开发可3D打印的嵌入式RF连接器
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摘要 本文在标准化RF连接器的增材制造(AM)中考虑采用敏捷设计方法，并提出了3D打印的UMCC，讨论了设计工艺，并考虑了制造问题。 关键词 增材制造，RF，3D打印，连接器，MMCX，SMA，U.FL，W.FL，UMCC。 一、引言 十多年来，3D打印高保真电子技术一直是增材制造(AM)领域的发展目标;但是，在实际实现这一目标方面进展甚微。缺乏进步的常见理由包括：增材制造材料的范围在不断扩大，增材制造的软件界面仍在发展，所采用的增材制造技术可能带来挑战。随着这些领域的进步，3D打印电子设备已变得可实现，但是要使这项技术发挥最大潜力，应将3D打印传感器和连接器纳入AM工艺。 RF连接器现有很多品类，虽然一些品类比其他品类更常见，但这些连接器中的大多数在拓扑上是等效的。每个连接器均包含一个信号传输导体，该导体通过电介质绝缘，而电介质本身又被用作接地参考的另一条导体围绕。尽管理论依据保持不变，但项目要求的变化导致可使用的射频连接器的形貌范围广泛。 这包括典型插头插座公母之别、尺寸和外形、紧固方法(例如拧紧、卡扣、推入插配等)以及材料(即电介质和导体)之间的差异。为此，考虑使用AM时，可以进行3D打印的可用连接器类型要少得多。本文提出了可以通过AM制造并直接嵌入到较大的3D打印设计中的RF连接器的设计;同时，仍可以做到符合应用标准。 二、方法 3D打印RF连接器的主要设计注意事项是3D打印工艺本身带来的限制。电子印刷需要多材料印刷，因为既需要电介质材料又需要导电迹线材料。最常见的3D打印电子产品是使用双熔丝制造(FFF)打印或具有至少一台FFF挤出机，以及气动直接写入(PDW)功能的混合系统制造的。 在前者的情况下，将圆柱形坯料(通常称为长丝，由热塑性塑料制成)推入加热的喷嘴中，使得坯料熔化。一个或多个喷嘴将具有介电材料，而另一个或多个喷嘴将具有导电材料。此方法中的所有材料在加热时应柔韧，而在冷却时应坚硬。后一种方法通常将FFF用于介电材料，但具有用于PDW印刷导电油墨的气动泵和注射器系统。 与PDW系统一起使用的导电油墨、焊膏等通常具有比导电丝更高的导电率，因为大多数导电丝是塑料和导电颗粒的复合材料。结果成为了易于FFF打印但具有相对较低电导率的材料。另一方面，PDW系统具有几种很有前景的导电材料。但是，要想使用这些系统获得良好的结果，可能是具有挑战性的。印刷后，PDW中使用的材料可能还需要对导电油墨/浆料进行热固化。使用这两种方法时，都缺少可用的多合一软件包，因此经常需要设计的预处理和机器代码的后处理。 三、设计与制造 考虑到AM工艺的局限性，我们揭示了几种可行的3D打印RF连接器。具体来说，推入插配和按扣连接器被认为是3D打印的合理设计。同轴连接器(UMCC)是用于RF应用的最小的通用连接器之一，使其难以打印。但我们仍然选择此连接器类型，因为它没有螺纹件，通常用于连接周期短的应用中，并且其功能在PDW天线可达到的工作频率范围内。
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