可分离天线以及包括该分离天线的电子装置的制作方法

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1.本公开总地涉及无线通信系统,更具体地,涉及无线通信系统中的可分离天线以及包括该可分离天线的电子装置。


背景技术:

2.为了满足自部署第四代(4g)通信系统以来增加的对无线数据流量的需求,已经努力开发改进的第五代(5g)或预5g通信系统。因此,5g或预5g通信系统也被称为“超4g网络”通信系统或“后长期演进(后lte)”系统。
3.5g通信系统被认为在超高频(毫米波)频带(例如60ghz频带)中实现从而实现更高的数据速率。为了降低无线电波的传播损耗并增大超高频带中的传输距离,在5g通信系统中讨论了波束成形、大规模多输入多输出(massive mimo)、全维mimo(fd-mimo)、阵列天线、模拟波束成形、大规模天线技术。
4.此外,在5g通信系统中,基于高级小小区、云无线电接入网络(cloud ran)、超密集网络、装置到装置(d2d)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(comp)、接收端干扰消除等,正在进行系统网络改进的开发。
5.在5g系统中,已经开发了作为高级编码调制(acm)的混合fsk和qam调制(fqam)和滑动窗口叠加编码(swsc)以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(fbmc)、非正交多址(noma)和稀疏码多址(scma)。
6.为了提高通信性能,已经开发了配备有多个天线的产品,并且预期通过利用大规模mimo技术,将逐渐使用具有多得多的天线的设备。随着通信装置具有更多的天线元件,对用于有效设计天线设备的可分离天线结构的需求日益增加。


技术实现要素:

7.技术问题
8.基于以上讨论,本公开提供了一种具有可分离天线结构的电子装置以及制造该可分离天线结构的方法。
9.此外,在无线通信系统中,为了设计具有可分离天线结构的电子装置,本公开提供一种柔性印刷电路板(fpcb)的结构和包括该结构的装置。
10.此外,在无线通信系统中,为了实现可分离天线,本公开提供一种在fpcb和印刷电路板(pcb)之间的粘合构件以及包括该粘合构件的装置。
11.此外,在无线通信系统中,为了实现可分离天线,本公开提供一种用于fpcb和印刷电路板(pcb)之间的耦合连接的结构以及包括该结构的装置。
12.对问题的方案
13.根据本公开的实施例,一种天线模块可以包括:多个天线;第一印刷电路板(pcb),在其上设置多个天线;第二pcb,在其上设置一个或更多个元件,所述一个或更多个元件配置为处理射频(rf)信号;以及粘合材料,配置为将第一pcb和第二pcb彼此联接,其中第一
pcb包括第一金属层、第二金属层、电介质和耦合结构,该耦合结构沿着第一金属层、第二金属层和在第一金属层和第二金属层之间的通路孔镀覆,并且天线模块设置为经由第一pcb的耦合结构和第二pcb的耦合垫提供耦合连接。
14.根据本公开的实施例,一种电子装置可以包括:多个第一印刷电路板(pcb),其中天线电路设置在所述多个第一印刷电路板(pcb)的每个上;第二pcb,在其上设置电源、直流(dc)/dc转换器和现场可编程门阵列(fpga);以及多个第三pcb,其中射频电路(rfic)设置在所述多个第三pcb中的每个上,其中所述多个第一pcb中的每个经由粘合材料联接到第二pcb,所述多个第三pcb中的每个经由栅格阵列联接到第二pcb,所述多个第一pcb当中的第一pcb包括第一金属层、第二金属层、电介质以及耦合结构,该耦合结构沿着第一金属层、第二金属层以及在第一金属层和第二金属层之间的通路孔镀覆,并且耦合结构设置为经由第二pcb的耦合垫提供耦合连接。
15.发明的有益效果
16.根据本公开的各种实施例,一种可分离天线结构以及包括该可分离天线结构的装置具有用于天线的柔性印刷电路板(fpcb),该柔性印刷电路板根据通路的尺寸、镀覆的厚度、镀覆的次数或耦合结构之间的设置来设计,从而提供对抗压力的坚固性并促进大规模生产。
17.此外,根据本公开的各种实施例,可分离天线结构和包括该可分离天线结构的装置具有通过粘合材料配置的在天线板和主板之间的连接,从而能够设计高性能天线和高效主板。
18.可从本公开获得的有益效果可以不限于上述效果,通过以下描述,本公开所属的领域内的技术人员可以清楚地理解未提及的其它效果。
附图说明
19.图1示出根据本公开的实施例的无线通信环境的示例;
20.图2a示出根据本公开的实施例的射频(rf)板的示例;
21.图2b示出根据本公开的实施例的具有可分离天线结构的电子装置的截面的示例;
22.图3示出根据本公开的实施例的可分离天线结构的示例;
23.图4a、图4b和图4c是示出根据本公开的实施例的可分离天线结构的柔性印刷电路板(fpcb)的示例的视图;
24.图5示出根据本公开的实施例的使用胶带的可分离天线结构的示例;
25.图6示出根据本公开的实施例的接合片和通路孔的示例;
26.图7示出根据本公开的实施例的包括可分离天线结构的电子装置的示例;
27.图8示出根据本公开的实施例的天线板和射频(rf)板的附接的示例;
28.图9a和图9b是示出根据本公开的实施例的天线板和rf板的组装工艺的示例的视图;
29.图10示出根据本公开的实施例的组装天线板和rf板的示例;
30.图11a和图11b是示出根据本公开的实施例的根据天线板和rf板的组装的对准评估的一示例的视图;
31.图12a和图12b是示出根据本公开的实施例的根据天线板和rf板的组装的对准评
估的另一示例的视图;
32.图13示出根据本公开的实施例的在组装天线板和rf板时用于对准的天线板的偏移施加的示例;
33.图14a和图14b是示出根据本公开的实施例的在组装天线板和rf板时树脂流动控制的示例的视图;以及
34.图15示出根据本公开的实施例的具有可分离天线结构的电子装置的功能配置。
具体实施方式
35.在本公开中使用的术语仅用于描述具体实施例,并不旨在限制本公开。单数表述可以包括复数表述,除非它们在上下文中明确不同。除非另外地定义,否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本公开所属的领域内的技术人员通常理解的含义相同的含义。这样的术语(如在常用词典中定义的那些)可以被解释为具有与相关技术领域中的上下文含义相同的含义,并且将不被解释为具有理想的或过于正式的含义,除非在本公开中明确定义。在一些情况下,甚至在本公开中定义的术语不应被解释为排除本公开的实施例。
36.在下文,将基于硬件的方法来描述本公开的各种实施例。然而,本公开的各种实施例包括使用硬件和软件两者的技术,因此本公开的各种实施例不排除软件的观点。
