CN114050406B - 一种具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法及系统，包括：步骤S1，生产出外壳塑胶件；步骤S2，通过激光测量镜头进行预先测距扫描，并根据预先测距扫描得到的数据、镀层天线以及激光过孔数据相关联生成距离变化曲线；步骤S3，根据外壳塑胶件的外包络和距离变化曲线，通过激光加工出预先选定的射频线路图形和激光过孔，获取过孔直径为45um‑60um的激光过孔；步骤S4，对激光加工完成后的外壳塑胶件进行镀前预处理和化镀处理。本发明能够很好地适应外壳塑胶件，并极大地改善了过孔导通后镀层天线的金属镀层与外壳塑胶件之间的表面高度差，有效地提高产品的生产效率和良品率，大幅度简化了加工工艺并降低成本。

Description

一种具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法及系统

技术领域

本发明涉及一种天线的过孔导通方法，尤其涉及一种具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，并涉及采用了该具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法的制造系统。

背景技术

随着信息技术的发展和更新，移动通信技术得到了迅速发展，尤其是移动终端的体积和重量也减小了很多，这也促使了移动终端的天线快速发展，而针对激光加工镀层天线应用于塑胶壳体内外表面的过孔导通工艺，现在主要有以下两种方式。

第一种方式，利用模具注塑获得锥形孔，再进行产品的化学镀导通，若产品为外观件，化学镀以后利用填补材料进行填充。这种方式需要在产品结构上设计锥形孔，形成的锥形孔的产品表面外径往往在1mm以上，如图2所示，若在内外侧分别设计锥形孔，两个锥形孔以连贯方式导通；如图3所示，若产品厚度在0.6mm-1mm设计单锥形孔，利用模具注塑获得锥形孔；在化学镀过程，镀层材料从锥形孔流动穿过进行导通，若产品为外壳，化学镀以后需要利用填补材料进行填充，再进行相关的喷涂工艺以遮盖天线线路区域，就会存在以下问题：一是此填补环节会明显增加工艺的难度和成本，二是填补的平整度也难以精确保证，这样就会进一步降低在表面进行喷涂遮盖的良品率。

第二种方式，如图4所示，利用现有技术实现激光穿孔，再进行产品的化学镀导通，若产品为外壳，化学镀以后利用填补材料进行填充。这种方式虽然可以形成较细的过孔，塑胶壳体产品往往厚度的下限就0.4mm-0.6mm,由于塑胶壳厚度的原因，这里会产生两个方面的问题：如果激光孔设计太细，如小于0.2mm，而塑胶壁厚的下限0.4mm，在化学镀过程中的镀层材料的通过性就会降低，进而降低了化学镀金属过程的产品导通良品率；如果激光孔设计大一些，如大于0.2mm，这样会增加化学镀过程的镀层材料的通过性，而且产品化学镀完成后依然存在大于0.15mm的通孔，也会降低在表面进行喷涂遮盖的良品率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够适应外壳塑胶件的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，极大地改善了过孔导通后镀层天线与外壳塑胶件之间的表面高度差，进而大幅度地提升了外壳塑胶件外表面的镀层天线线路导通性能，高效地控制激光过孔的过孔直径，有效地提高产品的生产效率和良品率，简化过孔导通的工艺并降低生产成本；在此基础上，还进一步提供采用了具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法的制造系统。

对此，本发明提供一种具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，包括以下步骤：

步骤S1，通过模具注塑生产出外壳塑胶件；

步骤S2，通过激光测量镜头进行预先测距扫描，并根据预先测距扫描得到的数据、镀层天线以及激光过孔数据相关联生成距离变化曲线；

步骤S3，根据外壳塑胶件的外包络和距离变化曲线，通过激光加工出预先选定的射频线路图形和激光过孔，并在激光加工的过程中，通过激光测量镜头进行二次测距扫描，并根据二次测距扫描的动态反馈数据调整当前所需的切割深度，对激光切割镜头进行协同控制和动态调整，获取过孔直径为45um-60um的激光过孔；

步骤S4，对激光加工完成后的外壳塑胶件进行镀前预处理和化镀处理，所述化镀处理的过程中，根据预设的厚度比例控制所述化镀处理的金属镀层厚度。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S2包括以下子步骤：

步骤S201，通过激光测量镜头对外壳塑胶件的外包络进行预先测距扫描，得到首次测距扫描数据；

步骤S202，输入激光加工关联参数，所述激光加工关联参数包括激光波长、激光频率、激光加工速度和填充间距；

步骤S203，导入预先选定的射频线路图形以及激光过孔位置，根据首次测距扫描数据、射频线路图形以及激光过孔数据计算生成距离变化曲线；

步骤S204，按照距离变化曲线生成激光加工升降平台的升降轨迹和信号指令。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S201中，通过激光测量镜头对外壳塑胶件的外包络进行预先测距扫描的过程中，通过低频信号控制所述激光测量镜头的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出外壳塑胶件反射面的距离D'，其中，C'为光速，φ为相移数据，f为低频信号的频率。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S203中，导入预先选定的射频线路图形以及激光过孔位置后，先对射频线路图形进行量化，将量化后的数据分别与对应位置的外壳塑胶件的外包络距离数据进行相加，得到与首次测距扫描数据的位置一一对应的第一线路数据；然后根据所述激光过孔的位置和过孔直径，将所述激光过孔的深度需求增加至所述第一线路数据中，得到包括激光过孔数据的第二线路数据；最后将所述第二线路数据中的数据依次连接起来生成距离变化曲线。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S3包括以下子步骤：

