TW201511402A - 天線製造方法和天線結構 - Google Patents

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Abstract

一種天線製造方法，包括下列步驟：提供一鐵磁性材料貼片；形成穿透過該鐵磁性材料貼片之至少一貫孔，其中該貫孔係連接於該鐵磁性材料貼片之一第一表面和一第二表面之間；於該鐵磁性材料貼片之該第一表面上、該第二表面上，以及該貫孔內形成一不導電油墨層；針對該不導電油墨層施行一置換製程，以於該不導電油墨層上形成一第一金屬層；以及針對該第一金屬層施行一增厚製程，以於該第一金屬層上形成一第二金屬層，其中該第一金屬層和該第二金屬層皆由該鐵磁性材料貼片之該第一表面經過該貫孔延伸至該第二表面。

Description

天線製造方法和天線結構
本發明係關於一種天線製造方法，特別係關於一種薄形化及低成本之天線製造方法。
隨著行動通訊技術的發達，行動裝置在近年日益普遍，常見的例如：手提式電腦、行動電話、多媒體播放器以及其他混合功能的攜帶型電子裝置。為了滿足人們的需求，行動裝置通常具有無線通訊的功能。有些涵蓋長距離的無線通訊範圍，例如：行動電話使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系統及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進行通訊，而有些則涵蓋短距離的無線通訊範圍，例如：Wi-Fi、Bluetooth以及WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)系統使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。
在行動裝置中，用於無線通訊之天線結構實為不可或缺之元件。為了避免天線結構與行動裝置內之其他電子及金屬元件互相干擾，通常會在天線結構上再貼附一層防電磁波貼片。然而，此防電磁波貼片會增加天線結構之整體厚度，且增加整體組裝製程之複雜度。
為了解決先前技術之問題，本發明提供一種天線製造方法，包括下列步驟：提供一鐵磁性材料貼片(Ferrite Sheet)；形成穿透過該鐵磁性材料貼片之至少一貫孔(Via Hole)，其中該貫孔係連接於該鐵磁性材料貼片之一第一表面和一第二表面之間；於該鐵磁性材料貼片之該第一表面上、該第二表面上，以及該貫孔內形成一不導電油墨層；針對該不導電油墨層施行一置換製程，以於該不導電油墨層上形成一第一金屬層；以及針對該第一金屬層施行一增厚製程，以於該第一金屬層上形成一第二金屬層，其中該第一金屬層和該第二金屬層皆由該鐵磁性材料貼片之該第一表面經過該貫孔延伸至該第二表面。
另外，本發明提供一種天線結構，包括：一鐵磁性材料貼片(Ferrite Sheet)，其中至少一貫孔(Via Hole)係形成並穿透過該鐵磁性材料貼片，而該貫孔係連接於該鐵磁性材料貼片之一第一表面和一第二表面之間；一不導電油墨層，形成於該鐵磁性材料貼片之該第一表面上、該第二表面上，以及該貫孔內；一第一金屬層，其中該第一金屬層係藉由針對該不導電油墨層施行一置換製程而形成於該不導電油墨層上；以及一第二金屬層，其中該第二金屬層係藉由施行一增厚製程而形成於該第一金屬層上，而該第一金屬層和該第二金屬層皆由該鐵磁性材料貼片之該第一表面經過該貫孔延伸至該第二表面。
100‧‧‧鐵磁性材料貼片
111‧‧‧第一聚對苯二甲酸乙二酯層
112‧‧‧第二聚對苯二甲酸乙二酯層
131‧‧‧第一凝膠層
132‧‧‧第二凝膠層
151‧‧‧鐵氧體層
160‧‧‧貫孔
310‧‧‧不導電油墨層
320‧‧‧第一金屬層
330‧‧‧第二金屬層
340‧‧‧第一保護層
350‧‧‧第二保護層
360‧‧‧黏著層；
370‧‧‧機殼
610‧‧‧連接墊
620‧‧‧天線支路
E1‧‧‧第一表面
E2‧‧‧第二表面
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖；第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖；第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖；第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖；第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖；第6A圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法之天線結構之上視圖；第6B圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法之天線結構之下視圖；第7A圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖；第7B圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖；第7C圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖；第8A圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖；第8B圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖； 第8C圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。
