TWI418090B

TWI418090B - Ceramic wafer antenna

Info

Publication number: TWI418090B
Application number: TW98109834A
Authority: TW
Original assignee: Walsin Technology Corp
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2013-12-01
Also published as: TW201036251A

Description

陶瓷晶片型天線

本發明關於一種陶瓷晶片型天線，其係利用陶瓷基板之上、下表面空間，將第一表面之金屬電極與前、後端面電極電氣連接而延長電流路徑，並藉耦合金屬對有效利用陶瓷基板之介質效應達成降頻目的。

天線係為無線通訊產品所必備的元件之一，現今無線通訊產品在研發過程中，往往要求尺寸能輕薄短小，故天線尺寸勢必也隨之縮小化，遂有廠商研發出晶片型天線以符合小型化需求，晶片型天線並與表面黏著技術結合降低組裝成本，有利於通訊產品後端的製程整合。

習知技術中為了同時兼顧維持電流路徑長度及尺寸小型化，係以低溫共燒陶瓷技術製作出複層堆疊的積層陶瓷結構，其中各層結構分別設有金屬線段，再於相鄰層結構形成連通貫孔以達成不同層間相互的電性連接，從而構成螺旋狀之電流路徑。然而，上述習知技術之製作方式相當耗費製程時間與步驟，產品良率亦不好掌握。

有鑒於此，本發明之主要目的在於提供一種陶瓷晶片型天線，其無須藉由複層式堆疊結構延長電流路徑，並可藉一耦合金屬對有效利用陶瓷基板之介質效應達成降頻目的。

欲達成上述目的所使用之技術手段，係令該陶瓷晶片型天線包含：

一載板，其上設有一金屬接地面並於一角落保留一淨空區；

一天線本體，係設於該載板之淨空區，其包含一陶瓷基板、一金屬電極及一耦合金屬對，該陶瓷基板具有一前端面、一相對於前端面的後端面、一第一表面及一相對於第一表面的第二表面，該前端面及後端面係塗佈電極；前述金屬電極係設於該陶瓷基板之該第一表面上且其兩端分別連接前端面電極及後端面電極；前述耦合金屬對係設於該陶瓷基板之該第二表面上，該耦合金屬對包含兩形狀互補之金屬片，該兩金屬片分別連接前端面電極及後端面電極；以及

一訊號饋入組件，係設於該金屬接地面與天線本體之間，其一端連接該天線本體之該前端面電極，另端則連接至該金屬接地面。

該陶瓷晶片型天線之電流路徑係由訊號饋入組件經由第一表面的金屬電極至第二表面之耦合金屬對，構成一約為四分之一波長的電流路徑，其中第一表面的金屬電極提供主要的電流路徑，而第二表面之耦合金屬對形狀互補的相對端，則利用能量耦合的方式提供降頻與調整阻抗。

請參考第一圖所示，係本發明一較佳實施例之平面示意圖，係包含：一載板(10)、一天線本體(20)以及一訊號饋入組件(30)。

前述載板(10)上設有一金屬接地面(11)並於一角落處保留一淨空區(12)。

前述天線本體(20)係設於該載板(10)之淨空區(12)，請進一步參考第二圖所示，該天線本體(20)係包含：

一陶瓷基板(21)，係具有一前端面、一相對於前端面的後端面、一第一表面(210)及一相對於第一表面(210)的第二表面(211)，其中該前端面及後端面皆塗佈電極(22,23)；

一金屬電極(24)，係印刷於該陶瓷基板(21)的第一表面(210)上且其兩端分別連接前端面與後端面電極(22,23)，本實施例中，該金屬電極(24)係如第三圖所示呈曲線蜿蜓狀，又其可如第四圖所示，呈直線彎折狀，惟其形狀並不僅以此兩種形式為限；及

一耦合金屬對(25)，係設於陶瓷基板(21)的第二表面(211)上，該耦合金屬對(25)包含兩形狀互補之金屬片(25a)(25b)，該兩金屬片(25a)(25b)分別連接前端面及後端面的電極(22)(23)；本實施例中，該兩金屬片(25a)(25b)係如第五圖所示，分別呈凹字型及互補的凸字型；或者該兩金屬片(25a)(25b)可如第六圖所示，其相對端呈相對互補的鋸齒狀；或該兩金屬片(25a)(25b)可如第七圖所示，其相對端呈相對互補的波浪狀；或如第八圖所示，兩金屬片(25a)(25b)相對端彼此呈水平平行；或是如第九圖所示，兩金屬片(25a)(25b)相對端彼此呈斜向平行。

