TWI603531B - 通訊模組 - Google Patents

Description

通訊模組

本發明有關於一種通訊模組，且特別是有關於一種用於無線通訊之感應系統。

手機或任何類型的行動通訊裝置，已成為現代人隨身攜帶的配備。以往行動通訊裝置的主要功能僅限於撥打電話、發送簡訊或無線上網等大眾已知的功能。然而，隨著科技的進步，且由於手機攜帶方便的特點，業界已開始設想將某些符合日常生活所需的功能整合到手機上，例如非接觸式的智慧卡。所謂非接觸式的智慧卡，即為透過近距離的感應方式來使得設置在卡片內的晶片發揮作用。目前日常生活中應用非接觸式智慧卡的場合非常多，諸如採行PayPass TM與VISA WAVE規格的非接觸式信用卡、大眾運輸系統的悠遊卡、7-11的icash卡、具ID辨識功能的門禁卡與會員卡等等。上述智慧卡可提供使用者在日常生活方面許多非常便利的服務，故業者無不積極研發要將上述具有各種用途的智慧卡功能整合到人人都會隨身攜帶的手機上，讓原本多用來收聽電話的手機亦可拿來刷卡、作為電子錢包、搭大眾運輸系統、或是識別身份。

上述具備近場通訊技術功能的手機，其內部通常裝設包括近場通訊天線(NFC antenna)和相關的積體電路晶片。然而，習知通訊模組之近場通訊天線和積體電路晶片係分開設置，也因此佔用了相當大的面積。在現在今行動通訊產品小型化的趨勢下，近場通訊模組也需要將其尺寸減小。因此，如何將近場通訊模組小型 化成為該項事業人士所欲解決的重要課題。

鑒於以上之問題，本發明一實施例提供一種通訊模組，其包括：一磁芯結構，其包括至少一線圈導體圖案；一第一陶瓷體層和一第二陶瓷體層，分別位於磁芯結構之相對兩側，其中第一陶瓷體層包括數個第一焊墊電極，第二陶瓷體層包括數個第二焊墊電極，其中第一焊墊電極包括一第一饋入焊墊電極、一第二饋入焊墊電極和數個虛設焊墊電極，且第一饋入焊墊電極和第二饋入焊墊電極電性連接磁芯結構之線圈導體圖案；及至少一積體電路晶片，其設置於第二陶瓷體層上，其中積體電路晶片包括至少一接合墊，其與部份之上述第二焊墊電極接合。

本發明一實施例提供一種通訊模組，包括：一天線結構，其包括一磁芯結構、一第一陶瓷體層和一第二磁陶瓷體層，其中第一陶瓷體層和第二陶瓷體層分別位於磁芯結構之相對兩側，且第一陶瓷體層中包括數個第一焊墊電極，第二陶瓷體層中包括數個第二焊墊電極；及至少一積體電路晶片，其包括數個接合墊，接合於第二陶瓷體層上對應的第二焊墊電極。

本發明之實施例將小型化天線與電路佈局製作於導磁性材料內，搭配積體電路晶片後，可大幅縮小通訊模組尺寸，使其可廣泛的應用於穿戴式產品中。此外，本發明實施例的磁芯結構之陶瓷體層採用高導磁率材料，外部之陶瓷體層採用導磁率相對較低的材料或非導磁材料，藉此在有限的成本下提供小尺寸天線結構足夠高的感值，藉以使得對應的通訊模組有較佳的表現。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

