CN107591607A - 一种智能型手机的阵列式5g天线的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能型手机的阵列式5G天线的制备工艺，包括以下步骤：在普通塑胶粒子里面添加光诱导催化剂，在手机背盖或者中框的四个角位置分别开一个10mm×10mm的开口空间，通过双色注塑的方法，在开口空间处使用添加催化剂的材料进行注塑；将添加催化剂的部分通过激光照射后形成羧基，形成有机酸；将镭雕后的材料放入化镀溶液羧基；羧基阴离子与金属离子M+反应生成络合物，均匀分布在材料表面，既4个开口空间位置处的天线位置；再通过氧化还原反应，在材料表面形成金属膜，使得金属膜牢固附着在材料表面，形成5G天线。使用雷雕技术可提高精准度，将误差降低到0.02mm以下，采用不含金属的塑料为基材，可有效降低高频的损耗，可降低SAR对人体的疑虑。

Description

一种智能型手机的阵列式5G天线的制备工艺

技术领域

本发明涉及手机天线技术领域，尤其涉及一种智能型手机的阵列式5G天线的制备工艺。

背景技术

智能型手机爆发性成长，人们对于带宽的需求与时俱增，第五代行动通讯(5G,5th generation mobile networks)即将带来新的契机。高传输速度、大带宽、低延迟及功率损耗低皆是5G的技术发展重点。

为迎合大带宽及功率损耗低的需求，具指向性的毫米波天线将是唯一选择，当频率落在10 GHz以上，一个波长将小于3cm，需使用精准的设备将设计误差值降到最低，也因为频率高波长短，介质的损耗极大，已无法使用一般的PCB制程。

发明内容

本发明提供了一种智能型手机的阵列式5G天线的制备工艺，使用镭雕技术可提高精准度，将误差降低到0.02mm以下，采用不含金属的塑料为基材，可有效降低高频的损耗，可降低SAR对人体的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能型手机的阵列式5G天线的制备工艺，包括以下步骤：

S1、在普通热塑性工程塑胶粒子ABS、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚碳酸酯PC等热稳定材料里，通过加热的方法将材料熔化，加热温度范围在150℃至250℃之间，再将光诱导催化剂，通过机械混合的方法把固态或液态的一元、二元或三元醇（羟基）和一元、二元、三元醛（醛基）的单一或组合混合物、化合物添加到塑料基底的承载材料中，其添加质量百分比大约3%到5%；

S2、通过双色注塑的方法，在手机背盖或者中框的四个角位置分别开一个10mm×10mm的开口空间，在其他位置是用普通塑胶粒子进行注塑，在开口空间处使用步骤S1添加催化剂的材料进行注塑，使得充满光诱导催化剂的材料充满天线空间位置；

S3、在注塑后的中框或者背盖表面，利用激光镭雕出天线的走线及形状，其中激光波长采用1064nm，出光频率2KHz至20KHz，脉冲宽度4ns至200ns，光斑尺寸控制在0.03mm到0.05mm，光斑移动速度2000mm/s到4000mm/s,出光功率3.5W到5W。通过激光提供能量和空气中的氧气进行反应，使得非金属光诱导催化剂中的羟基或醛基生成羧基有机酸，增强了镭雕材料区域对金属离子的络合能力；

S4、将镭雕后的材料放入含有多种形式的PH值4到6的酸性金属离子的溶液中5到7分钟，在激光照射过的区域，塑料表面的具有络合作用的非金属光诱导催化剂中的羧基和具有络合能力的金属离子反应生成稳定络合物。而在没有经过激光镭射过的区域，所述的非金属光诱导催化剂不发生任何变化；

S5、将S4中表面生成的金属络合物的产品，放入强还原能力的有机、无机化合物或者多种还原剂的混合物。如：肼、氯化亚锡、次磷酸盐、硼氢化合物、硫代硫酸盐、联胺等；使得镭雕后的4个开口空间位置处的天线位置还原形成金属核，均匀分布在材料表面；

S6、将S5中表面生成金属核的产品，放入化镀溶液（化镀铜、镍）中在生成金属核的区域进行化学镀铜、再中磷化学镀镍，进而形成了金属导体并牢固附着在材料表面，使得4个镭雕后的开窗区域形成5G金属导体天线。

作为本发明的一个优选的技术方案，所述的5G天线为毫米波天线，为天线单元2x2阵列式或者2x4阵列式。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

使用镭雕技术可提高天线产品精准度及最小加工精度，将误差降低到0.02mm以下，并可以提高天线耦合效率，增强天线增益。并且由于采用不含金属的塑料为基材，可有效降低高频的损耗，以及SAR对人体的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图中，1、毫米波天线。

具体实施方式

本发明提供了一种智能型手机的阵列式5G天线的制备工艺，使用镭雕技术可提高天线产品精准度及最小加工精度，将误差降低到0.02mm以下，并可以提高天线耦合效率，增强天线增益。并且由于采用不含金属的塑料为基材，可有效降低高频的损耗，以及SAR对人体的影响。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本实施例所述的一种智能型手机的阵列式5G天线的制备工艺，包括以下步骤：

S1、在一台注塑机中使用100%的PC材质（聚碳酸酯），颗粒在250℃到280℃的温度条件下注塑成一个四角位置分别开一个10mm×10mm的开口空间的手机背盖；

S2、在同一台注塑机中用95%质量的PBT树脂（聚对苯二甲酸丁二醇酯）和含3%质量的2-甲基丙醛及2%的丙三醇（1，2，3—三羟基丙醇）进行均匀混合进行混合。颗粒在180℃到185℃温度条件下通过双色注塑的方式将S1中背盖的4个角注塑完成，使得这4个边角的位置充满光诱导催化剂；

