CN111108649A

CN111108649A - 天线模块

Info

Publication number: CN111108649A
Application number: CN201880060814.0A
Authority: CN
Inventors: 金范镇; 朴钟浩
Original assignee: Amotech Co Ltd
Current assignee: Amotech Co Ltd
Priority date: 2017-08-18
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-05-05
Anticipated expiration: 2038-07-13
Also published as: CN111108649B; WO2019035560A1; US11735820B2; US20200220265A1; KR102088032B1; KR20190019618A

Abstract

公开了一种天线模块及用于生产该天线模块的方法，该天线模块具有绝缘基板，该绝缘基板插入于基底基板和电极之间，以使基底基板与电极保持间隔开，从而防止电极对基底基板的磁导率的干扰。所公开的天线模块包括：由磁性材料制成的基底基板；叠置在基底基板的下部表面上的绝缘基板；布置在绝缘基板的下部表面上的第一电极；在绝缘基板的下部表面上与第一电极间隔开地布置的第二电极；以及围绕基底基板和/或绝缘基板缠绕的辐射导线，该辐射导线的一个端部连接到第一电极，并且该辐射导线的另一端部连接到第二电极。

Description

天线模块

技术领域

本公开涉及一种用于近场磁通信(Near-filed magnetic communication，NFMI)或近场耳间通信的天线模块，并且更具体地涉及一种如下的天线模块及制造该天线模块的方法，该天线模块安装在诸如可穿戴设备、助听器或无线耳机之类的耳模块上，以与另一设备(例如可穿戴设备、助听器的主体或另一耳模块)进行通信。

背景技术

耳模块是一种插入他/她的耳朵以使得他/她能够独自聆听声源的设备。根据与声源设备的连接方法可以将耳模块分为有线耳模块和无线耳模块。

无线耳模块通过无线通信从另一耳模块或声源设备接收声源，以输出声源。例如，在被应用于无线耳机的情况下，无线耳模块可以通过蓝牙从声源设备接收声源，或者可以从另一无线耳模块接收并输出声源。在这里，无线耳模块可以由用于从声源设备接收和输出声源的主耳模块或者用于从主耳模块接收和输出声源的副耳模块组成。

无线耳模块安装有用于用声源设备或另一无线耳模块发送和接收声源的天线。由于无线耳模块紧凑地形成，因此能够安装天线的空间非常狭窄，并且由于该无线耳模块相对于佩戴者的头部左右分开布置，因此它应该紧凑并且能够通过身体(即头部)进行通信。

虽然无线耳模块已经安装有用于执行蓝牙型无线通信的蓝牙天线，但是仍存在以下问题：如果用户的身体的一部分被置于具有蓝牙天线的无线耳模块和声源设备之间，则声源的品质会有降低或声源的播放会有中断等。

因此，最近的无线耳模块安装有NFMI(Near-filed magnetic communication)天线，该NFMI天线用于以近场磁通信(NFMI)方法或近场耳间通信方法来执行无线通信。

安装到无线耳模块的NFMI天线由定向螺线管天线组成，该定向螺线管天线具有围绕铁氧体烧结体缠绕的导线。此时，导线的两个端部在没有单独的整理处理的情况下延伸以形成引线(lead wire)，并且引线通过焊接(soldering)连接至无线耳模块的电路基板。

然而，存在的问题在于，由于无线耳模块具有非常狭窄的安装空间(工作空间)，因此当安装了NFMI天线时工作性会降低，由于工作性差而导致收益降低、天线性能降低等。

为了解决这些问题，已经研究了将表面安装设备(Surface Mount Device,SMD)型NFMI天线(以下称为SMD天线)安装到无线耳模块的技术。

参照图1，常规的SMD天线10是通过将线圈12围绕具有电极的铁氧体烧结体11缠绕并将线圈12的两个端部连接至电极13来制造，该电极形成在该铁氧体烧结体的一个表面上。此时，电极13是通过在将金属糊剂直接刷在铁氧体烧结体11的表面上之后进行蚀刻来形成。

