CN103078181A

CN103078181A - 一种冷喷涂工艺天线及其制备方法

Info

Publication number: CN103078181A
Application number: CN2013100482936A
Authority: CN
Inventors: 秦晓会; 吴建峰
Original assignee: Shanghai Amphenol Airwave Communication Electronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Amphenol Airwave Communication Electronics Co Ltd
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2013-05-01

Abstract

本发明公开了一种冷喷涂工艺天线及其制备方法，该冷喷涂工艺天线包括天线基体和附于所述天线基体表面的天线涂层；其中，冷喷涂装置利用高压气体携带金属粉末颗粒从冷喷涂装置进入喷枪，产生超音速流，使所述金属粉末颗粒在完全固态下撞击天线基体，产生纯塑性变形，从而使所述金属粉末颗粒沉积于天线基体表面形成天线涂层。由于天线基体结构限制少，使得利用冷喷涂工艺的天线涂层与天线基体结合力高，且将冷喷涂工艺应用于制备天线上，使天线基体表面直接成型天线涂层，工艺简单，且金属颗粒和高压气体可回收利用，经济环保。

Description

一种冷喷涂工艺天线及其制备方法

技术领域

本发明涉及通信天线领域，尤其涉及一种冷喷涂工艺天线及其制备方法。

背景技术

随着通信技术的迅速发展，对于天线部分的更新更是迅速，从有线天线到无线天线，从外置天线到内置天线，其中，金属弹片式天线、FPC/PCB天线、印刷天线和LDS天线的制备越来越多。特别是近几年无线通信的快速发展，移动终端占有很大的主导地位。尤其是手机终端在逐步向小型化、智能化快速发展，而作为手机通信天线已变得极其重要。

通常来说，天线的表面都具有一层涂层，对于天线涂层的制备，目前有很多种研究，如LDS天线需要使用镭射工艺，由于设备费用大，化学镀膜速度较慢，且镀膜溶液寿命短、稳定性差，存在着环境污染；且需要经过两道工序，天线图形有累积误差，影响性能。然而，印刷天线使用导电涂料直接印制天线图形，其结构限制较多，结构复杂的基体难于实现，且涂层与基体的结合力不高，不耐摩擦；另外如金属弹片（Stamping）、PCB/FPC天线，工序较多，天线线路不容易在3D曲面结构实现。

因此，有必要提出一种天线与基体结合力更高、不需要组装工序，没有化学污染且制作工艺简单的天线，以解决现有技术中因制造天线而产生的一系列影响。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种无需组装工艺、天线与基体结合力更高、无化学污染且工艺简单的冷喷涂工艺天线。

为了实现上述目的，本发明提供了一种冷喷涂工艺天线，用于一通讯产品中，所述冷喷涂工艺天线包括天线基体和附于所述天线基体表面的天线涂层；其中，所述天线涂层由冷喷涂装置将金属粉末颗粒喷涂于所述天线基体的表面，从而形成天线涂层。

较佳地，所述天线基体为塑胶基体或其他高聚物基体。

较佳地，所述金属粉末颗粒为铜粉、铜合金粉末或铜、镍混合粉末，且并不以此为限，该混合粉末可以为两种或两种以上的金属粉末组成的金属粉末颗粒。

较佳地，所述天线基体表面的天线涂层可为单一导电涂层或复合涂层。

一种冷喷涂工艺天线的制备方法，其具体步骤包括：

1）、将涂装天线基体所需的金属粉末颗粒放入冷喷涂装置；

2）、给所述冷喷涂装置供应高压气体；

3）、将所需涂装的天线基体和冷喷涂装置进行位置固定；

4）、将一喷涂治具罩于天线基体上，其中，所述喷涂治具的表面设置有镂空的天线图形，使天线基体露出需要喷涂天线涂层的部分；冷喷涂装置利用高压气体携带金属粉末颗粒从冷喷涂装置进入喷枪，产生超音速流，使所述金属粉末颗粒在完全固态下按照喷涂治具表面镂空的天线图形撞击天线基体，并产生纯塑性变形，从而使所述金属粉末颗粒沉积于天线基体表面形成天线涂层。

