天線一體型模塊的製作方法

2023-06-27 21:29:11 1

專利名稱：天線一體型模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種適合當作通信或者廣播所使用的小型接收發送單元等的天線一體型模塊。
背景技術：
近幾年，伴隨著無線通信技術的發展，提出了各種組 裝了小型接收發送單元的電子設備或者無線卡。這種接收 發送單元是在設有高頻電路的電路板上具備天線元件的 天線一體型高頻模塊，其結構是在以往的一般天線一體型 模塊中，用鈑金制的屏蔽罩覆蓋配設有高頻電路主要部分 的電路板上的規定區域，並在電路板上的其他區域設有芯 片天線或者圖案天線等天線元件(例如，參照專利文獻1 )。
然而，如上所述地在電路板上的不同區域並列設置天 線元件和屏蔽罩的結構中，因為整個模塊在平面上形成很 大尺寸，所以存在很難實現小型化的問題。而且，如果作 為天線元件使用晶片天線、並採用通過同軸電纜使晶片天 線與高頻電路連接的結構，會出現部件成本大幅度上漲的 問題。
因此，近幾年來，提出了一種可以將覆蓋高頻電路的電路部件群進行電磁屏蔽的屏蔽罩兼作為倒F型天線的 天線元件來使用的天線一體型模塊(例如，參照專利文獻 2)。在上述以往的提案中，使用了從矩形頂板(金屬平板)的周邊下垂多根彎曲腳片而形成的鈑金制的外殼兼用天 線元件。該外殼兼用天線元件搭載於設有高頻電路的電路 板上，並且與高頻電路的布線圖案或者接地導體層連接， 使規定的彎曲腳片作為供電管腳或者短路管腳來工作，而 且在電氣地孤立的焊錫盤上連接剩餘的彎曲腳片。又，通 過這些各彎曲腳片穩定地得到支承的頂板，配置成在覆蓋 高頻電路的電路部件群的位置與電路板保持規定間隔而 相對置。因此，通過與相當於短路管腳的彎曲腳片相連接 的該頂板，能夠電磁屏蔽高頻電路的電路部件群。還有， 因為該頂板與相當於供電管腳的彎曲腳片相連接，所以能
夠使其作為倒F型天線的輻射導體進行工作。如上所述， 如果採用鈑金制的外殼兼用天線元件，與在平面上並列配 置相互獨立的天線元件和屏蔽罩的上述以往技術相比，就 能夠得到容易實現小型化和低成本的天線 一 體型模塊。
專利文獻l:(日本)特開2002— 2 32221號公報(第 4一6頁，圖1)
專利文獻2:(日本)特開2005 — 5866號公報(第 4— 5頁，圖1)
如上所述，專利文獻2所公開的以往方案的天線一體型模塊，企圖通過使用外殼兼用天線元件來實現小型化和 低成本，但是該外殼兼用天線元件的由金屬平板構成的頂 板配置在覆蓋電路部件群的位置上，因此要想同時實施在 電路板上搭載的電路部件群的回流焊接和外殼兼用天線 元件的回流焊接，回流熔爐的熱量就不能充分地傳到被頂 板覆蓋的區域，從而明顯降低電路部件群的焊錫接合可靠 性。而且，在該天線一體型模塊中，在電路板上搭載電路 部件群進行第1次回流焊接之後，必須在電路板上搭載外殼兼用天線元件並且以低於第一次回流焊接的熔融溫度 再次進行回流焊接，從而出現了不能高效率地實施回流焊 工序的問題。
又，在所述以往方案的天線一體型模塊中使用的外殼 兼用天線元件，只不過從頂板的周邊下垂多根彎曲腳片而 已，因此被該頂板覆蓋的空間(安裝了電路部件群的區域) 從側面上看就處在露出很多的狀態。因此，存在從側面向 該空間內插入烙鐵等非法改造高頻電路的主要部分的可 能性。

發明內容
