CN113330644A - 天线模块、搭载有该天线模块的通信装置以及天线模块的制造方法 - Google Patents
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Abstract
天线模块(100)能够搭载于通信装置(10)。天线模块(100)具备:具有多层构造的电介质基板(130);接地电极(GND),其配置于电介质基板(130);以及平板状的第一辐射元件(121)。第一辐射元件(121)具有第一表面(平滑面)以及表面粗糙度大于该平滑面的表面粗糙度的第二表面(粗糙面)。第一辐射元件(121)被配置为与接地电极(GND)相向的面为平滑面。
Description
技术领域
本公开涉及一种天线模块、搭载有该天线模块的通信装置以及天线模块的制造方法,更具体地说,涉及一种使辐射效率提高的天线模块的构造。
背景技术
在国际公开第2016/067969号公报(专利文献1)中公开了一种将平板状的辐射元件与接地电极相向地配置的天线模块。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/067969号
发明内容
发明要解决的问题
国际公开第2016/067969号(专利文献1)中所公开的天线模块例如有时被搭载于移动电话或智能手机等那样的移动通信装置。在这样的通信装置中,期望通信品质的进一步提高,作为提高通信品质的1个方法,需要改善天线的辐射效率。
本公开是为了解决这样的问题而完成的,其目的在于在包括平板状的贴片天线的天线模块中提高辐射效率。
用于解决问题的方案
按照本公开的某个方面的天线模块能够搭载于通信装置。天线模块具备电介质基板、配置于电介质基板的接地电极以及平板状的第一辐射元件。第一辐射元件具有第一表面以及表面粗糙度比该第一表面的表面粗糙度大的第二表面。第一辐射元件被配置为与接地电极相向的面为第一表面。
按照本公开的其它方面的天线模块的制造方法是具有包括第一辐射元件的第一层和包括接地电极的第二层的天线模块的制造方法。第一辐射元件和接地电极各自具有表面粗糙度相对较小的平滑面和表面粗糙度相对较大的粗糙面。制造方法包括以下步骤:(i)将第一辐射元件的粗糙面与电介质层接合来形成第一层;(ii)将接地电极的粗糙面与电介质层接合来形成第二层;以及(iii)以使第一辐射元件和接地电极各自的平滑面朝向同一方向、并且使第一辐射元件的平滑面面向接地电极的方式,将第一层层叠于第二层上。
发明的效果
根据本公开的天线模块,配置为天线模块中包括的至少1个辐射元件的平滑面面向接地电极。由此,能够降低因流过辐射元件的电流而产生的损耗,因此能够提高天线模块的辐射效率。
附图说明
图1是应用实施方式1所涉及的天线模块的通信装置的框图。
图2是图1的天线模块的一例的截面图。
图3是用于说明因辐射元件的表面粗糙度而引起的辐射效率的不同的图。
图4是用于说明天线模块的制造过程的第一例的图。
图5是用于说明天线模块的制造过程的第二例的图。
图6是用于说明天线模块的制造过程的第三例的图。
图7是用于说明天线模块的制造过程的第四例的图。
图8是天线模块的变形例1的截面图。
图9是天线模块的变形例2的截面图。
图10是天线模块的变形例3的截面图。
图11是按照实施方式2的天线模块的立体图。
图12是图11的天线模块的截面图。
图13是天线模块的变形例4的截面图。
具体实施方式
下面,参照附图来详细地说明本公开的实施方式。此外,对图中的相同或相当的部分标注相同的标记,且不重复对其说明。
[实施方式1]
(通信装置的基本结构)
图1是应用本实施方式所涉及的天线模块100的通信装置10的框图的一例。通信装置10例如是移动电话、智能手机或平板电脑等便携式终端、具备通信功能的个人计算机等。本实施方式所涉及的天线模块100中使用的电波的频带的一例例如是以28GHz、39GHz以及60GHz等为中心频率的毫米波频段的电波,但是也能够应用上述以外的频带的电波。
