CN1085392C - 制造用于微调电容器的金属动片的方法 - Google Patents

Abstract

使用冷锻或铸造需要专用于制造金属动片的金属模，这产生了与模子的制造和保养有关的费用。通过使用蚀刻代替冷锻或铸造可获得金属动片。特别是，提供一金属板，该金属板具有用于动片电极的表面光滑度。用抗蚀剂和选择性地蚀刻金属板，以形成用于金属动片的元件的动片电极的台阶部分、驱动槽和周围表面。

Description

制造用于微调电容器的金属动片的方法

本发明涉及制造金属动片的方法，可旋转此金属动片来调节微调电容器的电容。

图6是本发明背景关注的公知微调电容器一个例子的剖面图。

示出的微调电容器1是一种表面可安装的类型，其主要零件有定片2，金属动片3、金属盖4以及弹簧垫圈5。

定片2由陶瓷电介质材料构成，并装有平行的定片电极6和7。在定片2的二个相对边上形成导电薄膜构成的端子8和9，以分别与定片电极6和7电气相连。于是，定片2具有对称结构。其优点在于，装配微调电容器1时无需注意定片2的方向。在图6所示的情况中，可去掉定片电极7或与其相连的端子9。

在定片2上设有金属动片3。在图7和8中也示出金属动片3。图7和8分别示出从其上表面10和下表面11的侧面看到的金属动片3。

金属动片3具有上表面10、下表面11以及把这两个表面连在一起的周围表面12。如图8清楚地所示，由从下表面11的一部分上以半圆结构凸起的台阶部分13的表面形成动片电极14的表面。此外，在下表面11上也形成与台阶部分13基本上等高的凸出部分15，以防止因为形成台阶部分13而造成金属动片3的倾斜。另一方面，如图7清楚地所示，在金属动片3的上表面上形成一驱动槽16。

上述金属动片3包含在金属盖4中，可以旋转。金属盖4具有适用于在其中包含可旋转的动片3的结构，并通过与定片2局部啮合而固定到定片2上。在金属盖4的上表面上设有调节孔17，用于露出金属动片3的驱动槽16。此调节孔17的周边部分稍稍倾斜成圆锥结构，以对金属动片3施加弹力。金属盖4也与延伸到定片2周围表面下端的端子18一起形成。该端子18可焊接到定片2的端子9。

在金属动片3的上表面10和金属盖4上调节孔17的周边部分之间设有弹簧垫圈5，该垫圈5稍稍倾斜成诸如圆锥结构，以对金属动片3施加弹力。

在具有此种结构的微调电容器1中，由金属盖4上调节孔17的周边部分提供弹力，弹簧垫圈5把金属动片3推向定片2，以在金属动片3和定片2之间提供稳定的接触。这稳定了金属动片3的转矩，也稳定了定片电极6和动片电极14之间形成的电容。通过与定片电极6电气连接的端子8以及设在金属盖上的端子18引出电容，此金属盖通过弹簧垫圈5与形成有动片电极14的金属动片3电气相连。

一般从利用冷锻的铜合金或从利用铸造的锌合金制造上述金属动片3。然而，冷锻和铸造需要专用于金属动片3的金属模具。因此，这种操作不仅需要高的初始费用，而且还要承担与金属模具寿命减少有关的费用，因为在加工期间它对金属模具加上了相当高的负荷。此外，使用此工艺获得的金属动片3上的动片电极14具有几十微米或更大的表面粗糙度和波度，而微调电容器1的金属动片3所需的表面粗糙度和波度一般是5微米或更小。金属动片3的表面粗糙度和波度最好尽可能小，因为表面粗糙度和波度越小，则电容变得越稳定。

因此，使用上述冷锻或铸造获得的金属动片3必须经过使用研磨机或类似装置的表面研磨作为后处理，以减小动片电极14的表面粗糙度和波度。然而，在这种表面研磨工艺中，金属动片3必须以某一方位放置于研磨机或类似装置上，使动片电极14的表面与机器接触。此外，必须调节研磨深度，这包含了相当复杂和费钱的操作。

