[发明专利]微波器件的制造设备和制造方法

说明书

本发明涉及一种微波器件的制造设备和制造方法。微波器件的制造设备(1)包括：夹具(10，10')，所述夹具(10，10')包括能够围绕第一轴线(A1)旋转的基座(11)、以及能够围绕第二轴线(A2)摆动的托架(12)，所述托架(12)连接至所述基座(11)以用于保持绝缘基体(40)，其中所述第一轴线(A1)与所述第二轴线(A2)相交；用于朝所述绝缘基体(40)释放金属离子的源头(20)；以及控制器(30)，所述控制器(30)耦合至所述夹具(10，10')和所述源头(20)，并且构造成控制所述夹具(10，10')的运动模式和/或所述源头(20)的角度，使得所述绝缘基体(40)从多个角度接收所述金属离子，并在所述绝缘基体(40)的所有表面(41)上形成金属层(50)。

技术领域

本发明涉及微波器件的制造设备和制造方法，尤其涉及用于对微波器件绝缘基体的表面进行金属化的设备和方法。

背景技术

微波器件是指工作在微波波段(频率为300-300000兆赫)的器件，包括微波振荡器、功率放大器、混频器、检波器、滤波器、天线振子或者手机天线等，广泛地应用于航空航天、雷达、电子对抗、广播及通信系统等电子装备中。以滤波器为例，它是一种频率选择装置，能够仅使有用信号通过并有效地抑制无用信号，解决不同频段、不同形式的通讯系统之间的干扰问题。滤波器的阶数越高，单位面积内的功能电子元件就越多，性能越好，相应地制造难度也越大。如何使同样阶数的滤波器尺寸更小或者使同样尺寸的滤波器阶数更高以提高滤波器的性能，这成为行业研究的热点问题。

腔体滤波器采用谐振腔体结构，其中一个腔体能够等效成电感并联电容而形成一个谐振级，实现滤波功能。较之其他滤波器，腔体滤波器结构牢固、体积小、性能稳定可靠、Q值适中、散热性好，易于实现高阶滤波器，因此广泛地应用于通信基站中。如图1所示，典型的腔体滤波器60包括底面61和侧面62，在底部设有若干实心或空心的谐振柱63，由隔离墙64将腔体内部分割为若干谐振腔，还在隔离墙64上开设有槽孔65以实现谐振腔之间的联通。

腔体滤波器主要有以下两方面要求：材料的刚性和耐高温性能好；表面金属层的粗糙度低、结合力高。腔体滤波器的绝缘基材通常包括PEI、PI、PPS、LCP、ABS等高分子聚合物材料，它们具有较高的玻璃化转变温度T_g和较低的热膨胀系数CTE。以这些材料为基础的塑料腔体滤波器具备轻便、均匀性好、较低的D_k和D_f、容易加工、调试效率高、适合一体化设计等优点，具有良好的应用前景。为了进一步降低CTE并提高导热率，高分子聚合物材料也可以与玻璃纤维、陶瓷、矿物等无机填料一同使用。此外，表面金属层的粗糙度决定信号反射、震荡及插损性能，而结合力影响金属层的剥离，并进而影响滤波器性能的稳定性。目前，主要采用如下工艺对腔体滤波器的表面进行金属化：先用粗化药水和/或喷砂粗化，然后化镀Pd和Cu，或者化镀Pd和Ni，再进行电镀Cu(≥5μm)和Ag(≥1μm)。在此，为保证结合力而采用的化学处理引起较大的粗糙度(Ra达到1.6μm)，喷砂处理则会引起更大的粗糙度，从而导致关键的电性能插损较大。

此外，高阶滤波器或腔体滤波器的制造难点之一在于表面金属化工艺。对体积小、排布密集的各种3D器件基材，如何实现其表面无死角、均匀的金属化，对于滤波器制造而言是至关重要的。现有技术工艺对于各种微小3D结构的边角、或者深孔的金属化是十分乏力的，无法解决死角处的金属表面裂缝、尖锐凸起、空洞、金属与基材结合力差等问题，这些问题会导致滤波器的性能大幅下降。例如，腔体滤波器内的所有表面都需要金属化。随着通道数增加，例如从1通道增加到4通道、8通道，腔体内谐振柱和隔离墙的数量也会大幅增加，腔体深度可达到15mm以上。在此情况下，如果在真空处理时绝缘基体表面相对于源头没有一定的角度，那么在谐振柱底部区域、隔离墙底部区域、腔壁内侧底部区域等，金属镀层就会很薄甚至成为死角，即没有金属镀层的区域。

发明内容