CN206712021U - 一种ltcc2.4g贴片天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LTCC 2.4G贴片天线，包括长方体天线本体，天线本体的两端各设置一个焊盘，其中，一个为2.4G馈点焊盘，另一个为接地焊盘；天线本体包括依次层叠设置的六层生瓷体，六层生磁体与两端的焊盘之间、层与层之间均具有电路连接，第一层至第六层均具有导电通孔；第四层的一面设置两个微带线，其作用就是与整个天线的其他层的电路一起共同达到该天线所需要的频点。采用该实用新型的天线结构，有效减小了天线的尺寸。工艺简单，节约了绕线时间，并且电路连接简单，有效减小了干扰。同时，天线精度更高，性能更好，而且消除了传统绕线不均匀带来的误差，达到更好的一致性。

Description

一种LTCC2.4G贴片天线

技术领域

本实用新型属于天线领域，具体涉及一种LTCC2.4G天线。

背景技术

传统2.4G天线，如图1所示，尺寸比较大,外形尺寸最小为10.3x3x1.6mm，该尺寸已不能满足天线产品日益小型化的潮流。

天线产品的小型化一直是研发的一个重要方向，小型化设计具有以下重要意义：

伴随大规模集成电路与空间技术的发展，小型化与微型化电子设备的重要性日益突出，而这些设备系统中最需要小型化的部件往往就是天线，因此，需要研制出与设备相匹配的小型化天线。

随着人们的生活水平的提升，穿戴消费电子产品的市场需求量在不断上升，且更新换代的速度也在不断上升。进而，消费者对电子产品的小型化、便携化的需求也日益增多。

因此，2.4G(蓝牙、WIFI)天线的研发与应用一直朝着小型化的方向前进是一个必然趋势。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种LTCC 2.4G天线，解决了现有技术中2.4G天线尺寸大不能够应用到小型产品上的问题。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种LTCC 2.4G天线，包括长方体天线本体，天线本体的两端各设置一个焊盘，其中，一个为2.4G馈点焊盘，另一个为接地焊盘；天线本体包括依次层叠设置的六层生瓷体，六层生磁体与两端的焊盘之间、层与层之间均具有电路连接，第一层至第六层均具有导电通孔；第四层的一面设置两个微带线。

天线本体的外形尺寸为长3.05±0.1mm，宽1.55±0.1mm，高1.0±0.1mm。

天线本体两端的焊盘与第一层上表面和第六层下表面连接部分的宽度为0.55±0.10mm，与第一层下表面连接部分的宽度为0.40±0.10mm。

第一层至第三层的导电通孔直径为0.08mm，导电通孔呈两排分布，相邻两排通孔之间的距离为0.82mm,同一排中相邻两个通孔之间的距离为0.33mm。

第四层至第六层的导电通孔直径为0.08mm，相邻导电通孔之间的最小间距为0.33mm，导电通孔距离生瓷体宽边的最小距离为0.17mm，距离生瓷体长边的最小距离为0.4mm。

第四层上的两个微带线位于第三层与第四层之间，其中，一个微带线为“T”型结构，另一个微带线为长方形结构。

“T”型结构微带线的高度为1.38±0.10mm，宽度小于或等于该层生磁体的宽度，“T”型结构上部的高度为0.55±0.10mm。

两个微带线之间的距离为0.55±0.10mm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、采用该实用新型的天线结构，有效减小了天线的尺寸。

2、工艺简单，节约了绕线时间，并且电路连接简单，有效减小了干扰。

3、该实用新型的天线精度更高，性能更好，而且消除了传统绕线不均匀带来的误差，其一致性更好。

4、陶瓷材料具有优良的高频、高速传输以及宽通带的特性。根据配料的不同，LTCC材料的介电常数可以在很大范围内变动，配合使用高导电率的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因子，增加了电路设计的灵活性。