较佳地，所述高压气体为压强在1-3.5MP的氮气、氦气或空气，通过较大压强的气体在冷喷涂装置中进行加温，从而对金属粉末进行加热并携带金属粉末颗粒从喷枪中喷向天线基体表面。

较佳地，所述金属粉末颗粒的直径为5-50um，有利于金属粉末颗粒在高压气体带动下能够形成超音速流，从而有较高的沉积率。

较佳地，所述冷喷涂装置与天线基体的喷涂距离为5-25mm，使喷枪中的金属粉末喷向天线基体表面的过程中随着距离的增大，金属粉末逐渐降温，使金属粉末颗粒在完全固态下撞击基体，产生纯塑性变形，从而使金属颗粒沉积于天线基体的表面形成天线涂层。

较佳地，所述高压气体带动金属粉末颗粒形成的超音速流的速度应大于所述金属粉末颗粒的临界速度，由于大于金属粉末的临界速度时，才能够使金属粉末沉积于所述天线基体。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过采用冷喷涂工艺的天线，由于冷喷涂工艺温度低、无氧化，且对基体的热影响小，因此基体上的金属涂层孔隙率小，接近原始颗粒材料的性能，使金属颗粒沉积率高，使天线的导电性能良好。

2、本发明的冷喷涂工艺天线采用冷喷涂工艺，其中涂层受压应力，可制备厚涂层或复合涂层，即保证天线良好的导通性能，又保护涂层不易氧化。

3、本发明采用冷喷涂工艺的天线与基体的结合力更高，由于冷喷涂工艺天线是纯物理成型，金属颗粒与气体载体均可回收利用，不涉及化学药液，无污染，且制作工艺简单。

附图说明

图1为本发明冷喷涂工艺天线结构示意图；

图2为本发明用于罩在天线基体表面的喷涂治具的结构示意图；

符号列表：

11-天线涂层，12-天线基体，21-喷涂治具，22-镂空的天线图形。

具体实施方式：

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细的描述本发明。然而，本发明可以以不同形式、规格等实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使更多的有关本技术领域的人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚可见，可能放大或缩小了相对尺寸。

如图1所示，本发明提供的一种冷喷涂工艺天线，用于一通讯产品中，冷喷涂工艺天线包括天线基体12和附于天线基体上的天线涂层11，其中，所述天线涂层11由冷喷涂装置利用高压气体携带金属粉末颗粒从冷喷涂装置进入喷枪，产生超音速流，使所述金属粉末颗粒在完全固态下撞击天线基体12，产生纯塑性变形，从而使所述金属粉末颗粒沉积于天线基体12表面形成天线涂层11。由于冷喷涂工艺喷装基体天线涂层的金属颗粒温度低，属于纯物理成型，无氧化产生，且对天线基体12的热影响小，涂层孔隙率小，接近原始金属粉末颗粒材料的性能。

其中，天线基体12为塑胶基体或其他高聚物基体，该基体用于做冷喷涂天线需要喷涂的基体；金属粉末颗粒为铜粉、铜合金粉末或铜、镍混合粉末，且并不以此为限，该混合粉末还可以为两种或两种以上的金属粉末组成的金属粉末颗粒，通过不同的金属粉末或混合粉末在天线基体12的表面喷涂成单一导电涂层或是复合涂层；且高压气体带动金属粉末颗粒产生的超音速流的速度应大于金属粉末颗粒的临界速度，如铜的临界速度为560-580m·s^-1，则需产生速度大于560-580m·s^-1的超音速流，可根据不同的金属粉末颗粒的临界速度进行改变，从而达到沉积的目的。

并且，在制备冷喷涂工艺天线的过程中，冷喷涂装置所需述高压气体为压强在1-3.5MP的氮气、氦气或空气，通过较大压强的气体在冷喷涂装置中进行加温，从而对金属粉末进行加热并携带金属粉末从喷枪中喷向天线基体12表面；金属粉末颗粒的直径为5-50um的铜粉、铜合金粉末或铜、镍混合粉末；冷喷涂装置与天线基体之间的距离为5-25mm，使喷枪中的金属粉末喷向基体的过程中随着距离的增大，金属粉末逐渐降温，从而使金属粉末颗粒在完全固态下撞击基体，产生纯塑性变形，而沉积于基体表面形成天线涂层11。

