CN101960055B - Rf装置的镀覆方法以及用该方法制造的rf装置 - Google Patents

Abstract

公开有RF装置的镀覆方法。所公开的方法包括步骤：(a)，对于采用待镀覆基材的RF装置进行前处理；(b)，对于所述RF装置进行镀铜而形成镀铜层；(c)，在所述镀铜层上形成采用贵金属的贵金属薄膜层，其中，所述贵金属薄膜层的厚度相比工作频带的趋肤深度(Skin Depth)更薄。根据所公开的方法，具有能够以低廉的费用实现镀覆处理的同时，具有良好的外观质量的优点。

Description

RF装置的镀覆方法以及用该方法制造的RF装置

技术领域

本发明涉及一种镀覆方法，尤其涉及RF装置的镀覆方法以及用该方法制造的RF装置。

背景技术

随着移动通信、光通信和卫星通信的发展以及移动通信终端的普及，正在大量生产并使用处理RF信号的滤波器、双工器、波导管以及其他RF装置。

在处理诸如微波的高频RF信号时，出现高频电流在表面层上变成最大的趋肤效应(Skin Effect)。为了在期望的频带获得期望的特性，处理高频信号的RF装置应能减小交流电损耗，为此采用对RF装置的内部进行镀覆处理的镀覆工艺，而且通常进行镀银处理。

通常，影响高频RF装置的交流电损耗的因素被认为是波导管内表面的表面粗糙度和镀覆方法，为了较少损耗，需要使用适合于具有复杂形状的产品的镀覆方法，并且需要选择合适的镀覆溶液。

通过合适的镀覆处理，需要改善分撒能力和表面平滑性，降低电阻，并且需要提高与基材层的附着强度。

另一方面，镀层的镀覆厚度也与物理特性，即在高频中的趋肤效应有重要的关系，通过以下数学式1表示根据趋肤效应的趋肤深度(Skin Depth)。

数学式1

$\frac{1}{\sqrt{\mathrm{\πf\μ\σ}}}$

上述数学式1中，π是常量，μ是磁导率，f是频率，σ是导电率。

在实施镀银处理的RF装置中，大多先用铝、铝合金来制造其形状，然后进行镀银处理。通常，通过模具等用铝或铝合金来制造其形状，然后浸入镀覆溶液中，由此制造RF装置。

如上所述的RF装置的镀银层，虽然在损耗以及外观质量上具有良好的特性，但是需要较多的费用，因此在经济上不具有优势。

近年来，试图采用镀铜层来代替这种需要较多费用的镀银层，但是镀铜层在与审美性以及氧化度相关的外观质量上不能呈现良好的特性。

发明内容

技术问题

为了解决如上所述的问题，本发明的目的在于提供一种能够以低廉的费用实现镀覆处理的RF装置的镀覆方法以及用该方法制造的RF装置。

本发明的另一个目的在于提供一种能够以低廉的费用实现镀覆处理的同时，具有良好的外观质量的RF装置的镀覆方法以及用该方法制造的RF装置。

对于本发明的其他目的，本领域的技术人员应该能够通过下述的实施例容易地导出来。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的实施例，提供RF装置的镀覆方法，包括步骤：(a)，对于采用待镀覆基材的RF装置进行前处理；(b)，对于所述RF装置进行镀铜而形成镀铜层；(c)，在所述镀铜层上形成采用贵金属的薄膜层，其中，所述贵金属薄膜层的厚度相比工作频带的趋肤深度(Skin Depth)更薄。

