CN109149070B - 表面贴装器件及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种表面贴装器件及移动终端。所述表面贴装器件包括刚挠结合板、设置于所述刚挠结合板的天线阵列及封装于所述刚挠结合板内且与所述天线阵列连接的射频集成芯片。所述表面贴装器件可作为一个独立的器件焊接于移动终端的主板上，安装方便，且当移动终端的两个对角分别安装一个表面贴装器件，可实现全向覆盖。

Description

表面贴装器件及移动终端
【技术领域】
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种表面贴装器件及移动终端。
【背景技术】
在无线通信设备中，总存在一个向空间辐射电磁能量和从空间接收电磁能量的装置，这个装置就是天线。天线的作用是将调制到射频频率的数字信号或模拟信号发射到空间无线信道，或从空间无线信道接收调制在射频频率上的数字或模拟信号。
5G作为全球业界的研发焦点，发展5G技术制定5G标准已经成为业界共识。国际电信联盟ITU在2015年6月召开的ITU-RWP5D第22次会议上明确了5G的主要应用场景，ITU定义了三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。上述3个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20Gbps，最低用户体验速率为100Mbps。为了达到这些苛刻的指标，若干关键技术将被采用，其中就包含毫米波技术。
毫米波频段丰富的带宽资源为高速传输速率提供了保障，但是由于该频段电磁波剧烈的空间损耗，利用毫米波频段的无线通信系统需要采用相控阵的架构。通过移相器使得各个阵元的相位按一定规律分布，从而形成高增益波束，并且通过相移的改变使得波束在一定空间范围内扫描。未来的手机中预留给5G天线的空间小，可选位置不多，所以需要一种复杂环境中，空间利用率高，且性能优秀的天线方案。
因此，有必要提供一种新型的天线模组以解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种表面贴装器件，可直接焊接固定于移动终端的主板，且应用于移动终端时辐射的电磁波空间损耗小、能够与壳体结合紧密、机械稳定性良好且不容易损坏天线而导致失效或者性能变差。
本发明提供一种表面贴装器件，其包括刚挠结合板、设置于所述刚挠结合板的天线阵列及封装于所述刚挠结合板内且与所述天线阵列连接的射频集成芯片。
优选地，所述刚挠结合板包括第一部和分别自所述第一部的两个侧边弯折延伸的第二部和第三部，所述天线阵列包括设于所述第二部的第一天线阵列、设于第三部的第二天线阵列及设于所述第一部的第三天线阵列，当所述刚挠结合板不受外力挤压时，所述第一部、所述第二部和所述第三部两两互相垂直并围设形成一收容空间，所述射频集成芯片封装于所述收容空间内。
本发明同时提供一种移动终端，其包括壳体、收容于所述壳体内的主板以及贴附于所述壳体内侧表面的两个表面贴装器件，两个所述表面贴装器件固设于所述主板的拐角处且位于所述移动终端的对角，所述表面贴装器件为上文所述的表面贴装器件，所述壳体包括屏幕、与所述屏幕相对间隔设置的后盖及连接所述屏幕与所述后盖的侧壁，其中，一个表面贴装器件的第一部设置于所述主板朝向所述屏幕的一侧，另一个所述表面贴装器件的第一部设置于所述主板朝向所述后盖的一侧，所述表面贴装器件焊接固定在所述主板上。
优选地，所述侧壁包括相对设置的两长边侧壁和连接两所述长边侧壁并相对设置的两短边侧壁，两个所述表面贴装器件的第一天线阵列分别向两个所述短边侧壁方向辐射电磁波，两个所述表面贴装器件的第二天线阵列分别向两个所述长边侧壁方向辐射电磁波，两个所述表面贴装器件的第三天线阵列分别向所述屏幕方向和所述后盖方向辐射电磁波，以形成全向覆盖。
优选地，所述刚挠结合板朝向所述壳体的表面包括分别位于所述第一部、所述第二部和所述第三部的第一表面、第二表面和第三表面，所述第一表面与所述主板相对，所述第二表面与所述短边侧壁相对，所述第三表面与所述长边侧壁相对，所述第一天线阵列设于所述第二表面，所述第二天线阵列设于所述第三表面，所述第三天线阵列设于所述第一表面。
优选地，所述第一天线阵列贴附于所述短边侧壁的内侧表面，所述第二天线阵列贴附于所述长边侧壁的内侧表面，所述第三天线阵列贴附于所述屏幕或所述后盖的内侧表面。
优选地，所述第一天线阵列包括沿平行于所述短边侧壁的方向阵列设置的多个第一天线单元，所述第二天线阵列包括沿平行于所述长边侧壁的方向阵列设置的多个第二天线单元，所述第三天线阵列包括两两对称设置的四个第三天线单元，所述第一天线单元和所述第二天线单元为微带馈电的贴片天线，所述第三天线单元为探针馈电的贴片天线。
