專利名稱：射頻電路制造方法與射頻電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用絕緣材料層疊在銅或鋁等金屬基板上的金屬芯基板制造的射頻電路，尤其涉及在微波或毫米波段高頻范圍制造射頻電路的方法和這種射頻電路。
背景技術(shù)：
絕緣材料層疊在銅或鋁等金屬基板上的金屬芯基板，是眾所周知的一種射頻電路基板，已由Mitsubishi Resin公司以Diacore品名出售。用這種金屬芯基板制造的射頻電路，可從金屬基板散熱，可將射頻電路制成具有高散熱特性。在用金屬芯基板制造射頻電路時(shí)，根據(jù)與容納該射頻電路的外殼的關(guān)系，銅或鋁的厚度約為100μm或更大，一般為500μm～3mm。
圖1示出一例應(yīng)用金屬芯基板的射頻電路。該射頻電路由絕緣材料102、傳輸線103和通孔104構(gòu)成。絕緣材料102形成與銅或鋁等金屬基板101上，介質(zhì)損耗??；傳輸線103形成于絕緣材料102上；通孔104形成在金屬基板101與傳輸線103之間作電氣與熱導(dǎo)連接的導(dǎo)體。當(dāng)在微波或毫米波段高頻范圍內(nèi)制作射頻電路時(shí)，為減小傳輸線的介質(zhì)損耗，選用的絕緣材料具有低介質(zhì)損耗(低介質(zhì)損耗正切)特性，如聚酰亞胺或聚四氟乙烯。
為了以膜結(jié)構(gòu)制作射頻電路，可在金屬基板101中形成空腔105，同時(shí)可把波導(dǎo)接至空腔105，而該波導(dǎo)發(fā)射從天線輸入的信號(hào)，由此構(gòu)成的轉(zhuǎn)換器可以把膜結(jié)構(gòu)電路從波導(dǎo)轉(zhuǎn)入平面電路。
然而，在金屬基板101中形成空腔105時(shí)，通常在基板101上形成一掩膜以進(jìn)行蝕刻而形成空腔105。一般難以把空腔105形成期望的形狀，即空腔105應(yīng)在形式上各向同性并被蝕刻成有點(diǎn)朝向掩膜內(nèi)部。另外，當(dāng)金屬基板101厚度為1mm時(shí)，若金屬基板101上的蝕刻速率為5μm/分鐘，加工時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3小時(shí)20分鐘，故不認(rèn)為該方法是一種有效的加工方法。
另一種方法是在金屬基板101中預(yù)先設(shè)置好空腔105，以便熱壓絕緣材料102。但在該方法中，絕緣材料102流入金屬基板101的空腔105中，難以獲得適宜的膜結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述而作出，其目的是提供一種便于制造膜結(jié)構(gòu)型射頻電路的方法。
本發(fā)明的射頻電路制造方法包括下述步驟第一步，用絕緣材料形成電路，該絕緣材料的兩面或一面粘附有銅等金屬；第二步，把有空腔的金屬基板與第一步驟制作的電路接合在一起；第三步，在電路上安裝有源元件；和第四步，把第三步驟制作的電路與帶間壁的蓋連接起來。
置于蓋上的間壁形成于蓋外周而包繞射頻電路，根據(jù)需要，蓋內(nèi)部為真空、充填惰性氣體或氮?dú)狻?br> 根據(jù)需要，金屬基板在其內(nèi)部形成有空腔的凸形突出部分。
絕緣材料較佳地在1GHZ時(shí)具有0.003或更小的介電損失正切值。
本發(fā)明另一種制造射頻電路的方法包括下述步驟第一步，用膜具沖切金屬基板，形成空腔；第二步，對(duì)膜具沖切的金屬小板用等離子體或臭氧作表面處理或清潔；第三步，把表面處理過的金屬小板插入金屬基板空腔里；和第四步，把形成電路的絕緣材料配置在金屬基板上，再熱壓接合。


