阅读说明：本技术 一种天线振子制备方法及天线振子 (Antenna oscillator preparation method and antenna oscillator ) 是由 刘仕明 刘飞华 宋喆 虞成城 于 2020-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种天线振子制备方法,包括如下步骤,S1、获得天线振子的基材；S2、通过物理气相沉积(PVD)工艺在基材的表面形成金属层,金属层可分为由内向外排布的镍层/铜层或镍层/铜层/镍层；S3、利用UV激光器在金属层上加工功能线路；S4、通过电镀将功能线路的铜层加厚；S5、利用化学溶剂退去功能线路外的金属层；S6、通过电在铜层上形成锡层。采用物理气相沉积(PVD)工艺将基材的表面金属化,以替代现有工艺中的喷砂及化镍工艺,提升了天线振子信号传输的稳定性,同时避免了喷砂产生的小颗粒粉尘和噪音对生产人员、环境及设备造成的伤害,减少化镍工艺产生的废水,使天线振子的生产过程更加环保,利于减少资源浪费、降低生产成本。(The invention discloses a preparation method of an antenna oscillator, which comprises the following steps of S1, obtaining a base material of the antenna oscillator; s2, forming a metal layer on the surface of the base material through a Physical Vapor Deposition (PVD) process, wherein the metal layer can be a nickel layer/copper layer or a nickel layer/copper layer/nickel layer which are arranged from inside to outside; s3, processing a functional circuit on the metal layer by using a UV laser; s4, thickening the copper layer of the functional circuit by electroplating; s5, removing the metal layer outside the functional circuit by using a chemical solvent; and S6, forming a tin layer on the copper layer through electricity. The surface of the base material is metallized by adopting a Physical Vapor Deposition (PVD) process to replace a sand blasting and nickel melting process in the prior art, so that the stability of signal transmission of the antenna oscillator is improved, meanwhile, the harm of small-particle dust and noise generated by sand blasting to production personnel, environment and equipment is avoided, the waste water generated by the nickel melting process is reduced, the production process of the antenna oscillator is more environment-friendly, the resource waste is reduced, and the production cost is lowered.)

一种天线振子制备方法及天线振子

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线振子制备方法及天线振子。

背景技术

天线振子是天线中重要的元器件，具有导向和放大电磁波的功能，用于增强天线接收到的电磁信号，因此在各类天线中广泛使用。

目前天线振子通常采用玻纤增强的PPS作为基材，玻纤增强的PPS基材密度较大且高频下的介电损耗较大。现有的天线振子的成型工艺一般为注塑、喷砂、化镍、镭雕、电镀铜、退镍、电镀锡等步骤，成型过程复杂且不环保。特别是喷砂过程中会产生许多细小的粉尘，并且伴随很大的噪声，对生产人员、环境及设备造成严重的潜在危害，且喷砂会使天线振子表面粗糙度增加，导致天线振子的信号稳定性降低，在化镍过程中还会产生大量废水，造成环境污染及水资源浪费，以上这些工序均需要较大的设备投入及原料成本。

因此，需要一种天线振子制备方法优化现有的天线振子金属化工艺，在减少环境污染的同时节约生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够减少环境污染、降低工艺成本、提高产品性能的天线振子制备方法及天线振子。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种天线振子制备方法，包括如下步骤，S1、获得天线振子的基材；S2、通过物理气相沉积(PVD)工艺在所述基材的表面形成金属层，所述金属层可分为由内向外排布的镍层/铜层或镍层/铜层/镍层；S3、利用红外或紫外(UV)激光器在所述金属层上加工功能线路；S4、通过电镀将所述功能线路的所述铜层加厚；S5、利用化学溶剂退去所述功能线路外的所述镍层；S6、通过电镀在所述铜层上形成锡层。

为了解决上述技术问题，本发明还采用以下技术方案：一种天线振子，所述天线振子采用上述天线振子制备方法获得。

本发明的有益效果在于：采用物理气相沉积(PVD)工艺将基材的表面金属化，以替代现有工艺中的喷砂及化镍工艺，避免喷砂造成的基材表面粗糙度增加，提升了天线振子信号传输的稳定性，同时避免了喷砂产生的小颗粒粉尘和噪音对生产人员、环境及设备造成的伤害，减少化镍工艺产生的废水，使天线振子的生产过程更加环保，利于减少资源浪费、降低生产成本。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。

