TWI416795B - 具有內嵌式立體天線之電子裝置 - Google Patents

Description

具有內嵌式立體天線之電子裝置

本發明係指一種具有內嵌式立體天線之電子裝置，尤指一種藉由內嵌式立體天線本身所形成之一夾持機構，將天線固定於印刷電路板上之電子裝置。

在現代化資訊社會中，各種無線通訊網路已經成為社會大眾交換語音或文字訊息、數據、資料、影音檔案的最重要途徑之一。存取這些以電磁波攜載資訊的無線通訊網路需要利用天線，因此，天線的研發成為現代資訊廠商的重點之一。為了實現更小體積、方便使用者隨身攜帶的無線通訊裝置，例如手機、個人數位助理器(PDA)、無線USB傳輸器(Wireless USB Dongle)，天線的體積尺寸也應該要能盡量縮減，以將天線整合入可攜式的通訊裝置中。

一般來說，在設計天線時不會考慮到後續組裝流程。因此，對於習知內嵌式(embedded)立體天線來說，例如由金屬片形成之平面倒F型天線(Planner Inverted-F Antenna，PIFA)，都是在自動化組裝程序後，利用人工加工的方式，將天線與印刷電路板結合。這種作法不僅增加組裝程序的複雜性，組裝成本較高，且易有人為上的誤差，造成產品的特性不穩定。

簡言之，習知技術無法利用表面接著技術(Surface Mount Technology，SMT)打件、過回焊爐等自動化組裝流程，將內嵌式立體天線固定於印刷電路板上，而僅能使用後焊製程，如此限制了電子產品之製造時間及成本。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種具有內嵌式立體天線之電子裝置。

本發明揭露一種具有內嵌式立體天線之電子裝置，包含有一印刷電路板及一內嵌式立體天線。該內嵌式立體天線包含有一輻射元件及一連接元件。該連接元件包含有一第一連接部及一第二連接部。該第一連接部及該第二連接部分別耦接於該印刷電路板，用來將該內嵌式立體天線之訊號傳遞至該印刷電路板。其中，該第一連接部及該第二連接部形成一夾持機構，用來夾持該印刷電路板之上下兩面，以將該內嵌式立體天線固定於該印刷電路板上。

請參考第1圖，第1圖為本發明具有內嵌式立體天線之一電子裝置10之示意圖。電子裝置10包含有一印刷電路板11及一內嵌式立體天線12。內嵌式立體天線12包含有一輻射元件122及一連接元件124。輻射元件122係一彎折之金屬片，設置於印刷電路板11之一側邊。連接元件124形成於輻射元件122之一端，包含有連接部126及128。連接部126及128分別耦接於印刷電路板11，用來傳遞內嵌式立體天線12之訊號至印刷電路板11。其中，連接部126及128更形成一夾持機構，用來夾持印刷電路板11之上下兩面，以將內嵌式立體天線12固定於印刷電路板11。

換言之，在本發明實施例中，內嵌式立體天線12之連接元件11除了用來連接印刷電路板11，以將天線訊號(例如：天線之饋入訊號與接地訊號)傳遞至印刷電路板11之外，另形成用來夾持印刷電路板11之上下兩面之夾持機構，以將內嵌式立體天線12固定於印刷電路板11之上。如此一來，本發明實施例可將內嵌式立體天線12之組裝流程與表面接著技術(Surface Mount Technology，SMT)打件等自動組裝流程結合，從而簡化電子裝置10之組裝流程，並節省生產成本。

請繼續參考第2圖，第2圖係本發明電子裝置10之側面示意圖。如本領域具通常知識者所知，輻射元件122必須與印刷電路板11保持一固定的距離，以使天線具有較佳的天線輻射頻寬及效率。在此情形下，連接部126及128分別包含有凹槽G1及G2，其用來於立體天線12與印刷電路板11結合時，固定輻射元件122與印刷電路板11之一間距D。除此之外，連接部126及128之尾端更可具有一外翹結構21，使天線與印刷電路板之組裝更加簡便與精確。關於天線與印刷電路板之組裝流程，請繼續參考以下說明。

