基于硅基磁性材料襯底的環形器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于硅基磁性材料襯底的環形器，涉及環形器技術領域。包括上下兩層堆疊在一起的硅基磁性材料襯底，每層硅基磁性材料襯底的上下表面制作有金屬圖形，每層硅基磁性材料襯底中設有貫穿性通孔，通孔金屬化后，將硅基磁性材料襯底上下表面的金屬圖形連接在一起，兩層硅基磁性材料襯底中的金屬圖形和金屬化通孔共同構成諧振結構；在第一硅基磁性材料襯底的下表面和第二硅基磁性材料襯底的上表面相對位置設有空氣槽，所述第一硅基磁性材料襯底上表面的金屬圖形上設有磁鐵。所述環行器在微波/毫米波頻段具有損耗小、一致性高等優異的器件性能，可廣泛用于電子系統中。
【專利說明】
基于硅基磁性材料襯底的環形器
技術領域
[0001 ]本發明涉及環形器技術領域，尤其涉及一種基于硅基磁性材料襯底的環形器。
【背景技術】
[0002]環行器是電子系統重要器件，廣泛應用于通信、衛星以及航空、航天等電子系統中。傳統的微帶環行器基于磁性材料基板，采用厚膜工藝制作，其加工精度無法滿足在微波/毫米波頻段器件的高精度要求，而且難以與電路相集成，給電子系統的集成化帶來困難。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種基于硅基磁性材料襯底的環形器，所述環形器通過使用硅基磁性材料襯底制作，可以獲得旋磁特性，并采用微電子機械加工技術制備，獲得的環行器在微波/毫米波頻段具有損耗小、一致性高等優異的器件性能，可廣泛用于電子系統中。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是:一種基于硅基磁性材料襯底的環形器，其特征在于:包括上下兩層堆疊在一起的硅基磁性材料襯底，所述硅基磁性襯底包括硅片和位于硅片內的磁性材料;每層硅基磁性材料襯底的上下表面制作有金屬圖形，每層硅基磁性材料襯底中設有貫穿性通孔，通孔金屬化后，將硅基磁性材料襯底上下表面的金屬圖形連接在一起，兩層硅基磁性材料襯底中的金屬圖形和金屬化通孔共同構成諧振結構;在第一硅基磁性材料襯底的下表面和第二硅基磁性材料襯底的上表面相對位置設有空氣槽，空氣槽用于調配磁場場強，所述第一硅基磁性材料襯底上表面的金屬圖形上設有磁鐵。
[0005]進一步的技術方案在于:第一硅基磁性材料襯底的上表面設有第一金屬圖形，下表面設有第二金屬圖形，第一金屬圖形與第二金屬圖形之間的硅基磁性材料襯底上設有第一通孔，所述第一通孔經金屬化后形成第一金屬化通孔，第一金屬化通孔將所述第一金屬圖形和第二金屬圖形連接在一起;所述第一硅基磁性材料襯底的下表面設有第一空氣槽，所述第一空氣槽位于第二金屬圖形與第一磁性材料之間；第二硅基磁性材料襯底的下表面設有第三金屬圖形，上表面設有第四金屬圖形，第三金屬圖形與第四金屬圖形之間的硅基磁性材料襯底上設有第二通孔，所述第二通孔經金屬化后形成第二金屬化通孔，第二金屬化通孔將所述第三金屬圖形和第四金屬圖形連接在一起;所述第二硅基磁性材料襯底的上表面設有第二空氣槽，所述第二空氣槽位于第四金屬圖形與第二磁性材料之間；與所述第一空氣槽相對的第二硅基磁性材料襯底的上表面設有第三空氣槽，與所述第二空氣槽相對的第一硅基磁性材料襯底的下表面設有第四空氣槽;所述第一金屬圖形的上表面設有磁鐵。
[0006]進一步的技術方案在于:所述磁鐵與所述第一磁性材料相對設置，第一磁性材料與第二磁性材料相對設置。
[0007]進一步的技術方案在于:所述硅片為高阻硅片。
[0008]進一步的技術方案在于:所述磁性材料為圓形、方形或三角形。
[0009]進一步的技術方案在于:通孔為圓孔、方孔或長條孔。
[0010]進一步的技術方案在于:第一硅基磁性材料襯底和第二硅基磁性材料襯底上的空氣槽深度相同或者不同。
[0011 ]進一步的技術方案在于:所述通孔采用光刻或深反應離子刻蝕工藝形成，金屬圖形采用金屬化、光刻、腐蝕工藝形成。
