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多层陶瓷片式变压器技术研究

作　者: 展丙章
导　师: 朱日宏；罗庆生
学　校: 南京理工大学
专　业: 仪器仪表工程
关键词: 低温共烧陶瓷铁氧体磁导率多层陶瓷片式变压器
分类号: TM41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

多层陶瓷片式变压器是近年来发展较为迅速的一种新型变压器，它是采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术制作的，在设计和制造方面都对传统方法提出了新的挑战。同传统变压器相比，它具有体积小、可靠性高、参数一致性好、便于贮存和运输等优点。铁氧体(Ferrite)材料的快速发展和LTCC技术日臻完善，将进一步降低这种变压器的制造成本，对它的推广和应用也将起到积极的促进作用，这也是该种变压器备受关注的重要原因之一。本文从微型变压器的一般结构入手，对电感线圈的结构及变压器的等效电路进行了分析。在了解微型变压器结构的基础上，对LTCC多层基板技术进行了认真研究，对多层陶瓷片式变压器的设计进行了探索，采用分层布线的方式实现了变压器的平面化，通过对版图结构及工艺流程的分析研究，完成了版图和工艺流程的设计。在制作过程中对铁氧体生瓷与一般LTCC工艺的兼容性等进行了细致研究，解决了填孔浆料凸起、分层、表面有裂纹等工艺问题，采用交叉实验的方法优化了工艺条件，最终完成了变压器样品的制作。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-13
  1.1 引言  10
  1.2 国内外的研究情况  10-11
    1.2.1 国外研究情况  10
    1.2.2 国内研究情况  10-11
  1.3 应用前景  11
  1.4 多层陶瓷片式变压器研究的主要内容  11-13
    1.4.1 多层陶瓷片式变压器的主要指标  11-12
    1.4.2 主要研究内容  12-13
2 微型变压器的一般结构  13-20
  2.1 变压器的一般结构  13-14
  2.2 磁路和磁路定律  14-17
  2.3 普通变压器中的物理过程  17-20
3 电感线圈的结构  20-25
  3.1 电感器的概念  20-21
  3.2 建立适当的电感模型  21
  3.3 频率和磁通密度对器件的影响  21-25
4 变压器的等效电路  25-38
  4.1 频率响应(振幅畸变)  25-27
  4.2 阻抗漂移  27-28
  4.3 回波损耗  28-30
  4.4 高频分析  30
  4.5 相位响应  30-31
  4.6 插入损耗和传输损耗  31-32
  4.7 非线性元件及其在等效电路中的影响  32-33
  4.8 时域响应  33-36
    4.8.1 变压器的峰值阶段  34-35
    4.8.2 “边缘”期  35-36
  4.9 饱和度的影响和“E-T”常数  36-37
  4.10 耦合系数与漏感  37-38
5 LTCC多层基板技术  38-54
  5.1 概述  38-40
  5.2 共烧陶瓷多层基板技术  40-50
    5.2.1 共烧陶瓷多层基板的基本结构  40-42
    5.2.2 共烧陶瓷多层基板的工艺技术  42-50
      5.2.2.1 共烧陶瓷多层基板的工艺流程  42-44
      5.2.2.2 共烧陶瓷多层基板的关键制造技术  44-50
  5.3 陶瓷多层基板的测试  50-51
  5.4 低温共烧陶瓷多层基板的基本材料  51-54
    5.4.1 介质材料  51-52
    5.4.2 导体材料  52-53
    5.4.3 电阻材料  53-54
6 多层陶瓷片式变压器的设计与制造  54-66
  6.1 多层陶瓷片式变压器的设计  54-57
    6.1.1 生瓷带磁导率的测试  54-55
    6.1.2 片式变压器绕组电感值的计算  55
    6.1.3 多层陶瓷片式变压器的平面设计  55-56
    6.1.4 多层陶瓷片式变压器的计算过程  56
    6.1.5 多层陶瓷片式变压器的结构和版图设计  56-57
  6.2 多层陶瓷片式变压器的制造  57-64
    6.2.1 工艺设计方案  57
    6.2.2 工艺流程  57-58
    6.2.3 工艺流程描述  58-59
    6.2.4 研制过程中解决的工艺问题  59-61
      6.2.4.1 浆料的匹配性及可焊性  59-60
      6.2.4.2 落片过程中的静电吸附  60
      6.2.4.3 烘干过程中产生的漏瓷问题  60
      6.2.4.4 解决了印刷填孔问题  60
      6.2.4.5 填孔整平  60
      6.2.4.6 烧结后变压器表面不平整  60
      6.2.4.7 对准问题  60-61
    6.2.5 工艺条件的选择  61-64
      6.2.5.1 层压压力的影响  62
      6.2.5.2 烧结温度及峰值保持时间的影响  62-63
      6.2.5.3 烧结条件的选择  63
      6.2.5.4 层压条件的选择  63-64
  6.3 变压器的测试  64-66
    6.3.1 测试原理  64-65
    6.3.2 测试结果  65-66
7 结论  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-69

多层陶瓷片式变压器技术研究

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