参照图1,通信装置10具备天线模块100以及构成基带信号处理电路的BBIC 105。天线模块100具备天线装置120和作为馈电电路的一例的RFIC 110。通信装置10将从BBIC105传递到天线模块100的信号上变频为高频信号后从天线装置120辐射出该高频信号,并且对由天线装置120接收到的高频信号进行下变频后在BBIC 105中对信号进行处理。
在图1中,为了易于进行说明,仅示出与构成天线装置120的多个馈电元件121中的4个馈电元件121对应的结构,省略了与具有同样结构的其它馈电元件121对应的结构。此外,在图1中,示出了天线装置120由二维的阵列状配置的多个馈电元件121形成的例子,但是馈电元件121未必需要是多个,也可以是由1个馈电元件121形成天线装置120的情况。另外,也可以是将多个馈电元件121配置成一列的一维阵列。在本实施方式中,馈电元件121是具有大致正方形的平板形状的贴片天线。
RFIC 110具备开关111A~111D、113A~113D、117、功率放大器112AT~112DT、低噪声放大器112AR~112DR、衰减器114A~114D、移相器115A~115D、信号合成/分波器116、混频器118以及放大电路119。
在发送高频信号的情况下,将开关111A~111D、113A~113D切换到功率放大器112AT~112DT侧,并且将开关117连接到放大电路119的发送侧放大器。在接收高频信号的情况下,将开关111A~111D、113A~113D切换到低噪声放大器112AR~112DR侧,并且将开关117连接到放大电路119的接收侧放大器。
从BBIC 105传递的信号在放大电路119中被放大,在混频器118中被进行上变频。进行上变频所得到的高频信号即发送信号在信号合成/分波器116中被分为4个波,经过4个信号路径后被分别馈电至不同的馈电元件121。此时,通过独立地调整配置于各信号路径的移相器115A~115D的移相度数,能够调整天线装置120的指向性。
由各馈电元件121接收到的高频信号即接收信号分别经由不同的4个信号路径,在信号合成/分波器116中被进行合波。进行合波所得到的接收信号在混频器118中被进行下变频,在放大电路119中被进行放大后传递至BBIC105。
RFIC 110例如被形成为包括上述电路结构的单芯片的集成电路部件。或者,关于RFIC 110中的与各馈电元件121对应的设备(开关、功率放大器、低噪声放大器、衰减器、移相器),也可以针对每个对应的馈电元件121来形成为单芯片的集成电路部件。
(天线模块的结构)
图2是图1的天线模块100的一例的截面图。参照图2,天线模块100除了包括馈电元件121和RFIC 110以外,还包括无馈电元件125、电介质基板130、馈电布线140以及接地电极GND。此外,在以后的说明中,有时将各图中的Z轴的正方向称为上表面侧,将负方向称为下表面侧。
电介质基板130例如为低温共烧陶瓷(LTCC:Low Temperature Co-firedCeramics)多层基板、将多个由环氧树脂、聚酰亚胺树脂等树脂构成的树脂层进行层叠而形成的多层树脂基板、将多个由具有更低的介电常数的液晶聚合物(Liquid CrystalPolymer:LCP)构成的树脂层进行层叠而形成的多层树脂基板、将多个由氟系树脂构成的树脂层进行层叠而形成的多层树脂基板、或者LTCC以外的陶瓷多层基板。
电介质基板130具有矩形的平面形状,在电介质基板130的内部的层或上表面侧的表面131配置有大致正方形的馈电元件121。在电介质基板130中,在比馈电元件121靠下表面侧的层配置有平板状的接地电极GND。另外,在电介质基板130的下表面侧的背面132借助焊料凸块150配置有RFIC 110。
在馈电元件121与接地电极GND之间的层,以与馈电元件121相向的方式配置有无馈电元件125。即,天线模块100是将馈电元件121与无馈电元件125相向配置的堆叠(stack)型的天线模块。从RFIC 110向馈电元件121供给高频信号,但是不向无馈电元件125供给高频信号。馈电元件121和无馈电元件125均是大致正方形的平板状的电极,但是无馈电元件125具有比馈电元件121大的尺寸。此外,在以后的说明中,有时包括馈电元件和无馈电元件在内称为“辐射元件”。
