廖科述 王大明 杜艷偉

摘? 要：基站天線的使用場(chǎng)合大多都是在戶外露天的空曠環(huán)境下，環(huán)境往往極為惡劣，在基站天線的使用過(guò)程中，既要經(jīng)受烈日暴曬、高溫酷暑、風(fēng)吹雨打、冰雪嚴(yán)寒的物理性傷害侵襲，又要抵御沙土飛揚(yáng)帶來(lái)的機(jī)械性傷害侵襲，因此，天線的密封性對(duì)保證天線的性能和使用壽命影響至關(guān)重要?；咎炀€必須滿足防水、防塵、防紫外線的要求并經(jīng)受住高低溫的考驗(yàn)。本文從天線的結(jié)構(gòu)封裝和硅酮密封膠的性能選擇方面，簡(jiǎn)單概括對(duì)天線的封裝要求，并對(duì)技術(shù)進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：基站天線;封裝技術(shù);中性硅酮密封膠

中圖分類(lèi)號(hào)：TN820;TN929.5? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）15-0067-04

Research on Base Station Antenna Packaging Technology

LIAO Keshu，WANG Daming，DU Yanwei

（Comba Telecom（Guangzhou） Ltd.，Guangzhou? 510730，China）

Abstract：The use occasion of base station antenna were mostly in the outdoor environment，open environment is extremely bad，often in the process of the use of base station antenna，to withstand strong sunlight，high temperature heat，the wind and rain，snow and ice cold physical damage，and the mechanical damage to resist sand dust，therefore，antenna sealing to ensure performance and service life influence is very important. Base station antenna must meet the requirements of waterproof，dustproof and ultraviolet protection and withstand the test of high and low temperature. In this paper，the antenna structure packaging and silicone sealant performance selection，to summarize the antenna packaging requirements and the technology is explored.

Keywords：base station antenna;packaging technology;neutral silicone sealant

0? 引? 言

在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，基站天線是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與用戶終端之間連接的紐帶，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。而在基站天線長(zhǎng)期的室外使用過(guò)程中，灰塵等顆粒物質(zhì)易進(jìn)入天線內(nèi)部，影響天線性能;雨水進(jìn)入天線內(nèi)部腐蝕電路板、輻射單元等器件，從而減少天線使用壽命，而天線罩是保護(hù)天線系統(tǒng)免受外部惡劣環(huán)境影響、確保天線發(fā)揮功效的一個(gè)重要零件，對(duì)天線的使用壽命有極大的影響。而天線保護(hù)罩其中的一項(xiàng)指標(biāo)是要能滿足天線密封性要求，防止外部介質(zhì)的侵襲，滿足基站天線的使用要求。

1? 基站天線封裝技術(shù)簡(jiǎn)介

基站天線的封裝主要由天線罩、安裝板、上端蓋、下端蓋3部分組成，其中需要涂膠的部位為天線罩與安裝板之間、天線罩與上端蓋之間、天線罩與下端蓋之間共計(jì)3個(gè)部位。而其中上端蓋與下端蓋都是通過(guò)在凹槽中涂布硅酮密封膠后將天線罩套入其中來(lái)完成封裝，且其凹槽深度和形狀基本一致，故將其歸為同一類(lèi)型。

1.1? 安裝板封膠

在室外大型基站天線的生產(chǎn)制造過(guò)程中，天線需要安裝在室外支架上，在室外支架和天線之間還要連接支架，通過(guò)螺釘連接來(lái)固定在室外支架上，天線和連接支架的這些固定螺釘是穿過(guò)天線外罩和內(nèi)部的固定板連接的，在這些螺釘通過(guò)天線罩安裝孔的地方，需要進(jìn)行可靠的密封以保護(hù)天線。

在實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用人工方式將密封膠用密封膠槍在需要密封的安裝孔的外周手動(dòng)涂布，然后裝上連接支架，密封膠噴嘴為錐形，如圖1所示。

由人工切割噴嘴大小，由于每個(gè)人的操作習(xí)慣不同，會(huì)造成涂膠時(shí)間長(zhǎng)短不一，并且手工操作完全依靠人工控制，涂膠范圍的大小也不一致，如圖2所示。

當(dāng)造成涂膠過(guò)多、涂膠范圍過(guò)大時(shí)，在安裝完連接支架后還需要將擠出的多余密封膠清理干凈，如圖3所示，該方式造成了密封膠的浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)成本，導(dǎo)致生產(chǎn)效率較低。

