一种超高频射频电阻器的制作方法

1.本发明涉及射频电阻器领域，尤其涉及一种超高频射频电阻器。


背景技术：

2.射频电阻器就是利用高频电流以形成高频电磁波的电子元器件,是微波通信领域的关键元件。
3.射频电阻器随着工作频率的不断提高，反射损耗就会随之越来越大，同时发热越严重。为此，我公司开发了以金刚石基板为基板材料制成的超高频射频电阻器，其利用金刚石基板的超强导热性能，并在金刚石基板上复合金属散热基板，以提升射频电阻器的散热性能。
4.在常规的生产中，金刚石基板与金属散热基板的复合的工艺为：在金属散热基板与金刚石基板复合处，涂抹一层厚度约0.02mm的导热硅脂，然后以螺钉的方式固定成一体。导热硅脂的作用是排除金属散热基板与金刚石基板复合处空气，提升散热性能。
5.但导热硅脂的导热系数依然较低，其在金属散热基板与金刚石基板之间形成主要的热阻因素，影响散热性能的进一步提升。


技术实现要素：

6.本发明公开了一种超高频射频电阻器，其利用在金刚石基板底部的金属镀层，配合微量汞填充在金属散热基板与金刚石基板复合处，使金刚石基板底部的金属镀层与金属散热基板之间形成一体合金，极大的提升了金属散热基板与金刚石基板之间的传热性能。
7.一种超高频射频电阻器，所述超高频射频电阻器包括金属散热基板1、金刚石基板2、氮化钽电阻层3、封装层4、引出脚片5，所述金刚石基板2的底部真空蒸镀上一层金属镀层6，所述金属散热基板1与所述金刚石基板2之间添加微量汞复合。
8.进一步的，所述金属散热基板1为镀金紫铜板。
9.进一步的，所述金属镀层6材质为铜或银或金。
10.进一步的，所述金刚石基板底部设有一圈凹槽7，所述金属散热基板1在所述凹槽7对应的位置设有一圈凸起棱8。凸起棱内部以微量汞填充并形成一体合金，凸起棱外部则依然填充导热硅脂。凸起棱不仅可定位金刚石基板，而且起到围堰作用，极大的减缓汞的挥发。
11.进一步的，所述导热硅脂为可交联固化并吸收固定汞的导热硅脂，其配方为：端羟基硅油15～20份，端侧环氧硅油1～3份，导热硅油10～15份，聚硅氧烷3～5份，硅烷偶联剂1～2份，纳米蒙脱土8～10份。上述份数为质量份数。
12.进一步的，所述纳米蒙脱土粒径为20nm～50nm。
13.进一步的，所述纳米蒙脱土经进一步改性，可极大的提升吸收固定汞的能力，其制备方法为：
14.(1)将纳米蒙脱土分散于质量倍数3～5倍的90％乙醇中，加入纳米蒙脱土质量
20％～30％的多硫化物，加热至80℃～85℃，回流插层4h～6h；
15.(2)蒸出乙醇，并补充纳米蒙脱土质量倍数1～2倍的水，加入稀盐酸调节ph至5.0～5.5，然后加入纳米蒙脱土质量5％～10％的硅烷偶联剂，反应完成后烘干分散，制得改性纳米蒙脱土。
16.进一步的，所述硅烷偶联剂为kh580或kh590。
17.进一步的，所述多硫化物为双(3-三乙氧基硅基丙基)二硫化物或双(3-三乙氧基硅基丙基)四硫化物。
18.本发明的优点：
19.1、本发明利用在金刚石基板底部的金属镀层，配合微量汞填充在金属散热基板与金刚石基板复合处，使金刚石基板底部的金属镀层与金属散热基板之间形成一体合金，极大的提升了金属散热基板与金刚石基板之间的传热性能；
20.2、金属散热基板设有一圈凸起棱，凸起棱插入金刚石基板底部的凹槽后，凸起棱内部以微量汞填充并形成一体合金，凸起棱外部则依然填充导热硅脂，凸起棱不仅可定位金刚石基板，而且起到围堰作用，极大的减缓汞的挥发；
21.3、可交联固化并吸收固定汞的导热硅脂可固化并粘合并密封金刚石基板和金属散热基板，并通过纳米蒙脱土以吸附挥发的汞，而改性纳米蒙脱土可提升导热硅脂的固化速度和对汞的固定效果。
附图说明
22.图1为本发明对比例2俯视图；
