基板材料在車(chē)載毫米波雷達(dá)中應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)展(完整版)
【正文】 R03003材料的TCDk為3 pmm/℃。77GHz車(chē)載雷達(dá)的電路特別注重傳輸線(xiàn)相位差異的影響，有效介電常數(shù)的差異，有效介電常數(shù)的差異會(huì)影響電路中的信號(hào)相位，進(jìn)一步導(dǎo)致相位差異。而在高頻電路設(shè)計(jì)中，多選擇 微帶線(xiàn)、帶狀線(xiàn)以及接地共面波導(dǎo)等傳輸線(xiàn)技術(shù)來(lái)構(gòu)成高頻電路。注：本表中的內(nèi)容分別逐一的取得廠方的文字回復(fù)性的確認(rèn) 海外一家CCL企業(yè)近期在發(fā)表的文獻(xiàn)中提出：“毫米波頻率對(duì)PCB材料提出了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。 當(dāng)前，汽車(chē)防撞毫米波雷達(dá)的市場(chǎng)在迅速擴(kuò)大，普及步伐在加快。它一般安置在汽車(chē)前端的車(chē)頭、前車(chē)燈下側(cè)、以及兩側(cè)門(mén)等位置，每輛小轎車(chē)采用5～7件。ADAS系統(tǒng)由三個(gè)模塊構(gòu)成:感知層、認(rèn)知與判斷層和執(zhí)行層。是未來(lái)發(fā)展更具亮點(diǎn)的毫米波兩大應(yīng)用領(lǐng)域。但最近幾年，它卻在商業(yè)射頻應(yīng)用領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。②易實(shí)現(xiàn)窄波束和高增益的天線(xiàn)，因而分辨率高，抗干擾性好，可分辨相距更近的小目標(biāo)或者更為清晰地觀察目標(biāo)的細(xì)節(jié)，毫米波系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)小型化。 millimeter wave radar. 毫米波及其特性 通常把頻率高于300MHz的電磁波稱(chēng)為微波。二十世紀(jì)50年代創(chuàng)立了微波通信。③穿透等離子體的能力強(qiáng)。隨著無(wú)信通信的頻譜擴(kuò)展，商業(yè)射頻應(yīng)用迅猛增長(zhǎng)，而且朝著更高的頻率發(fā)展，比如汽車(chē)?yán)走_(dá)，其工作頻率正由K波段向w波段發(fā)展(參考圖1)。 汽車(chē)將不再是代步工具，而將逐漸演化為移動(dòng)智能終端。感知層是實(shí)現(xiàn)ADAS系統(tǒng)功能的第一步，它的相關(guān)硬件包括雷達(dá)和攝像頭等傳感器。 汽車(chē)毫米波雷達(dá)用PCB受到毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的要求驅(qū)動(dòng)。這些都驅(qū)動(dòng)著高頻基板及其基材生產(chǎn)企業(yè)之間此市場(chǎng)爭(zhēng)奪的加劇?！盵1] 筆者認(rèn)為，就具體車(chē)載毫米波雷達(dá)來(lái)講，對(duì)PCB基板材料提出的技術(shù)性挑戰(zhàn)包括三個(gè)方面：高頻電路的可靠性與一致性的挑戰(zhàn)；基板多層化的挑戰(zhàn)；基材用樹(shù)脂多樣化的挑戰(zhàn)。通常情況下，微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)技術(shù)只適用30GHz以?xún)?nèi)的高頻電路，而接地共面波導(dǎo)可用30GHz以上的電路。研究Rogers公司在車(chē)載毫米波雷達(dá)產(chǎn)品用基板材料性能認(rèn)識(shí)與開(kāi)發(fā)技術(shù)推進(jìn)，存在有由低至高的遞進(jìn)變化過(guò)程。這意味著即使在許多汽車(chē)毫米波設(shè)備面臨的惡劣工作環(huán)境下，如此低TCDk的電路材料其Dk值在設(shè)備工作溫度范圍內(nèi)仍能保持非常穩(wěn)定的電氣性能?！币源丝梢?jiàn)， 車(chē)載毫米波雷達(dá)用基板材料的多層板PCB加工性是如此的重要。 （3）毫米波雷達(dá)用多層板有其制造技術(shù)正朝著較高層數(shù)、混合電路設(shè)計(jì)、積成法疊層制作方式、薄形化、無(wú)鉛化的方向發(fā)展。