CN110021815A - 天线模块 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种天线模块，所述天线模块包括：两个或更多个基板，堆叠并具有不同的柔性；贴片天线，设置在所述两个或更多个基板中的最上方基板的上方或内部；以及IC，设置在所述两个或更多个基板中的最下方基板的下方或内部，并通过所述基板电连接到所述贴片天线，其中，所述两个或更多个基板包括第一基板和第二基板，其中，所述第二基板比所述第一基板柔韧，并且所述第二基板沿横向方向延伸以具有与所述第一基板重叠的重叠区域和不与所述第一基板重叠的延伸区域。

Description

天线模块
本申请要求于2017年12月28日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0183034号韩国专利申请、于2017年12月28日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0183035号韩国专利申请以及于2018年4月27日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0049390号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
以下描述涉及一种天线模块。
背景技术
移动通信的数据流量正在快速增长，并且正在进行技术开发以支持在无线网络中实时传输增加的数据。例如，基于物联网(IoT)的数据、增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、与SNS结合的实时VR/AR、自主导航、诸如同步视窗(SyncView，使用超小型摄像机的用户实时视频传输)应用的内容可能需要支持大量数据的发送和接收的通信(例如，5G通信、毫米波(mmWave)通信等)。
最近，正在对包括第五代(5G)通信的mmWave通信以及平稳地实现这种通信的天线模块的商业化/标准化进行研究。
由于高频带(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz、60GHz等)中的射频(RF)信号在其传输过程中容易被吸收并导致损耗，因此通信的质量可能大幅下降。因此，用于高频带通信的天线可能需要与传统天线技术的方法不同的方法，并且单独的方法可能需要进一步的专门技术，诸如用于确保天线增益的单独功率放大器、使天线和RFIC集成以及确保有效全向辐射功率(EIRP)等。
传统上，提供毫米波通信环境的天线模块已被用于在基板上设置IC和天线，以满足高频天线性能(例如，发送/接收比、增益、方向性等)的要求。然而，这种结构可能导致缺少用于布置天线的空间、天线形状的自由度受限、天线与IC之间的干扰增加以及天线模块的尺寸和/或成本增加。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式对所选择的构思进行介绍，并在以下具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在帮助确定所要求保护的主题的范围。
根据一方面，公开了一种天线模块，所述天线模块包括：两个或更多个基板，堆叠并具有不同的柔性；第一贴片天线，设置在所述两个或更多个基板中的最上方基板的上方或内部；以及IC，设置在所述两个或更多个基板中的最下方基板的下方或内部，并通过所述基板电连接到所述第一贴片天线，其中，所述两个或更多个基板包括第一基板和第二基板，其中，所述第二基板比所述第一基板柔韧，并且沿横向方向延伸以具有与所述第一基板重叠的重叠区域和不与所述第一基板重叠的延伸区域。
所述天线模块可包括第二贴片天线，所述第二贴片天线设置在所述第二基板的所述延伸区域的上方或内部并且电连接到所述IC。
所述天线模块可包括虚设构件，所述虚设构件设置在所述第二基板的所述延伸区域的下表面上，其中，所述第二基板的所述延伸区域可朝向所述两个或更多个基板的侧表面弯曲。
所述天线模块还可包括第一接地层，所述第一接地层设置在所述第二基板和所述第一基板之间，并且可具有围绕所述第一贴片天线的第一通孔。
所述天线模块可包括：至少一个馈电过孔，穿过所述第一通孔，并且电连接到所述第一贴片天线；以及第二接地层，与所述第二基板的重叠区域分开以设置在所述第一基板上，并且具有第二通孔，所述至少一个馈电过孔中的至少一个穿过所述第二通孔，其中，所述至少一个第一通孔的面积可大于所述第二通孔的面积。
所述天线模块可包括屏蔽过孔，所述屏蔽过孔被设置为使所述第一接地层和所述第二接地层电连接，并且布置成围绕所述第一贴片天线。
所述第二基板的所述重叠区域可设置在所述第一贴片天线和所述第一基板之间，并且所述第一基板的介电常数可小于所述第二基板的介电常数。
所述最下方基板包括设置在第一绝缘层和第二绝缘层之间的布线层，所述布线层的布线将所述至少一个馈电过孔电连接到所述IC。
所述天线模块可包括信号传输线，所述信号传输线设置在所述第二基板的延伸区域中并且电连接到所述IC。
所述信号传输线可包括第一信号传输线和第二信号传输线，并且所述第二基板的延伸区域包括沿第一横向方向延伸的第一横向延伸区域和沿与第一横向方向相反的第二横向方向延伸的第二横向延伸区域，其中，所述第一信号传输线设置在所述第二基板的第一横向延伸区域中并且电连接到所述集成电路，所述第二信号传输线设置在所述第二基板的第二横向延伸区域中并且电连接到所述IC。
