CN114449812B - 内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内建低轨道卫星通讯天线的车载屏及其制造方法；内建低轨道卫星通讯天线的车载屏，包括车载屏本体，和设于车载屏本体四周的保护盖板，及设于车载屏本体背面或保护盖板背面的低轨道卫星高频通讯天线，低轨道卫星高频通讯天线包括基材，和设于基材正面和反面的导线层，导线层用于接收低轨道卫星信号；导线层设有宽度为5‑25μm的导线，导线之间的间隔也为5‑25μm；基材为低辩识度至透明化材质；基材至少为一层。本发明因为采用5‑25μm的导线，导线之间的间隔也为5‑25μm，极大地缩小了天线的总体尺寸。让巨大笨重的碟型卫星接收天线，变成低辨识度到透明化、轻便、易于携带、高效、稳定且有竞争力价格的低轨道卫星天线。

Description

内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法

技术领域

本发明涉及一种带有天线的车载屏，更具体地说是一种内建低轨道卫星通讯天线的车载屏及其制造方法。

背景技术

随着5G通信网络和低轨道卫星的快速蓬勃发展，在无法铺设光纤宽带，或是无法架构5G机站的地区，高质量的低轨道卫星的宽带服务就扮演非常关键的角色，特别是在军事、急难救助、无人驾驶、远距医疗、地质和水文监控，和偏远山区教育等方面。

而高质量、高可靠度、高可便携性，和有竞争力价格的低轨道卫星的接收天线，就是决定能否商业化和大量普及的关键要素之一。

传统的卫星的碟形天线存在着许多的缺点，比如体积:传统被动式接收碟型天线为一金属曲面，该曲面直径一般在60cm到120cm以上，其天线馈入端长在30cm以上，此外为支撑其固定仰角和本身重量，须加上额外金属支架，因此其体积可超过60cmx60cmx30cm。重量:基于上述体积的天线金属架构，重量可达到十余公斤或几十公斤。若加上机械式仰角和自由角扫描，体积和重量会再增加。外观:基于体积或重量的因素，传统卫星接收在使用布置上受到限制。不透明的金属实体，外观上明显可见。因此，体积大、笨重、且需要仰角和自由角旋转的机械式波束扫描技术，再加上价格昂贵等种种因素，直接限制了车载、小型飞行器和其他移动式卫星通讯，和大量便携式卫星通信的市场发展。

本发明人根据检索关键词“摘要＝(卫星and天线and(小巧or重量轻))AND说明书＝(低轨道)”，检索有申请号为CN201910110617.1、名称为一种小型化ADS-B星载模拟多波束接收天线的专利文献，该专利文献仍然采用了传统的结构，尺寸未能有效地减少。

为此，本发明人认为需要采用革命性的技术，对天线的结构进行创新设计，以使天线尺寸能大幅缩小，以实现低轨道卫星的高频通讯。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种内建低轨道卫星通讯天线的车载屏及其制造方法。

本发明的目的通过下列技术方案来实现：

本发明内建低轨道卫星通讯天线的车载屏，包括车载屏本体，和设于所述车载屏本体四周的保护盖板，及设于所述车载屏本体背面或所述保护盖板背面的低轨道卫星高频通讯天线，所述低轨道卫星高频通讯天线包括基材，和设于所述基材正面和反面的导线层，所述导线层用于接收低轨道卫星信号；所述导线层设有宽度为5-25μm的导线，导线之间的间隔也为 5-25μm；所述基材为低辩识度至透明化材质；所述基材至少为一层。

优选地，还包括设于所述基材侧边的驱动电路，所述导线设有与所述驱动电路电性连接的二个端脚，且于所述基材表面形成一个封闭回路。

优选地，所述基材为二层以上或二块以上，每一层或每一块基材的导线相互串联，以形成一个封闭的天线回路。

优选地，所述基材为厚度50um以下的超薄玻璃，设有孔径小于60um的通孔,且孔内壁有镀铜，用于不同基材表面的导线连接。

优选地，与所述保护盖板连接的承载面为车辆前挡玻璃、后挡玻璃，或位于驾驶位前方的车载仪表、导航及智能交互的中控平台。

本发明内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法，包括低轨道卫星高频通讯天线的加工步骤，具体如下：

