毫米波腔体滤波器的制作方法

文档序号:7145534来源:国知局
专利名称:毫米波腔体滤波器的制作方法
技术领域
本发明涉及微波通讯与电子对抗技术领域,具体是一种与微加工工艺密切相关的毫米波腔体滤波器的制作方法。
背景技术
滤波器广泛应用于现代通讯与电子对抗等领域,用以消除所需信号频率以外的杂波和干扰信号,是一种常见的选频器件。滤波器有多种多样的,其中腔体滤波器因其具有结构坚固、工作频段高、损耗低、承受功率高等特点,收到青睐。同时,腔体滤波器是一种纯结构性的器件,其性能指标及可靠性都取决于自身的结构特征。
随着无线电频谱资源日益紧张,寻找到并充分利用其他适合的无线电波有着重要的意义。毫米波频率高、频带宽、信号容量大,易于实现窄波束定向辐射等诸多优点,受到人们的越来越多关注和青睐。另外,与工作频率密切相关一个因素是射频器件的尺寸。高频器件尺寸更小,更能满足电子系统小型化和便携化的发展要求。然而,对于体积微小(尺寸为毫米级甚至亚毫米级)的毫米波器件,特别是毫米波腔体滤波器,结构复杂、精度要求极高(要求精度为微米级),传统加工工艺实现起来相当困难。因此,设计高频段微型化滤波器,研发新型结构的微加工工艺,已成为业界广泛关注的问题。
高频滤波器件,由于尺寸较小,精度要求很高,传统机械加工实现起来很难,但随着MEMS (Microelectromechanical System微机电系统)技术的日益发展,尤其是娃微工艺逐渐成熟,很多科研人员开始应用MEMS技术,但是,硅工艺操作复杂,难以制造复杂的三维结构,而且,由于绝缘性不佳,硅并非理想的射频MEMS材料。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种毫米波腔体滤波器的制作方法。本发明过程中,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、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(加工精度为微米甚至亚微米级)。此外,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(复制精度为纳米级),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。
本发明是通过以下技术方案实现的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、谐振柱和盖板,腔体内设有隔离架,隔离架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,隔离架的一端部与腔体侧板固定、其余各端部与腔体侧板之间留有耦合窗;隔离架将腔体内部空间分割成若干空腔,谐振柱分置收容于各空腔内;谐振柱均分为若干组且各组高度不相同;腔体侧板上开设有同轴馈源入、出口,与同轴馈源入、出口位置对应的一组谐振柱上各固接有一根同轴馈线,同轴馈线的另一端穿过同轴馈源入、出口后置于腔体外部; 盖板上对应同轴馈源入、出口的位置设有可以卡入同轴馈源入、出口的卡块,盖板通过卡块与腔体紧密键合;工作时,微波信号由一端的同轴馈线经同轴馈源入口进入到腔体内,在腔体内依次经过呈U字形走向的各个空腔,被各个空腔内的谐振柱滤波后,筛选出所需要的信号后,由腔体另一端的同轴馈线经同轴馈源出口输出。该毫米波腔体滤波器是以电镀金属为结构材料,其是是在基片上多层匀胶,同时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(以负光刻胶为辅助结构材料制作,且同轴馈线与谐振柱为分体设置)1)首先取基片,在基片上均匀附着一层金属种子层(该金属种子层是作为电镀工序的金属底层,在金属底层上来电镀金属),在金属层上旋涂第一层负光刻胶至所需高度,然后将A掩膜板置于旋涂好的第一层负光刻胶上,最后对准A掩膜板进行光刻;其中,A掩膜板上的图案为腔体的四个侧板遮挡,腔体内隔离架和各组谐振柱遮挡,其余镂空;经过显影,第一层负光刻胶上形成的图案为A掩膜板上镂空的部分固化、遮挡的部分形成凹孔, 并露出腔体的四个侧板、隔离架和各组谐振柱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掩膜板置于旋涂好的第二层负光刻胶上,最后对准B掩膜板进行光刻;其中,B掩膜板上的图案为腔体的四个侧板除同轴馈源入、出口处镂空外其余为遮挡,腔体内隔离架和各组谐振柱遮挡,其余镂空;放置B掩膜板时,要将B掩膜板图案与第一层负光刻胶中电镀出的A掩膜板图案完全对齐 放置,并且B掩膜板上的图案尺寸与A掩膜板图案尺寸完全相同;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掩膜板置于旋涂好的第三层负光刻胶上,最后对准C掩膜板进行光刻;其中,C掩膜板上的图案为腔体的四个侧板除同轴馈源入、出口处镂空外其余为遮挡,腔体内隔离架遮挡、除最低一组谐振柱镂空外剩余的谐振柱遮挡、其余为镂空;放置C掩膜板时,要将C掩膜板图案与第二层负光刻胶中电镀出的B掩膜板图案完全对齐放置,并且C掩膜板上的图案尺寸与A掩膜板图案尺寸完全相同;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掩膜板置于旋涂好的第四层负光刻胶上,最后对准D掩膜板进行光刻;其中,D掩膜板上的图案为腔体的四个侧板除同轴馈源入、出口处镂空外其余为遮挡,腔体内隔离架遮挡、除最低和第二低两组谐振柱镂空外剩余谐振柱遮挡、其余镂空;放置D掩膜板时,要将D掩膜板图案与第三层负光刻胶中电镀出的C掩膜板图案完全对齐放置,并且D掩膜板上的图案尺寸与A掩膜板图案尺寸完全相同;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,直至最后一层的N掩膜板图案为腔体的四个侧板除同轴馈源入、出口处镂空外其余为遮挡,腔体内隔离架遮挡,其余全部镂空;放置之后的各掩膜板以及最后的N掩膜板时,要将各掩膜板以及N掩膜板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掩膜板上的图案尺寸与A掩膜板图案尺寸完全相同;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,即得到了腔体及其内部的谐振柱和隔离架组成的金属三维结构;7)进行盖板的制作首先取基片,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,然后将盖板掩膜板置于旋涂好的负光刻胶层上,最后对准盖板掩膜板进行光刻;其中,盖板掩膜板上的图案为两个卡块遮挡其余全部镂空;经过显影,该层负光刻胶上形成的图案为盖板掩膜板上镂空的部分固化、遮挡的两个卡块部分形成凹孔,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,即得到了盖板及其卡块组成的金属三维结构;8)在与同轴馈源入、出口位置对应的一组谐振柱上各固接有一根同轴馈线,同轴馈线的另一端穿过同轴馈源入、出口后置于腔体外部;将腔体与盖板键合封装,即得到了完整的毫米波腔体滤波器。
上述制作方法过程中,还可对制作得到的腔体结构和盖板结构进行快速复制制作,具体步骤为将步骤6)中剥离好的金属腔体结构置于容器中,然后向容器中倒入调配好的黏稠液态PDMS直至完全淹没腔体结构,待PDMS固化成固态弹性体后,将嵌入在PDMS 固态弹性体内的腔体结构取出,则PDMS固态弹性体上就形成了腔体结构负模,最后选用复制材料通过PDMS固态弹性体上的负模浇筑固化进行翻模,最后在翻模制得的腔体、谐振柱、隔离架、盖板、卡块表面均匀附着一层导电性良好的金属即可,从而达到批量复制腔体结构的目的,批量复制盖板结构的方法同上;之后继续按步骤8)进行操作处理。
