CN110662361A - 埋入式雷达天线pcb制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种埋入式雷达天线PCB制作工艺，步骤顺次包括：A.初步图形电镀；B.褪去干膜；C.埋入式天线制作。传统的毫米波雷达天线电路板是通过外层图形转移，图形电镀，外层湿法蚀刻蚀出天线图形。本专利制造雷达天线电路板是通过非蚀刻的方法，通过图形电镀把天线直接电镀在载铜箔的基板上，然后通过层压把天线嵌入在PCB内。图形精准，零线宽线隙公差，零侧蚀，由于天线是嵌入在PCB内，避免了外层加工过程中的擦碰和污染引起的凹痕和铜瘤，提高了PCB的性能和良率。

Description

埋入式雷达天线PCB制作工艺

技术领域

本发明涉及PCB制作领域，特别是指一种埋入式雷达天线PCB制作工艺。

背景技术

由于世界各国的汽车安全标准、汽车电子化水平不断提高以及人们对驾驶安全需求不断增长，具备主动安全技术的高级驾驶辅助系统(ADAS)呈现快速发展的势头。传感器技术是汽车电子的关键核心技术之一，各种传感器技术的创新发展为主动安全提供了技术可行性，汽车微波/毫米波雷达传感器正是实现该功能的核心部件之一。微波/毫米波雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的。毫米波频率高、波长短，一方面可缩小从天线辐射的电磁波射束角幅度，从而减少由于不需要的反射所引起的误动作和干扰，另一方面由于多普勒频移大，相对速度的测量精度高。在汽车主动安全领域，汽车微波/毫米波雷达传感器因为能够全天候工作，不受光线、雾霾、沙尘暴等恶劣天气的影响，已成为业界公认的主流选择，拥有巨大的市场需求，因而也是汽车电子厂商当前的主要研发方向。毫米波雷达同超声波雷达相比，毫米波雷达具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、摄像头等光学传感器相比，毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候全天时的特点。

目前市场主流使用的车载毫米波雷达按照其频率的不同，主要可分为两种：24GHz毫米波雷达和77GHz毫米波雷达。通常24GHz雷达检测范围为中短距离，用作实现盲点监测和变道辅助(BSD、LCA)等功能，而77GHz长程雷达用作实现自适应巡航(ACC)、自动紧急制动(AEB)等功能。

77GHz毫米波雷达的体积更小。24GHz毫米波雷达和77GHz毫米波雷达的性能及算法其实相差不远，更主要的差距还是在雷达体积上。由于24GHz雷达的频率更低波长更长，因此雷达所需要的天线就更长，做成小体积雷达的难度就更高，因此24GHz毫米波雷达会比77GHz毫米波雷达的体积更大，在追求美观与轻量化的车载领域体积是个关键问题。

77GHz毫米波雷达的检测精度更好。相比于24GHz雷达，77GHz雷达的波长只有24GHz毫米波雷达波长的三分之一，虽然绕射能力比24GHz雷达要弱，但是其检测精度是24GHz毫米波雷达3倍。因此未来对于检测精度精益求精的自动驾驶来说，77GHz毫米波雷达无疑更具有一定优势。

毫米波雷达传感器与红外、激光、摄像头等光学传感器相比，毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候全天时的特点，因此77GHz毫米波雷达是汽车电子厂商当前和未来的主要发展方向。

现有传统工艺制作的77GHz雷达天线多层线路板的品质缺陷：

传统工艺制作是在层压板的基铜上通过机械钻孔和镭射钻盲孔，表面除沾污，无电沉铜，板面电镀使孔金属化，再通过图形转移，图形电镀加厚表面和孔壁铜厚，通过蚀刻的方法蚀刻出天线图形。

传统的蚀刻工艺制作天线主要的缺陷：

线路侧蚀(undercut)。目前PCB蚀刻图形主要采用碱性溶液蚀刻，碱性蚀刻具有稳定性，安全性，蚀刻速率快，蚀刻因子大等特点，但湿法蚀刻侧蚀是不可避免的，我们只有通过控制溶液浓度，温度，PH值，Cu离子含量和来减少侧蚀量，通过补偿补回侧蚀损失的线宽。

