具有天線結(jié)構(gòu)的印刷電路板產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于生產(chǎn)具有天線結(jié)構(gòu)的中間印刷電路板產(chǎn)品的方法，該方法包括下面的步驟：提供任選地包括釋放層的地層，該釋放層可移除地安置于地層的外側(cè)的天線子區(qū)上；如果有釋放層，將介質(zhì)絕緣層裝接于部分地由釋放層覆蓋的地層的外側(cè)上；將導(dǎo)電層裝接于介質(zhì)絕緣層的外側(cè)上；層壓層，以得到第一半成品；貫穿導(dǎo)電層和介質(zhì)絕緣層加工天線腔體，如果有釋放層，天線腔體具有由釋放層構(gòu)成的地平面區(qū)；將復(fù)合信號(hào)層裝接于覆蓋天線腔體的導(dǎo)電層上；層壓層，以得到中間產(chǎn)品。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
具有天線結(jié)構(gòu)的印刷電路板產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法
本專利技術(shù)涉及用于生產(chǎn)具有天線結(jié)構(gòu)用于高頻應(yīng)用的中間印刷電路板產(chǎn)品的方法。本專利技術(shù)還涉及中間印刷電路板產(chǎn)品以及具有天線結(jié)構(gòu)的印刷電路板。
技術(shù)介紹
一旦工作頻率增加到500MHz及以上，通常對(duì)設(shè)計(jì)者可用的用于制造印刷電路板(PCB)的層壓板的選擇就顯著減少。不利的是，經(jīng)常用于低成本制造印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)層壓板材料如基于FR-4層壓板具有比較高的相對(duì)電容率，具有近似在4.3與5.4之間的范圍內(nèi)的介電常數(shù)DC。FR-4(或者FR4)是對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧層壓片、管、棒和印刷電路板(PCB)指定的等級(jí)表示。FR-4命名了由帶環(huán)氧樹脂粘合劑作為阻燃的編織玻璃纖維布構(gòu)成的復(fù)合材料。由于各自的高相對(duì)電容率和介電常數(shù)，這些基本層壓板不能用于如高速天線的高頻應(yīng)用和/或者工作于500MHz及以上頻率的數(shù)字應(yīng)用，特別是不能用于在30GHz及以上高頻的高頻應(yīng)用。對(duì)于這些高頻應(yīng)用，要求所謂RF層壓板(RF是射頻的縮寫)在保持標(biāo)準(zhǔn)層壓板的所有其他可取的屬性的同時(shí)，對(duì)于改善的插入損耗和信號(hào)完整性，具有低的介質(zhì)損耗以及低的導(dǎo)體損耗。為了提供優(yōu)越的高頻性能，設(shè)計(jì)如基于PTFE(裝四氟乙烯，)的材料的這種RF層壓板或者碳?xì)浠衔锾沾蓪訅喊澹瞧浞浅０嘿F。此外，當(dāng)應(yīng)用這些RF層壓板時(shí)，在PCB加工中的處理工作量和處理成本非常高。在電信領(lǐng)域，存在幾種類型的微帶天線，其還被稱為印刷天線。其最常見形式分別是微帶貼片天線或者貼片天線。也被稱為矩形微帶天線的貼片天線是一種具有低剖面的無(wú)線電天線，其能夠安裝于平整表面上。通常，其由安裝于被稱為地平面的較大金屬片上的金屬的或者導(dǎo)電材料的扁平矩形片或者貼片構(gòu)成。該組件通常包含于如塑料罩的外殼內(nèi)部，該外殼保護(hù)天線結(jié)構(gòu)不受破壞。貼片天線的制造簡(jiǎn)單并且易于修改和定制。其是原始型微帶天線，其中兩個(gè)金屬片一起形成長(zhǎng)度接近無(wú)線電波的二分之一波長(zhǎng)的微帶傳輸線的諧振片。輻射機(jī)制由微帶傳輸線的每個(gè)截?cái)嗑壧幍拈g斷點(diǎn)產(chǎn)生。該緣處的輻射使得天線在電方面起的作用稍許大于其物理尺寸，因此為了使天線諧振，使用長(zhǎng)度比該頻率處的二分之一波長(zhǎng)稍許短的微帶傳輸線。利用用于制作印刷電路板的相同的材料和光刻工藝，貼片天線通常構(gòu)建于介質(zhì)基底上。例如，文獻(xiàn)EP1501155A1、JP2002-151911A、JP1996-111609A和WO2008/102950A1說(shuō)明了這些天線的不同實(shí)施例。文獻(xiàn)US5,444,453A公開了一種在固定于薄基底層的內(nèi)側(cè)上的輻射器貼片與地平面之間有空氣隙的微帶天線結(jié)構(gòu)。由導(dǎo)電材料制成的輻射器貼片被貼附于由形成輻射器層的介質(zhì)材料制成的薄基底層。