CN113300098B - 一种覆铜基板、天线结构及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种覆铜基板、天线结构及其制备方法，所述覆铜基板包括基板，所述基板的第一表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜、金属弹片以及离型膜，所述基板的第二表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜、铜箔以及离型膜，所述第一表面和所述第二表面为所述基板相对的两个面。本申请提供的覆铜基板，材料成本低，零部件少，结构简单，组装方便，易于自动化。而且材料和工艺成熟，可靠性高。解决了现有天线成本较高、工艺难度大、良率参差不齐以及设备成本较高的问题。

Description

一种覆铜基板、天线结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及基站天线制造技术领域，尤其涉及一种覆铜基板、天线结构及其制备方法。
背景技术
随着5G信息时代的到来，5G天线相当于4G天线，进行了升级变化，其中MassiveMIMO阵列天线技术就是5G天线升级的关键技术之一，在4G天线中，MIMO天线形态一般是以2T2R或者8T8R为主，而5G天线升级为Massive MIMO技术后，天线将以大规模阵列天线形式排列，现有的5G天线技术通过采用64T64R或32T32R，这样会带来天线数量需求的大幅增长。
目前5G Massive MIMO天线通常采用如下几种结构方案，一种是高频PCB制作的馈电网络板天线，但由于天线端口数多，高频板使用量远大于4G时代的天线，特别是高外进口高频板价格高，供应紧张；还有一种为采用塑料注塑后进行选择性电镀或LDS得到一体化振子和馈电网络的天线方案，但由于制作线路需要大量的激光镭雕和电镀，工艺难度大，良率参差不齐，而且设备成本投入大。因此，在5G逐步转入大规模部署的阶段，对基站天线低成本设计具有越来越迫切的需求。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种覆铜基板、天线结构及其制备方法，以解决现有天线成本较高、工艺难度大、良率参差不齐以及设备成本较高的问题。
第一方面，本申请提供了一种覆铜基板，包括：
基板；
所述基板的第一表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜、金属弹片以及离型膜；
所述基板的第二表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜、铜箔以及离型膜；
所述第一表面和所述第二表面为所述基板相对的两个面。
所述高频胶膜的厚度范围为3μm-100μm，所述高频胶膜的金属剥离结合力不小于0.6N/mm，所述高频胶膜的介电性能Dk小于4，损耗Df小于0.01，所述高频胶膜的固化温度范围为120℃-200℃。
所述铜箔为标准电解铜箔、低轮廓反转铜箔或压延铜箔中的一种。
所述金属弹片的材质为不锈钢或洋白铜。
所述金属弹片表面进行电镀防腐蚀处理。
所述基板的材质为聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚及其改性材料中的一种。
第二方面，本申请提供了一种天线，包括：
馈电网络板所述馈电网络板由若干个覆铜基板通过CNC加工得到；
所述馈电网络板上设置天线辐射片，所述天线辐射片通过间隔柱固定在所述馈电网络板上；
所述天线辐射片上设置有PIN针。
第三方面，本申请提供了一种覆铜基板的制备方法，应用于所述覆铜基板，包括以下步骤：
在铜箔的一个表面印刷高频胶膜；
将所述铜箔通过热辊机预压到基板上，所述高频胶膜设置在铜箔和基板之间；
在所述铜箔上贴合离型膜；
在基板相对贴合铜箔的另一面印刷高频胶膜，
将金属弹片利用仿型吸盘自动化放置到所述高频胶膜上；
在所述金属弹片上贴合离型膜，得到待处理的覆铜基板；
将所述待处理的覆铜基板通过热压机进行预固化处理；
将经过预固化处理的覆铜基板通过烤箱进行固化，得到覆铜基板。
第四方面，本申请提供了一种天线的制备方法，包括以下步骤：
在铜箔的一个表面印刷高频胶膜；
将所述铜箔通过热辊机预压到基板上，所述高频胶膜设置在铜箔和基板之间；
在所述铜箔上贴合离型膜；
在基板相对贴合铜箔的另一面印刷高频胶膜，
将金属弹片通过冲压得到馈电网络传输线薄片；
将馈电网络传输线薄片利用仿型吸盘自动化放置到所述高频胶膜上；
在所述金属弹片上贴合离型膜，得到待处理的覆铜基板；
将所述待处理的覆铜基板通过热压机进行预固化处理；
将经过预固化处理的覆铜基板通过烤箱进行固化，得到覆铜基板。
对所述覆铜基板进行CNC加工得到馈电网络板；
将天线辐射片利用间隔柱固定到所述馈电网络板上；
