CN113644407A - 包括柔性基板的天线模块 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种包括柔性基板的天线模块。所述天线模块包括：集成电路(IC)；基板，具有第一区和第二区，所述第一区具有设置在所述第一区的表面上的一个或更多个天线，所述第二区柔性地弯曲并且电连接到所述IC，以提供所述一个或更多个天线和所述IC之间的电连接路径；设定基板，电连接到所述IC；以及设定模块，在所述设定基板和所述第一区之间设置在所述设定基板上。

Description

包括柔性基板的天线模块
本申请是申请日为2018年07月26日、申请号为201810834154.9的发明专利申请“包括柔性基板的天线模块”的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种包括柔性基板的天线模块。
背景技术
近来，正在积极地研究包括第五代(5G)通信的毫米波(mmWave)通信，正在积极地开展关于能够顺利实现毫米波通信的射频(RF)模块的商业化研究。
由于毫米波通信使用高频率，因此需要高水平的天线性能。满足天线的性能需求的天线可能会具有大的尺寸，这可能阻碍天线模块的小型化。
呈现以上信息仅作为背景信息以帮助理解本公开。对于以上内容中的任何内容是否可能是可适用为关于本公开的现有技术，并不进行确定，也不进行断言。
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。
在一个总的方面，一种天线模块包括：集成电路(IC)；第一基板，具有第一区和第二区，所述第一区具有设置在所述第一区的表面上的一个或更多个第一天线，所述第二区柔性地弯曲并且电连接到所述IC，以提供所述一个或更多个第一天线和所述IC之间的电连接路径；设定基板，电连接到所述IC；以及设定模块，在所述设定基板和所述第一区之间设置在所述设定基板上。
所述天线模块还可包括刚性基板，所述刚性基板连接到所述第二区并且设置在所述设定基板上。所述IC可设置在所述刚性基板上。
所述的天线模块还可包括电子组件，所述电子组件设置在所述第二区的一个表面和/或另一表面上。所述IC可设置在所述第二区的所述一个表面和/或所述另一表面上并且电连接到所述电子组件。
所述设定模块可被构造成产生信号。所述设定基板可被构造成将所述信号发送到所述IC。所述IC可被构造成将所述信号转换为毫米波(mmWave)段中的射频(RF)信号。
所述设定模块可包括被构造成产生电力的DC-DC转换器，并且所述设定基板可被构造成将所述电力发送到所述IC。
所述一个或更多个第一天线中的至少一个第一天线可包括贴片天线，并且所述第一区的宽度可大于所述第二区的宽度。
所述至少一个第一天线可设置为n乘n的阵列，其中n为2或者大于2的自然数。
所述天线模块还可包括设置在所述第一区的所述表面上的一个或更多个第二天线。所述一个或更多个第二天线可包括单极天线和偶极天线中的一个或更多个。
所述天线模块还可包括第二基板，所述第二基板包括第三区和第四区，所述第三区包括设置在所述第三区的表面上的一个或更多个第二天线，所述第四区柔性地弯曲并且电连接到所述IC，以提供所述一个或更多个第二天线和所述IC之间的电连接路径。
在另一总的方面，一种天线模块包括：连接器，连接到集成电路(IC)，所述集成电路被构造成产生射频(RF)信号；基板，具有第一区和第二区，所述第一区具有设置在所述第一区的表面上的一个或更多个天线，所述第二区柔性地弯曲并且电连接到所述连接器，以提供所述一个或更多个天线和所述连接器之间的电连接路径；设定基板，电连接到所述连接器；以及设定模块，在所述设定基板和所述第一区之间设置在所述设定基板上。
所述RF信号可包括毫米波(mmWave)段中的频率。所述设定模块可被构造成产生包括比所述RF信号的频率低的频率的信号。所述设定基板可被构造成将所述设定模块产生的信号发送到所述连接器。
所述设定模块可包括被构造成产生电力的DC-DC转换器。所述设定基板可被构造成将所述电力发送到所述连接器。
所述一个或更多个天线可包括被设置为n乘n的阵列的贴片天线，其中，n为2或者大于2的自然数。所述第一区的宽度可大于所述第二区的宽度。