37.在下文,本公开涉及用于在无线通信系统中发送控制信道的装置和方法。具体地,本公开描述了一种用于在无线通信系统中发送上行链路控制信息时更有效地设计作为控制信道的pucch的方法、新格式以及根据该方法在发射器或接收器处的过程,将其与现有操作相结合,并且还描述了用于适应地使用其的方法。
38.在以下描述中,涉及电子装置的部件的术语(例如基板、板、印刷电路板(pcb)、柔性pcb(fpcb)、模块、天线、天线元件、电路、处理器、芯片、元件和器件)、涉及部件的形状的术语(例如结构、支撑部分、接触部分、突起和开口)、涉及结构之间的连接部分的术语(例如连接部分、接触部分、支撑部分、接触结构、导电构件和组件)、涉及电路的术语(例如传输线、pcb、fpcb、信号线、馈电线、数据线、rf信号线、天线、rf路径、rf模块和rf电路)等是为了描述方便而说明性使用的。因此,本公开不限于如在下面使用的术语,并且可以使用涉及具有等同技术含义的主题的其它术语。此外,如在下面使用的,诸如
“……
单元”、
“……
器件”、
“……
材料”或
“……
主体”可以暗示至少一个形状结构或用于处理一功能的单元。
39.在本公开中,将使用在一些通信标准(例如由第三代合作伙伴计划(3gpp)定义的长期演进(lte)和新无线电(nr))中采用的术语来描述各种实施例,但是它们仅是为了说明的目的。通过修改,本公开的实施例也可以容易地应用于其它通信系统。
40.此外,如在本公开中使用的,表述“大于”或“小于”用于确定是否满足或达到特定条件,但这仅旨在示出一示例,并不排除“大于或等于”或“等于或小于”。由表述“大于或等于”表示的条件可以用由“大于”表示的条件代替,由表述“等于或小于”表示的条件可以用由“小于”表示的条件代替,由“大于且等于或小于”表示的条件可以用由“大于且小于”表示的条件代替。
41.在下文,本公开涉及无线通信系统中的可分离天线结构以及包括该可分离天线结构的电子装置。具体地,本公开描述了一种用于实现在天线板和射频(rf)板之间的稳定连
接的技术,对于该结构,在无线通信系统中独立地实现在其上布置有rf部件的rf板和在其上布置有诸如天线的辐射器的天线板。
42.图1示出根据本公开的各种实施例的无线通信环境。图1的无线通信环境100是使用无线信道的节点的一部分,并示出基站110和终端120。
43.基站110是配置为向终端120提供无线连接的网络基础设施。基站110具有被定义为基于信号可传输距离的预定地理区域的覆盖范围。除了基站之外,基站110还可以被称为大规模多输入多输出(mimo)单元(mmu)、“接入点(ap)”、“enodeb(enb)”、“第五代节点(5g节点)”、“5g nodeb(nb)”“、无线点”“、发送/接收点(trp)”、“接入单元”、“分布式单元(du)”、“发送/接收点(trp)”、“无线电单元(ru)”、远程无线电头端(rrh)或具有同等技术含义的其它术语。基站110可以发送下行链路信号或接收上行链路信号。
44.终端120是配置为由用户使用的装置,并经由无线信道执行与基站110的通信。在一些情况下,终端120可以在没有用户参与的情况下操作。换句话说,终端120可以是配置为执行机器类型通信(mtc)的装置,并可以不被用户携带。除了终端之外,终端120还可以被称为“用户设备(ue)”、“移动站”、“用户站”、“用户驻地设备(cpe)”、“远程终端”、“无线终端”、“电子装置”、“车辆终端”、“用户装置”或具有同等技术含义的其它术语。
45.图1a所示的终端120和终端130可以支持车辆通信。在车辆通信的情况下,在lte系统中,在3gpp版本14和版本15中完成了基于装置到装置(d2d)通信结构的v2x技术的标准化工作,并且目前正在努力开发基于5g nr的v2x技术。在nr v2x中,在终端之间支持单播通信、组播(或多播)通信和广播通信。
46.作为减轻传播路径损耗和增加无线电波传播距离的技术之一,正在使用波束成形技术。波束成形通常使用多个天线来集中无线电波的到达区域,或者增加特定方向上的接收灵敏度的方向性。因此,为了形成波束成形覆盖,而不是使用单个天线以各向同性模式形成信号,通信设备可以包括多个天线。在下文,描述了包括多个天线的天线阵列。
47.基站110或终端120可以包括天线阵列。天线阵列中包括的每个天线可以被称为阵列元件或天线元件。在下文,在本公开中,天线阵列已经被示出为二维平面阵列,但是这仅是一实施例,并且不限制本公开的其它实施例。天线阵列可以配置成各种形状,诸如线性阵列或多层阵列。天线阵列可以被称为大规模天线阵列。
48.提高5g通信的数据容量的主要技术是波束成形技术,其使用连接到多个rf路径的天线阵列。为了更高的数据容量,应当增加rf路径的数量,或者应当增大每个rf路径的功率。增加rf路径的数量增大了产品的尺寸,并且目前由于安装实际基站设备的空间限制,这种增加是不可能的。为了在不增加rf路径的数量的情况下通过高输出来增大天线增益,可以通过使用分离器(或分配器)将多个天线元件连接到rf路径来增大天线增益。执行无线通信的部件的数量正在增加以提高通信性能。具体地,由于天线、部件和配置为处理经由天线接收或发送的rf信号的rf部件(例如放大器和滤波器)的数量增加,所以在配置通信设备时实质上需要在满足通信性能的同时实现空间增益和成本效率。
49.将天线实现为单独的板(在下文,称为天线板)的设计方法正在进行中。通过这样,设计具有高性能的天线是可能的,同时在毫米波频带(例如3gpp的fr2的频带)中以低成本设计主pcb。为了附接天线板,使用诸如层压或在天线之间使用焊球或粘合柱的组装工艺的方法。然而,诸如球栅阵列(bga)或触点栅格阵列(lga)的常规焊球附接方法由于翘曲问题
(当平衡被改变时,容易断裂)而不容易大规模生产。因此,本公开的实施例提出了使用粘合材料的层压方法从而解决这样的问题。在下文,将在图2a和图2b中描述本公开中提出的具有可分离天线结构的电子装置的基本结构和相关部件。
50.图2a示出根据本公开的实施例的无线电单元(ru)板的示例。本公开的实施例涉及具有可分离天线结构的通信装置。可分离天线结构表示这样的结构,其中在其上安装有天线的pcb(在下文,第一pcb)和在其上安装有天线模块和配置为处理信号的部件(例如连接器、直流(dc)/dc转换器和dfe)的pcb(在下文,第二pcb)被分离和布置。第一pcb可以被称为天线板、天线基板、辐射基板、辐射板或rf板。第二pcb可以被称为ru板、主板、电源板、母板、封装板或滤波器板。
51.参照图2a,ru板210可以包括配置为通过辐射器(例如天线)发射信号的部件。根据一实施例,一个或更多个天线pcb(即第一pcb)211可以安装在ru板210上。换句话说,一个或更多个天线模块可以安装在ru板210上。关于天线模块的具体结构和配置在稍后描述的图2b至图14中描述。
