CN110970720B - 耐高温可调频柔性天线及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种耐高温可调频柔性天线及其制作方法，该耐高温可调频柔性天线采用柔性云母片作为柔性基底层，并通过在金属图层与柔性云母片之间设置介电可调陶瓷薄膜，在柔性云母片远离介电可调陶瓷薄膜的一侧上设置调整电极，使得该耐高温可调频柔性天线在能够耐受较高温度的同时，还能够对天线的工作频率进行调整。

Description

耐高温可调频柔性天线及其制作方法

技术领域

本发明涉及柔性天线制作领域，尤其是一种耐高温可调频柔性天线及其制作方法。

背景技术

传统柔性天线以聚合物材料如PI薄膜、PET薄膜、LCP薄膜等为基板，通过表面金属化，再图案化形成柔性天线。但由于聚合物材料无法承受高温，如＞500℃的温度，所以传统柔性天线都无法在高温下使用。

而在无机介质材料中，耐高温材料主要有玻璃、陶瓷等，但陶瓷材料因无法柔性化而不能直接作为柔性基板，而玻璃虽然可以通过减小厚度实现柔性化，但因其表面光滑，亲水性差而难以形成表面高强度结合的金属化层。

若天线由金属图形和无机介质基板组成，两者的结合存在异质结界面，当天线在常温-高温的热循环环境中使用时，两种不同材料因热膨胀系数不同，导致界面处应力集中，产生界面分层而导致天线功能失效的问题，尤其在柔性天线中更为明显。

另外，传统的柔性天线大多只有单一的工作频率，工作环境单一，无法适应当前多场景应用的趋势。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种耐高温可调频柔性天线及其制作方法，该耐高温可调频柔性天线在能够耐受较高温度的同时，还能够对天线的工作频率进行调整。

本发明提供了一种耐高温可调频柔性天线，包括柔性云母片、介电可调陶瓷薄膜、金属图层及调整电极，所述介电可调陶瓷薄膜设置于所述柔性云母片一侧上，所述金属图层形成于所述介电可调陶瓷薄膜远离所述柔性云母片的一侧上，所述调整电极设置于所述柔性云母片远离所述介电可调陶瓷薄膜的一侧上，所述金属图层包括形成于所述介电可调陶瓷薄膜上的第一打底层，以及形成于所述第一打底层背离所述介电可调陶瓷薄膜一侧上的第一加厚层；和/或

所述调整电极包括形成于所述柔性云母片上的第二打底层，以及形成于所述第二打底层背离所述柔性云母片一侧上的第二加厚层。。

进一步地，柔性云母片的厚度为10-50μm，和/或所述介电可调陶瓷薄膜的厚度为200nm-2.4μm。

进一步地，所述金属图层和/或所述调整电极由烧结温度高于500℃的导电浆料形成。

进一步地，所述导电浆料为银浆、铂浆、铜浆或镍浆。

进一步地，所述第一打底层和/或所述第二打底层由Ti、Ni、Cr、Mo中的一种或两种以上金属形成，所述第一加厚层和/或所述第二加厚层由Cu、Ag、Au、Pt、Al中的一种或两种以上金属形成。