前述訊號饋入組件(30)係設於該金屬接地面(11)與天線本體(20)之間，其一端連接該天線本體(20)之該前端面電極(22)，另端則連接至該金屬接地面(11)。

本發明之電流路徑係從訊號饋入組件(30)經由第一表面(210)的金屬電極(24)接續至第二表面(211)之耦合金屬對(25)，而構成一約為四分之一波長的電流路徑。

前述耦合金屬對(25)係以耦合方式傳遞能量，可有效降低頻率，請進一步參考第十圖所示，係本發明與一習知無耦合金屬對之天線以8.0×1.0×0.6mm³ 的氧化鋁基板進行設計所得出的返回損失圖，其中A為本發明之返回損失曲線，B為習知無耦合金屬對之天線的返回損失曲線，從圖中的比較可看出，本發明具有較佳的降頻效率，由於頻率與波長呈反比，可增加有效波長，故在相同天線尺寸下，具有該耦合金屬對(25)設計之天線可具有較長之波長，因此，在僅需四分之一波長的前提下，天線尺寸可相對縮小化。

本發明之天線設計係為四分之一波長之共振機制，其電流路徑由訊號饋入端經由第一表面之金屬電極至第二表面之梳型結構末端，形成一大致約四分之一波長之電流路徑；其中第一表面之金屬電極形狀提供主要之電流路徑，而第二表面之梳型結構末端耦合機制則用以提供降頻與調整阻抗。

(10)．．．載板

(11)．．．金屬接地面

(12)．．．淨空區

(20)．．．天線本體

(21)．．．陶瓷基板

(210)．．．第一表面

(211)．．．第二表面

(22,23)．．．電極

(24)．．．金屬電極

(25)．．．耦合金屬對

(25a)(25b)．．．金屬片

(30)．．．訊號饋入組件

第一圖：本發明一較佳實施例之平面示意圖。

第二圖：本發明天線本體立體示意圖。

第三圖：本發明之金屬電極第一實施例之平面圖。

第四圖：本發明之金屬電極第二實施例之平面圖。

第五圖：本發明之耦合金屬對第一實施例之平面圖。

第六圖：本發明之耦合金屬對第二實施例之平面圖。

第七圖：本發明之耦合金屬對第三實施例之平面圖。

第八圖：本發明之耦合金屬對第四實施例之平面圖。

第九圖：本發明之耦合金屬對第五實施例之平面圖。

第十圖：本發明與習知天線設計之返回損失比較圖。

(20)．．．天線本體

(21)．．．陶瓷基板

(210)．．．第一表面

(211)．．．第二表面

(22)．．．前端面電極

(23)．．．後端面電極

(24)．．．金屬電極

(25)．．．耦合金屬對

Claims

一種陶瓷晶片型天線，係包含：一載板，其上設有一金屬接地面並於一角落保留一淨空區；一天線本體，係設於該載板之淨空區，其包含一陶瓷基板、一金屬電極及一耦合金屬對，該陶瓷基板具有一前端面、一相對於前端面的後端面、一第一表面及一相對於第一表面的第二表面，該前端面及後端面係塗佈電極；前述金屬電極係設於該陶瓷基板之該第一表面上且其兩端分別連接前後端面的電極；前述耦合金屬對係設於該陶瓷基板之該第二表面上，該耦合金屬對包含兩形狀互補之金屬片，該兩金屬片分別連接前後端面的電極；以及一訊號饋入組件，係設於該金屬接地面與天線本體之間，其一端連接該天線本體之該前端面電極，另端則連接至該金屬接地面。
如申請專利範圍第1項所述之陶瓷晶片型天線，該金屬電極呈曲線蜿蜓狀。
如申請專利範圍第1項所述之陶瓷晶片型天線，該金屬電極呈直線彎折狀。
如申請專利範圍第1、2或3項所述之陶瓷晶片型天線，該耦合金屬對之兩金屬片係分別呈凸字型以及互補的凹字型。
如申請專利範圍第1、2或3項所述之陶瓷晶片型天線，該耦合金屬對之兩金屬片相對端係呈相對互補的鋸齒狀。
如申請專利範圍第1、2或3項所述之陶瓷晶片型天線，該耦合金屬對之兩金屬片相對端係呈相對互補的波浪狀。
如申請專利範圍第1、2或3項所述之陶瓷晶片型天線，該耦合金屬對之兩金屬片相對端係呈彼此水平平行。
如申請專利範圍第1、2或3項所述之陶瓷晶片型天線，該耦合金屬對之兩金屬片相對端係呈彼此斜向平行。