CN104466369B - 天线结构和天线制造方法 - Google Patents

Abstract

一种天线结构和天线制造方法。该天线制造方法包括下列步骤：提供一铁磁性材料贴片；形成穿透过该铁磁性材料贴片的至少一贯孔，其中该贯孔连接于该铁磁性材料贴片的一第一表面和一第二表面之间；在该铁磁性材料贴片的该第一表面上、该第二表面上以及该贯孔内形成一不导电油墨层；针对该不导电油墨层施行一置换工艺，以在该不导电油墨层上形成一第一金属层；以及针对该第一金属层施行一增厚工艺，以在该第一金属层上形成一第二金属层，其中该第一金属层和该第二金属层皆由该铁磁性材料贴片的该第一表面经过该贯孔延伸至该第二表面。本发明可降低其整体厚度，还可简化天线结构的整体组装过程，且可降低天线结构的整体制造成本。

Description

天线结构和天线制造方法

技术领域

本发明涉及一种天线结构和天线制造方法，特别涉及一种薄形化及低成本的天线结构和天线制造方法。

背景技术

随着移动通信技术的发达，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式计算机、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth以及WiMAX(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，全球微波互联接入)系统使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。

在移动装置中，用于无线通信的天线结构实为不可或缺的组件。为了避免天线结构与移动装置内的其他电子及金属组件互相干扰，通常会在天线结构上再贴附一层防电磁波贴片。然而，此防电磁波贴片会增加天线结构的整体厚度，且增加整体组装工艺的复杂度。

因此，需要提供一种天线结构和天线制造方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决先前技术的问题，本发明提供一种天线制造方法，该天线制造方法包括下列步骤：提供一铁磁性材料贴片(Ferrite Sheet)；形成穿透过该铁磁性材料贴片的至少一贯孔(Via Hole)，其中该贯孔连接于该铁磁性材料贴片的一第一表面和一第二表面之间；在该铁磁性材料贴片的该第一表面上、该第二表面上以及该贯孔内形成一不导电油墨层；针对该不导电油墨层施行一置换工艺，以在该不导电油墨层上形成一第一金属层；以及针对该第一金属层施行一增厚工艺，以在该第一金属层上形成一第二金属层，其中该第一金属层和该第二金属层皆由该铁磁性材料贴片的该第一表面经过该贯孔延伸至该第二表面。

另外，本发明提供一种天线结构，该天线结构用于一电子装置，该天线结构包括：一铁磁性材料贴片，其中至少一贯孔形成并穿透过该铁磁性材料贴片，而该贯孔连接于该铁磁性材料贴片的一第一表面和一第二表面之间；一不导电油墨层，该不导电油墨层形成于该铁磁性材料贴片的该第一表面上、该第二表面上以及该贯孔内；一第一金属层，其中该第一金属层藉由针对该不导电油墨层施行一置换工艺而形成于该不导电油墨层上；以及一第二金属层，其中该第二金属层藉由施行一增厚工艺而形成于该第一金属层上，而该第一金属层和该第二金属层皆由该铁磁性材料贴片的该第一表面经过该贯孔延伸至该第二表面。

本发明藉由将天线结构与铁磁性材料贴片整合为一，可降低其整体厚度，并可简化天线结构的整体组装过程，还可降低天线结构的整体制造成本。

附图说明

图1是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图；

图2是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图；

图3是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图；

图4是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图；

图5是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图；

图6A是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法的天线结构的上视图；

图6B是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法的天线结构的下视图；

图7A是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图；

图7B是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图；

图7C是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图；

图8A是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图；

图8B是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图；以及

图8C是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。

主要组件符号说明：

100 铁磁性材料贴片

111 第一聚对苯二甲酸乙二酯层

112 第二聚对苯二甲酸乙二酯层

131 第一凝胶层

132 第二凝胶层

151 铁氧体层

160 贯孔

310 不导电油墨层

320 第一金属层

330 第二金属层

340 第一保护层

350 第二保护层

360 黏着层

370 机壳

610 连接垫

620 天线支路

E1 第一表面

E2 第二表面

具体实施方式

为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

本发明提供一种天线制造方法，其包括多个步骤。为使读者易于理解，以下附图分别用于表示此方法中每一步骤所对应的天线结构的半成品或成品图。必须理解的是，该天线制造方法的该等步骤不必须依照附图的次序而执行。另外，根据使用者的不同需求，该等步骤中的任一或多个部分亦可加入或是省略。