為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明提供一種天線製造方法，其包括複數個步驟。為使讀者易於理解，以下圖式係分別用於表示此方法中每一步驟所對應之天線結構之半成品或成品圖。必須理解的是，該天線製造方法之該等步驟不必然須依照圖式之次序而執行。另外，根據使用者之不同需求，該等步驟中之任一或複數個部份亦可加入或是省略。
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。在第1圖之步驟中，提供一鐵磁性材料貼片(Ferrite Sheet)100。鐵磁性材料貼片100可用於阻擋電磁波，並改善一天線結構之輻射性能。如第1圖所示，鐵磁性材料貼片100包括：一第一聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)層111、一第二聚對苯二甲酸乙二酯層112、一第一凝膠(Gel)層131、一第二凝膠層132，以及一鐵氧體(Ferrite)層151。第一聚對苯二甲酸乙二酯層111係藉由第一凝膠層131而黏附至鐵氧體層151。第二聚對苯二甲酸乙二酯層112係藉由第二凝膠層132而黏附至鐵氧體層151。鐵氧體層151係介於第一聚對苯二甲酸乙二酯層131和第二聚對苯二甲酸乙二酯層132之間。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。在第2圖之步驟中，形成穿透過鐵磁性材料貼片100之至少一貫孔(Via Hole)160，其中貫孔160係連接於鐵磁性材料貼片100之一第一表面E1和一第二表面E2之間，而第一表面E1係相對於第二表面E2。必須理解的是，貫孔160並未真正將鐵磁性材料貼片100分隔為二分離片段。第2圖之顯示方式僅為使讀者易於了解，但實際上鐵磁性材料貼片100之此二片段仍然有部份係互相連接(可參考其後之第6A、6B圖)，且貫孔160之尺寸係遠小於鐵磁性材料貼片100之尺寸。貫孔160具有微小之一孔徑，例如：0.5mm。在其他實施例中，該天線製造方法亦可形成穿透過鐵磁性材料貼片100之複數個貫孔160，例如：2、3，或4個。
第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。在第3圖之步驟中，於鐵磁性材料貼片100之第一表面E1上、第二表面E2上，以及貫孔160內形成一不導電油墨層310。亦即，不導電油墨層310可由鐵磁性材料貼片100之第一表面E1經過貫孔160延伸至第二表面E2。相似地，第3圖之顯示方式僅為使讀者易於了解，但實際上位於鐵磁性材料貼片100之二片段上之不導電油墨層310仍然有部份係互相連接。不導電油墨層310可包括卑金屬(Base Metal)粉末與環氧樹脂(Epoxy)。例如，不導電油墨層310可藉由網印、移印，或是噴塗等等方式而形成。例如，該環氧樹脂可由氧氯丙烷(ECH)和雙酚A(BPA)所合成。又例如，該卑金屬粉末可包括鐵、鎳、鋅，或是鋁，而該卑金屬粉末約可佔 不導電油墨層310之成份比例40%至70%。
第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。在第4圖之步驟中，針對不導電油墨層310施行一置換製程(Displacement Process)，以於不導電油墨層310上形成一第一金屬層320。該置換製程可包括：將鐵磁性材料貼片100與不導電油墨層310放入含有複數個貴金屬離子之一水溶液中。此時，不導電油墨層310中之該卑金屬粉末將與該水溶液中之該等貴金屬離子發生化學反應。然後，該卑金屬粉末被氧化而溶入該水溶液，而該等貴金屬離子被還原而形成第一金屬層320。例如，第一金屬層320可包括銅、鎳、銀、鈀、鉑，或/及金，並具有不大於5μm之一厚度。另外，第一金屬層320更可於鐵磁性材料貼片100之第一表面E1上形成一連接墊(Pad)(請一併參考第6A圖)，或(且)於鐵磁性材料貼片100之第二表面E2上形成一天線支路(請一併參考第6B圖)。
第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。在第5圖之步驟中，針對第一金屬層320施行一增厚製程(Thickening Process)，以於第一金屬層320上形成一第二金屬層330。例如，該增厚製程可為一化學鍍製程或一電鍍製程。該增厚製程係用於增加該天線結構之穩定度。第二金屬層330之材料可與第一金屬層320之材料相同。例如，第二金屬層330可包括銅、鎳、銀、鈀、鉑，或/及金，並具有2μm至40μm之一厚度。第一金屬層320和第二金屬層330皆由鐵磁性材料貼片100之第一表面E1經過貫孔160 延伸至第二表面E2。在該增厚製程執行完畢後，第二金屬層330亦可完全填滿鐵磁性材料貼片100之貫孔160(未顯示)。
第6A圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法之天線結構之上視圖。在第6A圖之天線結構中，於鐵磁性材料貼片100之第一表面E1上，藉由第一金屬層320和第二金屬層330而形成一連接墊(Pad)610。連接墊610更可經由一連接元件(例如：一頂針或一彈片)耦接至一信號源(未顯示)，以激發該天線結構。
第6B圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法之天線結構之下視圖。在第6B圖之天線結構中，於鐵磁性材料貼片100之第二表面E2上，藉由第一金屬層320和第二金屬層330而形成一天線支路620。簡而言之，連接墊610可為第一金屬層320和第二金屬層330之一部份，而天線支路620可為第一金屬層320和第二金屬層330之另一部份。天線支路620係作為該天線結構之一主輻射部，而其總長度可對應於所需頻率之0.5倍或0.25倍波長。天線支路620之形狀在本發明中並不特別作限制。例如，天線支路620可包括一蜿蜒結構，像是一迴圈形、一U字形，或是一S字形。必須注意的是，雖然第6A、6B圖僅顯示單一連接墊610和單一天線支路620，但是在其他實施例中，該天線結構更可包括複數個連接墊610和複數條天線支路620，以利操作於多重頻帶。
