Rf滤波器壳体的制作方法
【专利说明】RF滤波器壳体
[0001] 本申请是申请日为2010年11月17日的中国专利申请201080052561.6(PCT/ EP2010/067639)的分案申请。
[0002] 本发明涉及一种电子装置的构件，更具体是用于户外使用的电子装置的构件，该 构件已由一种聚合物组合物制成，并且镀有导电材料。
[0003] 甚至更具体地，本发明涉及由聚合物组合物制成的射频(RF)滤波器壳体，该壳体 镀有导电材料以提供EMI屏蔽。射频（RF)滤波器代表一类电子滤波器，设计用于在兆赫 (MHz)到吉赫(GHz)的频率范围（中频到超高频）内操作信号。该频率范围是大多数广播电 台、电视、无线通信(移动电话(亦被称为蜂窝电话）、Wi-Fi等)所用的范围，因而大部分射频 装置将包括对被传输或被接收的信号的某一种类的滤波。一个很好的例子是移动电话的基 站中所使用的RF滤波器。
[0004] 对于所述构件的要求是它们应在所有条件下保持其功能。对于RF滤波器壳体来 说，重要的是壳体要屏蔽电磁干扰(EMI)。由于例如来自外部源的电磁传导或电磁辐射，该 干扰造成影响电路的扰动。所述扰动可能中断、阻碍或以其他方式降低或限制电路的有效 性能。产生的扰动的外部源的实例包括电气或电子设备或甚至是天然源(例如阳光或北极 光)。
[0005]传统上，RF滤波器用的壳体由诸如铝的金属制成。
[0006]这种壳体的问题在于，它们的制造过程很复杂并且费力。该壳体必须在高温下铸 造并且要加工以去除溢料，要为螺孔而钻孔，其必须被切割并打磨以产生平锁面。在某些情 况下，甚至需要从固体材料块中钻出壳体，例如如果要制造氧化钡或氧化锆壳体。US-4， 278,957、EP-A-1544938-A和EP-A-1544940中给出了RF滤波器和RF滤波器壳体的实例。
[0007] 在uS- 5，3 2 9，6 8 7中，提出了用玻璃纤维增强的聚醚酰亚胺树脂（以商品名 Ultem⑧出售)来制造壳体。该壳体通过注射成型来制造，并且通过使用真空金属化工艺或 化学镀工艺镀有导电材料，其中所述工艺包括化学和/或电化学处理步骤，通常涂覆2层或 更多层金属。壳体被镀覆以提供对电磁干扰的屏蔽。因此，重要的是，所镀的金属层要覆盖 壳体的整个表面，从而使其不含有允许电磁辐射通过的开口；因此，同样非常重要的是，所 镀金属层应在壳体的使用寿命期间保持其完整性。
[0008]壳体要满足对壳体所提出的严格要求，例如用于户外使用，甚至是用于航空，在这 些条件下可能出现非常大的温度波动。所述户外使用的一个很好的例子是将RF滤波器用在 移动电话基站所用的户外放置的机柜中。然而，聚醚酰亚胺难以加工，特别是如果其用玻璃 纤维增强时。含有聚醚酰亚胺和玻璃纤维的聚合物组合物的熔点和粘度都非常高，导致复 杂的注射成型工艺。并且难以得到壳体的正确尺寸，而鉴于其应用壳体的尺寸必须在狭窄 的公差范围内。此外，在聚醚酰亚胺的镀覆过程中需要使用铬离子。这将引起健康问题的风 险。
[0009]已知，人们开始考虑用不同于玻璃纤维增强的聚醚酰亚胺的多种其他聚合物组合 物来制造RF滤波器壳体，因为这些组合物更适合加工。然而，问题是要找到一种不仅更适合 加工且能显示出满足对壳体所提出的严格要求的性能的组合物。通常出现的问题是，在一 定的时间段之后，壳体的屏蔽性能变差，这可能是因为镀在壳体上的金属层最终损坏。在该 应用中徒劳地提出的聚合物的例子包括液晶聚合物、聚碳酸酯、间规聚苯乙烯、半芳族聚酰 胺、聚酰胺46等。尽管做了许多尝试来替换聚醚酰亚胺组合物，但自从聚醚酰亚胺组合物的 引进之后的很长一段时间以来，都没有人成功找到一种替代性的聚合物组合物。
[0010]本发明的目标是提供一种电子装置的构件，更具体是用于户外使用的电子装置的 构件，该构件由聚合物组合物制成，并且镀有导电材料，该构件与含有聚醚酰亚胺的聚合物 组合物的壳体相比更易于生产，并且该构件在苛刻的户外使用条件下能保持其作用。
[0011]令人惊讶的是，如果所述聚合物组合包含下列组分时，便实现了上述目标：