然而，存在的问题在于，由于常规的SMD天线10将金属糊剂直接刷在铁氧体烧结体11上，因此金属糊剂会对铁氧体烧结体11的磁导率产生干扰，从而降低品质因子(Q；Quality Factor)，该品质因子是受铁氧体烧结体11的磁导率影响很大的值。

此外，存在的问题在于，由于常规的SMD天线10是电极13(即金属糊剂)直接与铁氧体烧结体11接触的结构，因此会对铁氧体烧结体11的磁导率产生干扰，从而降低品质因子(Q)，以至降低天线性能。

发明内容

技术问题

本公开旨在解决上述常规问题，并且本公开的目的是提供一种如下的天线模块及制造该天线模块的方法，该天线模块在基底基板和电极之间插入绝缘基板以将基底基板与电极分隔开，从而防止电极对基底基板的磁导率的干扰。

技术方案

根据本公开的实施例的用于实现该目的的天线模块包括：磁性材料的基底基板；叠置在该基底基板的下部表面上的绝缘基板；布置在该绝缘基板的下部表面上的第一电极；在绝缘基板的下部表面上与第一电极间隔开地布置的第二电极；以及围绕基底基板缠绕的辐射导线，该辐射导线的一个端部部分连接到第一电极，并且该辐射导线的另一个端部部分连接到第二电极。

基底基板可以是铁氧体基板，并且绝缘基板可以由选自聚酰亚胺(Polyimide，PI)和FR4中的一种制成。此时，绝缘基板的厚度可以形成为50μm或更多且200μm或更少。

第一电极可以被布置成偏置到绝缘基板的第一短边，第二电极可以被布置成偏置到绝缘基板的第二短边，并且第一电极和第二电极可以是金属材料。

辐射导线可以围绕层压体进行缠绕，其中，该层压体上已经叠置有基底基板和绝缘基板，使得辐射导线围绕基底基板的上部表面和绝缘基板的下部表面进行缠绕。此时，可以在绝缘基板的下部表面中将辐射导线缠绕在第一电极和第二电极之间的分隔空间中。

绝缘基板可以包括：第一绝缘基板，该第一绝缘基板具有在该第一绝缘基板的下部表面上形成的第一电极；以及第二绝缘基板，该第二绝缘基板具有在该第二绝缘基板的下部表面上形成的第二电极，并且该第二绝缘基板被布置为与第一绝缘基板间隔开。此时，第一绝缘基板可以被布置成偏置到基底基板的第一短边，并且第二绝缘基板可以被布置成偏置到基底基板的第二短边。在这种情况下，辐射导线可以围绕基底基板进行缠绕，并且可以在基底基板的下部表面中缠绕在第一绝缘基板和第二绝缘基板之间的分隔空间中。

有益效果

根据本公开，天线模块及制造该天线模块的方法可以在基底基板和电极之间插入绝缘基板以将基底基板与电极分隔开，从而防止电极对基底基板的磁导率的干扰。

此外，天线模块及制造该天线模块的方法可以在基底基板和电极之间插入绝缘基板以将基底基板与电极分开，从而防止电极对基底基板的磁导率的干扰以防止天线的品质因子(Q；Quality Factor)被降低。

此外，天线模块及制造该天线模块的方法可以调节在基底基板和电极之间插入的绝缘基板的厚度，以调节基底基板和电极之间的间隔，从而提高天线的品质因子(Q；Quality Factor)以使天线性能最大化。

附图说明

图1是用于说明常规的SMD天线的图。

图2是用于说明根据本公开的实施例的天线模块的图。

图3至图5是用于说明根据本公开的第一实施例的天线模块的图。

图6和图7是用于说明制造根据本公开的第一实施例的天线模块的方法的图。

图8至图10是用于说明根据本公开的第二实施例的天线模块的图。

图11和图12是用于说明制造根据本公开的第二实施例的天线模块的方法的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来描述本公开的最优选实施例，以便进行具体描述，从而使得本公开所属领域的技术人员可以容易地实现本公开的技术精神。首先，应注意，在将附图标记添加到每个附图的部件中时，即使相同的组件显示在不同的附图中，但它们也尽可能具有相同的附图标记。此外，在描述本公开时，当确定相关的公知配置或功能的详细描述可能使本公开的主旨不清楚时，将忽略其详细描述。