52.ru板可以包括配置为向天线供应rf信号的部件。根据一实施例,ru板可以包括一个或更多个dc/dc转换器220。dc/dc转换器220可以用于将直流电转换成直流电。根据一实施例,ru板可以包括一个或更多个本地振荡器(lo)225。lo 225可以用于在rf系统中供应频率。根据一实施例,ru板可以包括一个或更多个连接器230。该连接器可以用于传输电信号。根据一实施例,ru板可以包括一个或更多个分配器235。分配器235可以用于分配输入信号并将其发送到多个路径。根据一实施例,ru板可以包括一个或更多个低压差调节器(ldo)240。ldo 240可以用于抑制外部噪声并供电。根据一实施例,ru板可以包括一个或更多个电压调节器模块(vrm)250。vrm 250可以表示配置为确保维持适当电压的模块。根据一实施例,ru板可以包括一个或更多个数字前端(dfe)260。根据一实施例,ru板可以包括一个或更多个射频可编程增益放大器(rfpga)270。根据一实施例,ru板可以包括一个或更多个中频(if)。作为图2a所示的配置,可以省略图2a所示的部件当中的一些部件,或者可以安装更多数量的部件。此外,尽管在图2a中没有提到,但是ru板还可以包括配置为对信号进行滤波的rf滤波器。
53.图2b示出根据本公开的实施例的具有可分离天线结构的电子装置的截面的示例。可分离天线结构表示这样的结构,其中在其上安装有天线的pcb(在下文,第一pcb)和在其上安装有天线模块和配置为处理信号的部件(例如连接器、直流(dc)/dc转换器和dfe)的pcb(在下文,第二pcb)被分离和布置。第一pcb可以被称为天线板、天线基板、辐射基板、辐射板或rf板。第二pcb可以被称为ru板、主板、封装板、母板或滤波器板。在本公开中,作为示例,描述了其上安装有第一pcb、第二pcb和射频电路(rfic)的pcb(在下文,第三pcb)被分离和设置的通信设备。
54.参照图2b,可分离天线结构260表示这样的结构,其中在其上设置有辐射器(例如天线)的pcb 261设置在独立于第二pcb 270的基板层上。在本公开的实施例中,第一pcb 261和第二pcb 270分别布置在独立的基板层上。根据一实施例,第一pcb 261可以是被层压以辐射无线电波的柔性印刷电路板(fpcb)260。天线可以设置在第一pcb 261上。根据一实施例,第一pcb 261可以在制造过程中被制造成具有可分离的结构,因此可以减小安装天线的面积,从而增大通信设备的空间效率。为了便于附接/分离,可以使用粘合材料262。此外,
在粘合材料262是胶带的情况下,即使在加热/加压工艺之后,用作天线pcb的第一pcb 261也可以被容易地附接或分离。换句话说,在加热/加压工艺之后,即使第一pcb 261没有被附接/分离,第一pcb也可以通过可预先接合的粘合材料接合到第二pcb,因此配置为提高制造效率的结构也可以被理解为本公开的实施例。
55.第二pcb 270可以包括在其中堆叠多个基板的pcb。通路孔可以跨第二pcb 270的多层形成。例如,第二pcb 270可以包括通过激光工艺配置的通路孔和通过pth工艺配置的通路孔。根据一实施例,第二pcb可以包括由用于同轴pth的fr4配置的低成本层。根据一实施例,馈电单元可以被包括在第二pcb 270的一个表面上。在一些额外的实施例中,除了第一pcb 261的主天线之外,还可以设置附加天线(图2b的第二天线)。此外,根据一实施例,第二pcb 270可以通过三步层压工艺制造。第二pcb 270可以通过参考低成本层的垂直对称层压工艺来制造。第二pcb 270可以包括一个或更多个接地层。在层3(l3)上,rf线路可以包括嵌入式接地共面波导(gcpw)。此外,根据一实施例,天线可以通过由非金属材料构成的盖彼此间隔开预先配置的长度。根据一实施例,天线模块的性能可以基于第一pcb 261的天线和盖的天线之间的分隔距离来确定。
56.根据本公开的实施例,配置为从第二pcb 270的馈电单元接收电信号以辐射无线电波的耦合单元可以设置在第一pcb 261上。换句话说,根据这里公开的天线模块结构,耦合单元和馈电单元可以具有没有直接连接的耦合结构。此外,根据这里公开的天线模块结构,耦合单元和馈电单元具有其中耦合单元和馈电单元不直接连接的耦合结构,但是第一pcb 261可以层叠在第二pcb 270上以允许耦合单元和馈电单元被布置为使得在耦合单元和馈电单元之间保持恒定的距离。
57.在可分离天线结构中,耦合可以用于电连接。稳定的耦合连接需要耦合单元和馈电单元的对准。为了高精度的耦合连接,必然要求使用粘合材料的层压和按压工艺。本公开的实施例提出一种可分离天线结构,其中天线板和ru板使用诸如接合片或胶带的粘合材料彼此可附接和可分离。此外,本公开的实施例提出天线板所需的耦合单元的形状从而在天线板和ru板之间提供稳定的耦合连接。在下文,将参照图3描述配置可分离天线结构的每个结构的因素。
58.图3示出根据本公开的实施例的可分离天线结构的示例。可分离天线结构表示这样的结构,其中在其上安装有天线的第一pcb和在其上安装有天线模块和配置为处理信号的部件的第二pcb被分离和布置。在图3中,作为第一pcb,fpcb被描述为一示例,但是这样的示例不被解释为限制本公开的其它实施例。不是fpcb的普通pcb的天线板也可以被理解为本公开的实施例。
59.参照图3,天线模块可以包括盖310、盖310的支撑件321、在其上安装有天线的fpcb 330、配置为将天线板接合到ru板的接合片340、光致阻焊剂(psr)350、在其上安装有rf部件的pcb 360以及信号通过其传输的贯通孔370。fpcb 330可以附接到耦合结构335从而电连接到pcb 360。耦合结构335可以设置在fpcb 330上。pcb 35可以包括连接到贯通孔370的耦合垫375。
60.pcb 360的耦合结构335和耦合垫375的对准影响耦合连接。耦合连接可能影响天线性能。在pcb 360的耦合结构335和耦合垫375发生未对准的情况下,增益值可能改变。pcb 360的耦合结构335和耦合垫375的对准影响天线增益。作为一示例,由于耦合结构335和耦
合垫375的未对准而导致的增益可以在下面的表1中示出。
61.表1
62.未对准的程度(mm)增益(dbi)(16链)017.10.117.00.1516.90.216.7
