TW200832810A - Antenna-integrated module - Google Patents

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)

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-