圖1是使用普通金屬芯基板的膜結(jié)構(gòu)射頻電路的剖面圖；圖2是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的射頻電路的剖面圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例除去蓋的射頻電路平面圖，其中圖3A是從下面觀看的蓋的平面圖，圖3B是射頻電路除去蓋后的平面圖；圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例的射頻電路蓋的透視圖；圖5A～5D是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的射頻電路的電路制造工藝的剖面圖；圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例的射頻電路的剖面圖；圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例的射頻電路的剖面圖；
圖8是本發(fā)明第四實(shí)施例的射頻電路的剖面圖；圖9是本發(fā)明第五實(shí)施例的射頻電路的剖面圖；圖10是本發(fā)明第五實(shí)施例射頻電路蓋的透視圖；圖11是本發(fā)明第六實(shí)施例射頻電路的剖面圖；圖12是本發(fā)明第六實(shí)施例底面?zhèn)壬漕l電路的透視圖；圖13是本發(fā)明第六實(shí)施例射頻電路與另一射頻電路連接后的剖面圖；圖14A～14F是示出本發(fā)明第七實(shí)施例的射頻電路制造方法過程的剖面圖；圖15A～15F是示出本發(fā)明第八實(shí)施例的射頻電路制造方法過程的剖面圖；圖16A～16E是示出本發(fā)明第九實(shí)施例的射頻電路制造方法過程的剖面圖；和圖17A～17E是示出本發(fā)明第十實(shí)施例的射頻電路制造方法過程的剖面圖；具體實(shí)施方式
下面參照附圖示出本發(fā)明諸示例實(shí)施例。
1.第一示例實(shí)施例圖2示出一例用本發(fā)明的射頻電路制造方法制作的射頻電路。金屬基板1是銅、含銅合金或鋁，厚度為100μm或更大，一般為500μm或更大，上面形成絕緣板2。絕緣板2由低介電損失(約0.05或更小)的絕緣材料形成。在制作用于微波或毫米波段的高頻段的射頻電路時(shí)，在1GHZ測(cè)量頻率下，作為一種材料特性，絕緣板2的介電損失正切值較佳為約0.003或更小。以介電損失來衡量，若該值很大，就難以構(gòu)成一種有用的電路作為本發(fā)明要應(yīng)用的用于微波或毫米波段的高頻范圍的高頻電路。例如，稱為FR-4的玻璃環(huán)氧基絕緣材料是一種普通的電路基板絕緣材料，其介電損失正切值在1GHZ測(cè)量頻率下約為0.02，作為一種用于在微波或毫米波段上制作高頻電路的絕緣材料，不會(huì)優(yōu)選這種材料。因此，為減小傳輸線上的介電損失，要選用低介電損失特性(低介電損失正切)的材料作為絕緣板2，如聚酰亞胺、聚四氟乙烯、液晶聚合物或苯并環(huán)丁烯。
絕緣板2的兩面形成有傳輸線3，如微帶線，共面帶線、槽線或接地線。同時(shí)，絕緣板2還形成有被導(dǎo)體埋置的空腔。這樣，形成的通孔4以電氣與熱導(dǎo)方式在絕緣板2相對(duì)兩面的傳輸線3之間作連接。金屬基板1的空腔5作為波導(dǎo)提供膜結(jié)構(gòu)。在絕緣板2上表面上，傳輸線3有一高頻電路圖案，可在其上安置有源元件6，如MMIC(毫米波(或微波)單塊集成電路)、HBT(異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管)或HEMT(高電子遷移率晶體管)。有源元件6與傳輸線3通過導(dǎo)線7連接而構(gòu)成期望的高頻電路。蓋8接合在絕緣板2上表面的傳輸線3上，覆蓋著整個(gè)高頻電路起到電磁屏作用。一部分傳輸線3伸出蓋8對(duì)外部裝置提供連接端子。
