用于制造高频部件的方法与流程

本发明涉及一种用于制造高频部件的方法，其中，高频部件具有至少一个波导或波导天线形式的传输区域，该传输区域适于并被确定用于传导和/或辐射高频信号，并且其中，该高频部件具有基体。

背景技术：

1、高频部件被理解为这样一种部件，其适用于在1 ghz至1500 ghz的范围内发射和/或接收和/或传导高频电磁波。

2、由现有技术已知，这种具有内置的壁或表面的波导由多个部分制成。在此，模型或部件由两个或更多个的半部或者说部分组装而成。这些部分中的每一个都彼此独立地生产。根据现有技术，这样的基本几何形状既可以通过切削加工方法（车削、铣削）从金属体出发来提供，也可以通过塑料注塑、金属注塑或其它塑料加工或金属加工来提供。

3、如果基体是由塑料制成，则根据现有技术是先对这些单个部件进行涂覆，然后再将这些被导电涂覆的单个部件组合成实际的波导或实际的波导天线。

4、根据现有技术，此类涂覆既可以化学方式进行，也可以通过气相涂覆/气相沉积进行。然而，这里始终需要保利波导的内置面，以便能够为涂覆过程、特别是为pvd、cvd和/或ald方法提供“视线”通道作为实现全面积涂覆的基础。

5、由此带来的缺点是，后续必须将涂覆后的多个部分组装在一起，而这也对精度提出了非常高的要求，因为波导壁区域中的缝隙对于功能性是非常不利的。

6、由现有技术还已知的是，将高频部件的基体作为单体、也就是一件式地进行涂覆方法。在此使用浸渍方法，其中将基体引入含有金属颗粒的浸渍浴或一个或多个化学浸渍浴中，从而在基体壁的表面上形成金属层。

7、这种利用一件式波导基体的浸渍方法的一个缺点在于，由于存在随机性的干扰，例如夹带气泡，使得难以获得可复现的结果，这对于高频部件所追求的保持恒定的高质量而言是不利的。

8、浸渍方法的另一个缺点在于，不能进行或不能完全进行对内置的壁、即例如波导的基体的一个或多个内表面的涂覆，因为与外置的壁、即基体的外表面相比，这些内表面对于浸渍浴的金属微粒而言更难接近。

9、然而，特别是对于波导或其它的高频部件，鉴于高质量要求，优选均匀地、但至少全面积地进行涂覆是至关重要的。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的在于进一步改进前述类型的方法，实现对基体的高质量且优选完全覆盖的涂覆。

2、本发明的目的通过具有权利要求1所述特征的方法来实现。

3、根据本发明规定，基体作为单一部件被涂覆，其中涂覆采用cvd方法和/或pvd方法和/或ald方法进行，并且该涂覆至少也在内置的壁上、即波导的基体的内表面上、也就是传输区域上进行。本发明还包括采用dlc（金刚石状碳＝dlc）方法的涂覆。

4、优选地，在涂覆期间，基体的所有表面或者至少外表面被涂覆。

5、cvd方法是化学气相沉积（chemical vapour deposition = cvd），pvd应理解为物理气相沉积（physical vapour deposition = pvd）。ald方法是原子层沉积（atomic layerdeposition = ald）。在此，是在原材料上沉积非常薄的层，必要时是原子单层。在本文中，这些方法以及dlc方法被统称为“气相沉积”或“气相涂覆”。

6、根据本发明，波导的基体现在是作为单一部件（即整体的或者一件式的）被输送到气相工艺，从而在其限定或定义了传输区段的内表面上进行涂覆。

7、这通过以下方式实现：在波导基体的至少一个壁中，在内侧与外侧之间设置至少一个开口或者穿孔，该开口或穿孔不会引起电磁波辐射或者不会引起显著的电磁波辐射，但是允许在气相沉积工艺的框架下产生并待施加的颗粒、原子、分子等进入基体的内侧面，即进入基体的一个或多个内表面。

8、波导可以在横截面上设计为矩形，具有不同长度的边，或者具有相同长度的边（即正方形）。然而，本发明非常明确地不限于矩形的波导，而是涵盖任意的波导横截面形状。

9、优选地，波导是开槽的波导。

10、优选地，在波导壁/波导天线壁中设有多个这样的开口，使得波导结构/波导天线结构或基体具有格栅状的结构。

11、因此，不需要如同现有技术中已知的“分体块”那样，将例如波导的基体分为两个半部分别涂覆然后拼合在一起。

12、另一个优点在于，根据本发明可以构建更厚的层厚度，因为在涂覆后不需要拼接，几何形状的明显变化不会导致精度损失。

13、然而，本发明还包括这样的方法变型：基体是由多个元件拼合而成的部件，其中，部件的拼合在涂覆之前进行。即使在这种情况下，送入涂覆工艺中的也是单一部件，而不是在涂覆之后再拼合在一起的多个基体部件。

14、优选地，涂覆是金属涂覆，其中优选地规定，金属涂覆由铜、镍、铬、银、金、铝、钯、锡、锌和/或铂组成，或者包含这些金属中的一种或多种。上述列举不是穷举，而是示例性的。

15、还可以考虑涂覆碳或碳基材料或石墨烯。这些可以通过dlc（类金刚石碳= dlc）涂层来施加，这也属于本发明的内容。

16、在本发明的一种可考虑的实施方式中，涂覆采用pecvd方法进行。这被理解为等离子增强化学气相沉积（plasma-enhanced chemical vapour deposition = pecvd）），也称为“等离子辅助化学气相沉积，pacvd”。该方法是化学气相沉积的一种特殊形式。其中，化学沉积通过等离子体来辅助。

