微波器件指天线 / 功分器 /PA 功放 / 波导等等,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?采用新型的塑料成型技术:3D 混合制造 可以到达要求,3D 混合制造步骤是 3D 打印成型 / 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。


下面举例说明:

波导器件

传统的波导式金属材料制造,见下图

 

 

美国从事制造卫星微波器件设计的工程师,希望我们采用 3D 混合制造技术来替换以上军用金属波导器件,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,曾开发出国产射频网络分析仪的我国知名的射频专家胡树豪先生曾对我说。因此,我比较留意这个领域的技术进步。 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汽车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,下图是采用注塑工艺制造的射频接插件,再选择性金属化

 

 

下图是注塑模具及其注塑件:

 

 

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。