CN100418223C - 可整合微型天线的系统芯片 - Google Patents
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Abstract
一种可整合微型天线的系统芯片(SOC)，尤指一种将射频模块、电路板与天线元件整合封装而组成的单一系统芯片设计，主要是利用单一或多重输入端及多重曲折线路组成的天线辐射导体线路形成一微型天线元件，并选取有源、无源元件配合该天线及相关电路而同时布设于电路板上，使电路板上的有源、无源元件及天线元件是经由埋入射出或胶注成型的封装制造工艺，进而封装为一包含射频模块及天线元件的单一系统芯片。
Description
技术领域
本发明涉及一种可整合微型天线的系统芯片(System on Chip，SOC)，尤指一种可将现有射频模块、电路板与天线元件施予整合封装所组成的单一系统芯片。
背景技术
芯片天线为近几年来才发展出来的一种天线，此种天线是将金属导体封装于介电材料之内。当电磁波在介电常数越高的材料内传播时，其波速会受到材料的影响而变的越慢，而波长亦随之变的越短，而天线大小又取决于波长的长短，波长越长，则天线的尺寸需要越大，反之，波长越短，则天线尺寸就可以缩小，故只要封装材料的介电常数越高，则天线的整体体积也就能做的越小。目前无线通讯的产品都朝向着微小化的目标前进，故芯片天线的出现对未来无线通讯的发展无疑的是一项重大帮助。
目前射频的SOC技术都只有涵盖射频模块，而并未涵盖到天线的部分。这是由于天线的电磁辐射特性与根本的体积大小要求而难以整合在IC里面，所以现有技术乃是将两部份分开实施，因此无法达到整合制造与体积缩小化的功效。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可整合微型天线的系统芯片，主要是包含一射频模块、一电路板及一天线元件而组成单一系统芯片，其中：射频模块是依需求而选取各有源、无源元件；电路板是印刷设有逻辑电路与天线元件，并供所述射频模块的各有源、无源元件连结设置；天线元件是利用单一或多重输入端及多重曲折线路组成一天线辐射导体线路，以构成一微型天线元件，并选取有源、无源元件配合该天线元件及相关电路同时布设于电路板上，再施予埋入射出或胶注成型而封装完成一包含射频模块及天线元件的单一系统芯片，由此达到整合制造及体积缩小化的功效。
附图说明
图1为本发明呈组合示意状态的实施例图。
图2为本发明与封装材料呈分解状态的实施例示意图。
图3为发明的制作流程示意图。
具体实施方式
如图1及图2所示，本发明为“可整合微型天线的系统芯片”设计，其主要包含一射频模块1、一电路板2及一天线元件3而组成单一系统芯片，其中：
射频模块1，如图2所示，其是依需求而选取各有源、无源元件，包括：低噪音放大器(Low noise amplifier，LNA)11a、功率放大器(Power amplifier，PA)11b、RF滤波器12、RF处理器13及一基频处理器14等构成双向无线传输的元件，其中并于天线元件3与射频模块1之间设有一组切换开关(Switch)151和152，以供变换资料传输路径。射频模块1的各有源、无源元件是包括：低噪音放大器11a、功率放大器11b、带通滤波器12(Bandpass filter)、当地振荡器131(Local oscillator)、混频器(Mixer)132、中频滤波器(IF filter)141、调变器(Modulator)142、中频放大器(IF amplifier)143及解调器(Demodulator)144等元件。
上述双向无线传输中，其信号发射的有源、无源元件是包括：带通滤波器12、低噪音放大器11a、当地振荡器131、混频器132、中频放大器143及解调器144等元件，至于信号接收的有源、无源元件是包括：功率放大器11b、带通滤波器12、当地振荡器131、混频器132、中频滤波器141、调变器142等元件。
电路板(PCB)2是印刷设有逻辑电路与天线元件3，并供上述射频模块1的各有源、无源元件连接设置；
