1、技術ECHNOLOGY一種低剖面漸變槽線天線單元制造工藝研究文/中國電子科技集團公司第14研究所周峻松楊金卓奚洋【摘要】本文介紹了一種低削面漸變槽線天線單元印制板的制造工藝，對所采取的關鍵技術進行了闡述。(關鍵詞】漸變糟線天線；微波多層印制板、背景技術近年來.由于多功能雷達、電F戰和通訊系統的迅速發展，寬帶相控陣大線技術已經引起國內外宙達與大線設計、電子對抗等彳亍業專家的廣泛關注。漸變懵線天線(TaperedSlotlineAntenna,簡稱TSA)因其具備增益高、超寬帶、輻射波束對稱以及具有印刷天線的剖面低、重址輕等優點，較多地應用在寬帶相控陣犬線系統中。山TSA是-種端射行波天線.通常為

2、達到預期的屈寬帶性能.天線單元一般需要數個至十數個波長的長度、數個波長的寬度，在微波頻段內尺寸較大，限制了比在安裝空間有限場合的應用。低剖面漸變槽天線為-種新型單極化漸變槽陣列大線.克服了天線高度對駐波帶寬的限制，氓點優化大線單元在較低剖面條件下的有源掃描駐波性能而并不關注天線的超寬帶特性.尺J小，組陣方便，可廣泛應用于寬帶寬角打描相控陣天線系統。根據仿真第一作者簡介：周緩松：D72年出生.畢業于南京信息職業技術學院卬制板專業.畢業后進入中國電子科技集團公司第H研完所從事微波印制板工藝技術、品質控制工作計算結果.對天線單元印制電路的層間重合度和天線陣列的外形公茬提出了更高要求.從而使得天線單元

3、的生產匚藝相對尸普通多層板而言具有了許多硝點:低介電常數及低損耗角正切的PTFE基板材料及與其匹配的粘結材料選型、微波多層板高可靠性層間粘合藝，PTFE多層印制板金屬化孔垂直互連技術.高精度機械加工技術等綜合應用.有效地保證了大線單元散射的致性對于天線陣列的低散射特性。圖1指數槽線天線結構示意圖二、研究內容本技術研究1=1的是通過對天線單元印制板的高密度、高精度、高可旅性.經過長期試驗確定一類微波多層板的制造工藝技術C低剖面漸變帶天線單元制造藝，包括天線基板材料及粘結材料匹配性選型、PTFE基材微波印制板多層化技術、PTFE微波多層印制板的層間匪直互連技術、微波多層板的多階臺階結構的實現和而外

4、形精度及履間重合度的實現。該工藝，選擇了低介電常數及損耗佑正切的PTFE基板材料及與其匹配的粘結材料,PTFE基板材料有美國羅杰斯公司生產的RT62O2-O31-5E/5E和Diclad88()B()3O552(),美國泰康利公司生產的TSM-()30()-CH/CH和TLY-5Z;粘結材料有美國羅杰斯公司生產的2929和Cuclad67(W).美國泰康利公司生產的Fl<-2«o同時該匚藝采用了針對PTFE基板高可停性粘合的層壓前處理工藝、壓合匚藝.所訥層壓前處理技術包括PTFE單片完成內層蝕刻后其介成表面應禁止任何形式的機械處理.帶線采用表血粗糙度較低的白棕化處理，并且保證在

5、定時效內完成壓合,超出層壓時效的內層單片層壓前應進行等離子活化處理；熱氏及冷壓技術包括嚴格的壓力、降溫速率控制°低剖面漸變槽天線單元制造T藝，采用了針對PTFE堆材微波多層板的金櫥化孔垂百互連技術，其中包括PTFE基材數控鉆孔、PTFE甚材孔金屈化之離子去鉆污、等離，活化、化學沉銅及全板電鍍藝過程。三、實施方式漸變槽天線單元仿真模型如圖2,本技術的實施按工藝流如附圖3進行。圖2HFSS仿真模型11|工|"|“.|I"IILZEJ-tEEi，w回冏眉.圈.匿困廠.I一可_廠工.圖3工藝流程圖四、關鍵工序說明4.1CAM處理CAM處理包括印制板電路圖形線寬及圖形漲縮量

