[发明专利]一种用于毫米波段的双工器及其制备方法

说明书

本申请公开了一种用于毫米波段的双工器及其制备方法，该方法包括：根据预设的滤波器波导结构的高度确定硅片的层数，通过深层反应离子刻蚀DRIE技术将每层所述硅片进行刻蚀加工得到刻蚀后的硅片；通过键合技术将所述刻蚀后的硅片进行键合形成三维堆栈式结构，以及通过深层微电铸技术对所述三维堆栈式结构进行金属电铸，并在电铸后去除硅片得到由金属组成的微复制模具；根据所述微复制模具对塑料进行加工得到波导腔体，以及在所述波导腔体内壁电镀金属层得到双工器。本申请解决了现有技术中制备双工器的精度较低的问题。

技术领域

本申请涉及微波器件技术领域，尤其涉及一种用于毫米波段的双工器及其制备方法。

背景技术

双工器是现代毫米波系统中的重要部件之一，用于收发信号的选择和分离。而随着低轨互联网星座的不断发展，由于双工器件具有开发低成本、可应用于高性能毫米波段滤波等优点，双工器件被广泛的应用于毫米波系统，而随着通信频率资源的日益紧张，最新毫米波系统的研究已从Ka波段提高到W波段，在更短的波长下，对双工器的性能提出了更高的要求，例如，插入损耗低、高隔离度以及体积小等。因此，如何制备高性能双工器对毫米波系统有着重要的影响。

目前，传统的毫米波双工器制备方法过程为：采用线切割夹、机械加工工艺，以及成品压合工艺制备出双工器。具体说是在传统标准金属波导的基础上，通过线切割加工出波导谐振腔体，通过机械加工制作耦合Iris膜片，最后将各部分通过机械组装压合成双工器工作结构。但是采用线切割夹、机械加工等传统工艺，以及成品的组装压合过程具有加工精度的局限性，最理想的情况下，通常也会存在5微米的误差，会对毫米波双工器性能造成较大影响。因此，现有的毫米波双工器制备方法所制备出的双工器的精度较低，不能满足对于高性能双工器的要求。

发明内容

本申请解决的技术问题是：针对现有技术中制备的双工器精度较低的情况，提供了一种用于毫米波段的双工器及其制备方法，本申请实施例所提供的方案中，结合DRIE技术、键合技术以及深层微电铸技术等微机电系统技术(Micro-electromechanical System，MEMS)，提出了毫米波段波导结构器件的制造工艺流程。由于MEMS技术具有低成本、高精度优点，大幅度提高了双工器的加工效率以及双工器的精度。

第一方面，本申请实施例提供了一种用于毫米波段的双工器制备方法，该方法包括：

根据预设的滤波器波导结构的高度确定硅片的层数，通过深层反应离子刻蚀DRIE技术将每层所述硅片进行刻蚀加工得到刻蚀后的硅片；

通过键合技术将所述刻蚀后的硅片进行键合形成三维堆栈式结构，以及通过深层微电铸技术对所述三维堆栈式结构进行金属电铸，并在电铸后去除硅片得到由金属组成的微复制模具；

根据所述微复制模具对塑料进行加工得到波导腔体，以及在所述波导腔体内壁电镀金属层得到双工器。

可选地，通过深层反应离子刻蚀DRIE技术将每层所述硅片进行刻蚀加工得到刻蚀后的硅片，包括：

通过所述DRIE技术对设置于所述三维堆栈式结构底层的第一硅片进行单面蚀刻，对所述三维堆栈式结构中第一硅片之上的至少一个第二硅片进行双面蚀刻，以使得将所述第二硅片刻穿。

可选地，根据所述微复制模具对塑料进行加工得到波导腔体，包括：

根据所述微复制模具对塑料进行加工热模压加工，制造出波导腔体的上腔体结构或下腔体结构；

在所述上腔体或下腔体结构中溅射一层金属铬种子层，并将所述上腔体结构与所述下腔体结构合模得到所述波导腔体。

可选地，在所述波导腔体内壁电镀金属层得到双工器，包括：

根据预设的双工器的工作频率、电导率以及磁导率计算趋肤深度，并根据所述趋肤深度确定所述波导腔体内壁电镀金属层的厚度；