用于通信模块的天线结构及其制作方法与流程

本发明涉及一种天线结构及其制作方法，特别是涉及一种用于通信模块的天线结构及其制作方法。

背景技术：

手机或任何类型的行动通信装置，已成为现代人随身携带的配备。以往行动通信装置的主要功能仅限于拨打电话、发送短信或无线上网等大众已知的功能。然而，随着科技的进步，且由于手机携带方便的特点，业界已开始设想将某些符合日常生活所需的功能整合到手机上，例如非接触式的智能卡。所谓非接触式的智能卡，即为透过近距离的感应方式来使得设置在卡片内的芯片发挥作用。目前日常生活中应用非接触式智能卡的场合非常多，诸如实行PayPass TM与VISA WAVE规格的非接触式信用卡、大众运输系统的悠游卡、7-11的icash卡、具ID辨识功能的门禁卡与会员卡等等。上述智能卡可提供使用者在日常生活方面许多非常便利的服务，故业者无不积极研发要将这些具有各种用途的智能卡功能整合到人人都会随身携带的手机上，让原本多用来收听电话的手机也可拿来刷卡、作为电子货币包、搭大众运输系统、或是识别身份。

上述具备近场通信技术功能的手机，其内部通常装设近场通信天线(NFC antenna)。然而，现有近场通信天线大多面积相当大，在目前行动通信产品小型化的趋势下，近场通信天线也需要将其尺寸减小，然而，当要将近场通信天线小型化时会遇到天线感值不足的问题，另外，在小型化的过程中，集成电路芯片与近场通信天线的焊垫间接合不够牢固也是问题之一。因此，如何解决上述近场通信天线小型化的问题而成为本领域技术人员希望解决的重要课题。

技术实现要素：

鉴于以上的问题，本发明一实施例提供一种用于通信模块的天线结构，其包括：一第一磁性体层；一第二磁性体层，其位于第一磁性体层上；一第三磁性体层，其位于第二磁性体层上；一第四磁性体层，其位于第三磁性体层上；一第五磁性体层，其位于第四磁性体层上；一第六磁性体层，其位于第五磁性体层上；及一第七磁性体层，其位于第六磁性体层上；其中，第三、第四和第五磁性体层中设置线圈状导体图案，以构成一磁芯结构，第一磁性体层上设置多个第一焊垫电极，第七磁性体层上设置多个第二焊垫电极，上述第一焊垫电极包括一第一馈入焊垫电极、一第二馈入焊垫电极及多个虚设焊垫电极，线圈状导体图案的一端电性连接第一馈入焊垫电极，且线圈状导体图案的另一端电性连接第二馈入焊垫电极；其中，第三、第四和第五磁性体层各具有一第一导磁率，第一磁性体层、第二磁性体层、第六磁性体层和第七磁性体层各具有一第二导磁率，第一导磁率高于或等于第二导磁率，且第二磁性体层上设置有一虚设导线，虚设导线电性连接上述虚设焊垫电极，其中该第一、该第二磁性体层可视为上层磁性体层，该第三、该第四、该第五磁性体层可视为中层磁性体层，该第六、该第七磁性体层可视为下层磁性体层。

该第七磁性体层上的该多个第二焊垫电极与该磁芯结构电性绝缘。

该通信模块的天线结构包括：一第一中间磁性体层，位于该第一磁性体层与该第二磁性体层间；及一第二中间磁性体层，位于该第六磁性体层与该第七磁性体层间，其中该第二中间磁性体层、该第六磁性体层及该第七磁性体层中添加助烧剂或弯曲抑制剂，以改善产品弯曲度，并增加产品可靠度。

该第一磁性体层、该第二磁性体层、该第三磁性体层、该第四磁性体层、该第五磁性体层、该第六磁性体层和该第七磁性体层为铁氧体的材料组成。

该第一磁性体层、该第二磁性体层、该第三磁性体层、该第四磁性体层、该第五磁性体层、该第六磁性体层和该第七磁性体层为低温 共烧陶瓷材料。

本发明一实施例提供一种用于通信模块的天线结构，其包括：一第一磁性体层；一第二磁性体层，其位于第一磁性体层上；一第三磁性体层，其位于第二磁性体层上；一第四磁性体层，其位于第三磁性体层上；及一第五磁性体层，其位于第四磁性体层上；其中，第三、第四和第五磁性体层中设置线圈状导体图案，以构成一磁芯结构，第一磁性体层上设置多个第一焊垫电极，上述第一焊垫电极包括一第一馈入焊垫电极、一第二馈入焊垫电极及多个虚设焊垫电极，线圈状导体图案的一端电性连接第一馈入焊垫电极，且线圈状导体图案的另一端电性连接第二馈入焊垫电极；其中，第二磁性体层上设置有一虚设导线，虚设导线电性连接上述虚设焊垫电极。

