CN101924270B - 无线通信装置及应用其的可携式电子装置 - Google Patents

Abstract

一种可携式电子设备，包括一第一壳体、一第二壳体、一控制单元、一显示单元、与一无线通信装置。两壳体可旋转地相互耦接。控制单元容置在第一壳体之中。显示单元容置在第二壳体之中，且连接至控制单元。无线通信装置容置在第二壳体之中。无线通信装置具有一无线通信模块与一天线。无线通信模块连接至控制单元与天线，用以在控制单元的控制下经由天线进行无线通信。

Description

无线通信装置及应用其的可携式电子装置

技术领域

本发明是有关于一种无线通信装置及应用其的可携式电子装置，且特别是有关于一种将天线整合到无线通信模块之中的无线通信装置及应用其的可携式电子装置。

背景技术

近年来，无线通信装置常被用来设置在可携式电子装置中，例如是设置在笔记本电脑、个人电脑、或个人数字助理(PDA)中。

无线通信装置通常可包括无线通信模块与天线。此无线通信模块电性连接到主机板，并在主机板的控制器的控制下经由天线来进行无线通信。传统中，无线通信模块通常设置在笔记本电脑的主机板上，而天线则例如是设置在远离主机板且具有较佳收信效果之处。此时，位于主机板上的控制器便会控制同样位于其上的无线通信模块，来从天线传送或接收天线信号，以达到通信的目的。

无线通信模块与天线之间的天线信号通常由一电缆线(cable)来传送。在利用此电缆线传输信号的过程中，天线信号会因电缆线的阻抗而造成衰减。而且，电缆线的长度愈长，阻抗愈高，信号衰减的程度也会愈严重。由于传统设置在主机板上的无线通信模块与天线的距离很长，故会造成天线信号的严重衰减。而且，还可能会因信号的衰减而降低无线通信模块的灵敏度。

发明内容

本发明关于一种无线通信装置及应用其的可携式电子装置，其一个实施例能降低天线信号的衰减，提高无线通信模块的灵敏度，且能降低消耗功率并增进***效能。在另一实施例中，还能降低无线通信装置占用主机板的空间，而能达到节省空间的效果。

根据本发明的一方面，提出一种无线通信装置，包括一无线通信模块与一天线。无线通信模块包括一电路板、多个电子元件、及一覆盖层。电子元件设置在电路板上用以进行无线通信，而覆盖层设置在电路板上，用以包覆保护电路板上的电子元件。覆盖层具有至少一贯孔(via)暴露出部分的电路板。天线设置在无线通信模块的覆盖层表面上，并经由至少一贯孔与电路板形成电性连接。

根据本发明的另一方面，提出一种无线通信装置，包括一无线通信模块与一软性电路板。无线通信模块包括一电路板、多个电子元件、及一覆盖层。电子元件设置在电路板上用以进行无线通信，而覆盖层设置在电路板上，用以包覆保护电路板上的电子元件。软性电路板上的金属线路布局具有一天线。部分的软性电路板嵌入在电路板之中。软性电路板在嵌入电路板之处与无线通信模块的电路板电性连接。

根据本发明的再一方面，提出一种可携式电子设备，包括一第一壳体、一第二壳体、一控制单元、一显示单元、与一无线通信装置。两壳体可旋转地相互耦接。控制单元容置在第一壳体之中。显示单元容置在第二壳体之中，且连接至控制单元。无线通信装置容置在第二壳体之中。无线通信装置具有一无线通信模块与一天线。无线通信模块连接至控制单元与天线，用以于控制单元的控制下经由天线进行无线通信。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A示出依照本发明一实施例的应用于笔记本电脑的可携式电子设备的一例的示意图。

图1B示出为图1A沿线段A及A’的剖面图。

图2A～图2D分别示出依照本发明一实施例连接无线通信装置与控制单元的一例的示意图。

图3A示出依照本发明的第一实施例的无线通信装置的结构的剖面图。

图3B示出依照本发明的第二实施例的无线通信装置的结构的剖面图。

图4A示出依照本发明的第三实施例的无线通信装置的结构的剖面图。

图4B示出依照本发明的第四实施例的无线通信装置的结构的剖面图。

图5A示出依照本发明的第五实施例的无线通信装置的结构的剖面图。

图5B示出依照本发明的第六实施例的无线通信装置的结构的剖面图。

图6A示出依照本发明的第七实施例的无线通信装置的结构的一例的剖面图。

图6B示出为图6A的无线通信装置固定天线在其表面上时的结构的一例的剖面图。

主要元件符号说明

100：可携式电子装置

110：第一壳体

112：控制单元

120：第二壳体

122：显示单元

140：枢纽

160：传输线

180：软性电路板

300：无线通信装置

310、310a、310b：无线通信模块

312：电路板

313：电子元件

312c、312c’：导电元件

314：塑膜材料层

314a、314a’、318a：贯孔

316：导电材料层

318：金属盖

320、320a、320b：天线

330：绝缘层

340：软性电路板

350：切换器

具体实施方式

下面说明本发明实施例所提出的可携式电子设备及其无线通信装置。在本发明的一实施例中，可携式电子设备例如但不受限地可为一笔记本电脑。以应用到笔记本电脑的可携式电子设备为例说明如下。

