一种曲面多层射频电路板的制造方法及压装模具技术

本发明专利技术涉及射频电路板制造技术领域，具体涉及一种曲面多层射频电路板的制造方法及压装模具，包括预压装工序和复压装工序，两次压装工序中均进行了射频电路板的曲面压合成型，最终使射频电路板的覆盖层与电路层共形效果好，稳定可靠。本发明专利技术实现了曲面多层电路的制造，在保证内部多层互联完好性的前提下，避免了平面多层PCB强行曲面成型造成的内应力，提高了PCB与结构件共形装配的可实现性以及长期共形可靠性；保留了传统的PCB材料体系，不影响电性能、不影响产品的振动、温度等环境适应性。温度等环境适应性。温度等环境适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种曲面多层射频电路板的制造方法及压装模具


[0001]本专利技术涉及射频电路板制造
，具体涉及一种曲面多层射频电路板的制造方法及压装模具。

技术介绍

[0002]相控阵天线相比传统的固定波束机械扫描阵列天线，具有多目标跟踪、波束指向转换快、无庞大的伺服转台结构，符合当今平台轻量化、快速反应的使用需求，在通信、导航、敌我识别、雷达等设备上应用越来越广泛。传统的天线与天线罩是独立的成品，两者之间有明显分界，共形天线则是在传统天线的基础上，将天线罩与天线融为一体，使天线与飞行器气动外形共形，有助于提高飞行器气动性能、降低RCS，是天线领域的主要发展方向和研究热点。
[0003]共形天线的研究始于20世纪60年代，到90年代后，随着计算机技术的发展及研究深入，共形天线才逐渐成为天线研究热点。近年来，随着微带天线技术的日益成熟，微带天线以其便于获得圆极化，容易实现双频段和双极化、性能稳定，尺寸小、重量轻、价格低，结构上有很小的剖面高度、同时易于用印刷电路技术大批量生产，可以大幅简化整机的制作和调试成本等优势，逐渐成为共形天线研究的主要对象。
[0004]微带贴片天线是微带相控阵天线的主要形式。最简单的微带贴片天线由介质基片、在基片一面上有矩形、圆形、梯形或其它任意几何形状的导电贴片和介质基片另一面上的地板构成。但是，随着小型化、集成化的发展需求，往往需要通过多层贴片、印制板板内走线等来达到提升电性能、隐身性能、以及实现接口位置的转换等目的，因此基于多层射频电路的曲面微带天线是军用相控阵天线型号发展的主要方向。
[0005]采用微带相控阵曲面共形天线，首先面临的就是微带天线阵面的曲面共形制备问题。不同的装机位置都存在着不同的曲面形状要求，同时在设计中还要考虑共形载体以及单元间互耦效应对阵列及阵列单元的谐振频率、带宽以及极化等问题的影响。因此，共形阵列的综合问题是一个复杂的系统问题。根据目前印制电路板(简称PCB)制造工艺，只能制造平面微带电路板、再通过预成型等工艺实现印制板的曲面化，最后再采用焊接、胶结等工艺技术将印制板装配到金属结构件上以形成曲面共形的微带天线阵面。该工艺由于为后期强行共形成型，存在较大的内应力，会对后续装配造成较大困难，同时也存在长期可靠性问题。
[0006]在相关的专利文献中，公开号为CN97110945.4的专利文件公开了“一种曲面微带天线的制作方法”，为直接在介质基体上在计算机控制下采用激光曲面蚀刻、再用电镀工艺制作螺旋天线图形，该工艺只能用于在已有的介质上制作曲面表面图形，一方面无法解决曲面印制板的介质板制造这一最核心的基础问题，另一方面也无法实现垂直互联。
[0007]公开号为CN109755760 B的专利文件公开了“曲面共形微带天线阵面的制备方法”，其为采用微笔直写工艺技术在金属结构件上直写介质层以及金属图案。该工艺受限于成型工艺技术，只能采用浆料，因此整个材料体系与传统的PCB有较大区别，且材料强度、韧
性相比PCB也有较大区别。
[0008]可见，现有的曲面电路板制造还存在亟待改进的空间，故需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中存在的技术问题。