馈电布线140贯通接地电极GND和无馈电元件125后连接于馈电元件121的馈电点SP1。馈电布线140将从RFIC 110供给的高频信号传递至馈电元件121。此外,虽然无馈电元件125没有与馈电布线140连接,但是由于馈电布线140贯通无馈电元件125,因此馈电布线140与无馈电元件125耦合,而从无馈电元件125也辐射出电波。一般地说,当辐射元件的尺寸变大时,辐射元件的谐振频率变低,从该辐射元件辐射的电波的频率变低。因此,相比于馈电元件121而言,从无馈电元件125辐射出较低频率的电波。即,天线模块100是能够辐射2个频带的电波的所谓的双频型的天线模块。
此外,在图2中,辐射元件(馈电元件121、无馈电元件125)为与接地电极GND绝缘的结构,但是也可以为辐射元件(馈电元件121、无馈电元件125)的沿着与从各辐射元件辐射的电波的偏振方向正交的方向(图2中为Y轴方向)的端面与接地电极GND相连接的结构。
在图2中,构成辐射元件、电极以及形成馈电布线的通孔等的导体由以铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)以及它们的合金为主要成分的金属形成。
在如上所述的天线模块中,通过在馈电元件121以及无馈电元件125与接地电极GND之间产生电磁场耦合,来作为天线发挥功能。此时,已知的是,流过各辐射元件的电流集中在接地电极GND侧的表面。
在形成各辐射元件的平板状的电极的制造过程中,有时该电极的一个表面的表面粗糙度相对较小(下面也称为“平滑面”。),另一个表面的表面粗糙度与平滑面的表面粗糙度相比相对较大(下面也称为“粗糙面”。)。例如,在将利用电镀得到的“电解铜箔”用作形成辐射元件的电极的情况下,铜箔的与阴极辊接触的表面的表面粗糙度小,铜箔的与阴极辊相反一侧的镀层沉积的表面产生数μm左右细小的凹凸。
如上所述,在辐射元件中,电流集中于面向接地电极的表面(相向面),但是当该相向面的表面粗糙度大时,电阻变大,因此结果是辐射效率可能降低。
因此,在本实施方式中,天线模块中包括的辐射元件被配置为其平滑面与接地电极相向。由此,降低因流过辐射元件的电流而引起的发热,改善辐射效率。
此外,关于表面粗糙度,例如能够通过由JISB0601定义的均方根Rq、最大高度粗糙度Rz、算术平均粗糙度Ra、或者十点平均粗糙度Rzjis中的任一个来进行测定。在使用任一种测定方法的情况下,均将辐射元件中表面粗糙度相对较小的表面称为“平滑面”,将表面粗糙度相对较大的表面称为“粗糙面”。
图3是用于说明因辐射元件的表面粗糙度而引起的辐射效率的不同的图。馈电元件121和无馈电元件125双方都将平滑面设为与接地电极GND相向的相向面(下表面侧)的情况是“实施例1”,仅将无馈电元件125的平滑面设为与接地电极GND相向的相向面的情况是“实施例2”,仅将馈电元件121的平滑面设为与接地电极GND相向的相向面的情况是“实施例3”。另外,馈电元件121和无馈电元件125双方都将粗糙面设为与接地电极GND相向的相向面的情况是“比较例”。此外,馈电元件121和无馈电元件125中的一方与本公开的“第一辐射元件”对应,另一方与“第二辐射元件”对应。
在图3中,示出了将从馈电元件121辐射的电波的频带设为38.5GHz频段、将从无馈电元件125辐射的电波的频带设为28GHz频段、通过模拟来运算使馈电元件121和无馈电元件125的配置不同的情况下的各频带处的辐射效率而得到的结果。
关于各辐射元件的表面粗糙度,以均方根Rq而言,将粗糙面的表面粗糙度设为1μm,将平滑面的表面粗糙度设为0μm,来进行了模拟。此外,在实施例1~3和比较例中,关于接地电极GND,均将与辐射元件相向的表面设为粗糙面。
参照图3,在比较例中,馈电元件121的频带(38.5GHz)处的辐射效率为-0.952dB,无馈电元件125的频带(28GHz)处的辐射效率为-0.822dB。