本发明最关键的构思在于：采用物理气相沉积(PVD)工艺替代现有工艺中的喷砂及化镍工艺。

一种天线振子制备方法，包括如下步骤，S1、获得天线振子的基材；S2、通过物理气相沉积(PVD)工艺在所述基材的表面形成金属层，所述金属层可分为由内向外排布的镍层/铜层或镍层/铜层/镍层；S3、利用红外或紫外(UV)激光器在所述金属层上加工功能线路；S4、通过电镀将所述功能线路的所述铜层加厚；S5、利用化学溶剂退去所述功能线路外的所述镍层；S6、通过电镀在所述铜层上形成锡层。

本发明的原理简述如下：通过物理气相沉积(PVD)工艺替代传统工艺流程中喷砂及化镍工序，在基材的表面形成金属层，进而在金属层上加工功能线路并经过电镀铜、退镍及电镀锡等工序实现天线振子功能。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：避免了喷砂产生的小颗粒粉尘和噪音对生产人员、环境及设备造成的伤害，减少化镍工艺产生的废水，使天线振子的生产过程更加环保，利于减少资源浪费、降低生产成本。

进一步的，步骤S1中，所述基材为间规聚苯乙烯(SPS)、液晶高分子(LCP)、间规聚苯乙烯/玻璃纤维(SPS/GF)复合材料、液晶高分子/玻璃纤维(LCP/GF)复合材料、间规聚苯乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯/玻璃纤维(SPS/PET/GF)复合材料、间规聚苯乙烯/聚2,6二甲基-1,4-苯醚/玻璃纤维(SPS/PPO/GF)复合材料、间规聚苯乙烯/聚苯硫醚/玻璃纤维(SPS/PPS/GF)复合材料和间规聚苯乙烯/液晶高分子/玻璃纤维(SPS/LCP/GF)复合材料中的一种或几种。

由上述描述可知，本技术方案的基材可选用间规聚苯乙烯(SPS)、液晶高分子(LCP)、间规聚苯乙烯/玻璃纤维(SPS/GF)复合材料、液晶高分子/玻璃纤维(LCP/GF)复合材料、间规聚苯乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯/玻璃纤维(SPS/PET/GF)复合材料、间规聚苯乙烯/聚2,6二甲基-1,4-苯醚/玻璃纤维(SPS/PPO/GF)复合材料、间规聚苯乙烯/聚苯硫醚/玻璃纤维(SPS/PPS/GF)复合材料或间规聚苯乙烯/液晶高分子/玻璃纤维(SPS/LCP/GF)复合材料等密度更小、高频下介电性能更优的材料，使天线振子的质量更轻，提升天线振子的性能，有利于基站的轻量化。

进一步的，步骤S2中，所述镍层的厚度为30-100nm，所述铜层的厚度为50-200nm。

进一步的，步骤S2之后还包括步骤S21、测试通过物理气相沉积(PVD)工艺形成的所述金属层的百格结合力。

由上述描述可知，通过百格测试判断物理气相沉积(PVD)工艺在基材上形成的金属层对基材的附着力是否达到标准，以确保金属层稳定附着在基材上，保证天线振子稳定工作。

进一步的，步骤S3中，所述红外或紫外(UV)激光器的功率为2-30W，激光的频率为20-60kHz，激光的速度500-5000mm/s。

由上述描述可知，通过红外或紫外(UV)激光器镭雕基板表面的金属层形成天线振子的功能线路，将红外或紫外(UV)激光器的参数设置在合适的范围内，使红外或紫外(UV)激光器加工出的功能线路完整、清晰。

进一步的，步骤S4中，加厚后的所述铜层厚度为8-25μm。

由上述描述可知，通过电镀铜使铜层的厚度增加，增强天线振子金属层的导电性能。

进一步的，步骤S5中，所述化学溶剂为包括硫酸、过硫化钠及双氧水的复配溶剂。

由上述描述可知，配置复配溶剂对除功能线路外的镍层进行蚀刻，将多余的镍层从基材上去除，以确保功能线路正常使用。

进一步的，步骤S6中，所述锡层的厚度为8-25μm。

由上述描述可知，在加厚后的铜层表面电镀一层锡，防止铜层氧化，避免焊接时功能线路变形或变色，起到保护功能线路的作用，增强天线振子抗外界干扰的能力。

进一步的，步骤S6之后还包括步骤S7、测试电镀锡后所述金属层的百格结合力，并对电镀锡后所述金属层进行高温环境测试。

由上述描述可知，基材完成电镀锡后需要再进行一次百格测试，并在高温环境中测试金属层是否出现起泡或分层现象，确保镀锡后的金属层与基材连接紧密，保证天线振子成品的质量。

