PT856204E

PT856204E - Metodo de produzir em massa antenas de circuito impresso

Info

Publication number: PT856204E
Application number: PT96936524T
Authority: PT
Inventors: Ross W Lampe; Claes Henri Von Sheele
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 2000-05-31
Also published as: CN1203700A; PL181697B1; NO314778B1; AU7434096A; EP0856204B1; KR19990064191A; NO981715L; EP0856204A1; DE69605570T2; BR9610867A; RU2189671C2; GR3032721T3; PL326276A1; KR100325031B1; JPH11513856A; NO981715D0; CN1137530C; ES2142625T3; CA2235130C; TR199800688T1

Description

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DESCRICÃO “Método de produzir em massa antenas de circuito impresso”

Antecedentes do invento 1. Campo do invento O presente invento refere-se a antenas de circuito impresso para radiação e recepção de sinais electromagnéticos e, mais particularmente, a um método de produzir em massa antenas de circuito impresso. 2. Descricão da arte relacionada

Descobriu-se que uma antena monopolo montada perpendicularmente em relação a uma superfície de condução proporciona uma antena que tem boas características de radiação, uma impedância de ponto de excitação desejada, e uma construção relativamente simples. Como uma consequência, as antenas monopolo têm vindo a ser utilizadas em rádios portáteis, telefones celulares e outros sistemas de comunicação pessoal. Contudo, até há bem pouco tempo, tais antenas monopolo têm estado limitadas às concepções de cabo (por exemplo, a configuração helicoidal na patente U.S. 5 231 412 de Eberhardt et al.), as quais operam numa única frequência numa largura de banda associada.

De modo a minimizar os requisitos de tamanho e permitir a operação em múlti-banda, enquanto se ultrapassam as desvantagens associadas às antenas de lâmina e de microbanda, a cessionária do presente invento apresentou recentemente vários pedidos de patente para antenas de circuito impresso, incluindo a número de série 08/459 237 intitulada “Antena impressa monopolo”, a número de série 08/459 235 intitulada “Antena impressa monopolo de múltipla banda”, e a número de série 08/459 553, intitulada “Antena impressa monopolo de múltipla banda”. É altamente desejável que tais antenas de circuito impresso sejam produzidas em massa ou fabricadas de uma tal maneira que os custos sejam reduzidos e a eficiência seja aumentada. É também desejável que o método de produzir em massa antenas de circuito impresso mantenha um elevado grau de uniformidade e de qualidade.

Tendo em conta o anterior, um objectivo principal do presente invento consiste em proporcionar um processo para produzir em massa antenas de circuito impresso.

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Um outro objectivo do presente invento consiste em proporcionar um processo para produzir em massa antenas de circuito impresso que minimizem o tempo que é necessário para produzir tais antenas de circuito impresso.

Um objectivo adicional do presente invento consiste em proporcionar um processo para produzir em massa antenas de circuito impresso, o qual permita que seja executado um passo do mesmo para todas as antenas de circuito impresso de modo substancialmente simultâneo.

Ainda outro objectivo do presente invento consiste em proporcionar um processo para produzir antenas de circuito impresso que permita que mais de um passo do mesmo seja executado para todas essas antenas de circuito impresso de modo substancialmente simultâneo.

Ainda outro objecto do presente invento consiste em proporcionar um processo para produzir em massa antenas de circuito impresso que possam operar dentro de mais de uma largura de banda de frequência.

Estes objectivos e outras características do presente invento tomar-se-ão mais claramente evidentes após referência à seguinte descrição quando tomada em conjunção com o seguinte desenho.

SUMÁRIO DO INVENTO

De acordo com o presente invento é descrito um método de produzir em massa antenas de circuito impresso que inclui os passos de proporcionar um substrato de material dieléctrico que tem um primeiro lado e um segundo lado, removendo porções do substrato para produzir um arranjo de segmentos interligados do tamanho desejado, fabricando um elemento de radiação principal no primeiro lado de cada segmento de substrato, sobremoldando cada segmento de substrato com um material dielétrico protectivo, e separando cada segmento de substrato a partir do substrato dieléctrico para formar uma pluralidade de antenas de circuito impresso individuais. Preferivelmente, cada um dos passos anteriores pode ser executado em cada segmento de substrato de modo substancialmente simultâneo.

