CN110923678A - 一种用于手机天线的化学镀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于手机天线的化学镀方法，包括以下步骤：将PC或PC+GF注塑成型制得的手机天线材料置于水中，超声清洗处理；处理结束后取出，干燥处理；将超声波清洗后的手机天线材料在LDS激光机上镭雕出宽度小于0.05mm的细线路；将镭雕后的手机天线材料依次进行表面粗化处理、预浸处理以及钯离子活化处理，之后将其置于还原炉内进行还原处理；将还原处理后的手机天线材料依次进行预镀铜处理和化学铜增厚镀处理；之后采用酸溶液浸渍；之后再次分别进行预浸处理以及钯离子活化处理，最后在其表面依次进行镀镍处理和钝化处理，制得化学镀层。该制备方法操作简单，制得的化学镀层与基体材料的结合性能好，成本低。

Description

一种用于手机天线的化学镀方法
技术领域：
本发明涉及手机天线的制备领域，具体涉及一种用于手机天线的化学镀方法。
背景技术：
随着手机用户不断增涨，通信系统压力不断增大，带宽受到限制，因此，需要增加信道容量来提高数据的传输速率，长期演进新型无线标准推出后，相比于单输入单输出系统，多输入多输出系统能够在不降低系统性能的情况下，成倍增加信道容量，从而提高无线通信系统的性能。研究发现：多径环境下的天线信道容量与发射和接受天线的数量有关。多天线之间接收信号要求具有低相关性，移动通信标准要求包络相关系数小于0.3。无线电发射机输出的射频信号功率，通过电缆输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去，电磁波到达接收地点后，由天线接下来，并通过电缆送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。因此，天线作为移动通信网络的感知器官在网络中的地位越来越复杂，并且作用也越来越重要。
随着微电子业的发展，要求有新的技术出现来满足电子线路的制作向低污染、简单化、细微化等方向发展。将激光技术引入到化学镀工艺中不但可以减少工序，而且无需掩膜技术就可以进行图形化金属沉积，其图形可以用计算机实时控制并可实现细微化。但是目前对于手机天线的制备存在成本高，镀层与基体结合性能差的问题。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于手机天线的化学镀方法，该制备方法操作简单，制得的化学镀层与基体材料的结合性能好，成本低。
为更好的解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于手机天线的化学镀方法，包括以下步骤：
(1)将PC或PC+GF注塑成型制得的手机天线材料置于水中，超声清洗处理；处理结束后取出，干燥处理；
(2)将超声波清洗后的手机天线材料在LDS激光机上镭雕出宽度小于0.05mm的细线路；
(3)将镭雕后的手机天线材料置于磷酸和硫酸以体积比为1：(2-4)混合得到的混合液中进行表面粗化处理3-5min，之后取出，加入到摩尔浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中进行中和，最后进行水洗、干燥，制得表面粗化后的手机天线材料；
(4)将表面粗化后的手机天线材料依次进行预浸处理以及钯离子活化处理，之后将其置于还原槽内，35-45℃下还原处理2-4min；
(5)在还原处理后的手机天线材料表面依次进行预镀铜处理和化学铜增厚镀处理；镀铜结束后置于质量浓度为2％的硫酸溶液中进行浸渍处理2-5min，取出采用去离子水清洗，干燥后依次进行预浸处理以及钯离子活化处理，然后进行水洗，并在其表面进行镀镍处理；将镀镍后的手机天线采用水清洗3-5次，然后进行钝化处理，最后采用水清洗3次，然后在热水中进行超声波清洗5-25min，最后在60-80℃下进行干燥，制得化学镀层。