与此相对,在将馈电元件121的平滑面设为与接地电极GND相向的相向面的实施例3中,38.5GHz处的辐射效率提高到了-0.711dB。另外,在将无馈电元件125的平滑面设为与接地电极GND相向的相向面的实施例2中,28GHz处的辐射效率提高到了-0.717dB。另外,在将馈电元件121和无馈电元件125双方的平滑面设为与接地电极GND相向的相向面的实施例1中,38.5GHz处的辐射效率提高到了-0.630dB,28GHz处的辐射效率提高到了-0.689dB。
此外,与比较例相比,粗糙面为与接地电极GND相向的相向面的、实施例2中的馈电元件121和实施例3中的无馈电元件125的辐射效率也得到了一些改善。这被认为是通过另一方的辐射元件的辐射效率的提高而获得的改善。
如图3所示,可知:在支持双频的堆叠型天线模块中,通过将至少1个辐射元件的平滑面设为与接地电极GND相向的相向面,能够改善天线的辐射效率。
(天线模块的制造过程)
接着,使用图4~图7来说明天线模块的制造过程的例子。
(制造过程1)
图4是用于说明按照实施方式1的天线模块的制造过程的第一例的图。图4的制造过程应用于例如图3中的实施例1那样各辐射元件和接地电极GND等导体的平滑面的朝向为同一方向的情况下的制造过程。
首先,参照图4的(A),在第一工序中,将电解铜箔等金属层220与作为基材的电介质层210进行接合,来形成作为基础的电介质片材200。此时,以使金属层220的粗糙面成为与电介质层210之间的接合面的方式进行接合。由此,与利用金属层220的平滑面来与电介质层210进行接合相比,能够增加电介质层210与金属层220的接合强度,因此能够抑制金属层220自电介质层210剥离。此外,关于各电介质片材200的电介质层210的厚度,可以统一为相同的厚度,也可以根据需要而准备多种厚度。
接着,在第二工序中,如图4的(B)那样,通过对金属层220实施蚀刻来将各电介质片材200图案化为期望形状的电极。由此,形成辐射元件的形状、用于连接通孔的电极等。另外,虽未图示,但是在该工序中还形成馈电布线等其它的布线图案。
在图4的(C)所示的第三工序中,关于各电介质片材200,在要形成通孔的部分的电介质层210形成贯通孔,并在该贯通孔中填充导电糊剂230。
之后,在图4的(D)所示的第四工序中,将在图4的(C)中形成的各电介质片材进行层叠。在图4的(D)的例子中,将形成有馈电元件121的电极的电介质片材200A、形成有无馈电元件125的电极的电介质片材200B以及形成有接地电极GND的电介质片材200C进行了层叠。此外,此时,以使各电介质片材为相同的朝向的方式进行层叠。
之后,在图4的(E)的第五工序中,通过对层叠后的电介质片材实施加热加压处理,来将电介质片材的电介质层彼此进行接合。此时,通过导电糊剂230固化,形成用于将层间的电极连接的通孔。由此,形成如图2所示的天线模块100。
此外,在图4的(E)所示的天线模块中,在接地电极GND的下表面侧没有设置电介质层,但是能够通过在图4的(D)的工序中将未设置金属层的电介质片材层叠于最下面并进行加热加压处理、或者在图4的(D)的工序之后在接地电极GND上实施抗蚀剂处理,来在接地电极GND的下表面侧追加电介质层。
通过使用图4所示的制造过程,能够形成将形成辐射元件和接地电极等的金属层的平滑面设为相同的朝向(在图4的例子中为下表面方向)的天线模块。
(制造过程2)
图5是用于说明按照实施方式1的天线模块的制造过程的第二例的图。图5所示的制造过程基本上是与图4中所说明的过程同样的工序,但是不同点在于,在第四工序中的电介质片材200的层叠工序中,一部分电介质片材被翻转。此外,在图5中,不重复进行关于与图4相同的工序的说明。
该制造过程能够应用于例如图3中的实施例2和实施例3那样一个辐射元件的平滑面的朝向与其它的电极图案(辐射元件、接地电强)不同的情况下的制造过程。
参照图5,图5的(A)~图5的(C)是与图4的(A)~图4的(C)同样的工序,将电介质层210与金属层220进行接合而得到的电介质片材200形成有期望的电极图案。
之后,在图5的(D)中,将所形成的各电介质片材200进行层叠。此时,关于一部分电介质片材,以上下方向被翻转后的状态进行层叠。在图5的(D)的例子中,形成馈电元件121的电介质片材200D被翻转。