线宽均匀性差。由于受电镀铜厚均匀性影响，蚀刻时会产生残铜影响线宽均匀性，同时由于要兼顾孔内铜厚，图形电镀时间较长，干膜在药水缸浸泡时间长，受药水攻击产生渗镀导致线宽不均匀。图形精度不高。由于湿法蚀刻的水池效应，方形pad的外角和内角都会有不同程度弧度。由于传统的天线图形是通过外层图形转移图形电镀把镀在底铜上，再通过蚀刻得到天线图形。线路图形是镀在PCB表层上，高于PCB表面，易擦碰产生凹痕板面污染产生板面电镀粗糙。更进一步的，传统的蚀刻方法制作的天线，由于受湿法蚀刻工艺的影响，存在着侧蚀(undercut)图形精度差，线宽线隙公差大，这些因素对于要求探测精更高的毫米波雷达不同程度会影响雷达性能。

发明内容

本发明提出一种埋入式雷达天线PCB制作工艺，解决了现有技术中的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

埋入式雷达天线PCB制作工艺，步骤顺次包括：

A.初步图形电镀；

B.褪去干膜；

C.埋入式天线制作。

作为本发明的优选方案，步骤A中具体顺次包括：

a.在载有铜箔的基板上贴膜.曝光和显影,完成图形转移；

b.将步骤A中的a步骤内的图形基板进行图形电镀，镀出天线图形和要求的铜厚。

作为本发明的优选方案，步骤A中的b步骤完成后对基板进行氧化工艺。

作为本发明的优选方案，所述步骤C具体顺次包括：

a.压板；

b.钻孔沉铜；

c.图形转移；

d.图形电镀，闪蚀；

e.中间检测和后制程。

作为本发明的优选方案，步骤B中褪干膜得到的镀有天线的基板，将所述基板与天线PCB的其它层进行配对；将配对后的层板进行层压，得到PCB半成品。

作为本发明的优选方案，所述钻孔沉铜步骤具体顺次包括：

通过机械钻通孔，镭射钻盲孔完成孔的加工；

对于上述通孔和盲孔通过无电化学反应，在孔壁上形成一层致密的金属导电层。

作为本发明的优选方案，所述图形电镀工艺顺次包括：

在天线面曝光显影露出电镀区域，非天线面显影露出电镀图形；

通过图形电镀，使第三步钻的所有通孔金属化到要求的铜厚；

褪去天线和非天结面干膜；

通过图形转移，天线面阻蚀，非天线面蚀出图形，褪膜闪蚀褪去底铜后得到PCB线路图形。

作为本发明的优选方案，所述中间检测后制程步骤顺次包括：

外层AOI/中检、防焊、锣板、电测试、AVI、FQC、表面处理、FA和包装。

有益效果:

埋入式雷达天线PCB制作工艺，步骤顺次包括：A.初步图形电镀；B.褪去干膜；C.埋入式天线制作。传统的毫米波雷达天线电路板是通过外层图形转移，图形电镀，外层湿法蚀刻蚀出天线图形。本专利制造雷达天线电路板是通过非蚀刻的方法，通过图形电镀把天线直接电镀在载铜箔的基板上，然后通过层压把天线嵌入在PCB内。图形精准，零线宽线隙公差，零侧蚀，由于天线是嵌入在PCB内，避免了外层加工过程中的擦碰和污染引起的凹痕和铜瘤，提高了PCB的性能和良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明微带馈线与微带铜片阵元共面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

埋入式雷达天线PCB制作工艺，步骤顺次包括：

A.初步图形电镀；

B.褪去干膜；

C.埋入式天线制作。

步骤A中具体顺次包括：

a.在载有铜箔的基板上贴膜、曝光和显影，完成图形转移；

b.将步骤A中的a步骤内的图形基板进行图形电镀，镀出天线图形和要求的铜厚。

步骤A中的b步骤完成后对基板进行氧化工艺。

所述步骤C具体顺次包括：

a.压板；

b.钻孔沉铜；

c.图形转移；

d.图形电镀，闪蚀；

e.中间检测和后制程。

步骤B中褪干膜得到的镀有天线的基板，将所述基板与天线PCB的其它层进行配对；将配对后的层板进行层压，得到PCB半成品。

所述钻孔沉铜步骤具体顺次包括：

通过机械钻通孔，镭射钻盲孔完成孔的加工；

对于上述通孔和盲孔通过无电化学反应，在孔壁上形成一层致密的金属导电层。

所述图形电镀工艺顺次包括：

在天线面曝光显影露出电镀区域，非天线面显影露出电镀图形；

通过图形电镀，使第三步钻的所有通孔金属化到要求的铜厚；

褪去天线面和非天线面干膜；

通过图形转移，天线面阻蚀，非天线面蚀出图形，褪膜闪蚀褪去底铜后得到PCB线路图形。

所述检测收尾步骤顺次包括：

外层AOI/中检、防焊、锣板、电测试、AVI、FQC、表面处理、FA和包装。

实施例1

凡是通过非蚀刻工艺制作雷达天线电路板以及通过层压方法埋入在PCB基板内或嵌入在PCB基板上都属于本专利保护范围。雷达传感器天线电路板(雷达传感器包括微波，毫米波，超声波，激光，红外，摄像头)。

