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微波器件的新制造工艺-3D混合制造技术

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    微波器件指天线/功分器/PA功放/波导等等,一些安装在卫星/飞机上的部件需要轻质化,一般采用铝合金制造,但是器件一些部分之间需要绝缘处理,能否一体化3D制造,节省制造成本且降低组装调试费用?还能大幅度的减轻产品重量呢?这只能采用新型的成型技术了:3D混合制造,3D混合制造步骤是3D成型/激光LDS选择性沉积金属。采用这种工艺的好处是节省了制造时间和实现了复杂的馈源/波导等器件的一体化免安装调试,且带来的另外好处是大幅度减轻了产品重量。

    2014年美国CTIA展览,美国从事制造卫星微波器件的工程师,希望我们采用3D混合制造技术来替换以上金属波导,我司制造产品如下,先3D打印成型,再在内部墙壁金属化,这个部件重量只有金属工艺的15%,即节省了85%重量!这对卫星和飞机中微波通讯系统减重意义非凡!

    射频接插件    

    射频接插件,是在无线通讯设备中广泛使用的一种元件,传统的都是金属件车削加工后电镀。困扰着这行业之技术难点是3G以上频段的接插件难以控制品质:光洁度、电镀层质量关乎射频阻抗。另一个困难就是降低制造成本。“3G以上的射频线和接插件真能合格的不多”撰写{实用无线电}一书的作者,曾开发出国产射频分析仪的我国知名的射频专家胡树豪先生曾说。

    全塑射频接插件在LDS技术起来前,不能实现,是基于:

    第一:塑料电镀层抗剥离指标差;

    第二:电镀层厚度不便于精确控制;

    第三:电镀层刚性太强,弹性不足;

    第四:不能精确实现选择镀,不需要金属的部分不好遮蔽。

    然而,LDS是一种在塑胶上选择性沉积金属方法。其在塑胶上是存在根,并据此化学生长的金属层,克服了以上所有缺陷。并且可以通过手机和行业严格的高温高湿后抗剥离测试。因此,开始发挥注塑件制造便宜、产能大优势,导入到射频接插件领域。

    3D构型天线

    大型的军舰上面天线,需要考虑减轻重量,美国隐形军舰采用了一种塑料技术制造的3D分形天线,其组件是3D打印成型的,见下图:事实上,很多3D构型且要选择性金属化的天线,且可以采用本文提到的混合制造技术:否则采用传统的FPC和电路板技术,安装误差大,调试难度高,重量重。当然制造成本也高。     

    3D混合制造技术是刚出现的新工艺,还不为行业所知,需要广大微波工程师/工艺师多推广。