参照图2，根据本公开的实施例的天线模块100被安装到无线耳模块20。此时，天线模块100被安装到无线耳模块20中以与选自另一无线耳模块20和声源设备中的一个进行无线通信。在这里，尽管在本公开的实施例中已经作为示例描述了天线模块100被安装到构成无线耳机的无线耳模块20上，以便于容易地描述该天线模块100，但该天线模块100不限于此，并且还可以被安装到在诸如可穿戴设备和助听器之类的各种设备中使用的无线耳模块20上。

参照图3至图4，根据本公开的第一实施例的天线模块100被构造成包括：基底基板110；布置在基底基板110下方的绝缘基板120；以及围绕该基底基板110和该绝缘基板120缠绕的辐射导线130。

基底基板110由具有磁导率的磁性体基板形成。此时，磁性体基板例如是具有预定厚度的长方体形状的铁氧体基板。

由于辐射导线130缠绕在基底基板110上，因此该基底基板110由刚性磁性体基板形成。此时，如果绝缘基板120是刚性的，则基底基板110也可以是柔性磁性体基板。

绝缘基板120由具有预定厚度的绝缘基板形成。此时，绝缘基板120由柔性绝缘基板形成。在此，绝缘基板120例如是由选自聚酰亚胺(Polyimide，PI)和FR4中的一种材料制成的绝缘基板。在这里，可以在基底基板110和绝缘基板120之间施加粘合剂。

绝缘基板120布置在基底基板110下方。此时，绝缘基板120的上部表面接触该基底基板110的下部表面。

绝缘基底120具有在其下部表面上形成的第一电极142和第二电极144。此时，通过粘贴印刷工艺在绝缘基板120的下部表面上形成第一电极142和第二电极144。即，通过在绝缘基板120的下部表面上刷上导电糊剂之后进行蚀刻来形成第一电极142和第二电极144。在这里，导电糊剂例如是具有导电性的金属糊剂，诸如铜(Cu)或银(Ag)。

第一电极142和第二电极144形成为在绝缘基板120的下部表面上彼此间隔开。即，第一电极142形成为沿绝缘基板120的第一短边方向偏置。第二电极144形成为沿绝缘基板120的第二短边方向偏置。

辐射导线130围绕层压体缠绕，其中，在该层压体中已经叠置有基底基板110和绝缘基板120。此时，辐射导线130围绕基底基板110的上部表面和绝缘基板120的下部表面有序地进行缠绕。在这里，围绕绝缘基板120的下部表面进行缠绕的辐射导线130仅缠绕在未形成第一电极142和第二电极144的区域中。

辐射导线130在围绕层压体的同一表面缠绕的绕组(导线)之间彼此间隔开。即，随着辐射导线130中的导线之间的间隔变窄，使用频率的电阻值增大，从而降低了品质因子Q。因此，为了达到品质因子Q的特性，将辐射导线130缠绕成使得围绕同一表面缠绕的导线彼此间隔开。

辐射导线130分别连接到第一电极142和第二电极144。即，辐射导线130的一个端部部分通过焊接(soldering)连接到第一电极142。辐射导线130的另一端部部分通过焊接连接到第二电极144。

第一电极142和第二电极144被布置成通过绝缘基板120而与基底基板110以预定间隔隔开。此时，第一电极142和第二电极144与基底基板110之间的分隔间隔由绝缘基板120的厚度决定。

图5示出了根据在基底基板110和电极140(即，第一电极142和第二电极144)之间插入的绝缘基板120的厚度的变化而测量的天线模块100的电感、电阻和品质因子(Q；Quality Factor)的数据。

