TWI635655B

TWI635655B - 可攜式電子裝置及其天線模組

Info

Publication number: TWI635655B
Application number: TW105138078A
Authority: TW
Inventors: 曾明燦; 蘇志銘; 許博凱; 游舜荃; 陳律嘉
Original assignee: 佳邦科技股份有限公司
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2018-09-11
Also published as: TW201820701A

Abstract

本發明公開一種可攜式電子裝置及其天線模組。天線模組包括第一基板、晶片天線以及第二基板。第一基板具有電性連接於系統模組的諧振電路的導電線路。晶片天線是設置在第一基板上且電性連接於導電線路。第二基板與第一基板在垂直方向以預定距離彼此分離，且晶片天線位於第二基板的下方。晶片天線與導電線路形成迴路，且迴路與第二基板相互絕緣而互不導通。藉此，迴路能通過諧振電路的匹配以提供具有一預定頻率的磁場，且磁場會輻射到第二基板上以產生近場通訊訊號。

Description

可攜式電子裝置及其天線模組

本發明涉及一種可攜式電子裝置及其天線模組，特別是一種能通過系統模組的諧振電路的匹配以產生近場通訊訊號的可攜式電子裝置及其天線模組。

現有應用於智慧型行動裝置的近場通訊(Near Field Communication，NFC)的天線設備，例如無線射頻識別(Radio frequency identification，RFID)天線，其應用於智慧型行動裝置的配置方式，通常是將積體電路(IC)以及匹配元件設置在靠近行動裝置內側的電路板(PCB)上的條件下，將RFID天線黏貼在行動裝置的背蓋內緣，並利用彈片連接行動裝置的電路板與RFID天線。

然而，現今對可攜式電子裝置的尺寸的要求越趨輕薄，為了彌補薄型化所導致的強度不足，以及為了追求一體成形與美觀，越來越多的行動裝置採用金屬外殼或是另鍍上金屬以形成金屬化的外觀。由於近場通訊是利用電磁感應之原理，如此一來外殼的金屬便對原本黏貼於背蓋內側的天線產生屏蔽效果，天線的磁場被金屬背蓋所屏蔽而無法有效地輻射，進而造成無法與其他電子裝置進行無線通訊。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種可攜式電子裝置及其天線模組。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種天線模組，其包括：一第一基板，所述第一基板具有一導電線路，其中，所述導電線路電性連接於一系統模組的一諧振電路；一晶片天線，所述晶片天線設置在所述第一基板上且電性連接於所述導電線路；以及一第二基板，所述第二基板與所述第一基板在垂直方向彼此分離一預定距離，其中，所述晶片天線位於所述第二基板的下方；其中，所述晶片天線與所述導電線路形成一迴路，且所述迴路與所述第二基板相互絕緣而互不導通。

更進一步地，所述導電線路具有一第一電極端以及一第二電極端，且所述晶片天線具有一電性連接於所述第一電極端的第一饋入端以及一電性連接於所述第二電極端的第二饋入端。

更進一步地，所述晶片天線包括一磁芯以及一捲繞在所述磁芯的內部的線圈導體，且所述第一饋入端與所述第二饋入端分別位於所述線圈導體的兩相反末端上。

更進一步地，所述導電線路具有一第一系統饋入端以及一第二系統饋入端，且所述系統模組的所述諧振電路通過所述第一系統饋入端以及所述第二系統饋入端以電性連接於所述導電線路。

更進一步地，所述導電線路具有一第一電極端以及一第二電極端，且所述晶片天線直接放置在所述第一電極端以及所述第二電極端上。

更進一步地，所述迴路通過所述諧振電路的匹配以提供具有一預定頻率的一磁場，且所述磁場輻射到所述第二基板上以產生一近場通訊訊號。

更進一步地，所述第二基板具有靠近所述晶片天線的一第一外側邊以及遠離所述晶片天線並與所述第一外側邊彼此相反設置的一第二外側邊，且所述晶片天線的一外側邊與所述第二基板的所述第一外側邊切齊。