作为一种优选的技术方案，所述超声清洗处理的条件为：0.25-0.45W/cm2，频率为30-40kHz，温度为45-65℃，时间为2-3min。
作为一种优选的技术方案，所述镭雕的条件为：激光功率为10-15W，激光扫描速度为2000-3000mm/s，激光频率为10-20kHz。
作为一种优选的技术方案，步骤(4)和步骤(5)中，所述预浸处理的具体过程为：将1g材料置于50-100ml浓度为10-50g/L的氯化亚锡溶液中，处理2-10min。
作为一种优选的技术方案，步骤(4)和步骤(5)中，所述钯离子活化处理的具体过程为：将1g材料置于50-100ml钯活化液中，在15-35℃下处理2-10min。
作为一种优选的技术方案，所述钯活化液以重量份计，包括0.01-0.05份氯化钯、1-5份氯化铵、0.05-1份4-氰基吡啶、1000份去离子水。
作为一种优选的技术方案，步骤(5)中，所述预镀铜处理中化学镀液以及工艺条件分别为：化学镀液是由3.5-4.5g氢氧化钠、1-3g氯化铜、3-4g甲醛、8-12g氨基磺酸、6-7g硫脲和1000g去离子水混合组成；工艺：将材料置于化学镀液中50-55℃下进行处理2-10min。
作为一种优选的技术方案，步骤(5)中，所述化学铜增厚镀处理中化学镀液和工艺条件分别为：化学镀液是由2.5-3.5g氢氧化钠、2-3g氯化铜、3.5-4.5g甲醛、10-20g氨基磺酸、5-8g硫脲和1000g水组成；工艺：将材料置于化学镀液中，50-55℃下进行处理2-4min。
作为一种优选的技术方案，步骤(5)中，所述钝化处理时的钝化液以及钝化条件具体为：所述钝化液是由5-13g氢氧化钠、2-6g碳酸钠、15-25g钼酸钠、5-10g次氯酸钠、3-8g柠檬酸钠和1000g水组成；钝化条件：在25-35℃下处理10-20min。
作为一种优选的技术方案，步骤(5)中，所述镀镍处理时采用的化学镀液以及工艺具体为：化学镀液是由5-7g硫酸镍、25-35g磷酸二氢钠、1000g水组成；工艺：80-90℃下处理5-8min。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
本发明首先以PC或PC+GF原材料进行注塑成型制得收集天线材料，有效降低了手机天线的制备成本；然后将依次对手机天线进行镭雕处理、表面粗化处理，有效增加了LDS激光镭雕的蜂窝状结构，便于后续对其表面进行活化处理，提高镀层与基体的结合力。
本发明对表面活化后的手机天线材料依次进行还原处理、亚锡离子敏化处理以及钯离子活化处理；钯吸附锡离子以胶态的形式吸附在基体材料表面，为后续进行化学镀提供了条件；本发明有效调节敏化处理和活化处理的条件，使得处理后的基体材料表面均匀。本发明在活化后的基体材料表面进行镀铜处理，然后继续进行表面活化，最后进行镀镍处理；通过两次敏化处理和活化处理。进一步提高了镀层与镀层之间以及镀层与基体之间的结合力。最后本发明将镀镍后的手机天线进行钝化处理，得到的手机天线具有良好的耐腐蚀性能。
具体实施方式：
下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种用于手机天线的化学镀方法，包括以下步骤：
(1)将PC注塑成型制得的手机天线材料置于50ml水中，超声清洗处理2min；处理结束后取出，干燥处理；其中，超声清洗处理的条件为：0.25W/cm2，频率为30kHz，温度为45℃；
(2)将超声波清洗后的手机天线材料在LDS激光机上镭雕出宽度为0.01mm的细线路；镭雕的条件具体为：激光功率为10W，激光扫描速度为2000mm/s，激光频率为10kHz；