首先，在印刷電路板11上會預留金屬接點，做為與連接部126及128連接之用，即立體天線12之訊號饋入點及接地點。接著，在印刷電路板11刷完錫膏之後，利用連接元件124將立體天線12夾在刷完錫膏之金屬接點上。由於天線12設計在印刷電路板11之側邊，因此印刷電路板11之上下兩面依然可以進行其他元件之打件動作。最後，印刷電路板11(包含立體天線12)就可過迴銲爐，完成自動組裝的動作。如此一來，本發明實施例不須利用人工加工的方式，將天線與印刷電路板結合，而可節省生產成本。

值得注意的是，印刷電路板上做為天線饋入以及接地的金屬接點，其尺寸除了與天線的效能有關外，同時必須有機構與力學上的考量。此外，天線的機構設計必須能夾住印刷電路板及支撐整體天線之重量，並使其固定於印刷電路板側邊，且穩定的與印刷電路板之側邊相距一適當的距離。

請參考第3圖，第3圖為本發明一內嵌式立體天線30之實施例示意圖。內嵌式立體天線30可用來實現第1圖中之內嵌式立體天線12。如第3圖所示，內嵌式立體天線30是一體成型的金屬機構，以兩條折線區分成輻射元件32及連接元件34。其中，連接元件34之連接部36及38可以沿著折線往＋Z方向或是-Z方向彎折，以形成如夾子般機構的夾持元件。若將連接部36及38往-Z方向折角90度，則形成如第4圖所示之一內嵌式立體天線40；而若將連接部36及38往＋Z方向折角90度，則形成如第5圖所示之一內嵌式立體天線50。因此，若使用同一個金屬刀模所製作的金屬機構，將可形成夾在印刷電路板上對稱的兩支天線。如此相對應變化，亦屬本發明之範圍。

請參考第6圖，第6圖為本發明較佳實施例具有內嵌式立體天線之一電子裝置60之示意圖。如第6圖所示，電子裝置60包含有一印刷電路板61及內嵌式立體天線ANT1及ANT2。其中，內嵌式立體天線ANT1及ANT2可以是同一個金屬刀模所製作形成之兩支對稱天線，亦可以是兩支具不同特性之天線，不影響本發明之精神。在本實施例中，內嵌式立體天線ANT1及ANT2係設計成平面倒F型天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)；而天線ANT1之兩個連接部C1_1及C1_2與天線ANT2之兩個連接部C2_1及C2_2可分別作為天線ANT1及ANT2之餽入端(feeding terminal)及接地端(grounding terminal)，用以耦接於印刷電路板61上之相對應金屬接點。在此情形下，電子裝置60之各部分尺寸，分別如第7圖到第10圖所示。其中，第7圖為印刷電路板61之上視圖，第8圖為電子裝置60之側面示意圖，而第9圖及第10圖則分別為電子裝置60之下視圖及上視圖。

如此一來，本發明可藉由天線之連接元件所形成之夾持機構及凹槽設計，簡化電子裝置之組裝流程，以提高生產良率及降低生產成本，並且縮小印刷電路板之尺寸。以本實施例來說，印刷電路板上僅需保留3*3mm之空間作為天線與印刷電路板夾合之用，如第9圖及第10圖所示。相較於習知平面印刷式天線，本發明可大幅地減小整體印刷電路板之尺寸。除此之外，本發明之天線係設計在印刷電路版的側面，因此印刷電路版上方及下方的空間可以用來進行表面接著技術打件以及過錫爐的動作。值得注意的是，本發明並不限定內嵌式立體天線之種類及型式，例如單極天線、偶極天線及平面倒F型天線等，只要具有本發明夾持機構之天線設計皆應屬本發明之範圍。舉例來說，請參考第11圖及第12圖，第11圖及第12圖分別為本發明其他實施例具有內嵌式立體天線之電子裝置1100及1200之示意圖。

