TW200832810A - Antenna-integrated module - Google Patents
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Description
200832810 型 小 的 用 使 所 播 廣 或 訊 。 通組 作模 當型 合體 1適一 域種線 領一天 術於的 技關等 明 之係元 說 屬明單 明所發訊 發明本送 、 發 訊 九 t 收 【先前技術】 近幾年,隨著無線通訊技術的發展,已出現各種組裝 著小型收訊送訊單元的電子機器、無線卡。這種收訊送訊 單元,是在設有高頻電路的電路基板上具備天線元件的天 線一體型高頻模組,習知一般的天線一體型模組,係用鈑 金製的屏蔽罩覆蓋電路基板上的既定區域(配設有高頻電 路的主要部分),並在電路基板上的其他區域設有片狀天 線、圖案天線等天線元件(例如,參照專利文獻1)。 然而,如此般在電路基板上的不同區域並列設置天線 元件和屏蔽罩的構造,整個模組在平面上形成很大尺寸, 因此很難實現小型化。而且,如果天線元件是使用片狀天 線,並透過同軸電纜使其與高頻電路連接的情形,會造成 元件成本大幅上昇。 於是,最近提供一種天線一體型模組’係將覆蓋高頻 電路的電路元件群來進行電磁屏蔽的屏蔽罩,兼作爲倒F 型天線的天線元件來使用(例如,參照專利文獻2)。在該 習知技術中,係從矩形頂板(金屬平板)的周緣垂下複數根 彎折腳片而形成鈑金製的外殼兼用天線元件。該外殼兼用 天線元件,裝載於設有高頻電路的電路基板上,並且與高 -5- 200832810 頻電路的配線圖案或接地導體層連接,使既定的彎折腳片 作爲供電接腳或短路接腳,而且在電氣獨立的焊墊上連接 剩餘的彎折腳片。又,被各彎折腳片穩定地支承的頂板, 配置成在覆蓋高頻電路的電路元件群的位置與電路基板隔 著既定間隔相對向。因此,藉由與相當於短路接腳的彎折 腳片相連接的該頂板,能夠電磁屏蔽高頻電路的電路元件 群。又因爲該頂板與相當於供電接腳的彎折腳片相連接, 而使其具備倒F型天線的輻射導體的作用。若採用這種鈑 金製的外殼兼用天線元件,與在平面上並列配置相互獨立 的天線元件和屏蔽罩的前述習知技術相比,能夠得到容易 實現小型化和低成本化的天線一體型模組。 專利文獻1 :日本特開2002 — 23222 1號公報(第4 — 6 頁,第1圖) 專利文獻2:日本特開2005 — 5 866號公報(第4一5 頁,第1圖) 如上所述,專利文獻2所揭示的習知技術的天線一體 型模組,藉由使用外殻兼用天線元件來實現小型化和低成 本,該外殼兼用天線元件,由於將金屬平板構成的頂板配 置在覆蓋電路元件群的位置上’要一倂實施在電路基板上 裝載的電路元件群的熔焊和外殼兼用天線元件的熔焊時, 熔焊爐的熱量無法充分地傳到頂板所覆蓋的區域,造成電 路元件群的焊接可靠性明顯降低。因此’在該天線一體型 模組,必須在電路基板上裝載電路元件群而進行第1次熔 焊之後,再在電路基板上裝載外殻兼用天線元件且以低於 -6 - 200832810 第1次熔焊的熔融溫度再次進行熔焊’因此有無法高效率 地實施熔焊製程的問題。 又,在該習知技術的天線一體型模組所使用的外殼兼 用天線元件,是從頂板的周緣垂下複數根彎折腳片’因此 被該頂板覆蓋的空間(電路元件群的安裝區域)從側面觀察 形成大幅露出的狀態。