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微波器件电镀技术动向:电镀基体材料的改进

放大字体  缩小字体发布日期:2012-09-19  作者:刘仁志  浏览次数:740
核心提示:如果将电阻率作为一个重要参数来选取微波产品的制作材料,那最好是采用银来制作波导类产品,这当然是很不现实的,所以实际上采用得最多的是铜材电镀银层,但是铜材有重量比较大的缺点,于是又发展出以铝材做腔体等的技术
 

电镀基体材料的改进

如果将电阻率作为一个重要参数来选取微波产品的制作材料,那最好是采用银来制作波导类产品,这当然是很不现实的,所以实际上采用得最多的是铜材电镀银层,但是铜材有重量比较大的缺点,于是又发展出以铝材做腔体等的技术。铝的导电性能与铜比起来要差许多,如果根据理想状态来分析,用铝应该是不很恰当的,但是实际上现在微波器件的结构材料大量采用了铝合金。这里就有一个综合性能指标的问题。同时,微波技术的进步也使微波器件的体积也在趋向小型化和轻量化,

这要求在材料上还需要做进一步的开发。

采用树脂复合材料

一个重要的动向是采用复合材料技术。这就是在树脂材料制成的微波器件表面镀上一定厚度的金属层来作为微波传送的通道。

美国很早就有关于采用复合材料制作高频器件腔体的报道[5],这是为了进一步减轻导弹电子系统的重量而采取的重要工艺改进措施。20世纪60年代,国外的高频电子产品已经采用了铸铝件腔体,而我国当时同类产品仍在采用铜制品,至今铸铝腔体还没有进入全面应用阶段,更不要说采用塑料制品,明显地滞后于国际先进水平。采用塑料制件替代铝制件的另一个重要优点是成本的降低和金属资源的节省。根据美国当时提供的成本对比情况,以高频电子产品’腔体为例,其成本降低率可达30%左右,其对比结果见表5—7。表5—7中所列数据为当时工艺水平下的价值,如果以今天有色金属的价格和塑料加工水平提高的情况来看,这一比率还可以提高。

表5—7铝基制件和塑料制件成本对比①

        

铝制件成本/$

塑料制件成本/$

        

铝制件成本/$

塑料制件成本/$

材料费

    2.50

    2.56

镀铜/银/金

    16.00

    16.00

干磨石

    0.76  

修复镀层

    4.00

磨损(5)

    0.17  。“

镀覆损失

    1.51

机械加工和检查

    8.51

    5

总计

    33.51

    23.56

机械加工损失

    0.06

 

①表中所列的成本价为当时(1960年)的价值。

这项试验的结果表明,采用树脂复合材料制作波导腔体经电镀后,性能可以满足设计要求,其试验情况见表5-8。

表5-8树脂波导产品试验情况(参考MIl,STD-202A)

试验项目

    试验方法

    试验结果

冷热试验

  在一18℃的温度下,将样品浸入冷冻液中20min,再取

出放入+85℃的水中。检查起泡或结合力变化情况

  所有样件全部通过,但在极限高温下

(90"C)12件中有4件出现起泡

钎焊性

  将样品洗净并加焊剂,用电烙铁和焊锅进行焊接试验,

所有锡料为60Sn40Pb

  所有的样品都因为基体是良好的绝

缘体而不发生热发散现象,表现了极好

的焊接性

结合力

  将样品进行断裂、剥离和张力试验

  所有试验都表明塑料与镀层有较好的

结合力,最高可达3.43MPa(35kgfcm2)

耐冲击力

  5509的球从20cm高处落下到样片表面

  抗张结合力为l472-Z6MPa(15--,

23kgfcm2)之间,均为合格

均镀能力

  用不同区域的样片制成金相试'片观测其镀层厚度,以评

定其均镀能力

  2cm厚的板材上钻一系列孔后进

行试镀表明,小于lmm的孔内难以获

得镀层    ;。.·:.:气

微观组织

  用测过均镀能力的样片观察其铜镀层金属组织情况

  没有发现异常的租零缔构j:.枣;{

 

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