本发明一实施例提供一种用于通信模块的天线结构的制作方法，包括：以积层式印刷制程形成一第一磁性体层，其中第一磁性体层中包括多个第一焊垫电极；以积层式印刷制程形成一第二磁性体层于第一磁性体层上，其中第二磁性体层中包括一虚设导线，电性连接部份上述第一焊垫电极；以积层式印刷制程形成一第三磁性体层于第二磁性体层上，其中第三磁性体层中包括多个平行排列的第一线状导体；以积层式印刷制程形成一第四磁性体层于第三磁性体层上，其中第四磁性体层中包括多个通孔导体；以积层式印刷制程形成一第五磁性体层于第四磁性体层上，其中第五磁性体层中包括多个平行排列的第二线状导体，上述第一线状导体、上述通孔导体和上述第二线状导体彼此电性连接，且围绕成线圈状导体图案，以构成一磁芯结构；以积层式印刷制程形成一第六磁性体层于第五磁性体层上；及以积层式印刷制程形成一第七磁性体层于第六磁性体层上，其中第七磁性体层中包括多个第二焊垫电极。

该第三磁性体层、该第四磁性体层和该第五磁性体层各具有一第一导磁率，该第一磁性体层、该第二磁性体层、该第六磁性体层和该第七磁性体层各具有一第二导磁率，该第一导磁率高于或等于该第二导磁率。

该积层式印刷制程包括网版印刷和后续的低温共烧结陶瓷制程。

形成一第一中间磁性体层于该第一磁性体层与该第二磁性体层间；及形成一第二中间磁性体层于该第六磁性体层与该第七磁性体层间，其中于该第二中间磁性体层、该第六磁性体层及该第七磁性体层的形成过程中添加助烧剂或弯曲抑制剂，以改善产品弯曲度，并增加产品可靠度。

本发明的实施例使用积层式印刷制程形成用于通信模块的天线结构，其制程较简单且成本较低，且本发明特别于包括磁芯结构的磁性体层采用具有较高导磁性的材料，因此可提升小尺寸天线的感值。此外，本发明于最顶部的磁性体层及/或邻近于其下的磁性体层形成过程中添加助烧剂或弯曲抑制剂，改善产品弯曲度，并增加产品的可靠度。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1A为本发明一实施例用于通信模块的天线结构的立体分解图；

图1B为本发明一实施例用于通信模块的天线结构另一视角的立体分解图；

图2A为本发明一实施例用于通信模块的天线结构的立体分解图；

图2B为本发明一实施例用于通信模块的天线结构另一视角的立体分解图；

图3A、3B、3C和3D为本发明一实施例用于通信模块的天线结构的第二焊垫电极图；

图4A为本发明一实施例用于通信模块的天线结构的立体分解图；

图4B为本发明一实施例用于通信模块的天线结构另一视角的立体分解图；

图5为本发明一实施例用于通信模块的天线结构的形成方法的流程图。

【附图标记说明】

100：天线结构

102：第一磁性体层

104：第一焊垫电极

106：第一馈入焊垫电极

108：第二馈入焊垫电极

110：虚设焊垫电极

112：第一通孔导体

114：第二磁性体层

116：虚设导线

118：第二通孔导体

130：第三磁性体层

132：第一线状导体

150：第四磁性体层

151：第一中间磁性体层

152：第五磁性体层

153：第一中间通孔导体

154：第二线状导体

155：第二中间磁性体层

157：第二中间通孔导体

159：上部虚设导线

162：第六磁性体层

164：第五通孔导体

166：第七磁性体层

168：第二焊垫电极

179：第三通孔导体

具体实施方式

以下借助特定的具体实例来说明本发明所公开有关“用于通信模块的天线结构”的实施方式，以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的技术范畴。

