CN113991276B - 一种衰减片的制作方法及衰减片 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种衰减片的制作方法及衰减片，涉及微波技术领域。制作方法包括：在基板的第一表面印刷油墨，使预设置在第一表面的用于指示衰减片的导线走向的第一图形暴露；在经油墨印刷后的第一表面溅射第一金属材料，对基板进行第一次清洗；在基板的与第一表面相背的第二表面溅射化合物；在第二表面的化合物上印刷油墨，使预设置在第二表面的用于指示衰减片的导线走向的第二图形暴露；在经油墨印刷的第二表面溅射第一金属材料，对基板进行第二次清洗；去除第二表面上多余的化合物，使第二表面上形成方阻；切割基板得到衰减片。本发明能够提高衰减片的生产效率及良品率，并且可以提高衰减片的高频性能。

Description

一种衰减片的制作方法及衰减片

技术领域

本发明涉及微波技术领域，具体涉及一种衰减片的制作方法及衰减片。

背景技术

微波功率衰减片因其重量轻、体积小、易于集成等优点被广泛运用于微波通信系统与微波电路中，是微波通信系统和微波电路中不可或缺的元器件，其可以在微波电路中接在滤波器、天线、环行器、功放等组件的终端,当这些组件出现失配时,微波功率衰减片匹配吸收多余的反射功率，对各组件提供保护作用。另外，微波功率衰减片也可以运用在微波电路中降低输入信号而不使信号发生畸变的组件。而在微波功率衰减片实现上述功能时通常需要其具有较高的高频性能和阻值精度。

现有技术中主要还是采用厚膜印刷工艺制作微波功率衰减片，但该工艺较为粗糙，存在诸多问题：首先，形成的电路膜厚较厚，容易产生趋肤效应；其次，印刷电阻阻值精度较差，需要采用激光镭射方式进行修正；最后，制作的微波功率衰减片的高频特性受寄生容抗和感抗产生影响。因此，采用现有的制作工艺制备的微波功率衰减片通常无法满足实际应用的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄膜衰减片的制作方法，以解决上述背景技术中提及的现有制备工艺所存在的问题。

本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种衰减片的制作方法，包括：

在基板的第一表面印刷油墨，使预设置在所述第一表面的用于指示所述衰减片的导线走向的第一图形暴露；

在经所述油墨印刷后的所述第一表面溅射第一金属材料，对所述基板进行第一次清洗；

在所述基板的与所述第一表面相背的第二表面溅射化合物；

在所述第二表面的所述化合物上印刷所述油墨，使预设置在所述第二表面的用于指示所述衰减片的导线走向的第二图形暴露；

在经所述油墨印刷的所述第二表面溅射所述第一金属材料，对所述基板进行第二次清洗；

去除所述第二表面上多余的所述化合物，使所述第二表面上形成方阻；

切割所述基板得到所述衰减片。

可选地，所述在基板的第一表面印刷油墨之前，所述制作方法还包括：

在所述基板上开设接地孔，所述接地孔贯通所述基板，且设置在两个镜像设置的所述第一图形之间。

可选地，两个所述镜像设置的所述第一图形之间均设置有两个所述接地孔。

可选地，所述在基板的第一表面印刷油墨之前，所述制作方法还包括：

在所述基板上开设定位孔，所述定位孔用于在溅射时提供所述基板的定位基准。

可选地，所述定位孔的数量为三个，且三个所述定位孔分别开设在所述基板的三个不同的边缘上。

可选地，所述第一次清洗和所述第二清洗均包括：

先后使用丙酮和酒精清洗所述基板。

可选地，所述去除所述第二表面上多余的所述化合物包括：

使用光刻工艺和湿法腐蚀法去除所述第二表面上多余的所述化合物。

可选地，所述切割所述基板得到所述衰减片包括：

沿所述接地孔的直径延伸方向将所述基板切割成若干呈条状的半成品；

在所述半成品与所述接地孔向背的侧面溅射第二金属材料；

将溅射所述第二金属材料后的所述半成品再次切割得到衰减片。

可选地，所述第二金属材料包括镍铬。

可选地，所述化合物包括氮化钽。

可选地，所述第一金属材料包括钛钨和铜。

可选地，所述第一金属材料的溅射厚度在预设范围内，所述预设范围为0.1-1μm。

另一方面，本发明还提供一种衰减片，采用所述的制作方法制作得到，所述衰减片包括：

基板，所述基板的第一表面具有呈第一图形布置的第一导线结构，与所述第一表面向背的第二表面具有呈第二图形布置的第二导线结构，所述第二表面上还设置有用于连通所述第二导线的方阻；