[0012] (a)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
[0013] (b)玻璃纤维
[0014] 如果构件是壳体，该壳体未显示沉积到壳体上的金属层的最终损坏，即使在很长 的一段时间后也没显示最终损坏，因此所提供的壳体具有长的使用寿命。如果是RF滤波器 壳体，该RF滤波器壳体在定义明确的频率范围内运行非常好。
[0015]所述构件也可以例如为天线，如偶极天线。该天线在长时间使用后保持正常工作。 现有技术的天线通常是由纯的金属或已粘附到基材上的重金属箱制成。这些天线很复杂并 且因而生产成本高。
[0016] 聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物是一种基于对苯二甲酸和乙二醇作为主要的单体 单元的聚酯。聚对苯二甲酸乙二醇酯也可以包含少量其他二酸（例如间苯二甲酸）或二醇 (例如二乙二醇）作为共聚单体。优选地，组合物包含至少一种聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚 物。"聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物"在本文中被理解为含有小于5摩尔％的不同于对苯二 甲酸和乙二醇的那些单体单元。这种均聚物的优点为较高的熔点和较好的结晶行为。更优 选地，聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物包含小于4摩尔％，甚至更优选小于3摩尔％，最优选小 于2摩尔％的不同于对苯二甲酸和乙二醇的那些单体单元。优选地，组合物中的聚对苯二甲 酸乙二醇酯的至少50重量(wt) %、更优选至少90wt. %、最优选至少95wt. %是均聚物。
[0017] 聚对苯二甲酸乙二醇酯的相对溶液粘度(RSV，通过1克聚合物在125克7/10(m/m) 的三氯苯酚/苯酚的混合物中的溶液在25°C下来测定；该方法是基于ISO1628-5)可以为 1.50-2.00，优选地为1.60-1.85，最优选为1.65-1.80。通常，较高的RSV将使得组合物的强 度和韧性得到改善，而较低的RSV促进熔体流动和结晶速度。在本发明的RSV范围中，达到最 佳性能，而不需要添加抗冲改性剂或流动促进剂，这有助于甚至进一步延长构件的使用寿 命。为了得到这些RSV值，聚对苯二甲酸乙二醇酯可能已经进行了固态后缩合，例如通过将 粒状形式的组合物暴露于比其熔点低至多约l〇°C的升高的温度下、在惰性气氛中放置几小 时。所述固态后缩合的另一个好处在于，存在于组合物中并且可能影响组合物的加工性能 或其模制件的性能的任何挥发性物质基本上均被除去。
[0018] 优选地，聚合物组合物包含成核剂以增强聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶。作为成 核剂，可以使用任何已知的成核剂。优选地，使用无机添加剂(例如微细滑石粉)或金属羧酸 盐，特别地使用诸如苯甲酸钠的碱金属羧酸盐。更优选地，苯甲酸钠的用量为约0.05到0.5 质量％ (基于聚对苯二甲酸乙二醇酯）。
[0019] 优选地，根据本发明的构件中所用的聚合物组合物基本上不含增塑剂，S卩，其优选 地不包含能降低其中进行熔融到结晶的温度范围的添加剂。这样做的好处是注射成型的部 件的性能不会因失去增塑剂而变化。
[0020] 为了机械性能与加工性的最佳平衡，用于聚合物组合物的合适的玻璃纤维的纤维 直径可以为5_20μπι，优选为8-15μπι，最优选为9-11μπι。优选地，玻璃纤维的表面上具有与聚 对苯二甲酸乙二醇酯相容的胶料，并且包含环氧或氨基官能的化合物。优选地，所述胶料包 含环氧官能的化合物。这样做的好处是在聚对苯二甲酸乙二醇酯中的分散性好，并且改善 了聚合物组合物的长期机械性能(特别是疲劳行为）。
[0021] 聚合物组合物可以包含10_60wt. %的玻璃纤维。优选地，聚合物组合物包含30-50wt. %的玻璃纤维。在这种情况下，组合物能非常好地通过注射成