微型天線模組的制作方法

專利名稱：微型天線模組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微型天線模組，特別是涉及一種配置有寄生電容 器的微型天線模組，同時可通過寄生電容器來調整電容值，以達到較佳的 耦合效果。
背景技術：
隨著制造技術的進步，幾乎所有的可攜帶式3C產品均走向微型化 (Miniaturize)，特別是在天線也同時達到微型化之后，使得一些具有無 線通訊功能的可攜帶式3C產品大量產出，例如行動電話(mobile phone)、 個人數字助理(PDA)或是衛星導航系統(GPS)等。
圖2所示，為中國臺灣公告專利第1293819號所公開的微小型天線裝 置-Chip Antenna,其描述一種在介電材料板20上形成不同方向彎折的金 屬線200，以形成天線裝置。微小型天線裝置的介電材料板20可以是一 種絕緣材料、印刷電路板或是陶瓷材料等；而金屬線200線寬為0.2mm， 并且可通過調整上述不同彎折金屬線200的線寬、間距、曲折數量來調整 微小型天線裝置的頻寬以及頻率響應點。此外，也可以在不同彎折金屬線 200的兩端上，各形成一個金屬接點210、 220。
射頻天線除了必須要微型化之外，其為了克服外來噪聲的干擾，因此 傳統上均需要使用n型電路來調整天線的阻抗或用來調整頻率。同時，也 由于3C產品的種類非常多，使得微型天線無法標準化，而必須隨著不同 產品做些頻率上的調整，因而有非常多的天線類型。為了解決此一問題， 以目前的現有技術而言，大都使用寄生電容器的方式來調整頻率，例如-平面天線、L型單極天線、E型天線或是反相F型天線等；其中，美國專 利7012570，即公開一種具印刷寄生電容器的天線，請參考圖1。如圖1 所示，其主要是通過外加之調整單元410形成寄生電容器來調整頻率。很 明顯地，其無法只在一塊印刷電路板上形成寄生電容器，而必須將一部分的天線延伸至印刷電路板外側，使得3C產品需要增加多余的空間來容納 天線。

實用新型內容
為了解決上述問題，本實用新型的主要目的在于提供一種微型天線模 組，其可以在不增加微型天線模組面積狀況下，配置寄生電容器，由此寄 生電容器來調整振蕩頻率。
本實用新型的另一主要目的在于提供一種微型天線模組，其可以在不 增加微型天線模組面積狀況下，通過寄生電容器的圖案化配置，使得寄生 電容器具的電容值具有調整的功能。
本實用新型的又一主要目的在于提供一種微型天線模組，其可以在不 增加微型天線模組面積狀況下，配置寄生電容器以及一電容器，由此寄生 電容器以及電容器來調整振蕩頻率。
依據上述目的，本實用新型提供一種微型天線模組，包括 一基板， 其上分割為一第一區域， 一與第一區域一側邊相鄰的第二區域，以及一與 第一區域及第二區域同一側邊相鄰的第三區域； 一接地平面，將第一金屬 層形成于基板的第三區域上； 一絕緣層，平整地覆蓋于接地平面上； 一微 型天線板，于一介電材料板上形成一圖案化的金屬線且在兩端點上配置第 一金屬接點及第二金屬接點，同時，微型天線板固接于基板的第一區域上， 且微型天線板與接地平面相鄰的一側邊上，進一步配置一第二金屬層，而 第二金屬層與微型天線板中的第一金屬接點電性連接；及一第三金屬層， 形成于基板的該第二區域上，其中微型天線模組的特征在于第三金屬層 的一端延伸至微型天線的第二金屬接點上并與第二金屬接點電性連接，其 另一端延伸至絕緣層上，并形成圖案化的金屬層。