图1是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。在图1的步骤中，提供一铁磁性材料贴片100。铁磁性材料贴片100可用于阻挡电磁波，并改善一天线结构的辐射性能。如图1所示，铁磁性材料贴片100包括：一第一聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)层111、一第二聚对苯二甲酸乙二酯层112、一第一凝胶(Gel)层131、一第二凝胶层132以及一铁氧体(Ferrite)层151。第一聚对苯二甲酸乙二酯层111藉由第一凝胶层131而黏附至铁氧体层151。第二聚对苯二甲酸乙二酯层112藉由第二凝胶层132而黏附至铁氧体层151。铁氧体层151介于第一聚对苯二甲酸乙二酯层111和第二聚对苯二甲酸乙二酯层112之间。

图2是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。在图2的步骤中，形成穿透过铁磁性材料贴片100的至少一贯孔160，其中贯孔160连接于铁磁性材料贴片100的一第一表面E1和一第二表面E2之间，而第一表面E1相对于第二表面E2。必须理解的是，贯孔160并未真正将铁磁性材料贴片100分隔为二分离片段。图2的显示方式仅为使读者易于了解，但实际上铁磁性材料贴片100的此二片段仍然有部分互相连接(可参考其后的图6A、图6B)，且贯孔160的尺寸远小于铁磁性材料贴片100的尺寸。贯孔160具有微小的一孔径，例如：0.5mm。在其他实施例中，该天线制造方法亦可形成穿透过铁磁性材料贴片100的多个贯孔160，例如：2、3或4个。

图3是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。在图3的步骤中，在铁磁性材料贴片100的第一表面E1上、第二表面E2上以及贯孔160内形成一不导电油墨层310。亦即，不导电油墨层310可由铁磁性材料贴片100的第一表面E1经过贯孔160延伸至第二表面E2。相似地，图3的显示方式仅为使读者易于了解，但实际上位于铁磁性材料贴片100的二片段上的不导电油墨层310仍然有部分互相连接。不导电油墨层310可包括卑金属(Base Metal)粉末与环氧树脂(Epoxy)。例如，不导电油墨层310可藉由网印、移印或是喷涂等方式而形成。例如，该环氧树脂可由氧氯丙烷(ECH)和双酚A(BPA)所合成。又例如，该卑金属粉末可包括铁、镍、锌或是铝，而该卑金属粉末约可占不导电油墨层310的成份比例40％至70％。

图4是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。在图4的步骤中，针对不导电油墨层310施行一置换工艺(Displacement Process)，以在不导电油墨层310上形成一第一金属层320。该置换工艺可包括：将铁磁性材料贴片100与不导电油墨层310放入含有多个贵金属离子的一水溶液中。此时，不导电油墨层310中的该卑金属粉末将与该水溶液中的该等贵金属离子发生化学反应。然后，该卑金属粉末被氧化而溶入该水溶液，而该等贵金属离子被还原而形成第一金属层320。例如，第一金属层320可包括铜、镍、银、钯、铂和/或金，并具有不大于5μm的一厚度。另外，第一金属层320还可在铁磁性材料贴片100的第一表面E1上形成一连接垫(Pad)(请一并参考图6A)，或(且)在铁磁性材料贴片100的第二表面E2上形成一天线支路(请一并参考图6B)。

图5是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。在图5的步骤中，针对第一金属层320施行一增厚工艺(Thickening Process)，以在第一金属层320上形成一第二金属层330。例如，该增厚工艺可为一化学镀工艺或一电镀工艺。该增厚工艺用于增加该天线结构的稳定度。第二金属层330的材料可与第一金属层320的材料相同。例如，第二金属层330可包括铜、镍、银、钯、铂和/或金，并具有2μm至40μm的一厚度。第一金属层320和第二金属层330皆由铁磁性材料贴片100的第一表面E1经过贯孔160延伸至第二表面E2。在该增厚工艺执行完毕后，第二金属层330亦可完全填满铁磁性材料贴片100的贯孔160(未显示)。

图6A是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法的天线结构的上视图。在图6A的天线结构中，在铁磁性材料贴片100的第一表面E1上，藉由第一金属层320和第二金属层330而形成一连接垫610。连接垫610还可经由一连接组件(例如：一顶针或一弹片)耦接至一信号源(未显示)，以激发该天线结构。

