基板材料在車載毫米波雷達(dá)中應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)展-免費(fèi)閱讀
【正文】 最值得欣賞的風(fēng)景，是自己奮斗的足跡。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。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。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)。, Df=；RO4730JXRTM為(在10GHz下):Dk=177。280ANT300非PTFE177。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。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?！? 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。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)。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。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?！笨煽闯?，它的此方面技術(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。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，必須接受長時(shí)間和高溫氧化作用環(huán)境。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。本文在以下分別對(duì)這三項(xiàng)挑戰(zhàn)作以闡述與分析。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。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。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，以及環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。這種智能汽車必須配備的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistant System，ADAS）是利用安裝在車上的各式各樣傳感器，在汽車行駛過程中隨時(shí)來感應(yīng)周圍的環(huán)境，收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)物體的辨識(shí)、偵測(cè)與追蹤，并結(jié)合導(dǎo)航儀地圖數(shù)據(jù)，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。V波段超寬帶的室內(nèi)無線通信、94GHz微波成像以及其它毫米波波段的應(yīng)用，正得以充分發(fā)展。因此在遠(yuǎn)程導(dǎo)彈或航天器重返大氣層時(shí)，可利用能順利穿透等離子體的毫米波，去實(shí)現(xiàn)通信和制導(dǎo)。該波長段電磁波所對(duì)應(yīng)的頻率范圍是300 MHz（ GHz）～300 GHz。 copper clad laminate。 圖1 在頻率在300MHz～300GH的微波頻段中的毫米波頻段范圍及與波長的對(duì)應(yīng)圖 毫米波與較低頻段的微波相比，其優(yōu)點(diǎn)是：①具有極寬的帶寬（），這在頻率資源緊張、追求信息容量擴(kuò)大的今天，無疑極具吸引力。有關(guān)文獻(xiàn)提出[1]：“就毫米波的應(yīng)用歷史來說，航天和國防應(yīng)用一直是射頻和毫米波技術(shù)發(fā)展的根基。 汽車防撞雷達(dá)和第五代(5G)無線通信系統(tǒng)。到2020年，全球ADAS滲透率將達(dá)到25 %，全球新車ADAS搭載率有望達(dá)到50%（據(jù)PR Newswire測(cè)算）[3][4]。其中以77GHz～79GHz型更受青睞，未來市場(chǎng)的潛力更大。由于工作溫度范圍在40～125℃，它用幾乎所有的物料可靠性都得達(dá)到汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。 3（50～150℃ ）TaconicTSMDS3PTFE（Tk）（30～120℃）TAL28PTFE+納米填料（Tk）（30～120℃）生益科技GF77GPTFE177。 所有高頻電路都需要傳輸線來實(shí)現(xiàn)毫米波集成電路（IC）與供電電源、天線、輸入和輸出端口及其他電路的信號(hào)傳輸與連接。文中提出：有效介電常數(shù)（指電磁場(chǎng)沿著基底介電材料和周邊空氣組成的混合空間傳播時(shí)的介電常數(shù)）的差異，會(huì)影響電路中的信號(hào)相位，造成相位差異。文獻(xiàn)提出：“應(yīng)用于毫米波設(shè)備的電路材料的另一個(gè)重要參數(shù)是TCDk, 該參數(shù)是衡量材料Dk隨溫度的變化特性。它具體表現(xiàn)在：目前市場(chǎng)的主流基材——TPFE樹脂類基板材料需要在多層板加工性上得到改善，本身在加工性表現(xiàn)好的非TPFE樹脂型基板材料在此市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得了更多的機(jī)遇。多層板各層的PCB加工誤差，對(duì)不同電路的關(guān)鍵性能造成的差別影響就更嚴(yán)重。它對(duì)應(yīng)77GHz～79GHz車載毫米波雷達(dá)系統(tǒng)配套的高頻基板材料（主要性能參見表1）?！毙麄鞑牧现刑貏e強(qiáng)調(diào)其加工性的改進(jìn)：“高的CTE值意味著溫度變化時(shí)，介電材料將產(chǎn)生更多的擴(kuò)張和收縮，而如銅等金屬產(chǎn)生的形變小，從而將導(dǎo)致介質(zhì)材料上方和電鍍通孔內(nèi)的導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械壓力和形變。目前，這種高頻基板的基材，一般采用的是聚四氟乙烯類（PTFE）覆銅板。歸
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