所述第二基板的延伸区域可包括沿第一横向方向延伸的第一横向延伸区域和沿与第一横向方向相反的第二横向方向延伸的第二横向延伸区域，所述天线模块还可包括第二贴片天线，所述第二贴片天线设置在所述第二基板的第一横向延伸区域的上表面上或第二横向延伸区域的上表面上并且电连接至所述IC。
所述两个或更多个基板还包括第三基板，所述第三基板比所述第一基板柔韧，并且可沿横向方向延伸，以具有与所述第一基板重叠的第二重叠区域和可不与所述第一基板重叠的第二延伸区域，所述天线模块还可包括第二贴片天线和信号传输线，所述第二贴片天线设置在所述第二基板的所述延伸区域的上方或内部的位置，并且可配置为将RF信号发送到所述IC或从所述IC接收RF信号，所述信号传输线设置在所述第三基板的所述第二延伸区域的上方或内部的位置并且电连接到所述集成电路。
所述第三基板的所述第二延伸区域可与所述第二基板的所述延伸区域的至少一部分重叠。
所述天线模块可包括：第二贴片天线，设置在所述第二基板的所述延伸区域的上方或内部，并将RF信号发送到所述IC或从所述IC接收RF信号；以及第三接地层，可在所述第二基板的所述延伸区域中设置在所述第二贴片天线和所述信号传输线之间。
所述天线模块还可包括：第一接地层，设置在所述第二基板和所述第一基板之间，并且可具有包围所述第一贴片天线的通孔；至少一个馈电过孔，可穿过所述通孔并电连接到所述第一贴片天线；以及屏蔽过孔，设置在所述第一接地层的上表面上并且可被布置为围绕所述第一贴片天线。
所述天线模块可包括：信号传输线，可设置在所述第二基板的所述延伸区域的上方或内部的位置；以及馈线，可设置在所述第二基板的所述重叠区域的上方或内部，并且使所述第一贴片天线和所述信号传输线电连接。
根据以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是明显的。
附图说明
图1是示出天线模块的第二基板用作用于布置第二贴片天线的空间的结构的示例的示图。
图2A是示出图1中所示的天线模块的示例的示图。
图2B是示出图1中所示的天线模块的示例的示图。
图3A是示出天线模块中的馈电过孔连接结构和屏蔽过孔的示例的示图。
图3B是示出天线模块中的馈电过孔连接结构和屏蔽过孔的示例的示图。
图4是示出根据天线模块的贴片天线的数量的增加的扩展结构的示例的示图。
图5A是示出天线模块的第二基板用作用于布置信号传输线的空间的结构的示例的示图。
图5B是示出图5A中所示的天线模块的示例的示图。
图6A是示出天线模块的第二基板用作用于布置信号传输线的空间的结构的示例的示图。
图6B是示出图6A中所示的天线模块的示例的示图。
图7A是示出天线模块的第二基板设置在第一基板的下表面上并且用作用于布置信号传输线的空间的结构的示例的示图。
图7B是示出布置在天线模块的第二基板的下表面上的绝缘层和布线层的示例的示图。
图7C是示出天线模块的第二基板沿第二横向方向延伸并且用作用于布置第二信号传输线的空间的结构的示例的示图。
图7D是示出天线模块的第二基板沿第二横向方向延伸并用作用于布置第二贴片天线的空间的结构的示例的示图。
图7E是示出天线模块的第二基板用作用于布置信号传输线和第二贴片天线二者的空间的结构的示例的示图。
图8A是示出第三基板堆叠在天线模块中的结构的示例的示图。
图8B是示出在天线模块中第二基板的延伸区域和第三基板的延伸区域彼此重叠的结构的示例的示图。
图9是示出天线模块设置在电子装置中的结构的示例的示图。
图10A和10B是示出其中天线模块设置在电子装置中的结构的示例的示图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明和方便起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变换、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里描述的操作顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可以在理解本申请的公开内容之后做出将是显而易见的改变。另外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对本领域中已知的特征的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式实现，并且不应被解释为局限于在此所描述的示例。更确切地说，已经提供这里所描述的示例，仅为了示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实施这里所描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于两者之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可能不存在介于两者之间的其他元件。
在此使用的术语仅用于描述各种示例，并且其不用于限制本公开。如在这里使用的术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个和任意两个或更多个的任意组合。除非上下文另外清楚地表明，否则单数形式也意图包括复数形式。
关于示例或实施例中的“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，但所有示例和实施例不限于此。
