DE102020207714A1

DE102020207714A1 - Funkwellen-durchlässige abdeckung eines fahrzeugradars

Info

Publication number: DE102020207714A1
Application number: DE102020207714.2A
Authority: DE
Inventors: Ill Joo Lee; Seung Chan Hong; Byeong Jun Son
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; Mobase Co Ltd
Current assignee: Hyundai Motor Co; Mobase Co Ltd; Kia Corp
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2021-06-17
Also published as: KR20210077023A; US20210184343A1; US11223123B2; CN112993563A

Abstract

Offenbart ist eine Funkwellen-durchlässige Abdeckung eines Fahrzeugradars, die eine metallische Farbe aufweist und eine verbesserte Funkwellenübertragungsleistung bietet. Die Funkwellen-durchlässige Abdeckung kann einen optischen Film umfassen, der durch gleichzeitiges Abschneiden eines Aluminium- (Al) Materials und eines Materials mit niedrigem Schmelzpunkt gebildet wird, so dass eine Funkwelle, die von einer beispielsweise in einem Fahrzeug vorgesehenen Antenne eines Radars abgestrahlt wird, übertragen wird. Die Funkwellen-durchlässige Abdeckung umfasst ein Substrat und einen optischen Film, der Aluminium (Al) und ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, dessen Schmelzpunkt unter dem Schmelzpunkt von Aluminium (Al) liegt, auf der Oberfläche des Substrats.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funkwellen-durchlässige Abdeckung eines Fahrzeugradars. Die Funkwellen-durchlässige Abdeckung eines Fahrzeugradars kann eine metallische Farbe aufweisen und mit einer verbesserten Funkwellenübertragungsleistung versehen sein, indem gleichzeitig ein Aluminium- (Al) Material und ein Material mit niedrigem Schmelzpunkt abgeschieden werden.
HINTERGRUND
In jüngster Zeit hat mit zunehmendem Interesse an autonomen Fahrzeugen die Nachfrage nach einer Fahrzeugradartechnologie, die eine autonome Bewegung von Kraftfahrzeugen ermöglicht, zugenommen.
Ein repräsentatives Beispiel für eine Anwendung der Fahrzeugradartechnologie ist eine intelligente Geschwindigkeitsregelanlage.
Die intelligente Geschwindigkeitsregelanlage erfasst die Bewegung eines vorausfahrenden Fahrzeugs unter Verwendung einer vor einem Fahrzeug vorgesehenen Radarvorrichtung und steuert bzw. regelt somit den Motor und die Bremsen davon derart, dass das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert, wodurch es möglich wird, vorausfahrenden Fahrzeuge auszuweichen und die Fahrspur zu wechseln, oder auf eine anfänglich eingestellte Geschwindigkeit zu beschleunigen und dann konstant zu fahren, wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist.
Um eine solche intelligente Geschwindigkeitsregelanlage zu realisieren, ist das Fahrzeug mit einer Radarvorrichtung ausgestattet und sammelt Informationen über die Bewegung vorausfahrender Fahrzeuge und über Änderungen in der Umgebung durch das Senden bzw. Übertragen und Empfangen eines von einem Radar emittierten Laserstrahls.
Im Allgemeinen umfasst die Radarvorrichtung eine Antenne zum Senden und Empfangen von Funkwellen, interne elektronische Bauteile wie eine Millimeterwellen-RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit - integrierte Schaltung für Hochfrequenz) und eine Radarkuppel (Radom) zum Schutz derselben. Ferner ist eine durchlässige Abdeckung zum Schutz der Radarvorrichtung vor der Radarkuppel angeordnet. Typischerweise ist die durchlässige Abdeckung am Front- bzw. Kühlergrill des Fahrzeugs vorgesehen.
1 zeigt eine Ansicht, die ein herkömmliches Funkwellenübertragungsmodul eines Fahrzeugradars zeigt. Die von einer Antenne 10 einer in einem Fahrzeug vorgesehenen Radarvorrichtung abgestrahlte Funkwelle wird nacheinander über eine Radarkuppel 20 und eine durchlässige Abdeckung 30 übertragen und dann nach vorne abgestrahlt.
Die von der Antenne 10 abgestrahlte Funkwelle wird hinsichtlich der Wellenlänge geändert und aufgrund der dielektrischen Permittivität des Mediums, durch das die Funkwelle übertragen wird, gedämpft.
Wie in 1 gezeigt, wird die von der Antenne 10 abgestrahlte Funkwelle meistens durch die Radarkuppel 20 zu der durchlässigen Abdeckung 30 übertragen, wenn sie mit der Radarkuppel 20 in Kontakt kommt, aber ein Teil davon wird auf der Radarkuppel 20 reflektiert. Wenn die Funkwelle, die von der Antenne 10 abgestrahlt wird und dann auf die Radarkuppel 20 einfällt, als erste einfallende Welle L1 definiert ist und wenn die auf der Radarkuppel 20 reflektierte Funkwelle als eine erste Reflexionswelle R1 definiert ist, ist die Durchlässigkeit der Radarkuppel 20 ist ein Wert, der durch Subtrahieren der ersten Reflexionswelle R1 von der ersten einfallenden Welle L1 erhalten wird. Wenn ferner die Funkwelle, die durch die Radarkuppel 20 übertragen wird und dann auf die durchlässige Abdeckung 30 einfällt, als eine zweite einfallende Welle L2 definiert ist und wenn die an der durchlässigen Abdeckung 30 reflektierte Funkwelle als eine zweite Reflexionswelle R2 definiert ist, ist die Durchlässigkeit der durchlässigen Abdeckung 30 ein Wert, der durch Subtrahieren der zweiten Reflexionswelle R2 von der zweiten einfallenden Welle L2 erhalten wird.
