基于UV-LIGA工艺的微型腔体滤波器关键技术研究

Since microwave devices based on UV - LIGA technology have the advantages of small volume , high precision, high frequency and large capacity ,they have became the research target of RF microwave electronic devices now . The RF spectrum microwave devices researched in this project are in millimeter level, however the domestic mechanical processing method is difficult, so a new kind of machining method is put forward, this project intends to adopt photosensitive materials such as SU-8 and KMPR to fabricate high aspect ratio mold, analyzes the various problems occured in the process of multi-layer repeated lithography and multi-layer microstructures electroforming, then summarize a complete set of process parameters based on UV - LIGA technique . This project will use ka-band millimeter wave cavity filter as a specifical object whose center frequency is about 38 GHZ. Through the structure design and simulation optimization of the filter chamber, we will find n appropriate technological processes. Finally we will achieve the microwave device with low cost, small size and high performance .

基于UV-LIGA工艺加工的微波器件由于体积轻巧、精度高、频率高、信号容量大而成为现在射频微波电子设备的研究目标。本项目研究的RF微波器件大都在毫米级别，采用机械加工难度较大，因此提出一种新型的加工方法，拟采用SU8、KMPR等光敏材料制作高深宽比模具，采用多层多次对准光刻工艺和多层多次微结构的电铸工艺，对工艺过程出现的各种问题进行分析、总结，最终得到一套完整的基于UV-LIGA工艺的微波器件加工技术参数。本项目将以Ka波段(中心工作频率约为38GHz)的毫米波腔体滤波器作为具体研究内容，对滤波器腔体进行结构设计和优化仿真，设计出合理的加工工艺流程，最终制备出结构简单、性能优越的微波器件。

基于UV-LIGA工艺加工的微波器件由于体积轻小、精度高、频率高、信号容量大而成为现在射频微波电子设备的研究目标。本项目首先研究了基于PDMS/PMMA的六腔滤波器制造工艺，确定了以UV-LIGA工艺的加工流程，使用SU-8光刻胶作为结构材料，采用多层匀胶、逐层光刻、最终一次显影技术，精确构造出复杂的三维结构。同时利用优异的柔性材料PDMS对其进行翻模复制，用PMMA对PDMS负膜进行翻模复制得到滤波器的正膜结构，然后进行表面金属化处理，对完成的器件进行形貌测试。研究了微结构的电铸工艺中电镀液的成分配比和工艺参数。然后研究了基于SU-8紫外光刻工艺的MEMS射频同轴线仿真设计及加工制造，通过HFSS电磁仿真软件对设计的同轴线结构进行模型仿真与设计优化，采用SU-8紫外光刻工艺并结合铜的电镀工艺进行微型同轴线结构的加工。利用微波探针测试台对其传输性能进行测试，验证其是否满足六腔滤波器的需求以及其在高性能射频和微波电路上的适用性。最后研究了基于SU-8紫外光刻工艺的MEMS同轴波导转换器仿真设计及加工制造，采用同轴转波导的形式实现滤波器电磁性能的测试，将同轴接口转换成标准波导端口WR-22，然后通过波导端口与R&SZVA40网络分析仪实现无缝对接，有效减小了滤波器性能测试中信号的损耗。本项目以Ka波段的毫米波腔体滤波器作为具体研究内容，最终得到一套完整的基于UV-LIGA工艺的微波器件加工技术参数，制备出了结构简单、性能优越的微波器件。