[发明专利]一种微波铁氧体隔离器基板的制作方法

说明书

本发明公开了一种微波铁氧体隔离器基板的制作方法，包括：磁控溅射镍铬铁合金靶材在铁氧体基片表面沉积形成打底层复合膜。本发明通过定制特定比例的镍铬铁合金靶材，以磁控溅射的方式完成镍铬铁复合膜在铁氧体基片上的淀积，此复合膜可实现与镀铜层一次混合蚀刻，与常规铬或镍铬打底蚀刻方式相比，省去了等离子蚀刻流程，简化了铁氧体隔离器基板的生产步骤，提高了铁氧体隔离器基板的加工效率。

技术领域

本发明属于微波器件制造技术领域，具体涉及一种微波铁氧体隔离器基板的制作方法。

背景技术

隔离器又称单向器，其在微波电路中的设计功能是实现微波功率的单向传输。理想的隔离器对一个方向的微波功率完全吸收，对相反方向的微波功率则无损传输。利用电磁波在有外加直流磁场的旋磁铁氧体材料中传输时极化平面发生旋转的法拉第旋转效应，经过适当设计，铁氧体隔离器可以使微波正向传输时衰减很小，而反向传输时几乎被完全吸收。

隔离器主要应用在几个方面：应用频率范围宽，在高频信号下，薄膜微波负载能正常工作；电阻稳定性好：在较长工作时间内，薄膜负载的电阻变化小；化学稳定性好：能在多种复杂环境下正常使用；功率密度高：能够吸收较大的功率。氮化钽材料由于自身良好的性能，已经成为了目前使用最广泛的功率薄膜材料。基于铁氧体基片制作的薄膜微波负载相当于是牺牲了微波负载的功率密度要求而增加了器件的小型化和集成化程度。铁氧体基氮化钽薄膜微波负载最主要的应用为在三端口的环形器的一个端口内接一个负载，从而形成一个双端口的隔离器。隔离器能实现信号隔离功能，氮化钽薄膜微波负载在其中起到了关键的作用。隔离器、环行器解决了雷达设备级间隔离、阻抗及天线共用等一系列技术问题，提高了雷达系统的战术性能，是TR组件中不可缺少的关键单元，而制备铁氧体薄膜电路基板是制作隔离器和环行器中非常重要的环节。

但是，在现有技术中，以铬或镍铬做为金属化打底层，在后工序时去铬时较为困难，如采用湿法会导致线路侧蚀严重，如采用干法蚀刻，对镀金层和氮化钽都会产生刻蚀，且需要在湿法蚀刻工序后增加一个干法蚀刻工序，拉长了制作流程，增加了制作成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种微波铁氧体隔离器基板的制作方法，以简化微波铁氧体隔离器基板的制作流程，提升微波铁氧体隔离器基板的生产效率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种微波铁氧体隔离器基板的制作方法，包括：

磁控溅射镍铬铁合金靶材在铁氧体基片表面沉积形成打底层复合膜。

进一步地，在磁控溅射镍铬铁合金靶材在铁氧体基片表面沉积形成打底层复合膜步骤之前，包括：

按照质量比Ni:Cr:Fe=67:21:12制作镍铬铁合金靶材；

以内圆切割的方式，将铁氧体胚胎切成相应厚度的铁氧体基片，然后通过金刚石磨料对铁氧体基片进行精密抛光加工，接着以纯水为介质进行水抛以及采用扫频式复频超声波清洗；

磁控溅射氮化钽靶材在铁氧体基片表面沉积隔离电阻氮化钽薄膜，形成方阻阻值为48-50Ω/sq的隔离电阻。

进一步地，在磁控溅射氮化钽靶材在铁氧体基片表面沉积隔离电阻氮化钽薄膜的同时，包括：

在铁氧体基片的四个角落生成直径为0.5mm、真圆度达100%的氮化钽圆Pad作为定位，然后从铁氧体基片正面多次激光重复加工，形成直径为0.2mm，深度为0.4mm的通孔。

进一步地，所述磁控溅射氮化钽靶材在铁氧体基片表面沉积隔离电阻氮化钽薄膜中的磁控溅射工艺参数为：N₂:Ar=2:50，溅射功率300W，溅射时间15min，得到方阻阻值为48-50Ω/sq的隔离电阻。

进一步地，磁控溅射镍铬铁合金靶材在铁氧体基片表面沉积形成复合膜的磁控溅射工艺参数为：在6.0×10^-4Pa真空度下，将铁氧体基片预热至180℃，氩气流量控制35SCCM，靶材溅射功率控制300W。