WO2015176217A1

WO2015176217A1 - 一种雷达保护罩

Info

Publication number: WO2015176217A1
Application number: PCT/CN2014/077837
Authority: WO
Inventors: 钱苗根
Original assignee: 湖州泰和汽车零部件有限公司; 湖州金泰科技股份有限公司
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2015-11-26

Abstract

本发明涉及一种用于汽车主动防撞的预警系统装置，尤其涉及一种雷达保护罩。该产品包括带有前表面和后表面的基板，所述基板的前表面上覆盖有加强层，其所述基板的后表面上自内而外至少覆盖有有色层、纳米金属层和涂料保护层，所述纳米金属层的金属成分为铟及占质量百分数为0-10％的锡、镓、银、锗的一种或多种。本发明纳米金属层的金属成分选择与各镀层配合作用，既能使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，又能使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时几乎无衰减，而且达到重金属离子零排放。

Description

一种雷达保护罩

技术领域

本发明涉及一种用于汽车主动防撞的预警系统装置，尤其涉及一种雷达保护罩。

背景技术

车祸给人们带来巨大灾难，研究表明， 80%以上的车祸是由于司机反应不及时所引起的。汽车主动防撞系统是在交通危险发生前及时地向驾驶员提供报警信息，并能对汽车进行主动巡航、减速刹车等动作，相对于以往汽车被动防撞设施，显著减小交通安全隐患，降低车祸带来的危害。

考虑到方位角度、信号强度等因素，车载雷达一般都安装在车头正中的车标内侧处。普通的车标只具有良好的标志作用，但不能用作车载雷达的保护罩，这是因为一般的金属材料或表面电镀金属层，都会使雷达发射的毫米波发生严重的衰减，或者不能来回通过车标。

已有技术如专利 EP1750329A1公开了一种用于汽车雷达系统的天线罩及其制造方法，该雷达天线罩的第一接触面上安装有一个绝缘透镜，雷达天线罩上的绝缘透镜可通过粘合连接或者焊接方式安装在雷达天线罩的接触面上。该专利主要用于解决现有汽车雷达系统占用空间大的问题。

专利 CN1838482B提供了一种用于雷达装置的射束路径中的金属光泽层装饰成形品，包括由透明树脂层构成的基体，设置在该基体的背面上的锡和 /或锡合金层，以及设置在该锡和 /或锡合金层的背面上的装饰漆层。该专利所述成形品具有类似镀铬等色调的精美金属设计，并且不会妨碍无线电波的传输。

然而上述专利的装置难以兼顾无线电波传输性和工艺性，不能同时提供一个既具有良好的金属质感、足够的强度、可靠性能佳、使用寿命长且对雷达电磁波的影响极小、不影响雷达性能的发挥的雷达保护罩。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽、又能使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时衰减率小的雷达保护罩。本发明的第一技术目的是通过以下四种技术方案得以实现的：

第一种技术方案是：一种雷达保护罩，包括带有前表面和后表面的基板，所述基板的前表面上覆盖有加强层，其所述基板的后表面上自内而外至少覆盖有底漆层、有色层、纳米金属层和涂料保护层，所述纳米金属层的金属成分为铟及占质量百分数为 0-10%的锡、镓、银、锗的一种或多种。本发明以车载雷达所在方位为后面，所述基板的后表面朝向车载雷达。

本发明的优点是：

( 1 ) 依次相邻的涂料保护层、纳米金属层、有色层、基板和加强层，使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，具备车标良好的标志作用；同时使雷达毫米波近乎无衰减；另外还使雷达不受风沙雨雪光等外界自然因素的侵害，从而起到良好的保护作用；在使用性能上，加强层又增强了基板的性能，赋予雷达保护罩的外表面具有良好的抗老化性、表面硬度、强度和耐腐蚀性能，使用寿命达 20年之久；

( 2 ) 纳米金属层的金属成分选择与各镀层配合作用，既能使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，又能使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时几乎无衰减，保证了雷达使用的有效性；并且能实现产品环保要求，达到重金属离子零排放。

作为优选，所述纳米金属层的金属成分为含 5wt%银的铟合金。

该成分使雷达罩具有很小的雷达毫米波衰减率和良好的金属光泽。

更优选地，所述铟和银的纯度为 99. 99%。

更优选地，所述纳米金属层的厚度为 5-50nm。

膜层太薄，难以保证具有良好的金属光泽；膜层太厚则会使雷达毫米波的衰减率升高，难以保证雷达使用的有效性。而本发明的纳米金属层的厚度能够平衡并协调各方面的性能要求，使雷达保护罩具备优良的综合性能。

作为优选，所述纳米金属层的表面电阻大于 20兆欧 /口。

若电阻太小，难以使雷达波以很小的衰减率通过，不能保证雷达使用的有效性。

作为优选，所述纳米金属层为岛状结构。

申请人发现，采用岛状结构的纳米金属层会大大降低该雷达毫米波的衰减率，使穿过该雷达保护罩的雷达毫米波近乎无衰减，这可能是雷达毫米波的衰减率与金属层电阻有关，而采用岛状结构会大大提高该纳米金属层的电阻，从而既使具有岛状结构的纳米金属层的雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽、又使雷达发射的毫米波能来回穿越该保护罩且衰减率小。

本发明所述的岛状结构是纳米金属层采用气相沉积薄膜时，首先在基底上形成临界核，当原子不断地沉积时，核以三维方向长大，不仅增高而且扩大，形成岛状，同时还会出现新的核继续长大成岛。当岛在基底上不断扩大时，岛会相互联系起来，形成岛的通道。岛状结构是一种不连续的薄膜结构。