所述基板的一个侧面开设有至少一个接地孔，另一个侧面设置有焊盘，所述接地孔和所述焊盘将所述第一导线结构和所述第二导线结构导通。

与现有技术相比，本发明可大大提高产品一致性稳定性，表面平整度，衰减精度，该制作方法可靠性好，加工效率高，利于批量生产，可以推广于生产中。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法的流程框图；

图2为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法中使用的基板的结构示意图；

图3为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法中使用的基板包括第一图形的结构示意图；

图4为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法得到的衰减片的一侧视图；

图5为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法中使用的基板包括第二图形的结构示意图；

图6为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法得到的衰减片的另一侧视图；

图7为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法中使用的基板包括方阻的结构示意图；

图8为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法得到的衰减片包括方阻的另一侧视图；

图9为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法得到的衰减片的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和有益效果能够更加明显易懂，下面通过列举具体实施例的方式进行详细说明。其中，附图不一定是按比例绘制的，局部特征可以被放大或缩小，以更加清楚的显示局部特征的细节；除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与本申请所属的技术领域中的技术和科学术语的含义相同。

图1为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法的流程框图。如图1所示，本发明提供了一种衰减片的制作方法，其一般性地包括以下步骤：

S10：在基板的第一表面印刷油墨，使预设置在第一表面的用于指示衰减片的导线走向的第一图形暴露，第一表面通常为基板的反面，油墨印刷的部分为第一表面上除去第一图形以外的部分；

S20：在经油墨印刷后的第一表面溅射第一金属材料，使第一表面金属化，对基板进行第一次清洗，洗去油墨及覆盖在油墨上的第一金属材料，留下第一图形上覆盖的第一金属材料；

S30：在基板的与第一表面相背的第二表面溅射化合物，该化合物用于形成电阻；

S40：在第二表面的化合物上印刷油墨，使预设置在第二表面的用于指示衰减片的导线走向的第二图形暴露，第二表面通常为基板的正面，油墨印刷的部分为第二表面上除去第二图形以外的部分；

S50：在经油墨印刷的第二表面上溅射第一金属材料，使第二表面金属化，对基板进行第二次清洗，洗去油墨及覆盖在油墨上的第一金属材料，留下第二图形上覆盖的第一金属材料；

S60：去除第二表面上多余的化合物，使第二表面上形成方阻；

S70：切割基板得到衰减片，每一个衰减片的反面上均对应一个第一图形，正面上均对应一个第二图形。

其中，基板参见图1、2、3和4，第一图形和第二图形分别参见图5和图6，方阻参见图7，衰减片参见图8。

其中，第一金属材料的溅射厚度在预设范围内。

更为具体地，预设范围为0.1-1μm，优选地，溅射厚度为0.1μm、0.5μm、0.8μm、0.9μm或1μm。

其中，第一图形和第二图形可以相同也可以不相同。

其中，方阻的阻值为85±5Ω。

本实施例提供的衰减片的制作方法，在用于制备衰减片的基板正反面上均溅射第一金属材料，使正反面均金属化，需要特别说明的是，与现有技术中厚膜衰减片采用的烧制的方式不同，本发明采用溅射的方式将金属材料负载在基板上，无需繁复地进行干燥烧结处理，产品波动小，一致性高，极大提高了生产效率及良品率。并且采用溅射的方式，可以控制第一金属材料的溅射厚度为0.1-1μm中的任意一值，获得薄膜衰减片，经测试，该薄膜衰减片的微波特性可达12G，驻波1.25:1max，高频性能更加稳定，衰减值及衰减精度为8±1dB，足以满足衰减片实际应用场景的需求。

现有技术中通过特定的浆料丝网印刷烧制得到的厚膜衰减片，图形精度基本在0.05-0.1mm之间，且图形边缘常有毛刺，表面凹凸不平，从而对微波信号传输存在干扰。为了解决这一问题，在一个具体的实施例中，步骤S20、S30和S50中的溅射方法为磁控溅射，使表面更加平坦均匀，精度在0.02mm之内，精度公差可达0.1％。

