一种外置lds天线的外表面喷涂工艺及其化学抛光液
阅读说明：本技术 一种外置lds天线的外表面喷涂工艺及其化学抛光液 (External surface spraying process of external LDS antenna and chemical polishing solution thereof ) 是由 蒋海英 林仕飞 陈昂 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺,其在化学镀工艺流程中的厚沉铜步骤后加入化学抛光处理,天线支架经过厚沉铜处理后在其天线区域得到第一铜层,将经过厚沉铜处理的天线支架放置于化学抛光液中进行化学抛光,通过化学抛光液微蚀铜分子的方式,降低第一铜层厚度及表面粗糙度,进而降低外表面凹凸不平的现象,然后再直接在外表面进行喷漆处理即可,相较于现有化镀层追加打磨的工艺方案,可大大降低时间成本和材料成本,并提高良率。(The invention discloses an external surface spraying process of an external LDS antenna, which is characterized in that chemical polishing treatment is added after a thick copper deposition step in a chemical plating process flow, an antenna bracket is subjected to the thick copper deposition treatment to obtain a first copper layer in an antenna area, the antenna bracket subjected to the thick copper deposition treatment is placed in chemical polishing liquid to be subjected to chemical polishing, the thickness and the surface roughness of the first copper layer are reduced in a mode of slightly etching copper molecules by the chemical polishing liquid, the phenomenon of unevenness of the external surface is further reduced, and then the external surface is directly subjected to paint spraying treatment.)
技术领域
本发明属于LDS天线制造领域，尤其涉及一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺及其使用的化学抛光液。
背景技术
LDS天线技术即激光直接成型技术，被广泛应用于手机天线、汽车用电子电路。目前最常见的在于天线中，且由于考虑外观的美观，现在塑料件表面激光活化后天线都做在内侧而非外观面。
但随着天线越来越敏感,激光活化后天线需要直接设计在塑胶件外观面的需求也越来越多，因为塑料件表面激光活化后必须还要化镀上一层金属层(铜层，镍层，金层)，这个化镀层整个厚度在10到20微米之间，由于喷漆(油墨等其他表面涂层)是等比例上漆，喷漆(油墨等其他表面涂层)做之后就会在化镀层区域有凹凸不平的台阶印,对产品的外观面影响很大,一定程度上限制了LDS天线在外观面的应用。
目前在塑料件表面激光活化后化学镀金属线路/天线领域,如在手机天线制造的过程中,常规的化学镀是把活化后需要化镀的塑料零件放入金属盐与可溶性还原溶液中通过金属氧化还原反应，金属离子在零件活化后的表面还原沉积，使铜、镍等金属沉积在活化区域以完成电路布线，正常化学镀工艺流程为:除油─前处理─水洗─超声波清洗─酸洗─触发铜─水洗─厚沉铜─水洗─钯活化─水洗─化学镀镍─(镍表面钝化或镀金)─水洗─烘干。