进一步地，所述介电可调陶瓷薄膜由钛酸钡、氮化铝、钛酸铅、锆钛酸铅或钛酸锶钡形成。

本发明还提供了一种耐高温可调频柔性天线的制作方法，该方法包括如下步骤：

提供一柔性云母片；

在所述柔性云母片一侧上形成介电可调陶瓷薄膜；

在所述介电可调陶瓷薄膜的背离所述柔性云母片一侧上形成金属图层，以及在所述柔性云母片远离所述介电可调陶瓷薄膜的一侧形成调整电极；

对所述金属图层及所述调整电极进行固化；

在形成所述金属图层时，该方法包括：

通过丝网印刷工艺或3D打印工艺将烧结温度高于500℃的导电浆料形成于所述介电可调陶瓷薄膜上；或者

通过沉积工艺在所述介电可调陶瓷薄膜上形成第一打底层，在所述第一打底层的背离所述介电可调陶瓷薄膜上形成第一加厚层。

进一步地，在所述柔性云母片上形成介电可调陶瓷薄膜之前，该方法还包括：对所述柔性云母片进行等离子清洗；或者

对所述柔性云母片进行喷砂处理；或者

对所述柔性云母片进行喷砂处理，以及对喷砂处理后的所述柔性云母片进行等离子清洗。

进一步地，在形成所述调整电极时，该方法包括：

通过丝网印刷工艺或3D打印工艺将烧结温度高于500℃的导电浆料形成于所述柔性云母片远离所述介电可调陶瓷薄膜的一侧表面；或者

通过沉积工艺在所述柔性云母片远离所述介电可调陶瓷薄膜的一侧表面上形成第二打底层，在所述第二打底层的背离所述柔性云母片一侧表面上形成第二加厚层。

进一步地，在所述柔性云母片上形成介电可调陶瓷薄膜时，该方法包括：

加热所述柔性云母片；

采用磁控溅射方法在所述柔性云母片上形成所述介电可调陶瓷薄膜。

进一步地，所述柔性云母片加热至300～700℃，磁控溅射气为氩气和氧气的混合气体，所述氩气和所述氧气的流量值之比为(2～5):1。

综上所述，在本发明中，通过将柔性基底层采用柔性云母片材料制作，柔性云母片具有柔软、富有弹性、表面粗糙等特点，而云母本身具有优异的绝缘性能且耐高温，利用其制作的器件可以满足柔性需求，同时保证在高温下工作的稳定，因此，该耐高温柔性天线能够耐受较高的温度，且具有较好的柔性。进一步地，通过在金属图层与柔性云母片之间设置介电可调陶瓷薄膜，并且在柔性云母片远离介电可调陶瓷薄膜的一侧上设置调整电极，调整电极与金属图层之间可以组成一个电容，通过在调整电极施加不同的偏压，介电可调陶瓷薄膜的介电常数就会发生变化，柔性云母片与介电可调陶瓷薄膜作为整体组成的介质基板的介电常数就会发生变化，从而实现天线工作频率的调节。该耐高温可调频柔性天线在能够耐受较高温度的同时，还能够对天线的工作频率进行调整。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明第一实施例提供的耐高温可调频柔性天线的截面结构示意图。

图2所示为本发明第二实施例提供的耐高温可调频柔性天线的截面结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。

本发明提供了一种耐高温可调频柔性天线及其制作方法，该耐高温可调频柔性天线在能够耐受较高温度的同时，还能够对天线的工作频率进行调整。

图1所示为本发明第一实施例提供的耐高温可调频柔性天线的截面结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的耐高温可调频柔性天线包括柔性云母片10、介电可调陶瓷薄膜20、金属图层30及调整电极40，介电可调陶瓷薄膜20设置于柔性云母片10一侧上，金属图层30形成于介电可调陶瓷薄膜20远离柔性云母片10的一侧上，调整电极40设置于柔性云母片10远离介电可调陶瓷薄膜20的一侧上。

在本实施例中，通过将柔性基底层采用柔性云母片10材料制作，柔性云母片10可以由厚云母片经过剥分、定厚、切制、钻制或冲制而成，具有柔软、富有弹性、表面粗糙等特点，云母本身具有优异的绝缘性能，其介电常数约为7.3，介电损耗约为0.01，是理想的微波介质基板材料，且耐高温(可达1000℃)，用其制作的器件可以满足柔性需求，同时保证在高温下工作的稳定。进一步地，通过在金属图层30与柔性云母片10之间设置介电可调陶瓷薄膜20，并且在柔性云母片10远离介电可调陶瓷薄膜20的一侧上设置调整电极40，调整电极40与金属图层30之间可以组成一个电容，通过在调整电极40施加不同的偏压，介电可调陶瓷薄膜20的介电常数就会发生变化，柔性云母片10与介电可调陶瓷薄膜20作为整体组成的介质基板的介电常数就会发生变化，从而实现天线工作频率的调节。该耐高温可调频柔性天线在能够耐受较高温度的同时，还能够对天线的工作频率进行调整。

在本实施例中，为了使成型后的耐高温可调频柔性天线具有较好的柔性，柔性云母片10的厚度为10-50μm。

介电可调陶瓷薄膜20为由钛酸钡、氮化铝、钛酸铅、锆钛酸铅或钛酸锶钡等具有介电可调特性的材料制成的介电可调陶瓷薄膜20，其可通过磁控溅射在柔性云母片10上直接沉积形成。优选地，介电可调陶瓷薄膜20的厚度为200nm-2.4μm。

