CN104600415B - 使用硬软结合板整合天线的无线模组 - Google Patents

Abstract

一种无线模组，包含有软性基板、设于软性基板的一侧且电连接于软性基板的信号层与接地层的天线、堆叠接合于软性基板相对远离天线的一侧的第一硬性基板、以及设置于第一硬性基板而电连接信号层的至少一个通讯单元；因此，前述软性基板与第一硬性基板共同构成硬软结合板，其信号层与接地层是连续设置在同一软性基板上，有助于减少高频信号传输路径上的不确定性与损失，同时降低零件成本，方便进行天线最佳化，并有助于缩小整体尺寸。

Description

使用硬软结合板整合天线的无线模组

技术领域

本发明与电子产品内建的无线模组有关，具体而言是指一种使用硬软结合板(Rigid-Flex Board)以整合天线与通讯芯片于单一模组，具有小尺寸、低损耗、低成本、容易进行设计以及容易最佳化的优点。

背景技术

随着科技进步，各式手持式电子产品快速普及，并且朝向高整合度与小尺寸的趋势发展，内建于电子产品内部的通讯模组也无可避免地朝着相同的趋势发展。

目前常用的无线模组是将通讯芯片与天线设置在单一印刷电路板上，但这样的设计会产生较大的体积，不利于将天线设置在收发无线讯号的最佳位置，因而难以适用在小型化的电子产品当中。因此，厂商发展出另一种常用的无线模组，将通讯芯片与天线分开设置，再利用高频连接器(RF Connector)与缆线连接两者，虽然有利于配合电子产品的内部空间而能够将天线设置在最佳位置，但是前述高频连接器与缆线必须要采用特殊的材料与设计才能降低高频损耗，导致零件成本大增，虽然可以改用顶针连接器(Pin Connector)来取代前述高频连接器与缆线以降低高频损耗，但讯号传输过程中的匹配阻抗问题仍将提高设计的困难度。

针对前述问题，US8344955公开一种无线模组，将通讯芯片与天线分别设置在硬性电路板(Rigid PCB)与软性电路板(Flexible PCB)，且前述软性电路板的至少一部分结合于硬性电路板一端而形成类似硬软结合板(Rigid-Flex PCB)的电路板结构，但是其电源层(Power Layer)与接地层(Ground Layer)是不连续地分段设置在硬性电路板与软性电路板上，除了增加电路复杂度之外，还可能引进不必要的噪声，因此还存有改进的必要。

发明内容

有鉴于上述的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种整合天线的无线模组，利用硬软结合板整合天线与通讯芯片，具有低损耗与低成本的优点，而且能提供可靠的讯号质量。

为达成上述的目的，本发明提供一种使用硬软结合板整合天线的无线模组，包含有：软性基板，其设有可导电的信号层和接地层；天线，其设于软性基板的一侧，且具有辐射体以及自辐射体延伸且分别连接信号层与接地层的馈入段与接地段；第一硬性基板，堆叠接合于软性基板的第一表面上相对远离天线的一侧；以及至少一个通讯单元，其设置于第一硬性基板而电连接信号层。

藉此，本发明的信号层与接地层是连续设置在同一软性基板上，有助于减少高频信号传输路径上的不确定性与损失，进而提高讯号传输的效率与质量，同时降低零件成本，方便利用软性基板可挠曲的特性而方便将天线设置于最佳化位置。此外，本发明将软性基板与第一硬性基板构成硬软结合板将有助于缩小无线模组的整体尺寸，且方便组装。

本发明的天线可以采用但不限于平面倒F型天线(Planar Inverted F Antenna、PIFA)、近场通讯(Near Field Communication、NFC)天线、单极(Monopole)天线或双极(Dipole)天线。

本发明的较佳设计是将通讯单元利用系统封装技术(System In Package，SiP)而封装于第一硬性基板，组装应用上更加方便。

附图说明

图1是本发明的一较佳实施例的示意图。

图2是本发明的一较佳实施例沿图1中2-2剖视线的剖视图。

(符号说明)

10无线模组 11主板

12电源线路 13信号线路

14接地线路 20软性基板

21第一表面 22第二表面

23信号层 24接地层

30天线 31辐射体

32馈入段 33接地段

40硬软结合板 41、42硬性基板

43导电贯孔 50通讯单元

51通讯芯片

具体实施方式

为了清楚说明本发明的技术特征，请参阅图1与图2，本发明所提供的一个较佳实施例的无线模组10，包含有：软性基板20，设于软性基板20一侧的天线30，堆叠接合于软性基板20的远离天线30的另一侧的两个硬性基板41&42，以及设置于硬性基板41上的通讯单元50。前述各元件的具体结构详述如后。

