Производство СВЧ

Компания "Абрис" освоила уникальную технологию серийного производства СВЧ (сверхвысокочастотных) электронных блоков с рабочими частотами 6, 12 и 24 ГГц. По этой технологии нами уже были изготовлены и успешно испытаны системы контроля скоростного режима.

Инновационность данной технологии в том, что она кардинально меняет временные параметры изготовления СВЧ ЭБ и переводит процесс на новый уровень.

Мы предлагаем:

1. В качестве базового материала применяются высокочастотные материалы компании Rogers, например серии RO4000*.

*Серия высокочастотных материалов RO4000 была разработана, чтобы, с одной стороны, обеспечить качественные СВЧ характеристики, сравнимые с таковыми у фторопластосодержащих материалов, и с другой стороны, максимально упростить технологию изготовления плат, то есть сделать ее совместимой с традиционной технологией обработки армированных текстолитов (FR4). Материалы RO4000 представляют собой армированное стекловолокно с высокой температурой стеклования (Tg>280°C) с наполнением из термореактивного полимера с добавлением керамики. В отличие от материалов на основе фторопласта (PTFE), для данных материалов не требуется специальной химической или плазменной обработки поверхности при подготовке производства металлизированных переходных отверстий. Материал RO4003C имеет e=3.38, а RO4350B e=3.48.

На данном материале выполняется двухслойная печатная плата с металлизированными отверстиями. Обычно, на верхнем слое расположены дискретные элементы изделия и элементы топологии. В настоящее время, точность воспроизведения элементов топологии составляет +/-12 мкм, что достаточно для большинства применений. Нижний слой ПП представляет собой сплошной полигон "земли". Металлизированные отверстия обеспечивают электрическое соединение слоев, и теплоотвод.

Данная двухслойная печатная плата соединяется с теплоотводящим основанием (обычно медным) через тонкую прокладку, обладающую хорошими тепло- и электро-проводящими свойствами. Соединение осуществляется методом прессования. Таким образом, образуется единый "сэндвич" из высокочастотного базового материала и медного теплоотвода. Внешний контур может иметь достаточно сложную геометрию, возможна внутренняя фрезеровка пазов, вырезов, в том числе заданной глубины.
Для обеспечения защиты от коррозии, медь на поверхности ПП, а так же медная подложка покрываются слоем гальванического золота (~2.5 мкм толщиной), которое позволяет применять как разварку золотой проволокой, так и пайку.

2. В качестве дискретных элементов применяются элементы в корпусах для SMD монтажа. Элементы в корпусах, разумеется, обладают несколько худшими характеристиками, чем бескорпусные, однако для большинства применений это несущественно. Кроме того, применение SMD элементов позволяет использовать автоматический монтаж, что существенно облегчает процесс сборки, уменьшает время, дает значительно более воспроизводимый результат (что уменьшает время настройки).

3. По данной технологии, как уже было сказано выше, были СЕРИЙНО изготовлены и успешно испытаны сверхвысокочастотные электронные блоки для системы контроля скоростного режима с рабочими частотами 6, 12 и 24 ГГц.

