微波組件中的薄膜陶瓷電路板

薄膜陶瓷基板一般采用磁控濺射、真空蒸鍍等工藝直接在陶瓷基片表面沉積金屬層。通過光刻、顯影、刻蝕、電鍍等工藝，將金屬層圖形化制備成特定的線路及膜層厚度。通常，薄膜陶瓷基板表面金屬層厚度較小 (一般小于 4μm)。薄膜陶瓷基板可制備高精密圖形 (線寬/線距小于 10 μm、精度±1μm）。

薄膜陶瓷電路的優勢在于高集成度、小體積、尺寸精度高，設計靈活，成本低，提供優異的元器件性能，優異的溫度穩定特性以及頻率特性，多應用于高頻和大功率的場合。

薄膜電路是利用真空鍍膜、紫外光刻、刻蝕以及電鍍工藝,在陶瓷基板上制作導體、無源器件和絕緣介質膜相互交疊的多層互連電路結構。通常薄膜電路制作的流程為激光打孔、清洗基板、基板金屬化、制作圖形(涂膠、曝光和顯影)、電鍍加厚、去光刻膠和濕法刻蝕。

氧化鋁陶瓷薄膜電路的應用

1.薄膜微帶電路

采用氧化鋁陶瓷基板設計薄膜微帶電路，金層厚度可達3.5um，可使用金絲鍵合與外部電路連接，常見板材厚度為0.127mm、0.254mm、0.381mm、0.508mm，其傳輸頻率可達40GHz以上，滿足大部分微波射頻組件模塊的頻段需求，并且薄膜工藝制作的薄膜電路線路精度±5um，微波射頻領域常使用陶瓷基片進行微帶傳輸線或者需求精度高的電路設計。

2.薄膜濾波器

采用氧化鋁陶瓷基板設計制作的薄膜濾波器頻率可高達40GHz，常應用于各類微波組件模塊和系統中作為頻率選擇的功能單位。薄膜濾波器采用薄膜工藝加工，通過濺射、光刻、濕法或干法刻蝕、清洗、劃片得到薄膜濾波器基片，常見的交指型、發卡型、梳狀型、平行耦合線型、C型等多種結構濾波器均可基于氧化鋁陶瓷基片進行設計加工，可設計低通高通帶通帶阻等不同類型濾波器，由于氧化鋁陶瓷片介電常數大于一般PCB基板的介電常數，其制成的薄膜濾波器體積相較于一般微帶濾波器較小，制成的薄膜濾波器的電參數指標良好。通常使用導電膠或者金錫共晶固定。

3.薄膜負載

采用氧化鋁陶瓷基板設計薄膜負載，常應用于微波電路的模塊組件的終端進行匹配，吸收多余的反射功率。對于負載來講，阻值的加工精度是十分重要的，偏差越多則會越惡化最終的負載性能，由于薄膜工藝中氮化鉭膜層的方阻可控，因此可生產出精度較高的薄膜負載，且薄膜負載體積極小，對于組件模塊的小型化是一個不錯的選擇，通常使用導電膠或者金錫共晶固定在電路終端。

4.薄膜均衡器

采用氧化鋁陶瓷基板設計薄膜均衡器，常應用于微波電路的寬帶功率平坦度調整，通過改變集成的氮化鉭膜層方阻和圖形設計不同電阻值用于調節器件輸出波形，從而平衡前端的功率信號達到功率平坦度的調節效果。

5.薄膜功分器

采用氧化鋁陶瓷基板設計薄膜功分器，常應用于多路通信網絡系統中，本身具有按一定比例進行功率分配的功能，一路輸入，可多路輸出。由于隔離電阻可以使用氮化鉭膜層設計成合適的阻值集成在薄膜電路中，這可避免微帶功分器的貼片電阻的焊接和貼片電阻的阻值不穩定性使電路性能惡化，且薄膜功分器較容易實現多階超寬帶的設計，設計成的實物體積小，易于集成，性能良好。

6.薄膜衰減器

采用氧化鋁陶瓷基板設計薄膜衰減器，常應用于微波射頻組件模塊中的大信號衰減，或者用于程控衰減電路中進行多檔位調節衰減值，同樣基于氮化鉭膜層方阻的合理設計以及氧化鋁陶瓷電路的薄膜工藝設計而成。薄膜衰減器能在超寬頻帶實現較高的衰減值平坦度，且性能穩定。

7.薄膜耦合器

采用氧化鋁陶瓷基板設計薄膜耦合器，常應用于微波組件系統中的功率檢測或者信號分離，可以設計成任意弱耦合度的耦合器，并且可使用氮化鉭設計集成隔離負載，端口處可設計成表貼封裝形式，直接焊接于電路中進行工作，需要應用于較寬頻帶時可設計成多階的形式。

8.薄膜電橋

采用氧化鋁陶瓷基板設計薄膜電橋，也叫3dB電橋，常應用于分離信號且使其具有90°或者180°相位差，lange電橋是其應用較多的一種形式，通過金絲鍵合來實現線路之間的信號連線。

9.薄膜電阻

采用氧化鋁陶瓷基板設計薄膜電阻，常應用于高精度低噪聲和高穩定性的電路中，常集成于微帶薄膜電路一體設計加工，也可單獨設計加工成多種阻值類型的薄膜電阻使用，亦或是設計成電阻網絡，通過金絲鍵合選擇所需電阻值。

10.薄膜電容

采用氧化鋁陶瓷基板設計薄膜電容，常應用于高頻濾波，可設計出任意容值的薄膜電容供電路使用，性能較一般貼片電容穩定，適用于高頻電路。

審核編輯：湯梓紅