步骤S301，根据激光加工升降平台的升降轨迹和信号指令进行激光加工，并在经过第一预设时间之后，通过所述激光测量镜头进行测距扫描；

步骤S302，将步骤S301测距扫描得到的测距扫描数据与所述距离变化曲线进行比较，判断所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则跳转至步骤S303；

步骤S303；根据所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值得到当前所需的切割深度，根据当前所需的切割深度控制激光加工，并在经过第二预设时间之后，通过所述激光测量镜头进行测距扫描，得到当前的测距扫描数据；

步骤S304，再次判断所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则返回所述步骤S303，直到所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值小于预设距离阈值，获取满足距离变化曲线要求且过孔直径为45um-60um的激光过孔。

本发明的进一步改进在于，还包括步骤S305，在完成步骤S304后，通过激光测量镜头再次进行测距扫描，根据测距扫描结果判断所述激光过孔的过孔处厚度是否满足预设的过孔处厚度阈值要求，若是，则跳转至步骤S4；若否，则以所述过孔处厚度与过孔处厚度阈值之间的差值作为最新的切割深度需求，返回调用激光切割指令，根据最新的切割深度需求控制激光加工，直到过孔处厚度满足所述过孔处厚度阈值的要求，所述过孔处厚度阈值的取值范围控制在0.22mm-0.28mm之内。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S301和步骤S303通过所述激光测量镜头进行测距扫描的过程中，通过低频信号控制所述激光测量镜头的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出外壳塑胶件反射面的距离D'，其中，A'为预设的延迟系数，C'为光速，φ为激光反射信号相位与激光输出信号相位之间的相移数据，f为低频信号的频率。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S4包括以下子步骤：

步骤S401，对激光加工完成后的外壳塑胶件进行镀前预处理，包括水洗和超声波清洗；

步骤S402，根据金属镀层的厚度要求按54％-81.6％的厚度比例进行镀铜处理；

步骤S403，根据金属镀层的厚度要求按18.2％-37.5％的厚度比例进行镀镍处理；

步骤S404，根据金属镀层的厚度要求按0.2％-8.5％的厚度比例进行镀金处理。

本发明的进一步改进在于，还包括步骤S5，所述步骤S5包括以下子步骤：

步骤S501，在完成所述步骤S4的化镀处理后，根据预设的测量步进，测量当前区块范围内镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，得到当前区块的表面高度差；

步骤S502，判断所述表面高度差是否小于预设的高度差阈值，若是，则跳转至步骤S504；若否，则跳转至步骤S503；

步骤S503，对镀层天线或外壳塑胶件的高出部分进行抛光处理，在经过第三预设时间之后，测量当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，并返回所述步骤S502进行判断，直到当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差小于预设的高度差阈值；

步骤S504，根据预设的测量步进，测量下一个区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，以下一个区块的表面高度差作为新的表面高度差，返回所述步骤S502进行判断，以此方式依次对每一个区块的表面高度差分别与所述高度差阈值进行对比判断，直至所有区块的表面高度差均小于所述高度差阈值。

本发明的进一步改进在于，记录并保存步骤S2至步骤S5的全部数据和控制指令，完成每一次无痕过孔加工过程之后，将该加工过程的全部数据和控制指令保存至专家数据库中，进行深度学习和训练，并以深度学习和训练的结果作为下一次无痕过孔加工操作的控制指令。

本发明还提供一种具有无痕过孔的含天线外壳的制造系统，采用了如上所述的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，并包括中央控制机柜、高精度旋转工装、激光加工升降平台、激光测量镜头和激光切割镜头，所述外壳塑胶件通过所述高精度旋转工装夹装于所述中央控制机柜上；所述激光加工升降平台设置于所述中央控制机柜上，并位于所述高精度旋转工装的上方；所述激光测量镜头和激光切割镜头设置于所述激光加工升降平台靠近所述高精度旋转工装的一侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：首先通过激光测量镜头进行预先测距扫描，能够很好地适应外壳塑胶件(含3D结构的外壳塑胶件)，使得镀层天线在激光加工过程进行切割深度的精准控制，并且在实现激光加工的过程中，还通过激光测量镜头进行二次测距扫描，并根据二次测距扫描的动态反馈数据调整当前所需的切割深度，对激光切割镜头进行协同控制和动态调整，获取过孔直径为45um-60um的激光过孔，进而极大地改善了过孔导通后镀层天线与外壳塑胶件之间的表面高度差，改善后镀层天线与外壳塑胶件基本趋于平整，所述表面高度差能够有效控制在正负2um内的范围内，这是现在传统工艺实现激光加工天线的方法及相关设备所无法实现的，本发明能够直接用于对于产品的喷涂，最大限度的降低了后续喷涂工艺的要求和喷涂的成本，无需反复拆装和打磨。

