[發明專利]微波陶瓷元器件制作的激光微調刻蝕方法

無效

• 申請號: 200810070675.8
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN101234913A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 熊兆賢;鄭建森;肖芬;楊國山;薛昊
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C04B41/91
• 分類號: C04B41/91;B23K26/36;B23K26/40
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種微波介質陶瓷元器件，尤其是涉及一種用于對微波陶瓷元器件制作過程中的激光微調刻蝕方法。

背景技術

微波介質陶瓷(也稱微波陶瓷，英文縮寫為MWDC)是指應用于微波頻段(主要是UHF、SHF頻段，300MHz～300GHz)電路中作為介質材料并完成一種或多種功能的陶瓷，是近年來國內外研究的熱點。利用微波介質陶瓷材料制作的濾波器、雙工器、GPS天線、片式電容器等，具有體積小、重量輕、溫度穩定性好、價格便宜等優點，是現代通信設備小型化、集成化的關鍵部件(參見文獻：Reaney?I?M?and?Iddles?D.Microwave?Dielectric?Ceramics?forResonators?and?Filters?in?Mobile?Phone?Networks[J].J.Am.Ceram.Soc.，2006，89(7)：2063-2072)微波介質陶瓷的制作通常要經過配料、球磨、烘干、預燒、二次球磨、烘干、造粒、壓片和燒結等過程。目前，一般制作出的微波陶瓷普遍存在尺寸不能精確控制的問題，主要有兩方面的原因：一方面，微波陶瓷的燒結受爐膛內溫度很難完全均勻的影響，直徑和厚度等幾何尺寸的精確度較難控制；另一方面，微波陶瓷的厚度雖然可以通過后期的拋光等工序加以調整，但是普遍存在厚度控制連續性差、手工拋光效率低等問題。因此，生產出的微波介質陶瓷半成品合格率較低，大大影響微波陶瓷用于制作元器件的成品合格率。

激光微調刻蝕是利用激光束可聚集成很小的光斑，達到適當的能量密度，有選擇地氣化部分材料來精密調節微電子元器件性能的一種方法(參見文獻：曹宇，李祥友，蔡志祥，等.激光微加工技術在集成電路制造中的應用[J].光學與光電技術，2006，4(4)：25-28)激光微調刻蝕技術具有精度高、通用性強、效率高、成本低和綜合技術經濟效益顯著等優點，已成為現代制造領域的關鍵技術之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可微細調節，具有速度快、成本低、效率高、可連續監控等優點的微波陶瓷元器件制作的激光微調刻蝕方法，在制作微波陶瓷元器件過程中可調節微波陶瓷元器件的諧振頻率和品質因子Q值等。

本發明包括以下步驟：

1)用網絡分析儀測試出微波陶瓷的微波介電性能參數；

2)打開激光儀，選擇微調刻蝕的形狀和大小，并設置好有關加工參數；

3)將激光儀的激光束對準待刻蝕的微波陶瓷，聚焦完畢后，即可微調刻蝕；

4)用網絡分析儀測試經過微調刻蝕的微波陶瓷的微波介電性能參數；

5)觀察并比較微調刻蝕前后的微波陶瓷的微波介電性能參數數據，根據預先設定的微波陶瓷的微波介電性能參數，判斷是否需要繼續微調刻蝕，若需要繼續微調刻蝕，重復步驟2～5，至達到預先設定的微波陶瓷的微波介電性能參數。

微波陶瓷的微波介電性能參數包括諧振頻率f_c、品質因子Q值等。加工參數包括速度、電流、頻率、加工方式、加工次數等。

與現有手工拋光等方法進行微波介質陶瓷調諧相比較，本發明具有以下突出優點：

1)由于本發明利用激光微調刻蝕技術實現對微波陶瓷元器件的微調刻蝕，因此具有速度快、成本低、效率高、可控性強等優點。

2)微波陶瓷元器件諧振頻率f_c和品質因子Q值等的調整可以通過在微波陶瓷的表面、側面等部位微調刻蝕來實現。沿著微波陶瓷表面或側面相關部位進行激光微調刻蝕，會導致諧振頻率和品質因子Q值等的改變，其改變的幅度取決于激光微調刻蝕的位置和深度。

3)微波陶瓷元器件諧振頻率f_c和品質因子Q值等的調整可以通過在微波陶瓷表側面微調刻蝕的形狀不同來實現。沿著對微波陶瓷表側面各部位微調刻蝕，形狀有實心圓或圓環形等，能夠改變微波陶瓷的諧振頻率f_c和品質因子Q值等性能，其改變的幅度取決于激光微調刻蝕的形狀和尺寸大小。

4)本發明還提供了通過用激光束在微波陶瓷元器件一次或多次累加微調刻蝕，對其諧振頻率進行微調刻蝕，以及調整品質因子Q值的方法。

附圖說明

圖1為實施例1的微波陶瓷表面激光微調刻蝕示意圖。

圖2為實施例2的微波陶瓷表面激光微調刻蝕示意圖。

圖3為實施例3的微波陶瓷表面激光微調刻蝕示意圖。

圖4為實施例4的微波陶瓷表面激光微調刻蝕示意圖。

圖5為實施例5的微波陶瓷表面激光微調刻蝕示意圖。

圖6為實施例6～18的微波陶瓷表面激光微調刻蝕示意圖。

具體實施方式