将PIN针焊接到馈电网络板上，得到天线。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，所述覆铜基板包括基板，所述基板的第一表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜、金属弹片以及离型膜，所述基板的第二表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜、铜箔以及离型膜，所述第一表面和所述第二表面为所述基板相对的两个面。本申请提供的覆铜基板，材料成本低，零部件少，结构简单，组装方便，易于自动化。而且材料和工艺成熟，可靠性高。解决了现有天线成本较高、工艺难度大、良率参差不齐以及设备成本较高的问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明所述覆铜基板结构示意图；
图2是本发明所述实施例基于覆铜基板制作天线结构示意图；
图3是本发明所述覆铜基板的制备方法的方法流程图；
图4是本申请所述天线的制备方法的方法流程图；
图5是本发明所述实施例基于覆铜基板制作的馈电网络板结构示意图；
图6是本发明所述实施例基于覆铜基板制作天线模块结构示意图。
其中，10-基板、20-高频胶膜、30-金属弹片、40-铜箔、50-离型膜、70-反射板、010-馈电网络板、011-机加工圆孔、020-天线辐射片、030-间隔柱、040-PIN针。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
第一方面，参见图1，本申请提供了一种覆铜基板，包括：
基板10；
所述基板10的第一表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜20、金属弹片30以及离型膜50；
所述基板10的第二表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜20、铜箔40以及离型膜50；
所述第一表面和所述第二表面为所述基板10相对的两个面。
所述离型膜50避免所述金属弹片30或所述铜箔40未贴满时，所述高频胶膜20粘到设备上，另一方面可以避免所述基板10和所述高频胶膜20受到设备污染或压损。
所述高频胶膜20的厚度范围为3μm-100μm，所述高频胶膜20的金属剥离结合力不小于0.6N/mm，所述高频胶膜20的介电性能Dk小于4，损耗Df小于0.01，所述高频胶膜20的固化温度范围为120℃-200℃。
所述铜箔40为标准电解铜箔、低轮廓反转铜箔或压延铜箔中的一种。
所述铜箔40可根据使用情况选择不同厚度，满足不同使用条件下的使用需求。更为具体的是，所述铜箔40可以根据设计需要提前利用模具冲压或激光切割/蚀刻得到带有传输线的铜箔，然后再贴到所述基板10上进行热压。也可以在做成覆铜基板后机加工/蚀刻在所述铜箔40一侧制备传输线。
所述金属弹片30的材质为不锈钢或洋白铜。
所述金属弹片30表面进行电镀防腐蚀处理。
更为具体的是，所述金属弹片30的外形结构可以通过精密冲压、激光切割或蚀刻制备，所述金属弹片30的厚度范围为0.1mm-0.3mm之间，保证得到的金属弹片具有一定的刚性和平面度。
所述基板10的材质为聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚及其改性材料中的一种。
更为具体的是，所述基板10的材料的长期工作温度不低于120℃，进一步的，所述基板10可以通过挤出、注塑、模压等工艺制备，所述基板的材质也可以为环氧树脂等热固性树脂以及玻璃纤维布浸渍得到的树脂基板等薄板。所述基板10的厚度大于0.3mm。
第二方面，参见图2，本申请提供了一种天线，包括：
馈电网络板010,所述馈电网络板010由若干个覆铜基板通过CNC加工得到；
所述馈电网络板010上设置天线辐射片020，所述天线辐射片通过间隔柱030固定在所述馈电网络板010上；
所述天线辐射片020上设置有PIN针040。
更为具体的是，参见图3，图3为所述馈电网络板的结构示意图，所述馈电网络板包括基板10；
所述基板10的第一表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜20和金属弹片30；
所述金属弹片30为按设计要求冲压得到的馈电网络传输线薄片。需要说明的是，CNC加工时要求避开所述金属弹片30实现冲压的孔或外形，避免加工过程对所述金属弹片30与基板10结合强度造成损害。
更为具体的是，所述覆铜基板上设置有机加工圆孔011，所述机加工圆孔011小于所述金属弹片30上的孔。
所述基板10的第二表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜20和铜箔40；
所述第一表面和所述第二表面为所述基板10相对的两个面。
第三方面，本申请提供了一种覆铜基板的制备方法，应用于所述覆铜基板，包括以下步骤：
S100：在铜箔的一个表面印刷高频胶膜；
S110：将所述铜箔通过热辊机预压到基板上，所述高频胶膜设置在铜箔和基板之间；
S120：在所述铜箔上贴合离型膜；
S130：在基板相对贴合铜箔的另一面印刷高频胶膜，
S140：将金属弹片利用仿型吸盘自动化放置到所述高频胶膜上；
S150：在所述金属弹片上贴合离型膜，得到待处理的覆铜基板；
S160：将所述待处理的覆铜基板通过热压机进行预固化处理；
S170：将经过预固化处理的覆铜基板通过烤箱进行固化，得到覆铜基板。
第四方面，本申请提供了一种天线的制备方法，包括以下步骤：
S200：在铜箔的一个表面印刷高频胶膜；
S210：将所述铜箔通过热辊机预压到基板上，所述高频胶膜设置在铜箔和基板之间；