23.图2为本发明对比例2剖面图；
24.图3为本发明实施例2剖面分解图；
25.图中，1-金属散热基板，2-金刚石基板，3-氮化钽电阻层，4-封装层，5-引出脚片，6-金属镀层，7-凹槽，8-凸起棱
具体实施方式
26.实施例1
27.一种超高频射频电阻器，其包括金属散热基板1、金刚石基板2、氮化钽电阻层3、封装层4、引出脚片5，金属散热基板1为镀金紫铜板，金刚石基板2的底部真空蒸镀上一层铜质金属镀层6；金刚石基板底部设有一圈凹槽7，金属散热基板1在凹槽7对应的位置设有一圈凸起棱8。
28.凸起棱内部以微量汞填充并形成一体合金，凸起棱外部则依然填充导热硅脂。
29.导热硅脂为可交联固化并吸收固定汞的导热硅脂，其配方为：端羟基硅油15份，端侧环氧硅油1份，导热硅油10份，聚硅氧烷5份，硅烷偶联剂kh580 1份，纳米蒙脱土8份。上述份数为质量份数。
30.纳米蒙脱土粒径为50nm，纳米蒙脱土为改性纳米蒙脱土，其制备方法为：
31.(1)将纳米蒙脱土分散于质量倍数3倍的90％乙醇中，加入纳米蒙脱土质量20％的双(3-三乙氧基硅基丙基)四硫化物，加热至80℃，回流插层6h；
32.(2)蒸出乙醇，并补充纳米蒙脱土质量倍数1倍的水，加入稀盐酸调节ph至5.0，然
后加入纳米蒙脱土质量5％的硅烷偶联剂kh580，反应完成后烘干分散，制得改性纳米蒙脱土。
33.实施例2
34.一种超高频射频电阻器，其包括金属散热基板1、金刚石基板2、氮化钽电阻层3、封装层4、引出脚片5，金属散热基板1为镀金紫铜板，金刚石基板2的底部真空蒸镀上一层银质金属镀层6；金刚石基板底部设有一圈凹槽7，金属散热基板1在凹槽7对应的位置设有一圈凸起棱8。
35.凸起棱内部以微量汞填充并形成一体合金，凸起棱外部则依然填充导热硅脂。
36.导热硅脂为可交联固化并吸收固定汞的导热硅脂，其配方为：端羟基硅油16份，端侧环氧硅油2份，导热硅油12份，聚硅氧烷4份，硅烷偶联剂kh590 2份，纳米蒙脱土9份。上述份数为质量份数。
37.纳米蒙脱土粒径为20nm，纳米蒙脱土为改性纳米蒙脱土，其制备方法为：
38.(1)将纳米蒙脱土分散于质量倍数4倍的90％乙醇中，加入纳米蒙脱土质量25％的双(3-三乙氧基硅基丙基)二硫化物，加热至80℃，回流插层6h；
39.(2)蒸出乙醇，并补充纳米蒙脱土质量倍数2倍的水，加入稀盐酸调节ph至5.5，然后加入纳米蒙脱土质量8％的硅烷偶联剂kh590，反应完成后烘干分散，制得改性纳米蒙脱土。
40.实施例3
41.一种超高频射频电阻器，其包括金属散热基板1、金刚石基板2、氮化钽电阻层3、封装层4、引出脚片5，金属散热基板1为镀金紫铜板，金刚石基板2的底部真空蒸镀上一层金质金属镀层6；金刚石基板底部设有一圈凹槽7，金属散热基板1在凹槽7对应的位置设有一圈凸起棱8。
42.凸起棱内部以微量汞填充并形成一体合金，凸起棱外部则依然填充导热硅脂。
43.导热硅脂为可交联固化并吸收固定汞的导热硅脂，其配方为：端羟基硅油20份，端侧环氧硅油3份，导热硅油15份，聚硅氧烷3份，硅烷偶联剂kh590 2份，纳米蒙脱土10份。上述份数为质量份数。
44.纳米蒙脱土粒径为20nm，纳米蒙脱土为改性纳米蒙脱土，其制备方法为：
45.(1)将纳米蒙脱土分散于质量倍数5倍的90％乙醇中，加入纳米蒙脱土质量30％的双(3-三乙氧基硅基丙基)二硫化物，加热至85℃，回流插层4h；
46.(2)蒸出乙醇，并补充纳米蒙脱土质量倍数2倍的水，加入稀盐酸调节ph至5.5，然后加入纳米蒙脱土质量10％的硅烷偶联剂kh590，反应完成后烘干分散，制得改性纳米蒙脱土。
47.对比例1
