CN116426093A - 用于天线振子的塑料 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种塑料,以总重量份数为100份计,包括:基体树脂25~90份;激光反射剂1~60份;无机填料0~70份,所述无机填料能够被化学腐蚀;其中,当所述基体树脂包括能被化学腐蚀的树脂组分时,所述无机填料的重量份数等于0或大于0;当所述基体树脂全部为不能被化学腐蚀的树脂组分时,所述无机填料的重量份数大于0。该塑料可采用化学粗化获得低粗糙度表面、形成良好镀层结合面,有利于实施金属化,同时可以有效反射激光降低塑料碳化影响,从多方面减少PIM源。该塑料可用于天线振子的制备,获得低PIM值。本申请还提供了采用该塑料制备得到的天线振子,以及天线、终端设备和基站。
Description
技术领域
本申请涉及天线技术领域,尤其涉及一种用于天线振子的塑料。
背景技术
天线是一种用来发射或接收电磁波的设备,无线通讯的基站天线一般由天线罩、天线辐射单元(天线振子)、馈电网络(功率分配网络)、移相器、反射板组成。当天线产生的两个以上频率接近的射频信号经过天线辐射单元、馈电网络、移相器、滤波器等器件因为接触非线性和材料非线性等因素会产生新的PIM(Passive Intermodulation,无源互调信号),而当互调信号落入到接收频率范围时则会产生干扰,降低接收机灵敏度,严重时堵塞通信。因此在天线设计、元器件制造以及设备安装环节都要考虑器件的PIM问题。
天线振子是基站天线中重要的射频器件,目前主要有铝合金压铸振子、钣金振子、PCB振子和塑料振子等几种形式。其中,塑料振子一般由塑料材料经注塑成型得到的具有天线振子结构的塑料件和形成在塑料件表面的金属电路构成,金属电路通常包括辐射单元和功率分配单元,塑料振子因具有重量轻、3D结构成形性好、成本低、高集成(可将天线辐射单元和馈电网络集成在一起)等特点逐渐成为天线振子的主要研究方向。然而,由于目前现有塑料振子在形成金属电路的过程中会产生一些加工缺陷,例如塑料粗化后的表面粗糙度过大、表面形貌不均匀性和不稳定性、激光加工中产生的塑料碳化颗粒、金属化过程中产生的毛刺等,这些缺陷都是不稳定的PIM源,会恶化PIM。不同载波频率信号在上述有显著缺陷的塑料振子中传输时会产生PIM互调信号,从而导致基站天线性能恶化。因此现有塑料振子难以实现在FDD(Frequency-division duplex,频分双工)制式天线中应用。
发明内容
本申请实施例提供了一种塑料,该塑料具有良好的金属化性能,能采用化学粗化获得低粗糙度表面,并可以实现金属镀层与塑料基材间良好的结合,同时在激光加工过程中能够减弱或消除激光对塑料的碳化影响,有效减少PIM源。该塑料用于制备天线振子,可获得低PIM值。
本申请实施例第一方面提供了一种塑料,以总重量份数为100份计,所述塑料包括如下重量份数的各组分:基体树脂25~90份;激光反射剂1~60份;无机填料0~70份,所述无机填料能够被化学腐蚀;其中,当所述基体树脂包括能被化学腐蚀的树脂组分时,所述无机填料的重量份数等于0或大于0;当所述基体树脂全部为不能被化学腐蚀的树脂组分时,所述无机填料的重量份数大于0。本申请实施例塑料配方中,通过选择能够被化学腐蚀的基体树脂或能够被化学腐蚀的无机填料,使得塑料能通过化学粗化获得低表面粗糙度、形貌一致性较好的表面,减少PIM源,而且能在塑料表面形成多个微细腐蚀孔洞结构,提高其表面镀层结合力;而加入激光反射剂,可在激光加工过程中,有效减弱或消除激光对塑料的碳化影响,避免碳化颗粒的形成,减少金属镀层边缘毛刺的形成,进一步改善PIM。该塑料可以应用在诸如天线振子等射频器件上,制备得到较低PIM值的天线振子。
本申请一实施方式中,所述基体树脂包括第一基体树脂,所述第一基体树脂包括热致性液晶聚酯(LCP)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPO)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(PCT)、聚酰胺类树脂、聚砜类树脂、聚酮类树脂和聚醚酰亚胺中的一种或多种。其中聚酰胺类树脂可包括尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙46、尼龙4T、尼龙6T、尼龙9T、尼龙10T中的一种或多种。聚砜类树脂可包括聚砜、聚醚砜、聚芳砜。聚酮类树脂可包括聚醚酮、聚醚醚酮、聚芳醚酮。本申请实施方式中,所述第一基体树脂的重量份数为25~90份。本申请一些实施方式中,所述第一基体树脂的重量份数为30份~80份。上述的第一基体树脂具有较好的耐热性能、力学性能和较低的介电损耗,作为主体树脂有利于制备获得较高工作温度、力学强度和介电性能的天线振子产品,而且其中的一些树脂,如热致性液晶聚酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚酰胺类树脂本身可以被化学腐蚀,有利于进行化学粗化形成具有腐蚀孔洞的表面,提升表面金属镀层结合力。适合的第一基体树脂含量可以有效提升塑料的综合性能。
本申请另一实施方式中,所述基体树脂还包括第二基体树脂,即同时包括第一基体树脂和第二基体树脂,所述第二基体树脂包括热致性液晶聚酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺类树脂、苯乙烯-丙烯晴-丁二烯共聚物(ABS)、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、高胶粉、甲基丙烯酸酯-丁二烯共聚物(MB)、丙烯酸酯类共聚物(ACR)、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(E-MA-GMA)、聚丁二烯(PB)、丁二烯-苯乙烯共聚物(BS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、丁二烯-丙烯腈共聚物、丁基橡胶、聚异戊二烯橡胶、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶中的一种或多种,且所述第二基体树脂与所述第一基体树脂不同。本申请实施方式中,所述第二基体树脂的重量份数为1~25份。第二基体树脂一方面作为副组分树脂加入,可以弥补第一基体树脂的性能缺陷,改善最终塑料产品的性能,如电镀性能、强度性能等。另一方面,第二基体树脂本身都能够被化学腐蚀,从而也有利于进行化学粗化。
本申请实施方式中,为了获得腐蚀结构丰富多样的腐蚀表面,提高塑料表面镀层的结合力,当所述无机填料的重量份数等于0时,所述基体树脂包括两种或两种以上能被化学腐蚀的树脂组分。不同种类树脂的腐蚀效果不同,因此可以在经过化学粗化后获得更有利于提升镀层结合力的腐蚀表面。
本申请实施方式中,为了获得较好的腐蚀表面,提高塑料表面镀层的结合力,当所述无机填料的重量份数等于0时,所述基体树脂包括10重量份以上能被化学腐蚀的树脂组分。
本申请实施方式中,热致性液晶聚酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺类树脂、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、高胶粉、甲基丙烯酸酯-丁二烯共聚物、丙烯酸酯类共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、聚丁二烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、丁基橡胶、聚异戊二烯橡胶、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶均为能够被化学腐蚀的树脂组分。而聚苯硫醚、聚砜类树脂、聚酮类树脂、聚醚酰亚胺为不能被化学腐蚀的树脂组分。
本申请实施方式中,为获得具有较高工作温度的塑料产品,基体树脂可以是选择玻璃化转变温度或熔点大于160℃的树脂材料。而为了获得较低的介电损耗性能的塑料产品,基体树脂可以是选择在700MHz~6GHz下介电损耗小于0.015的树脂材料。
