在机载雷达的众多组成部件中,雷达天线承担着发射无线电波的工作,天线精度决定着雷达的探测任务能否精准完成。
以先进的有源相控阵雷达为例,其天线由数以千计的收发组件组成,是该雷达的核心部件之一。为了适应雷达的探测需要,一些收发组件的横向尺寸必须控制在毫米大小,相当于一张微型SIM卡的尺寸,这给设计师带来了不少难题。
经过多年研究,设计师终于找到一种微组装技术——采用微焊接等工艺技术将各种半导体集成电路芯片和微型化元气组件组装在高密度多层互联基板上,形成高级微电子组件,这种操作如同在蝉翼上绣花。
“微”技术却有高科技,收发组件从制造到顺利装机并投入使用需要经过重重考验——
第一步是选材,给收发组件一副“好身板”。别看收发组件的体积小,内部却集成了多种精密芯片。所以,作为多芯片和芯片间布线连接的基板选择就尤为重要。
为了满足不同需求,收发组件采用由多种基板混合的组成方式,以达到高密度小体积组装效果、减小传输损耗等方面要求。
第二步是组装,将各种芯片组装在基板上。这种芯片组装技术集合了超声波清洗、共晶焊接、粘接、金丝超声键合等环节,是微组装工艺中的重要一环。
步骤看似简单,组装环境、工具选择、精度控制、时间把控等指标要求却非常苛刻。实际操作甚至要在高倍显微镜下进行。其中,键合工艺是技术含量最高、难度最大的步骤之一。
所谓键合,即用比头发丝还细的金线,将芯片与外部电路联通。这种工艺通过针尖的超声震动,使得金线与焊盘形成分子间连接达到微焊接目的。资料显示,1克黄金可拉出10微米直径、661米长的金线,相当于头发丝的八分之一,细到早已超过了肉眼识别范围。
第三步是封装,即对完成组装的收发组件进行保护,作为精密电子部件,收发组件对封装要求非常“挑剔”。随着技术发展和工艺优化,先进的封装技术能够防止空气中的灰尘、水汽等微型颗粒进入模块内部造成污染,从而保证使用寿命和可靠性。
完成一系列工序后,装机完毕的雷达还需要进行信号、功率、灵敏度等几十种参数测试,以满足其在边搜索边跟踪、边搜索边测距、截获、格斗等多种战斗状态下正常运转。
近年来,科研人员始终在新材料、新工艺的应用上不断探索研究,推动雷达迭代发展。未来,随着更多先进技术的投入使用,雷达的应用范围和探测能力也将变得越来越强大。
(责编:杜鹏飞)