Die von der Antenne 10 abgestrahlte Funkwelle wird teilweise reflektiert, während sie durch die Radarkuppel 20 und die durchlässige Abdeckung 30 übertragen wird. Demzufolge wird nur eine Übertragungswelle L3, die durch Subtrahieren der ersten Reflexionswelle R1 und der zweiten Reflexionswelle R2 von der ersten einfallenden Welle L1 erhalten wird, nach vorne abgestrahlt.
Um die Sende- und Empfangseffizienz der von der Antenne 10 abgestrahlten Funkwelle zu verbessern, ist es daher wichtig, die Funkwellendurchlässigkeit der Radarkuppel 20 und der durchlässigen Abdeckung 30 zu verbessern.
Da die Radarkuppel 20 und die durchlässige Abdeckung 30, insbesondere die durchlässige Abdeckung 30, zu der Außenseite des Fahrzeugs freigelegt sind, muss eine metallische Farbe realisiert werden, um ein Gefühl der Einheit mit den umgebenden Fahrzeugteilen sicherzustellen. Zu diesem Zweck wird ein Metallmaterial zum Realisieren einer metallischen Farbe auf einem Substrat, das ein Kunststoffmaterial umfasst, abgeschieden, und der resultierende Teil wird dann verwendet.
In dem Fall, in dem das Metallmaterial auf dem Substrat abgeschieden wird, um eine durchlässige Abdeckung herzustellen, kann die durchlässige Abdeckung eine metallische Farbe aufweisen, aber die Funkwellenübertragungsleistung und Haltbarkeit sind nicht gewährleistet. Daher sind kontinuierlich Untersuchungen zur Auswahl und Kombination des auf dem Substrat abgelagerten Metallmaterials durchgeführt worden.
Die als Stand der Technik beschriebenen Inhalte dienen nur zum Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und sollten nicht derart angesehen werden, dass sie dem Stand der Technik entsprechen, der einem Fachmann bereits bekannt sind.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer Funkwellen-durchlässigen Abdeckung eines Fahrzeugradars, die eine metallische Farbe aufweisen kann und durch gleichzeitiges Abscheiden von kostengünstiger Aluminium (Al) und Materialen mit niedrigem Schmelzpunkt (z.B. Metall oder Legierungskomponenten mit niedrigem Schmelzpunkt) auf einem Substrat mit einer verbesserten Funkwellenübertragungsleistung versehen ist, so dass die Oberflächenbeweglichkeit des Aluminiums erhöht wird, wird somit ein optischer Film bzw. eine optische Schicht mit einer feinen Inselstruktur gebildet. Die Funkwellen-durchlässige Abdeckung eines Fahrzeugradars kann aus einem Material gebildet sein, durch das eine Funkwelle, die von einer Antenne eines in einem Fahrzeug vorgesehenen Radars abgestrahlt wird, übertragen bzw. gesendet wird.
In einer Ausgestaltung ist eine Funkwellen-durchlässige Abdeckung vorgesehen, die ein Substrat (z.B. Kunststoffmaterial) und einen optischen Film, der Aluminium (Al) und ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt umfasst, dessen Schmelzpunkt kleiner als der Schmelzpunkt von Aluminium (Al) ist, auf der Oberfläche des Substrats umfasst.
Der optische Film kann gebildet werden, indem Aluminium (Al) und das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt zusammen abgeschieden werden.
Der Gehalt an Aluminium (Al) kann in dem optischen Film größer als der Gehalt an Metall mit niedrigem Schmelzpunkt sein.
Das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt kann Indium (In) oder Zinn (Sn) umfassen. Vorzugsweise kann der optische Film geeigneter Weise einen Anteil von etwa 70 bis 85 Atomprozent (at%) Aluminium (Al) und einen Anteil von etwa 15 bis 30 Atomprozent (at%) Indium (In) umfassen. Alternativ kann der optische Film geeigneter Weise einen Anteil von etwa 50 bis 60 Atomprozent Aluminium (Al) und einen Anteil von etwa 40 bis 50 Atomprozent Zinn (Sn) umfassen.
Der optische Film kann in Form einer Inselstruktur mit einer Größe von etwa 100 nm oder weniger auf der Oberfläche des Substrats angeordnet sein.
Der Begriff „Inselstruktur“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine strukturelle Anordnung, die ein erstes Material (z. B. Objekt, Partikel oder Substrat, das schwebt bzw. schwimmt oder aufgewachsen wird) mit einer bestimmten Form umfasst, die von einem zweiten Material umgeben ist. Beispielsweise kann ein erstes Material (z.B. filmbildendes Material) eine Ablagerung bzw. Abscheidung auf einer Oberfläche des Substrats bilden, so dass die erste Materialablagerung auf der Oberfläche des Substrats aufgewachsen werden kann, um bestimmte geschlossene Formen (z. B. kreisförmig, oval oder feine Partikel oder unregelmäßige Partikel) beizubehalten. Der Ausbreitungsverlust der durch den optischen Film übertragenen Funkwelle kann etwa 5% oder weniger betragen.
