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高频微波印制板制造技术
主讲:杨维生
一、前言
:
1)通信业的快速进步,使原有的民用通信频段显得非常的拥挤,某些原军事用途的高频通信,部分频段从21世纪开始,逐渐让位给民用,使得民用高频通信获得了超常规的速度发展。
2)高保密性、高传送质量,要求移动电话、汽车电话、无线通信,向高频化发展。
3)计算机技术处理能力的增加,信息存储容量增大,迫切要求信号传送高速化。
二、定义
。
波长为1m~,相应的频率范围为300MHZ~3000GHZ(1GHZ=1000MHZ)的电磁波称为微波。
常将微波划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。
波段名称
波长范围
频率范围
频段名称
分米波
厘米波
毫米波
亚毫米波
1m~10cm
10cm~1cm
1cm~1mm
1mm~
300MHZ~3GHZ
3GHZ~30GHZ
30GHZ~300GHZ
300GHZ~3000GHZ
特高频(UHF)
超高频(SHF)
极高频(EHF)
超极高频
表1微波波段的划分
波段
频率范围/GHZ
波段
频率范围/GHZ
UHF
~
Ka
~
L
~
Q
~
Ls
~
U
~
S
~
M
~
C
~
E
~
Xc
~
F
~
X
~
G
~
Ku
~
R
~
K
~


表2微波中的常用波段
微波特点:
1)频率高。微波的震荡频率极高,每秒在三亿次以上,震荡周期很短,在10-9~10-12s之内,和低频器件电子的渡越时间10-8~10-9s属同一数量级或者还小得多。微波的频率高,在不太大的相对带宽下,其可用频带很宽。频带宽意味着信息容量大,使得它在需要很大信息容量的场合得到了广泛的应用。
2)似光性。微波的波长比一般的宏观物体(如建筑物、船舰、飞机和导弹等)的尺寸都小得多,当微波波束照射到这些物体上时,将会产生显著的反射。波长越短,其传播特性就越接近于几何光学,波束的定向性和分辨能力就越高,天线的尺寸也可以做得越小。
3)能够穿透电离层。微波能毫无阻碍地、低衰减地穿过电离层,因此称微波是“宇宙窗口”,为卫星通信、宇宙通信、导航、定位以及射电天文学的研究和发展提供了广阔的发展前景。
4)测量技术上特点。在测量技术上微波波段也有明显特点。低频电路测量的几个基本参量是电压、电流和频率,在微波波段电压和电流已失去了唯一确切的含义,因而测量的基本参量是功率、阻抗和波长。
。
1)微波技术的早期发展是和雷达交织在一起的。
2)微波通信是国际公认的最有发展前途的三大传输手段(微波、卫星和光纤)之一。
。
在具有高频微波基材的覆铜板上,加工制造成的印制板,叫作高频微波印制板。这是一钟刚性印制板,分为单面、双面、多层高频微波印制板。高频基材同普通FR-4基材合压形成的印制板,叫做混合型多层印制板;高频微波基材与金属基混合压成的基材制成的印制板,叫做高频金属基印制板。
三、基材要求
印制板的整体特性、加工性能、长期可靠性,在很大程度上取决于基板材料的特性。对高频微波印制板而言,所使用的基材与FR-4是完全不同的。为实现高速传送信号,要求基材的选用,必须考虑介电常数(Dk)和介质损耗因素(Df)这两个性能参数。根据电子产品的性能要求,选取不同介电常数的基材来制造高频微波印制板。

介电常数Dk(或εr),英文为dielectric constant或relative permittivity,表示某电介质电容器的电容,与同样构造的电容器在真空状态下的电容之比。介电常数Dk(或εr),通常表示出某种材料存储电能能力的大小。国内旧的专业文献资料,常用εr符合表示,而国外和新的国内文献资料,常用Dk表示。

覆铜板,由树脂、增强材料(布、纤维、纸)和充填剂所组成,构成为电的绝缘体,也称为电介质。
基板材料,实际上是整块印制板中的一个电容器。当介电常数Dk大时,表示存储电能大,电路中电信号的传播速度就会变低;反之,Dk小时,电信号传播速度就快。
在高频线路中,信号的传播速度,有以下的关系:
v=k·C/Dk
式中,V表示