更進一步地，所述第一基板為一電路板，且所述第二基板為一金屬背蓋。為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種天線模組，其包括：一第一基板，所述第一基板具有一電性連接於一系統模組的一諧振電路的導電線路；一晶片天線，所述晶片天線電性連接於所述導電線路，以形成一與所述第二基板相互絕緣而互不導通的迴路；以及一第二基板，所述第二基板與所述第一基板彼此分離。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外再一技術方案是，提供一種可攜式電子裝置，所述可攜式電子裝置包括一系統模組以及一天線模組，其特徵在於，所述天線模組包括：一第一基板，所述第一基板具有一導電線路，其中，所述導電線路電性連接於所述系統模組的一諧振電路；一晶片天線，所述晶片天線設置在所述第一基板上且電性連接於所述導電線路；以及一第二基板，所述第二基板與所述第一基板在垂直方向彼此分離一預定距離，其中，所述晶片天線位於所述第二基板的下方；其中，所述晶片天線與所述導電線路形成一迴路，且所述迴路與所述第二基板相互絕緣而互不導通。

本發明的有益效果在於，本發明技術方案所提供的可攜式電子裝置及其天線模組，其能通過“所述第一基板具有一電性連接於一系統模組的一諧振電路的導電線路”、“所述晶片天線電性連接於所述導電線路，以形成一與所述第二基板相互絕緣而互不導通的迴路”以及“所述第二基板與所述第一基板彼此分離”的技術特徵，使得迴路能通過諧振電路的匹配以提供具有一預定頻率的磁場，且磁場會輻射到第二基板上以產生近場通訊訊號。

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，然而所提供的附圖僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

1‧‧‧天線模組

11‧‧‧第一基板

110‧‧‧導電線路

1101‧‧‧第一電極端

1102‧‧‧第二電極端

1111‧‧‧第一系統饋入端

1112‧‧‧第二系統饋入端

12‧‧‧第二基板

121‧‧‧第一外側邊

122‧‧‧第二外側邊

13‧‧‧晶片天線

131‧‧‧第一饋入端

132‧‧‧第二饋入端

133‧‧‧磁芯

134‧‧‧線圈導體

135‧‧‧外側邊

2‧‧‧系統模組

20‧‧‧諧振電路

3‧‧‧迴路

d‧‧‧預定距離

P‧‧‧可攜式電子裝置

圖1為本發明實施例的天線模組的立體示意圖。

圖2為本發明實施例的天線模組的導電線路的配置示意圖。

圖3為本發明實施例的天線模組的晶片天線與系統端分別電性連接於導電線路的配置示意圖。

圖4A為本發明實施例的天線模組的第二基板的第一外側邊切齊晶片天線的外側邊的側視示意圖。

圖4B為本發明實施例的天線模組的第二基板遮蓋晶片天線的二分之一的側視示意圖。

圖4C為本發明實施例的天線模組的第二基板遮蓋晶片天線的三分之一的側視示意圖。

圖5為本發明實施例的天線模組的功能方塊圖。

圖6為本發明實施例的天線模組應用於可攜式電子裝置的功能方塊圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“可攜式電子裝置及其天線模組”實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，予以聲明。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，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。以下的實施方式所公開的每一段落的內容，請一併參閱圖1至圖6所示。

[實施例]

請參閱圖1至圖3以及圖5所示，本發明實施例提供一種天線模組1，其包括第一基板11、第二基板12以及晶片天線13，且第一基板11與第二基板12在垂直方向彼此分離一預定距離d。

首先，配合圖1以及圖5所示，第一基板11具有導電線路110，且導電線路110電性連接至系統模組2的諧振電路20。另外，晶片天線13是設置在第一基板11上並且位於第二基板12的下方，且晶片天線13電性連接於導電線路110。更進一步來說，晶片天線13與導電線路110能形成一迴路3，且此迴路3與第二基板12相互絕緣而互不導通。舉例來說，本發明的第一基板11可以是任何形式的電路板，而第二基板12可以是金屬背蓋或任何金屬件。然而，本發明並不以上述所舉的例子為限。

更進一步來說，配合圖2以及圖3所示，導電線路110具有第一電極端1101與第二電極端1102，且晶片天線13具有第一饋入端131以及第二饋入端132。就本發明而言，導電線路110的第一電極端1101會與晶片天線13的第一饋入端131電性連接，且導電線路110的第二電極端1102會與晶片天線13的第二饋入端132電性連接。

