TWI777540B - 天線模組及其製作方法和終端 - Google Patents

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TWI777540B
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唐龍
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沈芾雲
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大陸商鵬鼎控股（深圳）股份有限公司
大陸商慶鼎精密電子（淮安）有限公司
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Abstract

一種天線模組，包括電路板、天線單元以及晶片封裝件，所述天線單元設置於所述電路板的一側，所述晶片封裝件設置於所述電路板的另一側並與所述天線單元相對應，所述電路板包括第一導電結構和第二導電結構，所述天線單元包括第三導電結構，所述第一導電結構、所述第二導電結構和所述第三導電結構同軸設置並依次連接，所述晶片封裝件藉由所述第一導電結構、所述第二導電結構和所述第三導電結構與所述天線單元電連接。上述天線模組中的天線單元和晶片封裝件之間的傳輸路徑最小化，降低傳輸損耗。本申請還提供上述天線模組的製備方法以及應用上述天線模組的終端。

Description

天線模組及其製作方法和終端
本發明涉及通信領域，特別涉及一種天線模組、包括該天線模組的終端以及該天線模組的製作方法。
5G時代，毫米波技術被大規模運用到通訊模組(終端設備)中。將毫米波技術應用到終端設備時，如果採用傳統的天線和晶片分離的方式，會導致信號傳輸效率低下。
有鑑於此，有必要提供一種能夠解決上述技術問題的天線模組及其製作方法和終端。
本申請一實施方式提供一種天線模組，包括電路板、天線單元以及晶片封裝件，所述天線單元設置於所述電路板的一側，所述晶片封裝件設置於所述電路板的另一側並與所述天線單元相對應，所述電路板包括第一導電結構和第二導電結構，所述天線單元包括第三導電結構，所述第一導電結構、所述第二導電結構和所述第三導電結構同軸設置並依次連接，所述晶片封裝件藉由所述第一導電結構、所述第二導電結構和所述第三導電結構與所述天線單元電連接。
本申請另一實施方式還提供一種天線模組的製備方法，包括以下步驟： 提供第一層疊結構，所述第一層疊結構包括第一基材層、設置於所述第一基材層相對兩表面的第一導電層和第二導電層以及貫通第一基材層並電連接所述第一導電層和所述第二導電層的多個第一導電結構；提供第二層疊結構，所述第二層疊結構包括第二基材層、設置於所述第二基材層一表面的第三導電層以及貫通所述第二基材層的多個第二導電結構，部分第二導電結構露出於所述第三導電層外，另一部分第二導電結構與所述第三導電層電連接；提供天線單元，所述天線單元包括基板以及設置於所述基板相對兩表面的輻射貼片和接地板；將所述第一層疊結構、所述第二層疊結構以及所述天線單元依序堆疊，所述第二基板覆蓋所述第二導電層，所述接地層與露出於所述第三導電層外的第二導電結構相連接；在所述第三導電層背離所述第二基材層的表面以及所述第一導電層背離所述第一基材層的表面分別設置覆蓋膜，並去除部分覆蓋膜以露出所述第一連接墊和所述第三連接墊；將晶片封裝件安裝於部分第一連接墊上，並在所述覆蓋膜上設置屏蔽層，另一部分第一連接墊和所述第三連接墊分別與相應的屏蔽層相連接。
本申請另一實施方式還提供一種終端，所述終端包括上述天線模組。
本申請實施方式提供的天線模組，將所述天線單元、所述電路板以及所述晶片封裝件集成於一體，且所述天線單元和所述晶片封裝件藉由同軸設置的導電結構電連接，使得所述天線單元和所述晶片封裝件之間的傳輸路徑最小化，從而降低傳輸損耗。
100:天線模組
10:電路板
20:天線單元
30:晶片封裝件
11:第一導電層
12:第一基材層
13:第二導電層
14:第二基材層
15:第三導電層
111:第一連接墊
131:第二連接墊
141:第二導電結構
16:覆蓋膜
17:屏蔽層
21:基板
22:輻射貼片
23:接地板
211:第三導電結構
31:錫球