对于LDS天线一定要做在外观面，目前业界的做法是，做完化镀制程后，先打底喷一些喷漆(油墨等其他表面涂层)，然后用打磨/抛光的方式将金属层正上方高出的喷漆(油墨等其他表面涂层)做层处理平，再喷喷漆(油墨等其他表面涂层)就不会出现外观高低不平的问题，参看图1所示，现有的外置LDS天线的外表面喷涂工艺的打磨工艺流程为：化镀→先喷三次涂喷漆→第一次上机械抛光→喷第四涂喷漆→第二次喷漆面上抛光→喷最后的面漆。这种方式的缺点是工序多，制程时间长，良率低,导致成本很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺及其使用的化学抛光液，提供一种既能满足外观要求、又能有效降低成本的工艺方案。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺，将天线支架依次进行激光活化、化学镀及喷漆，所述化学镀的工艺流程包括：除油、前处理、第一次水洗、超声波清洗、酸洗、触发铜、厚沉铜、化学抛光、第二次水洗、钯活化、第三次水洗、化学镀镍、第四次水洗、烘干，其中，
所述天线支架经过所述厚沉铜处理后得到第一铜层，将经过厚沉铜处理的所述天线支架放置于化学抛光液中进行化学抛光，降低所述第一铜层厚度及表面粗糙度得到第二铜层，所述化学抛光的温度为20～35℃，所述化学抛光的时间为0.5～3min。
优选地，所述化学抛光的温度为25℃，所述化学抛光的时间为2min。
优选地，将所述天线支架进行若干次从所述厚沉铜步骤至所述化学抛光步骤的循环。
优选地，所述化学抛光步骤中的所述化学抛光液的组成成分为双氧水、硫酸及水，其浓度比为：所述双氧水的浓度为10％～20％，所述硫酸的浓度为0.15％～0.35％。
优选地，所述第二铜层的厚度为5～9μm，所述第二铜层的粗糙度为0.8～2μm。
优选地，所述激光活化步骤进一步包括采用绿光或紫外激光对所述天线支架的天线区域边界进行收边。
优选地，所述激光活化步骤进一步包括采用绿光或紫外激光加工所述天线支架的天线区域内的贯穿孔。
优选地，所述喷漆具体包括如下步骤：
S1：在所述天线支架外表面喷涂底漆，所述底漆厚度为8～30μm；
S2：在所述底漆上喷涂面漆，所述面漆厚度为8～30μm。
优选地，所述底漆厚度为24μm，所述面漆厚度为20μm。
优选地，所述喷漆具体包括如下步骤：
S1：在所述天线支架外表面喷涂底漆，所述底漆厚度为8～30μm；
S2：在所述底漆上喷涂中漆，所述中漆厚度为8～30μm；
S3：在所述面漆上喷涂UV漆，所述UV漆厚度为10～35μm。
优选地，所述底漆厚度为24μm，所述中漆厚度为20μm，所述UV漆厚度为30μm。
优选地，所述喷漆具体包括如下步骤：
S1：在所述天线支架外表面喷涂底漆，所述底漆厚度为8～30μm；
S2：在所述底漆上喷涂中漆，所述中漆厚度为8～30μm；
S3：在所述中漆上喷涂PU漆，所述PU漆厚度为25～35μm；
S4：在所述PU漆上喷涂面漆，所述面漆厚度为20～30μm；
S5：在所述面漆上喷涂UV漆，所述UV漆厚度为10～35μm。
优选地，所述底漆厚度为24μm，所述中漆厚度为20μm，所述PU漆厚度为30μm，所述面漆厚度为24μm，所述UV漆厚度为30μm。
基于相同的发明构思，本发明还提供了一种用于外置LDS天线的外表面喷涂工艺的化学抛光液，所述化学抛光液的组成成分为双氧水、硫酸及水，其浓度比为：所述双氧水的浓度为10％～20％，所述硫酸的浓度为0.15％～0.35％，剩余为水。
基于相同的发明构思，本发明还提供了一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺，包括将天线支架依次进行激光活化，在激光活化步骤中，使用绿光或紫外激光加工贯穿孔。
