JPH11513856A - プリント配線アンテナを大量生産する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 プリント配線アンテナを大量生産する方法が開示され、この方法は第１側及び第２側を有する誘電材料の基板を用意するステップ、所望寸法の相互接続セグメントのアレイを生産するために基板の部分を除去するステップ、各基板セグメントの第１側上に主放射素子を製作するステップ、各基板セグメントを保護誘電材料で以てオーバモールドするステップ、及び複数の個別プリント配線アンテナを形成するために誘電基板から各基板セグメントを分離するステップを含む。好適には、上述のステップの各々を、実質的に同時に各基板セグメント上で遂行することができる。この方法はまた、分離するステップに先立ち、基板セグメントの一端を自由にするステップ、各基板セグンメントに電気接続器を取り付けるステップ、及び基板セグメントの各々毎に電気接続をオーバモールドするステップをまた含むことがある。プリント配線アンテナが多帯域動作の能力があるように、第１側又は第２側に追加放射素子を、又は代わりに第２側に無効素子又は寄生素子を製作することが企図されることがある。

Description

【発明の詳細な説明】 プリント配線アンテナを大量生産する方法 発明の背景 発明の分野 本発明は、電磁信号を放射しかつ受信するプリント配線アンテナ、特にこのよ うなプリント配線アンテナを大量生産する方法に関する。 関連技術の説明 伝導面に垂直に取り付けれたモノポール・アンテナは、良好な放射特性、望ま しい駆動点インピーダンス、及び比較的簡単な構造を有するアンテナを提供する ことが発見されている。その結果として、モノポール・アンテナは、携帯ラジオ 、セルラ電話機、及びその他のパーソナル通信システムに利用されている。しか しならが、最近まで、このようなモノポール・アンテナは、関連した帯域幅内の 単一周波数で動作するワイヤ設計（例えば、エバハードゥト（Ｅｂｅｒｈａｒｄ ｔ）他に発行された米国特許第５，２３１，４１２号におけるら旋構成（ｔｈｅ ｈｅｌｉｃａｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ））に限定されている。 寸法要件を最少限にしかつ多帯域動作を可能にする一方、マイクロストリップ 及びラミナ・アンテナ（ｌａｍｉｎａ ａｎｔｅｎｎａ）に関連した欠点を克服 するために、本願の譲受人は、「プリント・モノポール・アンテナ（Ｐｉｒｎｔ ｅｄ Ｍｏｎｏｐｏｌｅ Ａｎｔｅｎｎａ）と題する」米国特許出願第０８／４ ５９，２３７号、「多帯域プリント・モノポール・アンテナ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｂａｎｄ Ｍｏｎｏｐｏｌｅ Ａｎｔｅｎｎａ）」と題する米国特許出願第０ ８／４５９，２３５号及び「多帯域プリント・モノポール・アンテナ（Ｍｕｌｔ ｉｐｌｅ Ｂａｎｄ Ｍｏｎｏｐｏｌｅ Ａｎｔｅｎｎａ）」と題する米国特許 出願第０８／４５９，５５３号を含むプリント配線アンテナに関するいくつかの 特許出願を、最近出願した。このようなプリント配線アンテナを大量生産するこ と、又は費用を下げかつ効率を高めるように、製造することが大いに望ましい。 プリント配線アンテナを大量生産する方法が高レベルの均一性 及び品質を維持することが、また望ましい。 上述に照らして、本発明の主目的は、プリント配線アンテナ大量生産プロセス を提供することである。 本発明の他の目的は、このようなプリント配線アンテアを生産するために要す る時間を最短にするプリント配線アンテナ大量生産プロセスを提供することであ る。 本発明の更に目的は、そのプロセスの１ステップを全てのこのようなプリント 配線アンテナに対して実質的に同時に遂行することを可能にするプリント配線ア ンテナ大量生産プロセスを提供することである。 本発明のなお他の目的は、そのプロセスの２以上のステップを全てのこのよう なプリント配線アンテナに対して実質的に同時に遂行することを可能にするプリ ント配線アンテナ大量生産プロセスを提供することである。 本発明のなお他の目的は、２以上の周波数帯域幅内で動作することができるプ リント配線アンテナ大量生産プロセスを提供することである。 本発明のこれらの目的及び他の特徴は、下記の図面と関連して解釈されるとき 、下記の説明を参照する上は、いっそう容易に明らかになる。 