CN108376833B - 天线装置和天线装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供适于装置的轻薄化并且不易产生供电元件与无源元件间的错位的天线装置。天线模块包含电介质基板和设置于电介质基板的供电元件。配置有由电介质构成的天线罩，该天线罩在供电元件的辐射方向上与天线模块对置。在天线罩的与供电元件电磁耦合的位置设置有无源元件。通过配置于天线模块与天线罩之间的粘合层，将天线模块粘合于天线罩。

Description

天线装置和天线装置的制造方法

技术领域

本发明涉及天线装置和天线装置的制造方法。

背景技术

公知有包含基板、安装于基板的无线模块以及收容基板与无线模块的外壳的无线装置(专利文献1)。从无线模块的天线部到外壳侧，确保有长度大致为与天线部的通信频率对应的电波的波长的一半的空隙。

公知有在微带天线的激励元件(供电元件)的上部具备非激励元件(无源元件)的堆叠式微带天线(专利文献2)。无源元件粘贴于覆盖天线整体的天线罩的内表面或者埋设于天线罩内部。激励元件安装于金属基体，天线罩安装于金属基体并覆盖激励元件。

专利文献1：日本特开2015－8410号公报

专利文献2：日本特开平03－74908号公报

在专利文献1所公开的无线装置中，由于需要在无线模块与外壳之间确保空隙，所以不易使无线装置轻薄化。在专利文献2所公开的堆叠式微带天线中，激励元件与天线罩均固定于金属基体。在将激励元件安装于金属基体的工序和将天线罩安装于金属基体的工序中，必须对准位置，使激励元件的中心轴线与设置于天线罩的无源元件的中心轴线一致。若在将激励元件安装于金属基体的工序和将天线罩安装于金属基体的工序中的一个工序中，产生了错位，则会在激励元件与无源元件之间产生错位。

发明内容

本发明的目的在于提供适于装置的轻薄化并且不易产生供电元件与无源元件间的错位的天线装置。

本发明的第一观点的天线装置具有：天线模块，其包含电介质基板和设置于上述电介质基板的供电元件；天线罩，其由电介质构成，配置为在上述供电元件的辐射方向上与上述天线模块对置；无源元件，其设置于上述天线罩上的与上述供电元件电磁耦合的位置；以及粘合层，其配置于上述天线模块与上述天线罩之间，将上述天线模块与上述天线罩粘合。

由于无源元件设置于天线罩，并且天线罩与天线模块通过粘合层粘合，所以在天线模块的供电元件与设置于天线罩的无源元件之间夹设粘合层。与在两者之间确保空隙的结构相比，能够使供电元件与无源元件接近，因此能够实现天线装置的轻薄化。

由于天线模块通过粘合层被直接粘合于天线罩，所以与将天线模块和天线罩安装于共用的基体部件的结构相比，不易产生天线模块的供电元件与设置于天线罩的无源元件间的错位。

在本发明的第二观点的天线装置中，不仅具备第一观点的天线装置的结构，而且上述粘合层的介电常数低于上述电介质基板的介电常数。

能够削弱供电元件与无源元件的电磁耦合。

在本发明的第三观点的天线装置中，不仅具备第一观点或第二观点的天线装置的结构，而且上述天线模块的上述供电元件形成于上述电介质基板的表面，上述天线模块还包含将上述电介质基板的上述表面和上述供电元件覆盖的电介质层，通过上述粘合层，使上述电介质层与上述天线罩粘合。

与未配置电介质层的情况相比，供电元件与无源元件的间隔变大。结果能够削弱供电元件与无源元件的电磁耦合。

在本发明的第四观点的天线装置中，不仅具备第一观点至第三观点的任一天线装置的结构，而且在上述天线罩的内表面设置有对上述天线模块的面内方向的位置形成拘束的台阶面。

在将天线模块粘合于天线罩的工序中，能够容易相对于天线罩定位天线模块。

在本发明的第五观点的天线装置中，不仅具备第一观点至第四观点的任一天线装置的结构，而且上述天线罩还用作收容上述天线模块的外壳。

通过天线罩还用作外壳，能够减少部件个数，并且能够使天线装置更加轻薄化。

在本发明的第六观点的天线装置中，不仅具备第一观点至第五观点的任一天线装置的结构，而且，除上述供电元件之外，上述天线模块还包含设置于上述电介质基板的多个其他供电元件，多个上述供电元件构成阵列天线，除上述无源元件之外，在上述天线罩还设置有多个其他无源元件，多个上述无源元件分别与多个上述供电元件电磁耦合。

