专利名称：天线模组的制作方法
技术领域：
本实用新型有关一种天线模组，尤指一种利用介电系数大于1的高介电系数的陶 瓷材料制成一柱形基体，再于该柱形基体的外环面上设置至少两微带金属线层所构成的天 线。先前技术随着无线通讯频谱开放使用，例如调幅(AM)、调频(FM)、数字电视(DTV)、第2代手 机、第3代手机、第3. 5代手机、第4代手机、卫星定位系统(GPS)、无线数字网络(WiFi及 WiMax)、蓝牙(Bluetooth)等，多频段、多功能、可携式通讯产品迅速普及化。可携式通讯产 品日趋轻、薄、短小的设计，所使用的电子零件也同步微型化。传统涵盖低频的多频段天线 体积相当大，不适于可携式通讯产品，近来使用陶磁高介电常数材料来缩小天线体积，如低 温烧结的技术迅速增加，但因高介电常数材料的Q值(Quality Factor)较高，使用于天线 时，频宽相对较窄，影响天线特性，致不易得到预期缩小尺寸的效果。本实用新型的发明人 曾实用新型并取得中国台湾省新型专利M274657，该新型专利M274657揭示以陶瓷材料烧 结形成中空天线本体，并于天线本体外表面上披覆螺旋状微带金属线，利用高温还原、金属 真空蒸镀或扩散，使金属附着于陶瓷天线本体上，此天线本体可为柱状体、方形柱体、锥形 柱体或两种形状的组合体。本实用新型即针对上述现有技术的缺点及M274657加以改良，使天线频宽增加10 到20倍，同时可以大幅提高低频反应，不但达到体积缩小的目的，更在应用上可由一支天 线取代多支天线，在微型化及成本效益上达到很大的成果。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种天线模组，其利用一由陶瓷材料烧结形成的中空 柱形基体，再于该柱形基体的外表面上披覆至少两微带金属线层，且该两微带金属线层之 间通过一绝缘层隔离，以形成耦合状态，或在该柱形基体的一端面处桥接以形成串联关系， 以增加金属线层长度；再利用一印刷电路板固设在该柱形基体上，并在该柱形基体的一端 面上通过一导线连接该至少两微带金属线层的一与印刷电路板以形成一输入输出(I/O) 端藉此，得以改进本实用新型天线模组的频宽反应，并通过该至少两微带金属线层的多层 次结构以改进本实用新型天线模组的低频反应，并通过该印刷电路板具有阻抗匹配功能及 /或放大器等功能用途以改进本实用新型天线模组与无线宽频模组之间的整合及应用。为了达到上述目的，本实用新型提供了一种天线模组，用以作为无线通讯装置的 天线以接收外界的电磁波信号并输出至无线通讯装置的内部电路，包含一柱形基体、至少 两微带金属线层及一印刷电路板，其中该柱形基体是一由介电材料构成且具预定长度的柱形体，其具有前、后两端面，而 两端面之间的外环面供作为该微带金属线层的披覆面；该至少两微带金属线层是逐层叠合在该柱形基体的外环面上，该微带金属线层是 由微带金属线布设形成，其中所述第一层微带金属线层布设在该柱形基体的外环面上以形成一内层微带金属线层，且该内层微带金属线层的外面设有一绝缘层，使另一层微带金属 线层再布设在该绝缘层上以形成一外层微带金属线层，使该至少两微带金属线层之间通过 该绝缘层隔离；该印刷电路板固设在该柱形基体的外缘并平行该柱形基体的轴向而延伸向外，且 与该至少两微带金属线层的一电气连接以形成一输入输出端供将该至少两微带金属线层 所接收的电磁波信号输出至无线通讯装置的内部电路以具有天线的作用功能。实施时，该柱形基体是以介电系数大于1的高介电系数的陶瓷材料制成。实施时，该柱形基体为一圆柱体、方形柱体、锥形柱体或上述两种形状的组合体。实施时，该至少两微带金属线层之间是通过该绝缘层隔离以形成耦合状态。实施时，该至少两微带金属线层之间更在该柱形基体的一端面处桥接以形成串联 关系。实施时，该内层微带金属线层为螺旋状布设在该柱形基体的外环面上。实施时，该外层微带金属线层为一直向微带金属线层而沿着该柱形基体的轴向贴 置于该绝缘层上且延伸贴置于该印刷电路板的底面上。实施时，该外层微带金属线层更包含一螺旋状外层微带金属线层且布设在该绝缘 层的外环面上，并与该直向外层微带金属线层触接。实施时，该内层微带金属线层与该螺旋状外层微带金属线层是在该柱形基体的一 端面处各形成一线圈并通过一金属桥而相互电气连接。实施时，该螺旋状外层微带金属线层延伸绕卷至该印刷电路板上。实施时，该印刷电路板上更设有一绝缘膜以与该外层微带金属线层隔离。实施时，本实用新型所述的天线模组，更在该外层微带金属线层的外表面上更设 置一包覆保护层。实施时该包覆保护层包覆在外层微带金属线层的外表面上及该印刷电路板的一 部分。实施时，该印刷电路板上更设一连接孔供与无线宽频模组组装以改进天线模组与 无线宽频模组的阻抗匹配。实施时，该印刷电路板上更设有一金属传导膜以改进天线模组的频宽反应。实施时，该金属传导膜与一射频导线焊接以与一无线宽频模组连接。与现有技术相比，本实用新型所述的天线模组，利用介电系数大于1的高介电系 数的陶瓷材料制成一柱形基体，再在该柱形基体的外环面上设置至少两微带金属线层所构 成的天线。
