[發明專利]一種微波鐵氧體隔離器基板的制作方法

在審

• 申請號: 202110288883.0
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113097684A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 徐緩;王強;張長明;鄒冠生;周大偉;張貴華
• 申請（專利權）人: 深圳市博敏電子有限公司
• 主分類號: H01P11/00
• 分類號: H01P11/00;C23C14/35;C23C14/18;C23C14/04
• 代理公司: 北京惠智天成知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11681
• 代理人: 徐錢芳

本發明公開了一種微波鐵氧體隔離器基板的制作方法，包括：磁控濺射鎳鉻鐵合金靶材在鐵氧體基片表面沉積形成打底層復合膜。本發明通過定制特定比例的鎳鉻鐵合金靶材，以磁控濺射的方式完成鎳鉻鐵復合膜在鐵氧體基片上的淀積，此復合膜可實現與鍍銅層一次混合蝕刻，與常規鉻或鎳鉻打底蝕刻方式相比，省去了等離子蝕刻流程，簡化了鐵氧體隔離器基板的生產步驟，提高了鐵氧體隔離器基板的加工效率。

技術領域

本發明屬于微波器件制造技術領域，具體涉及一種微波鐵氧體隔離器基板的制作方法。

背景技術

隔離器又稱單向器，其在微波電路中的設計功能是實現微波功率的單向傳輸。理想的隔離器對一個方向的微波功率完全吸收，對相反方向的微波功率則無損傳輸。利用電磁波在有外加直流磁場的旋磁鐵氧體材料中傳輸時極化平面發生旋轉的法拉第旋轉效應，經過適當設計，鐵氧體隔離器可以使微波正向傳輸時衰減很小，而反向傳輸時幾乎被完全吸收。

隔離器主要應用在幾個方面：應用頻率范圍寬，在高頻信號下，薄膜微波負載能正常工作；電阻穩定性好：在較長工作時間內，薄膜負載的電阻變化小；化學穩定性好：能在多種復雜環境下正常使用；功率密度高：能夠吸收較大的功率。氮化鉭材料由于自身良好的性能，已經成為了目前使用最廣泛的功率薄膜材料。基于鐵氧體基片制作的薄膜微波負載相當于是犧牲了微波負載的功率密度要求而增加了器件的小型化和集成化程度。鐵氧體基氮化鉭薄膜微波負載最主要的應用為在三端口的環形器的一個端口內接一個負載，從而形成一個雙端口的隔離器。隔離器能實現信號隔離功能，氮化鉭薄膜微波負載在其中起到了關鍵的作用。隔離器、環行器解決了雷達設備級間隔離、阻抗及天線共用等一系列技術問題，提高了雷達系統的戰術性能，是TR組件中不可缺少的關鍵單元，而制備鐵氧體薄膜電路基板是制作隔離器和環行器中非常重要的環節。

但是，在現有技術中，以鉻或鎳鉻做為金屬化打底層，在后工序時去鉻時較為困難，如采用濕法會導致線路側蝕嚴重，如采用干法蝕刻，對鍍金層和氮化鉭都會產生刻蝕，且需要在濕法蝕刻工序后增加一個干法蝕刻工序，拉長了制作流程，增加了制作成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種微波鐵氧體隔離器基板的制作方法，以簡化微波鐵氧體隔離器基板的制作流程，提升微波鐵氧體隔離器基板的生產效率。

為了解決上述問題，本發明提供了一種微波鐵氧體隔離器基板的制作方法，包括：

磁控濺射鎳鉻鐵合金靶材在鐵氧體基片表面沉積形成打底層復合膜。

進一步地，在磁控濺射鎳鉻鐵合金靶材在鐵氧體基片表面沉積形成打底層復合膜步驟之前，包括：

按照質量比Ni:Cr:Fe=67:21:12制作鎳鉻鐵合金靶材；

以內圓切割的方式，將鐵氧體胚胎切成相應厚度的鐵氧體基片，然后通過金剛石磨料對鐵氧體基片進行精密拋光加工，接著以純水為介質進行水拋以及采用掃頻式復頻超聲波清洗；

磁控濺射氮化鉭靶材在鐵氧體基片表面沉積隔離電阻氮化鉭薄膜，形成方阻阻值為48-50Ω/sq的隔離電阻。

進一步地，在磁控濺射氮化鉭靶材在鐵氧體基片表面沉積隔離電阻氮化鉭薄膜的同時，包括：

在鐵氧體基片的四個角落生成直徑為0.5mm、真圓度達100%的氮化鉭圓Pad作為定位，然后從鐵氧體基片正面多次激光重復加工，形成直徑為0.2mm，深度為0.4mm的通孔。

進一步地，所述磁控濺射氮化鉭靶材在鐵氧體基片表面沉積隔離電阻氮化鉭薄膜中的磁控濺射工藝參數為：N₂:Ar=2:50，濺射功率300W，濺射時間15min，得到方阻阻值為48-50Ω/sq的隔離電阻。

進一步地，磁控濺射鎳鉻鐵合金靶材在鐵氧體基片表面沉積形成復合膜的磁控濺射工藝參數為：在6.0×10^-4Pa真空度下，將鐵氧體基片預熱至180℃，氬氣流量控制35SCCM，靶材濺射功率控制300W。