在另一总的方面，一种天线模块包括：基板，包括连接到柔性地弯曲的第二区的第一区；一个或更多个第一天线和一个或更多个第二天线，设置在所述第一区上；以及集成电路(IC)，与所述第一区分开，连接到所述第二区并且电连接到所述一个或更多个第一天线和所述一个或更多个第二天线。
所述第一区可在所述一个或更多个第一天线和所述一个或更多个第二天线之间折叠。
所述天线模块还可包括设定模块，所述设定模块设置在通过折叠的第一区和所述柔性弯曲的第二区形成的空间中。
所述天线模块还可包括设定基板。所述设定模块可设置在所述设定基板上。
所述一个或更多个第一天线可包括贴片天线，并且所述一个或更多个第二天线可包括单极天线和偶极天线中的一个或更多个。
所述第一区可包括刚性部，所述第二区可包括柔性部，并且所述IC可设置在刚性基板上。
通过以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的包括柔性基板的天线模块的示例的侧视图。
图2是示出图1的包括柔性基板的天线模块的第一实施例的增加的细节的示例的侧视图。
图3是示出根据第二实施例的天线模块的示例中的集成电路(IC)设置在柔性基板上的形式的示例的侧视图。
图4是示出根据第三实施例的包括柔性基板的天线模块上的IC布置的第一形式的示例的平面图。
图5是示出根据第四实施例的包括柔性基板的天线模块上的IC布置的第二形式的示例的平面图。
图6是示出根据第五实施例的包括柔性基板的天线模块应用于电子装置的示例形式的平面图。
图7是示出根据第六实施例的包括柔性基板的天线模块应用于电子装置的示例形式的侧视图。
图8是示出根据第七实施例的包括柔性基板的天线模块应用于电子装置的另一示例形式的侧视图。
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，这里所描述的操作顺序仅仅是示例，其并不局限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对于本领域已知的特征的描述。
这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为局限于这里所描述的示例。更确切的说，已经提供这里所描述的示例，仅是为了示出在理解本申请的公开内容后将是显而易见的实现这里所描述的方法、设备和/或系统中的很多可行的方式中的一些可行方式。
本公开的一方面提供了一种包括柔性基板的天线模块，该柔性基板具有可容易地小型化的结构。
图1是示出根据第一实施例的包括柔性基板的天线模块的示例的侧视图。
参照图1，天线模块70包括基板90。基板90包括第一区100、第二区200和集成电路(IC)300。基板90可以是柔性基板或者刚性-柔性基板。
柔性基板不受具体限制，柔性基板可包括诸如纸、聚合物(诸如聚酰亚胺、
Figure BDA0003212932760000041
)等的材料，刚性-柔性基板不受具体限制，刚性-柔性基板可包括具有诸如纸、聚合物(诸如聚酰亚胺、
Figure BDA0003212932760000042
橡胶)等的材料的柔性部以及具有诸如半导体、玻璃、金属、陶瓷、复合材料、刚性聚合物等的材料的刚性部，例如，刚性部具有印刷电路板(PCB)的结构。
被构造成接收射频(RF)信号和/或发送由IC 300产生的RF信号的天线(稍后参照图2描述)可设置在基板90的第一区100上。基板90的第一区100提供IC 300和天线之间的电路径。
基板90的第二区200柔性地弯曲地电连接到IC 300，并且提供IC 300和天线之间的电路径。
当基板90是刚性-柔性基板时，基板90的第一区100可具有刚性性质，并且基板90的第二区200可具有柔性性质。此外，第一区100的宽度可大于第二区200的宽度。
在图1中，基板90具有上表面S1和下表面S2。根据基板90的第二区200的弯曲形状，确保了基板90的第一区100的下表面S2的下方的空间210。例如，空间210被第一区100覆盖并被第一区100保护，以使元件可安全地设置在空间210中，并且根据第一实施例的示出示例的具有柔性基板的天线模块70能够被小型化。
例如，设置在设定基板500上的设定模块600或者电子装置通过焊料球410或者类似的连接设置在该空间中。