现有技术中的厚膜衰减片的温度系数难以控制，电阻值越高，金属成份越少，噪声越高，稳定性越差常见TCR在200ppm/℃，本申请中的薄膜衰减片则可以做到非常低的温度系数，这样电阻阻值随温度变化非常小，阻值稳定可靠，常见TCR在50ppm/℃或10ppm/℃。

在一个具体的实施例中，在基板的第一表面印刷油墨之前，制作方法还包括：

在基板上开设接地孔，接地孔贯通基板，且设置在两个镜像设置的第一图形之间。

在步骤S20和步骤S60之后，接地孔中也被溅射了第一金属材料，也即，接地孔被金属化，从而将衰减片的正面和反面在接地孔一侧导通。

在一个具体的实施例中，基板采用氮化铝材料制成。

在一个具体的实施例中，基板的尺寸为50.8*50.8*0.5mm，优选地，该基板在开设接地孔之前进行了预处理，使其表面粗糙度小于0.1μm。

在一个具体的实施例中，开设接地孔的方式为激光打孔。

图2为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法中使用的基板的结构示意图。图3为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法中使用的基板包括第一图形的结构示意图。图4为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法得到的衰减片的一侧视图。图5为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法中使用的基板包括第二图形的结构示意图。图6为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法得到的衰减片的另一侧视图。如图3所示，也可以参见其他附图，在一个具体的实施例中，在基板上开设64组接地孔，每组接地孔包括两个接地孔，两个接地孔设置在一对镜像设置的第一图形之间，位于同一组的两个接地孔的间距为1-5mm中的任意一值，优选地，间距为3mm，每一个接地孔的直径均为0.1-1mm中的任意一值，优选地，直径为0.7mm，每一个接地孔的精度要求均为-0.1-0.1中的任意一值，优选地，精度要求为±0.03，每一个接地孔的锥度要求均为小于25μm。

需要特别注意的是，结合图3和图4可以发现，第一图形和第二图形对应设置，也即，第二图形也是镜像地设置在两个接地孔的两边。

在一个具体的实施例中，在基板上开设接地孔之后，制作方法还包括：

清洗基板。

更为具体地，清洗基板的过程为：首先采用丙酮进行超声波清洗，再用去离子水冲洗，然后用酒精进行超声波清洗，再用去离子水冲洗，最后用强酸浸泡，从而去除接地孔内的杂质。进一步地，丙酮清洗时间为15分钟，第一次去离子水冲洗时间为5分钟，酒精清洗时间为15分钟，第二次去离子水冲洗时间5分钟，强酸浸泡时间为2小时。

在一个具体的实施例中，在基板的第一表面印刷油墨之前，制作方法还包括：

在基板上开设定位孔，定位孔用于在溅射时提供基板的定位基准。

在本实施例中，为了便于溅射过程，在基板上开设定位孔，优选地，定位孔的数量为三个，且分别开设在基板的三个边缘上。

在一个具体的实施例中，第一次清洗和第二清洗均包括：

先后使用丙酮和酒精清洗基板。

更为具体地，第一次清洗和第二清洗均包括：先用丙酮进行超声波清洗，然后用去离子水冲洗，再用酒精进行超声波清洗，最后再用去离子水冲洗。其中，丙酮清洗的时间为15分钟，第一次去离子水冲洗的时间为5分钟，酒精清洗的时间为15分钟，第二次去离子水冲洗的时间为5分钟。

在一个具体的实施例中，去除第二表面上多余的化合物包括：

使用光刻工艺和湿法腐蚀法去除第二表面上多余的化合物。

更为具体地，光刻工艺的流程包括：在第二表面上均匀涂覆一层光刻胶，然后把光刻胶烘干，用光刻机对光刻胶进行曝光，曝光完成后进行显影，最后把需要蚀刻掉的化合物裸露出来；湿法腐蚀法的流程包括：对化合物进行刻蚀，留下需要的电阻区域，把电阻区域以外的区域刻蚀掉。图7为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法中使用的基板包括方阻的结构示意图，图8为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法得到的衰减片包括方阻的另一侧视图，两者示出了去除第二表面上多余的化合物后得到的方阻。

