天線裝置及其制作方法

專利名稱：天線裝置及其制作方法
技術領域：
本發明涉及一種天線裝置及其制作方法。具體地說，關于一種利用模內成型制程制作的天線裝置及其方法。
背景技術：
模內裝飾αη-Mold Decoration, IMD)是目前風行的表面裝飾技術，其主要應用在家電產品的表面裝飾及功能性面板、手機視窗鏡片及外殼、洗衣機控制臺、冰箱控制臺、 空調裝置控制臺、汽車儀表盤等多種家電的面板、標志等外觀物品的制作。模內裝飾的技術要點在于把一個印有圖案的薄膜放到模具里進行注塑(Injection Molding，又稱射出成型)動作。當塑件成型后，上述帶有圖案的薄膜會與塑料融為一體，使圖案呈現在塑件的表面。此種制程所使用的薄膜大致由下列三層結構層所組成基材、油墨、及耐磨材料。其中該基材用來承載油墨和耐磨材料，其呈膜狀或片狀，材料可用一般的聚對苯二甲酸乙烯酯 (polyethylene terephthalate, PET)或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)。上述油墨用來形成所要呈現的圖形，或是使塑件呈現金屬、皮革、木紋、石紋等多樣化的產品外觀。耐磨材料則在成型后會位于整體物件的最外面，以提供耐磨、抗刮、抗反射等效果。目前業界已利用上述現有的模內裝飾技術在塑件表面形成印刷式天線，以應用在需要使用天線裝置來傳送與接收信號的小型或微型裝置上，諸如各種手持式行動裝置、無線家電、或射頻辨識標簽(RFID)等。其作法中僅需將原先模內裝飾技術中使用的彩色漾印油墨改成導電油墨，繼而在薄膜表面印出天線圖形即可。上述印刷式的天線在相關應用中有許多優勢，諸如可精確調整天線的諧振頻率、Q值和阻抗等性能參數，以達到天線感應或傳輸所需的目標值；可任意改變天線線圈的形狀、匝數、天線尺寸、及線徑粗細等，以適應業主表面加工的要求；適用在各種不同的現有基材及塑料，其可應用性要高于柱式天線或繞線式天線。對于采用上述模內裝飾制程在塑件表面形成印刷式天線的作法而言，物品中的晶片模塊與天線圖形之間的連接是其制造技術中的一大關鍵環節。在現有的印刷式天線技術中，印刷式天線與電路板之間一般多采用導電膠黏合或是直接壓合的方法來建立電連結。 然，此作法在天線圖形被包覆在薄膜與塑件表面之間的場合中無法實行。對此，目前業界一般會在注塑制程后(即塑件成型后)進行天線圖形與晶片的連結，如通過塑件上預先定義的開口讓天線圖形得以從塑件中露出，再另外拉導線來建立連結。然而，此作法需要額外的連結步驟，且以此作法建立的連結可靠度不佳，其連結結構的設計也將增加塑件整體所需厚度，不適于現今電子裝置小型化的需要。有鑒于上述現有技術的諸多缺點，目前業界亟需改良現有印刷式天線的制作方法，以降低天線裝置的制作成本和所需要的步驟，并提供更好的效能和可靠度。

發明內容
有鑒于上述現有技術的缺點，本發明揭露了一種利用模內成型制程制作的天線裝置及其方法。該天線裝置具有一天線圖形，該天線圖形以黏附方式形成在塑件表面。該天線圖形與一固定在塑件中的導電件電耦接，該導電件還以其自該塑件中露出的部位與一外部電路產生電連結。本發明的方法利用在進行注塑步驟形成塑件前先在模具中置入導電件的方式將該導電件與塑件整合形成，使成型后附在塑件表面上的天線圖形得以通過該導電件與一外部電路產生電連結。本發明提供一種天線裝置，其天線圖形通過模內成型制程與薄膜一起黏附在塑件表面，并經由塑件中的導電件與一外部電路產生電連結。本發明提供一種天線裝置用的導電件，包括一具有與一天線圖形電性耦接的耦接端的耦接部以及一與電路板耦接的接觸部；其中該接觸部的一端與該耦接部連結，且該接觸部與該耦接部呈一夾角，使該耦接部的耦接端與該接觸部的一平面形成一間距，該耦接端自該耦接部向上翹曲并沿遠離該接觸部的方向延伸。本發明提供一種新穎的天線制作方法，其在進行注塑步驟前先將一導電件置于模具中使之與塑件一起成型，成型后該導電件與塑件表面的天線圖形電耦接，且該導電件有一部分自塑件中露出來。本發明的優點在于，不須在塑件成型后再施以額外的制程步驟來使天線圖形得以與外部電路產生電連結，并可提高天線裝置與外部電路耦接的可靠性。本發明的另一優點在于，其將導電件與塑件一起成型的作法可減小塑件整體所需厚度，且該導電件不會在塑件表面造成明顯的突起。在參閱下述詳細的實施方式及相關的圖示與權利要求后，閱讀者將更能了解本發明其他的目的、特征、及優點。