5、可以适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通PCB电路基板更优良的热传导性，极大地优化了电子设备的散热设计，可靠性高，可应用于恶劣环境，延长了其使用寿命。

6、可以制作层数很高的电路基板，并可将多个无源元件埋入其中，免除了封装组件的成本，在层数很高的三维电路基板上，实现无源和有源的集成，有利于提高电路的组装密度，进一步减小体积和重量。

7、与其他多层布线技术具有良好的兼容性，例如将LTCC与薄膜布线技术结合可实现更高组装密度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件。

附图说明

图1为现有技术中2.4G天线的结构图。

图2为本实用新型天线的立体图。

图3为本实用新型第一层上表面结构示意图。

图4为本实用新型第一层下表面结构示意图。

图5为本实用新型天线本体六层生磁体分布示意图。

图6为本实用新型第一至第三层导电通孔结构示意图。

图7为本实用新型第四至第六层导电通孔结构示意图。

图8为本实用新型第四层微带线结构示意图。

图9为本实用新型第六层焊盘结构示意图。

图10本实用新型的应用示意图。

图11为本实用新型的天线制作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构及工作过程作进一步说明。

如图2所示，一种LTCC 2.4G天线，包括长方体天线本体，天线本体的两端各设置一个焊盘，其中，一个为2.4G馈点焊盘，另一个为接地焊盘；天线本体包括依次层叠设置的六层生瓷体，六层生磁体与两端的焊盘之间、层与层之间均具有电路连接，第一层至第六层均具有导电通孔；第四层的一面设置两个微带线。

两个微带线作用就是与整个天线的其他层的电路配合，一起共同形成本结构，从而达到该天线所需要的频点，即2.4G频点；并采用特有的工艺技术，使得该天线的结构更小，效果更优。

所述2.4G贴片天线包括蓝牙、WIFI等处于2.4G频段的天线。

具体实施例

一种LTCC 2.4G天线，包括长方体天线本体，外形尺寸为长L3.05±0.1mm，宽W1.55±0.1mm，高1.0±0.1mm，天线本体的两端各设置一个焊盘，其中，一个为2.4G馈点焊盘，另一个为接地焊盘，天线本体包括依次层叠设置的六层生瓷体，六层生磁体与两端的焊盘之间、层与层之间均具有电路连接，天线本体两端的焊盘S1、S2与第一层、第六层连接的示意图如图3、图4、图9所示，具体尺寸为焊盘与第一层上表面、第六层下表面连接部分的宽度T均为0.55±0.10mm，焊盘与第一层下表面连接部分的宽度A为0.40±0.10mm。

六层生磁体的排布如图5所示，天线本体由6层LTCC生瓷带加工而成，从上而下分别为CP1、CP2、CP3、CP4、CP5、CP6，其中CP1表面印刷为MP11，图案为带黑色油墨标示的字样。从上往下印刷图案命名MPxxx,如CP1表面叫MP11，CP1背面称MP101，依次类推，第一层的上表面采用白色圆点表示Mark点，便于天线的识别，起到一个表示正面的作用，其形状字样是可以更换的。两端的白色区域的一端为天线馈点焊盘，另一端为接地焊盘；CP2、CP3无印刷图形；CP5无印刷图案，CP6印刷图案MP601。

第一层至第六层均具有导电通孔；第一层至第三层的导电通孔如图6所示，直径为0.08mm，导电通孔呈两排分布，相邻两排通孔之间的距离为0.82mm,同一排中相邻两个通孔之间的距离为0.33mm。

第四层至第六层的导电通孔如图7所示，直径为0.08mm，相邻导电通孔之间的最小间距为0.33mm，导电通孔距离生瓷体宽边的最小距离为0.17mm，距离生瓷体长边的最小距离为0.4mm。

图示尺寸均为烧结后尺寸，实际尺寸根据生瓷片收缩率来调整。

第四层的印刷图案如图8所示，一面设置两个微带线，两个微带线位于第三层与第四层 之间，其中一个微带线为“T”型结构，另一个微带线为长方形结构。两个微带线相互配合实现2.4G天线的功能。