因此本发明的一个目的是提供一种制造用于微调电容器的金属动片的经济和有效的方法，该方法不包含上述冷锻和铸造工艺。

本发明旨在一种制造用于微调电容器的金属动片的方法，该金属动片具有上、下表面，以及连接上下表面的周围表面，其中由从一部分下表面凸起的台阶部分形成动片电极的表面，在下表面上靠近台阶部分形成凸起部分，在上表面上形成驱动槽，概括地说，依据本发明的一个方面，使用刻蚀技术制造金属动片。

依据本发明，首先准备具有上和下主表面的金属板。使用光致抗蚀剂选择性地刻蚀金属板，以形成包括上述台阶部分、驱动槽、凸起部分和周围表面在内的至少一部分。然后，使用抗蚀剂选择性地蚀刻所述金属板，以形成包括上述台阶部分、驱动槽、凸起部分以及周围表面在内的其余部分。动片电极表面由金属板的下主表面的一部分构成。

依据本发明，利用上述使用光致抗蚀剂进行选择性刻蚀的方法形成金属动片的基本特征，诸如用于动片电极的台阶部分、驱动槽和周围表面。这提供的第一个优点在于，无需冷锻或铸造所需的金属模具，因此可省却与此金属模具有关的费用。

此外，在上述刻蚀期间至少保持金属板一个主表面上的初始光滑度，可把此光滑主表面用作最终的动片电极的表面。

当必须进行附加的光滑处理，诸如研磨，以使此金属板的主表面具有动片电极表面所需的光滑度时，这工艺处理最好在刻蚀处理前，或至少在形成金属动片周围表面前的刻蚀处理的中间阶段进行。通过在刻蚀处理或形成金属动片周围表面前的刻蚀处理阶段或在刻蚀处理的中间阶段中进行光滑处理，可在此阶段，在比金属动片大的金属板上实施光滑处理。金属板比独立的金属动片更容易加工，不需要研磨后处理，且可被有效地处理。这使得成本降低。

如果不想要上述优点，则可在形成金属动片的周围表面后进行实现动片电极表面所需光滑度的处理。

此外，因为也利用刻蚀形成金属动片的周围表面，所以从相当大的金属板可有效地获得大量金属动片。因此，如果需要，可对将获得的所有大量金属动片同时进行从光滑处理(诸如研磨)开始到刻蚀处理的处理。这提高了制造效率，从这一点看也可期望降低成本。

此外，当作为已有技术进行冷锻时可能碰到工件变硬的问题。由于这个原因，认为不锈钢和镍银被认为是不适合于锻造的材料，因为虽然它们的抗腐蚀性较好，但它们有工件变硬的弱点。依据用蚀刻替代锻造的本发明，也可使用明显有工件变硬的弱点的材料，诸如不锈钢和镍银作为金属动片的材料。这使得可利用不锈钢、镍银和类似材料所表现出的抗腐蚀性的优点，改善金属动片的抗腐蚀性能。

结果，可改善微调电容器的电学特性。

从以下参考附图对本发明的描述，可使本发明的其它特征和优点变得明显起来。

图1A到1F是依据本发明一个实施例依次示出制造微调电容器的金属动片的方法所包括步骤的剖面图。

图2A到2E是依据本发明另一个实施例依次示出制造微调电容器的金属动片的方法所包括步骤的剖面图。

图3是从其上表面10一侧看到的金属动片3a的透视图，示出可依据本发明制造方法制造的金属动片的另一个例子。

图4是图3所示金属动片3a的剖面图。

图5是从其下表面11一侧看到的金属动片3b的透视图，示出可依据本发明制造方法制造的金属动片的又一个例子。

图6是本发明背景所考虑的公知微调电容器1的剖面图。

图7是单从其上表面10一侧看到包含在图6所示微调电容器1中的金属动片3的透视图。

图8是可其下表面11一侧看到的如图7所示金属动片3的透视图。

图1A到1F是依据本发明一个实施例依次示出制造微调电容器的金属动片的方法所包括步骤的剖面图。本实施例试图用于制造如图6到8所示的上述金属动片3。

如图1A所示，首先提供一金属板21。该金属板通过轧制处理或通过轧制和抛光处理。它表现出在其主表面22和23上具有动片电极14的表面所需要的光滑度。此光滑度最好设定为例如5微米或更小的表面粗糙度.可用任何材料制成金属板21，例如，可使用不锈钢、镍银和类似材料，以及铜合金。