已完成之該天線結構可使用至少二種不同方式進行組裝及應用。以下第7A、7B、7C圖所示之實施例係說明第一種組裝方式。
第7A圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。在第7A圖之步驟中，施行一貼合製程，以於天線支路620(亦即，第二金屬層330之一部份)上形成一第一保護層340。例如，第一保護層340可由一非導體材料所製成。
第7B圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。在第7B圖之步驟中，施行一表面處理製程，以於第二金屬層330上形成一第二保護層350。例如，第二保護層350可為一鍍金板(Electrolytic Ni/Au)或是一有機保護膜(Organic Solderability Preservative，OSP)。第一保護層340和第二保護層350可完整地覆蓋住第一金屬層320和第二金屬層330，以保護第一金屬層320、第二金屬層330，其連接墊610，以及其天線支路620不被磨損或氧化。在一些實施例中，第二保護層350更可具有一開孔，而連接墊610可經由該開孔耦接至一信號源(未顯示)。
第7C圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。在第7C圖之步驟中，藉由一黏著層360，將該天線結構之第一保護層340黏附至一機殼370上。例如，該機殼可為一電子裝置之一部份。該電子裝置可為一智慧型手機(Smart Phone)、一平板電腦(Tablet Computer)，或是一筆記型電腦(Notebook Computer)。
另一方面，以下第8A、8B、8C圖所示之實施例係說明第二種組裝方式。
第8A圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製 造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。在第8A圖之步驟中，施行一印刷製程，以於第二金屬層330上形成一第一保護層340。例如，第一保護層340可由一非導體材料所製成。與第7A圖之實施例相比，其不同處在於，藉由該印刷製程所形成之第一保護層340更可覆蓋位於鐵磁性材料貼片100之貫孔160內之金屬部份。
第8B圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。在第8B圖之步驟中，施行一表面處理製程，以於第二金屬層330上形成一第二保護層350。例如，第二保護層350可為一鍍金板或是一有機保護膜。第一保護層340和第二保護層350可完整地覆蓋住第一金屬層320和第二金屬層330，以保護第一金屬層320、第二金屬層330、其連接墊610，以及其天線支路620不被磨損或氧化。在一些實施例中，第二保護層350更可具有一開孔，而連接墊610可經由該開孔耦接至一信號源(未顯示)。
第8C圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線製造方法其中一步驟之天線結構之剖面圖。在第8C圖之步驟中，藉由一黏著層360，將該天線結構之第一保護層340黏附至一機殼370上。例如，該機殼可為一電子裝置之一部份。該電子裝置可為一智慧型手機、一平板電腦，或是一筆記型電腦。
與傳統技術相比，本發明至少具有下列優點：(1)藉由將天線結構與鐵磁性材料貼片整合為一，可降低其整體厚度；(2)可簡化天線結構之整體組裝過程；以及(3)可降低天線結構之整體製造成本。
另外，本發明更提供一種天線結構，其係由前述之天線製造方法所製成，而其半成品及成品均已於第1至8C圖中進行詳述，故不再重複說明。
值得注意的是，以上所述之元件尺寸、元件參數、以及元件形狀皆非為本發明之限制條件。天線設計者可以根據不同需要調整這些設定值。另外，本發明之天線製造方法和天線結構並不僅限於第1-8C圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-8C圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之天線製造方法和天線結構中。
在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧鐵磁性材料貼片
111‧‧‧第一聚對苯二甲酸乙二酯層
112‧‧‧第二聚對苯二甲酸乙二酯層
131‧‧‧第一凝膠層
132‧‧‧第二凝膠層
151‧‧‧鐵氧體層
160‧‧‧貫孔
310‧‧‧不導電油墨層
320‧‧‧第一金屬層
330‧‧‧第二金屬層
E1‧‧‧第一表面
E2‧‧‧第二表面

Claims (20)