由于微带馈线与微带铜片阵元共面，加工时可以一起蚀刻而成，因此对微带阵列单元采用微带线进行馈电十分方便。馈电结构采用微带线对宽边中央馈电，馈线与铜片(pad)在同一平面，如图1所示，在铜片上开宽度为Sw的槽，将馈线伸入铜pad中间进行电。Sl为馈电点与铜PAD边缘的距离，Sw为开槽宽度，通过调节Sl与Sw的尺寸可以改变微带天线的输入阻抗，实现阻抗匹配。

实施例2

为了达到天线性能最佳，微带天线的馈线线宽一般采用0.124mm和馈线到槽边的距离采用0.10mm设计，那么PCB加工时为了兼顾孔内25um铜厚，一般表面铜厚至少要达到38um。

由于传统的DES、SES蚀刻受蚀刻温度，浓度，PH值，蚀刻因子和水池效应影响，对于0.124mm线宽0.1mm线隙很难精准地蚀出线宽线隙图形，从而会影响镭达传感器性能。

为此本专利研究一种新的天线电路板制造工艺技术，采用非蚀刻嵌入线路的方法制作毫米波镭达天线，从而避免了因蚀刻因素影响产生的图形变异，线宽不均匀，线宽线隙公差大，线路残铜，凹痕等。

新工艺制作的镭达天线具有图形精度高，线宽线隙公差小，无线路侧蚀(undercut)，无线路残铜和凹痕。因而提高产品良率，确保PCB品质，减少因PCB因素影响镭达系统性能。

新工艺制造的PCB天线满足下列指标：

1、图形精准度：100％

2、线宽线隙公差：+/-3.0um

3、侧蚀(undercut)：0

4、线宽CPK：>1.33

5、线和PAD侧边平整度(LD)：0

6、天线PAD的内外角棱角(EA)：0(棱角90度时EA为0)

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.埋入式雷达天线PCB制作工艺，其特征在于，步骤顺次包括：

A.初步图形电镀；

B.褪去干膜；

C.埋入式天线制作。

2.根据权利要求1所述的埋入式雷达天线PCB制作工艺，其特征在于，步骤A中具体顺次包括：

a.在载有铜箔的基板上实行贴膜、曝光和显影，完成图形转移；

b.将步骤A中的a步骤内的图形基板进行图形电镀，镀出天线图形和要求的铜厚。

3.根据权利要求2所述的埋入式雷达天线PCB制作工艺，其特征在于，步骤A中的b步骤完成后对基板进行氧化工艺。

4.根据权利要求1所述的埋入式雷达天线PCB制作工艺，其特征在于，所述步骤C具体顺次包括：

a.压板；

b.钻孔沉铜；

c.图形转移；

d.图形电镀，闪蚀；

e.中间检测和后制程。

5.根据权利要求4所述的埋入式雷达天线PCB制作工艺，其特征在于，步骤B中褪干膜得到的镀有天线的基板，将所述基板与天线PCB的其它层进行配对；将配对后的层板进行层压，得到PCB半成品。

6.根据权利要求5所述的埋入式雷达天线PCB制作工艺，其特征在于，所述钻孔沉铜步骤具体顺次包括：

通过机械钻通孔，镭射钻盲孔完成孔的加工；

对于上述通孔和盲孔通过无电化学反应，在孔壁上形成一层致密的金属导电层。

7.根据权利要求4所述的埋入式雷达天线PCB制作工艺，其特征在于，所述图形电镀工艺顺次包括：

在天线面曝光显影露出电镀区域，非天线面显影露出待镀图形；

通过图形电镀，使第三步钻的所有通孔金属化到要求的铜厚；

褪去天线面干膜；

通过图形转移，天线面阻蚀，非天线面蚀出图形，褪膜，闪蚀褪底铜后得到天线面线路图形。

8.根据权利要求4所述的埋入式雷达天线PCB制作工艺，其特征在于，所述检测后加工步骤顺次包括：

外层AOI/中检、防焊、锣板、电测试、AVI、FQC、表面处理、FA和包装。

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