基板材料在車載毫米波雷達(dá)中應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)展-預(yù)覽頁
【正文】 進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)算與分析，從而預(yù)先讓駕駛者察覺到可能發(fā)生的危險(xiǎn)，有效的增加了汽車駕駛的舒適性和安全性。到2020年預(yù)測(cè)會(huì)提高到75億美元左右（據(jù)矢野經(jīng)濟(jì)研究所統(tǒng)計(jì)）。車載毫米波雷達(dá)是實(shí)現(xiàn) ADAS功能的重要傳感器設(shè)備，與普通車載傳感器相比，毫米波雷達(dá)具有探測(cè)性能穩(wěn)定、探測(cè)距離長(zhǎng)，以及環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。 圖1 車載毫米波雷達(dá)應(yīng)用原理示意圖 車載毫米波雷達(dá)特性要求 一般在市場(chǎng)上嶄露頭角的汽車毫米波雷達(dá)，按采用的毫米波頻段不同劃分有24GHz和77GHz～79GHz兩種。系統(tǒng)要求主要包括如系統(tǒng)工作頻率、工作環(huán)境、功率處理、噪聲、尺寸、元器件類型以及產(chǎn)品特性等。因此毫米波雷達(dá)遠(yuǎn)高于普通消費(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品，也高于電信級(jí)產(chǎn)品可靠性要求。在這個(gè)毫米波應(yīng)用市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中，也凸顯了世界眾多覆銅板生產(chǎn)廠家在毫米波用高頻基板材料制造技術(shù)上所得到的跨越性進(jìn)步。對(duì)應(yīng)77GHz（或79GHz）系統(tǒng)的高頻基材RogersRO3003PTFE+陶瓷（無玻纖）177。本文在以下分別對(duì)這三項(xiàng)挑戰(zhàn)作以闡述與分析。而可靠性與一致性確保，主要來自基板材料的優(yōu)異PCB加工性和低的且穩(wěn)定可控的介電常數(shù)性。由于微帶線電路性能受PCB加工誤差的影響比接地共面波導(dǎo)電路更低。在近期Rogers公司研發(fā)者發(fā)表的文獻(xiàn)中[6]提出了一個(gè)“有效介電常數(shù)”的新概念。該公司在2013年左右發(fā)放的微波基板材料產(chǎn)品宣傳資料中是這提出的[7]：現(xiàn)代汽車“防碰撞、倒車?yán)走_(dá)所用頻率在24GHz，為此，對(duì)于滿足此要求的微波基板材料，必須接受長(zhǎng)時(shí)間和高溫氧化作用環(huán)境。而在2016年初Rogers公司公開發(fā)表的研究文獻(xiàn)[2]，則表現(xiàn)出在前者提及的認(rèn)識(shí)上和產(chǎn)品性能上的飛躍?！笨煽闯觯拇朔矫婕夹g(shù)新亮點(diǎn)主要表現(xiàn)兩方面：其一，近幾年，Rogers公司已將汽車毫米波設(shè)備用基材性能改進(jìn)、提高的重點(diǎn)，由提高“抗氧化性”轉(zhuǎn)到Dk適應(yīng)“寬溫度范圍”性能上。 基板多層化的挑戰(zhàn) 77GHz車載毫米波雷達(dá)多為多層板（4L6L）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這給過去多用于單雙面高頻PCB上的高頻基板材料來講，帶來了性能新需求的巨大挑戰(zhàn)。車載毫米波雷達(dá)用PCB的多層化，具有如下幾方面的特點(diǎn)： （1）毫米波PCB通常是多層結(jié)構(gòu)，微帶線和接地共面波導(dǎo)電路通常位于多層結(jié)構(gòu)的最外層。 (2)毫米波在整個(gè)微波領(lǐng)域中屬于極高頻率（EHF）范圍，高頻率越高，要求的電路尺寸精度要越高。