在本实施例中，金属图层30为由烧结温度高于500℃的导电浆料通过丝网印刷工艺或3D打印工艺形成的金属图层30，该导电浆料可以为银浆、铂浆、铜浆或镍浆，由于该材质的导电浆料中含有玻璃添加剂，在高温固化时，熔融的玻璃添加剂将腐蚀柔性云母片的表面，使导电浆料形成的金属图层30能够与介电可调陶瓷薄膜20较为紧密地结合为一体，减少材料因热膨胀系数不同，导致界面处应力集中，产生界面分层而导致天线功能失效的问题，提高二者的结合强度。优选地，金属图层30的厚度为5-30μm。

调整电极40同样可以为由烧结温度高于500℃的导电浆料通过丝网印刷工艺形成的调整电极40，该导电浆料可以为银浆、铂浆、铜浆或镍浆。优选地，调整电极40的厚度为：5-30μm。

图2所示为本发明第二实施例提供的耐高温可调频柔性天线的截面结构示意图，如图2所示，本发明第二实施例提供的耐高温可调频柔性天线与第一实施例基本相同，其不同之处在于，在本实施例中，金属图层30包括设置于介电可调陶瓷薄膜20上的第一打底层31，以及设置于第一打底层31背离介电可调陶瓷薄膜20一侧上的第一加厚层32。也即在本实施例中，金属图层30由第一打底层31与第一加厚层32共同形成。该第一打底层31为由Ti、Ni、Cr、Mo等金属中的一种或两种以上金属形成的合金形成的第一打底层31，而第一加厚层32为由Cu、Ag、Au、Pt、Al等金属中的一种或两种以上金属形成的合金形成的第一加厚层32。通过第一打底层31及第一加厚层32的设置，由于Ti、Ni、Cr、Mo等金属表面具有较好的浸润性，且金属活性较高，因此，上述金属材质形成的第一打底层31在与柔性云母片10的接触界面容易扩散附着，另外，上述金属材质还有较低的内应力，与其它界面结合后，不易因热冲击而降低结合力，因此第一打底层31能够更好地与介电可调陶瓷薄膜20结合，降低金属图层30与介电可调陶瓷薄膜20之间的应力；而由Cu、Ag、Au、Pt、Al等金属中的一种或两种以上金属形成的合金形成的第一加厚层32能够具有更加优异的导电性能。

在本实施例中，第一打底层31的厚度为10-100nm；第一加厚层32的厚度为2-12μm。

调整电极40同样可以包括设置于柔性云母片10远离介电可调陶瓷薄膜20一侧的第二打底层41及设置于第二打底层41背离柔性云母片10一侧上的第二加厚层42。第二打底层41为由Ti、Ni、Cr、Mo等金属中的一种或两种以上金属形成的合金形成的第二打底层41，而第二加厚层42为由Cu、Ag、Au、Pt、Al等金属中的一种或两种以上金属形成的合金形成的第二加厚层42。

在上述实施例中，金属图层30与调整电极40的结构相同。但是可以理解地，金属图层30与调整电极40的结构也可以不同，也即，在金属图层30为导电浆料形成的情况下，调整电极40也可以包括第二打底层41及第二加厚层42。而在金属图层30包括第一打底层31及第一加厚层32的情况下，调整电极40也可以由导电浆料形成。

本发明的另一个实施例还提供了一种耐高温可调频柔性天线的制作方法，该方法包括如下步骤：

提供一柔性云母片10；

在柔性云母片10上形成介电可调陶瓷薄膜20；

在介电可调陶瓷薄膜20的背离所述柔性云母片10一侧上形成金属图层30，以及在柔性云母片10远离介电可调陶瓷薄膜20的一侧形成调整电极40；

对所述金属图层30及调整电极40进行固化。

进一步地，在本实施例中，为了增加柔性云母片10与介电可调陶瓷薄膜20之间结合的紧密性，在介电可调陶瓷薄膜20形成于柔性云母片10上之前，还可以先对柔性云母片10进行等离子清洗。在对柔性云母片10进行等离子清洗时，先将厚度为10-50μm的柔性云母片10置于真空腔室内，抽真空至真空度不低于3×10^-3Pa，通入气体(通入的气体包括但不限于Ar、O₂、H₂和N₂中的一种或多种气体混合)，且使得通入气体后真空度为0.1～0.5Pa，对柔性云母片10加热至一定温度(对柔性云母片10进行加热处理的温度为50～150℃)。在进行等离子清洗时，控制直流电压为1000～2000V，产生的等离子体对云母片进行等离子体清洗2～20min。等离子体清洗后制得的柔性云母片10的表面张力系数为大于等于60达因。在本实施例中，由于柔性云母片10自身具有柔软、富有弹性、表面粗糙等特点，在进行等离子清洗后，能够祛除柔性云母片10上的有机物，提高柔性云母片10表面的亲水性，当金属图层30形成于柔性云母片10上后，金属图层30与柔性云母片10之间具有较高的结合力。

