TWI492454B - 行動裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

行動裝置及其製造方法

本發明係關於一種行動裝置，特別係關於可操作於多重頻帶之行動裝置。

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、GPS、LTE系統及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1575MHz、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系統使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。

在現有的技術中，常以固定尺寸之一金屬件作為天線主體，該金屬件的長度須等於所需頻帶對應之二分之一波長或四分之一波長。為了追求美觀和耐用，目前的行動裝置至少部分的外殼(例如：正面、背面與邊框)通常會以金屬製成。然而，行動裝置之金屬外殼容易對於天線的輻射造成不良影響。

在一實施例中，本發明提供一種行動裝置，包括：一基板；一接地元件，包括一接地支路，其中該接地元件之邊緣處具有一缺口，該缺口朝向該接地元件之內部延伸以形成一槽孔區間，該接地支路係部分地圍繞該槽孔區間；以及一輻射支路，設置於該槽孔區間內，且耦接至該接地元件之該接地支路，其中，而該接地支路和該輻射支路形成一天線結構。

在另一實施例中，本發明提供一種製造天線之方法，適用於製造一行動裝置，包括下列步驟：提供一基板；提供一接地元件，其中該接地元件包括一接地支路，該接地元件之邊緣處具有一缺口，該缺口朝向該接地元件之內部延伸以形成一槽孔區間，該接地支路係部分地圍繞該槽孔區間；於該槽孔區間內設置一輻射支路；以及將該輻射支路耦接至該接地元件之該接地支路，使該接地支路和該輻射支路形成一天線結構。

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之示意圖。行動裝置100至少包括：基板110、接地元件120、輻射支路130、處理器、顯示模組、觸控模組、輸入模組，以及其它相關電子電路元件(未圖示)。基板110可以是FR4基板，其介電常數約為4.3。在一實施例中，基板110之厚度約為0.8mm。接地元件120和輻射支路130係具有導體之成分，其可以由金屬製成(例如：銀或銅箔)，亦可以用導電漆塗佈(Coating)於輻射支路130之載體上， 例如：雷雕技術(Laser Direct Structuring，LDS)。在一實施例中，接地元件120可以是一平面層，其設置於基板110之上。

接地元件120包括一接地支路126。接地元件120之一邊緣處具有一缺口122，缺口122朝向接地元件120之內部延伸以形成一槽孔區間124，而槽孔區間124大致為一矩形。於實際結構上，接地元件120之一邊緣處係處於一段開狀態。槽孔區間124之長度W2大於缺口122之長度W1。缺口122之長度W1約介於0.3mm至2mm之間。在本發明較佳實施例中，缺口122之長度W1約為0.6mm。接地支路126係部分地圍繞於槽孔區間124。輻射支路130係設置於基板110或其載體之上，並大致位於槽孔區間124內。輻射支路130更電性耦接至接地元件120之接地支路126。

接地支路126和輻射支路130共同形成一天線結構，其中該天線結構之饋入點FP可以電性耦接至一信號源，且接地支路126和輻射支路130皆為電流路徑之一部分。在本發明較佳實施例中，輻射支路130大致為一C字形，而接地元件120之接地支路126大致為一L字形。輻射支路130之長度大於接地支路126之長度。值得注意的是，輻射支路130亦可以蜿蜒形成各種形狀，例如：L字形或W字形。當一輸入信號經由饋入點FP饋入該天線結構時，輻射支路130可激發產生一低頻頻帶，而接地支路126至少可激發產生一高頻頻帶。因此，行動裝置100可以操作於 多重頻帶。

在本發明較佳實施例中，行動裝置100更包括：電源鍵150、軟板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)155，以及信號線157。電源鍵150係設置於接近接地元件120的接地支路126。信號線157係設置於軟板155上，並電性耦接在電源鍵150和基板110之間，用以傳送一電源信號。在其他實施例中，信號線157亦可電性耦接至一音量鍵(未圖示)。值得注意的是，信號線157和軟板155係大致沿著或環繞於接地元件120的接地支路126而延伸。由於信號線157和該天線結構的一共振路徑朝同一方向延伸(即朝缺口122之方向)，故該天線結構不易受電源鍵150和信號線157之影響。

第2圖係顯示根據本發明較佳實施例所述之行動裝置200之示意圖。如第2圖所示，行動裝置至少100包括：基板110、接地元件220，以及輻射支路130。行動裝置200和第1圖所示之行動裝置100相似，其它相關之元件則不再贅述。值得注意的是，在本實施例中，接地元件220即為行動裝置200之一導體外殼，該導體外殼具有一空心結構，用以容納基板110、輻射支路130及相關之元件。實際上，該導體外殼可以具有各種不同形狀(例如：具有不同形狀大小之開孔)且開孔可配置於導體外殼之任意處。接地元件220和輻射支路130係具有導體之成分，其可以由金屬製成，亦可以用導電漆塗佈(coating)於接地元件220及輻射支路130之載體上，例如：雷雕技術(LDS)。