63.可分离天线结构可以被设计为使得由于未对准而引起的性能误差(即公差)达到预定标准(例如200μm)。为了控制未对准,在联接第一pcb 330和第二pcb 360时需要高精度。按压工艺可以用于实现超精密工艺。第一pcb 330的一个表面可以设置为对应于第二pcb 360的一个表面,然后这两个表面可以被垂直地按压。在通过使用诸如bga或lga的焊球来接合第一pcb 330和第二pcb 360时,由于压力可能发生破裂。因此,在本公开中,在连接第一pcb 330和第二pcb 360时,可以通过使用粘合材料(例如,接合片330或粘合剂)来执行耦合连接。能量耦合可以通过粘合材料进行。为了在第一pcb 330和第二pcb 360(也就是,天线板和ru板)之间的稳定耦合连接和大规模生产,存在若干设计约束。在下文,在设计用于耦合连接的可分离天线结构时,将描述在本公开的实施例中使用的设计因素。pcb可以包括多个基板层。这样的基板层表示由金属(例如铜)配置的层。pcb可以包括多个金属层。为了便于描述,pcb的最上面的金属层被称为第一金属层,pcb的最下面的金属层被称为第二金属层。在制造pcb时,穿过各层形成通路孔从而将各层彼此电连接。然后,为了导电,可以镀覆通路孔。通过镀覆配置的结构可以沿着第一金属层、第二金属层和通路孔形成。如此形成的结构可以提供与另一pcb的耦合连接。
64.根据一实施例,镀覆厚度361影响第一pcb 330的部件。当第一pcb 330和第二pcb 360联接时,可以执行加压工艺。在正被执行的加压工艺的热量过高、压力过高或者加压时间长于标准的情况下,在第一pcb 330和第二pcb 360的耦合结构中可能出现缺陷。例如,粘合材料可能过度扩散而导致树脂流动发生。此外,例如,裂纹可能出现在第一pcb 330的镀覆部分。在一示例中,在一次镀覆时,在耦合垫的镀覆部分可能出现裂纹。这样的裂纹使耦合结构的形状变形,因此可能发生未对准。根据一实施例,可以增大镀覆厚度361或增加镀覆次数从而增大热冲击可靠性。镀覆厚度361取决于镀覆的次数。例如,镀覆厚度可能需要至少20μm。例如,镀覆的次数可能需要至少两次。
65.根据一实施例,耦合结构335的宽度363影响第一pcb 330的部件。耦合结构335可以由金属层和铜镀层当中的至少一种构成。耦合结构335可以提供到辐射器的电连接。耦合结构335可以提供到第二pcb 360的耦合连接。耦合结构335的宽度363影响与第二pcb 360的耦合垫的对准。随着耦合面积(也就是,面对面积)增大,辐射增益可以增大。随着耦合区域之间的对准误差增大,增益降低。
66.根据一实施例,pcb的通路孔365的尺寸取决于调节耦合垫之间的间隙的粘合材料的厚度。根据一实施例,在第一pcb 330和第二pcb 360之间的间隙367取决于粘合材料340的厚度。例如,粘合材料的厚度取决于配置为向天线馈电的通路pth孔的尺寸。粘合材料的厚度可以用于确定pth孔的尺寸。为了实现耦合垫之间的实际间隙为10至50μm,对于每种类型的天线,粘合材料的厚度可以从25至100μm被各种各样地选择。将在图6中描述针对每种
类型天线的具体示例。粘合材料的厚度是决定辐射器和接地之间的距离的主要设计因素。
67.对应于在第一pcb 330和第二pcb 360之间的距离的压力被施加到粘合材料340。高压力减小了在第一pcb 330和第二pcb 360之间的距离,短距离提高了耦合性能。实现可分离天线结构要求高耦合性能,因此加压工艺是必不可少的。过大的压力削弱耦合结构的耐久性。弱的耐久性不适于大规模生产,因此需要大量天线的毫米波通信设备需要具有高的大规模生产可靠性的天线模块。因此,考虑到上述设计因素,本公开的实施例提出了pcb的部件以增加大规模生产可靠性、同时提供稳定的耦合连接。
68.图4a、图4b和图4c是示出根据本公开的实施例的可分离天线结构的柔性印刷电路板(fpcb)的一示例的视图。fpcb可以包括一个或更多个金属层。在fpcb,镀覆可以用于在各层之间导电。根据一实施例,可以对fpcb执行镀铜处理。铜镀层可以被称为铜箔。根据一实施例,fpcb可以包括柔性覆铜层压板(fccl)。fccl可以是通过使用粘合剂(例如接合片、丙烯酸粘合剂)将柔性聚酯膜、聚酰亚胺(pi)膜等与铜箔结合的形式。fccl或fpcb制造工艺是卷对卷工艺,甚至在接受张力时也使用高温化学品,因此在工艺期间保持特性而没有变化的pi膜可以用于本公开的实施例。
69.参照图4a,示出用于可分离天线结构的fpcb的第一示例401。根据一实施例,fpcb可以包括由一个主体配置的pi层。大批量生产效率可以由于一体pi而提高。第一接合片可以作为粘合剂设置在pi层的上表面上。第二接合片可以作为粘合剂设置在pi层的下表面上。第一金属层可以设置在第一接合片上。作为一示例,第一金属层可以由铜构成。第二金属层可以设置在第二接合片下面。作为一示例,第二金属层可以由铜构成。可以在层之间形成通路孔,用于在第一金属层和第二金属层之间的导电。此后,可以跨第一金属层、第二金属层和通路孔形成镀覆层。在第一pcb和第二pcb之间的粘合材料的厚度可以根据耦合垫之间的间隙来确定。
70.参照图4b,示出用于可分离天线结构的fpcb的第二示例403。可以额外执行镀覆工艺以提高热冲击可靠性。根据一实施例,根据镀覆工艺,耦合结构可以包括多个镀覆层。随着相对鲁棒性由于镀覆厚度的增大而增加,为了小型化和高致密化,fpcb可以包括多个pi层。根据一实施例,fpcb可以包括多个pi层。由于所述多个pi层,可以实现fpcb的小型化和高致密化。在fpcb和主pcb之间的距离可以减小。
71.在图4b中,作为电介质,pi已经被描述为一示例,但是本公开的实施例不限于此。作为fpcb的电介质,除了pi之外,还可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚酰亚胺(pa)的电介质。此外,根据一实施例,除了fpcb之外,其它类型的pcb可以用于天线的布置。例如,刚性pcb可以用于天线的布置。作为构成刚性pcb的电介质,可以使用预浸渍材料(prepreg)、覆铜层压板(ccl)或低温共烧陶瓷(ltcc)。在下文,在本公开中,描述了通过pi膜配置pcb的电介质层,但是由聚合物或陶瓷材料实现的各种类型的电介质(诸如膜、片和复合材料)也可以用于实现本公开的实施例。
72.参照图4c,示出用于可分离天线结构的fpcb的第三示例405。穿过fpcb的基板层的通路孔的尺寸会影响粘合材料的厚度。如果通路孔的尺寸大,则fpcb的pi层和镀覆层的稳定连接所需的粘合材料的量会增加。如果满足粘合材料的填充,则在通路孔的尺寸大于第一示例401的情况下,粘合材料的厚度可以相对厚。例如,如果满足具有0.2mm或更大的直径的通路孔的尺寸和粘合材料的填充,则fpcb可以用具有25μm的厚度的接合片来实现。
73.图5示出根据本公开的实施例的使用胶带的可分离天线结构的示例。在图5中,描述了使用胶带而不是接合片作为粘合材料的实施例。作为图5所示的天线板的第一pcb是示例性的,根据图3至图4c中描述的实施例的第一pcb可以同样应用于图5。
