用于通信模塊的天線結構及其制作方法與流程

本發明涉及一種天線結構及其制作方法，特別是涉及一種用于通信模塊的天線結構及其制作方法。

背景技術：

手機或任何類型的行動通信裝置，已成為現代人隨身攜帶的配備。以往行動通信裝置的主要功能僅限于撥打電話、發送短信或無線上網等大眾已知的功能。然而，隨著科技的進步，且由于手機攜帶方便的特點，業界已開始設想將某些符合日常生活所需的功能整合到手機上，例如非接觸式的智能卡。所謂非接觸式的智能卡，即為透過近距離的感應方式來使得設置在卡片內的芯片發揮作用。目前日常生活中應用非接觸式智能卡的場合非常多，諸如實行PayPass TM與VISA WAVE規格的非接觸式信用卡、大眾運輸系統的悠游卡、7-11的icash卡、具ID辨識功能的門禁卡與會員卡等等。上述智能卡可提供使用者在日常生活方面許多非常便利的服務，故業者無不積極研發要將這些具有各種用途的智能卡功能整合到人人都會隨身攜帶的手機上，讓原本多用來收聽電話的手機也可拿來刷卡、作為電子貨幣包、搭大眾運輸系統、或是識別身份。

上述具備近場通信技術功能的手機，其內部通常裝設近場通信天線(NFC antenna)。然而，現有近場通信天線大多面積相當大，在目前行動通信產品小型化的趨勢下，近場通信天線也需要將其尺寸減小，然而，當要將近場通信天線小型化時會遇到天線感值不足的問題，另外，在小型化的過程中，集成電路芯片與近場通信天線的焊墊間接合不夠牢固也是問題之一。因此，如何解決上述近場通信天線小型化的問題而成為本領域技術人員希望解決的重要課題。

技術實現要素：

鑒于以上的問題，本發明一實施例提供一種用于通信模塊的天線結構，其包括：一第一磁性體層；一第二磁性體層，其位于第一磁性體層上；一第三磁性體層，其位于第二磁性體層上；一第四磁性體層，其位于第三磁性體層上；一第五磁性體層，其位于第四磁性體層上；一第六磁性體層，其位于第五磁性體層上；及一第七磁性體層，其位于第六磁性體層上；其中，第三、第四和第五磁性體層中設置線圈狀導體圖案，以構成一磁芯結構，第一磁性體層上設置多個第一焊墊電極，第七磁性體層上設置多個第二焊墊電極，上述第一焊墊電極包括一第一饋入焊墊電極、一第二饋入焊墊電極及多個虛設焊墊電極，線圈狀導體圖案的一端電性連接第一饋入焊墊電極，且線圈狀導體圖案的另一端電性連接第二饋入焊墊電極；其中，第三、第四和第五磁性體層各具有一第一導磁率，第一磁性體層、第二磁性體層、第六磁性體層和第七磁性體層各具有一第二導磁率，第一導磁率高于或等于第二導磁率，且第二磁性體層上設置有一虛設導線，虛設導線電性連接上述虛設焊墊電極，其中該第一、該第二磁性體層可視為上層磁性體層，該第三、該第四、該第五磁性體層可視為中層磁性體層，該第六、該第七磁性體層可視為下層磁性體層。

該第七磁性體層上的該多個第二焊墊電極與該磁芯結構電性絕緣。

該通信模塊的天線結構包括：一第一中間磁性體層，位于該第一磁性體層與該第二磁性體層間；及一第二中間磁性體層，位于該第六磁性體層與該第七磁性體層間，其中該第二中間磁性體層、該第六磁性體層及該第七磁性體層中添加助燒劑或彎曲抑制劑，以改善產品彎曲度，并增加產品可靠度。

該第一磁性體層、該第二磁性體層、該第三磁性體層、該第四磁性體層、該第五磁性體層、該第六磁性體層和該第七磁性體層為鐵氧體的材料組成。

該第一磁性體層、該第二磁性體層、該第三磁性體層、該第四磁性體層、該第五磁性體層、該第六磁性體層和該第七磁性體層為低溫 共燒陶瓷材料。

本發明一實施例提供一種用于通信模塊的天線結構，其包括：一第一磁性體層；一第二磁性體層，其位于第一磁性體層上；一第三磁性體層，其位于第二磁性體層上；一第四磁性體層，其位于第三磁性體層上；及一第五磁性體層，其位于第四磁性體層上；其中，第三、第四和第五磁性體層中設置線圈狀導體圖案，以構成一磁芯結構，第一磁性體層上設置多個第一焊墊電極，上述第一焊墊電極包括一第一饋入焊墊電極、一第二饋入焊墊電極及多個虛設焊墊電極，線圈狀導體圖案的一端電性連接第一饋入焊墊電極，且線圈狀導體圖案的另一端電性連接第二饋入焊墊電極；其中，第二磁性體層上設置有一虛設導線，虛設導線電性連接上述虛設焊墊電極。