即便在供电元件和无源元件被配置有多个的情况下，也不易产生天线模块的供电元件与设置于天线罩的无源元件间的错位，由此能够容易对准位置。

本发明的第七观点的天线装置的制造方法具有：准备天线模块的工序，其中的上述天线模块包含电介质基板和设置于上述电介质基板的供电元件；准备天线罩的工序，其中的上述天线罩设置有无源元件，并且在俯视时比上述天线模块大；以及定位粘合工序，在该工序中，将上述天线模块定位粘合于上述天线罩，并使上述供电元件与上述无源元件电磁耦合。

为了将包含供电元件的天线模块粘合于设置有无源元件的天线罩，在天线模块的供电元件与设置于天线罩的无源元件之间夹设粘合层。与在两者之间确保空隙的结构相比，能够使供电元件与无源元件接近，因此能够实现天线装置的轻薄化。

由于通过粘合层将天线模块直接粘合于天线罩，所以与将天线模块与天线罩安装于共用的基体部件的方法相比，不易产生天线模块的供电元件与设置于天线罩的无源元件间的错位。

发明的效果

由于无源元件设置于天线罩，并且天线罩与天线模块通过粘合层被粘合，所以在天线模块的供电元件与设置于天线罩的无源元件之间夹设粘合层。与在两者之间确保空隙的结构相比，能够使供电元件与无源元件接近，因此能够实现天线装置的轻薄化。

由于天线模块通过粘合层直接粘合于天线罩，所以与将天线模块与天线罩安装于共用的基体部件的结构相比，不易产生天线模块的供电元件与设置于天线罩的无源元件间的错位。

附图说明

图1A是用于第一实施例的天线装置的天线罩和无源元件的局部剖视图。

图1B是用于第一实施例的天线装置的天线模块的剖视图。

图1C是将天线罩与天线模块粘合起来的状态的天线装置的剖视图。

图1D是天线装置的俯视图。

图2是第一实施例的变形例的天线装置的剖视图。

图3A是用于第二实施例的天线装置的天线模块的剖视图。

图3B是第二实施例的天线装置的剖视图。

图4A是第三实施例的天线装置的剖视图。

图4B是第三实施例的天线装置的俯视图。

图5A是第三实施例的第一变形例的天线装置的俯视图。

图5B是第三实施例的第二变形例的天线装置组装前的立体图。

附图标记说明：

10…天线罩；11…凸部；11A…台阶面；12…无源元件；13…凹部；13A…台阶面；20…天线模块；21…电介质基板；21A…第一面；21B…第二面；22…供电元件；23…接地平面；24…传送线路；25、26、27…布线；28…电介质层；30…高频集成电路元件；31…导体柱；40…密封树脂层；41…焊盘；50…粘合层。

具体实施方式

[第一实施例]

参照图1A至图1D的附图说明第一实施例的天线装置。

图1A是用于第一实施例的天线装置的天线罩10和无源元件12的局部剖视图。天线罩10是由电介质构成的例如板状的部件。多个无源元件12设置于天线罩10的一个表面(内表面)。

图1B是用于第一实施例的天线装置的天线模块20的剖视图。在电介质基板21的一个表面(第一面)21A形成有多个供电元件22。例如使用贴片天线作为供电元件22。在电介质基板21的与第一面21A相反一侧的第二面21B安装有高频集成电路元件30。在电介质基板21的内层配置有接地平面23。

多个供电元件22分别经由设置于电介质基板21内的传送线路24，与高频集成电路元件30的高频信号端子连接。接地平面23经由设置于电介质基板21内的布线25，与高频集成电路元件30的接地端子连接。

多个导体柱31从电介质基板21的第二面21B突出。多个导体柱31和高频集成电路元件30埋入密封树脂层40。导体柱31分别到达至密封树脂层40的表面。在密封树脂层40的表面，与多个导体柱31对应地设置有多个焊盘41。高频集成电路元件30的一部分端子经由电介质基板21内的布线26和导体柱31，与对应的焊盘41连接。接地平面23经由电介质基板21内的布线27和导体柱31，与接地用的焊盘41连接。

图1C是将天线罩10与天线模块20粘合起来的状态的天线装置的剖视图。天线模块20的形成有供电元件22的面(第一面21A)与天线罩10的形成有无源元件12的内表面对置，两者通过粘合层50粘合。这样，在供电元件22的辐射方向上，与天线模块20隔开间隙地配置天线罩10。

供电元件22分别与无源元件12对置配置，并且无源元件12与对应的供电元件22电磁耦合。粘合层50的介电常数低于电介质基板21的介电常数。

图1D是天线装置的俯视图。在俯视时，天线罩10比天线模块20大，天线模块20配置于天线罩10的内侧。多个供电元件22和无源元件12例如在面内规则地配置为行列状。多个供电元件22和无源元件12构成阵列天线。

