微波電路的三防設計課件

微波電路的三防設計

----馬驂微波電路的三防設計提綱一、微波電路的防護需求二、微波模塊防護技術三、微波電路（器件）失效案例

1、軍用、民用電子設備頻率上拓L、S、C、……毫米波段2、高可靠性及環(huán)境適應性的要求高可靠性

軍用—防護要求高的環(huán)境剖面，平臺環(huán)境惡劣，MTBF相對低，可靠性要求高。民用—防護環(huán)境剖面單一，平臺環(huán)境相對簡單，MTBF要求高，長期可靠。環(huán)境適應性沿海、高溫、高濕、鹽霧及強大太陽輻射，有害砂塵。3、集成化及輕量化軍用相控陣雷達幾百、千個T/R組件，集成化及輕量化可靠性是關鍵民用通訊產品對小型化/高可靠性要求高，MTBF指標高，必須是成熟技術一、微波電路的防護需求一、微波電路的防護需求（4）腐蝕反應緩慢進行，使電路性能逐漸惡化，表現(xiàn)在頻率下降，增益下降，噪聲增大，帶寬變窄及輸出功率變小等。4.2潮濕，污染，鹽霧等作用因子使EMI襯墊失效，主要由于原電池作用使鋁表面氧化腐蝕，由鈍化膜導電狀態(tài)→絕緣、腐蝕凹坑。4.3部分器件引線由于腐蝕產生斷裂可伐合金鍍金層產生點蝕，引起應力腐蝕斷裂4.4緊固件銹蝕。（導致接地不良）4.5潮濕引起鋁件鍍銀，鍍金層起泡、脫落?；w/鍍層電偶腐蝕速度極快。4.6基板受潮后ε變大，tanδ增大，電路性能變化，影響工作點。二、微波模塊防護技術

模塊的防護從以下四方面講述：

1)屏蔽盒材料及防護；2)電磁/水汽密封防護；3)微波電路板的防護；4)吸收材料的應用.2.1屏蔽盒材料及防護—選材材料型號優(yōu)點缺點應用對象銅H62、H59-1耐蝕好、導電性優(yōu)重，材料價高地面設備及Ka波段以上的器件鋁6061、6063LF–5（壓鑄鋁）輕，材料價低耐蝕性良，導電性良廣泛應用于L、S、C波段微波器件塑料（金屬化）PPS、PEEK、ABS輕，適合于大批量標準件生產，成本低一次費用高，散熱差L、S波段鋁材的防腐蝕性：純鋁＞防銹鋁＞鍛鋁＞壓鑄鋁＞硬鋁2.2電磁/水汽密封防護采用導電密封襯墊低溫焊封技術激光焊接技術導電膠密封技術2.2.1導電密封襯墊（1）防止襯墊/屏蔽盒之間的電偶腐蝕1)金屬允許電化偶（一級防護，允許0.25V；二級防護，允許0.4V）金屬EMF（V）允許電化偶金銀黃銅錫鋁鋅+0.150-0.25-0.5-0.75-1.10導電密封襯墊

2)產生電偶腐蝕必需同時具備以下三個條件：a.不同類型金屬接觸，且電位差>0.25V；b.電連接：直接接觸或通過其它導體連接；c.腐蝕電解液。（2）襯墊應該是閉合，不是采用拼接的預制成型件。

a.接頭部份電磁泄露10~20dB；b.接縫不可靠，達不到水、汽密封。2.2.2低溫焊封技術鋁/鍍Ni/鍍Cu/錫鉍合金特點：可折卸維修難點：需有專項基礎工藝（化工、焊接）支撐；關鍵工藝：混合集成工藝、鍍錫鉍合金、再流焊、充氣密封等專項工藝。

模塊材料：鋁合金（LF--6或6063）三層鍍：Ni--Cu--Sn·Bi1?；瘜W鎳12μ；2。電鍍銅9μ；3。鍍錫鉍9~12μ（Bi含3.8~0.2%)焊基板溫度高;焊蓋板溫度低(140℃)充干燥空氣或惰性氣體.低溫焊密封模塊(1)低溫焊密封模塊(3)2.2.3激光焊封技術鋁材采用:LF21或LD-31（6063）化學鍍鎳（中磷）15μm蓋板采用激光（智能）焊外部噴AR涂料保護2.2.4導電膠粘接密封優(yōu)點：工藝簡單缺點：可靠性不如金屬焊封，維修困難工藝關鍵點：1、采用高性能導電膠2、留有工藝孔3、粘接后，導電膠金屬接觸部分涂清漆保護2.3維波電路板的防護2.3.1對基板材料的要求2.3.2敷形保護涂層

2.3.1

對基板材料的要求要求基板材料電性能穩(wěn)定，尤其是受潮后變化要小。

需考慮：介電性能的要求耐熱性能的要求介電性能的穩(wěn)定性尺寸穩(wěn)定性要求

2.3.2

敷形保護涂層高頻、微波電路敷形涂層應具備：

a.在使用的頻率下，介電常數(shù)值小且穩(wěn)定

b.在使用的頻率下，損耗角tanδ在3~5×10-3以內

c.高溫高濕下（25~65℃，RH95~95%），240h，體積電阻系數(shù)大于1010歐

d.涂層經-65~+125℃沖擊50次，與基板不脫層，涂層不開裂

e.涂敷于微波電路，對電路特性影響要小

f.工藝簡單，涂層厚度可控，便于調試及維修

g.希望涂層不產生應力，且有利于應力消除

3)微波電路涂覆應用a.微波電路涂覆實施比較困難，需電路設計配合，且需進行大量試驗b.軍品涂覆是環(huán)境特別惡劣情況下采用，如艦船上的濕熱、鹽霧c.微波電路涂覆主要是為了防潮、保護導線不被腐蝕.

2.4

吸收材料的應用

為防止微波信號的串擾，可采用吸收材料貼于屏蔽盒的某一區(qū)域，吸收干擾波。C、X以上波段的吸收材料可以很薄0.5~2mm厚L、S波段的吸收材料較厚2~4mm

三.

微波電路（器件）失效案例1、鋁鍍銀件，電偶腐蝕引起95瓷片開裂，電路損壞。單元高低溫試驗時，潮氣滲入水滲入鍍層（陰極）空隙鋁/銀-0.75電位差電化學