本發明一實施例提供一種用于通信模塊的天線結構的制作方法，包括：以積層式印刷制程形成一第一磁性體層，其中第一磁性體層中包括多個第一焊墊電極；以積層式印刷制程形成一第二磁性體層于第一磁性體層上，其中第二磁性體層中包括一虛設導線，電性連接部份上述第一焊墊電極；以積層式印刷制程形成一第三磁性體層于第二磁性體層上，其中第三磁性體層中包括多個平行排列的第一線狀導體；以積層式印刷制程形成一第四磁性體層于第三磁性體層上，其中第四磁性體層中包括多個通孔導體；以積層式印刷制程形成一第五磁性體層于第四磁性體層上，其中第五磁性體層中包括多個平行排列的第二線狀導體，上述第一線狀導體、上述通孔導體和上述第二線狀導體彼此電性連接，且圍繞成線圈狀導體圖案，以構成一磁芯結構；以積層式印刷制程形成一第六磁性體層于第五磁性體層上；及以積層式印刷制程形成一第七磁性體層于第六磁性體層上，其中第七磁性體層中包括多個第二焊墊電極。

該第三磁性體層、該第四磁性體層和該第五磁性體層各具有一第一導磁率，該第一磁性體層、該第二磁性體層、該第六磁性體層和該第七磁性體層各具有一第二導磁率，該第一導磁率高于或等于該第二導磁率。

該積層式印刷制程包括網版印刷和后續的低溫共燒結陶瓷制程。

形成一第一中間磁性體層于該第一磁性體層與該第二磁性體層間；及形成一第二中間磁性體層于該第六磁性體層與該第七磁性體層間，其中于該第二中間磁性體層、該第六磁性體層及該第七磁性體層的形成過程中添加助燒劑或彎曲抑制劑，以改善產品彎曲度，并增加產品可靠度。

本發明的實施例使用積層式印刷制程形成用于通信模塊的天線結構，其制程較簡單且成本較低，且本發明特別于包括磁芯結構的磁性體層采用具有較高導磁性的材料，因此可提升小尺寸天線的感值。此外，本發明于最頂部的磁性體層及/或鄰近于其下的磁性體層形成過程中添加助燒劑或彎曲抑制劑，改善產品彎曲度，并增加產品的可靠度。

為使能更進一步了解本發明的特征及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。

附圖說明

圖1A為本發明一實施例用于通信模塊的天線結構的立體分解圖；

圖1B為本發明一實施例用于通信模塊的天線結構另一視角的立體分解圖；

圖2A為本發明一實施例用于通信模塊的天線結構的立體分解圖；

圖2B為本發明一實施例用于通信模塊的天線結構另一視角的立體分解圖；

圖3A、3B、3C和3D為本發明一實施例用于通信模塊的天線結構的第二焊墊電極圖；

圖4A為本發明一實施例用于通信模塊的天線結構的立體分解圖；

圖4B為本發明一實施例用于通信模塊的天線結構另一視角的立體分解圖；

圖5為本發明一實施例用于通信模塊的天線結構的形成方法的流程圖。

【附圖標記說明】

100：天線結構

102：第一磁性體層

104：第一焊墊電極

106：第一饋入焊墊電極

108：第二饋入焊墊電極

110：虛設焊墊電極

112：第一通孔導體

114：第二磁性體層

116：虛設導線

118：第二通孔導體

130：第三磁性體層

132：第一線狀導體

150：第四磁性體層

151：第一中間磁性體層

152：第五磁性體層

153：第一中間通孔導體

154：第二線狀導體

155：第二中間磁性體層

157：第二中間通孔導體

159：上部虛設導線

162：第六磁性體層

164：第五通孔導體

166：第七磁性體層

168：第二焊墊電極

179：第三通孔導體

具體實施方式

以下借助特定的具體實例來說明本發明所公開有關“用于通信模塊的天線結構”的實施方式，以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容并非用以限制本發明的技術范疇。

