TWI635651B

TWI635651B - 晶圓級ｒｆ傳輸及輻射裝置

Info

Publication number: TWI635651B
Application number: TW102135200A
Authority: TW
Inventors: 約翰Ｅ羅傑斯; 羅納德Ｅ二世傑克生
Original assignee: 美商賀利實公司
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2018-09-11
Also published as: TW201513453A

Abstract

本發明揭示一種用於建構一天線之方法，其包含在一基板(202)上沈積一導電材料(604、606、610、612、614、616、618)、一介電材料(609)及一犧牲材料之各者之至少一層。導電材料之該沈積經控制以形成一傳輸線(204)、天線輻射元件(210a、210b)及一相關聯天線饋電。該傳輸線包含一護罩(206)及同軸地安置於該護罩內之一中心導體(208)。一天線饋電部分(212)電連接至該中心導體且延伸穿過該傳輸線上之一饋電埠以與一天線輻射元件(210a、210b)連接。該輻射元件橫向於該傳輸線之一軸延伸一第一預定長度。

Description

晶圓級RF傳輸及輻射裝置

本發明配置係關於晶圓級RF裝置，且更特定言之係關於用於微波及毫米波通信之輻射裝置。

許多通信系統以高頻帶操作。舉例而言，已知以高達300GHz之頻率操作之通信系統。輻射裝置(即，天線)係用於接收及傳輸電磁輻射之許多此等通信系統中之必要元件。然而，已知用於高頻(例如10GHz至300GHz)之現有天線遭受特定限制。舉例而言，針對此等頻率設計之習知天線通常係基於薄膜技術。此等設計趨向於具有相對低之功率處置能力。此外，具有對收發器電路之一相對較差阻抗匹配之薄膜設計可需要裝置最佳化所需之額外匹配網路。

可藉由利用循序構建程序形成三維微結構。舉例而言，美國專利第7,012,489號及第7,898,356號描述用於製造同軸波導微結構之方法。此等程序不僅提供傳統薄膜技術之一替代品，而且提出關於將其等有效用於有利地實施各種RF裝置之新設計挑戰。

本發明涉及一種用於建構一射頻天線之方法。該方法包含在一介電基板之一表面上沈積複數個層，包含各具有一導電材料、一介電材料及一犧牲材料之至少一層。導電材料之至少一層之一沈積經控制以形成一傳輸線，該傳輸線包含一護罩及同軸地安置於該護罩內之一中心導體，在該護罩外部且具有伸長形狀之至少一第一天線輻射元件延伸一第一預定長度且電連接至該中心導體。該導電材料之該沈積進一步包含在該第一天線輻射元件之一近場內形成耦合至該護罩且在平行於伸長長度之方向上延伸之一接地平面部件。隨後溶解該犧牲材料之一或多個層以形成安置於該護罩內之一通道，包含該中心導體與該護罩之一或多個壁之各者之間之一第一間隙空間，藉此該中心導體駐留於該通道中而與該等壁隔開。此步驟亦包含在該介電基板之該表面與該第一天線輻射元件之間形成一第二間隙空間。

本發明亦涉及一種射頻天線總成。該天線總成包含一介電基板及安置在該介電基板上之導電材料之複數個層。該複數個層係配置成一堆疊以形成一傳輸線，該傳輸線包含一護罩及同軸地安置於該護罩內之一中心導體。該等層亦形成處於該護罩外部且具有延伸一第一預定長度之伸長形狀之至少一第一天線輻射元件。該第一天線輻射元件電連接至該中心導體。一接地平面部件電耦合至該護罩且在平行於該第一天線輻射元件之該伸長長度之一方向上延伸。

一犧牲材料安置於該介電基板之該表面與該第一天線輻射元件之間。第一複數個突片依間隔自該基板及該接地平面之至少一者延伸至該天線輻射元件。該等突片經組態以在缺少該犧牲材料之情況下使該天線輻射元件懸吊於該介電基板之該表面上方。

