基板材料在車載毫米波雷達中應用的技術進展

1、基板材料在車載毫米波雷達中應用及技術進展中電材協(xié)覆銅板分會顧問祝大同摘要：本文對應用于車載毫米波雷達中的高頻基板材料在近年的技術發(fā)展作為了介紹與分析。關鍵詞：基板材料覆銅板毫米波雷達ProgressoftechnologyandapplicationofsubstratematerialusedinautomotivemillimeterwaveradarZHUDATONGCoppercladlaminatebranchofChineseElectronicMaterialAssociationAbstract:Inthepaper,progressoftechnologyandapplica

2、tionofhighfrequencysubstratematerialusedinautomotivemillimeterwaveradarinrecentyearswereanalyzedandintroduced.Keyword:substratematerial;coppercladlaminate;millimeterwaveradar.1 .毫米波及應用概述1.1 毫米波及其特性通常把頻率高于300MHz勺電磁波稱為微波。二十世紀50年代創(chuàng)立了微波通信。微波通信是使用波長在1m至1.0mm之間的電磁波。該波長段電磁波所對應的頻率范圍是300MHz(0.3GHz)300GHz微波按波

3、長不同可分為分米波，厘米波、毫米波及亞毫米波，分別對應于特高頻UHF超高頻SHF極高頻EHF及至奈來波頻段他用（孤.5-3OOGHG28028030松下R-5785(N)(MEG7(Low-Dkglass型)聚苯醛（PPE3.3(10GHz)3.4(1GHz)0.002(10GHz)0.001(1GHz)21042R-5785(MEG73.6(10GHz)3.6(1GHz)0.003(10GHz)0.0015(1GHz)21042臺熠科技Thunderclad3(TU-933)碳氫化合物3.40.002522035臺光電材EM-888K3.20.006210280-ANT300非PTFE3.1

4、50.050.003120035注：表中所列性能數(shù)據(jù)，引自各廠家公開宣傳的說明書3.5.2 對不同樹脂型高頻高速基板材料性能兩個傳統(tǒng)觀念的打破表2所列品種都無疑在結構多層化傾向的車載毫米波雷達基板材料選擇中，與PTFEM脂型基板材料相比，非PTFE樹脂型基板材料占據(jù)著加工性、成本性的優(yōu)勢，如何提高及穩(wěn)定它的介電性能，是它當前及未來的重要課題。當前，在判斷、預測非PTFE樹脂型基板材料在車載毫米波雷達基板材料市場上的競爭走向，在毫米波電子電路市場應用前景時，筆者認為，當前毫米波用非PTFE樹脂型基板材料技術發(fā)展的事實，需要我們首先破除兩個技術認識上的傳統(tǒng)觀念。在“EDICNOChina2016”

5、展會上，Rogers公司特別突出宣傳RO4700JXRTM系列中的RO4725JXRTMRO4730JXRTM款覆銅板新品：“RO4700JXRTM歹U大線級層壓板是一種可可靠的低成本材料，它可以用來替代傳統(tǒng)的基于PTFE的層壓板。-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。該系列材料的Tg超過280C,因此Z軸CTE很低，而且鍍通孔可靠性以及無鉛焊接的可加工性更加出色?！边@兩品種碳氫化合物型覆銅板系列的Dk、Df很低。RO4725JXRTM為（在10GHz下）:Dk=2.550.05,Df=0.0026;RO4730JXRTMfc（在10GHz下）:Dk=3.000.05,Df=0.0

6、027。較長時期以來，在覆銅板的Dk所達到的指標為界限，將PTFE類CCL與碳氫化合物類CCL在低Dk特性所能達到的“極限值”作了劃分：即PTFEffl基板材料可達到Dk為3.00（在10GHz下）以下，碳氫化合物類CCL的Dk無法達到3.00（在10GHzT）以下（不含3.00）。Rogers這兩個碳氫類CCL品種中采用了“特殊配方的熱固性樹脂體系、采用低粗糙度銅箔，以及特殊的填料/中空無機球”（引自Rogers在此展會發(fā)放的產(chǎn)品宣傳單頁原文），在全球率先突破了這個不同高頻樹脂基材“低Dk類別的標準劃分”的原觀念。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

