基于机器学习的MLCC电极结构参数和S参数的预测方法研究
发布时间：2021-06-29 17:14
由于5G时代的到来,人们对多层陶瓷电容器（Multi-layer Ceramic Capacitor,MLCC）的需求越来越大,对其更优异的性能也有较高的要求,进而高性能的MLCC成为了研究方向。本论文通过机器学习对MLCC的设计参数与电极结构参数的关系建立模型,研究并解决了特殊功能的MLCC电极结构参数的设计问题;对制备参数与S参数的关系建立模型,通过模型实现了制备MLCC之前对其具体性能的预测。本论文介绍了MLCC的各种参数、机器学习使用到的算法、等效电路模型以及MLCC样品的参数测量方法。在此基础上,一方面通过线性回归算法,将MLCC的设计参数,如:设计电容所需要的额定电压、额定电容量、测试频率和对应设计的S参数以及介质层厚度,作为输入量,将MLCC的电极结构参数,如:内电极层数和内电极厚度,作为输出量,进行建模,把模型预测MLCC电极结构参数并与实际的MLCC电极结构参数进行对比。另一方面,通过K-近邻算法,将MLCC的制备参数,如:额定电压、额定电容量、测试频率、介质层厚度、内电极层数和内电极厚度,作为输入量,将S参数作为输出量,建立模型,把预测得到的MLCC的S参数与实际测...
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
入射波和反射波的关系
桂林理工大学硕士学位论文37图4.6高频电路中的MLCC全波表征模型传输线模型是将一对平行的内电极视为分布式电气系统而建立的。对于高频应用，根据数学结果，利用解析解研究单层电容器。KimM-G等人给出了高频电路中的MLCC传输线模型的四阶等效电路模型，不仅可以预测自谐振频率，而且可以预测二次共振现象。在没有优化的情况下，可以利用实测阻抗数据提取了四阶模型参数如图4.7所示：图4.7高频电路中的MLCC传输线模型4.2.2多层陶瓷电容器的等效电路建模方法对片式多层陶瓷电容器进行等效电路建模仿真的软件需要满足以下几个基本条件：能进行电路仿真、支持频域仿真，频率在1Mhz到10G的范围内能进行高精度的仿真，对S参数文件可以直接读取等。因此，电磁仿真软件非常适合对MLCC进行建模仿真研究。主流的电磁仿真软件主要基于以下3种方法：（1）矩量法(MoM):ADS,AnsoftDesigner,MicrowaveOffice,IE3D,FEKO,Sonnet（2）有限元法(FEM):AnsysHFSS,AgilentEMpro(同时支持Mom和FEM)（3）时域有限差法(FDTD):CSTMicrowaveStudio,EMPIRE,XFDTD目前，市场上有许多商用射频EDA软件，受到业界欢迎的，其中以Agilent公司的ADS,Ansoft公司的Designer,HFSS,AWR公司的Microwaveoffice,CST公司的CST为主要代表，这几款软件已经在各大院校和科研院所得到广泛应用。C1R1L1R0LxRxLyRyCyPort1Port2............
【参考文献】：
期刊论文
[1]射频系统中混合模S参数的应用[J]. 王屹炜,吴铁成,阮伯栋,张桥,朱文亚. 科学技术创新. 2019(26)
[2]中温烧结X9R型陶瓷电容器介质材料的研究[J]. 黄雪琛,陈文文,陈亚西,林文昌,佘培婷. 中国陶瓷. 2019(09)
[3]镍电极多层瓷介电容器烧结工艺的研究[J]. 程淇俊,易凤举,徐豪,丁登杰,谢东辉. 电子元件与材料. 2019(03)
[4]试验流程对MLCC质量可靠性的影响[J]. 卫冬娟,秦英德,张玲,赵碧全,吴晓东. 电子元件与材料. 2019(02)
[5]片式多层陶瓷电容器失效分析[J]. 赵冰清,解伟,李文涛,顾岳峰,冯体艳. 河南科技. 2018(35)
[6]MLCC在5G领域的应用及发展趋势[J]. 黄昌蓉,唐浩,宋子峰,安可荣. 电子元件与材料. 2018(09)
[7]面向方案设计的BME MLCC宇航鉴定关键技术[J]. 汪悦,崔华楠,张红旗,孔鹏,于福莉. 电子元件与材料. 2018(08)
[8]MLCC电容失效分析总结[J]. 王天午. 电声技术. 2018(02)