天线罩10具有保护天线模块20的功能。在将天线模块20搭载于智能手机、平板终端等移动终端的情况下，天线罩10还用作收容天线模块20的移动终端的外壳。

接下来，说明第一实施例的优异效果。通过使无源元件12与供电元件22电磁耦合，能够实现宽频带化。通过调整粘合层50的厚度，能够高精度地控制供电元件22与无源元件12的电磁耦合的强度。通过使粘合层50的介电常数低于电介质基板21的介电常数，能够削弱供电元件22与无源元件12的电磁耦合。

就确保供电元件22与无源元件12之间空隙的构造而言，为了防止供电元件22与无源元件12接触，优选将两者的间隔增大到处于某种程度。在第一实施例中，在供电元件22与无源元件12之间配置由电介质构成的粘合层50。因此，即便使供电元件22与无源元件12的间隔变窄，两者也不会产生接触。因此，在第一实施例中，与在供电元件22与无源元件12之间确保空隙的构造相比，能够使天线装置轻薄化。

若增大供电元件22与无源元件12的间隔，则容易产生1个供电元件22和与该供电元件22附近的供电元件22对置的无源元件12间的电磁耦合。若供电元件22与附近的无源元件12电磁耦合，则无法获得所希望的天线特性。在第一实施例中，由于能够使供电元件22与无源元件12接近，所以不易产生供电元件22与附近的无源元件12间的电磁耦合。为了抑制供电元件22与附近的无源元件12间的电磁耦合，优选使供电元件22与无源元件12的间隙小于相邻的供电元件22的间隔。

若采用将天线模块20和天线罩10分别固定于另一共用的基体部件的构造，则天线模块20与基体部件间的定位误差和天线罩10与基体部件间的定位误差这两个误差重叠成为天线模块20与天线罩10的定位误差。在第一实施例中，由于经由粘合层50将天线模块20直接定位固定于天线罩10，所以能够减小定位误差。

在配置多个供电元件22和无源元件12而构成阵列天线的情况下，能够提高相互对应的供电元件22与无源元件12间的位置对准精度。

接下来，参照图2说明第一实施例的变形例。

图2是第一实施例的变形例的天线装置的剖视图。在第一实施例中，无源元件12设置于天线罩10的内表面，但在本变形例中，无源元件12埋设于天线罩10的内部。

在本变形例中，与第一实施例的构造相比，能够扩大供电元件22与无源元件12间的间隔。结果能够削弱供电元件22与无源元件12的电磁耦合。可以根据供电元件22与无源元件12的电磁耦合的目标的大小，决定采用第一实施例的构造、或者采用变形例的构造。

[第二实施例]

接下来，参照图3说明第二实施例的天线装置。以下，省略说明与第一实施例的天线装置共通的结构。

图3A是用于第二实施例的天线装置的天线模块20的剖视图。在第一实施例中，在与天线罩10粘合之前的阶段，如图1B所示，天线模块20的供电元件22暴露。在第二实施例中，电介质基板21的第一面21A和供电元件22被电介质层28覆盖。这样，供电元件22并非配置于天线模块20的表面，而是配置于内层。

图3B是第二实施例的天线装置的剖视图。在天线模块20的电介质层28与天线罩10之间配置有粘合层50。与第一实施例相同，天线模块20通过粘合层50粘合于天线罩10。

在第二实施例中，供电元件22与无源元件12的电磁耦合的强度不仅取决于粘合层50的介电常数与厚度，而且取决于电介质层28的介电常数与厚度。因此，调整供电元件22与无源元件12的电磁耦合的强度的自由度提高。

在第二实施例中，也可以如图2所示的第一实施例的变形例那样，将无源元件12埋设于天线罩10的内部。

[第三实施例]

接下来，参照图4A和图4B说明第三实施例的天线装置。以下，省略说明与第一实施例的天线装置共通的结构。

图4A是第三实施例的天线装置的剖视图。在第三实施例中，在天线罩10的内表面设置有凸部11。天线模块20与凸部11的侧面(台阶面)11A接触。

图4B是第三实施例的天线装置的俯视图。图4B的单点划线4A－4A相当于图4A的剖视图。天线模块20具有大致矩形的平面形状。设置于天线罩10的内表面的凸部11配置于天线模块20的与4个角部相当的位置。天线模块20的4个角被倒角，以与凸部11的台阶面11A(图4A)匹配。通过对天线模块20的4个角倒角而出现的面与凸部11的台阶面11A接触。

在第三实施例中，通过天线模块20与天线罩10的台阶面11A接触，台阶面11A在面内方向上拘束天线模块20的位置。由此，能够容易进行天线模块20相对于天线罩10的定位。结果能够容易进行供电元件22与无源元件12间的定位。