对于毫米波腔体滤波器的翻膜复制,我们采用微加工领域常用的柔性材料PDMS, 应用该材料可精确复制微小结构。所述PDMS (英文名Polydimethylsiloxane、中文名聚二甲基娃氧烧)是一种高分子有机娃化合物,通常被称为有机娃,具有光学透明,且在一·般情况下,被认为是惰性,无毒,不易燃。聚二甲基硅氧烷(PDMS)在液态时为一种黏稠液体, 称做娃油,是一种具有不同聚合度链状结构的有机娃氧烧混合物;在固态时为一种娃胶,无毒、疏水性的惰性物质,且为非易燃性、透明弹性体。实验室中通常用主剂与固化剂以一定比例(10:1、20:1或者根据具体要求的其它比例)混合均匀后,利用抽真空的方式使混合液中的气泡浮至表面并破裂,再在一定温度下烘烤一定时间后使其固化,主剂和固化剂的比例、加热温度、加热时间等参数的不同将会制作出不同硬度的PDMS。使用PDMS负模,可对滤波器腔体连同内部的谐振柱等结构进行精确而快速的复制。在腔体滤波器母版(腔体、盖板等)显影完毕后,使用黏稠液态PDMS翻出负模,然后向负模内浇筑复制材料,待复制材料固化后,揭去负模,完成快速复制。其中,复制材料的固化可为光敏、热敏或溶剂挥发的方式, 复制材料可采用不同的材料,这是本领域技术人员清楚并能够实现的,本领域技术人员进行选用时可具体视机械强度、传导特性、材料成本及加工工艺等条件和因素而定。
此外,在该毫米波腔体滤波器的制作过程中,也可以将同轴馈线通过同样的逐层光刻方法与谐振柱制作成一体结构,具体制作方法包括如下步骤(以负光刻胶为辅助结构材料制作)I)首先取基片,在基片上均匀附着一层金属种子层(该金属种子层是作为电镀工序的金属底层,在金属底层上来电镀金属),在金属层上旋涂第一层负光刻胶至所需高度,然后将A掩膜板置于旋涂好的第一层负光刻胶上,最后对准A掩膜板进行光刻;其中,A掩膜板上的图案为腔体的四个侧板遮挡,腔体内隔离架和各组谐振柱遮挡,其余镂空;经过显影,第一层负光刻胶上形成的图案为A掩膜板上镂空的部分固化、遮挡的部分形成凹孔, 并露出腔体的四个侧板、隔离架和各组谐振柱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掩膜板置于旋涂好的第二层负光刻胶上,最后对准B掩膜板进行光刻;其中,B掩膜板上的图案为腔体的四个侧板除同轴馈源入、出口处镂空外其余为遮挡,腔体内隔离架和各组谐振柱遮挡,其余镂空;放置B掩膜板时,要将B掩膜板图案与第一层负光刻胶中电镀出的A掩膜板图案完全对齐放置,并且B掩膜板上的图案尺寸与A掩膜板图案尺寸完全相同;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位于同轴馈线的位置均匀附着一层金属种子层(该金属种子层是作为电镀同轴馈线时的金属底层,在金属底层上来电镀金属),然后继续旋涂第三层负光刻胶至所需高度,然后将H掩膜板置于旋涂好的第三层负光刻胶上,最后对准H掩膜板进行光刻;其中,H掩膜板上的图案为腔体的四个侧板除同轴馈源入、出口处镂空外其余为遮挡,同轴馈线遮挡,腔体内隔离架和各组谐振柱遮挡,其余镂空;放置H掩膜板时,要将H掩膜板图案与第二层负光刻胶中电镀出的B掩膜板图案完全对齐放置,并且H掩膜板上的图案尺寸与A掩膜板图案尺寸完全相同;经过显影,第三层负光刻胶上形成的图案为H掩膜板上镂空的部分固化、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,然后再将B掩膜板置于旋涂好的第四层负光刻胶上,最后对准B掩膜板进行光刻;放置B掩膜板时,要将B掩膜板图案与第三层负光刻胶上电镀出的H掩膜板图案完全对齐放置;经过显影,第四层负光刻胶上形成的图案为B掩膜板上镂空的部分固化、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)在第四层负光刻胶上继续旋涂第五层负光刻胶至所需高度,然后将C掩膜板置于旋涂好的第五层负光刻胶上,最后对准C掩膜板进行光刻;其中,C掩膜板上的图案为腔体的四个侧板除同轴馈源入、出口处镂空外其余为遮挡,腔体内隔离架遮挡、除最低一组谐振柱镂空外剩余谐振柱遮挡、其余镂空;放置C掩膜板时,要将C掩膜板图案与第四层负光刻胶中电镀出的B掩膜板图案完全对齐放置,并且C掩膜板上的图案尺寸与A掩膜板图案尺寸完全相同;经过显影,第五层负光刻胶上形成的图案为C掩膜板上镂空的部分固化、遮挡的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第五层负光刻胶的高度;6)在第五层负光刻胶上继续旋涂第六层负光刻胶至所需高度,然后将D掩膜板置于旋涂好的第六层负光刻胶上,最后对准D掩膜板进行光刻;其中,D掩膜板上的图案为腔体的四个侧板除同轴馈源入、出口处镂空外其余为遮挡,腔体内隔离架遮挡、除最低和第二低两组谐振柱镂空外剩余谐振柱遮挡、其余镂空;放置D掩膜板时,要将D掩膜板图案与第五层负光刻胶中电镀出的C掩膜板图案完全对齐放置,并且D掩膜板上的图案尺寸与A掩膜板图案尺寸完全相同;经过显影,第六层负光刻胶上形成的图案为D掩膜板上镂空的部分固化、遮挡的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第六层负光刻胶的高度;7)之后旋涂每层负光刻胶进行光刻加工时,方法重复骤6)操作即可,各层涂胶光刻所选用的掩膜板图案与步骤6)中的D掩膜板图案大体相同,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,直至最后一层的N掩膜板图案为腔体的四个侧板除同轴馈源入、出口处镂空外其余为遮挡,腔体内隔离架遮挡,其余全部镂空;放置之后的各掩膜板以及最后的N掩膜板时,要将各掩膜板以及N掩膜板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掩膜板上的图案尺寸与A掩膜板图案尺寸完全相同;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;8)完成上述所有光刻、电镀金属后,对结构中的负光刻胶进行充分剥离,即得到了腔体及其内部的谐振柱和隔离架组成的金属三维结构;9)进行盖板的制作首先取基片,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,然后将盖板掩膜板置于旋涂好的负光刻胶层上,最后对准盖板掩膜板进行光刻;其中,盖板掩膜板上的图案为两个卡块遮挡其余全部镂空;经过显影,该层负光刻胶上形成的图案为盖板掩膜板上镂空的部分固化、遮挡的两个卡块部分形成凹孔,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,即得到了盖板及其卡块组成的金属三维结构;10)将金属三维结构的腔体与盖板键合封装,即得到了完整的毫米波腔体滤波器。
众所周知,光刻胶是图形转移的基本材料,是记录掩膜板图形的转移材料,在曝光后,光刻胶上会形成遮挡的图形。光刻胶分为正光刻胶和负光刻胶。光刻胶在曝光时,如果是正光刻胶,曝光过的胶可以被显影掉,而如果是负光刻胶则相反,曝光过的区域不能被显影掉,而未被曝光的区域能够被显影掉。由此可知,正光刻胶也可适用于本发明方法中以达到制作本发明所述毫米波滤器的目的,原理及步骤方法与上述负光刻胶 步骤方法相同,不同之处就是正光刻胶所选用的各掩膜板上的图案与负光刻胶的不同采用正光刻胶时的掩膜板图案就是将采用负光刻胶时的掩膜板图案其镂空部分与遮挡部分反过来设置即可。
进一步地,上述各方法过程中,所述的均匀附着金属层的方法有溅射、气象沉淀、 非电镀。
本发明方法制得的毫米波滤波器体积轻巧、精度等级高、频率高、频带宽、信号容量大,且该滤波器腔体及盖板两部分分别为一体化设置,避免了组装带来的误差,提高了滤波器的性能。本发明滤波器的制作方法具有加工工艺简单、制作精度高等优点。本发明滤波器的复制方法具有复制快速、复制精度高等优点,便于在生产实践中应用。


图1为本发明毫米波腔体滤波器的腔体及其内部结构示意图。
图2为本发明毫米波腔体滤波器的腔体俯视图。
图3为本发明毫米波腔体滤波器的腔体侧视图。
图4为本发明毫米波腔体滤波器的盖板结构示意图。
图5为A掩膜板结构示意图。
图6为B掩膜板结构示意图。
图7为C掩膜板结构示意图。
图8为D掩膜板结构示意图。
图9为N掩膜板结构示意图。
图10为H掩膜板结构示意图。
图11为盖板掩膜板结构示意图。
图12为A'掩膜板结构示意图。
图13为B'掩膜板结构示意图。
