Способ изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии

 

Изобретение относится к изготовлению антенн. Техническим результатом является сокращение времени изготовления. Способ изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии заключается в том, что получают подложку из диэлектрического материала, имеющую первую и вторую стороны, удаляют части подложки для получения матрицы соединенных между собой сегментов заданного размера, формируют главный излучатель на первой стороне каждого сегмента подложки, напрессовывают на каждый сегмент подложки защитный диэлектрический материал и отделяют каждый сегмент подложки от диэлектрической подложки для получения множества отдельных антенн на печатных схемах. Предпочтительно, чтобы каждая из перечисленных операций могла выполняться на всех сегментах подложки по существу одновременно. Способ может также включать в себя операции освобождения одного конца сегментов подложки, присоединения электрического соединителя к каждому сегменту подложки и напрессовки на электрический соединитель каждого сегмента подложки до операции отделения. Можно сформировать дополнительные излучатели на первой или второй стороне, или, альтернативно, реактивный или паразитный элемент на второй стороне, чтобы обеспечить антеннам на печатных схемах способность работать в нескольких диапазонах частот. 2 с. и 31 з.п.ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к антеннам на печатных схемах, предназначенным для излучения и приема электромагнитных сигналов, в частности, к способу изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии.

Известно, что несимметричная вибраторная антенна, установленная перпендикулярно к электропроводящей поверхности, обеспечивает хорошие излучательные характеристики, требуемое входное полное сопротивление линии передачи и имеет относительно простую конструкцию. Поэтому несимметричные вибраторные антенны нашли широкое применение в портативных радиоустройствах, сотовых радиотелефонах и других системах персональной связи. Однако до недавнего времени такие несимметричные вибраторные антенны были ограничены проволочными конструкциями (например, имеющими спиральную конфигурацию, описанную в патенте США 5231412 на имя Eberhardt et al. ), которые работают на одной частоте в соответствующем диапазоне частот.

Чтобы минимизировать требования по габаритам и обеспечить возможность работы в нескольких диапазонах, а также преодолеть недостатки, присущие микрополосковым и пластинчатым антеннам, правопреемником настоящего изобретения было недавно подано несколько заявок на выдачу патента на антенны на печатных схемах, в частности, 08/459237 на "Несимметричную вибраторную антенну на печатной схеме", 08/459235 на "Многодиапазонную несимметричную вибраторную антенну на печатной схеме" и 08/459553 на "Многодиапазонную несимметричную вибраторную антенну на печатной схеме". Желательно, чтобы такие антенны можно было производить по групповой технологии в целях снижения их стоимости и повышения производительности. Также желательно, чтобы при использовании способа изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии сохранялся высокий уровень однородности и качества продукции.

Исходя из вышесказанного, в основу настоящего технического решения положена задача создания способа изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии.

Изобретение также решает задачу создания способа изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии, который позволяет сократить время, необходимое для изготовления таких антенн.

Еще одна задача изобретения - создать способ изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии, в котором одна его операция может выполняться по существу одновременно для всех антенн на печатных схемах.

Следующая задача изобретения заключается в создании способа изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии, позволяющего одновременно выполнять более одной операции по существу для всех антенн на печатных схемах.

В задачи изобретения также входит создание способа изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии, которые могут работать более чем в одном диапазоне частот.

Эти и другие задачи изобретения станут понятны из следующего описания со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Сущность изобретения Согласно изобретению предложен способ изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии, заключающийся в том, что получают подложку из диэлектрического материала, имеющую первую и вторую стороны, удаляют части подложки для получения матрицы соединенных между собой сегментов требуемого размера, формируют главный излучатель на первой стороне каждого сегмента подложки, напрессовывают защитный диэлектрический материал на каждый сегмент подложки и отделяют каждый сегмент подложки от диэлектрической подложки для получения множества отдельных антенн на печатных схемах. Предпочтительно, чтобы каждая из перечисленных операций выполнялась на всех сегментах подложки по существу одновременно.

Согласно второму аспекту изобретения перед операцией отделения в способ могут быть введены операции освобождения одного конца сегментов подложки, присоединения электрического соединителя к каждому сегменту подложки и напрессовки на электрические соединители.

Согласно третьему аспекту изобретения предусмотрено формирование дополнительных элементов на сегменте подложки, чтобы обеспечить возможность работы антенн на печатных схемах в нескольких диапазонах. При этом перед операцией напрессовки добавляют по меньшей мере один дополнительный излучатель на первой или второй стороне, или альтернативно формируют реактивный или паразитный элемент на второй стороне каждого сегмента подложки.