[0012]進一步的技術方案在于:所述空氣槽采用光刻或深反應離子刻蝕工藝形成，磁鐵使用顯微鏡、環氧膠進行裝配。
[0013]進一步的技術方案在于:第一硅基磁性材料襯底與第二硅基磁性材料襯底之間采用對準、鍵合工藝進行裝配。
[0014]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:所述環形器通過使用硅基磁性材料襯底制作，可以獲得旋磁特性，并采用微電子機械加工技術制備，由于微電子機械加工技術具有的高精度的優點，獲得的環行器在微波/毫米波頻段具有損耗小、一致性高等優異的器件性能。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的剖視結構示意圖；
其中:1、第一硅基磁性材料襯底2、第一金屬圖形3、第二金屬圖形4、第一金屬化通孔5、第一空氣槽6、第一磁性材料7、第二硅基磁性材料襯底8、第三金屬圖形9、第四金屬圖形10、第二金屬化通孔11、第二空氣槽12、第二磁性材料13、第三空氣槽14、第四空氣槽15、磁鐵16、娃片。
【具體實施方式】
[0016]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0017]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0018]總體的，本發明公開了一種基于硅基磁性材料襯底的環形器，包括上下兩層堆疊在一起的娃基磁性材料襯底，進一步的，所述娃基磁性襯底包括娃片16和位于娃片內的磁性材料;每層硅基磁性材料襯底的上下表面制作有金屬圖形，每層硅基磁性材料襯底中設有貫穿性通孔，通孔金屬化后，將硅基磁性材料襯底上下表面的金屬圖形連接在一起，兩層硅基磁性材料襯底中的金屬圖形和金屬化通孔共同構成諧振結構;在第一硅基磁性材料襯底I的下表面和第二硅基磁性材料襯底7的上表面相對位置設有空氣槽，空氣槽用于調配磁場場強，所述第一硅基磁性材料襯底I上表面的金屬圖形上設有磁鐵15。
[0019]具體的，如圖1所示，第一硅基磁性材料襯底I的上表面設有第一金屬圖形2，下表面設有第二金屬圖形3，第一金屬圖形2與第二金屬圖形3之間的硅基磁性材料襯底上設有第一通孔，所述第一通孔經金屬化后形成第一金屬化通孔4，第一金屬化通孔4將所述第一金屬圖形2和第二金屬圖形3連接在一起;所述第一硅基磁性材料襯底I的下表面設有第一空氣槽5，所述第一空氣槽位于第二金屬圖形3與第一磁性材料6之間；
第二硅基磁性材料襯底7的下表面設有第三金屬圖形8，上表面設有第四金屬圖形9，第三金屬圖形8與第四金屬圖形9之間的硅基磁性材料襯底上設有第二通孔，所述第二通孔經金屬化后形成第二金屬化通孔10，第二金屬化通孔10將所述第三金屬圖形8和第四金屬圖形9連接在一起;所述第二硅基磁性材料襯底7的上表面設有第二空氣槽11，所述第二空氣槽11位于第四金屬圖形9與第二磁性材料12之間；
與所述第一空氣槽5相對的第二硅基磁性材料襯底7的上表面設有第三空氣槽13，與所述第二空氣槽11相對的第一硅基磁性材料襯底I的下表面設有第四空氣槽14;所述第一金屬圖形2的上表面設有磁鐵15。
[0020]需要指出的是，優選的情況下，采用的硅基磁性材料襯底中的硅片16為高阻硅;磁性材料的形狀和位置需要根據器件性能要求而制作，可以為圓形、方形或三角形等。金屬化通孔可以為圓孔、方孔或長條孔。空氣槽形狀和深度同樣需要根據器件性能要求而制作，上層襯底和下層襯底中的空氣槽深度可以相同也可以不同，從而實現襯底內部空腔結構，提高器件Q值。磁鐵裝配位置應與襯底中磁性材料位置相對應，大小相當。
[0021]硅基磁性材料襯底中的貫穿性通孔結構采用光刻，DRIE(深反應離子刻蝕)實現，襯底表面金屬層采用金屬化工藝實現，金屬圖形采用光刻、腐蝕工藝實現。襯底內空氣槽采用光刻，DRIE實現。兩層襯底采用對準、鍵合工藝實現精確地對準、裝配。磁鐵使用顯微鏡、環氧膠進行裝配。
