电磁带隙元件结构及制造方法与流程

背景技术：

1、本公开涉及用于形成电磁带隙(ebg)元件的结构及方法。具体来说，本公开涉及用于直接及/或间接喷墨印刷具有周期性蘑菇型单元的结构的ebg元件以能够在非常宽的频率范围内(例如在500mhz到约30ghz之间)减小占据面积的方法。

2、在其中重量、大小、成本及占据面积遭受严格设计约束的所有领域中，具有小形状因子的电子装置的需求越来越大。这些包含(例如)：制造业、商业、消费品、军事、航空、物联网及其它。具有这些较小形状因子的产品依赖具有紧密接近放置的紧密间隔数字及模拟电路的紧凑电子电路。在许多这些应用中，天线调谐谐振的能力是适当功能性的基本要求。此外，无线标准的可变性及新兴第五代(5g)及毫米波技术要求天线在高频处具有精确带隙且所有在非常小封装内。

3、随着越来越小传输及接收模块用于各种应用中(例如智能电话中的gps收发器)，多个天线通常可安置于单个介电衬底上，其可引起归因于天线之间的相互耦合的潜在信号泄漏。表面波表示许多天线中的非所要特征，因为其沿接地平面传播而非在自由空间中辐射以负面影响天线的效率及增益以及降级其辐射图案。同样地，表面波引起天线阵列的相互耦合，从而可能导致相位阵列系统的扫描死角。归因于高速数据传输的需求，例如(例如)uwb带通滤波器现今非常流行。表面波通过使得假阻带出现来降级uwb滤波器的性能。另外，通过多层pcb中的同步切换噪声(ssn)来激发谐振模式导致信号完整性问题及电磁干扰(emi)。

4、为消除所述泄漏，可将电磁带隙安置于两个天线之间。由ebg元件引起的带隙产生用于基本上消除耦合。

5、以下公开内容解决所描述的问题。

技术实现思路

1、在各种示范性实施方案中，公开用于形成电磁带隙(ebg)元件的结构及方法。此外，本文公开用于直接及/或间接喷墨印刷具有周期性蘑菇型单元的结构的ebg元件以能够在非常宽的频率范围内(例如在500mhz到约30ghz之间)减小占据面积的方法。

2、通常，ebg元件使用不同种类的技术构建，例如传统普通pcb制造技术，其中当尝试与约500khz到约30ghz之间的频带(例如(例如)用于蓝牙、zigbby、wi-fi、蜂窝频带、mm波及rf中的带宽)匹配时，ebg元件的大小相当大。本公开提供一种3d结构ebg，其中cl及cr值远高于普通型ebg操作，从而实现非常小(mm波)天线及rf电路集成以减小最终产品的大小。

3、在示范性实施方案中，本文提供一种制造电磁带隙(ebg)元件的计算机化方法，其包括：提供喷墨印刷系统，所述喷墨印刷系统包括：第一印刷头，其经设定大小及配置以施配介电油墨组合物；第二印刷头，其经设定大小及配置以施配导电油墨组合物；输送机，其可操作地耦合到所述第一印刷头及所述第二印刷头，所述输送机经配置以将衬底输送到所述第一印刷头及所述第二印刷头中的每一者；及计算机辅助制造(“cam”)，其具有中央处理模块(cpm)，与所述输送机及所述第一印刷头及所述第二印刷头中的每一者通信，所述cpm进一步包括：至少一个处理器，其与上面存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质通信，所述指令在由所述至少一个处理器执行时使得所述cpm通过实施包括以下的步骤来控制所述喷墨印刷系统：接收表示所述ebg元件的3d可视化文件；及产生具有多个文件的文件库，每一文件表示用于印刷所述ebg元件的大体上2d层，及至少表示用于印刷的所述大体上2d层中的每一者的印刷顺序的元文件；接收表示所述ebg元件的所述3d可视化文件；产生表示用于印刷的所述大体上2d层的所述文件库；提供所述介电油墨组合物及所述导电油墨组合物；从所述库获得表示所述ebg元件的第一印刷层的第一文件，所述第一文件包括表示以下中的至少一者的图案的印刷指令：所述介电油墨及所述导电油墨；使用所述第一印刷头来形成对应于所述第一层中的所述介电油墨的所述图案；固化对应于所述第一层中的所述介电油墨的所述图案；使用所述第二印刷头来形成对应于所述第一层中的所述导电油墨的所述图案；烧结对应于所述第一层中的所述导电油墨的所述图案；从所述库获得表示用于印刷所述ebg元件的后续层的后续文件；所述后续文件包括表示以下中的至少一者的图案的印刷指令：所述后续层中的所述介电油墨及所述导电油墨；重复使用所述第一印刷头来形成对应于所述后续层中的所述介电油墨的所述图案的步骤到烧结对应于所述后续层中的所述导电油墨的所述图案的步骤，其中在固化及/或烧结最终层之后，所述ebg元件包括：导电接地平面，其具有顶面及基面；介电介质，其具有安置于所述导电接地平面上的基面及顶面；多个多边形导电元件，其各自具有顶面及相邻于所述介电介质的所述顶面安置的基面且在所述介电介质的所述顶面上彼此间隔，每一多边形导电元件进一步包括基底延伸的小面壁，其中每一导电元件通过盲孔耦合到所述导电接地平面；及多个间隙多边形结构，其各自与多边形导电元件相关联且具有顶面，所述间隙多边形结构从所述导电接地平面的所述顶面向顶延伸，其中每一间隙多边形结构界定同心孔，其中所述盲孔与所述孔同轴安置；及移除所述衬底。