Согласно четвертому аспекту изобретения изменяют порядок выполнения операций предложенного способа, в результате чего сначала формируют множество главных излучателей на первой стороне диэлектрической подожки, а затем удаляют части подложки, чтобы получить матрицу соединенных между собой сегментов подложки, каждый из которых содержит один из этих главных излучателей.

Краткое описание чертежей Несмотря на то, что к описанию прилагается формула изобретения, в которой ясно и конкретно определен объем притязаний настоящего изобретения, в дальнейшем изобретение описывается со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1А изображает схематический вид сверху диэлектрической подложки с удаленными частями, иллюстрирующий множество соединенных между собой сегментов подложки, фиг. 1В - схематический вид сверху диэлектрической подложки с множеством излучателей, сформированных на ней в определенной конфигурации, фиг. 2 - схематический вид сверху диэлектрической подложки, изображенный на фиг. 1А, на которой главный излучатель сформирован на каждом сегменте подложки, или схематический вид сверху диэлектрической подложки, изображенной на фиг. 1В, с которой удалены части, чтобы образовать множество соединенных между собой сегментов подложки, каждый из которых имеет главный излучатель, ранее сформированный на диэлектрической подложке, фиг. 3 - схематический вид сверху диэлектрической подложки по фиг.2, с напрессовкой на сегментах подложки, фиг. 4 - схематический вид сверху диэлектрической подложки, изображенной на фиг. 3, в которой к каждому сегменту подложки прикреплен электрический соединитель, фиг. 5 - схематический вид сверху диэлектрической подложки, изображенной на фиг.4, с напрессовкой на электрических соединителях, фиг. 6 - схематический вид сверху отдельной антенны на печатной схеме после ее отделения от диэлектрической подложки, изображенной на фиг. 5,
фиг. 7 - схематический вид сверху диэлектрической подложки, изображенной на фиг. 2, в которой на каждом сегменте подложки сформирован дополнительный излучатель,
фиг. 8 - схематический вид снизу диэлектрической подложки, изображенной на фиг.2, в которой на каждом сегменте подложки сформирован реактивный элемент,
фиг. 9 - схематический вид снизу диэлектрической подложки, изображенной на фиг.2, в которой на каждом сегменте подложки сформирован паразитный элемент, и
фиг. 10 - схематический вид снизу диэлектрической подложки, изображенной на фиг. 2, в которой на каждом сегменте подложки сформирован второй излучатель.

Подробное описание изобретения
В дальнейшем подробно описываются чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами позиций. На фиг. 1А изображена диэлектрическая подложка, в целом обозначенная позицией 10, части которой удалены, чтобы сформировать множество открытых участков или прорезей 12 и множество соединенных между собой сегментов 14 подложки. Как видно на чертеже, сегменты 14 подложки организованы в виде двух соседних рядов 16 и 18, хотя возможна любая компоновка сегментов 14 подложки. Чтобы сохранить взаимное соединение сегментов 14 подложки в течение всего предложенного процесса изготовления, сохраняются две боковые части 20 и 22 диэлектрической подложки 10, а также верхняя часть 24, средняя часть 26 и нижняя часть 28.

Как показано на фиг.1В, вместо того, чтобы сначала сформировать отдельные сегменты 14 подложки, изображенные на фиг. 1А, в способе изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии можно альтернативно сформировать множество главных излучателей 30 из электропроводящего материала заданного размера на диэлектрической подложке 10 в заданной конфигурации, прежде чем формировать отдельные сегменты 14 подложки.

В любом случае, как показано на фиг.2, каждый сегмент 14 подложки имеет главный излучатель 30, выполненный на его верхней стороне 32. Это реализуется посредством выполнения главных излучателей 30 на сегментах 14 подложки, если начинать с диэлектрической подложки, изображенной на фиг. 1А, или удаления частей диэлектрической подложки 10 для образования сегментов 14 подложки, которые содержат главный излучатель 30, если начинать с диэлектрической подложки, изображенной на фиг. 1В. Хотя предпочтительно, чтобы каждый сегмент 14 подложки с самого начала имел размер, близкий к размеру главного излучателя 30, при необходимости можно произвести факультативную подгонку каждого сегмента 14 подложки.

После этого, как показано на фиг.3, предпочтительно, чтобы на каждый сегмент 14 подложки был напрессован защитный диэлектрический материал (обозначенный позицией 33), предпочтительно одновременно. Это реализуется путем помещения диэлектрической подложки 10 в соответствующую установку для прессования под давлением для выполнения требуемой напрессовки.

После напрессовки на сегменты 14 подложки, каждый сегмент 14 отделяется от диэлектрической подложки 10 (т.е. от верхней и средней частей 24 и 26 соответственно), чтобы получить отдельную антенну 34 на печатной схеме, изображенную на фиг. 6.