本發明亦涉及一種建構一偶極射頻天線之方法。該方法包含在一介電基板之一表面上沈積複數個層，包含一導電材料、一介電材料及一犧牲材料之各者之至少一層。導電材料之該至少一層之一沈積經控制以形成一傳輸線、一天線輻射元件及一相關聯天線饋電。該傳輸線包含由一或多個壁形成之一護罩及同軸地安置於該護罩內之一中心導體。該傳輸線沿著該介電基板之一表面延伸。一饋電埠設置於該傳輸線上且由形成於該傳輸線與該基板相對之一第一壁上之一開口組成。一天線饋電部分電連接至該中心導體且在遠離該表面之一方向上延伸穿過該饋電埠。一第一天線輻射元件與該天線饋電部分整合且在該護罩外部。該第一天線輻射元件具有橫向於該傳輸線之一軸延伸一第一預定長度之一伸長形狀且電連接至該天線饋電部分。該方法亦包含溶解該犧牲材料之至少一層以形成安置於至少一護罩內之一通道，包含該中心導體與該護罩之一或多個該等壁之各者之間之一第一間隙空間，藉此該中心導體駐留於通道中而與該等壁隔開。該溶解步驟亦在該介電基板之該表面與該第一天線輻射元件之間形成一第二間隙空間。

100‧‧‧天線系統

102‧‧‧基板

104‧‧‧傳輸線

106‧‧‧護罩

108‧‧‧中心導體

110‧‧‧天線輻射元件

112‧‧‧饋電部分

114‧‧‧接地平面部件

116‧‧‧護罩端面

118‧‧‧內部空間

120‧‧‧地錨

122‧‧‧饋電點

128‧‧‧突片

130a‧‧‧側壁/護罩之側

130b‧‧‧側壁/護罩之側

132‧‧‧底壁

134‧‧‧頂壁/護罩之頂部

136a‧‧‧天線輻射元件之相對端

136b‧‧‧天線輻射元件之相對端

154‧‧‧第一層

156‧‧‧第二層

158‧‧‧介電層

160‧‧‧第三層

162‧‧‧第四層

164‧‧‧第五層

200‧‧‧天線系統

202‧‧‧基板

204‧‧‧傳輸線

206‧‧‧護罩

208‧‧‧中心導體

210a‧‧‧天線輻射元件

210b‧‧‧天線輻射元件

212‧‧‧饋電部分

216‧‧‧護罩端面

218‧‧‧內部空間

220‧‧‧地錨

222a‧‧‧饋電點

222b‧‧‧饋電點

228‧‧‧突片

230a‧‧‧側壁

230b‧‧‧側壁

232‧‧‧底壁

234‧‧‧頂壁

250‧‧‧埠

252‧‧‧開口

501‧‧‧天線系統

502‧‧‧基板

503‧‧‧饋電埠

504‧‧‧傳輸線

505‧‧‧傳輸線

507‧‧‧信號分離器/組合器

509‧‧‧傳輸線

510a‧‧‧天線元件

510b‧‧‧天線元件

604‧‧‧層/導電材料層

606‧‧‧層/導電材料層

608‧‧‧介電層

610‧‧‧層/導電材料層

612‧‧‧層/導電材料層

614‧‧‧層/導電材料層

616‧‧‧導電材料層

618‧‧‧導電材料層

806‧‧‧護罩

808‧‧‧中心導體

810‧‧‧護罩

812‧‧‧中心導體

814‧‧‧突片

d‧‧‧射出輻射元件與接地平面之間的距離

h‧‧‧高度

t‧‧‧天線射出輻射元件之厚度

L₁‧‧‧長度

L₂‧‧‧地錨與饋電點之間的距離

L_d1‧‧‧長度

L_d2‧‧‧長度

s‧‧‧基板之平面與天線射出輻射元件之間之間距

w‧‧‧天線射出輻射元件之寬度

參考以下圖描述實施例，其中貫穿該等圖，相似數字表示相似品項，且其中：

圖1係可用於理解本發明之一天線系統之一透視圖。

圖2係圖1中之天線系統沿著線2-2取得之一橫截面視圖。

圖3係圖1中之天線系統沿著線3-3取得之一橫截面視圖。

圖4係可用於理解本發明之一第二天線系統之一透視圖。

圖5係經放大以展示細節之第二天線系統之一部分之一透視圖。

圖6係圖4中之天線系統沿著線6-6取得之一橫截面視圖。

圖7係併入圖4中展示之天線系統之特定特徵之一第三天線系統之一透視圖。

圖8係用於圖7之天線系統中之一分離器/組合器之一橫截面視圖。

參考附圖描述本發明。該等圖並非按比例繪製，且其等僅為繪示本發明而提供。出於圖解之目的，下文參考例示性應用而描述本發明之若干態樣。應瞭解，許多具體細節、關係及方法經闡明以提供對本發明之一全面理解。然而，相關技術之一般技術者將容易認知，本發明可在沒有該等具體細節之一或多者下或使用其他方法實踐。在其他例項中，未詳細展示熟知結構或操作以避免使本發明變得模糊。本發明不受所繪示之動作或事件順序限制，因為一些動作可按不同順序發生及/或與其他動作或事件同時發生。此外，實施根據本發明之方法無需所有經繪示之動作或事件。

