基于SU8厚胶制备折叠波导的工艺研究.pdf

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1、设计·研究《电加工与模具)2014年增刊1基于SU8厚胶制备折叠波导的工艺研究马天军，郝保良，刘濮鲲(中国科学院电子学研究所传感技术联合国家重点实验室，北京100190)摘要：随着太赫兹(rHZ)技术的发展，真空电子器件越来越小型化，作为核心部件的折叠波导由于具有独特的优点，在高频结构中必将得到广泛的应用。开展了基于SU8厚胶，采用嵌丝式UV—LIGA工艺制备折叠波导(FWG)互作用结构的工艺实验，主要包括无氧铜基体的制备、SU8厚胶的匀胶、烘胶、光刻、后烘、显影等工艺参数的摸索。关键词：SU8；UV—UGA；折叠波导中图分类号：TN124文献标识码：A文章编号：1009—279

2、X(2014)S1—0045—02ProcessStudyonFoldedWaveguideMicrofabricatedwithSU-8PhotoresistMaTianjun，HaoBaoliang，LiuPukun(InstituteofElectronicsChineseAcademyofScience，Beijing100190，China)Abstract：VacumelectronicdevicesaresmallerandsmallerwiththedevelopmentofrlMztechnology，thefoldedwaveguidewillbewidely

3、usedinvacuumdevicesbecauseofitsupstandingcapability．ThispaperfabricatedcircuitsstructuresforfoldedwaveguideutilizedembeddedmonofilamentUV-LIGAtechniques．Mainlytechnicalprocessincludesubstratedesign，coat，sofibake，UV—exposure，postbake，developmentandSOon．Keywords：SU8；UV-LIGA；foldedwaveguide行波管自1

4、943年诞生以来，受到了广泛的重折叠波导(FoldedWaveguide．FWG)是一种全视，并得到了巨大的发展。行波管作为宽频带、高功金属结构周期性加载波导。一般采用电场面弯曲波率的微波源，广泛应用于雷达、电子对抗和通讯等导构成，沿轴线方向按一定周期排列(图2)，在高频国防重点工程，被誉为武器装备的心脏，在现代战段具有以下优点：①全金属结构，散热能力强，结构争中扮演着重要的角色(图1)m。行波管作为一种真整体性好；②色散平坦；③传输损耗小；④耦合匹空电子器件，是当代国防装备和国民经济各部门都配容易。因此，FWG作为行波管高频互作用结构，在在使用的最重要的电子器件之一，当前频率的

5、应用高频段行波管中得到了广泛的应用[31。正在逐渐扩展到短毫米波频域和THz频段[21。电图2折叠波导不意图本文以220GHz行波管折叠波导为研究对象，图1行波管示意图基于SU8光刻胶，采用嵌丝式UV—LIGA方法，开展了无氧铜基体的制备、SU8厚胶的匀胶、烘胶、光刻、收稿日期：2013一l1—3O后烘、显影等工艺的实验摸索。基金项目：国家自然科学基金资助项目(51071147)第一作者简介：马天军，男，1974年生，副研究员。lSU8胶的性质一45—《电加工与模具)2014年增刊l设计·研究高聚物SU8光刻胶是一种基于双酚A型环氧树脂(EPONSU8)的负性、环氧型、近紫外光刻

6、胶，它具有优良的物理、机械、光学、力学、抗化学腐蚀及{热稳定性能。SU8胶最重要的特点是在紫外光范围岛内具有很高的透明度．使人们可利用传统的紫外光如鏖刻设备实现厚胶的曝光。从而成为制作高深宽比结构的首选胶。SU8是一种透明固体环氧树脂，平均具20o20521021522022523023524o频率／GHz有8个官能环氧团，使光刻胶的灵敏度达到最大。(a)耦合阻抗SU8树脂理想的化学结构见图3。实验采用的是SU8—2000系列中的SU8—2150．它是SU8—2000系列中粘度最大的光刻胶，可进行厚胶的实验。2O02O52l021522022523023524O频率／GHz一_．

7、Ⅷp)、攥髅(b)衰减alpha，‘；llil44332211O图5自主研发设计仿真软件(IESTWr)计算结果5O5O5O505∞舳加∞∞如加m图3SU8化学结构电子注通道：将无氧铜片预热至45℃，而后滴人SU8胶，匀胶速度选择60r／min；待胶均匀铺平后，2设计仿真放在热板上烘胶，以2．5~C／min使其升到65cc，保折叠波导断面结构见图4。实验在自主知识产温30min；再以1．5~C／min升至95℃，保温10h；而权的行波管仿真设计软件(IES)平台上．针对后以1．5