專利名稱：芯片天線結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種天線,尤其涉及一種芯片天線的結構。
背景技術：
近年來隨著信息數據量的需求不斷攀升，無線都會區域網路(worldwideinteroperability for microwave access, WiMAX)的快速崛起，根據 IEEE 802. 16e 預定標準，此種WiMAX標準應用于基地臺與可移動式裝置間的無線傳輸，例如筆記型電腦、智能型手機、平板電腦、個人助理裝置、導航器等，其操作頻帶為2 6GHz，以提供更高品質的多媒體影音傳輸與即時的信息交流。目前所使用的芯片天線，該天線為一介電材料為多層基板架構，在每一層的基板表面上各自形成有螺旋狀或蜿蜒曲折等不同形狀的金屬圖案，該金屬圖案分別為第一電極 層、第一輻射層、第二輻射層、第二電極層及外部端電極，在這些多層的基板制作完成后，再將每一層的基板堆疊組成一芯片型的天線。另一種芯片天線具有一長方塊狀陶瓷材料的基體，于該基體的各表面上印刷金屬層，利用蝕刻技術將各表面金屬層形成多個線段，再由多個線段連結組成螺旋狀纏繞或呈蜿蜒曲折的導線披覆于基體的各表面上。由前述兩者的芯片天線在制作完成后，該芯片天線的體積大，芯片天線的精確度不易控制，須要連結儀器檢測修補調整，導致制作速度慢、成本增加，而且芯片天線的體積過大時，也占去過多電路板上的安裝空間，也造成后續加工制作上的困擾。
實用新型內容因此，本實用新型的主要目的，在于解決傳統缺失，避免缺失存在，本實用新型利用薄膜、低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics, LTCC)或印刷電路板(Printed Circuit Boards, PCB)等的其一工藝技術來制作芯片天線,使芯片天線的體積縮小，厚度變薄，讓芯片天線的精確度更加提高。為達上述的目的，本實用新型提供一種芯片天線結構，包含一基板；一第一金屬層，設于該基板的表面上；—第二金屬層，設于該基板的另一表面上；一第一絕緣層，設于該第一金屬層的表面上—第二絕緣層，設于該第二金屬層的表面上；一上金屬層，設于該第一絕緣層上；—下金屬層，設于該第二絕緣層上；一電極層，設于該基板兩側與上金屬層及下金屬層電性連結。其中，該基板為陶瓷材料的三氧化二鋁基板。其中，該基板的表面上還包含有多層的第一金屬層及多層的第一絕緣層，該多層的第一金屬層與該多層第一絕緣層呈交錯堆疊。[0017]其中，該第一金屬層為銅材料層。其中，該第一絕緣層為環氧樹脂層或聚亞酰胺層。其中，該基板的另一表面上還包含有多層的第二金屬層及多層的第二絕緣層，該多層的第二金屬層與該多層第二絕緣層呈交錯堆疊。其中，該第二金屬層為銅材料層。其中，該第二絕緣層為環氧樹脂層或聚亞酰胺層。其中，該上金屬層為銅材料層。其中，該上金屬層上形成一缺口，該缺口使該上金屬層的左側金屬層與右側金屬層未電性連結。其中，該下金屬層為銅材料層。 其中，該下金屬層上形成一缺口，該缺口使該下金屬層的左側金屬層與右側金屬層未電性連結。其中，該上金屬層及下金屬層設有一玻璃材料的保護層。其中，該保護層上印制有一圖案層。其中，該電極層包含有一第一電極層，及一設于該第一電極層表面上的第二電極層。其中，該上金屬層左側金屬層與下金屬層的左側金屬層通過該電極層電性連結，以及該上金屬層右側金屬層與下金屬層的右側金屬層通過該電極層電性連結。其中，該第一電極層為鎳材料層。 其中，該第二電極層為錫材料層。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
圖I本實用新型的芯片天線的第一金屬層制作流程示意圖；圖2a至圖2f本實用新型的芯片天線的第一金屬層結構制作流程示意圖；圖3本實用新型的芯片天線的第二金屬層制作流程示意圖；圖4a至圖4f本實用新型的芯片天線的第二金屬層結構制作流程示意圖；圖5本實用新型的芯片天線的第一及第二絕緣層的制作流程示意圖；圖6a至圖6h本實用新型的芯片天線的第一及第二絕緣層的結構制作流程示意圖；圖7本實用新型的芯片天線的上金屬層及下金屬層的制作流程示意圖；圖8a至圖8j本實用新型的芯片天線的上金屬層及下金屬層的結構制作流程示意圖；圖9本實用新型的芯片天線外觀的制作流程示意圖；圖IOa至圖IOe本實用新型的芯片天線外觀的結構制作流程示意圖；圖11本實用新型的芯片天線的外觀立體示意圖；圖12本實用新型的芯片天線的側剖視示意圖；圖13本實用新型的芯片天線的另一實施例示意圖；[0046]圖14本實用新型的芯片天線的第一種使用狀態示意圖；圖15本實用新型的芯片天線的第二種使用狀態示意圖。