如果电极140直接在基底基板110上形成并且绝缘基板120的厚度为'0'，则天线模块100的品质因子Q约为50.21。

随着在基底基板110和电极140之间插入的绝缘基板120的厚度从50μm依次增加到200μm，则天线模块100的品质因子Q从约53.27增加到约54.01，然后，如果绝缘基板120的厚度增加到250μm，则天线模块100的品质因子Q减小到约42.33。

因此，天线模块100可以在基底基板110和电极140之间插入厚度为约50μm至约200μm的绝缘基板120，从而提高品质因子Q的特性。

参照图8和图9，根据本公开的第二实施例的天线模块200被构造成包括：基底基板210；布置在基底基板210下方的绝缘基底220，以及围绕基底基板210缠绕的辐射导线230。

基底基板210由具有磁导率的磁性体基板形成。此时，磁性体基板例如是具有预定厚度的长方体形状的铁氧体基板。

由于辐射导线230缠绕在基底基板210上，因此该基底基板210由刚性(grid)磁性体基板形成。此时，如果第一绝缘基板222是刚性的，则基底基板210也可以是柔性(flexible)磁性体基板。

绝缘基板220被构造成包括分开地形成的第一绝缘基板222和第二绝缘基板224。

第一绝缘基板222由具有预定厚度的绝缘基板形成。此时，第一绝缘基板222由柔性绝缘基板形成。在这里，第一绝缘基板222例如是由选自聚酰亚胺(Polyimide，PI)和FR4中的一种材料制成的绝缘基板。

第一绝缘基板222具有在其下部表面上形成的第一电极242。此时，通过粘贴印刷工艺在第一绝缘基板222的下部表面上形成第一电极242。即，通过在第一绝缘基板222的下部表面上印刷导电糊剂来形成第一电极242。此时，导电糊剂例如是具有导电性的金属糊剂，例如铜(Cu)或银(Ag)。在这里，也可以在基底基板210和第一绝缘基板222之间施加粘合剂。

第一绝缘基板222布置在基底基板210的下方。第一绝缘基板222的上部表面与基底基板210的下部表面接触。此时，第一绝缘基板222形成为沿基底基板210的第一短边方向偏置。因此，第一电极242也形成为沿基底基板210的第一短边方向偏置。

第二绝缘基板224由具有预定厚度的绝缘基板形成。此时，第二绝缘基板224由柔性绝缘基板形成。此时，第二绝缘基板224例如是由选自聚酰亚胺(Polyimide，PI)和FR4中的一种材料制成的绝缘基板。在这里，也可以在基底基板210和第二绝缘基板224之间施加粘合剂。

第二绝缘基板224具有在其下部表面上形成的第二电极244。此时，通过粘贴印刷工艺在第二绝缘基板224的下部表面上形成第二电极244。即，通过在第二绝缘基板224的下部表面上印刷导电糊剂来形成第二电极244。在这里，导电糊剂例如是具有导电性的金属糊剂，诸如铜(Cu)或银(Ag)。

第二绝缘基板224布置在基底基板210的下方。第二绝缘基板224的上部表面与基底基板210的下部表面接触。此时，第二绝缘基板224形成为沿基底基板210的第二短边方向偏置。因此，第二电极244也形成为沿基底基板210的第二短边方向偏置。

第二绝缘基板224也可以布置在基底基板210的侧部部分或上部部分上。即，第二绝缘基板224可以布置在选自除了基底基板210的六个表面中已经布置了第一绝缘基板222的一个表面外的剩余五个表面中的一个表面上。

如上所述，由于第一绝缘基板222和第二绝缘基板224分别形成在基底基板210的两个端部侧，因此第一电极242和第二电极244彼此间隔开地布置在基底基板210的下方。

辐射导线230围绕基底基板210进行缠绕。此时，辐射导线230围绕基底基板210的上部表面和下部表面有序地进行缠绕。在这里，围绕基底基板210下部表面缠绕的辐射导线230仅缠绕在未形成第一绝缘基板222和第二绝缘基板224的区域中。