在柔性云母片10上形成介电可调陶瓷薄膜20时，先对柔性云母片10进行加热至一定温度，如300～700℃，再通入一定比例的氩气和氧气的混合气体，溅射气氛Ar与O₂流量值之比为(2～5)：1，如2:1、3:1、4:1、5:1；然后调整真空度至0.1～0.5Pa，打开磁控溅射电源，调节功率，对柔性云母片10进行磁控溅射沉积，形成厚度为200nm～2.4μm的介电可调陶瓷薄膜20；再在氧气气氛中保温一定时间(20～60min)后冷却至室温取出样品。磁控溅射电源的功率为80～150W，沉积时间为10min～2h。介电可调陶瓷薄膜20的材料为钛酸钡、氮化铝、钛酸铅、锆钛酸铅或钛酸锶钡等具有介电可调特性的材料。

在本实施例中，金属图层30可由烧结温度高于500℃的导电浆料通过在介电可调陶瓷薄膜20上进行丝网印刷或3D打印形成。在进行丝网印刷时，丝印网版的网孔大小为200～300目，在柔性云母片10上丝网印刷高温浆料时的刮刀与网版的夹角为30～60°。优选地，烧结温度高于500℃的导电浆料为银浆、铂浆、铜浆或镍浆。

在对金属图案层30进行固化处理时，具体地，将带有金属浆料图案的柔性云母片10放置在高温炉内，以2℃/min或3℃/min的升温速度，升至800℃，保温15～30min，通过对升温速度的控制，可以防止升温过慢影响生产效率，以及升温过快导致导电浆料中因添加物挥发过快而产生气孔。将保温后的金属图层30、介电可调陶瓷薄膜20及柔性云母片10冷却至室温，固化后形成金属图层30与介电可调陶瓷薄膜20之间、介电可调陶瓷薄膜20与柔性云母片10之间均具有高结合强度的柔性天线。其中，导电浆料的图案公差不超过30μm。介电可调陶瓷薄膜层20与柔性云母片10的结合力≥1kg/cm²。金属图层30与陶瓷薄膜层的结合力≥1kg/cm²。介电可调陶瓷薄膜20的介电可调性为20％～60％，柔性耐高温天线的频率可调性为20％～60％。柔性天线使用的最高温度为700℃。

调整电极40同样可以由烧结温度高于500℃的导电浆料通过在柔性云母片10上进行丝网印刷或3D打印形成。

在本发明提供的另一实施例中，在形成金属图案层30时，该方法包括，在介电可调陶瓷薄膜20上通过沉积工艺沉积第一打底层31，以及在第一打底层31的背离介电可调陶瓷薄膜20一侧上通过沉积工艺形成第一加厚层32。第一打底层31为Ti、Ni、Cr、Mo等金属中的一种或两种以上金属形成的合金。第一加厚层32为Cu、Ag、Au、Pt、Al等金属中的一种或两种以上金属形成的合金。

调整电极40同样可以包括通过沉积工艺形成于柔性云母片10上的第二打底层41，以及通过沉积工艺形成于第二打底层41背离柔性云母片10一侧上的第二加厚层42，第二打底层41和第二加厚层42的材料可以分别与第一打底层31和第一加厚层32相同。

为了增加介电可调陶瓷薄膜20与柔性云母片10之间结合的紧密性，以及第二打底层41与柔性云母片10之间结合的紧密型，该方法还可以包括对柔性云母片10的两个侧面进行喷砂处理，增加柔性云母片10表面的粗糙度。优选地，喷砂处理后的柔性云母片10的粗糙度为100nm～0.5μm。