虽然可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因而，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了易于描述，这里可使用诸如“在……上方”、“上部”、“在……下方”以及“下部”的空间相对术语来描述附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意图包含除了附图中所描绘的方位以外装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为相对于另一元件位于“上方”或“上部”的元件于是将相对于另一元件位于“下方”或“下部”。因而，术语“在……上方”根据装置的空间方位包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。装置也可以其他方式(例如，旋转90度或处于其他方位)定位，并且对这里使用的空间相对术语做出相应地解释。
由于制造技术和/或公差，可能发生附图中所示的形状的变型。因而，这里所描述的示例不限于附图中示出的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状上的变化。
图1是示出天线模块的第二基板用作用于布置第二贴片天线的空间的结构的示例的示图。
图2A是示出图1中所示的天线模块的示例的示图。
图2B是示出图1中所示的天线模块的示例的示图。
参照图1、图2A和图2B，天线模块100a可包括贴片天线110a、第二贴片天线115a、第一基板140a和第二基板150a中的至少一部分。
贴片天线110a可设置在第二基板150a的上表面上，但不限于此，贴片天线110a还可设置在第二基板150a内部中。在示例中，第一基板140a和第二基板150a具有绝缘特性，并且介电常数大于空气的介电常数。例如，第一基板140a可包括利用FR-4或低温共烧陶瓷(LTCC)形成的介电层，第二基板150a可包括液晶聚合物(LCP)，但不限于此。第一基板140a和第二基板150a的材料可根据诸如以柔韧性、介电常数、多个基板之间粘合的容易性、耐久性和成本为例的设计标准而变化。
第一基板140a可被设计为改善贴片天线110a的天线性能。例如，第一基板140a的介电常数可小于第二基板150a的介电常数。因此，由于经过第一基板140a的RF信号的有效波长可相对长，因此RF信号可进一步集中在朝向上表面的方向上。
第二基板150a可比第一基板140a柔韧。由于彼此相邻的第一基板140a和第二基板150a具有彼此不同的柔性，所以第一基板140a和第二基板150a可堆叠以通过柔性单元彼此区分。
第二基板150a可比第一基板140a柔韧并且可沿横向方向比第一基板140a进一步延伸。在示例中，当在竖直方向上观察时，第二基板150a的部分区域可与第一基板140a重叠，并且第二基板的延伸区域151a可不与第一基板140a重叠。
贴片天线110a可被配置为远程接收RF信号，并将RF信号发送到馈线120a，或者从馈线120a接收RF信号，并远程发送RF信号。例如，贴片天线110a可具有呈圆形形状或多边形形状的两个表面。贴片天线的两个表面可用作RF信号在导体和非导体之间经过的边界。
因此，天线模块100a可增加贴片天线110a的数量以增大RF信号经过的边界的总面积，并且可改善RF信号的发送/接收比和增益。另外，随着贴片天线110a的数量增加，天线模块100a的尺寸可增大。
第二贴片天线115a可被配置为远程接收RF信号，并将RF信号发送到馈线120a，或者从馈线120a接收RF信号，并且远程发送RF信号，并且第二贴片天线115a可设置在第二基板的延伸区域151a的上表面上。
在示例中，第二基板的延伸区域151a可提供用于布置第二贴片天线115a的空间。第二基板的延伸区域151a可以是柔性的，并且当在竖直方向上观察时，延伸区域151a不与第一基板140a重叠，并且因此可朝向第一基板140a的侧表面弯曲。因此，由于天线模块100a可更有效地提供用于布置贴片天线的空间，因此天线模块100a的有效尺寸(例如，当在竖直方向上观察时，天线模块的面积)可相对减小。
当第二基板的延伸区域151a弯曲时，第二贴片天线115a可沿与贴片天线110a不同的方向(例如，横向)远程发送和/或接收RF信号。例如，天线模块100a可通过将贴片天线110a和第二贴片天线115a组合来全方向地扩展RF信号发送/接收方向。
参照图1、图2A和图2B，天线模块100a包括馈线120a、虚设构件145a、第一接地层155a和第二接地层165a中的至少一部分。
第一接地层155a可设置在第一基板140a和第二基板150a之间，并且当在竖直方向上观察时，第一接地层155a可包括围绕至少一个贴片天线110a中的每个的至少一个第一通孔。因此，经过贴片天线110a的RF信号可在第一接地层155a中反射，以进一步集中在朝向上表面的方向上。当贴片天线110a以多于一个的数量存在时，第一接地层155a可改善相邻贴片天线110a之间的隔离度。
第二接地层165a可设置在第一基板140a的下端。第二接地层165a可反射经过贴片天线110a的RF信号，以进一步将RF信号集中在朝向上表面的方向上。因此，可进一步改善贴片天线110a的RF信号发送/接收性能。
馈线120a可将从贴片天线110a和/或第二贴片天线115a接收的RF信号传输到IC，并且可将从IC接收的RF信号传输到贴片天线110a和/或第二贴片天线115a。
例如，馈线120a的一端可连接到贴片天线110a和/或第二贴片天线115a的侧表面，并且馈线120a的另一端可连接到馈电过孔和/或信号传输线。因此，馈线120a可将IC电连接到贴片天线110a和/或第二贴片天线115a，而不与第二接地层165a相交。第二接地层165a可不具有用于使馈线120a穿过的单独的通孔。因此，经过贴片天线110a的RF信号可进一步集中在朝向上表面的方向上。
