微波电路的三防设计课件

微波电路的三防设计

----马骖微波电路的三防设计提纲一、微波电路的防护需求二、微波模块防护技术三、微波电路（器件）失效案例

1、军用、民用电子设备频率上拓L、S、C、……毫米波段2、高可靠性及环境适应性的要求高可靠性

军用—防护要求高的环境剖面，平台环境恶劣，MTBF相对低，可靠性要求高。民用—防护环境剖面单一，平台环境相对简单，MTBF要求高，长期可靠。环境适应性沿海、高温、高湿、盐雾及强大太阳辐射，有害砂尘。3、集成化及轻量化军用相控阵雷达几百、千个T/R组件，集成化及轻量化可靠性是关键民用通讯产品对小型化/高可靠性要求高，MTBF指标高，必须是成熟技术一、微波电路的防护需求一、微波电路的防护需求（4）腐蚀反应缓慢进行，使电路性能逐渐恶化，表现在频率下降，增益下降，噪声增大，带宽变窄及输出功率变小等。4.2潮湿，污染，盐雾等作用因子使EMI衬垫失效，主要由于原电池作用使铝表面氧化腐蚀，由钝化膜导电状态→绝缘、腐蚀凹坑。4.3部分器件引线由于腐蚀产生断裂可伐合金镀金层产生点蚀，引起应力腐蚀断裂4.4紧固件锈蚀。（导致接地不良）4.5潮湿引起铝件镀银，镀金层起泡、脱落。基体/镀层电偶腐蚀速度极快。4.6基板受潮后ε变大，tanδ增大，电路性能变化，影响工作点。二、微波模块防护技术屏蔽盒材料及防护；电磁/水汽密封防护；微波电路板的防护；吸收材料的应用屏蔽盒材料及防护—选材材料型号优点缺点应用对象铜H62、H59-1耐蚀好、导电性优重，材料价高地面设备及Ka波段以上的器件铝6061、6063LF–5（压铸铝）轻，材料价低耐蚀性良，导电性良广泛应用于L、S、C波段微波器件塑料（金属化）PPS、PEEK、ABS轻，适合于大批量标准件生产，成本低一次费用高，散热差L、S波段铝材的防腐蚀性：纯铝＞防锈铝＞锻铝＞压铸铝＞硬铝电磁/水汽密封防护采用导电密封衬垫低温焊封技术激光焊接技术导电胶密封技术导电密封衬垫（1）防止衬垫/屏蔽盒之间的电偶腐蚀金属允许电化偶（一级防护，允许0.25V；二级防护，允许0.4V）金属EMF（V）允许电化偶金银黄铜锡铝锌+0.150-0.25-0.5-0.75-1.10导电密封衬垫产生电偶腐蚀必需同时具备以下三个条件：a.不同类型金属接触，且电位差>2.5V；b.电连接：直接接触或通过其它导体连接c.腐蚀电解液（2）衬垫应该是闭合，不是采用拼接、粘接的预制成型件a.接头部份电磁泄露10~20dBb.接缝不可靠，达不到水、汽密封。低温焊封技术铝/镀Ni/镀Cu/锡铋合金特点：可折卸维修难点：需有专项基础工艺（化工、焊接）支撑；关键工艺：混合集成工艺、镀锡铋合金、再流焊、充气密封等专项工艺。

模块材料：铝合金（LF--6或6063）三层镀：Ni--Cu--Sn·Bi1。化学镍12μ；2。电镀铜9μ；3。镀锡铋9~12μ（Bi含3.8~0.2%)焊基板温度高;焊盖板温度低(140℃)充干燥空气或惰性气体.激光焊封技术铝材采用LD-31（6063）化学镀镍（中磷）15μm盖板采用激光（智能）焊外部喷AR涂料保护几种密封方法比较密封方法可维修性密封可靠性工艺性成本主要缺点导电衬垫最好中等好低需螺钉连接，体积大低温焊可折卸维修好需专用基础工艺设施高基础工艺投入大激光焊不可（困难）最好需专用基础工艺设施高基础工艺投入中等维修困难导电胶困难中等简便最低维修困难电磁/水汽密封防护基板材料的选择敷形保护涂层

基板材料的选择要求基板材料电性能稳定，尤其是受潮后变化要。需考虑：介电性能的要求耐热性能的要求介电性能的稳定性尺寸稳定性要求

敷形保护涂层—高频、微波涂料类别型号化学组成固化后性状工艺及聚合机理应用9204苯乙烯/丁二烯透明、硬喷、浸、溶剂挥发聚合100MHz以下FR-4基板SRDC1-2577DC1-2620有机硅橡胶与树脂嵌段物透明弹塑性喷、借助空气中微量湿气固化适用100MHz~2GHz电路板保护，适合于GX（F4B）基板3-17653-1965单组分硅胶透明弹性膜喷、浸、保温下吸湿固化1-4105单组分硅胶透明弹性膜单组分，高温快速固化XYParyleneCParyleneN聚对二甲苯透明膜真空气相沉积，真空、常温下成膜2GHz以下电路

敷形保护涂层—微波电路涂覆微波电路涂覆实施比较困难，需电路设计配合，且需进行大量试验军品涂覆是环境特别恶劣情况下采用，如舰船上的湿热、盐雾微波电路涂覆主要是为了防潮、保护导线不被腐蚀。

吸收材料的应用

为防止微波信号的串扰，可采用吸收材料贴于屏蔽盒的某一区域，吸收干扰波。C、X以上波段的吸收材料可以很薄0.5~2mm厚L、S波段的吸收材料较厚2~4mm

微波电路（器件）失效案例2、微波天线功分器，密封不良，内部线路引起盐雾腐蚀PCB微带金属长铜绿部分区域产生铜离子电迁移