Technologies LTCC et stéréolithographie céramique 3D appliquées à la conception de dispositifs millimétriques et sub-millimétriques

par Ali Khalil

Thèse de doctorat en Électronique des hautes fréquences et optoélectronique. Électronique des hautes fréquences, photonique et systémes

Sous la direction de Dominique Baillargeat et de Nicolas Delhote.

Soutenue en 2010

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Ce mémoire est consacré à la conception de dispositifs de filtrages innovants par stéréolithographie céramique 3D et LTCC (Low Temperature Cofired Ceramic). La première technologie permet de réaliser des structures céramiques complexes dédiées à différentes applications. Nous allons l’utiliser pour la réalisation de filtres dans les gammes millimétriques et sub-millimétriques. Le procédé LTCC est employé pour étudier les performances qu’elle offre pour la conception et la réalisation de fonctions de filtrage dans une bande de fréquence autour de 150 GHz pour des applications en radioastronomie. Le premier chapitre est constitué d'une étude bibliographique sur les technologies de fabrication multicouches en particulier les deux techniques de fabrication ainsi que les contraintes technologiques et les règles de conception. Le deuxième chapitre est consacré à l’étude de différentes topologies de filtres à cavités résonantes diélectriques couplées entre eux pour satisfaire un gabarit de filtrage dans la bande Ku et fabriqués par la stéréolithographie céramique 3D. Le troisième chapitre présente une conception de composants de filtrage céramiques fonctionnant à 150 GHz; les résonateurs étudiés sont basés ici sur des structures périodiques à Bande Interdite Electromagnétique (BIE). Le quatrième chapitre concerne la conception de filtres multi-pôles centrés à 150 GHz en technologie LTCC. Ce travail à cette fréquence est original parce que, à notre connaissance, la technologie LTCC n’a pas été utilisée pour réaliser des filtres fonctionnant à des fréquences supérieures à 100 GHz. Les performances expérimentales obtenues satisfont tout à fait le gabarit demandé.

  • Titre traduit

    LTCC and 3D ceramic stereolithography technologies applied to the conception of millimetric and sub-millimetric devices


  • Résumé

    This PhD dissertation is dedicated to the conception of innovative filters by 3D ceramic stereolithography and LTCC (Low Temperature Cofired Ceramic). The first technology permits the fabrication of 3D complex ceramic structures that are dedicated to different applications. We will apply it for the realization of filters in the millimetric (Ku band) and the sub-millimetric (150 GHz) wave ranges. The LTCC process is employed to study its performances in the conception and the realization of filtering functions in a band around 150 GHz for radioastronomy applications. The first part contains a bibliographic study about the multi-layer fabrication technologies. Particularly, the two fabrication techniques as well as the technological constraints and the conception rules which should be respected during the optimisation steps. The second part is devoted to a study of different filter topologies based on coupled dielectric resonant cavities and fabricated by 3D stereolithography in order to satisfy filtering specifications in the Ku band. The third part presents a conception of filtering ceramic components functioning around 150 GHz; the resonators are based on Electromagnetic Band Gap (EBG) periodic structures. The fourth part concerns the conception of LTCC multi-poles filters centred at 150 GHz. This work is original because, to the best of our knowledge, this technology hasn’t been used to fabricate filters at frequencies over 100 GHz; the obtained experimental performances completely satisfies the demanded specifications.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (228 p.)
  • Annexes : Bibliographie, 12 p.

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
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