在此基础上，本发明还根据最新的切割深度需求控制激光加工，直到过孔处厚度满足所述过孔处厚度阈值的要求，所述过孔处厚度阈值的取值范围优选控制在0.22mm-0.28mm之内，这样能够使得在化学镀金属之后，再进一步缩小镀层天线和外壳塑胶件之间的表面高度差，进而能够实现过孔直径小于50um的激光过孔，大大提升了化学镀金属过程中金属镀层的良品率。

此外，由于本发明能够有效降低激光过孔的过孔处厚度，还进一步缩小了激光过孔的过孔直径，进而确保外壳塑胶件内外表面的镀层天线线路导通性能得以明显提升，几乎可以达到100％的良好导通率，同时使得化学镀金属之后镀层天线表面的激光过孔肉眼不可见，镀层天线加工后激光过孔的过孔直径有效控制在不大于0.02mm的范围内，大幅度提升了天线产品在表面进行喷涂遮盖的良品率，并有效降低了加工难度和生产成本。

附图说明

图1是本发明一种实施例的工作流程示意图；

图2是现有技术中通过激光化镀工艺实现模具注塑双锥形过孔的设置原理示意图；

图3是现有技术中通过激光化镀工艺实现模具注塑单锥形过孔的设置原理示意图；

图4是现有技术中通过激光化镀工艺实现激光过孔设计示意图；

图5是本发明一种实施例的加工原理示意图；

图6为本发明一种实施例的步骤S1的加工原理示意图；

图7为本发明一种实施例的步骤S2的加工原理示意图；

图8为本发明一种实施例的步骤S3的加工原理示意图；

图9为本发明一种实施例的步骤S4的加工原理示意图；

图10为本发明一种实施例的加工表面细腻程度仿真图；

图11为本发明一种实施例的加工深度仿真图；

图12为本发明一种实施例的切割出激光过孔的仿真图；

图13为本发明一种实施例在化镀处理前的效果示意图；

图14为本发明一种实施例在化镀处理后的效果示意图；

图15为本发明另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1和图5所示，本例提供一种具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，包括以下步骤：

步骤S1，通过模具注塑生产出外壳塑胶件1；

步骤S2，通过激光测量镜头10进行预先测距扫描，发射测距激光5，并根据预先测距扫描得到的数据、镀层天线以及激光过孔数据相关联生成距离变化曲线；

步骤S3，根据外壳塑胶件1的外包络和距离变化曲线，通过激光加工出预先选定的激光过孔2(也称激光通孔)和射频线路图形3，即通过激光切割镜头11发射切割激光6，并在激光加工的过程中，通过激光测量镜头10进行二次测距扫描，并根据二次测距扫描的动态反馈数据调整当前所需的切割深度，实现对激光切割镜头11的协同控制和动态调整，获取过孔直径D为45um-60um的激光过孔2；本例所述切割指的是根据所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值进行的激光加工方式；

步骤S4，对激光加工完成后的外壳塑胶件1进行镀前预处理和化镀处理，所述化镀处理的过程中，根据预设的厚度比例控制所述化镀处理的金属镀层4厚度。

如图6所示，本例所述步骤S1通过模具注塑生产出外壳塑胶件1，外壳塑胶件1通过塑胶模具注塑成型，无须特殊材料，不限材料颜色，外壳塑胶件1可以根据产品功能和特性要求选用性价比最高的原材料，从而提升产品的质量档次和性价比。

传统激光化镀天线需要选用含有金属离子的添加剂改性材料，该改性材料的特性发生了变化，尤其降低了材料韧性，增加了脆裂性，导致后期极易出现产品喷涂后开裂、跌落开裂等可靠性和耐久性试验不合格,极易出现重大品质隐患，同时改性特殊材料需要重新配比、融合导致工艺复杂，综合成本提高，市面上改性材料价格比普通材料贵了高达2-5倍之多。

本例可用塑胶材料类型包含但不限于PC、ABS、PC+ABS、LCP、LDS材料或者含玻纤的材料，塑胶颜色包含但不限于白色、黑色、灰色、透明、半透明等添加色粉或色母调配的不同颜色，适用范围广且成本低。

图5至图9中，A表示激光过孔2的区域壁厚，即激光过孔2所在外壳塑胶件1的区域的壁厚，为保证注塑工艺稳定和塑胶强度，区域壁厚A控制范围为0.4-0.6mm；B表示外壳塑胶件1内表面天线线路在所述激光过孔2的区域厚度，即激光过孔2区域的内侧厚度，该内侧厚度控制在0.1mm-0.15mm之内，使得所述激光过孔2圆柱形通孔的过孔处厚度E满足过孔处厚度阈值的要求，很好地控制在0.22mm-0.28mm之内，这样可以设计直径小于0.05mm的激光过孔2,大大提升了化学镀过程中镀层的良品率；C表示外壳塑胶件1外表面天线线路在所述激光过孔2的区域厚度，即激光过孔2区域的外侧厚度，该外侧厚度可以降低20um-30umm，这样使得在化学镀之后，所述表面高度差为金属镀层4的表面和外壳塑胶件1的表面之间的高度差，本例所述表面高度差能够有效控制在小于4um的范围内；D为激光过孔2的过孔直径，优选控制为45um-60um；E表示所述激光过孔2的过孔处厚度。

