CN109638435A - 一种非金属基材天线或线路的制造工艺及5g天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非金属基材天线或线路的制造工艺，包括如下步骤：对非金属基材表面粗化；粗化后的非金属基材进行水镀处理,在粗化表面形成金属层；将金属层激光镭雕出预设的天线图形或者线路，并与非天线图形或者线路部分间隔断开；将带有天线图形或者线路的非金属基材浸泡在腐蚀性溶液内通电以去除非天线图形或者线路部分。本发明将非金属基材材料外表面粗化、改性(即外部附着金属层)；再刻画出天线图形或线路，最后去除非线路部分；扩宽了对材料的选择的局限性，提升了精度，并且生产造价相对低廉。

Description

一种非金属基材天线或线路的制造工艺及5G天线
技术领域
本发明涉及5G天线技术领域，尤其涉及一种非金属基材天线或线路的制造工艺及5G天线。
背景技术
随着5G时代的到来，数据传输的速率也将大大提升。但是目前传输速率很大程度上受制于天线的质量，而影响天线质量主要的两个原因就是天线本体的材料以及基材的介电常数，当天线本体材料相同的情况下，基材的介电常数则会决定该天线的质量。目前非金属优良的介电常数是本技术领域首要考虑的基材材料。
目前非金属基材天线或线路的制造工艺大致分为两种。
第一种是LDS天线，通过激光镭雕在改性塑料上活化出天线图形或者指定电子线路结构。由于制成LDS天线的改性塑料的材料价格昂贵，最终导致成本大幅度提升。
第二种就是在非金属基材上面喷涂预设的天线图形。如中国专利CN201410079681.5公开了一种非金属基材金属化方法及产品，非金属基材金属化方法包括将电镀级ABS溶液按照预定图案喷涂在非金属基材的表面，干燥非金属基材上喷涂的涂层后镀上金属层，形成预定图案的镀金属层天线或电路；非金属基材金属化产品是根据所述非金属基材金属化方法在非金属基材上形成了镀金属层的产品。以及中国专利CN201410081126.6公开了一种非金属基材金属化方法，包括将胶体钯活化液按照预定图案喷涂在非金属基材的表面；然后在非金属基材镀上金属层，形成预定图案的镀金属层天线或电路。上述两种方式均受天线图形所限，产品无法有效实现或者无法保障喷涂天线的精度；而5G天线又对精度的要求非常高，因此第二种方法很难满足5G天线的生产要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在非金属基材材料上刻画高精度5G天线或者线路的制造工艺。
本发明公开的一种非金属基材天线或线路的制造工艺所采用的技术方案是:
一种非金属基材天线或线路的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
对非金属基材表面粗化；
粗化后的非金属基材进行水镀处理,在粗化表面形成金属层；
将金属层激光镭雕出预设的天线图形或者线路，并与非天线图形或者线路部分间隔断开；
将带有天线图形或者线路的非金属基材浸泡在腐蚀性溶液内通电以去除非天线图形或者线路部分。
作为优选方案，所述粗化后的非金属基材进行水镀处理具体步骤包括：
将粗化后的非金属基材浸泡于催化溶液中，在粗糙的非金属基材表面均匀的形成催化层；
将形成催化层的非金属基材进行化学镀，通过催化层催化在非金属基材表面形成金属镀层。
作为优选方案，所述将形成催化层的非金属基材进行化学镀，通过催化层催化在非金属基材表面形成金属镀层步骤后进行第一次烘干。
作为优选方案，所述将带有天线图形或者线路的非金属基材浸泡在腐蚀性溶液内通电以去除非天线图形或者线路部分步骤后还包括：浸入浸泡液对天线图形或线路进行加厚处理。
作为优选方案，所述浸入浸泡液对天线图形或线路进行加厚处理步骤后进行第二次烘干。
作为优选方案，所述第二次烘干步骤后还包括：电镀金属步骤。
作为优选方案，所述对非金属基材表面粗化步骤具体包括：
将砂粒喷至非金属基材外表面；
将喷砂后的非金属基材，放入粗化液中进行粗化。
作为优选方案，所述将带有天线图形或者线路的非金属基材浸泡在腐蚀性溶液内通电以去除非天线图形或者线路部分步骤具体包括：在有效天线图形或者线路接负电，在腐蚀性溶液接正电。