“T”型结构微带线的高度为1.38±0.10mm，宽度小于或等于该层生磁体的宽度，“T”型结构上部的高度为0.55±0.10mm。

两个微带线之间的距离为0.55±0.10mm。

该2.4G天线的应用如图10所示，长为90mm、宽为40mm的PCB板上，位于长边中部靠近边缘的位置具有馈点焊盘，将该2.4G天线的焊盘焊接在PCB的馈点焊盘上即完成了安装。

该2.4G贴片天线的工艺生产流程如图11所示，具体包括如下步骤：

球磨：将陶瓷粉、玻璃粉、溶剂按照一定的配方比率放入球磨罐进行球磨混合。让颗粒进行充分的混合，并使颗粒粒径达到一定的要求。

脱泡：球磨过程中会混入一定的空气，采用负压的方式进行脱泡处理。

流延：将脱泡后的材料通过刮刀流延的方式形成片状的生陶瓷片。

裁切：根据产线以及工艺要求将流延后的卷状生瓷片裁切成一定大小的小生瓷片，方便后续的加工。

贴框：将生瓷片固定在加工冶具上面，方便后段加工。

冲孔：通过机械或者激光的方式在生陶瓷片上加工各种不同大小的孔，以实现内部的电路连接。

填孔：在冲完孔后的生瓷片上用浆料将孔填上，实现电路连接。

印刷：在填完孔后的生瓷片上印上连接的线路，实现内外线路的连接。

烘干：用烘箱将填孔后、印刷、倒角、端银后的浆料烘干。

压平：将填孔烘干、印刷烘干后的生瓷片表面压平整。

叠压：将多层陶瓷片按照一定的要求粘合在一起。

等静压：将多层陶瓷片完全压合在一起。

切割：将整版生瓷片切割成一颗颗的产品。

排胶：将生瓷片中的胶体排出。

烧结：将排胶后的颗粒通过烧结炉烧结成一个整体，使其浆料与陶瓷玻璃形成一个整体。

倒角：将产品放入倒角罐，加入制定的倒磨材料将产品上尖锐的棱角倒磨掉。

清洗：将倒角后的颗粒清洗干净。

端银：在产品两级端上银浆。

电镀：在外露电极上镀镍、锡层，增强抗氧化性与可焊性以及耐焊性。

调试编带：按照电性能将产品分级，并将颗粒按照一定的顺序装入塑料带中。

包装：最小单元整盘包装。

检验：产品电性能以及外观抽检。

成品入库：检验合格的产品入库。

LTCC技术是将低温烧结陶瓷玻璃粉末充分混合，并加入一定的胶体分散后通过流延技术制成厚度精确而致密的生瓷带。在生瓷带上利用机械或者激光技术打孔、微孔注浆、精密导体电路印刷等工艺技术按照所需要求制成电路，并将多个被动组件(如电容、电阻、滤波器、耦合器等等)埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起。内外电极可以使用银浆、铜浆、金浆。后经过生片切割、排胶、烧结、电镀等工艺技术制成在三维空间下互不干扰的高密度电路或内置无源元件的三维电路基板，也可在其表面通过贴装IC和有源器件，制成无源或者有源集成的功能模块，并可进一步将电路小型化与高密度化，非常适合用于高频通讯用组件。利用这种技术可以成功地制造出各种高技术LTCC产品。

LTCC技术主要牵涉到的技术有：生片流延技术、厚膜印刷技术、导体浆料技术、低温共烧技术、IC技术、多层电路技术、电镀技术等等。目前LTC C技术是无源集成的主流技术。