图14为CT掩膜板结构示意图。
图15为IV掩膜板结构示意图。
图16为K掩膜板结构示意图。
图17为H'掩膜板结构示意图。
图18为盖板掩膜板L结构示意图。
图中1-腔体、2-谐振柱、3-盖板、4-隔离架、5-耦合窗、6-同轴馈源入口、7-同轴馈源出口、8_同轴馈线、9-卡块、100-盖板掩膜板、101-A掩膜板、102-B掩膜板、103-C掩膜板、104-D掩膜板、105-N掩膜板、106-H掩膜板、107-A'掩膜板、108-B'掩膜板、109-C' 掩膜板、IIO-D'掩膜板、Ill-N'掩膜板、112-盖板掩膜板L、113-H'掩膜板。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述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I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I侧板固定、其余各端部与腔体I侧板之间留有耦合窗5 ;隔离架4将腔体I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I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I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I紧密键合;该毫米波腔体滤波器是以电镀金属为结构材料,其是是在基片上多层匀胶,同时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。
以下以六空腔毫米波腔体滤波器为例,进行制作与复制。需要说明的是,以下实施例仅是本发明中的一部分实施例而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域的普通技术人员在未作出创造性劳动的前提下,所获得的其他所有实施例,均属于本发明的保护范围。
六空腔毫米波腔体滤波器包括腔体1、谐振柱2和盖板3,腔体I外形为长方体,腔体I内设有隔离架4,隔离架4由一个竖隔离壁以及两个垂直交叉固定在竖隔离壁上的横隔离壁组成,竖隔离壁垂直固定在腔体I内的底板中线上,竖隔离壁与腔体I的长侧板平行设置,且竖隔离壁的一端与腔体I的一个短侧板固定、另一端与腔体I另一个短侧板间留有耦合窗5 ;垂直交叉固定在竖隔离壁上的横隔离壁的两端与腔体I长侧板间留有耦合窗5 ;腔体I内部被隔离架4分成六个空腔,每个空腔内设有一个与腔体I底板固定的谐振柱2 ;六个谐振柱2被分为三组,靠近与竖隔离壁固定的短侧板的两个谐振柱2为第一组,靠近另一个短侧板的两个谐振柱2为第二组,位于中间的两个谐振柱2为第三组,且三组谐振柱高度不同第一组高于第二组、第二组高于第三组;腔体I的两个长侧板上对应第一组谐振柱2 的位置对称开设有同轴馈源入、出口 6、7,第一组谐振柱2上分别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I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 I紧密键合。
1、当使用负光刻胶为辅助材料、且同轴馈线8与谐振柱2为非一体设计时(即同轴馈线8为后来固接在谐振柱2上的),其制作方法包括如下步骤1)首先取基片,在基片上均匀溅射(气象沉淀、非电镀)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I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I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I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I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I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I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I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I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 I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I内隔离架4遮挡,其余全部镂空;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I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,在基片上溅射(气象沉淀、非电镀)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I外部;将腔体I与盖板3键合封装,即得到了完整的毫米波腔体滤波器。
六空腔毫米波腔体滤波器以上述步骤制得后,在之后的制作过程中除了继续使用上述步骤方法制造外,还可以进行快速复制制造,具体方法如下在上述步骤7)之后进行如下步骤操作将步骤6)中剥离后得到的腔体I金属结构置于容器中,然后向容器中倒入调配好的黏稠液态PDMS直至完全淹没腔体I结构(本实施例所使用的PDMS是由美国Dow Corning Corp生产的SYLGARD 184型硅橡胶,它是由液体组分组成的双组分套件产品,包括预聚物与固化剂。使用时,先将预聚物和固化剂按照20:1 的体积比混合,混合时需要缓慢搅拌,减少空气的混入量,然后将混合好的PDMS液体放在真空干燥箱中保持抽真空状态直至液体中无气泡为止,该过程需要约5-15分钟),然后将容器放置在100°C的烘盘上加热固化I小时,待PDMS液体转化为固体后,将PDMS固体从容器中取出,然后将嵌入在PDMS固态弹性体内的腔体I结构取出,则PDMS固态弹性体上就形成了腔体I结构负模,最后选用复制材料通过PDMS固态弹性体上的负模浇筑固化进行翻模, 最后在翻模制得的腔体1、谐振柱2、隔离架4、盖板3、卡块9表面均匀溅射(气象沉淀、非电镀)一层导电性良好的金属即可,从而达到批量复制腔体I结构的目的,批量复制盖板3结构的方法同上;之后继续按上述步骤8)进行操作处理。
2、当使用负光刻胶为辅助材料、且当同轴馈线8与谐振柱2为一体设计时(即同轴馈线通过同样的逐层光刻方法与谐振柱制作成一体结构),其制作方法包括如下步骤O首先取基片,在基片上通过气象沉淀(溅射、非电镀)的方法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I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I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I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I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同轴馈线8的位置通过气象沉淀(溅射、非电镀)的方法均匀附着一层金属种子层,然后继续旋涂第三层负光刻胶至所需高度,然后将H掩膜板106置于旋涂好的第三层负光刻胶上,最后对准H掩膜板106进行光刻;其中,H掩膜板106上的图案为腔体I的四个侧板除同轴馈源入、出口 6、7处镂空外其余为遮挡,同轴馈线8遮挡,腔体 I内隔离架4和各组谐振柱2遮挡,其余镂空;放置H掩膜板106时,要将H掩膜板106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H掩膜板106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 