[发明专利]聚合物基磁性电介质材料及其制造电子器件的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子材料及其制造器件的工艺，制成的电子器件主要是微型天线，该天线应用于无线局域网、短距无线通讯、个人移动通讯、数字移动电视等领域中。

背景技术

天线在无线收发设备里面是一个非常重要器件，其指标直接影响产品性能。现在在用的体积小型的天线，基本都是从如图1所示的四分之一波长单极化天线(monopole antenna)变形而成的，如图2a、2b所示，通过折叠、弯曲等方式缩小线型天线的长度。1984年H.Nakano等于IEEE Trans.antennas Propagat.第AP-32期期刊上发表“Shortening ratios of modified dipoleantennas(改形的双极天线缩减率)一文第385-386页中描述了一种Z型(Zigzagging)和一种方波形(meandering)曲折天线，以缩减空间尺寸。目前这类做法在手机中得到了极大普及，例如以三星电子株式会社专利CN1416194A“折叠式移动电话的天线装置”为代表，从80年代末到2000年初，是移动通讯主流的手机天线形式，

电子通讯制造业对元器件的要求是体积小，能自动上贴片机贴装，因此元器件标准化，片式化成为发展方向，天线也有了再次缩小的要求，专利CN2560106Y公开了台湾泓越科技公司“片状天线”，其实是用金属片折弯后用塑胶支架等支撑与手机电路板弹性接触，专利CN1464588A“一种隐藏式移动电话天线”和林永怡专利CN1355576A，“贴片式天线”和专利CN2755798Y“简便贴片式天线”描述的内置天线是目前手持便携无线终端中天线主流技术：都是再次把折叠天线变形或者依托软性的衬底内置到产品里面去，都没有加载磁性材料。

公知的微波理论表明：电磁波通过加载了磁性材料和电介质材料后波长会缩短 其中εr是有效的介电系数，μr是有效导磁率，因此相应的天线体积变小。一般的电介质材料其有效的介电系数εr大于1，有效导磁率μr等于1，例如铁电材料、乌青铜陶瓷等；一般的磁性材料，其有效的介电系数εr等于1，导磁率大于1。同时具有磁性和介电系数的材料能发挥电场和磁场互相耦合的作用，拓展电磁波吸收频段和改善降低一些频段的电磁损耗。

但是目前磁性材料和电介质材料都是分别用于天线中，例如：陶瓷天线(一种电介质上金属化天线图案天线)开始在GPS(全球卫星定位接收机)、蓝牙产品上得到应用，专利CN1610988公开了美国高通公司“移动电话集成天线”采用电介质衬底，至少两面印刷铜线来构成天线。

专利CN2736953黄勇、吴克利“一种平衡结构片式天线”

专利CN2784313Y黄勇吴克利“倒F结构片式天线”，

专利CN28886677黄勇吴克利“片式天线”

专利ZL01103747.4公开了一种片式天线结构，是电介质材料的基底内部至少一个层面上构造曲折金属导体。

专利CN1369929台湾工业研究院“片状天线”采用LTCC技术多层走金属线.

专利ZL00109333.9公开了一种薄膜集成天线及其制造方法，通过基板上生成金属薄膜和铁电薄膜的交替工艺制成天线。

上述和其它(本文不再枚举)基于LTCC(低温共烧工艺)天线的专利描述了采用陶瓷材料做衬底来金属化天线线条，做成片式天线可以直接被贴片机贴装。其工艺制作的天线见附图3a、3b。

日本古河电气工业株式会社专利CN135162，CN1395340“片状天线及其制造方法”采用有机树脂代替陶瓷材料做电介质，其工艺制作的天线见附图3c所示，改变了陶瓷材料需要烧结成型弊端，且烧结后导电线条微小迁移导致的产品一致性差缺陷，但是古河电气的内埋金属线条不适宜做得很细，否则在注塑时流体状树脂压力冲击下空间几何结构会发生变化，因此缩小体积有限。

以上专利利用了公知的加载电介质和弯曲线条来缩小天线体积的方法，但是遇到共同的难题：采用这类陶瓷天线由于采用高介电系数的陶瓷材料来缩短进入电介质中的工作频率波长，使得频率带宽很窄，且存在边缘辐射，导致天线辐射效率低，增益不高，做成多频段困难。因此并没有在多频段收发手机等产品中做主流应用，适合做单频段的无线应用，例如蓝牙和GPS(一种1575.42Mhz，信号接收机)、RFID(射频识别)中。

也有专利和文献报道，在采用磁性材料制作天线，本文不再赘述。