一种测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置及方法，属于电子学领域，装置包括测试座、校准组件、密封腔和支撑板，测试座包括底端面开放的屏蔽腔、介质柱、输入耦合结构、输出耦合结构和介质支撑装置，待测介质导体样品与测试座构成TE

【技术实现步骤摘要】
一种测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置及方法


[0001]本专利技术属于电子学领域，具体涉及一种测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置及方法。

技术介绍

[0002]无源器件是微波器件的重要组成部分，介质导体沉积界面的微波表面电阻反映导体的损耗，进而影响着无源器件的性能。导体沉积在不同的介质上时，其与介质沉积面的微波表面电阻是不同的，因此获得介质导体沉积界面准确的微波表面电阻，对无源器件的高精度设计来说非常重要。
[0003]国内外目前普遍采用谐振法对单导体的微波表面电阻进行测量，比较常见的有空腔谐振器法、平行板谐振器法、微带线谐振器法以及介质谐振器法(曾成,罗正祥,张其劭,羊恺.镜像法高温超导薄膜表面电阻测试装置的改进[J].电子科技大学学报,2009,38(02):214
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217)。用的较多的方法为空腔谐振器法，如图1所示，该方法的谐振器由金属腔壁和两块密封金属板构成，通过测量所构成的谐振器的品质因数，进行相应的公式推导，便可获得导体的微波表面电阻值。但空腔谐振器法是以待测导体为材料进行腔体设计的，会受限制于待测导体的材料特性，所需待测导体材料尺寸较大，同时谐振器的加工周期较长，会造成待测导体材料和时间的浪费。更为关键的是，这种方法只能测得导体表面的电阻值，由于导体趋肤效应的限制，很难对介质导体沉积界面的微波表面电阻进行准确测量。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置及方法，实现对介质导体沉积界面微波表面电阻的直接测量，尤其适合大批量测试。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置，其特征在于，包括测试座、校准组件、密封腔和支撑板；
[0007]所述测试座包括底端面开放的屏蔽腔、介质柱、输入耦合结构、输出耦合结构和介质支撑装置，输入耦合结构和输出耦合结构对称分布于屏蔽腔两侧，介质柱位于屏蔽腔内部，并通过介质支撑装置与屏蔽腔固定，介质柱的底端面与屏蔽腔的底端面处于同一平面；
[0008]待测介质导体样品放置于介质柱和屏蔽腔的底端面，并通过可拆卸的支撑板紧固待测介质导体样品，待测介质导体样品与测试座构成工作模式为TE
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模式的介质谐振器；其中，所述待测介质导体样品通过将导体沉积在介质上所得，其介质一面朝向介质谐振器内部，导体一面与支撑板相贴合；
[0009]所述校准组件可拆卸地设置于介质柱和屏蔽腔的底端面；
[0010]所述密封腔可拆卸地设置于屏蔽腔的底端面外延，以罩住校准组件，或支撑板及待测介质导体样品。
[0011]进一步地，所述校准组件包括校准板、校准座和校准介质板；其中，所述校准板采用沉积界面微波表面电阻已知的介质导体，代替待测介质导体样品，放置于介质柱和屏蔽腔的底端面；所述校准介质板包括两块与待测介质导体样品中介质层的尺寸和材料相同的介质板，代替待测介质导体样品和支撑板，放置于介质柱和屏蔽腔的底端面，并且校准座与测试座的结构相同，与测试座相对放置，二者关于校准介质板对称。
[0012]进一步地，所述测试座与介质柱、介质支撑装置同中心轴。
[0013]进一步地，所述屏蔽腔采用硬金属材料；介质柱采用低损耗、高介电常数的高Q值材料，包括金红石、蓝宝石、氧化铍陶瓷等；介质支撑装置采用低损耗的高介电常数材料，包括尼龙、聚四氟乙烯、聚乙烯泡沫等。
[0014]进一步地，待测介质导体样品的尺寸大于屏蔽腔的底端面开放区域尺寸。
[0015]进一步地，所述输入耦合装置和输出耦合装置均为耦合孔转同轴结构。
[0016]进一步地，对工作在TE
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模式下的介质谐振器，利用其边界条件，通过对麦克斯韦方程分析，计算得到介质谐振器的谐振频率和物理尺寸。
[0017]本专利技术还提出了上述装置实现测量介质导体沉积界面微波表面电阻的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0018]步骤1：将校准板装配在测试座上，并采用支撑板固定，使用密封腔密封固定，将所得测试装置保持在待测介质导体样品的工作温度，测得无载品质因数Q1；
