基板材料在車載毫米波雷達中應用的技術進展-預覽頁
【正文】 進行系統(tǒng)的運算與分析，從而預先讓駕駛者察覺到可能發(fā)生的危險，有效的增加了汽車駕駛的舒適性和安全性。到2020年預測會提高到75億美元左右（據矢野經濟研究所統(tǒng)計）。車載毫米波雷達是實現 ADAS功能的重要傳感器設備，與普通車載傳感器相比，毫米波雷達具有探測性能穩(wěn)定、探測距離長，以及環(huán)境適應性好等優(yōu)點。 圖1 車載毫米波雷達應用原理示意圖 車載毫米波雷達特性要求 一般在市場上嶄露頭角的汽車毫米波雷達，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、元器件類型以及產品特性等。因此毫米波雷達遠高于普通消費級電子產品，也高于電信級產品可靠性要求。在這個毫米波應用市場的競爭中，也凸顯了世界眾多覆銅板生產廠家在毫米波用高頻基板材料制造技術上所得到的跨越性進步。對應77GHz（或79GHz）系統(tǒng)的高頻基材RogersRO3003PTFE+陶瓷（無玻纖）177。本文在以下分別對這三項挑戰(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電路更低。在近期Rogers公司研發(fā)者發(fā)表的文獻中[6]提出了一個“有效介電常數”的新概念。該公司在2013年左右發(fā)放的微波基板材料產品宣傳資料中是這提出的[7]：現代汽車“防碰撞、倒車雷達所用頻率在24GHz，為此，對于滿足此要求的微波基板材料，必須接受長時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[2]，則表現出在前者提及的認識上和產品性能上的飛躍。”可看出，它的此方面技術新亮點主要表現兩方面：其一，近幾年，Rogers公司已將汽車毫米波設備用基材性能改進、提高的重點，由提高“抗氧化性”轉到Dk適應“寬溫度范圍”性能上。 基板多層化的挑戰(zhàn) 77GHz車載毫米波雷達多為多層板（4L6L）結構設計，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)。車載毫米波雷達用PCB的多層化，具有如下幾方面的特點： （1）毫米波PCB通常是多層結構，微帶線和接地共面波導電路通常位于多層結構的最外層。 (2)毫米波在整個微波領域中屬于極高頻率（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用PCB的多層化特點，對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）更加嚴格。 例如[8][4]，2015年Taconic公司在世界上率先問世了納米級填料的PTFE樹脂玻纖類覆銅板產品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。它在10 GHz時其Z向(厚度)介電常數(Dk ),偏差嚴格控制在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“大門”的開啟，并通過此“大門”展望到的一片光輝燦爛市場前景，吸引了更多基板材料制造廠商進門參與博弈。（1）混合樹脂基材多層板運用日本PCB業(yè)信息報道量最多的媒體《電子設備產業(yè)新聞》副主編、從事PCB業(yè)報道多年的資深記者野村和広氏近期發(fā)表著文[9][11]提出：“在毫米波雷達裝置中，需要采用高頻電路基板。兩類不同樹脂作為介質層構成的復合層結構的多層基板。它用大量的理論及實驗數據闡述了未來PTFE型基板材料多項性能將不適應毫米波電子電路需求的觀點。③ PTFE的基板材料被認為不太希望用于多層PCB, 原因在于其較高的價格和加工成本、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和較低抗屈強度，造成X和Y方向較高程度的永久性塑性變形嚴重。 表2 近年走入市場的毫米波用非PTFE樹脂型基板材料品種牌號及主要性能品種牌號 生產廠家主體樹脂 主要性能Dk（10GHz）Df（10GHz）Tg（DMA）（℃) Z軸CTE(ppm/℃，α1)RogersRO 4725JXRTM碳氫化合物177。280ANT300非PTFE177。它可以和傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂及高溫無鉛焊接工藝相兼容。, Df=；RO4730JXRTM為(在10GHz下):Dk=177。這一碳氫樹脂型高頻覆銅板的世界頂尖技術的發(fā)展及應用實例，啟發(fā)我們對高頻CCL不同品種在應用市場新布局，以及未來這類非PTFE覆銅板技術，以及在毫米波領域應用市場上的重要地位，產生新的認識與觀念[11] 。它的應用市場鎖定在毫米波（7681GHz）的貼片天線設計和射頻前端雷達系統(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，這里它包括了測試與測量、汽車電子等。筆者認為，當今把“高頻板”與高階層次（Very Low Loss、Ultra Low Loss等級）的“高速板”又“綁”在一起，因是部分的應用市場的改變。贈語； 如果我們做與不做都會有人笑，如果做不好與做得好還會有人笑，那么我們索性就做得更好，來給人笑吧！ 現在你不玩命的學，以后命玩你。最值得欣賞的風景，是自己奮
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