因此,可從側面朝該空間內***烙 鐵等以對高頻電路的主要部分進行非法改造。 【發明內容】 本發明是鑒於前述習知技術的實際情形而提出的’其 目的在於提供一種容易實現小型化且易於防止對電路的非 法改造,又能夠高效率地進行熔焊製程而實現低成本製造 的天線一體型模組。 爲了達到前述目的,本發明的天線一體型模組’係具 備:設有高頻電路的配線圖案以及接地導體層之電路基 板、安裝在該電路基板的單面上之電路元件群、以及裝載 於前述電路基板上並覆蓋前述電路元件群之鈑金製的外殼 兼用天線元件; 前述外殼兼用天線元件具有:與前述電路基板隔著既 定間隔相對向,且具備輻射導體的作用之頂板、從該頂板 的供電點朝前述電路基板側下垂,與前述配線圖案連接之 供電腳片、從前述頂板的一端側的周緣朝前述電路基板側 下垂,與前述接地導體層連接之短路腳片、從前述頂板的 另一端側的周緣朝前述電路基板側下垂並固定在該電路基 200832810 板上,呈電氣斷路的保持腳片、以及在除了該等供電腳片 和短路腳片和保持腳片以外的位置,從前述頂板的周緣朝 前述電路基板側下垂,且前端與該電路基板隔著間隙相對 向之側板;且在前述頂板內離開其周緣的複數部位穿設有 狹縫狀或小孔狀的開口部。 具有前述構造的天線一體型模組的外殼兼用天線元 件,係具備電磁屏蔽高頻電路的電路元件群的屏蔽罩的作 用,而且還具備以頂板作爲輻射導體之倒F型天線的天線 元件的作用,與在平面上並列配置相互獨立元件的天線元 件和屏蔽罩的構造相比,更容易實現整個模組的小型化及 低成本。又,在頂板的複數部位穿設有開口部,透過這些 開口部可讓空氣順暢地流通,因此在熔焊製程中熱量就容 易傳到被外殻兼用天線元件覆蓋的電路基板上的區域,從 而能夠一倂實施在電路基板上裝載的電路元件群的熔焊和 外殼兼用天線元件的熔焊。而且,因爲這些開口部形成狹 縫狀或小孔狀,所以很難***烙鐵等,且側板從頂板的周 緣朝電路基板側下垂,因此很難從側面朝被外殼兼用天線 元件覆蓋的空間內***烙鐵。因此,該天線一體型模組的 高頻電路的主要部分被非法改造的危險性減小。 在前述構造中,若在外殼兼用天線元件的側板內離開 其周緣的複數部位也穿設狹縫狀或小孔狀的開口部,則在 熔焊製程中就更容易將熱量傳到被外殼兼用天線元件覆蓋 的電路基板上的區域,因此較理想。 又,在前述構造中,若外殼兼用天線元件的頂板呈矩 -8- 200832810 形,從其長邊方向一端側的兩個部位分別使短路腳片下 垂,從長邊方向另一端側的兩個部位分別使保持腳片下 垂,能使外殼兼用天線元件的形狀變單純而易於製造,因 此較理想。在這種情況下’若藉由在與供電腳片呈點對稱 的位置附設與該供電腳片相同形狀的第3保持腳片,外殼 兼用天線元件成爲即使將長邊方向兩端的方向顛倒其外觀 仍相同的對稱形狀,那麽,就沒有必要在電路基板上裝載 外殼兼用天線元件的裝配製程中確認該天線元件的方向’ 而能提高作業性。 又,在前述構造中,若電路基板相對於連接器形成可 插拔,且該連接器具有在板厚方向夾持電路基板兩側部的 導片,將電路基板***連接器使兩者處於連接狀態時’連 接器的導片位於沿著該***方向延伸的外殼兼用天線元件 的側板和電路基板之間的間隙內,這時’利用間隙可避免 外殼兼用天線元件的側板和連接器的導片之間的抵接’而 能將外殻兼用天線元件的頂板擴大到與電路基板的寬度尺 寸相同的程度,因此能將電路基板上的有限空間當作元件 安裝區域有效利用。