用于移动装置中的天线组合件、制造方法及无线移动装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 优先权及相关申请案
[0002] 本申请案主张2014年9月19日申请的具有相同标题的共同拥有及共同待决的第 14/491，684号美国专利申请案的优先权的权益，所述申请案的内容以全文引用的方式并入 本文中。
[0003] 本申请案还与具有相同标题的2013年9月19日申请的共同拥有及共同待决的 第14/031,646号美国专利申请案有关，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。本申 请案还与2013年3月1日申请的且标题为"沉积天线设备及方法（DEPOSITIONANTENNA APPARUTUSANDMETHODS) "的共同拥有及共同待决的第13/782, 993号美国专利申请案有 关，所述申请案主张2012年3月12日申请的具有相同标题的第61/609, 868号美国临时专 利申请案及2013年1月8日申请的具有相同标题的第61/750, 207号美国临时专利申请案 的优先权，前述每一者以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
[0004] 本发明大体上涉及用于电子装置（例如无线或便携式无线电装置）中的天线设 备，且更特定来说，在一个示范性方面涉及薄沉积三维（3D)天线设备及利用所述薄沉积三 维天线设备的方法。
【背景技术】
[0005] 天线常见于大多数现代无线电装置中，例如移动计算机、移动电话、黑莓31 (B!aCkben_y';)装置、智能手机、平板/平板手机（phablet)计算机、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与其平行的接地平面，所述 平面由短路导体彼此连接以便实现天线的所要匹配。结构经配置使得其在想要的操作频率 处充当谐振器。通常，将这些天线定位在无线电装置的印刷电路板（PCB)上、在允许射频波 传播到天线及自天线传播射频波的塑料外壳的内侧。其它已知天线结构包含于柔性印刷线 路板（PWB)上。
[0006] 天线设计的当前趋势已增加对更薄移动通信装置的需求。为了节省空间同时仍 满足需要的性能特性，最近的天线设计必须遵循移动通信装置外罩或内部底架的三维（3D) 形态。现有技术3D天线解决方案需要以下两者中的任一者：（1)在单独模制载体上产生天 线图案；或（2)直接在移动通信装置底架或盖罩上产生天线图案。
[0007] 然而，用于这些已知现有技术方法的模制过程需要由标准注射模制过程或其它考 虑事项界定的模制塑料部件的最小厚度，借此使产生非常薄的结构很困难。此外，在利用单 独模制载体的实施方案中，必须利用额外处理步骤以便将模制载体机械地固定到移动通信 装置的下层结构。
[0008] 另外，尤其由于高的收得率损失风险，用于在移动通信装置盖罩或底架上产生天 线结构的后勤制造链通常为昂贵的。此高收得率损失风险是移动通信装置盖罩或底架需要 经历盖罩或底架制造过程以及天线制造过程的结果。当需要将多条天线集成到相同底架或 盖罩上时，此尤其为有问题的。
[0009] 主要通过使用以下技术来实现这些现有技术天线结构的制造：（1)柔性印刷电路 (FPC)技术；或（2)激光直接结构化（LDS)技术。每一方法具有其相应优势与不足。举例 来说，FPC天线（例如第6, 778, 139号美国专利中揭示的FPC天线，所述申请案的内容以全 文引用的方式并入本文中）通常涉及使用支撑下层基于箱的天线设计的柔性绝缘膜。FPC 天线允许所述天线弯曲，但不允许与移动通信装置的下层结构完全共形。举例来说，FPC天 线无法在双曲面上容易地弯曲，且在遵循表面的拓扑（尤其是围绕较急剧的弯曲）的能力 方面有限。此限制了将FPC天线放置在有机形状上以及特定拐角几何结构上的能力。
