沉积天线设备及方法技术

本发明专利技术涉及具空间及成本效益的天线设备以及制作及使用所述天线设备的方法。在一个实施例中，使用沉积工艺形成天线，借此将传导流体或其它材料直接沉积于主机装置(例如，蜂窝式电话或平板计算机)的一或多个内部组件上。所述天线可形成为实质上三维“环路”形状，且排除与现有技术天线制造方法相关联的数个昂贵且对环境不利的处理步骤及材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】沉积天线设备及方法相关申请案交叉参考本申请案主张2012年3月2日提出申请的具有相同标题的美国临时专利申请案第61/606,320号、2012年3月12日提出申请的具有相同标题的美国临时专利申请案第61/609,868号及2013年1月8日提出申请的具有相同标题的美国临时专利申请案第61/750,207号的优先权，前述美国临时专利申请案中的每一者以其全文引用的方式并入本文中。版权此专利文档的揭示内容的一部分含有受版权保护的资料。如美国专利商标局的专利文件或记录中所显现，版权所有者不反对任何人对本专利文档或专利揭示内容进行拓制，但无论如何将以其它方式保留所有版权。
本专利技术一般来说涉及供在例如无线或便携式无线电装置的电子装置中使用的天线设备，且在一个示范性方面中更明确地说涉及使用传导流体的沉积所制造的天线以及制作及利用所述天线的方法。
技术介绍
天线常见于大部分现代化无线电装置中，例如移动计算机、移动电话、平板计算机、智能电话、个人数字助理(PDA)或其它个人通信装置(PCD)。通常，这些天线包括平坦辐射平面及平行于其的接地平面，其通常通过短路导体彼此连接以便实现天线的匹配。所述结构经配置使得其充当在一个或多个所要操作频率处的共振器。通常，这些内部天线位于装置内部(例如在外塑料壳体内)(无论是独立的、安置于无线电装置的印刷电路板(PCB)上还是在另一装置组件上)，以便准许将射频波传播到天线及从天线传播射频波。除制造的高成本外，此些现有技术天线及天线制作方法通常还消耗主机装置内的可观空间。随着例如智能电话及平板计算机的个人电子装置不断缩小，从性能角度及空间消耗角度两者来说对其中利用的天线的要求越来越高。空间消耗要求尤为重要，这是因为天线必须能够在所要频带中有效地操作，但又尽可能消耗绝对最小空间。在大部分平坦天线解决方案(例如上文所描述的那些天线解决方案)的情况下，由于天线平面必须整体含纳于壳体内且通常不能变形或弯曲以便适应蜂窝式电话外部壳体的曲率，因此可浪费大量空间。此些壳体还具有内部经模制特征或附接到其的其它组件，此致使在仅使用最小内部容量的同时更难以设法使特定电磁配置的天线适用于所述壳体。作为解决前述问题中的一些问题的尝试，天线制造工艺中的最近发展已使得能够将天线直接构造到专门材料(例如，掺杂有金属添加剂的热塑性材料)的表面上。在称为激光直接成型(LDS)的工艺中借助于激光来激活经掺杂金属添加剂，此使得能够将天线构造到较复杂的三维几何结构上。在各种典型智能电话及其它应用中，下伏智能电话壳体及/或装置内侧的其上可安置天线的其它组件可使用此专门材料制造，举例来说，例如使用标准注入模制工艺。接着使用激光来激活待随后镀敷的(热塑性)材料的区域。通常，接着添加电解镀铜液，接着为连续添加例如镍或金的层以完成天线的构造。尽管为高技能技术，但LDS还具有一些缺点；专门热塑性材料性质不满足传统聚合物材料的性质，而是通常较脆或较易碎。另一缺点是组合件本；专门热塑性树脂成本高于传统热塑性树脂，且激光及镀敷工艺是昂贵的。LDS容量的资金成本也表示进入所述技术的显著障碍。因此，存在对用于(例如)便携式无线电装置的提供与现有技术方法相当的电性能同时以较低成本制造且使用更灵活制造工艺的无线天线解决方案的突出需要。此解决方案的特定实施方案还将理想地提供增强的空间节约及复杂的几何再现能力，且此外将减少资金投入成本并减少进入障碍。
