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輕質(zhì)量塑料天線表面化學(xué)鍍工藝

在許多天線和微波組件應(yīng)用中,輕質(zhì)量是一個(gè)重要的考慮方向。瑞士的Gerterud等人在塑料原件表面鍍金屬以產(chǎn)生高導(dǎo)電表面是實(shí)現(xiàn)天線及其組件輕質(zhì)量化的有效方法。
    塑料原件的制造主要是傳統(tǒng)塑料成型技術(shù),比如塑料擠出成型,吹塑成型,模壓成型等,但缺點(diǎn)是制造工藝繁瑣,設(shè)備多,加工時(shí)間長(zhǎng)。3D打印技術(shù)作為一種新型的塑料成型方法, 以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得到了很大的發(fā)展。采用3D打印技術(shù)制造塑料原件,能夠直接將從CAD得到的復(fù)雜三維模型直接加工,制造時(shí)間短,精度高,成本低。

圖1化學(xué)鍍銅的主要步驟  

     塑料件表面的金屬化工藝主要是電鍍和化學(xué)鍍。化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn)是安裝成本較低,可自由鍍各種幾何形狀,包括復(fù)雜的腔體,局限性是它比電鍍慢,而且金屬層被限制在幾個(gè)μm。在以往的化學(xué)鍍銅的方法中,銅層的厚度難以超過(guò)2μm。最近Erik G. Geterud等人進(jìn)行了一種新的化學(xué)鍍銅方法,實(shí)現(xiàn)了在塑料表面鍍銅厚度達(dá)到于4-5μm厚。這種方法主要包括以下主要步驟。
1)刻蝕,也叫粗化處理,采用雙氧水和硫酸進(jìn)行蝕刻,保證鍍銅層和基材之間的結(jié)合強(qiáng)度;
2)活化,采用鹽酸和氯化鈀溶液,氯化鈀作為活化劑,使塑料基材上吸附一層具有催化作用的金屬鈀粒子;
3)加速,也叫解膠處理,采用氫氧化鈉等溶液除去鈀粒子周圍的膠體化合物,使活性的鈀晶核充分暴露出來(lái);
4)銅沉積,加入硫酸銅溶液和還原劑,銅離子被還原成銅單質(zhì)沉積在塑料表面;
5)保護(hù)已鍍完的金屬層(圖1)。在每個(gè)步驟后都要進(jìn)行一次水清洗,以除去每個(gè)步驟在塑料表面的殘余液,保證鍍銅順利進(jìn)行。對(duì)于只鍍天線內(nèi)表面的情況,為了使天線外表面不受影響,將天線一端密封,用活化劑溶液注滿天線內(nèi)部。

圖2塑料天線內(nèi)表面化學(xué)鍍銅

    對(duì)表面化學(xué)鍍銅的塑料天線進(jìn)行表面質(zhì)量評(píng)估,可以得出采用這種化學(xué)鍍銅方法,天線表面質(zhì)量大多數(shù)是光滑、均勻的,表面質(zhì)量良好。對(duì)天線進(jìn)行傳輸損耗實(shí)驗(yàn),可以得出,進(jìn)行化學(xué)鍍銅的塑料天線的功率損耗很小,性能滿足要求。


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