通过对这样层叠后的电介质片材进行加热加压处理,形成一个辐射元件的平滑面的朝向进行了翻转的天线模块。在图5的例子中,是馈电元件121的朝向进行了翻转的图3的实施例2的天线模块,但是能够在图5的(D)中通过取代电介质片材200D而将电介质片材200B翻转,来设为图3中的实施例3的构造。此外,在图5中,也可以在最上面的馈电元件121和最下面的接地电极GND的表面还设置电介质层。
在图5所示的制造过程中,在图5的(D)的层叠工序中,增加使一部分电介质片材翻转的工序,因此与图4的工序相比,制造成本略有增加,但是例如通过使形成接地电极GND的电介质片材翻转来将接地电极GND的与辐射元件相向的面设为平滑面,能够进一步提高辐射效率。
(制造过程3)
图6是用于说明按照实施方式1的天线模块的制造过程的第三例的图。图6的制造过程与图4和图5的例子那样的对层叠后的电介质片材进行加热加压的方法不同,是采用了在单面或两面接合有金属层的芯基材上接合粘接层(粘接剂)的积层(build up)制造方法的例子。
参照图6的(A),在第一工序中,在芯基材310的两面分别接合金属层312、313,来形成第一电介质层300。在图6的(A)中,金属层312与图2中的无馈电元件125对应,金属层313与馈电元件121对应。
作为芯基材310,例如能够使用LCP、玻璃纤维环氧树脂材料(例如,FR4:FlameRetardant Type 4(阻燃型4))以及聚酰亚胺等。此外,关于金属层,可以接合通过冲孔等而预先形成为期望形状的电极图案,也可以如图4和图5那样在芯基材310的整个表面接合金属层之后通过蚀刻等来形成期望形状的电极图案。
在第一工序中,各金属层312、313以使粗糙面面向芯基材310的方式进行接合。由此,能够确保芯基材310与金属层312、313的接合强度。
当形成了第一电介质层300时,在图6的(B)所示的第二工序中,在第一电介质层300的一个表面涂布粘接层320来作为第二电介质层。作为粘接层320,例如使用环氧树脂或氟树脂等。
接着,在图6的(C)的第三工序中,通过激光加工或钻孔加工来在芯基材310和粘接层320形成贯通孔,并且在该贯通孔内填充金属导体来形成通孔330。
之后,在图6的(D)中,在粘接层320上接合金属层340。通过将该接合后的构造物翻转,形成图3的实施例2的天线模块。此时,芯基材310和粘接层320对应图2中的电介质基板130。此外,也可以在馈电元件121和接地电极GND的表面使用粘接层来进一步层叠其它的电介质层。
(制造过程4)
图7是用于说明按照实施方式1的天线模块的制造过程的第四例的图。图7所示的制造过程基本上是与图6同样地使用积层制造方法的过程,但是在图7的例子中,将不同的2个芯基材通过粘接层进行了接合。
在图7的(A)的第一工序中,在芯基材410的两面分别接合金属层412、413,来形成第一电介质层400。在图7的(A)中,金属层412与图2中的接地电极GND对应,金属层413与无馈电元件125对应。
之后,在图7的(B)的第二工序中,在第一电介质层400上涂布粘接层420来作为第二电介质层,在图7的(C)的第三工序中,在芯基材410和粘接层420形成通孔430。
在图7的(D)的第四工序中,在粘接层420上接合第三电介质层440,该第三电介质层440是与第一工序同样地在芯基材441的单面接合金属层442(与馈电元件121对应)而成的。由此形成图3的实施例3的天线模块。此时,芯基材410、441和粘接层420对应图2中的电介质基板130。此外,也可以在接地电极GND的表面使用粘接层来进一步层叠其它的电介质层。
[变形例]
在实施方式1中,对堆叠型的支持双频的天线模块进行了说明。然而,本公开的辐射元件的配置的特征也能够应用于下面的变形例1~变形例3那样的其它结构的天线模块。
(变形例1)
在上述的实施方式1的天线模块100中,对将馈电元件121配置于电介质基板130的上表面侧、将无馈电元件125配置于馈电元件121与接地电极GND之间的层的结构进行了说明。