[0019]步骤2：将校准座和校准介质板与测试座进行固定，并使用密封腔密封固定，将所得测试装置保持在待测介质导体样品的工作温度，测得无载品质因数Q2；
[0020]步骤3：将待测介质导体样品装配在测试座上，并采用支撑板固定，使用密封腔密封固定，将所得测试装置保持在待测介质导体样品的工作温度，测得无载品质因数Q0；
[0021]步骤4：根据公式
[0022][0023]计算得到待测导体样品的微波表面电阻R
s
；其中，R
s1
为校准板的沉积界面微波表面电阻。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0025]本专利技术提出了一种测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置及方法，采用TE
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模式作为介质谐振器的工作模式，在此工作模式下介质谐振器的无载品质因数和测试灵敏度很高；并通过设置特定的装置结构，仅进行一次无损测量即可获得介质导体沉积界面的微波表面电阻，解决因导体层趋肤深度限制而导致无法准确测试介质导体沉积界面微波表面电阻的问题，同时具有较高的测试效率，尤其适合大批量工业化的测试。
附图说明
[0026]图1为传统空腔谐振器法中谐振器的剖面构造图；
[0027]图2为本专利技术实施例1提出的测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置中测试座的剖面构造图；
[0028]图3为本专利技术实施例1提出的测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置加载待测介质导体样品后的剖面构造图；
[0029]图4为本专利技术实施例1提出的测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置加载校准板后的剖面构造图；
[0030]图5为本专利技术实施例1提出的测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置加载校准座和校准介质板后的剖面构造图；
[0031]附图中各标记说明如下：
[0032]1—测试座；2—待测介质导体样品；3—支撑板；4—密封腔；5—屏蔽腔；6—谐振腔；7—输入耦合结构；8—输出耦合结构；9—介质支撑装置；10—介质柱；11—校准介质板；12—校准板；13—校准座。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0034]实施例1
[0035]本实施例提出了一种测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置，包括测试座1、校准组件、密封腔4和支撑板3。所述测试座1的结构如图2所示，包括底端面开放的屏蔽腔5、介质柱10、输入耦合结构7、输出耦合结构8和介质支撑装置9。
[0036]所述输入耦合结构7和输出耦合结构8对称分布于屏蔽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置，其特征在于，包括测试座、校准组件、密封腔和支撑板；所述测试座包括底端面开放的屏蔽腔、介质柱、输入耦合结构、输出耦合结构和介质支撑装置，输入耦合结构和输出耦合结构对称分布于屏蔽腔两侧，介质柱位于屏蔽腔内部，并通过介质支撑装置与屏蔽腔固定，介质柱的底端面与屏蔽腔的底端面处于同一平面；待测介质导体样品放置于介质柱和屏蔽腔的底端面，并通过可拆卸的支撑板紧固，与测试座构成TE
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模式的介质谐振器；其中，所述待测介质导体样品通过将导体沉积在介质上所得，其介质一面朝向介质谐振器内部，导体一面与支撑板相贴合；所述校准组件可拆卸地设置于介质柱和屏蔽腔的底端面；所述密封腔可拆卸地设置于屏蔽腔的底端面外延。2.根据权利要求1所述测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置，其特征在于，所述校准组件包括校准板、校准座和校准介质板；其中，所述校准板采用沉积界面微波表面电阻已知的介质导体；所述校准介质板包括两块与待测介质导体样品中介质层的尺寸和材料相同的介质板，校准座与测试座的结构相同，与测试座相对放置，二者关于校准介质板对称。3.根据权利要求1所述测量介质导体沉积界面微波表面电阻的装置，其特征在于，所述屏蔽腔采用硬金属材料，介质柱包括金红石...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾成，王小愚，补世荣，陈柳，宁俊松，王占平，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：