CN110994164B - 一种全方位屏蔽的天线结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全方位屏蔽的天线结构，包括天线用的线路板，所述线路板包括绝缘层、设于绝缘层两侧的线路层和设于线路层表面的覆盖膜,还包括屏蔽膜，所述屏蔽膜包括上屏蔽膜和下屏蔽膜，所述上屏蔽膜贴合于一侧线路层表面覆盖膜上，和下屏蔽膜贴合将所述线路板包裹，且所述上屏蔽膜和下屏蔽膜的接合处位于绝缘层的侧边。本发明提供的全方位屏蔽的天线结构，具有良好的电磁屏蔽性能且结构稳定。

Description

一种全方位屏蔽的天线结构

技术领域

本发明涉及屏蔽膜技术领域，具体地说，涉及一种全方位屏蔽的天线结构及天线。

背景技术

随着通信技术的发展，5G通信技术逐渐成熟，5G通信中，为了提升传输速度，5G通信采用高频率电磁波进行信号的传输，传输速度得到明显提升。商用5G的高频段将采用28GHz频段和60GHz频段，28GHz频段和60GHz频段的波长为毫米级，即毫米波。

5G通信产品的天线为了消除外部干扰电磁信号，需要对天线传输的线路板进行电磁屏蔽处理，防止其它元器件干扰线路板的信号传输，同时也避免天线线路板对其它元器件产生干扰，但是现有的屏蔽结构对毫米波效果差，急需解决天线结构的电磁屏蔽问题。

申请号为201621295733.3公开了一种含有电磁波屏蔽膜的印刷线路板，包括线路板本体和电磁波屏蔽膜，电磁波屏蔽膜包括绝缘保护层、导电薄膜层、底漆层和导电粘结层，导电薄膜层包括导电胶层、金属网、导电粒子填充体，金属网设在所述导电胶层内，导电粒子填充体设置在金属网的网眼中；绝缘保护层的下表面与所述导电薄膜层的上表面固定连接，导电薄膜层的下表面与所述底漆层的上表面固定连接，底漆层的下表面与所述导电粘结层的上表面固定连接；电磁波屏蔽膜包覆在所述线路板本体上。由于5G通信产品的波段为毫米波，现有的电磁波屏蔽膜屏蔽效果差，且现有通过全包覆的方式，浪费材料，且结构稳定性差，在拐弯处和台阶处易发生断裂。。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全方位屏蔽的天线结构及天线，具有良好的电磁屏蔽性能且结构稳定。

本发明公开的一种全方位屏蔽的天线结构及天线所采用的技术方案是:

一种全方位屏蔽的天线结构，包括天线用的线路板，所述线路板包括绝缘层、设于绝缘层两侧的线路层和设于线路层表面的覆盖膜,还包括屏蔽膜，所述屏蔽膜包括上屏蔽膜和下屏蔽膜，所述上屏蔽膜贴合于一侧线路层表面覆盖膜上，和下屏蔽膜贴合将所述线路板包裹，且所述上屏蔽膜和下屏蔽膜的接合处位于绝缘层的侧边。

作为优选方案，所述屏蔽膜包括保护层、绝缘层、金属屏蔽层和导电层，所述绝缘层设于保护层表面，所述金属屏蔽层设于绝缘层表面，所述导电层设于金属屏蔽层表面，所述绝缘层的材质为黑胶，所述金属屏蔽层包括溅射形成的第一金属屏蔽层和电镀形成的第二金属屏蔽层。

作为优选方案，所述保护层材质为PE离型纸或PP离型纸。

作为优选方案，所述黑胶包括橡胶、离子捕捉剂、树脂、碳粉、固化剂和稀释剂。

作为优选方案，所述第一金属屏蔽层的材质为镍银合金、镍金合金、钛银合金、钛金合金、铬银合金或铬金合金。

作为优选方案，所述第二金属屏蔽层包括设于第一金属屏蔽层表面的第一电镀铜箔层和第二电镀铜箔层。

作为优选方案，所述覆盖膜开设有接地孔，所述接地孔通过屏蔽膜填充。

作为优选方案，所述线路层外侧与绝缘层外侧平齐，所述覆盖膜外侧与线路层外侧平齐。

作为优选方案，述绝缘层向外伸出线路层，所述覆盖膜和绝缘层包裹线路层。

一种天线，包括上述的天线结构。

本发明公开的一种全方位屏蔽的天线结构的有益效果是：天线的线路板通过屏蔽膜包裹，达到电磁屏蔽的效果，既防止外界的电磁干扰线路板的信号传输，同时也通过屏蔽膜防止线路板散发的电磁波干扰其它元器件。通过上屏蔽膜和下屏蔽膜的结合且上屏蔽膜和下屏蔽膜的分界面在绝缘层的中间位置，达到上屏蔽膜和下屏蔽膜对称的设置。使上屏蔽膜和下屏蔽膜的最大台阶距离最小化，有效防止上屏蔽膜和下屏蔽膜的台阶过长而断裂的问题，使结构更为稳定。

