近年来,随着电子技术的不断发展,军用航空电子设备也在不断发展,对于体积与可靠性的要求也越来越高。本文研制的流量标准器模块正是基于用户对体积有了更高的指标要求进行的改进。该模块是我国某重点机型燃油控制系统中的关键部件,主要实现信号转换的功能,由于机载复杂恶劣的环境对性能、可靠性、体积等要求较高,过去为进口器件,但由于整个燃油控制系统需要升级对于该模块的封装体积要求更小,因此本文在参考原有进口器件的基础上对其进行研究和改进。本文研制的流量标准器模块主要实现两个方面的功能,一方面产生振荡信号给外部电路作为载波,另一方面将外部电路经过振幅调制的信号进行解调与放大,并转换为标准的方波信号。本研究运用厚膜混合集成电路技术大幅度减少电路板的面积以及提高模块的可靠性,使该模块具有体积小、精度高、可靠性高、工作温度范围宽、重量轻等特点。具体包括以下三个方面的工作:首先结合技术指标要求和功能,确定整个电路的设计方案,整个电路按照功能分为上下两个部分,下部分为振荡电路、上部分为检波放大电路,其中振荡电路由正弦波振荡电路与电压比较电路两部分组成;检波放大电路由信号放大电路、检波电路、方波转换电路三部分组成。通过理论分析以及Multisim仿真验证确定各电路中器件参数,使其满足设计指标要求。并根据多层厚膜设计规范对多层厚膜基板版图进行设计,其中包括基板层数选择以及各层的布局,器件封装的选择、厚膜电阻的设计等。完成多层厚膜基板版图的设计并投板制作。其次对流量标准器模块进行加工制备,主要的工艺步骤包括封装结构设计、基板管壳粘接工艺、元器件贴装工艺、清洗工艺、金丝键合工艺、平行缝焊工艺等。并对金属键合工艺进行重点的优化,通过参数的试验选取合适的键合参数,提升键合强度,从而提升模块整体的可靠性。同时工艺复杂度低,满足批量化生产的要求。最后制作完成的流量标准器模块重量为9.34g,尺寸为29.4mm×19.4mm×5.0mm。最后对流量标准器模块进行电性能测试,4脚输出幅值为29.0V,频率为4.0kHz的方波信号,电压误差在25℃时小于±0.3V,-55℃和125℃时小于±1V,频率误差在25℃时小于±0.04kHz,-55℃和125℃时小于±0.10kHz;12脚输入幅值为550mVpp,内部频率为4kHz,外部频率为3.3Hz,调制深度为83%的AM调制信号,经转换后6脚输出幅值为5.0V,占空比为50%的方波信号,电压误差在25℃时小于±0.04V,-55℃和125℃时小于±0.12V,占空比误差在25℃时小于±0.5%,-55℃和125℃时小于±1%。均远小于设计指标中的误差要求。同时对模块进行可靠性试验,经过测试结果合格,能够完全适应严苛的机载环境。本文开展的厚膜混合集成流量标准器技术设计和工艺研究,希望对设计小尺寸、高可靠性的相关机载设备有着一定的参考和借鉴价值。