在变形例1中,虽然是相同的堆叠型的结构,但是对将无馈电元件配置于比电介质基板靠上表面侧的位置、将馈电元件配置于无馈电元件与接地电极之间的层的结构进行说明。
图8是按照变形例1的天线模块100A的截面图。参照图8,在天线模块100A中,无馈电元件125A配置于电介质基板130的内部的层或上表面侧的表面131。而且,馈电元件121配置于无馈电元件125A与接地电极GND之间的层。馈电布线140自RFIC 110起贯通接地电极GND后连接至馈电元件121。
在天线模块100A中,作为馈电元件121和无馈电元件125A,使用大致相同尺寸的电极。关于这样的结构,虽然能够辐射的频带为1个,但是能够通过无馈电元件125A扩展带宽,从而也能够支持多个频带。此外,馈电元件121与无馈电元件125A的电极的尺寸也可以不同。
在这样的结构中也同样,在辐射元件与接地电极GND之间以及辐射元件彼此之间产生电磁场耦合,流过各辐射元件的电流集中于电极的表面。因而,通过如实施方式1那样将馈电元件121和/或无馈电元件125A的平滑面配置成为与接地电极GND相向的相向面,能够改善辐射效率。
(变形例2)
在变形例1中,是将馈电元件121和无馈电元件125A配置在相同的电介质基板130内的结构,但是无馈电元件可以不必与电介质基板130一体地配置。
图9是按照变形例2的天线模块100B的截面图。参照图9,在天线模块100B中,在电介质基板130仅配置有馈电元件121来作为辐射元件。而且,在通信装置的壳体50中以与馈电元件121相向的方式配置了无馈电元件125B。此外,在图9中,在电介质基板130与壳体50之间形成有空气隙AGP,但是也可以配置为电介质基板130与壳体50直接连接,还可以配置为电介质基板130与壳体50隔着树脂等其它电介质地连接。
在这样的结构中也同样,通过将馈电元件121和/或无馈电元件125B的平滑面配置成为与接地电极GND相向的相向面,能够改善辐射效率。
(变形例3)
在实施方式1和变形例2中,对具有馈电元件和无馈电元件这2个辐射元件的堆叠型的天线模块进行了说明,但是本公开的特征也能够应用于具有1个辐射元件的天线模块。
图10是按照变形例3的天线模块100C的截面图。在天线模块100C中,作为辐射元件,仅具有馈电元件121。即,是从实施方式1的天线模块100删除了无馈电元件125的结构。
在该情况下也同样,通过将馈电元件121的平滑面配置成为与接地电极GND相向的相向面,能够改善辐射效率。
[实施方式2]
在实施方式1中,对电波的辐射方向为1个方向的天线模块的情况下的辐射元件的平滑面的配置进行了说明。在实施方式2中,对将本公开的辐射元件的配置应用于能够向多个方向辐射电波的天线模块的例子进行说明。
使用图11和图12来说明按照实施方式2的天线模块100D的结构。图11是将天线模块100D配置于安装基板20的立体图,图12是天线模块100D的截面图。
参照图11和图12,天线模块100D经由RFIC 110配置于安装基板20的一个主表面21。在RFIC 110上,借助具有挠性的柔性基板160配置有电介质基板130、135。在电介质基板130、135分别配置如图2所示的辐射元件(馈电元件121、无馈电元件125)。
柔性基板160具有沿着安装基板20的主表面21的平坦的第一部分161、从第一部分弯曲的弯曲部162、以及从弯曲部162进一步延伸且面向安装基板20的侧表面22的平坦的第二部分163。柔性基板160例如由环氧树脂、聚酰亚胺树脂等树脂形成。另外,柔性基板160也可以使用具有更低的介电常数的LCP或氟系树脂来形成。
电介质基板130配置于柔性基板160的第一部分161,以向主表面21的法线方向(Z轴的正方向)辐射电波的方式配置有辐射元件(馈电元件121、无馈电元件125)。经由馈电布线140向电介质基板130内的馈电元件121供给来自RFIC 110的高频信号。
电介质基板135配置于柔性基板160的第二部分163,以向侧表面22的法线方向(X轴的正方向)辐射电波的方式配置有辐射元件(馈电元件121、无馈电元件125)。经由在柔性基板160内穿过的馈电布线141向电介质基板135内的馈电元件121供给来自RFIC 110的高频信号。