天线元件3是利用单一或多重输入端及多重曲折线路组成一天线辐射导体线路，以构成一微型天线元件；
利用上述构件时，其是于选取射频模块及有源、无源元件后，配合天线元件3及相关电路而布设于电路板2上，令电路板2经由埋入射出或胶注成型的封装制造工艺，使电路板2上下两面分别可包覆具有一封装材料4，如图2所示，发此而封装制成一包含射频模块及天线元件的单一系统芯片。
上述电路板2的介电常数是选定介于2～30之间为较佳，且建构天线元件3的导体线路是以曝光、显影、蚀刻、电镀、无电镀或网印烧结以及喷涂或印刷等各种组合方式而建构于该电路板2，以此形成微小化的天线，而该导体线路是包含了穿透此电路板2的焊点21(即馈入端)，也可以在电路板2中钻孔并建构延伸的导体线路，以增加导体的长度。最后，再以另一容易微调其介电常数的封装材料4，如树脂-陶瓷复合材料，由埋入射出或胶注成型的封装制造工艺，即可封装成为一包含射频模块及天线元件的单一系统芯片。
上述封装材料4是调配为不同成份与比例的热塑性或热固性高分子与陶瓷粉末或纤维，并利用成份与比例的调整改变其介电常数。
如图3所示，为本发明的制作流程示意图，依本发明制成的单一系统芯片，其功能需求包括具有：系统整合芯片、射频识别技术(RFID)、可变天线(Reconfigurable Antenna)等。实施时，并预先制造射出模具以提供埋入射出成型制造工艺使用，而成型后亦依序经由天线测试及芯片功能测试，始完成一成品，若有不符合者，即再退回天线制造工艺，予以重新设计或制造。
Claims (11)
1. 一种可整合微型天线的系统芯片，主要是包含一射频模块、一电路板及一天线元件而组成单一系统芯片，其特征在于，其中：
射频模块是依需求而选取各有源、无源元件；
电路板是印刷设有逻辑电路与天线元件，并供所述射频模块的各有源、无源元件连结设置；
天线元件是利用单一或多重输入端及多重曲折线路组成一天线辐射导体线路，以构成一微型天线元件；
利用上述构件时，其是于选取射频模块及有源、无源元件后，配合天线元件及相关电路而布设于电路板上，令电路板经由封装制造工艺，使电路板上下两面分别包覆具有一封装材料，以此而封装制成一包含射频模块及天线元件的单一系统芯片。
2. 如权利要求1所述的可整合微型天线的系统芯片，其特征在于，所述天线元件与射频模块之间是设有一组切换开关，以双向变换其资料传输路径。
3. 如权利要求1所述的可整合微型天线的系统芯片，其特征在于，所述射频模块于双向无线传输的资料发射的有源、无源元件是包括：带通滤波器、低噪音放大器、当地振荡器、混频器、中频放大器及解调器，而资料接收的有源、无源元件是包括：电源放大器，带通滤波器，当地振荡器，混频器，中频滤波器和调变器。
4. 如权利要求1所述的可整合微型天线的系统芯片，其特征在于，所述电路板是利用埋入射出方式而完成封装制造工艺。
5. 如权利要求1所述的可整合微型天线的系统芯片，其特征在于，所述电路板是利用胶注成型而完成封装制造工艺。
6. 如权利要求1所述的可整合微型天线的系统芯片，其特征在于，所述电路板的介电常数介于2～30之间。
7. 如权利要求1所述的可整合微型天线的系统芯片，其特征在于，上述天线辐射导体线路是以曝光、显影、蚀刻、电镀、无电镀、网印烧结、喷涂或印刷的各种组合方式而建构于该电路板，以此形成微小化的天线。
8. 如权利要求1所述的可整合微型天线的系统芯片，其特征在于，上述天线辐射导体线路是包含了穿透电路板的焊点。
9. 如权利要求1所述的可整合微型天线的系统芯片，其特征在于，上述天线辐射导体线路是在电路板中钻孔并建构延伸的导体线路，以增加导体的长度。
10. 如权利要求1所述的可整合微型天线的系统芯片，其特征在于，所述封装材料是调配为不同成份与比例的热塑性或热固性高分子与陶瓷粉末或纤维，并利用成份与比例的调整，以改变其介电常数。
11. 如权利要求1所述的可整合微型天线的系统芯片，其特征在于，所述封装材料是树脂-陶瓷复合材料。
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