一种天线振子，所述天线振子采用上述天线振子制备方法获得。

由上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过上述天线振子制备方法获得的天线振子避免了喷砂造成的基材表面粗糙度增加，提升了天线振子信号传输的稳定性，同时采用了密度更低、介电性能更好的基材，提高了天线振子的性能，使成品天线振子质量更轻，利于基站的轻量化。

实施例一

本发明的实施例一为：一种天线振子的制备方法及天线振子，所述天线振子的制备方法包括如下步骤：S1、获得天线振子的基材；S2、通过物理气相沉积(PVD)工艺在所述基材的表面形成金属层，所述金属层可分为由内向外排布的镍层/铜层或镍层/铜层/镍层；S3、利用红外或紫外(UV)激光器在所述金属层上加工功能线路；S4、通过电镀将所述功能线路的所述铜层加厚；S5、利用化学溶剂退去所述功能线路外的所述镍层；S6、通过电镀在所述铜层上形成锡层。

在本实施例中，步骤S1中所述基材选用的材质为间规聚苯乙烯(SPS)，通过高温注塑机将塑料粒子熔化后注塑制成所述基材，其中注塑温度为230-295℃，注塑的速度为100-500mm/s，注塑保压压力为600-1000kgf/cm²，注塑机的模温为110-180℃。

步骤S2中，物理气相沉积(PVD)工艺包括超声波清洗、烘干前处理、等离子活化、溅射镍及溅射铜等步骤。首先对所述基材进行超声波清洗，超声波清洗的温度为45℃，清洗时间为15min，超声波清洗完成后烘干所述基材，其中烘干温度为100℃、干燥时间为0.5h，待所述基材干燥后对所述基材进行等离子活化，等离子活化的电压为5KV，溅射金属层时将所述基材置于PVD腔室内，PVD腔室保持100℃，先抽真空再向PVD腔室内通氩气，并在溅射过程中保持向PVD腔室内通氩气保护基材，其中PVD腔室内的真空度为3.0×10^-3PA，溅射所述镍层时PVD腔室内的氩气流量为100sccm，溅射所述铜层时氩气流量为300sccm。在本实施例中，所述镍层的厚度为50nm，所述铜层的厚度为100nm。

进一步的，步骤S2之后还包括步骤S21、测试通过物理气相沉积(PVD)工艺形成的所述金属层的百格结合力。选择任意一块所述基材，在该所述基材的所述金属层上切割1*1mm格阵图形并穿透所述金属层，按照相关测试标准操作，使用3M600胶带进行测试，由所述金属层从所述基材上剥落的情况来判断所述金属层与所述基材之间的结合力。

步骤S3中，可选的，本实施例中采用紫外(UV)激光器，所述紫外(UV)激光器的功率为2-30W，激光的频率为20-60kHz，激光的速度500-5000mm/s，使所述紫外(UV)激光器在所述基材上镭雕出清晰、完整的功能线路，以确保所述功能线路具有完整的功能。

步骤S4中，利用电镀将所述功能线路中的所述铜层加厚至8-25μm，使所述铜层的厚度大幅度增加以提高所述天线振子金属层的导电性能。

步骤S5中，利用化学溶剂退去所述金属层上除所述功能线路以外的部分，将多余的所述镍层去除，其中所述化学溶剂为包括硫酸、过硫化钠及双氧水的复配溶剂，所述复配溶剂中硫酸的占比为40-80％、过硫化钠的占比为10-30％以及双氧水的占比为10-30％。

步骤S6中，在所述铜层上电镀一层锡层，达到防护的效果，保护所述铜层不被氧化，易于焊接，同时避免焊接时所述功能线路变形或变色，保护所述功能线路，减少外力对所述功能线路造成的损伤。完成步骤S6之后，所述金属层包括由内向外依次覆盖的所述镍层、所述铜层及所述锡层，所述金属层的总厚度为16-50μm，其中所述镍层的厚度小于1μm，所述铜层的厚度为8-25μm，所述锡层的厚度为8-25μm。

步骤S6之后还包括步骤S7、测试电镀锡后所述金属层的百格结合力，并对电镀锡后所述金属层进行高温环境测试。步骤S7中电镀锡后所述金属层的百格结合力的测试方法与上述步骤S21中的测试方法相同，高温环境测试的测试方法为将所述基材的样品放入120℃的环境中15min，观察金属层是否有气泡、分层现象。本实施例中所述金属层与所述基材的百格结合力可达4B，且无高温起泡及分层现象。