  1. 一種天線製造方法，包括下列步驟：提供一鐵磁性材料貼片(Ferrite Sheet)；形成穿透過該鐵磁性材料貼片之至少一貫孔(Via Hole)，其中該貫孔係連接於該鐵磁性材料貼片之一第一表面和一第二表面之間；於該鐵磁性材料貼片之該第一表面上、該第二表面上，以及該貫孔內形成一不導電油墨層；針對該不導電油墨層施行一置換製程，以於該不導電油墨層上形成一第一金屬層；以及針對該第一金屬層施行一增厚製程，以於該第一金屬層上形成一第二金屬層，其中該第一金屬層和該第二金屬層皆由該鐵磁性材料貼片之該第一表面經過該貫孔延伸至該第二表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線製造方法，其中該鐵磁性材料貼片包括一第一聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)層、一第二聚對苯二甲酸乙二酯層、一第一凝膠(Gel)層、一第二凝膠層，以及一鐵氧體(Ferrite)層，其中該第一聚對苯二甲酸乙二酯層係藉由該第一凝膠層而黏附至該鐵氧體層，該第二聚對苯二甲酸乙二酯層係藉由該第二凝膠層而黏附至該鐵氧體層，而該鐵氧體層係介於該第一聚對苯二甲酸乙二酯層和該第二聚對苯二甲酸乙二酯層之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之天線製造方法，其中該不 導電油墨層包括卑金屬(Base Metal)粉末與環氧樹脂(Epoxy)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之天線製造方法，其中該第一金屬層和該第二金屬層各自包括銅、鎳、銀、鈀、鉑，或/及金。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之天線製造方法，其中該增厚製程為一化學鍍製程或一電鍍製程。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之天線製造方法，更包括：於該鐵磁性材料貼片之該第一表面上，藉由該第一金屬層和該第二金屬層而形成一連接墊(Pad)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之天線製造方法，更包括：於該鐵磁性材料貼片之該第二表面上，藉由該第一金屬層和該第二金屬層而形成一天線支路。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之天線製造方法，更包括：施行一貼合製程或一印刷製程，以於該天線支路上形成一第一保護層。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之天線製造方法，更包括：施行一表面處理製程，以於該第二金屬層上形成一第二保護層，其中該第一保護層和該第二保護層係完整地覆蓋住該第一金屬層和該第二金屬層。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之天線製造方法，其中該第二保護層為一鍍金板(Electrolytic Ni/Au)或是一有機保護膜(Organic Solderability Preservative，OSP)。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之天線製造方法，更包括： 藉由一黏著層，將該第一保護層黏附至一機殼上。
  12. 一種天線結構，用於一電子裝置，包括：一鐵磁性材料貼片(Ferrite Sheet)，其中至少一貫孔(Via Hole)係形成並穿透過該鐵磁性材料貼片，而該貫孔係連接於該鐵磁性材料貼片之一第一表面和一第二表面之間；一不導電油墨層，形成於該鐵磁性材料貼片之該第一表面上、該第二表面上，以及該貫孔內；一第一金屬層，其中該第一金屬層係藉由針對該不導電油墨層施行一置換製程而形成於該不導電油墨層上；以及一第二金屬層，其中該第二金屬層係藉由施行一增厚製程而形成於該第一金屬層上，而該第一金屬層和該第二金屬層皆由該鐵磁性材料貼片之該第一表面經過該貫孔延伸至該第二表面。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之天線結構，其中該鐵磁性材料貼片包括一第一聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)層、一第二聚對苯二甲酸乙二酯層、一第一凝膠(Gel)層、一第二凝膠層，以及一鐵氧體(Ferrire)層，其中該第一聚對苯二甲酸乙二酯層係藉由該第一凝膠層而黏附至該鐵氧體層，該第二聚對苯二甲酸乙二酯層係藉由該第二凝膠層而黏附至該鐵氧體層，而該鐵氧體層係介於該第一聚對苯二甲酸乙二酯層和該第二聚對苯二甲酸乙二酯層之間。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之天線結構，其中該不導電油墨層包括卑金屬(Base Metal)粉末與環氧樹脂(Epoxy)。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之天線結構，其中該第一金屬層和該第二金屬層各自包括銅、鎳、銀、鈀、鉑，或/及金。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之天線結構，其中該第一金屬層和該第二金屬層於該鐵磁性材料貼片之該第一表面上形成一連接墊(Pad)。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之天線結構，其中該第一金屬層和該第二金屬層於該鐵磁性材料貼片之該第二表面上形成一天線支路。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之天線結構，更包括：一第一保護層，形成於該天線支路上；以及一第二保護層，形成於該第二金屬層上，而該第一保護層和該第二保護層係完整地覆蓋住該第一金屬層和該第二金屬層。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之天線結構，其中該第二保護層為一鍍金板(Electrolytic Ni/Au)或是一有機保護膜(Organic Solderability Preservative，OSP)。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之天線結構，其中該天線結構係黏附至該電子裝置之一機殼上。
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