[发明专利]毫米波腔体滤波器的制作方法

摘要

本发明为一种毫米波腔体滤波器的制作方法。本发明使用光刻胶作为辅助材料，使用电镀金属材料作为结构材料，并配合不同图案的掩膜板，采用多层匀胶、逐层光刻并显影、电镀、最终剥离固化的光刻胶的技术，可以精确构造出腔体滤波器复杂的三维金属结构。利用弹性优异的柔性材料PDMS对其进行翻模，构造模具，再对模具进行注塑固化，可以对腔体结构及盖板结构进行快速精确复制，最后将二者进行键合封装，即得到完整的毫米波腔体滤波器。本发明方法制得的滤波器体积轻巧、精度高、频率高、频带宽、信号容量大，且该滤波器腔体为一体化设置，避免了组装带来的误差，提高了滤波器的性能。本发明制作方法具有工艺简单、制作精度高等优点。

主权项

一种毫米波腔体滤波器的制作方法，毫米波腔体滤波器包括腔体（1）、谐振柱（2）和盖板（3），腔体（1）内设有隔离架（4），隔离架（4）由一个竖隔离壁以及若干个垂直交叉固定在竖隔离壁上的横隔离壁组成，隔离架（4）的一端部与腔体（1）侧板固定、其余各端部与腔体（1）侧板之间留有耦合窗（5）；隔离架（4）将腔体（1）内部空间分割成若干空腔，谐振柱（2）分置收容于各空腔内；谐振柱（2）均分为若干组且各组高度不相同；腔体（1）侧板上开设有同轴馈源入、出口（6、7），与同轴馈源入、出口（6、7）位置对应的一组谐振柱（2）上各固接有一根同轴馈线（8），同轴馈线（8）的另一端穿过同轴馈源入、出口（6、7）后置于腔体（1）外部；盖板（3）上对应同轴馈源入、出口（6、7）的位置设有可以卡入同轴馈源入、出口（6、7）的卡块（9），盖板（3）通过卡块（9）与腔体（1）紧密键合；其特征在于：该毫米波腔体滤波器是以电镀金属为结构材料，其是在基片上多层匀胶，先后配合若干片刻有不同图案的掩膜板多次对准光刻、显影并电镀、逐层加工，最终将固化的光刻胶结构剥离而制得的；具体的制作方法包括如下步骤：1)首先取基片，在基片上均匀附着一层金属种子层，在金属层上旋涂第一层负光刻胶至所需高度，然后将A掩膜板(101)置于旋涂好的第一层负光刻胶上，最后对准A掩膜板(101)进行光刻；其中，A掩膜板(101)上的图案为：腔体(1)的四个侧板遮挡，腔体内隔离架(4)和各组谐振柱(2)遮挡，其余镂空；经过显影，第一层负光刻胶上形成的图案为： A掩膜板(101)上镂空的部分固化、遮挡的部分形成凹孔，并露出腔体（1）的四个侧板、隔离架（4）和各组谐振柱(2)在基片上的金属种子层，向凹孔内电镀金属至第一层负光刻胶的高度；2)在第一层负光刻胶上继续旋涂第二层负光刻胶至所需高度，然后将B掩膜板(102)置于旋涂好的第二层负光刻胶上，最后对准B掩膜板(102)进行光刻；其中，B掩膜板(102)上的图案为：腔体(1)的四个侧板除同轴馈源入、出口（6、7）处镂空外其余为遮挡，腔体（1）内隔离架（4）和各组谐振柱（2）遮挡，其余镂空；放置B掩膜板(102)时，要将B掩膜板(102)图案与第一层负光刻胶中电镀出的A掩膜板(101)图案完全对齐放置，并且B掩膜板(102)上的图案尺寸与A掩膜板(101)图案尺寸完全相同；经过显影，第二层负光刻胶上形成的图案为： B掩膜板(102)上镂空的部分固化、遮挡的部分形成凹孔，最后向凹孔内电镀金属至第二层负光刻胶的高度；3)在第二层负光刻胶上继续旋涂第三层负光刻胶至所需高度，然后将C掩膜板（103）置于旋涂好的第三层负光