辐射导线230在围绕基底基板210的同一表面缠绕的绕组(导线)之间彼此间隔开。即，随着辐射导线230中的导线之间的间隔变窄，使用频率的电阻值增大，从而降低了品质因子Q。因此，为了达到品质因子Q的特性，将辐射导线230缠绕成使得围绕同一表面缠绕的导线彼此间隔开。

辐射导线230分别连接到第一电极242和第二电极244。即，辐射导线230的一个端部部分通过焊接(soldering)连接到第一电极242。辐射导线230的另一端部部分通过焊接连接到第二电极244。

图10示出了根据基底基板210与电极240(即，第一电极242和第二电极244)之间的分隔间隔的变化而测量的天线模块200的电感、电阻和品质因子(Q；Quality Factor)的数据。

如果电极240直接形成在基底基板210上并且分隔间隔为'0'，则天线模块200的品质因子Q为约39.84。

随着基底基板210与电极240之间的分隔间隔从10μm依次增加到40μm，天线模块200的品质因子Q从约41.15增加到约43.58，然后如果基底基板210和电极240之间的分隔间隔增加到50μm，则天线模块200的品质因子Q减小到约42.33。

因此，当将基底基板210和电极240之间的分隔间隔保持在约10μm至约40μm时，则天线模块200可以提高品质因子Q的特性。

参照图11和图12，制造根据本公开的第二实施例的天线模块200的方法包括制备S210基底基板、制备S220第一绝缘基板、形成S230第一电极、制备S240第二绝缘基板、形成S250第二电极、叠置S260基底基板、缠绕S270辐射导线，以及将辐射导线和电极连接S280。

基底基板的制备S210是将具有磁导率的磁性体基板制备成基底基板210。此时，由于在S150中将辐射导线230缠绕在基底基板210上，因此该基底基板210是刚性磁性体基板，并且例如是具有预定厚度的长方体形状的铁氧体基板。在这里，如果在S120中制备了刚性的第一绝缘基板222，则该基底基板的制备S210也可以是将柔性(flexible)的磁性体基板制备成基底基板210。

第一绝缘基板的制备S220是将具有预定厚度的绝缘基板制备成第一绝缘基板222。此时，第一绝缘基板的制备S220是将柔性绝缘基板制备成第一绝缘基板222。在这里，第一绝缘基板S220的制备例如是将由选自聚酰亚胺(Polyimide，PI)和FR4中的一种材料制成的柔性绝缘基板制备成第一绝缘基板222。

第一电极的形成S230是在第一绝缘基板222上形成第一电极242。第一电极的形成S230是在第一绝缘基板222的下部表面上形成第一电极242。此时，第一电极的形成S230是通过粘贴印刷工艺在第一绝缘基板222的下部表面上形成第一电极242。在这里，导电糊剂例如是具有导电性的金属糊剂，诸如铜(Cu)或银(Ag)。

第二绝缘基板的制备S240是将具有预定厚度的绝缘基板制备成第一绝缘基板222。此时，第二绝缘基板的制备S240是将柔性基板制备成第一绝缘基板222。在此，例如，第二绝缘基板的制备S240是将由选自聚酰亚胺(Polyimide，PI)和FR4中的一种材料制成的柔性绝缘基板制备成第一绝缘基板222。

第二电极的形成S250是在第二绝缘基板224上形成第二电极244。第二电极的形成S250是在第二绝缘基板224的下部表面上形成第二电极244。此时，第二电极的形成S250是通过粘贴印刷工艺在第二绝缘基板224的下部表面上形成第二电极244。在这里，导电糊剂例如是具有导电性的金属糊剂，诸如铜(Cu)或银(Ag)。

基底基板的叠置S260是将第一绝缘基板222和第二绝缘基板224叠置在基底基板210下方。此时，基底基板的叠置S260是将第一绝缘基板222和第二绝缘基板224以预定间隔彼此隔开地叠置。