為了保持輻射器貼片與地平面之間的空氣隙基本上均勻，必須在輻射器層與地層之間布置具有預(yù)定厚度的并且是相同凹形的幾個(gè)支柱。因此，因?yàn)樵谳椛淦鲗优c地層之間布置了具有1.0的非常低的介電常數(shù)DC的空氣，能夠克服頻繁用于微帶天線系統(tǒng)中如PTFE的、具有低介電常數(shù)的介質(zhì)基質(zhì)材料的缺點(diǎn)。不利的是，US5,444,453A用于生產(chǎn)這種微帶天線結(jié)構(gòu)的方法是昂貴的而且是勞動(dòng)密集型的，因?yàn)楸仨毺峁┌渖腺N附有輻射器貼片的基底層的剛性輻射器層并且通過(guò)多個(gè)必須布置在這兩層之間以確保恒定的空氣隙寬度的支柱使剛性輻射器層與地平面層連接。例如，必須通過(guò)利用模具沖壓地平面的底面從而使地平面變形并且產(chǎn)生地平面材料的多個(gè)凸起來(lái)形成支柱。在另一個(gè)文獻(xiàn)US2012/0212384A1中，說(shuō)明了包含多個(gè)層的芯片封裝，多個(gè)層包含由通孔連接的導(dǎo)電平面。層包含在其中形成有天線的第一部和用于抑制天線的平行板模式激勵(lì)的平行板模式抑制機(jī)制。平行板模式抑制機(jī)制包含位于天線腔體和地平面之間用于將層的第一部與第二部分離的反射器。在天線腔體的內(nèi)側(cè)上，安裝貼片天線。在地平面上，表面安裝集成電路器件。不利的是，該芯片封裝的積層復(fù)雜，并且-因?yàn)榉瓷淦魇瞧朴谔炀€安置的，所以其不適合使用標(biāo)準(zhǔn)層壓板材料，標(biāo)準(zhǔn)層壓板材料經(jīng)常用于低成本制造如基于FR-4的層壓板。另一個(gè)缺點(diǎn)是信號(hào)線路檉長(zhǎng)，因?yàn)镮C器件安裝于天線的對(duì)置地平面?zhèn)壬稀?br>技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)的目的是提供一種構(gòu)建用于高速應(yīng)用或者各自的高頻應(yīng)用的天線結(jié)構(gòu)的改進(jìn)型方法，該改進(jìn)型方法能夠用在標(biāo)準(zhǔn)PCB生產(chǎn)中采用的并且具有可用時(shí)間長(zhǎng)和原材料成本低的好處的如基于RF-4的層壓板的層壓板材料以最高可能份額實(shí)現(xiàn)。此外，本專利技術(shù)的更具體目的是提供一種上述天線結(jié)構(gòu)的改進(jìn)型構(gòu)造方法，其中與默認(rèn)的PCB生產(chǎn)工藝相比，不需要針對(duì)處理設(shè)備的附加工藝步驟或者輔助工具。本專利技術(shù)的又一個(gè)目的是提供一種用于生產(chǎn)具有天線結(jié)構(gòu)的中間印刷電路板產(chǎn)品或者印刷電路板的方法，其中天線結(jié)構(gòu)或者微帶天線結(jié)構(gòu)和數(shù)字應(yīng)用布置于同一印刷電路板內(nèi)，優(yōu)選地布置于PCB的相同層內(nèi)，以避免類似于在天線區(qū)與數(shù)字應(yīng)用區(qū)之間的電纜的附加物理連接。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是當(dāng)生產(chǎn)中間印刷電路板產(chǎn)品或者印刷電路板時(shí)，優(yōu)選地分別避免使用如基于PTFE的材料的昂貴RF層壓板或者碳?xì)浠衔锾沾蓪訅喊逡詫?duì)高頻應(yīng)用實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的高頻性能。本專利技術(shù)的進(jìn)一步的更加具體目的是使天線結(jié)構(gòu)所要求的射頻特性與用于形成天線結(jié)構(gòu)的層壓板的材料特性脫鉤。通過(guò)提供一種用于生產(chǎn)帶天線結(jié)構(gòu)、具有權(quán)利要求1所述的特征或者可替換地具有權(quán)利要求2所述的特征的中間印刷電路板產(chǎn)品的方法，本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了上述目的。從屬方法權(quán)利要求中闡述了本專利技術(shù)的其他優(yōu)選實(shí)施例。