附图说明

图1是本发明一种全方位屏蔽的天线结构的第一实施例的结构示意图。

图2是本发明一种全方位屏蔽的天线结构的另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:

请参考图1，一种全方位屏蔽的天线结构，包括天线用的线路板和屏蔽膜40，线路板包括绝缘层10、设于绝缘层10两侧的线路层20和设于线路层20表面的覆盖膜30，屏蔽膜40包括上屏蔽膜401和下屏蔽膜402，上屏蔽膜401贴合于一侧线路层20表面覆盖膜30上，和下屏蔽膜402贴合将线路板20包裹，且上屏蔽膜401和下屏蔽膜402的接合处位于绝缘层10的侧边。覆盖膜30开设有接地孔，接地孔通过屏蔽膜40填充。线路板表面通过屏蔽膜40包裹，起到电磁屏蔽的效果，既防止外界的电磁干扰线路板的信号传输，同时也通过屏蔽膜40防止线路板散发的电磁波干扰其它元器件。并通过上屏蔽膜401和下屏蔽膜42接合处位于绝缘层10的侧边，使上屏蔽膜401和下屏蔽膜42的最大台阶距离相等。上屏蔽膜401和下屏蔽膜42的最大台阶距离为绝缘层10厚度的一半加上线路层20的厚度再加上覆盖膜30的厚度。

线路层20与绝缘层10外侧平齐，覆盖膜30外侧与线路层20外侧平齐。线路层20与绝缘层10外侧平齐，上屏蔽膜401和下屏蔽膜42的台阶与分别与绝缘层10、线路层20和覆盖层接触。通过上屏蔽膜401和下屏蔽膜42的台阶相抵实现对线路板的全面包裹。

请参考图2，在另一实施例中，绝缘层10向外伸出线路层20，覆盖膜30和绝缘层10包裹线路层20。上屏蔽膜401和下屏蔽膜42的台阶与分别与绝缘层10和覆盖层接触。通过上屏蔽膜401和下屏蔽膜42的台阶相抵实现对线路板的全面包裹。

本方案的屏蔽层的生产方法包括以下步骤：

S100、提供载体，制成保护层。载体采用PE离型纸或PP离型纸。

PE离型纸或PP离型纸可在市场上进行购买，通过PE离型纸或PP离型纸，为后续步骤提供支撑并起到很好的保护效果。

S200、在保护层表面涂布黑胶胶液并热固化，形成黑胶绝缘层。

先配置半成品胶液D，半成品胶液D由质量分数为10～30%橡胶和70～90%稀释剂混合而成;

半成品胶液E，半成品胶液E由质量分数为40～50%半成品胶液D、20～30%阻燃剂和20～40%稀释剂混合而成；

半成品胶液F，半成品胶液F由质量分数为20～40%固化剂和60～80%稀释剂混合而成；

半成品胶液G，半成品胶液G由质量分数为10～20%半成品胶液D、40～60%离子捕捉剂和20～50%稀释剂混合而成；

半成品胶液H，半成品胶液H由质量分数为20～40%抗氧化剂和60～80%稀释剂混合而成；

半成品胶液I，半成品胶液I由质量分数为20～30%促进剂和70～80%稀释剂混合而成；

半成品胶液J，半成品胶液J由质量分数为40～60%树脂和40～60%稀释剂混合而成；

半成品胶液K，半成品胶液K由质量分数为20～30%碳粉和70～80%稀释剂混合而成。其中橡胶为1072cgj或1072cgx，稀释剂为MEK或mcs，阻燃剂为OP935、A42M或101HRT，固化剂为DDS,离子捕捉剂为IXE-100，树脂为901或128，抗氧化剂为E1010,促进剂为2E4MZ-CN。