17、如果在基体的涂覆期间，涂覆靶材（beschichtungstarget）相对于基体旋转或者以其它方式移动，或者反过来，基体在其涂覆期间相对于涂覆靶材移动并优选旋转，可以获得特别好的结果。

18、这也包括以下情况：在涂覆过程中，待涂覆的基体和涂覆靶材都移动并优选旋转。

19、“涂覆靶材”应理解为提供涂覆材料（例如金属）的元件。

20、例如可以设想，涂覆是在连续式设备中进行，基体在涂覆过程中连续通过该设备。在此，基体可以固定在载体上，该载体例如沿着引导件或者通过传送带等在连续式设备中被引导。在穿过期间，基体例如可以旋转。也可以设想，在基体穿过连续式设备期间，使涂覆靶材围绕基体旋转。

21、然而，本发明也包括在分批式设备（batch-anlage）中进行涂覆。在分批式设备中可以例如制造或涂覆一体式的天线。

22、还可以设想，基体本身在气相沉积工艺中的至少一个时刻充当靶材，或者说，在气相沉积期间的至少一个时刻将材料从待涂覆的基体上剥蚀，并在基体的另一位置处重新沉积。由此，可以进一步改善波导内侧面的涂覆。

23、在另一种实施方式中规定：对基体进行第一次涂覆和至少第二次涂覆，其中基体相对于涂覆靶材的相对位置在两次涂覆中可以不同。由此也能够实现质量特别高的涂覆。除此之外，在这种情况下存在以下选项：在基体的多个侧面上用不同的材料或以不同的层厚度等进行涂覆。

24、为了能够实现基体在涂覆期间的可移动性，可以将基体安装在辊上，优选安装在齿轮辊上，并且辊以及因此基体也可以在基体的涂覆过程中旋转。

25、由于基体在其壁中具有非辐射的或非显著辐射的、即非实质辐射的开口，这些开口将壁的外侧面、即外表面与壁的朝向传输区域的一侧、即内表面连接起来，从而使得波导的内壁、即一个或多个内表面特别容易接近。这种开口应被理解为对于电磁波的传输或辐射没有或仅有次要贡献的开口。

26、非显著的或者非实质的辐射在此应理解为，穿过该开口的电磁功率小于波导传输功率的10%，优选小于5%，理想情况下小于1%。

27、这特别可以通过例如在波导的窄侧或壁中的开口来实现，这些开口具有横截面为矩形的形状，并且其长侧沿壁流的传播方向、即沿波导的纵向方向定向。

28、在此，该开口的短侧、即矩形横截面的短边可以处于在波导中传导的波长的四分之一范围内，优选小于/等于所传导波长的八分之一。

29、对于频率范围在77 ghz的波导，这种在波导壁窄侧中的穿孔的横截面尺寸例如为500 µm x 1000 µm。

30、替代于或除了窄侧之外，在宽侧上同样可以设置或者说存在这种非辐射或非实质辐射的开口或穿孔。这些开口的横截面可以例如在两个维度（宽度和长度）上小于/等于通过传输区域传到的波长的四分之一。

31、窄侧和宽侧应理解为横截面为矩形的波导的较窄侧和较宽侧。

32、对于77 ghz的波导，有利的是将非辐射或非实质辐射的穿孔的横截面尺寸例如选为500µm x 500µm。

33、基体可以在其涂覆之前已经被构造为导电的，或者替代地构造为不导电的。可以设想，基体已经有第一金属涂覆，然后借助本发明的方法在该第一金属涂覆上施加至少一个另外的涂覆。

34、根据本发明，还可以组合多个涂覆工艺以获得最终涂覆。

35、在另一种实施方式中，基体的涂覆可以是高频部件制造中的最后工作步骤，即，部件在根据本发明的涂覆之后即被制成。

36、然而，本发明也包括在涂覆之后还进行一个或多个其他方法步骤的情况，例如随后进行电镀涂覆。

37、在本发明的一种优选实施方式中，基体通过增材制造工艺、特别是通过3d打印制成。

38、特别有利的是，为了涂覆的目的而不使用浸渍方法。浸渍方法具有开头所述的缺点。

39、如上所述，基体的涂覆可以在连续式设备中进行，即，基体在涂覆过程中被引导穿过的设备，例如在工件载体上。

40、高频部件可以是波导、耦合器、反射器、天线和/或天线阵列，或者是前述部件中的两种或更多种的组合，或者是前述部件之一的一部分。

41、基体的材料例如可以是塑料，特别是包含以下群组中的一种或多种塑料的材料：聚酰胺、聚氨酯或丙烯酸酯。

42、优选地，部件适用于并被确定为在高于10 ghz的频率范围内工作。可以考虑1至1500 ghz的工作范围。

43、涂覆可以单层或多层地进行。

44、本发明还涉及一种高频部件，其特征在于，该高频部件采用根据本发明的方法制造。

45、在此应指出的是，术语“一”和“一个”并不必然表示恰好一个元件，尽管这可能是一种实施形式，而是也可以表示多个元件。同样，使用复数也包括元件以单数形式存在，反之，单数也包括多个元件。

46、此外，本文中描述的本发明的所有特征可以任意地相互组合或彼此独立地要求保护。