4、在另一实施例中，本文提供一种电磁带隙(ebg)元件，其包括：导电接地平面，其具有顶面及基面；介电介质，其具有安置于所述导电接地平面上的基面及顶面；多个多边形导电元件，其各自具有顶面及相邻于所述介电介质的所述顶面安置的基面且在所述介电介质的所述顶面上彼此间隔，每一多边形导电元件进一步包括基底延伸的小面壁，其中每一导电元件通过盲孔耦合到所述导电接地平面；及多个间隙多边形结构，其各自与多边形导电元件相关联且具有顶面，所述间隙多边形结构从所述导电接地平面的所述顶面向顶延伸，其中每一间隙多边形结构界定同心孔，其中所述盲孔与所述孔同轴安置。

5、在又一示范性实施方案中，本文提供一种制品，其包括上面存储有用于制造电磁带隙(ebg)元件的计算机可读介质(crm)的非暂时性存储器存储装置，所述crm包括经配置以在由至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行以下步骤的一组可执行指令：接收表示所述ebg元件的3d可视化文件；产生具有多个文件的文件库，每一文件表示用于印刷所述ebg元件的大体上2d层，及至少表示用于印刷的所述大体上2d层中的每一者的印刷顺序的元文件；从所述库获得表示所述ebg元件的第一印刷层的第一文件，所述第一文件包括表示以下中的至少一者的图案的印刷指令：介电油墨及导电油墨；使用第一印刷头来形成对应于所述第一层中的所述介电油墨的所述图案，所述第一印刷头可操作以施配介电油墨、包含在所述制品内与所述至少一个处理器通信；使用包含在所述制品内与所述至少一个处理器通信的电磁辐射源来固化对应于所述第一层中的所述介电油墨的所述图案；使用第二印刷头来形成对应于所述第一层中的所述导电油墨的所述图案，所述第二印刷头可操作以施配导电油墨、包含在所述制品内与所述至少一个处理器通信；使用包含在所述制品内与所述至少一个处理器通信的聚焦热源来烧结对应于所述第一层中的所述导电油墨的所述图案；从所述库获得表示用于印刷所述ebg元件的后续层的后续文件；所述后续文件包括表示以下中的至少一者的图案的印刷指令：所述后续层中的所述介电油墨及所述导电油墨；重复形成对应于所述后续层中的所述介电油墨的所述图案的步骤到烧结对应于所述后续层中的所述导电油墨的所述图案的步骤，其中在固化及/或烧结最终层之后，所述ebg元件经配置以包括：导电接地平面，其具有顶面及基面；介电介质，其具有安置于所述导电接地平面上的基面及顶面；多个多边形导电元件，其各自具有顶面及相邻于所述介电介质的所述顶面安置的基面且在所述介电介质的所述顶面上彼此间隔，每一多边形导电元件进一步包括基底延伸的小面壁，其中每一导电元件通过盲孔耦合到所述导电接地平面；及多个间隙多边形结构，其各自与多边形导电元件相关联且具有顶面，所述间隙多边形结构从所述导电接地平面的所述顶面向顶延伸，其中每一间隙多边形结构界定同心孔，其中所述盲孔与所述孔同轴安置。

6、将从结合示范性而非限制性图及实例解读的以下详细描述明白用于直接及/或间接喷墨印刷ebg元件的方法及ebg元件的结构的这些及其它特征。