DE69938568T2

DE69938568T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Rolle von Gegenständen

Info

Publication number: DE69938568T2
Application number: DE1999638568
Authority: DE
Inventors: Stefan Moren
Original assignee: AMC Centurion AB
Current assignee: Laird Technologies AB
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2019-02-11
Also published as: DE69938568D1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Produktionsverfahren für und eine Vorrichtung zur Erleichterung der Produktion einer Rolle von Antennenelementen.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Die schnelle Ausdehnung in dem mobilen Telekommunikationsmarkt und insbesondere in dem Funkkommunikationsmarkt führte zu einer starken Zunahme der Nachfrage nach Funkkommunikationsvorrichtungen. Somit nimmt die Produktion derartiger Vorrichtungen zu. Damit ein Beteiligter an diesem Markt konkurrenzfähig bleiben kann, ist es wichtig, konkurrenzfähige Produkte und einen problemlosen Herstellungsprozess für diese Produkte zu haben.
Ein spezifisches wichtiges derartiges Produkt in dem Funkkommunikationsbereich ist die Antennenvorrichtung. Es ist für die Antennenvorrichtung wichtig, strikte Anforderungen von Funkfrequenzcharakteristiken zu befolgen, zum Beispiel elektrische Länge, usw., in den bestimmten Funkfrequenzbändern, in denen sie betriebsfähig sein soll. Diese Anforderungen setzen wiederum Anforderungen für den Herstellungsprozess dieser Vorrichtungen. Für Antennenvorrichtungen, die mit einem als eine Helix geformten leitenden Draht gestaltet sind, kann die Produktion zu Vorrichtungen führen, die hinsichtlich der oben erwähnten Charakteristiken etwas variieren. Diese Vorrichtungen sind jedoch robust, haben geringe Kosten und haben sich als erfolgreicher Ansatz bei der Gestaltung von Antennenvorrichtungen für Funkkommunikationsvorrichtungen erwiesen, sobald sie auf die Einhaltung der Anforderungen getestet wurden.
Eine Antennenvorrichtung, die als ein leitendes Muster auf einem flexiblen Substrat gestaltet wurde, hat sich als Design mit sehr stabilen Funkfrequenzcharakteristiken erwiesen. Dies ist abhängig von der Genauigkeit, mit der es möglich ist, das Muster auf dem flexiblen Substrat zu gestalten. Es gibt auch zahlreiche andere Vorteile bei der Verwendung eines flexiblen Substrats. Es kann jedoch ein Problem sein, diese dünnen flexiblen Elemente in dem Herstellungsprozess zu handhaben. Diese Probleme können umfassen, dass die Elemente aneinander haften, dass sie sich gegenseitig in Schlitzen verhaken, Schwierigkeiten bei ihrer Anbringung an einem Spulenhals (zum Beispiel die Antennenunterstützung), dass sie in Spalten in den Herstellungsmaschinen stecken bleiben, usw. Es wäre somit vorteilhaft, einen Herstellungsprozess zu haben, um die vorteilhaften flexiblen Substrate zu verwenden, welche die oben erwähnten Probleme bei der Herstellung nicht haben.
WO88/08592 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Struktur einer laminierten Proximity-Card. Jedoch ist das Verfahren nicht geeignet zur Herstellung von abstrahlenden Elementen, die mit Funkschaltungen in einer Funkkommunikationsvorrichtung verbindbar sind.
Für Abgabe-Techniken sind zum Beispiel die folgenden drei Dokumente bekannt. GB 2122967 offenbart eine Maschine zum Auftragen selbstklebender Schutzetiketten auf Papier, Karten und Ähnlichem. JP 05211184 offenbart eine Vorrichtung, die Granulat unter Druck verbinden kann mit hoher Zuverlässigkeit. JP 62293737 offenbart ein Verfahren zum Entfernen eines kleinen Halbleiterteils aus einer Harzplatte.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist somit, eine Vorrichtung zur Erleichterung der Herstellung von Vorrichtungen zu erlangen, die gedruckte Schaltungen auf flexiblen Substraten aufweisen. Dieses Ziel wird erreicht durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung vorzusehen, welches die Herstellung von Vorrichtungen erleichtert, gemäß Anspruch 1.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass ein problemloser und effizienter Herstellungsprozess für die Produktion von gedruckten Schaltungen auf einem flexiblen Substrat erreicht wird.