Следует отметить, что каждая из предыдущих операций способа (т.е. формирование сегментов 14 подложки, выполнение главных излучателей 30 на каждом сегменте 14 подложки, напрессовка на каждый сегмент 14 подложки и отделение каждого сегмента 14 подложки от диэлектрической подложки 10) предпочтительно осуществляется по существу одновременно для всех сегментов 14 подложки. Таким образом, предложенный способ позволяет сохранить время и повысить производительность. Также предпочтительно, чтобы операция формирования каждого сегмента 14 подложки и главных излучателей 30 на ней, хотя они и показаны как отдельные операции на фиг. 1А и 1В, выполнялись по существу одновременно.

Факультативно, предложенный способ может включать в себя операции освобождения одного конца сегментов 14 подложки и прикрепления электрического соединителя 36 (например, коаксиального соединителя) к свободному концу 38 каждого сегмента 14 до отделения от диэлектрической подложки 10. Например, электрический соединитель 36 может быть припаян или приклеен к каждому сегменту 14 подложки. После этого предпочтительно, чтобы на электрические соединители 36 также был напрессован слой 37 для каждого сегмента 14 подложки, причем напрессовка на все электрические соединители 36 осуществляется по существу одновременно.

Как будет понятно из упоминавшихся выше родственных заявок на изобретения, диэлектрическая подложка 10 предпочтительно выполняется из диэлектрического материала, такого как полиамидные, полиэфирные соединения и т.п., имеющего минимальную гибкость. Это не только отвечает эксплуатационным требованиям, предъявляемым к антеннам 34 на печатных схемах, но также удобно в процессе производства, поскольку обеспечивает определенный допуск в условиях используемого оборудования.

Понятно также, что главный излучатель 30 предпочтительно выполняется в виде отпечатка электропроводящего материала, такого как медь или электропроводящая паста. Главный излучатель 30 нормально имеет нелинейную конфигурацию, в которой электрическая длина больше физической длины, чтобы минимизировать его размер, как более подробно описано в заявке 08/459959 на выдачу патента на "Антенну с электрической длиной больше физической длины", принадлежащей заявителю настоящего изобретения.

Как более подробно описано в заявке 08/459553 на патент на изобретение "Многодиапазонная несимметричная вибраторная антенна на печатной схеме", по меньшей мере один дополнительный излучатель 40 может быть расположен на верхней стороне 32 каждого сегмента 14 подложки. Хотя изображенный излучатель 40 показан прямолинейным, он может иметь любую конфигурацию. Дополнительный излучатель 40 предпочтительно формируется рядом с основным излучателем 30 до напрессовки на сегменты 14 подложки. Таким образом, отдельная антенна 34 на печатных схемах, изображенная на фиг.7, может использоваться для нескольких диапазонов частот. Конечно, предпочтительно, чтобы любые дополнительные излучатели 40 формировались на всех сегментах 14 подложки по существу одновременно. В оптимальном случае, основные излучатели 30 и дополнительные излучатели 40 формируются на всех сегментах 14 подложки по существу одновременно.

К другим альтернативным мерам, которые обеспечивают возможность антеннам 34 на печатных схемах работать в нескольких диапазонах частот, относится выполнение реактивного элемента 42 на нижней стороне 44 каждого сегмента 14 подложки (предпочтительно, рядом со свободным концом 38), выполнение паразитного элемента 46 на нижней стороне 44 каждого сегмента 14 подложки (предпочтительно, напротив свободного конца 38 на фиг. 9) или выполнение второго излучателя 48 на нижней стороне 44 каждого сегмента 14 подложки (как показано на фиг. 10). В любом случае понятно, что предпочтительно, чтобы все реактивные элементы 42, паразитные элементы 46 или вторые излучатели 48 выполнялись или формировались по существу одновременно для каждого отдельного сегмента 14 подложки. Конечно, введение таких элементов должно осуществляться до напрессовки на сегмент 14 подложки. При этом антенны 34 на печатных схемах примут форму одной из антенн, описанных в заявках 08/459235 и 08/459553 на выдачу патента на изобретения под одним названием "Несимметричная вибраторная многодиапазонная антенна".

Специалисты смогут осуществить разные модификации описанных и проиллюстрированных предпочтительных вариантов предложенного способа изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии, не выходя за рамки объема изобретения. В частности, хотя главный излучатель 30 был описан и проиллюстрирован как несимметричный вибратор, он может быть также реализован как симметричный вибратор за счет соответствующей конфигурации его электропроводящих отпечатков. Кроме того, как уже отмечалось выше, компоновка или конфигурация сегментов 14 подложки в диэлектрической подложке 10 до отделения может иметь любую форму и не должна быть ограничена двумя рядами, изображенными на чертеже.

