CN104681907A - 整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体射频电缆及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体射频电缆及加工方法，包括如下步骤：a）先对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行粗化处理增加附着表面积；b）然后对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行清洗；c）接着继续对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行敏化与活化处理；d）然后在整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层形成化学沉积银层；e）最后在化学沉积银层上形成电镀加厚银层。本发明通过对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘芯线进行表面粗化、表面清洗、表面敏化和活化处理，利用化学沉积银层和电镀加厚银层形成整体纯银外导体，从而保证整体纯银外导体的致密度、连续性、均匀性和附着力，提高整体纯银外导体的导电性能和牢固度，使得射频电缆具有轻型、小尺寸、高弯曲性和柔韧性的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频电缆及其加工方法，尤其涉及一种具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆及其加工方法。
背景技术
目前市场上常见的同轴射频电缆产品主要是用于通讯、雷达、卫星等电子设备中射频连接馈线，其主要结构形式(由里到外)是：内导体、绝缘、外导体以及外护层。柔软同轴电缆的外导体结构形式一般有金属编织、金属带绕包、金属编织加金属带绕包等。其中编织外导体的弯曲性能较好，但传输损耗较大，而且屏蔽性能较差；金属带绕包外导体的传输损耗小，屏蔽性能好，但弯曲性能较差；金属带绕包加编织结构的外导体具有传输损耗小，电压驻波比低，相位稳定，屏蔽效果较好等优点，因而被广泛用作微波稳相射频电缆的外导体结构。但该结构电缆重量较大，加工工序多且复杂，生产效率低，特别是对于微小型的同轴电缆其外导体的加工难度更大。
在电缆绝缘表面直接镀上金属薄层作为外导体可大大减轻电缆的重量，同时提高电缆的屏蔽性能。中国专利201320015443.9叙述了采用聚乙烯绝缘表面镀铜的工艺来加工低频电缆的屏蔽层，但由于材料性能的原因，该结构电缆不适用于高频传输。高频同轴电缆通常采用电气性能较聚乙烯更好的膨胀聚四氟乙烯作为绝缘材料。膨胀聚四氟乙烯的分子结构决定其化学性能极其稳定，材料表面的自由能极低，表面分子与其它材料分子间的结合力很小，因此在膨胀聚四氟乙烯表面镀金属的难度非常大。中国专利201310492911.6叙述膨胀聚四氟乙烯表面镀铜的技术，但该技术运用至具有一定连续长度，圆形横截面的膨胀聚四氟乙烯绝缘芯线表面镀银尚需解决一系列的技术关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体的射频电缆，由内向外依次包括内导体，绝缘层，外导体和外护套，其中，所述内导体为镀银铜单线；所述绝缘层为整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层；所述外导体包括附着在整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层上的化学沉积银层和电镀加厚银层；所述护套为聚全氟乙丙烯(FEP)或四氟乙烯-全氟烷氧基醚共聚物(PFA)的挤出层。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的加工方法，能够保证整体纯银外导体的致密度、连续性、均匀性和附着力，从而提高整体纯银外导体的导电性能和牢固度。所述化学沉积银层和电镀加厚银层的总厚度为15～20μm。
本发明为解决上述技术问题还提供一种上述具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的加工方法，包括如下步骤：a)先对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行粗化处理增加附着表面积；b)然后对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行清洗；c)接着继续对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行敏化与活化处理；d)然后在整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层形成化学沉积银层；e)最后在化学沉积银层上形成电镀加厚银层。
上述的具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的加工方法，其中，所述步骤a)中的粗化处理过程如下：采用高速等离子气流垂直轰击膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面；所述等离子气流从位置相对固定的喷嘴喷出，并将被处理的电缆绝缘芯线沿其轴向匀速移动，使整个绝缘芯线表面被均匀地处理。
上述的具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的加工方法，其中，所述步骤b)中的清洗处理过程如下：将被处理的绝缘芯线浸泡在碱性溶液中，以超声波振动5～10min后用蒸馏水冲洗干净。
上述的具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的加工方法，其中，所述步骤c)中的敏化与活化处理过程如下：选用二价锡离子水溶液为敏化液，选用银离子水溶液为活化液，将被处理的绝缘芯线依次先后在敏化液和活化液中各浸渍5～10分钟，在膨胀聚四氟乙烯绝缘层的表面形成具有催化还原功能的银薄膜层。