本申请实施方式中,所述激光反射剂包括二氧化钛粉体、氧化锌粉体、硫化锌粉体、钛酸钙粉体、硫酸钡粉体、铁红粉体、滑石粉、云母粉、ABO3型粉体中的一种或多种,所述ABO3型粉体中,A为Ba、Sr、Pb或BaxSry;B为Ti、Zr或TixZry;其中,x+y=1。本申请一些实施方式中,所述激光反射剂的重量份数为5份~40份。上述激光反射剂可以有效反射激光,对激光的反射率大于或等于70%,因此可以消除激光加工时激光对塑料中基体树脂的碳化影响,从而减弱或消除非线性碳颗粒的PIM影响。
本申请实施方式中,所述无机填料包括二氧化硅颗粒和玻璃纤维中的一种或多种。这两种无机填料均能够较好地被化学腐蚀液腐蚀,使塑料表面形成不同形貌结构的腐蚀孔洞。
本申请实施方式中,所述二氧化硅颗粒的D50粒径为1μm-5μm。本申请实施方式中,所述玻璃纤维的截面直径或厚度小于或等于15μm。适合尺寸的二氧化硅颗粒和玻璃纤维有利于在将塑料进行化学粗化时,使塑料表面形成适合尺寸、深度的腐蚀孔洞,既保证低粗糙度,改善PIM,又能有一定量金属镀层材料嵌入到塑料中,提供镀层结合力。
本申请实施方式中,为了能够更好地被化学腐蚀形成腐蚀孔洞,所述玻璃纤维中的二氧化硅含量大于或等于50%。
本申请一些实施方式中,所述无机填料的重量份数可以是10份~60份。较多无机填料的加入能够使塑料表面形成更多的腐蚀孔洞,提升表面镀层结合力。
本申请实施方式中,所述塑料不包含可被激光活化释放出金属粒子的组分。本申请实施例塑料不包含现有LDS塑料中成本较高的有机金属复合物,原材料的成本较低,也不需要通过激光刻蚀出所有电路,可以经化学粗化直接化学镀、电镀形成金属镀层,从而可减少激光加工量,适用于大面积电路制备。
本申请实施方式中,为了提高塑料的介电性能,所述塑料还包括介电改性剂,所述介电改性剂包括二氧化钛、钛酸钡、钛酸钙、钛酸锶、钛酸锶钡、钛酸铅、锆酸铅、锆钛酸铅、铌酸钽钾和氧化锌中的一种或多种。本申请实施方式中,所述介电改性剂的重量份数小于或等于40份。适合量介电改性剂的加入可以有效提升塑料介电性能,同时不至于降低塑料的其他方面性能。
本申请实施方式中,为了获得不同性能的塑料产品,以适用于不同应用场景需求,所述塑料还可以包括润滑剂、相容剂、阻燃剂、抗菌剂中的一种或多种。
本申请实施方式中,所述塑料的长期耐受工作温度大于110℃;所述塑料的拉伸强度≥40MPa。本申请实施方式中,所述塑料在700MHz~6GHz下的介电损耗小于0.015。较高耐热性能、强度性能和介电性能可以提高塑料的应用场景。
本申请实施方式中,采用所述塑料制备的天线振子在700MHz~6GHz下的3阶PIM均值小于或等于-100dbm。
本申请实施例提供的塑料,通过上述各组分的协同作用,可实现化学粗化获得表面形貌均匀、一致性好的低粗糙度(Ra<6μm)表面,同时在采用激光去除金属镀层过程中不会导致基体树脂产生碳化现象,从而可获得低PIM值;同时塑料在化学粗化过程中还可以在表面形成腐蚀孔洞提高表面镀层结合力。该塑料由于具有良好的金属化性能,因此可应用于各种有低PIM需求的金属化塑料结构场景中。本申请实施例的塑料能够用于制备天线振子,并应用于所有频段基站天线中具有良好的PIM值,包括3阶和5阶PIM。该塑料也可以应用于其他射频器件,如滤波器、波导、连接器等中具有良好的PIM值。
本申请实施例第二方面提供一种具有金属镀层的塑料件,包括塑料件本体和形成在所述塑料件本体表面的金属镀层,所述塑料件本体采用本申请实施例第一方面所述的塑料注塑成型。具体地,塑料件本体为一体注塑成型件。所述金属镀层采用化学镀和/电镀方式制备。
本申请实施例第三方面提供一种天线振子,所述天线振子包括天线振子本体和形成在所述天线振子本体表面的金属镀层,所述天线振子本体采用本申请实施例第一方面所述的塑料注塑成型。所述金属镀层采用化学镀和/电镀方式制备。
本申请实施方式中,所述金属镀层包括依次形成在所述天线振子本体表面的化学镀打底层和电镀层,所述化学镀打底层包括铜和/或镍,所述电镀层包括铜、锡、银、金和铜锌锡合金中的一种或多种。
本申请实施方式中,所述天线振子本体与所述金属镀层结合的一侧表面具有多个腐蚀孔洞结构,所述多个腐蚀孔洞结构中沉积有金属镀层材料。由于部分金属镀层材料沉积在腐蚀孔洞结构中,使得金属镀层与塑料基材间形成铆合作用,从而能实现金属镀层与塑料基材间良好的结合力。本申请实施方式中,所述金属镀层采用百格测试,结合力至少为3M 600号胶带0级。
本申请实施方式中,所述天线振子本体与所述金属镀层结合的一侧表面的表面粗糙度Ra小于6μm。较低粗糙度表面可以有效降低天线振子PIM值。
本申请实施方式中,所述天线振子在700MHz~6GHz下的3阶PIM均值小于或等于-100dbm。
本申请实施例第四方面提供了一种天线,包括本申请实施例第三方面所述的天线振子。
本申请实施例还提供了一种终端设备,所述终端设备包括本申请实施例第四方面所述的天线。
本申请实施例还提供了一种基站,所述基站包括本申请实施例第四方面所述的天线。
本申请实施例提供的塑料,通过选择能够被化学腐蚀的基体树脂或能够被化学腐蚀的无机填料,使得塑料能通过化学粗化获得低表面粗糙度、形貌一致性较好的表面,减少PIM源;同时在化学粗化过程中,塑料表层中能够被化学腐蚀的有机或无机材料会被化学腐蚀液腐蚀形成多个微细腐蚀孔洞结构,当金属镀层形成在塑料基材表面时,部分金属镀层材料沉积在这些微细腐蚀孔洞结构中,形成铆合作用,从而能实现金属镀层与塑料基材间良好的结合力;另外,通过加入激光反射剂,由于激光反射剂对激光有较强的反射性,在激光加工过程中,当激光加工到塑料和金属镀层界面时,可有效减弱或消除激光对塑料的碳化影响,避免碳化颗粒的形成,减少金属镀层边缘毛刺的形成,从而有效改善PIM问题。采用该塑料制备的天线振子可应用在FDD天线中具有很好的PIM值,也可以应用在TDD(Time-division duplex,时分双工)天线中因降低金属镀层表面粗糙度而获得天线增益。
附图说明
图1是本申请实施例提供的天线振子的截面结构示意图;
图2是本申请一实施例提供的天线振子的结构示意图;
图3是本申请另一实施例提供的天线振子的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的天线振子的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
目前,塑料振子的生产工艺主要有LDS(Laser-Direct-Structuring,激光直接成型加工)工艺和PEP(Partially-Electroplating-Process,局部电镀加工)工艺。其中,LDS工艺是采用激光直接照射塑料基材,使激光照射区域塑料基材活化释放出金属粒子,并在该区域化学镀形成金属镀层实现金属化,从而完成金属电路的布置。LDS工艺中塑料基材在激光镭雕过程中会产生非线性碳颗粒,且激光烧蚀后的表面通常表面粗糙度很大,表面形貌稳定性差,导致PIM不良,无法在FDD天线中应用;而且该工艺中的塑料基材中需含有能够通过激光活化释放金属粒子的有机金属复合物,原材料成本高;另外,当天线振子中电路面积较大时该工艺激光加工量大会导致塑料振子激光加工成本高的问题。而PEP工艺是采用工程塑料注塑成型得到具有天线振子结构的塑料件,再采用物理喷砂粗化,粗化后的塑料件通过化学镀方法在其表面沉积金属打底层,再通过激光镭雕打底层表面将电路区域和非电路区域隔离出来,电路区域经电镀增厚,非电路区域退镀去除打底层,得到具有电路特征的塑料振子。PEP工艺采用物理喷砂工艺对塑料基材进行粗化,粗化后表面粗糙度大,表面形貌一致性差,稳定性不佳,导致PIM不良,也无法在FDD天线中应用;而且当激光加工到塑料和金属化镀层界面时,由于塑料基材对激光的吸收会导致激光加工区塑料基材碳化,且容易在电镀时因为碳颗粒的导电性易在边缘形成金属毛刺,从而恶化PIM。
为解决现有塑料振子因PIM问题无法应用于FDD制式天线中的问题,本申请实施例提供一种具有低PIM效应的塑料,采用该塑料制备的天线振子具有低PIM值,塑料表面金属镀层结合力高,可应用于FDD制式天线中,同时原材料成本和工艺成本较低。
