專利名稱：一種天線制造的三維光刻方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種天線的制造方法，尤其涉及適用于無線通訊設備中的天線的光刻
制造方法。
背景技術：
天線在移動通信終端的作用是將電路板產(chǎn)生的射頻信號發(fā)射出去和將接收到的
射頻信號傳給電路板，以此來實現(xiàn)語音信號，視頻信號和數(shù)據(jù)等的無線雙向傳輸。 目前大部分移動通信終端，尤其是在手機、PDA、手提式電腦中都采用置于終端內(nèi)
部的內(nèi)置天線，而由于天線的尺寸是和頻率相關的，所以它必須要有一定的尺寸和高度才 能有足夠的輻射效率保證有效地發(fā)射和接收電磁波，導致天線是移動通信終端中最大的元 件之一。隨著移動通信終端向小型化和超薄化發(fā)展，預留給天線的空間越來越小，因此為了 盡可能地充分利用所有的空間，天線日益呈現(xiàn)復雜的三維結構。 目前，內(nèi)置式天線通常是由射頻元件及其基體固定支架組成，射頻元件通常是一 特定形狀的金屬鈑金件或柔性印刷電路板。射頻元件和基體固定支架需要分別加工完成之 后，再將兩者裝配在一起。這種方法存在的主要缺點是 1、由于它們的配合關系不穩(wěn)定，有時會造成較大的射頻性能變化，造成生產(chǎn)上的 不穩(wěn)定； 2、由于很多射頻元件和基體固定支架必須呈現(xiàn)出三維的幾何形狀，而一些較復雜 形狀的射頻元件難以生產(chǎn)和裝配。 因此需要找到一種將天線的射頻圖形直接成型在基體固定支架上的方法。例如， 將可電鍍塑料按天線輻射體形狀注射到非電鍍塑料上，然后進行電鍍形成的天線。本方法 的缺點在于材料厚度高，空間占用較大，而且模具結構相對復雜，射頻性能調(diào)整欠靈活，因 此設計周期長。 另外還有一種利用在經(jīng)激光活化后可化學鍍的塑料上用激光雕刻出天線的形狀 然后再化鍍形成的天線。其缺點在于要采用特定的改性塑料和設備，該塑料和設備非常昂 貴，并且對于復雜的三維圖形，需要進行多道工序來旋轉支架從而在所有的表面被激光照 射從而雕刻出需要的形狀，因此生產(chǎn)周期長，產(chǎn)能有限，不適合大量生產(chǎn)。
此外，在目前的平面電路印刷板(PCB)的制造中廣泛地采用了一種只對基板一個 單面進行處理的光刻技術。這里稱之為二維光刻技術。大致過程如下
PCB板是在平板絕緣基材上的一個表面通過壓延或電解的方式均勻地覆上一層銅 箔的基板。為了在PCB上獲得需要的電路圖形，需要一方面把一種主要成分對特定光譜敏 感而發(fā)生化學反應的感光膜覆蓋在基板該表面上。感光膜分光聚合型和光分解型兩種。光 聚合型膜在特定光譜的光照射下會硬化，從水溶性物質(zhì)變成水不溶性，而光分解型膜則正 好相反。另一方面，將電路圖形用光刻機印成二維平面膠片，稱為線路底片，以光聚合型感 光膜的情況為例，該線路底片上線路部分是透明的，而不需的地方呈黑色不透光。隨后在覆 蓋有感光膜的PCB板上再蓋上這層線路底片讓其曝光。這曝光的過程也是紫外光僅僅從單
3方向對該單表面照射。經(jīng)過曝光，膠片上透明通光的地方感光膜發(fā)生化學反應，緊緊附著在 基板表面的銅箔上。以上為曝光過程。接下來為顯影過程。去除未被光照部分的膜，從而 讓不需要區(qū)域(沒有電路圖形的部分)的銅箔露出來。然后經(jīng)過蝕刻過程，即使用蝕刻液 對基板進行蝕刻，完全蝕刻掉沒有膜保護的銅。此時，最終需要的線路圖形就在基板上呈現(xiàn) 出來。 對于雙面都有線路的PCB板，則是正反兩個面重復以上過程，并非一次成型。