作为优选，所述基板上还镀有设置在所述纳米金属层与所述涂料保护层之间的氧化物保护层。更优选地，所述氧化物保护层为二氧化硅薄膜，厚度为 100-150nm。

所述氧化物保护层的成分和厚度有助于保护纳米金属层，既能使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，又能使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时几乎无衰减，保证了雷达使用的有效性；从而使雷达保护罩具备优良的综合性能。

作为优选，所述加强层为 10-25微米厚度的 UV漆或 PU漆或 100-200纳米厚度的真空镀膜层。

本发明采用高固体含量例如 70-95%的 UV漆或 PU漆，喷涂在工件表面，同时控制加强层的厚度，使加强层具有良好的表面硬度、强度和耐腐蚀性能。

更优选地，所述 UV漆采用紫外光照射固化而成。

经过固化，加强层有良好的结合力，并且不损伤基板。

作为优选，所述有色层为 0. 1-1微米厚度的烫印黑膜或印刷彩色膜层。

采用该厚度的烫印黑膜或印刷彩色膜层可使雷达保护罩的标志具有更好的金属光泽，在使用性能上，具有更好的表面硬度、强度和耐腐蚀性能，同时使雷达毫米波近乎无衰减。

作为优选，所述涂料保护层为 10-25微米厚度的 UV漆或 PU漆。

更优选地，所述 UV漆采用紫外光照射固化而成。

作为优选，所述雷达保护罩还包括通过粘结剂或二次注塑方式与所述基板相互连接的底座。

所述基板作为车标前盖，所述底座位于车标后面，以便于保护覆盖在所述基板上的各镀层。

作为优选，所述基板和 /或底座为透明耐热抗冲击的塑性材料。

更优选地，所述基板和 /或底座为聚碳酸酯基板。

更优选地，所述基板和底座的总厚度为 4. 4-5. 3mm。

第二种技术方案是：

一种雷达保护罩，包括带有前表面和后表面的基板，所述基板的前表面上覆盖有加强层，其所述基板的后表面上自内而外至少覆盖有有色层、纳米金属层和涂料保护层，所述纳米金属层的厚度为 5-50nm。

本发明的优点是：

( 1 ) 依次相邻的涂料保护层、纳米金属层、有色层、基板和加强层，使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，具备车标良好的标志作用；同时使雷达毫米波近乎无衰减；另外还使雷达不受风沙雨雪和光等外界自然因素的侵害，从而起到良好的保护作用；在使用性能上，具有良好的表面硬度、强度和耐腐蚀性能，使用寿命达 20年之久；

( 2 ) 纳米金属层的厚度选择与各镀层配合作用，既能使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，又能使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时几乎无衰减，保证了雷达使用的有效性；并且能实现产品环保要求，达到重金属离子零排放；而若纳米金属层膜层太薄，虽然表面电阻很大，但可见光反射率低，显得金属薄膜的亮度不足，不能达到功能性标志的要求；膜层太厚，会使雷达毫米波的衰减率升高，难以保证雷达使用的有效性；而本发明的纳米金属层的厚度能够平衡并协调各方面的性能要求，使雷达保护罩具备优良的综合性能。

作为优选，所述纳米金属层的金属成分为铟及占质量百分数为 0-10%的锡、镓、银、锗的种或多种。

纳米金属层的金属成分选择与各镀层配合作用，既能使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，又能使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时几乎无衰减，保证了雷达使用的有效性；并且能实现产品环保要求，达到重金属离子零排放。

更优选地，所述纳米金属层的金属成分为含 5wt%银的铟合金。

更优选地，所述铟和银的纯度为 99. 99%。

作为优选，所述纳米金属层的表面电阻大于 20兆欧 /口。

若电阻太小，难以使雷达波通过，不能保证雷达使用的有效性。

作为优选，所述纳米金属层为岛状结构。

申请人发现，采用岛状结构的纳米金属层会大大降低该雷达毫米波的衰减率，使穿过该雷达保护罩的雷达毫米波近乎无衰减。雷达毫米波的衰减率与金属层电阻有关，而采用岛状结构会大大提高该纳米金属层的电阻，从而既使具有岛状结构的纳米金属层的雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽、又使雷达发射的毫米波能来回穿越该保护罩且衰减率小。

作为优选，所述基板上还镀有设置在所述纳米金属层与所述涂料保护层之间的氧化物保护层。

更优选地，所述氧化物保护层为二氧化硅薄膜，厚度为 100-150nm。

作为优选，所述加强层为 10-25微米厚度的 UV漆或 PU漆或 100-200纳米厚度的真空镀膜层。本发明采用高固体含量例如 70-95%的 UV漆或 PU漆，喷涂在工件表面，同时控制加强层的厚度，使加强层具有良好的表面硬度、强度和耐腐蚀性能。

更优选地，所述 UV漆采用紫外光照射固化而成。

经过固化，加强层有良好的结合力，并且不损伤基板。

采用该厚度的烫印黑膜或印刷彩色膜层可使雷达保护罩的标志具有更为显著的金属光泽，在使用性能上，具有更好的表面硬度、强度和耐腐蚀性能，同时使雷达毫米波近乎无衰减。

作为优选，所述涂料保护层为 10-25微米厚度的 UV漆或 PU漆层。

更优选地，所述 UV漆采用紫外光照射固化而成。

所述基板作为前盖，所述底座位于车标后面，以便于保护覆盖在所述基板上的各镀层。作为优选，所述基板和 /或底座为透明耐热抗冲击的塑性材料。

更优选地，所述基板和 /或底座为聚碳酸酯基板。

更优选地，所述基板和底座的总厚度为 4. 4-5. 3mm。

第三种技术方案是：

一种雷达保护罩，包括带有前表面和后表面的基板，所述基板的前表面上覆盖有加强层，其所述基板的后表面上自内而外至少覆盖有有色层、纳米金属层和涂料保护层，所述纳米金属层的表面电阻大于 20兆欧 /口。