在這種情況下’若外殼兼用天線元件 的頂板呈矩形,從其短邊方向一端側的兩個部位分別使短 路腳片下垂,從短邊方向的另一端側的兩個部位分別使保 持腳片下垂,且在從長邊方向的兩端側下垂的側板的全長 範圍內與電路基板之間形成間隙,則外殻兼用天線元件的 形狀可以變單純而易於製造,同時可簡單地將電路基板插 入到連接器上。 -9 - 200832810 又,在前述構造中,若將在頂板和側板上穿設的開口 部的寬度尺寸、以及保持腳片的前端與電路基板的對向間 隔(間隙尺寸)都設定在lmm以下,就能更可靠地防止高 頻電路的主要部分的非法改造,因此較理想。 本發明的天線一體型模組,鈑金製的外殻兼用天線元 件,能具備電磁屏蔽高頻電路的電路件群的屏蔽罩之作 用,且還具備以頂板作爲輻射導體的倒F型天線的天線元 件的作用,與在平面上並列配設相互獨立元件的天線元件 和屏蔽罩時的構造相比,就容易實現整個模組的小型化和 低成本。又,在頂板的複數部位穿設有開口部,藉由這些 開口部能夠順暢地流通空氣,因此在熔焊製程中熱量就容 易傳到被外殼兼用天線元件覆蓋的電路基板上,能夠一倂 實施在電路基板上裝載的電路元件的熔焊和外殼兼用天線 元件的熔焊,能更降低製造成本。又,因爲這些開口部形 成狹縫狀或小孔狀,所以很難***烙鐵等,並且側板從頂 板的周緣朝電路基板側下垂,所以也很難從側面朝被外殻 兼用天線元件覆蓋的空間內***烙鐵。因此,該天線一體 型模組的高頻電路的主要部分被非法改造的危險性減小。 【實施方式】 參照附圖說明發明的具體實施形態例。第1圖爲本發 明的第1實施形態例的天線一體型模組的立體圖,第2圖 爲第1圖所示的模組及連接器的分解立體圖。 圖示的天線一體型模組主要包括:在上表面設有高頻 -10- 200832810 電路的配線圖案(未圖示)而底面的幾乎整個面上設有接地 導體層2的矩形的電路基板1、安裝在電路基板1的上表 面且與前述配線圖案連接的晶片元件、1C等電路元件群 3、以及裝載在電路基板1上且覆蓋電路元件群3的鈑金 製的外殼兼用天線元件4 ;電路基板1透過連接器20與 主機板(mother board)30進行電氣及機械連接。該連接器 20具有:配設在平板部的複數個連接端子20a、設在從平 板部的兩端豎起的側壁上的一對導片20b ;電路基板1在 寬度方向受到連接器2 0的兩個側壁之限制,同時在板厚 方向被導片20a所夾持。 外殼兼用天線元件4包括:覆蓋電路元件群3的矩形 狀金屬平板,且具備輻射導體的作用之頂板5、從該頂板 5的周緣朝電路基板1側下垂之供電腳片6、短路腳片7 和8以及保持腳片9〜1 1,在除了各腳片6〜1 1以外的位 置從頂板5的周緣(四邊)朝電路基板1側下垂之側板12〜 1 5。雖然供電腳片6與前述配線圖案連接,短路腳片7和 8與接地導體層2連接,但保持腳片9〜1 1是以電氣斷開 的狀態固定在電路基板1上。又,在頂板5內離開周緣的 6個部位穿設有狹縫狀的開口部5 a,在各個側板1 2〜1 5 內分別在離開周緣的2個部位穿設有狹縫狀的開口部1 2a 〜1 5 a 〇 即,沿著頂板5的一個長邊的側板1 2,是長邊方向 的一端側與供電腳片6相連續而另一端側與保持腳片1 1 相連續的彎折片,並且在該側板1 2內的兩個部位成一直 -11 - 200832810 線地穿設有沿著頂板5的長邊延伸的開口部12a ’而且在 隔著缺口部16與供電腳片6鄰接的位置設有短路腳片 7。