本方法的缺點是只能針對平板的單表面進行。如果天線的形狀為三維，即不止為 單一平面，則本方法是不合適的。

發(fā)明內(nèi)容
針對這些問題，本發(fā)明提供一種天線制造的三維光刻方法，包括提供基體結構
件，在基體結構件的表面形成導電層，導電層的上面形成感光油墨層，以及遮蔽，曝光，顯
影，蝕刻過程。所述導電層形成在基體結構件的三維表面上，所述的感光油墨層形成在導電
層的三維表面上，所述的遮蔽和曝光過程都是對感光油墨層的三維表面進行。 作為一種優(yōu)選方式，所述感光油墨為一種主要成分對特定光譜敏感而發(fā)生化學反
應的感光抗蝕油墨。 作為一種優(yōu)選方式，所述特定光譜為紫外光。
作為一種優(yōu)選方式，所述導電層為金屬層。 作為一種優(yōu)選方式，所述金屬層為銅或者鎳或者銀層；金屬層為一層或一層以上。
作為一種優(yōu)選方式，所述金屬層為電鍍，化學鍍，涂或者刷的金屬層。
作為一種優(yōu)選方式，所述基體結構件為可鍍塑膠。
作為一種優(yōu)選方式，所述可鍍塑膠為ABS。 作為一種優(yōu)選方式，若所述導電層需要直接暴露，在蝕刻過程后，所述方法還包括
褪膜步驟。
有益效果 1 ，采用常規(guī)塑膠，從而降低原材料成本， 2，制作簡單，天線的尺寸公差易于控制，對復雜形狀的天線易于精確實現(xiàn)， 3，通過調(diào)整遮蔽治具的形狀，可以靈活地調(diào)整天線圖形，從而使得天線射頻性能
的調(diào)試非常靈活方便，縮短設計周期， 4，三維天線的圖形可以一次形成，縮短生產(chǎn)周期，滿足大批量生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明要形成的天線的示意圖。圖1的陰影部分就是天線的形狀。分布在 三個平面上。 圖2為基體結構件1示意圖。圖2的A-A截面，在下面幾幅圖中詳細描述。
圖3為基體結構件1上有導電層2后的A-A截面圖。 圖4為加上感光油墨例如對紫外光敏感的感光油墨層3后的A-A截面圖。 圖5為結構件被遮蔽治具4包圍后的A-A截面圖。該遮蔽治具適合于光聚合型油
墨。5為遮蔽治具空缺處，它對紫外光透明，其余部分對紫外光完全遮蔽。
圖6為將圖5中的部件讓敏感光線例如紫外光(UV)完全照射。箭頭方向就是光 線方向。光線為各方向都有。通過遮蔽治具上的開口 5，UV光直接照到結構件上，而被遮蔽 治具遮蓋的區(qū)域不被照射。 圖7為顯影后的部件。經(jīng)過顯影，感光油墨3中接受UV光線照射過的部分保留了 下來，其余未經(jīng)光線照射過的部分被去除。 圖8為蝕刻后的結構件。經(jīng)過蝕刻，只有經(jīng)過光線照射過的感光油墨層3和其覆 蓋的導電層2保留了下來，其他的導電層都被去除。 圖9為去掉感光油墨層3后的結構件，得到需要由導電層組成的天線圖形2。
具體實施例方式
下面結合附圖詳細說明。 圖1為本發(fā)明的最終示意圖。圖1的陰影部分就是天線的形狀。可以看出，天線 的形狀分布在三個平面上，是三維立體的。所以本發(fā)明是一次完成三維形狀的天線制作，而 非僅僅針對二維平面，制作二維平面天線是本方法的特例。本例中的天線圖形是任意的，其 具體制作方面如下 第一步，如圖2，提供基體結構件1。 該基體結構件1可以采用可金屬化的塑膠諸如ABS等，采用傳統(tǒng)的工藝諸如注塑 成型而制成，其形狀根據(jù)需要進行定制?；w結構件1是三維的，三維表面均可以被使用。