上述的具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的加工方法，其中，所述步骤c)中的敏化和活化处理方法如下：将被处理的绝缘芯线置于密闭的容器内，然后将所述容器内部抽成真空，再灌入所述敏化液或活化液，当所述敏化液或活化液浸没所述绝缘芯线后释放容器内的真空，利用液体外部和绝缘层表层内部微小孔隙之间的压力差使所述敏化液或活化液渗入所述膨胀聚四氟乙烯绝缘层的表层内。
上述的具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的加工方法，其中，所述步骤d)中使用银氨溶液和还原溶液形成化学沉积银层；所述银氨溶液的主要成分为硝酸银和氨水，所述还原溶液的还原剂为葡萄糖；所述硝酸银与所述葡萄糖的质量比例为17:9；采用氨水和乙二胺复合配位剂；所述氨水与所述乙二胺的体积比例为3:1；所述符合配位剂的用量为每克硝酸银加1.5～2.5ml；所述化学沉积的反应温度为25～30℃，时间为25～30min。
上述的具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的加工方法，其中，所述步骤e)中电镀加厚银层通过对绝缘芯线采用成圈吊镀法形成；电镀电流10～12A，电镀时间为20min，电镀后银层表面进行钝化处理。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆及其加工方法，通过对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面进行粗化、表面清洗、表面敏化和活化处理，利用化学沉积银层和电镀加厚银层形成整体纯银外导体，从而保证整体纯银外导体的致密度、连续性、均匀性和附着力，提高整体纯银外导体的导电性能和牢固度，使得射频电缆具有轻型、小尺寸、高弯曲性和柔韧性的特点。
附图说明
图1为本发明具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的结构示意图；
图2为本发明具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的外导体的加工方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的结构示意图。
请参见图1，本发明提供的具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘的射频电缆，由内向外依次包括内导体1，绝缘层2，外导体3和外护套4，其中，所述内导体1为镀银铜单线；所述绝缘层2为整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层；所述外导体3包括附着在整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层上的化学沉积银层和电镀加厚银层；所述化学沉积银层和电镀加厚银层的总厚度为15～20μm；所述护套4为聚全氟乙丙烯(FEP)或四氟乙烯-全氟烷氧基醚共聚物(PFA)的挤出层.
图2为本发明具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的外导体的加工方法流程示意图。
请继续参见图2，本发明提供的具有整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面整体镀银外导体的射频电缆的外导体的加工方法，包括如下步骤：
步骤S1：先对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行粗化处理增加附着表面积；
步骤S2：然后对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行清洗；
步骤S3：接着继续对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行敏化与活化处理；
步骤S4：然后在整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层形成化学沉积银层；
步骤S5：最后在化学沉积银层上形成电镀加厚银层和外护套。
由上可见，本发明提供的射频电缆整体纯银外导体的制造流程包括：整体膨胀聚四氟乙烯绝缘芯线的表面粗化、表面清洗、表面敏化和活化、化学沉积银层和电镀加厚银层；各步骤的详细实施过程如下。
表面粗化：应用高速等离子气流对膨胀聚四氟乙烯绝缘表面进行粗化处理。在等离子发生器中压缩空气(或惰性气体)气流通过高压电极发生电离，形成高速等离子流从喷嘴中喷出，并垂直地喷向被处理的绝缘芯线表面。处理时喷嘴的位置固定，而绝缘芯线连续而匀速地向前移动，于是整个长度的芯线表面就被粗化处理。为使圆形截面绝缘芯线的周向都能被均匀地处理，可采用多个喷嘴，从不同方向将等离子气流喷向绝缘芯线。
表面清洗：在表面敏化和活化前可以进行清洗以去除赃物和油污。通常将处理对象浸泡在碱性清洗液中，以超声波振动5～10分钟后，然后用蒸馏水冲洗干净即可待用。
表面敏化和活化：通过氧化还原反应在膨胀聚四氟乙烯绝缘表面附着一层极薄的银层。反应液由敏化溶液和活化溶液两组分组成。敏化溶液主要为二价锡离子的水溶液，活化溶液主要为银离子的水溶液。将绝缘芯线先后浸入敏化溶液和活化溶液中，使之发生氧化还原反应。二价锡离子将银离子还原成银原子并附着在绝缘芯线表面，形成一层极薄的银层，该银层使得绝缘表面具有催化还原能力，实现绝缘表面的活化。为提高银层与绝缘表面的附着力，本发明采用负压浸渍法，旨在使得溶液渗入到绝缘表层的一定深度，从而使还原出来的部分银微粒“嵌”入绝缘的表层，以此增加附着强度。负压浸渍的过程为：首先将被处理的绝缘芯线置于密闭的容器内，然后将容器内部抽成真空，再后灌入敏化液或活化液，当液体浸没绝缘芯线后释放容器内的真空，利用液体外部和绝缘体内部微小孔隙之间的压力差使液体渗入绝缘的表层。
