[发明专利]一种5G天线移相器表面可焊金属的沉积工艺

说明书

本发明公开了一种5G天线移相器表面可焊金属的沉积工艺，包括：S1.多弧沉积形成伪合金层：多弧电流80‑150A，负压600‑800V，沉积时间1‑10min；S2.多弧沉积形成中间焊接层：通入氩气，流量50‑300sccm，降低起弧电流至30‑60A，降低负压至10‑90V；同时打开磁控电源，调整磁控电流为1‑5A，沉积金属Cu或者Ni，沉积厚度不低于8微米；S3.多弧沉积制备表面防氧化层。本发明提出的移相器腔体处理工艺方法，通过对伪合金层的设计，使得基底层与后续的金属膜层的结合力都非常好(特别是在高盐雾环境下)，从而使其抗剥离强度较高。能实现大规模、低成本的生产，能够实现对环境污染的电镀的替代。

技术领域

本发明属于移动通信基站天线技术领域，主要涉及一种5G天线移相器表面可焊金属的沉积工艺。

背景技术

在移动通信网络覆盖中，电调基站天线是覆盖网络的关键设备之一，而移相器又是电调基站天线的核心部件，移相器性能的优劣直接决定了电调基站天线的性能，进而影响到网络覆盖质量，故移相器在移动基站天线领域的重要性是不言而喻的。目前板状天线主流移相器主要采用腔体移相器，但这类腔体主要采用铝合金拉制而成，而此材料无法直接进行焊接。目前天线移相器腔体(铝型材)表面处理工艺采用电镀铜、电镀锡工艺方案满足电缆屏蔽层与腔体焊接导通，成本较高；然而铝型材电镀铜和锡存在电镀层脱落隐患，天线长期使用有短路失效风险；同时因为电镀的不均匀性，结合强度低，影响后期移相器三阶交调性能，增加返修成本；同时当移相器微波网络为多路设计时，需要的腔体长度较长，电镀面积较大，造成急剧的成本上升，以及处理时环境污染的问题。CN201610768798.3公开了一种天线移相器铝型材腔体表面电弧喷涂方法，包括以下步骤：S1、对铝型材腔体表面进行导电氧化；S2、将腔体上不需要焊接的地方覆盖；S3、在腔体焊接位置进行喷砂处理；S4、在焊接位置依次喷铜、喷锡。上述电弧喷涂方法也存在膜层不均匀致密的问题，且工艺较复杂。

因此，研究开发一种结合强度高、致密性好，无环境污染的移相器腔体的表面沉积工艺，具有极大的市场价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种5G天线移相器表面可焊金属的沉积工艺，通过对伪合金层的设计，使得基底层与后续的金属膜层的结合力高，抗剥离强度得以增强，工艺步骤和参数使膜层致密性好，无环境污染。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种5G天线移相器表面可焊金属的沉积工艺，包括如下步骤：

S1.多弧沉积形成伪合金层：对铝基移相器腔体进行多弧沉积，多弧电流80-150A，负压600-800V，沉积时间1-10min，在铝基移相器腔体表面形成微区融化，实现膜层和铝基移相器腔体的伪冶金结合；

S2.多弧沉积形成中间焊接层：通入氩气，流量50-300sccm，降低起弧电流至30-60A，降低负压至10-90V；同时打开磁控电源，调整磁控电流为1-5A，沉积金属Cu或者Ni，沉积时间0.1-2h，沉积厚度不低于8微米；

S3.多弧沉积制备表面防氧化层：关闭磁控电源，降低多弧起弧电流至1-10A，真空气压为0.1-1Pa，负压为10-50V，沉积时间0.1-10min，沉积金属锡，沉积厚度10-200nm。

本发明5G天线移相器表面可焊金属的沉积工艺，先在铝基移相器腔体表面通过电弧沉积技术形成伪合金层，使得基底层与后续的金属膜层的结合力高；然后再沉积金属Cu或者Ni，在沉积过程中采用多弧等离子体和磁控相互叠加进行沉积，提高了离化率和膜基结合强度。最后沉积锡防氧化层。本发明沉积的膜层与基体结合强度不低于100N，且80℃盐雾溶度为5％的环境下，500h后结合强度大于70N。

本发明中所述的伪冶金层为：移相器基体在多弧等离子体的作用下，微区形成高温发生融化，等离子体与基体元素Al发生冶金结合，这层称为伪冶金层；伪冶金层的厚度为表面1-100纳米纵深。