IC 300被构造成产生RF信号和/或接收通过天线接收到的RF信号。例如，IC 300通过设定模块600接收低频信号，并且对低频信号执行频率转换、放大、滤波相位控制和电力产生中的至少一些。
例如，IC 300可以通过焊料球电连接到设定基板500，并且通过树脂稳定地设置在设定基板500上。
设定模块600设置在设定基板500上。设定基板500提供设定模块600和IC 300之间的电路径。
设定模块600被构造成产生低频信号(包括比RF信号的频率低的频率的信号)、电力和/或提供到IC 300的电阻值、电容和电感中的至少一些。
例如，设定模块600包括被构造成对基带信号或者中频(IF)信号执行放大、滤波、频率转换以及模数转换的电路，并且包括被构造成产生电力的DC-DC转换器。这里，IC 300通过设定基板500接收被设定模块600放大、滤波和/或转换的信号，并且将接收到的信号转换为毫米波(mmWave)段中的RF信号。
图2是示出图1的包括柔性基板的天线模块的第一实施例的增加的细节的示例的侧视图。
参照图2，基板90的第一区100包括馈线420和腔C1、C2、C3和C4，天线111、112、113和114设置在基板90的第一区100的上表面S1上。
馈线420分别将相应的天线114、113、112、111电连接到IC 300。
腔C1、C2、C3和C4提供针对相应的天线111、112、113、114的发送和/或接收(在下文中，发送/接收)RF信号的操作的边界条件。例如，腔C1、C2、C3和C4的边界被接地层、镀层或者过孔包围，并且接地层基本上不设置在腔C1、C2、C3和C4中。
或者，可根据相应的天线111、112、113、114的类型而省略腔C1、C2、C3和C4。例如，腔C1、C2、C3和C4不形成在基板90的第一区100中的设置有偶极天线或者单极天线的区域中。
参照图2，IC 300设置在刚性基板400上，其中，基板90的第二区200连接到IC 300的侧表面。刚性基板400可包括诸如半导体、玻璃、金属、陶瓷、复合材料、刚性聚合物等的材料，例如，刚性部具有印刷电路板(PCB)的结构。
刚性基板400包括馈线420，并且通过焊料球410或者类似的连接设置在设定基板500上。
例如，刚性基板400具有与印刷电路板(PCB)相同的结构，并且具有提供有接地区和/或向IC 300供应电力的电力供应区的电路图案区。
基板90的第一区100和第二区200与刚性基板400一起具有刚性-柔性基板的结构。
图3是示出根据第二实施例的天线模块70的示例中的IC设置在柔性基板上的形式的示例的侧视图。
参照图3，IC 300设置在基板90的第二区200上。
基板90的第二区200连接到设置在设定基板500上的连接器450。连接器450具有以有线方式结合到外部、另一模块或者另一基板的连接器形状，并且可被构造成电磁地结合到外部、另一模块或者另一基板。此外，设定基板500可被构造成将设定模块600产生的信号发送到连接器450。
图4是示出根据第三实施例的包括柔性基板的天线模块的IC布置的第一形式的示例的平面图。
参照图4，第一天线111a、111b、111c、111d、111e、111f、111g、111h和111i具有贴片天线的结构，并且设置在基板90的第一区100上，第二天线112a、112b、112c、112d、112e、112f、112g和112h具有偶极天线或者单极天线的结构，并且也设置在基板90的第一区100上。也就是说，第一天线和第二天线可包括被设置为n乘n的阵列的贴片天线，其中，n为2或者大于2的自然数。
参照图4，IC 300和电子组件430设置在刚性基板400上。
电子组件430提供供应到IC 300的电阻值、电容和电感中的至少一些。例如，电子组件430包括多层陶瓷电容器(MLCC)。
基板90的第一区100可在设置贴片天线的贴片区和设置偶极天线和/或单极天线的极区之间折叠。
图5是示出根据第四实施例的包括柔性基板的天线模块的IC布置的第二形式的示例的平面图。