Der optische Film kann eine silberne Farbe aufweisen.
Die Funkwellen-durchlässige Abdeckung kann ferner eine Schutzschicht mit einem Harz umfassen, das auf einer oder beiden Oberflächen des optischen Films gebildet ist.
In Ausgestaltung ist auch eine Funkwellen-durchlässige Abdeckung eines Fahrzeugradars vorgesehen, durch die eine Funkwelle, die von einer Antenne eines in einem Fahrzeug bereitgestellten Radars abgestrahlt wird, übertragen wird. Die Funkwellen-durchlässige Abdeckung kann ein Substrat mit einem Kunststoffmaterial und einen optischen Film umfassen, der durch Anordnen eines filmbildenden Materials mit einem Metallmaterial in der Form einer Inselstruktur mit einer Größe von etwa 100 nm oder weniger auf der Oberfläche des Substrats gebildet wird.
Der optische Film kann durch Abscheiden des filmbildenden Materials gebildet werden.
Das filmbildende Material kann Aluminium (Al) und ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt umfassen, dessen Schmelzpunkt kleiner als der Schmelzpunkt des Aluminiums (Al) ist.
Der Gehalt an Aluminium (Al) kann in dem filmbildenden Material größer als der Gehalt an Metall mit niedrigem Schmelzpunkt sein.
Das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt kann Indium (In) oder Zinn (Sn) umfassen. Vorzugsweise kann das Material einen Anteil von etwa 70 bis 85 Atomprozent Aluminium (Al) und einen Anteil von etwa 15 bis 30 Atomprozent Indium (In) umfassen. Alternativ kann das filmbildende Material einen Anteil von etwa 50 bis 60 Atomprozent Aluminium (Al) und einen Anteil von etwa 40 bis 50 Atomprozent Zinn (Sn) umfassen.
Der Ausbreitungsverlust der durch den optischen Film übertragenen Funkwelle kann etwa 5% oder weniger betragen.
Der optische Film kann eine silberne Farbe aufweisen.
Die Funkwellen-durchlässige Abdeckung kann ferner eine Schutzschicht mit einem Harz umfassen, das auf einer oder beiden Oberflächen des optischen Films gebildet sein kann.
Insbesondere können die Art und der Gehalt des auf dem Substrat abgeschiedenen Metallmaterials so eingestellt werden, dass ein filmbildendes Material in Form einer feinen Inselstruktur mit einer Größe von etwa 100 nm oder weniger auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden und angeordnet wird, wenn ein optischer Film gebildet wird, wodurch eine ausgezeichnete Funkwellenübertragungsleistung sichergestellt wird.
Ferner werden kostengünstiges Aluminium (Al) und Indium (In) oder Zinn (Sn) gemischt, um auf einem Substrat abgeschieden zu werden, wodurch eine metallische Farbe wie eine silberne Farbe und eine zunehmende Härte realisiert werden.
Ferner wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das die hier beschriebene-durchlässige Abdeckung umfasst.
Andere Ausgestaltungen der Erfindung sind nachstehend offenbart.
Figurenliste
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen klarer verstanden:

1 zeigt eine Ansicht, die ein herkömmliches Funkwellenübertragungsmodul eines Fahrzeugradars darstellt;
2 zeigt eine Ansicht, die ein Übertragungsmodul darstellt, auf das eine beispielhafte Funkwellen-durchlässige Abdeckung eines Fahrzeugradars gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
3A und 3B zeigen Ansichten, die beispielhafte Funkwellen-durchlässige Abdeckungen von Fahrzeugradaren gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung darstellen;
4A und 4B zeigen REM-Aufnahmen und mimetische Diagramme, die Funkwellen-durchlässige Abdeckungen in einem Vergleichsbeispiel und einem Beispiel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen;
5A und 5B zeigen REM-Aufnahmen, die Funkwellen-durchlässige Abdeckungen in einem Vergleichsbeispiel und einem Beispiel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen; und
6 und 7 zeigen REM-Aufnahmen, die Funkwellen-durchlässige Abdeckungen in den Vergleichsbeispielen den Beispielen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung darstellen, und zeigen Ansichten, die einen Ausbreitungsverlust davon darstellen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die nachstehend offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern wird in verschiedenen Formen realisiert, und die vorliegenden Ausführungsformen werden lediglich bereitgestellt, um die Offenbarung der vorliegenden Erfindung zu vervollständigen und den Fachmann über den Umfang der Erfindung vollständig zu informieren. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Elemente in den Zeichnungen.
In dieser Beschreibung versteht es sich, dass Begriffe wie „umfassen“ oder „aufweisen“ angeben sollen, dass es ein Merkmal, eine Nummer, einen Schritt, eine Operation, eine Komponente, einen Teil oder eine Kombination davon gibt, die in der Beschreibung beschrieben sind, und nicht die Möglichkeit des Vorhandenseins oder der Hinzufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Nummern, Schritte, Operationen, Komponenten, Teile oder Kombinationen davon ausschließt. Wenn ferner ein Abschnitt wie eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder eine Platte als „über“ bzw. „oberhalb“ dem anderen Abschnitt bezeichnet wird, kann er sich nicht nur „direkt über“ bzw. „direkt oberhalb“ dem anderen Abschnitt befinden, sondern es kann auch einen anderen Abschnitt oder Bereich in der Mitte geben. Wenn im Gegensatz dazu ein Abschnitt wie eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder eine Platte als „unter“ dem anderen Abschnitt bezeichnet wird, kann er sich nicht nur „direkt unter“ dem anderen Abschnitt befinden, sondern es kann auch einen anderen Abschnitt oder Bereich in der Mitte geben.