同樣的’沿著頂板5的另一個長邊的側板1 3 ’是長邊 方向的一端側與供電腳片8相連續而另一端側與保持腳片 9相連續的彎折片’在該側板1 3內的兩個部位成一直,線 地穿設有沿著頂板5的長邊延伸的開口部1 3 a ’而且在隔 著缺口部1 7與保持腳片9鄰接的位置設有保持腳片1 0。 又,在沿著頂板5的一個短邊的全長延伸的側板1 4內, 在兩個部位成一直線地穿設有沿著該短邊延伸的開口部 1 4a。同樣的,在沿著頂板5的另一個短邊的全長延伸的 側板1 5內,在兩個部位成一直線地穿設有沿著該短邊延 伸的開口部1 5 a。另外’在各個側板1 2〜1 5上穿設的狹 縫狀的開口部12a〜15a的寬度尺寸(狹縫寬度)都被設定 在1mm以下。而且,各個側板12〜15的前端(下端)都隔 著間隙S與電路基板1相對向,並且其對向間隔也被設定 在1 m m以下。 詳細說明外殼兼用天線元件4的各個腳片6〜1 1。供 電腳片6的下端部連接在前述配線圖案的供電線上,透過 供電腳片6朝頂板5的供電點(供電腳片6的上端彎折部) 提供既定的高頻信號。短路腳片7、8透過電路基板1的 貫通孔與接地導體層2連接。各保持腳片9〜1 1都連接在 電路基板1上的電氣獨立的焊墊上,而這些焊墊和接地導 體層2之間載入著靜電電容。即,該外殻兼用天線元件 4,藉由將各個腳片6〜1 1焊接在對應的焊墊上,能夠以 -12 - 200832810 穩定的姿勢安裝在電路基板1上,並且頂板5與電路基板 1隔著既定間隔相對向。而且,該外殻兼用天線元件4如 圖所示,在四個角部配設短路腳片7、8以及保持腳片 1 0、1 1,並且在與供電腳片6呈點對稱的位置設置與該供 電腳片6相同形狀的保持腳片9,因此即使將長邊方向兩 端的方向顛倒,其外觀仍是形成相同’亦即設計成對稱形 狀。 具有前述構造的天線一體型模組,因爲覆蓋電路元件 群3的鈑金製的外殼兼用天線元件4連接在接地導體層2 上,所以該外殼兼用天線元件4具備屏蔽罩的作用。又’ 外殻兼用天線元件4的矩形的頂板5 ’在其長邊方向的一 端側配設了短路腳片7、8 ’另一端側則保持電氣斷開的 狀態,藉由來自供電腳片6的供電可激振該頂板5 ’能夠 使該頂板5具備倒F型鈑金天線的輻射導體的作用。 即,本實施形態例的天線一體型模組’覆蓋高頻電路 的主要部分的外殼兼用天線元件4不僅具備屏蔽罩的作 用,而且還具備倒F型天線的天線元件的作用’與在平面 上並列配設相互獨立元件的天線元件和屏蔽罩的構造相 比,容易實現小型化和低成本。並且’外殼兼用天線元件 4,在保持腳片9〜1 1集中的電氣斷開的一側、亦即在供 電時成爲電場區域的一側’載入靜電電容’因此更容易實 現整個模組的小型化。 又,該天線一體型模組’在外殻兼用天線元件4的頂 板5和各側板1 2〜1 5上分別穿設有複數個開口部5 a和 -13- 200832810 12a〜15a,透過這些開口部5a和12a〜15a使空氣能夠順 暢地流通,因此在熔焊製程中熱量就容易傳到被外殼兼用 天線元件4覆蓋的電路基板1上的區域,而能夠一倂實施 在電路基板1上裝載的電路元件群3的熔焊和外殻兼用天 線元件4的熔焊。即,因爲沒有必要反覆實施熔焊製程, 所以能夠更低成本地製造。 