参照图5，天线113a、113b、113c、113d、113e、113f、113g、113h、113i、113j、113k、113l、113m、113n、113o和113p具有贴片天线的结构，并且设置在基板90的第一区100上。贴片天线可具有圆形形状、多边形形状或者圆形形状和多边形形状的组合，但是贴片天线的形状不受具体限制。
参照图5，IC 300、电子组件430和接口焊盘440设置在第二区200的上表面上。然而，IC 300、电子组件430和接口焊盘440可设置在基板90的第二区200的下表面上或者上表面和下表面两者上。
接口焊盘440电连接到图3中示出的连接器450。
图6是示出根据第五实施例的包括柔性基板的天线模块应用于电子装置的示例形式的平面图。
参照图6，电子器件1000包括第一基板90a的第一区100a、第一基板90b的第一区100b、第一基板90a的第二区200a、第一基板90b的第二区200b、第二基板90c的第三区100c、第二基板90d的第三区100d、第二基板90c的第四区200c、第二基板90d的第四区200d以及IC300a和IC 300b。
图7是示出根据第六实施例的包括柔性基板的天线模块应用于电子装置的示例形式的侧视图。
参照图7，根据第六实施例的包括柔性基板的天线模块70包括第一基板90e的第一区100e、第一基板90e的第二区200e、第二基板90f的第三区100f、第二基板90f的第四区200f以及IC 300e。
IC 300e设置在刚性基板400e和设定基板500之间。
电子组件430e和电子组件430f以及连接器450e和连接器450f设置在刚性基板400e上。
连接器450e和450f以及IC 300e通过焊料球410电连接到设定基板500。
例如，连接器450e和连接器450f、IC 300e以及电子组件430e和电子组件430f被环氧模塑料(EMC)包围以保护其不受外界环境的影响。在另一示例中，例如，为了诸如天线模块的周围环境的原因，环氧模塑料被省略。
第一设定模块600e和第二设定模块600f设置在设定基板500上。第一设定模块600e设置在第一基板90e的第一区100e下方的第一空间210e中，并且第二设定模块600f设置在第二基板90f的第三区100f的下方的第二空间210f中。也就是说，第一区100e和第三区100f确保相应的第一空间210e和第二空间210f以分别在第一基板90e和第二基板90f的下表面的下方布置第一设定模块600e和第二设定模块600f，同时分别在第一基板90e和第二基板90f的上表面提供天线的布置空间。
当设置有第一设定模块600e和第二设定模块600f的相应的第一空间210e和第二空间210f大时，第一设定模块600e和第二设定模块600f可代替执行由IC 300e执行的一些操作，并且还可减小由于第一设定模块600e和第二设定模块600f的操作而产生的热和/或噪声等对IC 300e或者天线的影响。
也就是说，根据本公开的第六实施例的包括柔性基板的天线模块的示例不仅可具有容易地小型化的结构，而且还可提高天线的性能。
在天线模块70的第七实施例中，当在由第一区100e和第三区100f提供的第一空间210e和/或第二空间210f中的至少一部分中未设置第一设定模块600e和第二设定模块600f时，第一区100e和第三区100f的一个或更多个表面S3面对电子器件1000的侧部方向，例如，如图8中所示。因此，可扩大天线的发送方向和/或接收方向。
如上所阐述的，根据本公开的第一示出实施例至第七示出实施例，例如，包括柔性基板的天线模块具有容易地小型化的结构。
另外，例如，包括柔性基板的天线模块扩大天线的发送方向和/或接收方向。
虽然本公开包括具体示例，但是在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求以及其等同物的精神和范围的情况下，可在形式和细节上对这些示例做出各种改变。这里描述的示例仅被视为描述意义，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视为可适用于其他示例中的类似的特征或方面。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来组合所描述的系统、架构、装置或电路中的组件、和/或由其他组件或其等同物来替换或增添所描述的系统、结架构、装置或电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的全部变型将被理解为被包括在本公开中。