発明の要約 本発明によれば、プリント配線アンテナを大量生産する方法が開示され、この 方法は第１側及び第２側を有する誘電材料の基板を用意するステップ、所望寸法 の相互接続セグメントのアレイを生産するために基板の部分を除去するステップ 、各基板セグメントの第１側上に主放射素子を製作するステップ、各基板セグメ ントを保護誘電材料で以てオーバモールドする（ｏｖｅｒｍｏｌｄｉｎｇ）ステ ップ、及び複数の個別プリント配線アンテナを形成するために誘電基板から各基 板セグメントを分離するステップを含む。好適には、上述のステップの各々を、 実質的に同時に、各基板セグメント上で遂行することができる。 本発明の第２態様には、分離するステップに先立ち、基板セグメントの一端を 自由にするステップ、各基板セグンメントに電気接続器を取り付けるステップ、 及び電気接続器をオーバモールドするステップが含まれる。 本発明の第３態様では、プリント配線アンテナによる多帯域動作をできるよう にするために基板への追加素子の製作が行われる。これは、オーバモールドする ステップに先立つ、各基板セグメントの第１側又は第２側のどちらか上への少な くとも１つの他の放射素子の追加、又は、代わりに、各基板セグメントの第２側 上で製作される無効素子又は寄生素子を含む。 本発明の第４態様では、誘電基板の第１側上の複数の主放射素子の製作がまず 遂行され、次いで、各々が主放射素子の１つを含む相互接続基板セグメントのア レイを生産するために基板の部分が除去されるように、本発明の方法にステップ の順序が修正される。 図面の簡単な説明 本明細書は本発明を箇条的に指摘しかつ明確に主張する請求の範囲で以て結末 するが、本明細書は添付図面と関連して行われる下記の説明からいっそう良く理 解されると信じられる。これらの図面において、 図１は誘電基板を示し、図１Ａは複数の相互接続セグメントを表すために基板 の部分を除去された誘電基板の概略平面図、及び図１Ｂは基板上に複数の放射素 子を所定パターンに製作された誘電基板の概略平面図である。 図２は主放射素子が各基板セグメント上に製作された図１Ａの誘電基板の概略 平面図又は各々が誘電基板上に先に形成された主放射素子を、含む複数の相互接 続基板セグメントをそれぞれ形成するために基板の部分を除去された図１Ｂに表 された誘電基板の概略平面図である。 図３は基板セグメントの上側がオーバモールドされている図２の誘電基板の概 略平面図である。 図４は電気接続器が各基板セグメントに取り付けられた図３に表された誘電基 板の概略平面図である。 図５は電気接続器がオーバモールドされた図４の誘電基板の概略平面図である 。 図６は図５に表された誘電基板から分離された後の個別プリント配線アンテナ の概略上面図（ｔｏｐ ｓｉｄｅ ｖｉｅｗ）である。 図７は追加放射素子が各基板セグメント上に製作された図２に表された誘電基 板の概略上面図である。 図８は無効素子が各基板セグメント上に製作された図２に表された誘電基板の 概略底面図（ｂｏｔｔｏｍ ｓｉｄｅ ｖｉｅｗ）である。 図９は寄生素子が各基板セグメント上に形成された図２に表された誘電基板の 概略底面図である。 図１０は第２放射素子が各基板セグメント上に製作された図２に示された誘電 基板の概略底面図である。 発明の詳細な説明 これらの図面全体を通して同等の符号は同じ素子を指示しており、これらの図 面を参照すると、図１Ａは符号１０によって全体的に識別された誘電基板を表し 、複数の開領域又は切欠き１２及び複数の相互接続基板セグメント１４を形成す るために基板１０の部分が除去されている。そこに見られるように、基板セグン メント１４は一対の隣接する行１６及び１８内に配列されるが、もっともこのよ うな基板セグメント１４の配置はどんな望ましい仕方であってもよい。基板セグ メント１４が本発明のプロセス全体を通して相互接続されたままであるために、 誘電基板１０の側部分２０及び２２が残り、これと同じように上部分２４、中間 部分２６、及び底部分２８が残る。 図１Ａに示された個別基板セグメント１４をまず形成する代わりに、プリント 配線アンテナを大量生産する方法は、図１Ｂに示されたように、代わりに、個別 基板セグメント１４を形成するのに先立ち誘電基板１０上に導電材料の複数の主 放射素子３０を所望のパターンに製作することを伴ってよい。 どちらの場合でも、図２に見られるように、基板セグメント１４は、各々、そ れの上側３２上に主放射素子３０を有する。