激光加工设备、立体天线及加工方法及通信设备与流程

本发明属于天线的设计领域，尤其涉及一种立体天线的激光加工设备、立体天线及加工方法及通信设备。

背景技术

随着天线的广泛应用以及新技术的发展，对天线的设计和加工天线的设备都提出了新的要求。现有的天线组件有的是在印制电路板(printedcircuitboard，简称pcb)或者柔性电路板(flexibleprintedcircuit，简称fpc)的上下表面贴附表面贴装元件形成天线组件。因为pcb和fpc均是片式或多层片式结构，表面贴装元件只能帖附于pcb最外层的单侧表面或上下两侧表面。因此，现有天线组件的线路板上元件的布置或者现有天线组件的设计会受到pcb或fpc的限制，限制了天线组件的应用范围，在设计天线时需要首先考虑pcb或fpc，元件摆放的灵活度较低。

另外，pcb的制备流程长，成本高，在一些特定的天线线路应用中，人们需要寻找制备流程短，成本低的新的工艺路线。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种立体天线的激光加工设备、立体天线及通信设备，该种立体天线的激光加工设备加工效率更高，且加工的天线线路上的元件摆放的灵活度更高，也更紧凑，可以集成更多的应用功能，拓展了天线线路的应用范围。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种立体天线的激光加工设备，包括：