在其它实施例中，还可以先对柔性云母片10进行喷砂处理，然后在对喷砂处理后的柔性云母片10进行等离子清洗。

在进行第一打底层31及第一加厚层32的沉积时，将图案化的掩膜板置于介电可调陶瓷薄膜20上，并对其磁控溅射沉积金属，以依次形成具有图案化的第一打底层31及第一加厚层32。其中磁控溅射的电流为1～10A，沉积真空度0.1～0.5Pa，第一打底层31金属沉积时间为30s～5min，厚度为10～100nm，第一加厚层32金属沉积时间为30min～3h，厚度为2～12μm。金属图层30公差不超过30μm。

在真空室内通过沉积工艺形成金属图层30后，在Ar气氛中冷却至室温，然后再将沉积有金属图层30的柔性天线置于管式高温炉，抽真空祛除管内空气，再充入高纯气体，充入管式高温炉内的气体包括但不限于Ar、N₂、H₂、NH₃等其中的一种或多种气体混合，在常压下对带有金属图形化的柔性天线进行高温退火处理，退火处理温度为300～800℃，退火处理时间为10～30min，在气氛中冷却至室温，在冷却时，其气氛：包括但不限于Ar、N₂、H₂、NH₃等其中的一种或多种气体混合。

可以通过同样的方法在柔性云母片10远离介电可调陶瓷薄膜20的一侧形成第二打底层41及第二加厚层42，以各膜层之间具有高结合强度的柔性天线，各层之间的结合强度≥1kg/cm²。介电可调陶瓷薄膜20的介电可调性为20％～60％，耐高温可调频柔性天线的频率可调性为20％～60％。使用的最高温度为700℃。

可以理解地，金属图案层30及调整电极40也可以采用不同的方法形成，也即，金属图案层30及调整电极40的其中之一由高于500℃的导电浆料通过丝网印刷或3D打印工艺形成，而金属图案层30及调整电极40的其中另一由沉积工艺形成。

可以理解地，在本发明中，调整电极40与金属图层30的形成方法可以相同也可以不同。同时，调整电极40与金属图层30的形成顺序也不需要加以限制，可以同时形成，也可以先后形成。以下以具体实施方式来对本发明提供的耐高温可调频柔性天线进行说明：

实施例1

将厚度为10μm的柔性云母片10置于真空腔室，抽真空至3×10^-3Pa。向真空腔室充入Ar，使得真空度为0.1Pa，打开加热器电源，对柔性云母片10加热至50℃，打开Plasma电源，调整电压为1000V，通过产生的Ar等离子体对柔性云母片10处理2min。关闭Plasma电源并抽真空至3×10^-3Pa，对柔性云母片10进行加热至300℃，向真空腔室同时充入Ar和O₂，它们的流量值之比为2:1，使得真空度为0.1Pa，打开磁控溅射电源，调整功率为80W，对柔性云母片10磁控溅射沉积钛酸钡材料形成介电可调陶瓷薄膜20，沉积时间为10min，介电可调陶瓷薄膜20厚度为200nm。在氧气中保温20min，并冷却至室温取出。通过3D打印工艺，将高温银浆打印至介电可调陶瓷薄膜20上，形成金属图层30。以与形成金属图层30相同的方法，在柔性云母片10远离介电可调陶瓷薄膜20的一侧形成调整电极40，烘干后置于高温炉内，以2℃/min的速度升温至800℃，保温15min。冷却至室温后取出。此时各金属图形的公差为30μm，各膜层之间的结合力均大于1kg/cm²。该耐高温可调频柔性天线可在低于700℃的环境中正常工作，且通过偏压控制钛酸钡薄膜的介电常数，可达到20％的可调性，耐高温可调频柔性天线谐振频率的可调性为20％。