132:信號線
133:電源線
151:第三連接墊
151a:第一表面
151b:第二表面
205:第一層疊結構
200:第一覆銅板
201:第一銅層
203:盲孔
305:第二層疊結構
300:第二覆銅板
301:第二銅層
302、402:通孔
400:第三覆銅板
401:第三銅層
圖1為本申請一實施方式提供的天線模組的截面示意圖。
圖2為本申請另一實施方式提供的天線模組的局部截面示意圖。
圖3為本申請又一實施方式提供的天線模組的局部截面示意圖。
圖4為本申請又一實施方式提供的天線模組的局部截面示意圖。
圖5為本申請一實施方式提供的覆銅板的截面示意圖。
圖6為在圖5所示覆銅板上形成盲孔後的截面示意圖。
圖7為在圖6所示盲孔中形成第一導電結構後的截面示意圖。
圖8為在圖7所示結構上製作線路後的截面示意圖。
圖9為本申請另一實施方式提供的覆銅板的截面示意圖。
圖10為在圖9所示覆銅板上製作線路後的截面示意圖。
圖11為在圖10所示覆銅板上形成通孔後的截面示意圖。
圖12為對圖11所示通孔進行塞孔形成第二導電結構後的截面示意圖。
圖13為本申請另一實施方式提供的覆銅板的截面示意圖。
圖14為在圖13所示覆銅板上形成通孔後的截面示意圖。
圖15為在圖14所示通孔中形成第三導電結構後的截面示意圖。
圖16為在圖15所示結構上製作線路後的截面示意圖。
圖17為將圖8所示結構、圖12所示結構和圖16所示結構依次壓合後的截面示意圖。
圖18為在圖17所示結構上設置覆蓋膜後的截面示意圖。
圖19為在圖18所示結構上設置屏蔽層和晶片封裝件後的截面示意圖。
下面將對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方 式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是，除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。在本發明實施方式中使用的術語是僅僅出於描述特定實施方式的目的，而非旨在限制本發明。
請參閱圖1，本申請一實施方式提供的天線模組100，包括電路板10、天線單元20、以及晶片封裝件30。所述天線單元20設置於所述電路板10的一側，所述晶片封裝件30設置於所述電路板10的另一側並與所述天線單元20相對應。
所述電路板10包括依次層疊設置的第一導電層11、第一基材層12、第二導電層13、第二基材層14以及第三導電層15。所述第一導電層11包括多個第一連接墊111，所述第二導電層13包括多個第二連接墊131，所述第一連接墊111藉由貫通所述第一基材層12的第一導電結構121電連接相應的第二連接墊131。所述第一導電結構121可以為導電孔或導電柱。本實施方式中，所述第一導電結構121為導電孔。所述第三導電層15覆蓋所述第二基材層14背離所述第二導電層13的表面的一部分。所述第三導電層15包括多個第三連接墊(圖未示)。所述電路板10還包括貫通所述第二基材層14的多個第二導電結構141，所述第二導電結構141的一端與相應第二連接墊131電連接。一部分第二導電結構141的另一端露出於第二基材層14外，另一部分第二導電結構141的另一端與相應的第三連接墊電連接。所述第二導電結構141可以為導電孔或導電柱。本實施方式中，所述第二導電結構141為導電柱。
所述第一導電層11、所述第二導電層13和所述第三導電層15的材料為金屬，例如為銅。所述第一基材層12和所述第二基材層14均為柔性基材層，其材料均為熱塑性樹脂，例如為液晶聚合物(LCP)或氟樹脂等。所述第一 基材層12和所述第二基材層14的介電常數(Dk)為2.0~3.5，其介電損耗(Df)為0.001~0.0035。
進一步地，所述第一導電層11背離所述第一基材層12的表面以及所述第三導電層15背離所述第二基材層14的表面均覆蓋有覆蓋膜16。一部分第一連接墊111露出於相應的覆蓋膜16外，用於電連接其他元件。所述覆蓋膜16包括層疊設置的膠粘層和覆蓋層。所述膠粘層覆蓋於相應的第一導電層11或第三導電層15上。所述膠粘層的材料為常用膠粘劑，所述覆蓋層的材料為PET。所述覆蓋膜16的厚度為20~40μm。