相似地，接地元件220包括一接地支路226。接地元件220之一邊緣處具有一缺口222，缺口222朝向接地元件220之內部延伸以形成一槽孔區間224。接地支路226係部分地圍繞槽孔區間224'。在一些實施例中，接地元件220之缺口222之形成範圍可如下所述：(1)由行動裝置100之正面延伸至側面，再延伸至背面；(2)由行動裝置100之側面延伸至背面；(3)由行動裝置100之正面延伸至側面；或是(4)位於行動裝置100之正面、側面或背面其中之一者。在本發明較佳實施例中，缺口222之長度W1約介於0.3mm至2mm之間。輻射支路130係設置於基板110或其載體之上，並大致位於槽孔區間224內。輻射支路130更電性耦接至接地元件220之接地支路226。接地支路226和輻射支路130共同形成一天線結構，且接地支路226和輻射支路130皆為電流路徑之一部分。行動裝置200更可包括一並聯饋入部270，其中一信號源290經由並聯饋入部270分別電性耦接到接地支路226和輻射支路130。在本實施例中，由於行動裝置200的導體外殼為天線結構之一部分，行動裝置200的通訊不易受到導體外殼的影響。此外，將接地元件220實施於導體外殼亦有助於節省天線設計空間。

在一實施例中，行動裝置200更包括：電源鍵150、軟板155，以及信號線157。接地元件220可以具有一按鍵孔241，而電源鍵150可以設置於按鍵孔241之內。相似地，信號線157和軟板155係大致沿著接地元件220的接 地支路226延伸(即朝缺口222之方向)，以避免干擾該天線結構。

在一實施例中，行動裝置200更包括：透明非導電結構(Transparent Non-conductive Structure)250和發光二極體(Light Emitting Diode，LED)260。透明非導電結構250具有至少一光學面(未圖示)，且係部分地嵌入接地元件220之缺口222，以將接地支路226之開口端(Open End)和接地元件220分隔開。發光二極體260係設置於基板110上，可產生光線穿過該透明非導電結構250。配合該光學面之作用下，在一實施例中，該光線於閃爍的情況下可具有指示、提醒、傳遞訊息之功效。發光二極體260可電性耦接至行動裝置200之一處理器(未圖示)，並由該處理器控制其發光之狀態。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之基板110及其上物件之示意圖。如第3圖所示，行動裝置200更可包括：塑膠載體310和天線軟板320。塑膠載體310係可承載於基板110之上，而天線軟板320係設置於塑膠載體310之上。塑膠載體310係用以支撐天線軟板320。在此實施例中，輻射支路130係設置於天線軟板320之上，並具有可變之形狀。在其它實施例中，輻射支路130可利用雷雕技術塗佈配置於塑膠載體310之上，亦可以設置於其它元件上，例如：印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之並聯饋入部270之示意圖。如第4圖所示，並聯饋入部270可包括二 連接件271、272，其中連接件271係電性耦接於輻射支路130和信號源290之間，而連接件272係電性耦接於接地支路226和信號源290之間。在一實施例中，連接件271、272可以是二彈片(Metal Spring)或是二頂針(Pogo Pin)。在另一實施例中，連接件271為一金屬走線(Metal Trace)，而連接件272為一彈片或頂針。此並聯饋入部270係為有效地利用行動裝置200內部的空間而設計。

第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之電壓駐波比(Voltage Standing Wave Radio，VSWR)之示意圖，其中縱軸代表電壓駐波比，而橫軸代表操作頻率(單位：MHz)。如第5圖所示，天線結構之輻射支路130係激發產生一低頻模態ML1以形成一低頻頻帶FB1，而天線結構之接地支路226(或126)係激發產生至少二高頻模態MH1、MH2以形成一高頻頻帶FB2。更詳細地說，參考第1圖，接地支路126上的第一電流路徑(由點P1、P2，經饋入點FP至點P3)係激發產生一高頻模態MH1，而接地支路126上的第二電流路徑(由饋入點FP至點P3)係激發產生另一高頻模態MH2。值得注意的是，點P1係電性耦接至接地元件120，且點P1之位置亦可調整，而輻射支路130和接地支路226(或126)的長度均可根據所需的頻帶進行適當地調整。在本發明較佳實施例中，低頻頻帶FB1約介於880MHz和960MHz之間，而高頻頻帶FB2約介於1428MHz和2710MHz之間。因此，本發明之行動裝置可以涵蓋GSM900/Band 11/GPS/DCS1800/PCS1900/UMTS等多重頻 帶。