图1是本实用新型天线模组一实施例的外观立体示意图。图2是图1实施例中内层微带金属线层(去除外层微带金属线层及绝缘层)的立 体示意图。图3是图1实施例中外层微带金属线层(即图2中加上绝缘层及外层微带金属线 层)的立体示意图。图4是图3实施例中再增加一绕卷式外层微带金属线层的立体示意图。[0030]图5是图1实施例的剖视示意图。附图标记说明天线模组-1 ；柱形基体-10 ；顶端面_11、12 ；外环面-13 ；微带金属 线层-20,30,30a ；线圈-21,31 ；金属桥-22 ；印刷电路板-40 ；焊接点-41 ；绝缘膜-42 ；连 接孔-43 ；金属传导膜-44 ；射频导线(RF Cable)-45 ；绝缘胶带-46 ；绝缘层-50 ；包覆保护 层-60。
具体实施方式
为使本实用新型更加明确详实，配合下列实施例图示详述如后参考图1-图5，图1是本实用新型天线模组一实施例的外观立体示意图，图2是图 1实施例中内层微带金属线层(未显示外层微带金属线层及绝缘层)的立体示意图，图3是 图1实施例中外层微带金属线层(即图2中再加上绝缘层及外层微带金属线层)的立体示 意图，图4是图3实施例中再增加一绕卷式外层微带金属线层的立体示意图，图5是图4实 施例的剖视示意图。本实用新型的天线模组1是用以作为一无线通讯装置的天线，以可接 收输入外界的电磁波信号并输出至无线通讯装置的内部电路，主要包含一柱形基体10、至 少两微带金属线层20、30a及一印刷电路板40。该柱形基体10是由介电材料构成，如利用介电系数大于1的高介电系数的陶瓷材 料制成；该柱形基体10是一具有适当长度的柱形体，其断面形状不限制，可为圆柱体、方形 柱体、锥形柱体或上述两种形状的组合体，本实施例的柱形基体10是以一长度45mm、外径 6mm、内径2. 5mm的中空圆柱体为例说明但不以此限制本实用新型的柱形基体10的各部尺 寸该柱形基体10具有前、后两端面11、12，而两端面11、12之间具有一外环面13供作为 微带金属线层(20)的披覆面。该至少两微带金属线层(20、30a)是逐层叠合在该柱形基体10的外环面13上；本 实施例是以两微带金属线层20、30a为例说明但不以此限制本实用新型的微带金属线层的 层数其中第一层微带金属线层20如图2所示，布设在该柱形基体10的外环面13上，在此 亦可称为一内层微带金属线层20，其布设方法不限制，可利用高温还原、金属真空蒸镀或扩 散方法，以使金属附着于以陶瓷材料制成的该柱形基体10上而形成。该内层(第一层)微 带金属线层20可由单线形成或由相互分开的多线形成，例如该内层微带金属线层20以四 线形成时，该四线可以顶端面11的圆周360°上每间隔90°安排一线为起点，再于该柱形 基体10的外环面13上各以螺旋状绕卷2圈至相对顶端面12的对应角度的终点；为清楚起 见，本实施例以一单线来表示如图2所示。该内层(第一层)微带金属线层20的外表面上设有一绝缘层50如图3所示，可利 用一塑胶材料收缩膜包覆在内层(第一层)微带金属线层20的外表面上，除绝缘功能外， 兼可防止或避免气体或液体对该内层(第一层)微带金属线层20的侵蚀。该第二层微带金属线层30a布设在该绝缘层50的外环面上如图3所示，在此亦可 称为一外层微带金属线层30a，其布设方法不限制，可利用治具或自动化设备以使微带金属 线粘置于绝缘层50的外环面上而形成。本实施例中该外层(第二层)微带金属线层30a 为一直向微带金属线层，其由该印刷电路板40底面沿着柱形基体10的轴向但不限制，即平 行于柱形基体10的轴向或形成一偏向角度，贴置至绝缘层50上如图3所示，也就是该外层 微带金属线层30a沿着该柱形基体的轴向贴置于绝缘层50上并延伸贴置于该印刷电路板40的底面上；该外层(第二层)微带金属线层30a进一步可在该印刷电路板40上形成接 地状态。