基站天线封胶技术探究

廖科述 王大明 杜艳伟

摘  要：基站天线的使用场合大多都是在户外露天的空旷环境下，环境往往极为恶劣，在基站天线的使用过程中，既要经受烈日暴晒、高温酷暑、风吹雨打、冰雪严寒的物理性伤害侵袭，又要抵御沙土飞扬带来的机械性伤害侵袭，因此，天线的密封性对保证天线的性能和使用寿命影响至关重要。基站天线必须满足防水、防尘、防紫外线的要求并经受住高低温的考验。本文从天线的结构封装和硅酮密封胶的性能选择方面，简单概括对天线的封装要求，并对技术进行探究。

关键词：基站天线;封装技术;中性硅酮密封胶

中图分类号：TN820;TN929.5       文献标识码：A 文章编号：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

在移動通信系统中，基站天线是移动通信网络与用户终端之间连接的纽带，在移动通信系统中起着至关重要的作用。而在基站天线长期的室外使用过程中，灰尘等颗粒物质易进入天线内部，影响天线性能;雨水进入天线内部腐蚀电路板、辐射单元等器件，从而减少天线使用寿命，而天线罩是保护天线系统免受外部恶劣环境影响、确保天线发挥功效的一个重要零件，对天线的使用寿命有极大的影响。而天线保护罩其中的一项指标是要能满足天线密封性要求，防止外部介质的侵袭，满足基站天线的使用要求。

1  基站天线封装技术简介

基站天线的封装主要由天线罩、安装板、上端盖、下端盖3部分组成，其中需要涂胶的部位为天线罩与安装板之间、天线罩与上端盖之间、天线罩与下端盖之间共计3个部位。而其中上端盖与下端盖都是通过在凹槽中涂布硅酮密封胶后将天线罩套入其中来完成封装，且其凹槽深度和形状基本一致，故将其归为同一类型。

1.1  安装板封胶

在室外大型基站天线的生产制造过程中，天线需要安装在室外支架上，在室外支架和天线之间还要连接支架，通过螺钉连接来固定在室外支架上，天线和连接支架的这些固定螺钉是穿过天线外罩和内部的固定板连接的，在这些螺钉通过天线罩安装孔的地方，需要进行可靠的密封以保护天线。

在实际生产中，通常采用人工方式将密封胶用密封胶枪在需要密封的安装孔的外周手动涂布，然后装上连接支架，密封胶喷嘴为锥形，如图1所示。

由人工切割喷嘴大小，由于每个人的操作习惯不同，会造成涂胶时间长短不一，并且手工操作完全依靠人工控制，涂胶范围的大小也不一致，如图2所示。

当造成涂胶过多、涂胶范围过大时，在安装完连接支架后还需要将挤出的多余密封胶清理干净，如图3所示，该方式造成了密封胶的浪费，提高了生产成本，导致生产效率较低。

针对以上采用人工手动涂胶方式存在的涂胶过多、涂胶范围过大，以及由此而造成的浪费密封胶、提高生产成本、生产效率不高的问题，提出一种改善手动涂胶喷嘴及系统的方式，通过改善胶嘴形状，设计专用胶嘴，如图4所示，使其涂出的硅酮密封胶为圆环型，内部空心中孔为螺栓连接孔，避免在螺栓锁附时螺栓将硅酮密封胶从螺栓孔中挤入天线内部，影响天线性能和使用，如图5所示。

通过点胶阀控制出胶量或直接手工控制出胶量，实现了人工涂胶时的定位准确、形状稳定、涂胶量均匀一致以及涂胶时间短，如图6所示，比较好地解决了之前手动涂胶存在的问题，提高了生产效率、降低了生产成本、提高了产品质量。

1.2  上下端盖封胶

上下端盖封胶时，需要预先在上下端盖的凹槽内均匀涂抹一圈硅酮密封胶，然后再将天线罩端头插入到上下端盖凹槽的硅酮密封胶中，由硅酮密封胶分别将上下端盖和天线罩粘接并将两者之间的缝隙填满，以达到将天线密封的目的。

在实际生产中，往往采用人工手持气动密封胶枪将硅酮密封胶挤入上下端盖的凹槽中。由于是手工作业，硅酮密封胶的出胶量、连续性及均匀性完全依赖于作业人员按下胶枪开关的深浅和手持胶枪的移动速度及速度均匀性，对作业人员的技能熟练度要求很高，新员工打胶效果连续性较差，如图7所示，需要较长时间的实践操作才能较好地掌握打胶技能，较为熟练的老员工打胶效果如图8所示。因作业人员操作技能的差异，挤入端盖凹槽的硅酮密封胶很难做到胶量满足并且均匀连续分布，往往造成某个位置胶量过剩，另一位置却又胶量不足，一方面容易造成硅酮密封胶浪费，另一方面又造成质量隐患。