本发明的优点是：

( 1 ) 依次相邻的涂料保护层、纳米金属层、有色层、基板和加强层，使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，具备车标良好的标志作用；同时使雷达毫米波近乎无衰减；另外还使雷达不受风沙雨雪光等外界自然因素的侵害，从而起到良好的保护作用；在使用性能上，具有良好的表面硬度、强度和耐腐蚀性能，使用寿命达 20年之久；

( 2 ) 纳米金属层的表面电阻若太小，难以使雷达波以很小的衰减率通过，不能保证雷达使用的有效性；表面电阻大小选择与各镀层配合作用，既能使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，又能使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时几乎无衰减，保证了雷达使用的有效性；并且能实现产品环保要求，达到重金属离子零排放。

作为优选，所述纳米金属层的金属成分为铟及占质量百分数为 0-10%的锡、镓、银、锗的种或多种。纳米金属层的金属成分选择与各镀层配合作用，既能使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，又能使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时几乎无衰减，保证了雷达使用的有效性；并且能实现产品环保要求，达到重金属离子零排放。

更优选地，所述铟和银的纯度为 99. 99%。

作为优选，所述纳米金属层的厚度为 5-50nm。

膜层太薄，难以保证其具有良好的金属光泽；膜层太厚，会使雷达毫米波的衰减率升高，难以保证雷达使用的有效性，而本发明的纳米金属层的厚度能够平衡并协调各方面的性能要求，使雷达保护罩具备优良的综合性能。

作为优选，所述纳米金属层为岛状结构。

申请人发现：采用岛状结构的纳米金属层会大大降低该雷达毫米波的衰减率，使穿过该雷达保护罩的雷达毫米波近乎无衰减，这可能是雷达毫米波的衰减率与金属层电阻有关，而采用岛状结构会大大提高该纳米金属层的电阻，从而既使具有岛状结构的纳米金属层的雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽、又使雷达发射的毫米波能来回穿越该保护罩且衰减率小。

更优选地，所述 UV漆采用紫外光照射固化而成。

经过固化，加强层有良好的结合力，并且不损伤基板。

采用该厚度的烫印黑膜或印刷彩色膜层可使雷达保护罩的标志具有更好的金属光泽，在使用性能上，具有更好的表面硬度、强度和耐腐蚀性能，同时使雷达毫米波近乎无衰减。作为优选，所述涂料保护层为 10-25微米厚度的 UV漆或 PU漆。

更优选地，所述 UV漆采用紫外光照射固化而成。

更优选地，所述基板和 /或底座为聚碳酸酯基板。

更优选地，所述基板和底座的总厚度为 4. 4-5. 3mm。

第四种技术方案是：

一种雷达保护罩，包括带有前表面和后表面的基板，所述基板的前表面上覆盖有加强层，其所述基板的后表面上自内而外至少覆盖有有色层、纳米金属层和涂料保护层，所述纳米金属层为岛状结构。

申请人发现：

( 1 ) 采用岛状结构的纳米金属层会大大降低该雷达毫米波的衰减率，使穿过该雷达保护罩的雷达毫米波近乎无衰减，这可能是雷达毫米波的衰减率与金属层电阻有关，而采用岛状结构会大大提高该纳米金属层的电阻，从而既使具有岛状结构的纳米金属层的雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽、又使雷达发射的毫米波能来回穿越该保护罩且衰减率小；

( 2 ) 依次相邻的涂料保护层、纳米金属层、有色层、基板和加强层，使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，具备车标良好的标志作用；同时使雷达毫米波近乎无衰减；另外还使雷达不受风沙雨雪光等外界自然因素的侵害，从而起到良好的保护作用；在使用性能上，具有良好的表面硬度、强度和耐腐蚀性能，使用寿命达 20年之久。

更优选地，所述铟和银的纯度为 99. 99%。

作为优选，所述纳米金属层的厚度为 5-50nm。膜层太薄，难以保证其具有良好的金属光泽；膜层太厚，会使雷达毫米波的衰减率升高，难以保证雷达使用的有效性，而本发明的纳米金属层的厚度能够平衡并协调各方面的性能要求，使雷达保护罩具备优良的综合性能。

更优选地，所述 UV漆采用紫外光照射固化而成。

经过固化，加强层有良好的结合力，并且不损伤基板。

作为优选，所述涂料保护层为 10-25微米厚度的 UV漆或 PU漆。

更优选地，所述 UV漆采用紫外光照射固化而成。

所述基板作为前盖，所述底座位于车标后面，以便于保护覆盖在所述基板上的各镀层。作为优选，所述基板作为前盖，所述基板和 /或底座为透明耐热抗冲击的塑性材料。

更优选地，所述基板和 /或底座为聚碳酸酯基板。

更优选地，所述基板和底座的总厚度为 4. 4-5. 3mm。

一种雷达保护罩的制备方法，其特征在于依次包括步骤：

( 1 ) 注塑：按产品要求开制注塑模具，注塑形成基板注塑体；

( 2 ) 前处理：将所得基板进行除尘清洁；

( 3 ) 烫印：掩盖下道工序要镀纳米金属层的区域，然后在基板表面上烫印或印刷有色层；

( 4) 第一次镀：采用磁控溅射法或真空蒸镀法在所述有色层周围未烫印或印刷的区域镀制纳米铟合金层，形成厚度为 5-50nm的纳米金属层；

( 5 ) 喷涂：在所述纳米金属层上喷 UV漆或 PU漆形成涂料保护层；在所述基板的另一表面上喷涂 UV漆或 PU漆或真空镀膜形成加强层。

本发明制备方法的优点是：通过本发明各步骤制备尤其是两次特殊的真空镀形成依次相邻的涂料保护层、纳米金属层、有色层、基板和加强层，使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，具备车标良好的标志作用；同时使雷达毫米波近乎无衰减；另外还使雷达不受风沙雨雪和光等外界自然因素的侵害，从而起到良好的保护作用；在使用性能上，具有良好的表面硬度、强度和耐腐蚀性能，使用寿命达 20年之久。