实施例2

将厚度为50μm的柔性云母片10置于真空腔室，抽真空至3×10^-3Pa。向真空腔室充入O₂，使得真空度为0.5Pa，打开加热器电源，对柔性云母片10加热至150℃，打开Plasma电源，调整电压为2000V，通过产生的氧等离子体对柔性云母片10处理20min。关闭Plasma电源并抽真空至3×10^-3Pa，对柔性云母片10进行加热至700℃，向真空腔室同时充入Ar和O₂，它们的流量值之比为5:1，使得真空度为0.5Pa，打开磁控溅射电源，调整功率为150W，对柔性云母片10磁控溅射沉积钛酸锶钡材料形成介电可调陶瓷薄膜20，沉积时间为2h，厚度为2.4μm。在氧气中保温60min，并冷却至室温取出。将网孔大小为300目的丝印网版置于介电可调陶瓷薄膜20表面，网版上涂覆高温铂浆，刮刀与网版的夹角为60°，将金属图形丝印至介电可调陶瓷薄膜20上形成金属图层30。以与形成金属图层30相同的方法，在柔性云母片10远离介电可调陶瓷薄膜20的一侧形成调整电极40，烘干后置于高温炉内，以2℃/min的速度升温至800℃，保温30min。冷却至室温后取出。此时各金属图形的公差为20μm，各膜层的结合力均大于2kg/cm²。该天线可在低于700℃的环境中正常工作，且通过偏压控制钛酸锶钡薄膜的介电常数，可达到60％的可调性，耐高温可调频柔性天线谐振频率的可调性为60％。

实施例3

将厚度为10μm的柔性云母片10进行喷砂处理，使得表面粗糙度为100nm，并置于真空腔室，抽真空至3×10^-3Pa。向真空腔室充入Ar，使得真空度为0.1Pa，打开加热器电源，对柔性云母片10加热至50℃，打开Plasma电源，调整电压为1000V，通过产生的Ar等离子体对柔性云母片10处理2min。关闭Plasma电源抽真空至3×10^-3Pa，对柔性云母片10进行加热至300℃，向真空腔室同时充入Ar和O₂，它们的流量值之比为2:1，使得真空度为0.1Pa，打开磁控溅射电源，调整功率为80W，对云母片磁控溅射沉积钛酸钡材料形成介电可调陶瓷薄膜20，沉积时间为10min，厚度为200nm。在氧气中保温20min后冷却至室温取出。

将掩膜版置于介电可调陶瓷薄膜20之上，整个组件置于真空腔室，抽真空至3×10^-3Pa。向真空腔室充入Ar，使得真空度为0.1Pa，打开磁控溅射电源，调节电流为1A，对带有掩膜版的柔性云母片10进行磁控溅射沉积打底层金属Ti，沉积时间为30s，厚度为10nm，再沉积加厚层金属Ag，沉积时间为30min，厚度为2μm，以形成金属图层30。以与形成金属图层30相同的方法，在柔性云母片10远离介电可调陶瓷薄膜20的一侧形成调整电极40。在Ar气氛中冷却至室温取出样品，并置于管式高温炉内，在Ar气氛中，300℃热处理10min，Ar气氛冷却至室温后取出。各膜层之间的结合力大于1kg/cm²，金属图形的公差为30μm，该天线可在低于700℃的环境中正常工作。且通过偏压控制钛酸钡薄膜的介电常数，可达到20％的可调性，耐高温可调频柔性天线谐振频率的可调性为20％。

实施例4

将厚度为50μm的柔性云母片10进行喷砂处理，使得表面粗糙度为0.5μm，并置于真空腔室，抽真空至3×10^-3Pa。向真空腔室充入O₂，使得真空度为0.5Pa，打开加热器电源，对柔性云母片10加热至150℃，打开Plasma电源，调整电压为2000V，通过产生的氧等离子体对云母片处理20min。关闭Plasma电源并抽真空至3×10^-3Pa，对柔性云母片10进行加热至700℃，向真空腔室同时充入Ar和O₂，它们的流量值之比为5:1，使得真空度为0.5Pa，打开磁控溅射电源，调整功率为150W，对云母片磁控溅射沉积钛酸锶钡材料形成介电可调陶瓷薄膜20，沉积时间为2h，厚度为2.4μm。在氧气中保温60min后冷却至室温取出。