本发明还公开一种5G天线，所述5G天线通过前述任一项的制造工艺制备而成。
本发明公开的一种非金属基材天线或线路的制造工艺的有益效果是：对非金属基材表面粗化；粗化后的非金属基材进行水镀处理,在粗化表面形成金属层；将金属层激光镭雕出预设的天线图形或者线路，并与非天线图形或者线路部分间隔断开；将带有天线图形或者线路的非金属基材浸泡在腐蚀性溶液内通电以去除非天线图形或者线路部分，通过将非金属基材材料外表面粗化、改性(即外部附着金属层)；再刻画出天线图形或线路，最后去除非线路部分；扩宽了对材料的选择的局限性，提升了精度，并且生产造价相对低廉；与此同时减少化学蚀刻步骤，避免对环境的影响，更加环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步阐述和说明:
实施例一：
本实施例中的非金属包括ABS、PA、POM、PC、PPE、PBT、PPS、PES、PEI、PEEK、PI、LCP、PC+ABS、陶瓷、玻璃等。结合实际经济成本，本实施例的优选非金属基材材料为PPS。
步骤1：将0.1-0.3MM或1-3MM的砂粒喷至非金属基材外表面，粒度范围5-220目。
从物理层面将非金属基材材料外表面粗化。
喷砂材料根据表面的粗化要求和效果选择不同的喷砂材料。一般有石英砂，金刚砂，铁砂，陶瓷砂等。大小以石英砂为例，常用粒度为1-3MM和0.1-0.3MM，也可以按需求定制，粒度范围5-220目不等。选用的标准是根据要求和效果来进行选择。
步骤2：铬酐(CrO3)：350-450(g/L)、硫酸(H2SO4)：350-400(g/L)、润湿剂(BH-601)以及粗化添加剂混合组成的粗化液浸泡，粗化液保持温度在65℃-70℃之间，浸泡5-30Min。
从化学层面将非金属基材材料外表面粗化，在步骤1的基础上进步的优化，使步骤1处理后的非金属基材材料外表面粗化程度更加均匀有序。提高表面亲水性和均匀适当的粗糙度，保证镀层良好的结合力。
步骤3：将粗化后的非金属基材进行水镀处理，具体步骤包括：水洗-中和-水洗-预浸-钯水-解胶(还原)-水洗-化学镀金属，金属镀层厚度为0.3-0.7μm。
其中钯水步骤具体是将粗化后的非金属基材浸泡于催化溶液中，在粗糙的非金属基材表面均匀的形成催化层。其对应的主要反应式为：
Pd2++Sn→Pd+Sn2+
本实施例中催化溶液为钯水。通过在粗化的表面带负电荷，吸附活化液中上一层均匀的钯。通过后续的解胶还原去除表面两价锡，暴露钯出来成为化学镀的催化活性点。二价锡会溶解在溶液中。
将形成钯层的非金属基材进行化学镀，通过钯催化在非金属基材表面形成金属镀层(金属导电层)。总反应为：
2H2PO2 -+2H2O+Ni2+→Ni+H2+4H++2HPO3 2-
本实施例中金属镀层材料优选为镍或者铜。
步骤4：第一次烘干，第一次烘干温度为70℃-80℃，第一次烘干时长为1-2H。
步骤5：激光镭雕出预设的天线图形或者线路，并使天线图形或者线路与非天线图形或者线路部分间隔断开，换句话说两个区域相互之间处于断路状态、不通电流。
结合激光镭雕对不同材料刻画的难易程度，本实施例优选镍为化学镀金属层。
步骤6：将有效的天线图形或者线路浸泡在腐蚀性溶液内通电以去除非天线图形或者线路部分。
具体的在带有天线图形或者线路接阴极，在磷铜球、硫酸铜：60-80(g/L)、硫酸：180-220(g/L)、盐酸：40-70PPM(㎎/L)、酸铜开缸剂M：8-25(㎎/L)、酸铜补加剂R：3-8(㎎/L)、酸铜光亮剂B:0.2-1.0(㎎/L)混合的腐蚀性溶液接阳极，并在温度20-26℃、220V电压、阳极电流密度：2-20ASF、阴极电流密度：5-40ASF的状态下持续浸泡1-2H。
电镀槽中的阳极主要成分为铜，而电镀液为腐蚀性溶液。那么通电后的阴极(即有效天线图形或线路)进入电镀槽后产生阴阳离子转换，且不受具腐蚀性溶液影响得保留及加厚，但另一部分未通电区域未作保护，溶液对其产生腐蚀直至表面铜层或镍层腐蚀完全。最终形成线路或图形
步骤7：在硫酸铜或氯化铜、酒石酸钾钠或EDTA二钠、甲醛、氢氧化钠混合组成的加厚液中浸泡加厚，加厚液保持温度在55℃-65℃之间，浸泡1-3H。本实施例中加厚主要是以加厚铜为主。