これは、図１Ａに示された誘電基板 を用いて開始するときに基板セグメント１４上へ主放射素子３０を製作すること によって、又は図１Ｂに表された誘電基板を用いて開始するときに主放射素子３ ０を含む基板セグメント１４を形成するために誘電基板１０の部分を除去するこ とによって、達成される。各基板セグメント１４が主放射素子３０の寸法を精密 に近似するように初期的に寸法決定（ｓｉｚｅ）されるのが好適であるが、もし 必要ならば各基板セグメント１４に対するオプショナル・トリミング・ステップ を行ってもよい。 その後、図３に表されたように、各基板セグメント１４が（符号３３によって 指示された）保護誘電材料で以て好適には実質的に同時様式で、オーバモールド されるのが好適である。これは適当な射出成形機（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌ ｄｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）内に誘電基板１０を置くことによって達成され、そ れであるからオーバモールディングが所望のように施される。 いったん、基板セグメント１４のオーバモールディングが遂行されたならば、 次いで、基板セグメント１４が、適用可能なように、誘電基板１０から（すなわ ち、それぞれ、上部分２４及び中間部分２６から）分離されて、図６に表された ように個別プリント配線アンテナ３４になる。 注意するのは、プロセス内の上述のステップ（すなわち、複数の基板セグメン ト１４を形成するステップ、各基板セグメント１４上に主放射素子３０を製作す るステップ、各基板セグメント１４をオーバモールドするステップ、及び各基板 セグメント１４を誘電基板１０から分離するステップ）は、好適には、各基板セ グメント１４毎に実質的に同時に起こることである。このようにして、本発明の 方法は、時間を節約し、それによって効率を高める。同様に、各基板セグメント １４を形成するステップ及びその上に主放射素子３０を製作するステップは、図 １Ａ及び１Ｂに分離したステップであるとして示されているが、実質的に同時に 起こる。 オプショナルに、本発明の方法は、誘電基板１０から分離するのに先立ち基板 セグメント１４の一端を自由にするステップかつ各基板セグメント１４の自由端 ３８に電気接続器３６（例えば、同軸接続器）を取り付けるステップを含む。例 えば、電気接続器３６は、はんだ付けプロセス又はにかわ付けプロセスによって 各基板セグメント１４に取り付けられる。その後、電気接続器３６に各基板セグ メント１４毎にオーバモールディング層３７を、全てのこのような電気接続器３ ６のオーバモールディングが実質的に同時に起こるように、また施すのが好適で あろう。 先に挙げた関連特許出願から云うまでもなく、誘電基板１０は、最低可とう度 を有するポリアミド、ポリエステル等のような誘電材料で好適には作られる。こ れは、プリント配線アンテナ３４のために端環境（ｅｎｄ ｅｎｖｉｒｏｍｅｎ t）の要件を満すばかりでなく、また、利用される機械の環 境内での或る程度の交差を与えることによって、生産中助援する。 更に、云うでもなく、主放射素子３０は、好適には、銅又は導電インクのよう な導電材料のプリント・トレース（ｐｒｉｎｔｅｄ ｔｒａｃｅ）である。主放 射素子３０は、通常は、被線形構成を有し、この構成では、本願の譲受人によっ てまた所有されているかつここにまた列挙することによって本明細書に組み入れ られている「その物理長より大きな電気長を有するアンテナ（Ａｎｔｅｎｎａ Ｈａｖｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ Ｇｒｅａｔｅｒ Ｔｈａ ｎ Ｉｔｓ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ）」と題する米国特許出願０８／ ４５９，９５９号に更に詳細に述べられているように、その寸法を最小限にする ようにその電気長がその物理長より大きい。 本願の譲受人によってまた所有されているかつここにまた列挙することによっ て本明細書に組み入れられている「多帯域プリント・モノポール・アンテナ（Ｍ ｕｌｔｉｐｌｅ Ｂａｎｄ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｍｏｎｏｐｏｌｅ Ａｎｔｅｎｎ ａ）」と題する米国特許出願第０８／４５９，５５３号に更に詳細に説明されて いるように、少なくとも１つの追加放射素子４０が各基板セグメント１４の上側 ３２上に位置決めされることがある。放射素子４０は線形であるとして示されて いるが、この素子はどんな所望の構成を有してもよい。