T-SDMT 0025 -2024 共形天線工藝流程規(guī)范

ICS25020CCSJ30SpecificationforprocessflowofconformalantennaIT/SDMT0025—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由山東大科電子科技有限公司提出。本文件由山東省機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)歸口。本文件起草單位：山東大科電子科技有限公司、淄博智陶新材料科技有限公司、山東司萊美克新材料科技有限公司、山東魯峻文化科技發(fā)展有限公司、浙江大學(xué)山東工業(yè)技術(shù)研究院、淄博市清大國杰技術(shù)轉(zhuǎn)移服務(wù)中心。本文件主要起草人：王瑞俊、王瑞超、文翔、張軍、曹衍龍、閆棟。2T/SDMT0025—2024共形天線工藝流程規(guī)范本文件規(guī)定了共形天線工藝流程規(guī)范的準(zhǔn)備、要求。本文件適用于激光刻蝕共形天線工藝流程規(guī)范。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。本文件無規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1激光刻蝕Laseretching利用激光束在材料表面進(jìn)行蝕刻的一種加工技術(shù)。3.2共形天線Conformalantenna與物體結(jié)構(gòu)外形保持一致且不給其共形設(shè)備帶來額外負(fù)擔(dān)的一種天線。3.3共形陣列天線Conformalarrayantenna在平面陣列天線方向計(jì)算時(shí)，陣列天線的方向性函數(shù)等于陣函數(shù)乘以單元天線的方向函數(shù)，而在共形陣列天線中，不同天線單元所在的位置不同，其軸線方向也不同，方向圖是有區(qū)別的。因此，共形陣的方向圖不能表示成一個(gè)顯式，必須采用數(shù)值計(jì)算方法。另外，共形天線一般屬于電大、超電大尺寸，且電磁結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，目前缺乏可供使用的商用軟件，只能對(duì)某些簡單情況近似求解。4準(zhǔn)備4.1鍍銅天線基板其介質(zhì)材料為聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚四氟乙烯、碳纖維等板狀基材，通過磁控濺射工藝進(jìn)行表面種子銅的制備，然后通過電鍍加厚銅，鎳金工藝后進(jìn)行激光刻蝕制作線路，基板及其銅箔的耐熱性能，達(dá)到使用要求。其次，還要解決陶瓷表面金屬化、金屬表面陶瓷化、厚膜工藝尺寸精確控制、材料熱膨脹匹配及電路金屬材料在高溫下的穩(wěn)定性問題。4.2對(duì)于共形天線而言，當(dāng)波束掃描到某方向時(shí)，為避免增加副瓣電平和降低天線效率，必須斷開或者改善對(duì)主波束無貢獻(xiàn)的單元激勵(lì)。4.3共形天線的單元天線的間距接近線寬的一半。3T/SDMT0025—20244.4一般情況下，共形天線是非金屬材料和金屬材料的組合體，共形天線的外面不再配置傳統(tǒng)的天線罩，但要考慮避免雷電附著或者使雷電附著所造成的損失在可接受的范圍內(nèi)。4.5利用繪制軟件，在天線基板上繪制出客戶所需要的圖形，并保存為標(biāo)準(zhǔn)格式文件。4.6將標(biāo)準(zhǔn)格式文件導(dǎo)入激光刻蝕參數(shù)自動(dòng)生成系統(tǒng)，根據(jù)共形天線的設(shè)計(jì)圖紙要求設(shè)置激光加工參數(shù)，將參數(shù)錄入激光刻蝕機(jī)中，開啟設(shè)備，打開水冷系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)，將需要刻蝕的天線基板放入機(jī)器中，對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試無誤后，開啟激光噴頭進(jìn)行激光刻蝕。5要求5.1主要工藝流程天線基板→超聲波清洗→150℃高溫烘烤（3h）→真空磁控濺射鍍銅（1μm）→電鍍銅（10μm）、鎳（2μm～3μm）、金（1μm）→飛秒激光刻蝕天線圖形→包裝。5.2天線基板作為天線的輻射面，一般為微米級(jí)至亞毫米級(jí)的金屬層，該金屬層需要貼合在支撐材料的外表面，并具有很好的結(jié)合強(qiáng)度?；寰哂心蜔嵝阅堋⒛洼椛湫?、耐火性、半阻燃性、電絕緣性、耐大氣老化性等特點(diǎn)；基板表面真空磁控濺射銅層后，樹脂與銅層結(jié)合力強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。5.3超聲波清洗在表面磁控濺射鍍銅前，需要對(duì)天線基板表面進(jìn)行超聲波除油污清洗。將天線基板放入含有酒精溶液的容器中，然后將其放入超聲波清洗機(jī)中，溫度設(shè)定為60℃,振蕩清洗30min，清洗完畢后，將天線基板取出后用去離子水清洗表面，然后放入去離子水的容器中，再次振蕩清洗15min。5.4高溫烘烤將清洗完后的基板進(jìn)行150℃±10℃高溫烘烤，連續(xù)烘烤時(shí)間不少于3h，冷卻方式采用箱內(nèi)自然降溫，當(dāng)溫度低于50℃時(shí)可移出烤箱。5.5真空磁控濺射鍍銅將天線基板放入真空離子濺射鍍膜機(jī)內(nèi)，靶材與樣品間距固定為15cm，真空溫度設(shè)置為100℃,將真空室抽至本底真空（3.0～7.0）×10-4pa，然后充入高純度氬氣(99.99％)，真空度調(diào)整為（1.2～1.8）×10-1pa，打開離子源，對(duì)天線基材進(jìn)行等離子體清洗，清洗時(shí)間為10min，除去表面殘留物，并提高基板表面活性，保證最終成品質(zhì)量。天線基板在等離子清洗后，根據(jù)基板不同，設(shè)置偏壓20V～100V，鍍鈦功率設(shè)置為10kW，打開鍍鈦電源，鍍鈦層厚度90nm，鍍鈦結(jié)束后，關(guān)閉鍍鈦電源。鍍銅功率設(shè)置為25kW，打開鍍銅電源，鍍銅厚度1μm。鍍銅結(jié)束后，關(guān)閉鍍銅電源，設(shè)備關(guān)機(jī)，等鍍膜機(jī)內(nèi)溫度降為50℃以下時(shí)，開爐取出天線基板，迅速真空包裝，為下一步電鍍銅做準(zhǔn)備。5.6電鍍銅鎳金將基板放入酸洗槽浸泡10min左右，清洗基板表面油污、銹蝕等雜質(zhì)，隨后用去離子水沖洗干凈；4T/SDMT0025—2024然后，把處理過的基板放入電鍍槽，槽中使用銅鹽水溶液作為電鍍?nèi)芤海O(shè)定電流密度為1.5A/dm，電壓為2.0V，將銅離子還原到器件表面，形成均勻、致密的銅層，銅層一般10μm；同原理依次鍍鎳金，鍍鎳層一般2μm～3μm、鍍金層一般1μm。最后，將處理過的基板放入水洗槽，去除電鍍液殘留的藥劑，用去離子水沖洗干凈后晾干。5.7飛秒激光刻蝕天線圖形利用CAD控制界面繪制出天線圖形的平面展開圖，系統(tǒng)以天線設(shè)計(jì)型面數(shù)