本發明是鑑於上述以往技術的實際問題而提出的，其 目的在於提供一種容易實現小型化的同時、易於防止對電 路的不法改造，而且能夠高效率地進行回流焊工序而實現 廉價製造的天線 一 體型模塊。
為了達到上述目的，本發明的天線一體型模塊具有如 下結構，即，具備電路板，設有高頻電路的布線圖案以及接地導體層；電路部件群，安裝在該電路板的單面上； 以及鈑金制的外殼兼用天線元件，搭載於上述電路板上並 覆蓋上述部件群；上述外殼兼用天線元件具有頂板，與 上述電路板保持規定間距而相對置，並且作為輻射導體進 行工作；供電腳片，從該頂板的供電點向上述電路板側下 垂，與上述布線圖案連接；短路腳片，從上述頂板的一端 側的周邊向上述電路板側下垂，與上述接地導體層連接； 固定腳片，從上述頂板的另一端側的周邊向上述電路板側 下垂並固定在該電路板上，處於電氣開放狀態；以及側板， 在除了這些供電腳片、短路腳片以及固定腳片之外的位置，從上述頂板的周邊向上述電路板側下垂，該側板的前端與該電路板保持著間隙相對置；並且，在上述頂板內與 其周邊隔離的多個位置穿設有切口狀或者小孔狀的開口 部。
具有上述結構的天線一體型模塊的外殼兼用天線元 件，能夠作為電磁屏蔽高頻電路的電路部件群的屏蔽罩工 作，而且還能夠使頂板作為構成輻射導體的倒F型天線的 天線元件工作，因此與在平面上並列配相互獨立部件的天 線元件和屏蔽罩的結構相比，更容易實現整個模塊的小型 化及低成本。又，在頂板的多個位置穿設有開口部，並且 通過這些開口部可讓空氣順暢地流通，因此在回流焊工序 中熱量就容易傳到被外殼兼用天線元件覆蓋的電路板上 的區域，從而能夠同時實施在電路板上搭載的電路部件群 的回流焊接和外殼兼用天線元件的回流焊接。而且，因為 這些開口部形成為切口狀或者小孔狀，所以很難插入烙鐵 等，並且側板從頂板的周邊向電路板側下垂，所以也很難 從側面向被外殼兼用天線元件覆蓋的空間內插入烙鐵。因 此，該天線一體型模塊的高頻電路的主要部分被不法改造 的危險性減小。
在上述結構中，如果在外殼兼用天線元件的側板內與 其周邊隔離的多個位置也穿設切口狀或者小孔狀的開口 部，則在回流焊工序中就更加容易將熱量傳到被外殼兼用 天線元件覆蓋的電路板上的區域，因此最為理想。
又，在上述結構中，如果外殼兼用天線元件的頂板為 矩形，使短路腳片從其長邊方向一端側的兩個位置分別下 垂，使固定腳片從長邊方向另一端側的兩個位置分別下 垂，就能夠使外殼兼用天線元件的形狀變簡單而易於製造，因此最為理想。在這種情況下，如果通過在與供電腳
片點對稱的位置附設與該供電腳片相同形狀的第3個固 定腳片，外殼兼用天線元件成為即使反轉長邊方向兩端的 方向其外觀相同的對稱形狀，那麼，就沒有必要在電路板 上搭載外殼兼用天線元件的裝配工序中確認該天線元件 的方向，就能夠提高工作效率。
又，在上述結構中，如果電路板可以在連接器上插入 和拔出，該連接器具有在板厚方向夾持電路板兩側部的導 向片，將電路板插入連接器使兩者處於連接狀態時，連接 器的導向片位於沿著該插入方向延伸的外殼兼用天線元 件的側板和電路板之間的間隙內，那麼通過間隙就可以避 免外殼兼用天線元件的側板和連接器的導向片之間的抵 接，就能夠將外殼兼用天線元件的頂板擴大到與電路板的 寬度尺寸相同的程度，能夠將電路板上的有限空間作為部 件安裝區域有效利用。在這種情況下，如果外殼兼用天線 元件的頂板為矩形，使短路腳片從其短邊方向一端側的兩 個位置分別下垂，使固定腳片從短邊方向的另一端側的兩 個方向分別下垂，並且在從長邊方向的兩端側下垂的側板 的全長範圍內與電路板之間形成間隙，則外殼兼用天線元 件的形狀可以變簡單而易於製造，同時還可以簡單地將電 路板插入到連接器上。
