專利名稱：天線模塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線模塊及其制造方法，特別是涉及一種具有多個天線元件的天線模塊及其制造方法。
背景技術(shù)：
在一無線網(wǎng)絡(luò)中，例如無線PAN(個人局域網(wǎng)絡(luò))、無線LAN(局域網(wǎng)絡(luò))、無線WAN(廣域網(wǎng)絡(luò))、蜂巢式網(wǎng)絡(luò)，若要在任何無線網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)中的裝置之間提供無線連接及通訊時，則裝備需要天線之接收器及傳輸器(或收發(fā)器)，以有效地向此無線網(wǎng)絡(luò)中的其它元件發(fā)射(傳輸)所需的信號，或者自此無線網(wǎng)絡(luò)中的其它元件接收所需的信號。在現(xiàn)有的無線通訊系統(tǒng)中，無線裝置的天線一般是密封或安裝于印刷電路板或封裝基板上。然而，在無線通訊的需求逐漸增加的情形下，無線裝置需設(shè)置更多的天線，且需依據(jù)不同的使用需求來改變各個天線發(fā)出的電磁波頻率(如高頻或低頻)，因而增加無線裝置的天線的設(shè)計及制造困難。故，有必要提供一種天線模塊及其制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實施例在于提供一種天線模塊，所述天線模塊包括基板、多個天線、至少一透鏡及多個相位調(diào)整器。天線是設(shè)置于基板上，透鏡是設(shè)置于基板上，并覆蓋天線，相位調(diào)整器是埋設(shè)于基板中，并分別電性連接于天線。本發(fā)明的另一實施例在于提供一種天線模塊的制造方法。在此天線模塊的制造方法中，首先，提供一基板，其中基板埋設(shè)有多個相位調(diào)整器，接著，設(shè)置多個天線于基板上，其中相位調(diào)整器是分別電性連接于天線，接著，設(shè)置至少一透鏡于基板上，并覆蓋所述天線。本發(fā)明的天線模塊可通過透鏡來改善天線的傳輸信號的指向性，進而可改善信號的增益及收發(fā)質(zhì)量。又，通過切換各個天線的相位調(diào)整器的相位調(diào)變，可彈性地調(diào)整整個天線模塊的輻射場形，以符合各種信號傳輸需求為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下


圖IA顯示依照本發(fā)明的一實施例的天線模塊的上視圖；圖IB顯示依照本發(fā)明的一實施例的天線模塊的部分剖面圖；圖2A至圖2J顯示依照本發(fā)明的多個實施例的透鏡的示意圖；圖3A至圖3D顯示依照本發(fā)明的一實施例的天線模塊的制造流程圖；4A至圖4C顯示依照本發(fā)明的另一實施例的天線模塊的制造流程圖；圖5顯示依照本發(fā)明的又一實施例的透鏡的示意圖；以及
圖6顯示依照本發(fā)明的又一實施例的透鏡的示意圖。
具體實施例方式以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實施的特定實施例。本發(fā)明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「側(cè)面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。在圖中，結(jié)構(gòu)相似的單元是以相同標號表示。請參照圖IA及圖1B，圖IA顯示依照本發(fā)明的一實施例的天線模塊的上視圖，圖IB顯示依照本發(fā)明的一實施例的天線模塊的部分剖面圖。本實施例的天線模塊100可搭配或設(shè)置于電子裝置(未顯示)上，用于傳送或接收無線信號。天線模塊100包括基板110、多個天線120、至少一透鏡130及多個相位調(diào)整器(Phase Shifter) 140。天線120是設(shè)置于基板110上，透鏡130是設(shè)置于基板110上且覆蓋住天線120，相位調(diào)整器140是埋設(shè)于基板110中且通過基板110內(nèi)的電路層112分別電性連接于天線120，以調(diào)整天線120所收發(fā)信號的相位。如圖IA及圖IB所示，基板110可例如為印刷電路板(PCB)或軟性印刷電路板(FPC)。在本實施例中，基板110的下表面可設(shè)有連接元件111，例如焊球或凸塊，以連接或安裝于電子裝置上?；?10內(nèi)具有至少一電路層112，在本實施例中，可作為與下表面的連接元件111、天線120及相位調(diào)整器140的電性連結(jié)。