优选地，所述第一天线阵列、所述第二天线阵列及所述第三天线阵列均为相控阵天线阵列。
优选地，所述射频集成芯片封装于所述第一部的与所述第一表面相对设置的顶面。
优选地，所述射频集成芯片采用倒桩焊的方式与所述天线阵列连接。
与相关技术相比，本发明提供的一种表面贴装器件及移动终端具有如下有益效果：所述表面贴装器件采用刚挠结合板和封装天线的形式，可作为一个独立器件焊接于移动终端的主板上，安装方便；所述表面贴装器件包括刚挠结合板、设置于所述刚挠结合板的天线阵列及封装于所述刚挠结合板内且与所述天线阵列连接的射频集成芯片，所述天线阵列的第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列均设于所述刚挠结合板的表面，由于刚挠结合板本身柔软的特性，能够实现与壳体的紧密贴合，避免了因为壳体和天线间存在空气而产生的方向图畸变，且具有更好的机械稳定性，不会因摔落，震荡等原因导致天线的损坏，失效或者性能变差；两个表面贴装器件分设于移动终端的左上角和右下角，且一个表面贴装器件的第一部设置于所述主板朝向所述屏幕的一侧，另一个所述表面贴装器件的第一部设置于所述主板朝向所述后盖的一侧，两个表面贴装器件的三个天线阵列能够分别向上下左右前后六个方向辐射电磁波，从而实现全向覆盖，且具有极高的覆盖效率；第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列均贴附于壳体的内侧表面，可减少移动终端内的金属体对天线的辐射性能的影响，减少电磁波空间损耗；朝向所述侧壁的第一天线阵列和第二天阵列均是线阵，占用空间体积小。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明提供的表面贴装器件的结构示意图；
图2为本发明提供的表面贴装器件的部分结构示意图；
图3为本发明提供的表面贴装器件应用于移动终端时一个角度的布局位置示意图；
图4为本发明提供的表面贴装器件应用于移动终端时另一个角度的布局位置示意图；
图5为本发明第一天线阵列在各天线单元等幅同相馈电时的情况下的方向图；
图6为本发明第二天线阵列在各天线单元等幅同相馈电时的情况下的方向图；
图7为本发明第三天线阵列在各天线单元等幅同相馈电时的情况下的方向图；
图8为本发明移动终端的覆盖效率图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-2，本发明提供一种表面贴装器件50，所述表面贴装器件50可作为天线模组应用于移动终端。
所述表面贴装器件50包括刚挠结合板51、设置于所述刚挠结合板51的天线阵列53及封装于所述刚挠结合板51内且与所述天线阵列53连接的射频集成芯片54。
所述刚挠结合板51包括第一部511和分别自所述第一部511的两个侧边弯折延伸的第二部513和第三部515。当所述刚挠结合板不受外力挤压时，所述第一部511、所述第二部513和所述第三部515两两互相垂直并围设形成一收容空间，所述射频集成芯片54封装于所述收容空间内。需要说明的是，在将所述表面贴装器件50应用于移动终端时，为适应移动终端的壳体形状，所述刚挠结合合板51的形状需做相应变形。同时，所述刚挠结合板51板还可以包括与第一部相对设置的第四部或与所述第二部相对设置的第五部或与第三部相对设置的第六部，在此，并不做限定，但是所述刚挠结合板51至少包括第一部511、第二部513和第三部515。
所述天线阵列53包括设于所述第二部513的第一天线阵列531、设于第三部515的第二天线阵列533及设于所述第一部511的第三天线阵列535。具体地，第一天线阵列531、第二天线阵列533和第三天线阵列535分别设于第二部513的外表面、第三部515的外表面和第一部511的外表面，这里所述的外表面是指背离所述收容空间的表面。
优选地，所述第一天线阵列531、所述第二天线阵列533及所述第三天线阵列535均为相控阵天线阵列。
实施例二
请参阅图1至图4，本发明提供一种移动终端100，所述移动终端100可以为手机、平板电脑、多媒体播放器等，为便于理解，以下实施例以智能手机为例进行描述。
所述移动终端100包括壳体10、收容于所述壳体10内的主板及贴附于所述壳体10内侧表面的两个表面贴装器件50。
所述壳体10包括屏幕11、与所述屏幕11相对间隔设置的后盖12以及连接所述屏幕11和所述后盖12的侧壁13。所述侧壁13包括相对设置的两长边侧壁131和连接两所述长边侧壁131并相对设置的两短边侧壁133。所述壳体10可以为曲面玻璃屏幕，采用玻璃制成，可以尽可能减少对所述表面贴装器件50辐射的电磁波的影响，从而降低电磁波空间损耗。