圖3A是圖2的射頻電路在除去蓋子8后從下面觀看該射頻電路時(shí)的平面圖，圖3B是射頻電路除去蓋8后從上面觀看的平面圖。陰影區(qū)示出圖2的傳輸線3，虛線5表示形成于圖2金屬板1里的空腔5位于絕緣板2下面的區(qū)域中。作為波導(dǎo)的空腔5、槽線19與蓋8構(gòu)成波導(dǎo)—平面線轉(zhuǎn)換電路。
圖4中，把圖3A的蓋8示為透視圖。在圖3A和4中，陰影區(qū)是與圖3B的射頻電路直接接觸的區(qū)域，該區(qū)域構(gòu)成的間壁9對(duì)應(yīng)于傳輸線3與有源元件6。間壁9專用于抑制有源元件6輻射的不希望有的無線電波。除了防止不需要的無線電波朝射頻電路外面輻射外，還可防止無線電波在有源元件6之間互干擾，因而可提高整個(gè)射頻電路的可靠性。
而且，盡管未作圖示，需要時(shí)可在間壁9下表面裝上無線電波吸收器，以進(jìn)一步提高射頻電路的可靠性。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5A～5D說明圖2～4所示射頻電路的制造方法。
圖5A示出了制造電路基板的工藝，即在低損耗絕緣板2的兩面形成傳輸線3和通孔4，通孔4形成一導(dǎo)體在兩面?zhèn)鬏斁€3之間作電氣與熱導(dǎo)連接。絕緣板2和傳輸線3使用一種片狀材料，市場(chǎng)上稱為兩面附銅的層壓板。通過鉆孔、激光或蝕刻，可在對(duì)應(yīng)于通孔4的位置上的穿孔以打通該層壓板，再在穿孔中埋置連接導(dǎo)體而形成通孔4。
圖5B示出的工藝是把以圖5A的工藝制作的電路基板接合到預(yù)先形成有空腔5的金屬基板1上。在金屬基板1中形成空腔5的方法，可以使用銑削或沖壓等機(jī)械加工，在加工效率方面，沖壓法最有效。
把圖5A工藝制作的電路基板與金屬基板1接合起來的方法，可以應(yīng)用使用高電導(dǎo)或熱導(dǎo)粘結(jié)劑或接合劑的接合工藝，或者應(yīng)用加熱與加壓直接或通過具有電導(dǎo)率或熱導(dǎo)率的熱塑或熱固膜，把它們接合起來。
通過如此分別制作有空腔5的金屬基板1與電路基板再把它們接合在一起，可在短時(shí)間內(nèi)在金屬基板中形成期望形狀的空腔5。此外，由于不用蝕刻，可以明顯減少制作射頻電路的時(shí)間。
圖5C示出的工藝用線焊技術(shù)將有源元件6電氣連接到傳輸線3上。順便提一下，有源元件6與傳輸線3之間可用倒裝片安裝法代替引線接合技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣連接。
圖5D的工藝可將蓋8接合于電路基板。雖然接合方法可以與上述在電路基板與金屬基板1之間作接合的方法相似，但是有效的接合方法尤其是用施加器向間壁9(圖4中蓋8的陰影區(qū))施加膏狀環(huán)氧基粘結(jié)劑，粘合后再熱固。
這樣，實(shí)施例1能以簡(jiǎn)單的方法制作精密形狀的膜結(jié)構(gòu)射頻電路，解決了應(yīng)用金屬芯基板所存在的問題，并且還提高了射頻電路的制作效率。
用該法制造的射頻電路可應(yīng)用于無線電終端、基站設(shè)備、無線電測(cè)量設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備等，從而可制得可靠的設(shè)備。
2.第二示例實(shí)施例圖6示出一例本發(fā)明實(shí)施例2的射頻電路剖面結(jié)構(gòu)。實(shí)施例2的射頻電路是一個(gè)傳輸線3經(jīng)通孔4對(duì)金屬基板1接地的例子，它與圖2的射頻電路的差異是在金屬基板1與絕緣板2之間無傳輸線3。制作方法與實(shí)施例1相似，但是用在一面與銅接合的層壓板，代替了圖5A所示在兩面與銅接合的層壓板，因而不再重述。