步骤一、制作不锈钢丝网，对不锈钢板材，通过菲林感光和蚀刻制成所需导线图案，且经过喷砂处理，形成丝网图案，制成不锈钢丝网；

步骤二、将具有孔径小于60um的通孔,且孔内壁有镀铜的、厚度为50um 以下的超薄玻璃作为基材，先进行超声波和等离子清洗，再用不锈钢丝网和搭配高解像感光材料，并以含有低温烧结纳米银浆或是纳米铜浆材料, 对基材的正面和反面进行丝印；

步骤三、对基材的正面和反面进行烧结固化，形成导线层；

步骤四、再利用显微镜和膜厚量测设备来对导线层的锯齿、毛边、线路的膜厚，以及平坦度来进行量测，如果量测结果符合检测标准，则将基材放入电解槽中，以电镀的方式在线路表面再度上一层镍,以达到防止氧化的目的；如果量测结果不符合检测标准,则先用真空离子束机床对金属线路上不规格的边缘和毛刺来进行修整，再利用磁流变机床对此导线层上的金属线路厚度加以抛光以达到均匀性一致的厚度之后，再将基材放入电解槽中，以电镀的方式在线路表面再度上一层镍,以达到防止氧化的目的。

优选地，所述导线层还包括以下的加工步骤：步骤五、等基材电镀完成之后，还需要再利用真空离子束机床修整导线层的线路边缘，和利用磁流变机床对线路表面进行抛光，以及讯号量测工作。

优选地，还包括绑定步骤，所述绑定步骤包括以下的加工步骤：步骤六、将步骤五中的基材与设有控制芯片及电路的FPC电路板，透过FPC排线以及ACF异方性导电胶膜来完成绑定工艺，即可完成整个低轨道卫星高频通讯天线的加工。

优选地，所述基材为二层以上，还包括贴合步骤：步骤七、以平面全贴合方式，将与钻有通孔且孔内壁中有镀铜的基材封装在一起。

优选地，还包括以下步骤：步骤八、以曲面全贴合设备、曲面盖板固定治具的方式将步骤七完成的低轨道卫星高频通讯天线以曲面全贴合的方式,贴附在曲面的车载屏的保护盖板背面。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明因为采用5-25μm的导线，导线之间的间隔也为5-25μm，极大地缩小了天线的总体尺寸。让巨大笨重的碟型卫星接收天线，变成低辨识度到透明化、轻便、易于携带、高效、稳定且有竞争力价格的低轨道卫星天线。再透过创新的网版及丝印技术、再加上可低温烧结纳米银浆或是纳米铜浆的材料，配上创新的生产工艺和电子式扫描技术，将需要不断旋转扫描的碟形天线，变成超薄、低辨识度到透明化、平面或曲面的固定天线，大幅降低了天线安装的难度，且具有良好的便携性。进一步地透过创新材料技术和特殊工艺方法，可将低轨道卫星天线的成本大幅降低。本发明内建低轨道卫星通讯天线的车载屏，不仅大幅提升了产品价值和的竞争力，更为智能化汽车、车联网，和无人驾驶领域做出重大贡献，为真正的无人驾驶(第五级)迈出重要的一步。

附图说明

图1为本发明内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的结构示意图；

图2为图1实施例中的低轨道卫星高频通讯天线的立体***示意图；

图3为本发明又一实施例中的低轨道卫星高频通讯天线的平面示意图及其局部放大图。

具体实施方式

下面将通过以下实施例进行清楚、完整地描述本发明的技术方案中显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

物别强调附图中的结构为放大之后的示意图表达，各个部门的放大比例不相同，目的是为了更清楚地表达本发明设备在工作时结构原理。

如图1至图2所示，本发明内建低轨道卫星通讯天线的车载屏，包括车载屏本体1，和设于车载屏本体1四周的保护盖板2，及设于车载屏本体1背面(或保护盖板背面)的低轨道卫星高频通讯天线3，低轨道卫星高频通讯天线3包括基材30，和设于基材30正面和反面的导线层31，导线层31用于接收低轨道卫星信号；导线层31设有宽度为5-25μm的导线，导线之间的间隔也为5-25μm；基材30为低辩识度至透明化材质；基材至少为一层。

还包括设于基材侧边的驱动电路33，导线设有与驱动电路电性连接的二个端脚，且于基材表面形成一个封闭回路。其中，基材30可以是厚度50um 以下的超薄玻璃，设有孔径小于60um的通孔,且孔内壁有镀铜，用于不同基材表面的导线连接。