100‧‧‧通訊模組

102‧‧‧第一陶瓷體層

103‧‧‧連接電極

104‧‧‧第一焊墊電極

106‧‧‧第一饋入焊墊電極

108‧‧‧第二饋入焊墊電極

110‧‧‧虛設電極

112‧‧‧第一中間陶瓷體層

113‧‧‧第二中間陶瓷體層

114‧‧‧第一通孔導體

115‧‧‧第三中間陶瓷體層

116‧‧‧第一線狀導體

118‧‧‧磁芯結構

120‧‧‧圈導體圖案

122‧‧‧下陶瓷體層

124‧‧‧中陶瓷體層

126‧‧‧上陶瓷體層

128‧‧‧第二中間陶瓷體層

129‧‧‧第五中間陶瓷體層

132‧‧‧第二線狀導體

133‧‧‧第二通孔導體

134‧‧‧第二陶瓷體層

135‧‧‧第三通孔導體

136‧‧‧積體電路晶片

137‧‧‧第四通孔導體

138‧‧‧第二焊墊電極

139‧‧‧第五通孔導體

140‧‧‧導線

142‧‧‧接合墊

圖1顯示本發明一實施例通訊模組的立體分解示意圖。

圖2顯示本發明一實施例通訊模組另一視角的立體分解示意圖。

圖3顯示本發明一實施例通訊模組底部表面之平面圖。

圖4顯示本發明一實施例通訊模組頂部表面之平面圖。

圖5顯示本發明一實施例通訊模組的剖面示意圖。

以下是藉由特定的具體實例來說明本發明所揭露有關“通訊模組”的實施方式，以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所揭示的內容並非用以限制本發明的技術範疇。

〔第一實施例〕

圖1顯示本發明一實施例通訊模組的立體分解示意圖，圖2顯示本發明一實施例通訊模組另一視角的立體分解示意圖。更詳細來說，圖1之視角顯示出本實施例通訊模組各層之上表面及位於上表面上的單元，圖2之視角顯示出本實施例通訊模組各層之下表面及位於下表面上的單元。請參照圖1和圖2，且一併請參照圖3，其中圖3顯示本實施例通訊模組底部表面之平面圖，本實施例提供一種通訊模組100(或稱為用於無線通訊之感應系統)，其包括一第一陶瓷體層102，第一陶瓷體層102之一下表面上設置數個第一焊墊電極104，其中第一焊墊電極104包括一第一饋入焊墊電極106、一第二饋入焊墊電極108、數個虛設(dummy)電極110和數個連接電極103。第一饋入焊墊電極106和第二饋入焊墊電極108用作本實施例天線結構之饋入點。虛設電極110可以與其他電極電性連接或不連接，其可用作散熱用。連接電極103用作與通訊模組之頂部表面的第二焊墊電極電性連接，以下將會更詳細描述。在本發明一實施例中，第一陶磁體層102上設置有數條導線，且部分上述導線與第一焊墊電極電性連接。

如圖2和圖3所示，在本實施例中，第一饋入焊墊電極106位於第一陶瓷體層102之左下角，而第二饋入焊墊電極108位於 第一陶瓷體層之102右下角，虛設電極110位於第一陶瓷體層102之中央，且連接電極103設置於第一陶瓷體層102之兩側位置。 然而，本發明不限定第一饋入焊墊電極106、第二饋入焊墊電極108、虛設電極110和連接電極103於第一陶瓷體層102之位置，其可依產品之規格和製程之需求改變。此外，本發明不限定第一焊墊電極104之數量，其可視需要變更。第一陶瓷體層102可以為例如鐵氧體之材料之磁性材料組成。更詳細來說，第一陶瓷體層102可以為低溫共燒陶瓷材料，其使用網版印刷形成上述第一焊墊電極104，之後進行烘烤製程。

為了使得第一陶瓷體層102之下表面上的第一焊墊電極104可與其上的結構電性連接，第一陶瓷體層102中可更包括數個通孔導體，其貫穿第一陶瓷體層102之上表面及下表面，為簡潔，第一陶瓷體層102中的通孔導體並未於圖式中繪示。

一第一中間陶瓷體層112設置於第一陶瓷體層102上，同樣的，第一中間陶瓷體層112可以為例如鐵氧體之材料之磁性材料或非磁性材料組成。更詳細來說，第一中間陶瓷體層112可以為低溫共燒陶瓷材料。為了使第一中間陶瓷體層112上方之結構可與第一中間陶瓷體層112下方之電極電性連接，可於第一中間陶瓷體層112中形成數個第一通孔導體114，其貫穿第一中間陶瓷體層112之上表面和下表面。一第二中間陶瓷體層113設置於第二陶瓷體層112上，第二中間陶瓷體層113中設有數個第一線狀導體116和數個第二通孔導體133。一第三中間陶瓷體層115設置於第二陶瓷體層113上，第三中間陶瓷體層115中設有數個數個第三通孔導體135。