第6A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之俯視圖。如第6A圖所示，接地元件220為一導體外殼，而接地元件220的槽孔區間224大致上為一直條形。透明非導電結構250係部分地嵌入接地元件220之缺口222。且其斷開之範圍係從行動裝置200之正面延伸至邊框側面，再延伸至背面。槽孔區間224可配置其它元件，例如：攝影模組、光線補強模組、揚聲器模組或支架模組。

第6B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之側視圖。如第6B圖所示，電源鍵150係設置於導體外殼的按鍵孔241之內。導體外殼更具有一耳機孔710以電性耦接一耳機。

第7A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之內部結構圖。如第7A圖所示，基板110可以是不規則形狀，而透明非導電結構250和發光二極體260皆連接於基板110之上。

第7B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之內部結構圖。如第7B圖所示，塑膠載體310可以是不規則形狀，並部分地覆蓋透明非導電結構250。塑膠載體310可用以支撐並固定其上物件，例如：天線軟板320或輻射支路310。

第7C圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之內部結構圖。如第7C圖所示，並聯饋入部270可以包括二彈片871、872，其中一輸入信號經由彈片871饋入 輻射支路130(未圖示)，亦經由彈片872饋入接地元件220的接地支路226。在此實施例中，彈片871、872可以具有不同長度。

第8圖係顯示根據本發明一實施例所述行動裝置之製造天線之方法的流程圖。首先開始，在步驟S810，提供一基板。在步驟S820，提供一接地元件，其中該接地元件包括一接地支路，該接地元件之邊緣處具有一缺口，該缺口朝向該接地元件之內部延伸以形成一槽孔區間，該接地支路係部分地圍繞該槽孔區間。在步驟S830，於該槽孔區間內設置一輻射支路。最後，在步驟S840，將該輻射支路耦接至該接地元件之該接地支路，使該接地支路和該輻射支路形成一天線結構。本製造天線之方法之其餘特徵和前面所述之行動裝置相似。第1-7C圖之所有實施例皆可套用至本方法中。

本發明的行動裝置包括一天線結構，其可操作於多重頻帶。行動裝置的電源鍵和信號線大致沿著天線結構的一共振路徑設置，可避免干擾天線結構的輻射。行動裝置的接地元件可實施於一導體外殼上，以改善行動裝置的通訊品質。此外，並聯饋入部的設計可節省行動裝置內部的空間。

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、200‧‧‧行動裝置

110‧‧‧基板

120、220‧‧‧接地元件

122、222‧‧‧缺口

124、224‧‧‧槽孔區間

126、226‧‧‧接地支路

130‧‧‧輻射支路

150‧‧‧電源鍵

155‧‧‧軟板

157‧‧‧信號線

241‧‧‧按鍵孔

250‧‧‧透明非導電物質

260‧‧‧發光二極體

270‧‧‧並聯饋入部

271、272‧‧‧饋入支路

290‧‧‧信號源

310‧‧‧塑膠載體

320‧‧‧天線軟板

710‧‧‧耳機孔

FP‧‧‧饋入點

FB1‧‧‧低頻頻帶

FB2‧‧‧高頻頻帶

MH1、MH2‧‧‧高頻模態

ML1‧‧‧低頻模態

P1、P2、P3‧‧‧點

W1、W2‧‧‧長度

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖；第2圖係顯示根據本發明較佳實施例所述之行動裝置之示意圖；第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之基板及其上物件之示意圖；第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之並聯饋入部之示意圖；第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之電壓駐波比之示意圖；第6A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之俯視圖；第6B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之側視圖；第7A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之內部結構圖；第7B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之內部結構圖；第7C圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之內部結構圖；第8圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之製造方法之流程圖。

110‧‧‧基板

130‧‧‧輻射支路

150‧‧‧電源鍵

155‧‧‧軟板

157‧‧‧信號線

200‧‧‧行動裝置

220‧‧‧接地元件

222‧‧‧缺口

224‧‧‧槽孔區間

226‧‧‧接地支路

241‧‧‧按鍵孔

250‧‧‧透明非導電物質

260‧‧‧發光二極體

270‧‧‧並聯饋入部

290‧‧‧信號源

W1、W2‧‧‧長度

Claims (31)