在具有这种结构的天线模块100D中也同样,通过在配置于柔性基板160的第一部分161的天线部和配置于柔性基板160的第二部分163的天线部中如图3的实施例1~实施例3所示那样配置为使馈电元件121和无馈电元件125中的至少一方的平滑面面向接地电极GND,与馈电元件121及无馈电元件125双方的粗糙面面向接地电极GND的情况相比,能够提高辐射效率。
此外,在上述的实施方式2的天线模块100D中,说明了将本公开的辐射元件的平滑面的配置应用于电波的辐射方向为2个方向的天线模块的例子,但是也能够将该配置应用于电波的辐射方向为3个方向以上的天线模块。例如,也可以设为,使图11和图12的柔性基板160自第二部分163进一步弯曲,使得还能够向安装基板20的背面侧(Z轴的负方向)辐射电波。
(变形例4)
在上述的图11和图12中所说明的天线模块中,说明了通过使用柔性基板并在具有不同的法线方向的电介质基板配置辐射元件来向多个方向辐射电波的结构。
在变形例4中,对通过在电介质基板的相向的2个面(表面、背面)配置辐射元件来向2个方向辐射电波的结构进行说明。
图13是按照变形例4的天线模块100E的截面图。参照图13,在天线模块100E中,构成为:在电介质基板130的厚度方向(Z轴方向)的中央附近配置接地电极GND,在电介质基板130的表面131侧和背面132侧分别配置辐射元件(馈电元件121、无馈电元件125)。经由馈电布线141向表面131侧的馈电元件121供给来自RFIC 110的高频信号。另外,经由馈电布线142向背面132侧的馈电元件121供给来自RFIC 110的高频信号。
而且,馈电元件121和无馈电元件125中的至少一方被配置为使电极的平滑面与接地电极GND相向。由此,能够降低因流过辐射元件的电流而产生的损耗,因此能够提高天线模块的辐射效率。
此外,在变形例4中,也可以使用端面与接地电极连接的元件来作为辐射元件。
在上述的实施方式和变形例中,除了变形例2的无馈电元件(图9的无馈电元件125B)之外,对将辐射元件和接地电极配置于相同的电介质基板的结构进行了说明,但是辐射元件也可以不必配置于与接地电极相同的电介质基板。例如,可以将配置有辐射元件的独立的电介质基板通过粘接或焊接而连接于配置有接地电极的电介质基板。另外,也可以是如变形例2那样隔着空气隙地配置2个电介质基板的结构。此外,配置有辐射元件的电介质基板的介电常数与配置有接地电极的电介质基板的介电常数可以相同也可以不同。并且,也可以是在辐射元件的周围不配置电介质而将辐射元件本身配置在空间中的结构。
应当认为本次公开的实施方式在所有方面是例示而非限制性的。本公开的范围不是通过上述的实施方式的说明表示的,而是通过权利要求书表示的,意图包括与权利要求书等同的意义和范围内的所有变更。
附图标记说明
10:通信装置;20:安装基板;21:主表面;22:侧表面;50:壳体;100、100A~100E:天线模块;105:BBIC;110:RFIC;111A~111D、113A~113D、117:开关;112AR~112DR:低噪声放大器;112AT~112DT:功率放大器;114A~114D:衰减器;115A~115D:移相器;116:信号合成/分波器;118:混频器;119:放大电路;120:天线装置;121:馈电元件;125、125A、125B:无馈电元件;130、135:电介质基板;131:表面;132:背面;140~142:馈电布线;150:焊料凸块;160:柔性基板;161:第一部分;162:弯曲部;163:第二部分;200、200A~200D:电介质片材;210、300、400、440:电介质层;220、312、313、340、412、413、442:金属层;230:导电糊剂;310、410、441:芯基材;320、420:粘接层;330,430:通孔;AGP:空气隙;GND:接地电极;SP1:馈电点。
Claims (17)
1.一种天线模块,能够搭载于通信装置,所述天线模块具备:
电介质基板;
接地电极,其配置于所述电介质基板;以及
平板状的第一辐射元件,
其中,所述第一辐射元件具有第一表面以及表面粗糙度比所述第一表面的表面粗糙度大的第二表面,
所述第一辐射元件被配置为与所述接地电极相向的面为所述第一表面。
2.根据权利要求1所述的天线模块,其中,
还包括与所述第一辐射元件相向地配置的第二辐射元件。
3.根据权利要求2所述的天线模块,其中,
所述第一辐射元件配置于所述第二辐射元件与所述接地电极之间的层。
4.根据权利要求2所述的天线模块,其中,
所述第二辐射元件配置于所述第一辐射元件与所述接地电极之间的层。
5.根据权利要求3或4所述的天线模块,其中,
所述第二辐射元件具有第三表面以及表面粗糙度比所述第三表面的表面粗糙度大的第四表面,
所述第二辐射元件被配置为与所述接地电极相向的面为所述第三表面。
6.根据权利要求5所述的天线模块,其中,
所述接地电极具有第五表面以及表面粗糙度比所述第五表面的表面粗糙度大的第六表面,
所述接地电极被配置为与所述第一辐射元件相向的面为所述第六表面。
7.根据权利要求3或4所述的天线模块,其中,
所述第二辐射元件具有第三表面以及表面粗糙度比所述第三表面的表面粗糙度大的第四表面,
所述第二辐射元件被配置为与所述接地电极相向的面为所述第四表面。
8.根据权利要求2~7中的任一项所述的天线模块,其中,
所述第一辐射元件为馈电元件,
所述第二辐射元件为无馈电元件。
9.根据权利要求2~7中的任一项所述的天线模块,其中,
所述第一辐射元件为无馈电元件,
所述第二辐射元件为馈电元件。
10.根据权利要求8或9所述的天线模块,其中,
还具备用于向所述馈电元件供给高频信号的馈电电路。
11.根据权利要求1所述的天线模块,其中,
所述接地电极具有第五表面以及表面粗糙度比所述第五表面的表面粗糙度大的第六表面,
所述接地电极被配置为与所述第一辐射元件相向的面为所述第六表面。
12.根据权利要求1~11中的任一项所述的天线模块,其中,
所述天线模块具备包括所述第一辐射元件在内的彼此相向的多个辐射元件,
所述多个辐射元件配置于所述电介质基板内。
13.根据权利要求1~11中的任一项所述的天线模块,其中,
所述天线模块具备包括所述第一辐射元件在内的彼此相向的多个辐射元件,
所述多个辐射元件中的至少1个辐射元件配置于所述通信装置的壳体。
14.根据权利要求1~13中的任一项所述的天线模块,还具备:
第三辐射元件;
其它电介质基板,其配置有所述第三辐射元件;以及
连接基板,其将所述电介质基板与所述其它电介质基板进行连接,
所述连接基板具有:
平坦的第一部分;
从所述第一部分弯曲而成的弯曲部;以及
从所述弯曲部进一步延伸的平坦的第二部分,
所述电介质基板配置于所述第一部分,
所述其它电介质基板配置于所述第二部分。
15.一种通信装置,其搭载有根据权利要求1~14中的任一项所述的天线模块。
16.一种天线模块的制造方法,该天线模块具有包括第一辐射元件的第一层和包括接地电极的第二层,
所述第一辐射元件和所述接地电极各自具有表面粗糙度相对较小的平滑面和表面粗糙度相对较大的粗糙面,
所述制造方法包括以下步骤:
将所述第一辐射元件的粗糙面与电介质层接合来形成所述第一层;
将所述接地电极的粗糙面与电介质层接合来形成所述第二层;以及
以使所述第一辐射元件和所述接地电极各自的平滑面朝向同一方向、并且使所述第一辐射元件的平滑面面向所述接地电极的方式,将所述第一层层叠于所述第二层上。
17.根据权利要求16所述的制造方法,其中,
所述天线模块还具有包括第二辐射元件的第三层,
所述第二辐射元件具有表面粗糙度相对较小的平滑面和表面粗糙度相对较大的粗糙面,
所述制造方法还包括以下步骤:
将所述第二辐射元件的粗糙面与电介质层接合来形成所述第三层;以及
以使所述第一辐射元件的平滑面与所述第二辐射元件的平滑面朝向同一方向、并且使所述第一辐射元件与所述第二辐射元件相向的方式,将所述第三层层叠于所述第一层上。
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