S220：在所述铜箔上贴合离型膜；
S230：在基板相对贴合铜箔的另一面印刷高频胶膜，
S240：将金属弹片通过冲压得到馈电网络传输线薄片；
S250：将馈电网络传输线薄片利用仿型吸盘自动化放置到所述高频胶膜上；
S260：在所述金属弹片上贴合离型膜，得到待处理的覆铜基板；
S270：将所述待处理的覆铜基板通过热压机进行预固化处理；
S280：将经过预固化处理的覆铜基板通过烤箱进行固化，得到覆铜基板。
S290：对所述覆铜基板进行CNC加工得到馈电网络板；
更为具体的是，参见图5，为本发明所述实施例基于覆铜基板制作的馈电网络板结构示意图；
更为具体的是，一般CNC加工通常是指计算机数字化控制精密机械加工，CNC加工车床、CNC加工铣床、CNC加工镗铣床等。数控加工相对手动加工具有很大的优势，如数控加工生产出的零件非常精确并具有可重复性；数控加工可以生产手动加工无法完成的具有复杂外形的零件。数控加工技术现已普遍推广，大多数的机加工车间都具有数控加工能力，典型的机加工车间中最常见的数控加工方式有数控铣、数控车和数控EDM线切割(电火花线切割)。
S300：将天线辐射片利用间隔柱固定到所述馈电网络板上；
S310：将PIN针焊接到馈电网络板上，得到天线。
在本申请一实施例中，参见图6，将所述覆铜基板经过CNC加工得到天线馈电网络模块，将所述馈电网络板与冲压得到的反射板70进行组装，得到天线模块。将若干个天线模块进行组装，可以得到天线馈电网络阵列。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，所述覆铜基板包括基板，所述基板的第一表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜、金属弹片以及离型膜，所述基板的第二表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜、铜箔以及离型膜，所述第一表面和所述第二表面为所述基板相对的两个面。本申请提供的覆铜基板，材料成本低，零部件少，结构简单，组装方便，易于自动化。而且材料和工艺成熟，可靠性高。解决了现有天线成本较高、工艺难度大、良率参差不齐以及设备成本较高的问题。

Claims (9)

1.一种覆铜基板，其特征在于，包括：
基板；
所述基板的第一表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜、金属弹片以及离型膜；
所述基板的第二表面上从靠近至远离方向依次叠层设置有高频胶膜、铜箔以及离型膜；所述金属弹片和铜箔上设有传输线；
所述第一表面和所述第二表面为所述基板相对的两个面。
2.根据权利要求1所述的覆铜基板，其特征在于，所述高频胶膜的厚度范围为3μm-100μm，所述高频胶膜的金属剥离结合力不小于0.6N/mm，所述高频胶膜的介电性能Dk小于4，损耗Df小于0.01，所述高频胶膜的固化温度范围为120℃-200℃。
3.根据权利要求2所述的覆铜基板，其特征在于，所述铜箔为标准电解铜箔、低轮廓反转铜箔或压延铜箔中的一种。
4.根据权利要求3所述的覆铜基板，其特征在于，所述金属弹片的材质为不锈钢或洋白铜。
5.根据权利要求4所述的覆铜基板，其特征在于，所述金属弹片表面进行电镀防腐蚀处理。
6.根据权利要求5所述的覆铜基板，其特征在于，所述基板的材质为聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚及其改性材料中的一种。
7.一种天线，其特征在于，包括：
馈电网络板所述馈电网络板由若干个如权利要求1-6中任一项所述的覆铜基板通过CNC加工得到；
所述馈电网络板上设置天线辐射片，所述天线辐射片通过间隔柱固定在所述馈电网络板上；所述馈电网络板上还设有反射片；
所述天线辐射片上设置有PIN针。
8.一种覆铜基板的制备方法，应用于权利要求1-6中任一项所述的覆铜基板，其特征在于，包括以下步骤：
在铜箔的一个表面印刷高频胶膜；
将所述铜箔通过热辊机预压到基板上，所述高频胶膜设置在铜箔和基板之间；
在所述铜箔上贴合离型膜；
在基板相对贴合铜箔的另一面印刷高频胶膜；
将金属弹片利用仿型吸盘自动化放置到所述高频胶膜上；
在所述金属弹片上贴合离型膜，得到待处理的覆铜基板；
将所述待处理的覆铜基板通过热压机进行预固化处理；
将经过预固化处理的覆铜基板通过烤箱进行固化，得到覆铜基板。
9.一种天线的制备方法，应用于权利要求7所述的天线，其特征在于，包括以下步骤：
在铜箔的一个表面印刷高频胶膜；
将所述铜箔通过热辊机预压到基板上，所述高频胶膜设置在铜箔和基板之间；
在所述铜箔上贴合离型膜；
在基板相对贴合铜箔的另一面印刷高频胶膜；
将金属弹片通过冲压得到馈电网络传输线薄片；
将馈电网络传输线薄片利用仿型吸盘自动化放置到所述高频胶膜上；
在所述金属弹片上贴合离型膜，得到待处理的覆铜基板；
将所述待处理的覆铜基板通过热压机进行预固化处理；
将经过预固化处理的覆铜基板通过烤箱进行固化，得到覆铜基板；
对所述覆铜基板进行CNC加工得到馈电网络板；
将天线辐射片利用间隔柱固定到所述馈电网络板上；
将PIN针焊接到馈电网络板上，得到天线。
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