又，在上述結構中，如果將在頂板和側板上穿設的開
口部的寬度尺寸、以及固定腳片的前端與電路板之間的對
置間隔(間隙尺寸)都設定在lmm以下，就能夠更加可
靠地防止高頻電路的主要部分的不法改造，因此最為理 沐巨
本發明的天線一體型模塊，能夠使鈑金制的外殼兼用天線元件作為電磁屏蔽高頻電路的電路件群的屏蔽罩工
作，並且還能夠使頂板作為構成輻射導體的倒F型天線的 天線元件工作。因此，與在平面上並列配設相互獨立部件 的天線元件和屏蔽罩時的結構相比，就容易實現整個模塊 的小型化和低成本。又，在頂板的多個位置穿設有開口部， 並通過這些開口部能夠順暢地流通空氣，因此在回流焊工 序中熱量就容易傳到被外殼兼用天線元件覆蓋的電路板 上，能夠同時實施在電路基板上搭載的電路部件的回流焊 接和外殼兼用天線元件的回流焊接，能夠更加降低製造成 本。又，因為這些開口部形成切口狀或者小孔狀，所以很 難插入烙鐵等，並且側板從頂板的周邊向電路板側下垂， 所以也很難從側面向被外殼兼用天線元件覆蓋的空間內 插入烙鐵。因此，該天線一體型模塊的高頻電路的主要部 分被不法改造的危險性減小。


圖l為本發明的第l實施方式涉及的天線一體型模塊 的立體圖。
圖2為圖l所示的模塊及連接器的分解立體圖。
圖3為本發明的第2實施方式涉及的天線一體型模塊
的立體圖。
圖4為沿著圖3的IV — IV線的截面圖。
圖中
1電路板，2接地導體層，3電路部件， 4外殼兼用天線元件，5頂板，5a開口部， 6供電腳片，7、 8短路腳片，9 11固定腳片， 12 15側板，12a 15a開口部，20連接器，20a連接端子，20b導向片， S間隙。
具體實施例方式
下面將參照

發明的具體實施方式
。圖l為本 發明的第l實施方式涉及的天線一體型模塊的立體圖，圖 2為圖l所示的模塊及連接器的分解立體圖。
這些圖示的天線一體型模塊主要包括在上表面設有 高頻電路的布線圖案(圖中未表示)而底面的幾乎整個面 上設有接地導體層2的矩形的電路板1、安裝在電路板l 的上表面且與上述布線圖案連接的晶片部件、IC等電路 部件群3、以及搭載在電路板l上且覆蓋電路部件群3的 鈑金制的外殼兼用天線元件4，而且電路板1通過連接器 20與主板(mother board) 30進行電氣及機械連接。 該連接器20具有配設在平板部的多個連接端子20a和設 在從平板部的兩端豎立的側壁上的一對導向片20b，電路 板1通過連接器20的兩個側壁在寬度方向受到限制的同 時，還通過導向片20a在板厚方向受到夾持。
外殼兼用天線元件4包括頂板5、供電腳片6、短路 腳片7和8、固定腳片9 11以及側板12 15構成，該 頂板5為覆蓋電路部件群3的矩形狀金屬平板、且作為輻 射導體進行工作，該供電腳片6、短路腳片7和8以及固 定腳片9 11從該頂板5的周邊向電路板1側下垂，該 側板12 15在除了這些各腳片6 11以外的位置從頂板 5的周邊(四邊)向電路板l側下垂。而且，雖然供電腳 片6與上述布線圖案連接、短路腳片7和8與接地導體 層2連接，但是固定腳片9 11在電氣開放的狀態下被
