微波功率薄膜负载与衰减器的设计与制作.pdf

张健+李鹏飞+骆源

[摘 要]微波功率薄膜负载具有重量轻、体积小等优点，被广泛应用于集成电路当中，它和衰减器配合应用时，当组件发生失配现象的时候，可以有效的吸收反射功率，保护各个组件，本文对于微波器件薄膜负载与衰减器的设计展开分析与探讨，为其能进一步改良打下了坚实的基础。

[关键词]微波器件；负载；衰减器

中图分类号：TB383.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0320-01

1 引言

近年来，经过科技人员长期以来的不懈努力，微波通信技术取得了令人瞩目的成就。其在国内外的应用不断扩大，用户人数不断增多，微波通信及其应用已发展成为当前信息技术领域最为活跃的课题之一。但是，在其发展过程中也遇到了多个方面的问题与不足之处，这需要相关从业者的继续努力使其逐渐发展完善。首先，虽然微波通信技术已获得了一定的应用，但在很多方面仍然存在问题与不足，因为微波通信采用的是宽带进行信号传送，因此极易遭受环境因素的干扰，造成不可避免的损耗。需要采取严格的防范策略，并与安全技术厂商紧密的联系起来，对各类可能发生的安全隐患加以排除。同时，相关厂商还需构建相应的安全机制，从而保证微波通信的可靠、安全传输。其次，想要实现微波通信的广泛应用，还有许多的技术上的难题需要攻克。微波通信尽管有着多方面的优势，但也存在着某些缺陷，这在其推广过程中，需要被加以重视。我们要广泛合理应用微波通信的技術特点，致力于将其用途发挥极致，同时努力克服微波通信存在的缺陷与不足之处，找出应对措施或解决的措施，尽可能的应用好这一通信技术。

2 微波功率薄膜负载衰减器概述

微波功率薄膜负载衰减器是一种可以减少能量损耗性的微波元件，它是由电阻性材料组成的，它广泛应用于需要功率进行调整的场合，能够让功率发生改变，但是对于信号来说影响较小，因此可以进行负载的匹配。微波器件涉及微型电路板中电子设计和部件的研究制造加工，可能会达到微米级或更小，这些器件通常由半导体材料制成。诸如布线、焊接等技术也常常用于微电子学中，这种技术需要专门的设备并且成本是昂贵的。微电子技术应用广泛，专业性强，为科技发展提供了充足的源动力。因此，对其技术进行分析显得尤为重要。它可以将多余的功率进行消耗转化成热能，同时其由于体积较小、集成度高的优点，得到了广泛的应用，这种负载的应用在通讯系统中尤为广泛，同时由于薄膜器件，安装较为方便，对于高频段的性能较好。因此在市场上，需求量非常高，而国内的厂家工艺较差，设计理念不够成熟，在生产中容易遇到一些问题，所以很多时候都需要进口，因此对其工艺进行设计与改进是极为重要的。

3 微波功率薄膜负载衰减器的设计方案

微波功率薄膜负载与衰减器的原理都是通过电阻性薄膜材料发热耗散多余的功率，因此它们的核心结构是电阻性薄膜材料，电阻性薄膜材料的性能将直接影响器件的频率特性、功率特性以及化学稳定性。TaN是一种钽和氮反应生成的化合物，呈灰色，六方晶格结构，不溶于硝酸、盐酸和氟氢酸，微溶于王水。氮化钽的系统为一种缺陷性结构，其组成的化学计量具有不确定性，因此氮化钽的结构复杂，物相多达11种，其中包括六方结构的Ta5N6，面心立方结构的TaN和四方结构的Ta4N5等。由TaN组成的薄膜呈现电阻性，其电阻率可以根据不同的钽、氮比例调节，因此运用TaN薄膜制作器件设计灵活，TaN薄膜还具有电阻温度系数低，机械强度高、耐高温、化学稳定性好，不溶于盐酸、硝酸及氢氟酸等优点。综上所述TaN薄膜材料是制作微波功率薄膜负载与衰减器的良好电阻性材料。目前国内外关于TaN薄膜材料做了许多的研究，材料的几个主要性能都得到了很大的改善。

4 微波功率器件的焊接及维护技术

电烙铁是最常用的焊接工具。我们使用20W内热式电烙铁。新烙铁使用前，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。这样做，可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。外热式电烙铁常用的规格有25W、45W、75W、100W等，它的烙铁头可以被加工成各种形状以适应不同焊接面的需要。旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫除去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。电烙铁要用220V交流电源，使用时要特别注意安全，做到安全生产。

电路板的保养技术主要集中于整体性的保养与微波功率器件的保养，整体保养主要是通过电路板的整体替换，来使得设备可以持续正常工作，但是，把故障的电路板换下，就会产生大量的电子垃圾，这会造成较为严重的污染和浪费，因此，这种方法目前使用较少。对于微波功率器件的保养，主要是通过检测电路板中故障的模块，进行有针对性的替换，将其进行更换过后，设备就可以运行正常。这一技术可以减少垃圾，但是对于故障检测技术、模块修复技术有着较高的要求。对于故障电路板，需要进行清洁，将故障的部分完全暴露出来，首先应当检查是否是保险丝熔断，很多电路故障的原因仅仅是保护电路中的保险丝出现问题，这是，只要更换保险丝，电路就可以恢复正常。当确定某一模块存在问题时，就可以对其进行更换，早期的电路元器件需要通过吸锡器把焊点吸下来，重新焊接，后来采用的贴片焊接可以用热风机进行处理。

5 总结

总而言之，随着通信技术的飞速发展，各类微波通信新技术及应用得以涌现，无线网络广泛应用，正在不断地改变着我们的工作、生活。在可预计的未来，微波通信技术将会朝着智能化、个人化的方向大踏步迈进，并将会逐步实现网络构建的综合化以及接入网络的多元化，以帮助用户实现各类数据信息的迅速传输。当然，这也需要相关从业者的继续努力使其趋于完善。

参考文献

[1] 曾理.微波功率薄膜负载与衰减器的设计与制作[D].电子科技大学，2014.

[2] 蒋中东.低TCRTaN多层膜及宽频、高功率匹配负载的研究[D].电子科技大学，2015.

[3] 薛雅平.TaN-基纳米复合膜和多层膜的微结构及性能研究[D].江苏科技大学，2013.endprint