48.一种射频电阻器，其包括金属散热基板1、金刚石基板2、氮化钽电阻层3、封装层4、引出脚片5，金属散热基板1为镀金紫铜板，金刚石基板2的底部真空蒸镀上一层银质金属镀层6，金属散热基板与金刚石基板复合处填充导热硅脂。
49.对比例2
50.一种射频电阻器，其包括金属散热基板1、金刚石基板2、氮化钽电阻层3、封装层4、引出脚片5，金属散热基板1为镀金紫铜板，金刚石基板2的底部真空蒸镀上一层银质金属镀
层6，金属散热基板与金刚石基板复合处填充微量汞。
51.对比例3
52.一种射频电阻器，其包括金属散热基板1、金刚石基板2、氮化钽电阻层3、封装层4、引出脚片5，金属散热基板1为镀金紫铜板，金刚石基板2的底部真空蒸镀上一层银质金属镀层6；金刚石基板底部设有一圈凹槽7，金属散热基板1在凹槽7对应的位置设有一圈凸起棱8。
53.凸起棱内部以微量汞填充并形成一体合金，凸起棱外部则依然填充导热硅脂。
54.对比例4
55.一种射频电阻器，其所用导热硅脂配方中纳米蒙脱土未改性，其余同实施例2。
56.对比例5
57.一种射频电阻器，其所用导热硅脂配方为：导热硅油34份，硅烷偶联剂kh590 2份，未改性纳米蒙脱土10份。其余同实施例2。
58.对比例6
59.一种射频电阻器，其所用导热硅脂配方为：导热硅油34份，硅烷偶联剂kh570 2份，未改性纳米蒙脱土10份。其余同实施例2。
60.对比例7
61.一种射频电阻器，其所用导热硅脂配方中无端侧环氧硅油，纳米蒙脱土未改性，其余同实施例2。
62.对比例8
63.一种射频电阻器，其所用导热硅脂配方中无聚硅氧烷，纳米蒙脱土未改性，其余同实施例2。
64.对比例9
65.一种射频电阻器，其所用导热硅脂配方中无硅烷偶联剂，纳米蒙脱土未改性，其余同实施例2。
66.对比例10
67.一种射频电阻器，其所用导热硅脂配方中改性纳米蒙脱土未使用多硫化物插层，其余同实施例2。
68.对比例11
69.一种射频电阻器，其所用导热硅脂配方中改性纳米蒙脱土第(2)步未使用硅烷偶联剂表面改性蒙脱土，其余同实施例2。
70.对比例12
71.一种射频电阻器，其所用导热硅脂配方中改性纳米蒙脱土工艺第(2)步使用硅烷偶联剂kh570表面改性蒙脱土，其余同实施例2。
72.性能检测：
73.按照上述各实施例与对比例所述生产方法生产射频电阻器，射频电阻器所用金刚石基板尺寸统一为1.6mm*0.8mm*0.38mm，金属散热基板的尺寸为3.2mm*1.0mm*1.0mm，金属镀层厚度为0.05mm，汞用量为0.03g；
74.将射频电阻器安装在密闭电气盒中，在功率50w、工作频率30ghz的条件下连续工作24h，测试射频电阻器稳定工作时的温度和驻波比，并测试电气盒中汞的浓度，测试结果
见表1；
75.上述各实施例与对比例生产的射频电阻器在稳定工作状态下不断提升工作频率，测试射频电阻器的截止频率，测试结果见表1；
76.观察导热硅脂涂布后纳米蒙脱土是否均匀、是否固化及固化时间，并测试上述各实施例与对比例金属散热基板与金刚石基板的剥离强度，测试结果见表2。
77.表1
[0078][0079]
表2
[0080][0081]
从上表可见，本发明利用在金刚石基板底部的金属镀层，配合微量汞填充在金属散热基板与金刚石基板复合处，使金刚石基板底部的金属镀层与金属散热基板之间形成一体合金，极大的提升了金属散热基板与金刚石基板之间的传热性能，同时进一步提高射频电阻器的截止频率；
[0082]
通过凹槽和凸起棱的设置、可交联固化并吸收固定汞的导热硅脂的使用、蒙脱土进一步改性，可提升导热硅脂的固化速度和对汞的固定效果。
[0083]
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。