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薄膜电路技术及其在T绝缘材料加工厂/R组件中的
浏览: 发布日期:2017-09-03


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1.引言   采用薄膜技术来制造薄膜电路是薄膜领域中一个重要分支。薄膜电路主要特点:制造精度比较高(薄膜线宽和线间距较小),可实现小孔金属化,可集成电阻、电容、电感、空气桥等无源元件,并且根据需要,薄膜电路可以方便地采用介质制造多层电路。薄膜多层电路是指采用真空蒸发、溅射、电镀等薄膜工艺以及湿法刻蚀和干法刻蚀(反应离子刻蚀、等离子刻蚀、激光刻蚀)等图形形成技术,在抛光的基板(陶瓷、硅、玻璃等材料)上制作导体(Cu或Au等)布线与绝缘介质膜(PI或BCB等)相互交叠的多层互连结构。   薄膜多层电路技术,由于具有互连密度高、集成度高、可以制造高功率电路、整个封装结构具有系统级功能等突出特点,在微波领域的应用很有竞争力,特别是在机载、星载或航天领域中,其体积小、重量轻、可靠性高的特点更加突出,是一种非常有潜力的微波电路模块(低噪声放大器、滤波器、移相器等)、甚至需求量越来越大的T/R组件基板制造技术。   本文将在分析薄膜电路在T/R组件中应用的特点的基础上,介绍几种典型的应用实例,并给出发展建议。   2. 薄膜电路技术在T/R组件中应用的特点分析   随着雷达技术的发展,有源相控阵雷达成为主流,而其核心则是T/R组件,通常每部雷达含有成千上万只T/R组件。T/R组件不论其使用频率是否相同,也不论其使用场合是否相同,其基本构成是相同的,主要是由功率放大器、驱动放大器、T/R开关、移相器、限幅器、低噪声放大器、环流器、逻辑控制电路等组成,其结构框图如图1所示(1)。这些基本构成,在工艺实现时,部分可以直接做在电路板上,如微带传输线、开关、耦合器、滤波器等,部分采用外贴芯片(如功放、驱放等)、电容、环流器等来实现。因此,从使用功能和结构上,T/R组件实际上可以看作是一种具有收发功能的微波多芯片模块。   受雷达波束栅瓣效应(相邻两个辐射单元的中心距小于工作波长的一半)以及重量、成本等限制,T/R组件的小型化、集成化、轻量化将是其发展趋势。为了满足其性能要求,采用低温共烧陶瓷LTCC、高温共烧陶瓷HTCC、薄膜多层电路技术、多层微波印制电路技术等多层集成技术来研制和生产T/R组件成为必然选择,几种多层技术的比较见表1(2~3)。   从表中可以看出,薄膜多层互连基板,具有如下突出优点:   (1)布线密度高,体积可以很小、重量很轻;   (2)集成度高,可以埋置电阻、电感、电容等无源器件以及有源芯片;   (3)高频特性好,可用于微波及毫米波领域;   (4)承受功率密度高,可选用高导热的金属、金刚石、陶瓷或铝炭化硅复合材料等作基板,制造高密度高功率多层基板。   薄膜多层互连基板与其它类型的基板相比,具有如下明显的缺点:   (1)工艺采用串形方式,成品率相对低,制造成本高;   (2)制造层数受限制。   薄膜多层电路技术由于具有明显的优点和缺点,因此在制造T/R组件的选择上,可以有两种方案。第一,可以采用薄膜技术在陶瓷基板或金属基板上直接制造T/R组件(4~5),发挥薄膜高精度、高集成度、高功率的性能,这种方法成本较高; 第二,将薄膜技术和其他多层电路技术(如厚膜技术、HTCC、LTCC等)结合起来(6-8),制造T/R组件,扬长避短,既发挥其他基板容易实现多层的特点,从而克服薄膜技术本身制造层数不足的缺点,又能发挥薄膜技术本身的高精度、高性能特长。   


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