射频微波电路导论（第二版）第2章传输线理论.ppt

5. 微带线常用材料 如前所述，构成微带线的材料就是金属和介质，对金属的要求是导电性能，对介质的要求是提供合适的介电常数，而不带来损耗。当然，这是理想情况，对材料的要求还与制造成本和系统性能有关。 1) 介质材料 高速传送信号的基板材料一般有陶瓷材料、玻纤布、 聚四氟乙烯、其他热固性树脂等。表 2-1 给出了微波集成电路中常用介质材料的特性。就微带加工工艺而言，这些材料有两种实现方式：(1) 在基片上沉淀金属导带，这类材料主要是陶瓷类刚性材料。这种方法工艺复杂，加工周期长，性能指标好，在毫米波或要求高的场合使用。 * (2) 在现成介质覆铜板上光刻腐蚀成印制板电路,这类材料主要是复合介质类材料。这种方法加工方便，成本低，是目前使用最广泛的方法，又称微波印制板电路。 * 表2-1 微波集成电路中常用介质材料的特性 * 表2-2 覆铜板基材的国内外主要生产厂家 * 2) 铜箔种类及厚度选择 　　 目前最常用的铜箔厚度有 35 μm 和 18 μm 两种。铜箔越薄，越易获得高的图形精密度，所以高精密度的微波图形应选用不大于 18 μm 的铜箔。如果选用 35 μm 的铜箔，则过高的图形精度使工艺性变差，不合格品率必然增加。研究表明，铜箔类型对图形精度亦有影响。目前的铜箔类型有压延铜箔和电解铜箔两类。压延铜箔较电解铜箔更适合于制造高精密图形，所以在材料订货时，可以考虑选择压延铜箔的基材板。 * 3) 环境适应性选择 　　 现有的微波基材，对于标准要求的 －55～＋125℃环境温度范围都没有问题。但还应考虑两点，一是孔化与否对基材选择的影响，对于要求通孔金属化的微波板，基材 z 轴热膨胀系数越大，意味着在高低温冲击下，金属化孔断裂的可能性越大，因而在满足介电性能的前提下，应尽可能选择 z 轴热膨胀系数小的基材；二是湿度对基材板选择的影响，基材树脂本身吸水性很小，但加入增强材料后，其整体的吸水性增大，在高湿环境下使用时会对介电性能产生影响，因而选材时应选择吸水性小的基材或采取结构工艺上的措施进行保护。 * 6. 微带线加工工艺 1) 外形设计和加工 现代微带电路板的外形越来越复杂，尺寸精度要求高，同品种的生产数量很大，必须要应用数控铣加工技术。因而在进行微波板设计时应充分考虑到数控加工的特点，所有加工处的内角都应设计成为圆角，以便于一次加工成形。 微波板的结构设计也不应追求过高的精度，因为非金属材料的尺寸变形倾向较大，不能以金属零件的加工精度来要求微波板。外形的高精度要求，在很大程度上可能是因为顾及到了在微带线与外形相接的情况下，外形偏差会影响微带线长度，从而影响微波性能。实际上，参照国外的规范设计，微带线端距板边应保留 0.2 mm 的空隙，这样即可避免外形加工偏差的影响。 * 随着设计要求的不断提升，一些微波印制板基材带有铝衬板。此类带有铝衬基材的出现给制造加工带来了额外的压力，图形制作过程复杂，外形加工复杂，生产周期加长，因而在可用可不用的情况下，尽量不采用带铝衬板的基材。 　　 ROGERS 公司的 TMM 系列微波印制板基材，是由陶瓷粉填充的热固性树脂构成的。其中，TMM10 基材中填充的陶瓷粉较多，性能较脆，给图形制造和外形加工过程带来很大难度，容易缺损或形成内在裂纹，成品率相对较低。目前对 TMM10 板材外形加工采用的是激光切割的方法，成本高，效率低，生产周期长。所以，在可能的情况下，可考虑优先选择 ROGERS 公司符合介电性能要求的RT/Duroid系列基材板。 * 2) 电路的设计与加工 微波印制板的制造由于受微波印制板制造层数、微波印制板原材料的特性、金属化孔制造需求、最终表面涂覆方式、线路设计特点、制造线路精度要求、制造设备及药水先进性等诸方面因素的制约，其制造工艺流程将根据具体要求作相应的调整。电镀镍金工艺流程被细分为电镀镍金的阳版工艺流程和电镀镍金的阴版工艺流程。工艺说明如下： (1) 线路图形互连时，可选用图形电镀镍金的阴版工艺流程。 (2) 为提高微波印制板的制造合格率，尽量采用图形电镀镍金的阴版工艺流程。如果采用图形电镀镍金的阳版工艺流程，若操作控制不当，会出现渗镀镍金的质量问题。 * (3) ROGERS 公司牌号为 RT/Duroid 6010 基材的微波板，由于蚀刻后的图形电镀时，会出现线条边缘“长毛”现象，导致产品报废，因此须采用图形电镀镍金的阳版工艺流程。 (4) 当线路制造精度要求为 ± 0.02 mm 以内时，各流程之相应处须采用湿膜制板工艺方法。 (5) 当线路制造精度要求为 ± 0.03 mm 以上时，各流程之相应处可采用干膜（或湿膜）制板工艺