黑胶胶液由质量分数为15～35%半成品胶液D、7～15%半成品胶液E、3～5%半成品胶液F、10～12%半成品胶液G、8～12%半成品胶液H、10～12%半成品胶液I、8～25%半成品胶液J和10～20%半成品胶液K混合而成。

半成品胶液混合成黑胶胶液后，通过高速分散机分散3～5h，高速分散机的转速为800～1200r/min，为避免分散过程温度过高，增加恒温水槽，使温度保持在25～30℃。分散完成后通过5～10μm过滤网过滤后得到黑胶胶液。

胶粘剂制成后通过涂布线涂布在保护层表面形成黑胶绝缘层10，烘道分区域且温度依次设定为60℃、80℃、120℃、160℃、160℃、60℃，各区域进风风频按上述对应温度依次设定为25 HZ、20 HZ、20 HZ、20 HZ、20 HZ、25HZ，各区域排风风频均设定为40HZ，在60～80℃烘烤进行低温固化，形成黑胶绝缘层。黑胶绝缘层厚度为3～60微米。

S300、黑胶绝缘层表面溅射金属形成第一金属屏蔽层，第一金属屏蔽层表面电镀形成第二金属屏蔽层。

在黑胶绝缘层表面通过溅射机溅射第一金属和第二金属，先将第一金属靶材和第二金属靶材放入溅射机内进行固定，进行清洗，溅射机真空脱气，真空等级达到1.0X10^-3Pa，并充入氩气，氩气压力为2Pa，供应量为30～60Ppm。再将载体放入，第一金属靶材进行溅射，形成第一金属膜层，在第一金属膜层表面溅射第二金属靶材，形成第二金属膜层，最后在第二金属膜层表面溅射第一金属靶材，形成金属防氧化膜层，制成第一金属屏蔽层，第一靶材和第二靶材的减速速度为0.5～5m/min。

第一金属为钛、镍或铬，第二金属为银或金，形成的第一金属屏蔽层材质为镍银合金、镍金合金、钛银合金、钛金合金、铬银合金或铬金合金，通过将第二金属形成的第二金属膜层放置于第一金属形成的第一金属膜层和金属防氧化膜层之间，通过抗氧化性强的第一金属将第二金属包裹，有效防止第二金属的材料氧化，提升第一金属屏蔽层的使用寿命，通过溅射工艺，使第一金属屏蔽层厚度更薄，有效减小整体的厚度，第一金属屏蔽层的厚度为10nm～5μm。通过溅射工艺使导电粒子更小，更容易沉淀镶嵌在绝缘层表面，增加剥离力，使第一金属屏蔽层和黑胶制成的绝缘层之间粘结牢固。

黑胶绝缘层表面溅射形成第一金属屏蔽层后的产品置于粗化电镀液中，进行表面粗化处理。通过调控粗化电镀液的组成、浓度以及电镀参数，促进铜离子更加高效地结合在第一金属屏蔽层表面，形成第一电镀铜箔层，在第一金属屏蔽层表面快速沉淀铜离子，提高沉铜速度，但粗化处理得到的铜层晶格不紧密。粗化电镀液由浓度为80-120g/L的硫酸铜和浓度为50-100g/L的五水硫酸铜混合而成。本发明实施例选择特定浓度的硫酸铜、五水硫酸铜作为电镀液体系，利于铜离子的快速富集。

表面粗化处理后的产品置于固化电镀液中，进行固化处理。通过调控固化电镀液的组成、浓度以及电镀参数，在表面粗化处理后的不紧密铜层进行固化稳定，并形成致密均匀的第一电镀铜箔层，从而保证第一电镀铜箔层的使用性能。该步骤中，为了调节铜离子的固化效果和沉积均匀性，需要对电解液中的离子浓度进行调整，固化电镀液由浓度为60-110g/L的硫酸铜和浓度为100-200g/L的五水硫酸铜混合而成。本发明实施例选择硫酸铜、五水硫酸铜作为电镀液体系，可以有效提高铜离子的沉积。且上述固化电镀液具有合适的沉积环境和铜离子浓度，从而可以在经粗化处理后的第一电镀铜箔层表面均匀地沉积铜离子，填补不致密铜层的空隙，形成致密、厚度均匀的第一电镀铜箔层。