進一步地，所述覆蓋膜16背離相應第一導電層11或第三導電層15的表面覆蓋有屏蔽層17。所述屏蔽層17由導電材料製成。本實施方式中，所述屏蔽層17為導電布。所述屏蔽層17的厚度小於10μm。
所述天線單元20設置於所述第二基材層14背離所述第二導電層13的裸露表面，即所述天線單元20設置於所述第二基材層14背離所述第二導電層13的表面上未被所述第三導電層15覆蓋的部分。所述天線單元20包括基板21以及設置於所述基板21相對兩表面的輻射貼片22和接地板23。所述接地板23與所述第二基材層14相貼合，並與露出於所述第二基材層14外的第二導電結構141相連接。所述輻射貼片22和所述接地板23的材料為金屬。所述輻射貼片22和所述接地板23藉由貫通所述基板21的第三導電結構211電連接。所述第三導電結構211可以為導電孔、導電柱或其組合。本實施方式中，所述第三導電結構211為導電孔。所述第三導電結構211、所述第二導電結構141以及所述第一導電結構121同軸設置。
所述基板21為剛性基板，其材料包括具有低介電常數和低介電損耗的絕緣材料。所述絕緣材料為包含玻纖的環氧樹脂或碳氫樹脂，所述絕緣材料的介電常數為2.0~3.5，所述絕緣材料的介電損耗為0.001~0.0035。所述基板21由一層絕緣層或由絕緣層和導電層交替堆疊的多層結構構成。
所述晶片封裝件30藉由錫球31安裝於裸露於所述覆蓋膜16外的第一連接墊111上，藉由相應的第一導電結構121、第二導電結構141和第三導電結構211與所述天線單元20的輻射貼片22電連接。所述晶片封裝件30採用系統級封裝(SIP)。
請參閱圖2，在一些實施方式中，所述第二導電層13還包括信號線132和電源線133。所述信號線132位於相鄰的兩個第二連接墊131之間，並與所述第二連接墊131間隔預設距離。所述第三連接墊151露出於相應的覆蓋膜16外，並與相應的屏蔽層17相連接。另一部分第一連接墊111露出於相應的覆蓋膜16外，並與相應的屏蔽層17相連接。由此，兩個屏蔽層17、兩個第三連接墊151、兩個第二導電結構141、兩個第二連接墊131、兩個第一導電結構121、以及兩個第一連接墊111共同環繞在一個信號線132的周圍，構成外部環繞的電磁屏蔽結構。所述第一導電層11和所述第三導電層15均不包括信號線，所述電路板10的信號線132全部位於所述第二導電層13中。所述電源線133與所述信號線132間隔預設距離。在一些實施方式中，所述第三連接墊151背離所述第二導電結構141的表面為平面。
請參閱圖3，在一些實施方式中，所述電源線133位於所述第一導電層11或所述第三導電層15上，且所述電源線133和所述信號線132在所述電路板10的厚度方向上相互錯開。所述電路板10的厚度方向指的是所述第一基材層12和所述第二基材層14的堆疊方向。
請參閱圖4，在一些實施方式中，所述第三連接墊151包括背離所述第二導電結構141的第一表面151a。所述第一表面151a的一部分被所述覆蓋膜16覆蓋，另一部分露出於所述覆蓋膜16外。所述第一表面151a的裸露部分沿所述電路板10的厚度方向向內凹陷形成第二表面151b，所述第二表面151b與所述屏蔽層17相連接。在一些實施方式中，所述第二表面151b和所述第一表面151a之間的距離為5~10μm。
請參閱圖5至圖19，本發明一實施方式提供上述封裝電路結構的製作方法，其包括以下步驟：
步驟S1，請參閱圖8，提供第一層疊結構205，所述第一層疊結構205包括第一基材層12、設置於所述第一基材層12相對兩表面的第一導電層11和第二導電層13以及貫通第一基材層12並電連接所述第一導電層11和所述第二導電層13的多個第一導電結構121。
具體的，步驟S1包括以下步驟：
步驟S11，請參閱圖5，提供第一覆銅板200，所述第一覆銅板200包括第一基材層12以及設置於所述第一基材層12相對兩個表面的第一銅層201。
步驟S12，請參閱圖6，對所述第一覆銅板200進行鑽孔，形成貫通所述第一基材層12和一個第一銅層201的盲孔203。本實施方式中，藉由機械鑽孔或鐳射鑽孔工藝進行鑽孔。
步驟S13，請參閱圖7，在所述盲孔203的孔壁電鍍金屬層以形成所述第一導電結構121。
步驟S14，請參閱圖8，在所述兩個第一銅層201上進行線路製作形成所述第一導電層11和所述第二導電層13，以得到所述第一層疊結構205。在一些實施方式中，採用光刻工藝在所述第一銅層201上進行線路製作。