追加放射素子４０は、基 板セグメント１４のオーバモールディングに先立ち主放射素子３０に隣接して製 作される。このようにして、図７に表された個別プリント配線アンテナ３４が多 帯域幅内で利用されると云える。もちろん、どの追加放射素子４０も各基板セグ メント１４上に実質的に同時に製作される。オプショナルには、主放射素子３０ 及び追加放射素子４０が各基板セグメント１４上に実質的に同時に製作されるで あろう。 プリント配線アンテナ３４を多帯域幅内で動作できるようにするために取られ ることがある代わりの他のステップには、各基板セグメント１４の底側４４上に （好適には自由端３８に隣接して）無効素子４２を製作するステップ、各基板セ グメント１４の底側４２（好適には、図９に示された反対自由端３８）上に寄生 素子４６を形成するステップ、又は（図１０に示されたように）各基板セグメン ト１４の底側４２上に第２放射素子４８を製作するステップがある。各場合に、 云うまでもなく、全ての無効素子４０、全ての寄生素子４４、又は全ての第２放 射素子４６は、各基板セグメント１４毎に実質的に同時に製作又は形成されるの が好適である。もちろん、このような素子の追加は、基板セグメント１４をオー バモールドする前に、行わるべきである。このようにして、プリント配線アンテ ナ３４は、本願の譲受人によって所有されているかつここに列挙することによっ て本明細書に組み入れられている、各々、「多帯域プリント・モノポール・アン テナ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｂａｎｄ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｍｏｎｏｐｏｌｅ Ａｎ ｔｅｎｎａ）」と題する米国特許出願第０８／４５９，２３５号及び第０８／４ ５９，５５３号の特許出願に説明されたアンテナの１つの形を取るであろう。 本発明のこれらの好適実施例が示され及び説明されたからには、ここに開示さ れたプリント配線アンテナを大量生産する本方法の翻案（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ）は、本発明の範囲から逸脱することなくその技術の通常の習熟者の一人ならば 適当な修正によって達成することができる。特に、主放射素子３０は、モノポー ルとしてここに示されかつ説明されたが、この素子はこれに対する導電トレース を適当に構成することによって容易にダイポールになることができる。また、こ こに先に述べたように、分離に先立つ誘電基板１０内の基板セグメント１４の配 置及び構成は、どんな所与の形であってもよくかつここに表された行の対に限定 されなくてよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． プリント配線アンテナを大量生産する方法であって、 （ａ） 第１側と第２側とを有する誘電材料の基板を用意するステップと、 （ｂ） 所望寸法を有する相互接続セグメントのアレイを生産するために前 記基板の部分を除去するステップと、 （ｃ） 各記基板セグメントの前記第１側上に主放射素子を製作するステッ プと、 （ｄ） 保護誘電材料で以て各基板セグメントをオーバモールドするステッ プと、 （ｅ） 複数の個別プリント配線アンテナを形成するために前記誘電基板か ら各基板セグメントを分離するステップと を包含する方法。 ２． 請求項１記載の方法において、各基板セグメント上の前記主放射素子を 製作する前記ステップが実質的に同時に起こる方法。 ３． 請求項１記載の方法において、前記相互接続セグメントの前記アレイを 生産するために基板の部分を除去するステップが実質的に同時に起こる方法。 ４． 請求項１記載の方法において、前記基板の部分を除去するステップと前 記製作するステップとが実質的に同時に起こる方法。 ５． 請求項１記載の方法において、各基板セグメントをオーバモールドする ステップが実質的に同時に起こる方法。 ６． 請求項１記載の方法において、前記誘電基板から各基板セグメントを分 離するステップが実質的に同時に起こる方法。 ７． 請求項１記載の方法において、前記基板が最低可とう度を有する誘電材 料で作られる方法。 ８． 請求項１記載の方法であって、前記分離するステップに先立ち各基板セ グメントの一端を自由にするステップと、各前記基板セグメントの自由端に電気 接続器を取り付けるステップとを更に包含する方法。 ９． 