1. 一種行動裝置，包括：一基板；一接地元件，包括一接地支路，其中該接地元件之邊緣處具有一缺口，該缺口朝向該接地元件之內部延伸以形成一槽孔區間，該接地支路係部分地圍繞該槽孔區間；以及一輻射支路，設置於該槽孔區間內，且耦接至該接地元件之該接地支路，其中，而該接地支路和該輻射支路形成一天線結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該接地元件為該行動裝置之一導體外殼，而該導體外殼係用以容納該基板和該輻射支路。
3. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該槽孔區間之長度大於該缺口之長度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該缺口之長度小於2mm。
5. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該槽孔區間大致為一矩形。
6. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該輻射支路之長度大於該接地支路之長度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該輻射支路大致為一C字形。
8. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該接地元件之該接地支路大致為一L字形。
9. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一電源鍵，靠近該接地支路；一軟板；以及一信號線，設置於該軟板上，並耦接在該電源鍵和該基板之間，其中該信號線和該軟板係大致沿著該接地支路延伸。
10. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一透明非導電結構，部分地嵌入該接地元件之該缺口，以將該接地支路之開口端和接地元件分隔開；以及一發光二極體，設置於該基板上，並產生光線穿過該透明非導電結構。
11. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一並聯饋入部，其中一信號源經由該並聯饋入部分別耦接到該接地支路和該輻射支路。
12. 如申請專利範圍第11項所述之行動裝置，其中該並聯饋入部包括：一第一連接件，耦接在該信號源和該輻射支路之間；以及一第二連接件，耦接在該信號源和該接地支路之間。
13. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一塑膠載體，承載於該基板之上；以及一天線軟板，設置於該塑膠載體之上，其中該輻射支 路係設置於該天線軟板之上。
14. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一塑膠載體，承載於該基板之上，其中該輻射支路係塗佈配置於該載體之上。
15. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中：該輻射支路係配置於該基板之上。
16. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該天線結構之該輻射支路係激發產生一低頻頻帶，而該天線結構之該接地支路係激發產生一高頻頻帶。
17. 如申請專利範圍第16項所述之行動裝置，其中該低頻頻帶約介於880MHz和960MHz之間。
18. 如申請專利範圍第16項所述之行動裝置，其中該高頻頻帶約介於1428MHz和2710MHz之間。
19. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該基板之厚度約為0.8mm
20. 一種製造天線之方法，適用於製造一行動裝置，包括下列步驟：提供一基板；提供一接地元件，其中該接地元件包括一接地支路，該接地元件之邊緣處具有一缺口，該缺口朝向該接地元件之內部延伸以形成一槽孔區間，該接地支路係部分地圍繞該槽孔區間；於該槽孔區間內設置一輻射支路；以及將該輻射支路耦接至該接地元件之該接地支路，使該 接地支路和該輻射支路形成一天線結構。
21. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該接地元件為一導體外殼，而該導體外殼係用以容納該基板和該輻射支路。
22. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該槽孔區間之長度大於該缺口之長度。
23. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該輻射支路之長度大於該接地支路之長度。
24. 如申請專利範圍第20項所述之方法，更包括：提供一電源鍵，該電源鍵靠近該接地支路；提供一軟板；以及於該軟板上設置一信號線，其中該信號線耦接在該電源鍵和該基板之間，且該信號線和該軟板係大致沿著該接地支路延伸。
25. 如申請專利範圍第20項所述之方法，更包括：提供一透明非導電結構，其中該透明非導電結構係部分地嵌入該接地元件之該缺口，以將該接地支路之開口端和接地元件分隔開；以及於該基板上設置一發光二極體，其中該發光二極體產生光線穿過該透明非導電結構。
26. 如申請專利範圍第20項所述之方法，更包括：提供一並聯饋入部，其中一信號源經由該並聯饋入部分別耦接到該接地支路和該輻射支路。
27. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中該並聯 饋入部包括耦接在該信號源和該輻射支路之間之一第一連接件，以及耦接在該信號源和該接地支路之間之一第二連接件。
28. 如申請專利範圍第20項所述之方法，更包括：於該基板上設置一塑膠載體；於該塑膠載體上設置一天線軟板；以及於該天線軟板上設置該輻射支路。
29. 如申請專利範圍第20項所述之方法，更包括：於該基板上設置一塑膠載體；以及於該塑膠載體上塗佈配置該輻射支路。
30. 如申請專利範圍第20項所述之方法，更包括：於該基板上設置該輻射支路。
31. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該天線結構之該輻射支路係激發產生一低頻頻帶，而該天線結構之該接地支路係激發產生一高頻頻帶。