实施例一

图1A为本实施例用于通信模块的天线结构的立体分解图，图1B为本实施例用于通信模块的天线结构另一视角的立体分解图。本实施例提供一种天线结构，其用于通信模块，更详细来说，本实施例的天线结构用于无线通信的感应系统。请参照图1A和图1B，本实施例用于通信模块的天线结构100包括一第一磁性体层102，第一磁性体层102的一下表面上设置多个第一焊垫电极104，其中第一焊垫电极104包括一第一馈入焊垫电极106、一第二馈入焊垫电极108和多个虚设(dummy)焊垫电极110，第一馈入焊垫电极106和第二馈入焊垫电极108用作本实施例天线结构的馈入点。在本实施例中，第一馈入焊垫电极106位于第一磁性体层102的左下角，第二馈入焊垫电极108位于第一磁性体层102的右上角。本实施例的图1和图2中为10个第一焊垫电极104，第一焊垫电极104的形状为一正方形。但本发明不限于此，第一焊垫电极104的数量和形状可依制程的需求和产品的规格改变。因此，第一焊垫电极104的数量可多于10个或少于10个。第一磁性体层102可以为例如铁氧体材料的磁性材料组成，更详细来说，第一磁性体层102可以为低温共烧陶瓷材料，其使用网版印刷形成上述第一焊垫电极104，后续进行低温共烧结陶瓷制程形成。在本实施例中，通信模块的天线结构100更可与一集成电路芯片组合，以形成一通信装置，而上述第一焊垫电极104用来与集成电路芯片接触，且在一实施例中，使用焊锡将第一焊垫电极104与集成电路的接合垫电性连接。因此，第一焊垫电极104较佳包括一银层和一形成在银层上的镍层，借助镍与锡间较佳的接合特性，增加第一焊垫电极104与集成电路的接合垫间的接合力。

为了使得第一磁性体层102的下表面上的第一焊垫电极104可与其上的结构电性连接，第一磁性体层102中还包括多个第一通孔导体112，其贯穿第一磁性体层102的上表面及下表面。

一第一中间磁性体层151位于第一磁性体层102上，其中第一中间磁性体层151中形成有多个第一中间通孔导体153。一第二磁性体层114位于第一中间磁性体层151上。第二磁性体层114的下表面上形成有一虚设导线116，其经由第一中间通孔导体151和第一通孔导体112 电性连接上述虚设焊垫电极110。更详细来说，虚设导线116为一U型的导线。虚设导线116没有与外部电路电性连接，其用处为将虚设焊垫电极110串联在一起，使得于虚设焊垫电极110上电镀镍层时，增加电镀制程的阴极的面积，以使虚设焊垫电极110上形成的镍层更均匀的附着于其上，且增加电镀形成虚设焊垫电极110的上锡率。第一馈入焊垫电极106和第二馈入焊垫电极108则没有与虚设导线116电性连接，理由是第一馈入焊垫电极106和第二馈入焊垫电极108有与其上磁性体层的线状导体和通孔导体电性连接，因此，其于电镀时具有足够大的电极面积，而不需要再连接虚设导线增加其电极面积。

除了虚设导线116以外，第二磁性体层中还包括两个第二通孔导体118，其贯穿第二磁性体层114的上表面和下表面，并且分别电性连接第一磁性体层102下表面上的第一馈入焊垫电极106和第二馈入焊垫电极108，以使第一馈入焊垫电极106和第二馈入焊垫电极108可与其上磁芯结构的线圈状导体图案电性连接(以下将会详细说明)。在本实施例中，如图1A和图1B所示，第二通孔导体118位于第二磁性体层114的左上角和右下角，以电性连接第一磁性体层102的左上角和右下角的第一馈入焊垫电极106和第二馈入焊垫电极108。虚设导线116和第二通孔导体118可以为银组成。

一第三磁性体层130位于第二磁性体层114上，且本实施例的第三磁性体层130的下表面可与第二磁性体层114的上表面直接接触。第三磁性体层130中形成有多个第一线状导体132，本发明不限定第一线状导体132形状，其排设方式也不限定于图1A和图1B所示。在本实施例中，第一线状导体132为银组成。

一第四磁性体层150位于第三磁性体层130上，且本实施例的第四磁性体层150的下表面可与第三磁性体层130的上表面直接接触。第四磁性体层150中形成有多个第三通孔导体179，其贯穿第四磁性体层150的上表面和下表面，并且电性连接第三磁性体层130上对应的第一线状导体132。在本实施例中，第三通孔导体179为银组成。