图6B是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法的天线结构的下视图。在图6B的天线结构中，在铁磁性材料贴片100的第二表面E2上，藉由第一金属层320和第二金属层330而形成一天线支路620。简而言之，连接垫610可为第一金属层320和第二金属层330的一部分，而天线支路620可为第一金属层320和第二金属层330的另一部分。天线支路620作为该天线结构的一主辐射部，而其总长度可对应于所需频率的0.5倍或0.25倍波长。天线支路620的形状在本发明中并不特别作限制。例如，天线支路620可包括一蜿蜒结构，像是一循环形、一U字形或是一S字形。必须注意的是，虽然图6A、图6B仅显示单一连接垫610和单一天线支路620，但是在其他实施例中，该天线结构还可包括多个连接垫610和多条天线支路620，以工作于多重频带。

已完成的该天线结构可使用至少两种不同方式进行组装及应用。以下图7A、图7B、图7C所示的实施例说明第一种组装方式。

图7A是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。在图7A的步骤中，施行一贴合工艺，以在天线支路620(亦即，第二金属层330的一部分)上形成一第一保护层340。例如，第一保护层340可由一非导体材料所制成。

图7B是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。在图7B的步骤中，施行一表面处理工艺，以在第二金属层330上形成一第二保护层350。例如，第二保护层350可为一镀金板(Electrolytic Ni/Au)或是一有机保护膜(Organic Solderability Preservative，OSP)。第一保护层340和第二保护层350可完整地覆盖住第一金属层320和第二金属层330，以保护第一金属层320、第二金属层330，其连接垫610以及其天线支路620不被磨损或氧化。在一些实施例中，第二保护层350还可具有一开孔，而连接垫610可经由该开孔耦接至一信号源(未显示)。

图7C是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。在图7C的步骤中，藉由一黏着层360，将该天线结构的第一保护层340黏附至一机壳370上。例如，该机壳可为一电子装置的一部分。该电子装置可为一智能型手机(SmartPhone)、一平板计算机(Tablet Computer)或是一笔记本型计算机(Notebook Computer)。

另一方面，以下图8A、图8B、图8C所示的实施例说明第二种组装方式。

图8A是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。在图8A的步骤中，施行一印刷工艺，以在第二金属层330上形成一第一保护层340。例如，第一保护层340可由一非导体材料所制成。与图7A的实施例相比，其不同处在于，藉由该印刷工艺所形成的第一保护层340还可覆盖位于铁磁性材料贴片100的贯孔160内的金属部分。

图8B是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。在图8B的步骤中，施行一表面处理工艺，以在第二金属层330上形成一第二保护层350。例如，第二保护层350可为一镀金板或是一有机保护膜。第一保护层340和第二保护层350可完整地覆盖住第一金属层320和第二金属层330，以保护第一金属层320、第二金属层330、其连接垫610以及其天线支路620不被磨损或氧化。在一些实施例中，第二保护层350还可具有一开孔，而连接垫610可经由该开孔耦接至一信号源(未显示)。

图8C是显示根据本发明的一实施例所述的天线制造方法其中一步骤的天线结构的剖面图。在图8C的步骤中，藉由一黏着层360，将该天线结构的第一保护层340黏附至一机壳370上。例如，该机壳可为一电子装置的一部分。该电子装置可为一智能型手机、一平板计算机或是一笔记本型计算机。

与传统技术相比，本发明至少具有下列优点：(1)藉由将天线结构与铁磁性材料贴片整合为一，可降低其整体厚度；(2)可简化天线结构的整体组装过程；以及(3)可降低天线结构的整体制造成本。

另外，本发明还提供一种天线结构，其由前述的天线制造方法所制成，而其半成品及成品均已在图1至图8C中进行详述，故不再重复说明。

值得注意的是，以上所述的组件尺寸、组件参数以及组件形状皆非为本发明的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。另外，本发明的天线制造方法和天线结构并不仅限于图1-图8C所图示的状态。本发明可以仅包括图1-图8C的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的天线制造方法和天线结构中。

在本说明书以及权利要求书的范围中的序数，例如“第一”、“第二”、“第三”等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同组件。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。

Claims (18)