H掩膜板106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,然后再将B掩膜板102 置于旋涂好的第四层负光刻胶上,最后对准B·掩膜板102进行光刻;放置B掩膜板102时, 要将B掩膜板102图案与第三层负光刻胶上电镀出的H掩膜板106图案完全对齐放置;经过显影,第四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四层负光刻胶的高度;5)在第四层负光刻胶上继续旋涂第五层负光刻胶至所需高度,然后将C掩膜板103置于旋涂好的第五层负光刻胶上,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I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I内隔离架 4遮挡、除最低一组谐振柱2镂空外剩余谐振柱2遮挡、其余镂空;放置C掩膜板103时,要将C掩膜板103图案与第四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,第五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五层负光刻胶的高度;6)在第五层负光刻胶上继续旋涂第六层负光刻胶至所需高度,然后将D掩膜板104置于旋涂好的第六层负光刻胶上,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I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I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图案与第五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,第六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六层负光刻胶的高度;7)之后旋涂每层负光刻胶进行光刻加工时,方法重复骤6)操作即可,各层涂胶光刻所选用的掩膜板图案与步骤6)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 I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I内隔离架4遮挡,其余全部镂空;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;8)完成上述所有光刻、电镀金属后,对结构中的负光刻胶进行充分剥离,即得到了腔体 I及其内部的谐振柱2和隔离架4组成的金属三维结构;9)进行盖板3的制作首先取基片,在基片上通过气象沉淀(溅射、非电镀)的方法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; 10)将金属三维结构的腔体与盖板键合封装,即得到了完整的毫米波腔体滤波器。
3、当使用正光刻胶为辅助材料、且同轴馈线8与谐振柱2为非一体设计时(即同轴馈线8为后来固接在谐振柱2上的),其制作方法包括如下步骤1)首先取基片,在基片上均匀溅射(气象沉淀、非电镀)一层金属种子层,在金属层上旋涂第一层正光刻胶至所需高度,然后将A'掩膜板107置于旋涂好的第一层正光刻胶上,最后对准A'掩膜板107进行光刻;其中,K'掩膜板107上的图案为腔体I的四个侧板镂空,腔体内隔离架4和各组谐振柱2镂空,其余遮挡;经过显影,第一层正光刻胶上形成的图案为A'掩膜板107上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,并露出腔体I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正光刻胶的高度;2)在第一层正光刻胶上继续旋涂第二层正光刻胶至所需高度,然后将B'掩膜板108 置于旋涂好的第二层正光刻胶上,最后对准B'掩膜板108进行光刻;其中,B'掩膜板108 上的图案为腔体I的四个侧板除同轴馈源入、出口 6、7处遮挡外其余为镂空,腔体I内隔离架4和各组谐振柱2镂空,其余遮挡;放置B'掩膜板108时,要将B'掩膜板108图案与第一层正光刻胶中电镀出的A'掩膜板107图案完全对齐放置,并且B'掩膜板108上的图案尺寸与A'掩膜板107图案尺寸完全相同;经过显影,第二层正光刻胶上形成的图案为 B'掩膜板108上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第二层正光刻胶的高度;3)在第二层正光刻胶上继续旋涂第三层正光刻胶至所需高度,然后将C'掩膜板109 置于旋涂好的第三层正光刻胶上,最后对准C'掩膜板109进行光刻;其中,C'掩膜板109 上的图案为腔体I的四个侧板除同轴馈源入、出口 6、7处遮挡外其余为镂空,腔体内隔离架4镂空、除最低一组谐振柱2遮挡外剩余谐振柱2镂空,其余遮挡;放置C'掩膜板109 时,要将C'掩膜板109图案与第二层正光刻胶中电镀出的B'掩膜板108图案完全对齐放置,并且C'掩膜板109上的图案尺寸与A'掩膜板107图案尺寸完全相同;经过显影,第三层正光刻胶上形成的图案为C'掩膜板109上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第三层正光刻胶的高度;4)在第三层正光刻胶上继续旋涂第四层正光刻胶至所需高度,然后将D'掩膜板110 置于旋涂好的第四层正光刻胶上,最后对准D'掩膜板110进行光刻;其中,D'掩膜板110 上的图案为腔体I的四个侧板除同轴馈源入、出口 6、7处遮挡外其余为镂空,腔体I内隔离架4镂空、除最低和第二低两组谐振柱2遮挡外剩余谐振柱2镂空、其余遮挡;放置D' 掩膜板110时,要将D'掩膜板110图案与第三层正光刻胶中电镀出的C'掩膜板109图案完全对齐放置,并且D'掩膜板110上的图案尺寸与A'掩膜板107图案尺寸完全相同;经过显影,第四层正光刻胶上形成的图案为D'掩膜板110上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第四层正光刻胶的高度;5)之后旋涂每层正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110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遮挡一组最低的谐振柱2,直至最后一层的N'掩膜板111图案为 腔体I的四个侧板除同轴馈源入、出口 6、7处遮挡外其余为镂空,腔体I内隔离架4镂空, 其余全部遮挡;放置之后的各掩膜板以及最后的N'掩膜板111时,要将各掩膜板以及N' 掩膜板111图案与各自上一层正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111上的图案尺寸与Al掩膜板107图案尺寸完全相同;经过显影,最后一层正光刻胶上形成的图案为N'掩膜板111上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔, 最后向凹孔内电镀金属至最后一层正光刻胶的高度;6)完成上述所有光刻、电镀金属后,对结构中固化的正光刻胶进行充分剥离,即得到了腔体I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,在基片上均匀溅射(气象沉淀、非电镀)一层金属种子层,并在金属层上旋涂一层正光刻胶至所需高度,然后将盖板掩膜板L112置于旋涂好的正光刻胶层上,最后对准盖板掩膜板L112进行光刻;其中,盖板掩膜板L112上的图案为 两个卡块9镂空其余全部遮挡;经过显影,该层正光刻胶上形成的图案为盖板掩膜板L112 上遮挡 的部分固化、镂空的两个卡块9部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至该层正光刻胶的高度;完成电镀后,对结构中的正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I外部;将腔体I与盖板3键合封装,即得到了完整的毫米波腔体滤波器。