在一个具体的实施例中，切割基板得到衰减片包括：

沿接地孔的直径延伸方向将基板切割成若干呈条状的半成品；

在半成品与接地孔向背的侧面溅射第二金属材料，溅射厚度为200～300nm中的任意一值；

将溅射了第二金属材料的半成品再次切割得到衰减片，优选地，衰减片的尺寸为2.5mm*5mm*0.5mm。

其中，接地孔的直径延伸方向优选为两个镜像设置的第一图案的中心线延伸的方向。

将基板切割成条状的半成品，便于对多个衰减片的侧面同时溅射第二金属材料，第二金属材料形成焊盘，溅射完成后，再将半成品切割成单个的衰减片。

在一个具体的实施例中，在切割基板得到衰减片之后还包括：

在切割好的衰减片表面电镀金属层，优选地，金属层的原料包括Ni和Ag。

在一个具体的实施例中，衰减片电镀完成后，还要在表面涂覆保护层，图9为本发明一个实施例提供的衰减片的制作方法得到的衰减片的结构示意图，如图9所示，涂覆保护层后第二表面的图形不可见。

在一个具体的实施例中，第二金属材料包括镍铬。

在一个具体的实施例中，化合物包括氮化钽。

在一个具体的实施例中，第一金属材料包括钛钨和铜。

本发明还提供了一种衰减片，采用上述任意一个实施例提供的制作方法制作得到，衰减片包括基板。基板的第一表面具有呈第一图形布置的第一导线结构，与第一表面向背的第二表面具有呈第二图形布置的第二导线结构，第二表面上还设置有用于连通第二导线的方阻。基板的一个侧面开设有至少一个接地孔，另一个侧面设置有焊盘，接地孔和焊盘将第一导线结构和第二导线结构导通。

按照本发明的制作方法得到的衰减片的微波特性可达到12G，驻波1.25:1max，衰减值及衰减精度为8±1dB。可大大提高产品一致性稳定性，表面平整度，衰减精度，此方法可靠性好，加工效率高，利于批量生产，可以推广于生产中。

应当理解，以上实施例均为示例性的，不用于包含权利要求所包含的所有可能的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在以上实施例的基础上做出各种变形和改变。同样的，也可以对以上实施例的各个技术特征进行任意组合，以形成可能没有被明确描述的本发明的另外的实施例。因此，上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不对本发明专利的保护范围进行限制。

Claims (10)

1.一种衰减片的制作方法，其特征在于，包括：

在基板的第一表面印刷油墨，使预设置在所述第一表面的用于指示所述衰减片的导线走向的第一图形暴露；

在经所述油墨印刷后的所述第一表面溅射第一金属材料，对所述基板进行第一次清洗；

在所述基板的与所述第一表面相背的第二表面溅射化合物；

在所述第二表面的所述化合物上印刷所述油墨，使预设置在所述第二表面的用于指示所述衰减片的导线走向的第二图形暴露；

在经所述油墨印刷的所述第二表面溅射所述第一金属材料，对所述基板进行第二次清洗；

去除所述第二表面上多余的所述化合物，使所述第二表面上形成方阻；

切割所述基板得到所述衰减片。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在基板的第一表面印刷油墨之前，所述制作方法还包括：

在所述基板上开设接地孔，所述接地孔贯通所述基板，且设置在两个镜像设置的所述第一图形之间。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，两个所述镜像设置的所述第一图形之间均设置有两个所述接地孔。

4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在基板的第一表面印刷油墨之前，所述制作方法还包括：

在所述基板上开设定位孔，所述定位孔用于在溅射时提供所述基板的定位基准。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述定位孔的数量为三个，且三个所述定位孔分别开设在所述基板的三个不同的边缘上。

6.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述切割所述基板得到所述衰减片包括：

沿两个镜像设置的第一图案的中心线延伸的方向将所述基板切割成若干呈条状的半成品；

在所述半成品与所述接地孔相背的侧面溅射第二金属材料；

将溅射所述第二金属材料后的所述半成品再次切割得到衰减片。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述第二金属材料包括镍铬。

8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述化合物包括氮化钽，所述第一金属材料包括钛钨和铜。

9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一金属材料的溅射厚度在预设范围内，所述预设范围为0.1-1μm。

10.一种衰减片，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的制作方法制作得到，所述衰减片包括：

基板，所述基板的第一表面具有呈第一图形布置的第一导线结构，与所述第一表面相背的第二表面具有呈第二图形布置的第二导线结构，所述第二表面上还设置有用于连通所述第二导线的方阻；

所述基板的一个侧面开设有至少一个接地孔，另一个侧面设置有焊盘，所述接地孔和所述焊盘将所述第一导线结构和所述第二导线结构导通。

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