当如上所述在二个主表面22和23上实现了动片电极14表面所需的光滑度时，一个优点在于不必在接着的步骤中区分金属板21的两个面。如果不想要这个优点，则可只在一个主表面例如主表面23上实现所需的光滑度。

接着，如图1A所示，第一抗蚀剂24涂在金属板21的每个主表面22和23上。第一抗蚀剂24在被选中的主表面22上形成一图形，以在将获得的金属动片3的上表面10上露出驱动槽16的区域，第一抗蚀剂24在被选中的主表面23上形成另一图形，以露出金属动片3的下表面11上的区域，该区域不包括台阶部分13和凸起部分15的区域。

接着，如图1B所示实行半蚀刻。结果，在主表面22上形成驱动槽16，在主表面23上形成台阶部分13和凸起部分15。依据蚀刻条件，诸如蚀刻剂的量和蚀刻时间，独立地确定主表面22和23上半蚀刻的深度。

然后，如图1C所示除去第一抗蚀剂24。

然后，如图1D所示，在金属板21的每个主表面22和23上涂上第二抗蚀剂25。这第二抗蚀剂25形成的图形与将获得的金属动片3的上表面10和下表面11的结构相应。

接着，如图1E所示，进行蚀刻，以除去除被第二抗蚀剂25所夹区域以外的区域。此蚀刻形成将获得的金属动片3的周围表面12。在此步骤，已完成了金属动片3的结构。

接着，如图1F所示除去第二抗蚀剂25。

于是获得了所需的金属动片3。应注意，由于在蚀刻期间台阶部分13的一个表面所形成的动片电极14的表面被第一抗蚀剂24或第二抗蚀剂25覆盖，所以金属板21的主表面23的原先的光滑度得以保持。

当制备的金属板21的表面不够光滑时，可在图1C所示的步骤后接着一光滑步骤，用于使动片电极14的表面达到金属动片3的动片电极14所需的光滑度。

图2A到2E是依据本发明另一个实施例依次示出包括在制造微调电容器的金属动片的方法中步骤的剖面图。本实施例也试图用于制造图6到8所示的金属动片3。

如图2A所示，首先提供一金属板31。象上述金属板21一样，该金属板31也通过轧制处理或通过轧制和抛光处理获得，该板31的主表面32和33上表现出动片电极14表面所需的光滑度，例如5微米或更小的表面粗糙度。也可只在一个主表面例如主表面33上实现所需的光滑度。

接着，也如图2A所示，第一抗蚀剂34涂在金属板31的每个主表面32和33上。接着，在主表面33上涂上第二抗蚀剂35，将主表面33上的第一抗蚀剂34盖住。第一抗蚀剂34在被选中的主表面32上形成一图形，以覆盖将得到的金属动片3上表面10上的驱动槽16以外的区域，第一抗蚀剂34在被选中的主表面33上形成另一图形，以覆盖金属动片3下表面11上台阶部分13和凸起部分15的区域。第二抗蚀剂35形成的图形相应于将得到的金属动片3的下表面11的结构。

接着，如图2B所示只在金属板31的主表面33上进行半蚀刻，留下了将得到的金属动片3一部分周围表面12的轮廓。

然后，如图2C所示只除去第二抗蚀剂35，而留下第一抗蚀剂34。

然后，如图2D所示进行蚀刻。在此蚀刻步骤中，进行半蚀刻，以在主表面32上形成驱动槽16，并在主表面33上形成台阶部分13和凸起部分15。这次蚀刻再进一步除去在图2B所示步骤中已经过半蚀刻的区域，以完全露出将得到的金属动片3的周围表面12。在此步骤，已完成了金属动片3的结构。