Ein Vorteil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, dass die oben erwähnten Probleme vermieden werden.
Ein Vorteil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, dass jedes gedruckte Schaltungselement vor einem Schaden gut geschützt ist und auf eine kontrollierte Weise einer Montagemaschine zugeführt wird.
Ein Vorteil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, dass die Ausrichtung der gedruckten Schaltungselemente gewählt werden kann, um für die spezifische Anwendung oder Montagemaschine zu passen.
Ein Vorteil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, dass es einfach ist, mehrere gedruckte Schaltungs-Layouts in einer Partie zu produzieren.
Ein weiterer Bereich einer Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird offensichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird einfacher zu verstehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur zur Illustration gemacht werden und somit die vorliegende Erfindung nicht einschränken sollen und wobei
1 eine perspektivische Ansicht einer Rolle gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Seitenansicht einer Rolle gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
3 eine Draufsicht auf eine lange flexible dünne Schicht (Film) zeigt, die gedruckte Schaltungselemente gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist;
4 eine Draufsicht auf einen langen flexiblen Film zeigt, der mehrere parallele gedruckte Schaltungselemente gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist;
5a, 5b, 5c, 5d und 5e einen langen flexiblen Film nach verschiedenen Prozessschritten eines Verfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung offenbaren;
6a, 6b den endgültigen langen flexiblen Film nach allen Schritten der 5 offenbaren;
7 eine Draufsicht einer leitenden Schaltung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
1 zeigt einen langen flexiblen Film 101, der in einer Rolle 102 angeordnet ist. Der Film 101 weist Antennenelemente, von denen vier, 103, 104, 105 und 106, sichtbar sind, und eine schützende Trägerschicht 107 auf. Die Antennenelemente bestehen aus geätzten gedruckten Schaltungen mit spezifischen Funkfrequenzcharakteristiken, die auf einem flexiblen Substrat aufgebracht sind. Zwischen den Antennenelementen und der schützenden Schicht 107 ist ein adhäsiver Agent bzw. Mittel vorhanden (nicht gezeigt). Die Rolle 102 ist gemäß bekannten Verfahren auf einem Gestell 108 angebracht und der Film 101 wird über eine Kante 109 einer Entsorgungsrolle 110 zugeführt, welche die schützende Schicht 107 sammelt. Wenn der Film 101 über die Kante 109 geführt wird, wird das Antennenelement 103 von der schützenden Schicht 107 abgenommen. Der Film 101 wird so geführt, dass ein geeignetes Teil des Antennenelements 103 über die Kante 109 heraussteht. Dies ermöglicht einer Anbringungs- bzw. Montagemaschine 111, das Antennenelement 103 zur Befestigung auf einer Antennenunterstützungsstruktur (nicht gezeigt) einfach zu fassen. Die Montagemaschine 111 wird in 1 auf eine schematische Weise dargestellt. Mehrere verschiedene Anordnungen sind für die Montagemaschine abhängig von den spezifischen Anforderungen für die spezifische Anwendung möglich.
2 zeigt die Rolle 102, die Antennenelemente aufweist, in einer seitlichen Ansicht.
3 zeigt einen Teil eines langen flexiblen Trägerfilms 301, der in einer Rolle angeordnet wird und Antennenelemente 302 aufweist. Die Antennenelemente in dieser Anwendung sind Dualbandelemente mit jeweils einem ersten und einem zweiten abstrahlenden Element 303 und 304. Es ist selbstverständlich auch möglich, andere Typen von gedruckten Schaltungen als abstrahlende Elemente aufzunehmen, wie zum Beispiel eine Anpassungsschaltung, usw.
4 zeigt einen Teil einer langen flexiblen Trägerschicht 401, die in einer Rolle angeordnet wird und mehrere parallele Antennenelemente 402 unterschiedlicher Größe mit unterschiedlichen Muster und in unterschiedlicher Richtung angeordnet aufweist. Der Pfeil 403 zeigt die Richtung der Ausrollung. In dem Produktionsprozess kann es vorteilhaft sein, mehrere Rollen von gedruckten Schaltungen gleichzeitig zu verarbeiten und herzustellen. Die verschiedenen parallelen Strukturen 404 werden in einer späteren Stufe des Produktionsprozesses in einzelne Rollen geschnitten.
