CN107887679A - 用于波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型方法，步骤101：将一双面抛光且抛光度相同的介质基片加工成型吸收体介质基体和介质基片外框；步骤102：清洗成型吸收体介质基体和介质基片外框；步骤103：在成型吸收体介质基体正面沉积电阻薄膜；步骤104：将成型吸收体介质基体反面朝上嵌入介质基片外框中组成一临时组合体；步骤105：使用步骤103所述工艺在所述临时组合体上沉积电阻薄膜；步骤106：将所述临时组合体分离，完成吸收体制作。采用上述方案，适用性强，可用于Al2O3陶瓷、熔融石英等不同介质材料多种尺寸吸收体的制作。

Description

用于波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型方法
技术领域
本发明属于毫米波与太赫兹薄膜集成电路技术领域，尤其涉及的是一种用于连续可调波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型方法。
背景技术
可调衰减器是功率增益控制元件，用于电平调整，在放大器、倍频器、混频器等有源部件的研制和调试过程中，对信号或者功率进行衰减调节，从而测量这些有源部件的增益、变频损耗、压缩点和饱和输出功率等参数。为了准确的测量有源部件的性能指标，衰减器在频率范围内就需要实现功率平坦度良好，功率步进输出，所以高性能毫米波与太赫兹功率电平控制电路的研制也愈发重要。
随着太赫兹技术的不断突破，衰减器的使用频率越来越高。连续可调波导毫米波与太赫兹衰减器结构图如图1所示，所述连续可调波导毫米波与太赫兹衰减器包括波导组件1、放置于波导组件内部的吸收体组件2和螺旋差动微调组件3，其中，吸收体组件2包括圆弧形吸收体4如图2所示，上下压块和弹簧，通过弹簧的弹力使得吸收体组件2与螺旋差动微调组件3紧密接触；螺旋差动组件3安装于波导组件1上，螺旋差动组件3包括两对螺距不同的螺纹，通过旋转过程中产生的螺距差实现吸收体与传输波导之间耦合距离的连续微小调节，以达到连续调节衰减值的目的。如图2所示的圆弧形吸收体4，技术要求介质所有表面沉积相同方阻的电阻薄膜(通孔5内壁薄膜电阻可有可无，不做要求)，吸收体通过螺旋差动微调结构来实现与传输波导之间耦合距离的微小连续调节，进而实现信号的连续衰减。
这种圆弧形吸收体成型的常规方法为：先采用激光机加工吸收体介质外形和通孔，然后清洗吸收体介质基体并干燥，再使用溅射工艺在吸收体介质基体正反面溅射一层相同的电阻薄膜。采用该方法加工的吸收体，虽然在介质所有表面沉积了连续的电阻薄膜，但在侧壁区域处由于沉积了两次电阻薄膜，吸收体介质基体外形侧壁电阻薄膜方阻比正反面沉积的电阻薄膜方阻明显变小，且形成突变，导致除通孔内壁之外的所有表面无法满足均是相同方阻的要求。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于连续可调波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型方法。
本发明的技术方案如下：
一种用于波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型方法，包括以下步骤：
步骤101：将一双面抛光且抛光度相同的介质基片加工成型吸收体介质基体和介质基片外框；
步骤102：清洗成型吸收体介质基体和介质基片外框；
步骤103：在成型吸收体介质基体正面沉积电阻薄膜；
步骤104：将成型吸收体介质基体反面朝上嵌入介质基片外框中组成一临时组合体；
步骤105：使用步骤103所述工艺在所述临时组合体上沉积电阻薄膜；
步骤106：将所述临时组合体分离，完成吸收体制作。
上述步骤101中的介质基片，材料为99.6％的Al2O3陶瓷熔融石英，厚度为0.127mm-0.508mm。
上述步骤103和步骤105中的电阻薄膜材料，为TaN薄膜或NiCr薄膜，方阻为50欧姆每方或100欧姆每方。
采用上述方案：1、使用溅射工艺在成型吸收体基体正、反面沉积电阻薄膜时，充分借助吸收体介质基片外框的保护作用，使得吸收体的边缘侧壁只沉积一次电阻薄膜，使得吸收体外形侧壁处电阻薄膜方阻没有较大的突变，且在介质所有表面沉积了连续的电阻薄膜，达到除通孔内壁之外的所有表面满足均是相同方阻的要求；2、另外，该成型方法适用性强，可用于Al2O3陶瓷、熔融石英等不同介质材料多种尺寸吸收体的制作。
附图说明
图1为现有技术中连续可调的波导毫米波与太赫兹衰减器结构图。
图2为现有技术中吸收体的示意图。
图3为本发明成型方法的流程图。
图4a至图4d分别为本发明具体实施示例的工艺步骤图。
其中，201为介质基片、202为成型吸收体介质基体、203为介质基片外框。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
如图3所示，本发明提供一种用于连续可调波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型方法，包括以下步骤：
步骤101：将一双面抛光且抛光度相同的介质基片加工成型吸收体介质基体和介质基片外框；