针对上述问题，提请开发一套自动打胶系统，实现如图9所示的打胶效果。它由如圖10所示的供胶系统和双工位点胶平台两部分组成。点胶平台采用三轴联动设备，如图11所示，机身采用高刚度铝合金型材和铸件加工而成，提供机身刚性，可确保设备在长时间连续作业状态下的稳定性。其X轴、Y轴、Z轴均配载高精度丝杆模组，重复精度高，可确保点胶平台的高精度要求。驱动使用精密闭环步进电机控制系统，可精准控制三轴相对位移。其中Y轴搭载精密大流量螺杆点胶阀，如图12所示，机械式螺杆旋转出胶，无拉丝、无残胶，且阀体出胶速度可调，通过点胶阀对出胶量进行精准控制来达到定量出胶目的，点胶出胶口安装油挂装置，防止针嘴处固化。双工位切换可实现不间断打胶，生产效率高。手持式教导器调试输入程序，可记忆存储999条程序。视觉识别系统，可实现对上下端盖型号的精准识别并快速自动切换对应的程序，免去人工选择程序切换的过程;上下端盖平面定位其中两边采用固定限位，另外两边采用磁力座移动限位的方式固定定位，减少换模时间，极大地提升工作效率。

由人工打胶变更为自动化打胶，既保证胶槽内胶量均匀连续一致，提高封胶质量，又减少人工打胶的作业内容，降低封胶及包装工序清洁及补胶工作量，提高工作效率。=

2  硅酮密封胶的选择

天线罩材质为玻璃钢或PVC，上下端盖材质为ABS，天线罩与上下端盖之间无刚性连接，针对基站天线的这些特性，为保证产品的使用性能，一般选用材料为低挥发性、室温湿气固化、固化后形成柔韧的弹性体的单组份中性硅酮密封结构胶，并且要求对母材无腐蚀性、耐紫外线、耐水，在-60℃～+180℃范围内的使用性能稳定，始终保持良好的弹性和粘结性。对封装作业性能影响较大的指标主要是表干时间、固化速度和稠度。

（1）表干又名触指干，主要是指湿涂膜已经达到表面干燥的阶段，用手指触摸表面，黏性消失。若表干时间太短，打到天线端盖上的硅酮密封胶都已经表干了还没来得及套到天线罩上，会直接影响天线的密封效果;若表干时间太长，则封完胶的天线需等待较长的时间才能进行下一步作业。根据本公司的实际状况，表干时间通常为15～20min较为适宜。

（2）硅酮胶固化是指硅酮胶与空气中的水汽反应聚合成硅橡胶并形成固体状。若固化速度太快，则在互调不良情况下需要拆除天线罩维修天线时，如果硅胶已经完全固化，则很难将天线从天线罩中拆出，并且容易拆坏上下端盖;固化速度太慢，则会影响到包装的进度。硅酮密封胶固化深度不够，在未定型时就将天线放入包材中包装，上下端盖受包材挤压时会将硅酮密封胶从凹槽中挤出，造成天线密封失效，根据实际作业情况，前12h要求固化深度范围为0.8～1.2mm。

（3）稠度是衡量硅酮胶的固态或流动性的程度。若硅酮密封胶的稠度太高，则流动性变差，不易将上下端盖与天线罩之间的间隙填补，且不能将凹槽中的空气受挤压时冒出的气孔回填，影响密封效果;稠度太低，则在封装完后的搬动或移动过程中，胶体容易产生流动，造成密封部位局部陷胶、少胶甚至缺胶。根据内部实验研究，本公司产品比较适合的稠度（扩散直径）为8±0.2cm（测试方法参考GB/T 1749-1979 厚漆，腻子稠度测定法）。

3  结  论

本文从基站天线的实际封装作业出发，阐述了通过对天线安装板和天线上下端盖的封装作业过程技术改善，大大降低了对员工作业技能熟练度的要求，方便了员工的操作，减少产品的清洁工作量，通过以设备作业代替人工作业，提升封胶、清洁工作的工作效率，实现减员增效的目的。以及结合自身产品特性来对硅酮胶的性能做针对性地选择，把硅酮胶固化时间、硅酮胶的稠度控制在合适的范围，不但可以提升封胶作业的可操作性，减少不良维修时的拆胶难度，还降低了天线陷胶等隐患，提升产品质量。

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作者简介：廖科述（1982-），男，汉族，广西贺州人，工艺工程师，毕业于贵州大学工业工程专业，本科，研究方向：通信领域。