(3)将镭雕后的手机天线材料置于30ml磷酸和硫酸以体积比为1：2混合得到的混合液中进行表面粗化处理3min，之后取出，加入到摩尔浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中进行中和，最后进行水洗、干燥，制得表面粗化后的手机天线材料；
(4)将表面粗化后的手机天线材料置于50ml浓度为10g/L的氯化亚锡溶液中，处理2min；处理结束后清洗干燥后置于50ml 0.01g氯化钯、1g氯化铵、0.05g 4-氰基吡啶、1000g去离子水组成的钯活化液中，在35℃下处理2min，处理结束后取出采用水清洗后干燥，得到表面活化的手机天线材料；将表面活化的手机天线材料置于还原炉内，35℃下还原处理2min，制得待镀天线材料手机天线材料；
(5)将上述制得的待镀手机电线材料置于50ml 3.5g氢氧化钠、1g氯化铜、3g甲醛、8g氨基磺酸、6g硫脲和1000g去离子水混合组成的化学镀液中，50℃下进行处理1min；然后置于50ml 2.5g氢氧化钠、2g氯化铜、3.5g甲醛、10g氨基磺酸、5g硫脲和1000g水组成的化学镀液中，50℃下进行处理2min；处理结束后取出，水洗后干燥处理，之后置于质量浓度为2％的硫酸溶液中进行浸渍处理2min，取出采用去离子水清洗，干燥，表面镀铜的手机天线材料；
(6)将表面镀铜的手机天线材料依次置于50ml浓度为10g/L的氯化亚锡溶液中，处理2min；处理结束后清洗干燥后置于50ml 0.01g氯化钯、1g氯化铵、0.05g 4-氰基吡啶、1000g去离子水组成的钯活化液中，在15℃下处理2min，处理结束后取出采用水清洗后干燥，最后置于50ml 5g硝酸镍、25g磷酸二氢钠、1000g水组成的化学镀液中，在80℃下处理5min；制得表面镀镍的手机天线材料；
(7)将表面镀镍的手机天线材料置于50ml 5g氢氧化钠、2g碳酸钠、15g钼酸钠、5g次氯酸钠、3g柠檬酸钠和1000g水组成的钝化液中，在25℃下处理10min；采用水清洗3次，然后在热水中进行超声波清洗5min，最后在60℃下进行干燥，制得化学镀层。
实施例2
一种用于手机天线的化学镀方法，包括以下步骤：
(1)将PC+GF注塑成型制得的手机天线材料置于100ml水中，超声清洗处理3min；处理结束后取出，干燥处理；其中，超声清洗处理的条件为：0.45W/cm2，频率为40kHz，温度为65℃；
(2)将超声波清洗后的手机天线材料在LDS激光机上镭雕出宽度为0.02mm的细线路；镭雕的条件具体为：激光功率为15W，激光扫描速度为3000mm/s，激光频率为20kHz；
(3)将镭雕后的手机天线材料置于80ml磷酸和硫酸以体积比为1：4混合得到的混合液中进行表面粗化处理5min，之后取出，加入到摩尔浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中进行中和，最后进行水洗、干燥，制得表面粗化后的手机天线材料；
(4)将表面粗化后的手机天线材料置于100ml浓度为50g/L的氯化亚锡溶液中，处理10min；处理结束后清洗干燥后置于100ml 0.05g氯化钯、5g氯化铵、1g 4-氰基吡啶、1000g去离子水组成的钯活化液中，在35℃下处理10min，处理结束后取出采用水清洗后干燥，得到表面活化的手机天线材料；将表面活化的手机天线材料置于还原炉内，45℃下还原处理4min，制得待镀天线材料手机天线材料；