步骤102：清洗成型吸收体介质基体和介质基片外框；
步骤103：在成型吸收体介质基体正面沉积电阻薄膜；
步骤104：将成型吸收体介质基体反面朝上嵌入介质基片外框中组成一临时组合体；
步骤105：使用步骤103所述工艺在所述临时组合体上沉积电阻薄膜；
步骤106：将所述临时组合体分离，完成吸收体制作。
优选地，步骤101所述的介质基片，材料为可为99.6％的Al2O3陶瓷熔融石英，厚度为0.127mm-0.508mm；
优选地，步骤103和步骤105所述的电阻薄膜材料，可为TaN薄膜或NiCr薄膜，方阻为50欧姆每方或100欧姆每方。
进一步而言，如图3所示，本发明中一种用于连续可调波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型方法，以使用0.254mm厚的双面抛光氧化铝陶瓷制备所有表面沉积方阻为50Ω/□的TaN电阻薄膜吸收体为例，按照如下步骤进行：
步骤101：将一双面抛光且抛光度相同的介质基片加工成型吸收体介质基体和介质基片外框。
具体为：参见图4a，提供一双面抛光且抛光度均≤1μin的介质基片201，材料为纯度99.6％以上的氧化铝陶瓷，平面尺寸为50.8mm×50.8mm，厚度为0.254mm。然后，使用一台紫外激光机在氧化铝陶瓷基片上进行4×2阵列的吸收体介质外形和通孔加工，得到8个成型吸收体介质基体202和介质基片外框203，如图4b和图4c所示。
步骤102：步骤102：清洗成型吸收体介质基体和介质基片外框。
具体为：对上述8个成型吸收体介质基体202和介质基片外框203采用酸洗、去离子水超声波清洗和丙酮超声波清洗等前处理，然后在120℃烘箱干燥30min，使成型吸收体介质基体202和介质基片外框203表面尽可能清洁，以提高表面溅射成膜的附着力。
步骤103：在成型吸收体介质基体正面沉积电阻薄膜。
具体为：使用溅射工艺在上述8个成型吸收体基体202正面溅射一层TaN电阻薄膜，方阻为50Ω/□，在进行成型吸收体基体正面溅射时，其周围侧壁也恰好完成了电阻薄膜沉积制备。采用反应直流磁控溅射技术制备TaN薄膜，靶材采用纯度为99.99％Ta靶，溅射气体采用纯度为99.999％的Ar和N2，背底真空度优于5×10-5Pa，溅射气压0.5Pa，沉积温度为200℃。
步骤104：将成型吸收体介质基体反面朝上嵌入介质基片外框中组成一临时组合体。
具体为：参见图4d，将上述8个正面完成沉积50Ω/□的TaN电阻薄膜的成型吸收体基体202反面朝上，嵌入该介质基片外框203中组成一临时组合体。
步骤105：使用步骤103所述工艺在所述临时组合体上沉积电阻薄膜。
具体为：使用溅射工艺在所述临时组合体上溅射一层TaN电阻薄膜，方阻为50Ω/□，在进行成型吸收体基体202反面溅射时，充分利用了吸收体介质基片外框203的保护作用，使得吸收体的边缘侧壁只沉积一次电阻薄膜。采用反应直流磁控溅射技术制备TaN薄膜，靶材采用纯度为99.99％Ta靶，溅射气体采用纯度为99.999％的Ar和N2，背底真空度优于5×10-5Pa，溅射气压0.5Pa，沉积温度为200℃。
步骤106：将所述临时组合体分离，完成吸收体制作。
具体为：在完成成型吸收体基体202反面溅射50Ω/□的TaN电阻薄膜后，将成型吸收体基体202与该介质基片外框203分离，至此，就完成了用于连续可调波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型工艺制作。
采用上述方案：1、使用溅射工艺在成型吸收体基体正、反面沉积电阻薄膜时，充分借助吸收体介质基片外框的保护作用，使得吸收体的边缘侧壁只沉积一次电阻薄膜，使得吸收体外形侧壁处电阻薄膜方阻没有较大的突变，且在介质所有表面沉积了连续的电阻薄膜，达到除通孔内壁之外的所有表面满足均是相同方阻的要求；2、另外，该成型方法适用性强，可用于Al2O3陶瓷、熔融石英等不同介质材料多种尺寸吸收体的制作。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤101：将一双面抛光且抛光度相同的介质基片加工成型吸收体介质基体和介质基片外框；
步骤102：清洗成型吸收体介质基体和介质基片外框；
步骤103：在成型吸收体介质基体正面沉积电阻薄膜；
步骤104：将成型吸收体介质基体反面朝上嵌入介质基片外框中组成一临时组合体；
步骤105：使用步骤103所述工艺在所述临时组合体上沉积电阻薄膜；
步骤106：将所述临时组合体分离，完成吸收体制作。
2.如权利要求1所述的一种用于连续可调波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型方法，其特征在于，所述步骤101中的介质基片，材料为99.6％的Al2O3陶瓷熔融石英，厚度为0.127mm-0.508mm。
3.如权利要求1所述的一种用于连续可调波导毫米波与太赫兹衰减器吸收体的成型方法，其特征在于，所述步骤103和步骤105中的电阻薄膜材料，为TaN薄膜或NiCr薄膜，方阻为50欧姆每方或100欧姆每方。
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