74.参照图5,第一pcb 510和第二pcb 520可以通过粘合材料联接。根据一实施例,粘合材料可以包括带530。第一pcb 510和第二pcb 520可以联接,同时将带530插置在其间。第一pcb 510和第二pcb 520可以联接,同时将带530插置在其间。第一pcb 510可以在第一pcb 510的第一表面处联接到带530。第一pcb 510的第二表面可以是在其上安装天线的表面。换句话说,第一pcb 510的与辐射表面相对的一侧可以联接到带530。第二pcb 520可以在第二pcb 520的第一表面处联接到带530。第二pcb 520的第二表面可以直接联接到rfic(未示出)的封装,或者可以联接到在其上安装有rfic的板。
75.第一pcb 510和第二pcb 520可以彼此电连接。电连接可以是耦合连接。能量耦合可以经由粘合材料530进行。第一pcb 510可以包括耦合结构。例如,第一pcb 510可以包括耦合垫512。第二pcb 520可以包括耦合结构。例如,第二pcb 520可以包括耦合垫522。为了高增益,两个耦合垫可以对准。第二pcb 520可以包括配置为将信号从耦合垫522传输到rfic的馈电线。
76.本公开的第一pcb和第二pcb的联接工艺可以包括预接合工序和主接合工序,在预接合工序中第一pcb接合结构(将第一pcb和粘合材料结合的产物)和第二pcb简单地联接,在主接合工序中在预接合工艺之后执行按压工艺。根据一实施例,如果使用带作为粘合材料,与接合片不同,可以使用一般的加压工艺来代替热压。联接结构可以通过加压工艺形成。在联接结构中,第一pcb 510、带530和第二pcb 520可以按顺序堆叠。由带530形成的联接结构的优点在于其分离容易。即使在主接合之后,消除带530和第一pcb 510的联接部件也是可能的,因此当发生未对准时,当前的联接部件可以被其它联接部件(第一pcb 510和带530的联接部件)替换。
77.图6示出根据本公开的实施例的形成耦合结构的示例。耦合结构可以形成在pcb的一个表面处。在本公开中,耦合结构可以表示设置在每个pcb上以用于两个pcb(例如,在其上安装有天线的第一pcb和在其上安装有馈电单元和其它rf部件的第二pcb)之间的耦合连接的结构。耦合垫可以布置在每个pcb的表面上。在图6中描述的pcb可以应用于第一pcb或第二pcb。
78.参照图6,根据厚度、镀覆数量、通路孔类型以及是否存在接合片,可以在pcb上形成各种耦合结构。具有第一结构601的pcb的镀覆次数可以是一次。为了在pcb的上基板层和下基板层之间的导电,执行镀覆工艺。pcb可以包括通路孔。根据一实施例,镀覆可以包括镀铜。具有第二结构603的pcb的镀覆次数可以是两次或更多。换句话说,与具有第一结构601的pcb相比,具有第二结构603的pcb的镀覆次数可以增加。镀覆次数与镀覆厚度有关。在镀覆厚度薄的情况下,在耦合期间可能出现裂纹,因此根据情况可能需要额外的镀覆处理。随着镀覆厚度增大,在按压工艺(其是主接合工序的工艺)期间不太可能出现缺陷,并且大规模生产的可能性增加。换句话说,在第一pcb和第二pcb之间的联接可以更加稳固。根据一实施例,根据填充在内部的接合片的数量或厚度,待镀覆的通路的尺寸可以变化。如果通路的尺寸和接合片的数量足够,则即使接合片的厚度大,也可以实现pcb中的耦合结构。根据一实施例,pcb可以具有多层结构。在具有多层结构的pcb中,跨多层形成通路孔。具有第三结
构605的pcb可以使用金属(例如铜)来防止通路孔的变形。通路孔区域填充有金属。具有第四结构607的pcb可以使用油墨以防止通路孔变形。通路孔区域填充有油墨以及金属(例如铜)。
79.图7示出根据本公开的实施例的包括可分离天线结构的电子装置的示例。可分离天线结构表示其中天线辐射层和电介质层彼此分离的结构。换句话说,可分离天线结构表示这样的结构,其中配置为将从rfic传送的信号传送到辐射层的ru板和配置为在空气中辐射经处理的信号的天线板彼此分离。
80.参照图7,可分离天线结构710可以包括第一pcb、粘合材料740和第二pcb 760。可分离天线结构可以包括用于耦合连接717的结构。天线板的下基板可以包括耦合结构。ru板的上基板可以包括耦合结构。耦合结构可以包括耦合垫。根据一实施例,作为粘合材料740,热固性接合片可以用于高温加压。此外,根据一实施例,作为粘合材料,可以使用用于低温加压或辊压的压敏粘合剂(psa)。psa是压敏粘合剂,并且是其中粘合材料当施加压力时起作用以将粘合剂接合到粘合表面的粘合剂。粘合强度受将粘合剂施加到一表面上的压力的大小影响。根据一实施例,psa可以通常制备为在室温下保持足够的粘性和耐久性。根据另一实施例,还存在即使在低温或高温下也能正常工作的粘合剂。
81.天线板的辐射层的天线可以以各种方式配置。根据一实施例,天线可以被实现为无pcb天线。根据一实施例,天线可以包括可折叠端射天线。根据一实施例,天线可以是模块化天线。根据一实施例,天线可以是宽孔径天线。根据一实施例,天线可以是高度绝缘的天线。
82.第二pcb 760可以包括多个层。第二pcb 760可以包括馈电单元,该馈电单元配置为将经由rfic 780处理的信号传输到天线辐射层。第二pcb 760可以经由多个基板层将rf信号传输到天线辐射器。根据一实施例,第二pcb 760可以包括用于低损耗的垂直pth。
83.在第二pcb 760上,除了其中安装包括天线辐射层的电路的区域之外,还可以安装用于rf信号处理的各种部件。第二pcb 760可以被称为ru板、主板、封装板、母板或滤波器板。例如,dc/dc转换器可以设置在第二pcb 760上。例如,rf滤波器可以设置在第二pcb 760上。例如,电源可以设置在第二pcb 760上。例如,ldo可以设置在第二pcb 760上。例如,分配器可以设置在第二pcb 760上。例如,fpga可以设置在第二pcb 760上。在图7中,为了说明层叠结构的截面,第二pcb被示出为具有与第一pcb相同的宽度,但是如图2a所示,第二pcb可以具有比第一pcb更大的面积以便处理多个天线模块和多个rfic。类似地,第二pcb可以具有比稍后将描述的第三pcb 770更大的面积。
84.第三pcb 770可以是配置为在其上安装rfic 780的pcb。根据一实施例,第三pcb 770可以经由栅格阵列联接到第二pcb。栅格阵列可以包括bga或lga。第三pcb 770的一个表面可以通过栅格阵列联接到第二pcb 760。第三pcb 770的另一表面可以联接到rfic。此外,根据一实施例,第三pcb 770的一个表面可以包括电容器。该电容器可以设置在第三pcb 770的一个表面上从而去除在信号传输期间出现的噪声。类似于第二pcb 760和第三pcb 770,其中rfic设置在与作为主板的第二pcb分离的板上的结构可以被称为可分离封装结构790。在图7中,为了说明层叠结构的截面,第二pcb和第三pcb被逐一示出,但是如图2a所示,第二pcb可以具有比第三pcb 770更大的面积以便处理多个天线模块和多个rfic。