本实施例还提供一种天线振子，所述天线振子采用上述天线振子制备方法获得，通过上述天线振子制备方法获得的天线振子使用了SPS作为基材，使天线振子质量更轻、性能更强，且制造过程中采用物理气相沉积(PVD)工艺替代了喷砂及化镍工艺，避免了喷砂造成的基材表面粗糙度增加，使天线振子传输信号更加稳定性，同时减少了喷砂工艺产生的粉尘、噪音及化镍工艺产生的废水使天线振子的生产过程环境友好，减少了资源浪费并且降低了生产成本。

实施例二

本发明的实施例二是在实施例一的基础上对基材使用的材料提出的另外一种技术方案，与实施例一的区别仅在于基材使用的材料的构造不同，在本实施例中，所述基材的材质为间规聚酯苯乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯/玻璃纤维(SPS/PET/GF)复合材料，其中SPS占50-90份，PET占10-50份，GF占10-40份。

步骤S2中，超声波清洗的温度为75℃，清洗时间为45min，超声波清洗完成后烘干所述基材，其中烘干温度为150℃、干燥时间为2h，待所述基材干燥后对所述基材进行等离子活化，等离子活化的电压为6KV，溅射金属层时将所述基材置于PVD腔室内，PVD腔室保持150℃，先抽真空再向PVD腔室内通氩气，并在溅射过程中保持向PVD腔室内通氩气保护基材，其中PVD腔室内的真空度为7.0×10^-3PA，溅射镍层及铜层。在本实施例中，所述镍层的厚度为100nm，所述铜层的厚度为200nm。

本实施例中的所述金属层与所述基材之间的百格结合力可达5B，且无高温起泡及分层现象。

实施例三

本发明的实施例三是在实施例一的基础上对基材使用的材料提出的另外一种技术方案，与实施例一的区别仅在于基材使用的材料的构造不同，在本实施例中，所述基材的材质为玻纤增强的间规聚苯乙烯/玻璃纤维(SPS/GF)复合材料。

步骤S2中，超声波清洗的温度为60℃，清洗时间为30min，超声波清洗完成后烘干所述基材，其中烘干温度为120℃、干燥时间为1h，待所述基材干燥后对所述基材进行等离子活化，等离子活化的电压为5KV，溅射金属层时将所述基材置于PVD腔室内，PVD腔室保持120℃，先抽真空再向PVD腔室内通氩气，并在溅射过程中保持向PVD腔室内通氩气保护基材，其中PVD腔室内的真空度为5.0×10^-3PA，溅射镍层及铜层。在本实施例中，所述镍层的厚度为80nm，所述铜层的厚度为150nm。

本实施例中的所述金属层与所述基材之间的百格结合力可达5B，且无高温起泡及分层现象。

实施例四

本发明的实施例四是在实施例三的基础上对基材使用的材料提出的另外一种技术方案，与实施例三的区别仅在于基材使用的材料的构造不同，在本实施例中，所述基材的材质为间规聚酯苯乙烯/聚2,6-二甲基-1,4-苯醚/玻璃纤维(SPS/PPO/GF)复合材料，其中SPS占50-90份，PPO占10-50份，GF占10-40份。

本实施例中的金属层与所述基材之间的百格结合力可达5B，且无高温起泡及分层现象。

实施例五

本发明的实施例五是在实施例三的基础上对基材使用的材料提出的另外一种技术方案，与实施例三的区别仅在于基材使用的材料的构造不同，在本实施例中，所述基材的材质为间规聚酯苯乙烯/聚苯硫醚/玻璃纤维(SPS/PPS/GF)复合材料，其中SPS占50-90份，PPS占10-50份，GF占10-40份。

本实施例中的金属层与所述基材之间的百格结合力可达5B，且无高温起泡及分层现象。

实施例六

本发明的实施例六是在实施例三的基础上对基材使用的材料提出的另外一种技术方案，与实施例三的区别仅在于基材使用的材料的构造不同，在本实施例中，所述基材的材质为间规聚酯苯乙烯/液晶聚合物/玻璃纤维(SPS/LCP/GF)复合材料，其中SPS占50-90份，LCP占10-50份，GF占10-40份。

本实施例中的金属层与所述基材之间的百格结合力可达5B，且无高温起泡及分层现象。

综上所述，本发明提供的天线振子制备方法及天线振子提高了天线振子成品的性能及信号传输稳定性，使天线振子的质量更轻，有利于基站的轻量化，同时减少了天线振子制备过程中产生的粉尘、噪音及污水，降低对生产人员及设备的伤害，对环境友好，减少资源浪费且降低了生产成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。