六空腔毫米波腔体滤波器以上述步骤制得后,在之后的制作过程中除了继续使用上述步骤方法制造外,还可以进行快速复制制造,具体方法如下在上述步骤7)之后进行如下步骤操作将步骤6)中剥离后得到的腔体I金属结构置于容器中,然后向容器中倒入调配好的黏稠液态PDMS直至完全淹没腔体I结构(本实施例所使用的PDMS是由美国Dow Corning Corp生产的SYLGARD 184型硅橡胶,它是由液体组分组成的双组分套件产品,包括预聚物与固化剂。使用时,先将预聚物和固化剂按照20:1 的体积比混合,混合时需要缓慢搅拌,减少空气的混入量,然后将混合好的PDMS液体放在真空干燥箱中保持抽真空状态直至液体中无气泡为止,该过程需要约5-15分钟),然后将容器放置在100°C的烘盘上加热固化I小时,待PDMS液体转化为固体后,将PDMS固体从容器中取出,然后将嵌入在PDMS固态弹性体内的腔体I结构取出,则PDMS固态弹性体上就形成了腔体I结构负模,最后选用复制材料通过PDMS固态弹性体上的负模浇筑固化进行翻模, 最后在翻模制得的腔体1、谐振柱2、隔离架4、盖板3、卡块9表面均匀溅射一层导电性良好的金属即可,从而达到批量复制腔体I结构的目的,批量复制盖板3结构的方法同上;之后继续按上述步骤8)进行操作处理。
4、当使用正光刻胶为辅助材料、且当同轴馈线8与谐振柱2为一体设计时(即同轴馈线通过同样的逐层光刻方法与谐振柱制作成一体结构),其制作方法包括如下步骤O首先取基片,在基片上通过非电镀(溅射、气象沉淀)的方法均匀附着一层金属种子层,在金属层上旋涂第一层正光刻胶至所需高度,然后将A'掩膜板107置于旋涂好的第一层正光刻胶上,最后对准A'掩膜板107进行光刻;其中,A'掩膜板107上的图案为腔体 I的四个侧板镂空,腔体内隔离架4和各组谐振柱2镂空,其余遮挡;经过显影,第一层正光刻胶上形成的图案为A'掩膜板101上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,并露出腔体I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正光刻胶的高度; 2)在第一层正光刻胶上继续旋涂第二层正光刻胶至所需高度,然后将B'掩膜板108 置于旋涂好的第二层正光刻胶上,最后对准B'掩膜板108进行光刻;其中,B'掩膜板108 上的图案为腔体I的四个侧板除同轴馈源入、出口 6、7处遮挡外其余为镂空,腔体I内隔离架4和各组谐振柱2镂空,其余遮挡;放置B'掩膜板108时,要将B'掩膜板108图案与第一层正光刻胶中电镀出的A'掩膜板107图案完全对齐放置,并且B'掩膜板108上的图案尺寸与A'掩膜板107图案尺寸完全相同;经过显影,第二层正光刻胶上形成的图案为 B'掩膜板108上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第二层正光刻胶的高度;3)在第二层正光刻胶上位于同轴馈线8的位置通过非电镀(溅射、气象沉淀)的方法均匀附着一层金属种子层,然后继续旋涂第三层正光刻胶至所需高度,然后将H'掩膜板113 置于旋涂好的第三层正光刻胶上,最后对准H'掩膜板113进行光刻;其中,H'掩膜板113 上的图案为腔体I的四个侧板除同轴馈源入、出口 6、7处遮挡外其余为镂空,同轴馈线8 镂空,腔体I内隔离架4和各组谐振柱2镂空,其余遮挡;放置H'掩膜板113时,要将H' 掩膜板113图案与第二层正光刻胶中电镀出的B'掩膜板108图案完全对齐放置,并且H' 掩膜板113上的图案尺寸与A'掩膜板107图案尺寸完全相同;经过显影,第三层正光刻胶上形成的图案为H'掩膜板113上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第三层正光刻胶的高度;4)在第三层正光刻胶上继续旋涂第四层正光刻胶至所需高度,然后再将B'掩膜板 108置于旋涂好的第四层正光刻胶上,最后对准B'掩膜板108进行光刻;放置B'掩膜板 108时,要将B'掩膜板108图案与第三层正光刻胶上电镀出的H'掩膜板113图案完全对齐放置;经过显影,第四层正光刻胶上形成的图案为B'掩膜板108上遮挡的部分固化、 镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第四层正光刻胶的高度;5)在第四层正光刻胶上继续旋涂第五层正光刻胶至所需高度,然后将C'掩膜板109 置于旋涂好的第五层正光刻胶上,最后对准C'掩膜板109进行光刻;其中,C'掩膜板109 上的图案为腔体I的四个侧板除同轴馈源入、出口 6、7处遮挡外其余为镂空,腔体I内隔离架4镂空、除最低一组谐振柱2遮挡外剩余谐振柱2镂空、其余遮挡;放置C'掩膜板1 09 时,要将C'掩膜板109图案与第四层正光刻胶中电镀出的B'掩膜板108图案完全对齐放置,并且C'掩膜板109上的图案尺寸与A'掩膜板107图案尺寸完全相同;经过显影,第五层正光刻胶上形成的图案为C'掩膜板109上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第五层正光刻胶的高度;6)在第五层正光刻胶上继续旋涂第六层正光刻胶至所需高度,然后将D'掩膜板110 置于旋涂好的第六层正光刻胶上,最后对准D'掩膜板110进行光刻;其中,D'掩膜板110 上的图案为腔体I的四个侧板除同轴馈源入、出口 6、7处遮挡外其余为镂空,腔体I内隔离架4镂空、除最低和第二低两组谐振柱2遮挡外剩余谐振柱2镂空、其余遮挡;放置D' 掩膜板110时,要将D'掩膜板110图案与第五层正光刻胶中电镀出的C'掩膜板109图案完全对齐放置,并且D'掩膜板110上的图案尺寸与A'掩膜板107图案尺寸完全相同;经过显影,第六层正光刻胶上形成的图案为D'掩膜板110上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第六层正光刻胶的高度;7)之后旋涂每层正光刻胶进行光刻加工时,方法重复骤6)操作即可,各层涂胶光刻所选用的掩膜板图案与步骤6)中的D'掩膜板110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遮挡一组最低的谐振柱2,直至最后一层的N'掩膜板111图案为 腔体I的四个侧板除同轴馈源入、出口 6、7处遮挡外其余为镂空,腔体I内隔离架4镂空, 其余全部遮挡;放置之后的各掩膜板以及最后的N'掩膜板111时,要将各掩膜板以及N' 掩膜板111图案与各自上一层正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111上的图案尺寸与A'掩膜板107图案尺寸完全相同;经过显影,最后一层正光刻胶上形成的图案为N'掩膜板111上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔, 最后向凹孔内电镀金属至最后一层正光刻胶的高度;8)完成上述所有光刻、电镀金属后,对结构中的正光刻胶进行充分剥离,即得到了腔体 I及其内部的谐振柱2和隔离架4组成的金属三维结构;9)进行盖板3的制作首先取基片,在基片上通过非电镀(溅射、气象沉淀)的方法均匀附着一层金属种子层,并在金属层上旋涂一层正光刻胶至所需高度,然后将盖板掩膜板 LI 12置于旋涂好的正光刻胶层上,最后对准盖板掩膜板LI 12进行光刻;其中,盖板掩膜板 L112上的图案为两个卡块9镂空其余全部遮挡;经过显影,该层正光刻胶上形成的图案为盖板掩膜板L112上遮挡的部分固化、镂空的两个卡块9部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至该层正光刻胶的高度;完成电镀后,对结构中的正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;10)将金属三维结构的腔体I与盖板3键合封装,即得到了完整的毫米波腔体滤波器。
权利要求