技术实现思路
本专利技术通过尤其提供一种经改进天线以及制造及使用所述经改进天线的灵活低成本方法来满足前述需要。在本专利技术的第一方面中，揭示一种天线设备。在一个实施例中，所述设备供在便携式通信装置中使用，且包含沉积于所述便携式装置的组件(例如，内部壳体表面)上的导体。在另一实施例中，所述天线使用液态导体沉积工艺而形成，且包含其横截面形状及/或面积随在结构上的位置而变的调整，以便尤其适应其中使用所述天线的主机装置的各种几何特征或结构。有利地，天线性能经改进优于不具有此些调整的相同应用中的现有技术。在本专利技术的第二方面中，揭示一种制造天线设备的方法。在一个实施例中，所述方法包括：以所要形式沉积(无论是通过“喷墨”或喷涂还是其它手段)传导流体，且接着使用(例如)电磁热能闪光、使用其它手段的热量施加或其它方法来使所沉积流体固化。在本专利技术的第三方面中，揭示一种便携式无线电装置。在一个实施例中，所述无线电装置是具有经沉积蜂窝式频带天线的具蜂窝能力的智能电话。在另一实施例中，所述智能电话包含具有经沉积天线的Wi-Fi接口。在另一实施例中，所述智能电话包含具有经沉积天线的GPS接收器。在本专利技术的第四方面中，揭示一种制造便携式无线电装置的方法。在一个实施例中，所述方法包含：以实质上三维配置将一或多个天线沉积于所述装置的组件(例如，壳体)上，所述配置明确地说适于所述装置的特定几何形状及空间要求。在本专利技术的第五方面中，揭示一种操作天线设备的方法。在一个实施例中，所述方法包括：将所述天线设备耦合到射频收发器，及使用所述收发器来激发所述设备。在本专利技术的第六方面中，揭示一种开发天线设备的方法。在一个实施例中，所述方法包括：将第一配置的所印刷天线(例如，导线状环路)沉积于衬底上；及随后将所述导线环路天线的经修改配置沉积于其它衬底上，及测试所述导线环路天线及其它配置以识别与各种配置相关的更期望操作特征。在本专利技术的第七方面中，揭示一种调谐天线设备的方法。在本专利技术的第八方面中，揭示一种操作移动装置的方法。在本专利技术的第九方面中，揭示一种用于产生沉积天线或其它结构的制造设备。在一个实施例中，所述设备包括：印刷头，其经配置以发射一定量的可流动传导物质供用于沉积于目标组件上；及运动设备，其经配置以相对于所述印刷头移动所述目标组件或相对于所述目标组件移动所述印刷头，以便准许所述传导物质到所述目标组件的不同部分上的沉积。所述运动设备进一步经配置以沿三个维度移动所述印刷头或目标组件以便实现所述传导物质在所述目标组件的三维部分上的沉积。在另一实施例中，相对于目标(或压板)移动所述印刷头以便实现前述材料沉积。在另一方面中，揭示一种在两个或两个以上不同衬底上方形成传导迹线的方法。在又一方面中，揭示一种在传导迹线内形成分支点或分支区域的方法。在另一方面中，揭示一种形成天线馈送传导路径的方法。在又一方面中，揭示一种安装电子组件的方法。在本专利技术的另一方面中，揭示用于形成导体迹线界面(例如，天线馈送点)的方法。在另一方面中，揭示跨越异质衬底材料界面沉积传导迹线的方法。在另一方面中，揭示将电子组件表面安装到衬底上的方法。在另一方面中，揭示安置于衬底边缘上的传导迹线(例如，天线)。在又一方面中，揭示用于与衬底的处理一致地使衬底迹线(例如，表面或边缘迹线)固化的方法。本专利技术的进一步特征、其本质及各种优点从附图及以下详细说明将显而易见。附图说明图1是根据本专利技术的沉积天线的第一实施例的俯视平面图，其展示为沉积于扁平(平坦)衬底上。图2是根据本专利技术的沉积天线的第二实施例的透视图，其展示为沉积于三维衬底上。图3是根据本专利技术的沉积天线的第三实施例的透视图，其展示为沉积于便携式“直板”型无线电装置的示范性三维表面上。