Die 5–9 zeigen einen kleinen Teil eines langen flexiblen Films 501 nach verschiedenen Prozessschritten in einem Verfahren gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 5a zeigt eine Seitenansicht und 5b zeigt eine Draufsicht auf das lange flexible Substrat 501 vor dem ersten Schritt des vorliegenden Verfahrens. Das Substrat 501 weist ein erstes flexibles Polyestersubstrat 502 und darauf eine leitende Kupferschicht 503 auf. Auf der leitenden Kupferschicht 503 ist ein Muster 504 gedruckt, wie in 5c gezeigt, eins nach dem anderen entlang des langen flexiblen Substrats 501 mit einem Lack (paint), der gegenüber den später verwendeten ätzenden Flüssigkeiten beständig bzw. resistent ist. Selbstverständlich können, wie oben erwähnt, mehrere unterschiedliche oder gleiche Muster parallel gedruckt werden, um mehrere Rollen in einem Schub (batch) zu erzeugen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel nur eine gezeigt. Das Substrat 501 wird dann ätzenden Flüssigkeiten ausgesetzt, die überflüssiges Kupfer wegätzen, das von dem Lack nicht abgedeckt ist, so dass ein leitendes Muster, eine gedruckte Schaltung 505, erzielt wird, wie in einer Seitenansicht in 5d gezeigt wird. Der Lack wird abgewaschen und eine schützende Schicht 506 mit einem adhäsiven Mittel 507 wird mit der Polyester-Schicht laminiert, welche die gedruckte Schaltung 505 trägt, wie in 5e gezeigt, um den langen flexiblen Film zu erzeugen. In 6a, die eine Seitenansicht zeigt, und 6b, die eine Draufsicht zeigt, wird der endgültige lange flexible Film offenbart, nachdem die Form für die gedruckten Schaltungen 601 ausgestanzt wurde und überschüssiges Material entfernt wurde. Das gedruckte Schaltungselement besteht aus einem leitenden Muster 602, einem flexiblen Träger 603 und einem adhäsiven Mittel 604. Das gedruckte Schaltungselement ist auf der schützenden Schicht 605 unter dem Einfluss des adhäsiven Mittels 604 befestigt. Somit wurde eine flexible gedruckte Schaltung erzeugt, die einfach abnehmbar ist, wie oben diskutiert wurde.
In 7 wird ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung offenbart. In diesem Ausführungsbeispiel werden eine leitende Schaltung 701 und ein Träger 702 aus derselben flexiblen leitenden metallischen Schicht gebildet durch Ausstanzen eines vordefinierten Musters. Dieses Muster bildet eine abstrahlende Antennenvorrichtung, die in zumindest einem ersten Frequenzband betriebsfähig ist und ausgebildet ist, um mit HF-Schaltungen (nicht gezeigt) verbunden zu werden. Die leitende Schaltung 701 wird durch kleine Halteteile 703 auf dem Träger 702 befestigt. Die Halteteile 703 sind ausreichend fest, um die leitende Schaltung zu befestigen, aber genügend nachgebend, um die leitende Schaltung 701 in dem Herstellungsprozess unbeschädigt freizugeben. Selbstverständlich können mehr als zwei Halteteile verwendet werden, um jede leitende Schaltung 701 zu befestigen.