實施例一

圖1A為本實施例用于通信模塊的天線結構的立體分解圖，圖1B為本實施例用于通信模塊的天線結構另一視角的立體分解圖。本實施例提供一種天線結構，其用于通信模塊，更詳細來說，本實施例的天線結構用于無線通信的感應系統。請參照圖1A和圖1B，本實施例用于通信模塊的天線結構100包括一第一磁性體層102，第一磁性體層102的一下表面上設置多個第一焊墊電極104，其中第一焊墊電極104包括一第一饋入焊墊電極106、一第二饋入焊墊電極108和多個虛設(dummy)焊墊電極110，第一饋入焊墊電極106和第二饋入焊墊電極108用作本實施例天線結構的饋入點。在本實施例中，第一饋入焊墊電極106位于第一磁性體層102的左下角，第二饋入焊墊電極108位于第一磁性體層102的右上角。本實施例的圖1和圖2中為10個第一焊墊電極104，第一焊墊電極104的形狀為一正方形。但本發明不限于此，第一焊墊電極104的數量和形狀可依制程的需求和產品的規格改變。因此，第一焊墊電極104的數量可多于10個或少于10個。第一磁性體層102可以為例如鐵氧體材料的磁性材料組成，更詳細來說，第一磁性體層102可以為低溫共燒陶瓷材料，其使用網版印刷形成上述第一焊墊電極104，后續進行低溫共燒結陶瓷制程形成。在本實施例中，通信模塊的天線結構100更可與一集成電路芯片組合，以形成一通信裝置，而上述第一焊墊電極104用來與集成電路芯片接觸，且在一實施例中，使用焊錫將第一焊墊電極104與集成電路的接合墊電性連接。因此，第一焊墊電極104較佳包括一銀層和一形成在銀層上的鎳層，借助鎳與錫間較佳的接合特性，增加第一焊墊電極104與集成電路的接合墊間的接合力。

為了使得第一磁性體層102的下表面上的第一焊墊電極104可與其上的結構電性連接，第一磁性體層102中還包括多個第一通孔導體112，其貫穿第一磁性體層102的上表面及下表面。

一第一中間磁性體層151位于第一磁性體層102上，其中第一中間磁性體層151中形成有多個第一中間通孔導體153。一第二磁性體層114位于第一中間磁性體層151上。第二磁性體層114的下表面上形成有一虛設導線116，其經由第一中間通孔導體151和第一通孔導體112 電性連接上述虛設焊墊電極110。更詳細來說，虛設導線116為一U型的導線。虛設導線116沒有與外部電路電性連接，其用處為將虛設焊墊電極110串聯在一起，使得于虛設焊墊電極110上電鍍鎳層時，增加電鍍制程的陰極的面積，以使虛設焊墊電極110上形成的鎳層更均勻的附著于其上，且增加電鍍形成虛設焊墊電極110的上錫率。第一饋入焊墊電極106和第二饋入焊墊電極108則沒有與虛設導線116電性連接，理由是第一饋入焊墊電極106和第二饋入焊墊電極108有與其上磁性體層的線狀導體和通孔導體電性連接，因此，其于電鍍時具有足夠大的電極面積，而不需要再連接虛設導線增加其電極面積。

除了虛設導線116以外，第二磁性體層中還包括兩個第二通孔導體118，其貫穿第二磁性體層114的上表面和下表面，并且分別電性連接第一磁性體層102下表面上的第一饋入焊墊電極106和第二饋入焊墊電極108，以使第一饋入焊墊電極106和第二饋入焊墊電極108可與其上磁芯結構的線圈狀導體圖案電性連接(以下將會詳細說明)。在本實施例中，如圖1A和圖1B所示，第二通孔導體118位于第二磁性體層114的左上角和右下角，以電性連接第一磁性體層102的左上角和右下角的第一饋入焊墊電極106和第二饋入焊墊電極108。虛設導線116和第二通孔導體118可以為銀組成。

一第三磁性體層130位于第二磁性體層114上，且本實施例的第三磁性體層130的下表面可與第二磁性體層114的上表面直接接觸。第三磁性體層130中形成有多個第一線狀導體132，本發明不限定第一線狀導體132形狀，其排設方式也不限定于圖1A和圖1B所示。在本實施例中，第一線狀導體132為銀組成。

一第四磁性體層150位于第三磁性體層130上，且本實施例的第四磁性體層150的下表面可與第三磁性體層130的上表面直接接觸。第四磁性體層150中形成有多個第三通孔導體179，其貫穿第四磁性體層150的上表面和下表面，并且電性連接第三磁性體層130上對應的第一線狀導體132。在本實施例中，第三通孔導體179為銀組成。