接着，如图2E所示除去第一抗蚀剂34，以获得所需的金属动片3。

图1A到1F以及图2A到2E只示出每个金属板21和31的一部分。实际上，进行蚀刻等步骤，以从每个金属板21和31获得许多金属动片3。

如图1A到1F以及图2A到2E所示的蚀刻等过程只是示意的，并可进一步改变。

依据本发明制造方法制造的金属动片不限于上述实施例所尝试的图6至8中所示的那些金属动片3。可依据本发明制造各种结构的金属动片。以下将参考附图描述一些例子。

如图3和4所示的金属动片3a包括穿通它的驱动槽16a。该结构其它方面基本上类似于图6到8所示的金属动片3。因此，相似的部分用相似的标号表示，并将不再描述。

如图5所示的金属动片3b形成有凸起部分15b，该部分15b与台阶部分13组合在一起，并延伸成半环形。该结构其它方面基本上类似于图6到8所示的金属动片3。因此，相似的部分用相似的标号表示，并将不再描述。

虽然很难用冷锻获得具有此结构的金属动片3a或3b，但它们可使用依据本发明的蚀刻方法容易地制造。

已示出和描述了本发明的特殊实施例，本领域内的那些熟练技术人员可看出，在更广泛的地方可进行变化和改变而不背离本发明，因此，附加的 将把落在本发明真实精神和范围内的所有这些变化和改变都包含在权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种制造用于微调电容器的金属动片的方法，所述金属动片具有上表面、下表面和连接所述上、下表面的周围表面，其中由从所述下表面的一部分上凸起的台阶部分的表面来限定动片电极表面，靠近所述台阶部分在所述下表面上形成凸起部分，在所述上表面上形成驱动槽，其特征在于所述方法包括以下步骤：

提供一具有上和下主表面的金属板；以及

用抗蚀剂选择性地蚀刻所述金属板，以形成所述下主表面上的所述台阶部分、所述上主表面上的所述驱动槽、靠近所述台阶部分的所述下主表面上的所述凸起部分以及所述周围表面中的至少一部分，

用抗蚀剂选择性地蚀刻所述金属板，以形成所述下主表面上的所述台阶部分、所述上主表面上的所述驱动槽、靠近所述台阶部分的所述下主表面上的所述凸起部分以及所述周围表面中的剩余部分，所述动片电极表面由所述金属板的所述下主表面的一部分构成。

2.如权利要求1所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于还包括给所述金属板的至少一个所述主表面提供用于所述动片电极表面的预定光滑度的步骤。

3.如权利要求2所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于所述光滑度是大约5微米或更小的表面粗糙度。

4.如权利要求2所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于在所述至少一个主表面上不存在抗蚀剂时进行给金属板的至少一个主表面提供所述光滑度的所述步骤。

5.如权利要求2所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于在所述蚀刻步骤之一前进行给所述金属板的至少一个主表面提供所述光滑度的所述步骤。

6.如权利要求1所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于在形成所述周围表面后进行给所述动片电极表面提供预定光滑度的步骤。

7.如权利要求6所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于所述光滑度是大约5微米或更小的表面粗糙度。

8.如权利要求1所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于进行所述蚀刻时使所述驱动槽成为在所述金属板中形成的一个凹槽。

9.如权利要求8所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于进行所述蚀刻时使所述驱动槽延伸得穿通所述金属板。

10.如权利要求1所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于进行所述蚀刻时使所述凸起部分与所述台阶部分隔开地形成。

11.如权利要求1所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于进行所述蚀刻时使所述凸起部分与所述台阶部分相连地形成。

12.如权利要求11所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于进行所述蚀刻时沿所述周围表面形成所述凸起部分。

13.如权利要求2所述制造用于微调电容器的金属动片的方法，其特征在于还包括给所述金属板的另一个主表面提供所述预定光滑度的步骤，所述另一个主表面在所述至少一个主表面的背面。

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