專利名稱：具有熱轉(zhuǎn)印元件的天線的制作方法
具有熱轉(zhuǎn)印元件的天線
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種天線，更具體地，涉及一種具有熱轉(zhuǎn)印至電介質(zhì)片的元件的天線。
現(xiàn)有技術(shù)中，已知采用平面導(dǎo)電元件的各種天線；例如平面相控陣天線，美國(guó)專利 3， 587， 110 (Woodward);螺旋天線，美國(guó)專利3， 509， 465 (Andre等);與螺旋天線組合的腔， 美國(guó)專利3， 441， 973 (Clasby等)，以及偶極子陣列，美國(guó)專利6， 731， 248 (Killen等)。典 型地，通過將導(dǎo)電層施加到襯底并且對(duì)該層進(jìn)行圖案化從而產(chǎn)生該天線的導(dǎo)電元件；例如 美國(guó)專利6， 731， 248。 在大約12GHz的超高頻，波長(zhǎng)大約為2. 50cm，這也意味著即使看起來(lái)在尺寸上很 小的改變也會(huì)是波長(zhǎng)的較大部分。圖案化導(dǎo)電層能夠被控制到一厘米的小部分，但是形成 導(dǎo)電層的處理昂貴，采用必須適當(dāng)處理的溶劑或其它化學(xué)制品，而且并不適合制作少量的 或者實(shí)驗(yàn)性樣品。 現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開了采用陣列形式的多個(gè)熱針(thermal pin)來(lái)用于印刷；例 如參見美國(guó)專利3， 855， 448 (Hanagata等)。現(xiàn)有技術(shù)中還已知熱敏印刷來(lái)自帶子(ribbon) 的導(dǎo)電的碳黑；例如參見美國(guó)專利4， 269， 892(Shattuck等)。 綜上所述，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種通過把元件熱粘合到電介質(zhì)片而制作 的天線。 本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提供一種用于原型或少量生產(chǎn)的易于改變的天線。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的就是提供一種天線，其中通過墨粉(toner powder)把元件 熱粘合至電介質(zhì)片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上述目的，其中天線包括通過將圖案化的導(dǎo)電層熱粘合至電介質(zhì)片 上而制作的元件。該天線易于為了原型或少量生產(chǎn)而進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，也適合于大量生產(chǎn)。利 用墨粉作為粘合劑，能從靜電印刷來(lái)制作所述天線或者其元件。


結(jié)合附圖來(lái)理解本發(fā)明接下來(lái)的具體實(shí)施方式
，能夠進(jìn)一步完整地理解本發(fā)明， 其中 附圖1例示了具有可熱轉(zhuǎn)印的導(dǎo)電層的帶子； 附圖2在橫截面上例示了將導(dǎo)電層粘合至襯底的方法； 附圖3在橫截面上例示了使用墨粉作為粘合劑來(lái)將導(dǎo)電層粘合到襯底的方法； 附圖4在橫截面上示出了使用墨粉作為粘合劑來(lái)將導(dǎo)電層粘合到襯底的另一種 方法； 附圖5是由熱粘合元件構(gòu)建的天線的平面圖； 附圖6是使用熱轉(zhuǎn)印導(dǎo)電箔構(gòu)建的感應(yīng)器或線圈天線的平面圖。
具體實(shí)施例方式
附圖l例示了具有可熱轉(zhuǎn)印的導(dǎo)電層的帶子。帶子10是柔性的但是尺寸穩(wěn) 定，并且優(yōu)選地還包括如齒孔(sprocket hole)ll和12所示的定位引導(dǎo)(registration guide)。所述定位引導(dǎo)可以是光學(xué)的而不是機(jī)械的。帶子的尺寸由應(yīng)用決定。根據(jù)本發(fā) 明的一個(gè)方面，其中墨粉被用作粘合劑，帶子可以是標(biāo)準(zhǔn)尺寸的紙張，以便于由靜電印刷機(jī) (xerographic printer)進(jìn)行處理。該印刷機(jī)在印刷天線元件的同時(shí)能夠印刷受托人標(biāo)記 (fiduciary mark)作為定向弓l導(dǎo)。 