虚设构件145a可设置在第二基板的延伸区域151a的下表面上。当第二基板的延伸区域151a弯曲时，虚设构件145a可设置在第二基板的延伸区域151a和第一基板140a的侧表面之间。因此，可防止第二基板的延伸区域151a与第一基板140a之间的物理/电磁碰撞，并且可提高第二贴片天线115a的位置稳定性以防止天线模块100a的波束形成效率降低。
图3A是示出天线模块中的馈电过孔连接结构和屏蔽过孔的示例的示图。
图3B是示出天线模块中的馈电过孔连接结构和屏蔽过孔的示例的示图。
参照图3A和3B，天线模块100b可包括贴片天线110b、馈电过孔121b、多个第一基板141b、142b和143b、第二基板150b、第一接地层155b、多个屏蔽过孔160b和第二接地层165b中的至少一部分。包括在天线模块100b中组件中的一个或更多个组件可具有与图1中所示的对应组件相似的特性。除了以下图3A和图3B的描述之外，图1至图2B的描述也适用于图3A和图3B，并且通过引用包含于此。因此，这里可不重复以上描述。
馈电过孔121b可设置为穿过多个第一基板141b、142b和143b以及第二基板150b，并且可电连接贴片天线110b和IC。馈电过孔121b可减小贴片天线110b和IC之间的电长度，从而减少RF信号的传输损耗。例如，馈电过孔121b可具有一个通路孔的结构，或者可具有多层通路孔堆叠的结构。
多个屏蔽过孔160b可设置为使第一接地层155b和第二接地层165b电连接，并且当在竖直方向上观察时，多个屏蔽过孔160b可被布置为围绕贴片天线110b。
由多个第一基板141b、142b和143b中的多个屏蔽过孔160b围绕的区域可形成介电腔130b。介电腔130b可反射泄漏到侧表面或下表面上的RF信号，以将RF信号引导到贴片天线110b或者朝向上表面的方向上。因此，可改善贴片天线110b的发送/接收比和增益，并且还可提高多个贴片天线之间的隔离度。
例如，由多个屏蔽过孔160b围绕而形成的介电腔130b在横向方向上的面积可大于第一接地层155b的通孔的面积。因此，介电腔130b可进一步将经过贴片天线110b的RF信号集中在朝向上表面的方向上。
另外，第一接地层155b的通孔可被称为第一通孔，第二接地层165b中具有使馈电过孔121b穿过的第二通孔，如图3B所示，第一通孔的面积大于第二通孔的面积。
多个屏蔽过孔160b中的一部分屏蔽过孔可相对地与介电腔130b相邻地设置，并且多个屏蔽过孔160b中的其余屏蔽过孔可设置为覆盖多个屏蔽过孔160b的部分之间的间隙。因此，可进一步改善多个屏蔽过孔160b的RF信号的反射性能。
图4是示出根据天线模块的贴片天线的数量的增加的扩展结构的示例的示图。
参照图4，天线模块100c的贴片天线的数量(例如，十六(16)个)大于图1至图3B中所示的贴片天线的数量(例如，四(4)个)。
多个贴片天线可一体地形成朝向上端的波束。多个贴片天线的一体化波束形成的效率可根据经过多个贴片天线中的每个的多个RF信号的极化关系、位置关系和多个贴片天线之间的尺寸关系而变化。
多个馈线中的每个的一端可分别连接到多个贴片天线中的每个，并且多个馈线的另一端可集中到两个相邻的天线模块100c之间，并且可电连接到馈电过孔。
第二基板200可在天线模块100c的例如六(6)点钟方向和例如三(3)点钟方向上延伸。
图5A是示出天线模块的第二基板用作用于布置信号传输线的空间的结构的示例的示图。
图5B是示出图5A中所示的天线模块的示例的示图。
参照图5A和图5B，天线模块100e可包括贴片天线110e、第二贴片天线115e、馈线120e、第一基板140e、第二基板150e、第一接地层155e、第二接地层165e和信号传输线170e中的至少一部分。包括在天线模块100e中的组件中的一个或更多个组件可具有与图1中所示的对应组件相似的特性。除了以下图5A和图5B的描述之外，图1至图4的描述也适用于图5A和图5B，并且通过引用包含于此。因此，这里可不重复以上描述。
当在竖直方向上观察时，第二基板150e具有与第一基板140e重叠的第二基板的重叠区域、不与第一基板140e重叠的第二基板的延伸区域151e，以及不与第一基板140e重叠的第二基板的延伸区域152e。
信号传输线170e可设置在第二基板的延伸区域152e中，并且信号传输线170e的一端可电连接到IC和/或贴片天线110e。
当信号传输线170e的另一端设置在组板(set substrate)180e的连接器175e中时，信号传输线170e可提供到天线模块100e的组板180e的电路径。
在示例中，第二基板的延伸区域152e是柔性的，并且当在竖直方向上观察时不与第一基板140e重叠。因此，第二基板的延伸区域152e可根据连接器175e和组板180e的位置而柔性地弯曲。
因此，由于不需要用于电连接到连接器175e和组板180e的单独组件，因此可进一步简化天线模块100e。
此外，天线模块100e可根据连接器175e和组板180e的位置减少对用于布置天线模块100e的空间的限制，例如，诸如发送/接收比、增益、方向性和方向。
根据设计，馈线120e可设置在第二基板150e的重叠区域中，并且将贴片天线110e和/或第二贴片天线115e电连接到信号传输线170e。例如，信号传输线170e可用作RF信号的传输路径。因此，由于天线模块100e不包括执行IF信号或基带信号与RF信号之间的转换的IC，因此天线模块100e可进一步小型化，或者可被设计为更符合贴片天线110e的改善的天线性能。