技术实现思路

[0009]至少为克服其中一种上述内容提到的缺陷，本专利技术提出一种曲面多层射频电路板的制造方法，与传统PCB工艺兼容，且不改变原有的材料体系，可实现性好、产品可靠性高、不影响电性能，工程化应用成熟度高。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术公开的制造方法可采用如下技术方案：
[0011]一种曲面多层射频电路板的制造方法，包括如下过程：
[0012]预压装工序：
[0013]设置预压装支撑曲面，并依次将射频电路板的若干电路层、射频电路板的若干覆盖层和均压层定位在预压装支撑曲面；
[0014]设置预压装覆盖曲面，通过预压装覆盖曲面对均压层进行压合，并与预压装支撑曲面进行连接紧定，使电路层、覆盖层和均压层发生形变，以完成射频电路板的预压装连接；
[0015]将完成预压装连接的射频电路板置于第一设定温度和第一设定压力的预压装环境下并保持第一设定时间，射频电路板随预压装环境冷却后完成预压装；
[0016]复压装工序：
[0017]确定预压装后电路层、覆盖层的回弹高度，根据回弹高度确定补偿高度；
[0018]设置复压装支撑曲面，复压装支撑曲面按照补偿高度向下降低，依次将全部电路层、半固化层、全部覆盖层和均压层定位在复压装支撑曲面；
[0019]设置复压装覆盖曲面，通过复压装覆盖曲面对覆盖层进行压合，并与复压装支撑曲面进行连接紧定，以完成射频电路板的复压装连接；
[0020]将完成复压装连接的射频电路板置于第二设定温度和第二设定压力的复压装环境下并保持第二设定时间，射频电路板随预压装环境冷却后完成复压装。
[0021]上述公开的制造方法，通过预压装使原本为平直的射频电路板发生形变，按照预定的曲面进行弯曲变化，达到初步压装的效果；再通过复压装使射频电路板发生形变至既定要求，并将电路层和覆盖层进行黏合，形成所需的射频电路板。不仅保持了射频电路板的性能，而且制造方法可靠，成本低，产品可靠性高。
[0022]进一步的，本专利技术中需要将电路层、覆盖层及均压层设置在合适的位置，在预压工序中才能使按照设定对应发生形变，位置设定的方式可采用多种方案，具体不唯一进行限定；具体的，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：在预压装支撑曲面与预压装覆盖曲面之间设置有定位件以用于将电路层、覆盖层和均压层对正定位。采用如此方案时，可采用穿透式的定位件，阻挡式定位件等。
[0023]再进一步，与预压工序相同的是，复压工序中也需要对覆盖层、电路层、半固化层和均压层进行位置限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：在复压装支撑曲面与复压装覆盖曲面之间设置有定位件以用于将电路层、覆盖层和半固化层对正定位。同理的，复压工序中的定位件可与预压过程中的定位件相同。
[0024]进一步的，本专利技术中考虑到电路板发生形变，其强度和任性需要提高，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的电路层和覆盖层采用玻璃纤维增强PTFE基板制成。
[0025]再进一步，在本专利技术中，均压层用于将覆盖曲面的压力均匀的施加在射频电路板上，使射频电路板能够与支撑曲面和覆盖曲面紧密贴合以达到所需的形变，为了提高均压层的效果，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的均压层的厚度为0.5mm～1mm。采用如此方案时，均压层采用高强度、耐高温材料制成。
[0026]再进一步，本专利技术所公开的方法需要在一定的温度、压力环境下实现，可通过多种方案提供如此环境，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的预压装工序和复压装工序均在PCB压机内进行。
[0027]上述内容公开了射频电路板的制造方法，本专利技术还提供了制造射频电路板过程中所需的压装模具，此处进行说明：
[0028]一种曲面多层射频电路板的压装模具，包括下模和上模，下模设有支撑曲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种曲面多层射频电路板的制造方法，其特征在于，包括：预压装工序：设置预压装支撑曲面，并依次将射频电路板(4)的若干电路层(401)、射频电路板(4)的若干覆盖层(402)和均压层(5)定位在预压装支撑曲面；设置预压装覆盖曲面，通过预压装覆盖曲面对均压层(5)进行压合，并与预压装支撑曲面进行连接紧定，使电路层(401)、覆盖层(402)和均压层(5)发生形变，以完成射频电路板(4)的预压装连接；将完成预压装连接的射频电路板(4)置于第一设定温度和第一设定压力的预压装环境下并保持第一设定时间，射频电路板(4)随预压装环境冷却后完成预压装；复压装工序：确定预压装后电路层(401)、覆盖层(402)的回弹高度，根据回弹高度确定补偿高度；设置复压装支撑曲面，复压装支撑曲面按照补偿高度向下降低，依次将全部电路层(401)、半固化层(403)、全部覆盖层(402)和均压层(5)定位在复压装支撑曲面；设置复压装覆盖曲面，通过复压装覆盖曲面对覆盖层(402)进行压合，并与复压装支撑曲面进行连接紧定，以完成射频电路板(4)的复压装连接；将完成复压装连接的射频电路板(4)置于第二设定温度和第二设定压力的复压装环境下并保持第二设定时间，射频电路板(4)随预压装环境冷却后完成复压装。2.根据权利要求1所述的曲面多层射频电路板的制造方法，其特征在于：在预压装支撑曲面与预压装覆盖曲面之间设置有定位件(3)以用于将电路层(401)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀利，李鑫，李鹏凯，王义富，孙雨婷，单术平，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：