Num segundo aspecto do presente invento, os passos de libertar uma extremidade dos segmentos de substrato, fixando um ligador eléctrico a cada segmento de substrato e sobremoldando os ligadores eléctricos antes do passo de separação ser incluído.

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Num terceiro aspecto do presente invento, a fabricação de elementos adicionais para o segmento de substrato toma lugar para permitir uma operação de múltipla banda pela antena de circuito impresso. Isto inclui a adição de pelo menos um outro elemento de radiação quer no primeiro quer no segundo lado do mesmo, ou altemativamente um elemento reactivo ou elemento parasítico fabricado no segundo lado de cada segmento de substrato, antes do passo de sobremoldagem.

Num quarto aspecto do presente invento, a ordem dos passos para o método do presente invento é modificada de modo que a fabricação de uma pluralidade dos elementos de radiação principais no primeiro lado do substrato dieléctrico seja executada em primeiro lugar e depois porções do substrato sejam removidas para produzir um arranjo de segmentos de substrato interligados, em que cada um inclui um dos elementos de radiação principais.

BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO

Enquanto a especificação conclui com reivindicações que apontam particularmente e reivindicam distintamente o presente invento, acredita-se que as mesmas serão melhor entendidas a partir da seguinte descrição tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: a fig. IA é uma vista esquemática de topo de um substrato dieléctrico com porções do substrato removidas para ilustrar uma pluralidade de segmentos de substrato interligados; a fig. 1B é uma vista esquemática de topo de um substrato dieléctrico com uma pluralidade de elementos de radiação fabricados no mesmo com um padrão predeterminado; a fig. 2 é uma vista esquemática de topo do substrato dieléctrico da fig. IA, na qual um elemento de radiação principal foi fabricado em cada segmento de substrato, ou uma vista esquemática de topo do substrato dieléctrico ilustrado na fig. 1B, no qual porções do substrato foram removidas para formar uma pluralidade de segmentos de substrato interligados, os quais incluem cada um elemento de radiação principal previamente formado no substrato dieléctrico, respectivamente; a fig. 3 é uma vista esquemática de topo do substrato dieléctrico da fig. 2, sendo o lado de topo dos segmentos de substrato sobremoldado; a fig. 4 é uma vista esquemática de topo do substrato dieléctrico ilustrado na fig. 3, no qual foi fixo um ligador eléctrico a cada segmento de substrato;

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ΕΡ 0 856 204 /PT 4 a íig. 5 é uma vista esquemática de topo do substrato dieléctrico da fig. 4, no qual os ligadores eléctricos foram sobremoldados; a fig. 6 é uma vista esquemática de topo de uma antena individual de circuito impresso após ter sido separada do substrato dieléctrico ilustrado na fig. 5; a fig. 7 é uma vista lateral esquemática de topo do substrato dieléctrico ilustrado na fig. 2, em que foi fabricado um elemento de radiação adicional em cada segmento de substrato; a fig. 8 é uma vista lateral esquemática de fundo do substrato dieléctrico ilustrado na fig. 2, em que um elemento reactivo foi fabricado em cada segmento de substrato; a fig. 9 é uma vista lateral esquemática de fundo do substrato dieléctrico ilustrado na fig. 2, em que foi formado um elemento parasítico em cada segmento de substrato; e a fig. 10 é uma vista lateral esquemática de fundo do substrato dieléctrico ilustrado na fig. 2, em que foi fabricado um segundo elemento de radiação em cada segmento de substrato.