本實用新型接著提供一種微型天線模組，包括 一基板，其上分割為 第一區域， 一與第一區域一側邊相鄰的第二區域，以及一與第一區域及第 二區域同一側邊相鄰的第三區域； 一接地平面，將第一金屬層形成于基板 的第三區域上； 一絕緣層，平整地覆蓋于接地平面上； 一微型天線板，于 一介電材料板上形成一圖案化的金屬線且在兩端點上配置第一金屬接點 及第二金屬接點，而微型天線板固接于基板的該第一區域上，且微型天線板與該接地平面相鄰的一側邊上，進一步配置第二金屬層，而第二金屬層 與微型天線板中的第一金屬接點電性連接；及一第三金屬層，形成于基板 的該第二區域上，其一端延伸至微型天線的另一側邊上且與第二金屬接點 電性連接，其另一端延伸至絕緣層上，并形成一圖案化的金屬層，其中微 型天線模組的特征在于圖案化的金屬層是以多個不連續的金屬層所形 成。
本實用新型接著提供一種無線通訊裝置，包含一本體、 一顯示單元、 一觸控單元、 一觸控筆、 一撥發鍵盤以及一天線裝置，天線裝置經由一饋 入元件與一微型天線模組電性連接，其中微型天線模組包括 一基板，其 上分割為一第一區域， 一與第一區域一側邊相鄰的第二區域，以及一與第 一區域及第二區域同一側邊相鄰的第三區域； 一接地平面，將一第一金屬 層形成于基板的該第三區域上； 一絕緣層，平整地覆蓋于接地平面上；一 微型天線板，于一介電材料板上形成一圖案化的金屬線且圖案化的金屬線 的兩端點上配置第一金屬接點及第二金屬接點，而微型天線板固接于基板 的該第一區域上，且微型天線板與接地平面相鄰的一側邊上，進一步配置 一第二金屬層，而第二金屬層與該微型天線板中的該第一金屬接點電性連 接；及一第三金屬層，形成于基板的該第二區域上，其一端延伸至微型天 線的另一側邊上且與第二金屬接點電性連接，其另一端延伸至絕緣層上， 并形成一圖案化的金屬層，其中無線通訊裝置的特征在于微型天線模組 中的圖案化的金屬層是以多個不連續的金屬層所形成。
本實用新型的有益效果有鑒于微型天線在現有技術上的限制，本實 用新型提供一種在印刷電路板上形成寄生電容器的微型天線模組，使得微 型天線模組可以在不增加天線面積的情況下，依據不同的3C產品進行頻 率的調整。在不增加微型天線模組面積狀況下，配置寄生電容器，由此寄 生電容器來調整振蕩頻率，通過寄生電容器的圖案化配置，使得寄生電容 器具的電容值具有調整的功能。配置寄生電容器以及一電容器，由此寄生 電容器以及電容器來調整振蕩頻率。


圖1是一種在天線模組中使用電容構造來調整頻率的一現有技術示意圖。
圖2是一種微型天線板的現有技術示意圖。
圖3是本實用新型的微型天線模組的基板示意圖。
圖4是本實用新型的微型天線模組的第一實施例的示意圖。 圖5是本實用新型的微型天線模組的第二實施例的示意圖。 圖6是本實用新型的微型天線模組的第三實施例的示意圖。 圖7是本實用新型的微型天線模組的第四實施例的示意圖。 圖8是本實用新型的無線通訊裝置的示意圖。
主要元件符號說明
1、 2、3、 4 微型天
10基板
12第一區域
14第二區域
16第三區域
18間隔
20微型天線板
22金屬層
30金屬層
40金屬層
42金屬層
44金屬層
46間隔
50饋入元件
51信號端點
52接地端點
8無線通訊裝置
81本體
82顯示單元
83觸控單元84 觸控筆
85 撥發鍵盤
86 天線裝置
具體實施方式
由于本實用新型為涉及一種微型天線模組，特別是一種具有調整振蕩 頻率的微型天線模組，用以確保微型天線模組與通訊裝置間的最佳匹配 值。由于，本實用新型所利用到的一些微型天線或在電路基板上形成金屬 層等的詳細制造或處理過程，是利用現有技術來達成，故在下述說明中， 并不作完整描述。而且下述內文中的附圖，亦并未依據實際的相關尺寸完 整繪制，其作用僅在表達與本實用新型特征有關的示意圖。