附圖2例示了一種優(yōu)選的把導(dǎo)電層粘合到電介質(zhì)片的方法。在本發(fā)明的這一實(shí)施 例中，帶子20包括覆蓋在襯底23之上的導(dǎo)電層21以及覆蓋在導(dǎo)電層之上的粘合劑層26。 導(dǎo)電層21通過釋放層24附著到襯底23上，該釋放層24的粘性比粘合劑層26弱一些。因 此，當(dāng)通過加熱軟化或者激活粘合劑層26的時(shí)候，導(dǎo)電層21將與襯底23分離。導(dǎo)電層21 為金屬薄層(數(shù)千埃的量級(jí))，例如銅或鋁。 附圖2中例示了帶子20和電介質(zhì)片28，并且為了清楚，它們之間隔開了微小的距 離。為了進(jìn)行轉(zhuǎn)印，這兩者被放在一起，并且熱針(hot pin)27下降使得導(dǎo)電層21的一部 分轉(zhuǎn)印到電介質(zhì)片28上。熱針27是眾多針中的一個(gè)，類似于在點(diǎn)矩陣印刷機(jī)中。加熱和壓 力共同影響著轉(zhuǎn)印。該針可以單獨(dú)致動(dòng)，因此可控制當(dāng)導(dǎo)電層21附著于電介質(zhì)片28上時(shí) 的導(dǎo)電層21中的結(jié)果圖案。所述圖案的分辨率取決于所述針的直徑，該直徑可以相當(dāng)小； 例如0.005"。導(dǎo)電層以橫跨面板背面的連續(xù)區(qū)域上進(jìn)行轉(zhuǎn)印。由于使用了帶子，并且該處 理可以按步驟重復(fù)，因此帶子的尺寸不會(huì)影響電介質(zhì)片28的尺寸，并且該電介質(zhì)片的尺寸 也不會(huì)影響所述帶子的尺寸。 附圖3例示了一種使用墨粉作為粘合劑將導(dǎo)電層粘合到襯底的方法。墨粉的圖案 化層35被施加到電介質(zhì)片36，例如，通過在一個(gè)分離的片上進(jìn)行印刷并且將該片層疊到襯 底上，或者通過在基層上進(jìn)行印刷。為了轉(zhuǎn)印，將帶子30與圖案化層35接觸，并且熱輥38 落下，將導(dǎo)電層41上的被選擇的部分附著到電介質(zhì)片36上。熱輥不需要與電介質(zhì)片36具 有相同的寬度(如圖中的尺寸)，不過優(yōu)選的是與電介質(zhì)片36的寬度相同或更寬。當(dāng)帶子 30與墨粉35分離后，導(dǎo)電層31的部分附著到墨粉35上，由此在電介質(zhì)片36上形成一個(gè)圖 案化的導(dǎo)電層。 附圖4例示了另一種將導(dǎo)電層粘合到電介質(zhì)片上的方法。為了轉(zhuǎn)印，將帶子20與 電介質(zhì)片28接觸，并且通過激光實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)加熱而無(wú)需局部加壓，所述激光掃描襯底，優(yōu)選 采用光柵模式。因此會(huì)有輕微的壓力來(lái)自與電介質(zhì)片28接觸的帶子20。
附圖5例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的一種天線。在附圖5中，通過將導(dǎo)體熱轉(zhuǎn)印到成 為天線一部分的電介質(zhì)片來(lái)制作平面相控陣天線的元件。所期望的導(dǎo)電圖案是在轉(zhuǎn)印過 程中或者在轉(zhuǎn)印之前印刷的，其中采用靜電印刷墨粉顆粒圖案來(lái)限定天線的元件。帶孔板 (即erture plate) 51和調(diào)諧短截線(tuning stub) 53均采用此方式制造。
在附圖5中，帶孔板被轉(zhuǎn)印至電介質(zhì)片的一個(gè)主要平面上。調(diào)諧短截線，例如短截 線53，被轉(zhuǎn)印到第二電介質(zhì)片或者電介質(zhì)片51的反面，與所述孔對(duì)齊。接地板可以采用任 何適當(dāng)方式制作，并遠(yuǎn)離有源元件。通過帶孔板和調(diào)諧短截線之間的相互作用，附圖5所示 的天線的阻抗具有電感和電容分量。附圖5是以美國(guó)專利5，418，541(Schroeder等)中的 附圖1為基礎(chǔ)的。平面相控陣天線的操作在本領(lǐng)域中是公知的內(nèi)容。
附圖6例示了一個(gè)主要呈現(xiàn)電感性阻抗的螺旋形天線。通過將導(dǎo)電層轉(zhuǎn)印到電介 質(zhì)片62上制成螺旋61。導(dǎo)線64印刷在絕緣層65上，并通過導(dǎo)電粘合劑來(lái)將所述導(dǎo)線64 與所述螺旋的內(nèi)端耦合起來(lái)。除非使用非常高頻的信號(hào)，否則導(dǎo)線64與所述螺旋61之間 具有可以忽略的電容性耦合。螺旋61可以雙股纏繞，并具有兩個(gè)導(dǎo)線，所述兩個(gè)導(dǎo)線在電 介質(zhì)片62的同一側(cè)的相同方向上延伸且無(wú)交叉。螺旋61可用作感應(yīng)器。