固定在電路板l上。又，在頂板5內與周邊隔離的6個 位置穿設有切口狀的開口部5a，在各個側板12 15內 分別與周邊隔離的2個位置穿設有切口狀的開口部12a 15a。
即，沿著頂板5的一個長邊的側板12是長邊方向的 一端側與供電腳片6連接而另一端側與固定腳片11連接 的彎曲片，並且在該側板12內的兩個位置成一直線狀地 穿設有沿著頂板5的長邊延伸的開口部12a，而且在隔著 供電腳片6與缺口部16相鄰接的位置設有短路腳片7。 同樣，沿著頂板5的另一個長邊的側板13是長邊方向的 一端側與供電腳片8連接而另一端側與固定腳片9連接的 彎曲片，在該側板13內的兩個位置成一直線狀地穿設有 沿著頂板5的長邊延伸的開口部13a，而且在隔著固定腳 片9與缺口部17相鄰接的位置設有固定腳片10。又，在 頂板5的一個短邊的全長上延伸的側板14內，在兩個位 置成一直線狀地穿設有沿著該短邊延伸的開口部14a。同 樣，在頂板5的另一個短邊的全長上延伸的側板15內的 兩個位置成一直線狀地穿設有沿著該短邊延伸的開口部 15a。另外，在各個側板12 15上穿設的切口狀的開口 部12a 15a的寬度尺寸(切口寬度)都被設定在lmm 以下。而且，各個側板12 15的前端(下端)全都隔著 間隙S與電路板1相對置，並且其對置間距也被設定在 lmm以下。
詳細說明外殼兼用天線元件4的各個腳片6 11。供 電腳片6的下端部連接在上述布線圖案的供電線上，並通 過供電腳片6向頂板5的供電點(供電腳片6的上端彎 曲部)提供規定的高頻信號。短路腳片7、 8通過電路板1的穿孔與接地導體層2連接。固定腳片9 11全都連接 在電路板l上的電氣上孤立的焊錫盤上，而這些焊錫盤和 接地導體層2之間加載著靜電電容。即，該外殼兼用天線 元件4通過將各個腳片6 11焊接在對應的焊錫盤上， 能夠以穩定的姿勢被安裝在電路板l上，並且頂板5與電 路板1保持著規定間距相對置。而且，所設計的該外殼兼 用天線元件4如圖所示，在四個角部配設短路腳片7、 8 以及固定腳片IO、 11，並且在與饋電腳片6點對稱的位 置上設置與該饋電腳片6相同形狀的固定腳片9，從而即 逆轉長邊方向兩端的方向，其外觀還是形成相同的對稱形 狀。
具有上述結構的天線一體型模塊，因為覆蓋電路部件 群3的鈑金制的外殼兼用天線元件4連接在接地導體層2 上，所以可以使該外殼兼用天線元件4作為屏蔽罩來工 作。又，外殼兼用天線元件4的矩形的頂板5，在其長邊 方向的一端側配設了短路腳片7、 8、另一端側保持電氣 開放的狀態，並且可通過來自供電腳片6的供電來激勵頂 板5，因此能夠使該頂板5作為倒F型鈑金天線的輻射導 體工作。
即，本實施方式涉及的天線一體型模塊被設計成，覆 蓋高頻電路的主要部分的外殼兼用天線元件4不僅作為 屏蔽罩工作，而且還能夠作為倒F型天線的天線元件來工 作，因此，與在平面上並列配設相互獨立部件的天線元件 和屏蔽罩的結構相比，就容易實現小型化和低成本。並且， 外殼兼用天線元件4被設計成，在固定腳片9 11所集 中的電氣開放的一側、即在供電時成為電場區域的一側加 載著靜電電容，因此更加容易實現整個模塊的小型化。
又，該天線一體型模塊，在外殼兼用天線元件4的頂 板5和各側板12 15上分別穿設有多個開口部5a和 12a 15a，並且通過這些開口部5a和12a 15a使空氣 能夠順暢地流通，因此在回流焊工序中熱量就容易傳到被 外殼兼用天線元件4覆蓋的電路板l上的區域，從而能夠 同時實施在電路板1上搭載的電路部件群3的回流焊接和 外殼兼用天線元件4的回流焊接。即，因為沒有必要反覆 實施回流焊工序，所以能夠更廉價地製造。