图6A是示出天线模块的第二基板用作用于布置信号传输线的空间的结构的示例的示图。
图6B是示出图6A中所示的天线模块的示例的示图。
参照图6A和6B，天线模块100f可包括馈电过孔121f、多个屏蔽过孔160f、布线层210f、绝缘层220f、布线过孔230f和IC 250f中的至少一部分。包括在天线模块100f中的多个组件中的至少一部分可具有与图3A和图3B中所示的对应组件相似的特性。除了以下图6A和图6B的描述之外，图1至图5B的描述也适用于图6A和图6B，并且通过引用包含于此。因此，这里可不重复以上描述。
其上堆叠有第一基板140e和第二基板150e的多个基板还可包括堆叠在第一基板140e的下表面上的布线层210f和绝缘层220f。
IC 250f可设置在第一基板140e的下表面上，但不限于此，IC 250f还可设置在第一基板140e的内部中。在示例中，IC 250f的上表面是设置有多个连接焊盘的有效表面，并且IC 250f的下表面是无效表面。IC 250f可具有这样的结构：多个连接焊盘电连接到多个基板的下表面上的多个电连接结构(例如，焊球、凸块)。多个电连接结构可电连接到布线层210f的对应布线。
馈电过孔121f的一端可电连接到贴片天线110e，并且馈电过孔121f的另一端可电连接到布线层210f的相应布线。因此，IC 250f可从贴片天线110e接收RF信号，或者可将RF信号发送到贴片天线110e。
IC 250f可将射频(RF)信号转换为中频(IF)信号或基带信号，并且可将IF信号或基带信号转换为RF信号。IC 250f可通过布线层210f和布线过孔230f将IF信号或基带信号发送到信号传输线170e，或者可从信号传输线170e接收IF信号或基带信号。
在示例中，通过信号传输线170e传输的IF信号或基带信号通过连接器175e传输到组板180e的中频集成电路(IFIC)或基带集成电路(BBIC)。
屏蔽过孔160f设置在第一接地层155e的上表面上以电连接到第一接地层155e，并且可布置成当在竖直方向上观察时围绕至少一个贴片天线110e。因此，可改善贴片天线110e和信号传输线170e之间的电磁隔离，并且可相对减少由于贴片天线110e的RF信号发送和接收而引起的信号传输线170e的噪声。
图7A是示出天线模块的第二基板设置在第一基板的下表面上并且用作用于布置信号传输线的空间的结构的示例的示图。
参照图7A，天线模块可包括贴片天线110f、馈电过孔121f、第一基板140f、第二基板150f、第一接地层155f、第二接地层165f和信号传输线170f中的至少一部分。包括在天线模块中的多个组件中的至少一部分可具有与图5A至图6B中所示的对应组件相似的特性。除了以下图7A的描述之外，图1至图6B的描述也适用于图7A，并且通过引用包含于此。因此，这里可不重复以上描述。
第二基板150f可设置在第一基板140f的下表面上。第二基板150f可从第一基板140f沿横向方向延伸，以具有当在竖直方向上观察时与第一基板140f重叠的第二基板的重叠区域和不与第一基板140f重叠的第二基板的延伸区域152f。
信号传输线170f可设置在第二基板的延伸区域152f中，并且可使组板180f的连接器175f和馈电过孔121f电连接。馈电过孔121f可使贴片天线110f和信号传输线170f电连接。
例如，信号传输线170f可提供RF信号的传输路径。在示例中，电源管理集成电路(PMIC)或无源组件(例如，多层陶瓷电容器、电感器、片式电阻器等)可设置在多个基板的下表面上，并且执行RF信号的转换的IC可设置在组板180f上。
图7B是示出绝缘层以及布线层布置在天线模块的第二基板的下表面上的示例的示图。
参照图7B，天线模块可包括贴片天线110g、馈电过孔121g、第一基板140g、第二基板150g、第一接地层155g、第二接地层165g、信号传输线170g、布线层210g、绝缘层220g、布线过孔230g、片式天线240g和IC 250g中的至少一部分。包括在天线模块中的多个组件中的至少一部分可具有与图5A至6B中所示的对应组件相似的特性。除了以下图7B的描述之外，图1至图7A的描述也适用于图7B，并且通过引用包含于此。因此，这里可不重复以上描述。
在示例中，第二基板150g设置在第一基板140g的下表面上。布线层210g和两个绝缘层220g可布置在第二基板150g的重叠区域的下表面上。布线层210g和绝缘层220g可被定义为第三基板。由于彼此相邻的第一基板140g和第二基板150g具有不同的柔性，并且彼此相邻的第二基板150g和第三基板具有不同的柔性，因此第一基板140g和第二基板150g以及第三基板具有它们被堆叠以通过柔性单元彼此区分的结构。
第二基板的延伸区域152g可延伸到组板180g的连接器175g。信号传输线170g可设置在延伸区域152g上。
IC 250g可将IF信号或基带信号发送到信号传输线170g，并且可通过布线层210g和布线过孔230g从信号传输线170g接收IF信号或基带信号。IC250g可通过布线层210g和馈电过孔121g将RF信号发送到贴片天线110g，或者可从贴片天线110g接收RF信号。
由于第一接地层155g和第二接地层165g，使得第二基板的延伸区域152g可相对于贴片天线110g具有高的隔离度。因此，可相对减少由贴片天线110g提供给信号传输线170g的电磁噪声。此外，由于第一基板140g使得贴片天线110g可在基本上不考虑信号传输线170g的情况下容易地具有用于改善天线性能的结构。