首先，請參考圖3，為本實用新型的微型天線模組的基板示意圖。如圖 3所示，基板10，其上分割為第一區域12、第二區域14與第三區域16; 其中第二區域14與第一區域12 —側邊相鄰，而第三區域16則與第一區 域12及第二區域14同一側邊相鄰，其中，第三區域16與第一區域12 不連接在一起。此外，基板10可以是一種印刷電路板(Printed Circuit Board; PCB)，特別是單層印刷電路板或是多層印刷電路板。
接著，請參考圖4，為本實用新型的微型天線模組的一實施例的示意圖。 如圖4所示，將一個微型天線板20配置于基板10的第一區域12上，例 如使用表面黏著技術(Surface Mount Technology; SMT)將微型天線板20 焊接于基板10的第一區域12上。其中，微型天線板20如圖2所示，是 在介電材料板20上形成不同方向彎折的金屬線200，以形成天線裝置， 且在不同彎折金屬線200的兩端上，形成第一金屬接點210及第二金屬接 點220。再接著，于基板10的第三區域16上形成一金屬層30;例如 使用電鍍工藝(Plating)，將金屬層30覆蓋在基板10的第三區域16上， 用以作為微型天線模組的接地面(Grounding Plane)。由于，第三區域 16與第一區域12不連接在一起，因此，金屬層30與微型天線板20之間 形成一間隔18。然后，再于金屬層30上形成一平整的絕緣層(未顯示于 圖中)，此絕緣層可以是一種介電材料；例如絕緣層為一 polyimide材 料層。在此要說明，使用在本實用新型的絕緣層，可以依據所要形成的電容值來選擇具有不同介電值的介電材料以及選擇絕緣層的厚薄度。
再接著，于金屬層30與微型天線板20之間的間隔18上，另外再形成 一金屬層22，通過此金屬層22與微型天線板20的第一金屬接點210電 性連接，用以作為微型天線板20的饋入點。然后，再于基板20的第二區 域14上，形成一金屬層40，同時，金屬層42連接著金屬層40的一端延 伸至微型天線20的第二金屬接點220上，并與第二金屬接點220電性連 接；而金屬層40的另一端延伸至絕緣層上，并且在絕緣層上形成圖案化 的金屬層44。此圖案化的金屬層44可以是幾何形狀，例如同心圓或是 如圖4所示的同心矩形或是不規則的環繞金屬層。
很明顯地，本實用新型是將圖案化金屬層44延伸至絕緣層上，使得 圖案化金屬層44與位于絕緣層下的金屬層30可以形成寄生電容的結構； 因此，本實用新型可通過圖案化金屬層44所形成的面積的大小來決定寄 生電容的電容值。故當寄生電容的一端與微型天線板20的第二金屬接點 220電性連接后，即可通過此寄生電容來達到調整頻率的目的。因此，當 本實用新型的微型天線模組1經由一個饋入元件50 (例如同軸電纜) 配置于3C產品中時，即可在不增加微型天線模組l面積的前提下，達到 調整頻率的目的；其中，饋入元件50的信號端點52與金屬層22電性連 接，而其接地端點54則與接地平面電性連接；通過此饋入元件50將天線 信號傳送至3C產品中。此外，當基板10為一 PCB時，其上的接地平面 可以進一步延伸至基板10的另一面(未顯示于圖中)，因此，在基板IO 的側邊上也會有金屬層30;而當基板10為一 PCB為一種多層電路板時， 由于層與層之間的接地連接在一起，因此，在層與層之間的側邊上也會有 金屬層30。很明顯地，這些在基板IO側邊上的金屬層30也會與圖案化 金屬層44形成寄生電容的效應。