请参照图1A及图1B。图1A示出依照本发明一实施例的应用到笔记本电脑的可携式电子设备100的一例的示意图。图1B示出为图1A沿线段A及A’的剖面图。可携式电子设备100包括一第一壳体110、一第二壳体120、一控制单元112、一显示单元122、与一无线通信装置300。

两壳体110与120可旋转地相互耦接。在一实施例中，可携式电子设备100可另包括一枢纽140，其可旋转地耦接第一壳体110至第二壳体120。如此，对应至枢纽140的转动方式，可携式电子设备100的两壳体110与120便能呈现开启或闭合的状态。举例来说，图1A所示的两壳体110与120呈现开启的状态。

如图1B所示，控制单元112容置在第一壳体110之中。显示单元122则是容置在第二壳体120之中，而无线通信装置300也容置在第二壳体120之中。显示单元122连接至控制单元112。

无线通信装置300具有一无线通信模块310与一天线320。无线通信模块310连接至控制单元112与天线320，用以在控制单元112的控制下经由天线320进行无线通信。

兹将本实施例的可携式电子设备100与传统将无线通信模块设置在靠近控制单元112且距离天线较远的笔记本电脑相较如下，以说明本实施例所具有的优点。

首先，传统中，无线通信模块310设置在第一壳体110中，并与控制单元112相连接。然而，在本实施例的可携式电子设备100中，无线通信模块310可设置在第二壳体120中且靠近天线320之处，故无线通信模块310与天线320的距离可减少。如此，将能降低无线通信模块310与天线320之间的天线信号衰减。

再者，由于本实施例能降低天线信号的衰减，故在接收模式中，本实施例将能提高无线通信模块310的灵敏度。而在发射模式中，本实施例可降低传输功率损耗并增进***效能。

再者，在第一壳体110中，控制单元112通常设置在主机板(mainboard)(未示出)上，而传统是将无线通信装置300设置在此主机板上以与控制单元112相连接，如此，将会占用主机板的空间。然而，本实施例的无线通信装置300可设置在第二壳体120中，故无线通信装置300只需经由输入/输出连接器与主机板连接，降低无线通信装置300占用第一壳体110的空间，而能达到节省空间的效果。

将可携式电子装置100进一步说明如下。请参照前述的图1B，无线通信装置300与控制单元112的连接方式可为有线连接。举例来说，如图1B所示，可携式电子设备100可还包括一传输线160。此传输线160用以使无线通信模块310连接至控制单元112而形成信号连接，并用以传输无线通信模块310与控制单元112之间的数字信号。在实际中，此传输线160例如但不受限地可为符合一标准数字输入/输出接口协义的传输线，例如是符合通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)协定的USB传输线。

以USB传输线为例，USB传输线能以数字信号来进行无线通信模块310与控制单元112之间的信号传递，故不会有如同类比信号的衰减的问题。再者，由于USB传输线为目前被广泛使用的传输接口，故本实施例的可携式电子设备100便能适用于各种支持USB接口的电子装置(如笔记本电脑)，而能够提高可携式电子设备100的设计弹性。而且，使用USB传输线的无线通信装置300将不会占用主机板上有限且较为特殊的扩展(extension)输入/输出连接器，而能使可携式电子装置100能视不同需求来利用此些扩展输入/输出连接器，故能进一步提高的设计弹性。

上述以USB传输线为例做说明，然本发明应不限制于此。只要使用现有或未来被广泛使用的传输接口来连接无线通信装置与控制单元，均在本发明的保护范围中。

本发明实施例的传输线160的设置方式具有多种实施形态。在一实际的例子中，可将传输线160设置在一软性电路板上。举例来说，请参照图2A，其示出依照本发明一实施例连接无线通信装置300与控制单元112的一例的示意图。在此例中，可携式电子设备100可还包括一软性电路板180。软性电路板180通过两壳体110、120与枢纽140，而传输线160设置在此软性电路板180上。如此，设置在软性电路板180上的传输线160便可连接无线通信模块310至控制单元112。