优选地，所述激光活化步骤进一步包括采用绿光或紫外激光对所述天线支架的天线区域边界进行收边。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本发明提供了一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺，其在化学镀工艺流程中的厚沉铜步骤后加入化学抛光处理，天线支架经过厚沉铜处理后在其天线区域得到第一铜层，将经过厚沉铜处理的天线支架放置于化学抛光液中进行化学抛光，通过化学抛光液微蚀铜分子的方式，降低第一铜层厚度及表面粗糙度，进而降低外表面凹凸不平的现象，然后再直接在外表面进行喷漆处理即可，相较于现有化镀层追加打磨的工艺方案,可大大降低时间成本和材料成本，并提高良率。
2)本发明提供了一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺，其激光活化步骤进一步包括采用绿光或紫外激光对天线支架的天线区域边界进行收边，相较于现有的红外激光，由于红外激光有过热和±0.08的抖动公差的缺点，会带来化镀金属层边界不分明，导致后续喷漆在边界处填充不好的弊端，而采用绿光或紫外激光对天线支架的天线区域边界进行收边，则可有利于改善金属层边界不分明的问题。
3)本发明提供了一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺，其激光活化步骤进一步包括采用绿光或紫外激光加工所述天线支架的天线区域内的贯穿孔，相较于红外激光，绿光/紫外激光的波长短，光存储密度大，聚集光斑小，进而可以加工得到直径更小的贯穿孔，同时，由于绿光/紫外激光热影响区域小，不会导致材料过烧而孔边缘翻卷太多的现象，进而后续喷漆能更容易遮蔽其凹凸不平的缺陷。
附图说明
图1为现有技术提供的一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺的打磨工艺流程示意图；
图2为本发明实施例的一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺的流程图；
图3a至图3b为现有技术采用红外激光进行激光穿孔后及喷漆后的产品效果图；
图4a至图4b为本发明实施例的采用绿光/紫外激光进行激光穿孔的产品效果图；
图5a至图5c为图2中喷漆步骤的三种具体工艺流程图；
图6a至图6b为本发明实施例一的天线化镀后及喷漆后的产品效果图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。
参看图2所示，图2为本发明实施例的一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺的流程图，本发明提供了一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺，将天线支架依次进行激光活化、化学镀及喷漆，其化学镀的工艺流程为：除油、前处理、第一次水洗、超声波清洗、酸洗、触发铜、厚沉铜、化学抛光、第二次水洗、钯活化、第三次水洗、化学镀镍、第四次水洗、烘干；在厚沉铜步骤后加入化学抛光处理，天线支架经过厚沉铜处理后得到第一铜层，将经过厚沉铜处理的天线支架放置于化学抛光液中进行化学抛光，降低第一铜层厚度及表面粗糙度得到第二铜层，化学抛光的温度为20～35℃，化学抛光的时间为0.5～3min。
对于激光活化步骤，现有的激光活化工艺是首先采用红外激光扫描内部天线区域，然后再用红外激光对边界线扫一圈，因为红外光有过热和±0.08的抖动公差的缺点，因此会带来化镀金属层边界不分明，进而在后续的喷漆步骤中，会造成喷漆(油墨等其他表面涂层)在边界处填充不好的弊端，影响外表面的美观度，本发明采用绿光或紫外激光对天线支架的天线区域边界进行收边，经过实践，可有利于改善金属层边界不分明的问题。其原理为，红光的波长为650～660nm，绿光的波长为532nm，紫光的波长为355～405nm，由于光存储密度和光波长的二次方成反比，所以缩短波长是提高光存储密度的有效途径，相比红外光，本发明采用的绿光/紫光能极大提高光存储密度；绿光/紫光比红光波长短，光束携带的能量排名为：紫光>绿光>红光，故绿光/紫光较红光热影响区域较小，有利于实现金属层边界分明，进而有利于喷漆时油漆在边界处的填充，可以实现不需要加打磨工艺，也能做到喷漆后化镀层区域边界处没有目视可见的凹凸印。