图3a是本专利技术的沉积迹线(例如，天线)的示范性实施例的横截面图，其展示为横穿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线设备，其包括：导体，其沉积于便携式装置的组件上，其中所述导体是使用包括以下各项的工艺而形成：将传导可流动物质以所要图案沉积到所述组件上；及使所述所沉积可流动物质固化以便使所述可流动物质变得实质上不可流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.02 US 61/606,320;2012.03.12 US 61/609,868;1.一种天线设备，其包括：导体，其沉积于便携式装置的组件上，所述导体的至少一部分形成用于所述天线设备的辐射器，其中所述导体是使用包括以下各项的工艺而形成：使用印刷头将传导可流动物质沉积到所述组件上从而以所要的三维图案排出所述传导可流动物质；将一个或多个电子组件放置在所沉积的传导可流动物质的至少一部分上；及使所沉积的可流动物质固化以便使所述可流动物质变得实质上不可流动；其中所述导体经配置以用作所要的操作频率范围在从约800MHz到约2200MHz上的共振器；且其中对所沉积的可流动物质的所述固化将所述一个或多个电子组件固定到所述便携式装置的所述组件上。2.根据权利要求1所述的天线设备，其中所述导体包括实质上围封其中不具有传导物质的中心区的导线状形状因子。3.根据权利要求1所述的天线设备，其中所述固化包括使用电磁辐射或热量中的至少一者，且所述沉积包括使用电控印刷头进行沉积。4.根据权利要求1所述的天线设备，其中所述导体包括实质上围封中心区的导线状形状因子，所述组件包括实质上安置于所述中心区内的多个电组件。5.根据权利要求2所述的天线设备，其中所述导线状形状因子包括多个闭合环路。6.根据权利要求1所述的天线设备，其中所述传导可流动物质的(i)横截面形状及/或(ii)横截面面积有变化。7.根据权利要求6所述的天线设备，其中(i)横截面形状及(ii)横截面面积两者的所述变化实现所述天线设备从具有第一横截面形状及第一横截面面积的第一部分到具有第二横截面形状及第二横截面面积的第二部分的电磁辐射或接收性能的改变。8.根据权利要求7所述天线设备，其中所述天线设备的电磁辐射或接收性能的所述改变包括在两个或多个不同频带中进行操作的能力。9.一种制造天线设备的方法，其包括：相对于目标组件沿三个维度移动印刷头以便实现传导流体在所述目标组件的三维部分上的沉积；使用所述移动印刷头以所要形式沉积所述传导流体，其中所沉积的传导流体的至少一部分包括天线辐射器；将一个或多个电子组件放置在所沉积的传导流体的至少一部分上；及随后使用热能来使所述所沉积流体固化；其中对所沉积的传导流体的所述固化在固化所述天线辐射器的同时固定所述一个或多个电子组件。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述方法不利用任何镀敷步骤或工艺。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述沉积包括在移动无线装置的现存内部表面或组件上沉积，且所述方法不利用所述表面的任何额外预备。12.根据权利要求9所述的方法，其中所述沉积包括在移动无线装置的实质上彼此邻近的两个或两个以上现存内部表面或组件上沉积。13.根据权利要求9所述的方法，其中所述所要的形式包括三维形式，使得由所述所沉积流体形成的迹线包含一或多个方向改变。14.根据权利要求9所述的方法，其中沉积所述传导流体的步骤包括沉积至少两种不同的传导流体。15.根据权利要求14所述的方法，其中沉积并随后固化的步骤进一步包...

【专利技术属性】
技术研发人员：达恩·屈勒，布鲁斯·汉密尔顿，艾伦·本杰明，彼得里·安纳玛，埃萨·卡利斯塔亚，
申请(专利权)人：派斯电子公司，
类型：发明
国别省市：美国;US