3.第三示例實(shí)施例圖7示出一例本發(fā)明實(shí)施例3的射頻電路剖面結(jié)構(gòu)，圖7中與圖6相同的元件標(biāo)以同樣標(biāo)號(hào)且不再描述。本例中，有源元件6通過導(dǎo)電粘結(jié)劑18接合于傳輸線3上，天線10向外部設(shè)備輸入輸出無線電波。圖中與天線10耦合的區(qū)域A構(gòu)成一波導(dǎo)—平面線路轉(zhuǎn)換器，區(qū)域A的形式是在空腔5上面有介電材料2。該結(jié)構(gòu)一般稱為膜結(jié)構(gòu)。傳輸線3經(jīng)通孔4電氣連接至作為導(dǎo)體的金屬基板1，此時(shí)金屬基板1作為傳輸線3的地。同時(shí)，有源元件6產(chǎn)生的熱通過通孔4釋放到金屬基板1，而后者作為對(duì)外界的散熱器，因而具有使微波或毫米波器件包括波導(dǎo)—平面線路轉(zhuǎn)換器冷卻的功能。
圖7的射頻電路若配有接在空腔5區(qū)域的天線10，就可構(gòu)成一個(gè)減小全電路尺寸的波導(dǎo)—平面線路轉(zhuǎn)換器。
4.第四示例實(shí)施例圖8示出一例本發(fā)明實(shí)施例4的射頻電路剖面結(jié)構(gòu)。該電路近似于圖2的電路，差別在于，B區(qū)即有源元件6與絕緣材料2下面的傳輸線3直接接觸。圖8結(jié)構(gòu)的射頻電路可以構(gòu)成一種散熱效果好的射頻電路，因?yàn)橛性丛?產(chǎn)生的熱可在傳輸線3上直接發(fā)散或通過金屬基板1發(fā)散。該射頻電路的制造方法與實(shí)施例1相似，但是對(duì)有源元件6設(shè)置的空腔替代了圖5A工藝的通孔4，而有源元件6在圖5C工藝中設(shè)置在空腔里。
根據(jù)實(shí)施例4，可以簡(jiǎn)單的方法制作一種散熱特性優(yōu)良的精密形狀的膜結(jié)構(gòu)射頻電路。
5.第五示例實(shí)施例圖9示出一例本發(fā)明實(shí)施例5的射頻電路剖面結(jié)構(gòu)。該電路近似于圖2的電路，但在C部分與圖2不同。圖9與圖2的差別在于，絕緣材料21、22為雙層形式，傳輸線301～303為三層形式，形成在蓋8上的間壁9具有在蓋8整個(gè)周邊延伸的周邊，如圖10的透視圖所示。
通過把絕緣材料2作成雙層結(jié)構(gòu)，被蓋8覆蓋的內(nèi)部傳輸線3可通過通孔41、下層絕緣材料22上的傳輸線302和通孔42延伸到蓋8外面的傳輸線303，因而延伸至外面時(shí)不觸及蓋8。結(jié)果，蓋8的整個(gè)周邊可作為與射頻電路直接接合的表面。將蓋8的凹槽內(nèi)部抽成真空或充以氬(Ar)或氮(N2)等惰性氣體，射頻電路就可與外部空氣隔離，從而防止有源元件6因與空氣中的氧或潮氣反應(yīng)發(fā)生老化而劣化。對(duì)于射頻電路的制造方法，可以不加變化地應(yīng)用圖5A～5D所示的電路制造方法。
根據(jù)實(shí)施例5，可以提供一種可靠而精密形狀的膜結(jié)構(gòu)射頻電路。
6.第六示例實(shí)施例圖11示出一例本發(fā)明實(shí)施例6的射頻電路剖面結(jié)構(gòu)。該電路近似于圖2的電路，差別在于，在射頻電路膜區(qū)域的金屬基板11中形成一凸部12。圖12是圖11從底面看的透視圖。帶凸部12的金屬基板11的制造方法，雖然可用切割或蝕刻等加工法實(shí)現(xiàn)，但是可應(yīng)用材料利用率與操作時(shí)效俱佳的壓制機(jī)作深度壓延。制造該射頻電路的其它工藝類似于圖5A～5D的工藝。
圖11與12所示具有金屬基板11的射頻電路，在結(jié)構(gòu)上便于同另一射頻電路裝置連接。