软性基板20具有相对的第一表面21与第二表面22，且前述表面21&22分别设有可导电的信号层23与接地层24。

天线30设于软性基板20的第一表面21，在本实施例中是以近场通讯(NearFieldCommunication，NFC)天线为例，其具有辐射体31，以及自辐射体31延伸而出并且分别连接信号层23与接地层24的馈入段32与接地段33。对本领域技术人员来说，也可视情况而将天线改为平面倒F型天线、单极天线或双极天线等天线型式。

硬性基板41&42，如图2所示，是分别堆叠接合于软性基板20的第一表面21与第二表面22的远离天线30的一侧，主要是利用压合工序而与软性基板20共同构成硬软结合板40，因此可以利用板对板连接器(Board to Board Connector)或其它接合方式而将前述硬软结合板40连接于主板11。其中，该硬软结合板40设有复数个导电贯孔(Conductive Via)43，以分别电连接信号层23、接地层24，以及主板11上的电源线路(Power Trace)12、信号线路(Signal Trace)13与接地线路(Ground Trace)14。

该通讯单元50，具有至少一个通讯芯片51，可利用封装技术，例如系统封装技术(System In Package、SiP)、多芯片封装(Multi-Chip Package、MCP)、叠层封装(Packageon Package、PoP)等方式而封装于硬软结合板40的硬性基板41，且电连接前述导电贯孔43以结合天线30，提供无线通讯的功能。

除了前述元件之外，前述实施例还可以增加接地元件60，其设置有连接于天线30与接地层24相接设的接地段33的导电结构61。

藉由前述结构，本发明的无线模组10利用软性基板20与硬性基板41&42共同构成硬软结合板40，进而整合天线30与通讯单元50于一体，且天线30是直接连接软性基板20的信号层23与接地层24，再透过导电贯孔43连接到通讯单元50，因此高频讯号的传输路径相当单纯，可以预先对匹配阻抗的问题采取因应措施，不需要再面对连接器与缆线的高频不确定性，可以大幅降低开发的难度与零件成本，还利用模组化的设计而缩减无线模组10的尺寸，并能轻易安装于电子产品的主板11上，再利用软性基板20可挠曲的特性而容易将天线30配置于最佳位置，从而达成本发明的目的。

补充说明的是，前述实施例当中所采用硬软结合板的硬性基板数量还可以减少为一个，换句话说，位于第二表面22的硬性基板42主要是作为机械强度的补强材，可以改变硬性基板41的几何形状来加以克服。

Claims (9)

1.一种使用硬软结合板整合天线的无线模组，包含有：

软性基板，其具有相对的第一表面与第二表面，并设有可导电的信号层与接地层；

天线，其设于所述软性基板的一侧，并具有辐射体以及自所述辐射体延伸且分别连接所述信号层与所述接地层的馈入段与接地段；

第一硬性基板，其直接堆叠接合于所述第一表面的远离所述天线的一侧；以及

通讯单元，其设置于所述第一硬性基板而电连接所述信号层，并且，

所述天线与所述信号层位于所述第一表面。

2.如权利要求1所述的使用硬软结合板整合天线的无线模组，其特征在于，所述接地层位于所述第二表面。

3.如权利要求1所述的使用硬软结合板整合天线的无线模组，其特征在于，所述通讯单元具有至少一个通讯芯片。

4.如权利要求3所述的使用硬软结合板整合天线的无线模组，其特征在于，所述通讯芯片是利用系统封装技术而封装于所述第一硬性基板。

5.如权利要求3所述的使用硬软结合板整合天线的无线模组，其特征在于，所述通讯芯片是利用多芯片封装而封装于所述第一硬性基板。

6.如权利要求3所述的使用硬软结合板整合天线的无线模组，其特征在于，所述通讯芯片是利用叠层封装而封装于所述第一硬性基板。

7.如权利要求3所述的使用硬软结合板整合天线的无线模组，其特征在于，还包含堆叠接合于所述第二表面的第二硬性基板。

8.如权利要求1所述的使用硬软结合板整合天线的无线模组，其特征在于，所述天线为平面倒F型天线、近场通讯天线、单极天线或双极天线中的一种。

9.如权利要求1所述的使用硬软结合板整合天线的无线模组，其特征在于，还包含有接地元件，所述接地元件具有导电结构而连接于所述天线与所述接地层相接设的接地段。