Sofern nicht anders angegeben, sind alle Zahlen, Werte und/oder Ausdrücke, die sich auf Mengen der hierin verwendeten Bestandteile, Reaktionsbedingungen, Polymerzusammensetzungen und Formulierungen beziehen, in allen Fällen als durch den Begriff „ungefähr“ modifiziert zu verstehen, da solche Zahlen von Natur aus Näherungswerte sind, die unter anderem die verschiedenen Messunsicherheiten widerspiegeln, die beim Erhalten solcher Werte auftreten.
Ferner wird, sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, der Begriff „ungefähr“, wie er hierin verwendet wird, derart verstanden, dass er innerhalb eines Bereichs mit normgemäßer Toleranz im Stand der Technik liegt, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen der Mittelwerte. „Ungefähr“ kann derart verstanden werden, dass es innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegt. Soweit es sich nicht anderweitig aus dem Kontext ergibt, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff „ungefähr“ verändert.
Weiterhin, wenn hierin ein numerischer Bereich offenbart ist, ist dieser Bereich kontinuierlich und umfasst, sofern nicht anders angegeben, jeden Wert von dem Minimalwert bis einschließlich des Maximalwerts eines solchen Bereichs. Noch weiter, wenn sich ein solcher Bereich auf Ganzzahlen bezieht, ist, sofern nicht anders angegeben, jede Ganzzahl von dem Minimalwert bis einschließlich des Maximalwerts umfasst.
Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z.B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffgetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin erwähnt, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen aufweist, beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
In einer Ausgestaltung ist eine Funkwellen-durchlässige Abdeckung eines Fahrzeugradars vorgesehen. Insbesondere kann die Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars direkt nach außen freigelegt sein, die durchlässige Abdeckung an dem Front- bzw. Kühlergrill des Fahrzeugs vorgesehen ist, wodurch ein Gefühl der Einheit mit dem Erscheinungsbild des Fahrzeugs sichergestellt und auch eine dem Front- bzw. Kühlergrill entsprechende metallische Farbe realisiert wird.
2 zeigt eine Ansicht, die eine Übertragungsmodul darstellt, auf das eine beispielhafte Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Wie in 2 gezeigt, sind in dem Funkwellenübertragungsmodul des Fahrzeugradars eine Radarkuppel (Radom) 200 und eine durchlässige Abdeckung 100 nacheinander vor einer Antenne 100 der in dem Fahrzeug vorgesehenen Radarvorrichtung angeordnet. Demzufolge wird die von der Antenne 100 abgestrahlte Funkwellen nacheinander durch die Radarkuppel 200 und die durchlässige Abdeckung 300 übertragen und dann nach vorne abgestrahlt. Optische Filme 210 und 310 können an/auf der Radarkuppel 200 und der durchlässigen Abdeckung 300 gebildet sein. Nachfolgend wird die durchlässige Abdeckung beschrieben, auf der der optische Film gebildet sein kann, um eine redundante Beschreibung zu verringern.
Das Funkwellenübertragungsmodul des Fahrzeugradars umfasst die Antenne 100, die Radarkuppel 200 und die durchlässige Abdeckung 300. Jedoch kann die Radarkuppel 200 auch als durchlässige Abdeckung wirken, ohne dass eine separate durchlässige Abdeckung 300 bereitgestellt werden muss. Der optische Film wird auf der Radarkuppel 200 gebildet.
Die Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars kann ein Substrat 300 mit beispielsweise einem Kunststoffmaterial und einen optischen Film 310 mit Aluminium (Al) und einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, dessen Schmelzpunkt unter dem Schmelzpunkt von Aluminium (Al) liegt, auf der Oberfläche des Substrats 300 umfassen.
Das Substrat 300 kann eine Basiskomponente zur Formgebung der durchlässigen Abdeckung sein und durch Formen eines Grundstoffmaterials hergestellt werden. Das Substrat 300 bedeutet eine durchlässige Abdeckung.
Der optische Film 310 kann eine Schicht zum Realisieren einer metallischen Farbe sein, wenn die Funkwelle übertragen wird, indem das filmbildende Material einschließlich des Metallmaterials in der Form einer feinen Inselstruktur auf der Oberfläche des Substrats 300 angeordnet wird.
In dem Falle des optischen Films 310 wird das filmbildende Material vorzugsweise durch einen Abscheidungsprozess auf der Oberfläche des Substrats 300 abgeschieden, um in der Form einer feinen Inselstruktur angeordnet zu sein. Der Prozess zum Bilden des optischen Films 310 ist nicht auf den Abscheidungsprozess beschränkt und kann in jeden Prozess zum Anordnen des filmbildenden Materials in der Form einer feinen Inselstruktur auf der Oberfläche des Substrats 300 modifiziert werden. Nachfolgend wird zur Vereinfachung der Beschreibung angenommen, dass der Prozess zum Bilden des optischen Films 310 ein Abscheidungsprozess ist.