(5)将上述制得的待镀手机电线材料置于50ml 4.5g氢氧化钠、3g氯化铜、4g甲醛、12g氨基磺酸、7g硫脲和1000g去离子水混合组成的化学镀液中，55℃下进行处理1min；然后置于50ml 3.5g氢氧化钠、3g氯化铜、4.5g甲醛、20g氨基磺酸、8g硫脲和1000g水组成的化学镀液中，55℃下进行处理4min；处理结束后取出，水洗后干燥处理，之后置于质量浓度为2％的硫酸溶液中进行浸渍处理5min，取出采用去离子水清洗，干燥，表面镀铜的手机天线材料；
(6)将表面镀铜的手机天线材料依次置于100ml浓度为50g/L的氯化亚锡溶液中，处理5min；处理结束后清洗干燥后置于100ml 0.05g氯化钯、5g氯化铵、1g 4-氰基吡啶、1000g去离子水组成的钯活化液中，在35℃下处理4min，处理结束后取出采用水清洗后干燥，最后置于50ml 7g硝酸镍、35g磷酸二氢钠、1000g水组成的化学镀液中，在90℃下处理8min；制得表面镀镍的手机天线材料；
(7)将表面镀镍的手机天线材料置于100ml 13g氢氧化钠、6g碳酸钠、25g钼酸钠、10g次氯酸钠、8g柠檬酸钠和1000g水组成的钝化液中，在35℃下处理20min；采用水清洗3次，然后在热水中进行超声波清洗5min，最后在80℃下进行干燥，制得化学镀层。
实施例3
一种用于手机天线的化学镀方法，包括以下步骤：
(1)将PC注塑成型制得的手机天线材料置于70ml水中，超声清洗处理3min；处理结束后取出，干燥处理；其中，超声清洗处理的条件为：0.3W/cm2，频率为33kHz，温度为50℃；
(2)将超声波清洗后的手机天线材料在LDS激光机上镭雕出宽度为0.03mm的细线路；镭雕的条件具体为：激光功率为12W，激光扫描速度为2400mm/s，激光频率为15kHz；
(3)将镭雕后的手机天线材料置于50ml磷酸和硫酸以体积比为1：3混合得到的混合液中进行表面粗化处理3min，之后取出，加入到摩尔浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中进行中和，最后进行水洗、干燥，制得表面粗化后的手机天线材料；
(4)将表面粗化后的手机天线材料置于60ml浓度为20g/L的氯化亚锡溶液中，处理3min；处理结束后清洗干燥后置于60ml 0.02g氯化钯、2g氯化铵、0.06g 4-氰基吡啶、1000g去离子水组成的钯活化液中，在20℃下处理3min，处理结束后取出采用水清洗后干燥，得到表面活化的手机天线材料；将表面活化的手机天线材料置于还原炉内，40℃下还原处理4min，制得待镀天线材料手机天线材料；
(5)将上述制得的待镀手机电线材料置于50ml 4g氢氧化钠、1.5g氯化铜、3g甲醛、10g氨基磺酸、6.5g硫脲和1000g去离子水混合组成的化学镀液中，50℃下进行处理8min；然后置于50ml 3g氢氧化钠、2g氯化铜、4g甲醛、13g氨基磺酸、6g硫脲和1000g水组成的化学镀液中，50℃下进行处理3min；处理结束后取出，水洗后干燥处理，之后置于质量浓度为2％的硫酸溶液中进行浸渍处理3min，取出采用去离子水清洗，干燥，表面镀铜的手机天线材料；
(6)将表面镀铜的手机天线材料依次置于80ml浓度为30g/L的氧化亚锡溶液中，处理5min；处理结束后清洗干燥后置于70ml 0.03g氯化钯、3g氯化铵、0.07g 4-氰基吡啶、1000g去离子水组成的钯活化液中，在20℃下处理3min，处理结束后取出采用水清洗后干燥，最后置于50ml 5.5g硝酸镍、30g磷酸二氢钠、1000g水组成的化学镀液中，在80℃下处理6min；制得表面镀镍的手机天线材料；
(7)将表面镀镍的手机天线材料置于70ml 7g氢氧化钠、4g碳酸钠、20g钼酸钠、7g次氯酸钠、5g柠檬酸钠和1000g水组成的钝化液中，在30℃下处理15min；采用水清洗3次，然后在热水中进行超声波清洗10min，最后在60℃下进行干燥，制得化学镀层。
实施例4
一种用于手机天线的化学镀方法，包括以下步骤：