LTCC技术特点：

陶瓷材料具有优良的高频高Q特性；

使用铜、银、金导电率高的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因子；

可适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性；

可将无源组件埋入多层电路基板中，有利于提高电路的组装密度；

可以根据要求制作层数极高的电路基板，其中微孔可以达到0.03mm，线宽可以做到0.05mm，可以实现很复杂的电路连接。

具有较好的温度特性，如较小的热膨胀系数、较小的介电常数、较小的温度系数。

非连续式的生产工艺允许对生坯基板进行检查，从而提高整体的良率而降低产品成本。

由于是整版制作，产品的一致性以及稳定性很高。

LTCC技术应用优势：

层数理论上可以无限多，可以根据实际更好的布线，从而提高组装密度。

可以根据需要在生瓷片上制作腔体，埋入更多的IC或有源器件，提高组装密度。

陶瓷材料的高频高Q特性，从而使产品具有很好的高频特性和高速传输特性。

生产过程采用的是非连续生产，可以对每一道工序进行质量控制，从而提高产品的整体良率。

本实用新型采用LTCC技术制作该天线，与现有技术的2.4G天线对比具有如下优点：

1、有效减小了天线的尺寸。

2、工艺简单，节约了绕线时间，并且电路连接简单，有效减小了干扰。

3、该实用新型的天线精度很高，性能更好，而且消除了传统绕线不均匀带来的误差，其一致性更好。

4、有利于提高电路系统的品质因子，增加了电路设计的灵活性。

5、可以适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通PCB电路基板更优良的热传导性，极大地优化了电子设备的散热设计，可靠性高，可应用于恶劣环境，延长了其使用寿命。

6、可以制作层数很高的电路基板，并可将多个无源元件埋入其中，免除了封装组件的成本，在层数很高的三维电路基板上，实现无源和有源的集成，有利于提高电路的组装密度，进一步减小体积和重量。

7、与其他多层布线技术具有良好的兼容性，例如将LTCC与薄膜布线技术结合可实现更高组装密度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件。

Claims (8)

1.一种LTCC 2.4G天线，其特征在于：包括长方体天线本体，天线本体的两端各设置一个焊盘，其中，一个为2.4G馈点焊盘，另一个为接地焊盘；天线本体包括依次层叠设置的六层生瓷体，六层生磁体与两端的焊盘之间、层与层之间均具有电路连接，第一层至第六层均具有导电通孔；第四层的一面设置两个微带线。

2.根据权利要求1所述的一种LTCC 2.4G天线，其特征在于：天线本体的外形尺寸为长3.05±0.1mm，宽1.55±0.1mm，高1.0±0.1mm。

3.根据权利要求1所述的一种LTCC 2.4G天线，其特征在于：天线本体两端的焊盘与第一层上表面和第六层下表面连接部分的宽度为0.55±0.10mm，与第一层下表面连接部分的宽度为0.40±0.10mm。

4.根据权利要求1所述的一种LTCC 2.4G天线，其特征在于：第一层至第三层的导电通孔直径为0.08mm，导电通孔呈两排分布，相邻两排通孔之间的距离为0.82mm，同一排中相邻两个通孔之间的距离为0.33mm。

5.根据权利要求1所述的一种LTCC 2.4G天线，其特征在于：第四层至第六层的导电通孔直径为0.08mm，相邻导电通孔之间的最小间距为0.33mm，导电通孔距离生瓷体宽边的最小距离为0.17mm，距离生瓷体长边的最小距离为0.4mm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种LTCC 2.4G天线，其特征在于：第四层上的两个微带线位于第三层与第四层之间，其中，一个微带线为“T”型结构，另一个微带线为长方形结构。

7.根据权利要求6所述的一种LTCC 2.4G天线，其特征在于：“T”型结构微带线的高度为1.38±0.10mm，宽度小于或等于该层生磁体的宽度，“T”型结构上部的高度为0.55±0.10mm。

8.根据权利要求6所述的一种LTCC 2.4G天线，其特征在于：两个微带线之间的距离为0.55±0.10mm。