參閱后續的附圖與描述將可更了解本發明的系統及方法。文中未詳列且非限制性的實施例則請參考該后續附圖的描述。圖式中的組成元件并不一定符合比例，而是以強調的方式描繪出本發明的原理。在圖式中，相同的元件在不同圖示中標出相對應的部分。圖1為根據本發明實施例一薄膜和其上圖形的俯視圖；圖為根據本發明實施例以模具沖壓方式形成立體薄膜的示意圖；圖3為根據本發明實施例一薄膜進行切邊步驟的示意圖；圖4為根據本發明實施例一薄膜置于模具中進行射出成型步驟的示意圖；圖5為根據本發明實施例一薄膜黏附在塑件上的示意圖；圖6為根據本發明實施例一天線裝置的細部結構圖；圖7a_7c為根據本發明實施例一導電件的細部結構圖；及圖8為根據本發明實施例天線裝置的制作流程圖。
具體實施例方式本發明公開了一種利用模內成型制程在一塑件表面形成天線裝置的方法。如圖1 所示，其為根據本發明一個實施例的一個薄膜與其上圖形的俯視圖，并同時參考圖8所示天線裝置制作的步驟流程圖。首先在方法的第一步驟1001中，在一薄膜100的膜面上印上預先設定的天線圖形101。該天線圖形101作為天線裝置的傳送端與接收端，如一天線回圈，其可傳送或接收所要的電磁信號。該印制步驟可選擇性地包括印制后續要呈現在塑件上的裝飾圖形103，如產品的外觀設計圖樣或制造商的標識。薄膜100用來承載形成上述天線圖形101和裝飾圖形103所需要的油墨，其在制程完成后會連同這些圖形黏附在塑件表面上。其中該天線圖形101以導電油墨(conductive ink)印制而成，以形成具有導電性的薄型化表面天線來傳遞信號。該裝飾圖形103則以一般的漾印油墨印制成所欲表現的圖樣和色彩，如圖樣標識，或是賦予塑件多樣化的外表與質感。由于帶有油墨圖形的薄膜100須具有符合塑件外型的立體形狀以方便適用于后續的射出成型制程，因此在根據本發明一個實施例的方法的第二步驟1002中，完成圖形印制的薄膜100須再經過一道立體成型(3D forming)步驟以將其壓制成預定的薄膜形狀。 如圖2a-2c所示，其描繪出根據本發明一個實施例以模具沖壓方式形成立體薄膜100’的示意圖。首先在圖加中，一薄膜100上已預先形成有天線圖形101和裝飾圖形103。該帶有天線圖形101和裝飾圖形103的薄膜100會被置入具有預定塑形的沖壓模具105中進行壓制，如圖2b所示。通過上下兩模具的壓合，原先呈平面狀的薄膜100會被壓制成具有所欲塑形的立體薄膜100’。壓制后，原先平面狀薄膜100上的油墨圖形會隨該塑形而變，如圖 2c所示，因此初始在天線圖形與裝飾圖形的設計上須預先考慮薄膜立體成型后所帶來的變化。須注意根據本發明一個實施例的薄膜100的立體成型步驟也可采用真空、液壓、超高壓等模具沖壓以外的方式來進行。或者，在某些場合中，如塑件上呈現圖樣的部位為一平坦面時，薄膜100亦可能不經過立體成型步驟而直接以平面形式黏附在塑件上。在完成呈立體形狀的薄膜100’后，之后對薄膜100’進行切邊(trimming)步驟 1003來切除薄膜100’周圍多余的部分，如圖3所示。切邊步驟會切除掉的部分視實際薄膜100’所要黏附的外型與范圍而定，其可采用沖切等方式來實現。經過切邊步驟后，帶有油墨圖形的立體薄膜100’才算制作完成。該薄膜100’可借助之后的注塑步驟緊密黏附在所形成塑件的表面上。須注意上述薄膜圖示僅用于呈現，并非按實際比例所繪制。圖式中的某些部分因為說明的原因可能會被放大強調。在進行最后的射出成型(即注塑)步驟1004前，如圖4所示，薄膜100’會先放在吻合其外型的其中一上模具107a上。圖中上模具107a與下模具107b對合后中間的中空部位109即為注塑步驟所欲形成的塑件形狀。然而，為了使薄膜100’上的天線圖形101在與塑件黏合后能與其他外部電路耦接，本發明方法在進行射出成型前會先在中空部位109中置入一導電件111以與薄膜100’ 一起進行注塑制程。