天線120是設(shè)置于基板110的一側(cè)表面上，并與上述基板110內(nèi)的電路層電性連接，天線120用于收發(fā)無線信號，且多個(至少二個)天線120可排列于基板110上，而形成一天線矩陣(例如3 X 3或2 X 2)，其中每一天線120的寬度可為2 3毫米(mm)，例如2. 5mm,天線的寬度可視基板使用的材料而調(diào)整，例如使用陶瓷基板，由于陶瓷基板的等效介電常數(shù)較高，且信號的損耗會較少，因此寬度可以更短，以確保信號的傳輸質(zhì)量。透鏡130是分別對應(yīng)地覆蓋于每一天線120上，用于改善天線120的傳輸信號的指向性，進而可改善信號的增益及收發(fā)質(zhì)量。所述“指向性(directional)”是指天線120發(fā)出的電磁波是近乎平行的平行波(而非全向性的放射狀波)，指向性強的天線雖僅能將電磁波傳輸?shù)揭惠^局限的窄小方位，但相對的傳輸距離會比較遠。如圖IA及圖IB所示，透鏡130是由透明材料所制成，例如玻璃、硅膠或塑料材料(如PC)。透鏡130的上表面具有一或多個凸狀結(jié)構(gòu)，以改善天線120的傳輸信號的指向性。在本實施例中，多個透鏡130是設(shè)置于基板110上且分別覆蓋住天線120。每一透鏡130具有一弧形腔室131，用于容置天線120，并可預(yù)先擴大天線120的信號傳輸。其中每一透鏡130的長度或直徑為3 5mm，例如3. 5mm，透鏡的長度或直徑可視輻射體的大小做改變，例如輻射體寬度變小，透鏡的直徑也會跟著變小，以確保信號的指向性，也就是可用以將天線120發(fā)出的放射狀電磁波改變成近乎平行的電磁波。而弧形腔室131的內(nèi)徑約可為
2.5 4mm?；⌒吻皇?31的作用在于提供一空間(介質(zhì)為空氣)使天線120先發(fā)出放射狀電磁波，放射狀電磁波接著再進入透鏡130的材質(zhì)(介質(zhì)為玻璃、硅膠或塑料材料)內(nèi)改變成近乎平行的電磁波，再將近乎平行的電磁波向外發(fā)射至外部空氣中。如圖IA及圖IB所示，相位調(diào)整器140例如為微機電技術(shù)(MEMS)制作的微型開關(guān)或二極管，其分別電性連接于天線120，用于個別地調(diào)整一個或多個天線120的傳輸信號的相位。當(dāng)天線120收發(fā)無線信號時，通過改變天線矩陣中的一個或多個天線120的信號相位，可間接地改變天線模塊100的天線矩陣的輻射場形。因此，依據(jù)不同的使用需求，例如用于高頻或低頻的電子產(chǎn)品，通過切換各天線120的相位調(diào)整器140的相位調(diào)變，可彈性地調(diào)整天線模塊100整體的輻射場形，以符合各種信號傳輸需求。請參照圖2A至圖2J，其顯示依照本發(fā)明的一多個實施例的透鏡的示意圖。在圖2A及2B本實施例中，透鏡130可為V形(V-cut)透鏡，、在圖2C及2D實施例中，透鏡130可為波浪形透鏡，、在圖2E及2F實施例中，透鏡130可為棱鏡矩陣透鏡，、在圖2G至21實施例中，透鏡130可為點狀圖案透鏡，或在圖2J實施例中，透鏡130可為菲涅耳透鏡(Fresnellens)。請參照圖3A至圖3D，其顯示依照本發(fā)明的一實施例的天線模塊的制造流程圖。當(dāng)制造本實施例的天線模塊100時，首先，如圖3A所示，提供基板110，且設(shè)置天線120于基板110上，其中基板110內(nèi)埋設(shè)有電路層(未標示)及相位調(diào)整器140，相位調(diào)整器140是通過電路層分別電性連接于天線120。接著，設(shè)置透鏡130于基板110上，并覆蓋天線120。此時，如圖3B及圖3C所示，透鏡130的下表面可設(shè)有固定插梢132，用于將透鏡130插置固定于基板110的對應(yīng)通孔(未標示)上，在透鏡130插置于基板110上之后，固定插梢132的端部132a是外露于基板110的下表面之外。接著，如圖3D所示，熱熔固定插梢132的外露端部133a而成為一變形的固定端部，以穩(wěn)固地固定透鏡130于基板110上。請參照圖4A至圖4C，其顯示依照本發(fā)明的另一實施例的天線模塊的制造流程圖。當(dāng)制造本實施例的天線模塊100時，首先，如圖4A所示，提供基板110，且設(shè)置天線120于基板110上，其中基板110內(nèi)埋設(shè)有電路層(未標示)及相位調(diào)整器140，相位調(diào)整器140是分別電性連接于天線120。接著，設(shè)置透鏡130于基板110上，并覆蓋天線120。此時，如圖4B所示，可形成黏著層101于基板110的上表面。接著，如圖4C所示，通過黏著層101，將透鏡130固定于基板110上。