其中，附圖標記步驟100 114步驟200 210步驟300 314步驟400 422步驟500 508基板I光阻層10凹穴IOa第一金屬層2金屬膜2a光阻層20凹穴20a第二金屬層3金屬膜3a光阻層30第二絕緣層4光阻層40第三絕緣層5光阻層50凹穴50a上金屬層6金屬膜6a左側金屬層61右側金屬層62光阻層60凹穴60a下金屬層7金屬膜7a左側金屬層71右側金屬層72電路板70接地面7Ol絕緣空間702絕緣通道703信號饋入線段704電纜線705[0085]角邊706保護層8圖案層9電極層101第一電極層102第二電極層10具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的結構原理和工作原理作具體的描述 請參閱圖I、圖2a至圖2f，本實用新型的芯片天線的第一金屬層的制作流程及結構制作流程示意圖。如圖所示本實用新型的芯片天線的制作方法，首先，在步驟100，備有一陶瓷材料的三氧化二鋁的基板I (如圖2a)。步驟102，將基板I的表面清洗干凈。步驟104，在基板I清洗后，于該基板I的表面上先鍍或印刷有一層鈦鎢(TiW)及銅材料(如圖2b)的金屬膜2a。步驟106，于該金屬膜2a的表面上涂布或印刷有一層的光阻層10(如圖2c)。步驟108，進行曝光、顯影處理(如圖2d)后，形成一凹穴10a，以供該基板I表面外露。步驟110，再進行沉積，利用化學或物理氣相沉積于凹穴IOa中沉積有一銅材料。步驟112，去除該光阻層10(如圖2e)。步驟114，再清除殘留的鈦鎢及銅材料的金屬膜2a，使該基板I的表面上形成有一第一金屬層2 (如圖2e、圖2f)。請參閱圖3、圖4a至圖4f，本實用新型的芯片天線的第二金屬層的制作流程及結構制作流程示意圖。如圖所示將上述圖I、圖2a至圖2f制作完成第一金屬層2后，在于基板I的另一表面制作第二金屬層3。首先，如步驟200，將基板I的另一表面鍍或印刷有一層鈦鎢(TiW)及銅材料的金屬膜3a(如圖4b)。步驟202，于該金屬膜3a表面上涂布或印刷有一層光阻層20 (如圖4c)。步驟204，利用處曝、顯影處理(如圖4d)后，形成一凹穴20a供基板I外露。步驟206，再進行沉積，利用化學或物理氣相沉積于凹穴20a中沉積有一銅材料。步驟208，去除金屬膜3a表面上的光阻層20(如圖4e)。步驟210，清除殘留的鈦鎢及銅材料的金屬膜3a，使該基板I的另一表面形成有一第二金屬層3 (如圖4e、圖4f)。請參閱圖5、圖6a至圖6h，本實用新型的芯片天線的第一及第二絕緣層的制作流程及結構制作流程示意圖。如圖所示在上述圖I至圖4a至圖4f的制作后，接著，如步驟300利用沉積技術在第一金屬層2的表面沉積有以環氧樹脂(epoxy)或聚亞酰胺(Polyimide, PI)為材料的第一絕緣層4(如圖6a)。步驟302，在第一絕緣層4沉積后，于該第一絕緣層4的表面涂布一光阻層30 (如圖 6b)。步驟304，再對涂布有光阻層30的第一絕緣層4進行曝光及顯影處理(如圖6c)。[0109]步驟306，在上述的曝光及顯影后，再將第一絕緣層4表面的光阻層30去除(如圖6d)。步驟308,于利用沉積技術在第二金屬層3的表面沉積有以環氧樹脂(epoxy)或聚亞酰胺(Polyimide，PI)為材料的第二絕緣層5 (如第六圖e)。步驟310，在第二絕緣層5沉積后，于該第二絕緣層5的表面涂布一光阻層40 (如圖 6f)。步驟312，再對涂布有光阻層40的第二絕緣層5進行曝光及顯影處理(如圖6g)。步驟314，在上述的曝光及顯影后，再將第二絕緣層5表面的光阻層40去除(如圖6h)。 請參閱圖7、圖8a至圖8j，本實用新型的芯片天線的上金屬層及下金屬層的制作流程及結構制作流程示意圖。如圖所示本實用新型在制作上金屬層6時，如步驟400，于第一絕緣層4的表面鍍或印刷有一層鈦鎢(TiW)及銅材料的金屬膜6a(如圖8a)。步驟402,于該金屬膜6a的表面上涂布有一層光阻層50 (如圖8b)。