本申请实施例提供的塑料,以总重量份数为100份计,包括如下重量份数的各组分:
基体树脂25~90份;
激光反射剂1~60份;
无机填料0~70份,无机填料能够被化学腐蚀。
本申请实施方式中,为了能够通过化学粗化形成低表面粗糙度、形貌一致性较好、具有较多腐蚀孔洞结构的表面,当基体树脂包括能被化学腐蚀的树脂组分时,无机填料的重量份数可以是等于0,也可以是大于0。而当基体树脂全部为不能被化学腐蚀的树脂组分,即基体树脂不包含能被化学腐蚀的树脂组分时,无机填料的重量份数大于0。
本申请一些实施方式中,基体树脂的重量份数可以是30-80份。本申请一些实施方式中,基体树脂的重量份数可以是35-70份。
本申请一实施方式中,基体树脂包括第一基体树脂,第一基体树脂包括热致性液晶聚酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚酰胺类树脂、聚砜类树脂、聚酮类树脂和聚醚酰亚胺中的一种或多种。其中聚酰胺类树脂可包括尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙46、尼龙4T、尼龙6T、尼龙9T、尼龙10T中的一种或多种。聚砜类树脂可包括聚砜、聚醚砜、聚芳砜。聚酮类树脂可包括聚醚酮、聚醚醚酮、聚芳醚酮。这些树脂均具有优异的耐高温性能和一定的强度。其中,热致性液晶聚酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚酰胺类树脂本身可以被化学腐蚀,有利于进行化学粗化形成腐蚀孔洞。本申请实施方式中,当第一基体树脂为热致性液晶聚酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚酰胺类树脂这些能被化学都腐蚀的树脂时,可以不用加入能够被化学腐蚀的无机填料,即无机填料重量份数为0,这样可以利用第一基体树脂被腐蚀形成粗化后表面,从而在塑料表面形成强结合力的金属镀层。当然为了提高镀层结合力,也可以进一步加入无机填料,即无机填料的重量份数大于0。而聚苯硫醚、聚砜类树脂、聚酮类树脂、聚醚酰亚胺本身不能够被化学腐蚀,若基体树脂仅包含这些树脂时,必须添加能够被化学腐蚀的无机填料,即无机填料重量份数大于0。本申请一些实施方式中,第一基体树脂的重量份数可以是25~90份。本申请另一些实施方式中,第一基体树脂的重量份数可以是30份~80份。本申请其他一些实施方式中,第一基体树脂的重量份数还可以是35份~70份。适合的第一基体树脂含量可以有效提升塑料的力学强度和镀层结合力。
本申请另一实施方式中,基体树脂可以是同时包括上述第一基体树脂和第二基体树脂,第二基体树脂包括但不限于热致性液晶聚酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺类树脂、苯乙烯-丙烯晴-丁二烯共聚物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、高胶粉、甲基丙烯酸酯-丁二烯共聚物、丙烯酸酯类共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、聚丁二烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、丁基橡胶、聚异戊二烯橡胶、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶中的一种或多种,且本实施方式中,第二基体树脂与第一基体树脂为不同的树脂。本申请一些实施方式中,第二基体树脂的重量份数可为1~25份,而第一基体树脂的重量份数可以是25-89份。本申请另一些实施方式中,第二基体树脂的重量份数可为2~20份。本申请其他一些实施方式中,第二基体树脂的重量份数可为5~15份。
第二基体树脂一方面作为副组分树脂加入,可以弥补第一基体树脂的性能缺陷,改善最终塑料产品的性能,如电镀性能、强度性能等。另一方面,第二基体树脂本身都能够被化学腐蚀,从而也有利于进行化学粗化。具体地,本申请实施方式中,热致性液晶聚酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺类树脂、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、高胶粉、甲基丙烯酸酯-丁二烯共聚物、丙烯酸酯类共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、聚丁二烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、丁基橡胶、聚异戊二烯橡胶、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶均为能够被化学腐蚀的树脂组分,可以被化学腐蚀液腐蚀,使塑料表面形成粗糙度较低的粗化表面。本申请实施方式中,当第一基体树脂和/或第二基体树脂包含上述的能够被化学都腐蚀的树脂时,可以不用加入能够被化学腐蚀的无机填料,即无机填料重量份数为0,这样可以利用第一基体树脂和/或第二基体树脂被腐蚀形成粗化后表面,从而在塑料表面形成强结合力的金属镀层。当然为了提高表面镀层结合力,也可以进一步加入无机填料,即无机填料的重量份数大于0。而聚苯硫醚、聚砜类树脂、聚酮类树脂、聚醚酰亚胺本身不能够被化学腐蚀,若基体树脂仅包含这些树脂时,必须添加能够被化学腐蚀的无机填料,即无机填料重量份数大于0。
本申请实施方式中,基体树脂包括两种或两种以上能够被化学腐蚀的树脂组分时,无机填料的重量份数可以是0份。这两种或两种以上能够被化学腐蚀的树脂组分可以是选自第一基体树脂中的树脂组分,也可以是选自第一基体树脂和第二基体树脂中的树脂组分。通过选择两种或两种以上能够被化学腐蚀的树脂组分,可以使塑料通过化学粗化获得表面丰富多样的腐蚀结构,从而有利于增强金属镀层结合力。当然为了进一步提高表面镀层结合力,也可以进一步加入无机填料,即无机填料的重量份数大于0。即当基体树脂包括两种或两种以上能够被化学腐蚀的树脂组分,无机填料的重量份数可以是0~70份。当基体树脂仅包括一种能被化学腐蚀的树脂组分或基体树脂全部为不能被化学腐蚀的树脂组分时,无机填料的重量份数大于0且小于或等于70份。
本申请实施方式中,能被化学腐蚀是指能够被化学腐蚀液腐蚀去除,从而使塑料形成具有一定粗糙度和腐蚀孔洞结构的表面。化学腐蚀液可包括酸腐蚀液、碱腐蚀液等。可以理解地,化学腐蚀液可根据具体的基体树脂性质、无机填料性质而选择不同腐蚀液体系。
本申请实施方式中,为了获得较好的腐蚀表面,提高塑料表面镀层的结合力,当无机填料的重量份数等于0时,基体树脂包括10重量份以上能被化学腐蚀的树脂组分。当无机填料的重量份数等于0时,基体树脂包括15重量份以上能被化学腐蚀的树脂组分。本申请一些实施方式中,基体树脂也可包括20重量份以上能被化学腐蚀的树脂组分。本申请一些实施方式中,基体树脂也可包括30重量份以上能被化学腐蚀的树脂组分。
本申请实施方式中,为获得具有较高工作温度的塑料产品,基体树脂可以是选择玻璃化转变温度或熔点大于160℃的树脂材料,本申请另一些实施方式中,基体树脂也可以是选择玻璃化转变温度或熔点大于200℃的树脂材料。本申请另一些实施方式中,基体树脂也可以是选择玻璃化转变温度或熔点大于230℃的树脂材料。而为了获得较低的介电损耗性能的塑料产品,基体树脂可以是选择在700MHz~6GHz下介电损耗小于0.015的树脂材料。本申请其他一些实施方式中,基体树脂可以是选择在700MHz~6GHz下介电损耗小于0.01的树脂材料。
本申请实施方式中,通过添加激光反射剂,由于激光反射剂对激光具有较强的反射性,因此可以有效减少或消除激光加工时激光对塑料中基体树脂的碳化影响,从而减弱或消除非线性碳颗粒的PIM影响。具体地,本申请实施方式中,激光反射剂对激光的反射率可以是≥70%。激光反射剂具体可包括二氧化钛粉体、硫化锌粉体、钛酸钙粉体、硫酸钡粉体、铁红粉体、滑石粉、云母粉、ABO3型粉体中的一种或多种,ABO3型粉体中,A为Ba、Sr、Pb或BaxSry;B为Ti、Zr或TixZry;其中,x+y=1。激光反射剂的粉体粒径可以是≤15μm。本申请一些实施方式中,激光反射剂的重量份数可以是5~40份。本申请另一些实施方式中,激光反射剂的重量份数可以是10~35份。本申请其他一些实施方式中,激光反射剂的重量份数还可以是20~30份。