步骤8：第二次烘干，第二次烘干温度为70℃-80℃，第二次烘干时长为1-2H。
步骤9：电镀锡步骤。便于后续产品组装时进行焊接组装。同时该步骤还可以根据客户需求对电镀锡材进行替换，如银或其他镀层。
通过将非金属基材材料外表面粗化、改性(即外部附着金属层)；再刻画出天线图形或线路，最后去除非线路部分；扩宽了对材料的选择的局限性，提升了精度，并且生产造价相对低廉；与此同时减少化学蚀刻步骤，避免对环境的影响，更加环保。
本技术方案还提供一种5G天线，通过实施例一所公开的制造工艺制备而成。
实施例二：
本实施例中的非金属包括ABS、PA、POM、PC、PPE、PBT、PPS、PES、PEI、PEEK、PI、LCP、PC+ABS、陶瓷、玻璃等。结合实际经济成本，本实施例的优选非金属基材材料为PPS。
步骤1：将0.1-0.3MM或1-3MM的砂粒喷至非金属基材外表面，粒度范围5-220目。从物理层面将非金属基材材料外表面粗化。
喷砂材料根据表面的粗化要求和效果选择不同的喷砂材料。一般有石英砂，金刚砂，铁砂，陶瓷砂等。大小以石英砂为例，常用粒度为1-3MM和0.1-0.3MM，也可以按需求定制，粒度范围5-220不等。选用的标准是根据要求和效果来进行选择。
步骤2：高锰酸钾(KMnO4)：15-25(g/L)、氢氧化钠(NaOH):15-30(g/L)及润湿剂混合组成的粗化液浸泡，粗化液保持温度在40℃-80℃之间，浸泡10-50Min。
从化学层面将非金属基材材料外表面粗化，在步骤1的基础上进步的优化，使步骤1处理后的非金属基材材料外表面粗化程度更加均匀有序。提高表面亲水性和均匀适当的粗糙度，保证镀层良好的结合力。
步骤3：将粗化后的非金属基材进行水镀处理，具体步骤包括：水洗-中和-水洗-预浸-钯水-解胶(还原)-水洗-化学镀金属，金属镀层厚度为0.3-0.7μm。
其中钯水步骤具体是将粗化后的非金属基材浸泡于催化溶液中，在粗糙的非金属基材表面均匀的形成催化层。其对应的主要反应式为：
Pd2++Sn→Pd+Sn2+
本实施例中催化溶液为钯水。通过在粗化的表面带负电荷，吸附活化液中上一层均匀的钯。通过后续的解胶还原去除表面两价锡，暴露钯出来成为化学镀的催化活性点。二价锡会溶解在溶液中。
将形成钯层的非金属基材进行化学镀，通过钯催化在非金属基材表面形成金属镀层(金属导电层)。总反应为：
2H2PO2 -+2H2O+Ni2+→Ni+H2+4H++2HPO3 2-
本实施例中金属镀层材料优选为镍或者铜。
步骤4：第一次烘干，第一次烘干温度为70℃-80℃，第一次烘干时长为1-2H。
步骤5：激光镭雕出预设的天线图形或者线路，并使天线图形或者线路与非天线图形或者线路部分间隔断开，换句话说两个区域相互之间处于断路状态、不通电流。
结合激光镭雕对不同材料刻画的难易程度，本实施例优选镍为化学镀金属层。
步骤6：将有效的天线图形或者线路浸泡在腐蚀性溶液内通电以去除非天线图形或者线路部分。
具体的在带有天线图形或者线路接阴极，在磷铜球、硫酸铜：60-80(g/L)、硫酸：180-220(g/L)、盐酸：40-70PPM(㎎/L)、酸铜开缸剂M：8-25(㎎/L)、酸铜补加剂R：3-8(㎎/L)、酸铜光亮剂B:0.2-1.0(㎎/L)混合的腐蚀性溶液接阳极，并在温度20-26℃、220V电压、阳极电流密度：2-20ASF、阴极电流密度：5-40ASF的状态下持续浸泡1-2H。
电镀槽中的阳极主要成分为铜，而电镀液为腐蚀性溶液。那么通电后的阴极(即有效天线图形或线路)进入电镀槽后产生阴阳离子转换，且不受具腐蚀性溶液影响得保留及加厚，但另一部分未通电区域未作保护，溶液对其产生腐蚀直至表面铜层或镍层腐蚀完全。最终形成线路或图形
步骤7：在硫酸铜或氯化铜、酒石酸钾钠或EDTA二钠、甲醛、氢氧化钠混合组成的加厚液中浸泡加厚，加厚液保持温度在55℃-65℃之间，浸泡1-3H。本实施例中加厚主要是以加厚铜为主。
步骤8：第二次烘干，第二次烘干温度为70℃-80℃，第二次烘干时长为1-2H。