两个所述表面贴装器件50固设于所述主板的拐角处且位于所述移动终端100的对角，并焊接固定在所述主板上。具体地，所述表面贴装器件50采用球状引脚栅格阵列封装技术(Ball Grid Array，BGA)与主板焊接固定。
所述表面贴装器件50包括刚挠结合板51、设置于所述刚挠结合板51的天线阵列53及封装于所述刚挠结合板51内且与所述天线阵列53连接的射频集成芯片54。
所述刚挠结合板51包括第一部511、分别自所述第一部511的两个侧边弯折延伸的第二部513和第三部515、分别位于所述第一部511、所述第二部513和所述第三部515的第一表面516、第二表面517和第三表面518、以及所述第一部511的与所述第一表面516相对设置的顶面519。所述第一表面516和所述顶面519与所述主板相对，所述第二表面517与所述短边侧壁133相对，所述第三表面518与所述长边侧壁131相对。
当所述刚挠结合板不受外力挤压时，所述第一部511、所述第二部513和所述第三部515两两互相垂直并围设形成一收容空间，所述射频集成芯片封装于所述收容空间内，具体地，所述射频集成芯片封装于所述顶面519。需要说明的是，在将所述表面贴装器件50安装于所述主板并收容于所述壳体10内时，为适应壳体10形状的设计，所述刚挠结合合板51的形状需做相应变形。同时，所述刚挠结合板51板还可以包括与第一部相对设置的第四部或与所述第二部相对设置的第五部或与第三部相对设置的第六部，在此，并不做限定，但是所述刚挠结合板51至少包括第一部511、第二部513和第三部515。
所述天线阵列53包括设于所述第二部513的第一天线阵列531、设于第三部515的第二天线阵列533及设于所述第一部511的第三天线阵列535。具体地，第一天线阵列531设于所述第二表面517，所述第二天线阵列533设于所述第三表面518，所述第三天线阵列535设于所述第一表面516。
为方便描述，两个表面贴装器件50区分为第一表面贴装器件50a和第二表面贴装器件50b。在本实施方式，图3的视角，第一表面贴装器件50a设于所述移动终端100的左上角，且其第一部511设置于所述主板朝向所述屏幕11的一侧，第二表面贴装器件50b设于所述移动终端100的右下角，且其第一部511设置于所述主板朝向所述后盖12的一侧。
具体地，第一表面贴装器件50a和第二表面贴装器件50b的所述第一天线阵列531均贴附于所述短边侧壁133的内侧表面，其中，第一表面贴装器件50a的所述第一天线阵列531用于向一个所述短侧壁+X方向(前)辐射电磁波，第二表面贴装器件50b的所述第一天线阵列531用于向另一个所述短侧壁-X方向(后)辐射电磁波；第一表面贴装器件50a和第二表面贴装器件50b的所述第二天线阵列533均贴附于所述长边侧壁131的内侧表面，其中，第一表面贴装器件50a的所述第二天线阵列533用于向一个所述长侧壁+Y方向(左)辐射电磁波，第二表面贴装器件50b的所述第二天线阵列533用于向另一个所述长侧壁-Y方向(右)辐射电磁波；第一表面贴装器件50a的所述第三天线阵列535用于贴附于所述屏幕11的表面，以用于向所述屏幕+Z(上)方向辐射电磁波，第二表面贴装器件50b的所述第三天线阵列535贴附于所述后盖12的表面，以用于向所述后盖-Z(下)方向辐射电磁波。从而实现上下左右前后六个方向的全向覆盖。
所述第一天线阵列531包括沿平行于所述短边侧壁133的方向阵列设置的多个第一天线单元5311，所述第二天线阵列533包括沿平行于所述长边侧壁131的方向阵列设置的多个第二天线单元5331，所述第三天线阵列535包括两两对称设置的四个第三天线单元5351。在本实施例中，所述第一天线单元5311和所述第二天单元5331的数量均为二个。所述第一天线阵列531和所述第二天线阵列533采用线阵排列，占用空间体积小。
在本实施例中，所述第一天线单元5331和所述第二天线单元5333为微带馈电的贴片天线，所述第三天线单元5351为探针馈电的贴片天线。
优选地，所述第一天线阵列531、所述第二天线阵列533及所述第三天线阵列535均为相控阵天线阵列。
优选地，所述射频集成芯片采用倒桩焊的方式与所述天线阵列连接。
在本实施例中，射频集成芯片RFIC包含射频中的功放，低噪放，功分网络，移相器，开关等可实现相控阵功能的射频前端，也包含了上下变频的功能。
请参阅图5至图8，图5为本发明第一天线阵列在各天线单元等幅同相馈电时的情况下的方向图，图6为本发明第二天线阵列在各天线单元等幅同相馈电时的情况下的方向图，图7为本发明第三天线阵列在各天线单元等幅同相馈电时的情况下的方向图，图8为本发明移动终端的覆盖效率图。从图8可知，本发明提供的移动终端的天线具有极高的覆盖效率。