一第五磁性体层152位于第四磁性体层150上，且本实施例的第五磁性体层152的下表面可与第四磁性体层150的上表面直接接触。 第五磁性体层152上表面上形成有多个平行排列的第二线状导体154。在本实施例中，各第二线状导体154包括一主体、一第一凸缘和一第二凸缘，其中第一凸缘连接主体的一端，第二凸缘连接主体的另一端。但本发明不限于此，第二线状导体154可以为其他形状的结构，且排设方式也不限定于图1A和图1B所示。在本实施例中，第二线状导体154为银组成。借此，上述第二线状导体154可经由第三通孔导体179电性连接对应的第二线状导体132，以围绕成线圈状导体图案，构成一磁芯结构。借此，线圈状导体图案的一端电性连接第一馈入焊垫电极106，且线圈状导体图案的另一端电性连接第二馈入焊垫电极108。可以理解的是，本发明不限定于上述连接方式，也可以用其他方式围绕形成磁芯结构。

一第六磁性体层162位于第五磁性体层152上，且本实施例的第六磁性体层162的下表面可与第五磁性体层152的上表面直接接触。在本实施例中，第六磁性体层162上形成有一上部虚设导线159，其中上部虚设导线159可以为一U字型。一第二中间磁性体层155位于第六磁性体层162上，其中第二中间磁性体层155中形成有多个第二中间通孔导体157，且第二中间通孔导体157贯穿第二中间磁性体层155的上表面和下表面。

一第七磁性体166层位于第二中间通孔导体157上，且本实施例的第七磁性体层166的下表面可与第二中间通孔导体157的上表面直接接触。第七磁性体层166的上表面形成多个第二焊垫电极168，且第七磁性体层166中形成有多个第五通孔导体164，其连接对应的第二焊垫电极168。并且，在一实施例中，第二焊垫电极168与磁芯结构电性绝缘。在本实施例中，上述第二焊垫电极168和第五通孔导体164皆为银组成。

在本发明一实施例中，可于第二中间磁性体层155、第六磁性体层162及/或第七磁性体层166的形成过程中添加助烧剂或弯曲抑制剂，以改善产品弯曲度，并增加产品可靠度。

另外，在一实施例中，第三磁性体层130、第四磁性体层150和第五磁性体层152各具有一第一导磁率，第一磁性体层102、第二磁性 体层114、第六磁性体层162和第七磁性体层166各具有一第二导磁率，第一导磁率高于或等于该第二导磁率。由于天线的主要线路层形成于第三磁性体层130、第四磁性体层150和第五磁性体层152中，上述磁性体层的设置可增加天线的电感值(inductance value)。举例来说，第三磁性体层130、第四磁性体层150和第五磁性体层152为一第一铁氧体材料组成，第一磁性体层102、第二磁性体层114、第六磁性体层162和第七磁性体层166为一第二铁氧体材料，第一铁氧体材料的导磁率高于或等于第二铁氧体材料的导磁率。

实施例二

图2A为本实施例用于通信模块的天线结构的立体分解图，图2B为本实施例用于通信模块的天线结构另一视角的立体分解图。本实施例提供一种用于通信模块的天线结构，其与第一实施例的天线结构同样包括第一磁性体层102、第一中间磁性体层151、第二磁性体层114、第三磁性体层130、第四磁性体层150、第五磁性体层152、第六磁性体层162、第二中间磁性体层155和第七磁性体层166，及其中对应的通孔导体和线状导体，其与第一实施例的差异在于本实施例第六磁性体层162和第二中间磁性体层155没有形成任何导电结构，换句话说，第六磁性体层162和第二中间磁性体层155为单纯的磁性体结构层。其余部分和第一实施例类似或相同，在此不重复描述。

由于本实施例的第七磁性体层166上的第二焊垫电极168并没有提供任何功能，其可以进行外观设计，提供更好的视觉效果，例如图3A所示，本实施例的第二焊垫电极168可包括矩形和口字型的图样。在另一实施例中，如图3B所示，本实施例的第二焊垫电极168可包括矩形、口字型和工字型的图样。在另一实施例中，如图3C所示，本实施例的第二焊垫电极168可包括矩形、口字型和英文字型的图样。在另一实施例中，如图3D所示，本实施例的第二焊垫电极168可包括矩形、口字型和其他的英文字型的图样。