步驟404，再進行曝光及顯影處理形成一凹穴50a供第一絕緣層4外露(如圖Sc)。步驟406，再進行沉積，利用化學或物理氣相沉積于凹穴50a中沉積有一銅材料。步驟408，再將金屬膜6a表面的光阻層50去除。步驟410，清除殘留的鈦鎢及銅材料的金屬膜6a，使該第一絕緣層4的表面上形成一上金屬層6,該上金屬層6上形成一缺口 63,使該第一絕緣層4部份外露,該缺口 63使該上金屬層6的左右兩金屬層不電性連結(如圖8d、圖Se)。如步驟412，于第二絕緣層5的表面鍍有一層鈦鎢(TiW)及銅材料的金屬膜7a (如圖 8f)。步驟414，于金屬膜7a的表面上涂布有一層光阻層60(如圖Sg)。步驟416，再進行曝光及顯影處理，形成一凹穴60a(如圖8h)。步驟418，再進行沉積，利用化學或物理氣相沉積于凹穴60a中沉積有一銅材料。步驟420，將金屬膜7a表面的光阻層60去除。步驟422，清除殘留的鈦鎢及銅材料的金屬膜7a，使該第二絕緣層5的表面形成一下金屬層7(如圖8i、圖8j)后，在下金屬層7上形成一缺口 73，該缺口 73使該下金屬層7的左右金屬層不電性連結。請參閱圖9、圖IOa至圖2e，本實用新型的芯片天線外觀的制作流程及結構制作流程示意圖。如圖所示于在制作芯片天線外觀制作時，如步驟500，于該上金屬層6及下金屬層7上印制有一玻璃材料的二保護層8 (如圖IOa)。步驟502，于該其一的保護層8上印制有一圖案層9，該圖案層9為公司商標、產品型號或制造日期等。步驟504，在二保護層8與圖案層9制作完成后，進行燒結，并以220±10°C的高溫燒結(如圖IOb)。步驟506,于基本I的兩側鍍或印刷上有一層第一電極層102,該二第一電極層102讓該上金屬層6左側金屬層與下金屬層7的左側金屬層電性連結，以及上金屬層6右側金屬層與下金屬層7的右側金屬層電性連結(如圖IOc)。在本圖中，該第一電極層為鎳材料。步驟508,于二第一電極層102表面鍍或印刷有一層第二電極層103。在本圖中，該第二電極層103為錫材料。以該第一電極層102及該第二電極層103組成一電極層101 (如圖IOd的右側視、圖IOe的左側視)。請參閱圖11、圖12，本實用新型的芯片天線的外觀立體及側剖視示意圖。如圖所不在本實用新型的芯片制作完成后，包括一基板I、第一金屬層2、第二金屬層3、一第一絕緣層4、一第二絕緣層5、一上金屬層6、一下金屬層7、一保護層8、一圖案層9及一電極層101。該基板1，為陶瓷材料的三氧化二鋁。該第一金屬層2,設于該基板I的表面上,該第一金屬層2為銅材料。該第二金屬層3,設于該基板I的另一表面上,該第二金屬層3為銅材料。該第一絕緣層4,設于該第一金屬層2的表面上，該第一絕緣層4為環氧樹脂(epoxy)或聚亞酰胺(Polyimide, PI)材料。 該第二絕緣層5，設于該第二金屬層3的表面上，該第二絕緣層5為環氧樹脂(epoxy)或聚亞酰胺(Polyimide, PI)材料。該上金屬層6,設于該第一絕緣層4上,具有一左側金屬層61及右側金屬層62。該上金屬層6為銅材料。該下金屬層7，設于該第二絕緣層5上，具有一左側金屬層71及右側金屬層72。該下金屬層7為銅材料。該保護層8，設于該上金屬層6及下金屬層7的表面上，該保護層8以玻璃為材料。該圖案層9，設于該其一保護層8上，該圖案層9為公司商標、產品型號或制造日期
坐寸o該電極層101，設于該基板I兩側，分別與該上金屬層6的左側金屬層61及下金屬層7的左側金屬層71電性連結及上金屬層6的右側金屬層62及下金屬層7的右側金屬層72電性連結。該電極層101包含有一第一電極層102及一第二電極層103,該第一電極層102為鎳材料，該第二電極層103為錫材料。請參閱圖13，本實用新型的芯片天線的另一實施例示意圖。如圖所示在本圖中，該芯片天線的內部第一金屬層2及第二金屬層3為至少兩層以上的設計，且每一層的第一金屬層2與第一金屬層2之間夾有一層第一絕緣層4,同樣每一層的第二金屬層3與第二金屬層3之間夾有一層第二絕緣層5。因此,利用多層的第一金屬層2及第二金屬層3來I禹合形成電容特性的芯片天線。由于芯片天線利用薄膜、低溫共燒陶瓷或印刷電路板等的其一工藝技術制作，可以使芯片天線的體積縮小，厚度變薄，使芯片天線的精確度提高，在與電路板(圖中未)結合使用，使天線收發效率更佳。