85.在图7中,描述了其中安装有rfid的封装独立于其它板配置的实施例,但是本公开
的实施例不限于此。与图7不同,如果通信设备具有可分离的天线结构,则具有rfic 780直接安装在第二pcb 760上的结构的通信设备也可以被理解为本公开的实施例。
86.在图2a至图7中,已经描述了一种可分离天线结构,其中天线辐射层和电介质层被实现为分开的部件以确保天线性能。通过分开地实现天线板和主板,设计配置为提供高性能的天线板是可能的,并且主板可以被更有效地设计。每个耦合结构的耦合连接和对准布置需要具有可分离的天线结构。在图3至图6中,已经描述了在超精密工艺中提高大规模生产可靠性的fpcb的设计因素和规格。在下文,在图8至图14中,将描述配置为制造上述可分离结构的工艺及其结构。
87.图8示出根据本公开的实施例的在天线板和ru板之间的附接的示例800。天线板是在其上设置有天线的pcb,并可以被称为第一pcb。ru板是在其上布置有rf馈电线和电源部件的pcb,并可以被称为第二pcb。
88.参照图8,在可分离天线结构中,需要使用粘合材料精确地附接第一pcb和第二pcb以便最小化耦合连接的未对准。根据本公开的实施例,第一pcb或第二pcb可以包括配置为帮助pcb之间的精确耦合的结构。根据一实施例,粘合材料可以在预接合之前被组装到第一pcb。根据一实施例,为了第一pcb和第二pcb的精确预接合,基准标记可以设置在第一pcb和第二pcb上。第一pcb可以包括一个或更多个基准标记。第二pcb可以包括一个或更多个基准标记。根据一实施例,在主接合(例如热压)时,通气孔可以位于第一pcb中从而防止空气滞留。第一pcb可以包括一个或更多个通气孔。根据一实施例,金属框架可以位于第一pcb上从而保持尺寸变化增强。金属框架可以设置为围绕第一pcb。金属框架可以被可选地使用,因此在一些实施例中,可以不使用金属框架。
89.图9a和图9b是示出根据本公开的实施例的天线板和rf板的组装工艺的示例的视图。天线板是在其上设置有天线的pcb,并可以被称为第一pcb。ru板是在其上布置有rf馈电线和电源部件的pcb,并可以被称为第二pcb。图9a示出第一pcb和第二pcb的组装工艺900,图9b示出在组装工艺中精确附接950的详细工序。
90.参照图9a,对于组装工艺900,可以层压第一pcb和粘合材料。根据一实施例,第一pcb可以包括用于耦合连接的结构。根据一实施例,粘合材料可以包括接合片或带。在第一pcb和粘合材料彼此联接之后,可以通过卷对卷工艺获得第一pcb接合结构。
91.第二pcb可以联接到第一pcb接合结构。执行第二pcb的表面处理。第一pcb接合结构设置在第二pcb的一个表面上从而接合到第二pcb。第一pcb和第二pcb可以通过配置为帮助pcb之间精确附接的结构而彼此连接。经由这些结构的联接工艺是借助结构的附接工艺,并可以被称为预接合从而区别于其中施加预定水平或更大压力的组装(在下文,主接合)950。具体的预接合工序将在图9b中描述。
92.在第一pcb接合结构和第二pcb的预接合之后,可以执行主接合工艺。在主接合工艺中,为了第一pcb和第二pcb的强耦合连接,在垂直于pcb的表面的方向上施加压力。然后,通过检查,输出具有可分离天线结构的组装好的pcb。根据一实施例,通过配置和检查每个板的轮廓的形状,可以使用回流工艺来去除由于温度不稳定性导致的有缺陷的元件并提高pcb质量的可靠性。热容量根据基板的类型(例如材料、尺寸和厚度)而不同。可以执行回流检查以促进在耦合的pcb之间的结构的大规模生产。可以对输出的组装好的pcb执行表面处理。
93.参照图9b,为了精确附接950(即预接合),可以使用第一pcb或第二pcb的结构(例如基准标记、通气孔、金属框架)。组装设备的相机可以识别第一pcb接合结构的位置。根据一实施例,基准标记、通气孔或金属框架中的至少一个可以用于定位和对准第一pcb的接合结构。组装设备的相机可以识别第二pcb的位置。为了定位和对准第二pcb,可以使用基准标记。如果第一pcb接合结构的位置和第二pcb的位置被确认,则两个pcb可以被附接以对准到指定的位置。在被附接之后,可以由相机执行位置检查。在位置检查合格之后,可以执行精确检查。如果精确检查合格,则可以执行组装工艺900的主接合工序。
94.图10示出根据本公开的一实施例的组装天线板和ru板的示例。天线板是在其上设置有天线的pcb,并可以被称为第一pcb。ru板是在其上布置有rf馈电线和电源部件的pcb,并可以被称为第二pcb。在本公开中,示出其中第一pcb和第二pcb彼此耦合的结构,但是这仅是为了便于说明的示例,本公开的实施例不限于此。根据一实施例,第二pcb可以具有比第一pcb更大的面积。如图2a所示,一个或更多个第一pcb可以安装在第二pcb上。第二pcb是主板,并可以包括用于布置多个天线模块的区域。在其上安装有多个天线元件的第一pcb可以设置在第二pcb上的一个指定区域中。
95.参照图10,具有可分离天线结构的天线模块可以包括用于两个pcb之间的稳定耦合的结构。根据一实施例,第一pcb可以包括金属框架1010。金属框架101可以是用于在主接合之前和之后的尺寸稳定性的结构。金属框架可以设置在第一pcb周围。根据一实施例,通气孔1020可以穿过第一pcb设置。通气孔1020可以是配置为防止空气滞留的结构。通气孔可以设置在第一pcb上。根据一实施例,第一pcb可以包括基准标记1030。基准标记可以用于内部电路布置。
96.第二pcb是主板,并可以包括用于布置多个天线模块的区域。在其上安装有多个天线元件的第一pcb可以设置在第二pcb上的一个指定区域中。第一pcb可以设置在第二pcb的指定区域上。作为一示例,(16
×
16)个天线元件可以安装在第一pcb上。根据一实施例,第二pcb可以包括基准标记。基准标记可以是配置为指示指定区域的结构。基准标记可以是用于第一pcb和第二pcb的精确耦合的结构。基准标记可以布置在第二pcb的天线模块的指定区域上的边界处。第一pcb的基准标记和第二pcb的基准标记可以布置在彼此对应的位置。根据一实施例,第一pcb可以包括多个第一基准标记。第二pcb可以包括多个第二基准标记。第一pcb上的所述多个第一基准标记的位置可以分别对应于第二pcb上的所述多个第二基准标记的位置。由于对应的位置,相应的基准标记可以用于确认两个pcb之间的耦合的布置。
97.在图10中,为了标记指定区域的边界,在第一pcb的边缘上的5个位置示出基准标记。然而,这仅是一示例,可以布置附加的基准标记以用于更精细的对准评估。