[9]多层陶瓷电容器用镍内电极浆料的现状与展望[J]. 郝晓光. 电子元件与材料. 2017(02)
[10]中国先进电介质陶瓷材料技术发展及应用[J]. 司留启,应红,杨彬. 内蒙古科技大学学报. 2016(04)
博士论文
[1]宽温MLCC介质新材料及其介电性能产生机制研究[D]. 孙玥.武汉理工大学 2015
硕士论文
[1]多层陶瓷电容器与片式钽电容器的应用研究[D]. 陈园园.西安电子科技大学 2015
[2]高温稳定型MLCC新介质材料的研究[D]. 赵春杰.电子科技大学 2011
本文编号：3256827
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
入射波和反射波的关系
桂林理工大学硕士学位论文37图4.6高频电路中的MLCC全波表征模型传输线模型是将一对平行的内电极视为分布式电气系统而建立的。对于高频应用，根据数学结果，利用解析解研究单层电容器。KimM-G等人给出了高频电路中的MLCC传输线模型的四阶等效电路模型，不仅可以预测自谐振频率，而且可以预测二次共振现象。在没有优化的情况下，可以利用实测阻抗数据提取了四阶模型参数如图4.7所示：图4.7高频电路中的MLCC传输线模型4.2.2多层陶瓷电容器的等效电路建模方法对片式多层陶瓷电容器进行等效电路建模仿真的软件需要满足以下几个基本条件：能进行电路仿真、支持频域仿真，频率在1Mhz到10G的范围内能进行高精度的仿真，对S参数文件可以直接读取等。因此，电磁仿真软件非常适合对MLCC进行建模仿真研究。主流的电磁仿真软件主要基于以下3种方法：（1）矩量法(MoM):ADS,AnsoftDesigner,MicrowaveOffice,IE3D,FEKO,Sonnet（2）有限元法(FEM):AnsysHFSS,AgilentEMpro(同时支持Mom和FEM)（3）时域有限差法(FDTD):CSTMicrowaveStudio,EMPIRE,XFDTD目前，市场上有许多商用射频EDA软件，受到业界欢迎的，其中以Agilent公司的ADS,Ansoft公司的Designer,HFSS,AWR公司的Microwaveoffice,CST公司的CST为主要代表，这几款软件已经在各大院校和科研院所得到广泛应用。C1R1L1R0LxRxLyRyCyPort1Port2............
【参考文献】：
期刊论文
[1]射频系统中混合模S参数的应用[J]. 王屹炜,吴铁成,阮伯栋,张桥,朱文亚. 科学技术创新. 2019(26)
[2]中温烧结X9R型陶瓷电容器介质材料的研究[J]. 黄雪琛,陈文文,陈亚西,林文昌,佘培婷. 中国陶瓷. 2019(09)
[3]镍电极多层瓷介电容器烧结工艺的研究[J]. 程淇俊,易凤举,徐豪,丁登杰,谢东辉. 电子元件与材料. 2019(03)
[4]试验流程对MLCC质量可靠性的影响[J]. 卫冬娟,秦英德,张玲,赵碧全,吴晓东. 电子元件与材料. 2019(02)
[5]片式多层陶瓷电容器失效分析[J]. 赵冰清,解伟,李文涛,顾岳峰,冯体艳. 河南科技. 2018(35)
[6]MLCC在5G领域的应用及发展趋势[J]. 黄昌蓉,唐浩,宋子峰,安可荣. 电子元件与材料. 2018(09)
[7]面向方案设计的BME MLCC宇航鉴定关键技术[J]. 汪悦,崔华楠,张红旗,孔鹏,于福莉. 电子元件与材料. 2018(08)
[8]MLCC电容失效分析总结[J]. 王天午. 电声技术. 2018(02)
[9]多层陶瓷电容器用镍内电极浆料的现状与展望[J]. 郝晓光. 电子元件与材料. 2017(02)
[10]中国先进电介质陶瓷材料技术发展及应用[J]. 司留启,应红,杨彬. 内蒙古科技大学学报. 2016(04)
博士论文
[1]宽温MLCC介质新材料及其介电性能产生机制研究[D]. 孙玥.武汉理工大学 2015
硕士论文
[1]多层陶瓷电容器与片式钽电容器的应用研究[D]. 陈园园.西安电子科技大学 2015
[2]高温稳定型MLCC新介质材料的研究[D]. 赵春杰.电子科技大学 2011
本文编号：3256827
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