一包括至少一線圈導體圖案120之磁芯結構118設置於第三陶瓷體層115上方。在本實施例中，磁芯結構118包括三個陶瓷體層，例如圖1和圖2所示之下陶瓷體層122、中陶瓷體層124和上陶瓷體層126，其中磁芯結構118之線圈導體圖案120包括設置於 下陶瓷體層122、中陶瓷體層124和上陶瓷體層126中的數個通孔導體和線狀導體。更詳細來說，本實施例之磁芯結構118的下陶瓷體層122中形成有數個通孔導體和線狀導體，中陶瓷體層124中形成通孔導體，上陶瓷體層126中形成有數個通孔導體和線狀導體，藉由上述導電單元形成一線圈導體圖案120。然而，可以理解的是，本實施例的線圈導體圖案120僅為示意，其可以各種的方式圍繞成線圈導體圖案，本發明不特別限定線圈導體圖案的形狀和樣式。磁芯結構118之各陶瓷體層122、124、126可以為例如鐵氧體之材料之磁性材料組成，更詳細來說，磁芯結構118之各陶瓷體層122、124、126可以為低溫共燒陶瓷材料。

一第四中間陶瓷體層128設置於磁芯結構118上，第四中間陶瓷體層128可以為例如鐵氧體之材料之磁性材料組成，更詳細來說，第四中間陶瓷體層128以為低溫共燒陶瓷材料。第四中間陶瓷體層128中可形成數個第四通孔導體137，其貫穿第四中間陶瓷體層128之上表面和下表面，且第四中間陶瓷體層128上表面可形成有數個第二線狀導體132。一第五中間陶瓷體層129設置於第四中間陶瓷體層128上，第五中間陶瓷體層129中可形成數個第五通孔導體139。

一第二陶瓷體層134置於第五中間陶瓷體層129上。請參照圖1和圖4，其中圖4顯示本實施例通訊模組頂部表面之平面圖，第二陶瓷體層134之上表面形成數個第二焊墊電極138，且第二陶瓷體層134上形成有數個導線140和通孔導體，其中通孔導體貫穿第二陶瓷體層134之上表面和下表面，且通孔導體可位於第二焊墊電極138下，使得第二焊墊電極138可與其下之導電單元電性連接。為簡潔，第二陶瓷體層134中的通孔導體未於圖式中繪示。

在本實施例中，磁芯結構之陶瓷體層(例如包括下陶瓷體層122、中陶瓷體層124和上陶瓷體層126)具有一第一導磁率，第一陶瓷體層102、第一中間陶瓷體層112、第二中間陶瓷體層128和 第二陶瓷體層134各具有第二導磁率，第一導磁率高於或等於第二導磁率。換言之，磁芯結構118之陶瓷體層122、124、126採用高導磁係數材料，而第一陶瓷體層102、第一中間陶瓷體層112、第二中間陶瓷體磁128和第二陶瓷體層134採用導磁係數相對較低的材料，且天線的電路結構設置於高導磁係數材料之陶瓷體層122、124、126中，藉此使得本實施例通訊模組可在有限的成本下，增加天線電感值(inductance value)。

圖5顯示本實施例通訊模組的剖面示意圖。如圖5所示，本實施例將小型化天線與電路佈局製作於導磁性材料內，搭配積體電路晶片136後，可大幅縮小通訊模組尺寸。更詳細來說，本實施例1將積體電路晶片136之接合墊142接合第二陶瓷體層134上之部分第二焊墊電極138，且於第二陶瓷體層134上形成數條導線140，以進行電路佈局，其中部分的導線140連接第二焊墊電極138，使部份第二焊墊電極138經由上述導線140，電性連接磁芯結構118下方之第一陶瓷體層102下表面上的連接電極103(部分之第一焊墊電極104)。較佳者，積體電路晶片136位於第二陶瓷體層134上，且積體電路晶片136之接合墊142固接於部分之第二焊墊電極138。此外，如圖5所示，第一饋入焊墊電極106與第二饋入焊墊電極108電性連接磁芯結構118之線圈狀導體圖案120。連接電極103電性連接第二陶瓷體層134上之導線140，且經由導線140電性連接第二焊墊電極138及其上之積體電路晶片136。然而，可以理解的是，本實施例圖5之積體電路晶片136、第一焊墊電極104和第二焊墊電極138之排設僅為示意，本發明不限定於此排設方式，其可依產品的規格改變。值得注意的是，本實施例將天線結構和積體電路晶片整合於同一模組內，且在天線結構最頂部之陶瓷體層的上表面及/或下表面進行電路佈局，使得通訊模組之空間可有效的利用，藉以縮小通訊模組之尺寸。

〔實施例的可能功效〕

根據上述實施例，本發明具有以下技術功效：

1、本發明之實施例將積體電路晶片接合於通訊模組之天線結構位於頂部之第二陶瓷體層上，並於第二陶瓷體層上進行相關的電路佈局。換言之，本發明之通訊模組於模組內包括整合在一起之積體電路晶片和天線結構，藉此可大幅度減少通訊模組的尺寸，使其可廣泛的應用於穿戴式產品中。