而且,在該天線一體型模組中,側板1 2〜1 5從頂板 5的周緣朝電路基板1側下垂,並且各個側板1 2〜1 5的 前端和電路基板1之間的對向間隔(間隙S)被設定在1mm 以下,因此從側面朝被外殼兼用天線元件4覆蓋的空間內 ***烙鐵等就變得很難。又,開口部5a和12a〜15a都形 成寬度爲1 mm以下的狹縫狀,所以朝這些開口部5 a和 1 2a〜1 5 a內***烙鐵等也變得困難。因此,該天線一體 型模組的高頻電路的主要部分被非法改造的危險性減小。 又,在本實施形態例的天線一體型模組,鈑金製的外 殻兼用天線元件4的形狀單純而易於製造。而且設計成即 使該外殼兼用天線元件4將長邊方向兩端的方向顛倒其外 觀還是相同’亦即呈對稱形狀’因此在電路基板1上裝載 外殼兼用天線元件4的裝配製程中,就沒有必要逐一確認 該天線元件4的方向,而具有提高作業性的優點。 第3圖爲本發明的第2實施形態例的天線一體型模組 的立體圖,第4圖爲沿著第3圖的IV — IV線的截面圖,對 於與第1圖和第2圖對應的部分賦予相同符號,並省略重 複說明。 -14- 200832810 本實施形態例與前述第1實施形態例的不同點在於: 頂板5形成與電路基板1幾乎相同寬度的矩形,以及從該 頂板5的周緣下垂的供電腳片6、短路腳片7、8以及保 持腳片9〜1 1的形成位置,除此之外的構造和作用效果基 本上相同。亦即,沿著頂板5的一個短邊的側板1 4,係 短邊方向的一端側與供電腳片6相連續、中心部以及另一 端側與短路腳片7、8相連續的彎折片;同樣的,沿著頂 板5的另一個短邊的側板1 5,係短邊方向的兩端側和中 心部與保持腳片9、1 0、1 1相連續的彎折片。而且,在沿 著頂板5的一個長邊的全長延伸的側板1 2內,在兩個部 位成一直線地穿設有沿著該長邊延伸的開口部1 2 a,同樣 的,在沿著頂板5的另一個長邊的全長延伸的側板1 3 內,在兩個部位成一直線地穿設有兩個沿著該長邊延伸的 開口部1 3 a。還有,各個側板1 2〜1 5的前端全都隔著間 隙S與電路基板1相對向,而且沿著頂板5的長邊的兩個 側板1 2和1 3,在從長邊方向的一端到另一端的全長範圍 內形成有間隙S。 在具有前述構造的天線一體型模組中,也藉由在連接 器20的兩個導片20b的下側***電路基板1,使電路基 板1透過連接器20電氣及機械連接在主機板30上。在該 連接器連接狀態中,電路基板1被兩個導片20b固定成不 致從連接器20脫離,如第4圖所示,導片20b位於兩側 板12、1 3和電路基板1之間形成的間隙S內。即,將電 路基板1的兩側部***兩導片20b的下側來與連接器20 -15- 200832810 連接時,兩導片20b通過沿著電路基板1的***方向延伸 的兩個側板12、1 3下側的間隙s內,利用間隙S能避免 這些導片2 0 b和側板12、1 3之抵接。因此,能將外殼兼 用天線元件4的頂板5擴大至與電路基板1的寬度尺寸相 同的程度,隨之也能夠將電路基板1上的有限空間當作元 件安裝區域有效利用,還能夠將頂板5的寬廣的面積當作 未圖示的標籤黏貼面來利用。 還有,在前述的各個實施形態例中,說明了頂板5的 各開口部5 a沿著長邊方向延伸的情形,但是各開口部5 a 也可以沿著短邊方向延伸。而且,開口部5a或開口部 1 2a〜1 5 a也可以用小孔代替狹縫狀,而在這種情況下’ 藉由穿設多數個小孔可避免熔焊製程的重複。 