98.如图10所示,可以在天线元件和天线元件之间额外设置a形金属结构。此金属结构可以位于第一pcb上。金属结构可以是配置为在天线元件辐射时最小化对相邻的天线元件的影响的结构。换句话说,金属结构可以是配置为改善隔离性能的结构。
99.图11a和图11b是示出根据本公开的实施例的根据天线板和rf板的组装的对准评估的示例的视图。在预接合和主接合之后,为了对准评估,可以以各种方式实现基准标记。图11a示出第一pcb和第二pcb的基准标记的示例,图11b示出对准评估的结果的示例。
100.参照图11a,根据一实施例,基准标记(在下文,第二基准标记)可以设置在第二pcb的天线电路区域的每个拐角1101处。例如,第二基准标记可以具有代表拐角的形状。
对应于第二基准标记的基准标记(在下文,第一基准标记)可以在第一pcb上设置在天线电路区域中。
101.根据一实施例,第二基准标记可以设置在第二pcb的天线电路区域的每侧1103上。作为一示例,第二基准标记可以具有圆形形状。对应于第二基准标记的第一基准标记可以在第一pcb上设置在天线电路区域中。
102.根据一实施例,第二基准标记可以设置在第二pcb的天线电路区域的边界1105上。作为一示例,第二基准标记可以具有圆形形状。对应于第二基准标记的第一基准标记可以在第一pcb上设置在天线电路区域中。
103.根据一实施例,第二基准标记可以设置在第二pcb的天线电路区域的每侧1107上。作为一示例,第二基准标记可以具有四边形形状。对应于第二基准标记的第一基准标记可以在第一pcb上设置在天线电路区域中。
104.参照图11b,对准评估的示例1150可以包括合格或失败。如果第一pcb的第一基准标记和第二pcb的第二基准标记之间的距离小于预定阈值1151,则耦合结构可以通过对准评估。作为一示例,耦合结构1161可以通过对准评估。然而,在第一pcb上的第一基准标记和第二pcb上的第二基准标记之间的距离大于预定阈值1152,或者第一基准标记和第二基准标记变形1153和1154的情况下,耦合结构不能通过对准评估。作为一示例,耦合结构1162不能通过对准评估。由于各层间的导线之间的未对准,耦合结构1162可能没有通过对准评估。
105.图12a和图12b是示出根据本公开的实施例的根据天线板和ru板的组装的对准评估的另一示例的视图。天线板是在其上设置有天线的pcb,并可以被称为第一pcb。ru板是在其上布置有rf馈电线和电源部件的pcb,并可以被称为第二pcb。
106.参照图12a,示出对准评估通过的示例1200。当组装公差的标准被假定为100μm时,第二pcb的中心相对于第一pcb的中心在100μm内,因此第一pcb和第二pcb的耦合结构能够通过对准评估。参照图12b,示出对准评估失败的示例1250。当组装公差的标准被假定为100μm时,第二pcb的中心相对于第一pcb的中心大于100μm,因此第一pcb和第二pcb的耦合结构不能通过对准评估。
107.图13示出根据本公开的实施例的在组装天线板和rf板时用于对准的天线板的偏移施加的一示例。天线板是在其上设置有天线的pcb,并可以被称为第一pcb。ru板是在其上布置有rf馈电线和电源部件的pcb,并可以被称为第二pcb。本公开的第一pcb和第二pcb的接合工艺可以包括预接合工序和主接合工序,在预接合工序中第一pcb接合结构(将第一pcb和粘合材料结合的产物)和第二pcb简单地联接,在主接合工序中在预接合工艺之后执行按压工艺。在主接合工序中,当热压通过联接第一pcb和第二pcb获得的产品(包括接合片)时,所联接的产品难以再次分离。因此,如果在联接时对准被未对准超过阈值,则第一pcb和第二pcb都是不可用的。在联接工艺时,为了最小化浪费的资源,在预接合工序和主接合工序之间要求更精确的对准评估。
108.参照图13,第一pcb的尺寸变化可以在主接合之前和之后发生。在联接第一pcb和第二pcb时可能发生误差。曲线图1301示出第一pcb和第二pcb的联接有缺陷的情况。曲线图1301的水平轴代表pcb的基准标记。曲线图1301的竖直轴表示距每个基准标记的距离的差异。公差标准可以是100μm或150μm。如果误差超过公差标准,则产品被认为缺陷。为了降低大规模生产中的缺陷率,可以对第一pcb的尺寸施加偏移。在将第一pcb和粘合材料联接到
第二pcb之前,第一pcb的制造尺寸可以增大或减小。曲线图1302示出第一pcb和第二pcb的联接正常的情况。通过根据尺寸变化对第一pcb施加偏移,完成和附接公差可以等于或小于100μm。
109.图14a和图14b是示出根据本公开的实施例的在组装天线板和ru板时的树脂流动控制的示例的视图。天线板是在其上设置有天线的pcb,并可以被称为第一pcb。ru板是在其上布置有rf馈电线和电源部件的pcb,并可以被称为第二pcb。图14a和图14b中的组装可以表示包括加压工艺的主接合。在第一pcb和第二pcb的主接合之后,粘合材料可能流动到第一pcb之外的区域,即天线电路区域之外的区域。粘合材料从指定区域流出的这种现象可以被称为树脂流动。根据一实施例,在主接合时,通过改变热、压力或时间条件,树脂流动可以被实现为500μm或更小。
110.参照图14a,为了第一pcb和第二pcb的主接合,第一pcb和第二pcb可以被耦合。对于在加压之前的预处理,第一pcb和第二pcb的耦合结构可以被放置在烘箱中。在烘箱预处理之后,压力(例如垂直压力)可以被施加到第一pcb和第二pcb的耦合结构。树脂流动可能根据压力、热量或按压时间而发生。作为一示例,过大的压力可能导致树脂流动发生。作为一示例,如果热的程度强,则可能出现树脂流动。作为一示例,如果按压时间长,则可能出现树脂流动。如果树脂流动发生了预定距离或更长,则耦合结构的主接合可以被确定为缺陷(1401)。如果树脂流动发生得小于预定距离,则耦合结构的主接合可以被识别为成功(1402)。
111.参照图14b,在第一pcb和第二pcb的预接合(这里,预接合表示在执行加压工艺之前的联接)之后,可以不执行烤箱预处理。此后,在第一pcb和第二pcb的主接合时,树脂流动可能发生预定距离或更长。耦合结构的主接合可以被识别为缺陷(1451)。根据一实施例,在第一pcb和第二pcb的预接合(这里,预接合表示在执行加压工艺之前的联接)之后,可以执行烘箱预处理。在第一pcb和第二pcb的主接合时,树脂流动可以发生得小于预定距离。耦合结构的主接合可以被识别为成功(1452)。
112.在本公开中,为了确保天线性能,已经描述了一种可分离天线结构,其中天线辐射层和电介质层被实现为分开的部件。天线模块仅耦合到板的配置为处理rf信号的部分区域(例如图2的四个天线模块区域),因此天线层可以仅在板的必要区域中实现。需要通信设备的结构效率来安装所有的天线和信号处理部件,对这些部件的需求正在增加以实现毫米波。使用根据本公开实施例的可分离天线结构的通信设备可以确保所要求的厚度。此外,天线辐射层和电介质层被实现为分开的部件,因此可分离天线结构可以提供高产量,尽管低的复杂性和低的成本。