接下來，請參考圖5，為本實用新型的微型天線模組的另一實施例的 示意圖。圖5所示的微型天線模組2，其在結構上與圖4所示的微型天線 模組l完全相同，僅有在圖案化金屬層44的結構上不相同，故本實施例 的微型天線模組2的結構不再重復贅述。如圖5所示，圖案化金屬層44 是由多個不相連接的金屬線段所組成，其中，不相連接的金屬線段是由至 少一個區段46來隔離；此不連續的圖案化金屬層44其組成的結構是近似幾何形狀，例如同心圓或是如圖4所示的同心矩形或是不規則的環繞金 屬層。因此，可以通過將部分金屬線段以焊接方式電性連接后；例如將 圖5中的區段46電性連接在一起后，可使金屬線段形成不同的面積，故
可以依據需求來決定焊接區段46的數量，進而來決定寄生電容的電容值。 故當本實施例的微型天線模組2經由饋入元件50配置于無線通訊的 產品中時，即可在不增加微型天線模組2面積的前提下，達到調整頻率的 目的。在此要強調，本實施例的寄生電容可以經由焊接方式來決定電容值， 因此，本實施例中的微型天線模組2可以具有較高范圍的頻率調整。因此， 經由微型天線模組2適當的設計，可以使微型天線模組2能夠使用在不同 頻率的產品；例如配置有無線通訊(如IEEE802.11a/b/g、 Bluetooth等) 裝置的產品，包括無線通訊手機(Cellular Phone)、全球衛星定位系統 (Global Positioning System,GPS)、個人數字助理(Personal Digital Assistant; PDA)、筆記型計算機(NB)及具有接受信號功能的MP3等。 接下來，請參考圖6，為本實用新型的微型天線模組的另一實施例的 示意圖。圖6所示的微型天線模組3，其除了未在金屬層30上形成圖案 化金屬層44的外，在結構上與圖5所示的微型天線模組2相同，故本實 施例的微型天線模組3的結構不再重復贅述。如圖6所示，為在微型天線 模組3中的金屬層30 (接地面)與金屬層40之間連接一電容元件60，此 電容元件60可以是可變電容器。因此，當本實用新型的微型天線模組3 經由一個饋入元件50配置于無線通訊的產品中時，即可通過對電容元件 60的調整，來達到調整頻率的目的。此外，當電容元件60完成連接后， 也可以選擇性地在金屬層30形成一絕緣層。
再接下來，請 參考圖7，為本實用新型的微型天線模組的再一實施例 的示意圖。很明顯地，圖7所示的微型天線模組4，是在圖5的微型天線 模組2的結構中，再加上一個電容元件60，此電容元件60也可以是一個 可變電容器，故本實施例在微型天線模組4的結構即不再重復贅述。如圖 7所示，為在微型天線模組4中的金屬層30 (接地面)與金屬層40之間 連接一電容元件60，此電容元件60可以是可變電容器。因此，當本實用 新型的微型天線模組4經由一個饋入元件50配置于無線通訊的產品中時， 即可以通過將至少一個區段46電性連接在一起后，可使金屬線段形成不同的面積，來達到調整頻率的目的之外，還可以再通過對電容元件60的 調整，同時來調整頻率。很明顯地，本實施例可以具有較大的頻率調整功 能。同樣地，經由本實施例的微型天線模組4適當的設計，可以使微型天 線模組4使用在不同頻率的產品；例如配置有無線通訊(如
IEEE802.11a/b/g、 Bluetooth等)裝置的產品，包括無線通訊手機(Cellular Phone)、全球衛星定位系統(Global Positioning System,GPS)、個人數字 助理(Personal Digital Assistant; PDA)、筆記型計算機(NB)及具有接 受信號功能的MP3等。