6、的匚藝設計、高精度數控鉆孔程序編制、高精度數洗程序編制。4.2數控鉆孔數控鉆孔序包括數控鉆孔的定位裝央方式選取、蓋板及墊板材料的選取及應用、數控鉆孔藝參數的優化設祖及數控鉆孔后的鉆孔切屑殘御的處理方法、4.3層壓前等離子處理層壓前等離F處理為采用低溫氣相等離"體對PTFEJ&材介質表而的活化處理藝，其II的通過提高介質表血張力從而提高多層板的層間結合力C4.4層壓層JK【:藝為實現天線單元多層化的項關鍵藝，通過基板材料及粘結材料的有效匹配、匚藝方法的正確選取及I：藝參數的合理設?7及有效控制，可以微波多層板的較高可錨性的層間結合力。4.5高精度控深加工高粘度控深加r是實現天線

7、單元多階臺階結構設計的關鍵I藝,該工藝通過對加工件上表面商度的實時測址來確定主軸的加I：深度,從根本上消除了因機床臺面及零件表面凹凸引起的加誤差。4.6高精度安裝孔加工本專有技術的高粘度安裝孔加E是通過前期cam處理過程中的丁藝余扯設計來實現的,X-Ray鉆靶機鉆出定位孔后門動生成多層板的漲縮數據.此數據通過推送方式傳遞至數控鉆孔，數控鉆孔過程中對*件漲縮進行實時調整“(下轉第101頁)卷起、拖尾改善有著不同的效果.其中當F=3U時.正面與地面的改善效果最為明顯。四、試驗測試總結通過對正常金手指引線設計資料采取不同的加工參數以及增加不同的輔助蓋板進行相關測試凝證.測試分析結果表明：1）只是板了

8、上而增加蓋板,結果都是無法改善金尹指處引線、拖尾的品質問題；2）經過采取不同加工參數、不同的輔助物料進行實驗驗證,當進刀速度改變并加上加常規的PP蓋板.金手指引線脫落、拖尾的品質問題能得到改善并根除不同的進刀速度對引線洗板銅皮卷起、拖尾改善仃著不同的效果，其中當F=30時.正仲j地而的改善效果最為明顯-SPCA卷起、拖尾改善有著不同的效果.其中當F=3U時.正面與地面的改善效果最為明顯。四、試驗測試總結通過對正常金手指引線設計資料采取不同的加工參數以及增加不同的輔助蓋板進行相關測試凝證.測試分析結果表明：1）只是板了上而增加蓋板,結果都是無法改善金尹指處引線、拖尾的品質問題；2）經過采取不同加

9、工參數、不同的輔助物料進行實驗驗證,當進刀速度改變并加上加常規的PP蓋板.金手指引線脫落、拖尾的品質問題能得到改善并根除不同的進刀速度對引線洗板銅皮卷起、拖尾改善仃著不同的效果，其中當F=30時.正仲j地而的改善效果最為明顯-SPCA測試方案I測試結果（正面）方案1/<2試敬結果勺分析方案2判定不合格不合格由于該鐵刀為專用加工鋁基、銅基產品鐵刀.所以在加工時，斷刀率100%,不合適普通產品加工”m國方案4方案5由于該鐵刀為專用加工鋁基、銅基產品說刀.所以在加工時.斷刀率100%,不合適普通產品加工由于該鐵刀為專用加工鋁基、銅基產品鐵刀，所以在加工時.斷刀率100%.不合適普，產品加工F=

10、8|F=15|F=30測試結果（正面）不合格不合格測試條件主軸轉速進刀速度退刀速度刀具選擇增幅板方案1常規常規常規普通新刀不加方案2常規常規常規新雙刃鐵刀不加方案3常規常規常規普通新刀加方案4常規常規常規新雙刃鐵刀加方案5常規F=8、15、30常規新雙刃鐵刀加方案6常規F=8、15、30常規普通新刀加檢1試驗方案（上接第99頁）<11HI7控體都合格,其中F=30效果最好方案6測試結果（反面）nnri_III；整體都合格，其中F=30效果最好五、實物驗證實物驗證通過個陣而規模為20x16個天線單元的實驗小型面陣進行.如圖4所，云圖4天線單元及實驗小面陣實物圖（1）可靠性測試：按照IP<：601SB規定對實物抽樣檢測.檢測內容包括交收態（顯微剖切）、熱應力（顯微剖切）、模擬返（顯微剖切）、熱沖擊（互聯電阻變化率）和絕緣電阻；檢測結果為合格（2）電性能測試：本文通過互耦法對實驗小面陣陣中單元進行有源駐波測址.根據上述公式：計算推導得到E面和H面仃源掃描駐波的等高線對比仿其與實測結果發現兩者基本吻合.并且掃描駐波實際測最值優尸仿真結果.天線在T：作頻段8GHE2GHz范|1；1內E血、Hlhi&