本申请实施方式中,无机填料能够被化学腐蚀液腐蚀去除,从而能使塑料通过化学粗化形成低粗糙度表面,并在化学粗化过程中,使塑料表面被化学腐蚀液侵蚀后形成多个开孔的腐蚀孔洞结构,当后续在其表面化学镀或电镀金属镀层时,金属材料会渗入到这些开孔结构中产生良好的镀层结合力。而且化学粗化相对物理粗化更稳定、均匀,可以形成低粗糙度表面,获得表面形貌一致性更好、更稳定的粗化表面。这些腐蚀孔洞结构的形状、尺寸可通过无机填料的形状、尺寸选择来进行控制,从而实现塑料表面的形貌可控调节,这些腐蚀孔洞结构大都为微米级孔洞结构。同时无机填料也可以有效增强塑料的强度。腐蚀孔洞结构的形成能够更好地在保持低粗糙度表面的情况下获得更好的金属镀层结合力。
本申请实施方式中,无机填料具体可以是二氧化硅颗粒和玻璃纤维中的一种或多种。本申请实施方式中,二氧化硅颗粒为微球结构,其D50粒径为1μm-5μm。具体地,例如可以是1μm、2μm、3μm、4μm、5μm。较小粒径的二氧化硅可以更好地在基体树脂中分散,同时也可以使得塑料在化学粗化时,表面形成更多均匀的尺寸适合的微细孔洞,提高金属镀层结合力,同时也能避免粒径太大影响力学性能,及粒径太大导致粗糙度大而恶化PIM的问题。本申请实施方式中,玻璃纤维的截面形状可以是圆形或矩形,当然也可以其他规则或非规则性质,玻璃纤维的截面直径或厚度可以是小于或等于15μm,具体地,例如可以是1μm-15μm。具体地,圆形玻纤截面直径可以是≤15μm,扁平玻纤(矩形玻纤)截面厚度可以是≤10μm。适合尺寸玻璃纤维的加入可以形成深度合适的腐蚀孔洞,使粗化表面获得较低Rz,改善PIM,同时也能保证材料力学性能。
本申请实施方式中,为了能够更好地被化学腐蚀形成腐蚀孔洞,玻璃纤维中的二氧化硅含量大于或等于50%。具体地,本申请实施方式中,玻璃纤维中的二氧化硅含量可以是60%、70%、80%或90%。本申请一些实施方式中,玻璃纤维为无碱玻璃纤维。无碱玻璃纤维强度高、损耗低,加工时对树脂不会造成降解。本申请一些实施方式中,为了使塑料表面形成丰富多样的不同形状尺寸的腐蚀孔洞,提高镀层结合力,可以同时加入二氧化硅颗粒和玻璃纤维。
本申请一些实施方式中,无机填料的重量份数可以是10份~60份。本申请另一些实施方式中,无机填料的重量份数可以是20份~50份。本申请其他一些实施方式中,无机填料的重量份数还可以是25份~40份。具体地,无机填料的加入量可根据基体树脂的腐蚀性能进行调控,当基体树脂本身能够被化学腐蚀,则可以减少无机填料的加入量。而基体树脂本身不能够被化学腐蚀,则可以增加无机填料的加入量。
本申请实施方式中,塑料不包含可被激光活化释放出金属粒子的组分。其中,可被激光活化释放出金属粒子的组分具体包括有机金属复合物。本申请实施例塑料不包含现有LDS塑料中成本较高的有机金属复合物,原材料的成本较低,也不需要通过激光刻蚀出所有电路,可以经化学粗化直接化学镀、电镀形成金属镀层,从而可减少激光加工量,适用于大面积电路制备。
本申请实施方式中,为了进一步提高塑料的介电性能,上述塑料还包括介电改性剂,介电改性剂包括但不限于二氧化钛、钛酸钡、钛酸钙、钛酸锶、钛酸锶钡、钛酸铅、锆酸铅、锆钛酸铅、铌酸钽钾和氧化锌中的一种或多种。本申请实施方式中,介电改性剂的重量份数小于或等于40份。具体地,例如可以是1-40份。进一步地,介电改性剂的重量份数可以是小于或等于30份。更进一步地,介电改性剂的重量份数可以是小于或等于20份。通过高介电常数的介电改性剂的使用,可以开发出一系列的不同介电常数的塑料,在添加量较小时获得更高的介电常数和力学强度,满足天线振子小型化、高隔离度需求。
本申请实施方式中,为了获得不同性能的塑料产品,以适用于不同应用场景需求,上述塑料还可以根据应用需要加入其它助剂,其它助剂具体可包括但不限于润滑剂、相容剂、阻燃剂和抗菌剂中的一种或多种。
本申请实施方式中,为了进一步改进注塑加工时材料粒子下料均匀性和塑化效果,上述塑料还包括润滑剂。润滑剂可以但不限于含氟润滑剂、含硅润滑剂、聚丙烯蜡、改性聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、改性聚乙烯蜡、改性聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、硬脂酸酯、硬脂酸和硬脂酸盐类润滑剂中的一种或多种。本申请实施方式中,为了进一步改进材料的力学性能,提升力学强度,上述塑料还包括相容剂。相容剂可以但不限于是马来酸酐接枝物、马来酸酐共聚物、丙烯酸改性聚合物、环氧改性聚合物中的一种或多种。本申请实施方式中,为了进一步改进材料的阻燃性能,上述塑料还可以包括阻燃剂,阻燃剂可以包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和有机卤系阻燃剂中的一种或多种。通过加入不同种类、不同含量的阻燃剂,可以制备得到不同阻燃性能的塑料,以满足不同场景的阻燃需求。本申请实施方式中,为了进一步改进材料的抗菌性能,上述塑料还可以包括抗菌剂。抗菌剂具体可以是但不限于是银离子抗菌剂、纳米二氧化钛、铵盐类抗菌剂、季膦盐类抗菌剂和有机锡类抗菌剂。通过添加抗菌剂可以开发出不同抗菌等级的塑料,以满足户外使用时的不同抗菌需求。
本申请实施例提供的塑料,通过上述各组分的协同作用,具有耐高温、低PIM值、低介电损耗、低成本、高强度等优异的综合性能,适用于各种应用场景中。本申请实施方式中,塑料具有较高的耐热温度,可以满足SMT(Surface Mounted Technology,表面贴装技术)焊接和260℃以内的烙铁焊接需求。塑料的耐受工作温度,即长期服役温度大于110℃。塑料的拉伸强度≥40MPa。本申请实施方式中,塑料在700MHz~6GHz下的介电损耗小于0.015。本申请实施方式中,采用上述塑料制备的天线振子在700MHz~6GHz下的3阶PIM均值小于或等于-100dbm,可以适用于FDD天线中。该塑料应用在天线中还可以提高振子的隔离度和实现振子小型化。
本申请实施方式中,上述塑料可采用如下方式制备得到:
将基体树脂预先干燥;利用高速混合机将干燥好的基体树脂进行均匀混合;将均匀混合后的基体树脂与激光反射剂、无机填料混合均匀后,投入到双螺杆挤出机的主喂料斗,若加入玻璃纤维则玻璃纤维由挤出机的侧喂料斗加入,经熔融共混后挤出造粒,即得本申请实施例上述的塑料。
本申请实施例还提供了一种具有金属镀层的塑料件,包括塑料件本体和形成在塑料件本体表面的金属镀层,其中,塑料件本体采用上述塑料注塑成型,金属镀层可以是通过化学镀和/或电镀方式制备。具体地,塑料件本体为一体注塑成型件。该具有金属镀层的塑料件可以是各种有金属化需求的塑料应用场景中的一结构件,该应用场景包括但不限于是天线振子、滤波器、波导、连接器等。
参见图1,为本申请实施例提供的天线振子的截面结构示意图,天线振子包括天线振子本体10和形成在天线振子本体10表面的金属镀层20,天线振子本体10采用本申请实施例上述的塑料注塑成型。具体地,天线振子本体10为一体注塑成型件。金属镀层20可以是通过化学镀和/或电镀方式制备,金属镀层20可以是包括天线振子结构中需要设计的各种金属电路、反射部件等。
本申请实施方式中,天线振子本体10的具体结构、形状、尺寸均不限,可以是根据实际产品需求注塑成型成任何形式。如图2所示,天线振子本体10可以为单一的振子结构2。如图3所示,天线振子本体10也可以是指集成有多个单一振子结构2的一体化塑料件,即包括塑料底板1和集成在塑料底板1上的一个或多个单一振子结构2。其中,振子结构2的集成数量不限,可根据需要设置,多个单一振子结构2可以是阵列排布。天线振子本体10上形成的金属镀层20可以是包括辐射单元、功率分配单元3等金属电路,也可以包括起反射作用充当反射部件的金属层。其中,辐射单元可以形成在振子结构2上,功率分配单元3可以形成在塑料底板1的任意一侧表面,起反射作用充当反射部件的金属层可以形成在塑料底板1表面。