7、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(chǎn)生新的認識與觀念11。近期的毫米波領域用覆銅板技術的進步，還破除了另外一個舊觀念。美國Isola公司在2015年初問世了高頻高速型碳氫化合物樹脂-玻纖布基覆銅板，具牌號為Astra?MT它的應用市場鎖定在毫米波（76-81GH2的貼片天線設計和射頻前端雷達系統(tǒng)。據(jù)美國“GLOBNEWSWIR（球通訊社）”報道12:IsolaGroup（伊索拉集團）的無鹵、超低損耗級（Theultralow-loss）類高速覆銅板Astra?MT于2015年5月13日成功通過Freescale（飛思卡爾）半導體IC

8、s雷達系統(tǒng)的性能評估。飛思卡爾公司是ADAS77GHz達用集成電路（IC）的全球制造廠商的領導者，它也擔當了此次ADAS77GHZM達中RFbeaM散波用基板材料的評估的主持者（該公司具體從事該工作的評估機構為FreescalesAdvancedDriverAssistanceSystemsDesignCenter筆者注12）?！盜sola執(zhí)行副總裁兼首席技術官TarunAmla在宣布這一消息時講，“很高興能提供給飛思卡爾我們的AstraMT的參考設計資料，并且通過了驗證和確認結果。我們可向全球客戶提供的AstraMT,它是一個在汽車嚴厲工作環(huán)境下表現(xiàn)高可靠性的基材。并且它具有非常低的成本制造

9、、熱可靠性更高，更好的尺寸穩(wěn)定性?？墒筊F-hybridPCB附頻混合型PCB制造業(yè)獲得更高的收益率，降低生產(chǎn)成本?！?015年，在美國亞利桑那（AZ）鳳凰城召開的國際微波研討會（IMS）上，Isola首次亮相了在ADAS77GHz雷達系統(tǒng)，以及在此毫米波雷達系統(tǒng)應用的、通過飛思卡爾評估的AstraMT產(chǎn)品。在此強調的是：Isola公司近年把它研制、生產(chǎn)的高速基板材料產(chǎn)品的市場“圈定”為六大領域，即汽車電子；通信和網(wǎng)絡服務器；無線手持設備（手機、平板電腦等）及其基礎設施；互聯(lián)網(wǎng)基礎設施；測試與測量；背板等。注意，這里它包括了測試與測量、汽車電子等。Isola對高速基材應用領域范圍的“劃分”，是

10、與日本、臺灣等高速基材生產(chǎn)企業(yè)有所差異的130它對“高速基板材料”應用領域的范疇，較早認識到汽車電子（主要指毫米波雷達）市場也包括之列。它在業(yè)界中較早打破了近年習慣將“高頻”與“高速”性的基材“分家”成兩類基材的觀念。筆者認為，當今把“高頻板”與高階層次（VeryLowLoss、UltraLowLoss等級）的“高速板”又“綁”在一起，因是部分的應用市場的改變。這種不同樹脂的高頻基板材料市場格局的新變化，正是在毫米波領域的車載雷達用PCB近一、兩年出現(xiàn)了多層化、RF/數(shù)字電路混合PCB有稱為“RF-hybridPCB）風潮，以及非PTFE樹脂類高速CCL技術獲得新發(fā)展兩方面條件下所創(chuàng)造的。參考

11、文獻：1TarunAmla（Isola）.適于毫米波應用的新型熱固性PCB材料.MicrowaveJournal微波雜志.China.Mar/Apr2015.2Chandler,Ariz（Rogers）.新型電路板材料促進79GHz技術不斷發(fā)展.MicrowaveJournalChina微波雜志.Mar/Apr2016.3費天元.汽車智能化進程提速車載雷達將迎新機遇.上海證券報.2016年/5月12日第010版.4祝大同.2016年以后PCB業(yè)將會有怎樣變化一一日媒資深記者談PCB發(fā)展前景.電路板資訊.2016.4期5林金堵，吳梅珠.PCB用高頻（毫米波）材料與技術概述.印制電路信息.2010No.66Rogers.電路板材料在毫米波波段的應用.MicrowaveJournalChina微波雜志.Nov/Dec2015.7楊維生.微波介質基板材料及選用.覆銅板資訊.2015.5期8Taconic.高頻材料在毫米波頻段應用解決方案.EDICNOChina2016上的論文.2016.4.199野村和區(qū)氏.2016年以降內