CN110611159A - 一种柔性天线及其制备方法及织物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性天线及其制备方法及织物，方法包括：步骤1、利用低熔点金属在预基底表面形成金属天线；步骤2、进行第一次封胶处理，形成第一柔性封装层；步骤3、对形成的多层结构进行低温处理，固化金属天线；步骤4、分离预基底与第一柔性封装层，并使金属天线贴附在第一柔性封装层的表面；步骤5、在第一柔性封装层上设置与金属天线接触的导电接驳件；步骤6、进行第二次封胶处理，形成第二柔性封装层；其中，部分导电接驳件暴露在外，作为柔性天线的接线处，本发明提出了一种柔性天线的制备方法，解决了传统刚性天线无法满足柔性性、贴附性的缺陷，并且利用常温下(30摄氏度以下)呈液态的低熔点金属制作柔性天线，降低了加热组件的设备要求，提高了整个制备过程的安全性和可靠性。

Description

一种柔性天线及其制备方法及织物

技术领域

本发明属于通信部件制作技术领域，尤其涉及一种柔性天线及其制备方法及织物。

背景技术

天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。

目前，现有技术中的天线主要是利用金属导条组成而成，其整体表现为刚性，不易拉伸和弯折等变形，不适于作为贴附性使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种一种柔性天线的制备方法，以解决现有技术中的天线不易拉伸、弯折等问题。

在一些说明性实施例中，所述柔性天线的制备方法，包括：步骤1、利用熔点在30摄氏度以下的低熔点金属在预基底表面形成具有一定图案的金属天线；步骤2、在所述预基底表面上对所述金属天线进行第一次封胶处理，形成覆盖所述预基底表面、且包覆所述金属天线的第一柔性封装层；步骤3、对形成的多层结构进行低温处理，固化所述金属天线；步骤4、分离所述预基底与所述第一柔性封装层，并使所述金属天线贴附在所述第一柔性封装层的表面；步骤5、以所述第一柔性封装层作为准基底，在所述第一柔性封装层上设置与所述金属天线接触的导电接驳件；步骤6、在所述第一柔性封装层的表面对所述金属天线及导电接驳件进行第二次封胶处理，形成与所述第一柔性封装层组合包覆所述金属天线及导电接驳件的第二柔性封装层；其中，部分所述导电接驳件暴露在外，作为柔性天线的接线处。

在一些可选地实施例中，所述熔点在30摄氏度以下的低熔点金属包括镓单质和/或镓基合金。

在一些可选地实施例中，所述镓基合金包括镓铟合金、镓锡合金中的一种或多种。

在一些可选地实施例中，所述对形成的多层结构进行低温处理的过程包括：将所述多层结构置于10摄氏度–零下20摄氏度的低温环境中一段时间。

在一些可选地实施例中，所述预基底对于所述低熔点金属的表面附着力低于所述第一柔性封装层对于所述低熔点金属的表面附着力。

在一些可选地实施例中，所述导电接驳件为接驳铜片，其部分与所述金属天线接触；所述对所述导电接驳件的部分进行开窗处理，暴露部分导电接驳件，具体包括：对所述导电接驳件未与所述金属天线接触的部分进行开窗处理，使该位置处的部分导电接驳件暴露在外。

在一些可选地实施例中，所述第一柔性封装层和/或第二柔性封装层采用如下之一胶体材质形成：聚氨酯和硅胶。

在一些可选地实施例中，所述第一柔性封装层和/或第二柔性封装层的层厚为0.5mm–2mm。

在一些可选地实施例中，所述金属天线的图案中包括以下一个或多个天线结构：枝杈状、螺旋状、半螺旋状、直线线段和曲折线段。

本发明的另一个目的在于提出一种柔性天线，该柔性天线由上述任一项所述的柔性天线的制备方法制成。

本发明的再一个目的在于提出一种织物，该织物上设置有如上所述的柔性天线，织物类型包括纯纺织物、混纺织物、混并织物和交织织物。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明提出了一种柔性天线的制备方法，解决了传统刚性天线无法满足柔性性、贴附性的缺陷，并且利用常温下(30摄氏度以下)呈液态的低熔点金属制作柔性天线，降低了加热组件的设备要求，提高了整个制备过程的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例中柔性天线的制备流程图；