本申请实施方式中,如图1所示,金属镀层20可包括依次形成在天线振子本体10表面的化学镀打底层21和电镀层22,化学镀打底层21包括铜和/或镍,电镀层22包括铜、锡、银、金和铜锌锡合金镀层中的一种或多种。金属镀层20的厚度可以根据实际需要进行设定。其中,化学镀打底层21的厚度例如可以是≤1μm。电镀层22的厚度例如可以是5μm~25μm。电镀层22可用以传输或反射电信号,且能够焊接。
本申请实施方式中,天线振子本体与金属镀层结合的一侧表面具有多个腐蚀孔洞结构,多个腐蚀孔洞结构中沉积有金属镀层材料,从而天线振子本体与金属镀层形成较强的铆合,结合力强。
本申请实施方式中,天线振子本体与金属镀层结合的一侧表面的表面粗糙度Ra小于6μm。本申请一些实施方式中,天线振子本体与金属镀层结合的一侧表面的表面粗糙度Ra小于4μm。本申请另一些实施方式中,天线振子本体与金属镀层结合的一侧表面的表面粗糙度Ra小于3μm。本申请一具体实施方式中,天线振子本体与金属镀层结合的一侧表面的表面粗糙度Ra可以是0.5μm-3μm。适合的表面粗糙度能够使天线振子同时获得低PIM效应、强镀层结合力和较佳力学性能。
本申请实施例提供的天线振子可满足焊接需求,金属镀层与天线振子本体的结合强度镀层结合力强,3M公司的600号胶带百格测试均可以达到0级,本申请实施例的天线振子在700MHz~6GHz下的3阶PIM均值小于或等于-100dbm,可适用于在FDD天线中具有良好PIM值。
参见图4,本申请实施例的天线振子的制备工艺流程可包括:
S101、注塑成型:采用本申请实施例上述挤出造粒获得的塑料粒子一体注塑成型得到天线振子本体10。
S102、化学粗化:将天线振子本体10采用化学腐蚀液进行粗化,形成表面粗糙度Ra小于6μm的粗化表面;其中,化学腐蚀液可以是包括酸腐蚀液和/或碱腐蚀液。由图4可以看到,经过化学粗化后的天线振子本体表面形成了一些腐蚀孔洞。
S103、化学镀打底层:采用化学镀方法在粗化后的表面沉积化学镀打底层21;由图4可以看到,在沉积化学镀打底层21时,部分打底层金属材料渗入到了天线振子本体表面的腐蚀孔洞中,从而使得化学镀打底层21与天线振子本体形成了强结合。
S104、激光镭雕分区:采用激光镭雕去除部分化学镀打底层21,以将电路区域和非电路区域隔离区分出来;该工艺中激光镭雕只是用于分区,其加工量相对于LDS工艺大大减少。
S105、电路区电镀金属镀层,非电镀区退镀:采用电镀方法在电路区域的化学镀打底层上形成电镀层22,并将非电路区域的化学镀打底层去除,得到天线振子。
本申请实施例还提供了一种天线,包括本申请实施例上述的天线振子。本申请实施例天线还可根据天线振子的集成情况包括其他不同部件,例如还可包括反射部件、天线罩、移相器、滤波器、散热器等。本申请实施例的天线,其设计形式、结构不限,可以是单列天线,也可以是多列天线;可以是同频段多阵列天线,也可以是多频段多阵列天线;可以是高频天线,也可以是多频天线等。可以是基站天线,终端设备天线等。本申请实施例上述提供的天线,可用于任何有天线功能需求的设备中,如无线通信设备,具体例如为终端设备、基站等。
本申请实施例还提供了一种终端设备,终端设备包括本申请实施例上述的天线。该终端设备包括但不限于手机、平板电脑、智能穿戴设备等无线通信终端。
本申请实施例还提供了一种基站,基站包括本申请实施例上述的天线。
本申请实施例提供的塑料,与现有LDS工艺相比,不需要加入价格昂贵的有机金属复合物,原材料成本更低,而且可以通过化学粗化,粗化后表面粗糙度更小、表面形貌均匀性、稳定性更好。激光加工过程中,塑料中的树脂可避免受到破坏,减少碳化颗粒产生。不需要用激光将电路区域全部活化,只需沿所需电路边缘加工很窄的线宽,一般线宽<0.5mm,加工量很小,激光加工的工艺成本较低。而与现有PEP工艺相比,本申请实施例塑料可以进行化学粗化,且粗化后的表面粗糙度Ra小于6μm,同时低粗糙度下具备良好的镀层结合力。化学粗化后形貌均匀性和稳定性较好,在激光加工到打底层镀层和塑料界面时,不会导致塑料基材的碳化,电镀金属镀层时镀层边缘毛刺较小,可在700MHz~6GHz下达到3阶PIM<-110dbm,满足天线振子对PIM的要求,可适用于FDD制式天线和TDD制式天线。
下面通过具体实施例对本申请实施例技术方案进行进一步的说明。
实施例一
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:45份
二氧化钛:35份
二氧化硅微球:10份
扁平玻璃纤维:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
本实施例塑料采用二氧化钛,一方面二氧化钛对激光具有强的反射性,可以显著降低或消除激光加工导致的塑料基材碳化影响;同时由于二氧化钛具有高的介电常数,低的介电损耗,可以作为介电改性剂获得高介电低损耗材料。而液晶聚酯、二氧化硅微球和扁平玻璃纤维这些组分可以被化学蚀刻,蚀刻后可以获得稳定的低粗糙度表面,并在粗化表面形成具有微细孔洞和扁平状特征结构孔洞,从而可提高塑料表面镀层与塑料界面的结合力。该实施例制备的材料具有高介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM、高强度特性,在天线中还可以提高振子的隔离度和实现振子小型化。
本实施例塑料拉伸强度为117Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为2.3μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片,采用该微带传输线板片测试PIM值,微带传输线阻抗按50ohm设计,测试输入两个43dBm(20W)载波信号,在700MHz~6GHz频段下测试3阶PIM值。该材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-115dbm,介电常数Dk为6.0,介电损耗Df为0.0052。镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例二
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:61份
二氧化钛:6份
二氧化硅微球:23份
扁平玻璃纤维:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
本实施例材料具有较低介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM、高强度特性。
本实施例塑料拉伸强度为125Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为2.6μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-110dbm,Dk为4.0,Df为0.0032。镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例三
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:45份
二氧化钛:35份
二氧化硅微球:20份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。
本实施例材料具有较高介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM、高强度特性。
本实施例塑料拉伸强度为118Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为2.5μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-102dbm,Dk为5.93,Df为0.0044,镀层结合力满足3M 600号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例四