現在參考圖1，繪示可用於理解本發明之一天線系統100之一透視圖。該天線系統係形成於一基板102上。該基板係由高電阻率硝酸鋁(AIN)或其他介電材料(諸如，矽(Si)、玻璃、矽鍺(SiGe)或砷化鎵(GaAs))形成。該天線系統包含由一傳輸線104組成之一RF饋電零件。該傳輸線具有同軸多樣性，包含一護罩106及同軸地安置於該護罩內之一中心導體108。

該傳輸線104經組態以將RF能量傳遞至一天線輻射元件110(其在該護罩之外部)且自該天線輻射元件110傳遞RF能量。一接地平面部件114電連接至該護罩106且在平行於該天線輻射元件110之伸長長度之一方向上延伸。護罩106、中心導體108、輻射元件110及接地平面114之各者係由一高度導電材料(諸如銅(Cu))形成。當然，可將其他導電材料用於此目的且本發明在此方面不受限制。

輻射元件110懸吊於該基板102之表面上方。在一些實施例中，該輻射元件係藉由地錨120及饋電部分112支撐。運用前述配置，在該輻射元件與該基板之間提供一間隙空間。類似地，在接地平面與輻射元件之間提供一間隙空間。此間隙空間係用一空氣介電質或一些其他氣態介電質填充。包圍天線輻射元件之空氣或其他氣態介電質係有利的，因為相較於其中天線輻射元件係安置於一固態介電基板之表面上之其他此等系統，其可改良天線系統之效率。

傳輸線104之中心導體有利地懸吊於一內部空間118內，該內部空間118界定包含於護罩106內之一通道。舉例而言，為了支撐中心導體108，複數個突片128可自側壁130a、130b延伸。作為突片128之替代物或除了突片128之外，複數個突片可自一底壁132或頂壁134垂直延伸至中心導體108，以將該中心導體108懸吊於該內部空間118內。根據一較佳實施例，該等突片128係由一電絕緣介電材料形成。為此目的，可接受之介電材料包含聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、乙酸纖維素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醯亞胺及苯並環丁烯。又，本發明在此方面不受限制，且廣泛多種其他介電材料可接受以用於形成該等突片，只要此等材料可與下文描述之製造程序相容。

在一些實施例中，護罩106具有如圖1展示之矩形之一橫截面輪廓。中心導體108亦可具有實質上矩形之一橫截面輪廓。因此，傳輸線104可具有一矩形同軸(recta-coax)結構。本文中所述之矩形輪廓係較佳的，因為其非常適合於將在下文中更詳細描述之製造程序。然而，應瞭解，本發明在此方面不受限制。舉例而言，在一些實施例中，護罩及/或中心導體可具有其他橫截面輪廓，且此等替代橫截面輪廓旨在包含於本發明之範疇內。

護罩106之尺寸、中心導體108之尺寸、護罩與中心導體之間之間距以及包含於護罩內之氣態介電質之類型可影響傳輸線之一特性阻抗。類似地，護罩之橫截面輪廓及中心導體之橫截面輪廓亦可影響傳輸線104之特性阻抗。因此，此等變量之各者可由一設計者選擇以獲得一特定應用所需之傳輸線之一特性阻抗。舉例而言，此等變量之各者可藉由使用習知RF模型化軟體進行選擇。

傳輸線包含藉由一護罩端面116界定之一終端部分。在圖1中可觀察到，中心導體108在護罩端面116自護罩116內部之內部空間118過渡至護罩外部之一空間。中心導體之一饋電部分112提供中心導體與天線輻射元件110之間之一電連接。該饋電部分在與傳輸線104之一中心軸大致對準(至少在傳輸線鄰近護罩端面之區域中)之一第一方向上延伸。此第一方向係橫向於藉由該護罩端面界定之平面。該饋電部分112在一饋電點122形成與天線輻射元件之一電連接。在圖1中展示之本發明之實施例中，此電連接發生於天線輻射元件之相對端136a、136b之間之一中間位置。一地錨120將天線輻射元件之一端連接至接地平面部件114。輻射元件110、饋電部分112及地錨120之組合一起形成一反轉F天線組態。在本發明之一些實施例中，本文中所述之結構之兩個或兩個以上元件(包含中心導體(包含饋電部分112)、天線輻射元件110、地錨120及接地平面114)可使用下文描述之一程序一體地形成為一單一單元。在一些實施例中，所有此等元件可一體地形成為一單一共同結構之部分。