作为优选，所述步骤（2 ) 前处理具体是先将所得注塑体先静电除尘，然后用毛刷除尘，最后采用干冰清洗。

通过中和零件表面静电，用高速气流带走零件表面灰尘，然后再采用毛刷特别是鸵鸟毛毛刷机械作用于零件表面，通过扰动冲刷作用，使零件表面灰尘脱离，并且被气流带走，最后采用干冰对注塑体进行清洗，使前处理进行彻底，以防止其表面硬度、强度和耐腐蚀性能受影响，提高其使用寿命。

作为优选，所述步骤（3 ) 在所述基板上烫印或印刷 0. 1-1微米厚度的黑膜或彩色膜层。作为优选，所述步骤（4) 纳米铟合金为为铟及占质量百分数为 0-10%的锡、镓、银、锗的一种或多种。

进一步优选地，采用真空蒸镀法镀制所述纳米金属层的工艺是在真空度为（1-2 ) X 10— ²Pa 的真空度下连续进行三个阶段蒸发，第一阶段蒸发是在 1. 5-2. 5伏下蒸发 10-12s，第二阶段蒸发是在 3. 5-4. 5伏下蒸发 6-lOs, 第三阶段是在 5. 5-6· 5伏下蒸发 3- 4s。

采用该工艺参数，能保证膜层的规定厚度、表面电阻和岛状薄膜结构，从而既能使毫米波穿越薄膜时的衰减率降低到很小的程度；并且同时保证金属薄膜的光泽和亮度，满足功能性标志的要求。更优选地，所述铟和银的纯度为 99. 99%。

更优选地，所述步骤（4 ) 采用磁控溅射法或真空蒸镀法在所述有色层的未烫印或印刷的区域形成岛状结构的、厚度为 5-50nm且表面电阻大于 20兆欧 /口的纳米铟合金层。

申请人发现：纳米金属层的表面电阻若太小，难以使雷达波通过，不能保证雷达使用的有效性；膜层太薄，难以保证其具有良好的金属光泽；膜层太厚，会使雷达毫米波的衰减率升高；表面电阻大小以及膜层厚度选择必须与各镀层配合作用，才能既使雷达保护罩的标志具有良好的金属光泽，又能使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时几乎无衰减，保证雷达使用的有效性；并且能实现产品环保要求，达到重金属离子零排放。

作为优选，所述制备方法还包括在所述第一次镀之后进行第二次镀：采用中频率孪生靶磁控溅射法或电子束真空蒸镀法在所述纳米金属层上镀制氧化物保护膜，形成氧化物保护层。

更优选地，所述氧化物保护膜为二氧化硅薄膜。

更优选地，采用真空蒸镀法镀制所述二氧化硅薄膜的方法是以电子束真空蒸镀，采用的蒸发源包括电子枪、磁场线圈和坩埚，所述电子枪包括发射电子的灯丝、汇聚电子的聚焦极和加速电子的阳极；所述磁场线圈与加速电场相垂直。

由于本发明产品所用基材是聚碳酸酯 PC，真空镀膜时真空室内温度或粒子轰击能量不能太高，而氧化物保护层所用的原材料往往具有高的熔点，因此必须选择合适的工艺。

以电子束真空蒸镀二氧化硅薄膜为例，蒸发源采用 e型电子枪，即电子束偏转 270 ° ，使电子束轰击到坩埚中的二氧化硅膜料，避免了电子枪灯丝物质对膜料的污染。

电子束聚焦特性取决于灯丝（阴极）、汇聚电子的聚焦极和加速电子的阳极这三个电极的形状、相对位置以及所加的电压。灯丝（阴极）一般由钨丝制造，连接低电压大电流，可以把钨丝加热到发射热电子的白炽状态。

所述磁场线圈与加速电场相垂直，电子被加速后，受正交电磁场所产生的洛仑磁力的作用，改变运动方向，电子束轨迹成螺旋线状，而电子束形状如同英文字 e，即磁场线圈产生的磁场使电子偏转到坩埚上，调节磁场电流的大小可改变磁场强度，从而可改变电子束达到蒸发材料（膜料）表面上的位置。

进一步优选地，电子枪的灯丝并联高压加速电源的负极，电压为 6-30KV, 电子在高压电场作用下加速运动形成电子束，束流为 0. 3-1Α。

进一步优选地，所述坩埚为无氧铜坩埚。

在电子枪蒸发源的组件中，坩埚也是重要部分。采用无氧铜坩埚，通水冷却，坩埚中可放置不同的膜料，通过换位机构能改变坩埚位置。

进一步优选地，采用真空蒸镀法镀制所述二氧化硅薄膜的方法是：

① 将基板与膜料放入真空室内，关闭真空室门，抽气到（5-8 ) X 10¾；

② 开启磁场电源，调到预定的磁场电流，确定磁场强度，以保证电子束能打到坩埚上；

③ 开启灯丝加热电源，加热灯丝；

④ 开启电子枪的高压加速电源，电压调到 6-30KV;

