[发明专利]选择性激光熔化SLM天线制造方法及其制造得到的天线

说明书

技术领域

本发明涉及无线电子设备的天线技术领域，尤其指选择性激光熔化SLM天线制造方法及其制造得到的天线。

背景技术

以智能手机、便携信息终端（PDA）、可穿戴电子设备所代表的小型无线电子设备的快速发展。该类产品具有小型化、微型化、多功能化的特点，而且产品更新换代快，研发周期短，这类产品配套的天线相应要求小型化、薄型化、低成本，易于产品共形，研发试制快捷，并适合小批量生产。

以往的无线电子设备使用的天线主要有金属线绕天线、金属板材天线、PCB天线、FPC天线、薄膜天线、LDS/LRP/LAP天线等，采用的制造方法主要有机加工、腐蚀、印刷等。采用机械弯折、冲裁、车铣等机加工工艺制作的金属线绕天线、金属板材天线，都具有一定的体积和重量，使用的金属也比较多，不利于天线设计的小型化和薄型化。天线接收和发送射频信号，因为趋肤效应，只是使用了金属天线的1μm～10μm表层，绝大部分的金属结构对电波来说，没有起到任何作用，浪费大量的贵重金属，成本高，价格贵。采用腐蚀工艺制作的PCB天线和FPC天线，需要使用多种酸碱化学药品，会产生一定的废水，带来难以解决的环境污染问题。薄膜天线是在薄膜上采用印刷、电镀等工艺在金属表面形成天线图案，印刷方法需要采用高价的导电油墨或银浆，电镀方法也会产生难以处理的废水。

LDS/LRP/LAP天线技术都是采用现代激光加工技术。LDS（Laser Direct structuring）技术将激光投照到塑料器件上，诱导改性材料，活化出电路图案，然后选择性金属镀。LRP（Laser Restructuring Printing）是银浆涂敷，然后激光修整。LAP（laser Activating Plating）是激光诱导普通材料，然后选择性金属镀。 LDS/LRP/LAP天线技术具有共同的优点：1.小批量制作成本低廉。2.开发过程中，修改方便，不涉及制版和设备的调整。3.制作精度高，并与产品外壳共形，符合产品小型化和薄型化发展趋势。4.设计开发时间短。5.可依客户需求进行客制化设计。受到主流手机厂商的青睐。但这三种激光加工技术都有不足之处，LDS需要专用的LDS激光诱导改性材料，特别是将天线制作在产品外壳上，整个外壳都使用专用材料，价格高，在成本上不具备优势，难以大规模推广。而且在天线调试上，因为材料添加了改性金属物质，影响介电常数，不容易调试；LRP和印刷方法一样需要高价的导电油墨或银浆，并且在激光修整时，涂层较厚，激光加工时间长，所需激光功率较大，成本高；LAP需要特制的化学镀剂，和LDS一样存在材料上的专用问题，在应用上有很大的限制。LDS/LAP都是采用激光汽化、烧蚀塑料实现活化，极易产生有毒有害气体和粉尘污染物，污染环境和影响激光器使用。

如何充分利用现代激光加工技术的优势，采用现有的成熟工艺和常用材料，发明出成本低廉、制作精良、调试简单、环保的天线制造方法，是天线厂商追求的目标，也是天线设计制造人员的面临的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种成本低廉、制作精良、调试简单、环保的选择性激光熔化SLM天线制造方法。

本实发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种薄膜天线的制造方法，包括在基材上设置金属薄膜，并对金属薄膜进行加工，在基材上用镀膜工艺镀上金属薄膜，并选择合适的激光波长，合适的加工光斑大小、扫描速度、激光功率，对金属薄膜进行选择性熔化加工，使部分金属薄膜熔化成液态金属，并迅速固化形成珠化球，所述激光加工的位置可以为平面或曲面，然后清理掉表面的珠化球，从而使得未被激光照射的金属薄膜部分实现天线图案化，其中所述的激光加工的位置为平面或曲面，最后制作信号馈线引出端。

进一步改进，所述薄膜天线整体置于激光可透射的基材内部，先将金属薄膜密封在透明基材内部，并设置有信号馈线引出端；再对金属薄膜进行加工，产生的珠化球分散留在透明基材内部，从而直接在透明的基材内部实现天线成型。

同时也可以选择物，直接将金属薄膜覆盖于基材表面进行加工。

作为改进，所述采用的激光波长选择在1000-1100nm之间或300-400nm之间，设置薄膜厚度在200-5000埃。

一种使用上述选择性激光熔化SLM天线制造方法得到的天线，包括基材和金属薄膜，所述基材上设置多层金属薄膜，所述的金属薄膜封闭在激光可射入的透明材料中，且所述透明激光可射入的透明材料上设置有去除部分材料后的通孔，所述的馈线引出端设置有所述的通孔内。

本发明采用技术原理：