固化处理后的产品置于钝化电镀液中，进行表面钝化处理。经固化处理获得的第一电镀铜箔层，表面的铜层活性较高，容易发生氧化而影响其性能，如降低导电性能。该步骤中，将经固化处理后的产品置于钝化电镀液中，通过调控钝化电镀液的组成、浓度以及电镀参数，对形成的第一电镀铜箔层表面进行离子掺杂，具体的，掺杂锌离子和镍离子，从而降低表面铜层的活性，防止其被氧化；同时，由于经固化处理获得的第一电镀铜箔层，表面粗糙度相对较高，通过表面钝化处理，可以在粗糙的表面凹点填充锌离子、镍离子，对铜箔表面进行磨平钝化，从而得到的第一电镀铜箔层表面相对光滑。钝化电镀液由浓度为2-10g/L的硫酸锌和浓度为1-3g/L的五水硫酸镍混合而成，且粗化电镀液的pH为3-5。合适的钝化电镀液的锌离子、镍离子浓度，有利于调节铜箔表层的锌、镍离子的掺杂量，从而在实现防止铜箔氧化、表面钝化的同时，防止过多的锌、镍离子掺杂导致第一电镀铜箔层表层金相发生实质改变，进而影响第一电镀铜箔层本身的性能。

将经钝化处理后的产品置于碱性电镀液，在走速为20Hz、电流为32 .1A、电压为3.1V的条件下进行碱铜电镀处理，得到第二电镀铜箔层。合适的电镀沉铜条件，有利于铜离子均匀、有序地沉积，最终得到致密度高、表面均匀光滑的第二电镀铜箔层。将经钝化处理的工件置于碱性电镀液，通过调控碱性电镀液的组成、浓度以及电镀参数，在钝化处理后的产品表面均匀沉积铜离子，并形成第二电镀铜箔层。碱性电镀液由浓度为30-100g/L的焦磷酸铜和浓度为200-400g/L的焦磷酸钾混合而成，且碱性电镀液的pH为8-10。本发明实施例选择焦磷酸铜、焦磷酸钾作为电镀液体系，一方面，可以通过焦磷酸铜提供电镀的铜离子，另一方面，焦磷酸铜、焦磷酸钾作为一对缓冲溶液，可以有效使电镀液的pH保持在8-10的范围内，从而促进铜离子在第一电镀铜箔层表面致密、均匀沉积，形成致密光亮的第二电镀铜箔层，第一电镀铜箔层和第二电镀铜箔层形成第二金属屏蔽层，第二金属屏蔽层的厚度为1～6微米。通过碱铜沉淀处理，可以增加第二金属屏蔽层与第一金属屏蔽层之间的剥离强度，从而使整体金属屏蔽层与黑胶绝缘层之间的剥离强度增加。

S400、第二金属屏蔽层表面涂布导电胶胶液并热固化，形成导电层。

导电胶胶液由质量分数为40～60%半成品胶液A、30～45%粉体B和30～45%半成品胶液C混合而成。

半成品胶液A由质量分数为30～45%橡胶、30～45%双酚环氧树脂901、1～2%固化剂、1～2%促进剂、1～2%抗氧化剂、1～2%双氰胺和10～30%稀释剂混合而成。

半成品胶液C由质量分数为40～70%的稀释剂甲苯和30～60%的甲醇混合而成。

粉体B为银包铜粉体，银包铜粉体中银含量为10%，且银包铜粉体表面95%以上被银包裹。

银包铜粉体由质量分数为40～60%的1～3μm枝状粉体、30～40%的5～7μm枝状粉体和20～30%的10～12μm枝状粉体混合而成。

半成品A先用搅拌器以800r/min的速度搅拌，再将半成品B和半成品C均匀缓慢倒入，避免一次添加出现团聚或分散不开，有效提升混合的均匀性。加入后将搅拌速度提升至1000r/min搅拌15～30min，然后将搅拌速度降至500r/min搅拌5～10min，最后静止5min，得到的胶液即为导电胶胶液。导电胶胶液制成后在精密涂布线上涂布，优选采用挤压式涂头涂布，提升产品的均匀性，根据审查的速度调整烘道参数，理论烘道长度＞10m，优选采用烘道长度为24m，温度设置40～130℃。涂布完成后，放入冷库中储存24h，存储温度为2～10摄氏度，湿度为30%～70%，制成导电层，制成的导电层厚度为3～60微米。