(1)将PC+GF注塑成型制得的手机天线材料置于90ml水中，超声清洗处理2min；处理结束后取出，干燥处理；其中，超声清洗处理的条件为：0.4W/cm2，频率为37kHz，温度为60℃；
(2)将超声波清洗后的手机天线材料在LDS激光机上镭雕出宽度为0.04mm的细线路；镭雕的条件具体为：激光功率为13W，激光扫描速度为2800mm/s，激光频率为16kHz；
(3)将镭雕后的手机天线材料置于70ml磷酸和硫酸以体积比为1：4混合得到的混合液中进行表面粗化处理5min，之后取出，加入到摩尔浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中进行中和，最后进行水洗、干燥，制得表面粗化后的手机天线材料；
(4)将表面粗化后的手机天线材料置于80ml浓度为35g/L氧化亚锡溶液中，处理4min；处理结束后清洗干燥后置于75ml 0.04g氯化钯、4g氯化铵、0.08g 4-氰基吡啶、1000g去离子水组成的钯活化液中，在30℃下处理4min，处理结束后取出采用水清洗后干燥，得到表面活化的手机天线材料；将表面活化的手机天线材料置于还原炉内，40℃下还原处理3min，制得待镀天线材料手机天线材料；
(5)将上述制得的待镀手机电线材料置于50ml 4.2g氢氧化钠、2.5g氯化铜、3.7g甲醛、11g氨基磺酸、6.8g硫脲和1000g去离子水混合组成的化学镀液中，55℃下进行处理1min；然后置于50ml 3.2g氢氧化钠、2.8g氯化铜、4.2g甲醛、18g氨基磺酸、7g硫脲和1000g水组成的化学镀液中，53℃下进行处理3min；处理结束后取出，水洗后干燥处理，之后置于质量浓度为2％的硫酸溶液中进行浸渍处理4min，取出采用去离子水清洗，干燥，表面镀铜的手机天线材料；
(6)将表面镀铜的手机天线材料依次置于80ml浓度为45g/L的中和溶液中，处理4min；处理结束后清洗干燥后置于80ml 0.04g氯化钯、4g氯化铵、0.08g 4-氰基吡啶、1000g去离子水组成的钯活化液中，在30℃下处理3min，处理结束后取出采用水清洗后干燥，最后置于50ml 6.5g硝酸镍、32g磷酸二氢钠、1000g水组成的化学镀液中，在85℃下处理7min；制得表面镀镍的手机天线材料；
(7)将表面镀镍的手机天线材料置于100ml 10g氢氧化钠、5g碳酸钠、22g钼酸钠、8g次氯酸钠、7.5g柠檬酸钠和1000g水组成的钝化液中，在30℃下处理15min；采用水清洗3次，然后在热水中进行超声波清洗20min，最后在80℃下进行干燥，制得化学镀层。
对本发明制得的化学镀层进行性能检测。
1、结合力测试
采用弯曲法进行测试，具体为：将制得的试样沿一直径为1mm的轴弯曲180℃，对弯曲部分的表面镀层进行观察，看是否起皮、脱落。
2、耐腐蚀性测试
采用浓硝酸点滴法进行测试。测试结果如表1所示。
表1
结合力 耐蚀性时间，s
实施例1 表面镀层无起皮、脱落现象 180
实施例2 表面镀层无起皮、脱落现象 185
实施例3 表面镀层无起皮、脱落现象 179
实施例4 表面镀层无起皮、脱落现象 180
从上述测试结果来看，本发明制得的化学镀层与基体材料的结合性能好，耐腐蚀性能优异。
虽然已经对本发明的具体实施方案进行了描述，但是本发明的许多其他形式和改变对本领域技术人员而言是显而易见的。应理解所附权利要求和本发明通常涵盖本发明真实精神和范围内的所有这些明显的形式和改变。

Claims (10)

1.一种用于手机天线的化学镀方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将PC或PC+GF注塑成型制得的手机天线材料置于水中，超声清洗处理；处理结束后取出，干燥处理；