同时，现有技术采用红外激光在天线区域加工起两面导通作用的贯穿孔时，因红外光有过热的副作用，容易使材料过烧而翻卷太多，导致贯穿孔出现直径过大及翻边的问题，现有采用红外激光加工得到的贯穿孔的直径在Φ0.16mm以上，会导致后续的喷漆(油墨等其他表面涂层)步骤也无法遮挡起翻边缺陷，影响外表面的美观度，参看图3a至图3b所示，图3a至图3b为现有技术采用红外激光进行激光穿孔后及喷漆后的产品效果图，从图3a可看到，采用红外激光进行激光穿孔后，其贯穿孔具有明显的卷边现象，图中箭头所指处，经过喷漆后，参看图3b所示，其喷漆后还肉眼可见贯穿孔处凹凸不平，图中箭头所指处，在本发明中，采用绿光或紫外激光对天线支架的天线区域边界进行收边，经过实践，可以有效改善金属层边界不分明的问题，同时本发明再采用绿光或紫外激光对天线区域加工起两面导通作用的贯穿孔，其得到的贯穿孔的直径可缩小至Φ0.12mm左右，贯穿孔圆周边的翻边问题也得到了很好的改善，参看图4a至图4b所示，图4a至图4b为本发明实施例的采用绿光/紫外激光进行激光穿孔的产品效果图，从图4a可看到，采用绿光/紫外激光进行激光穿孔后，其贯穿孔处也呈现明显的凹凸不平，如图4a中箭头所指处，但经过喷漆后，参看图4b所示，其喷漆后已看不到贯穿孔的痕迹，如图4b中箭头所指处。相较于红外激光，绿光/紫外激光的波长短，光存储密度大，聚集光斑小，进而可以加工得到直径更小的贯穿孔，同时，由于绿光/紫外激光热影响区域小，不会导致材料过烧而孔边缘翻卷太多的现象，进而后续喷漆能更容易遮蔽其凹凸不平的缺陷。
对于化学镀步骤，化学镀步骤为本发明工艺的关键步骤，现有技术经过化学镀后得到的铜层厚度过厚，表面粗糙度过高，后续的喷漆(油墨等其他表面涂层)做会放大这个堆漆效应，进而导致表面凹凸不平的现象越明显，严重影响外表面的美观度，因此现有技术都需要增加工艺复杂的打磨工艺，将表面凸起部分进行磨平，导致工序多，制程时间长，良率低，成本高。而本发明在现有化学镀工艺流程的基础上进行改善，在厚沉铜步骤后加入化学抛光处理，天线支架经过厚沉铜处理后得到第一铜层，将经过厚沉铜处理的天线支架放置于化学抛光液中进行化学抛光，在本发明中，化学抛光液的组成成分为双氧水、硫酸及水，其浓度比为：双氧水的浓度为10％～20％，硫酸的浓度为0.15％～0.35％。通过化学抛光液微蚀铜分子的方式，降低第一铜层厚度及表面粗糙度得到第二铜层，没有经过化学抛光处理的第一铜层的厚度通常为12～20μm，粗糙度为3.0～5μm，经过化学抛光处理后得到的第二铜层的厚度为5～9μm，粗糙度为0.8～2μm，化学抛光的温度为20～35℃，优选为25℃，化学抛光的时间为0.5～3min，优选为2min。优选地，为提高产品的质量，可以根据需要，将天线支架进行若干次从厚沉铜步骤至化学抛光步骤的循环，本发明通过增加化学抛光处理，降低第一铜层厚度及表面粗糙度进而降低外表面凹凸不平的现象，后续再直接在外表面进行喷漆处理即可，相较于现有化镀层追加打磨的工艺方案，可大大降低成本。
至于喷漆步骤，喷漆步骤是对天线的外表面进行喷涂处理，对天线外表面的美观度至关重要，本发明中选取一款填充性能及流平性能优异的喷漆(油墨等其他表面涂层)，迅速弥补镀层转角处的积漆效应，使化镀层区域喷漆(油墨等其他表面涂层)后无明显外观凹凸感,相较于现有化镀层追加打磨的工艺方案,可大大降低成本。参看图5a至图5c所示，图5a至图5c为图2中喷漆步骤的三种具体工艺流程图，根据客户对外观面的要求及成本要求，本发明提供了三种具体的喷漆工艺。
喷漆步骤的第一种具体工艺流程为：
S1：在天线支架外表面喷涂底漆，底漆厚度为8～30μm，优选为24μm；
S2：在底漆上喷涂面漆，面漆厚度为8～30μm，优选为20μm。
喷漆步骤的第二种具体工艺流程为：