一第五磁性體層152位于第四磁性體層150上，且本實施例的第五磁性體層152的下表面可與第四磁性體層150的上表面直接接觸。 第五磁性體層152上表面上形成有多個平行排列的第二線狀導體154。在本實施例中，各第二線狀導體154包括一主體、一第一凸緣和一第二凸緣，其中第一凸緣連接主體的一端，第二凸緣連接主體的另一端。但本發明不限于此，第二線狀導體154可以為其他形狀的結構，且排設方式也不限定于圖1A和圖1B所示。在本實施例中，第二線狀導體154為銀組成。借此，上述第二線狀導體154可經由第三通孔導體179電性連接對應的第二線狀導體132，以圍繞成線圈狀導體圖案，構成一磁芯結構。借此，線圈狀導體圖案的一端電性連接第一饋入焊墊電極106，且線圈狀導體圖案的另一端電性連接第二饋入焊墊電極108。可以理解的是，本發明不限定于上述連接方式，也可以用其他方式圍繞形成磁芯結構。

一第六磁性體層162位于第五磁性體層152上，且本實施例的第六磁性體層162的下表面可與第五磁性體層152的上表面直接接觸。在本實施例中，第六磁性體層162上形成有一上部虛設導線159，其中上部虛設導線159可以為一U字型。一第二中間磁性體層155位于第六磁性體層162上，其中第二中間磁性體層155中形成有多個第二中間通孔導體157，且第二中間通孔導體157貫穿第二中間磁性體層155的上表面和下表面。

一第七磁性體166層位于第二中間通孔導體157上，且本實施例的第七磁性體層166的下表面可與第二中間通孔導體157的上表面直接接觸。第七磁性體層166的上表面形成多個第二焊墊電極168，且第七磁性體層166中形成有多個第五通孔導體164，其連接對應的第二焊墊電極168。并且，在一實施例中，第二焊墊電極168與磁芯結構電性絕緣。在本實施例中，上述第二焊墊電極168和第五通孔導體164皆為銀組成。

在本發明一實施例中，可于第二中間磁性體層155、第六磁性體層162及/或第七磁性體層166的形成過程中添加助燒劑或彎曲抑制劑，以改善產品彎曲度，并增加產品可靠度。

另外，在一實施例中，第三磁性體層130、第四磁性體層150和第五磁性體層152各具有一第一導磁率，第一磁性體層102、第二磁性 體層114、第六磁性體層162和第七磁性體層166各具有一第二導磁率，第一導磁率高于或等于該第二導磁率。由于天線的主要線路層形成于第三磁性體層130、第四磁性體層150和第五磁性體層152中，上述磁性體層的設置可增加天線的電感值(inductance value)。舉例來說，第三磁性體層130、第四磁性體層150和第五磁性體層152為一第一鐵氧體材料組成，第一磁性體層102、第二磁性體層114、第六磁性體層162和第七磁性體層166為一第二鐵氧體材料，第一鐵氧體材料的導磁率高于或等于第二鐵氧體材料的導磁率。

實施例二

圖2A為本實施例用于通信模塊的天線結構的立體分解圖，圖2B為本實施例用于通信模塊的天線結構另一視角的立體分解圖。本實施例提供一種用于通信模塊的天線結構，其與第一實施例的天線結構同樣包括第一磁性體層102、第一中間磁性體層151、第二磁性體層114、第三磁性體層130、第四磁性體層150、第五磁性體層152、第六磁性體層162、第二中間磁性體層155和第七磁性體層166，及其中對應的通孔導體和線狀導體，其與第一實施例的差異在于本實施例第六磁性體層162和第二中間磁性體層155沒有形成任何導電結構，換句話說，第六磁性體層162和第二中間磁性體層155為單純的磁性體結構層。其余部分和第一實施例類似或相同，在此不重復描述。

由于本實施例的第七磁性體層166上的第二焊墊電極168并沒有提供任何功能，其可以進行外觀設計，提供更好的視覺效果，例如圖3A所示，本實施例的第二焊墊電極168可包括矩形和口字型的圖樣。在另一實施例中，如圖3B所示，本實施例的第二焊墊電極168可包括矩形、口字型和工字型的圖樣。在另一實施例中，如圖3C所示，本實施例的第二焊墊電極168可包括矩形、口字型和英文字型的圖樣。在另一實施例中，如圖3D所示，本實施例的第二焊墊電極168可包括矩形、口字型和其他的英文字型的圖樣。