2、本發明實施例的磁芯結構之陶瓷體層採用高導磁率材料，外部之陶瓷體層採用導磁率相對較低的材料或非導磁材料，藉此在有限的成本下提供小尺寸天線結構足夠高的感值，藉以使得對應的通訊模組有較佳的表現。

以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。

100‧‧‧通訊模組

102‧‧‧第一陶瓷體層

103‧‧‧連接電極

104‧‧‧第一焊墊電極

106‧‧‧第一饋入焊墊電極

108‧‧‧第二饋入焊墊電極

110‧‧‧虛設電極

118‧‧‧磁芯結構

120‧‧‧圈導體圖案

134‧‧‧第二陶瓷體層

136‧‧‧積體電路晶片

138‧‧‧第二焊墊電極

140‧‧‧導線

142‧‧‧接合墊

Claims (9)

1. 一種通訊模組，其包括：一磁芯結構，其包括一線圈導體圖案；一第一陶瓷體層和一第二陶瓷體層，分別位於該磁芯結構之相對兩側，其中該第一陶瓷體層包括數個第一焊墊電極，該第二陶瓷體層包括數個第二焊墊電極，其中該些第一焊墊電極包括一第一饋入焊墊電極、一第二饋入焊墊電極和數個虛設焊墊電極，且該第一饋入焊墊電極和該第二饋入焊墊電極電性連接該磁芯結構之線圈導體圖案；至少一第一中間陶瓷體層和至少一第二中間陶瓷體層，該至少一第一中間陶瓷體層位於該磁芯結構與該第一陶瓷體層間，該至少一第二中間陶瓷體層位於該磁芯結構與該第二陶瓷體層間；及至少一積體電路晶片，其設置於該第二陶瓷體層上，其中該積體電路晶片包括至少一接合墊，其與部份之該些第二焊墊電極接合。
2. 如請求項1所述之通訊模組，其中該第二陶瓷體層上設置有數條導線，且部分該些導線與該些第二焊墊電極電性連接，其中該第一陶磁體層中設置有數條導線，且第一陶磁體層中之部分該些導線與該些第一焊墊電極電性連接，其中該第一陶磁體層中部分導線與第二陶磁體層上之導線電性連接。
3. 如請求項1所述之通訊模組，其中該磁芯結構包括數個陶瓷體層，該磁芯結構之線圈導體圖案位於該些陶瓷體層中，且該線圈導體圖案包括數個通孔導體和數條線狀導體。
4. 如請求項1所述之通訊模組，其中該些第一焊墊電極尚包括數個連接電極，且該些連接電極與該至少一積體電路晶片之接合墊電性連接。
5. 如請求項1所述之通訊模組，其中該磁芯結構包括數個陶瓷體 層，該磁芯結構之陶瓷體層各具有一第一導磁率，該第一陶瓷體層和該第二陶瓷體層各具有一第二導磁率，該第一導磁率高於或等於該第二導磁率。
6. 如請求項6所述之通訊模組，其中該磁芯結構之陶瓷體層為低溫共燒陶瓷材料。
7. 一種通訊模組，包括：一天線結構，其包括一磁芯結構、一第一陶瓷體層、一第二陶瓷體層、至少一第一中間陶瓷體層和至少一第二中間陶瓷體層，其中該第一陶瓷體層和該第二陶瓷體層分別位於該磁芯結構之相對兩側，且該第一陶瓷體層中包括數個第一焊墊電極，該第二陶瓷體層中包括數個第二焊墊電極，該至少一第一中間陶瓷體層位於該磁芯結構與該第一陶瓷體層間，且該至少一第二中間陶瓷體層位於該磁芯結構與該第二陶瓷體層間；及至少一積體電路晶片，其包括數個接合墊，接合於該第二陶瓷體層上對應的第二焊墊電極。
8. 如請求項7所述之通訊模組，其中該第二陶瓷體層上設置有數條導線，其連接部份該些第二焊墊電極。
9. 如請求項7所述之通訊模組，其中該磁芯結構包括數個陶瓷體層，該磁芯結構之陶瓷體層各具有一第一導磁率，該第一陶瓷體層和該第二陶瓷體層各具有第二導磁率，該第一導磁率高於或等於該第二導磁率。