同时，片式天线240g可设置在多个基板的下表面上，并且可在横向方向上发送和接收RF信号。例如，片式天线240g可包括第一电极、第二电极和电介质。电介质可设置在第一电极和第二电极之间，并且电介质的介电常数可大于第一基板140g和第二基板150g的介电常数。第一电极可电连接到布线层210g的对应布线，第二电极可电连接到布线层210g的接地图案。
图7C是示出天线模块的第二基板沿第二横向方向延伸并且用作用于布置第二信号传输线的空间的结构的示例的示图。
参照图7C，天线模块还可包括第二信号传输线171g。
第二基板150g可延伸到第二侧表面，以使当在竖直方向上观察时第二基板的第二横向延伸区域153g不与第一基板140g重叠。第二信号传输线171g可设置在第二基板的第二横向延伸区域153g上，并且第二信号传输线171g的一端可电连接到IC 250g。
例如，第二基板的第二横向延伸区域153g可延伸到第二天线模块。例如，第二信号传输线171g的另一端可电连接到设置在第二天线模块中的天线。设置在第二天线模块中的天线可与贴片天线110g一起执行波束成形。第二基板的第二横向延伸区域153g可比第一基板140g柔韧，并且当在竖直方向上观察时可不与第一基板140g重叠。因此，设置在第二天线模块中的天线和贴片天线110g可更有效地执行波束形成，或者更有效地形成全方向的辐射图案。
例如，第二基板的第二横向延伸区域153g可延伸到其中设置PMIC和/或无源组件的模块。因此，天线模块可省略用于布置PMIC和/或无源组件的空间，使得天线模块的尺寸可进一步减小。另外，由于PMIC和/或无源组件的外部使用，使得天线模块可不受天线模块的实际布置限制。
图7D是示出天线模块的第二基板沿第二横向方向延伸并用作用于布置第二贴片天线的空间的结构的示例的示图。
参照图7D，天线模块可包括设置在第二基板的第二横向延伸区域153g的上表面上的第二贴片天线115g。在另一示例中，第二贴片天线115g还可设置在第二基板的第二横向延伸区域153g的内部中。
第二基板的第二横向延伸区域153g可朝向布线层210g的侧表面和绝缘层220g的侧表面弯曲，使得天线模块可形成为抑制尺寸上的增加，并且还可在第二横向方向上发送和接收RF信号。
图7E是示出天线模块的第二基板用作用于布置信号传输线和第二贴片天线二者的空间的结构的示例的示图。
参照图7E，天线模块可包括贴片天线110h、第二贴片天线115h、馈电过孔121h、第一基板140h、第二基板150h、第一接地层155h、第二接地层165h、第三接地层166h、信号传输线170h、布线过孔230h、片式天线240h和IC 250h中的至少一部分。包括在天线模块中的多个组件中的至少一部分可具有与图7B中所示的对应组件相似的特性。除了以下图7E的描述之外，图1至图7D的描述也适用于图7E，并且通过引用包含于此。因此，这里可不重复以上描述。
第二基板150h可沿横向方向延伸，以具有当在竖直方向上观察时不与第一基板140h重叠的第二基板的延伸区域152h。
第二贴片天线115h可设置在第二基板的延伸区域152h上。信号传输线170h可设置在第二基板的延伸区域152h中，并且可电连接到组板180h的连接器175h。
此外，第三接地层166h可在第二基板的延伸区域152h中设置在第二贴片天线115h和信号传输线170h之间。因此，第二贴片天线115h可进一步提高信号传输线170h的隔离度，同时将RF信号进一步集中在朝向上表面的方向，并且信号传输线170h可减少由第二贴片天线115h的RF信号的发送和接收引起的电磁噪声。
图8A是示出第三基板堆叠在天线模块中的结构的示例的示图。
参照图8A，天线模块可包括贴片天线110i、第二贴片天线115i、馈电过孔121i、第一基板140i、虚设构件145i、第二基板150i、第三基板154i、第一接地层155i、第二接地层165i、信号传输线170i、布线层210i、绝缘层220i、布线过孔230i、片式天线240i和IC 250i中的至少一部分。包括在天线模块中的多个组件中的至少一部分可具有与图7B中所示的对应组件相似的特性。除了以下图8A的描述之外，图1至图7E的描述也适用于图8A，并且通过引用包含于此。因此，这里可不重复以上描述。
第二基板150i可设置在第一基板140i的上表面上，第三基板154i可设置在第一基板140i的下表面上，布线层210i和绝缘层220i可设置在第三基板154i的下表面上。由于彼此相邻的第一基板140i和第二基板150i具有彼此不同的柔性，并且彼此相邻的第一基板140i和第三基板154i具有彼此不同的柔性，因此第一基板140i、第二基板150i和第三基板154i可具有被堆叠以通过柔性单元彼此区分的结构。
第二基板150i可在第一横向方向上延伸以具有当在竖直方向上观察时不与第一基板140i重叠的第二基板的延伸区域151i。第三基板154i可在第二横向方向上延伸，以具有当在竖直方向上观察时不与第一基板140i重叠的第三基板的延伸区域152i。
第二贴片天线115i可设置在第二基板的延伸区域151i的上表面上，并且信号传输线170i可设置在第三基板的延伸区域152i中。
由于第一接地层155i和第二接地层165i，使得第二基板的延伸区域151i和第三基板的延伸区域152i相对于彼此具有高的隔离度，并且可改善第二贴片天线115i和信号传输线170i之间的隔离度。
图8B是示出在天线模块中第二基板的延伸区域和第三基板的延伸区域彼此重叠的结构的示例的示图。
参照图8B，当在竖直方向上观察时，第三基板的延伸区域152i可布置为与第二基板的延伸区域151i中的至少一部分重叠。此外，第三接地层166i可设置在第三基板的延伸区域152i中，以位于第二基板的延伸区域151i和信号传输线170i之间。因此，可改善第二贴片天线115i和信号传输线170i之间的隔离度。