(2)将超声波清洗后的手机天线材料在LDS激光机上镭雕出宽度小于0.05mm的细线路；
(3)将镭雕后的手机天线材料置于磷酸和硫酸以体积比为1：(2-4)混合得到的混合液中进行表面粗化处理3-5min，之后取出，加入到摩尔浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中进行中和，最后进行水洗、干燥，制得表面粗化后的手机天线材料；
(4)将表面粗化后的手机天线材料依次进行预浸处理以及钯离子活化处理，之后将其置于还原槽内，35-45℃下还原处理2-4min；
(5)在还原处理后的手机天线材料表面依次进行预镀铜处理和化学铜增厚镀处理；镀铜结束后置于质量浓度为2％的硫酸溶液中进行浸渍处理2-5min，取出采用去离子水清洗，依次进行预浸处理和钯离子活化处理，然后进行水洗，并在其表面进行镀镍处理；将镀镍后的手机天线采用水清洗3-5次，然后进行钝化处理，最后采用水清洗3次，然后在热水中进行超声波清洗5-25min，最后在60-80℃下进行干燥，制得化学镀层。
2.根据权利要求1所述的一种用于手机天线的化学镀方法，其特征在于：步骤(1)中，所述超声清洗处理的条件为：0.25-0.45W/cm2，频率为30-40kHz，温度为45-65℃，时间为2-3min。
3.根据权利要求1所述的一种用于手机天线的化学镀方法，其特征在于：步骤(2)中，所述镭雕的条件为：激光功率为10-15W，激光扫描速度为2000-3000mm/s，激光频率为10-20kHz。
4.根据权利要求1所述的一种用于手机天线的化学镀方法，其特征在于：步骤(4)和步骤(5)中，所述预浸处理的具体过程为：将1g材料置于50-100ml浓度为10-50g/L的氯化亚锡溶液中，处理2-10min。
5.根据权利要求1所述的一种用于手机天线的化学镀方法，其特征在于：步骤(4)和步骤(5)中，所述钯离子活化处理的具体过程为：将1g材料置于50-100ml钯活化液中，在15-35℃下处理2-10min。
6.根据权利要求5所述的一种用于手机天线的化学镀方法，其特征在于：所述钯活化液以重量份计，包括0.01-0.05份氯化钯、1-5份氯化铵、0.05-1份4-氰基吡啶、1000份去离子水。
7.根据权利要求1所述的一种用于手机天线的化学镀方法，其特征在于：步骤(5)中，所述预镀铜处理中化学镀液以及工艺条件分别为：化学镀液是由3.5-4.5g氢氧化钠、1-3g氯化铜、3-4g甲醛、8-12g氨基磺酸、6-7g硫脲和1000g去离子水混合组成；工艺：将材料置于化学镀液中50-55℃下进行处理2-10min。
8.根据权利要求1所述的一种用于手机天线的化学镀方法，其特征在于：步骤(5)中，所述化学铜增厚镀处理中化学镀液和工艺条件分别为：化学镀液是由2.5-3.5g氢氧化钠、2-3g氯化铜、3.5-4.5g甲醛、10-20g氨基磺酸、5-8g硫脲和1000g水组成；工艺：将材料置于化学镀液中，50-55℃下进行处理2-4min。
9.根据权利要求1所述的一种用于手机天线的化学镀方法，其特征在于：步骤(5)中，所述钝化处理时的钝化液以及钝化条件具体为：所述钝化液是由5-13g氢氧化钠、2-6g碳酸钠、15-25g钼酸钠、5-10g次氯酸钠、3-8g柠檬酸钠和1000g水组成；钝化条件：在25-35℃下处理10-20min。
10.根据权利要求1所述的一种用于手机天线的化学镀方法，其特征在于：步骤(5)中，所述镀镍处理时采用的化学镀液以及工艺具体为：化学镀液是由5-7g硫酸镍、25-35g磷酸二氢钠、1000g水组成；工艺：80-90℃下处理5-8min。
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