供稿人:张涛 供稿单位：机械制造系统工程国家重点实验室 发布日期：2019-01-06
在许多天线和微波组件应用中，轻质量是一个重要的考虑方向。瑞士的Gerterud等人在塑料原件表面镀金属以产生高导电表面是实现天线及其组件轻质量化的有效方法。
塑料原件的制造主要是传统塑料成型技术，比如塑料挤出成型，吹塑成型，模压成型等，但缺点是制造工艺繁琐，设备多，加工时间长。3D打印技术作为一种新型的塑料成型方法， 以其独特的优势得到了很大的发展。采用3D打印技术制造塑料原件，能够直接将从CAD得到的复杂三维模型直接加工，制造时间短，精度高，成本低。
塑料件表面的金属化工艺主要是电镀和化学镀。化学镀的优点是安装成本较低，可自由镀各种几何形状，包括复杂的腔体，局限性是它比电镀慢，而且金属层被限制在几个μm。在以往的化学镀铜的方法中，铜层的厚度难以超过2μm。最近Erik G. Geterud等人进行了一种新的化学镀铜方法，实现了在塑料表面镀铜厚度达到于4-5μm厚。这种方法主要包括以下主要步骤。1）刻蚀，也叫粗化处理，采用双氧水和硫酸进行蚀刻，保证镀铜层和基材之间的结合强度；2）活化，采用盐酸和氯化钯溶液，氯化钯作为活化剂，使塑料基材上吸附一层具有催化作用的金属钯粒子；3）加速，也叫解胶处理，采用氢氧化钠等溶液除去钯粒子周围的胶体化合物，使活性的钯晶核充分暴露出来；4）铜沉积，加入硫酸铜溶液和还原剂，铜离子被还原成铜单质沉积在塑料表面；5）保护已镀完的金属层（图1）。在每个步骤后都要进行一次水清洗，以除去每个步骤在塑料表面的残余液，保证镀铜顺利进行。对于只镀天线内表面的情况，为了使天线外表面不受影响，将天线一端密封，用活化剂溶液注满天线内部。
图1化学镀铜的主要步骤
图2塑料天线内表面化学镀铜
对表面化学镀铜的塑料天线进行表面质量评估，可以得出采用这种化学镀铜方法，天线表面质量大多数是光滑、均匀的，表面质量良好。对天线进行传输损耗实验，可以得出，进行化学镀铜的塑料天线的功率损耗很小，性能满足要求。