如图7所示，本例所述步骤S2包括以下子步骤：

步骤S201，通过激光测量镜头10对外壳塑胶件1的外包络进行预先测距扫描，得到首次测距扫描数据；

步骤S202，输入激光加工关联参数，所述激光加工关联参数包括激光波长、激光频率、激光加工速度和填充间距；

步骤S203，导入要预先选定的射频线路图形3以及激光过孔2的位置，根据首次测距扫描数据、射频线路图形3以及激光过孔2的位置计算生成距离变化曲线；

步骤S204，按照距离变化曲线生成激光加工升降平台9的升降轨迹和信号指令。

本例所述步骤S201中，通过激光测量镜头10对外壳塑胶件1的外包络进行预先测距扫描的过程中，优选通过低频信号控制所述激光测量镜头10的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出外壳塑胶件反射面的距离D'，其中，C'为光速，φ为激光反射信号相位与激光输出信号相位之间的相移数据，f为低频信号的频率。通过这种激光反射信号相位与激光输出信号相位之间的相移数据(即相位差数据)来进行短距离的激光测量，能够有效提高测量的准确性和可实现性，当需要测量的距离D'要求变高时，对应将低频信号的频率f增大即可，为进行激光加工之前提供了更为准确和可靠的数据。在实际应用中，本例还可以通过高精度高倍数显微镜测量仪来进行测距扫描。

本例对市面上具有代表性1064nm波长光纤机(红光机)、532nm波长绿光机、355nm波长紫光机设备和各种加工材料，做了大量打样、原理分析研究对比和参数统计；如图10所示，通过355nm波长的紫光机设备加工产品其表面细腻程度明显优于其他设备，如图11所示，通过355nm波长的紫光机设备加工产品其加工深度H能够满足激光设备切割深度范围在5-1000um，如图12所示，最小过孔直径可以达到45um，化镀后镀层几乎完全封闭过孔，肉眼几乎不可见，因此，本例在步骤S202输入355nm波长的紫光机设备的激光加工关联参数，所述激光加工关联参数包括激光波长、激光频率、激光加工速度和填充间距，这些激光加工关联参数的最佳取值可以通过深度学习和训练后得到，也可以根据实际需求进行设置和自定义修改。

本例所述步骤S203中，导入预先选定的射频线路图形以及激光过孔位置后，先对射频线路图形3进行量化，得到与首次测距扫描数据的位置一一对应的第一线路数据；所述第一线路数据指的是射频线路图形3与首次测距扫描数据的位置一一对应的激光加工线路，比如将射频线路图形3量化后的数据，分别与对应位置的外壳塑胶件1的外包络距离数据进行相加，进而得到每一个量化区间所述激光切割镜头11与天线凹槽底部之间的距离，以此作为第一线路数据；天线凹槽指的是在外壳塑胶件1上通过激光加工，进而获取与外壳塑胶件1的外包络一致且满足射频线路图形3要求的天线槽。然后根据所述激光过孔2的位置和过孔直径，将所述激光过孔2的深度需求增加至所述第一线路数据中，得到包括激光过孔数据的第二线路数据，所述第二线路数据指的是在第一线路数据的基础上增加激光过孔数据后的激光加工线路，即在第一线路数据的基础上，根据所述激光过孔2的位置，将所述激光过孔2的深度需求与对应量化区间的距离进行相加，直到完成所述激光过孔2的过孔直径范围内所有的量化区间的相加过程；所述激光过孔数据包括所述激光过孔2的位置、过孔直径和深度需求。最后将所述第二线路数据中的数据依次连接起来生成距离变化曲线。

本例所述激光测量镜头10和激光切割镜头11的安装位置优选处于同一水平线上，该距离变化曲线就是当前激光切割镜头11与包含了激光过孔数据的天线凹槽底部之间的距离曲线。因此，在步骤S204中，按照距离变化曲线即可生成激光加工升降平台9的升降轨迹和信号指令。

本例所述步骤S2是实现激光加工的预处理过程，用于确保加工过程中激光切割镜头11与外壳塑胶件1表面之间的距离时刻保持一致，使得激光在不同加工区域获得的能量始终保持一致，最大程度上控制激光加工的切割深度误差，经实验证明，本例在不同区域内的切割深度误差可控制在±2um之内，通过后续步骤的配合和优化设计，还能够进一步缩小金属镀层4与外壳塑胶件1表面高度差的累计误差，进而有效降低普通喷涂工艺难度，提升喷涂良品率。

与现有技术相比，本例可以很好地适应外壳塑胶件1，并满足金属镀层4以及激光过孔2的位置要求的无痕过孔加工，进而能够很好地缩小金属镀层4与外壳塑胶件1表面之间表面高度差的累计误差；在此基础上，还通过整体技术方案有效减少激光过孔2的边缘烧焦凸起，缩小过孔直径D，有利于金属镀层4直接封闭所述激光过孔2，降低普通喷涂工艺封孔的难度，提升喷涂良品率。如图13所示，化镀处理前，所述激光过孔2呈现小黑点隐约可见；如图14所示，化镀处理后，所述激光过孔2肉眼不可见；本例的激光切割深度范围在5-1000um，最小过孔直径D可以达到45um(化镀后镀层几乎完全封闭过孔，肉眼几乎不可见)；而传统模具碰穿和传统激光打孔最小直径只能做到0.15-0.3mm。