实施例三

图4A为本实施例用于通信模块的天线结构的立体分解图，图4B为本实施例用于通信模块的天线结构另一视角的立体分解图。本实施 例提供一种用于通信模块的天线结构，其与第一实施例的天线结构同样包括第一磁性体层102、第一中间磁性体层151、第二磁性体层114、第三磁性体层130、第四磁性体层150和第五磁性体层152及其中对应的通孔导体和线状导体，其与第一实施例的差异在于本实施例的天线结构不包括第六磁性体层、第二中间磁性体层和第七磁性体层。

图5为本实施例用于通信模块的天线结构的形成方法的流程图。以下配合图1A、图1B和图5描述本实施例用于通信模块的天线结构的制作方法。首先，进行步骤302，以积层式印刷制程形成一第一磁性体层102，其中第一磁性体层102中包括多个第一焊垫电极104和多个第一通孔导体112。在本实施例中，此步骤的积层式印刷制程为以一网版印刷制程形成第一焊垫电极104和第一通孔导体112，并后续对包括第一焊垫电极104和第一通孔导体112的第一磁性体层102进行烘烤制程。后续进行步骤304，以积层式印刷制程形成一第一中间磁性体层151于第一磁性体层102上，其中第一中间磁性体层151中包括多个第一中间通孔导体153。后续进行步骤306，以积层式印刷制程形成一第二磁性体层114于第一中间磁性体层151上，其中第二磁性体层114中包括一虚设导线116和多个第二通孔导体118，此步骤的积层式印刷制程为以一网版印刷制程形成虚设导线116和第二通孔导体118，并后续对包括虚设导线116和第二通孔导体118的第二磁性体层114进行烘烤制程。

进行步骤308，以积层式印刷制程形成一第三磁性体层130于第二磁性体层114上，其中第三磁性体层130中包括多个平行排列的第一线状导体132，此步骤的积层式印刷制程为以一网版印刷制程形成第一线状导体132，并后续对包括第一线状导体132的第三磁性体层130进行烘烤制程。

进行步骤310，以积层式印刷制程形成一第四磁性体层150于第三磁性体层130上，其中第四磁性体层150中包括多个第三通孔导体134，此步骤的积层式印刷制程为以一网版印刷制程形成第三通孔导体179，并后续对包括第三通孔导体179的第四磁性体层150进行烘烤制程。

进行步骤312，以积层式印刷制程形成一第五磁性体层152于第四磁性体层150上，其中第五磁性体层152中包括多个平行排列的第二线状导体154，此步骤的积层式印刷制程为以一网版印刷制程形成第二线状导体154，并后续对包括第二线状导体154的第五磁性体152层进行烘烤制程。上述第一线状导体132、第三通孔导体179和第二线状导体154彼此电性连接，且围绕成线圈状导体图案，以构成一磁芯结构。

进行步骤314，以积层式印刷制程形成一第六磁性体层162于第五磁性体层152上。进行步骤316，以积层式印刷制程形成一第二中间磁性体层155于第六磁性体层162上。进行步骤318，以积层式印刷制程形成一第七磁性体层166于第二中间磁性体层155上，其中第七磁性体层166中包括多个第二焊垫电极168和多个第五通孔导体164。在本实施例中，此步骤的积层式印刷制程为以一网版印刷制程形成第二焊垫电极168和第五通孔导体164，并后续对此通信模块的天线结构100进行低温共烧结陶瓷制程。

根据上述实施例，本发明具有以下技术效果：

1、本发明的实施例使用积层式印刷制程形成用于通信模块的天线结构，其制程较简单且成本较低，且本发明特别于包括磁芯结构的第三磁性体层、第四磁性体层和第五磁性体层采用具有较高导磁性的材料，因此可提升小尺寸天线的感值。因此，本发明实现了小尺寸通信模块的天线结构，其可提供足够的感值，且将其与小尺寸的芯片接合，可制作出小尺寸的通信模块。

2、本发明的实施例于第二磁性材料层中形成虚设导线，并使其电性连接部分的第一焊电电极，借此增加电镀制程中上述部分的第一焊电电极的上锡率。

3、本发明于第二中间磁性体层、第六磁性体层及/或第七磁性体层的形成过程中添加助烧剂或弯曲抑制剂，改善产品平整度，并增加产品的可靠度。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的保护范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内。