具體而言，如圖3所示，晶片天線13包括磁芯133以及捲繞磁芯133的線圈導體134。線圈導體134以捲繞的方式內埋在磁芯133內，並且前述的晶片天線13的第一饋入端131與第二饋入端132是分別位於線圈導體134的兩個相反末端上。

如此一來，當晶片天線13的線圈導體134上的第一饋入端131與第二饋入端132分別與導電線路110的第一電極端1101與第二電極端1102電性接觸時，晶片天線13就能電性連接於導電線路110。舉例來說，當晶片天線13以焊接方式直接放置在導電線路110的第一電極端1101與第二電極端1102上時，晶片天線13就能直接以饋入方式電性連接於導電線路110，然本發明並不以此為限。

再者，如圖2、圖3以及圖5所示，導電線路110具有第一系統饋入端1111以及第二系統饋入端1112。導電線路110通過第一系統饋入端1111以及第二系統饋入端1112，以電性連接的方式與系統模組2的諧振電路20連接。如此一來，晶片天線13與導電線路110電性連接，且導電線路110亦與系統模組2的諧振電路 20電性連接。如圖5所示，晶片天線13與導電線路110在第一基板11上形成迴路3。此外，由於第二基板12與第一基板11彼此是以預定距離d彼此分離，晶片天線13與導電線路110並不與第二基板12接觸，故迴路3也與第二基板12相互絕緣且不導通。

再者，迴路3是通過系統模組2的諧振電路20的匹配，以提供具有預定頻率的磁場，且利用具有預定頻率的磁場輻射到第二基板12上，以產生一近場通訊訊號。舉例來說，用於產生近場通訊訊號的預定頻率可為13.56MHz，然而本發明並不以此為限。請參閱圖1，為了使得迴路3包含晶片天線13所產生的磁場可以最佳化地輻射到第二基板12，於天線模組1的配置中，晶片天線13會被設置在第二基板12的下方。換句話說，從第二基板12的垂直正上方鳥瞰，並不會看到被第二基板12遮蓋住的晶片天線13。此外，為了達到最佳的磁場輻射效果，晶片天線13與第二基板12具有特定配置方式。

詳細說明，首先，第二基板12具有第一外側邊121以及與第一外側邊121彼此相反設置的第二外側邊122。其中，第一外側邊121是靠近晶片天線13，而第二外側邊122是遠離晶片天線13。

更進一步來說，為了測試晶片天線13與第二基板12兩者之間需以何種配置方式才可獲得最佳的磁場輻射效應，本發明以三種不同的配置方式進行測試。第一實驗組，如圖4A所示，第二基板12的第一外側邊121與晶片天線13的外側邊135會彼此切齊。再者，第二實驗組，如圖4B所示，第二基板12的第一外側邊121會對齊晶片天線13的長遠離外側邊135二分之一處。換句話說，若從第二基板12的垂直正上方鳥瞰，第二基板12僅遮蓋晶片天線13的二分之一，使得二分之一的晶片天線13裸露。另外，第三實驗組，如圖4C所示，第二基板12的第一外側邊121會對齊晶片天線13的長遠離外側邊135的三分之二處。亦即，第二基板12僅遮蓋晶片天線13的三分之一，使得三分之二的晶片天線13 裸露。

本發明分別以此三組實驗組進行功效測試，結果顯示，三種配置方式均可以達到良好的磁場輻射效果。特別的是，以“第一實驗組的第二基板12的第一外側邊121與晶片天線13的外側邊135切齊”的配置方式，將可得到最好的磁場輻射效果，進而使得第二基板12能夠產生最佳的近場通訊訊號。

另一方面，請參閱圖6所示，本發明還進一步提供一種應用於可攜式電子裝置P的天線模組1。可攜式電子裝置包括如前述圖1至圖5所示的天線模組1以及系統模組2。同樣地，天線模組1包括第一基板11、第二基板12以及晶片天線13。第一基板11具有電性連接於系統模組2的諧振電路20的導電線路110。晶片天線13設置在第一基板11上且電性連接於導電線路110。第二基板12與第一基板11在垂直方向以預定距離d彼此分離，且晶片天線13位於第二基板12的下方。同樣地，晶片天線13與導電線路110形成迴路3，且迴路3與第二基板12彼此相互絕緣而互不導通。可攜式電子裝置P可以是平板電腦、筆記型電腦、智慧型手機及掌上型電腦等等，但本發明不以此為限。