[0022]所述環形器通過使用硅基磁性材料襯底制作，可以獲得旋磁特性，并采用微電子機械加工技術制備，由于微電子機械加工技術具有的高精度的優點，獲得的環行器在微波/毫米波頻段具有損耗小、一致性高等優異的器件性能。
【主權項】
1.一種基于硅基磁性材料襯底的環形器，其特征在于:包括上下兩層堆疊在一起的硅基磁性材料襯底，所述娃基磁性襯底包括娃片(16)和位于娃片內的磁性材料;每層娃基磁性材料襯底的上下表面制作有金屬圖形，每層硅基磁性材料襯底中設有貫穿性通孔，通孔金屬化后，將娃基磁性材料襯底上下表面的金屬圖形連接在一起，兩層娃基磁性材料襯底中的金屬圖形和金屬化通孔共同構成諧振結構;在第一硅基磁性材料襯底(I)的下表面和第二硅基磁性材料襯底(7)的上表面相對位置設有空氣槽，空氣槽用于調配磁場場強，所述第一硅基磁性材料襯底(I)上表面的金屬圖形上設有磁鐵(15)。2.如權利要求1所述的基于硅基磁性材料襯底的環形器，其特征在于:第一硅基磁性材料襯底(I)的上表面設有第一金屬圖形(2)，下表面設有第二金屬圖形(3)，第一金屬圖形(2)與第二金屬圖形(3)之間的硅基磁性材料襯底上設有第一通孔，所述第一通孔經金屬化后形成第一金屬化通孔(4)，第一金屬化通孔(4)將所述第一金屬圖形(2)和第二金屬圖形(3)連接在一起;所述第一硅基磁性材料襯底(I)的下表面設有第一空氣槽(5)，所述第一空氣槽位于第二金屬圖形(3)與第一磁性材料(6)之間；第二硅基磁性材料襯底(7)的下表面設有第三金屬圖形(8)，上表面設有第四金屬圖形(9)，第三金屬圖形(8)與第四金屬圖形(9)之間的硅基磁性材料襯底上設有第二通孔，所述第二通孔經金屬化后形成第二金屬化通孔(10)，第二金屬化通孔(10)將所述第三金屬圖形(8)和第四金屬圖形(9)連接在一起；所述第二硅基磁性材料襯底(7)的上表面設有第二空氣槽(11)，所述第二空氣槽(11)位于第四金屬圖形(9)與第二磁性材料(12)之間；與所述第一空氣槽(5)相對的第二硅基磁性材料襯底(7)的上表面設有第三空氣槽(13)，與所述第二空氣槽(11)相對的第一硅基磁性材料襯底(I)的下表面設有第四空氣槽(14);所述第一金屬圖形(2)的上表面設有磁鐵(15)。3.如權利要求2所述的基于硅基磁性材料襯底的環形器，其特征在于:所述磁鐵(15)與所述第一磁性材料(6)相對設置，第一磁性材料(6)與第二磁性材料(12)相對設置。4.如權利要求1或2所述的基于硅基磁性材料襯底的環形器，其特征在于:所述硅片(16)為高阻硅片。5.如權利要求1或2所述的基于硅基磁性材料襯底的環形器，其特征在于:所述磁性材料為圓形、方形或三角形。6.如權利要求2所述的基于硅基磁性材料襯底的環形器，其特征在于:通孔為圓孔、方孔或長條孔。7.如權利要求2所述的基于硅基磁性材料襯底的環形器，其特征在于:第一硅基磁性材料襯底(I)和第二硅基磁性材料襯底(7 )上的空氣槽深度相同或者不同。8.如權利要求1或2所述的基于硅基磁性材料襯底的環形器，其特征在于:所述通孔采用光刻或深反應離子刻蝕工藝形成，金屬圖形采用金屬化、光刻、腐蝕工藝形成。9.如權利要求1或2所述的基于硅基磁性材料襯底的環形器，其特征在于:所述空氣槽采用光刻或深反應離子刻蝕工藝形成，磁鐵使用顯微鏡、環氧膠進行裝配。10.如權利要求1或2所述的基于硅基磁性材料襯底的環形器，其特征在于:第一硅基磁性材料襯底(I)與第二硅基磁性材料襯底(7)之間采用對準、鍵合工藝進行裝配。
【文檔編號】H01P1/38GK105932386SQ201610342732
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】汪蔚, 祁飛, 楊志, 楊擁軍, 王偉強
【申請人】中國電子科技集團公司第十三研究所