而且，在該天線一體型模塊中，側板12 15從頂板 5的周邊向電路板1側下垂，並且各個側板12 15的前 端和電路板1之間的對置間距(間隙S)被設定在lmm 以下，因此從側面向被外殼兼用天線元件4覆蓋的空間內 插入烙鐵等就變得很難。又，開口部5a和12a 15a全 部形成寬度為lmm以下的切口狀，所以向這些開口部5a 和12a 15a內插入烙鐵等也變得困難。因此，該天線一 體型模塊的高頻電路的主要部分被不法改造的危險性減 小。
又，本實施方式涉及的天線一體型模塊的鈑金制的外 殼兼用天線元件4的形狀簡單而易於製造。而且設計成即 使該外殼兼用天線元件4逆換長邊方向兩端的方向其外 觀還是相同的對稱形狀，因此在電路板1上搭載外殼兼用 天線元件4的裝配工序中，就沒有必要逐一確認該天線元 件4的方向，從而具有提高工作效率的優點。
圖3為本發明的第2實施方式涉及的天線一體型模塊 的立體圖，圖4為沿著圖3的IV-IV線的截面圖，對於與 圖1和圖2對應的部分賦予相同標記，並省略重複說明。
本實施方式與上述第l實施方式的不同點為，頂板5形成與電路板1幾乎相同寬度的矩形，以及從該頂板5 的周邊下垂的供電腳片6、短路腳片7和8以及固定腳片 9 11的形成位置，除此之外的結構和作用效果基本上相 同。即，沿著頂板5的一個短邊的側板14是短邊方向的 一端側與供電腳片6相連接、中心部以及另一端側與短路 腳片7、 8相連接的彎曲片，同樣沿著頂板5的另一個短 邊的側板1 5是短邊方向的兩端側和中心部與固定腳片9、 10、 ll相連接的彎曲片。而且，在頂板5的一個長邊的 全長上延伸的側板12內，在兩個位置成一直線狀地穿設 有沿著該長邊延伸的開口部12a，同樣在頂板5的另一個 長邊的全長上延伸的側板13內，在兩個位置成一直線狀 地穿設有兩個沿著該長邊延伸的開口部13a。還有，各個 側板12 15的前端全都隔著間隙S與電路板1相對置， 而且沿著頂板5的長邊的兩個側板12和13，在從長邊方 向的 一 端到另 一 端的全長範圍內形成有間隙S 。
在具有上述結構的天線一體型模塊中，也通過在連接 器20的兩個導向片20b的下側插入電路板1，使電路板 l通過連接器20電氣及機械連接在主板30上。在這樣的 連接器連接狀態中，電路板1通過兩個導向片20b被固 定而無法從連接器20脫離，但是如圖4所示，這些導向 片20b位於在兩個側板12、13和電路板1之間形成的間 隙S內。即，在兩個導向片20b的下側插入電路板1的 兩側部而與連接器20連接時，兩個導向片20b通過沿著 電路板1的插入方向延伸的兩個側板12、 13下側的間隙 S內，因此通過間隙S就能避免這些導向片20b和側板 12、 13之間的接觸。因此，就能夠將外殼兼用天線元件 4的頂板5擴大至與電路板1的寬度尺寸相同的程度，隨
之也能夠將電路板1上的有限空間作為部件安裝區域有效利用，還能夠將頂板5的寬暢的面積作為圖中未表示的 標籤粘貼面來利用。
還有，在上述的各個實施方式中，說明了頂板5的各 開口部5a沿著長邊方向延伸的情形，但是各開口部5a 也可以沿著短邊方向延伸。而且，開口部5a或者開口部 12a 15a也可以用小孔代替切口狀，而在這種情況下， 可以通過穿設有多個小孔的方式避免回流焊工序的重複。
權利要求