接著，以一種無線通訊裝置來說明本實用新型的應用。請參考圖8， 為本實用新型的無線通訊裝置的示意圖。如圖8所示，此無線通訊裝置8 可以是一種觸控式手機，其也可以是一種個人數字助理(PDA)。無線通 訊裝置8包含一本體81、 一顯示單元82、 一觸控單元83、 一觸控筆84、 一撥發鍵盤85以及一天線裝置86，其中天線裝置86是經由饋入元件50 將本實用新型的微型天線模組(1、 2、 3及4)與無線通訊裝置8電性連 接在一起。很明顯地，由于本實用新型的微型天線模組(1、 2、 3及4) 可以微型化，且可以使用相同的微型天線模組來配置在觸控式手機或是個 人數字助理(PDA)的上，然后通過本實用新型的寄生電容值的設計，使 得微型天線模組(1、 2、 3及4)可以在不增加天線面積下，進行頻率的 調整。
最后，還要進一步說明，本實用新型中的微型天線板20可以是任何 形式，圖2所述的微型天線板20僅為說明本實用新型的一范例，并非用 以限制本實用新型。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并非用以限定本實用新型的 權利范圍；同時以上的描述，對于熟知本技術領域的專門人士應可明了及 實施，因此其它未脫離本實用新型所揭示的精神下所完成的等效改變或修 飾，均應包含在本實用新型的權利要求范圍中。
權利要求1.一種微型天線模組，包括一基板，其上分割為一第一區域，一與該第一區域一側邊相鄰的第二區域，以及一與該第一區域及該第二區域同一側邊相鄰的第三區域，一接地平面，將一第一金屬層形成于該基板的該第三區域上，一絕緣層，平整地覆蓋于該接地平面上，一微型天線板，于一介電材料板上形成一圖案化的金屬線且該圖案化的金屬線的兩端點上配置一第一金屬接點及一第二金屬接點，該微型天線板固接于該基板的該第一區域上，且該微型天線板與該接地平面相鄰的一側邊上，進一步配置一第二金屬層，而該第二金屬層與該微型天線板中的該第一金屬接點電性連接，及一第三金屬層，形成于該基板的該第二區域上，其中該微型天線模組的特征在于該第三金屬層的一端延伸至該微型天線的該第二金屬接點上并與該第二金屬接點電性連接，其另一端延伸至該絕緣層上，并形成圖案化的金屬層。
2. 如權利要求1所述的微型天線模組，其特征在于，該基板由下列組合中選出 一印刷電路板及一多層印刷電路板。
3. 如權利要求l所述的微型天線模組，其特征在于，該第三金屬層與 第一金屬層的側邊，形成寄生電容。
4. 如權利要求l所述的微型天線模組，其特征在于，該圖案化金屬層的圖案由下列組合中選出同心圓、同心矩形及不規則的環繞金屬層。
5. 如權利要求l所述的微型天線模組，其特征在于，進一步包括一饋 入元件，其一端點與該第二金屬層電性連接，其另一端點與該接地平面電 性連接。
6. —種微型天線模組，包括 一基板，其上分割為一第一區域， 一與 該第一區域一側邊相鄰的第二區域，以及一與該第一區域及該第二區域同 一側邊相鄰的第三區域， 一接地平面，將一第一金屬層形成于該基板的該 第三區域上， 一絕緣層，平整地覆蓋于該接地平面上， 一微型天線板，于 一介電材料板上形成一圖案化的金屬線且該圖案化的金屬線的兩端點上 配置一第一金屬接點及一第二金屬接點，該微型天線板固接于該基板的該第一區域上，且該微型天線板與該接地平面相鄰的一側邊上，進一步配置 一第二金屬層，而該第二金屬層與該微型天線板中的該第一金屬接點電性 連接，及一第三金屬層，形成于該基板的該第二區域上，其一端延伸至該 微型天線的另一側邊上且與該第二金屬接點電性連接，其另一端延伸至該 絕緣層上，并形成一圖案化的金屬層，其中該微型天線模組的特征在于-該圖案化的金屬層是以多個不連續的金屬層所形成。