参考图4，除了该外层(第二层)微带金属线层30a外，进一步可再增加另一外层 (第二层)微带金属线层30 ；该外层(第二层)微带金属线层30可由单线形成或由相互分 开的多线形成，本实施例中该外层微带金属线层30以单线且螺旋状布设在该绝缘层50的 外环面上，并与前述该外层(第二层)微带金属线层30a触接如图4、5所示，因此，本实施 例的外层微带金属线层可只设该第二层微带金属线层30a，或同时包含该两外层微带金属 线层 30a,30ο该内、外层两微带金属线层20、30a/30之间通过该绝缘层50隔离绝缘，其中，可使 该两微带金属线层20、30a/30之间不桥接以形成耦合状态，亦可在该柱形基体的一端面处 桥接以形成串联关系，如本实施例在端面12处利用一金属桥22桥接(电气连接)以形成 耦合状态如图4、5所示；也就是该至少两微带金属线层(20、30a/30)可通过中间一绝缘层 (50)并以未桥接的耦合关系或桥接的串联关系逐层叠合在该柱形基体10的外环面13上， 以增加金属线层长度及天线功能。为便于电气连接，该两微带金属线层20、30可分别在该柱形基体10的一端面11、 12处各形成一线圈21、31 ；而当该两微带金属线层20、30要桥接时，即可在端面12处通过 一金属桥22以使内、外层两微带金属线层20、30电气连接成串联关系。又在端面11处，可 通过一直导线或绕成线圈方式连接该柱形基体10的一端面11的线圈21与电路板的焊接 点41，以使该内层微带金属线层20与印刷电路板40的电路电气连接。又该外层(第二层) 微带金属线层30a、30可延伸或绕设至该印刷电路板40上一段距离如图4、5所示，以增加 该外层(第二层)微带金属线层30a、30的长度或螺旋状圈数。该印刷电路板40的表面上更设有一绝缘膜42，以与该外层微带金属线层30a、30 隔离，也就是延伸绕设至该印刷电路板40上的该外层(第二层)微带金属线层30a、30除 了必要的焊结点(如接地)外，能与该印刷电路板40的电路保持隔离以形成绝缘状态；又 为便于在该印刷电路板40的上表面上绕设该外层(第二层)微带金属线层30，可先利用一 片绝缘胶带46贴着在该焊接点41上面，以防止该外层(第二层)微带金属线层30在绕设 时接触到该焊接点41而产生电气连接。该印刷电路板40固设在该柱形基体10的外缘并平行该柱形基体10的轴向而 延伸向外，如本实施例中该印刷电路板40固设在圆形顶端面11的外缘如图1-5所示，其 固设方式不限制如可通过粘胶粘合，使其电路可与该端面11的该内层微带金属线层20通 过焊接点41而电气连接，以形成一输入输出(I/O)端供可将该至少两微带金属线层(20、 30a/30)所接收的电磁波信号输出至无线通讯装置的内部电路而产生天线功能。该印刷电 路板(PCB)40的另一作用为支撑该柱形基体10及保护焊接点41，使该印刷电路板40与该 柱形基体10形成一体化结构体。由上可知，图1-5是本实用新型天线模组具双层微带金属线层20、30a/30的一实 施例。本实用新型天线模组1是以该实施例为例说明但不限制，也就是本实用新型天线模 组1也可具有两层以上的微带金属线层，如三层或三层以上微带金属线层，但需经过测试 以决定该微带金属线层的较佳的层数。而该多层式微带金属线层可增加微带金属线层(20、 30a/30)的总长度，以改进天线的低频反应。
7[0044]本实用新型的天线模组1如图1、图5所示，更可在该外层(第二层)微带金属线 层30a/30的外表面上设置一包覆保护层60如图1所示，如利用一塑胶材料收缩膜包覆在 外层(第二层)微带金属线层30a/30的外表面上及该印刷电路板40的一部分，除了保护 该外层(第二层)微带金属线层的30a/30以防止或避免气体或液体对该外层(第二层) 微带金属线层30a/30的侵蚀，并可将该柱形基体10及该印刷电路板40绑合成一体。该印刷电路板40上更可设一连接孔43如螺丝孔结构，供可与无线宽频模组组装； 并可设有一金属传导膜44，以形成本实用新型天线模组1与无线宽频模组的阻抗匹配及/ 或放大器等功能，以改进本实用新型天线模组1的频宽反应。该金属传导膜44更可与一射频导线(RF Cable) 45焊接，该射频导线45可以与无 线宽频模组直接连接，以改进本实用新型天线模组1与无线宽频模组的整合。以上所示仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅是说明性的，而非 限制性的。而本技术领域内具一般智识人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和 范围内可对本实用新型进行许多改变，修改，甚至等效变更，但都将落入本实用新型的保护 范围内。
