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基于IML工艺的天线设计方法
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2017-11-09
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IML（IN MOLDING LABEL）即模内镶件注塑，是集丝网印刷、成型和注塑相结合的一种新型模内装饰技术。目前该工艺在装饰产品上已经有广泛应用，应用到天线设计上可节约空间，简化生产流程，具有很大的潜在发展能力。IML技术不但改善产品的品质，还为产品创新拓宽了空间，提升了产品的附加值。
本文采用的IML工艺是将天线镶嵌在手机后壳里，具有稳定和耐磨性的同时也对天线的调试造成了很大的不便。为了克服调试上的这种困难，我们采用安捷伦公司的AMDS软件对天线进行模拟仿真，在该软件中可以很直观地看到手机中各个器件，且能做到对几微米厚度材料的模拟，得到的结果和实测结果有高度的一致性。同时也可以在设计前期找到天线的敏感区，降低生产中的不良率，降低生产风险，掌握天线的SAR，HAC等基本参数，为最终设计调试提供可靠的理论支持，减少设计周期和成本。目前该技术已初步应用于集团IML天线的生产开发过程，是行之有效的设计手段。
2 设计原理及概述
2.1 传统天线设计
在传统的手机天线设计初期，主要用PCB板，天线支架，铜皮制作MOCKUP（图1），使用网络分析仪来调试天线。这种方法的主要特点是将铜皮贴在支架上，通过改变天线的形状、大小等进行调试，因此无法调试镶嵌在手机后壳里中的天线，同时也无法测试天线的SAR、HAC等参数，无法适应新天线的设计要求。
图1 MOCKUP的制作
2.2 IML天线设计
（1）制作IML天线的流程
在天线中应用IML技术是一项新兴技术，它是把天线用IML技术集成到手机后壳中，即将天线压入后盖Film薄膜经过成型机Forming成型，再经过剪切后放置到注塑模具内注塑而成。
（2）IML天线优缺点
优点：由于天线集成到手机后壳里，增加了天线与Speaker及其他射频模块的相对距离，减少相互干扰，提高天线性能；在量产中，简化工艺流程，减少人为因素造成的不良，降低生产成本，且生产出的天线具有良好的一致性。
缺点：IML天线在进行高压成型时由于拉伸作用很容易造成天线的变形，从而影响天线性能；由于天线镶嵌在天线后壳里，后壳的厚度和材质对天线有很大的影响，因此无法用传统的方法进行调试。
（3）解决方案
在传统天线MOCKCUP调试设计手段无法胜任这方面的任务时，我们采用安捷伦公司的AMDS仿真软件来调试IML天线，较好地解决了这一问题。
1）由图2可以看出，在弯曲度大的地方拉伸时的变形量也相对较大，为了减小成型时的变形对天线性能的影响，应尽量将天线的敏感区设计到平面上，通过AMDS的仿真可以很容易地找到天线的敏感区。
2）AMDS软件可以在网格化后很清楚地显示手机壳里的天线形状和尺寸，形象地模拟了天线的真实环境，仿真结果精确，且高效快速，可以大幅加速设计开发周期，减少设计成本。
本文采用的IML工艺是将天线镶嵌在手机后壳里，具有稳定和耐磨性的同时也对天线的调试造成了很大的不便。为了克服调试上的这种困难，我们采用安捷伦公司的AMDS软件对天线进行模拟仿真，在该软件中可以很直观地看到手机中各个器件，且能做到对几微米厚度材料的模拟，得到的结果和实测结果有高度的一致性。同时也可以在设计前期找到天线的敏感区，降低生产中的不良率，降低生产风险，掌握天线的SAR，HAC等基本参数，为最终设计调试提供可靠的理论支持，减少设计周期和成本。目前该技术已初步应用于集团IML天线的生产开发过程，是行之有效的设计手段。
2 设计原理及概述
2.1 传统天线设计
在传统的手机天线设计初期，主要用PCB板，天线支架，铜皮制作MOCKUP（图1），使用网络分析仪来调试天线。这种方法的主要特点是将铜皮贴在支架上，通过改变天线的形状、大小等进行调试，因此无法调试镶嵌在手机后壳里中的天线，同时也无法测试天线的SAR、HAC等参数，无法适应新天线的设计要求。
图1 MOCKUP的制作
2.2 IML天线设计
（1）制作IML天线的流程
在天线中应用IML技术是一项新兴技术，它是把天线用IML技术集成到手机后壳中，即将天线压入后盖Film薄膜经过成型机Forming成型，再经过剪切后放置到注塑模具内注塑而成。
（2）IML天线优缺点
优点：由于天线集成到手机后壳里，增加了天线与Speaker及其他射频模块的相对距离，减少相互干扰，提高天线性能；在量产中，简化工艺流程，减少人为因素造成的不良，降低生产成本，且生产出的天线具有良好的一致性。
缺点：IML天线在进行高压成型时由于拉伸作用很容易造成天线的变形，从而影响天线性能；由于天线镶嵌在天线后壳里，后壳的厚度和材质对天线有很大的影响，因此无法用传统的方法进行调试。
（3）解决方案
在传统天线MOCKCUP调试设计手段无法胜任这方面的任务时，我们采用安捷伦公司的AMDS仿真软件来调试IML天线，较好地解决了这一问题。
1）由图2可以看出，在弯曲度大的地方拉伸时的变形量也相对较大，为了减小成型时的变形对天线性能的影响，应尽量将天线的敏感区设计到平面上，通过AMDS的仿真可以很容易地找到天线的敏感区。
2）AMDS软件可以在网格化后很清楚地显示手机壳里的天线形状和尺寸，形象地模拟了天线的真实环境，仿真结果精确，且高效快速，可以大幅加速设计开发周期，减少设计成本。
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