibile nei circuiti a microonde e la loro precisione di progettazione e prestazioni influiscono direttamente sulle prestazioni dell'intero sistema a microonde.
Applicazioni del substrato di allumina nel circuito
1 Circuito microstriscia a film sottile
Il substrato ceramico di ossido di alluminio viene utilizzato per progettare circuiti a microstriscia a film sottile, lo spessore dello strato d'oro può arrivare fino a 3,5 um e il collegamento del filo metallico può essere utilizzato per connettersi al circuito esterno. Lo spessore comune della piastra è 0,127 mm, 0,254 mm, 0,381 mm, 0,508 mm e la frequenza di trasmissione può raggiungere più di 40 GHz. Soddisfa i requisiti della banda di frequenza della maggior parte dei moduli RF a microonde e la precisione della linea del circuito a film sottile del processo a film sottile è di ±5 um. Il campo RF a microonde utilizza spesso substrati ceramici per linee di trasmissione a microstriscia o progettazione di circuiti con elevata precisione.
2 Filtro a film sottile
La frequenza del filtro a film sottile realizzato con un substrato ceramico di allumina può raggiungere i 40 GHz, che viene spesso utilizzato come unità funzionale di selezione della frequenza in vari moduli e sistemi di moduli a microonde. Il filtro a film sottile viene elaborato mediante la tecnologia del film sottile, attraverso sputtering, litografia, incisione a umido o a secco, pulizia, affettatura per ottenere un substrato del filtro a film sottile, tipo interfinger comune, tipo a forcina, tipo a pettine, tipo ad accoppiamento parallelo, tipo C e altri strutturali i filtri possono essere progettati in base alla lavorazione del substrato ceramico di allumina, possono essere progettati resistenze di banda passa-banda passa-basso passa-alto e altri diversi tipi di filtri. Poiché la costante dielettrica del foglio ceramico di allumina è maggiore di quella del substrato generale del PCB, il volume del filtro a film realizzato dal foglio ceramico di allumina è inferiore a quello del filtro a microstriscia generale e i parametri elettrici del filtro a film realizzato dal foglio di ceramica di allumina sono buoni. Di solito viene fissato con adesivo conduttivo o eutettico con stagno dorato.
3 Caricamento pellicola
Il substrato ceramico di ossido di alluminio viene utilizzato per progettare il carico del film sottile, che viene spesso utilizzato per abbinare il terminale del gruppo modulo del circuito a microonde per assorbire la potenza riflessa in eccesso. Per il carico, la precisione di lavorazione del valore di resistenza è molto importante e maggiore è la deviazione, peggiore è la prestazione di carico finale. Grazie alla resistenza quadrata controllabile dello strato di pellicola di nitruro di tantalio nel processo della pellicola, è possibile produrre un carico di pellicola con elevata precisione e il volume di carico di pellicola è molto piccolo, il che è una buona scelta per la miniaturizzazione dei moduli componenti. Viene solitamente fissato all'estremità del circuito mediante adesivo conduttivo o eutettico di stagno dorato.
4 Equalizzatore pellicola
L'equalizzatore a film sottile è progettato con un substrato ceramico di allumina, che viene spesso utilizzato per regolare la planarità di potenza della banda larga dei circuiti a microonde. La forma d'onda di uscita del dispositivo viene regolata modificando la resistenza quadrata dello strato di pellicola di nitruro di tantalio integrato e i diversi valori di resistenza del disegno grafico, in modo da bilanciare il segnale di potenza all'estremità anteriore per ottenere l'effetto di regolazione della planarità della potenza.
5 Divisore di potenza della pellicola
Il divisore di potenza a film sottile progettato con substrato ceramico di allumina viene spesso utilizzato nel sistema di rete di comunicazione multicanale. Ha la funzione di distribuzione dell'energia secondo una certa proporzione, con un ingresso e più uscite. Poiché il resistore di isolamento può essere integrato nel circuito a film sottile utilizzando lo strato di film di nitruro di tantalio per progettare un valore di resistenza adeguato, ciò può evitare il deterioramento delle prestazioni del circuito dovuto alla saldatura della resistenza patch del divisore di potenza a microstriscia e all'instabilità del valore di resistenza del resistore patch e il divisore di potenza a film sottile è più facile da ottenere il design a banda ultralarga multistadio e l'oggetto progettato è di piccole dimensioni, facile da integrare e con buone prestazioni.
In sintesi, il substrato ceramico di allumina svolge un ruolo cruciale nella progettazione di componenti di circuiti a film sottile. Dal circuito a microstriscia a film sottile al distributore di potenza a film sottile, questi componenti non solo soddisfano i requisiti di alta precisione e alta frequenza dei moduli RF a microonde, ma realizzano anche la miniaturizzazione e le alte prestazioni dei componenti. Attraverso il controllo preciso della tecnologia a film sottile, possiamo ottenere componenti di circuiti a film sottile con parametri elettrici eccellenti, che migliorano ulteriormente le prestazioni complessive dei sistemi a microonde. In futuro, con il continuo progresso della tecnologia di comunicazione a microonde, i componenti dei circuiti a film sottile basati su substrati ceramici di allumina continueranno a svolgere un ruolo maggiore nel campo delle microonde, contribuendo allo sviluppo della comunicazione wireless, del rilevamento radar e di altri campi.