1.一种天线制造方法，该天线制造方法包括下列步骤：

提供一铁磁性材料贴片；

形成穿透过该铁磁性材料贴片的至少一贯孔，其中该贯孔连接于该铁磁性材料贴片的一第一表面和一第二表面之间；

在该铁磁性材料贴片的该第一表面上、该第二表面上以及该贯孔内形成一不导电油墨层；

针对该不导电油墨层施行一置换工艺，以在该不导电油墨层上形成一第一金属层；以及

针对该第一金属层施行一增厚工艺，以在该第一金属层上形成一第二金属层，其中该第一金属层和该第二金属层皆由该铁磁性材料贴片的该第一表面经过该贯孔延伸至该第二表面；

其中在该铁磁性材料贴片的该第二表面上，藉由该第一金属层和该第二金属层而形成一天线支路。

2.如权利要求1所述的天线制造方法，其中该铁磁性材料贴片包括一第一聚对苯二甲酸乙二酯层、一第二聚对苯二甲酸乙二酯层、一第一凝胶层、一第二凝胶层以及一铁氧体层，其中该第一聚对苯二甲酸乙二酯层藉由该第一凝胶层而黏附至该铁氧体层，该第二聚对苯二甲酸乙二酯层藉由该第二凝胶层而黏附至该铁氧体层，而该铁氧体层介于该第一聚对苯二甲酸乙二酯层和该第二聚对苯二甲酸乙二酯层之间。

3.如权利要求1所述的天线制造方法，其中该不导电油墨层包括卑金属粉末与环氧树脂。

4.如权利要求1所述的天线制造方法，其中该第一金属层和该第二金属层各自包括铜、镍、银、钯、铂和/或金。

5.如权利要求1所述的天线制造方法，其中该增厚工艺为一化学镀工艺或一电镀工艺。

6.如权利要求1所述的天线制造方法，还包括：

在该铁磁性材料贴片的该第一表面上，藉由该第一金属层和该第二金属层而形成一连接垫。

7.如权利要求1所述的天线制造方法，还包括：

施行一贴合工艺或一印刷工艺，以在该天线支路上形成一第一保护层。

8.如权利要求7所述的天线制造方法，还包括：

施行一表面处理工艺，以在该第二金属层上形成一第二保护层，其中该第一保护层和该第二保护层完整地覆盖住该第二金属层。

9.如权利要求8所述的天线制造方法，其中该第二保护层为一镀金板或是一有机保护膜。

10.如权利要求8所述的天线制造方法，还包括：

藉由一黏着层，将该第一保护层黏附至一机壳上。

11.一种天线结构，该天线结构用于一电子装置，该天线结构包括：

一铁磁性材料贴片，其中至少一贯孔形成并穿透过该铁磁性材料贴片，而该贯孔连接于该铁磁性材料贴片的一第一表面和一第二表面之间；

一不导电油墨层，该不导电油墨层形成于该铁磁性材料贴片的该第一表面上、该第二表面上以及该贯孔内；

一第一金属层，其中该第一金属层藉由针对该不导电油墨层施行一置换工艺而形成于该不导电油墨层上；以及

一第二金属层，其中该第二金属层藉由施行一增厚工艺而形成于该第一金属层上，而该第一金属层和该第二金属层皆由该铁磁性材料贴片的该第一表面经过该贯孔延伸至该第二表面；

其中该贯孔形成于该不导电油墨层之前，并且其中该第一金属层和该第二金属层在该铁磁性材料贴片的该第二表面上形成一天线支路。

12.如权利要求11所述的天线结构，其中该铁磁性材料贴片包括一第一聚对苯二甲酸乙二酯层、一第二聚对苯二甲酸乙二酯层、一第一凝胶层、一第二凝胶层以及一铁氧体层，其中该第一聚对苯二甲酸乙二酯层藉由该第一凝胶层而黏附至该铁氧体层，该第二聚对苯二甲酸乙二酯层藉由该第二凝胶层而黏附至该铁氧体层，而该铁氧体层介于该第一聚对苯二甲酸乙二酯层和该第二聚对苯二甲酸乙二酯层之间。

13.如权利要求11所述的天线结构，其中该不导电油墨层包括卑金属粉末与环氧树脂。

14.如权利要求11所述的天线结构，其中该第一金属层和该第二金属层各自包括铜、镍、银、钯、铂和/或金。

15.如权利要求11所述的天线结构，其中该第一金属层和该第二金属层在该铁磁性材料贴片的该第一表面上形成一连接垫。

16.如权利要求11所述的天线结构，还包括：

一第一保护层，该第一保护层形成于该天线支路上；以及

一第二保护层，该第二保护层形成于该第二金属层上，而该第一保护层和该第二保护层完整地覆盖住该第二金属层。

17.如权利要求16所述的天线结构，其中该第二保护层为一镀金板或是一有机保护膜。

18.如权利要求16所述的天线结构，其中该天线结构黏附至该电子装置的一机壳上。