圖13示出一例使圖11的射頻電路與另一射頻電路連接的形式。被連接的射頻電路包括天線13和內(nèi)設(shè)波導(dǎo)區(qū)15的連接外殼14，將連接外殼14接到金屬基板11，使金屬基板11的凸部12耦合至外殼14的波導(dǎo)15。這樣，對(duì)于在天線13輸入或輸出的無線電波16而言，金屬基板11就作為波導(dǎo)的一部分而工作。
在該場(chǎng)合中，對(duì)于天線13發(fā)射和接收的無線電波16而言，該膜結(jié)構(gòu)電路就作為一個(gè)波導(dǎo)—平面電路轉(zhuǎn)換裝置，把波導(dǎo)15轉(zhuǎn)換成一種由絕緣材料2、傳輸線3、通孔4、有源元件與蓋8構(gòu)成的平面電路。
利用這種方式，實(shí)施例6有利于與圖13實(shí)例所示的另一射頻元件部分連接，從而縮小整個(gè)電路的尺寸。
7.第七示例實(shí)施例圖14A～14F示出的一部分射頻電路制造方法工藝，用于制造包括波導(dǎo)—平面線路轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的微波或毫米波裝置。這樣示出的一種工藝用于制造將金屬基板與介電材料接合在一起的膜結(jié)構(gòu)。
圖14A是只有金屬基板21的狀況。圖14B中，通過用模具壓制，在金屬板21中形成沖切穿孔22。圖14C示出的狀況是在沖切的金屬小板23在上表面作表面處理而形成表面處理層24。表面處理層24的形成方法是加一硅基或聚四氟乙烯基表面處理材料，或涂布或蒸涂一層聚酰亞胺等有機(jī)膜。表面處理的目的在于，在后道工藝在介電材料與金屬基板之間接合期間，使得帶表面處理層24的金屬小板23不易同介電材料接合。圖14D示出的工藝是把形成有表面處理層24的金屬小板23插入金屬基板21的穿孔22。圖14E示出的工藝是對(duì)介電材料25作熱壓，并把它接合到金屬基板21上。此時(shí)，由于存在金屬小板23，所以介電材料25在成形時(shí)不會(huì)流入金屬基板21中存在的穿孔22。
由于本發(fā)明應(yīng)用于微波或毫米波段的高頻范圍，所以本工藝使用的介電材料25必須減小介電損失。要選用低介電損失(低介電損失正切)的材料，如聚酰亞胺、聚四氟乙烯、二者的聚合物、液晶聚合物或苯并環(huán)丁烯等。
圖14F的工藝是從金屬基板21中取出有表面處理層24的金屬小板23。金屬小板23由于作過表面處理，所以很容易從金屬基板21中取出，不會(huì)與介電材料25粘合。
通過執(zhí)行圖14A～14F所示的工藝，介電材料25便形成在具有穿孔22的金屬基板21上，這樣就可制造一種形狀合適的膜結(jié)構(gòu)和小型、高功能的微波或毫米波器件。
8.第八示例實(shí)施例圖15A～15F示出的第二種方法通過把金屬基板21與介電材料25接合起來制作膜結(jié)構(gòu)。圖15A和15B的工藝類似于圖14A和14B，區(qū)別在后道工藝。圖15C的工藝是對(duì)金屬基板21的表面作等離子體清洗或臭氧清潔。等離子體清潔或臭氧清潔在金屬基板21的表面上形成處理層26。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在金屬基板21和介電材料25熱壓之前作等離子體或臭氧清潔處理，大大提高了熱壓后在金屬基板21與介電材料25之間的粘合力。而且還確認(rèn)，對(duì)介電材料25與金屬基板21的接合面也作等離子體或臭氧清潔處理，進(jìn)一步增大了粘合力。根據(jù)這一特點(diǎn)，若只對(duì)帶穿孔22的金屬基板21作等離子體或臭氧清潔處理而不對(duì)金屬小板23作表面處理，則在圖15F的工藝中可有利于使金屬小板22與金屬基板21分離。