图2是本发明实施例中柔性天线的制备流程图；

图3是本发明实施例中柔性天线的结构示意图；

图4是本发明实施例中织物的结构示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

如图1所示，本发明公开了一种柔性天线的制备方法，包括：

步骤S11、利用熔点在30摄氏度以下的低熔点金属在预基底表面形成具有一定图案的金属天线；

步骤S12、在所述预基底表面上对所述金属天线进行第一次封胶处理，形成覆盖所述预基底表面、且包覆所述金属天线的第一柔性封装层；

步骤S13、对形成的多层结构进行低温处理，固化所述金属天线；

步骤S14、分离所述预基底与所述第一柔性封装层，并使所述金属天线贴附在所述第一柔性封装层的表面；

步骤S15、以所述第一柔性封装层作为准基底，在所述第一柔性封装层上设置与所述金属天线接触的导电接驳件；

步骤S16、在所述第一柔性封装层的表面对所述金属天线及导电接驳件进行第二次封胶处理，形成与所述第一柔性封装层组合包覆所述金属天线及导电接驳件的第二柔性封装层；

其中，部分所述导电接驳件暴露在外，作为柔性天线的接线处。

本发明提出了一种柔性天线的制备方法，解决了传统刚性天线无法满足柔性性、贴附性的缺陷，并且利用常温下(30摄氏度以下)呈液态的低熔点金属制作柔性天线，降低了加热组件的设备要求，提高了整个制备过程的安全性和可靠性。除此之外，由于使用常温下呈液态的低熔点金属，制备过程中其封装模具不易于成型，通过制冷的方式可使低熔点金属固化，从而保证柔性封装胶体的成型。

在一些实施例中，本发明实施例中低熔点金属可采用常温下(如30摄氏度以下)为液态的低熔点金属，例如镓单质或镓基合金，镓单质的熔点为29℃，而其合金熔点基本也在30摄氏度以下，可表现为在常温下呈液态，如镓铟合金，其具体镓铟配比为75.5％的镓和24.5％的铟，该合金熔点为15.5度，其在常温下基本呈液体形态。常温下为液态的镓基合金除上述镓铟合金之外，还可包括镓锡合金等其他镓基合金，以及更为具体的镓铟基合金、镓锡基合金，例如镓铟锡合金等，上述液态金属在常温下呈液态，可在常温下不加热的条件下进行涂覆操作，降低设备适用需求，减小能耗，提升安全性和可操作性。

在一些实施例中，所述对形成的多层结构(即预基底-低熔点金属-第一柔性封装层构成的结构)进行低温处理的过程包括：将所述多层结构置于10摄氏度–零下20摄氏度的低温环境中一段时间。

在一些可选地实施例中，所述预基底对于所述低熔点金属的表面附着力低于所述第一柔性封装层对于所述低熔点金属的表面附着力。该实施例中使用对低熔点金属附着力交差的预基底和对低熔点金属附着力交好的第一柔性封装层，以便于两者分离时，使低熔点金属附着在对低熔点金属附着力交好的第一柔性封装层的表面。在一些实施例中，预基底可选用对低熔点金属附着力较差的硬质基底，更便于两者的分离操作。

在一些实施例中，所述导电接驳件为接驳铜片，其部分与所述金属天线接触；所述对所述导电接驳件的部分进行开窗处理，暴露部分导电接驳件，具体包括：对所述导电接驳件未与所述金属天线接触的部分进行开窗处理，使该位置处的部分导电接驳件暴露在外。在一些其他的实施例中，导电接驳件还可以是根导线，其部分被封胶与金属天线接触，另一部分暴露在外，作为柔性天线的接线处。

在本发明优选实施例中第一柔性封装层和/或第二柔性封装为弹性胶体材质，具体可采用聚氨酯或硅胶制成，由该材料制备的柔性封装层的密封性相比于PDMS(聚二甲基硅氧烷)得到了提升，拉伸不易造成空气与其内的低熔点金属接触，避免低熔点金属与空气接触反应，影响低熔点金属的电学性质。

在一些实施例中，所述第一柔性封装层和/或第二柔性封装层的层厚为0.5mm–2mm。金属天线的厚度在0.5-2mm。

在一些实施例中，所述金属天线的图案中包括以下一个或多个天线结构：枝杈状、螺旋状、半螺旋状、直线线段和曲折线段。其中，上述天线结构可任意组合，任意拼接。

现在参照图2，图2示出了一种柔性天线的优选制备方法，包括：

步骤S21、利用液态金属(低熔点金属)打印机将液态的镓铟合金按一定的天线图案要求打印到PVC聚氯乙烯基板(如预基底)上；

步骤S22、将快速固化硅胶倒在PVC聚氯乙烯基板，包覆镓铟合金，形成从下至上为PVC聚氯乙烯基板、镓铟合金、第一硅胶层(如第一柔性封装层)的结构；

步骤S23、待第一硅胶层固化后，将形成的多层结构置于液氮(零下20摄氏度–10摄氏度中间均可)中进行低温冷却5-10分钟；

步骤S24、撕开第一硅胶层与PVC聚氯乙烯基板，由于第一硅胶层对镓铟合金的附着力远大于PVC聚氯乙烯基板对镓铟合金的附着力，镓铟合金形成的金属天线附着在撕开后的第一硅胶层的表面；