化学沉积银层：化学镀银的镀液包括银氨溶液和还原溶液两个组分。银氨溶液的主要成分包括硝酸银和氨水，而通常采用葡萄糖作为还原剂。硝酸银与葡萄糖的重量比例取17：9。当两种溶液混合在一起时便发生化学反应，将经过敏化活化处理的绝缘芯线浸入混合溶液中，银离子被葡萄糖还原成银原子析出并沉积在整体膨胀聚四氟乙烯绝缘表面预先附着的极薄银层上，该银层逐渐加厚并形成基础镀银层。由于化学镀液中银离子很不稳定且该氧化还原反应速度快，迅速析出的银原子来不及沉积到被镀的绝缘芯线的表面，大部分银原子沉积至反应容器壁上形成银镜，而沉积至绝缘表面的银层晶粒粗糙，均匀性和附着性均较差。若使银离子以稳定的配位离子形式存在，将有利于减缓银的析出，提高鍍液的稳定性。为使鍍液更加稳定，采用氨水和乙二胺复合配位剂。氨水和乙二胺的体积比例取3:1。复合配位剂的用量为每克硝酸银加1.5～2.5ml。适当控制反应的速度与程度有利于提高镀银层的细腻度、致密度、连续性和均匀性。合适的反应温度为25～30℃，时间为25～30min。
电镀加厚银层：通过电镀的方式在基础银层上加厚银层。电镀采用(绝缘芯线)成圈吊镀法，拟采取小电流、长时间的工艺参数，以获得细腻、致密、连续性和均匀性好以及导电率高的银层。合适的工艺参数为：电流10～12A，时间20min。电镀后银层表面进行钝化处理以防表面氧化。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (9)
1.整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体射频电缆，由内到外依次包括内导体，绝缘层，外导体和护套，其特征在于，所述内导体为镀银铜单线；所述绝缘层为整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层；所述外导体包括附着在整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层上的化学沉积银层和电镀加厚银层；所述护套为聚全氟乙丙烯(FEP)或四氟乙烯-全氟烷氧基醚共聚物(PFA)的挤出层。
2.如权利要求1所述的整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体射频电缆，其特征在于，整体纯银外导体附着在具有一定连续长度，横截面为圆形的整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面，厚度为15～20μm，包括化学沉积银层和电镀加厚银层；整体纯银外导体具有连续、均匀、致密、电阻率小等特征，与整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层之间具有足够的附着力以及在射频电缆允许的弯曲半径下弯曲时不发生开裂。
3.一种如权利要求2所述的整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体射频电缆的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)先对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行粗化处理以增加附着表面积；
b)然后对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行清洗；
c)接着继续对整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面进行敏化与活化处理；
d)然后在整体膨胀聚四氟乙烯绝缘层形成化学沉积银层；
e)最后在化学沉积银层上形成电镀加厚银层。
4.如权利要求3所述的整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体射频电缆的加工方法，其特征在于，所述步骤a)中的粗化处理过程如下：采用高速等离子气流垂直轰击膨胀聚四氟乙烯绝缘层表面；所述等离子气流从位置相对固定的喷嘴喷出，并将被处理的电缆绝缘芯线沿其轴向匀速移动，使整个绝缘芯线表面被均匀地处理。
5.如权利要求3所述的整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体射频电缆的加工方法，其特征在于，所述步骤b)中的清洗处理过程如下：将被处理的绝缘芯线浸泡在碱性溶液中，以超声波振动5～10min后用蒸馏水冲洗干净。
6.如权利要求3所述的整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体射频电缆的加工方法，其特征在于，所述步骤c)中的敏化与活化处理过程如下：选用二价锡离子水溶液为敏化液，选用银离子水溶液为活化液，将被处理的绝缘芯线依次先后在敏化液和活化液中各浸渍5～10min在膨胀聚四氟乙烯绝缘层的表面形成具有催化还原功能的银薄膜层。
7.如权利要求6所述的整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体射频电缆的加工方法，其特征在于，所述步骤c)中的敏化和活化处理方法如下：将被处理的绝缘芯线置于密闭的容器内，然后将所述容器内部抽成真空，再灌入所述敏化液或活化液，当所述敏化液或活化液浸没所述绝缘芯线后释放容器内的真空，利用液体外部和绝缘层表层内部微小孔隙之间的压力差使所述敏化液或活化液渗入所述膨胀聚四氟乙烯绝缘层的表层内。
8.如权利要求3所述的整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体射频电缆的加工方法，其特征在于，所述步骤d)中使用银氨溶液和还原溶液形成化学沉积银层；所述银氨溶液的主要成分为硝酸银和氨水；所述还原溶液的还原剂为葡萄糖；所述硝酸银与所述葡萄糖的质量比例为17:9；采用氨水和乙二胺复合配位剂，所述氨水与所述乙二胺的体积比例为3:1；所述复合配合剂的用量为每克硝酸银加1.5～2.5ml；所述化学沉积的反应温度为25～30℃，时间为25～30min。
9.如权利要求3所述的整体聚四氟乙烯绝缘表面镀银外导体射频电缆的加工方法，其特征在于，所述步骤e)中电镀加厚银层通过对经过化学沉积镀银的绝缘芯线采用成圈吊镀法形成；电镀电流10～12A，电镀时间为20min，电镀后银层表面进行钝化处理。
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