等離子體清潔法包括在空氣中直接輻射等離子體的大氣壓等離子體法、在真空中作等離子體處理的平行板等離子體蝕刻法和反應(yīng)離子蝕刻法。反應(yīng)等離子體蝕刻法的清潔效果最大。舉例來說，應(yīng)用反應(yīng)等離子體蝕刻法的清潔條件包括O2和CF4氣體的混合比為4∶1，氣體總流速為50sccm，真空度為20Pa，射頻功率(13.56MHZ)為1.2w/cm2，等離子體輻射時(shí)間為30秒。在這些條件下，可確保圖15E中金屬基板21與介電材料25之間的粘合力?？梢哉J(rèn)為，粘合力提高的原因如下。即，金屬基板21表面上因暴露于空氣而沉積的碳等污染物，可用等離子體除去。
順便提一下，除了反應(yīng)等離子體蝕刻法外，還可應(yīng)用感應(yīng)耦合等離子體蝕刻等方法。
除了用等離子體清潔外，用臭氧清潔也有效。臭氧清潔法是在把要清潔的金屬基板與介電材料放在充O2氣的容器里之后，對(duì)O2氣輻射紫外光而使O2氣臭氧化，由此對(duì)它激活，使之與金屬基板和介電材料上沉積的碳等發(fā)生反應(yīng)，從而將它們除去。
圖15D和后面的圖的工藝幾乎與圖14D和后面的圖的工藝相同，圖15D是將金屬小板23送回金屬基板21，圖15E是用熱壓法把金屬基板21與介電材料25接合起來，而圖15F是取出金屬小板23。在圖15F中，金屬基板21未作等離子體或臭氧清潔處理，因而容易分離而不與介電材料25粘合。
9.第九示例實(shí)施例圖16A～16E是本發(fā)明實(shí)施例9的射頻電路制造方法的工藝圖。圖16A是用實(shí)施例7或8的方法制作的膜結(jié)構(gòu)。圖16B示出對(duì)介電材料25中的通孔形成穿孔27的工藝。穿孔27的形成方法最好應(yīng)用具有紫外光激光振蕩波長(zhǎng)的激光加工法，因?yàn)橹睆綖?.03mm或更小的通孔很難用鉆孔法實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，干法蝕刻的蝕刻速率約為0.5～2μm/min，當(dāng)介電材料厚100μm時(shí)，要加工50～200分鐘，還要做掩膜形成處理。因此，這些方法都不認(rèn)為是實(shí)用的形成方法。在激光加工中，可用普通二氧化碳?xì)怏w激光器加工，其缺點(diǎn)是因是熱加工會(huì)在介電膜中形成熱劣化層。另一方面，在具有紫外光激光振蕩波長(zhǎng)的激光加工法中，如在受激準(zhǔn)分子或YAG激光三次諧波中，由于加工機(jī)理以介電材料消融為主，可以抑制對(duì)介電材料的熱損害。
圖16c的工藝用于形成傳輸線28，包括在穿孔27中形成導(dǎo)體。傳輸線形成可以組合電鍍、金屬膜濺射、光刻膠形成/曝光/顯影、導(dǎo)電膏形成等方法實(shí)現(xiàn)。形成在穿孔27里的導(dǎo)體形成通孔29。
圖16D是安裝MMIC、HBT或HEMT等有源元件30的工藝。在傳輸線28(在電氣上不與另一傳輸線連接)上形成導(dǎo)電粘結(jié)劑31后，在其上安裝有源元件30。導(dǎo)電粘結(jié)劑31用熱固等方法硬化。通過導(dǎo)線32與另一傳輸線28作電氣連接。
最后，用導(dǎo)電膏粘合用作屏蔽的蓋33，如圖16E所示10.第十示例實(shí)施例圖17A～17E是一種射頻電路制造方法，其工藝與圖16A～16E相似，差別在于有源元件30直接裝在金屬基板21上。
圖17A與圖16A相同，是一種用實(shí)施例7或8的方法制造的膜結(jié)構(gòu)。圖17B的工藝用于在介電材料25中為通孔形成穿孔27，并形成安裝有源元件30的空間35。穿孔27與空間35的形成方法最好應(yīng)用具有紫外光激光振蕩波長(zhǎng)的激光加工，理由與實(shí)施例9所述的相同。
圖17c的工藝用圖16c同樣的方法形成傳輸線28。圖17D的工藝將有源元件30直接裝在金屬基板21上，方法與圖16D相同。