所述待镀覆基材可以包括铝以及铝合金。

所述镀铜层的厚度可以设定成大于等于工作频带的趋肤深度。

所述贵金属薄膜层的厚度可以为0.2μm至1μm。

所述贵金属可以为从由银、金、铂组成的组中选择的任意一种或者其组合。

优选地，所述贵金属薄膜层根据在低电压下的电镀方式而形成。

所述贵金属薄膜层可以根据由湿镀法、溅射法、电弧离子镀法、利用真空离子蒸镀的干镀法、包括印刷的涂装法组成的组中选择的任意一种方法来形成。

优选地，所述步骤(b)的镀铜利用碱性的焦磷酸铜或者包括Cu(BF₄)₂、CuSO₄的硫酸铜来进行。

优选地，所述步骤(b)的镀铜利用增设的辅助电极来进行。

优选地，在进行所述步骤(b)的镀铜时，根据用于主电极的主电源而产生的电流与根据用于所述辅助电极的辅助电源而产生的电流之比设定为1∶2。

根据本发明的另一方面，提供根据上述的方法进行镀覆处理的RF装置。

有益效果

本发明具有能够以低廉的费用实现镀覆处理的同时，具有良好的外观质量的优点。

附图说明

图1的(a)及(b)为示出现有的RF装置的镀覆层的图；

图2为示出根据本发明优选实施例的镀覆方法的镀覆层的图；

图3为示出根据本发明实施例的RF装置的镀覆方法的整个流程的流程图；

图4为示出根据本发明实施例的前处理作业的流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明根据本发明优选实施例的RF装置的镀覆方法以及用该方法制造的RF装置的优选实施例。

对于本发明进行说明之前，首先了解现有的RF装置的镀覆层。

图1的(a)及(b)为示出现有的RF装置的镀覆层的图。

图1中，(a)为示出仅采用镀银的RF装置的镀覆层的图，(b)为示出同时采用下层镀覆与银镀的RF装置的镀覆层的图。

参照图1，现有技术中，通常是如(a)所示，在RF装置的铝或者铝合金基材上仅实施镀银处理，或者如(b)所示，在铝或者铝合金基材上先实施下层镀覆处理，然后在其上实施镀银处理的。

下层镀覆物质大多使用铜。下层镀覆主要是为了提高镀覆附着性而实施的，并且作为下层镀覆物质所使用的铜不影响RF特性。

如图1所示，现有技术中，仅实施镀银处理时，在800MHz频带下，镀覆成5μm至8μm的厚度，而在同时采用下层镀铜与镀银时，经过镀覆形成的下层镀铜层与镀银层的厚度达到约3μm的厚度。

考虑在800MHz频带下银的趋肤深度(Skin Depth)约为2.27μm的基础上，设定这种镀覆厚度。

即，现有技术中，为了仅采用镀银，或者为了同时采用用于提高镀覆附着性的下层镀覆和镀银，在铝或铝合金基材的RF装置上实施镀银处理，而RF特性是仅由银来决定。

如前所述，由于这种现有的镀银方式需要大量的价格昂贵的银，因此所需的费用较多。

为了解决这种问题，虽然试图采用镀铜，但是镀铜在与审美性、氧化度以及防污性相关的外观质量上不能确保可靠性。即，利用铜来进行镀覆处理的RF装置，在外观上不能提供审美性的同时，容易发生氧化或污染。

图2为示出根据本发明优选实施例的镀覆方法的镀覆层的图。

如图2所示，根据本发明实施例的镀覆层可以包括待镀覆基材层200、镀铜层202以及贵金属薄膜层204。待镀覆基材通常可以是铝或铝合金。

图2中，在待镀覆基材层200上经过镀覆处理而成的镀铜层202，在约800MHz频带下，可以具有5μm至8μm厚度。镀铜层202可以通过通常的电镀方式来形成。镀铜层202的厚度设定成相比工作频带的趋肤深度(SkinDepth)更厚。

贵金属薄膜层204涂覆在镀铜层202上，并具有0.2μm至1μm厚度。贵金属薄膜层204的厚度设定成相比工作频带的趋肤深度(Skin Depth)更加薄。在此，用于贵金属薄膜层的金属可以包括诸如银，金、铂等贵金属，并且可以优选地使用银。

本发明中，贵金属薄膜层204不影响RF特性，而仅发挥维持外观质量的功能。由于贵金属薄膜层204的厚度设定成相比工作频带的趋肤深度(SkinDepth)更薄，因此不能影响如损耗等RF特性，而只影响如审美性、氧化性以及防污性等外观质量。