如图8所示，本例所述步骤S3中，外壳塑胶件1装夹到智能激光设备对应的高精度旋转工装8，激光加工出预先选定的激光过孔和线路图形，该图形具有粗糙化、肉眼不可见的微观的激光过孔2和特定深度等满足化镀要求效果，通过高精度测量设备测量管控过孔直径D尺寸保持在45um-60um。图2所示为传统激光化镀模具注塑过孔导通方法，其过孔直径最小为0.3mm；图4所示为传统激光化镀和过孔导通方法，其最小过孔直径为0.15mm，后喷涂工序仍然需要增加填补过孔工艺才能完成。

本例经过所述步骤S2和步骤S3可以很好地对过孔区域内外表面实现不同程度减薄，比如根据所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值得到当前所需的实际的切割深度，进而对激光过孔2区域的内侧厚度B和外侧厚度C分别进行对应的加工控制，保证内侧厚度B控制在0.1mm-0.15mm之内，外侧厚度C控制在20um-30umm之内，以便再进一步缩小过孔处厚度E(也称过孔处壁厚)的尺寸厚度，很好地保证了过孔处厚度E控制在0.22mm-0.28mm之内，化镀溶液通过距离进一步缩短，更有利于直径为45um的激光过孔2的导通质量，同时化镀后镀层堆积填充满激光线路凹槽增加了过孔区域的壁厚强度，完全能够避免激光过孔2的区域壁厚A的尺寸小于0.4mm所带来塑胶件强度问题。

更为具体的，本例所述步骤S3包括以下子步骤：

步骤S301，根据激光加工升降平台9的升降轨迹和信号指令进行激光加工，并在经过第一预设时间之后，通过所述激光测量镜头10进行测距扫描；

步骤S302，将步骤S301测距扫描得到的测距扫描数据与所述距离变化曲线进行比较，判断所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则跳转至步骤S303；

步骤S303；根据所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值得到当前所需的切割深度，根据当前所需的切割深度控制激光加工，并在经过第二预设时间之后，通过所述激光测量镜头10进行测距扫描，得到当前的测距扫描数据；

步骤S304，再次判断所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则返回所述步骤S303，直到所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值小于预设距离阈值，获取满足距离变化曲线要求，且过孔直径D为45um-60um的激光过孔2。

本例所述第一预设时间为开始进行激光加工开始后，预先设定的激光加工距离测量时间阈值，可以根据实际情况进行自定义设置和调整，比如设置为2秒～3秒；值得一提的是，本例在经过第一预设时间之后，通过所述激光测量镜头10进行测距扫描，并将测距扫描得到的测距扫描数据与所述距离变化曲线进行比较，判断所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，即是否达到了切割深度要求，如果达到了，可以直接停止激光加工；如果没有达到，则返回步骤S303继续进行激光加工。所述预设距离阈值可以根据实际情况进行自定义设置和调整，一般优选设置为正负2um。本例所述激光加工也可以称为激光切割或激光切削等。

本例所述第二预设时间为经过激光加工后，针对所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值大于预设距离阈值所预先设定的激光加工距离测量时间阈值，可以根据实际情况进行自定义设置和调整，比如设置为1秒～1.5秒；值得一提的是，本例所述第一预设时间大于第二预设时间，因为不需要在刚开始进行激光加工后就进行步骤S301的距离测量，所以第一预设之间一般都会设置在激光加工时间过半且不超过全程时间的区间之间，而第二预设时间是因为所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值没有达到天线凹槽的深度要求而设置的，此时一般比较接近完成阶段，因此，所述第一预设时间优选大于第二预设时间，在实际应用中，可以根据步骤S303得到的当前的测距扫描数据与步骤S301得到的测距扫描数据之间的比例，以此比例作为所述第一预设时间与第二预设时间之间的比例，这样的控制更为精准和可靠。

值得一提的是，本例所述步骤S301和步骤S303通过所述激光测量镜头10进行测距扫描的过程中，通过低频信号控制所述激光测量镜头10的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出外壳塑胶件反射面的距离D'，其中，A'为预设的延迟系数，C'为光速，φ为相移数据，f为低频信号的频率。

与所述步骤S2不同，本例所述步骤S301和步骤S303的距离计算公式引入了预设的延迟系数A'，所述延迟系数A'为根据实际情况和需求进行预先设置的延迟系数，可以根据实际情况或深度学习结果来调整；因为在测量的过程中，可以同步进行激光加工操作，所以引入延迟系数A'可以提供精准度，所述延迟系数A'优选为1.05至1.25之间的系数。

本例所述外壳塑胶件1装夹到所述中央控制机柜7对应的高精度旋转工装8上，所述激光切割镜头11通过激光加工出预先选定的激光过孔2和射频线路图形3，该图形具有粗糙化和特定深度凹槽等满足化镀要求效果，切割深度轨迹与外壳塑胶件1外包络一致，并满足金属镀层4以及激光过孔2的无痕过孔加工要求，误差控制在±2um。

值得说明的是，本例还包括步骤S305，在完成步骤S304后，通过激光测量镜头10再次进行测距扫描(测距扫描实现过程可以参照前面的步骤S2或步骤S3)，根据测距扫描结果判断所述激光过孔2的过孔处厚度E是否满足预设的过孔处厚度阈值要求，若是，则跳转至步骤S4；若否，则以所述过孔处厚度E与过孔处厚度阈值之间的差值作为最新的切割深度需求，返回调用激光切割指令，根据最新的切割深度需求控制激光加工，直到过孔处厚度E满足所述过孔处厚度阈值的要求，所述过孔处厚度阈值的取值范围控制在0.22mm-0.28mm之内。