此外，由于第二基板的延伸区域151i与第三基板的延伸区域152i之间的重叠区域较大，因此天线模块可通过更有效地使用空间来增加天线模块的有效尺寸。
图9是示出图7B中所示的天线模块设置在电子装置中的结构的示例的示图。
参照图9，天线模块可设置在电子装置400g的盖的上部，并且组板180g可设置在电子装置400g的盖的下部。
因此，在电子装置400g中，天线模块可设置在比连接器175g的位置更高的位置。由于第二基板的延伸区域152g可弯曲，所以尽管连接器175g和天线模块之间的高度不同，但是也可容易地提供连接器175g和天线模块之间的连接路径。
虽然仅以图7B中的天线模块为例示出了天线模块设置在电子装置中的结构，但本公开不限于此，其他实施例中的天线模块也可相似地设置在电子装置中。
图10A和图10B是示出天线模块设置在电子装置中的结构的示例的示图。
参照图10A，电子装置400g可包括天线模块100g和组板300g，并且天线模块100g可与电子装置400g的横向边界相邻地设置。
电子装置400g可以是智能手机、可穿戴智能装置、个人数字助理、数码摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、平板电脑、膝上型电脑、上网本、电视、视频游戏机、智能手表、汽车组件、物联网(IoT)装置等，但不限于此。
通信调制解调器310g和第二IC 320g可设置在组板300g上。通信调制解调器310g可包括以下存储器芯片中的至少一部分，以执行数字信号处理：存储器芯片，例如，诸如易失性存储器(例如，DRAM)、非易失性存储器(例如，ROM)和闪存；应用处理器芯片，例如，诸如中央处理单元(例如，CPU)、图形处理单元(例如，GPU)、数字信号处理器、密码处理器、微处理器和微控制器；逻辑芯片，例如，诸如模数转换器和专用IC(ASIC)。
第二IC 320g可执行模数转换，响应于模拟信号的放大、滤波和频率转换以生成基带信号或IF信号，并且可处理接收的基带信号或IF信号以读取通讯数据。生成的基带信号或IF信号可通过天线模块100g的第二基板传输到天线模块。
参照图10B，电子装置400h可包括多个天线模块100h、组板300h、通信调制解调器310h和第二IC 320h。多个天线模块100h可分别与电子装置400h的第一横向边界和第二横向边界相邻地设置。
同时，贴片天线、馈线、馈电过孔、屏蔽过孔、接地层、布线层和布线过孔可包括金属材料，例如，诸如导电材料(诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)及它们的合金)，并且可根据诸如以化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、溅射、减成、加成、半加成工艺(SAP)和改进的半加成工艺(MSAP)为例的镀覆方法形成。
可包括在多个基板中的介电层和/或绝缘层可例如利用除FR-4、液晶聚合物(LCP)、低温共烧陶瓷(LTCC)之外的诸如环氧树脂的热固性树脂，或诸如聚酰亚胺的热塑性树脂或与无机填料一起浸在诸如玻璃纤维、玻璃布以及玻璃织物的芯材中的树脂(半固化片，ABF(Ajinomoto build-up film)、FR-4、双马来酰亚胺三嗪(BT)、感光可成像介电(PID)树脂、覆铜层压板(CCL)和玻璃基或陶瓷基的绝缘材料)来实现。
本说明书中公开的RF信号可具有根据如下协议的形式：诸如以Wi-Fi(IEEE802.11族)、WiMAX(IEEE 802.16族)、IEEE 802.20、长期演进(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPS、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、蓝牙、3G、4G、5G，以及之后被指定的任何其他无线和有线协议为例，但不限于此。此外，RF信号的频率(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz和60GHz)可高于IF信号的频率(例如，2GHz、5GHz和10GHz)。
本说明书中公开的多个基板可实现为单个印刷电路板，可单独制造以具有结合的结构(例如，连接诸如焊球或凸块的电连接结构)，并且可包括铜重新分布层(RDL)。
诸如扇出型面板级封装件(FOPLP)的IC封装件可应用于多个基板的下表面，并且诸如光可成像包封剂(PIE)、ABF(Ajinomoto build-up film)、环氧塑封料(EMC)的包封剂可应用于多个基板的边界附近。
由于在此公开的天线模块可在电子装置中容易地确保与其他模块的电连接路径，因此可简化用于确保连接路径的结构，或者可减少用于确保连接路径的布置的空间的限制。因此，天线模块可具有用于改善天线性能或小型化的有利结构。
由于用于布置贴片天线的空间的增加，因此在此公开的天线模块可增大贴片天线的尺寸，并且可改善天线性能同时抑制有效尺寸增加。
在此公开的天线模块可容易地确保RF信号的侧向辐射图案，因此可具有可容易地小型化的结构，同时全方向地扩展RF信号的发送/接收方向。
在此公开的天线模块可提供一种能够改善天线性能(例如，发送/接收比、增益、带宽、方向性等)或具有有利于小型化的结构的天线模块。