Darüber hinaus zeigt 2 ein Beispiel, dass der optische Film 310 derart gebildet sein kann, dass er einer Seite zugewandt ist, wo eine Antenne 100 angeordnet ist, das heißt, der optische Film ist auf der nach innen gerichteten Oberfläche des Substrats 300 unter seinen beiden Oberflächen gebildet. In der vorliegenden Erfindung kann der optische Film 310 jedoch an/auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Oberfläche gebildet sein, die der Seite zugewandt ist, auf der die Antenne 100 angeordnet ist, das heißt, der optische Film kann auf der nach außen gerichteten Oberfläche unter den beiden Oberflächen des Substrats 300 gebildet sein.
Als filmbildendes Material können kostengünstiges Aluminium (Al), das eine metallische Farbe realisieren kann, und ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, dessen Schmelzpunkt relativ unter dem Schmelzpunkt von Aluminium (Al) liegt, verwendet werden.
Demzufolge kann, wenn Aluminium (Al) und das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt gleichzeitig abgeschieden werden können, dass Metall mit niedrigem Schmelzpunkt die Oberflächenmobilität von Aluminium (Al) auf der Oberfläche des Substrats 300 erhöhen, so dass das Material in der Form einer feinen Inselstruktur mit einer Größe von ungefähr 100 nm oder weniger angeordnet werden kann.
Das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt kann ein Metall oder eine Legierung sein, deren Schmelzpunkt unter dem Schmelzpunkt (z.B. 660°C) von Aluminium (Al) liegt.
Beispiele für das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, dessen Schmelzpunkt unter dem Schmelzpunkt von Aluminium (Al) liegt, können geeigneter Weise Indium (In), Zinn (Sn), Cadmium (Cd), Blei (Pb) und Zink (Zn) umfassen.
Cadmium (Cd) und Blei (Pb) sind jedoch Schwermetall-Kontaminanten, die in der Industrie als schädliche Stoffe eingestuft werden, weshalb es vorzuziehen ist, ihre Verwendung auszuschließen. Zusätzlich hat Zink (Zn) einen Schmelzpunkt von etwa 420°C, der sich nicht wesentlich vom Schmelzpunkt (660°C) von Aluminium (Al) unterscheidet. Dementsprechend ist ein Effekt zur Erhöhung der Mobilität während der Abscheidung nicht groß.
Vorzugsweise können Indium (In) und Zinn (Sn) in geeigneter Weise als Metall mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet werden.
In dem filmbildenden Material zum Bilden des optischen Films kann der Gehalt an Aluminium (Al) größer sein als der Gehalt an Metall mit niedrigem Schmelzpunkt.
Wenn beispielsweise Indium (In) als Metall mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet wird, können ein Anteil von etwa 70 bis 85 Atomprozent Aluminium (Al) und ein Anteil von etwa 15 bis 30 Atomprozent Indium (In) gemischt werden, um auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden zu werden, wodurch der optische Film gebildet wird.
Wenn ferner Zinn (Sn) als Metall mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet wird, können ein Anteil von etwa 50 bis 60 Atom-% Aluminium (Al) und ein Anteil von etwa 40 bis 50 Atom-% Zinn (Sn) gemischt werden, um auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden zu werden, wodurch der optische Film gebildet wird.
Wenn die Anteile an zugesetztem Indium (In) und Zinn (Sn) unter dem oben beschriebenen Bereich liegen, kann das Wachstum in Dickenrichtung (epitaktisches Wachstum) unmittelbar auftreten, nachdem das filmbildende Material auf der Oberfläche des Substrats 300 adsorbiert ist, da das abgeschiedene filmbildende Material keine ausreichende Mobilität bzw. Beweglichkeit aufweist. Demzufolge besteht ein Problem darin, dass die Funkwellenübertragungsleistung aufgrund der Zunahme der Dicke des optischen Films signifikant verringert wird. Wenn die Anteile bzw. Mengen an Indium (In) und Zinn (Sn), die zugesetzt werden, über dem oben beschriebenen Bereich liegen, kann die Größe der Inselstruktur erhöht werden, wodurch die Funkwellenübertragungsleistung verringert wird.
Demzufolge können die zugesetzten Mengen an Indium (In) und Zinn (Sn) innerhalb des oben beschriebenen Bereichs eingestellt werden, um den optischen Film 310 derart zu bilden, dass das filmbildende Material einschließlich Aluminium (Al) und Indium (In) oder Zinn (Sn) in der Form einer feinen Inselstruktur mit einer Größe von ungefähr 100 nm oder weniger auf der Oberfläche des Substrats 300 angeordnet sein können, wobei ein optischer Film mit einem Ausbreitungsverlust von ungefähr 5% oder weniger sein gebildet werden kann. Ferner kann der wie oben beschrieben gebildete optische Film 310 eine silberne Farbe aufweisen, die eine metallische Farbe sein kann.
Unterdessen können ferner Schutzschichten 320 und 330 auf dem optischen Film 310 gebildet werden, um den optischen Film 310 zu schützen.
3A und 3B zeigen Ansichten, die Funkwellen-durchlässige Abdeckungen von Fahrzeugradaren gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen.