根據(jù)本專利技術(shù)用于生產(chǎn)具有天線結(jié)構(gòu)的中間印刷電路板產(chǎn)品的第一方法包括下面的步驟：-提供地層；-任選地，將具有釋放層形狀的釋放層裝接于地層的一個(gè)外側(cè)上，其中釋放層可移除地安置于地層的外側(cè)的天線子區(qū)上；-如果有釋放層，將介質(zhì)絕緣層裝接于由釋放層部分地覆蓋的地層的一個(gè)外側(cè)上，其中釋放層布置于地層與介質(zhì)絕緣層之間；-將導(dǎo)電層與地層對(duì)置地裝接于介質(zhì)絕緣層的第一外側(cè)上，其中介質(zhì)絕緣層布置于導(dǎo)電層與地層之間；-如果有釋放層，層壓地層、至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層、至少一個(gè)導(dǎo)電層和釋放層，以及-任選地，將層布置裝接于所述導(dǎo)電層的第一外側(cè)上，所述層布置包括至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層和至少一個(gè)附加導(dǎo)電層，從而將至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層裝接于在前導(dǎo)電層的所述第一外側(cè)上，并且將至少一個(gè)附加導(dǎo)電層裝接于至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層的第一外側(cè)上，以獲得第一半成品；-在第一半成品內(nèi)加工至少一個(gè)天線腔體，該至少一個(gè)天線腔體在第一半成品的由至少一個(gè)導(dǎo)電層構(gòu)成的外側(cè)上開始，并且貫穿至少一個(gè)導(dǎo)電層和至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層延伸，該至少一個(gè)天線腔體具有等于至少一個(gè)導(dǎo)電層高度和至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層高度之和的腔體高度，其中如果有釋放層，則腔體投影區(qū)對(duì)應(yīng)于釋放層形狀并且將腔體投影區(qū)安置于由釋放層覆蓋的天線子區(qū)上，并且其中腔體的地平面區(qū)由釋放層構(gòu)成；-任選地，天線腔體內(nèi)的側(cè)壁的涂層；-將復(fù)合信號(hào)層裝接于由第一半成品的導(dǎo)電層構(gòu)成的外側(cè)上，其中復(fù)合信號(hào)層覆蓋天線腔體；-層壓第一半成品和復(fù)合信號(hào)層，以獲得中間印刷電路板產(chǎn)品。有利的是，利用上述專利技術(shù)的生產(chǎn)方法，天線結(jié)構(gòu)的天線腔體能夠集成于由標(biāo)準(zhǔn)化層壓板堆疊材料制成的中間印刷電路板產(chǎn)品內(nèi)。PCB內(nèi)的至少一個(gè)天線腔體填充空氣，由于空氣具有1.0的低介電常數(shù)DC，所以其呈現(xiàn)插入損耗和傳輸損耗低的最佳條件。因此，由如RF-4層壓板片的標(biāo)準(zhǔn)層壓板材料制成的堆疊層和/或者作為示本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于生產(chǎn)具有天線結(jié)構(gòu)(5)的中間印刷電路板產(chǎn)品(80)的方法，所述方法包括下面的步驟：?提供地層(10)；?任選地，將具有釋放層形狀(25)的釋放層(20)裝接于所述地層(10)的一個(gè)外側(cè)(11)上，其中所述釋放層(20)可移除地安置于所述地層(10)的所述外側(cè)(11)的天線子區(qū)(12)上；?將介質(zhì)絕緣層(30)裝接于由(如適用的)所述釋放層(20)部分地覆蓋的所述地層(10)的一個(gè)外側(cè)(11)上，其中所述釋放層(20)布置于所述地層(10)與所述介質(zhì)絕緣層(30)之間；?將導(dǎo)電層(40)與所述地層(10)對(duì)置地裝接于所述介質(zhì)絕緣層(30)的第一外側(cè)(31)上，其中所述介質(zhì)絕緣層(30)布置于所述導(dǎo)電層(40)與所述地層(10)之間；?層壓所述地層(10)、所述至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層(30，30’)、所述至少一個(gè)導(dǎo)電層(40，40’)和(如適用的)所述釋放層(20)；以及?任選地，將層布置裝接于所述導(dǎo)電層(40)的第一外側(cè)(41)上，所述層布置包括至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層(30’，30”)和至少一個(gè)附加導(dǎo)電層(40’，40”)，從而將至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層(30’)裝接于所述導(dǎo)電層(40)的所述第一外側(cè)(41)上，并且將至少一個(gè)附加導(dǎo)電層(40’)裝接于至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層(30’，30”)的第一外側(cè)(31)上，以獲得第一半成品(50)；?