該導電件111設置在能與薄膜100’ 上的天線圖形101耦接的位置，且部分的該導電件111與下模具107b接觸。在射出成型步驟1004中，塑料會從模具上的注入口 113注入中空部位109中，成型期間塑料會充滿整個中空部位109并與模具上的薄膜100’黏合。如此，如圖5所示，當塑件115成型脫膜后，薄膜100’與其上的天線圖形101和裝飾圖形103皆會黏附在塑件115 上并與之成為一體。該導電件111有部分會位于該塑件115中并與塑件115表面的天線圖形101耦接，而另一部分則會從塑件115的另一面露出，在后續實施例中對其有進一步詳細的描述。現在請參照圖6，其描繪出根據本發明實施例一天線裝置的細部結構圖。如圖所示，根據本發明一個實施例的天線裝置以天線圖形101為主，如天線回路結構，其利用導電油墨在注塑形成塑件前先印制形成在薄膜100’上，薄膜100’上亦可能會印制要形成在塑件表面上的裝飾圖形103。在注塑步驟后，薄膜100’及其上所印制的天線圖形101與裝飾圖形103會因為注塑帶來的熱壓效果而黏合在所形成的塑件115上。在一實施例中，該薄膜 100’可為一透明保護膜，其上所印制的裝飾圖形103會隨著注塑步驟轉附到塑件115的外表面上，賦予塑件多樣化的外表與質感。而薄膜100’則同時作為塑件115表面的保護層， 保護其內的天線圖形101與裝飾圖形103不受外界損傷。在本發明實施例中，薄膜100’的材料包括但不限定于聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚對苯二甲酸乙烯酯(polyethylene terephthalate,PET)。注塑制程中所用塑件的材料包括聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers ABS)、熱塑性聚胺基甲酸酯(thermoplastic polyurethane, TPU)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate, PMMA)、聚對苯二甲酸丁二酉旨(PolybutyleneTer印hthalate，PBT)或其組
口 O另一方面，導電件111是在進行注塑步驟前置入模具中與塑件115—起成型。在本發明一優選實施例中，請同時參照圖7a-7c，其顯示根據本發明優選實施例中導電件111 的主要結構。如圖所示，本發明的導電件111具有一耦接部Illa與一接觸部111b。耦接部Illa—端與接觸部Illb—端連接，另一端則為一耦接端111c，該耦接端Illc自耦接部向上翹曲并沿遠離該接觸部方向延伸，其與天線圖形電耦接。接觸部Illb則為一基座平面，其與一外部電路電連接。該耦接部Illa與接觸部Illb設計呈一夾角α，使得該耦接部 Illa上的耦接端Illc與接觸部Illb之間有一預定間距d存在。該間距d使導電件111的耦接端Illc在射出成型后會與天線圖形101電耦接，不會在塑件115表面過度突兀。而導電件111則會被固定在塑件115上，其部分的接觸部Illb會從塑件115的另一面露出。因此，間距d的大小會影響到耦接部Illa與天線圖形101的耦接以及接觸部Illb的裸露，其須視塑件115與天線圖形101厚度精準地設定。在本發明的優選實施例中，接觸部的尺寸為 2. 96mmX2. 46mm的微型化尺寸，該耦接部Illa與接觸部Illb所成的夾角α則在 32°間，而該間距d則在1. 37mm 1. 57mm間，以應用在手持式或行動式等輕薄短小的電子裝置中。如本發明一實施例中，塑件115可為一手機背蓋，該手機所欲呈現的彩色圖樣及表面天線元件(即天線圖形)可通過本發明上述注塑制程形成在該手機背蓋上。在本實施例中，上述導電件111的接觸部Illb可為一接觸墊(contact pad)。該接觸墊可從手機背蓋的內面露出，進而與設置在手機機殼內的電路板117電耦接，如圖6中接觸部Illb的裸露面與其下方電路板117的彈簧件119接觸。