在另一实际的例子中，则可将至少部分的传输线160设置在第二壳体120的内壁上。举例来说，请参照图2B，其示出依照本发明一实施例连接无线通信装置300与控制单元112的另一例的示意图。在此例中，至少部分的传输线160(例如是位于第二壳体120中的传输线160)利用图形化金属沉积的方式来予以实现。此处的金属沉积的方式例如是一种可在塑料材质上进行布线的方式。以此方式设置传输线160时，例如可先在第二壳体120的内壁IW上进行激光表面活化，接着再对其进行化学电镀金属沉积来布置导线。如此，便能将传输线160设置在第二壳体120的内壁IW上。如此，设置在第二壳体120的内壁IW上的传输线160便可在经由通过枢纽140的软性电路板180，来连接无线通信模块310至控制单元112。

本发明实施例的天线320的设置方式也可具有多种实施形态。在一实施例中，如图2A所示，天线320可通过线路布局形成天线结构设置在软性电路板180上。在另一实施例中，如图2B所示，相仿设置在图2B的第二壳体120的内壁IW上的传输线160，天线320也可设置在第二壳体120的内壁IW上。然而不限于此。在本发明所提出的其他实施例中，天线320也可整合在无线通信模块310中，且例如能以***封装技术(system in package，SIP)进行封装，而使无线通信装置300成为一微型模块。

在再一实际的例子中，无线通信模块310与天线320可设置在一具有图案化金属线路的基板305上。请参照图2C，其示出依照本发明一实施例连接无线通信装置300与控制单元112的另一例的示意图。在此例中，无线通信装置300另包括具有图案化金属线路的基板305，此基板305上设置有天线320。而无线通信模块310承载在基板305上并形成电性连接，并通过基板305的图案化金属线路306连接至控制单元112与天线320。无线通信模块310连接至控制单元112的方式例如为，经由传输线160连接至控制单元112以形成信号连接。

举例来说，无线通信模块320可包括一电路板、用以进行无线通信的多个电子元件、与设置在电路板上包覆保护电子元件的覆盖层。在一些实施例中，覆盖层具有至少一贯孔(via)暴露出部分的电路板。而天线设置在无线通信模块的覆盖层表面上，并经由至少一贯孔与电路板电性连接。在另一实施例中，无线通信装置可还包括设置有天线320的一软性电路板。部分的软性电路板嵌入在电路板之中，而软性电路板是在嵌入电路板之处与无线通信模块的电路板电性连接。如此，此些实施例的无线通信装置300均可使其天线320整合在无线通信模块310中。

以多个实施例将无线通信装置300如何使其天线320整合于无线通信模块310详细说明如下。

第一实施例

请参照图3A，其示出依照本发明的第一实施例的无线通信装置300的结构的剖面图。

在第一实施例中，无线通信模块310可包括一电路板312、多个电子元件313、与一覆盖层。电子元件313设置在电路板312上用以进行无线通信，而覆盖层设置在电路板312上。第一实施例的覆盖层为一塑膜材料(molding)层314，如图3A所示。

塑膜材料层314包覆电路板312。塑膜材料层314例如具有一个贯孔314a，其贯穿塑膜材料层314且暴露出部分的电路板312。天线320设置在塑膜材料层314上，并经由贯孔314a与电路板312电性连接。

举例来说，第一实施例的天线320可为由一金属层所实现的平面天线。此金属层具有对应至无线通信模块310的天线图形。而且，如图3A所示，此金属层以图型化金属沉积的方式(例如是上述的可在塑料材质上进行布线的方式)沉积在塑膜材料层314的表面上，并经由贯孔314a与电路板312电性连接。所以，第一实施例的天线320直接形成在塑膜材料层314上。

如此，在本实施例中，无线通信装置300可使其天线320整合在无线通信模块310中。

第二实施例

请参照图3B，其示出依照本发明的第二实施例的无线通信装置300的结构的剖面图。

与第一实施例不同的是，第二实施例的无线通信模块310还具有至少一导电元件(例如是一个导电元件312c)。如图3B所示，导电元件312c凸出于基板312，而贯孔314a暴露出部分的导电元件312c。在实作中，导电元件例如为金属柱或金属凸块。

相仿第一实施例的是，天线320也设置在塑膜材料层314上，并经由贯孔314a及导电元件312c与电路板312电性连接。

举例来说，第二实施例的天线320也为由金属层所实现的平面天线。而且，如图3B所示，此金属层也以图型化金属沉积的方式沉积在塑膜材料层314的表面上，并经由贯孔314a接触导电元件312c，而与电路板312电性连接。故知，第二实施例的天线320也直接形成在塑膜材料层314上。

