[发明专利]超宽带复合铁氧体环形器制作方法

说明书

本发明公开了一种成品率高的的拼接型超宽带复合铁氧体微带环形器制作方法，其步骤如下：步骤1、基片精密抛光：将拼接型超宽带复合铁氧体微带环形器所需的各个基片在使用前进行精密抛光，以控制基片的厚度公差在±5μm以内；步骤2、制作微带电路：在精密抛光的各基片上通过常规的薄膜电路工艺制作出微带金属电路图形，并在各基片背面通过常规的薄膜电路工艺制作背面接地金属层；步骤3、背面制作共晶焊料；步骤4、从背面切割基片；步骤5、紧密拼接共晶焊；步骤6、微带电镀原位连通：在微带金属电路图形上电镀金属层，厚度为4～6μm。

技术领域

本发明属于混合集成电路技术领域，具体涉及一种超宽带复合铁氧体环形器制作方法。

背景技术

电磁压制、电磁干扰和抗干扰在现代战场的作用日益突出，要求相应的电子装备具备超带宽大功率性能，基于铁氧体的微带环行器因其良好的插损性能、高功率性能和大带宽性能而成为现代电子装备有源相控阵雷达的优选元器件。

通常，铁氧体微带环形器要实现超宽带(一倍频程以上)，需要采用饱和磁化强度梯度渐变的复合铁氧体结构，专利申请201911201129.8公开了一种简便易行的拼接型超宽带复合铁氧体微带环形器结构，如图1所示。这种结构传统的制作方法是：把各切割单元(高饱和磁化强度铁氧体、低饱和磁化强度铁氧体和匹配电路介质)通过焊片或焊膏焊接在高磁导率金属片上，再用金丝、金带等金属搭接物键合在拼接缝隙两边，或在一块介质上做上相同的微带图形，然后倒扣焊接在缝隙处，实现微带联通。

上述传统制作方法在制作低频或窄带器件时没有什么问题，但超宽带复合铁氧体微带环形器通常工作在几GHz到十几GHz的高频且超宽频带上，且由于相控阵的原因，通常要求具备良好的幅相一致性，上述传统制作方法中通常可忽略的一些问题这时变得会影响电性能，不可忽略。比如：由于焊片或焊膏都比较厚(通常数十微米)，焊接时稍有不慎就可能会挤压进拼接缝隙中，深入缝隙数十微米就会使电性能恶化；在这种高频超宽带器件上通过键合金丝、金带等金属搭接物实现微带联通，后续需要非常繁重的调试，甚至调试不出所需性能；在介质上做微带图形再倒扣焊接的方法一方面增加了制作复杂度，另一方面由于微带上方增加了介质，使微带电路不连续，容易导致电性能变差。

因此，这种拼接结构的超宽带复合铁氧体微带环形器虽然比圆柱-圆环嵌套结构的超宽带复合铁氧体微带环形器简单易行了很多，但若用传统常规的制作方法，在批量生产时也会面临后续调试任务繁重，成品率低，一致性不好的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种成品率高的的拼接型超宽带复合铁氧体微带环形器制作方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种拼接型超宽带复合铁氧体微带环形器制作方法，其步骤如下：

步骤1、基片精密抛光：将拼接型超宽带复合铁氧体微带环形器所需的各个基片在使用前进行精密抛光，以控制基片的厚度公差在±5μm以内；

步骤2、制作微带电路：在精密抛光的各基片上通过磁控溅射/蒸发、或光刻、或腐蚀薄膜电路工艺制作出微带金属电路图形，微带金属电路图形为由粘附层金属和导电层金属组成的复合金属膜层，微带金属电路图形厚度为0.05～2μm；并在各基片背面通过常规的薄膜电路工艺制作背面接地金属层，背面接地金属层为粘附层金属和导电层金属组成的复合金属膜层，厚度为1～5μm；

步骤3、背面制作共晶焊料：在基片的背面接地金属层背面通过PVD溅射/蒸发或合金电镀方法制作共晶焊料，共晶焊料的厚度为4～6μm；这样可以制作得比较薄，常用的预成型焊片或印刷焊膏的方法很难做得这么薄。做薄的目的一方面是保障紧密拼接共晶焊时焊料不会进入拼接缝隙(即便进入也非常少，可以忽略)，另一方面是为了紧密拼接共晶焊后各拼接部件几乎在同一平面(若焊料较厚，焊料共晶液化时，由于焊料挤出的差异，可能导致焊接后各拼接部件不在同一平面)。

步骤4、从背面切割基片；