Wie in 3A gezeigt, kann in der durchlässigen Abdeckung, das heißt, in dem Substrat 300, die Schutzschicht 320 zum Schutz des optischen Films 310 an einer gegenüberliegenden Oberfläche der Oberfläche des optischen Films 310, die dem Substrat 300 zugewandt ist, unter den beiden Oberflächen des optischen Films 310 gebildet werden. Die Schutzschicht 320 kann ein transparentes Harz oder ein opakes Harz umfassen.
Wie in 3B gezeigt, kann in der durchlässigen Abdeckung, das heißt, in dem Substrat 300, die Schutzschicht 330 zum Schutz des optischen Films 310 ferner auf der Oberfläche des optischen Films 310 die dem Substrat 300 zugewandt ist, unter den beiden Oberflächen des optischen Films 310 gebildet werden. Die Schutzschicht einer 10 kann ein transparentes Harz umfassen.
BEISPIEL
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Vergleichsbeispiele und Beispiele beschrieben.
Erstens, um Vergleichsbeispiele, in denen ein optischer Film auf herkömmliche Weise unter Verwendung eines durch einen einzelnen Film gebildeten Materials gebildet wurde, mit einem Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zu vergleichen, wurden das Vergleichsbeispiel, in dem lediglich Indium (In) als das filmbildende Material auf der Oberfläche eines Substrats verwendet wurde, und das Beispiel, in dem sowohl Aluminium (Al) als auch Indium (In) als das filmbildende Material verwendet wurden, vorbereitet. In dem Beispiel wurden ein Anteil von 84 Atomprozent von Aluminium (Al) und ein Anteil von 16 Atomprozent von Indium (In) als das filmbildende Material verwendet.
Darüber hinaus wurden REM-Aufnahmen des Vergleichsbeispiels und des Beispiels aufgenommen, und die Ergebnisse sind in 4A und 4B gezeigt. Ferner wurden die Funkwellenübertragungsleistung und die Härten des Vergleichsbeispiels und des Beispiels gemessen.
Die Funkwellenübertragungsleistung wurde bei einer Frequenz von 76,5 GHz unter Verwendung einer Funkwellen-Sende-Empfangs-Auswertevorrichtung einschließlich eines Netzwerkanalysators und einer Antenne gemessen. Darüber hinaus wurde der von der Funkwellen-Sende-Empfangs-Auswertevorrichtung gemessene Wert in der nachstehenden Formel von dB (Dezibels) verwendet, um eine Berechnung durchzuführen. Wenn der Wert in Klammern, d.h. der Wert von I/I₀, 0,95 betrug, betrug der dB-Wert etwa -0,22 dB. Somit kann gefolgert werden, dass ein Ausbreitungsverlust 5% beträgt. Dementsprechend kann beurteilt werden, dass der Ausbreitungsverlust 5% oder weniger beträgt, wenn der dB-Wert -0,22 dB oder weniger beträgt. $I (dB) = 10 \times {log}_{10} [{I I}_{0}] ............ dB (Dezibel)$
I ist die Intensität eines Ausgangssignals einer Funkwelle und I₀ ist die Intensität eines Eingangssignals einer Funkwelle.
Zusätzlich wurde die Härte des auf dem Substrat abgeschiedenen optischen Films gemäß einem Tiefenkontrollverfahren unter Verwendung eines Nanoindenters (ISO 14577) gemessen.
In den 4A und 4B sind die mimetischen Ansichten, die unter den REM-Aufnahmen gezeigt sind, schematisch dargestellt, um das Verständnis der REM-Aufnahmen zu erleichtern.
Wie in 4A gezeigt, wurde in dem Vergleichsbeispiel, in dem nur Indium (In) als das filmbildende Material verwendet wurde, da die Größe der Inselstrukturen 31, die unter Verwendung des filmbildenden Materials 32 auf der Oberfläche des Substrats 30 gebildet worden, erhöht wurde, kein ausreichender Platz für eine Übertragung der Funkwelle sichergestellt, so dass die Funkwellenübertragungsleistung reduziert wurde. Im Detail lag die Größe der unter Verwendung von Indium (In) gebildeten Inselstruktur auf einem Niveau von ungefähr 500 nm oder mehr. Als ein Ergebnis wurde die Funkwellenübertragungsleistung mit -0,43 dB gemessen, was einen Ausbreitungsverlust von ungefähr 10 % angibt. Ferner betrug die gemessene Härte des Vergleichsbeispiels 0,122 GPa.
Im Gegensatz dazu, wie in 4B gezeigt, betrug in dem Beispiel, in dem 84 Atomprozent von Aluminium (Al) und 16 Atomprozent von Indium (In) als das filmbildende Material verwendet worden, die Größe der Inselstruktur 311, die unter Verwendung des filmbildenden Materials 32 auf der Oberfläche des Substrats 30 gebildet wurde, 100 nm oder weniger. Als ein Ergebnis wurde die Funkwellenübertragungsleistung mit -0,10 dB gemessen, was angibt, dass ein Ausbreitungsverlust bei 5 % oder weniger gehalten wurde. Ferner betrug die gemessene Härte des Beispiels 0,152 GPa.
Demzufolge waren der Ausbreitungsverlust und die Härte in dem Falle einer Verwendung von sowohl Aluminium (Al) als auch Indium (In) als das filmbildende Material besser als in dem Falle der Verwendung von nur Indium (In) als das filmbildende Material.