本发明提供的一种表面贴装器件及移动终端具有如下有益效果：所述表面贴装器件采用刚挠结合板和封装天线的形式，可作为一个独立器件焊接于移动终端的主板上，安装方便；所述表面贴装器件包括刚挠结合板、设置于所述刚挠结合板的天线阵列及封装于所述刚挠结合板内且与所述天线阵列连接的射频集成芯片，所述天线阵列的第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列均设于所述刚挠结合板的表面，由于刚挠结合板本身柔软的特性，能够实现与壳体的紧密贴合，避免了因为壳体和天线间存在空气而产生的方向图畸变，且具有更好的机械稳定性，不会因摔落，震荡等原因导致天线的损坏，失效或者性能变差；两个表面贴装器件分设于移动终端的左上角和右下角，且一个表面贴装器件的第一部设置于所述主板朝向所述屏幕的一侧，另一个所述表面贴装器件的第一部设置于所述主板朝向所述后盖的一侧，两个表面贴装器件的三个天线阵列能够分别向上下左右前后六个方向辐射电磁波，从而实现全向覆盖，且具有极高的覆盖效率；第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列均贴附于3D玻璃壳体的内侧表面，可减少移动终端内的金属体对天线的辐射性能的影响，减少电磁波空间损耗；朝向所述侧壁的第一天线阵列和第二天阵列均是线阵，占用空间体积小。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种表面贴装器件，其特征在于，其包括刚挠结合板、设置于所述刚挠结合板的天线阵列及封装于所述刚挠结合板内且与所述天线阵列连接的射频集成芯片；所述刚挠结合板包括第一部和分别自所述第一部的两个侧边弯折延伸的第二部和第三部，所述天线阵列包括设于所述第二部的第一天线阵列、设于第三部的第二天线阵列及设于所述第一部的第三天线阵列，当所述刚挠结合板不受外力挤压时，所述第一部、所述第二部和所述第三部两两互相垂直并围设形成一收容空间，所述射频集成芯片封装于所述收容空间内。
2.一种移动终端，其特征在于，其包括壳体、收容于所述壳体内的主板以及贴附于所述壳体内侧表面的两个表面贴装器件，两个所述表面贴装器件固设于所述主板的拐角处且位于所述移动终端的对角，所述表面贴装器件为权利要求1所述的表面贴装器件，所述壳体包括屏幕、与所述屏幕相对间隔设置的后盖及连接所述屏幕与所述后盖的侧壁，其中，一个所述表面贴装器件的第一部设置于所述主板朝向所述屏幕的一侧，另一个所述表面贴装器件的第一部设置于所述主板朝向所述后盖的一侧，所述表面贴装器件焊接固定在所述主板上。
3.根据权利要求2所述的移动终端，其特征在于，所述侧壁包括相对设置的两长边侧壁和连接两所述长边侧壁并相对设置的两短边侧壁，两个所述表面贴装器件的第一天线阵列分别向两个所述短边侧壁方向辐射电磁波，两个所述表面贴装器件的第二天线阵列分别向两个所述长边侧壁方向辐射电磁波，两个所述表面贴装器件的第三天线阵列分别向所述屏幕方向和所述后盖方向辐射电磁波，以形成全向覆盖。
4.根据权利要求3所述的移动终端，其特征在于，所述刚挠结合板朝向所述壳体的表面包括分别位于所述第一部、所述第二部和所述第三部的第一表面、第二表面和第三表面，所述第一表面与所述主板相对，所述第二表面与所述短边侧壁相对，所述第三表面与所述长边侧壁相对，所述第一天线阵列设于所述第二表面，所述第二天线阵列设于所述第三表面，所述第三天线阵列设于所述第一表面。
5.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述第一天线阵列贴附于所述短边侧壁的内侧表面，所述第二天线阵列贴附于所述长边侧壁的内侧表面，所述第三天线阵列贴附于所述屏幕或所述后盖的内侧表面。
6.根据权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述第一天线阵列包括沿平行于所述短边侧壁的方向阵列设置的多个第一天线单元，所述第二天线阵列包括沿平行于所述长边侧壁的方向阵列设置的多个第二天线单元，所述第三天线阵列包括两两对称设置的四个第三天线单元，所述第一天线单元和所述第二天线单元为微带馈电的贴片天线，所述第三天线单元为探针馈电的贴片天线。
7.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述第一天线阵列、所述第二天线阵列及所述第三天线阵列均为相控阵天线阵列。
8.根据权利要求4至7任一项所述的移动终端，其特征在于，所述射频集成芯片封装于所述第一部的与所述第一表面相对设置的顶面。
9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述射频集成芯片采用倒桩焊的方式与所述天线阵列连接。
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