⑤ 调节灯丝的加热电流和磁场电流，使电子束斑点位于坩埚中央；

⑥ 调节束流扫描控制器，以 x-y横纵双向驱动束流，并且调节振幅和频率；

⑦ 在加速电压 6-30KV、束流 0. 3-1Α、沉积速率 0. 3-0. 4nm/s的参数下蒸镀二氧化硅薄膜；

⑧ 用石英晶体振荡膜厚仪控制二氧化硅薄膜的沉积厚度，至 100-150nm时镀膜结束。更进一步优选地，在二氧化硅沉积过程中采用离子束辅助沉积法以提高二氧化硅薄膜的致密度和附着力，具体是：

a.在真空室内放置离子源，工作电流 16-20A, 放电功率 100-150W, 工作气体为氩气； b . 离子束辅助沉积所用的离子束能量为 400-800ev的氩离子束，在镀膜前先用所述氩离子束对所述基板进行轰击 l-5min，使所述基板表面清洁和活化；

c 在沉积二氧化硅薄膜的同时，用 400-800ev的氩离子束轰击沉积表面；

d. 用石英晶体振荡膜厚仪控制二氧化硅薄膜的沉积厚度，至 100-150nm时镀膜结束。在沉积二氧化硅薄膜的同时，用 400-800ev的氩离子束轰击沉积表面；通过离子与成膜原子的动量交换和界面混合，从而显著提高二氧化硅膜层的致密度和附着力。

由于热蒸发的原子或分子在沉积时能量很低，约为 0. 2ev，其表面迁移率也就很低，加上已经沉积的原子或分子对后来沉积的原子或分子会造成阴影效果，使蒸镀薄膜呈含有较多孔隙的柱状颗粒聚集体结构，二氧化硅薄膜的保护作用显著降低。因此在二氧化硅薄膜过程中采用离子束辅助沉积法（Ion beam assisted exposition，简写 IBAD)，可显著提高二氧化硅薄膜致密度和附着力，从而大大增强二氧化硅薄膜的保护作用。

作为优选，所述步骤（5 ) 在所述氧化物保护层上喷涂 10-25微米厚度的 UV漆或 PU漆形成涂料保护层；在所述基板的另一表面上喷涂 10-25微米厚度的 UV漆或 PU漆或真空镀膜形成加强层。

更优选地，所述步骤（5 ) 还包括对喷涂的 UV漆进行紫外光照射固化。

作为优选，所述制备方法还包括在注塑和前处理步骤之间进行烘烤。通过烘烤，基材与后续工艺制备的底涂层和面涂层具有更好的结合力。

作为优选，所述制备方法中的基板是作为雷达保护罩前盖的聚碳酸酯板，所述制备方法还包括将所述前盖与聚碳酸酯底座通过点胶法进行紧密结合。

作为优选，所述制备方法还包括将基板注塑体上多余的料柄铣切去除。

附图说明

图 1是表示本发明雷达保护罩各层次结构及雷达保护罩与雷达方位关系的示意图；图 2是本发明一个实施例的雷达保护罩制备方法的工艺路线图；

图中， 1-基板； 2-加强层； 3-有色层； 4-纳米金属层； 5-氧化物保护层； 6-涂料保护层； 7-底座； R-雷达。

具体实施方式

实施例一

某型号汽车的雷达保护罩，包括带有前表面和后表面的基板。基板材料为透明耐热抗冲击、综合性能优良的塑性材料，例如聚碳酸酯板。对基板 1的两个表面分别进行处理，该雷达保护罩的剖面结构见图 1。

加强层 2采用高固体含量的 UV漆或 PU漆，喷涂在工件表面，厚度控制在 10微米。 UV漆需用紫外光照射固化。加强层 2也可以采用真空镀膜制备，以提高基板 1的硬度和耐磨性。

有色层 3为烫印黑膜或印刷彩色膜层，根据实际需要而定，厚度为 0. 1微米。

纳米金属层 4为含 5% (质量）银的铟合金，铟和银的纯度都为 99. 99%。该膜层厚度为 15 纳米。其作用是具有良好的金属光泽和可见光反射率，同时雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时衰减率很小。

纳米金属层很薄，厚度为 15纳米，膜层的微观结构以 "岛屿"结构为主，是一种不连续膜，从而保证具有很高的电阻，对来回穿越的雷达毫米波衰减率很小。

薄膜的导电性与电子平均自由程 A _f和膜厚 t有关。在 t< A _f时，如果膜层为岛状，则电阻率极大，当 t增大到数十纳米后，电阻率急剧下降；当 t A _f时，薄膜的电阻率与体材料接近，但比体材料大。

氧化物保护层 5为二氧化硅薄膜，厚度为 100纳米，其作用主要是保护纳米金属层。

涂料保护层 6采用高固体含量的 UV漆或 PU漆，喷涂在工件表面，厚度控制在 10微米。 UV 漆需用紫外光照射固化。

底座 7采用与基板 1相同的高透过的材料组成，表面处理后通过粘结剂与基板 1相互连接，基板 1与底座 7的厚度为 4. 4mm。本产品的制造工艺主要有注塑、前处理、烫印、磁控溅射镀或真空蒸发镀、中频率孪生靶磁控溅射法或电子束真空蒸镀法、喷涂或固化、点胶、铣浇口、检验、包装等。工艺路线见图 2 o

注塑：按产品要求开制注塑模具，选定所需要锁模力的注塑机，无级调速多级注塑。

转送上线：注塑件经机械手下件后，放置在转送带上线。

烘烤：经烘烤，基板与底涂层、面涂层有更好的结合力。

前处理：静电除尘，即中和零件表面静电，用高速气流带走零件表面灰尘，然后再采用毛刷特别是鸵鸟毛毛刷机械作用于零件表面，通过扰动冲刷作用，使零件表面灰尘脱离，并且被气流带走，最后采用干冰对注塑体进行清洗，保障工件清洁进入下道工序。使前处理进行彻底，以防止其表面硬度、强度和耐腐蚀性能受影响，提高其使用寿命。