上述冷喷涂工艺天线的制备方法具体包括以下步骤：

1）、将涂装天线基体12所需的金属粉末颗粒放入冷喷涂装置中；

2）、给所述冷喷涂装置供应高压气体；

3）、将所需涂装的天线基体12和冷喷涂装置进行位置固定；

4）、将一喷涂治具21罩于天线基体上，其中，所述喷涂治具的表面设置有镂空的天线图形，使天线基体露出需要喷涂天线涂层的部分；冷喷涂装置利用高压气体携带金属粉末颗粒从冷喷涂装置进入喷枪，产生超音速流，使所述金属粉末颗粒在完全固态下按照喷涂治具表面镂空的天线图形22撞击天线基体12，并产生纯塑性变形，从而使所述金属粉末颗粒沉积于天线基体表面形成天线涂层11。

其中，喷涂治具的结构如图2所示，该喷涂治具21略大于天线基体12，其表面为镂空的天线图形22的图形，可罩在所述天线基体12上，使天线基体12露出需要喷涂天线涂层11的部分；当喷涂装置将金属粉末颗粒喷涂于天线基体12上时，天线基体12上的天线线路比较清晰，避免因喷涂过多的金属粉末产生短路现象。有效提高了冷喷涂工艺天线制备的效率和天线的质量。

通过冷喷涂装置利用冷喷涂工艺在塑胶基体上喷涂单一的导电涂层或是复合导电涂层，从而保证天线良好的导通性，且使涂层不易氧化，；冷喷涂工艺天线有效提高了天线涂层与天线基体的高结合力，并且能够通过冷喷涂工艺直接在3D曲面上成型天线涂层；本发明采用冷喷涂工艺制备的天线，直接成型天线涂层，工艺简单，天线涂层的成型主要采用物理成型实现，无化学过程，使金属颗粒与高压气体能够回收利用，避免污染。从而有效提高了通讯产品的限制和对天线线路制备的单一，并解决了其他因制备天线的方法造成的一系列环境污染和对天线制备工序多，组装复杂等影响。

此外，我们还应该认识到，本发明并不以此为限，本发明涉及的有关冷喷涂工艺天线的天线涂层还可以是其他两种或两种以上的金属粉末颗粒混合在一起通过冷喷涂装置制备复合涂层的冷喷涂天线；且天线基体不仅限于塑胶基体或高聚物基体，还可以是其他能够利用冷喷涂工艺制作天线的基体，能够使金属粉末在冷喷涂装置的作用下物理成型金属涂层；从而大大提高天线基体与涂层的结合力，使天线涂层快速物理成型。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动在内。

Claims

1.一种冷喷涂工艺天线，用于一通讯产品中，其特征在于，包括：天线基体和附于所述天线基体表面的天线涂层；其中，所述天线涂层由冷喷涂装置将金属粉末颗粒喷涂于所述天线基体的表面而形成。

2.根据权利要求1所述的冷喷涂工艺天线，其特征在于，所述天线基体为塑胶基体或高聚物基体。

3.根据权利要求1所述的冷喷涂工艺天线，其特征在于，所述金属粉末颗粒为铜粉、铜合金粉末或铜、镍混合粉末。

4.根据权利要求1所述的冷喷涂工艺天线，其特征在于，所述天线涂层为单一导电涂层或复合涂层。

5.一种如权利要求1所述的冷喷涂工艺天线的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）、将涂装天线基体所需的金属粉末颗粒放入冷喷涂装置中；

2）、给所述冷喷涂装置供应高压气体；

3）、将所需涂装的天线基体和冷喷涂装置进行位置固定；

6.根据权利要求5所述的冷喷涂工艺天线的制备方法，其特征在于，所述高压气体为压强在1-3.5MP的氮气、氦气或空气。

7.根据权利要求5所述的冷喷涂工艺天线的制备方法，其特征在于，所述金属粉末颗粒的直径为5-50um。

8.根据权利要求5所述的冷喷涂工艺天线的制备方法，其特征在于，所述冷喷涂装置与所述天线基体的喷涂距离为5-25mm。

9.根据权利要求5所述的冷喷涂工艺天线的制备方法，其特征在于，所述高压气体带动金属粉末颗粒形成的超音速流的速度应大于所述金属粉末颗粒的临界速度。