天線輻射元件110延伸一預定長度L₁。變量L₁通常將具有一值λ>L₁>1/8λ，其中λ係對應於天線經設計所用於之操作頻率之波長。舉例而言，在一例示性實施例中，L₁之值可係大約1/4λ。又，L₁之其他值亦係可行的。將地錨120與饋電點122之間之一距離識別為L₂。藉由變量d定義輻射元件110與接地平面114之間之一距離。藉由變量「w」、「t」分別定義天線輻射元件之一寬度及厚度。藉由變量s定義基板102之表面與天線輻射元件之間之一間距。

d之值較佳經選擇使得接地平面定位於天線輻射元件之一近場內，藉此接地平面有效地用作為輻射元件之一反射器或接地線。一般言之，此意謂接地平面部件將與天線輻射元件相距少於約1/2λ距離，但是本發明在此方面不受限制。如所示，w及t之值可與中心導體108之寬度及厚度大致一致，但是其他變動亦係可行的。類似地，如所示，基板與輻射元件之間之間距可經選擇使得該輻射元件之高度與中心導體108之高度一致，但是本發明在此方面不受限制。一般言之， d、t、w、s、L₁及L₂之值將取決於各種設計因素，包含所要天線場型、效率、增益及輸入阻抗。因此，較佳根據可用於模型化一RF系統中之天線及分佈式元件之習知電腦軟體應用程式而判定此等尺寸。此等系統在此項技術中係熟知的，且因此將不在此處詳細描述。然而，一般言之，可視需要反覆修改前述參數值直至已獲得一所要效能特性組合。

現將關於圖2及圖3更詳細描述圖1中展示之天線系統之構造。如本文中繪示，傳輸線104安置於基板102上。該基板可具有一厚度，即大約0.005英寸之一「z」尺寸。護罩106係由一導電材料(諸如銅(Cu))之五個層形成。每一層154、156、160、162、164可具有例如大約50μm之一厚度。該導電材料之層數係應用相依的，且可隨著因素(諸如設計之複雜度、其他裝置與天線系統之混合或單片整合、傳輸線之總高度(「z」尺寸)、每一層之厚度等等)而變化。

該導電材料之第一層154係直接安置於基板102上且形成護罩之底壁。護罩之側130a、130b係由導電材料之第二層156、第三層160及第四層162形成。導電材料之第五層164形成護罩之頂部134。中心導體108係由導電材料之第三層160之一部分形成。

一介電層158形成用於懸吊中心導體之突片128。該等突片128可各具有例如大約15μm之一厚度。每一突片橫跨寬度，即內部空間118之y方向尺寸。每一突片之端部夾置於導電材料之第二層與第三層之間。護罩106之各自寬度(即，「x」或「y」尺寸)及高度(即，「z」尺寸)經選擇使得中心導體108由護罩106之內表面包圍且與該等內表面隔開一氣隙或間隙空間。該氣隙係將中心導體108與護罩106電隔離之一介電質。儘管在本文中稱作為一氣隙，然應瞭解，該空間亦可用除空氣外之氣態介電質填充。此類型之傳輸線組態通常稱作為一「矩形同軸」組態，亦有稱之為微同軸。

現在參考圖3，饋電部分112及輻射元件110之各者係藉由導電材料之第三層160之一部分形成。突片128可由介電層158形成。

現在參考圖4至圖6，繪示可用於理解本發明之一第二天線系統200之若干視圖。該天線系統係形成於基板202上。該基板係由一介電材料(諸如矽(Si))組成，但是亦可由其他材料(諸如玻璃、矽鍺(SiGe)或砷化鎵(GaAs))形成。該天線系統包含由一傳輸線204組成之一RF饋電零件212。該傳輸線具有同軸多樣性，包含一護罩206及同軸地安置於該護罩內之一中心導體208。