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:49份
二氧化钛:31份
扁平玻璃纤维:20份
其中扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
该实施例制备的材料具有较高介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM、高强度特性。
本实施例塑料拉伸强度为132Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为2.4μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-107dbm,Dk为5.75,Df为0.0058,镀层结合力满足3M 600号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例五
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:44份
聚苯硫醚:5份
二氧化钛:35份
二氧化硅微球:8份
扁平玻璃纤维:8份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
该实施例制备的材料具有较高介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM、高强度特性。
本实施例塑料拉伸强度为90Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为3.2μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-108dbm,Dk为5.86,Df为0.0042,镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例六
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:38份
聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯:5份
二氧化钛:37份
二氧化硅微球:10份
扁平玻璃纤维:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
该实施例制备的材料具有较高介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM、高强度特性。本实施例塑料拉伸强度为90Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为2.1μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-108dbm,Dk为5.83,Df为0.0046,镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例七
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:45份
钛酸钙:35份
二氧化硅微球:10份
扁平玻璃纤维:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
本实施例利用钛酸钙对激光具有强的反射性,可以显著降低或消除激光加工导致的塑料基材碳化影响,而液晶聚酯、二氧化硅微球和无碱扁平玻璃纤维,这些组分可以被化学蚀刻,蚀刻后可以获得稳定的低粗糙度表面,并在粗化表面形成具有微细孔洞和扁平状的特征结构的孔洞,从而提高镀层与塑料界面的结合力。该实施例制备的材料具有较高介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM、高强度特性。本实施例塑料拉伸强度为125Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为1.6μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-103dbm,Dk为6.3,Df为0.0055,镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例八
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:75份
钛酸钙:5份
二氧化硅微球:10份
扁平玻璃纤维:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
该实施例制备的材料具有较低介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM、高强度特性。本实施例塑料拉伸强度为142Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为1.6μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-110dbm,Dk为3.9,Df为0.0041,镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例九
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:57份
二氧化钛:6份
云母:7份
二氧化硅微球:20份
扁平玻璃纤维:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
本实施例利用二氧化钛和云母粉对激光具有强的反射性,可以显著降低或消除激光加工导致的塑料基材碳化影响,采用液晶聚酯、二氧化硅微球和无碱扁平玻璃纤维,这些组分可以被化学蚀刻,将塑料蚀刻后可以获得稳定的低粗糙度表面,并在粗化表面形成具有微细孔洞和扁平状的特征结构,从而提高镀层与塑料界面的结合力。同时云母的片层结构还可以提高力学强度。该实施例制备的材料具有较低介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM、高强度特性。本实施例塑料拉伸强度为98Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为2.5μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-108dbm,Dk为3.98,Df为0.0032,镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例十
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
聚苯硫醚:30份
液晶聚酯:10份
二氧化钛:30份
二氧化硅微球:20份
扁平玻璃纤维:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
该实施例制备的材料具有较高介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM、高强度特性。本实施例塑料拉伸强度为89Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为0.6μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-100dbm,Dk为5.63,Df为0.0027,镀层结合力满足3M 600号胶带百格测试0级,可满足260℃内的烙铁焊接。
实施例十一
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
聚苯硫醚:40份
聚苯醚:10份
二氧化钛:10份
二氧化硅微球:30份
扁平玻璃纤维:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