1.一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(I )、谐振柱(2)和盖板(3),腔体(I)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(I)侧板固定、其余各端部与腔体(I)侧板之间留有耦合窗(5);隔离架(4)将腔体(I)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(I)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(I) 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(I)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⑴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(I)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(I)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(I)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(I)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(I) 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(I)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(I) 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(I)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(I)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(I)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(I)外部;将腔体(I) 与盖板(3)键合封装,即得到了完整的毫米波腔体滤波器。
2.根据权利要求1所述的毫米波腔体滤波器的制作方法,其特征在于,步骤7)之后还包括如下步骤将步骤6)中剥离好的金属腔体(I)结构置于容器中,然后向容器中倒入调配好的黏稠液态PDMS直至完全淹没腔体(I)结构,待PDMS固化成固态弹性体后,将嵌入在 PDMS固态弹性体内的腔体(I)结构取出,则PDMS固态弹性体上就形成了腔体(I)结构负模,最后选用复制材料通过PDMS固态弹性体上的负模浇筑固化进行翻模,最后在翻模制得的腔体(I)、谐振柱(2)、隔离架(4)、盖板(3)、卡块(9)表面均匀附着一层导电性良好的金属即可,从而达到批量复制腔体(I)结构的目的,批量复制盖板(3)结构的方法同上;之后继续按步骤8)进行操作处理。
3.根据权利要求1或2所述的毫米波腔体滤波器的制作方法,其特征在于所述的均匀附着金属层的方法有溅射、气象沉淀、非电镀。
4.一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(I )、谐振柱(2)和盖板(3),腔体(I)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(I)侧板固定、其余各端部与腔体(I)侧板之间留有耦合窗(5);隔离架(4)将腔体(I)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(I)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(I) 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(I)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,其是是在基片上多层匀胶,同时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⑴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(I)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(I)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(I)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位于同轴馈线(8)的位置均匀附着一层金属种子层,然后继续旋涂第三层负光刻胶至所需高度,然后将H掩膜板(106)置于旋涂好的第三层负光刻胶上, 最后对准H掩膜板(106)进行光刻;其中,H掩膜板(106)上的图案为腔体(I)的四个侧板除同轴馈源入、出口(6、7)处镂空外其余为遮挡,同轴馈线(8)遮挡,腔体(I)内隔离架(4) 和各组谐振柱(2)遮挡,其余镂空;放置H掩膜板(106)时,要将H掩膜板(106)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H掩膜板(106)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 H掩膜板(106)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,然后再将B掩膜板 (102)置于旋涂好的第四层负光刻胶上,最后对准B掩膜板(102)进行光刻;放置B掩膜板(102)时,要将B掩膜板(102)图案与第三层负光刻胶上电镀出的H掩膜板 (106)图案完全对齐放置;经过显影,第四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四层负光刻胶的高度;5)在第四层负光刻胶上继续旋涂第五层负光刻胶至所需高度,然后将C掩膜板(103) 置于旋涂好的第五层负光刻胶上,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(I)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(I) 内隔离架(4)遮挡、除最低一组谐振柱(2)镂空外剩余谐振柱(2)遮挡、其余镂空;放置C掩膜板(103)时,要将C掩膜板(103)图案与第四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,第五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五层负光刻胶的高度;6)在第五层负光刻胶上继续旋涂第六层负光刻胶至所需高度,然后将D掩膜板(104) 置于旋涂好的第六层负光刻胶上,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(I)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(I) 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)图案与第五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,第六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六层负光刻胶的高度;7)之后旋涂每层负光刻胶进行光刻加工时,方法重复骤6)操作即可,各层涂胶光刻所选用的掩膜板图案与步骤6)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(I)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(I)内隔离架(4) 遮挡,其余全部镂空;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;8)完成上述所有光刻、电镀金属后,对结构中的负光刻胶进行充分剥离,即得到了腔体(I)及其内部的谐振柱(2)和隔离架(4)组成的金属三维结构;9)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;10)将金属三维结构的腔体与盖板键合封装,即得到了完整的毫米波腔体滤波器。