1.一種天線一體型模塊，其特徵在於，具備電路板，設有高頻電路的布線圖案以及接地導體層；電路部件群，安裝在該電路板的單面上；以及鈑金制的外殼兼用天線元件，搭載於上述電路板上並覆蓋上述部件群；上述外殼兼用天線元件具有頂板，與上述電路板保持規定間距而相對置，並且作為輻射導體進行工作；供電腳片，從該頂板的供電點向上述電路板側下垂，與上述布線圖案連接；短路腳片，從上述頂板的一端側的周邊向上述電路板側下垂，與上述接地導體層連接；固定腳片，從上述頂板的另一端側的周邊向上述電路板側下垂並固定在該電路板上，處於電氣開放狀態；以及側板，在除了這些供電腳片、短路腳片以及固定腳片之外的位置，從上述頂板的周邊向上述電路板側下垂，該側板的前端與該電路板保持著間隙相對置；並且，在上述頂板內的與其周邊隔離的多個位置穿設有切口狀或者小孔狀的開口部。
2. 根據權利要求1所述的天線一體型模塊，其特徵 在於，在上述側板內的與其周邊隔離的多個位置也穿設有 切口狀或者小孔狀的開口部。
3. 根據權利要求1所述的天線一體型模塊，其特徵 在於，上述頂板為矩形，並且使上述短路腳片從其長邊方 向 一 端側的兩個位置分別下垂，使上述固定腳片從長邊方 向另 一 端側的兩個位置分別下垂。
4. 根據權利要求3所述的天線一體型模塊，其特徵 在於，通過在與上述供電腳片點對稱的位置附設與該供電腳片相同形狀的第3個上述固定腳片，上述外殼兼用天線 元件成為即使反轉長邊方向兩端的方向其外觀還是相同 的對稱形狀。
5. 根據權利要求1所述的天線一體型模塊，其特徵 在於，上述電路板可以在連接器上插入和拔出，該連接器 具有在板厚方向夾持上述電路板的兩側部的導向片，在將 上述電路板插入上述連接器使兩者處於連接狀態時，上述 導向片位於沿著其插入方向延伸的上述側板和上述電路 板之間的上述間隙內。
6. 根據權利要求5所述的天線一體型模塊，其特徵 在於，上述頂板為矩形，使上述短路腳片從其短邊方向的 一端側的兩個位置分別下垂，使上述固定腳片從短邊方向 的另 一 端側的兩個位置分別下垂，並且在從長邊方向的兩 端側下垂的上述側板的全長範圍內形成有上述間隙。
7. 根據權利要求1所述的天線一體型模塊，其特徵 在於，上述開口部的寬度尺寸以及上述固定腳片的前端與 上述電路板之間的對置間隔都設定在lmm以下。
全文摘要
提供一種天線一體型模塊，既容易實現小型化，還能易於防止電路的不法改造，並且能夠高效率地進行回流焊工序而進行廉價製造。在設有布線圖案以及接地導體層(2)的電路板(1)上安裝有部件群(3)，在電路板(1)上搭載的鈑金制的外殼兼用天線元件(4)覆蓋電路部件群(3)。在該天線元件(4)上設有具有開口部(5a)的矩形的頂板(5)、與布線圖案的供電線連接的供電腳片(6)、與接地導體層(2)連接的短路腳片(7)和(8)、電氣開放的固定腳片(9～11)以及具有開口部(12a～15a)的側板(12～15)，並且各腳片(6～11)被焊接在電路板(1)上。
文檔編號H01Q1/38GK101202375SQ20071018658
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月12日 優先權日2006年12月13日
發明者村田淳, 渡邊芳清, 渡部宏一, 鈴木友貴 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社