此基材的納米填料比例遠(yuǎn)大于樹(shù)脂含量，并在PCB的鉆孔等影響可靠性的加工性能上得到提高。具有和銅接近的CTE值也是近年來(lái)多層板PCB(以及PTH內(nèi)連接)廣泛使用此層壓板的一個(gè)重要原因。今后，ADAS中的高頻基板技術(shù)發(fā)展之一，是在它的表面電路層部分采用PTFE類(lèi)覆銅板的基材，而內(nèi)層部分則采用FR4型覆銅板等非PTFE樹(shù)脂基材?！痹谳^高溫度下“它會(huì)引起介電特性的變化”。MT＜200生益科技S7136H177。RO4725JXRTM為(在10GHz下):Dk=177。 MT。我們可向全球客戶(hù)提供的Astra MT ，它是一個(gè)在汽車(chē)嚴(yán)厲工作環(huán)境下表現(xiàn)高可靠性的基材。它在業(yè)界中較早打破了近年習(xí)慣將“高頻”與“高速”性的基材“分家”成兩類(lèi)基材的觀念。什么時(shí)候離光明最近？那就是你覺(jué)得黑暗太黑的時(shí)候。這種不同樹(shù)脂的高頻基板材料市場(chǎng)格局的新變化，正是在毫米波領(lǐng)域的車(chē)載雷達(dá)用PCB，近一、兩年出現(xiàn)了多層化、RF/數(shù)字電路混合PCB（有稱(chēng)為“RFhybrid PCB”）風(fēng)潮，以及非PTFE樹(shù)脂類(lèi)高速CCL技術(shù)獲得新發(fā)展兩方面條件下所創(chuàng)造的?？墒筊Fhybrid PCB(射頻混合型PCB)制造業(yè)獲得更高的收益率,降低生產(chǎn)成本。據(jù)美國(guó)“GLOBE NEWSWIR(全球通訊社)”報(bào)道[12] ：“Isola Group（伊索拉集團(tuán)）的無(wú)鹵、超低損耗級(jí)（The ultra lowloss）類(lèi)高速覆銅板Astra174。, Df=。200 35注：表中所列性能數(shù)據(jù)，引自各廠家公開(kāi)宣傳的說(shuō)明書(shū) 對(duì)不同樹(shù)脂型高頻高速基板材料性能兩個(gè)傳統(tǒng)觀念的打破 表2所列品種都無(wú)疑在結(jié)構(gòu)多層化傾向的車(chē)載毫米波雷達(dá)基板材料選擇中，與PTFE樹(shù)脂型基板材料相比，非PTFE樹(shù)脂型基板材料占據(jù)著加工性、成本性的優(yōu)勢(shì)，如何提高及穩(wěn)定它的介電性能，是它當(dāng)前及未來(lái)的重要課題?！斑@將是PTFE層壓板用混合合電路或多層應(yīng)用領(lǐng)域所遭到的最大挑戰(zhàn)。這種基板的設(shè)計(jì)，不僅可降低基板的制作成本，而且電路層構(gòu)成上還實(shí)現(xiàn)了四層等多層化，為實(shí)現(xiàn)基板的緊湊、高密度化電路設(shè)計(jì)做出貢獻(xiàn)。盡管這一新市場(chǎng)的門(mén)檻很高，但它卻有別于一般高頻電路的基板材料市場(chǎng)的是：它為非TPFE樹(shù)脂型基板材料提供了更多的參與競(jìng)爭(zhēng)的大好機(jī)會(huì)。 再例如，Rogers公司在近一、兩年中推出專(zhuān)為毫米波設(shè)備應(yīng)用“量身定做”的R03003TM層壓板。多層板的加工性，始終是PTFE樹(shù)脂類(lèi)高頻基板材料的性能上“短板”。將越來(lái)越多的功能封裝到集成電路（IC）中，搭載在一塊基板上，以滿(mǎn)足高速數(shù)字和射頻兩方面需求。隨之還提出了考核Dk隨溫度變化特性的新指標(biāo)項(xiàng)目（TCDk：Dk熱變化率）；其二，Rogers公司新推出的PTFE樹(shù)脂型R03003。對(duì)于傳統(tǒng)微波基板材料而言，長(zhǎng)時(shí)間的氧化會(huì)導(dǎo)致基板材料Dk和Df的微弱增長(zhǎng)。考慮到這點(diǎn)，目前77GHz車(chē)載雷達(dá)一般采用微帶傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)。 毫米波雷達(dá)用基板材料可靠性與一致性的挑戰(zhàn) 我國(guó)PCB業(yè)老前輩林金堵高工在國(guó)內(nèi)較早的發(fā)表過(guò)對(duì)PCB用毫米波基材特性研究的文
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