[實施例的有益效果]

本發明的有益效果在於，本發明實施例所提供的可攜式電子裝置P及其天線模組1，其能通過“第一基板11具有一電性連接於一系統模組2的一諧振電路20的導電線路110”、“晶片天線13電性連接於導電線路110，以形成一與第二基板12相互絕緣而互不導通的迴路3”以及“第二基板12與第一基板11彼此分離”的技術特徵，使得迴路3通過諧振電路20的匹配以提供具有一預定頻率的磁場，且磁場會輻射到第二基板12上以產生近場通訊訊號，如此本發明實施例所提供的可攜式電子裝置P及其天線模組1在使用可做為第二基板12的金屬背蓋時，仍可產生近場通訊訊號。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及附圖內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Claims

一種天線模組，其包括：一第一基板，所述第一基板具有一導電線路，其中，所述導電線路電性連接於一系統模組的一諧振電路；一晶片天線，所述晶片天線設置在所述第一基板上且電性連接於所述導電線路；以及一第二基板，所述第二基板與所述第一基板在垂直方向彼此分離一預定距離，其中，所述晶片天線位於所述第二基板的下方；其中，所述晶片天線與所述導電線路形成一迴路，且所述迴路與所述第二基板相互絕緣而互不導通。
如請求項1所述的天線模組，其中，所述導電線路具有一第一電極端以及一第二電極端，且所述晶片天線具有一電性連接於所述第一電極端的第一饋入端以及一電性連接於所述第二電極端的第二饋入端。
如請求項2所述的天線模組，其中，所述晶片天線包括一磁芯以及一捲繞所述磁芯的線圈導體，且所述第一饋入端與所述第二饋入端分別位於所述線圈導體的兩相反末端上。
如請求項2所述的天線模組，其中，所述導電線路具有一第一系統饋入端以及一第二系統饋入端，且所述系統模組的所述諧振電路通過所述第一系統饋入端以及所述第二系統饋入端以電性連接於所述導電線路。
如請求項1所述的天線模組，其中，所述導電線路具有一第一電極端以及一第二電極端，且所述晶片天線直接放置在所述第一電極端以及所述第二電極端上。
如請求項1所述的天線模組，其中，所述迴路通過所述諧振電路的匹配以提供具有一預定頻率的一磁場，且所述磁場輻射到所述第二基板上以產生一近場通訊訊號。
如請求項1所述的天線模組，其中，所述第二基板具有靠近所述晶片天線的一第一外側邊以及遠離所述晶片天線並與所述第一外側邊彼此相反設置的一第二外側邊，且所述晶片天線的一外側邊與所述第二基板的所述第一外側邊切齊。
如請求項1所述的天線模組，其中，所述第一基板為一電路板，且所述第二基板為一金屬背蓋；其中，所述諧振電路與所述第一基板彼此分離。
一種天線模組，其包括：一第一基板，所述第一基板具有一電性連接於一系統模組的一諧振電路的導電線路；一晶片天線，所述晶片天線電性連接於所述導電線路，以形成一與所述第二基板相互絕緣而互不導通的迴路；以及一第二基板，所述第二基板與所述第一基板彼此分離。
一種可攜式電子裝置，所述可攜式電子裝置包括一系統模組以及一天線模組，其特徵在於，所述天線模組包括：一第一基板，所述第一基板具有一導電線路，其中，所述導電線路電性連接於所述系統模組的一諧振電路；一晶片天線，所述晶片天線設置在所述第一基板上且電性連接於所述導電線路；以及一第二基板，所述第二基板與所述第一基板在垂直方向彼此分離一預定距離，其中，所述晶片天線位於所述第二基板的下方；其中，所述晶片天線與所述導電線路形成一迴路，且所述迴路與所述第二基板相互絕緣而互不導通。