虽然本公开包括具体示例，但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可对这些示例做出形式和细节上的各种变化。这里所描述的示例将仅被理解为描述性意义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被理解为可适用于其他示例中的相似的特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术，和/或如果按照不同的方式组合和/或通过其他组件或它们的等同物替换或增添描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围并不通过具体实施方式限定而是通过权利要求及其等同物限定，在权利要求及其等同物的范围内的全部变型将被理解为包括在本公开中。

Claims (16)

1.一种天线模块，包括：
两个或更多个基板，堆叠并具有不同的柔性；
第一贴片天线，设置在所述两个或更多个基板中的最上方基板的上方或内部；以及
集成电路，设置在所述两个或更多个基板中的最下方基板的下方或内部，并通过所述两个或更多个基板电连接到所述第一贴片天线，
其中，所述两个或更多个基板包括第一基板和第二基板，并且
其中，所述第二基板比所述第一基板柔韧，并且所述第二基板沿横向方向延伸，以具有与所述第一基板重叠的重叠区域和不与所述第一基板重叠的延伸区域。
2.根据权利要求1所述的天线模块，所述天线模块还包括第二贴片天线，所述第二贴片天线设置在所述第二基板的所述延伸区域的上方或内部并且电连接到所述集成电路。
3.根据权利要求2所述的天线模块，所述天线模块还包括虚设构件，所述虚设构件设置在所述第二基板的所述延伸区域的下表面上，
其中，所述第二基板的所述延伸区域朝向所述两个或更多个基板的侧表面弯曲。
4.根据权利要求1所述的天线模块，所述天线模块还包括第一接地层，所述第一接地层设置在所述第二基板和所述第一基板之间，并且具有围绕所述第一贴片天线的第一通孔。
5.根据权利要求4所述的天线模块，所述天线模块还包括：
至少一个馈电过孔，穿过所述第一通孔并且电连接到所述第一贴片天线；以及
第二接地层，与所述第二基板的所述重叠区域分开以设置在所述第一基板上，并且具有第二通孔，所述至少一个馈电过孔中的至少一个穿过所述第二通孔，
其中，所述至少一个第一通孔的面积大于所述第二通孔的面积。
6.根据权利要求5所述的天线模块，所述天线模块还包括屏蔽过孔，所述屏蔽过孔被设置为使所述第一接地层和所述第二接地层电连接，并且被布置成围绕所述第一贴片天线。
7.根据权利要求5所述的天线模块，其中，所述第二基板的所述重叠区域设置在所述第一贴片天线和所述第一基板之间，并且
所述第一基板的介电常数小于所述第二基板的介电常数。
8.根据权利要求5所述的天线模块，其中，所述最下方基板包括设置在第一绝缘层和第二绝缘层之间的布线层，
所述布线层的布线将所述至少一个馈电过孔电连接到所述集成电路。
9.根据权利要求1所述的天线模块，所述天线模块还包括信号传输线，所述信号传输线设置在所述第二基板的所述延伸区域中并且电连接到所述集成电路。
10.根据权利要求9所述的天线模块，其中，所述信号传输线包括第一信号传输线和第二信号传输线，并且所述第二基板的延伸区域包括沿第一横向方向延伸的第一横向延伸区域和沿与第一横向方向相反的第二横向方向延伸的第二横向延伸区域，
其中，所述第一信号传输线设置在所述第二基板的第一横向延伸区域中并且电连接到所述集成电路，所述第二信号传输线设置在所述第二基板的第二横向延伸区域中并且电连接到所述集成电路。
11.根据权利要求9所述的天线模块，其中，所述第二基板的延伸区域包括沿第一横向方向延伸的第一横向延伸区域和沿与第一横向方向相反的第二横向方向延伸的第二横向延伸区域，
所述天线模块还包括第二贴片天线，所述第二贴片天线设置在所述第二基板的第一横向延伸区域的上表面上或第二横向延伸区域的上表面上并且电连接到所述集成电路。
12.根据权利要求1所述的天线模块，其中，
所述两个或更多个基板还包括第三基板，所述第三基板比所述第一基板柔韧，并且沿横向方向延伸以具有与所述第一基板重叠的第二重叠区域和不与所述第一基板重叠的第二延伸区域，
所述天线模块还包括第二贴片天线和信号传输线，所述第二贴片天线设置在所述第二基板的所述延伸区域的上方或内部的位置，并且被配置为将射频信号发送到所述集成电路或从所述集成电路接收射频信号，所述信号传输线设置在所述第三基板的所述第二延伸区域的上方或内部的位置并且电连接到所述集成电路。
13.根据权利要求12所述的天线模块，其中，所述第三基板的所述第二延伸区域与所述第二基板的所述延伸区域的至少一部分重叠。
14.根据权利要求9所述的天线模块，所述天线模块还包括：
第二贴片天线，设置在所述第二基板的所述延伸区域的上方或内部，并将射频信号发送到所述集成电路或从所述集成电路接收射频信号；以及
第三接地层，在所述第二基板的所述延伸区域中设置在所述第二贴片天线和所述信号传输线之间。
15.根据权利要求9所述的天线模块，所述天线模块还包括：
第一接地层，设置在所述第二基板和所述第一基板之间，并且具有包围所述第一贴片天线的通孔；
至少一个馈电过孔，穿过所述通孔并且电连接到所述第一贴片天线；以及
屏蔽过孔，设置在所述第一接地层的上表面上并且布置为围绕所述第一贴片天线。
16.根据权利要求1所述的天线模块，所述天线模块还包括：
信号传输线，设置在所述第二基板的所述延伸区域的上方或内部的位置；以及
馈线，设置在所述第二基板的所述重叠区域的上方或内部，并且使所述第一贴片天线和所述信号传输线电连接。
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