第二步，如圖3，導電層2形成在基體結構件的三維表面上。 在本步驟中，在基體結構件l的所有表面上形成導電層2，可見該導電層是三維 的，在本例中，導電層在結構件的六個面上都形成。當然，也可以根據(jù)需要只在其中的部分 區(qū)域形成導電層。導電層2可以為金屬層，例如，金屬銅，鎳或者銀層?？梢允鞘褂没瘜W鍍， 電鍍，涂，刷等工藝，在基體結構件1表面形成金屬層。本發(fā)明的方法中并不應被限于化學 鍍或者電鍍，也不限于金屬鎳，銅或者銀的工藝，也可以使用其它合適的金屬工藝。金屬層 的厚度可根據(jù)需要確定。此金屬層可以為一層，也可以為一層以上的金屬層。
第三步，如圖4，感光油墨層3形成在導電層2的三維表面上。 該油墨的主要成分對特定光譜敏感而發(fā)生化學反應，可分為光聚合型和光分解 型，光聚合型油墨在特定光譜的光照射下會硬化，從水溶性物質(zhì)變成水不溶性，而光分解型 則正好相反。本例中采用光聚合型感光油墨。光分解型的油墨與此同理，只需調(diào)換遮蔽治 具的透光和遮蔽的部分就可以了。 感光油墨為一種主要成分對特定光譜敏感而發(fā)生化學反應的感光抗蝕油墨。此處 的特定光就是紫外光。 在本步驟中所采用油墨的厚度根據(jù)需要適當選取。油墨可通過刷涂、涂布、噴涂、 浸泡等方式形成，也可以用其它適合的方式。 感光油墨層3均勻的形成在導電層2上。由于導電層2為三維表面，于是感光油 墨層也是三維的。當然，作為特例，也可以是兩維平面的。 第四步，如圖5，遮蔽。將結構件放入一個三維的遮蔽治具4(Mask)中。 此步驟中的遮蔽治具4也是三維的。遮蔽治具可根據(jù)需要部分或完全地包裹結構
件，本例中顯示了遮蔽治具全方位包裹結構件1的情況。
該遮蔽治具的透光部分和不透光的部分可根據(jù)油墨的特性，即是光聚合型或光分 解型而定。圖5顯示了當結構件上的油墨是光聚合型，遮蔽治具包圍結構件的情況。此時 遮蔽治具和天線形狀對應的地方對感光油墨的敏感光線是透明的，例如遮蔽治具空缺如圖 5中的5顯示。而遮蔽治具其余區(qū)域對敏感光線完全不透明。 當感光油墨是光分解型的情況下，此時遮蔽治具和使用光聚合型相反。即對敏感 光線完全不透明的區(qū)域和天線的形狀相對應，而遮蔽治具其余地方對敏感光線是透明的。
第五步，如圖6，曝光。將用遮蔽治具包好的結構件用感光油墨敏感的光線例如紫 外光進行三維曝光。 在本步驟中，紫外光可以均勻地來自所有方向，也可以通過旋轉被曝光部件使其 全方位被均勻照射，紫外線的波長可依據(jù)油墨的光敏感特性適當選取。曝光以后，如果是聚 合性的感光油墨，接收到光線照射的部分就會發(fā)生聚合反應而產(chǎn)生抗蝕刻的性能。
第六步，如圖7，顯影。將曝過光的結構件從遮蔽治具(Mask)4中取出，放入顯影液 中，去除不需要區(qū)域的油墨，露出下面的導電層2。 圖7顯示了被顯影后的結構件，不需要區(qū)域的油墨已去掉，露出下面的導電層。而 天線圖形區(qū)域即需要保留的區(qū)域導電層上依然覆蓋有抗蝕刻的感光油墨層，將這部分的導 電層保護起來。該保護層可以對抗蝕刻溶液例如酸性溶液的腐蝕。本步驟中的顯影液通常 成堿性，比如碳酸鈉(Na2C03)等，當然也不限于該堿性顯影液，任何可以區(qū)分沒有感光和感 過光的油墨的材料都可以采用。 