接下来，参照图5A和图5B说明第三实施例的变形例。图5A是第三实施例的第一变形例的天线装置的俯视图。在第三实施例中，凸部11(图4B)与天线模块20的4个角对应配置，但在第一变形例中，2个凸部11的台阶面与天线模块20的1个边缘接触，另一个凸部11的台阶面与天线模块20的相邻的边缘接触。这样，即便天线模块20的边缘在3个位置与台阶面接触，也能够拘束天线模块20相对于天线罩10在面内方向的位置。

图5B是第三实施例的第二变形例的天线装置组装前的立体图。在第二变形例中，取代第三实施例的凸部11(图4A、图4B)，在天线罩10的内表面设置有凹部13。凹部13的平面形状与天线模块20的平面形状大致一致。在凹部13的底面配置有无源元件12。通过将天线模块20配置于凹部13内，并且使天线模块20与凹部13的侧面(台阶面)13A接触，能够拘束天线模块20相对于天线罩10在面内方向的位置。

上述各实施例是例示，理所当然，能够将在不同实施例中示出的结构部分置换或者组合。针对多个实施例的相同结构带来的相同作用及效果，并未按照实施例依次提及。并且，本发明并不受上述实施例限制。显而易见，本领域技术人员例如能够进行各种变更、改进、组合等。

Claims (11)

1.一种天线装置，其特征在于，具有：

天线模块，其包含电介质基板和设置于所述电介质基板的供电元件；

天线罩，其由电介质构成，配置为在所述供电元件的辐射方向上与所述天线模块对置；

无源元件，其设置于所述天线罩的与所述供电元件电磁耦合的位置；以及

单一的粘合层，其配置于所述天线模块与所述天线罩之间，通过该单一的粘合层将所述天线模块与所述天线罩粘合,

不经由将所述天线模块和所述天线罩一同固定的基体部件而经由所述粘合层，将所述天线模块固定于所述天线罩

所述供电元件和所述无源元件之间的间隙小于相邻的所述供电元件之间的间隔。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，

所述粘合层的介电常数低于所述电介质基板的介电常数。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其中，

所述天线模块的所述供电元件形成于所述电介质基板的表面，

所述天线模块还包含将所述电介质基板的所述表面和所述供电元件覆盖的电介质层，

通过所述粘合层，所述电介质层与所述天线罩粘合。

4.根据权利要求2所述的天线装置，其中，

所述天线模块的所述供电元件形成于所述电介质基板的表面，

所述天线模块还包含将所述电介质基板的所述表面和所述供电元件覆盖的电介质层，

通过所述粘合层，所述电介质层与所述天线罩粘合。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的天线装置，其中，

在所述天线罩的内表面设置有对所述天线模块的面内方向的位置形成拘束的台阶面。

6.根据权利要求1～4中的任一项所述的天线装置，其中，

所述天线罩还用作收容所述天线模块的外壳。

7.根据权利要求5所述的天线装置，其中，

所述天线罩还用作收容所述天线模块的外壳。

8.根据权利要求1～4、7中的任一项所述的天线装置，其中，

除所述供电元件之外，所述天线模块还包含设置于所述电介质基板的多个其他供电元件，多个所述供电元件构成阵列天线，

除所述无源元件之外，在所述天线罩还设置有多个其他无源元件，

多个所述无源元件分别与多个所述供电元件电磁耦合。

9.根据权利要求5所述的天线装置，其中，

除所述供电元件之外，所述天线模块还包含设置于所述电介质基板的多个其他供电元件，多个所述供电元件构成阵列天线，

除所述无源元件之外，在所述天线罩还设置有多个其他无源元件，

多个所述无源元件分别与多个所述供电元件电磁耦合。

10.根据权利要求6所述的天线装置，其中，

除所述供电元件之外，所述天线模块还包含设置于所述电介质基板的多个其他供电元件，多个所述供电元件构成阵列天线，

除所述无源元件之外，在所述天线罩还设置有多个其他无源元件，

多个所述无源元件分别与多个所述供电元件电磁耦合。

11.一种天线装置的制造方法，其特征在于，具有：

准备天线模块的工序，其中的所述天线模块包含电介质基板和设置于所述电介质基板的供电元件；

准备天线罩的工序，其中的所述天线罩设置有无源元件，并且在俯视时比所述天线模块大；以及

定位粘合工序，在该工序中，将所述天线模块定位所述天线罩，并使所述供电元件与所述无源元件电磁耦合，通过配置于所述供电元件和所述无源元件之间的单一的粘合层，不经由将所述天线模块和所述天线罩一同固定的基体部件而经由所述粘合层，将所述天线模块粘合于所述天线罩，

所述供电元件和所述无源元件之间的间隙小于相邻的所述供电元件之间的间隔。

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