Es sollte realisiert werden, dass, während ein sehr spezifisches und konkretes Beispiel gezeigt wurde, das Thema variiert werden kann. Zum Beispiel kann ein Silber-Polymer als die leitende Schaltung verwendet werden, andere Verfahren zum Erlangen der gedruckten Schaltung können verwendet werden, zum Bespiel kann die gedruckte Schaltung unter Verwendung eines leitenden Lacks auf dem flexiblen Träger gedruckt werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Rolle von Antennen-Elementen, welche ein abstrahlendes Element beinhalten, wobei die Antennen-Elemente dazu geeignet sind, in einem Funk-Kommunikationsgerät befestigt zu werden, und das abstrahlende Element mit Funk-Schaltungen in dem Funk-Kommunikationsgerät verbindbar ist, wobei das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist: – Siebdrucken eines langen flexiblen ersten Trägers, welcher eine darauf aufgebrachte metallische Schicht aufweist, gemäß eines ersten Musters mit einem schützenden Lack, – Wegätzen des Teils der metallischen Schicht, welcher nicht von dem schützenden Lack bedeckt ist, so dass eine gedruckte Schaltung erhalten wird, wobei zumindest ein Teil der gedruckten Schaltung das abstrahlende Element darstellt, – Laminieren einer langen flexiblen schützenden Schicht, eines adhäsiven Mittels und des ersten Trägers zusammen, mit dem adhäsiven Mittel, und – Entfernen von Überschuss-Material des ersten Trägers, indem eine Kontur auf dem ersten Träger ausgestanzt wird, so dass ein langer flexibler Film gebildet wird, wobei der lange flexible Schutz-Film die Antennen-Elemente trägt und wobei die Antennen-Elemente lösbar mit der Schutz-Schicht verbunden sind und so getrennt sind, dass jedes Antennen-Element von benachbarten Antennen-Elementen freistehend ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner den Schritt umfasst: – Entfernen des Sieb-Lacks.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: – Siebdruckens von zumindest zwei Muster Seite an Seite auf dem ersten Träger, – Schneiden des langen flexiblen Films in zumindest zwei Teile mit einem der zumindest zwei Muster in jedem Teil.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: – Anordnen des ersten Trägers in einer ersten Rolle, – Anordnen der langen flexiblen Schutz-Schicht in einer zweiten Rolle, – Abrollen des ersten Trägers von der ersten Rolle und der Schutz-Schicht von der zweiten Rolle auf eine dritte Rolle.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die beiden Schritte des Siebdruckens und des Ätzens durch den Schritt ersetzt werden: – Bedrucken eines langen flexiblen ersten Trägers gemäß einem ersten Muster mit einem leitenden Lack und Trocknen lassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das adhäsive Mittel eine größere Adhäsion zu der Träger-Schicht als zu der Schutz-Schicht aufweist, um an jedes der Antennen-Elemente anzuhängen, wenn es von der Schutz-Schicht getrennt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antennen-Elemente zumindest eine weitere leitende Schaltung beinhalten, welche zumindest ein Element aus der Gruppe bildet, welche umfasst: ein abstrahlendes Element, ein parasitärer Resonator, eine Spule, ein Kondensator, ein Anschluss, eine Kennzeichnung.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die zumindest eine weitere leitende Schaltung leitend, kapazitiv oder induktiv mit der ersten leitenden Schaltung gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Antennen-Elemente so angeordnet sind, dass diese adhäsiv an einer zylindrischen oder einer sphäroiden Oberfläche befestigbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das abstrahlende Element zumindest einen ersten Teil umfasst, welcher Hochfrequenz-Charakteristiken aufweist, um das abstrahlende Element an eine vorbestimmte Impedanz anzupassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Antennen-Elemente so gestaltet sind, dass diese zumindest eine erste diskrete Komponente aufnehmen, welche mit dem besagten abstrahlenden Element leitend verbindbar ist.
Gerät zum Herstellen einer Rolle von Antennen-Elementen, welches dadurch ausgezeichnet ist, dass es umfasst: – Siebdruck-Mittel zum Siebdrucken eines langen flexiblen ersten Trägers (502), welcher eine darauf aufgebrachte metallische Schicht (503) aufweist, gemäß einem ersten Muster (504) mit einem schützenden Lack, – Ätz-Mittel zum Wegätzen des Teils der metallischen Schicht (503), welcher nicht von dem schützenden Lack bedeckt ist, so dass eine gedruckte Schaltung erhalten wird, – Laminier-Mittel zum Laminieren einer langen flexiblen Schutz-Schicht (107; 506), eines adhäsiven Mittels (507) und des besagten ersten Trägers (502) zusammen, mit dem adhäsiven Mittel (507), und – Kontur-Stanz-Mittel zum Entfernen von Überschuss-Material des besagten ersten Trägers (502), indem eine Kontur auf dem besagten ersten Träger (502) ausgestanzt wird, so dass ein langer flexibler Film gebildet wird, wobei die besagte lange flexible Schutz-Schicht (107; 506) die Antennen-Elemente trägt und wobei die Antennen-Elemente lösbar mit der Schutz-Schicht (107; 506) verbunden sind und so getrennt sind, dass jedes Antennen-Element von benachbarten Antennen-Elementen freistehen ist.