利用二氧化钛对激光具有强的反射性,可以显著降低或消除激光加工导致的塑料基材碳化影响,采用聚苯醚、二氧化硅微球和无碱扁平玻璃纤维,这些组分可以被化学蚀刻,蚀刻后可以获得稳定的低粗糙度表面,并在粗化表面形成具有微细孔洞和扁平状的特征结构,从而提高镀层与塑料界面的结合力。该实施例制备的材料具有较低介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM、高强度特性。本实施例塑料拉伸强度为105Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为0.6μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-101dbm,Dk为4.1,Df为0.003,镀层结合力满足3M 600号胶带百格测试0级,可满足200℃内烙铁焊接。
实施例十二
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
聚苯硫醚:35份
二氧化钛:5份
二氧化硅微球:60份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。
利用二氧化钛对激光具有强的反射性,可以显著降低或消除激光加工导致的塑料基材碳化影响,采用可以被化学蚀刻的二氧化硅微球组分,蚀刻后可以获得稳定的低粗糙度表面,并在粗化表面形成具有微细孔洞特征结构,从而提高镀层与塑料界面的结合力。该实施例制备的材料具有较低介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM。本实施例塑料拉伸强度为45Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为0.5μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-112dbm,Dk为3.85,Df为0.0032,镀层结合力满足3M 600号胶带百格测试0级,可满足260℃内烙铁焊接。
实施例十三
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
聚苯醚:54份
液晶聚酯:10份
二氧化钛:6份
二氧化硅微球:20份
扁平玻纤:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
利用二氧化钛对激光具有强的反射性,可以显著降低或消除激光加工导致的塑料基材碳化影响,采用液晶聚酯和可以被化学蚀刻的二氧化硅微球和扁平玻纤组分,蚀刻后可以获得稳定的低粗糙度表面,并在粗化表面形成具有微细孔洞特征结构,从而提高镀层与塑料界面的结合力。该实施例塑料具有较低介电常数、更低介电损耗、低成本、低PIM特性。本实施例塑料拉伸强度为70Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为1μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-110dbm,Dk为3.88,Df为0.0015,镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足200℃内烙铁焊接。
实施例十四
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:69份
乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物:5份
二氧化钛:6份
二氧化硅微球:10份
扁平玻纤:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
利用二氧化钛对激光具有强的反射性,可以显著降低或消除激光加工导致的塑料基材碳化影响,采用液晶聚酯、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和可以被化学蚀刻的二氧化硅微球和扁平玻纤组分,蚀刻后可以获得稳定的低粗糙度表面,并在粗化表面形成具有微细孔洞特征结构,从而提高镀层与塑料界面的结合力。该实施例制备的材料具有较低介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM特性。本实施例塑料拉伸强度为120Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为2μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-112dbm,Dk为3.95,Df为0.0055,镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例十五
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:69份
三元乙丙橡胶:5份
二氧化钛:6份
二氧化硅微球:10份
扁平玻纤:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
利用二氧化钛对激光具有强的反射性,可以显著降低或消除激光加工导致的塑料基材碳化影响,采用液晶聚酯、三元乙丙橡胶和可以被化学蚀刻的二氧化硅微球和扁平玻纤组分,蚀刻后可以获得稳定的低粗糙度表面,并在粗化表面形成具有微细孔洞特征结构,从而提高镀层与塑料界面的结合力。该实施例制备的材料具有较低介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM特性。本实施例塑料拉伸强度为115Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为2.5μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-114dbm,Dk为3.9,Df为0.0018,镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例十六
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
聚醚醚酮:69份
液晶聚酯:5份
二氧化钛:6份
二氧化硅微球:10份
扁平玻纤:10份
其中二氧化硅微球的D50为5μm。扁平玻璃纤维为无碱玻纤,截面厚度7μm。
利用二氧化钛对激光具有强的反射性,可以显著降低或消除激光加工导致的塑料基材碳化影响,采用液晶聚酯和可以被化学蚀刻的二氧化硅微球和扁平玻纤组分,蚀刻后可以获得稳定的低粗糙度表面,并在粗化表面形成具有微细孔洞特征结构,从而提高镀层与塑料界面的结合力。该实施例制备的材料具有较低介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM。本实施例塑料拉伸强度为110Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为1.9μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-113dbm,Dk为4.05,Df为0.0035,镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
实施例十七
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:43份
甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物:10份
二氧化钛:47份