如此，在本实施例中，无线通信装置300可使其天线320整合在无线通信模块310中。

此外，第二实施例与第一实施例相比较还具有以下的优点。请同时参照图3A与图3B。图3A的贯孔314a所需贯穿的深度w1约为一千微米(或一毫米，1mm)，而由于图3B的导电元件312c凸出于电路板312，此时图3B的贯孔314a所需贯穿的深度w2约为一百微米(100μm)。因此，图3B的贯孔314a所需贯穿的深度较小，而能够提高第二实施例在设置贯孔314a时的准确性与减少所需制程时间。而且，由于贯孔314a距离电路板312较远，故还可避免在设置贯孔314a时破坏此电路板312。

第三实施例

请参照图4A，其示出依照本发明的第三实施例的无线通信装置300的结构的一例的剖面图。

塑膜材料层314可具有一个或多个贯孔。举例来说，于图4A中，塑模材料层314具有两个贯孔，借以提高天线320与无线通信模块310之间的连接强度，或借以使无线通信模块310能连接至两个不同的天线。然本发明的实施例应不限于此。塑膜材料层314所具有的贯孔的个数应可视不同的需求而予以设计。为了方便说明的原因，第三实施例以塑膜材料层314具有两个贯孔314a及314a’为例说明。

请参照图4A，第三实施例的塑膜材料层314例如但不受限制地可具有两个贯孔314a及314a’，它们贯穿塑膜材料层314且暴露出部分的电路板312，如图4A所示。天线320设置在塑膜材料层314上，并经由两贯孔314a及314a’与电路板312电性连接。

与第一实施例不同的是，第三实施例的无线通信模块310还包括一导电材料层316，其设置在塑模材料层314的两贯孔314a与314a’中。导电材料层316接触两贯孔314a与314a’所暴露出的电路板312，并延伸至两贯孔314a与314a’之外。而第三实施例的天线320可为由一金属片所实现的平面天线。此金属片具有对应至无线通信模块310的天线图形。而且，如图4A所示，此金属片例如以焊接的方式接触延伸在两贯孔314a与314a’外的导电材料层316，以与电路板312电性连接。故知，第三实施例的天线320与塑膜材料层314相隔一间距d1，该间隙可以是一空气层或是一粘合材料。

如此，在本实施例中，无线通信装置300可使其天线320整合在无线通信模块310中。

第四实施例

请参照图4B，其示出依照本发明的第四实施例的无线通信装置300的结构的一例的剖面图。

与第三实施例不同的是，第四实施例的无线通信模块310还具有至少一导电元件(例如是两个导电元件312c与312c’)。如图4B所示，两导电元件312c与312c’凸出于基板312，而两贯孔314a与314a’暴露出部分的两导电元件312c与312c’。在实际中，各导电元件312c与312c’例如为金属柱或金属凸块。

相仿第三实施例的是，天线320也设置在塑膜材料层314上，并经由两贯孔314a及314a’与电路板312电性连接。

举例来说，第四实施例的天线320也为由金属片所实现的平面天线。而且，如图4B所示，金属片也以焊接的方式接触延伸在两贯孔314a与314a’外的导电材料层316，并经由两导电元件312c及312c’与电路板312电性连接。故知，第四实施例的天线320与塑膜材料层314相隔一间距d1，该间隙可以是空气层或是粘合材料。

如此，在本实施例中，无线通信装置300可使其天线320整合在无线通信模块310中。

第五实施例

请参照图5A，其示出依照本发明的第五实施例的无线通信装置300的结构的剖面图。

与第一实施例不同的是，第五实施例的覆盖层为一金属盖(lid)318。在实际中，金属盖318可具有多个孔洞(未示出)，或可不具任何孔洞。此金属盖318覆盖电路板312，且具有一贯孔318a。贯孔318a贯穿金属盖318且暴露出部分的电路板312。天线320设置在金属盖318上，并经由贯孔318a与电路板312电性连接。

举例来说，无线通信装置300例如还包括一绝缘层330，其夹置在天线320与金属盖318之间。在实作中，绝缘层330可由绝缘胶所实现，而天线320可经由绝缘胶粘贴于金属盖318上。优选地，绝缘胶可以点状(mesh)的方式来配置。如此，将能使绝缘胶之间具有空隙，如图5A所示。由于绝缘胶之间的空隙会被空气填满，且空气的介电常数很低(K值约为1)，故能使此绝缘层330具有低介电常数(low-K)的特性。