步骤S25、将撕开后的第一硅胶层以金属天线在上进行放置，并在金属天线相应位置处放置接驳铜片；

步骤S26、再次将快速固化硅胶倒在第一硅胶层上，包覆金属天线及接驳铜片，形成第二硅胶层；第一硅胶层与第二硅胶层共同完成金属天线的密封封装。

步骤S27、待第二硅胶层固化后，对接驳铜片的相应位置进行开窗处理。

步骤S28、对第一硅胶层和第二硅胶层进行特定形状的剪裁处理。

如图3，本发明的另一个目的在于提出一种柔性天线，该柔性天线由上述任一项所述的柔性天线的制备方法制成，包括：第一柔性封装层1、第二柔性封装层2、位于第一柔性封装层1和第二柔性封装层2之间的金属天线3及导电接驳件4；所述金属天线3采用熔点在30摄氏度以下的低熔点金属制成。

如图4，本发明还公开了一种织物，该织物上设置有如上柔性天线，其中，织物可包括：纯纺织物、混纺织物、混并织物和交织织物。纯纺织物是指构成织物的原料都采用同一种纤维，有棉织物、毛织物、丝织物、涤纶织物等。混纺织物是指构成织物的原料采用两种或两种以上不同种类的纤维，经混纺而成纱线所制成，有涤粘、涤腈、涤棉等混纺织物。混并织物是指构成织物的原料采用由两种纤维的单纱，经并合而成股线所制成，有低弹涤纶长丝和中长混并，也有涤纶短纤和低弹涤纶长丝混并而成股线等。交织织物是指构成织物的两个方向系统的原料分别采用不同纤维纱线，有蚕丝人造丝交织的古香缎，尼龙和人造棉交织的尼富纺等。柔性天线的设置可贴附在织物表面、嵌套在所述织物内等多种方式。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性天线的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1、利用熔点在30摄氏度以下的低熔点金属在预基底表面形成具有一定图案的金属天线；

步骤2、在所述预基底表面上对所述金属天线进行第一次封胶处理，形成覆盖所述预基底表面、且包覆所述金属天线的第一柔性封装层；

步骤3、对形成的多层结构进行低温处理，固化所述金属天线；

步骤4、分离所述预基底与所述第一柔性封装层，并使所述金属天线贴附在所述第一柔性封装层的表面；

步骤5、以所述第一柔性封装层作为准基底，在所述第一柔性封装层上设置与所述金属天线接触的导电接驳件；

步骤6、在所述第一柔性封装层的表面对所述金属天线及导电接驳件进行第二次封胶处理，形成与所述第一柔性封装层组合包覆所述金属天线及导电接驳件的第二柔性封装层；其中，部分所述导电接驳件暴露在外，作为柔性天线的接线处。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述熔点在30摄氏度以下的低熔点金属包括镓单质和/或镓基合金。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对形成的多层结构进行低温处理的过程包括：

将所述多层结构置于10摄氏度–零下20摄氏度的低温环境中一段时间。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预基底对于所述低熔点金属的表面附着力低于所述第一柔性封装层对于所述低熔点金属的表面附着力。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电接驳件为接驳铜片，其部分与所述金属天线接触；

所述对所述导电接驳件的部分进行开窗处理，暴露部分导电接驳件，具体包括：

对所述导电接驳件未与所述金属天线接触的部分进行开窗处理，使该位置处的部分导电接驳件暴露在外。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一柔性封装层和/或第二柔性封装层采用如下之一胶体材质形成：

聚氨酯和硅胶。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一柔性封装层和/或第二柔性封装层的层厚为0.5mm–2mm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属天线的图案中包括以下一个或多个天线结构：

枝杈状、螺旋状、半螺旋状、直线线段和曲折线段。

9.一种柔性天线，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的柔性天线的制备方法制成。

10.一种织物，其特征在于，织物上设置有如权利要求9所述的柔性天线，织物类型包括纯纺织物、混纺织物、混并织物和交织织物。