激光光源，用以对所述立体天线的绝缘基材进行激光加工，以获得所述所述立体天线的金属线路的走线路径；

定位单元，用以对所述绝缘基材进行定位并固定所述绝缘基材；

用于对所述绝缘基材进行定位检测的立体光学视觉检测单元；以及

用于调整所述绝缘基材的位置的线性马达；

其中，

所述激光光源的数量为多个；

所述定位单元具有多个可切换的加工工位，所述多个加工工位对应于所述多个激光光源。

根据本发明一实施例，所述激光光源包括：

至少一个用以镭射所述立体天线的天线图案的第一激光光源；

至少一个用以在所述立体天线上镭射过孔的第二激光光源；以及

至少一个切除所述立体天线的高分子载体的第三激光光源。

根据本发明一实施例，所述第一激光光源为波长为1064nm的红外激光光源，和/或为皮秒激光光源；

所述第二激光光源为波长为532nm的绿激光光源，和/或为波长为355nm的紫外激光光源，和/或为皮秒激光光源；

所述第三激光光源为波长为355nm的紫外激光光源，和/或为532nm的绿激光光源，和/或为皮秒激光光源。

一种立体天线，包括：

绝缘基材，用以提供所述立体天线的整体结构的稳定性；

若干表面贴装元件，所述表面贴装元件布置在所述绝缘基材的外表面；以及

金属线路，所述金属线路布置在所述绝缘基材的外表面和/或所述绝缘基材的金属化过孔的位置，并且所述金属线路与所述表面贴装元件电性连接；

其中，

所述金属化过孔的数量为一个或一个以上，所述金属化过孔的直径小于0.5mm；

所述金属线路的选材是铜和镍的组合材料、铜和银的组合材料、铜和镍和金的组合材料、铜和镍和锡的组合材料中的任意一种；所述金属线路直接成型于所述绝缘基材上。

根据本发明一实施例，所述绝缘基材设有过孔，所述金属线路布置在所述过孔位置处。

根据本发明一实施例，所述过孔为导电过孔，所述导电过孔的第一端部设有所述金属线路，所述导电过孔的第二端部设有所述表面贴装元件；或者

所述导电过孔的第一端部和第二端部均设有所述金属线路。

根据本发明一实施例，所述绝缘基材的材料为塑料或玻璃或陶瓷中的一种或多种。

根据本发明一实施例，所述立体天线的工作频率范围为3ghz以上。

一种立体天线的加工方法，包括：

s1：选取制备绝缘基材的原材料，根据所述绝缘基材的尺寸要求，利用模具注塑工艺制备所述绝缘基材；

s2：使用如权利要求1-3任意一项所述的激光加工设备对所述绝缘基材进行激光加工，直接在所述绝缘基材上加工出所述立体天线的金属线路的走线路径；

s3：利用化镀和/或电镀工艺在所述走线路径上覆盖金属层，得到所述金属线路；

s4：利用表面贴装工艺，将表面贴装元件固定在所述绝缘基材的外表面，并且所述表面贴装元件和所述金属线路电性连接。

根据本发明一实施例，所述步骤s2包括表面雕刻工序、边缘切割工序以及钻孔工序。

一种通信设备，包括上述任意一项立体天线的实施例中所述的立体天线。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本发明一实施例中的立体天线的激光加工设备包括多个激光光源以及具有多个可切换工位的定位单元，将多个加工工位设置成和多个激光光源相对应可以在对绝缘基材一次定位之后，通过切换工位实现多个激光光源对应工序的完成，缩短了金属线路的走线路径的加工流程，提高了加工效率和加工精度。

2)本发明一实施例中的立体天线将金属线路直接成型于绝缘基材上，表面贴装元件直接布置在绝缘基材的外表面，并和金属线路电性连接，采用这种结构设计方式，表面贴装单元可以根据需要放置在绝缘基材的任何位置，根据表面贴装单元需要放置的位置，在绝缘基材直接成型出金属走线即可。相对于现有天线线路的设计方式，克服了pcb和fpc对元件布置的设计，因此，本发明实施例中的立体天线上的元件摆放的灵活度更高，也更紧凑，可以集成更多的应用功能。

3)本发明一实施例中通过在绝缘基材上设置导电过孔，并且使用导电过孔连接两端的金属线路，或者使用导电过孔连接金属线路和表面贴装元件，扩展了立体天线的连接方式。

4)本发明一实施例中的立体天线的加工方法，通过使用激光加工设备在绝缘基材上加工出金属线路的走线路径，之后在走线路径上利用化镀和/或电镀工艺在走线路径上覆盖金属层，得到金属线路，相对于pcb制备流程，本发明一实施例提供的方案具有工艺流程短，成本低的优势。

附图说明

图1为本发明的一种立体天线的激光加工设备的单元组成示图；

图2为本发明的一种立体天线的结构示图；

图3为本发明的立体天线的加工方法的流程图。

附图标记说明：

1-绝缘基材，2-金属线路，3-表面贴装元件，4-过孔；

5-激光光源，51-红外激光光源，52-绿激光光源，53-紫外激光光源，54-皮秒激光光源，6-定位单元，61-加工工位。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种立体天线的激光加工设备、立体天线及通信设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例1

参看图1，一种立体天线的激光加工设备，包括：激光光源5，用以对立体天线的绝缘基材1进行激光加工，以获得立体天线的金属线路的走线路径；以及定位单元6，用以对绝缘基材1进行定位并固定绝缘基材1；和用于对绝缘基材1进行定位检测的立体光学视觉检测单元(图中未示出)；以及用于调整绝缘基材1的位置的线性马达(图中未示出)；其中，激光光源5的数量为多个；定位单元6具有多个可切换的加工工位61，多个加工工位61对应于多个激光光源5。

本实施例中的立体天线的激光加工设备包括多个激光光源5以及具有多个可切换工位的定位单元6，将多个加工工位61设置成和多个激光光源5相对应可以在对绝缘基材1一次定位之后，通过切换加工工位61实现多个激光光源5对应工序的完成，一方面缩短了金属线路的走线路径的加工流程，提高了加工效率；另一方面由于不需要多次定位，提高了加工精度。

进一步地，激光光源5包括：至少一个用以镭射立体天线的天线图案的第一激光光源；至少一个用以在立体天线上镭射过孔的第二激光光源；以及至少一个切除立体天线的高分子载体的第三激光光源。

具体地，第一激光光源为波长为1064nm的红外激光光源51，和/或为皮秒激光光源54；第二激光光源为波长为532nm的绿激光光源52，和/或为波长为355nm的紫外激光光源53，和/或为皮秒激光光源54；第三激光光源为波长为355nm的紫外激光光源53，和/或为532nm的绿激光光源52，和/或为皮秒激光光源54。