DESCRICAO DETALHADA DO INVENTO

Fazendo agora referência aos desenhos em detalhe, em que números idênticos indicam os mesmos elementos através das figuras, a fig. IA ilustra um substrato dieléctrico identificado geralmente pelo número 10, no qual foram removidas porções do substrato 10 para formar uma pluralidade de áreas abertas ou recortes 12 e uma pluralidade de segmentos de substrato interligados 14. Tal como se verá ai, os segmentos de substrato 14 estão dispostos num par de filas adjacentes 16 e 18, apesar de a disposição de tais segmentos de substrato 14 poderem ser de qualquer maneira desejada. De modo a que os segmentos de substrato 14 permaneçam interligados ao longo do processo do presente invento, permanece um par de porções laterais 20 e 22 de substrato dieléctrico 10, tal como uma porção de topo 24, uma porção média 26, e uma porção de fundo 28.

Em vez de formar em primeiro lugar os segmentos de substrato individuais 14 tal como mostrado na fig. IA, o método de produzir em massa antenas de circuito impresso pode envolver altemativamente o fabrico de uma pluralidade de elementos de radiação principais 30 num material conductivo de um tamanho desejado no substrato dieléctrico 10 num padrão predeterminado, para formar segmentos de substrato individuais 14 tal como

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mostrado na fig. 1B.

De qualquer das formas, tal como visto na fig. 2, os segmentos de substrato 14 têm, cada um, um elemento de radiação principal 30 fabricado no lado de topo 32 do mesmo. Isto é conseguido ao fabricar elementos de radiação principais 30 nos segmentos de substrato 14 quando se começa com o substrato dieléctrico mostrado na fig. 1A ou removendo porções de substrato dieléctrico 10 para formar segmentos de substrato 14 que incluem um elemento de radiação principal 30 quando se começa com o substrato dieléctrico ilustrado na fig 1B. Enquanto se prefere que cada segmento de substrato 14 seja dimensionado inicialmente para aproximar o tamanho do elemento de radiação principal 30, pode tomar lugar um passo de rectificação para cada segmento de substrato 14, se necessário.

Após isto, tal como ilustrado na fig. 3, é preferido que cada segmento de substrato 14 seja sobremoldado com um material dieléctrico protectivo (indicado pelo número 33), de preferência de uma maneira substancialmente simultânea. Isto pode ser conseguido ao colocar o substrato dieléctrico 10 numa máquina de moldagem por injecção apropriada para que a sobremoldagem seja aplicada conforme for desejado.

Assim que a sobremoldagem dos segmentos de substrato 14 tenha sido executada, cada segmento de substrato 14 é então separado do substrato dieléctrico 10 (isto é, das porções de topo e do meio 24 e 26, respectivamente), conforme aplicável, para se transformar numa antena de circuito impresso individual 34, tal como ilustrado na fig. 6.

Notar-se-á que é preferível que cada um dos passos anteriores no processo (isto é, formando a pluralidade dos segmentos de substrato 14, fabricando elementos de radiação principais 30 em cada segmento de substrato 14, sobremoldando cada segmento de substrato 14, e separando cada segmento de substrato 14 a partir do substrato dieléctrico 10) ocorrerão preferivelmente de modo substancialmente simultâneo para cada segmento de substrato 14. Deste modo, o método do presente invento poupa tempo e aumenta desse modo a eficiência. De modo semelhante, é preferido que os passos de formação de cada segmento de substrato 14 e de fabricação de elementos de radiação principais 30 no mesmo, enquanto mostrados como passos separados nas figs. 1A e 1B, ocorrem de modo substancialmente simultâneo.

Opcionalmente, o método do presente invento pode incluir os passos de libertar uma extremidade dos segmentos de substrato 14 e fixar um ligador eléctrico 36 (por exemplo, um ligador coaxial) para libertar a extremidade 38 de cada segmento de substrato 14 antes da separação do substrato dieléctrico 10. Por exemplo, o ligador eléctrico 36 pode ser fixo a cada segmento de substrato 14 por meio de um processo de soldadura ou de colagem. Após 6 84 590

ΕΡ 0 856 204 /PT isso, será preferível para os ligadores eléctricos 36 que também seja dada uma camada de sobremoldagem 37 para cada segmento de substrato 14, ocorrendo a sobremoldagem de todos esses ligadores eléctricos 36 de modo substancialmente simultâneo.