为此，基底基板的叠置S260是将第一绝缘基板222叠置成沿基底基板210的第一短边方向偏置地布置，并且将第二绝缘基板224叠置成沿基底基板210的第二短边的方向偏置地布置。

辐射导线的缠绕S270是将辐射导线230围绕基底基板210进行缠绕。此时，辐射导线的缠绕S270是将辐射导线230依次围绕基底基板210的上部表面和下部表面进行缠绕。在这里，围绕基底基板210的下部表面缠绕的辐射导线230仅缠绕在通过使第一绝缘基板222和第二绝缘基板224分隔开而形成的分隔空间中。

将辐射导线和电极连接S280是将围绕层压体缠绕的辐射导线230的两个端部分别连接到第一电极242和第二电极244。即，将辐射导线和电极连接S280是在使辐射导线230的一个端部部分与第一电极242接触之后通过焊接(soldering)将辐射导线230的一个端部部分连接到第一电极242。将辐射导线和电极连接S280是在使辐射导线230的另一端部部分与第二电极244接触之后通过焊接将辐射导线230的另一端部部分连接到第二电极244。

尽管上面已经描述了根据本公开的优选实施例，但是应当理解，在不脱离本公开的权利要求的前提下，可以以各种形式进行改变，并且本领域技术人员可以实践各种改变的示例和修改的示例。

Claims

1.一种天线模块，所述天线模块包括：

磁性材料的基底基板；

绝缘基板，所述绝缘基板叠置在所述基底基板的下部表面上；

第一电极，所述第一电极布置在所述绝缘基板的下部表面上；

第二电极，所述第二电极布置成在所述绝缘基板的所述下部表面上与所述第一电极间隔开；以及

围绕所述基底基板缠绕的辐射导线，所述辐射导线的一个端部部分连接到所述第一电极，并且所述辐射导线的另一端部部分连接到所述第二电极。

2.根据权利要求1所述的天线模块，

其中，所述基底基板是铁氧体基板。

3.根据权利要求1所述的天线模块，

其中，所述绝缘基板由选自聚酰亚胺(PI)和FR4中的一种制成。

4.根据权利要求1所述的天线模块，

其中，所述绝缘基板的厚度形成为50μm或更多且200μm或更少。

5.根据权利要求1所述的天线模块，

其中，所述第一电极被布置成偏置到所述绝缘基板的第一短边，并且所述第二电极被布置成偏置到所述绝缘基板的第二短边。

6.根据权利要求1所述的天线模块，

其中，所述第一电极和所述第二电极是金属材料。

7.根据权利要求1所述的天线模块，

其中，所述辐射导线围绕层压体进行缠绕，其中，所述层压体上已经叠置有所述基底基板和所述绝缘基板，使得所述辐射导线围绕所述基底基板的上部表面和所述绝缘基板的所述下部表面进行缠绕。

8.根据权利要求7所述的天线模块，

其中，所述辐射导线在所述绝缘基板的所述下部表面中缠绕在所述第一电极和所述第二电极之间的分隔空间中。

9.根据权利要求1所述的天线模块，

其中，所述绝缘基板包括：

第一绝缘基板，所述第一绝缘基板具有在所述第一绝缘基板的下部表面上形成的所述第一电极；以及

第二绝缘基板，所述第二绝缘基板具有在所述绝缘基板的下部表面上形成的所述第二电极，并且所述第二绝缘基板被布置成与所述第一绝缘基板间隔开。

10.根据权利要求9所述的天线模块，

其中，所述第一绝缘基板被布置成偏置到所述基底基板的第一短边，并且所述第二绝缘基板被布置成偏置到所述基底基板的第二短边。

11.根据权利要求9所述的天线模块，

其中，所述辐射导线围绕所述基底基板进行缠绕，并且在所述基底基板的所述下部表面中缠绕在所述第一绝缘基板和所述第二绝缘基板之间的分隔空间中。