利用二氧化钛对激光具有强的反射性,可以显著降低或消除激光加工导致的塑料基材碳化影响,采用液晶聚酯和可以被化学蚀刻的甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物,蚀刻后可以获得稳定的低粗糙度表面,并在粗化表面形成具有微细孔洞特征结构,从而提高镀层与塑料界面的结合力。该实施例制备的材料具有较高介电常数、较低介电损耗、低成本、低PIM。本实施例塑料拉伸强度为83Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为1.5μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-112dbm,Dk为6.0,Df为0.014,镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足200℃内的洛铁焊接。
采用本申请上述实施例的塑料材料进行天线振子的制备,相比现有LDS工艺,不含LDS有机金属复合物,材料成本低,无LDS活化导致的碳化颗粒,粗糙度更低、PIM值更好;相比现有PEP工艺,可降低或消除激光加工导致的碳化颗粒,可通过化学粗化获得低粗糙度和形貌均匀性好的表面,可实现低粗糙度下金属镀层的结合力,PIM更好。
实施例十八
本实施例提供一种塑料,包括如下重量份数的组分:
液晶聚酯:69份
三元乙丙橡胶:5份
二氧化钛:26份
利用二氧化钛对激光具有强的反射性,可以显著降低或消除激光加工导致的塑料基材碳化影响,采用液晶聚酯和可被腐蚀的三元乙丙橡胶组分,蚀刻后可以获得稳定的低粗糙度表面,并在粗化表面形成具有微细孔洞特征结构,从而提高镀层与塑料界面的结合力。该实施例制备的材料具有较低介电常数、低介电损耗、低成本、低PIM特性。本实施例塑料拉伸强度为105Mpa。将本实施例塑料注塑成型成塑料板片,再采用化学腐蚀液腐蚀塑料板片,使塑料板片表面形成表面粗糙度Ra为1.4μm的粗化表面,再在塑料板片上镀接地层金属和微带线,得到简化的微带传输线板片。采用实施例一相同的方法测试,本实施例材料在700MHz~6GHz下3阶PIM均值为-114dbm,Dk为5.8,Df为0.0042,镀层结合力满足3M 250号胶带百格测试0级,可满足SMT焊接。
采用本申请上述实施例的塑料材料进行天线振子的制备,相比现有LDS工艺,不含LDS有机金属复合物,材料成本低,无LDS活化导致的碳化颗粒,粗糙度更低、PIM值更好;相比现有PEP工艺,可降低或消除激光加工导致的碳化颗粒,可通过化学粗化获得低粗糙度和形貌均匀性好的表面,可实现低粗糙度下金属镀层的结合力,PIM更好。
Claims (29)
1.一种塑料,其特征在于,以总重量份数为100份计,所述塑料包括如下重量份数的各组分:
基体树脂25~90份;
激光反射剂1~60份;
无机填料0~70份,所述无机填料能够被化学腐蚀;其中,当所述基体树脂包括能被化学腐蚀的树脂组分时,所述无机填料的重量份数等于0或大于0;当所述基体树脂全部为不能被化学腐蚀的树脂组分时,所述无机填料的重量份数大于0。
2.如权利要求1所述的塑料,其特征在于,所述基体树脂包括第一基体树脂,所述第一基体树脂包括热致性液晶聚酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚酰胺类树脂、聚砜类树脂、聚酮类树脂和聚醚酰亚胺中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的塑料,其特征在于,所述第一基体树脂的重量份数为25~90份。
4.如权利要求2或3所述的塑料,其特征在于,所述基体树脂还包括第二基体树脂,所述第二基体树脂包括热致性液晶聚酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺类树脂、苯乙烯-丙烯晴-丁二烯共聚物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、高胶粉、甲基丙烯酸酯-丁二烯共聚物、丙烯酸酯类共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、聚丁二烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、丁基橡胶、聚异戊二烯橡胶、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶中的一种或多种,且所述第二基体树脂与所述第一基体树脂不同。
5.如权利要求4所述的塑料,其特征在于,所述第二基体树脂的重量份数为1~25份。
6.如权利要求1-5任一项所述的塑料,其特征在于,当所述无机填料的重量份数等于0时,所述基体树脂包括两种或两种以上能被化学腐蚀的树脂组分。
7.如权利要求1-6任一项所述的塑料,其特征在于,当所述无机填料的重量份数等于0时,所述基体树脂包括10重量份以上能被化学腐蚀的树脂组分。
8.如权利要求1所述的塑料,其特征在于,所述激光反射剂包括二氧化钛粉体、氧化锌粉体、硫化锌粉体、钛酸钙粉体、硫酸钡粉体、铁红粉体、滑石粉、云母粉、ABO3型粉体中的一种或多种,所述ABO3型粉体中,A为Ba、Sr、Pb或BaxSry;B为Ti、Zr或TixZry;其中,x+y=1。
9.如权利要求1所述的塑料,其特征在于,所述无机填料包括二氧化硅颗粒和玻璃纤维中的一种或多种。
10.如权利要求9所述的塑料,其特征在于,所述二氧化硅颗粒的D50粒径为1μm~5μm。
11.如权利要求9所述的塑料,其特征在于,所述玻璃纤维的截面直径或厚度小于或等于15μm。
12.如权利要求9所述的塑料,其特征在于,所述玻璃纤维中的二氧化硅含量大于或等于50%。
13.如权利要求1-12任一项所述的塑料,其特征在于,所述塑料不包含可被激光活化释放出金属粒子的组分。
14.如权利要求1-13任一项所述的塑料,其特征在于,所述塑料还包括介电改性剂,所述介电改性剂包括二氧化钛、钛酸钡、钛酸钙、钛酸锶、钛酸锶钡、钛酸铅、锆酸铅、锆钛酸铅、铌酸钽钾和氧化锌中的一种或多种。
15.如权利要求14所述的塑料,其特征在于,所述介电改性剂的重量份数小于或等于40份。
16.如权利要求1-15任一项所述的塑料,其特征在于,所述塑料还包括润滑剂、相容剂、阻燃剂、抗菌剂中的一种或多种。
17.如权利要求1-16任一项所述的塑料,其特征在于,所述塑料的长期耐受工作温度大于110℃;所述塑料的拉伸强度≥40MPa。
18.如权利要求1-17任一项所述的塑料,其特征在于,所述塑料在700MHz~6GHz下的介电损耗小于0.015。
19.如权利要求1-18任一项所述的塑料,其特征在于,采用所述塑料制备的天线振子在700MHz~6GHz下的3阶PIM均值小于或等于-100dbm。
20.一种具有金属镀层的塑料件,其特征在于,包括塑料件本体和形成在所述塑料件本体表面的金属镀层,所述塑料件本体采用如权利要求1-19任一项所述的塑料注塑成型。
21.一种天线振子,其特征在于,所述天线振子包括天线振子本体和形成在所述天线振子本体表面的金属镀层,所述天线振子本体采用权利要求1-19任一项所述的塑料注塑成型。
22.如权利要求21所述的天线振子,其特征在于,所述金属镀层包括依次形成在所述天线振子本体表面的化学镀打底层和电镀层,所述化学镀打底层包括铜和/或镍,所述电镀层包括铜、锡、银、金和铜锌锡合金中的一种或多种。
23.如权利要求21或22所述的天线振子,其特征在于,所述天线振子本体与所述金属镀层结合的一侧表面具有多个腐蚀孔洞结构,所述多个腐蚀孔洞结构中沉积有所述金属镀层材料。
24.如权利要求21-23任一项所述的天线振子,其特征在于,所述天线振子本体与所述金属镀层结合的一侧表面的表面粗糙度Ra小于6μm。
25.如权利要求21-24任一项所述的天线振子,其特征在于,所述金属镀层采用百格测试,结合力至少为3M 600号胶带0级。
26.如权利要求21-25任一项所述的天线振子,其特征在于,所述天线振子在700MHz~6GHz下的3阶PIM均值小于或等于-100dbm。
27.一种天线,其特征在于,包括如权利要求21-26任一项所述的天线振子。
28.一种终端设备,其特征在于,所述终端设备包括如权利要求27所述的天线。
29.一种基站,其特征在于,所述基站包括如权利要求28所述的天线。
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