Claims (15)

1.一种天线模块，包括：
集成电路；
第一基板，包括第一区和第二区，所述第一区包括定位于所述第一区的表面处的第一天线，所述第二区具有柔性性质并且将所述集成电路电连接到所述第一天线；
设定基板，电连接到所述集成电路；
设定模块，在所述设定基板和所述第一区之间定位于所述设定基板处；以及
刚性基板，连接到所述第二区并且定位于所述设定基板处，
其中，所述集成电路定位于所述刚性基板处。
2.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述设定模块被构造成产生信号，
其中，所述设定基板被构造成将所述信号发送到所述集成电路，并且
其中，所述集成电路被构造成将所述信号转换为在毫米波段中的射频信号。
3.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述设定模块包括被构造成产生电力的直流-直流转换器，并且，
其中，所述设定基板被构造成将所述电力发送到所述集成电路。
4.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述第一天线中的至少一个第一天线包括贴片天线，并且，
其中，所述第一区的宽度大于所述第二区的宽度。
5.根据权利要求4所述的天线模块，其中，所述至少一个第一天线设置为n乘n的阵列，其中，n为2或者大于2的自然数。
6.根据权利要求4所述的天线模块，所述天线模块还包括定位于所述第一区的所述表面处的第二天线，
其中，所述第二天线包括单极天线和偶极天线中的一个或更多个。
7.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基板，所述第二基板包括第三区和第四区，所述第三区包括定位于所述第三区的表面处的第二天线，所述第四区具有柔性性质并且将所述集成电路电连接到所述第二天线。
8.一种天线模块，包括：
连接器，连接到集成电路；
基板，包括第一区和第二区，所述第一区包括定位于所述第一区的表面处的天线，所述第二区具有柔性性质并且将所述连接器电连接到所述天线；
设定基板，电连接到所述连接器；以及
设定模块，在所述设定基板和所述第一区之间定位于所述设定基板处。
9.根据权利要求8所述的天线模块，其中，所述集成电路定位于所述第二区处。
10.根据权利要求8所述的天线模块，其中，所述集成电路被构造为产生射频信号，所述射频信号包括毫米波段中的频率，
其中，所述设定模块被构造成产生包括比所述射频信号的频率低的频率的信号，以及，
其中，所述设定基板被构造成将所述设定模块产生的所述信号发送到所述连接器。
11.根据权利要求8所述的天线模块，其中，所述设定模块包括被构造成产生电力的直流-直流转换器，并且，
其中，所述设定基板被构造成将所述电力发送到所述连接器。
12.根据权利要求8所述的天线模块，其中，所述天线包括被设置为n乘n的阵列的贴片天线，其中，n为2或者大于2的自然数，并且，
其中，所述第一区的宽度大于所述第二区的宽度。
13.一种天线模块，包括：
基板，包括连接到第二区的第一区；
第一天线，定位于所述第一区处；以及
集成电路，与所述第一区分开，连接到所述第二区并且电连接到所述第一天线，
其中，所述第一区包括刚性部，所述第二区包括柔性部，所述第二区具有柔性性质并且电连接到所述集成电路，
其中，所述天线模块还包括设定基板和设定模块，所述设定模块定位于所述设定基板处，并且位于所述设定基板和所述第一区之间。
14.根据权利要求13所述的天线模块，所述天线模块还包括刚性基板，所述刚性基板与所述集成电路电连接并且定位于所述设定基板上。
15.根据权利要求13所述的天线模块，其中，所述设定模块被构造成产生信号，
其中，所述设定基板被构造成将所述信号发送到所述集成电路，并且
其中，所述集成电路被构造成将所述信号转换为毫米波段中的射频信号。
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