诸如趋肤效应以及损耗的RF特性根据形成镀铜层202的铜而决定，并且在考虑到趋肤深度的基础上设定镀铜层202的厚度。

诸如银，金、铂等贵金属在氧化性以及防污性方面相比于铜，能够具有更好的特性，并且由于在外观上美观，因此与只用铜来实施镀覆的现有的镀覆方式相比，能够防止在裸露的环境中易于氧化或者污染的问题。

本发明如普通的镀铜，通过镀铜层202来确保期望的RF特性，但是对于镀铜层的缺点，即外观质量的可靠性是由贵金属薄膜层204来弥补。

由于贵金属薄膜层204形成得较薄，因此只用到极少量的贵金属，据此不需要大量的费用，从而能够维持低成本的镀铜的优点的同时，提高外观质量。

根据本发明的镀覆方法能够适用于RF滤波器、TMA(Tower MountedAmplifier，塔顶放大器)、波导管、双工器(duplexer)、同向双工器(diplexer)、偏置器(biastee)等多种RF装置。以下，说明根据本发明的镀覆方法的详细过程。

图3为示出根据本发明实施例的RF装置的镀覆方法的整个流程的流程图。

参照图3，首先实施前处理作业(步骤300)。前处理作业是为了能够实现适宜的镀覆而去除待镀覆基材的异物，并使镀覆对象表面变得均匀的作业。

图4为示出根据本发明实施例的前处理作业的流程的流程图。

参照图4，首先进行T.C.E清洗作业(步骤400)。T.C.E清洗作业是为了去除切削液、成型物残渣以及手印等进行的。

如果完成T.C.E清洗作业，则进行除油作业(步骤402)。除油作业是为了除去附着在待镀覆基材上的异物或者有机物等而进行的工艺。如果在待镀覆基材表面附着有异物，则由于会造成镀覆附着不良的原因，并且形成不均匀的镀覆层，因此进行除去这些异物的过程。除油作业包括超声波除油作业以及碱性除油作业，并且可以进行两种除油作业或者选择进行任意一种作业。

如果完成除油作业，则进行一次除灰作业(desmutting process)(步骤404)。除灰作业是为了去除形成在待镀覆基材的表面上的氧化膜的同时，利用强酸来中和呈碱性的基材，据此提高镀覆附着性的作业。除灰作业可以根据需要进行多次。

如果完成一次除灰作业，则进行对于待镀覆基材的一次浸锌作业(zincatetreatment process)(步骤406)。

浸锌处理是为了能够直接在金属或者金属合金上进行电镀或者化学镀而进行的镀覆处理方法，根据本发明的实施例，一次浸锌处理可以在PH值为0.5至1.5的100％浸锌液中进行20至30秒钟。

如果完成一次浸锌作业，则进行二次除灰处理(步骤408)。如果完成二次除灰处理，则进行二次浸锌处理(步骤410)，二次浸锌处理可以在PH值为12至13的100％浸锌液中进行20至30秒钟。

如上所述，如果完成前处理作业，则进行用于形成镀层晶核的预镀铜工艺(copper strike plating)(步骤302)。

如果完成预镀铜工艺，则进行镀铜作业(步骤304)。镀铜属于电镀作业，当在含有离子的溶液中放入电极并导通电流时，金属离子放电而沉积在阴极上，电镀是利用该原理，在放置于阴极的待镀覆对象物的表面上形成金属薄膜的镀覆作业。

镀铜作为已公知的镀覆方式，能够以多种方式来进行。根据本发明的优选实施例，可以利用焦磷酸铜或者硫酸铜(例如，Cu(BF₄)₂、CuSO₄)作为镀覆物质进行镀铜。由于本发明中的镀铜层的上部形成贵金属薄膜层，因此优选进行粗糙度以及平滑性较好的镀铜。据此，相比于在镀覆附着力以及速度上优越的氰化铜，优选采用焦磷酸铜或者硫酸铜来进行镀铜。当使用焦磷酸铜时，焦磷酸铜溶液的PH值可以设定为8.0至9.5。