[0010]LDS天线技术可能是前面提及的两种现有技术制造方法中最灵活的。LDS天线制 造过程中的最近进展已能够在原本非导电表面上（举例来说，在掺杂有金属添加剂的热塑 性材料上）直接构造天线；所掺杂的金属添加剂随后由激光激活。接着随后镀敷LDS聚合 物的激活区域。举例来说，接着添加电解铜浴，之后是连续的添加剂层（例如镍或金）以完 成天线结构的构造。然而，下层天线结构必须由昂贵的特殊树脂模制而成，其通常不含下层 装置外壳通常所需要的良好机械性质。另外，还存在如果在天线制造过程中发生缺陷则损 失整个模制盖罩或底架的风险，借此增加部件的整体成本。
[0011] 因此，显著需要可利用于（举例来说）具有小外形的便携式无线电装置中且提供 比当前使用现有技术制造技术可获得的制造成本及复杂度低的制造成本及复杂度的更薄 3D天线结构的天线解决方案。
【发明内容】
[0012] 本发明通过尤其提供薄多维天线模块及其制造方法来满足前述需求。
[0013] 第一方面，揭示用于移动装置中的天线组合件。在一个实施例中，所述组合件包含 包括辐射器及多个接触件的薄柔性天线结构。使用可流动导电流体将所述辐射器及接触件 沉积到所述薄柔性天线结构上。所述薄柔性天线结构接合到所述移动装置的外壳部分。
[0014] 在另一变体中，预成型的柔性结构允许所述天线组合件与所述移动装置内存在的 一或多个三维特征共形。
[0015] 在又一变体中，所述天线组合件与所述三维特征的共形性包括所述柔性结构中的 至少一个角弯曲对应于所述移动装置的至少一个内部特征。
[0016] 在又另一变体中，预成型的柔性结构包括第一侧、第二侧及边缘，且所述辐射器形 成于所述边缘的至少一部分之上使得所述辐射器从所述第一侧延伸到所述第二侧。
[0017] 在另一变体中，已使用针对可流动导电流体的固化过程固化至少所述辐射器及所 述多个接触件。选择针对所述可流动导电流体的所述固化过程以便尤其减轻固化过程对所 述柔性结构的损坏。
[0018] 在又一变体中，所述柔性结构包括穿过其形成的多个孔隙，所述多个接触件安置 在所述柔性结构的至少第一侧上，所述辐射器安置在所述柔性结构的至少第二侧上，且所 述辐射器与所述多个接触件至少经由在所述孔隙内安置的导电流体彼此电连接。
[0019] 在本发明的另一方面，揭示减小无线装置的制造过程中的损失风险的方法。在一 个实施例中，所述方法包含：提供低成本的实质上柔性衬底；以及使用沉积过程将第一天 线辐射器安置在所述衬底上以便形成用于与所述无线装置的至少一个无线接口一起使用 的天线。
[0020] 在一个变体中，所述衬底的供应及所述天线的形成减小与所述天线或无线装置不 能通过随后测试或检验相关联的成本。
[0021] 在另一变体中，所述成本减小包括相对于将第一天线辐射器沉积到所述无线装置 的外壳组件上的成本减小，所述外壳组件的成本明显比所述柔性衬底的成本高。
[0022] 在又一变体中，所述无线装置包括不必使用模制天线载体的薄外形无线装置。
[0023] 在又另一变体中，所述方法进一步包含：使用固化过程固化所述第一辐射器；将 对不同于第一天线辐射器的无线接口或频带的无线接口或频带有用的第二天线辐射器安 置在所述实质上柔性衬底上；以及使用固化过程固化所述第二辐射器。由于与沉积所述第 二辐射器及其固化相关联的额外处理步骤，具有第一与第二辐射器两者的天线或无线装置 不能通过随后测试或检验的机率比仅沉积第一天线辐射器的情况下的机率高。