Формула изобретения

1. Способ изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии, заключающийся в том, что получают подложку из диэлектрического материала, имеющую первую и вторую стороны, удаляют части подложки для получения матрицы соединенных между собой сегментов заданного размера, формируют главный излучатель на первой стороне каждого сегмента подложки, напрессовывают защитный диэлектрический материал на каждый сегмент подложки, и отделяют каждый сегмент подложки от диэлектрической подложки для получения множества отдельных антенн на печатных схемах.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формирование главного излучателя на каждом сегменте подложки осуществляют по существу одновременно.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление частей подложки для получения матрицы соединенных между собой сегментов осуществляют по существу одновременно.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операцию удаления подложки и операцию формирования осуществляют по существу одновременно.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что напрессовку на каждый сегмент подложки осуществляют по существу одновременно.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение каждого сегмента подложки от диэлектрической подложки осуществляют по существу одновременно.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подложка выполнена из диэлектрического материала, обладающего минимальной степенью гибкости.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно освобождают один конец каждого сегмента подложки от защитного диэлектрического материала и присоединяют электрический соединитель к свободному концу каждого сегмента подложки перед операцией отделения.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют напрессовку диэлектрического слоя на электрический соединитель для каждого сегмента подложки перед операцией отделения.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что операцию дополнительной напрессовки на электрический соединитель для каждого сегмента подложки осуществляют по существу одновременно.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операцию напрессовки осуществляют посредством прессования под давлением.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно удаляют излишек диэлектрического материала подложки перед напрессовкой на сегменты подложки, чтобы размер сегментов подложки был приблизительно равен размеру главных излучателей.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что матрица содержит по меньшей мере один ряд, содержащий множество соединенных между собой сегментов подложки.

14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что главный излучатель представляет собой отпечаток электропроводящего материала.

15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что главный излучатель является несимметричным вибратором.

16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что главный излучатель является симметричным вибратором.

17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно формируют по меньшей мере один дополнительный излучатель на первой стороне каждого сегмента подложки.

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что формирование дополнительного излучателя на каждом сегменте подложки осуществляют по существу одновременно.

19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что формирование главного излучателя и дополнительного излучателя на каждом сегменте подложки осуществляют по существу одновременно.

20. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно формируют реактивный элемент на второй стороне каждого сегмента подложки.

21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что формирование реактивного элемента на каждом сегменте подложки осуществляют по существу одновременно.

22. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно формируют паразитный элемент на второй стороне каждого сегмента подложки.

23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что формирование паразитного элемента на каждом сегменте подложки осуществляют по существу одновременно.

24. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно формируют второй излучатель на второй стороне каждого сегмента подложки.

25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что формирование второго излучателя на каждом сегменте подложки осуществляют по существу одновременно.

26. Способ изготовления антенн на печатных схемах по групповой технологии, заключающийся в том, что получают подложку из диэлектрического материала, имеющую первую и вторую стороны, одновременно формируют множество главных излучателей, имеющих заданный размер, на первой стороне диэлектрической подложки в заданной конфигурации, одновременно удаляют части диэлектрической подложки для получения матрицы соединенных между собой сегментов заданного размера, каждый из которых содержит один из главных излучателей, осуществляют одновременную напрессовку защитного диэлектрического материала на каждый сегмент подложки, одновременно отделяют каждый сегмент подложки от диэлектрической подложки для получения множества отдельных антенн на печатных схемах.

27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что подложка выполнена из диэлектрического материала, обладающего минимальной степенью гибкости.

28. Способ по п. 26, отличающийся тем, что освобождают один конец каждого сегмента подложки от защитного диэлектрического материала и прикрепляют электрический соединитель к свободному концу каждого сегмента подложки перед операцией отделения.

29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что напрессовку диэлектрического слоя 37 на электрический соединитель для каждого сегмента подложки осуществляют перед операцией отделения.

30. Способ по п. 26, отличающийся тем, что одновременно формируют по меньшей мере один дополнительный излучатель на первой стороне каждого сегмента подложки.

31. Способ по п. 26, отличающийся тем, что одновременно формируют реактивный элемент на второй стороне каждого сегмента подложки.

32. Способ по п. 26, отличающийся тем, что одновременно формируют паразитный элемент на второй стороне каждого сегмента подложки.

33. Способ по п. 26, отличающийся тем, что одновременно формируют второй излучатель на второй стороне каждого сегмента подложки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11