傳輸線204經組態以將RF能量傳遞至天線輻射元件210a、210b(其等在護罩外部)且自天線輻射元件210a、210b傳遞RF能量。護罩206、中心導體208及輻射元件210a、210b之各者係由一高度導電材料(諸如銅(Cu))形成。當然，可將其他導電材料用於此目的。

輻射元件210a、210b之一者或兩者係懸吊於基板202之表面上方。運用前述配置，在輻射元件與基板之間提供一間隙空間。此間隙空間係用一空氣介電質或一些其他氣態介電質填充。包圍天線輻射元件之空氣或其他氣態介電質係有利的，因為相較於其中天線輻射元件係安置於一固態介電基板之表面上之其他此等系統，其可改良天線系統之效率。

該傳輸線204類似於關於圖1至圖3描述之傳輸線104。更特定言之，傳輸線204之中心導體有利地懸吊於包含於護罩206內之一內部空間218內。舉例而言，複數個突片228可自側壁230a、230b延伸以支撐中心導體208。作為突片228之一替代品或除突片228之外，複數個突片可自一底壁232或一頂壁234延伸至中心導體208以將該中心導體208懸吊於內部空間218內。根據一較佳實施例，柱突片228係由一電絕緣介電材料形成。用於此目的之可接受介電材料包含聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、乙酸纖維素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醯亞胺及苯並環丁烯。又，本發明在此方面未受限制，且廣泛多種其他介電材料可接受以用於形成該等突片，只要此等材料可與如下文描述之製造程序相容。

在一些實施例中，護罩206具有矩形之一橫截面輪廓。該中心導體208亦可具有實質上矩形之一橫截面輪廓。因此，該傳輸線204可具有一矩形同軸(recta-coax)結構。在一些實施例中，中心導體/護罩可具有其他橫截面輪廓。

傳輸線包含鄰近一護罩端面216定位於護罩之一壁中之一埠。舉例而言，藉由形成於頂壁234中之一開口252有利地界定一埠250，如所示。該開口252較佳具有與該護罩之橫截面輪廓一致(例如，一矩形形狀)之一幾何形狀。該中心導體208透過該開口252自該護罩206內部之內部空間218過渡至該護罩外部之一空間。更特定言之，中心導體在大致橫向於藉由基板202界定之表面之一方向上延伸。中心導體之一饋電部分212提供中心導體208與天線輻射元件210b之間之一電連接。該饋電部分在橫向於傳輸線204之一中心軸(至少在鄰近護罩端面之傳輸線之區域中)之一方向上延伸。饋電部分212在一饋電點222b形成與天線輻射元件210b之一終端之一電連接。一地錨220提供輻射元件210a與護罩之間之一電連接。更特定言之，地錨自一饋電點222a延伸至該開口252之一周邊邊緣。輻射元件210a、210b之組合形成一偶極天線。

饋電部分212及地錨220針對偶極提供一RF饋電配置。在本發明之一些實施例中，本文中描述包含中心導體(包含饋電部分212)、地錨220及天線輻射元件210a、210b之天線結構之兩個或兩個以上元件可使用下文描述之一程序一體地形成為一單一單元。在一些實施例中，所有此等元件可一體地形成為一單一單元之部分。

該等天線輻射元件210a、210b之各者可延伸一預定長度L_d1、 L_d2。在一些實施例中，L_d1、L_d2之各者將係大約λ/4，其中λ係對應於天線經設計所用於之操作頻率之波長。所得配置本質上係一中心饋電偶極天線。又，本發明在此方面未受限制，且其他值L_d1、L_d2亦係可行的。再者，輻射元件210a可能具有不同於輻射元件210b之一長度(L_d1≠L_d2)，使得偶極在一定程度上自定義為偶極元件210a、210b之兩個相對端之間之中點之一中央位置偏移之一位置處饋電。此一組態有時係稱為一偏心饋電(OCF)偶極。輻射元件210a、210b可定位於該基板202之一表面上方一高度h處。基板上方之輻射元件之位置提供基板與輻射元件之間之一間隙空間。

一般言之，h、L_d1及L_d2之值將取決於多種設計因素，包含所要天線場型、效率、增益及天線輸入阻抗。因此，較佳根據可用於模型化一RF系統中之天線及分佈式元件之習知電腦軟體應用程式而判定此等尺寸。此等系統在此項技術中係熟知的，且因此將不在此處詳細描述。然而，一般言之，可視需要反覆修改前述參數值直至已獲得一所要效能特性組合。

