[发明专利]一种温度补偿衰减器的制备方法

说明书

本发明涉及一种温度补偿衰减器的制备方法，该方法包括以下步骤：采用薄膜工艺在基片上沉积PTC热敏电阻，对PTC热敏电阻进行图形化，保留设计所需部分；采用薄膜工艺在基片上沉积NTC热敏电阻，对NTC热敏电阻进行图形化，保留设计所需部分；分别或同时对图形化后的PTC热敏电阻和NTC热敏电阻进行热处理；采用薄膜工艺在基片上沉积金属电极，对金属电极进行图形化，得到温度补偿衰减器。本发明采用了薄膜工艺，其具有更高的精度及可控性，制得的薄膜温度补偿衰减器具有更低的噪声、更优异的射频性能及性能的一致性和重复性；同时利于小型化、薄型化和集成化，对温度变化具有更高的灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种温度补偿衰减器的制备方法，具体涉及一种薄膜温度补偿衰减器的制备方法。

背景技术

温度补偿衰减器(或称“温度可变衰减器”)是用于稳定射频/微波放大器增益随温度变化的一类器件。GaAs场效应管(FET)和高电子迁移率晶体管(HEMT)的增益会随温度而显著变化。因而，对于很多应用场合，为了避免由此导致的系统异常，需要对温度漂移进行有效的补偿。温度补偿的方法可分为三类，包括自动电平控制(ALC)/自动增益控制(AGC)、偏置补偿及采用温度补偿衰减器。其中ALC/AGC电路结构相对较复杂，设计与实现的成本较高，且反应速度较慢，可靠性较差；偏置补偿的方法需要针对具体的放大电路进行单独的分析设计；而采用基于热敏电阻和定值电阻网络的无源温度补偿衰减器具有设计简单、成本低、可靠性高、响应速度快、无频率失真等优点，已成为多数射频工程师的首要选择。

典型的温度补偿衰减器由热敏电阻构成T型或Π型的二端口网络(如图13所示)，其中串联热敏电阻及并联热敏电阻分别具有符号相反的电阻温度系数(TCR)，使得衰减量随着温度按特定的斜率接近线性变化，同时保持特性阻抗基本不变。温度补偿衰减器两个关键的性能参数是衰减量及其温度系数(TCA)。根据射频放大器的增益及其温度系数来选取具有合适的衰减量及TCA的温度补偿衰减器，将二者通过传输线串接即可实现对放大器增益的温度补偿。由于射频放大器的性能参数各异，温度补偿衰减器的衰减量及TCA均需要系列化。衰减量及TCA主要由热敏电阻的阻值及其TCR决定，对于典型的衰减量，热敏电阻的阻值覆盖了数欧姆到数百欧姆的范围，对应的表面电阻率在数十到数兆Ω/□之间；而对于不同的TCA，热敏电阻的TCR也覆盖了较大的范围，可高达数千ppm/℃。因此，实现产品系列化的先决条件是具备(室温)电阻率及TCR能在较大范围内灵活调节的热敏电阻材料体系以及配套工艺。

目前，无源温度补偿衰减器均采用厚膜工艺制作。美国EMC Technology公司拥有无源温度补偿衰减器的首个发明专利(US5332981)，采用厚膜正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)热敏电阻及相应的导体浆料，通过丝网印刷的工艺制作器件，在系列化的热敏电阻浆料中选取相邻两种浆料按不同比例混合可调节电阻率和TCR，从而获得不同的衰减量及TCA组合。厚膜工艺有其独特的优势：衰减量及其温度系数容易系列化，成本低，适合大规模生产。而另一方面，厚膜工艺存在以下问题：工艺及性能的可控性、重复性及一致性偏低，其主要原因是厚度及图形线宽/线距的精度不够高；厚膜浆料中的玻璃相普遍含有铅，对环境不友好；同时玻璃相的加入明显提高了材料的电阻率，并容易引入明显的寄生容抗影响器件的高频性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种温度补偿衰减器的制备方法，该方法实现温度补偿衰减器的薄膜化，提升了温度补偿衰减器的性能及一致性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种温度补偿衰减器的制备方法，其包括以下步骤：

(1a)采用薄膜工艺在基片上沉积PTC热敏电阻，对PTC热敏电阻进行图形化，保留设计所需部分，并对PTC热敏电阻进行热处理；

(2a)采用薄膜工艺在基片上沉积NTC热敏电阻，对NTC热敏电阻进行图形化，保留设计所需部分，并对NTC热敏电阻进行热处理；

(3a)采用薄膜工艺在基片上沉积金属电极，对金属电极进行图形化，得到温度补偿衰减器；或者