第七步，如圖8，蝕刻。將顯影好的結構件放進蝕刻溶液例如酸性溶液中進行蝕刻， 去掉露出的金屬層，此時天線的圖形就形成在基體結構件上了。 圖8顯示了被蝕刻后的結構件，在圖8中未被保護的導電層被蝕刻溶液腐蝕掉， 露出了下面結構件的基體。而被抗蝕刻油墨層保護的導電層部分不被腐蝕，從而形成了天 線圖形。如果導電層為金屬，本步驟中的酸性溶液可以腐蝕掉結構件上的金屬，比如氯酸 (HC1)等，也可以采用其它任何可腐蝕掉結構件上的金屬的合適溶液。 第八步，如圖9，褪膜。將蝕刻過的結構件放進褪膜溶液中，褪去保護天線圖形的抗 蝕刻層，從而在結構件上露出了天線圖形。其結果如圖9顯示。
如果不需要金屬層直接暴露，此步驟也可省略。 圖9顯示了被褪膜液洗去抗蝕刻膜的情況，天線形狀所需的金屬圖案就直接暴露 在了結構件上。本步驟中使用的褪膜液通常為堿性，比如氫氧化鈉(NaOH)等，也可以采用 其它任何可去掉抗蝕刻膜的適當溶液。 這里本發(fā)明的描述和應用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例 中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結構、布置、比例，以及用其他元件、 材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進 行其他變形和改變。
權利要求
一種天線制造的三維光刻方法，包括提供基體結構件，在基體結構件的表面形成導電層，導電層的上面形成感光油墨層，以及遮蔽，曝光，顯影，蝕刻過程，其特征在于所述導電層形成在基體結構件的三維表面上，所述的感光油墨層形成在導電層的三維表面上，所述的遮蔽和曝光過程都是對感光油墨層的三維表面進行。
2. 如權利要求1所述的三維光刻方法，其特征在于，所述感光油墨為一種主要成分對 特定光譜敏感而發(fā)生化學反應的感光抗蝕油墨。
3. 如權利要求2所述的三維光刻方法，其特征在于，所述特定光譜為紫外光。
4. 如權利要求1所述的三維光刻方法，其特征在于，所述導電層為金屬層。
5. 如權利要求4所述的三維光刻方法，其特征在于，所述金屬層為銅或者鎳或者銀層；金屬層為一層或一層以上。
6. 如權利要求4或者5所述的三維光刻方法，其特征在于，所述金屬層為電鍍，化學鍍， 涂或者刷的金屬層。
7. 如權利要求1所述的三維光刻方法，其特征在于，所述基體結構件為可鍍塑膠。
8. 如權利要求7所述的三維光刻方法，其特征在于，所述可鍍塑膠為ABS。
9. 如權利要求1所述的三維光刻方法，其特征在于，若所述導電層需要直接暴露，在蝕 刻過程后，所述方法還包括褪膜步驟。
全文摘要
一種天線制造的三維光刻方法，包括提供一基體結構件，基體結構件的表面形成導電層，導電層的外面形成感光油墨層，遮蔽，曝光，顯影，蝕刻過程，特征為基體結構件為三維，并且形成的導電層，導電層外面的形成的感光油墨層，遮蔽和曝光過程都是對三維表面進行。本發(fā)明中，三維天線的圖形可以一次形成，縮短生產(chǎn)周期，滿足大批量生產(chǎn)。
文檔編號H01Q1/38GK101752643SQ20081020405
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權日2008年12月4日
發(fā)明者于松濤, 盧曉峰, 唐永玲, 宋玉明, 張新山, 戴豐, 歐立文 申請人:上海安費諾永億通訊電子有限公司