将掩膜版置于介电可调陶瓷薄膜20之上，整个组件置于真空腔室，抽真空至3×10^-3Pa。向真空腔室充入Ar，使得真空度为0.5Pa，打开磁控溅射电源，调节电流为10A，对带有掩膜版的介电可调陶瓷薄膜20进行磁控溅射沉积打底层金属Cr，沉积时间为5min，厚度为100nm，再沉积加厚层金属Au，沉积时间为3h，厚度为12μm，以形成金属图层30。以与形成金属图层30相同的方法，在柔性云母片10远离介电可调陶瓷薄膜20的一侧形成调整电极40。在Ar气氛中冷却至室温取出样品，并置于管式高温炉内，在N₂气氛中，800℃热处理30min，N₂气氛冷却至室温。各膜层之间的结合力大于2kg/cm²，金属图形的公差为20μm，该天线可在低于700℃的环境中正常工作，且通过偏压控制钛酸锶钡薄膜的介电常数，可达到60％的可调性，耐高温可调频柔性天线谐振频率的可调性为60％。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种耐高温可调频柔性天线，其特征在于：包括柔性云母片、介电可调陶瓷薄膜、金属图层及调整电极，所述介电可调陶瓷薄膜设置于所述柔性云母片一侧上，所述金属图层形成于所述介电可调陶瓷薄膜远离所述柔性云母片的一侧上，所述调整电极设置于所述柔性云母片远离所述介电可调陶瓷薄膜的一侧上；所述金属图层包括形成于所述介电可调陶瓷薄膜上的第一打底层，以及形成于所述第一打底层背离所述介电可调陶瓷薄膜一侧上的第一加厚层；和/或

所述调整电极包括形成于所述柔性云母片上的第二打底层，以及形成于所述第二打底层背离所述柔性云母片一侧上的第二加厚层。

2.根据权利要求1所述的耐高温可调频柔性天线，其特征在于：柔性云母片的厚度为10-50μm，和/或所述介电可调陶瓷薄膜的厚度为200nm-2.4μm。

3.根据权利要求1所述的耐高温可调频柔性天线，其特征在于：所述金属图层和/或所述调整电极由烧结温度高于500℃的导电浆料形成。

4.根据权利要求3所述的耐高温可调频柔性天线，其特征在于：所述导电浆料为银浆、铂浆、铜浆或镍浆。

5.根据权利要求4所述的耐高温可调频柔性天线，其特征在于：所述第一打底层和/或所述第二打底层由Ti、Ni、Cr、Mo中的一种或两种以上金属形成，所述第一加厚层和/或所述第二加厚层由Cu、Ag、Au、Pt、Al中的一种或两种以上金属形成。

6.根据权利要求1所述的耐高温可调频柔性天线，其特征在于：所述介电可调陶瓷薄膜由钛酸钡、氮化铝、钛酸铅、锆钛酸铅或钛酸锶钡形成。

7.一种耐高温可调频柔性天线的制作方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

提供一柔性云母片；

在所述柔性云母片一侧上形成介电可调陶瓷薄膜；

在所述介电可调陶瓷薄膜的背离所述柔性云母片一侧上形成金属图层，以及在所述柔性云母片远离所述介电可调陶瓷薄膜的一侧形成调整电极；

对所述金属图层及所述调整电极进行固化；

在形成所述金属图层时，该方法包括：

通过丝网印刷工艺或3D打印工艺将烧结温度高于500℃的导电浆料形成于所述介电可调陶瓷薄膜上；或者

通过沉积工艺在所述介电可调陶瓷薄膜上形成第一打底层，在所述第一打底层的背离所述介电可调陶瓷薄膜上形成第一加厚层。

8.根据权利要求7所述的耐高温可调频柔性天线的制作方法，其特征在于：在所述柔性云母片上形成介电可调陶瓷薄膜之前，该方法还包括：对所述柔性云母片进行等离子清洗；或者

对所述柔性云母片进行喷砂处理；或者

对所述柔性云母片进行喷砂处理，以及对喷砂处理后的所述柔性云母片进行等离子清洗。

9.根据权利要求7所述的耐高温可调频柔性天线的制作方法，其特征在于：在形成所述调整电极时，该方法包括：

通过丝网印刷工艺或3D打印工艺将烧结温度高于500℃的导电浆料形成于所述柔性云母片远离所述介电可调陶瓷薄膜的一侧表面；或者

通过沉积工艺在所述柔性云母片远离所述介电可调陶瓷薄膜的一侧表面上形成第二打底层，在所述第二打底层的背离所述柔性云母片一侧表面上形成第二加厚层。

10.根据权利要求7-9任一项所述的耐高温可调频柔性天线的制作方法，其特征在于：在所述柔性云母片上形成介电可调陶瓷薄膜时，该方法包括：

加热所述柔性云母片；

采用磁控溅射方法在所述柔性云母片上形成所述介电可调陶瓷薄膜。

11.根据权利要求10所述的耐高温可调频柔性天线的制作方法，其特征在于：所述柔性云母片加热至300～700℃，磁控溅射气为氩气和氧气的混合气体，所述氩气和所述氧气的流量值之比为(2～5):1。

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