烫印：利用工装掩盖下道工序要镀纳米金属层的区域，然后在基板表面上烫黑膜或印刷彩色膜层。

第一次镀：用磁控溅射法或真空蒸镀法，镀制纳米铟合金层，严格控制其厚度在 15纳米且表面电阻大于 20兆欧 /口。

电阻测试采用普通万用表，间距 1公分测试。

实际工艺参数的确定与产品性能要求、镀膜方法、镀膜设备、膜料成分、膜层厚度等因素有关。

现以真空蒸镀含 5wt%银的铟银合金（膜料）为例，说明真空镀纳米金属层的制备工艺。 a) 膜料：直径 1毫米，长度 3-5厘米；

b) 蒸发源：锥形网筐钨绞丝， 4个；

c) 工件架：工件（基板）直径 80毫米，每次镀膜可安置 8-12个工件，有公、自转，转速无极可调，公转速度控制在 4-6转 /分；

d) 镀膜设备：真空室的直径 1600毫米，高度 1200毫米；

e) 真空蒸镀工艺是在真空度为 1. 5 X 10— ²Pa的真空度下连续进行三个阶段蒸发，第一阶段蒸发是在 2伏下蒸发 l is, 第二阶段蒸发是在 4伏下蒸发 8s，第三阶段是在 6伏下蒸发

3. 5s。

第二次镀：用中频率孪生靶磁控溅射法或电子束真空蒸镀法，镀制二氧化硅薄膜，厚度为 100nm。

由于本发明产品所用基材是聚碳酸酯 PC，真空镀膜时真空室内温度或粒子轰击能量不能太高，而氧化物保护层所用的原材料旺旺具有高的熔点，因此必须选择合适的工艺。

磁场线圈与加速电场相垂直，电子被加速后，受正交电磁场所产生的洛仑磁力的作用，改变运动方向，电子束轨迹成螺旋线状，而电子束形状如同英文字 e，即磁场线圈产生的磁场使电子偏转到坩埚上，调节磁场电流的大小可改变磁场强度，从而可改变电子束达到蒸发材料（膜料）表面上的位置。坩埚为无氧铜坩埚。在电子枪蒸发源的组件中，坩埚也是重要部分。采用无氧铜坩埚，通水冷却，坩埚中可放置不同的膜料，通过换位机构能改变坩埚位置。

电子枪的灯丝并联高压加速电源的负极，电压为 15KV, 电子在高压电场作用下加速运动形成电子束，束流为 0. 6A。

采用真空蒸镀法镀制所述二氧化硅薄膜的具体方法是；

① 将基板与膜料放入真空室内，关闭真空室门，抽气到 6 X 10— ³P_a;

③ 开启灯丝加热电源，加热灯丝；

④ 开启电子枪的高压加速电源，电压调到 15KV;

⑦ 在加速电压 15KV、束流 0. 6A、沉积速率 0. 35nm/s的参数下蒸镀二氧化硅薄膜；

⑧ 用石英晶体振荡膜厚仪控制二氧化硅薄膜的沉积厚度，至 130nm时镀膜结束。

在二氧化硅沉积过程中采用离子束辅助沉积法以提高二氧化硅薄膜的致密度和附着力，具体是：

a.在真空室内放置离子源，工作电流 18A，放电功率 120W，工作气体为氩气； b . 离子束辅助沉积所用的离子束能量为 600ev的氩离子束，在镀膜前先用所述氩离子束对所述基板进行轰击 5min，使所述基板表面清洁和活化；

c 在沉积二氧化硅薄膜的同时，用 600ev的氩离子束轰击沉积表面；

d. 用石英晶体振荡膜厚仪控制二氧化硅薄膜的沉积厚度，至 120nm时镀膜结束。

在沉积二氧化硅薄膜的同时，用 600ev的氩离子束轰击沉积表面，通过离子与成膜原子的动量交换和界面混合，从而显著提高二氧化硅膜层的致密度和附着力。

喷涂：在二氧化硅薄膜表面再喷涂高固体含量的 UV漆或 PU漆；在基板 PC的另一表面也喷涂高固体含量的 UV漆或 PU漆或真空镀膜。

UV固化：如果面涂为 UV漆，则要经紫外光照射固化。

点胶：用点胶法使聚碳酸酯底座与前盖紧密结合。

铣浇口：把注塑体上多余的料柄铣切去掉。

转送下线：产品经机械手放置在转送带上，送往检验包装工序。

检验包装：产品经检验合格后贴上标识，送至产品仓库。

经检测，所制备的雷达保护罩使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩的衰减率为 2db以下。

实施例二

某型号汽车的雷达保护罩，包括带有前表面和后表面的基板 1。基板材料为透明耐热抗冲击、综合性能优良的塑性材料，例如聚碳酸酯板。对基板的两个表面分别进行处理，该雷达保护罩的剖面结构见图 1。

基板 1和底座表面处理后通过粘结剂或二次注塑方式相互连接，基板 1和底座 7的总厚度为 5. 3mm

加强层 2采用高固体含量的 UV漆或 PU漆，喷涂在工件表面，厚度控制在 25微米。 UV漆需用紫外光照射固化。

有色层 3为烫印黑膜或印刷彩色膜层，根据实际需要而定，厚度为 1微米。

纳米金属层 4为含 1% (质量）锡的铟合金，铟和锡的纯度都为 99. 99%。该膜层厚度为 30 纳米。其作用是具有良好的金属光泽和可见光反射率，同时雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时衰减率很小。