步骤9：电镀锡步骤。便于后续产品组装时进行焊接组装。同时该步骤还可以根据客户需求对电镀锡材进行替换，如银或其他镀层。
通过将非金属基材材料外表面粗化、改性(即外部附着金属层)；再刻画出天线图形或线路，最后去除非线路部分；扩宽了对材料的选择的局限性，提升了精度，并且生产造价相对低廉；与此同时减少化学蚀刻步骤，避免对环境的影响，更加环保。
本技术方案还提供一种5G天线，通过实施例二所公开的制造工艺制备而成。
实施例三：
本实施例在实施例一的基础上将步骤7化学加厚直接替换为电镀加厚，根据客户需求进行金属镀。常见镀层有镍或铜。
电镀加厚相比化学镀加厚的加厚效率要高很多，表面光泽性也比化学镀要好，电气性能也有一定优势。
本技术方案还提供一种5G天线，通过实施例三所公开的制造工艺制备而成。
实施例四：
本实施例在实施例一的基础上将步骤7化学加厚直接替换为电镀加厚，根据客户需求进行金属镀。常见镀层有镍或铜。
电镀加厚相比化学镀加厚的加厚效率要高很多，表面光泽性也比化学镀要好，电气性能也有一定优势。
本技术方案还提供一种5G天线，通过实施例四所公开的制造工艺制备而成。
本发明提供一种非金属基材天线或线路的制造工艺，对非金属基材表面粗化；粗化后的非金属基材进行水镀处理,在粗化表面形成金属层；将金属层激光镭雕出预设的天线图形或者线路，并与非天线图形或者线路部分间隔断开；将带有天线图形或者线路的非金属基材浸泡在腐蚀性溶液内通电以去除非天线图形或者线路部分，通过将非金属基材材料外表面粗化、改性(即外部附着金属层)；再刻画出天线图形或线路，最后去除非线路部分；扩宽了对材料的选择的局限性，提升了精度，并且生产造价相对低廉；与此同时减少化学蚀刻步骤，避免对环境的影响，更加环保。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种非金属基材天线或线路的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
对非金属基材表面粗化；
粗化后的非金属基材进行水镀处理,在粗化表面形成金属层；
将金属层激光镭雕出预设的天线图形或者线路，并与非天线图形或者线路部分间隔断开；
将带有天线图形或者线路的非金属基材浸泡在腐蚀性溶液内通电以去除非天线图形或者线路部分。
2.如权利要求1所述的一种非金属基材天线或线路的制造工艺，其特征在于，所述粗化后的非金属基材进行水镀处理具体步骤包括：
将粗化后的非金属基材浸泡于催化溶液中，在粗糙的非金属基材表面均匀的形成催化层；
将形成催化层的非金属基材进行化学镀，通过催化层催化在非金属基材表面形成金属镀层。
3.如权利要求2所述的一种非金属基材天线或线路的制造工艺，其特征在于，所述将形成催化层的非金属基材进行化学镀，通过催化层催化在非金属基材表面形成金属镀层步骤后进行第一次烘干。
4.如权利要求1所述的一种非金属基材天线或线路的制造工艺，其特征在于，所述将带有天线图形或者线路的非金属基材浸泡在腐蚀性溶液内通电以去除非天线图形或者线路部分步骤后还包括：浸入浸泡液对天线图形或线路进行加厚处理。
5.如权利要求4所述的一种非金属基材天线或线路的制造工艺，其特征在于，所述浸入浸泡液对天线图形或线路进行加厚处理步骤后进行第二次烘干。
6.如权利要求5所述的一种非金属基材天线或线路的制造工艺，其特征在于，所述第二次烘干步骤后还包括：电镀金属步骤。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种非金属基材天线或线路的制造工艺，其特征在于，所述对非金属基材表面粗化步骤具体包括：
将砂粒喷至非金属基材外表面；
将喷砂后的非金属基材，放入粗化液中进行粗化。
8.如权利要求7所述的一种非金属基材天线或线路的制造工艺，其特征在于，所述将带有天线图形或者线路的非金属基材浸泡在腐蚀性溶液内通电以去除非天线图形或者线路部分步骤具体包括：在有效天线图形或者线路接负电，在腐蚀性溶液接正电。
9.一种5G天线，其特征在于，所述5G天线通过权利要求1至8任一项的制造工艺制备而成。
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