請參閱圖14、圖15，本實用新型的芯片天線的第一種及第二種使用狀態示意圖。如圖所示在圖中，該電路板70上具有一接地面701，該接地面701 —側邊具有絕緣空間702，該絕緣空間702延伸有一絕緣通道703，該絕緣通道703上具有一信號饋入線段704。在芯片天線位于絕緣空間702上，該電極層101與該兩側的接地面701及信號饋入線段704電性連接，該信號饋入線段704的一端可以電性連結一電纜線705，再信號由電纜線705傳入后經信號饋入線段704至芯片天線中處理后，再傳至電路板70上，以達收發信號的處理。[0146]另，本實用新型的芯片天線除了可電性連結的位于電路板側邊的中間位置外，還可以位于該電路板70的每一角邊上，以調整最佳的接收信號的位置。當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的 保護范圍。
權利要求1.一種芯片天線結構，其特征在于，包含 一基板； 一第一金屬層，設于該基板的表面上； 一第二金屬層，設于該基板的另ー表面上； 一第一絕緣層,設于該第一金屬層的表面上 一第二絕緣層,設于該第二金屬層的表面上； 一上金屬層，設于該第一絕緣層上； 一下金屬層，設于該第二絕緣層上； 一電極層，設于該基板兩側與上金屬層及下金屬層電性連結。
2.根據權利要求I所述的芯片天線結構，其特征在于，該基板為陶瓷材料的三氧化ニ招基板。
3.根據權利要求2所述的芯片天線結構，其特征在干，該基板的表面上還包含有多層的第一金屬層及多層的第一絕緣層，該多層的第一金屬層與該多層第一絕緣層呈交錯堆疊。
4.根據權利要求3所述的芯片天線結構，其特征在于，該第一金屬層為銅材料層。
5.根據權利要求4所述的芯片天線結構，其特征在干，該第一絕緣層為環氧樹脂層或聚亞酰胺層。
6.根據權利要求5所述的芯片天線結構，其特征在于，該基板的另ー表面上還包含有多層的第二金屬層及多層的第二絕緣層，該多層的第二金屬層與該多層第二絕緣層呈交錯堆疊。
7.根據權利要求6所述的芯片天線結構，其特征在于，該第二金屬層為銅材料層。
8.根據權利要求7所述的芯片天線結構，其特征在于，該第二絕緣層為環氧樹脂層或聚亞酰胺層。
9.根據權利要求8所述的芯片天線結構，其特征在于，該上金屬層為銅材料層。
10.根據權利要求9所述的芯片天線結構，其特征在干，該上金屬層上形成ー缺ロ，該缺ロ使該上金屬層的左側金屬層與右側金屬層未電性連結。
11.根據權利要求10所述的芯片天線結構，其特征在于，該下金屬層為銅材料層。
12.根據權利要求11所述的芯片天線結構，其特征在于，該下金屬層上形成ー缺ロ，該缺ロ使該下金屬層的左側金屬層與右側金屬層未電性連結。
13.根據權利要求12所述的芯片天線結構，其特征在于，該上金屬層及下金屬層設有一玻璃材料的保護層。
14.根據權利要求13所述的芯片天線結構，其特征在于，該保護層上印制有ー圖案層。
15.根據權利要求14所述的芯片天線結構，其特征在于，該電極層包含有一第一電極層，及一設于該第一電極層表面上的第二電極層。
16.根據權利要求15所述的芯片天線結構，其特征在于，該上金屬層左側金屬層與下金屬層的左側金屬層通過該電極層電性連結，以及該上金屬層右側金屬層與下金屬層的右側金屬層通過該電極層電性連結。
17.根據權利要求16所述的芯片天線結構，其特征在于，該第一電極層為鎳材料層。
18.根據權利要求17所述的芯片天線結構，其特征在于，該第二電極層為錫材料層。
專利摘要一種芯片天線結構，包括一基板、第一金屬層、第二金屬層、一第一絕緣層、一第二絕緣層、一上金屬層、一下金屬層、一保護層、一圖案層及一電極層。于該基板的表面上具有一第一金屬層、一第一絕緣層。該基板的另一表面上具有一第二金屬層及一第二絕緣層，于該第一絕緣層及第二絕緣層的表面上具有一上金屬層及一下金屬層。于該基板兩側具有一電極層與該上金屬層及下金屬層電性連結。由于芯片天線利用第一金屬層及第二金屬層來耦合形成電容特性的芯片天線。
文檔編號H01Q1/38GK202474203SQ20122004370
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月6日 優先權日2012年2月6日
發明者簡志宏 申請人:睿訊先進科技股份有限公司