Основные технические характеристики СВЧ-материалов компании Rogers

Тип, состав	Диэлект-рическая проница-емость, f 10 ГГц	Тангенс угла ди-электри-чес-ких потерь, f 10 ГГц	Тепло-вой коэф-фициент 50–150°С ppm/°С	Объем-ное со-против-ление, МОм·см	Поверх-ностное сопро-тивление, МОм	Влаго-погло-щение, %	Тепло-провод-ность, Вт/м/К	Плот-ность, г/см3	Стандарты толщины, мм
RT/duroid5870									0,127; 0,254; 0,381;
PTFE стеклово-	2,33±0,020	0,0012	-115	2?107	2?108	0,015	0,22	2,2	0,508; 0,787; 1,575;
локно									3,175
RT/duroid5880									0,127; 0,254; 0,381;
PTFE стеклово-	2,20±0,020	0,0009	-125	2?107	3?107	0,015	0,20	2,2	0,508; 0,787; 1,575;
локно									3,175
ULTRALAM2000 PTFE армиро-ванный ламинат	2,40– 2,60±0,040	0,0019	-100	2?107	4?107	0,03	0,24	2,2	0,101; 0,256; 0,373; 0,482; 0,762; 1,524
RT/duroid6002 PTFE керамика	2,94±0,040	0,0012	+12	106	107	0,1	0,60	2,1	0,127; 0,254; 0,508; 0,762; 1,524; 3,048
RT/duroid6202PR Laminate	2,90±0,04 2,98±0,04 3,00±0,04 2,90±0,04	0,002	+13	10 в 10 степени	10 в 9 степени	0,1	0,68	2,1	0,005 0,010 0,015 0,020/0,030
RT/duroid6005 PTFE керамика	6,15±0,150	0,0019	-410	2?107	7?107	0,05	0,49	2,7	0,254; 0,635; 1,270; 1,905; 2,540
RT/ duroid601OLM PTFE керамика	10,2±0,250	0,0023	-425	5?106	5?106	0,05	0,78	3,1	0,254; 0,635; 1,270; 1,905; 2,540
ТММ3 Углеводородная керамика	3,27±0,032	0,0020	+39	3?109	> 9?109	> 0,04	0,70	1,78	0,381; 0,508; 0,762; 1,524; 3,175
ТММ6 Углеводородная керамика	6,00±0,080	0,0023	-10	1?108	1?109	0,06	0,72	2,37	0,381; 0,635; 1,270; 1,905; 2,540; 3,175
ТММ10 Углеводородная керамика	9,20±0,230	0,0023	-38	2?108	4?107	0,09	0,76	2,77	0,381; 0,635; 1,270; 1,905; 2,540; 3,175
ТММ10 Углеводородная керамика	9,80±0,245	0,0020	-43	2?108	4?107	0,16	0,76	2,77	0,381; 0,635; 1,270; 1,905; 2,540; 3,175
RО4003С Углеводородная керамика	3,38±0,05	0,0027	+40	1,7?10 не ясно	4,2?109	0,06	0,64	1,8	0,203; 0,508; 0,813; 1,524
RО4350В Углеводородная керамика	3,48±0,05	0,0037	+50	1,2?10 не ясно	5,7?109	0,06	0,62	1,9	0,101; 0,168; 0,254; 0,508; 0,762; 1,524
RO4360 High Frequency	6,15±0,15	0,0038	-120	1,30E+12	3,11E+11	0,13	0,8	2,16	0,203 0,305 0,406 0,508 0,813 1,524
RО4450В
Углеводород-ная керамика	3,54±0,05	0,0040				0,05	0,60	1,88	0,101
Prepreg
RО3003 PTFE/керамика	3,00±0,04	0,0013	13	107	107	< 0,1	0,50	2,1	0,127; 0,254; 0,508; 0,762;
RО3203 PTFE/керамика армированный ламинат	3,02±0,04	0,0016	13	107	107	< 0,1	0,50	2,1	0,254; 0,508; 0,762; 1,524
RО3006 PTFE/керамика	6,15±0,15	0,0020	-160	103	103	< 0,1	0,61	2,6	0,254; 0,635; 1,270
RО3010 PTFE/керамика	10,2±0,30	0,0023	-280	103	103	< 0,1	0,66	3,0	0,254; 0,635; 1,270
RО3210 PTFE/керамика армированный ламинат	10,2±0,50	0,0027		104	104	< 0,1	0,81	3,0	0,635; 1,270

Почему сейчас:

В настоящее время наблюдается большой интерес к СЕРИЙНОМУ изготовлению СВЧ электронных блоков. К таким блокам относятся:

антенны
усилители СВЧ мощности
приемники и передатчики сверхвысокочастотного сигнала

Данные устройства применяются в радарах (в том числе системах контроля скоростного режима), базовых станциях GSM (или других средствах связи), в системах контроля доступа, в системах контроля периметра, системах телеметрии и т.п.

Можно выделить две основные особенности, присущие данным устройствам:

1. Рабочие частоты в десятки ГГц.
2. Довольно большая рассеиваемая тепловая мощность.

Традиционно, для изготовления таких устройств применяется Поликор в качестве материала подложки, и бескорпусные компоненты (с разваркой золотой проволокой) в качестве элементов схемы. Для улучшения теплоотвода, с обратной стороны подложки, часто располагается радиатор. Данная технология позволяет производить "штучный товар" и мало применима в серийном производстве. Большой объем ручных операций, необходимый для "традиционной" технологии приводит к длительному сроку производства, большому количеству брака (зачастую выход годных изделий не превышает 20%, что ведет к значительным издержкам из-за потери дорогостоящих комплектующих). Также плохая воспроизводимость параметров изделия приводит к необходимости длительной настройки каждого блока.

Поэтому возникновение альтернативного способа производства, в разы превышающего прежние возможности, - это технологический прорыв.

Термоиспытания платы

По многочисленным просьбам наших заказчиков были проведены термоиспытания СВЧ платы совместно с одним из наших клиентов. И вот результаты.

Характеристики испытуемого образца:
- печатная плата с медным основанием;
- материал печатной платы – «Rogers»;
- плата соединена с основанием с помощью клея под давлением;
- толщина основания – 3 мм.

Условия и порядок проведения испытаний:
Проверка проводилась в соответствии со стандартными испытаниями для изготавливаемых на предприятии приборов.
Термокамера запрограммирована на 3 цикла (1 цикл: -60 град. … + 85 град. с выдержкой 30 минут при каждой температуре). После 3 циклов проводился визуальный контроль с помощью микроскопа МБС-10 при увеличении 16 и 32 х.
Было проведено 30 термоциклов.

За время испытаний не было выявлено ни трещин, ни отслоений, ни нарушений клеевого шва. Наблюдалось небольшое изменение цвета клея (это возможно, т.к. испытуемый образец находился в негерметичном объёме).

Выводы по результатам испытаний:
Образец изделия соответствует заявленным свойствам по качеству клеевого шва.

Вы можете задать все возникшие вопросы по данной теме, связавшись с нашими менеджерами любым удобным для Вас способом.

На фото: СВЧ печатная плата без монтажа. Материал серии Rogers.

Количество слоёв: 2
Основание: медное
Покрытие: никель + гальваническое золото
Тощина платы может быть 1.0, 2.0, 3.0, 4.5 мм.