权利要求一种天线模组，用以作为无线通讯装置的天线以接收外界的电磁波信号并输出至无线通讯装置的内部电路，其特征在于，包含一柱形基体、至少两微带金属线层及一印刷电路板，其中该柱形基体是一由介电材料构成且具预定长度的柱形体，其具有前、后两端面，而两端面之间的外环面供作为该微带金属线层的披覆面；该至少两微带金属线层是逐层叠合在该柱形基体的外环面上，该微带金属线层是由微带金属线布设形成，其中所述第一层微带金属线层布设在该柱形基体的外环面上以形成一内层微带金属线层，且该内层微带金属线层的外面设有一绝缘层，使另一层微带金属线层再布设在该绝缘层上以形成一外层微带金属线层，使该至少两微带金属线层之间通过该绝缘层隔离；该印刷电路板固设在该柱形基体的外缘并平行该柱形基体的轴向而延伸向外，且与该至少两微带金属线层的一电气连接以形成一输入输出端供将该至少两微带金属线层所接收的电磁波信号输出至无线通讯装置的内部电路。
2.如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，该柱形基体是以介电系数大于1的高介 电系数的陶瓷材料制成。
3.如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，该柱形基体为一圆柱体、方形柱体、锥 形柱体或上述两种形状的组合体。
4.如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，该至少两微带金属线层之间是通过该 绝缘层隔离以形成耦合状态。
5.如权利要求4所述的天线模组，其特征在于，该至少两微带金属线层之间更在该柱 形基体的一端面处桥接以形成串联关系。
6.如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，该内层微带金属线层为螺旋状布设在 该柱形基体的外环面上。
7.如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，该外层微带金属线层为一直向微带金 属线层而沿着该柱形基体的轴向贴置于该绝缘层上且延伸贴置于该印刷电路板的底面上。
8.如权利要求7所述的天线模组，其特征在于，该外层微带金属线层更包含一螺旋状 外层微带金属线层且布设在该绝缘层的外环面上，并与该直向外层微带金属线层触接。
9.如权利要求8所述的天线模组，其特征在于，该内层微带金属线层与该螺旋状外层 微带金属线层是在该柱形基体的一端面处各形成一线圈并通过一金属桥而相互电气连接。
10.如权利要求8所述的天线模组，其特征在于，该螺旋状外层微带金属线层延伸绕卷 至该印刷电路板上。
11.如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，该印刷电路板上更设有一绝缘膜以与 该外层微带金属线层隔离。
12.如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，其更在该外层微带金属线层的外表面 上更设置一包覆保护层。
13.如权利要求12所述的天线模组，其特征在于，该包覆保护层包覆在外层微带金属 线层的外表面上及该印刷电路板的一部分。
14.如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，该印刷电路板上更设一连接孔供与无 线宽频模组组装以改进天线模组与无线宽频模组的阻抗匹配。
15.如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，该印刷电路板上更设有一金属传导膜 以改进天线模组的频宽反应。
16.如权利要求15所述的天线模组，其特征在于，该金属传导膜与一射频导线焊接以 与一无线宽频模组连接。
专利摘要本实用新型提供了一种天线模组供作为无线通讯装置的天线使用，包含一柱形基体是由介电材料构成的柱形体而具有前、后两端面；至少两微带金属线层是逐层叠合在该柱形基体的两端面之间的外环面上，且两微带金属线层之间通过一绝缘层隔离，以形成耦合状态，或在该柱形基体的一端面处桥接以形成串联关系，增加金属线层长度；及一印刷电路板固设在该柱形基体的一端面处，其与该至少两微带金属线层的一电气连接以形成一输入输出(I/O)端，并具有阻抗匹配及/或放大器等功能用途；藉此，可改进本实用新型天线模组的频宽反应、低频反应及其与无线宽频模组的整合，且体积缩小，更在应用上可由一支天线取代多支天线，在微型化及成本效益上达到显著的效果。
文档编号H01Q1/14GK201708251SQ20102017156
公开日2011年1月12日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者钟永荣 申请人:钟永荣