鑒于以上的車載毫米波雷達(dá)用PCB的多層化特點(diǎn)，對(duì)所用高頻基板材料的尺寸穩(wěn)定性、耐CAF性、鉆孔加工性、層壓成型加工性、半固化片熔融態(tài)流動(dòng)的電路間填充性、樹脂基材與低輪廓銅箔（或表面光滑銅箔）的接合性、層間接合性、高模量等要求，比一般高頻基板材料（如微波中低高頻段區(qū)用高頻基板材料）更加嚴(yán)格。 例如[8][4]，2015年Taconic公司在世界上率先問世了納米級(jí)填料的PTFE樹脂玻纖類覆銅板產(chǎn)品EZIO28(即TAL28)。另外，由于填料粒徑微小，克服了因原填料粒徑較大在壓制成型中增大了銅箔表面粗糙度問題的出現(xiàn)。它在10 GHz時(shí)其Z向(厚度)介電常數(shù)(Dk ),偏差嚴(yán)格控制在177?！? 基板材料樹脂多樣化的挑戰(zhàn) 毫米波電子電路用基板材料市場(chǎng)“大門”的開啟，并通過此“大門”展望到的一片光輝燦爛市場(chǎng)前景，吸引了更多基板材料制造廠商進(jìn)門參與博弈。（1）混合樹脂基材多層板運(yùn)用日本PCB業(yè)信息報(bào)道量最多的媒體《電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)新聞》副主編、從事PCB業(yè)報(bào)道多年的資深記者野村和広氏近期發(fā)表著文[9][11]提出：“在毫米波雷達(dá)裝置中，需要采用高頻電路基板。兩類不同樹脂作為介質(zhì)層構(gòu)成的復(fù)合層結(jié)構(gòu)的多層基板。它用大量的理論及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)闡述了未來PTFE型基板材料多項(xiàng)性能將不適應(yīng)毫米波電子電路需求的觀點(diǎn)。③ PTFE的基板材料被認(rèn)為不太希望用于多層PCB, 原因在于其較高的價(jià)格和加工成本、較高的CTE和高溫成型處理的困難、極低的彈性模量，以及本身的較低Tg和較低抗屈強(qiáng)度，造成X和Y方向較高程度的永久性塑性變形嚴(yán)重。 表2 近年走入市場(chǎng)的毫米波用非PTFE樹脂型基板材料品種牌號(hào)及主要性能品種牌號(hào) 生產(chǎn)廠家主體樹脂 主要性能Dk（10GHz）Df（10GHz）Tg（DMA）（℃) Z軸CTE(ppm/℃，α1)RogersRO 4725JXRTM碳?xì)浠衔?77。280ANT300非PTFE177。它可以和傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂及高溫?zé)o鉛焊接工藝相兼容。, Df=；RO4730JXRTM為(在10GHz下):Dk=177。這一碳?xì)錁渲透哳l覆銅板的世界頂尖技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用實(shí)例，啟發(fā)我們對(duì)高頻CCL不同品種在應(yīng)用市場(chǎng)新布局，以及未來這類非PTFE覆銅板技術(shù)，以及在毫米波領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)上的重要地位，產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)與觀念[11] 。它的應(yīng)用市場(chǎng)鎖定在毫米波（7681GHz）的貼片天線設(shè)計(jì)和射頻前端雷達(dá)系統(tǒng)。s并且它具有非常低的成本制造、熱可靠性更高,更好的尺寸穩(wěn)定性。注意，這里它包括了測(cè)試與測(cè)量、汽車電子等。筆者認(rèn)為，當(dāng)今把“高頻板”與高階層次（Very Low Loss、Ultra Low Loss等級(jí)）的“高速板”又“綁”在一起，因是部分的應(yīng)用市場(chǎng)的改變。贈(zèng)語； 如果我們做與不做都會(huì)有人笑，如果做不好與做得好還會(huì)有人笑，那么我們索性就做得更好，來給人笑吧！ 現(xiàn)在你不玩命的學(xué)，以后命玩你。最值得欣賞的風(fēng)景，是自己奮
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