具体安装时，与保护盖板2连接的承载面可以是车辆前挡玻璃、后挡玻璃，或位于驾驶位前方的车载仪表、导航及智能交互的中控平台。

图3示出了本发明又一实施例中的低轨道卫星高频通讯天线的平面示意图及其局部放大图，示出一种具体的导线层的形状。其中的方格区域涂有纳米银浆或是纳米铜浆。

于其它实施例中，基材可以是为二层以上或二块以上，每一层或每一块基材的导线相互串联，以形成一个封闭的天线回路。

本发明内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法，包括低轨道卫星高频通讯天线的加工步骤，具体如下：

步骤一、制作不锈钢丝网，对不锈钢板材，通过菲林感光和蚀刻制成所需导线图案，且经过喷砂处理，形成丝网图案，制成不锈钢丝网；其中的喷砂处理可以抑制制版时产生的晕影，以提高制版解像性和通过改善印浆的湿润性，提高印浆透过性。

步骤二、将具有孔径小于60um的通孔,且孔内壁有镀铜的、厚度为50um 以下的超薄玻璃作为基材，先进行超声波和等离子清洗，再用不锈钢丝网和搭配高解像感光材料，并以含有低温烧结纳米银浆或是纳米铜浆材料, 对基材的正面和反面进行丝印；

步骤三、对基材的正面和反面进行烧结固化，形成导线层；

步骤四、再利用显微镜和膜厚量测设备来对导线层的锯齿、毛边、线路的膜厚，以及平坦度来进行量测，如果量测结果符合检测标准，则将基材放入电解槽中，以电镀的方式在线路表面再度上一层镍,以达到防止氧化的目的；如果量测结果不符合检测标准,则先用真空离子束机床对金属线路上不规格的边缘和毛刺来进行修整，再利用磁流变机床对此导线层上的金属线路厚度加以抛光以达到均匀性一致的厚度之后，再将基材放入电解槽中，以电镀的方式在线路表面再度上一层镍,以达到防止氧化的目的。

其中的喷砂处理，包括以下过程：将磨料与介质一起喷射到不锈钢的表面，通过与不锈钢表面碰撞来研磨表面。作为喷砂过程中使用的介质，一般使用空气或水，其中最好使用空气作为介质。

一、在砂喷砂过程中喷涂的磨料颗粒(磨料)、塑胶、玻璃、碳、碳随机、氧化铝、二氧化硅、二氧化硅氧化铝等。作为磨料的粒径，一般为 20-4000目，优选为100-2000目网格。

二、作为磨削条件磨料的喷射压力，一般在空气压力下为0.05～ 0.7MPa，最好是在0.1～0.5MPa中执行。喷砂过程通常在室温下进行，也可以在加热下进行。喷砂过程的时间，当面积为200mm×200mm时，通常约5-300 秒，优选进行约20-150秒。

三、通过以这种方式磨削凹槽的形状，不锈钢表面具有无数的粗糙度为0.05-20μm的凹槽，从不锈钢的整个表面看，凹槽可以是梨花纹路或波浪纹路。

更具体地，导线层还包括以下的加工步骤：步骤五、等基材电镀完成之后，还需要再利用真空离子束机床修整导线层的线路边缘，和利用磁流变机床对线路表面进行抛光，以及讯号量测工作。

更具体地，还包括绑定步骤，绑定步骤包括以下的加工步骤：

步骤六、将步骤五中的基材与设有控制芯片及电路的FPC电路板，透过 FPC排线以及ACF异方性导电胶膜来完成绑定工艺，即可完成整个低轨道卫星高频通讯天线的加工。

更具体地，基材为二层以上，还包括贴合步骤：步骤七、以平面全贴合方式，将与钻有通孔且孔内壁中有镀铜的基材封装在一起。

更具体地，还包括以下步骤：步骤八、以曲面全贴合设备、曲面盖板固定治具的方式将步骤七完成的低轨道卫星高频通讯天线以曲面全贴合的方式,贴附在曲面的车载屏的保护盖板背面。