S1：在天线支架外表面喷涂底漆，底漆厚度为8～30μm，优选为24μm；
S2：在底漆上喷涂中漆，中漆厚度为8～30μm，优选为20μm；
S3：在面漆上喷涂UV漆，UV漆厚度为10～30μm，优选为30μm。
喷漆步骤的第三种具体工艺流程为：
S1：在天线支架外表面喷涂底漆，底漆厚度为8～30μm，优选为24μm；
S2：在底漆上喷涂中漆，中漆厚度为8～30μm，优选为20μm；
S3：在中漆上喷涂PU漆，PU漆厚度为25～35μm，优选为30μm；
S4：在PU漆上喷涂面漆，面漆厚度为20～30μm，优选为24μm；
S5：在面漆上喷涂UV漆，UV漆厚度为10～30μm，优选为30μm。
在本发明中，喷漆步骤使用的油漆包括黑色和白色两款，即喷漆完成后，具有黑色或白色两款天线支架。
实施例一
在本实施例中，选取运动耳机镜用的蓝牙天线和WIFI天线为例，利用本实施例供的一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺对蓝牙天线支架和WIFI天线支架进行处理，其步骤如下：
第一步：激光活化步骤，首先采用红外激光扫描内部天线区域，然后采用绿光或紫外激光对天线支架的天线区域边界进行收边，及对天线区域加工起两面导通作用的贯穿孔；
第二步：化学镀步骤，依次进行除油、前处理、第一次水洗、超声波清洗、酸洗、触发铜、第二次水洗后，对天线区域进行厚沉铜，通过首件检查确认铜层厚度，然后用化学抛光处理将铜厚度控制在5～9μm，如若铜层厚度不在5～9μm之内，则将厚沉铜至化学抛光步骤循环多次，直至将铜厚度控制在5～9μm之内，在本实施例中，厚沉铜至化学抛光步骤循环一次，铜厚度即可在规定范围内，再镀镍厚度在1～3μm，镀金0.05μm。
第三步：喷漆步骤，将经过化学镀步骤的天线支架进行除油除尘处理后，依次进行喷涂底漆、喷涂中漆、喷涂PU漆、喷涂面漆、喷涂UV漆处理，使用的油漆可为白色和黑色两种，即最后制得的天线支架颜色有黑色和白色两种供用户选用，在本实施例中，油漆选用黑色油漆，最后制得的天线支架为黑色，且最后获得的天线外表面无目视的凹凸印，如图6a至图6b所示，图6a至图6b为本发明实施例一的天线化镀后及喷漆后的产品效果图，图6a中箭头所指的区域为天线化镀区域及化镀区域内的贯穿孔，图6b为经过喷漆后，天线化镀区域及贯穿孔都被遮蔽，肉眼见不到凹凸印，如图中箭头所指，提高了产品的美观度。
实施例二
基于相同的发明构思，本发明还提供了一种用于外置LDS天线的外表面喷涂工艺的化学抛光液，其组成成分为双氧水、硫酸及水，其浓度比为：双氧水的浓度为10％～20％，硫酸的浓度为0.15％～0.35％，剩余为水。在外置LDS天线的外表面喷涂工艺的化学镀步骤，将天线支架放入化学抛光液中进行化学抛光处理，具体为天线支架经过厚沉铜处理后在其天线区域得到第一铜层，将经过厚沉铜处理的天线支架放置于化学抛光液中进行化学抛光，通过化学抛光液微蚀铜分子的方式，降低第一铜层厚度及表面粗糙度，进而降低外表面凹凸不平的现象，然后再直接在外表面进行喷漆处理即可，相较于现有化镀层追加打磨的工艺方案,可大大降低时间成本和材料成本，并提高良率。
实施例三
基于相同的发明构思，本发明还提供了一种外置LDS天线的外表面喷涂工艺，包括激光加工贯穿孔的步骤，使用绿光或紫外激光加工贯穿孔。相较于红外激光，绿光/紫外激光的波长短，光存储密度大，聚集光斑小，进而可以加工得到直径更小的贯穿孔，同时，由于绿光/紫外激光热影响区域小，不会导致材料过烧而孔边缘翻卷太多的现象，进而后续喷漆能更容易遮蔽其凹凸不平的缺陷。优选地，激光活化步骤进一步包括采用绿光或紫外激光对天线支架的天线区域边界进行收边，相较于现有的红外激光，由于红外激光有过热和±0.08的抖动公差的缺点，会带来化镀金属层边界不分明，导致后续喷漆在边界处填充不好的弊端，而采用绿光或紫外激光对天线支架的天线区域边界进行收边，则可有利于改善金属层边界不分明的问题。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。