Ferner wurden ein Vergleichsbeispiel, in dem nur Zinn (Sn) als das filmbildende Material auf der Oberfläche des Substrats verwendet wurde, und ein Beispiel, in dem sowohl Aluminium (Al) als auch Zinn (Sn) als das filmbildende Material verwendet worden, vorbereitet. In dem Beispiel wurden 60 Atomprozent von Aluminium (Al) und 40 Atomprozent von Zinn (Sn) als das filmbildende Material verwendet.
Darüber hinaus wurden REM-Aufnahmen des Vergleichsbeispiels und des Beispiels aufgenommen, und die Ergebnisse sind in 5A und 5B gezeigt. Ferner wurden die Funkwellenübertragungsleistung und die Härten des Vergleichsbeispiels und des Beispiels gemessen.
Wie in 5A gezeigt, lag die Größe der unter Verwendung von Zinn (Sn) gebildeten Inselstruktur auf einem Niveau von ungefähr 500 nm oder mehr. Als ein Ergebnis wurde die Funkwellenübertragungsleistung mit -0,6 dB gemessen, was einen Ausweitungsverlust von ungefähr 8 % angibt. Ferner betrug die gemessene Härte des Vergleichsbeispiels 0,253 GPa.
Im Gegensatz dazu, wie in 5B gezeigt, betrug in dem Beispiel, in dem 60 Atomprozent von Aluminium (Al) und 40 Atomprozent von Zinn (Sn) als das filmbildende Material verwendet worden, die Größe der unter Verwendung von Zinn (Sn) gebildeten Inselstruktur 100 nm oder weniger. Als ein Ergebnis wurde die Funkwellenübertragungsleistung mit -0,22 dB gemessen, was angibt, dass ein Ausbreitungsverlust bei 5 % oder weniger gehalten wurde. Ferner betrug die gemessene Härte des Beispiels 0,305 GPa.
Demzufolge waren der Ausbreitungsverlust und die Härte in dem Falle der Verwendung von sowohl Aluminium (Al) als auch Zinn (Sn) als das filmbildende Material besser als in dem Falle der Verwendung nur von Zinn (Sn) als das filmbildende Material.
In dem Fall, in dem sowohl Aluminium (Al) als auch ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt als das filmbildende Material verwendet wurden, wurde ein Experiment durchgeführt, um den Unterschied in Abhängigkeit von dem Gehaltsverhältnis von Aluminium (Al) zu dem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt zu bestimmen.
Erstens, in dem Fall, wenn sowohl Aluminium (Al) als auch Indium (In) als das filmbildende Material verwendet worden, um die Größe der in dem optischen Film gebildeten Inselstruktur und die Funkwellenübertragungsleistung in Abhängigkeit von dem Verhältnis von Aluminium (Al) zu Indium (In) zu überprüfen, wurde das Verhältnis von Aluminium (Al) zu Indium (In) wie in 6 gezeigt geändert, und die REM-Aufnahme des optischen Films und das Messergebnis der Funkwellenübertragungsleistung sind in 6 gezeigt.
Wie in 6 gezeigt, betrug in den Proben #1 und #2, in denen das Verhältnis von Aluminium (Al) und Indium (In) das Verhältnis von 70 zu 85 Atomprozent von Aluminium (Al) und 15 bis 30 Atomprozent von Indium (In) erfüllte, die Größe der Inselstruktur, die unter Verwendung des filmbildenden Materials auf der Oberfläche des Substrats gebildet wurde, 100 nm oder weniger. Ferner wurde ein Ausbreitungsverlust von (dB) mit -0,16 dB und -0,10 dB in den Proben #1 bzw. #2 gemessen, wobei der Ausbreitungsverlust 5 % oder weniger betrug.
In den Proben #3 und #4 erfüllte das Verhältnis von Aluminium (Al) und Indium (In) das Verhältnis von 70 bis 85 Atomprozent von Aluminium (Al) und 15 bis 30 Atomprozent von Indium (In) nicht, wobei der Gehalt an Indium (In) gering war. Nachdem die Inselstruktur unter Verwendung des filmbildenden Materials auf der Oberfläche des Substrats gebildet worden war, wurden Kernregeneration und Koaleszenz realisiert. Demzufolge wurde ein Ausbreitungsverlust (dB) mit -29,61 dB und -32,91 dB in den Proben #3 bzw. #4 gemessen, wobei der Ausbreitungsverlust mehr als 5 % betrug.
Unterdessen, obwohl nicht in 6 gezeigt, wurde der Ausbreitungsverlust (dB) mit -0,26 dB (94%) und -0,34 dB (92,5%) gemessen, wenn der Gehalt an Indium (In) 36 Atomprozent und 47 Atomprozent, mehr als 30 Atomprozent, betrug. Demzufolge betrug der Ausbreitungsverlust mehr als 5 %.
Als nächstes wurde in dem Fall, in dem sowohl Aluminium (Al) als auch Zinn (Sn) als das filmbildende Material verwendet worden, um die Größe der in dem optischen Film gebildeten Inselstruktur und die Funkwellenübertragungsleistung in Abhängigkeit von dem Verhältnis von Aluminium (Al) und Zinn (Sn) zu überprüfen, das Verhältnis von Aluminium (Al) zu Zinn (Sn) wie in 7 gezeigt geändert, und die REM-Aufnahme des optischen Films und das Messergebnis der Funkwellenübertragungsleistung sind in 7 gezeigt.
