[发明专利]一种薄膜衰减片的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波领域，特别涉及一种薄膜衰减片的制作方法。

背景技术

如图1所示，程控步进衰减器是由多级衰减片组成的衰减网络，根据工作需要，由程序控制的顶针来驱动簧片连接直通片或衰减片，各级衰减片形成不同的组合，以此输出不同的衰减值。

图2是放大的其中一级衰减片工作示意图，当顶针驱动的左右两个簧片连接直通片时，衰减量为0，连接衰减片的两端导体时，衰减片则处于工作状态。

衰减片主要采用两种传输线结构形式：一种采用悬带线结构形式，主要用于程控步进衰减器、同轴固定衰减器等微波部件内；另一种采用微带线结构，主要应用于微波有源部件中，用来实现部件内部电路间的匹配、改善端口驻波比、提高部件承受功率、调节放大器增益等功能。

第一类应用于程控步进衰减器中的薄膜衰减片，簧片需要在直通线与衰减片之间频繁切换，会与衰减片导体层持续接触击打，对衰减片导体层的耐磨性和抗击打性有非常高的要求，这对以高纯软金(含金量千分数不小于999.9)为主要组成材料的薄膜电路而言是个很大的挑战。

苏州市新诚氏电子有限公司在2012申请公开的一系列衰减片专利中，以国家专利公开号102723549A和102332628A为例，采用的是厚膜印制工艺；与薄膜工艺相比，厚膜工艺较为粗糙，高频(＞18GHz)性能差，不适用于在程控步进衰减器中使用。

在国内外大量关于衰减片的宣传资料中，以深圳市研通高频技术有限公司宣传的衰减片为例，有采用厚膜印制工艺和薄膜光刻工艺制作的两类衰减片；资料中提及的薄膜衰减片中的导体层是一次电镀成型的，难以应对程控步进衰减器中苛刻的抗击打要求。

现有的衰减片普遍采用厚膜印制工艺和薄膜光刻工艺进行制作。厚膜衰减片由于其印制工艺的限制，制作不够精细，导致高频(＞18GHz)特性差，无法满足程控步进衰减器中的技术需求。

薄膜衰减器能够实现精细的电路图形，满足了高频应用的场合，其电路导体是通过电镀金手段沉积而成。目前整个电子行业中所有的以满足电气性能为目标的电镀金都是硬度较低的纯金，这是因为纯金硬度低，利于对电路通过引线键合进行电气互连。

程控步进衰减器使用的薄膜衰减片，簧片需要在直通线与衰减片之间频繁切换，根据需要形成衰减器不同的衰减量。这个过程中簧片会与衰减片导体层持续接触击打，对衰减片导体层的耐磨性和抗击打性有非常高的要求，这对以高纯软金为主要组成材料的薄膜电路而言是个很大的挑战。

将薄膜导体电镀高纯软金更改为电镀硬金(金钴合金)，可以很好地提高薄膜衰减片的抗击打特性，但由于衰减片为了满足其高频特性，选用了在高抛光度(≤1μ-in)的陶瓷或蓝宝石基材上制作电路，导致了电路膜层附着力的下降。电镀硬金层由于其内应力大，会出现膜层脱落现象，无法良好地附着在高抛光度陶瓷或蓝宝石基材上，最终也不能形成所需的衰减片图形。

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，解决了目前在程控步进衰减器中所使用的衰减片抗击打能力弱的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种薄膜衰减片的制作方法，包括以下步骤：

步骤(101)，采用真空溅射的方法实现介质基材表面金属化；

步骤(102)，采用光刻工艺形成衰减片图形；

步骤(103)，电镀高纯软金，加厚导体电路；

步骤(104)，通过加热的办法对整片衰减片电路进行热氧化调阻；

步骤(105)，使用光刻胶在衰减片的抗击打部位定义出电镀图形区域；

步骤(106)，在定义图形区域电镀金钴合金；

步骤(107)，使用砂轮划切的方法分割成独立的衰减片图形。

可选地，所述衰减片制作时选用的基材是纯度99.6％以上的氧化铝陶瓷基片或蓝宝石基片，基片的厚度范围为：0.1mm～1mm。

可选地，步骤(101)中，介质基材上形成的金属化膜层结构为TaN-TiW-Au，其中钛∶钨质量比为1∶9。

可选地，步骤(102)中，光刻工艺的具体步骤包括：在基片上涂胶——前烘——曝光——显影——后烘——刻蚀——去胶。

可选地，步骤(103)中，电镀加厚软金层厚度为1～10μm。

可选地，所述电镀步骤使用氰化亚金钾直流电镀金，主盐为氰化亚金钾。

可选地，步骤(104)中，加热时使用的设备是电炉或电加热板，工作温度范围为400～700℃。