通過將有源元件30直接裝在金屬基板21上，在制作包括波導(dǎo)—平面線路轉(zhuǎn)換器的微波或毫米波裝置時(shí)，有源元件30發(fā)出的熱可直接釋放到散熱性高的金屬基板21，從而提供可靠的微波或毫米波裝置。同時(shí)，通過把有源元件30直接裝在金屬基板21上，可以明顯縮短導(dǎo)線32，例如若介電材料25的厚度為100μm，有源元件30的厚度也為100μm。通過縮短導(dǎo)線32的長(zhǎng)度，可抑制電路阻抗調(diào)制，從而可制作優(yōu)質(zhì)的微波或毫米波裝置。
11.第十一示例實(shí)施例在實(shí)施例1～10中，金屬基板1、11、21若使用銅或含銅合金材料，在環(huán)境上是有利的，因?yàn)殂~便于用氯化銅或氯化鐵回收。近年來，已在推進(jìn)電子器械回收工作，應(yīng)用便于回收的銅作為金屬基板，對(duì)于包括波導(dǎo)—平面線路轉(zhuǎn)換器的微波或毫米波裝置以及通信終端、基站設(shè)備、無線電測(cè)量設(shè)備與應(yīng)用這種裝置的雷達(dá)設(shè)備而言，增強(qiáng)了回收能力。
同時(shí)，在實(shí)施例6中將銅用作金屬基板11材料的場(chǎng)合中，由于銅的延壓性高，所以便于實(shí)現(xiàn)深度壓延。
權(quán)利要求
1.一種具有膜結(jié)構(gòu)的射頻電路的制造方法，其特征在于，該制造方法包括以下步驟在金屬基板中形成一空腔；在絕緣材料板上形成電路單元，所述絕緣材料板的兩面或一面接合有銅；把具有空腔的金屬基板與形成有電路單元的絕緣材料板接合在一起；在所述電路單元上安裝有源元件；和把具有間壁的蓋接合到裝有有源元件的電路上。
2.如權(quán)利要求1所述的制造射頻電路的方法，其特征在于，在絕緣材料板上形成電路單元的步驟包括以下步驟在其兩面或一面接合有銅的絕緣材料板上形成電路圖案；在對(duì)應(yīng)于通孔的位置形成穿孔；和在穿孔中埋置連接導(dǎo)體，形成通孔。
3.如權(quán)利要求2所述的制造射頻電路的方法，其特征在于，還包括在安裝有源元件的位置上形成空腔的步驟。
4.如權(quán)利要求2所述的制造射頻電路的方法，其特征在于，在對(duì)應(yīng)于通孔的位置形成穿孔的步驟，是用紫外光激光加工、鉆孔與干法蝕刻之一實(shí)現(xiàn)的。
5.如權(quán)利要求3所述的制造射頻電路的方法，其特征在于，在安裝有源元件的位置形成空腔的步驟，是用紫外光激光加工、鉆孔與干法蝕刻之一實(shí)現(xiàn)的。
6.一種具有膜結(jié)構(gòu)的射頻電路的制造方法，其特征在于，該制造方法包括下述步驟第一步，用模具沖切金屬基板而形成空腔；第二步，對(duì)第一步?jīng)_切的金屬小板作表面處理；第三步，把第二步表面處理過的金屬小板插入金屬基板空腔內(nèi)；和第四步，在金屬基板上設(shè)置絕緣材料，再將它們通過熱壓而接合在一起。
7.如權(quán)利要求6所述的制造射頻電路的方法，其特征在于，對(duì)金屬小板作表面處理的步驟，是施加硅或聚四氟乙烯系的表面處理材料的步驟。
8.如權(quán)利要求6所述的制造射頻電路的方法，其特征在于，對(duì)金屬小板作表面處理的步驟，是涂布或蒸涂有機(jī)膜的步驟。
9.如權(quán)利要求9所述的制造射頻電路的方法，其特征在于，對(duì)金屬小板作表面處理的步驟，是用等離子體或臭氧清潔的步驟。
10.一種膜結(jié)構(gòu)型射頻電路，其特征在于包括包含傳輸線的電路圖案，所述圖案形成在其兩面或一面接合了銅的絕緣材料板上；其有源元件裝在電路圖案預(yù)定位置的電路單元；其空腔耦合至電路單元的金屬基板；和耦合成覆蓋電路單元預(yù)定位置的蓋。
11.如權(quán)利要求10所述的射頻電路，其特征在于，所述絕緣材料板有一層或兩層或更多層。