7. 如權利要求6所述的微型天線模組，其特征在于，該第三金屬層與 第一金屬層的側邊，形成寄生電容。
8. 如權利要求6所述的微型天線模組，其特征在于，該圖案化金屬層的圖案由下列組合中選出同心圓、同心矩形及不規則的環繞金屬層。
9. 一種微型天線模組，包括一i板，其上分割為一第一區域， 一與 該第一區域一側邊相鄰的第二區域，以及一與該第一區域及該第二區域同 一側邊相鄰的第三區域， 一接地平面，將一第一金屬層形成于該基板的該 第三區域上， 一絕緣層，平整地覆蓋于該接地平面上， 一微型天線板，于 一介電材料板上形成一圖案化的金屬線且該圖案化的金屬線的兩端點上 配置一第一金屬接點及一第二金屬接點，該微型天線板固接于該基板的該 第一區域上，且該微型天線板與該接地平面相鄰的一側邊上，進一步配置 一第二金屬層，而該第二金屬層與該微型天線板中的該第一金屬接點電性 連接，及一第三金屬層，形成于該基板的該第二區域上，其一端延伸至該 微型天線的另一側邊上且與該第二金屬接點電性連接，其中該微型天線模 組的特征在于該第三金屬層的另一端與該接地平面之間，電性連接一電容元件。
10. 如權利要求9所述的微型天線模組，其特征在于，該電容元件為 一可變電容元件。
11. 一種微型天線模組，包括 一基板，其上分割為一第一區域，一 與該第一區域一側邊相鄰的第二區域，以及一與該第一區域及該第二區域 同一側邊相鄰的第三區域， 一接地平面，將一第一金屬層形成于該基板的 該第三區域上， 一絕緣層，平整地覆蓋于該接地平面上， 一微型天線板， 于一介電材料板上形成一圖案化的金屬線且該圖案化的金屬線的兩端點 上配置一第一金屬接點及一第二金屬接點，該微型天線板固接于該基板的該第一區域上，且該微型天線板與該接地平面相鄰的一側邊上，進一步配 置一第二金屬層，而該第二金屬層與該微型天線板中的該第一金屬接點電 性連接，及一第三金屬層，形成于該基板的該第二區域上，其一端延伸至 該微型天線的另一側邊上且與該第二金屬接點電性連接，其另一端延伸至 該絕緣層上，并形成一圖案化的金屬層，其中該微型天線模組的特征在于:該圖案化的金屬層是以多個不連續的金屬層所形成且該第三金屬層 的另一端與該接地平面之間，電性連接一電容元件。
12.如權利要求11所述的微型天線模組，其特征在于，該電容元件 為一可變電容元件。
專利摘要本實用新型涉及一種微型天線模組，包括一基板，其上分割為第一區域、第二區域，以及第三區域；一接地平面，將第一金屬層形成于基板的第三區域上；一絕緣層，平整地覆蓋于接地平面上；一微型天線板，固接于基板的第一區域上且在與接地平面相鄰的一側邊上，進一步配置一第二金屬層；一第三金屬層，形成于基板的第二區域上；及一饋入元件，其一端點與第二金屬層電性連接，其另一端點與接地平面電性連接，其中微型天線模組的特征在于第三金屬層的一端延伸至微型天線的另一側邊上，另一端延伸至絕緣層上，并形成圖案化的金屬層。本實用新型可通過寄生電容器來調整電容值，以達到較佳的耦合效果。
文檔編號H01Q9/42GK201345416SQ200820176230
公開日2009年11月11日 申請日期2008年11月14日 優先權日2008年11月14日
發明者廖昌倫, 楊成發, 蕭朝陽, 邱振維, 陳廷穎 申請人:詮欣股份有限公司