上个世纪80年代,表面安装技术(SMT)的横空出世,并以其高密度封装和高集成度的优势一直延续到现在。十多年后,一种能将多种芯片高密度的集成在多层基板上的技术诞生,即多芯片模块(MCM,Multichip Module)技术,基板的各层之间借助通孔实现连接。此外,这项技术还为电子系统和产品的组件封装提高了极高的可靠性。MCM技术主要分为三种类型:MCM-L(叠层型)、MCM-C(陶瓷厚膜型)、MCM-D(淀积厚膜型)。MCM-L的多层印刷基板通常采用玻璃环氧树脂材料,具有成本低、工艺成熟、灵活度高的优点,但其布线密度不高;MCM-C通过厚膜工艺形成多层结构,以陶瓷(氧化铝或者玻璃陶瓷)作为基板材料,布线密度高于MCM-L。根据其工艺烧结温度,可细分为HTCC(高温共烧陶瓷技术)和LTCC(低温共烧陶瓷技术);MCM-D与MCM-C类似,也是通过薄膜工艺形成多层结构,但是是以陶瓷(氧化铝或者氮化铝)、Si或者Al作为基板材料,其优势是布线密度很高,但同时成本也高。低温共烧陶瓷(LTCC,Low Temperature Co-fired Ceramic)由于其工艺特点和优势,是实现SIP(System In Package)的重要途径,是如今在高密度封装技术领域内的的一个发展热点。LTCC技术在1982年由美国的休斯公司开发。一些发达国家在将LTCC技术引入产业化的道路上取得了实质性的进展,因而一些在LTCC工艺水平方面颇具成就的公司开始崭露头角,如杜邦公司(Dupont)、NS、京瓷等。中国虽然对LTCC技术的研究起步较晚,经过近些年来的深入研究,现今国内已经有多家单位具备基于LTCC技术的成熟工艺线。本文的主要工作是在我校自主研发的LTCC设计平台的基础上进行建模建库,并将性能良好的结构模型嵌入到设计平台中。建模建库工作主要针对于毫米波频段的基本传输线、过渡结构、耦合结构以及常用微波无源器件展开,此外,还参与了部分器件小型化设计工作,具体研究内如如下:1.LTCC基本传输线建模。本文给出了基本传输线的结构和公式,并对Ka波段和W波段分别对不同长度的微带线、带状线以及共面波导进行对比设计仿真,并针对仿真结果分析在不同情况下各种传输线表现出的微波特性。2.LTCC过渡结构以及耦合结构的建模。对Ka波段层间微带-带线、带线-带线的过渡结构进行设计,并对不同角度的过渡结构进行对比分析和仿真,比较不同角度下其微波特性的差异,分析差异可能引起的原因。此外,还对Ka波段层间耦合结构进行设计,并利用耦合模型来实现电路功能。3.LTCC微波无源器件设计。利用前面设计的基本传输线模型以及过渡结构模型和耦合结构模型,结合层间互联通孔的传输特性,通过这些模型的组合实现了几种带通滤波器,包括耦合线结构形式和基片集成波导形式(SIW,Substrate Integrated Waveguide)的滤波器,结合LTCC多层电路基板的优势,将滤波器进一步实现小型化的同时还能表现出优良的性能特性。4.投版加工和测试。通过流片加工回来进行测试,与软件仿真模型结果进行对比,验证无源器件结构的可行性和有效性,并分析其中的差异及其产生的原因,针对测试结果,对表现不良电路特性或者无法表现出电路特性的结构做出进一步分析,然后提出改进思路和方法。5.LTCC设计平台建模建库。通过前面流片加工和测试,对达到设计要求的产品在LTCC设计平台上进行模型的嵌入工作,并为以后LTCC的电路设计增加更多的可能性和便利,为今后LTCC的电路设计打下坚实的基础。