針對(duì)以上采用人工手動(dòng)涂膠方式存在的涂膠過(guò)多、涂膠范圍過(guò)大，以及由此而造成的浪費(fèi)密封膠、提高生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率不高的問(wèn)題，提出一種改善手動(dòng)涂膠噴嘴及系統(tǒng)的方式，通過(guò)改善膠嘴形狀，設(shè)計(jì)專用膠嘴，如圖4所示，使其涂出的硅酮密封膠為圓環(huán)型，內(nèi)部空心中孔為螺栓連接孔，避免在螺栓鎖附時(shí)螺栓將硅酮密封膠從螺栓孔中擠入天線內(nèi)部，影響天線性能和使用，如圖5所示。

通過(guò)點(diǎn)膠閥控制出膠量或直接手工控制出膠量，實(shí)現(xiàn)了人工涂膠時(shí)的定位準(zhǔn)確、形狀穩(wěn)定、涂膠量均勻一致以及涂膠時(shí)間短，如圖6所示，比較好地解決了之前手動(dòng)涂膠存在的問(wèn)題，提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本、提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2? 上下端蓋封膠

上下端蓋封膠時(shí)，需要預(yù)先在上下端蓋的凹槽內(nèi)均勻涂抹一圈硅酮密封膠，然后再將天線罩端頭插入到上下端蓋凹槽的硅酮密封膠中，由硅酮密封膠分別將上下端蓋和天線罩粘接并將兩者之間的縫隙填滿，以達(dá)到將天線密封的目的。

在實(shí)際生產(chǎn)中，往往采用人工手持氣動(dòng)密封膠槍將硅酮密封膠擠入上下端蓋的凹槽中。由于是手工作業(yè)，硅酮密封膠的出膠量、連續(xù)性及均勻性完全依賴于作業(yè)人員按下膠槍開(kāi)關(guān)的深淺和手持膠槍的移動(dòng)速度及速度均勻性，對(duì)作業(yè)人員的技能熟練度要求很高，新員工打膠效果連續(xù)性較差，如圖7所示，需要較長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐操作才能較好地掌握打膠技能，較為熟練的老員工打膠效果如圖8所示。因作業(yè)人員操作技能的差異，擠入端蓋凹槽的硅酮密封膠很難做到膠量滿足并且均勻連續(xù)分布，往往造成某個(gè)位置膠量過(guò)剩，另一位置卻又膠量不足，一方面容易造成硅酮密封膠浪費(fèi)，另一方面又造成質(zhì)量隱患。

針對(duì)上述問(wèn)題，提請(qǐng)開(kāi)發(fā)一套自動(dòng)打膠系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)如圖9所示的打膠效果。它由如圖10所示的供膠系統(tǒng)和雙工位點(diǎn)膠平臺(tái)兩部分組成。點(diǎn)膠平臺(tái)采用三軸聯(lián)動(dòng)設(shè)備，如圖11所示，機(jī)身采用高剛度鋁合金型材和鑄件加工而成，提供機(jī)身剛性，可確保設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)狀態(tài)下的穩(wěn)定性。其X軸、Y軸、Z軸均配載高精度絲桿模組，重復(fù)精度高，可確保點(diǎn)膠平臺(tái)的高精度要求。驅(qū)動(dòng)使用精密閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，可精準(zhǔn)控制三軸相對(duì)位移。其中Y軸搭載精密大流量螺桿點(diǎn)膠閥，如圖12所示，機(jī)械式螺桿旋轉(zhuǎn)出膠，無(wú)拉絲、無(wú)殘膠，且閥體出膠速度可調(diào)，通過(guò)點(diǎn)膠閥對(duì)出膠量進(jìn)行精準(zhǔn)控制來(lái)達(dá)到定量出膠目的，點(diǎn)膠出膠口安裝油掛裝置，防止針嘴處固化。雙工位切換可實(shí)現(xiàn)不間斷打膠，生產(chǎn)效率高。手持式教導(dǎo)器調(diào)試輸入程序，可記憶存儲(chǔ)999條程序。視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)上下端蓋型號(hào)的精準(zhǔn)識(shí)別并快速自動(dòng)切換對(duì)應(yīng)的程序，免去人工選擇程序切換的過(guò)程;上下端蓋平面定位其中兩邊采用固定限位，另外兩邊采用磁力座移動(dòng)限位的方式固定定位，減少換模時(shí)間，極大地提升工作效率。