Entender-se-á a partir dos pedidos de patente relacionados identificados anteriormente que o substrato dieléctrico 10 é feito preferivelmente de um material dieléctrico, tal como uma poliamida, poliester, ou semelhante, tendo um grau mínimo de flexibilidade. Isto não só vai ao encontro dos requisitos do ambiente final para antenas de circuito impresso 34, como também ajuda durante a produção ao proporcionar algum grau de tolerância dentro do ambiente da maquinaria utilizada.

Entender-se-á que o elemento de radiação principal 30 é preferivelmente um vestígio impresso de material conductivo tal como cobre ou tinta condutora. O elemento de radiação principal 30 terá normalmente uma configuração não linear na qual a sua extensão eléctrica é maior do que a sua extensão física para minimizar o seu tamanho, tal como explicado em maior detalhe num pedido de patente que tem o número de série 08/459 959 intitulado “Antena que tem uma extensão eléctrica maior do que a sua extensão física”, a qual também é pertença da cessionária do presente invento e está aqui incorporada por referência.

Tal como descrito em maior detalhe num pedido de patente que tem o número de série 08/459 553 intitulado “Antena impressa monopolo de múltipla banda”, o qual também é pertença da cessionária do presente invento e aqui incorporado por referência, pelo menos um elemento de radiação adicional 40 pode ser posicionado no lado de topo 32 de cada segmento de substrato 14. Enquanto o elemento de radiação 40 está mostrado como sendo linear, o mesmo pode ter qualquer configuração desejada. O elemento de radiação adicional 40 é fabricado preferivelmente adjacente ao elemento de radiação principal 30 antes da sobremoldagem dos segmentos de substrato 14. Deste modo, a antena de circuito impresso individual 34 ilustrada na fig. 7 pode ser utilizada dentro de múltiplas larguras de banda. É claro que é preferido que quaisquer elementos de radiação adicionais 40 sejam fabricados em cada segmento de substrato 14 de modo substancialmente simultâneo. De modo óptimo, os elementos de radiação principais 30 e os elementos de radiação adicionais 40 seriam fabricados em cada segmento de substrato 14 de modo substancialmente simultâneo.

Outros passos alternativos que podem ser tomados para permitir que as antenas de circuito impresso 34 operem dentro de larguras de banda múltiplas incluem a fabricação de um elemento reactivo 42 num lado de fundo 44 de cada segmento de substrato 14 (preferivelmente a extremidade livre adjacente 38), formando um elemento parasítico 46 no lado de fundo 42 de cada segmento de substrato 14 (de preferência a extremidade livre 7 84 590 ΕΡ 0 856 204 /PT oposta 38 tal como mostrado na fig. 9), ou fabricando um segundo elemento de radiação 48 no lado de fundo 42 de cada segmento de substrato 14 (tal como mostrado na fig. 10). Em cada caso, entender-se-á que é preferido que todos os elementos reactivos 40, elementos parasíticos 44, ou segundos elementos de radiação 46 sejam fabricados ou formados de modo substancialmente simultâneo para cada segmento de substrato 14. É claro que a adição de tais elementos deve tomar lugar antes de o segmento de substrato 14 ser sobremoldado. Deste modo, as antenas de circuito impresso 34 teriam a forma de uma das antenas descritas em pedidos de patente que têm os números de série 08/459 235 e 08/459 553, cada um intitulado “Antena impressa monopolo de banda múltipla”, as quais também são pertença da cessionária do presente invento e aqui incorporadas por referência.

Tendo-se mostrado e descrito as concretizações preferidas do presente invento, podem ser conseguidas aqui adaptações adicionais do método para produzir em massa antenas de circuito impresso através de modificações apropriadas por alguém vulgarmente perito na arte sem partir do âmbito do invento. Em particular, enquanto o elemento de radiação principal 30 foi aqui mostrado e descrito como um de monopolo, pode facilmente ser um dipolo ao configurar de modo próprio os vestígios conductivos para a mesmo. Além disso, tal como anteriormente enunciado aqui, a disposição ou configuração dos segmentos de substrato 14 no substrato dieléctrico 10 antes da separação pode ser em qualquer forma dada e não necessita de ser limitado ao par de filas aqui ilustradas.