同样值得一提的是，本例优选基于测距扫描(测距扫描实现过程可以参照前面的步骤S2或步骤S3)对激光过孔2区域的内侧厚度B和外侧厚度C分别进行对应的加工控制，保证内侧厚度B控制在0.1mm-0.15mm之内，外侧厚度C控制在20um-30umm之内，这样就能够很好地保证过孔处厚度E控制在0.22mm-0.28mm之内。

如图9所示，本例所述步骤S4包括以下子步骤：

步骤S401，对激光加工完成后的外壳塑胶件1进行镀前预处理，包括水洗和超声波清洗；

步骤S402，根据金属镀层4的厚度要求按54％-81.6％的厚度比例进行镀铜处理，即镀铜层的厚度优选为金属镀层4厚度的54％-81.6％；

步骤S403，根据金属镀层4的厚度要求按18.2％-37.5％的厚度比例进行镀镍处理，即镀镍层的厚度优选为金属镀层4厚度的18.2％-37.5％；

步骤S404，根据金属镀层4的厚度要求按0.2％-8.5％的厚度比例进行镀金处理，即镀金层的厚度优选为金属镀层4厚度的0.2％-8.5％。

值得说明的是，首先本例的镀铜、镀镍以及镀金的顺序不可以调换，因为镀铜层是镀层天线的核心层，本例这样的顺序可以确保如果还需要后续加工也不会损伤核心层；另外，值得说明的是，镀铜、镀镍和镀金的厚度也不是随意设置或本领域的常规设计，而是与本例整体技术方案相配套的针对性设计，这样实现的镀层天线效果非常好。

本例所述步骤S4对激光加工具有粗糙化和特定深度的天线凹槽等满足化镀效果的外观塑胶件进行镀前预处理、化镀铜、化镀镍、化镀金、化镀其它相关金属的化镀处理工艺，获得金属镀层4，该金属镀层4为镀层天线中能够直接填充微观过孔的第一镀层，如图9所示，化镀过程中被激光加工后的外壳塑胶件1依次堆叠增厚金属镀层4，其中，优选为依次镀铜12-16um，镀镍4-6um，镀金0.05-0.1um。化镀完成后激光过孔2的直径尺寸D≤20um，甚至直接封闭不可见；外壳塑胶件1表面的激光过孔2区域的内侧厚度B和外侧厚度C所包括的镀层厚度为16-22um。

本例还可以进一步对步骤S4的化镀温度、化镀溶液浓度和化镀时间进行精准控制以实现金属镀层4的厚度误差进一步缩小，再进一步缩小天线图形凹槽与镀层厚度的累计误差。

本例在完成步骤S4之后，还可以通过所述激光测量镜头10实现再次测距扫描，判断镀层天线与外壳塑胶件1的表面高度差是否小于预设表面高度差阈值，所述预设表面高度差阈值指的是预先设置的金属镀层4与外壳塑胶件1的表面之间的表面高度差阈值，优选设置为4um，也可以根据实际情况和需求进行自定义调整；若是，则结束；若否，则对金属镀层4的金属保护层与外壳塑胶件1的表面进行激光加工，并返回通过所述激光测量镜头10实现再次测距扫描，直到所述金属镀层4与外壳塑胶件1的表面高度差小于预设表面高度差阈值。所述金属镀层4的金属保护层指的是金属镀层4最外层的金属保护层，如镀金层或是其他金属层等。

更为具体的，本例还包括步骤S5，所述步骤S5包括以下子步骤：

步骤S501，在完成所述步骤S4的化镀处理后，根据预设的测量步进，测量当前区块范围内镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，得到当前区块的表面高度差；

步骤S502，判断所述表面高度差是否小于预设的高度差阈值，若是，则跳转至步骤S504；若否，则跳转至步骤S503；

步骤S503，对镀层天线或外壳塑胶件的高出部分进行抛光处理，在经过第三预设时间之后，测量当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，并返回所述步骤S502进行判断，直到当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差小于预设的高度差阈值；所述第三预设时间指的是预先设定的抛光处理的时间阈值，可以根据实际情况进行自定义设置和调整，比如设置为0.5秒～1秒；

步骤S504，根据预设的测量步进，测量下一个区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，以下一个区块的表面高度差作为新的表面高度差，返回所述步骤S502进行判断，以此方式依次对每一个区块的表面高度差分别与所述高度差阈值进行对比判断，直至所有区块的表面高度差均小于所述高度差阈值。

本例所述步骤S5还可以根据高精度高倍数显微镜测量仪测量金属镀层4与外壳塑胶件1表面高度差或者试喷遮盖效果，当然，也能够通过前面所述的激光测量镜头10进行测距扫描，进而判定是否需要导入精准打磨工序环节，本例所述的打磨指的是对镀层天线或外壳塑胶件1的高出部分进行抛光处理，无需进行现有技术对喷涂夹具的反复拆装操作；如果高度差控制在4um以内，喷涂可以无痕覆盖，就不需要打磨，直接进入喷涂环节，如果试喷无法无痕喷涂覆盖，需要采用3D高精度打磨设备，对金属镀层4和外壳塑胶件1表面进行精准打磨，在不破坏天线关键核心金属镀层的前提下，金属镀层4的金属保护层和外壳塑胶件1表面同步被打磨掉2-4um，确保外观件金属镀层与塑胶件绝对平整无痕结合，这也是无痕一次性装夹喷涂的核心关键条件。