傳輸線204可具有類似於上文關於傳輸線104描述之一構造，且可由類似材料形成。如圖6中繪示，傳輸線204係由導電材料之五個層604、606、610、612及614組成。護罩206及端面216係由層604、606、610、612及614形成。中心導體208係由層610形成。饋電部分212係由層612、614及導電材料層616形成。圖6中未展示之地錨亦係由層616形成。天線輻射元件210a、210b係由導電材料層618形成。突片228係由夾置於層606及610之間之一介電層608形成。

現在參考圖7，展示一天線陣列500，其中組合地使用複數個天線系統501。該等天線系統501之各者類似於天線系統200。因而，上文論述對於理解天線系統501(包含傳輸線504)之結構及特徵係足夠的。在圖7中展示之例示性配置中，天線元件510a、510b具有不等之各自長度。又，應瞭解本發明在此方面未受限制，且相等長度傳輸線亦係可行的。

藉由一陣列饋電埠503及傳輸線504、505及509將RF能量傳遞至天線系統501或自該天線系統501傳遞RF能量。一信號分離器/組合器507允許一RF信號自饋電埠503傳遞以分離成兩個RF信號，每一RF信號具有大約相等之功率位準。接著，藉由傳輸線504及505將此兩個RF信號傳遞至天線系統501。顯而易見地，傳輸線504、505及509可各具有類似於傳輸線204之一結構。如圖8中所示，每一傳輸線之中心導體808、812可以類似於傳輸線204之一方式藉由突片懸吊。特定言之，中心導體藉由介電突片814各自懸吊於護罩806、810之一內部內。運用前述配置，在每一護罩與其相關聯中心導體之間存在一氣隙或間隙空間。該間隙空間較佳係用空氣或一些其他類型之氣態介電質填充。該等傳輸線505、509之一特性阻抗可由多種因素判定。舉例而言，此等因素可包含護罩806、810之尺寸、中心導體808、812之尺寸、護罩與其等各自中心導體之間之間距以及包含於護罩內之氣態介電質之類型。類似地，護罩之橫截面輪廓及中心導體之橫截面輪廓亦可影響傳輸線之特性阻抗。因此，前述變量之各者可由一設計者選擇以獲得一特別應用所需之傳輸線之一特性阻抗。舉例而言，此等變量之各者可藉由使用習知RF模型化軟體進行選擇。如熟習此項技術者應瞭解，由傳輸線504、505、509及分離器/組合器507組成之天線饋電系統係雙向的，使得在天線系統501處接收之RF信號在分離器/組合器507處組合且傳遞至埠503。

任何適當配置可用於實施分離器/組合器507。然而，在一較佳實施例中，分離器/組合器可具有類似於圖8中所示之一配置。如其中繪示，傳輸線505及509可配置成T形組態。更特定言之，中心導體808、812及護罩806、810之各者可形成如所示之一T形組態。

該等傳輸線504、505及509之構造類似於傳輸線104及204之構造。天線輻射元件、饋電部分、地錨及介電質之構造類似於上文關於圖6中之天線系統200描述之配置。

本文中關於圖1至圖8描述之天線系統可使用用於產生三維微結構(包含同軸傳輸線)之已知處理技術而製造。舉例而言，在美國專利第7898356號及第7012489號(其揭示內容以引用的方式併入本文中)中描述適用於製造本文中描述之結構之適當處理技術。一般言之，此等處理涉及將一光阻材料層沈積至基板102/202/502之上表面，使得僅該上表面之暴露部分對應於天線系統之待直接安置於基板上之多種組件之位置。隨後，在該基板之無遮罩或暴露部分上沈積導電材料(例如，Cu)至一預定厚度，以形成導電材料之第一層。

隨後，藉由將額外光阻材料圖案化於部分建構系統及先前施覆光阻層上方而將另一光阻層施覆至該部分建構系統，使得僅該部分建構系統上之暴露區域對應於該系統之第二層之各種部分待定位於之位置。隨後，在該系統之暴露部分上沈積導電材料至一預定厚度，以形成導電材料之第二層。隨後，以實質上相同之方式形成剩餘層。在適當時沈積介電層以代替導電材料。一旦已形成最後一層，便可使用一適當技術(例如，暴露至使光阻材料溶解之一適當溶劑)釋放或以其他方式移除自每一遮罩步驟剩餘之光阻材料。