纳米金属层很薄，厚度为 30nm，膜层的微观结构以 "岛屿"结构为主，从而保证具有很高的电阻，对来回穿越的雷达毫米波衰减率很小。

氧化物保护层 5为二氧化硅薄膜，厚度为 150纳米，其作用主要是保护纳米金属层。

涂料保护层 6采用高固体含量的 UV漆或 PU漆，喷涂在工件表面，厚度控制在 25微米。 UV 漆需用紫外光照射固化。

本产品的制造工艺主要有注塑、前处理、烫印、磁控溅射镀或真空蒸发镀、中频率孪生靶磁控溅射法或电子束真空蒸镀法、喷涂或固化、点胶、铣浇口、检验、包装等。工艺路线见图

2 o

转送上线：注塑件经机械手下件后，放置在转送带上线。

烘烤：经烘烤，基板与底涂层、面涂层有更好的结合力。

底涂：用高固体含量的 UV漆喷涂到工件表面。

UV固化：用紫外光使工件表面的 UV漆固化成膜。

烫印：利用工装掩盖下道工序要镀纳米金属层的区域，然后在工件表面烫黑膜或印刷彩色膜层。

第一次镀：用磁控溅射法或真空蒸镀法，镀制纳米铟合金层，严格控制其厚度在 30nm且表面电阻大于 20兆欧 /口。

第二次镀：用中频率孪生靶磁控溅射法或电子束真空蒸镀法，镀制二氧化硅薄膜，厚度为 150nm。

UV固化：如果面涂为 UV漆，则要经紫外光照射固化。

点胶：用点胶法使聚碳酸酯底座与前盖紧密结合。

铣浇口：把注塑体上多余的料柄铣切去掉。

检验包装：产品经检验合格后贴上标识，送至产品仓库。经检测，所制备的雷达保护罩使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩的衰减率为 2db以下。

实施例三

某型号汽车的雷达保护罩，包括带有前表面和后表面的基板。基板材料为透明耐热抗冲击、综合性能优良的塑性材料，例如聚碳酸酯板。对基板的两个表面分别进行处理，该雷达保护罩的剖面结构见图 1。

基板 1和底座 7表面处理后通过粘结剂或二次注塑方式相互连接，基板 1和底座 7的总厚度为 5mm。

加强层 2采用高固体含量的 UV漆或 PU漆，喷涂在工件表面，厚度控制在 18微米。 UV漆需用紫外光照射固化。

有色层 3为烫印黑膜或印刷彩色膜层，根据实际需要而定，厚度为 0. 6微米。

纳米金属层 4为含 3% (质量分数）镓的铟合金，铟和银的纯度都为 99. 99%。该膜层厚度为

50纳米。其作用是具有良好的金属光泽和可见光反射率，同时雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩时衰减率很小。

纳米金属层 4很薄，厚度为 50nm，膜层的微观结构以 "岛屿"结构为主，从而保证具有很高的电阻，对来回穿越的雷达毫米波衰减率很小。

氧化物保护层 5为二氧化硅薄膜，厚度为 120纳米，其作用主要是保护纳米金属层。

涂料保护层 6采用高固体含量的 UV漆或 PU漆，喷涂在工件表面，厚度控制在 20微米。 UV 漆需用紫外光照射固化。

本产品的制造工艺主要有注塑、前处理、喷涂及固化、烫印、磁控溅射镀或真空蒸发镀、中频率孪生靶磁控溅射法或电子束真空蒸镀法、喷涂或固化、点胶、铣浇口、检验、包装等。工艺路线见图 2。

转送上线：注塑件经机械手下件后，放置在转送带上线。

烘烤：经烘烤，基板与底涂层、面涂层有更好的结合力。

底涂：用高固体含量的 UV漆喷涂到工件表面。

UV固化：用紫外光使工件表面的 UV漆固化成膜。

第一次镀：用磁控溅射法或真空蒸镀法，镀制纳米铟合金层，严格控制其厚度在 50nm且表面电阻大于 20兆欧 /口。

第二次镀：用中频率孪生靶磁控溅射法或电子束真空蒸镀法，镀制二氧化硅薄膜，厚度为 120nm。

UV固化：如果面涂为 UV漆，则要经紫外光照射固化。

点胶：用点胶法使聚碳酸酯底座与前盖紧密结合。

铣浇口：把注塑体上多余的料柄铣切去掉。

检验包装：产品经检验合格后贴上标识，送至产品仓库。

实施例四

同实施例一，不同的是第一次真空蒸镀纳米铟合金层的工艺是在真空度为 1 X 10— ²Pa的真空度下连续进行三个阶段蒸发，第一阶段蒸发是在 1. 5伏下蒸发 10s，第二阶段蒸发是在 3. 5伏下蒸发 6s，第三阶段是在 5. 5伏下蒸发 3s，镀制厚度为 5nm的纳米金属层 4。

第二次真空蒸镀法镀制所述二氧化硅薄膜的具体方法是；

① 将基板与膜料放入真空室内，关闭真空室门，抽气到 5 X 10— ³P_{a ;}

③ 开启灯丝加热电源，加热灯丝；

④ 开启电子枪的高压加速电源，电压调到 6KV;

⑥ 调节束流扫描控制器，以 x-y横纵双向驱动束流，并且调节振幅和频率； ⑦ 在加速电压 6KV、束流 0. 3A、沉积速率 0. 3nm/s的参数下蒸镀二氧化硅薄膜；

