基于电场驱动微3D打印复合增材制造银/铜/镍基金属网格透明天线

靳茂鹏1,张厚超1,王飞1,李言胜2,陈 硕2,李义睿1,白彦军1,李红珂1,许权1,赵佳伟1,张广明1,兰红波1(1.青岛理工大学山东省增材制造工程技术研究中心；2.青岛理工大学信息与控制工程学院)

摘要：金属网格透明天线在5G/6G 通信、智能驾驶、可穿戴电子等领域应用广泛。然而随着通信技术的快速发展，透明天线的迭代升级速度加快，当前高性能金属网格透明天线的低成本、快速、灵活制造是制约其产品设计、性能验证以及商业化应用最大的技术瓶颈。针对这一挑战性难题，提出一种银/铜/镍基复合金属网格透明天线，具有高导电性、低导体损耗的优势；提出了一种基于电场驱动微3D 打印的复合增材制造方法实现多材料复合金属网格微结构的灵活快速制造。该技术通过电场驱动喷射沉积微3D 打印实现任意形状导电图案的灵活制造，并结合电镀的体成型特点实现高性能复合金属天线的快速制造。通过实验揭示了打印、电镀工艺参数对金属网格精度和质量的影响及规律。基于提出的方法及优化的工艺参数，设计并制造了中心频率2.45 GHz 的透明微带天线，线宽20 μm，周期500 μm，方阻0.29 Ω/sq，透光率78%，实现了2.24 dB 的峰值增益和38.26%的辐射效率。结果表明，该方法通过成型银/铜/镍结构，克服了传统工艺制造的金属网格透明天线方阻高、增益和辐射效率低的问题，克服了制造存在的成本高、效率低(如光刻)或分辨率低(如喷墨打印)的问题，在高性能透明天线快速迭代开发上具有显著优势，具有工业化应用前景。

关键词：透明天线；金属网格；电场驱动微3D 打印；增材制造