雖然已在上文描述本發明之多種實施例，但是應瞭解該等實施例已僅藉由實例且無限制性地呈現。在不脫離本發明之精神或範疇之情況下，可根據本發明對揭示實施例作出許多改變。因此，本發明之廣度及範疇不應受限於任何上述實施例。實情係，本發明之範疇應根據下文申請專利範圍及其等效物而定義。

Claims

一種射頻天線總成，其包括：一介電基板；複數個導電材料層，其等安置於該介電基板上且配置成一堆疊以形成：一傳輸線，其包含由一或多個壁所形成的一護罩及同軸地安置於該護罩內且沿該介電基板的一表面延伸之一中心導體；一饋電埠，其包括形成於該傳輸線護罩的一第一壁上之一開口；一天線饋電部分，其電連接至該中心導體且延伸穿過該饋電埠；一第一天線輻射元件，其與該天線饋電部分成一體且在該護罩外部，該第一天線輻射元件具有在橫向於該傳輸線的一軸的一第一方向上延伸一第一預定長度之伸長形狀且電連接至該天線饋電部分；一地錨，其與該護罩一體地形成且電耦合至該護罩；一第二天線輻射元件，其與該地錨一體地形成且在該護罩外部，該第二天線輻射元件具有在相反於該第一方向的一第二方向上延伸一第二預定長度之伸長形狀；一犧牲材料，其安置於該介電基板之該表面各別與該第一及第二天線輻射元件之間；及其中該第一及第二天線輻射元件在缺少該犧牲材料之情況下係懸吊於該介電基板之該表面上方且在該傳輸線的該護罩上方間隔開。
如請求項1之射頻天線總成，其中該犧牲材料進一步安置於該中心導體與該護罩之一或多個壁之各者之間之一間隙空間。
如請求項1之射頻天線總成，其進一步包括：該傳輸線之一終端部分，其由一護罩端面界定。
如請求項3之射頻天線總成，其中該開口係形成在與該基板對置之該護罩的一第一壁上。
如請求項4之射頻天線總成，其中該天線饋電部分在遠離該介電基板的一高度方向上延伸，藉而該第一及第二天線輻射元件懸吊在該基板及該傳輸線兩者上方。
一種用於建構一射頻天線之方法，其包括：在一介電基板之一表面上沈積複數個層，包含一導電材料、一介電材料及一犧牲材料之各者之至少一層；控制導電材料之該至少一層之一沈積以形成：一傳輸線，其包含由一或多個壁形成之一護罩及同軸地安置於該護罩內且沿著該介電基板之一表面延伸之一中心導體；一饋電埠，其包括形成於該傳輸線與該基板相對之一第一壁上之一開口；一天線饋電部分，其電連接至該中心導體且在遠離該表面之一方向上延伸穿過該饋電埠；一第一天線輻射元件，其與該天線饋電部分整合且在該護罩外部，該第一天線輻射元件具有橫向於該傳輸線之一軸的一第一方向上延伸一第一預定長度之一伸長形狀且電連接至該天線饋電部分；及一第二天線輻射元件，其在該饋電埠處電連接於該護罩，該第二天線輻射元件具有在該護罩外部延伸且在相反於該第一方向的一第二方向上延伸一第二預定長度之伸長形狀；及溶解該犧牲材料之該至少一層以形成：一通道，其安置於該至少一護罩內，包含該中心導體與該護罩之一或多個該等壁之各者之間之一第一間隙空間，藉此該中心導體駐留於該通道中而與該等壁隔開；及一第二間隙空間，其在該介電基板之該表面與該第一及第二天線輻射元件之間，以在該介電基板之該表面及該傳輸線的該護罩兩者上方形成間隔一距離的一偶極。
如請求項6之方法，其中該控制步驟進一步包括形成電連接至該護罩且電連接至該第二天線輻射元件之一地錨。
如請求項7之方法，其中該第二天線輻射元件橫向於該傳輸線之一軸而延伸。
如請求項6之方法，其中該射頻天線係一第一射頻天線，且進一步包括使用該等沈積、控制及溶解步驟同時形成等效於該第一射頻天線之一第二射頻天線。
如請求項9之方法，其進一步包括使用該等沈積、控制及溶解步驟形成耦合至該第一射頻天線及該第二射頻天線之各者之至少一RF頻率分離器/組合器。