由人工打膠變更為自動(dòng)化打膠，既保證膠槽內(nèi)膠量均勻連續(xù)一致，提高封膠質(zhì)量，又減少人工打膠的作業(yè)內(nèi)容，降低封膠及包裝工序清潔及補(bǔ)膠工作量，提高工作效率。=

2? 硅酮密封膠的選擇

天線罩材質(zhì)為玻璃鋼或PVC，上下端蓋材質(zhì)為ABS，天線罩與上下端蓋之間無(wú)剛性連接，針對(duì)基站天線的這些特性，為保證產(chǎn)品的使用性能，一般選用材料為低揮發(fā)性、室溫濕氣固化、固化后形成柔韌的彈性體的單組份中性硅酮密封結(jié)構(gòu)膠，并且要求對(duì)母材無(wú)腐蝕性、耐紫外線、耐水，在-60℃～+180℃范圍內(nèi)的使用性能穩(wěn)定，始終保持良好的彈性和粘結(jié)性。對(duì)封裝作業(yè)性能影響較大的指標(biāo)主要是表干時(shí)間、固化速度和稠度。

（1）表干又名觸指干，主要是指濕涂膜已經(jīng)達(dá)到表面干燥的階段，用手指觸摸表面，黏性消失。若表干時(shí)間太短，打到天線端蓋上的硅酮密封膠都已經(jīng)表干了還沒(méi)來(lái)得及套到天線罩上，會(huì)直接影響天線的密封效果;若表干時(shí)間太長(zhǎng)，則封完膠的天線需等待較長(zhǎng)的時(shí)間才能進(jìn)行下一步作業(yè)。根據(jù)本公司的實(shí)際狀況，表干時(shí)間通常為15～20min較為適宜。

（2）硅酮膠固化是指硅酮膠與空氣中的水汽反應(yīng)聚合成硅橡膠并形成固體狀。若固化速度太快，則在互調(diào)不良情況下需要拆除天線罩維修天線時(shí)，如果硅膠已經(jīng)完全固化，則很難將天線從天線罩中拆出，并且容易拆壞上下端蓋;固化速度太慢，則會(huì)影響到包裝的進(jìn)度。硅酮密封膠固化深度不夠，在未定型時(shí)就將天線放入包材中包裝，上下端蓋受包材擠壓時(shí)會(huì)將硅酮密封膠從凹槽中擠出，造成天線密封失效，根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況，前12h要求固化深度范圍為0.8～1.2mm。

（3）稠度是衡量硅酮膠的固態(tài)或流動(dòng)性的程度。若硅酮密封膠的稠度太高，則流動(dòng)性變差，不易將上下端蓋與天線罩之間的間隙填補(bǔ)，且不能將凹槽中的空氣受擠壓時(shí)冒出的氣孔回填，影響密封效果;稠度太低，則在封裝完后的搬動(dòng)或移動(dòng)過(guò)程中，膠體容易產(chǎn)生流動(dòng)，造成密封部位局部陷膠、少膠甚至缺膠。根據(jù)內(nèi)部實(shí)驗(yàn)研究，本公司產(chǎn)品比較適合的稠度（擴(kuò)散直徑）為8±0.2cm（測(cè)試方法參考GB/T 1749-1979 厚漆，膩?zhàn)映矶葴y(cè)定法）。

3? 結(jié)? 論

本文從基站天線的實(shí)際封裝作業(yè)出發(fā)，闡述了通過(guò)對(duì)天線安裝板和天線上下端蓋的封裝作業(yè)過(guò)程技術(shù)改善，大大降低了對(duì)員工作業(yè)技能熟練度的要求，方便了員工的操作，減少產(chǎn)品的清潔工作量，通過(guò)以設(shè)備作業(yè)代替人工作業(yè)，提升封膠、清潔工作的工作效率，實(shí)現(xiàn)減員增效的目的。以及結(jié)合自身產(chǎn)品特性來(lái)對(duì)硅酮膠的性能做針對(duì)性地選擇，把硅酮膠固化時(shí)間、硅酮膠的稠度控制在合適的范圍，不但可以提升封膠作業(yè)的可操作性，減少不良維修時(shí)的拆膠難度，還降低了天線陷膠等隱患，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：廖科述（1982-），男，漢族，廣西賀州人，工藝工程師，畢業(yè)于貴州大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)，本科，研究方向：通信領(lǐng)域。