在所述第一半成品(50)內(nèi)制作至少一個(gè)天線腔體(60)，所述至少一個(gè)天線腔體(60)在所述第一半成品(50)的由所述至少一個(gè)導(dǎo)電層(40，40’)構(gòu)成的外側(cè)(51)上開始，并且貫穿至少一個(gè)導(dǎo)電層(40)和至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層(30)延伸，所述至少一個(gè)天線腔體(60)具有等于至少一個(gè)導(dǎo)電層高度(45)和至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層高度(35)之和的腔體高度(65)，其中腔體投影區(qū)(61)對(duì)應(yīng)于(如適用的)所述釋放層形狀(25)，并且將所述腔體投影區(qū)(61)安置于由所述釋放層(20)覆蓋的所述天線子區(qū)(12)上，并且其中所述腔體(60)的地平面區(qū)(62)由所述釋放層(20)構(gòu)成；?任選地，所述天線腔體(60)內(nèi)的所述側(cè)壁(67，68)的涂層(66)；?將復(fù)合信號(hào)層(70)裝接于由所述第一半成品(50)的所述導(dǎo)電層(40)構(gòu)成的所述外側(cè)(51)上，其中所述復(fù)合信號(hào)層(70)覆蓋所述天線腔體(60)；?層壓所述第一半成品(50)和所述復(fù)合信號(hào)層(70)，以獲得中間印刷電路板產(chǎn)品(80)。...

【技術(shù)特征摘要】
2016.02.29 EP 16157837.21.一種用于生產(chǎn)具有天線結(jié)構(gòu)(5)的中間印刷電路板產(chǎn)品(80)的方法，所述方法包括下面的步驟：-提供地層(10)；-任選地，將具有釋放層形狀(25)的釋放層(20)裝接于所述地層(10)的一個(gè)外側(cè)(11)上，其中所述釋放層(20)可移除地安置于所述地層(10)的所述外側(cè)(11)的天線子區(qū)(12)上；-將介質(zhì)絕緣層(30)裝接于由(如適用的)所述釋放層(20)部分地覆蓋的所述地層(10)的一個(gè)外側(cè)(11)上，其中所述釋放層(20)布置于所述地層(10)與所述介質(zhì)絕緣層(30)之間；-將導(dǎo)電層(40)與所述地層(10)對(duì)置地裝接于所述介質(zhì)絕緣層(30)的第一外側(cè)(31)上，其中所述介質(zhì)絕緣層(30)布置于所述導(dǎo)電層(40)與所述地層(10)之間；-層壓所述地層(10)、所述至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層(30，30’)、所述至少一個(gè)導(dǎo)電層(40，40’)和(如適用的)所述釋放層(20)；以及-任選地，將層布置裝接于所述導(dǎo)電層(40)的第一外側(cè)(41)上，所述層布置包括至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層(30’，30”)和至少一個(gè)附加導(dǎo)電層(40’，40”)，從而將至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層(30’)裝接于所述導(dǎo)電層(40)的所述第一外側(cè)(41)上，并且將至少一個(gè)附加導(dǎo)電層(40’)裝接于至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層(30’，30”)的第一外側(cè)(31)上，以獲得第一半成品(50)；-在所述第一半成品(50)內(nèi)制作至少一個(gè)天線腔體(60)，所述至少一個(gè)天線腔體(60)在所述第一半成品(50)的由所述至少一個(gè)導(dǎo)電層(40，40’)構(gòu)成的外側(cè)(51)上開始，并且貫穿至少一個(gè)導(dǎo)電層(40)和至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層(30)延伸，所述至少一個(gè)天線腔體(60)具有等于至少一個(gè)導(dǎo)電層高度(45)和至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層高度(35)之和的腔體高度(65)，其中腔體投影區(qū)(61)對(duì)應(yīng)于(如適用的)所述釋放層形狀(25)，并且將所述腔體投影區(qū)(61)安置于由所述釋放層(20)覆蓋的所述天線子區(qū)(12)上，并且其中所述腔體(60)的地平面區(qū)(62)由所述釋放層(20)構(gòu)成；-任選地，所述天線腔體(60)內(nèi)的所述側(cè)壁(67，68)的涂層(66)；-將復(fù)合信號(hào)層(70)裝接于由所述第一半成品(50)的所述導(dǎo)電層(40)構(gòu)成的所述外側(cè)(51)上，其中所述復(fù)合信號(hào)層(70)覆蓋所述天線腔體(60)；-層壓所述第一半成品(50)和所述復(fù)合信號(hào)層(70)，以獲得中間印刷電路板產(chǎn)品(80)。