第五实施例的天线320可为由一金属片所实现的平面天线。此金属片具有对应至无线通信模块310的天线图形。而且，如图5A所示，此金属片具有一凸出部EXT。金属片以此凸出部EXT经由贯孔318a与电路板312电性连接。

本实施例与第一至第四实施例相比较具有以下的优点。如图5A所示，本实施例的金属盖318在覆盖在电路板312上时，其功能例如为提供一电磁屏障，来避免电路板312的电子元件313受外部的电磁波干扰，或避免电路板312的电子元件313产生电磁波干扰外部的其它电路。如此，本实施例的无线通信装置300将会具有优选的电磁屏障效应。

如此，在本实施例中，无线通信装置300便能使其天线320整合在无线通信模块310中。

第六实施例

请参照图5B，其示出依照本发明的第六实施例的无线通信装置300的结构的剖面图。

与第五实施例不同的是，第六实施例的无线通信模块310还具有至少一导电元件(例如是一个导电元件312c)。如图5B所示，导电元件312c凸出于基板312，而贯孔318a暴露出部分的导电元件312c。在实作中，导电元件312c例如为金属柱或金属凸块。

相仿第五实施例的是，天线320也可设置在金属盖318上，并经由贯孔318a与电路板312电性连接。

举例来说，如图5B所示，第六实施例的天线320可为由金属片所实现的平面天线，且金属片以凸出部EXT经由贯孔318a接触导电元件312c，以与电路板312电性连接。

如此，在本实施例中，无线通信装置300便能使其天线320整合在无线通信模块310中。

第七实施例

请参照图6A，其示出依照本发明的第七实施例的无线通信装置300的结构的一例的剖面图。

第七实施例与第一实施例不同之处在于，第七实施例的无线通信装置300还包括一软性电路板340。如图7A所示，软性电路板340设置有天线320。部分的软性电路板340(如箭号EB所示之处)嵌入在电路板312之中。软性电路板340在嵌入电路板312之处与无线通信模块310的电路板312电性连接。

再者，请参照图6B，其示出为图6A的无线通信装置300固定天线320在其表面上时的结构的一例的剖面图。在此例中，如图6B所示，未嵌入在电路板312之中的软性电路板340固定在塑膜材料层314上，而使软性电路板340呈现折叠的状态。由于软性电路板340上例如设置有一接地平面(未示出)，如此，呈现折叠状态的天线312便能对应于此接地平面而产生辐射效应，而该接地面也可对无线通信装置300形成电磁屏蔽效果。

此外，如图6A及图6B所示，本实施例的覆盖层是以塑膜材料层314为例做说明。然而不限于此，本实施例的覆盖层也可为上述的金属盖318，其功能与结构相仿上述的第四与第五实施例，故不在此重述。

如此，在本实施例中，无线通信装置300便能使其天线320整合在无线通信模块310中。

在实际中，当使用者在使用无线通信模块时，通常得需要依据无线通信模块的特性来设计天线。借由使用本发明上述所公开的实施例来将天线整合在无线通信模块中，使用者便不需再对应地设计天线，故增加使用者的使用方便性。

此外，在图2D中，可携式电子设备100可还包括一切换器350。切换器350可由集线器(HUB)来实现。切换器350连接此些无线通信模块310、310a、及310b的其中之一至控制单元112，用以在控制单元112的控制下致能对应的一个无线通信模块310、310a、及310b。受致能的一个无线通信模块便能经对应的天线来进行无线通信。如此，可携式电子设备100便能提供支援多种通信协义的通信服务，来满足使用者的需求。

本发明上述实施例所公开的无线通信装置及应用其的可携式电子装置，能降低天线信号的衰减，提高无线通信模块的灵敏度，且能降低消耗功率并增进***效能。在其他实施例中，还能降低主机板的电路复杂度，并达到节省空间的效果。

综上所述，虽然本发明已以一优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (3)

1.一种无线通信装置，包括：

一无线通信模块，包括：

一电路板；

多个电子元件，设置在该电路板上，用以进行无线通信；及

一覆盖层，设置在该电路板上，用以包覆保护该电路板上的该多个电子元件；以及

一软性电路板，在软性电路板上的金属线路布局具有一天线，部分的该软性电路板嵌入在该电路板之中，该软性电路板在嵌入该电路板之处与无线通信模块的该电路板电性连接，未嵌入该电路板的该软性电路板固定在该覆盖层上。

2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中该覆盖层为一塑膜材料层。

3.根据权利要求2所述的无线通信装置，其中该天线是由一金属层所实现的平面天线，该金属层具有对应至该无线通信模块的天线图形，且该金属层以金属沉积的方式沉积在该塑膜材料层的表面上。

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