本例所述抛光处理优选采用超声波抛光处理或自动3D抛光处理等处理方式，这样设置的理由在于，金属镀层4的熔点较高，外壳塑胶件1的熔点较低，本例通过超声波抛光处理或自动3D抛光处理对金属镀层4的金属保护层与外壳塑胶件1的表面进行抛光处理，进而能够在所述表面高度差超过预设的高度差阈值的时候，通过抛光处理实现不同熔点的表面整体打磨工序。

需要说明的是，步骤S503对金属镀层4的金属保护层和外壳塑胶件1的表面进行同步精准打磨不是必备步骤，在实际批量运用中，采用本例所述一体化含天线外壳的制造方法后的大多数项目不需要打磨就可以直接进入喷涂环节实现无痕遮盖喷涂，个别特殊项目需要进行此打磨工序提升外壳塑胶件1与金属镀层4之间的绝对平整度。

本例优选记录并保存步骤S2至步骤S5的全部数据和控制指令，完成每一次无痕过孔加工过程之后，将该加工过程的全部数据和控制指令保存至专家数据库中，进行深度学习和训练，并以深度学习和训练的结果作为下一次无痕过孔加工操作的控制指令。通过将每一次无痕过孔加工过程的全部数据和控制指令进行反馈，作为深度学习和训练的源数据，能够快速得到下一次无痕过孔加工操作的控制指令，并随着时间的推移，提高控制指令的精准程度。

如图15所示，本例还提供一种具有无痕过孔的含天线外壳的制造系统，采用了如上所述的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，并包括中央控制机柜7、高精度旋转工装8、激光加工升降平台9、激光测量镜头10和激光切割镜头11，所述外壳塑胶件1通过所述高精度旋转工装8夹装于所述中央控制机柜7上；所述激光加工升降平台9设置于所述中央控制机柜7上，并位于所述高精度旋转工装8的上方；所述激光测量镜头10和激光切割镜头11设置于所述激光加工升降平台9靠近所述高精度旋转工装8的一侧。

综上所述，本例首先通过激光测量镜头10进行预先测距扫描，能够很好地适应外壳塑胶件1(含3D结构的外壳塑胶件1)，使得镀层天线在激光加工过程进行切割深度的精准控制，并且在实现激光加工的过程中，还通过激光测量镜头10进行二次测距扫描，并根据二次测距扫描的动态反馈数据调整当前所需的切割深度，实现对激光切割镜头11的协同控制和动态调整，获取过孔直径为45um-60um的激光过孔2，进而极大地改善了过孔导通后镀层天线与外壳塑胶件1之间的表面高度差，改善后镀层天线与外壳塑胶件1基本趋于平整，该表面高度差能够有效控制在正负2um内的范围内，这是现在传统工艺实现激光加工天线的方法及相关设备所无法实现的，本例能够直接用于对于产品的喷涂，最大限度的降低了后续喷涂工艺的要求和喷涂的成本，无需反复拆装和打磨。

在此基础上，本例还根据最新的切割深度需求控制激光加工，直到过孔处厚度满足所述过孔处厚度阈值的要求，所述过孔处厚度阈值的取值范围优选控制在0.22mm-0.28mm之内，这样使得在化学镀金属之后，再进一步缩小金属镀层4和外壳塑胶件1之间的表面高度差，进而能够实现过孔直径小于50um的激光过孔2，大大提升了化学镀金属过程中镀层的良品率。

此外，由于本例能够有效降低激光过孔2的过孔处厚度，还进一步缩小了激光过孔2的过孔直径，进而确保外壳塑胶件1内外表面的镀层天线线路导通性能得以明显提升，几乎可以达到100％的良好导通率，同时使得化学镀之后镀层天线表面的激光通孔肉眼不可见，镀层天线加工后激光过孔2的过孔直径有效控制在不大于0.02mm的范围内，大幅度提升了镀层天线产品在表面进行喷涂遮盖的良品率，并有效降低了加工难度和生产成本。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，通过模具注塑生产出外壳塑胶件；

步骤S2，通过激光测量镜头进行预先测距扫描，并根据预先测距扫描得到的数据、镀层天线以及激光过孔数据相关联生成距离变化曲线；

步骤S3，根据外壳塑胶件的外包络和距离变化曲线，通过激光加工出预先选定的射频线路图形和激光过孔，并在激光加工的过程中，通过激光测量镜头进行二次测距扫描，并根据二次测距扫描的动态反馈数据调整当前所需的切割深度，对激光切割镜头进行协同控制和动态调整，获取过孔直径为45um-60um的激光过孔；

步骤S4，对激光加工完成后的外壳塑胶件进行镀前预处理和化镀处理，所述化镀处理的过程中，根据预设的厚度比例控制所述化镀处理的金属镀层厚度；

其中，所述步骤S3包括以下子步骤：

步骤S301，根据激光加工升降平台的升降轨迹和信号指令进行激光加工，并在经过第一预设时间之后，通过所述激光测量镜头进行测距扫描；

步骤S302，将步骤S301测距扫描得到的测距扫描数据与所述距离变化曲线进行比较，判断所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则跳转至步骤S303；