【圖式簡單說明】 第1圖爲本發明的第1實施形態例的天線一體型模組 的立體圖。 第2圖爲第1圖所示的模組及連接器的分解立體圖。 第3圖爲本發明的第2實施形態例的天線一體型模組 的立體圖。 第4圖爲沿著第3圖的IV — IV線的截面圖。 【主要元件符號說明】 1 :電路基板 2 :接地導體層 -16 - 200832810 3 :電路元件 4 :外殼兼用天線元件 5 :頂板 5a :開口部 6 :供電腳片 7、8 :短路腳片 9〜1 1 :保持腳片 1 2〜1 5 :側板 1 2 a〜1 5 a :開口部 20 :連接器 2 0 a :連接端子 20b :導片 S :間隙 -17
Claims (1)
- 200832810 十、申請專利範圍 1. 一種天線一體型模組,其特徵在於,係 高頻電路的配線圖案以及接地導體層之電路基 該電路基板的單面上之電路元件群、以及裝載 基板上並覆蓋前述電路元件群之鈑金製的外殼 件; 前述外殼兼用天線元件,係具有:與前述 著既定間隔相對向,具備輻射導體的作用之頂 板的供電點朝前述電路基板側下垂,與前述配 之供電腳片、從前述頂板的一端側的周緣朝前 側下垂,與前述接地導體層連接之短路腳片、 的另一端側的周緣朝前述電路基板側下垂並固 基板上,呈電氣斷路的保持腳片、以及在除了 片和短路腳片和保持腳片以外的位置,從前述 朝前述電路基板側下垂,前端與該電路基板隔 向之側板; 且在前述頂板內離開其周緣的複數部位穿 或小孔狀的開口部。 2 .如申請專利範圍第1項記載之天線一體 中,在前述側板內的離開其周緣的複數部位, 縫狀或小孔狀的開口部。 3 .如申請專利範圍第1項記載之天線一體 中,前述頂板呈矩形,從其長邊方向一端側的 別使前述短路腳片下垂,且從長邊方向另一端 具備:設有 板、安裝在 於前述電路 兼用天線元 電路基板隔 板、從該頂 線圖案連接 述電路基板 從前述頂板 定在該電路 該等供電腳 頂板的周緣 著間隙相對 設有狹縫狀 型模組,其 也穿設有狹 型模組,其 兩個部位分 側的兩個部 -18- 200832810 位分別使前述保持腳片下垂。 4 ·如申請專利範圍第3項記載之天線一體型模組,其 中,藉由在與前述供電腳片呈點對稱的位置附設與該供電 腳片相同形狀的第3前述保持腳片,使前述外殼兼用天線 元件成爲即使將長邊方向兩端的方向顛倒其外觀還是相同 的對稱形狀。 5 _如申請專利範圍第i項記載之天線一體型模組,其 中,前述電路基板可相對於連接器進行插拔,該連接器具 有在板厚方向夾持前述電路基板的兩側部的導片,在將前 述電路基板***前述連接器使兩者處於連接狀態時,前述 導片位於沿著該***方向延伸的前述側板和前述電路基板 之間的前述間隙內。 6 ·如申請專利範圍第5項記載之天線一體型模組,其 中,前述頂板呈矩形,從其短邊方向的一端側的兩個部位 分別使前述短路腳片下垂,從短邊方向的另一端側的兩個 部位分別使前述保持腳片下垂,且在從長邊方向的兩端彻j 下垂的前述側板的全長範圍內形成前述間隙。 7 ·如申i靑專利軔圍弟1項記載之天線'體型模組,宜 中,前述開口部的寬度尺寸以及前述保持脚片的前端與前 述電路基板之對向間隔,都設定在1 mm以下。 -19-
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