当然，也可以根据需要设置其它激光光源。其中，红外激光光源51可以主要用于实现图形轮廓的雕刻，绿光激光光源52可以主要用于切割，紫外激光光源53可以主要用于实现钻孔，皮秒激光光源54可以主要用于实现更高精度的加工。当然，上述激光光源也可用于其它工艺。

进一步地，立体天线的激光加工设备还包括辅助单元，辅助单元可以用于传送工件、除尘、冷却、人员防护和警示等。

实施例2

参看图2，一种立体天线，包括：绝缘基材1，用以提供立体天线的整体结构的稳定性；若干表面贴装元件3，表面贴装元件3布置在绝缘基材1的外表面；以及金属线路2，金属线路2布置在绝缘基材1的外表面，并且金属线路2与表面贴装元件3电性连接；其中，金属化过孔的数量为一个或一个以上，金属化过孔的直径小于0.5mm；金属线路2直接成型于绝缘基材1上。金属线路1的选材可以铜和镍的组合材料、铜和银的组合材料、铜和镍和金的组合材料、铜和镍和锡的组合材料中的任意一种。

本实施例中的立体天线将金属线路2直接成型于绝缘基材1上，表面贴装元件3直接布置在绝缘基材1的外表面，并和金属线路2电性连接，可以理解，采用这种结构设计方式，表面贴装单元3可以根据需要放置在绝缘基材1的任何位置，例如，根据需要一个表面贴装单元3可以设置在绝缘基材1的第一侧面，另一个可以设置在与第一侧面相对的第二侧面，当然多个表面贴装单元3也可以紧凑布置在同一表面，根据表面贴装单元3需要放置的位置，在绝缘基材1直接成型出金属走线2即可。而现有使用pcb或fpc的立体天线的线路中电子元件的布置位置则会受限于pcb或fpc，在需要紧凑型的设计中可能会牺牲其它方面的结构，同时也不利于集成多种应用功能的元件，相对于现有立体天线的的设计方式，本实施例克服了pcb和fpc对元件布置的设计，因此，本实施例中的立体天线上的元件摆放的灵活度更高，也更紧凑。可以集成更多的应用功能。

进一步地，绝缘基材1设有过孔4，金属线路2布置在过孔位置处。优选地，过孔4为导电过孔，导电过孔的第一端部设有金属线路2，导电过孔的第二端部设有表面贴装元件3；或者导电过孔的第一端部和第二端部均设有金属线路2。通过使用导电过孔连接两端的金属线路2，或者使用导电过孔连接金属线路2和表面贴装元件3，扩展了立体天线上线路的连接方式。

进一步地，绝缘基材1的材料为塑料或玻璃或陶瓷中的一种或多种。可以理解，绝缘基材1可以为塑料或玻璃或陶瓷中的一种材料制成，也可以根据需要由上述材料分别制成的子单元组合而成。

进一步地，立体天线的工作频率范围为3ghz以上。

实施例3

参看图3，一种立体天线的加工方法，包括：s1：选取制备绝缘基材的原材料，根据绝缘基材的尺寸要求，利用模具注塑工艺制备绝缘基材；s2：使用实施例1中的立体天线的激光加工设备对绝缘基材进行激光加工，直接在绝缘基材上加工出立体天线的金属线路的走线路径；s3：利用化镀和/或电镀工艺在走线路径上覆盖金属层，得到金属线路；s4：利用表面贴装工艺，将表面贴装元件固定在绝缘基材的外表面，并且表面贴装元件和金属线路电性连接。

具体地，步骤s2包括表面雕刻工序、边缘切割工序以及钻孔工序，但不应以此为限。

本实施例中的立体天线的加工方法，通过使用激光加工设备在绝缘基材上加工出金属线路的走线路径，之后在走线路径上利用化镀和/或电镀工艺在走线路径上覆盖金属层，得到金属线路，激光加工的方法成本低且加工效率高；相对于pcb制备流程，本实施例提供的方案具有工艺流程短，成本低的优势。

实施例4

一种通信设备，包括本发明实施例2中的立体天线。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。