因此本發(fā)明提供了一種天線，其中元件被熱粘合到電介質(zhì)片或襯底上。該片在使 用中可以是剛性或柔性的，平的或彎曲的。根據(jù)本發(fā)明，為了原型或少量生產(chǎn)，可以很容易 地改變天線設(shè)計(jì)。通過墨粉能將元件熱粘合到襯底上，并且可以通過靜電印刷直接對(duì)元件 進(jìn)行圖案化。即使根據(jù)波長(zhǎng)，尺寸的公差也是很小的，并且電介質(zhì)片的厚度決定了腔的尺寸 或元件的間距。 基于對(duì)本發(fā)明的以上描述，在本發(fā)明所要保護(hù)的范圍之內(nèi)結(jié)合本領(lǐng)域的其它技術(shù) 手段來(lái)進(jìn)行各式修改都是顯而易見的。例如，在轉(zhuǎn)印圖案化的墨粉時(shí)，可以使用熱壓盤層壓 機(jī)(hot platen laminator)來(lái)替代熱輥。可以通過使用粘合促進(jìn)劑對(duì)層進(jìn)行處理來(lái)增強(qiáng) 層之間的結(jié)合。根據(jù)本發(fā)明，可以制造天線的有源元件或無(wú)源元件。不必在單次轉(zhuǎn)印中制 造元件?？梢允褂枚啻无D(zhuǎn)印來(lái)創(chuàng)建圖案。
權(quán)利要求
一種天線，其特征在于所述天線包括熱轉(zhuǎn)印到電介質(zhì)片上的導(dǎo)電層，和介于所述導(dǎo)電層和所述電介質(zhì)片之間的粘合劑層，其中所述導(dǎo)電層是部分地所述天線的有源元件，并且粘合劑被熱激活，從而將所述導(dǎo)電層附著至所述電介質(zhì)片。
2. 如權(quán)利要求1所述的天線，其中在加熱時(shí)所述粘合劑變軟。
3. 如權(quán)利要求1所述的天線，其中所述天線包括多層熱轉(zhuǎn)印的元件。
4. 如權(quán)利要求l所述的天線，其中以圖案的形式熱轉(zhuǎn)印所述導(dǎo)電層，從而為所述天線提供一組元件。
5. 如權(quán)利要求4所述的天線，其中所述導(dǎo)電層表現(xiàn)出基本上電感性阻抗。
6. 如權(quán)利要求5所述的天線，其中所述導(dǎo)電層是螺旋形的。
7. —種制造天線的方法，所述方法包括下述步驟把襯底上的導(dǎo)電層定位在熱敏印刷機(jī)和電介質(zhì)片之間，其中所述導(dǎo)電層面對(duì)所述電介 質(zhì)片；使所述導(dǎo)電層接觸所述電介質(zhì)片；使用熱敏印刷機(jī)加熱所述導(dǎo)電層，使得所述導(dǎo)電層中的多個(gè)部分被轉(zhuǎn)印至所述電介質(zhì) 片上；以及把所述襯底與所述電介質(zhì)片分離。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中在第二電介質(zhì)片上重復(fù)進(jìn)行上述步驟，并且該方法 還包括將這些電介質(zhì)片組裝成天線的步驟。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述熱敏印刷機(jī)局部加熱所述導(dǎo)電層，從而形成圖案。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中接觸步驟之前還包括把粘合劑施加到所述電介質(zhì) 片上的步驟。
11. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中接觸步驟之前還包括在所述電介質(zhì)片上靜電印刷 圖案的步驟。
全文摘要
一種天線，包括一個(gè)通過將圖案化的導(dǎo)電層(21)熱粘合到電介質(zhì)片(28)而制成的元件。該天線易于為了原型或少量生產(chǎn)而重新設(shè)計(jì)，但是也適合大量生產(chǎn)。因此，能夠采用墨粉作為粘合劑通過靜電印刷來(lái)制造該天線或者其元件。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK101796687SQ200880019690
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日
發(fā)明者P·F·威爾 申請(qǐng)人:世界產(chǎn)權(quán)公司