[发明专利]复合螺旋天线精密制造方法与测量加工装置

摘要

本发明复合螺旋天线精密制造方法与测量加工装置属于通信设备制造领域，特别涉及一种复合材料镀层的超宽频三维螺旋天线的精密制造方法与测量加工一体化装置。精密制造方法采用多种加工工艺相组合的方式，并结合激光测量定位技术，完成三维螺旋天线的精密制造。采用锥台形状的聚酰亚胺基底，对复合螺旋天线的聚酰亚胺基底的上平面和圆锥表面进行整体铜化，采用光刻工艺、激光粗加工和微细铣削精加工进行加工。利用高精度2D位移传感器进行天线特征提取，实现加工测量一体化。测量加工装置由测量加工组件与五轴精密数控位移平台组成。该制造方法和装置加工精度好、效率高、柔性好，可广泛应用到各类通讯设备加工中。

主权项

一种复合螺旋天线的精密制造方法，其特征在于，采用多种加工工艺相组合的方式，并结合激光测量定位技术，完成三维螺旋天线的精密制造；采用锥台形状的聚酰亚胺基底（1），首先对复合螺旋天线的聚酰亚胺基底（1）的上平面和圆锥表面进行整体铜化，然后对复合螺旋天线上平面中心区域采用光刻工艺进行加工，再对复合螺旋天线的聚酰亚胺基底（1）的圆锥表面和圆锥表面与上平面的过渡部分进行激光粗加工和微细铣削精加工，得到高质量的天线带线；再利用高精度2D位移传感器（19）进行天线特征提取，实现测量、定位和加工一体化；高精度的复合螺旋天线具体的制造方法如下：1）、对复合螺旋天线聚酰亚胺基底表面进行整体铜化首先采用特定脱脂剂将聚酰亚胺基底（1）进行脱脂，使聚酰亚胺基底（1）表面粗化及表面活化，利用特定的铜化合物、络合剂、还原剂和pH调整剂的溶剂配方在聚酰亚胺基底表面形成电镀用的1μm厚的导电性化学镀铜层（2）；然后，在镀铜层（2）上继续电镀至指定要求的厚度，完成聚酰亚胺基底的整体铜化；2）、对复合螺旋天线上平面中心区域采用光刻工艺处理首先在铜化后的聚酰亚胺基底（1）上均匀涂覆上一层光刻胶膜（3），将预制的带有需要去除的微小区域图形的掩模板（4）对准放置在整个聚酰亚胺基底（1）上，在紫外线光下进行曝光处理；然后在显影溶液中将未感光部分的光刻胶膜（3）去除；再经过后烘坚膜处理后，用腐蚀液将无光刻胶覆盖的金属腐蚀掉；最后使用化学试剂使光刻胶膜（3）碳化脱落，并用离子水冲净，最终在聚酰亚胺基底（1）表面上留下呈螺旋形状的镀铜层（2），螺旋形状的镀铜层（2）就是上平面中心区域的平面螺旋天线；3）、复合螺旋天线上平面光刻加工后，将半成品天线装夹到测量加工一体化装置的五轴精密数控位移平台（Ⅱ）的工作台上，采用高精度2D位移传感器测量经光刻后得到的中心区域的平面螺旋天线，进行平面螺旋天线边缘特征点的提取，从而辨识出后续加工的起始点；4）、对已装夹在五轴精密数控位移平台（Ⅱ）的工作台上复合螺旋天线半成品天线的复合螺旋天线圆锥表面和圆锥表面与上平面的过渡部分进行激光粗加工；先由辨识出的后续加工的起始点开始，完成激光器水平方向上对刀，然后进行激光粗加工；采用激光器（13）加工除上平面中心区域外的其它镀铜层（2），激光粗加工完成后得到超宽频复合螺旋天线的圆锥螺旋部分以及平面螺旋与圆锥螺旋的过渡部分；5）、将激光粗加工完成后的超宽频复合螺旋天线的圆锥螺旋部分以及平面螺旋与圆锥螺旋的过渡部分的镀铜层（2）用微细铣削电主轴（16）进行微细铣削精加工，最后得到的镀铜层（2）成为高质量的天线带线；6）、最后，用高精度2D位移传感器精确测量最后得到的天线带线轮廓截面，实现对天线轮廓的在机测量，对加工不合格的地方利用微细铣削进行修补，达到高精度的加工要求。