5.根据权利要求4所述的毫米波腔体滤波器的制作方法,其特征在于所述的均匀附着金属层的方法有溅射、气象沉淀、非电镀。
6.一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(I )、谐振柱(2)和盖板(3),腔体(I)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(I)侧板固定、其余各端部与腔体(I)侧板之间留有耦合窗(5);隔离架(4)将腔体(I)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(I)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(I) 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(I)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,其是是在基片上多层匀胶,同时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正光刻胶至所需高度,然后将A'掩膜板(107)置于旋涂好的第一层正光刻胶上,最后对准A'掩膜板(107)进行光刻;其中,K'掩膜板(107)上的图案为腔体⑴的四个侧板镂空,腔体内隔离架(4)和各组谐振柱(2)镂空,其余遮挡;经过显影,第一层正光刻胶上形成的图案为A'掩膜板(107)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,并露出腔体(I)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正光刻胶的高度;2)在第一层正光刻胶上继续旋涂第二层正光刻胶至所需高度,然后将B'掩膜板(108)置于旋涂好的第二层正光刻胶上,最后对准B'掩膜板(108)进行光刻;其中,B'掩膜板(108)上的图案为腔体(I)的四个侧板除同轴馈源入、出口(6、7)处遮挡外其余为镂空,腔体(I)内隔离架(4)和各组谐振柱(2)镂空,其余遮挡;放置B'掩膜板(108)时,要将B'掩膜板(108)图案与第一层正光刻胶中电镀出的A'掩膜板(107)图案完全对齐放置,并且B'掩膜板(108)上的图案尺寸与A'掩膜板(107)图案尺寸完全相同;经过显影, 第二层正光刻胶上形成的图案为B'掩膜板(108)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第二层正光刻胶的高度;3)在第二层正光刻胶上继续旋涂第三层正光刻胶至所需高度,然后将C'掩膜板(109)置于旋涂好的第三层正光刻胶上,最后对准Ci掩膜板(109)进行光刻;其中,Ci掩膜板(109)上的图案为腔体(I)的四个侧板除同轴馈源入、出口(6、7)处遮挡外其余为镂空,腔体内隔离架(4)镂空、除最低一组谐振柱(2)遮挡外剩余谐振柱(2)镂空,其余遮挡; 放置C'掩膜板(109)时,要将C'掩膜板(109)图案与第二层正光刻胶中电镀出的B'掩膜板(108)图案完全对齐放置,并且Ci掩膜板(109)上的图案尺寸与Ai掩膜板(107)图案尺寸完全相同;经过显影,第三层正光刻胶上形成的图案为C'掩膜板(109)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第三层正光刻胶的高度;4)在第三层正光刻胶上继续旋涂第四层正光刻胶至所需高度,然后将D'掩膜板(1 10)置于旋涂好的第四层正光刻胶上,最后对准D'掩膜板(110)进行光刻;其中,D'掩膜板(110)上的图案为腔体(I)的四个侧板除同轴馈源入、出口(6、7)处遮挡外其余为镂空,腔体(I)内隔离架(4)镂空、除最低和第二低两组谐振柱(2)遮挡外剩余谐振柱(2)镂空、其余遮挡;放置D'掩膜板(110)时,要将D'掩膜板(110)图案与第三层正光刻胶中电镀出的C'掩膜板(109)图案完全对齐放置,并且D'掩膜板(110)上的图案尺寸与A' 掩膜板(107)图案尺寸完全相同;经过显影,第四层正光刻胶上形成的图案为D'掩膜板 (110)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第四层正光刻胶的高度;5)之后旋涂每层正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(110)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遮挡一组最低的谐振柱(2),直至最后一层的N'掩膜板(111)图案为腔体(I)的四个侧板除同轴馈源入、出口(6、7)处遮挡外其余为镂空,腔体(I)内隔离架(4)镂空,其余全部遮挡;放置之后的各掩膜板以及最后的N'掩膜板(111)时,要将各掩膜板以及N'掩膜板(111)图案与各自上一层正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(111)上的图案尺寸与Al掩膜板(107)图案尺寸完全相同;经过显影,最后一层正光刻胶上形成的图案为N'掩膜板(111)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至最后一层正光刻胶的高度;6)完成上述所有光刻、电镀金属后,对结构中固化的正光刻胶进行充分剥离,即得到了腔体(I)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正光刻胶至所需高度,然后将盖板掩膜板L (112)置于旋涂好的正光刻胶层上, 最后对准盖板掩膜板L (112)进行光刻;其中,盖板掩膜板L (112)上的图案为两个卡块(9)镂空其余全部遮挡;经过显影,该层正光刻胶上形成的图案为盖板掩膜板L (112)上遮挡的部分固化、镂空的两个卡块(9)部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至该层正光刻胶的高度;完成电镀后,对结构中的正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(I)外部;将腔体(I) 与盖板(3)键合封装,即得到了完整的毫米波腔体滤波器。
7.根据权利要求6所述的毫米波腔体滤波器的制作方法,其特征在于,步骤7)之后还包括如下步骤将步骤6)中剥离好的金属腔体(I)结构置于容器中,然后向容器中倒入调配好的黏稠液态PDMS直至完全淹没腔体(I)结构,待PDMS固化成固态弹性体后,将嵌入在 PDMS固态弹性体内的腔体(I)结构取出,则PDMS固态弹性体上就形成了腔体(I)结构负模,最后选用复制材料通过PDMS固态弹性体上的负模浇筑固化进行翻模,最后在翻模制得的腔体(I)、谐振柱(2)、隔离架(4)、盖板(3)、卡块(9)表面均匀附着一层导电性良好的金属即可,从而达到批量复制腔体(I)结构的目的,批量复制盖板(3)结构的方法同上;之后继续按步骤8)进行操作处理。
8.根据权利要求6或7所述的米波腔体滤波器的制作方法,其特征在于所述的均匀附着金属层的方法有溅射、气象沉淀、非电镀。