當然，上述實施例僅為本發明之舉例說明，本領域具通常知識者可根據實際需求作適當地變化與修飾，其皆屬本發明之範圍。以第1圖為例，內嵌式立體天線12可在輻射元件122之另一端形成另一夾持機構(圖未示)，以輔助連接元件124將天線固定於印刷電路板11之上；或者，連接元件124之每一連接部可由多個平行之金屬短臂組成，而不限於以單一金屬部實現；又或者，輻射元件122可根據實際需求設置於印刷電路板11之一面等。

綜上所述，在本發明電子裝置中，內嵌式立體天線之一端沿著印刷電路板延伸且與印刷電路板保持一適當的間距，另一端則形成如夾子般之夾持機構，用來夾持印刷電路板以將內嵌式立體天線固定於印刷電路板上。如此一來，本發明可簡化天線之組裝流程，且可與表面接著技術打件等自動組裝流程結合，而節省生產成本。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、60．．．電子裝置

11、61．．．印刷電路板

12、30、40、50、ANT1、ANT2．．．內嵌式立體天線

122、32．．．輻射元件

124、34．．．連接元件

126、128、36、38 C1_1、C1_2、C2_1、C2_2．．．連接部

21．．．外翹結構

G1、G2．．．凹槽

D．．．間距

第1圖為本發明具有內嵌式立體天線之一電子裝置之示意圖。

第2圖為第1圖中之該電子裝置之側面示意圖。

第3圖至第5圖為本發明一內嵌式立體天線之實施例示意圖。

第6圖為本發明較佳實施例具有內嵌式立體天線之一電子裝置之示意圖。

第7圖為第6圖中之一印刷電路板之上視圖。

第8圖為第6圖中之該電子裝置之側面示意圖。

第9圖及第10圖分別為第6圖中之該電子裝置之下視圖及上視圖。

第11圖及第12圖分別為本發明其他實施例具有內嵌式立體天線之電子裝置之示意圖。

10．．．電子裝置

11．．．印刷電路板

12．．．內嵌式立體天線

122．．．輻射元件

124．．．連接元件

126、128．．．連接部

Claims (11)

1. 一種具有內嵌式立體天線之電子裝置，包含有：一印刷電路板；以及一內嵌式立體天線，包含有：一輻射元件；以及一連接元件，包含有一第一連接部及一第二連接部，該第一連接部及該第二連接部分別耦接於該印刷電路板，用來將該內嵌式立體天線之訊號傳遞至該印刷電路板；其中，該第一連接部及該第二連接部形成一夾持機構，用來夾持該印刷電路板之上下兩面，以將該內嵌式立體天線固定於該印刷電路板上。
2. 如請求項1所述之電子裝置，其中該連接元件係形成於該輻射元件之一端。
3. 如請求項2所述之電子裝置，其中該內嵌式立體天線另包含有一夾持元件，形成於該輻射元件之另一端，用來輔助該連接元件。
4. 如請求項1所述之電子裝置，其中該第一連接部及該第二連接部分別包含有複數個平行之金屬短臂。
5. 如請求項1所述之電子裝置，其中該第一連接部及該第二連接部分別為該內嵌式立體天線之一饋入端及一接地端，耦接於該印刷電路板上之金屬接點。
6. 如請求項1所述之電子裝置，其中該第一連接部及該第二連接部之尾端具有一外翹結構。
7. 如請求項1所述之電子裝置，其中該輻射元件係一彎折之金屬片，設置於該印刷電路板之一側邊。
8. 如請求項7所述之電子裝置，其中該第一連接部及該第二連接部分別包含有一凹槽，用來固定該輻射元件與該印刷電路板之該側邊間之一距離。
9. 如請求項1所述之電子裝置，其中該輻射元件係一彎折之金屬片，設置於該印刷電路板之一面。
10. 如請求項1所述之電子裝置，其中該內嵌式立體天線係由一金屬片形成。
11. 如請求項1所述之電子裝置，其中該內嵌式立體天線一平面倒F型天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)。