并且，根据本发明的优选实施例，镀铜时，优选地，除了主电极外同时利用辅助电极来进行镀铜。镀铜时，可能会发生RF装置上的镀铜厚度部分不相同的问题。为了防止这种镀覆偏差并提高镀覆速度，镀铜时使用辅助电极(阳极)。

根据本发明的更为优选的实施例，优选地将根据主电源在主电极上产生的电流与根据辅助电源在辅助电极上产生的电流之比设定为1∶2。

如前所述，铜作为用于确保RF装置的RF特性的镀覆物质，经过镀覆处理使其具有相比工作频带的趋肤深度(Skin Depth)更厚的充分的厚度。

如果完成镀铜，则经过水洗过程后，进行用于形成镀层晶核的预镀银工艺(步骤306)，在预镀银工艺之后，进行为了形成用于维持外观质量的薄膜的镀银层的镀银工艺(步骤308)。

虽然在图3中示出了银作为提升外观质量的薄膜镀覆物使用的示例，但是如上所述，除了银之外，还可以使用金、铂等贵金属。

根据本发明的实施例，镀银可以根据利用氰化钾溶液及氰化银溶液的电镀方式来进行，由于是形成1μm以下的薄膜的镀覆，因此可以在约5分钟的短时间内完成。

并且，根据本发明的优选实施例，优选地在低电压下完成镀覆，以使薄膜镀覆层具有高密度特性。

如此形成的薄膜镀覆层由于具有较薄的厚度，因此不影响RF特性，而仅贡献于外观质量的提高上，并且在RF特性根据薄膜镀覆层下部的镀铜层而决定的方面，不同于现有的将镀铜层作为下层镀覆层使用的镀银方式。

由贵金属形成的薄膜镀覆层可以采用除了上述的电镀方式之外的多种方式来进行。

对于本领域的技术人员来说，可以利用诸如湿镀法、溅射法、电弧离子镀法、利用真空离子蒸镀的干镀法、包括涂装的印刷法的多种薄膜形成方式是显而易见的。

上述的本发明的优选实施例是为了示意目的而公开的，如果是对于本发明具有一般知识的技术人员，则可以在本发明的技术思想和范围内进行各种修改、变更、增加，并且这种修改、变更、增加应当视为包含在下述的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种RF装置的镀覆方法，其特征在于包括步骤：

(a)，对于采用待镀覆基材的RF装置进行前处理；

(b)，对于所述RF装置进行镀铜而形成镀铜层；

(c)，在所述镀铜层上形成采用贵金属的贵金属薄膜层，

其中，所述贵金属薄膜层的厚度相比工作频带的趋肤深度更薄，所述镀铜层的厚度设定成大于等于工作频带的趋肤深度。

2.如权利要求1所述的RF装置的镀覆方法，其特征在于所述待镀覆基材包括铝以及铝合金。

3.如权利要求1所述的RF装置的镀覆方法，其特征在于所述贵金属薄膜层的厚度为0.2μm至1μm。

4.如权利要求1所述的RF装置的镀覆方法，其特征在于所述贵金属为从由银、金、铂组成的组中选择的任意一种或者其组合。

5.如权利要求1所述的RF装置的镀覆方法，其特征在于所述贵金属薄膜层根据在低电压下的电镀方式而形成。

6.如权利要求1所述的RF装置的镀覆方法，其特征在于所述贵金属薄膜层根据由湿镀法、溅射法、电弧离子镀法、利用真空离子蒸镀的干镀法、包括印刷的涂装法组成的组中选择的任意一种方法来形成。

7.如权利要求1所述的RF装置的镀覆方法，其特征在于所述步骤(b)的镀铜利用碱性的焦磷酸铜、Cu(BF₄)₂、或者CuSO₄来进行。

8.如权利要求7所述的RF装置的镀覆方法，其特征在于所述步骤(b)的镀铜利用增设的辅助电极来进行。

9.如权利要求8所述的RF装置的镀覆方法，其特征在于在进行所述步骤(b)的镀铜时，根据用于主电极的主电源而产生的电流与根据用于所述辅助电极的辅助电源而产生的电流之比设定为1∶2。

10.根据权利要求1至9中任意一项方法进行镀覆处理的RF装置。

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