實施例三

圖4A為本實施例用于通信模塊的天線結構的立體分解圖，圖4B為本實施例用于通信模塊的天線結構另一視角的立體分解圖。本實施 例提供一種用于通信模塊的天線結構，其與第一實施例的天線結構同樣包括第一磁性體層102、第一中間磁性體層151、第二磁性體層114、第三磁性體層130、第四磁性體層150和第五磁性體層152及其中對應的通孔導體和線狀導體，其與第一實施例的差異在于本實施例的天線結構不包括第六磁性體層、第二中間磁性體層和第七磁性體層。

圖5為本實施例用于通信模塊的天線結構的形成方法的流程圖。以下配合圖1A、圖1B和圖5描述本實施例用于通信模塊的天線結構的制作方法。首先，進行步驟302，以積層式印刷制程形成一第一磁性體層102，其中第一磁性體層102中包括多個第一焊墊電極104和多個第一通孔導體112。在本實施例中，此步驟的積層式印刷制程為以一網版印刷制程形成第一焊墊電極104和第一通孔導體112，并后續對包括第一焊墊電極104和第一通孔導體112的第一磁性體層102進行烘烤制程。后續進行步驟304，以積層式印刷制程形成一第一中間磁性體層151于第一磁性體層102上，其中第一中間磁性體層151中包括多個第一中間通孔導體153。后續進行步驟306，以積層式印刷制程形成一第二磁性體層114于第一中間磁性體層151上，其中第二磁性體層114中包括一虛設導線116和多個第二通孔導體118，此步驟的積層式印刷制程為以一網版印刷制程形成虛設導線116和第二通孔導體118，并后續對包括虛設導線116和第二通孔導體118的第二磁性體層114進行烘烤制程。

進行步驟308，以積層式印刷制程形成一第三磁性體層130于第二磁性體層114上，其中第三磁性體層130中包括多個平行排列的第一線狀導體132，此步驟的積層式印刷制程為以一網版印刷制程形成第一線狀導體132，并后續對包括第一線狀導體132的第三磁性體層130進行烘烤制程。

進行步驟310，以積層式印刷制程形成一第四磁性體層150于第三磁性體層130上，其中第四磁性體層150中包括多個第三通孔導體134，此步驟的積層式印刷制程為以一網版印刷制程形成第三通孔導體179，并后續對包括第三通孔導體179的第四磁性體層150進行烘烤制程。

進行步驟312，以積層式印刷制程形成一第五磁性體層152于第四磁性體層150上，其中第五磁性體層152中包括多個平行排列的第二線狀導體154，此步驟的積層式印刷制程為以一網版印刷制程形成第二線狀導體154，并后續對包括第二線狀導體154的第五磁性體152層進行烘烤制程。上述第一線狀導體132、第三通孔導體179和第二線狀導體154彼此電性連接，且圍繞成線圈狀導體圖案，以構成一磁芯結構。

進行步驟314，以積層式印刷制程形成一第六磁性體層162于第五磁性體層152上。進行步驟316，以積層式印刷制程形成一第二中間磁性體層155于第六磁性體層162上。進行步驟318，以積層式印刷制程形成一第七磁性體層166于第二中間磁性體層155上，其中第七磁性體層166中包括多個第二焊墊電極168和多個第五通孔導體164。在本實施例中，此步驟的積層式印刷制程為以一網版印刷制程形成第二焊墊電極168和第五通孔導體164，并后續對此通信模塊的天線結構100進行低溫共燒結陶瓷制程。

根據上述實施例，本發明具有以下技術效果：

1、本發明的實施例使用積層式印刷制程形成用于通信模塊的天線結構，其制程較簡單且成本較低，且本發明特別于包括磁芯結構的第三磁性體層、第四磁性體層和第五磁性體層采用具有較高導磁性的材料，因此可提升小尺寸天線的感值。因此，本發明實現了小尺寸通信模塊的天線結構，其可提供足夠的感值，且將其與小尺寸的芯片接合，可制作出小尺寸的通信模塊。

2、本發明的實施例于第二磁性材料層中形成虛設導線，并使其電性連接部分的第一焊電電極，借此增加電鍍制程中上述部分的第一焊電電極的上錫率。

3、本發明于第二中間磁性體層、第六磁性體層及/或第七磁性體層的形成過程中添加助燒劑或彎曲抑制劑，改善產品平整度，并增加產品的可靠度。

以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此局限本發明的保護范圍，故舉凡運用本發明說明書及附圖內容所做的等效技術變化，均包含于本發明的保護范圍內。