刻胶上，最后对准C掩膜板（103）进行光刻；其中，C掩膜板（103）上的图案为：腔体（1）的四个侧板除同轴馈源入、出口（6、7）处镂空外其余为遮挡，腔体（1）内隔离架（4）遮挡、除最低一组谐振柱（2）镂空外剩余的谐振柱（2）遮挡、其余为镂空；放置C掩膜板（103）时，要将C掩膜板（103）图案与第二层负光刻胶中电镀出的B掩膜板（102）图案完全对齐放置，并且C掩膜板（103）上的图案尺寸与A掩膜板（101）图案尺寸完全相同；经过显影，第三层负光刻胶上形成的图案为： C掩膜板(103)上镂空的部分固化、遮挡的部分形成凹孔，最后向凹孔内电镀金属至第三层负光刻胶的高度；4)在第三层负光刻胶上继续旋涂第四层负光刻胶至所需高度，然后将D掩膜板（104）置于旋涂好的第四层负光刻胶上，最后对准D掩膜板（104）进行光刻；其中，D掩膜板（104）上的图案为：腔体（1）的四个侧板除同轴馈源入、出口（6、7）处镂空外其余为遮挡，腔体（1）内隔离架（4）遮挡、除最低和第二低两组谐振柱（2）镂空外剩余谐振柱（2）遮挡、其余镂空；放置D掩膜板（104）时，要将D掩膜板（104）图案与第三层负光刻胶中电镀出的C掩膜板（103）图案完全对齐放置，并且D掩膜板（104）上的图案尺寸与A掩膜板（101）图案尺寸完全相同；经过显影，第四层负光刻胶上形成的图案为： D掩膜板(104)上镂空的部分固化、遮挡的部分形成凹孔，最后向凹孔内电镀金属至第四层负光刻胶的高度；5)之后旋涂每层负光刻胶进行光刻加工时，方法重复骤4）操作即可，各层涂胶光刻所选用的掩膜板图案与步骤4）中的D掩膜板（104）图案大体相同，不同之处在于：之后各层使用的掩膜板图案依次镂空一组最低的谐振柱（2），直至最后一层的N掩膜板（105）图案为：腔体（1）的四个侧板除同轴馈源入、出口（6、7）处镂空外其余为遮挡，腔体（1）内隔离架（4）遮挡，其余全部镂空；6)放置之后的各掩膜板以及最后的N掩膜板（105）时，要将各掩膜板以及N掩膜板（105）图案与各自上一层负光刻胶中电镀出的掩膜板图案完全对齐放置，并且各掩膜板以及N掩膜板（105）上的图案尺寸与A掩膜板（101）图案尺寸完全相同；经过显影，最后一层负光刻胶上形成的图案为：N掩膜板(105)上镂空的部分固化、遮挡的部分形成凹孔，最后向凹孔内电镀金属至最后一层负光刻胶的高度；6)完成上述所有光刻、电镀金属后，对结构中固化的负光刻胶进行充分剥离，即得到了腔体（1）及其内部的谐振柱（2）和隔离架（4）组成的金属三维结构；7)进行盖板（3）的制作：首先取基片，在基片上均匀附着一层金属种子层，并在金属层上旋涂一层负光刻胶至所需高度，然后将盖板掩膜板（100）置于旋涂好的负光刻胶层上，最后对准盖板掩膜板（100）进行光刻；其中，盖板掩膜板（100）上的图案为：两个卡块（9）遮挡其余全部镂空；经过显影，该层负光刻胶上形成的图案为：盖板掩膜板（100）上镂空的部分固化、遮挡的两个卡块（9）部分形成凹孔，最后向凹孔内电镀金属至该层负光刻胶的高度；完成电镀后，对结构中的负光刻胶进行充分剥离，即得到了盖板（3）及其卡块（9）组成的金属三维结构；8)在与同轴馈源入、出口（6、7）位置对应的一组谐振柱（2）上各固接有一根同轴馈线（8），同轴馈线（8）的另一端穿过同轴馈源入、出口（6、7）后置于腔体（1）外部；将腔体（1）与盖板（3）键合封装，即得到了完整的毫米波腔体滤波器。