[0024] 又一方面，揭示无线移动装置。在一个实施例中，所述装置包含：外壳；至少一个 无线收发器；以及与所述至少一个无线收发器信号通信的天线组合件。在一个变体中，所述 天线组合件包含：预成型薄柔性结构；以及包括辐射器及多个接触件的天线；使用可流动 导电流体将所述天线辐射器及所述多个接触件沉积到塑料结构上。
[0025] 在另一变体中，将所述薄柔性结构接合到所述外壳。
[0026] 在又一变体中，所述移动装置的所述薄外形比使用实质上非柔性模制天线载体组 合件实现的外形薄；且所述辐射器沉积在所述柔性结构上提供的制造成本比所述辐射器沉 积在所述外壳上的制造成本低。所述较低制造成本至少部分起因于所述柔性结构与所述外 壳的至少一部分之间的成本差异。
[0027] 在又另一变体中，使用所述薄柔性结构及其上沉积的辐射器避免对适于激光直接 结构化（LDS)过程的更高成本结构的需求。
[0028] 另一方面，揭示天线组合件。在一个实施例中，所述组合件适于使用于紧凑外形移 动装置中，且包含：第一预成型薄柔性结构，其上安置有包括辐射器及多个第一接触件的第 一天线；以及第二预成型薄柔性结构，其上安置有包括辐射器及多个第二接触件的第二天 线。在一个变体中，分别使用可流动导电流体将所述第一及第二辐射器及所述第一及第二 接触件沉积在所述第一及第二结构上，且所述第一及第二结构实质上相对彼此而堆叠。
[0029] 在另一实施例中，所述天线组合件包括预成型薄三维（3D)塑料膜结构、外表面及 /或内表面上的至少一个沉积辐射器图案及所述内表面上的多个沉积接触件。所述组合件 有利地比现有技术天线薄，虽然在特定实施例中还提供可比较或提高的性能及减小的制造 成本，在一个实施例中，通过通路孔连接外部图案与内部图案。在又另一实施例中，通过将 所述图案沉积在所述塑料膜结构边缘之上来连接所述外部图案与内部图案。
[0030] 另一方面，揭示制造前面提及的天线组合件的方法。在一个实施例中，通过在使用 热形成或真空形成制造的天线形成膜上使用高度导电流体沉积想要的天线结构来形成前 面提及的薄3D天线组合件。
[0031] 在另一变体中，所述方法包含：获得薄柔性聚合物结构；使用沉积过程将第一天 线辐射器安置在所述薄柔性聚合物结构上以便形成用于与所述移动装置的至少一个无线 接口一起使用的天线；以及接合所述天线和与所述移动装置相关联的外壳部分。
[0032] 本发明的进一步特征、其性质及各种优点从附图及以下详细描述将更加显而易 见。
【附图说明】
[0033] 当结合图式阅读时，从下文陈述的详细描述，本发明的特征、目标及优点将变得更 加显而易见，其中：
[0034] 图1为根据本发明的原理的详述沉积在示范性预成型薄塑料膜上的天线模块的 第一实施例的透视图。
[0035] 图1A为详述利用于图1的实施例中的预成型薄3D塑料膜结构的透视图。
[0036] 图1B为天线组合件（例如图1中展示的天线组合件）的顶侧的透视图，其说明示 范性预成型薄3D塑料膜结构的外部表面上的所沉积辐射器图案。
[0037] 图1C为图1B的天线组合件的底侧的透视图，其说明示范性预成型薄3D塑料膜结 构的内部表面上的所沉积接触件图案。
[0038] 图2为根据本发明的多层天线组合件的一个实施例的透视分解图。
[0039] 图3A为说明图1的天线组合件的制造方法的第一示范性实施例的逻辑流程图。
[0040] 图3B为说明图1的天线组合件的制造方法的第二示范性实施例的逻辑流程图。
[0041] 图4为具有安置于其中的本发明的天线组合件的示范性实施例的示范性薄外形 无线装置的横截面视图。
[0042] 图5A为根据本发明的原理的用于将薄膜天线模块并入到移