[发明专利]用于制造波导管天线的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造波导管天线(6)的方法，其特征在于以下步骤：a)提供基底(7、17)；b)将一层壳体材料(1)施加到基底(7、17、1)上，其中，该层具有空隙(5a)；c)将一层含金属纳米颗粒的悬浮物(2)施加到壳体材料层(1)的朝向所述空隙(5a)的棱边处；d)烧结含金属纳米颗粒的悬浮物(2)；e)重复步骤b)至d)，其中，之前的壳体材料层(1)用作基底，并且其中，所述壳体材料层(1)的空隙(5a)形成空腔(5b)，直至构造所希望的波导管天线(6)。

技术领域

本发明涉及一种用于波导管天线的基于喷墨的增材制造方法。

背景技术

目前，用于雷达天线系统的波导管天线通过注塑成型的塑料结构制造，该塑料结构在随后的步骤中涂覆以金属并且然后接合在一起。电磁波通过MMIC(单片微波集成电路)和波导管天线之间的短印制导线耦合到波导管天线中。

发明内容

本发明提出一种用于制造波导管天线的基于喷墨的增材制造方法。该方法尤其可以借助三维打印技术实现。根据变型可以使用具有两种或三种材料的多材料喷墨打印(Multimaterial-Inkjet-Druck)。替代地，也可以使用激光诱导前移(Laser-Induced-Forward-Transfer，LIFT)方法。在开始时提供一个基底，尤其呈电路载体的形式。例如电路板用作基底。替代地，也可以使用中介层封装(Interposer package)，即用于半导体芯片的载体作为基底。

根据第一方面，将一层壳体材料施加到基底上。在此，壳体材料以一层打印到基底上，然后固化。壳体材料尤其是塑料并且可以含有例如环氧树脂和/或丙烯酸。层高度优选在10μm至30μm的范围内。壳体材料层在波导管的应位于制成的波导管天线中的部位处具有空隙。

然后，将一层含金属纳米颗粒的悬浮物在壳体材料层的朝向空隙延伸的棱边处施加到壳体材料层上。在此，含金属纳米颗粒的悬浮物也润湿空隙的内壁。含金属纳米颗粒的悬浮物尤其是金属纳米墨并且可以由金属纳米颗粒例如银、铜或金纳米颗粒等、溶剂和其它有机和/或无机填料组成。湿层优选具有在10μm至30μm范围内的层高度。随后，对含金属纳米颗粒的悬浮物进行烧结。在此，含金属纳米颗粒的悬浮物的溶剂逸出，并且金属纳米颗粒在壳体材料层的棱边处和尤其在空隙或制成的波导管的内壁处烧结成在微米范围内的金属层。

重复施加一层壳体材料、施加一层含金属纳米颗粒的悬浮物和烧结含金属纳米颗粒的悬浮物的步骤。在壳体材料的另外的层中，之前施加的、先前的壳体材料层用作新的基底。一直重复所述步骤，直至构造所希望的波导管天线。多个相叠的壳体材料层与其空隙形成一个空腔，该空腔的位置和形状相应于制成的波导管天线的波导管。优选地，如此施加壳体材料的层，使得空隙形成具有倾斜的壁的空腔。由此整体改善了打印结果。通过由含金属纳米颗粒的悬浮物烧结后在空腔中形成的金属层形成用于波导管天线的波导管。在空腔内壁上的金属层形成尽可能光滑的金属表面。金属表面朝向壳体材料层的不规则构造对于波导管天线的有效性没有影响。

在该变型中可以设置，将金属盖件施加到最上面的壳体材料层上。在此，盖件在空腔上方延伸并向上封闭该空腔。盖件具有至少一个开口，电磁波可以通过该开口从波导管天线解耦到周围环境和/或从周围环境耦合到波导管天线中。金属盖件可以借助已知的接合工艺进行连接，例如与导电粘合剂粘合、与非导电粘合剂粘合或钎焊、与最上面的壳体材料层以及必要时与含金属纳米颗粒的悬浮物烧结后在最上面的壳体材料层上形成的最上面的金属层连接。

在一个变型中，介电材料层附加地施加在壳体材料层的空隙中并且优选至少部分地施加到基底上。优选地，这直接在含金属纳米颗粒的悬浮物烧结之后进行。层高度也可以在10μm至30μm的范围内。然后也重复施加介电材料层，并且将下一层分别施加到之前施加的前一层介电材料上。介电材料的介电常数根据用作第一基底的电路载体进行选择，即例如在电路板与电路板上的高频层压板配合的情况下。由此，在波导管天线和第一基底之间实现良好的电磁耦合。