請求項８記載の方法であって、前記分離するステップに先立ち各前記基 板セグメント毎に前記電気接続器をオーバモールドするステップを更に包含する 方法。 １０． 請求項９記載の方法において、各前記基板セグメント毎に前記電気接 続器をオーバモールドするステップが実質的に同時に起こる方法。 １１． 請求項１記載の方法において、前記オーバモールドするステップが射 出成形によって達成される方法。 １２． 請求項１記載の方法であって、前記記基板セグメントをオーバモール ドするに先立ち過剰基板材料を除去するステップを更に包含し、前記基板セグメ ントが前記主放射素子の近似寸法である方法。 １３． 請求項１記載の方法において、前記アレイが複数の相互接続基板セグ メントの少なくとも１つの行を含む方法。 １４． 請求項１記載の方法において、前記主放射素子が導電材料のプリント ・トレースである方法。 １５． 請求項１記載の方法において、前記主放射素子がモノポールである方 法。 １６． 請求項１記載の方法において、前記主放射素子がダイポールである方 法。 １７． 請求項１記載の方法において、前記製作するステップが前記基板の部 分を除去するステップに先立ち起こる方法。 １８． 請求項１７記載の方法において、前記基板セグメントの各々が該セグ メント上に前記主放射素子の１つを含む方法。 １９． 請求項１記載の方法であって、各基板セグメントの前記第１側上に少 なくとも１つの追加放射素子を製作するステップを更に包含する方法。 ２０． 請求項１９記載の方法において、各基板セグメント上に少なくとも１ つの前記追加放射素子を製作するステップが実質的に同時に起こる方法。 ２１． 請求項１９記載の方法において、各基板セグメント上に前記主放射素 子を製作するステップと各基板セグメント上に前記追加放射素子を製作するステ ップとが実質的に同時に起こる方法。 ２２． 請求項１記載の方法であって、各前記基板セグメントの前記第２側上 に無効素子を製作するステップを更に包含する方法。 ２３． 請求項２２記載の方法において、各基板セグメント上に前記無効素子 を製作するステップが実質的に同時に起こる方法。 ２４． 請求項１記載の方法であって、各前記基板セグメントの前記第２側上 に寄生素子を形成するステップを更に包含する方法。 ２５． 請求項２４記載の方法において、各基板セグメント上に前記寄生素子 を形成するステップが実質的に同時に起こる方法。 ２６． 請求項１記載の方法であって、各前記基板セグメントの前記第２側上 に第２放射素子を製作するステップを更に包含する方法。 ２７． 請求項２６記載の方法において、各基板セグメント上に前記第２放射 素子を製作するステップが実質的に同時に起こる方法。 ２８． プリント配線アンテナを大量生産する方法であって、 （ａ） 第１側と第２側とを有する誘電材料の基板を用意するステップと、 （ｂ） 前記誘電基板の前記第１側上に指定された寸法を有する複数の主放 射素子を所定パターンに同時に製作するステップと、 （ｃ） 前記基板セグメントの各々が前記主放射素子の１つを含み、所望寸 法の相互接続セグメントのアレイを生産するために前記誘電基板の部分を同時に 除去するステップと、 （ｄ） 保護誘電材料で以て各基板セグメントを同時にオーバモールドする ステップと、 （ｅ） 複数の個別プリント配線アンテナを形成するために前記誘電基板か ら各前記基板セグメントを同時に分離するステップと を包含する方法。 ２９． 請求項２８記載の方法において、前記基板が最低可とう度を有する誘 電材料で作られる方法。 ３０． 請求項２８記載の方法であって、前記分離するステップに先立ち各基 板セグメントの一端を自由にするステップと、各前記基板セグメントの自由端に 電気接続器を取り付けるステップとを更に包含する方法。 ３１． 請求項３０記載の方法であって、前記分離するステップに先立ち各前 記基板セグメント毎に前記電気接続器をオーバモールドするステップを更に包含 する方法。 ３２． 請求項２８記載の方法であって、各基板セグメントの前記第１側上に 少なくとも１つの追加放射素子を同時に製作するステップを更に包含する方法。 ３３． 請求項２８記載の方法であって、各前記基板セグメントの前記第２側 上に無効素子を同時に製作するステップを更に包含する方法。 ３４． 請求項２８記載の方法であって、各前記基板セグメントの前記第２側 上に寄生素子を同時に形成するステップを更に包含する方法。 ３５． 請求項２８記載の方法であって、各前記基板セグメントの前記第２側 上に第２放射素子を同時に製作するステップを更に包含する方法。