保护层表面涂布黑胶胶液并热固化形成黑胶绝缘层，通过橡胶、离子捕捉剂、树脂、碳粉、固化剂和稀释剂制成黑胶胶液，使形成的黑胶绝缘层韧性增强并且具有很好的绝缘性，同时应用于线路板时，气体更容易释放。第一金属屏蔽层通过溅射工艺溅射在黑胶绝缘层表面，可有效增加第一金属屏蔽层和黑胶制成的黑胶绝缘层之间的结合力，再通过电镀工艺在第一金属屏蔽层表面形成第二金属屏蔽层，第二金属屏蔽层与第一金属屏蔽层之间的结合力很强，使第一金属屏蔽层和第二金属屏蔽层结合而成的金属屏蔽层与黑胶制成的黑胶绝缘层之间结合力增强，并且增强屏蔽效果。再通过涂布导电胶胶液并热固化形成的导电层，起到稳定的连接作用，并起到很好的粘结性。通过本结构，使产品更薄，信号传输及屏蔽性能更强。在天线的线路板上应用时，能很好的填充线路板的接地孔，并且阻值更小。

按本方案生产的产品的性能测试结果如下表1：

表1本方案产品的性能测试结果

从测试结果可知，按照本方案生产的屏蔽膜40，测试结果明显高于行业标准的要求，并且电阻的阻值明显降低，介质损耗极小，保证了产品的导通性能。并且屏蔽效能高于标准，提高了屏蔽效果，具有高于标准的剥离强度，并且其它性能也得到有效提高，能很好的适用于5G天线产品。

上述方案中，天线的线路板通过屏蔽膜40包裹，达到电磁屏蔽的效果，既防止外界的电磁干扰线路板的信号传输，同时也通过屏蔽膜40防止线路板散发的电磁波干扰其它元器件。通过上屏蔽膜401和下屏蔽膜42的结合且上屏蔽膜401和下屏蔽膜42的分界面在绝缘层10的中间位置，达到上屏蔽膜401和下屏蔽膜42对称的设置。使上屏蔽膜401和下屏蔽膜42的最大台阶距离最小化，有效防止上屏蔽膜401和下屏蔽膜42的台阶过长而断裂的问题，使结构更为稳定。

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 (6)

1.一种全方位屏蔽的天线结构，包括天线用的线路板，所述线路板包括第一绝缘层、设于第一绝缘层两侧的线路层和设于线路层表面的覆盖膜,其特征在于，还包括屏蔽膜，所述屏蔽膜包括上屏蔽膜和下屏蔽膜，所述上屏蔽膜贴合于一侧线路层表面覆盖膜上，下屏蔽膜贴合于另一侧线路层表面覆盖膜上，上屏蔽膜和下屏蔽膜贴合将所述线路板包裹，且所述上屏蔽膜和下屏蔽膜的接合处位于第一绝缘层的侧边；

所述屏蔽膜包括保护层、第二绝缘层、金属屏蔽层和导电层，所述第二绝缘层设于保护层表面，所述金属屏蔽层设于第二绝缘层表面，所述导电层设于金属屏蔽层表面，所述屏蔽膜上的第二绝缘层的材质为黑胶，所述金属屏蔽层包括溅射形成的第一金属屏蔽层和电镀形成的第二金属屏蔽层；所述黑胶包括橡胶、离子捕捉剂、树脂、碳粉、固化剂和稀释剂；

所述第二金属屏蔽层包括设于第一金属屏蔽层表面的第一电镀铜箔层和第二电镀铜箔层；

其中，形成第一金属屏蔽层后置于粗化电镀液中，进行表面粗化处理，得到第一电镀铜箔层；表面粗化处理后置于固化电镀液中，进行固化处理；固化处理后置于钝化电镀液中，进行表面钝化处理；经钝化处理后置于碱性电镀液，进行碱铜电镀处理，得到第二电镀铜箔层。

2.如权利要求1所述的全方位屏蔽的天线结构，其特征在于，所述保护层材质为PE离型纸或PP离型纸。

3.如权利要求1所述的全方位屏蔽的天线结构，其特征在于，所述第一金属屏蔽层的材质为镍银合金、镍金合金、钛银合金、钛金合金、铬银合金或铬金合金。

4.如权利要求1-3任一项所述的全方位屏蔽的天线结构，其特征在于，所述覆盖膜开设有接地孔，所述接地孔通过屏蔽膜填充。

5.如权利要求4所述的全方位屏蔽的天线结构，其特征在于，所述线路层外侧与第一绝缘层外侧平齐，所述覆盖膜外侧与线路层外侧平齐。

6.如权利要求5所述的全方位屏蔽的天线结构，其特征在于，所述第一绝缘层向外伸出线路层，所述覆盖膜和第一绝缘层包裹线路层。

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