步骤S303；根据所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值得到当前所需的切割深度，根据当前所需的切割深度控制激光加工，并在经过第二预设时间之后，通过所述激光测量镜头进行测距扫描，得到当前的测距扫描数据；

步骤S304，再次判断所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则返回所述步骤S303，直到所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值小于预设距离阈值，获取满足距离变化曲线要求且过孔直径为45um-60um的激光过孔。

2.根据权利要求1所述的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：

步骤S201，通过激光测量镜头对外壳塑胶件的外包络进行预先测距扫描，得到首次测距扫描数据；

步骤S202，输入激光加工关联参数，所述激光加工关联参数包括激光波长、激光频率、激光加工速度和填充间距；

步骤S203，导入预先选定的射频线路图形以及激光过孔位置，根据首次测距扫描数据、射频线路图形以及激光过孔数据计算生成距离变化曲线；

步骤S204，按照距离变化曲线生成激光加工升降平台的升降轨迹和信号指令。

3.根据权利要求2所述的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S201中，通过激光测量镜头对外壳塑胶件的外包络进行预先测距扫描的过程中，通过低频信号控制所述激光测量镜头的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出外壳塑胶件反射面的距离D'，其中，C'为光速，φ为相移数据，f为低频信号的频率。

4.根据权利要求2所述的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S203中，导入预先选定的射频线路图形以及激光过孔位置后，先对射频线路图形进行量化，将量化后的数据分别与对应位置的外壳塑胶件的外包络距离数据进行相加，得到与首次测距扫描数据的位置一一对应的第一线路数据；然后根据所述激光过孔的位置和过孔直径，将所述激光过孔的深度需求增加至所述第一线路数据中，得到包括激光过孔数据的第二线路数据；最后将所述第二线路数据中的数据依次连接起来生成距离变化曲线。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，其特征在于，还包括步骤S305，在完成步骤S304后，通过激光测量镜头再次进行测距扫描，根据测距扫描结果判断所述激光过孔的过孔处厚度是否满足预设的过孔处厚度阈值要求，若是，则跳转至步骤S4；若否，则以所述过孔处厚度与过孔处厚度阈值之间的差值作为最新的切割深度需求，返回调用激光切割指令，根据最新的切割深度需求控制激光加工，直到过孔处厚度满足所述过孔处厚度阈值的要求，所述过孔处厚度阈值的取值范围控制在0.22mm-0.28mm之内。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S301和步骤S303通过所述激光测量镜头进行测距扫描的过程中，通过低频信号控制所述激光测量镜头的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出外壳塑胶件反射面的距离D'，其中，A'为预设的延迟系数，C'为光速，φ为激光反射信号相位与激光输出信号相位之间的相移数据，f为低频信号的频率。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下子步骤：

步骤S401，对激光加工完成后的外壳塑胶件进行镀前预处理，包括水洗和超声波清洗；

步骤S402，根据金属镀层的厚度要求按54％-81.6％的厚度比例进行镀铜处理；

步骤S403，根据金属镀层的厚度要求按18.2％-37.5％的厚度比例进行镀镍处理；

步骤S404，根据金属镀层的厚度要求按0.2％-8.5％的厚度比例进行镀金处理。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，其特征在于，还包括步骤S5，所述步骤S5包括以下子步骤：

步骤S501，在完成所述步骤S4的化镀处理后，根据预设的测量步进，测量当前区块范围内镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，得到当前区块的表面高度差；

步骤S502，判断所述表面高度差是否小于预设的高度差阈值，若是，则跳转至步骤S504；若否，则跳转至步骤S503；

步骤S503，对镀层天线或外壳塑胶件的高出部分进行抛光处理，在经过第三预设时间之后，测量当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，并返回所述步骤S502进行判断，直到当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差小于预设的高度差阈值；

步骤S504，根据预设的测量步进，测量下一个区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，以下一个区块的表面高度差作为新的表面高度差，返回所述步骤S502进行判断，以此方式依次对每一个区块的表面高度差分别与所述高度差阈值进行对比判断，直至所有区块的表面高度差均小于所述高度差阈值。

9.根据权利要求8所述的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，其特征在于，记录并保存步骤S2至步骤S5的全部数据和控制指令，完成每一次无痕过孔加工过程之后，将该加工过程的全部数据和控制指令保存至专家数据库中，进行深度学习和训练，并以深度学习和训练的结果作为下一次无痕过孔加工操作的控制指令。

10.一种具有无痕过孔的含天线外壳的制造系统，其特征在于，采用了如权利要求1至9任意一项所述的具有无痕过孔的含天线外壳的制造方法，并包括中央控制机柜、高精度旋转工装、激光加工升降平台、激光测量镜头和激光切割镜头，所述外壳塑胶件通过所述高精度旋转工装夹装于所述中央控制机柜上；所述激光加工升降平台设置于所述中央控制机柜上，并位于所述高精度旋转工装的上方；所述激光测量镜头和激光切割镜头设置于所述激光加工升降平台靠近所述高精度旋转工装的一侧。

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