接著，如圖4C所示，可加熱黏著層101，使得透鏡130可更穩(wěn)固地固定于基板110上。請參照圖5，其顯示依照本發(fā)明的又一實施例的透鏡的示意圖。在又一實施例中，一個透鏡230 (或透鏡片)是覆蓋于多個天線120上，此透鏡230具有多個弧形腔室231及多個凸狀結(jié)構(gòu)233，弧形腔室231是形成于透鏡230的下表面，以分別對應(yīng)容置天線120。凸狀結(jié)構(gòu)233例如為半球形或棱形凸狀結(jié)構(gòu)，凸狀結(jié)構(gòu)233可分別對位于天線120，用于改善天線120的傳輸信號的指向性。請參照圖6，其顯示依照本發(fā)明的又一實施例的透鏡的示意圖。在又一實施例中，相較于圖1B，基板110下表面的連接元件311可為接腳(Leads)，用于連接或安裝于電子裝置上。綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，但上述優(yōu)選實施例并非用以限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種天線模塊，其特征在于所述天線模塊包括一基板，具有一上表面，一下表面及至少一電路層，其中所述電路層位于所述上表面與所述下表面之間；多個天線，設(shè)置于所述基板的上表面；至少一透鏡，設(shè)置于所述基板的上表面，并覆蓋所述天線；以及多個相位調(diào)整器，埋設(shè)于所述基板中，并分別電性連接于所述基板的電路層及所述天線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線模塊，其特征在于所述基板的下表面設(shè)有連接元件，其中所述連接元件電性連接于所述基板的電路層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線模塊，其特征在于所述至少一透鏡為多個透鏡，其分別覆蓋住所述天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線模塊，其特征在于每一所述透鏡具有一弧形腔室，用于容置所述天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線模塊，其特征在于所述至少一透鏡為一個透鏡，所述透鏡具有多個凸狀結(jié)構(gòu)，所述凸狀結(jié)構(gòu)是分別對位于所述天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線模塊，其特征在于所述透鏡具有多個弧形腔室，以分別對應(yīng)容置所述天線。
7.一種天線模塊的制造方法，其特征在于所述制造方法包括提供一基板，其中所述基板埋設(shè)有至少一電路層及多個相位調(diào)整器；設(shè)置多個天線于所述基板上，其中所述相位調(diào)整器是分別電性連接于所述基板的電路層及所述天線；以及設(shè)置至少一透鏡于所述基板上，并覆蓋所述天線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于當(dāng)設(shè)置所述透鏡于所述基板上時，所述透鏡的下表面設(shè)有固定插梢，用于將所述透鏡插置于所述基板上，在所述透鏡插置于所述基板上之后，所述固定插梢的端部是外露于所述基板的下表面之外。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于在所述透鏡插置于所述基板上之后，熱熔所述固定插梢的所述外露端部。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于當(dāng)設(shè)置所述透鏡于所述基板上時，通過黏著層，將所述透鏡固定于所述基板上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種天線模塊及其制造方法，在制造方法中，基板埋設(shè)有多個相位調(diào)整器，多個天線是設(shè)置于基板上，并分別電性連接于相位調(diào)整器，接著，設(shè)置至少一透鏡于基板上，并覆蓋天線。本發(fā)明的天線模塊可利用透鏡改善天線的傳輸信號的指向性，并可依需求通過切換各天線的相位調(diào)整器來改變輻射場形。
文檔編號H01Q21/00GK102916258SQ20121035095
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者竺煒棠, 林奕嘉 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司