Lisboa, 2000 -C3- 03

Por TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON -O AGENTE OFICIAL-

Claims

84 590 ΕΡ 0 856 204 /PT 1/5 REIVINDICAÇÕES 1. Método de produzir em massa antenas de circuito impresso, que compreende os seguintes passos: (a) proporcionar um substrato (10) de material dieléctrico que tem um primeiro lado e um segundo lado; (b) remover as porções (12) do referido substrato (10) para produzir um arranjo de segmentos de interligação (14) que têm um tamanho desejado; (c) fabricação de um elemento de radiação principal (30) no referido primeiro lado de cada segmento de substrato; (d) sobremoldar cada segmento de substrato com um material dieléctrico protectivo (33); e (e) separar cada segmento de substrato do referido substrato dieléctrico para formar uma pluralidade de antenas de circuito impresso individuais (34).
2. Método da reivindicação 1, em que a fabricação do referido elemento de radiação (30) em cada segmento de substrato ocorre de modo substancialmente simultâneo.
3. Método da reivindicação 1, em que a remoção das porções de substrato (12) para produzir o referido arranjo de segmentos interligados (14) ocorre de modo susbtancialmente simultâneo.
4. Método da reivindicação 1, em que o referido passo de remoção de substrato e o referido passo de fabricação ocorrem de modo substancialmente simultâneo.
5. Método da reivindicação 1, em que a sobremoldagem de cada segmento de substrato (14) ocorre de modo substancialmente simultâneo.
6. Método da reivindicação 1, em que a separação de cada segmento de substrato (14) do referido substrato dieléctrico ocorre de modo substancialmente simultâneo.
7. Método da reivindicação 1, em que o referido substrato (10) é feito de um material dieléctrico que tem um grau mínimo de flexibilidade. i 84 590 ΕΡ 0 856 204 /PT 2/5
8. Método da reivindicação 1, compreendendo adicionalmente os passos de libertar uma extremidade de cada segmento de substrato (14) e fixar um ligador eléctrico (36) à extremidade5 livre (38) de cada um dos referidos segmentos de substrato (14) antes do referido passo de separação.
9. Método da reivindicação 8, compreendendo adicionalmente o passo de sobremoldagem do referido ligador eléctrico (36) para cada referido segmento de substrato (14) antes do referido passo de separação.
10. Método da reivindicação 9, em que a sobremoldagem do referido ligador eléctrico (36) para cada segmento de substrato (14) ocorre de modo substancialmente simultâneo.
11. Método da reivindicação 1, em que o referido passo de sobremoldagem é conseguido por moldagem por injecção.
12. Método da reivindicação 1, compreendendo adicionalmente o passo de remover material de substrato em excesso antes da sobremoldagem dos referidos segmentos de substrato (14), em que os referidos segmentos de substrato (14) têm o tamanho aproximado dos referidos elementos de radiação principais (30).
13. Método da reivindicação 1, em que o referido arranjo compreende pelo menos uma fila de uma pluralidade de segmentos de substrato interligados (14).
14. Método da reivindicação 1, em que o referido elemento de radiação principal (30) é um vestígio impresso de material conductivo.
15. Método da reivindicação 1, em que o referido elemento de radiação principal (30) é um monopolo.
16. Método da reivindicação 1, em que o referido elemento de radiação principal (30) é um dipolo.
17. Método da reivindicação 1, em que o referido passo de fabricação ocorre antes do referido passo de remoção de substrato.
18. Método da reivindicação 17, em que cada um dos referidos elementos de substrato (14) inclui um dos referidos elementos de radiação principais (30) no mesmo.