12.如權(quán)利要求10所述的射頻電路，其特征在于，所述蓋外周還包括圍繞射頻電路的間壁。
13.如權(quán)利要求10所述的射頻電路，其特征在于，所述金屬基板是一種帶凸出部的形式，凸出部里面有一空腔。
14.如權(quán)利要求10所述的射頻電路，其特征在于，還包括形成于空腔區(qū)的波導(dǎo)和耦合至波導(dǎo)的天線。
15.如權(quán)利要求10所述的射頻電路，其特征在于，還包括連接至所述射頻電路的第二射頻電路，所述第二射頻電路具有內(nèi)設(shè)天線與波導(dǎo)部件的連接外殼，連接外殼的波導(dǎo)部件連接成與金屬基板的凸出部相耦合。
16.如權(quán)利要求10所述的射頻電路，其特征在于，所述絕緣材料板的介電損失正切在1GHZ時(shí)為0.003或更小。
17.如權(quán)利要求10所述的射頻電路，其特征在于，所述絕緣材料板是液晶聚合物、苯并環(huán)丁烯、含聚四氟乙烯聚酰亞胺之一。
18.如權(quán)利要求10所述的射頻電路，其特征在于，所述金屬基板材料是銅或含銅合金。
19.如權(quán)利要求10所述的射頻電路，其特征在于，所述蓋內(nèi)部為真空態(tài)或充有惰性氣體或氮?dú)狻?br> 20.一種裝有膜結(jié)構(gòu)射頻電路的無線電終端設(shè)備，其特征在于包括一種包括傳輸線的電路圖案，所述圖案形成在其兩面或一面接合了銅的絕緣材料板上；一種其有源元件裝在電路圖案預(yù)定位置的電路單元；其空腔耦合至電路單元的金屬基板；和耦合成覆蓋住電路單元預(yù)定位置的蓋。
21.一種裝有膜結(jié)構(gòu)型射頻電路的無線電基站設(shè)備，其特征在于包括一種包含傳輸線的電路圖案，所述圖案形成在其兩面或一面接合了銅的絕緣材料板上；一種其有源元件裝在電路圖案預(yù)定位置的電路單元；其空腔耦合至電路單元的金屬基板；和耦合成覆蓋住電路單元預(yù)定位置的蓋。
22.一種裝有膜結(jié)構(gòu)型射頻電路的無線電測(cè)量設(shè)備，其特征在于包括一種包含傳輸線的電路圖案，所述圖案形成在其兩面或一面接合了銅的絕緣材料板上；一種其有源元件裝在電路圖案預(yù)定位置的電路單元；其空腔耦合至電路單元的金屬基板；和耦合成覆蓋住電路單元預(yù)定位置的蓋。
23.一種裝有膜結(jié)構(gòu)型射頻電路的雷達(dá)設(shè)備，其特征在于包括一種包含傳輸線的電路圖案，所述圖案形成在其兩面或一面接合了銅的絕緣材料板上；一種其有源元件裝在電路圖案預(yù)定位置的電路單元；其空腔耦合至電路單元的金屬基板；和耦合成覆蓋住電路單元預(yù)定位置的蓋。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種具有膜結(jié)構(gòu)的射頻電路及其制造方法。該射頻電路的電路單元形成在其兩面或一面粘合了銅的絕緣材料板上，從而把帶空腔的金屬基板與形成電路單元的絕緣材料板接合在一起。電路單元裝有有源元件，其上粘合帶間壁的蓋以封裝。形成膜結(jié)構(gòu)的金屬基板中的空腔由壓制機(jī)沖切形成。由于金屬基板不是濕法蝕刻，所以能容易地對(duì)金屬基板的空腔作精密的尺度控制。另外，還能縮短對(duì)空腔區(qū)的加工時(shí)間。
文檔編號(hào)H05K1/05GK1462088SQ0214061
公開日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2002年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月5日
發(fā)明者小倉(cāng)洋, 高橋和晃 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社