S3、在注塑后背盖四个角落的表面，利用1064nm掺镱光纤激光器产生激光镭雕出天线的走线及形状，出光频率10KHz，脉冲宽度20ns，光斑尺寸控制在0.035mm，光斑移动速度2000mm/s,出光功率3.5W。通过激光提供能量和空气中的氧气进行反应，使得非金属光诱导催化剂生成羧基有机酸，增强了镭雕材料区域对金属离子的络合能力；

S4、将镭雕后的背盖放入PH=4含有2%硝酸银、15%氯化镍的金属离子水溶液中，浸泡5分钟。在激光照射过的区域，塑料表面的具有络合作用的非金属光诱导催化剂中的羧基和具有络合能力的银、镍金属离子反应生成稳定银镍络合物。

S5、将S4中表面生成的金属络合物的产品，用蒸留水清洗后放在PH=5，含有肼10%，次磷酸钠20%的水溶液中浸泡8分钟，镍银络合物被还原形成金属核；

S6、将S5中表面形成金属核的产品用蒸留水清洗后，再进行化学镀铜和中磷化学镀镍，就在激光照射过的区域形成了10微米的铜层及2微米的镍层，其中铜层起到了5G天线的发射和接受作用，镍层起到了有效地保护铜层不被空气中氧化的作用。

其中镀铜溶液配方如下：PH=12，温度60℃；无水硫酸铜12 g/L ；酒石酸钾钠43 g/L ；乙二胺四乙酸二钠14 g/L； 甲醛（37%）21ml/L ；亚铁氰化钾36 mg/L；联吡啶0.06 g/L;氢氧化钠调pH值；空气搅拌。化学镀铜时间为220分钟。镀铜层厚度为：10微米。

其中中磷化学镀镍溶液配方如下：PH=4.8-5.0，温度84-86℃，硫酸镍27g/L；次磷酸钠24g/L ；醋酸钠15g/L ；乳酸30 g/L ；柠檬酸4 g/L ；十二烷基硫酸钠1 g/L。镀镍时间为15分钟。镀镍层的厚度为2微米。

最终使得4个镭雕后的开窗区域形成5G金属导体天线。5G天线为毫米波天线1，为天线单元2x2阵列式或者2x4阵列式。

这种镭雕天线产品可有效取代印刷式天线，提高精准度：

PCB印刷技术的误差约为+/-0.2mm，虽然成本低廉，但不适合应用在毫米波天线，使用镭雕技术可提高精准度，将误差降低到0.02mm以下。

基材更改为一般常用塑料，降低PCB损耗：

常见的镭雕技术多是以特殊塑料当基材，在塑料中添加金属粉末，经过激光处理后化镀上金属，但此基材在高频的损耗较大，不适合毫米波天线使用。本专利的镭雕技术采用不含金属的塑料为基材，可有效降低高频的损耗。

将天线放置在行动装置上缘，符合使用情境：

将毫米波阵列天线放置在行动装置背面上缘，并利用阵列天线指向性辐射的概念将能量集中在背面，同时进行语音及数据传输，亦可降低SAR对人体的疑虑。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种智能型手机的阵列式5G天线的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在普通热塑性工程塑胶粒子ABS、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚碳酸酯PC等热稳定材料里，通过加热的方法将材料熔化，加热温度范围在150℃至250℃之间，再将光诱导催化剂，通过机械混合的方法把固态或液态的一元、二元或三元醇（羟基）和一元、二元、三元醛（醛基）的单一或组合混合物、化合物添加到塑料基底的承载材料中，其添加质量百分比大约3%到5%；

S2、通过双色注塑的方法，在手机背盖或者中框的四个角位置分别开一个10mm×10mm的开口空间，在其他位置是用普通塑胶粒子进行注塑，在开口空间处使用步骤S1添加催化剂的材料进行注塑，使得充满光诱导催化剂的材料充满天线空间位置；

S3、在注塑后的中框或者背盖表面，利用激光镭雕出天线的走线及形状，其中激光波长采用1064nm，出光频率2KHz至20KHz，脉冲宽度4ns至200ns，光斑尺寸控制在0.03mm到0.05mm，光斑移动速度2000mm/s到4000mm/s,出光功率3.5W到5W，通过激光提供能量和空气中的氧气进行反应，使得非金属光诱导催化剂中的羟基或醛基生成羧基有机酸，增强了镭雕材料区域对金属离子的络合能力；

S4、将镭雕后的材料放入含有多种形式的PH值4到6的酸性金属离子的溶液中5到7分钟，在激光照射过的区域，塑料表面的具有络合作用的非金属光诱导催化剂中的羧基和具有络合能力的金属离子反应生成稳定络合物，而在没有经过激光镭射过的区域，所述的非金属光诱导催化剂不发生任何变化；

S5、将S4中表面生成的金属络合物的产品，放入强还原能力的有机、无机化合物或者多种还原剂的混合物，使得镭雕后的4个开口空间位置处的天线位置还原形成金属核，均匀分布在材料表面；

S6、将S5中表面生成金属核的产品，放入化镀溶液（化镀铜、镍）中在生成金属核的区域进行化学镀铜、再中磷化学镀镍，进而形成了金属导体并牢固附着在材料表面，使得4个镭雕后的开窗区域形成5G金属导体天线。

2.根据权利要求1所述的一种智能型手机的阵列式5G天线的制备工艺，其特征在于，所述的5G天线为毫米波天线，为天线单元2x2阵列式或者2x4阵列式。