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19. Método da reivindicação 1, compreendendo adicionalmente o passo de fabricação de pelo menos um elemento de radiação adicional (40) no referido primeiro lado de cada segmento de substrato (14).
20. Método da reivindicação 19, em que a fabricação do referido elemento de radiação adicional (40) em cada segmento de substrato (14) ocorre de modo substancialmente simultâneo.
21. Método da reivindicação 19, em que a fabricação do referido elemento de radiação principal (30) e do referido elemento de radiação adicional (40) em cada segmento de substrato (14) ocorre de modo substancialmente simultâneo.
22. Método da reivindicação 1, compreendendo adicionalmente o passo de fabricar um elemento reactivo (42) no referido segundo lado de cada um dos referidos segmentos de substrato (14).
23. Método da reivindicação 22, em que a fabricação do referido elemento reactivo (42) em cada segmento de substrato (14) ocorre de modo substancialmente simultâneo.
24. Método da reivindicação 1, compreendendo adicionalmente o passo de formar um elemento parasítico (44) no dito segundo lado de cada referido segmento de substrato (14).
25. Método da reivindicação 24, em que a formação do referido elemento parasítico (44) em cada segmento de substrato (14) ocorre de modo substancialmente simultâneo.
26. Método da reivindicação 1, compreendendo adicionalmente o passo de fabricar um segundo elemento de radiação (48) no referido segundo lado de cada referido segmento de substrato (14).
27. Método da reivindicação 26, em que a fabricação do referido elemento de radiação (48) em cada segmento de substrato (14) ocorre de modo substancialmente simultâneo.
28. Método de produzir em massa antenas de circuito impresso, compreendendo os seguintes passos: (a) proporcionar um substrato (10) de material dieléctrico que tem um primeiro lado e um segundo lado; (b) fabricação simultânea de uma pluralidade de elementos de

84 590 ΕΡ 0 856 204 /PT radiação (30) que têm um tamanho específico no referido primeiro lado do referido substrato dieléctrico num padrão predeterminado; (c) remover simultaneamente porções (12) do referido substrato dieléctrico (10) para produzir um arranjo de segmentos interligados (14) do tamanho desejado, incluindo cada dos referidos segmentos de substrato um dos referidos elementos de radiação principais (30); (d) sobremoldar simultaneamente cada segmento de substrato com um material dieléctrico protectivo (33); e (e) separar simultaneamente cada referido segmento de substrato (14) do referido substrato dieléctrico (10) para formar uma pluralidade de antenas de circuito impresso individuais (34).
29. Método da reivindicação 28, em que o referido substrato (10) é feito de um material dieléctrico que tem um grau mínimo de flexibilidade.
30. Método da reivindicação 28, compreendendo adicionalmente os passos de libertar uma extremidade de cada segmento de substrato (14) e fixar um ligador eléctrico (36) a uma extremidade livre de cada referido segmento de substrato (14) antes do referido passo de separação.
31. Método da reivindicação 30, compreendendo o passo de sobremoldar o referido ligador eléctrico (36) para cada referido segmento de substrato (14) antes do referido passo de separação.
32. Método da reivindicação 28, compreendendo adicionalmente o passo de fabricar simultaneamente pelo menos um elemento de radiação adicional (40) no referido primeiro lado de cada segmento de substrato (14).
33. Método da reivindicação 28, compreendendo adicionalmente o passo de fabricar simultaneamente um elemento reactivo (40) no referido segundo lado de cada referido segmento de substrato (14).
34. Método da reivindicação 28, compreendendo adicionalmente o passo de formar simultaneamente iam elemento parasítico (44) no referido segundo lado de cada referido segmento de substrato (14). 84 590 ΕΡ 0 856 204 /PT 5/5
35. Método da reivindicação 28, compreendendo adicionalmente o passo de fabricar simultaneamente um segundo elemento de radiação (48) no referido segundo lado de cada segmento de substrato (14). Lisboa, -3. mi 2000 Por TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON - O AGENTE OFICIAL -

Agi 0|. Pr. Ind. Rua das Flores, 74 - 4.°