所述第一導電層11包括間隔設置的多個第一連接墊111。所述第二導電層13包括信號線(圖未示)和間隔設置於所述信號線兩側的第二連接墊131。所述第一連接墊111藉由相應的第一導電結構121與第二連接墊131電連接。
步驟S2，請參閱圖12，提供第二層疊結構305，所述第二層疊結構305包括第二基材層14、設置於所述第二基材層14一表面的第三導電層15以及貫通所述第二基材層14的多個第二導電結構141，部分第二導電結構141 露出於所述第三導電層15外，另一部分第二導電結構141與所述第三導電層15電連接。
具體的，步驟S2包括以下步驟：
步驟S21，請參閱圖9，提供第二覆銅板300，所述第二覆銅板300包括第二基材層14和覆蓋於所述第二基材層14一表面的第二銅層301。
步驟S22，請參閱圖10，對所述第二銅層301進行電路製作形成第三導電層15。所述第三導電層15包括間隔設置的多個第三連接墊151。
步驟S23，請參閱圖11，對所述第二基材層14進行鑽孔，形成貫通所述第二基材層14的多個通孔302。其中，部分通孔302的位置和所述第三連接墊151的位置相對應。
步驟S24，請參閱圖12，在所述通孔302中填入導電材料形成所述第二導電結構141，以得到所述第二層疊結構305。
步驟S3，請參閱圖16，提供天線單元20，所述天線單元20包括所述基板21以及設置於所述基板21相對兩表面的輻射貼片22和接地板23。
具體的，步驟S3包括以下步驟：
步驟S31，請參閱圖13，提供第三覆銅板400，所述第三覆銅板400包括基板21以及設置於所述基板21相對兩個表面上的兩個第三銅層401。
步驟S32，請參閱圖14，對所述第三覆銅板400進行鑽孔，形成貫通所述基板21以及所述兩個第三銅層401的通孔402。
步驟S33，請參閱圖15，在所述通孔402的孔壁電鍍金屬層以形成所述第三導電結構211。
步驟S34，請參閱圖16，對所述兩個第三銅層401進行線路製作形成輻射貼片22和接地板23，得到所述天線單元20。
步驟S4，請參閱圖17，將所述第一層疊結構205、所述第二層疊結構305以及所述天線單元20依序堆疊，其中，所述第二基材層14覆蓋所述第二導電層13，所述接地板23與露出於所述第三導電層15外的第三連接墊151 相連接，所述第三導電結構211、所述第二導電結構141以及所述第一導電結構121同軸設置並依次連接。
步驟S5，請參閱圖18，在所述第三導電層15背離所述第二基材層14的表面以及所述第一導電層11背離所述第一基材層12的表面分別設置覆蓋膜16，並去除部分覆蓋膜16以露出所述第一連接墊111和所述第三連接墊151。其中，一個覆蓋膜16的一端與所述基板21相接觸。
在一些實施方式中，藉由鐳射燒灼去除部分覆蓋膜16。
步驟S6，請參閱圖19，將晶片封裝件30安裝於部分第一連接墊111上，並在所述覆蓋膜16上設置屏蔽層17。其中，一個屏蔽層17覆蓋一個覆蓋膜16並與所述第三連接墊151電連接，另一個屏蔽層17覆蓋另一個覆蓋膜16並與其他的第一連接墊111電連接。
本申請一實施方式還提供一種終端，所述終端可以是手機、平板電腦、個人數位助理、車載電腦等。所述終端包括所述天線模組100，所述輻射貼片22面向所述終端的外部設置，所述電路板10可彎折地佈置於所述終端500的殼體中。
本申請實施方式提供的天線模組100，將所述天線單元20、所述電路板10以及所述晶片封裝件30集成於一體，且所述天線單元20和所述晶片封裝件30藉由同軸設置的導電結構電連接，使得所述天線單元20和所述晶片封裝件30之間的傳輸路徑最小化，從而降低傳輸損耗。另外，所述天線單元20的基板21為剛性基板，所述晶片封裝件30的位置與所述天線單元20的位置相對應，使得所述基板21可為所述晶片封裝件30提供支撐，從而不需要額外的加強片。另外，藉由將屏蔽層17設置在覆蓋膜16背離信號線132的表面，使得在電路板10的總厚度不變的情況下增加了信號線132與屏蔽層17之間的厚度，從而使得信號線132的線寬可增加。
另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍內。
100:天線模組
10:電路板