9.一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(I )、谐振柱(2)和盖板(3),腔体(I)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(I)侧板固定、其余各端部与腔体(I)侧板之间留有耦合窗(5);隔离架(4)将腔体(I)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(I)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(I)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(I)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,其是是在基片上多层匀胶,同时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正光刻胶至所需高度,然后将A'掩膜板(107)置于旋涂好的第一层正光刻胶上,最后对准A'掩膜板(107)进行光刻;其中,K'掩膜板(107)上的图案为腔体(I)的四个侧板镂空,腔体内隔离架(4)和各组谐振柱(2)镂空,其余遮挡;经过显影,第一层正光刻胶上形成的图案为A'掩膜板(101)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,并露出腔体(I)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正光刻胶的高度;2)在第一层正光刻胶上继续旋涂第二层正光刻胶至所需高度,然后将B'掩膜板 (108)置于旋涂好的第二层正光刻胶上,最后对准B'掩膜板(108)进行光刻;其中,B'掩膜板(108)上的图案为腔体(I)的四个侧板除同轴馈源入、出口(6、7)处遮挡外其余为镂空,腔体(I)内隔离架(4)和各组谐振柱(2)镂空,其余遮挡;放置B'掩膜板(108)时,要将B'掩膜板(108)图案与第一层正光刻胶中电镀出的A'掩膜板(107)图案完全对齐放置,并且B'掩膜板(108)上的图案尺寸与A'掩膜板(107)图案尺寸完全相同;经过显影, 第二层正光刻胶上形成的图案为B'掩膜板(108)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第二层正光刻胶的高度;3)在第二层正光刻胶上位于同轴馈线(8)的位置均匀附着一层金属种子层,然后继续旋涂第三层正光刻胶至所需高度,然后将H'掩膜板(113)置于旋涂好的第三层正光刻胶上,最后对准H'掩膜板(113)进行光刻;其中,H'掩膜板(113)上的图案为腔体(I)的四个侧板除同轴馈源入、出口(6、7)处遮挡外其余为镂空,同轴馈线(8)镂空,腔体(I)内隔离架(4)和各组谐振柱(2)镂空,其余遮挡;放置H'掩膜板(113)时,要将H'掩膜板(113) 图案与第二层正光刻胶中电镀出的B'掩膜板(108)图案完全对齐放置,并且H'掩膜板 (113)上的图案尺寸与A'掩膜板(107)图案尺寸完全相同;经过显影,第三层正光刻胶上形成的图案为H'掩膜板(113)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第三层正光刻胶的高度;4)在第三层正光刻胶上继续旋涂第四层正光刻胶至所需高度,然后再将B'掩膜板(108)置于旋涂好的第四层正光刻胶上,最后对准B'掩膜板(108)进行光刻;放置B'掩膜板(108)时,要将B'掩膜板(108)图案与第三层正光刻胶上电镀出的H'掩膜板(113)图案完全对齐放置;经过显影,第四层正光刻胶上形成的图案为B'掩膜板(108)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第四层正光刻胶的高度;5)在第四层正光刻胶上继续旋涂 第五层正光刻胶至所需高度,然后将C'掩膜板(109)置于旋涂好的第五层正光刻胶上,最后对准C'掩膜板(109)进行光刻;其中,C'掩膜板(109)上的图案为腔体(I)的四个侧板除同轴馈源入、出口(6、7)处遮挡外其余为镂空,腔体(I)内隔离架(4)镂空、除最低一组谐振柱(2)遮挡外剩余谐振柱(2)镂空、其余遮挡;放置C'掩膜板(109)时,要将C'掩膜板(109)图案与第四层正光刻胶中电镀出的B'掩膜板(108)图案完全对齐放置,并且Ci掩膜板(109)上的图案尺寸与Ai掩膜板(107) 图案尺寸完全相同;经过显影,第五层正光刻胶上形成的图案为C'掩膜板(109)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第五层正光刻胶的高度;6)在第五层正光刻胶上继续旋涂第六层正光刻胶至所需高度,然后将D'掩膜板(110)置于旋涂好的第六层正光刻胶上,最后对准D'掩膜板(110)进行光刻;其中,D'掩膜板(110)上的图案为腔体(I)的四个侧板除同轴馈源入、出口(6、7)处遮挡外其余为镂空,腔体(I)内隔离架(4)镂空、除最低和第二低两组谐振柱(2)遮挡外剩余谐振柱(2)镂空、其余遮挡;放置D'掩膜板(110)时,要将D'掩膜板(110)图案与第五层正光刻胶中电镀出的C'掩膜板(109)图案完全对齐放置,并且D'掩膜板(110)上的图案尺寸与A' 掩膜板(107)图案尺寸完全相同;经过显影,第六层正光刻胶上形成的图案为D'掩膜板(110)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至第六层正光刻胶的高度;7)之后旋涂每层正光刻胶进行光刻加工时,方法重复骤6)操作即可,各层涂胶光刻所选用的掩膜板图案与步骤6)中的D'掩膜板(110)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遮挡一组最低的谐振柱(2),直至最后一层的N'掩膜板(111)图案为腔体(I)的四个侧板除同轴馈源入、出口(6、7)处遮挡外其余为镂空,腔体(I)内隔离架(4)镂空,其余全部遮挡;放置之后的各掩膜板以及最后的N'掩膜板(111)时,要将各掩膜板以及N'掩膜板(111)图案与各自上一层正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(111)上的图案尺寸与A'掩膜板(107)图案尺寸完全相同;经过显影,最后一层正光刻胶上形成的图案为N'掩膜板(111)上遮挡的部分固化、镂空的部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至最后一层正光刻胶的高度;8)完成上述所有光刻、电镀金属后,对结构中的正光刻胶进行充分剥离,即得到了腔体 (I)及其内部的谐振柱(2)和隔离架(4)组成的金属三维结构;9)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正光刻胶至所需高度,然后将盖板掩膜板L (112)置于旋涂好的正光刻胶层上, 最后对准盖板掩膜板L (112)进行光刻;其中,盖板掩膜板L (112)上的图案为两个卡块(9)镂空其余全部遮挡;经过显影,该层正光刻胶上形成的图案为盖板掩膜板L (112)上遮挡的部分固化、镂空的两个卡块(9)部分形成凹孔,最后向凹孔内电镀金属至该层正光刻胶的高度;完成电镀后,对结构中的正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;10)将金属三维结构的腔体(I)与盖板(3)键合封装,即得到了完整的毫米波腔体滤波器。
10.根据权利要求9所述的毫米波腔体滤波器的制作方法,其特征在于所述的均匀附着金属层的方法有溅射、气象沉淀、非电镀。
全文摘要
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。
文档编号H01P11/00GK103000981SQ20121046330
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月17日 优先权日2012年11月17日
发明者王万军, 段俊萍, 张斌珍, 张安学, 吴淑娟, 张勇, 王研, 姚德启, 崔敏, 王春水 申请人:中北大学
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