[发明专利]具有天线结构的印刷电路板产品及其生产方法

说明书

本发明涉及一种用于生产具有天线结构的中间印刷电路板产品的方法，该方法包括下面的步骤：提供任选地包括释放层的地层，该释放层可移除地安置于地层的外侧的天线子区上；如果有释放层，将介质绝缘层装接于部分地由释放层覆盖的地层的外侧上；将导电层装接于介质绝缘层的外侧上；层压层，以得到第一半成品；贯穿导电层和介质绝缘层加工天线腔体，如果有释放层，天线腔体具有由释放层构成的地平面区；将复合信号层装接于覆盖天线腔体的导电层上；层压层，以得到中间产品。

技术领域

本发明涉及用于生产具有天线结构用于高频应用的中间印刷电路板产品的方法。本发明还涉及中间印刷电路板产品以及具有天线结构的印刷电路板。

背景技术

一旦工作频率增加到500MHz及以上，通常对设计者可用的用于制造印刷电路板(PCB)的层压板的选择就显著减少。

不利的是，经常用于低成本制造印刷电路板的标准层压板材料如基于FR-4层压板具有比较高的相对电容率，具有近似在4.3与5.4之间的范围内的介电常数DC。FR-4(或者FR4)是对玻璃纤维增强环氧层压片、管、棒和印刷电路板(PCB)指定的等级表示。FR-4命名了由带环氧树脂粘合剂作为阻燃的编织玻璃纤维布构成的复合材料。

由于各自的高相对电容率和介电常数，这些基本层压板不能用于如高速天线的高频应用和/或者工作于500MHz及以上频率的数字应用，特别是不能用于在30GHz及以上高频的高频应用。对于这些高频应用，要求所谓RF层压板(RF是射频的缩写)在保持标准层压板的所有其他可取的属性的同时，对于改善的插入损耗和信号完整性，具有低的介质损耗以及低的导体损耗。为了提供优越的高频性能，设计如基于PTFE(聚四氟乙烯，)的材料的这种RF层压板或者碳氢化合物陶瓷层压板，但是其非常昂贵。此外，当应用这些RF层压板时，在PCB加工中的处理工作量和处理成本非常高。

在电信领域，存在几种类型的微带天线，其还被称为印刷天线。其最常见形式分别是微带贴片天线或者贴片天线。也被称为矩形微带天线的贴片天线是一种具有低剖面的无线电天线，其能够安装于平整表面上。通常，其由安装于被称为地平面的较大金属片上的金属的或者导电材料的扁平矩形片或者贴片构成。该组件通常包含于如塑料罩的外壳内部，该外壳保护天线结构不受破坏。贴片天线的制造简单并且易于修改和定制。其是原始型微带天线，其中两个金属片一起形成长度接近无线电波的二分之一波长的微带传输线的谐振片。辐射机制由微带传输线的每个截断缘处的间断点产生。该缘处的辐射使得天线在电方面起的作用稍许大于其物理尺寸，因此为了使天线谐振，使用长度比该频率处的二分之一波长稍许短的微带传输线。利用用于制作印刷电路板的相同的材料和光刻工艺，贴片天线通常构建于介质基底上。例如，文献EP 1 501 155 A1、JP 2002-151911 A、JP 1996-111609A和WO 2008/102950 A1说明了这些天线的不同实施例。

文献US 5,444,453 A公开了一种在固定于薄基底层的内侧上的辐射器贴片与地平面之间有空气隙的微带天线结构。由导电材料制成的辐射器贴片被贴附于由形成辐射器层的介质材料制成的薄基底层。为了保持辐射器贴片与地平面之间的空气隙基本上均匀，必须在辐射器层与地层之间布置具有预定厚度的并且是相同凹形的几个支柱。因此，因为在辐射器层与地层之间布置了具有1.0的非常低的介电常数DC的空气，能够克服频繁用于微带天线系统中如PTFE()的、具有低介电常数的介质基质材料的缺点。

不利的是，US 5,444,453 A用于生产这种微带天线结构的方法是昂贵的而且是劳动密集型的，因为必须提供包含其上贴附有辐射器贴片的基底层的刚性辐射器层并且通过多个必须布置在这两层之间以确保恒定的空气隙宽度的支柱使刚性辐射器层与地平面层连接。例如，必须通过利用模具冲压地平面的底面从而使地平面变形并且产生地平面材料的多个凸起来形成支柱。