综上所述，本发明因为采用5-25μm的导线，导线之间的间隔也为5-25 μm，极大地缩小了天线的总体尺寸。让巨大笨重的碟型卫星接收天线，变成低辨识度到透明化、轻便、易于携带、高效、稳定且有竞争力价格的低轨道卫星天线。再透过创新的网版及丝印技术、再加上可低温烧结纳米银浆或是纳米铜浆的材料，配上创新的生产工艺和电子式扫描技术，将需要不断旋转扫描的碟形天线，变成超薄、低辨识度到透明化、平面或曲面的固定天线，大幅降低了天线安装的难度，且具有良好的便携性。进一步地透过创新材料技术和特殊工艺方法，可将低轨道卫星天线的成本大幅降低。本发明内建低轨道卫星通讯天线的车载屏，不仅大幅提升了产品价值和的竞争力，更为智能化汽车、车联网，和无人驾驶领域做出重大贡献，为真正的无人驾驶(第五级)迈出重要的一步。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法，所述车载屏包括车载屏本体，和设于所述车载屏本体四周的保护盖板，及设于所述车载屏本体背面或所述保护盖板背面的低轨道卫星高频通讯天线，其特征在于所述低轨道卫星高频通讯天线包括基材，和设于所述基材正面和反面的导线层，所述导线层用于接收低轨道卫星信号；所述导线层设有宽度为5-25μm的导线，导线之间的间隔也为5-25μm；所述基材为低辩识度至透明化材质；所述基材至少为一层；其特征在于包括低轨道卫星高频通讯天线的加工步骤，具体如下：

步骤一、制作不锈钢丝网，对不锈钢板材，通过菲林感光和蚀刻制成所需导线图案，且经过喷砂处理，形成丝网图案，制成不锈钢丝网；

步骤二、将具有孔径小于60um的通孔,且孔内壁有镀铜的、厚度为50um以下的超薄玻璃作为基材，先进行超声波和等离子清洗，再用不锈钢丝网和搭配高解像感光材料，并以含有低温烧结纳米银浆或是纳米铜浆材料,对基材的正面和反面进行丝印；

步骤三、对基材的正面和反面进行烧结固化，形成导线层；

步骤四、再利用显微镜和膜厚量测设备来对导线层的锯齿、毛边、线路的膜厚，以及平坦度来进行量测，如果量测结果符合检测标准，则将基材放入电解槽中，以电镀的方式在线路表面再度上一层镍,以达到防止氧化的目的；如果量测结果不符合检测标准,则先用真空离子束机床对金属线路上不规格的边缘和毛刺来进行修整，再利用磁流变机床对此导线层上的金属线路厚度加以抛光以达到均匀性一致的厚度之后，再将基材放入电解槽中，以电镀的方式在线路表面再度上一层镍,以达到防止氧化的目的。

2.根据权利要求1所述内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法，其特征在于还包括设于所述基材侧边的驱动电路，所述导线设有与所述驱动电路电性连接的二个端脚，且于所述基材表面形成一个封闭回路。

3.根据权利要求2所述内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法，其特征在于所述基材为二层以上或二块以上，每一层或每一块基材的导线相互串联，以形成一个封闭的天线回路。

4.根据权利要求3所述内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法，其特征在于，所述基材为厚度50um以下的超薄玻璃，设有孔径小于60um的通孔,且孔内壁有镀铜，用于不同基材表面的导线连接。

5.根据权利要求4所述内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法，其特征在于，与所述保护盖板连接的承载面为车辆前挡玻璃、后挡玻璃，或位于驾驶位前方的车载仪表、导航及智能交互的中控平台。

6.根据权利要求1所述内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法，其特征在于所述导线层还包括以下的加工步骤：

步骤五、等基材电镀完成之后，还需要再利用真空离子束机床修整导线层的线路边缘，和利用磁流变机床对线路表面进行抛光，以及讯号量测工作。

7.根据权利要求6所述内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法，其特征在于还包括绑定步骤，所述绑定步骤包括以下的加工步骤：

步骤六、将步骤五中的基材与设有控制芯片及电路的FPC电路板，透过FPC排线以及ACF异方性导电胶膜来完成绑定工艺，即可完成整个低轨道卫星高频通讯天线的加工。

8.根据权利要求7所述内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法，其特征在于所述基材为二层以上，还包括贴合步骤：

步骤七、以平面全贴合方式，将与钻有通孔且孔内壁中有镀铜的基材封装在一起。

9.根据权利要求8所述内建低轨道卫星通讯天线的车载屏的制造方法，其特征在于还包括以下步骤：

步骤八、以曲面全贴合设备、曲面盖板固定治具的方式将步骤七完成的低轨道卫星高频通讯天线以曲面全贴合的方式,贴附在曲面的车载屏的保护盖板背面。

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