Wie in 7 gezeigt, betrug in Probe #5, in der das Verhältnis von Aluminium (Al) und Zinn (Sn) das Verhältnis von 50 bis 60 Atomprozent von Aluminium (Al) und 40 bis 50 Atomprozent von Zinn (Sn) erfüllte, die Größe der Inselstruktur, die unter Verwendung des filmbildenden Materials auf der Oberfläche des Substrats gebildet wurde, 100 nm oder weniger. Ferner wurde ein Ausbreitungsverlust (dB) mit -0,22 dB in der Probe #5 gemessen, wobei der Ausbreitungsverlust 5 % oder weniger betrug.
In den Proben #6, #7 und #8 erfüllte das Verhältnis von Aluminium (Al) und Zinn (Sn) jedoch nicht das Verhältnis von 70 bis 85 Atomprozent von Aluminium (Al) und 40 bis 50 Atomprozent von Zinn (Sn), aber der Gehalt an Zinn (Sn) war gering. Nachdem die Inselstruktur unter Verwendung des filmbildenden Materials auf der Oberfläche des Substrats gebildet wurde, wurden Kernregeneration und Koaleszenz realisiert. Demzufolge wurde ein Ausbreitungsverlust (dB) mit -16,61 dB, -28,02 dB und 35,09 dB in den Proben #6, #7 bzw. #8 gemessen, wobei der Ausbreitungsverlust mehr als 5 % betrug.
Unterdessen, obwohl nicht in 7 gezeigt, wurde der Ausbreitungsverlust (dB) mit -0,28 dB (93,5%) bzw. -0,30 dB (93%) gemessen. Demzufolge war der Ausbreitungsverlust größer als 5 %.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und verschiedene oberhalb beschriebene Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern wird durch die beigefügten Ansprüche definiert. Demzufolge kann ein Fachmann die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise transformieren und modifizieren bzw. ändern, ohne von der technischen Lehre der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Funkwellen-durchlässige Abdeckung eines Fahrzeugradars, aufweisend: ein Substrat; und einen optischen Film, der Aluminium (Al) und ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt aufweist, dessen Schmelzpunkt kleiner als der Schmelzpunkt von Aluminium (Al) ist, auf einer Oberfläche des Substrats.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 1, wobei der optische Film durch gemeinsames Abscheiden von Aluminium (Al) und des Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt gebildet ist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 1, wobei ein Gehalt an Aluminium (Al) in dem optischen Film größer als ein Gehalt des Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt ist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 1, wobei das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt Indium (In) oder Zinn (Sn) aufweist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 4, wobei ein optischer Film einen Anteil von etwa 70 bis 85 Atomprozent Aluminium (Al) und einen Anteil von etwa 15 bis 30 Atomprozent Indium (In) aufweist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 4, wobei ein optischer Film einen Anteil von etwa 50 bis 60 Atomprozent Aluminium (Al) und einen Anteil von etwa 40 bis 50 Atomprozent Zinn (Sn) aufweist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 1, wobei der optische Film in einer Form einer Inselstruktur mit einer Größe von etwa 100 nm oder weniger auf der Oberfläche des Substrats angeordnet ist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 1, wobei ein Ausbreitungsverlust der durch den optischen Film übertragenen Funkwelle etwa 5% oder weniger beträgt.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 1, wobei der optische Film eine silberne Farbe aufweist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Schutzschicht, die ein Harz aufweist, das auf einer oder beiden Oberflächen des optischen Films gebildet ist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung eines Fahrzeugradars, die Funkwellen-durchlässige Abdeckung aufweisend: ein Substrat; und einen optischen Film, der durch Anordnen eines filmbildenden Materials, das ein Metallmaterial in einer Form einer Inselstruktur mit einer Größe von etwa 100 nm oder weniger aufweist, auf einer Oberfläche des Substrats gebildet ist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 11, wobei der optische Film durch Abscheiden des filmbildenden Materials gebildet ist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 11, wobei das filmbildende Material Aluminium (Al) und ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt aufweist, dessen Schmelzpunkt kleiner als der Schmelzpunkt des Aluminiums (Al) ist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 13, wobei ein Gehalt an Aluminium (Al) in dem filmbildenden Material größer als ein Gehalt des Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt ist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 13, wobei das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt Indium (In) oder Zinn (Sn) aufweist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 15, wobei ein Material einen Anteil von etwa 70 bis 85 Atomprozent Aluminium (Al) und einen Anteil von etwa 15 bis 30 Atomprozent Indium (In) aufweist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 15, wobei ein filmbildendes Material einen Anteil von etwa 50 bis 60 Atomprozent Aluminium (Al) und einen Anteil von etwa 40 bis 50 Atomprozent Zinn (Sn) aufweist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 11, wobei ein Ausbreitungsverlust der durch den optischen Film übertragenen Funkwelle etwa 5% oder weniger beträgt.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 11, wobei der optische Film eine silberne Farbe aufweist.
Funkwellen-durchlässige Abdeckung des Fahrzeugradars nach Anspruch 11, ferner aufweisend eine Schutzschicht, die ein Harz aufweist, das auf einer oder beiden Oberflächen des optischen Films gebildet ist.