2.一種用于生產(chǎn)具有天線結(jié)構(gòu)(5)的中間印刷電路板產(chǎn)品(80)的方法，包括下面的步驟：-提供地層(10)；-將介質(zhì)絕緣層(30)裝接于所述地層(10)的一個(gè)外側(cè)(11)上，其中所述介質(zhì)絕緣層(30)具有貫穿所述介質(zhì)絕緣層(30)的所述介質(zhì)絕緣層高度(35)延伸的至少一個(gè)凹槽(39)，并且其中將所述至少一個(gè)凹槽(39)安置于所述地層(10)的所述外側(cè)(11)的天線子區(qū)(12)上；-將導(dǎo)電層(40)與所述地層(10)對(duì)置地裝接于所述介質(zhì)絕緣層(30)的第一外側(cè)(31)上，其中所述介質(zhì)絕緣層(30)布置于所述導(dǎo)電層(40)與所述地層(10)之間，并且其中所述導(dǎo)電層(40)優(yōu)選地具有貫穿所述導(dǎo)電層(40)的所述導(dǎo)電層高度(45)延伸的至少一個(gè)凹槽(49)，其中至少一個(gè)凹槽(49)與所述介質(zhì)絕緣層(30)的所述至少一個(gè)凹槽(39)共同延伸地安置；-層壓所述地層(10)、所述至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層(30)以及所述至少一個(gè)導(dǎo)電層(40)；以及-任選地，將層布置裝接于所述導(dǎo)電層(40)的第一外側(cè)(41)上，所述層布置包括至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層(30，30’)和至少一個(gè)附加導(dǎo)電層(40’，40”)，從而將至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層(30’，30’‘)裝接于所述導(dǎo)電層(40)的所述第一外側(cè)(41)上，并且將至少一個(gè)附加導(dǎo)電層(40’)裝接于至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層(30’)的第一外側(cè)(31)上，并且其中優(yōu)選地至少一個(gè)附加介質(zhì)絕緣層(30’，30”)和至少一個(gè)附加導(dǎo)電層(40’，40”)具有至少一個(gè)凹槽(39，49)，所述至少一個(gè)凹槽(39，49)與至少一個(gè)所述在前凹槽(39，49)配準(zhǔn)地并且與天線子區(qū)(12)配準(zhǔn)地安置于所述地層(10)的所述外側(cè)(11)上，以獲得第一半成品(50)；-在所述第一半成品(50)內(nèi)接受至少一個(gè)天線腔體(60)，所述至少一個(gè)天線腔體(60)在所述第一半成品(50)的外側(cè)(51)開始，由至少一個(gè)導(dǎo)電層(40)的所述凹槽(49)和至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層(30)的共同延伸凹槽(39)構(gòu)成，所述至少一個(gè)天線腔體(60)包括等于至少一個(gè)導(dǎo)電層高度(45)和至少一個(gè)介質(zhì)絕緣層高度(35)之和的腔體高度(65)，其中所述天線腔體(60)的腔體投影區(qū)(65)安置于所述天線子區(qū)(12)上；-任選地，在所述天線腔體(60)內(nèi)的所述側(cè)壁(67，68)的涂層(66)；-將復(fù)合信號(hào)層(70)裝接于由所述第一半成品(50)的所述導(dǎo)電層(40)構(gòu)成的所述外側(cè)(51)上，其中所述復(fù)合信號(hào)層(70)覆蓋所述至少一個(gè)天線腔體(60)；-層壓所述第一半成品(50)和所述復(fù)合信號(hào)層(70)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：E·施拉費(fèi)爾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：ATS奧地利科技與系統(tǒng)技術(shù)股份公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：奧地利,AT