⑧ 用石英晶体振荡膜厚仪控制二氧化硅薄膜的沉积厚度，至 lOOnm时镀膜结束。

a.在真空室内放置离子源，工作电流 16A，放电功率 100W，工作气体为氩气；

b . 离子束辅助沉积所用的离子束能量为 400ev的氩离子束，在镀膜前先用所述氩离子束对所述基板进行轰击 lmin，使所述基板表面清洁和活化；

c 在沉积二氧化硅薄膜的同时，用 400ev的氩离子束轰击沉积表面；

d. 用石英晶体振荡膜厚仪控制二氧化硅薄膜的沉积厚度，至 lOOnm时镀膜结束。

在沉积二氧化硅薄膜的同时，用 400ev的氩离子束轰击沉积表面；通过离子与成膜原子的动量交换和界面混合，从而显著提高二氧化硅膜层的致密度和附着力。

实施例五

同实施例一，不同的是第一次真空蒸镀纳米铟合金层的工艺是在真空度为 2 X 10— ²Pa的真空度下连续进行三个阶段蒸发，第一阶段蒸发是在 2. 5伏下蒸发 12s，第二阶段蒸发是在 4. 5伏下蒸发 6-10s，第三阶段是在 6. 5伏下蒸发 4s。

第二次真空蒸镀法镀制所述二氧化硅薄膜的具体方法是；

① 将基板与膜料放入真空室内，关闭真空室门，抽气到 8 X 10— ³P_a;

③ 开启灯丝加热电源，加热灯丝；

④ 开启电子枪的高压加速电源，电压调到 30KV;

⑦ 在加速电压 30KV、束流 1A、沉积速率 0. 4nm/s的参数下蒸镀二氧化硅薄膜；

⑧ 用石英晶体振荡膜厚仪控制二氧化硅薄膜的沉积厚度，至 150nm时镀膜结束。

a.在真空室内放置离子源，工作电流 20A，放电功率 150W，工作气体为氩气；

b . 离子束辅助沉积所用的离子束能量为 800ev的氩离子束，在镀膜前先用所述氩离子束对所述基板进行轰击 3min，使所述基板表面清洁和活化；

c 在沉积二氧化硅薄膜的同时，用 800ev的氩离子束轰击沉积表面；

d. 用石英晶体振荡膜厚仪控制二氧化硅薄膜的沉积厚度，至 150nm时镀膜结束。

在沉积二氧化硅薄膜的同时，用 800ev的氩离子束轰击沉积表面；通过离子与成膜原子的动量交换和界面混合，从而显著提高二氧化硅膜层的致密度和附着力。

对比实施例一

同实施例一，不同的是纳米金属层 4为锌金属层，厚度为 80nm。经检测，所制备的雷达保护罩使雷达发射的毫米波来回穿越该保护罩的衰减率为 3%以上。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

权利要求书

1. 一种雷达保护罩，包括带有前表面和后表面的基板（1)，所述基板 (1) 的前表面上覆盖有加强层（2) ，其特征在于：所述基板（1) 的后表面上自内而外至少覆盖有有色层（3)、纳米金属层（4) 和涂料保护层（6)，所述纳米金属层（4) 的金属成分为铟及占质量百分数为 0-10%的锡、镓、银、锗的一种或多种。

2. 一种雷达保护罩，包括带有前表面和后表面的基板（1)，所述基板 (1) 的前表面上覆盖有加强层（2) ，其特征在于：所述基板（1) 的后表面上自内而外至少覆盖有有色层（3)、纳米金属层（4) 和涂料保护层（6)，所述纳米金属层（4) 的厚度为 5-50nm。

3. 一种雷达保护罩，包括带有前表面和后表面的基板（1)，所述基板 (1) 的前表面上覆盖有加强层（2) ，其特征在于：所述基板（1) 的后表面上自内而外至少覆盖有有色层（3)、纳米金属层（4) 和涂料保护层（6)，所述纳米金属层（4) 的表面电阻大于 20兆欧 /口。

4. 一种雷达保护罩，包括带有前表面和后表面的基板（1)，所述基板 (1) 的前表面上覆盖有加强层（2) ，其特征在于：所述基板（1) 的后表面上自内而外至少覆盖有有色层（3)、纳米金属层（4) 和涂料保护层（6)，所述纳米金属层（4) 为岛状结构。

5. 根据权利要求 1所述的一种雷达保护罩，其特征在于：所述纳米金属层（4) 的金属成分为含 5wt%银的铟合金。

6. 根据权利要求 5所述的一种雷达保护罩，其特征在于：所述铟和银的纯度为 99.99%。

7. 根据权利要求 1-6任一项所述的一种雷达保护罩，其特征在于：所述基板（1) 上还包括设置在所述纳米金属层（4) 与所述涂料保护层（6) 之间的氧化物保护层（5)。

8. 根据权利要求 7所述的一种雷达保护罩，其特征在于：所述氧化物保护层（5) 为二氧化硅薄膜，厚度为 100-150nm。

9. 根据权利要求 1-6任一项所述的一种雷达保护罩，其特征在于：所述加强层（2) 为 10-25微米厚度的 UV漆层或 PU漆层或 100-200纳米厚度的真空镀膜层。

10. 根据权利要求 9所述的一种雷达保护罩，其特征在于：所述 UV漆层权利要求书

采用紫外光照射固化而成。

11. 根据权利要求 10所述的一种雷达保护罩，其特征在于：所述有色层 (3) 为 0.1-1微米厚度的烫印黑膜或印刷彩色膜层。

12. 根据权利要求 11所述的一种雷达保护罩，其特征在于：所述涂料保护层（6) 为 10-25微米厚度的 UV漆层或 PU漆层。

13. 根据权利要求 1-6任一项所述的一种雷达保护罩，其特征在于：所述雷达保护罩还包括通过粘结剂与所述基板（1) 相互连接的底座（7)。

14. 根据权利要求 13所述的一种雷达保护罩，其特征在于：所述基板 (1) 位于所述底座（7) 前方，所述基板（1) 和 /或底座（7) 为聚碳酸酯构件。

15. 根据权利要求 14 所述的一种雷达保护罩，其特征在于：所述基板 (1) 和底座 (7) 的总厚度为 4.4-5.3mm。