20:天線單元
30:晶片封裝件
11:第一導電層
12:第一基材層
13:第二導電層
14:第二基材層
15:第三導電層
111:第一連接墊
131:第二連接墊
141:第二導電結構
16:覆蓋膜
17:屏蔽層
21:基板
22:輻射貼片
23:接地板
211:第三導電結構
31:錫球

Claims (9)

  1. 一種天線模組，其中，包括電路板、天線單元以及晶片封裝件，所述天線單元設置於所述電路板的一側，所述晶片封裝件設置於所述電路板的另一側並與所述天線單元相對應，所述電路板包括第一導電結構和第二導電結構，所述天線單元包括第三導電結構，所述第一導電結構、所述第二導電結構和所述第三導電結構同軸設置並依次連接，所述晶片封裝件藉由所述第一導電結構、所述第二導電結構和所述第三導電結構與所述天線單元電連接，所述天線單元包括基板以及設置於所述基板相對兩表面的輻射貼片和接地板，所述接地板與所述電路板相接觸，所述第三導電結構貫通所述基板並電連接所述輻射貼片和所述接地板。
  2. 如請求項1所述的天線模組，其中，所述電路板包括依次層疊設置的第一導電層、第一基材層、第二導電層、第二基材層以及第三導電層，所述晶片封裝件與所述第一導電層相連接，所述第一導電結構貫通所述第一基材層並電連接所述第一導電層和所述第二導電層，所述第二導電結構貫通所述第二基材層並電連接所述第二導電層和所述第三導電層，所述天線單元與所述第三導電層位於所述第二基材層的同一表面上，所述接地板與所述第二導電結構電連接。
  3. 如請求項2所述的天線模組，其中，所述第二導電層包括間隔設置的多個第二連接墊以及位於相鄰連接墊之間的信號線，所述第二連接墊藉由所述第一導電結構與所述第一導電層電連接，並藉由所述第二導電結構與所述第三導電層電連接。
  4. 如請求項3所述的天線模組，其中，所述電路板還包括設置於所述第一導電層以及所述第三導電層上的覆蓋膜以及設置於所述覆蓋膜上的屏蔽層，所述第一導電層包括間隔設置的多個第一連接墊，部分第一連接墊露出於相應的覆蓋膜外並與所述晶片封裝件相連接，另一部分第一連接墊的一表面露出於相應的覆蓋膜外並與相應的屏蔽層電連接，且另一部分第一連接墊的另一表面 藉由所述第一導電結構與相應的第二連接墊電連接，所述第三導電層包括間隔設置的多個第三連接墊，所述第三連接墊的一表面露出於相應的覆蓋膜外並與相應的屏蔽層電連接，且所述第三連接墊的另一表面藉由所述第二導電結構與相應的第二連接墊電連接。
  5. 如請求項3所述的天線模組，其中，所述電路板還包括電源線，所述電源線位於所述第二導電層中。
  6. 如請求項3所述的天線模組，其中，所述電路板還包括電源線，所述電源線位於所述第一導電層或所述第三導電層中，所述電源線和所述信號線在所述電路板的厚度方向上相互錯開。
  7. 如請求項2所述的天線模組，其中，所述第一基材層和所述第二基材層均為柔性基材層，所述基板為剛性基板。
  8. 一種如請求項1-7任一項所述的天線模組的製備方法，包括以下步驟：提供第一層疊結構，所述第一層疊結構包括第一基材層、設置於所述第一基材層相對兩表面的第一導電層和第二導電層以及貫通第一基材層並電連接所述第一導電層和所述第二導電層的多個第一導電結構；提供第二層疊結構，所述第二層疊結構包括第二基材層、設置於所述第二基材層一表面的第三導電層以及貫通所述第二基材層的多個第二導電結構，部分第二導電結構露出於所述第三導電層外，另一部分第二導電結構與所述第三導電層電連接；提供天線單元，所述天線單元包括基板以及設置於所述基板相對兩表面的輻射貼片和接地板；將所述第一層疊結構、所述第二層疊結構以及所述天線單元依序堆疊，所述第二基板覆蓋所述第二導電層，所述接地層與露出於所述第三導電層外的第二導電結構相連接； 在所述第三導電層背離所述第二基材層的表面以及所述第一導電層背離所述第一基材層的表面分別設置覆蓋膜，並去除部分覆蓋膜以露出所述第一連接墊和所述第三連接墊；將晶片封裝件安裝於部分第一連接墊上，並在所述覆蓋膜上設置屏蔽層，另一部分第一連接墊和所述第三連接墊分別與相應的屏蔽層相連接。
  9. 一種終端，其中，包括如請求項1-7任一項所述的天線模組。
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