因而以此方式，手機背蓋上的表面天線元件可經由導電件與手機內部的電路板電連接以接收或傳送信號。根據本發明的一個實施例的天線制作方法可減輕以注塑制程形成天線裝置的方法的缺點。根據本發明的一個實施例中采用在射出成型形成塑件前預先置入一導電件的方式使包覆在薄膜與塑件表面間的天線裝置可與一外部電路產生電連結，不需要在塑件成形后再施以額外的步驟來使天線裝置與外部電路耦接。本發明的方法除了可減少制程步驟外，同時可提高天線裝置與外部電路耦接的可靠性，其結構的設計亦可減少塑件整體所需的厚度，且不會在塑件表面形成明顯的突起，確實為一具新穎性與創造性的發明。文中所述的實施例與圖示是提供給閱讀者，使其對于本發明各不同實施例結構有通盤性的了解。該些圖示與說明并非意欲對利用此處所述結構或方法的裝置與系統中的所有元件及特征作完整性的描述。參閱本發明的說明書書，本發明領域普通技術人員將更能明白本發明許多其他的實施例。在不悖離本發明范疇的情況下，發明中可以進行結構與邏輯的置換與改變。例如，本發明所使用的導電件在不影響其功能的情況下亦可能呈現其他形狀。此外，本發明的圖示僅用于呈現而非按比例繪制。圖式中的某些部分可能會被放大強調，而其他部分可能被簡略。據此，本發明的公開內容與圖示理應視為是描述性的而非限制性的，并將由下文中的權利要求限制。應注意，措詞“包括”不排除其它元件或步驟，措詞 “一”或“一個”不排除多個。另外，權利要求的任何元件標號不應理解為限制本發明的范圍。
權利要求
1.一種天線裝置，包括一個薄膜；一個天線圖形，形成在該薄膜上；一個塑件，該薄膜通過模內成型制程以使具有該天線圖形的一面附在該塑件上，使該天線圖形位于該薄膜與該塑件之間；及一個導電件，固定在該塑件中，該導電件具有一個耦接部與一個接觸部，該耦接部與該天線圖形電耦接，部分的該接觸部從該塑件中裸露出來并與一個外部電路耦接，其中該耦接部與該接觸部呈一夾角使該耦接部上與該天線圖形耦接的耦接端與該接觸部之間有一間距。
2.如權利要求1所述的天線裝置，其中該間距的大小使得該導電件的耦接端在模內成型后與該天線圖形電耦接。
3.如權利要求1所述的天線裝置，其中該天線圖形是以導電油墨形成。
4.一種用于天線裝置中的導電件，包括一個耦接部，具有與一個天線圖形電耦接的一個耦接端；以及一個接觸部，與一個外部電路耦接，該接觸部的一端與該耦接部連結，且該接觸部與該耦接部呈一夾角，使該耦接部的耦接端與該接觸部的一個平面形成一間距，該耦接端自該耦接部向上翹曲并沿遠離該接觸部的方向延伸。
5.如權利要求1或4所述的導電件，其中該接觸部為一個接墊，其可通過一個導電性彈簧件或接線與該外部電路產生電耦接。
6.如權利要求1或4所述的導電件，其中該接觸部與該耦接部之間的夾角為 32°。
7.如權利要求1或4所述的導電件，其中該耦接部的耦接端與接觸部平面之間的間距為 1. 37mm 1. 57mm0
8.如權利要求1所述的天線裝置，其中該塑件為手持式裝置的外殼。
9.一種天線裝置的制作方法，包括下列步驟在一個薄膜上形成一個天線圖形；形成一個具有該天線圖形的立體薄膜；沖切該立體薄膜；及將該立體薄膜與一個具有耦接部和接觸部的導電件一起射出成型為一個塑件，從而該導電件固定在該塑件中，該導電件的耦接部與該天線圖形電耦接，且該導電件的接觸部從該塑件中露出。
10.如權利要求9所述的方法，其中該立體薄膜采用真空、模具沖壓、液壓或超高壓中的一種方式形成。
全文摘要
本發明公開一種天線裝置及其制作方法。該天線裝置以模內成型(IMF)方法制作，具有形成于一塑件表面的一天線圖，該天線圖形與一固定在該塑件中的導電件電耦接。一種天線裝置的制作方法是在模內成型(IMF)制程的注塑步驟前，在模具中置入一導電件，使該導電件的固定與該塑件的成形整合為一，因此該IMF天線圖形得以與一外部電路產生電連結。
文檔編號H01Q1/22GK102299397SQ20101021294
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者張琨盛, 胡士豪 申請人:百慕大商泰科資訊科技有限公司