113.可分离天线结构可以包括粘合材料,其配置为耦合天线板和ru板。耦合连接已经被用作通过粘合材料在天线板和ru板之间传输电信号的方法。为了提高大规模生产的可靠性并提供稳定的耦合连接,天线板和ru板被要求在指定位置以高精度对准,并且还被要求具有坚固的结构以防止未对准容易发生。为了最小化两个板之间的未对准并制造坚固的天线板,可以使用按压工艺。为了经历上述按压工艺并提供高增益,根据本公开的实施例的可分离天线结构可以基于铜箔的厚度、pi膜的数量、孔的宽度、粘合材料的厚度、在天线板上的pi膜和pi膜之间的粘合剂的厚度、以及在pi膜和金属层之间的粘合剂的厚度中的至少一个来配置。
114.图15示出根据本公开的实施例的具有可分离天线结构的电子装置的功能配置。可分离天线结构表示这样的结构,其中在其上设置有用于辐射的天线的板和在其上布置有rf部件(例如rf信号线、功率放大器和滤波器)的板是分离的。电子装置1510可以是图1中的基站110或终端120之一。根据一实施例,电子装置1510可以是配置为支持毫米波通信的基站设备。不仅参照图1至图14提及的天线结构本身而且包括该天线结构的电子装置被包括在本公开的实施例中。电子装置1510可以包括具有可分离天线结构的rf设备。
115.参照图15,示出电子装置1510的示例性功能配置。电子装置1510可以包括天线单元1511、电力接口单元1512、射频(rf)处理单元1513和控制器1514。
116.天线单元1511可以包括多个天线。天线执行经由无线信道发送和接收信号的功能。天线可以包括由设置在基板(例如pcb)上的导体或导电图案形成的辐射器。天线可以在无线信道上辐射上变频信号,或者获取由另一器件辐射的信号。每个天线可以被称为天线元件或天线器件。在一些实施例中,天线单元1511可以包括天线阵列,其中多个天线元件形成阵列。天线单元1511可以经由rf信号线电连接到电力接口单元1512。天线单元1511可以安装在包括多个天线元件的pcb上。根据一实施例,天线单元1511可以安装在fpcb上。天线单元1511可以向电力接口单元1512提供接收的信号,或者将从电力接口单元1512提供的信号辐射到空气中。
117.电力接口单元1512可以包括模块和部件。电力接口单元1512可以包括一个或更多个if。电力接口单元1512可以包括一个或更多个lo。电力接口单元1512可以包括一个或更多个ldo。电力接口单元1512可以包括一个或更多个dc/dc转换器。电力接口单元1512可以包括一个或更多个dfe。电力接口单元1512可以包括一个或更多个fpga。电力接口单元1512可以包括一个或更多个连接器。电力接口单元1512可以包括一个或更多个电源。
118.根据一实施例,电力接口单元1512可以包括配置为在其中安装一个或更多个天线模块的区域。例如,像图2a一样,电力接口单元可以包括多个天线模块从而支持mimo通信。根据天线单元1511的天线模块可以安装在相应的区域中。根据一实施例,电力接口单元1512可以包括滤波器。滤波器可以执行滤波从而以期望的频率传输信号。电力接口单元1512可以包括滤波器。该滤波器可以通过形成谐振来执行选择性地识别频率的功能。电力接口单元1512可以包括带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器或带阻滤波器中的至少一个。换句话说,电力接口单元1512可以包括rf电路,该rf电路配置为获得用于发送的频带或用于接收的频带的信号。根据各种实施例的电力接口单元1512可以将天线单元1512和rf处理单元1513彼此电连接。
119.rf处理单元1513可以包括多个rf处理链。rf链可以包括多个rf器件。rf器件可以包括放大器、混合器、振荡器、dac、adc等。根据一实施例,rf处理链可以指示rfic。例如,rf处理单元1513可以包括配置为将基带的数字传输信号上变频为传输频率的上变频器和配置为将上变频的数字传输信号转换为模拟rf传输信号的数模转换器(dac)。上变频器和dac构成传输路径的一部分。传输路径还可以包括功率放大器(pa)或耦合器(或组合器)。此外,例如,rf处理单元1513可以包括配置为将模拟rf接收信号转换为数字接收信号的模数转换器(adc)和配置为将数字接收信号转换为基带的数字接收信号的下变频器。adc和下变频器构成接收路径的一部分。接收路径还可以包括低噪声放大器(lna)或耦合器(或分配器)。rf处理单元的rf部件可以在pcb上实现。基站1510可以包括天线单元1511、电力接口单元1512
和rf处理单元1513按顺序堆叠的结构。天线、电力接口单元的rf部件以及rfic可以在单独的pcb上实现,并且滤波器被重复地固定在pcb和pcb之间以形成多个层。
120.控制器1514可以控制电子装置1510的整个操作。控制器1514可以包括配置为执行通信的各种模块。控制器1514可以包括至少一个处理器,诸如调制解调器。控制器1514可以包括用于数字信号处理的模块。例如,控制器1514可以包括调制解调器。在数据传输时,控制器1514编码和调制传输比特流以产生复数符号。此外,例如,在数据接收时,控制器1514通过解调和解码基带信号来恢复接收比特流。控制器1514可以执行通信标准所要求的协议栈功能。
121.在图15中,电子装置1510的功能配置已经被描述为其中可使用本公开的天线结构的装置。然而,图15所示的示例仅是使用根据经由图1至图14描述的本公开的各种实施例的rf滤波器结构的示例性配置,本公开的实施例不限于图15所示的装置的部件。因此,包括天线结构的天线模块、其它配置的通信设备以及天线结构本身也可以被理解为本公开的实施例。
122.根据本公开的实施例,一种电子装置可以包括:多个天线;第一印刷电路板(pcb),在其上布置有多个天线;第二pcb,在其上布置有配置为处理射频(rf)信号的一个或更多个元件;以及粘合材料,配置为将第一pcb和第二pcb彼此联接,其中第一pcb包括第一金属层、第二金属层、电介质和耦合结构,该耦合结构沿着第一金属层、第二金属层以及在第一金属层和第二金属层之间的通路孔被镀覆,并设置为经由第一pcb的耦合结构和第二pcb的耦合垫提供耦合连接。
123.根据一实施例,电介质是配置为一层的聚酰亚胺(pi)膜,pi膜的第一表面通过第一粘合剂附接到第一金属层,pi膜的与第一表面相对的第二表面可以通过第二粘合剂附接到第二金属层。
124.根据一实施例,根据镀覆工艺,耦合结构可以由多个镀覆层构成。
125.根据一实施例,根据在第一pcb和第二pcb之间的距离的压力可以被施加到粘合材料,并且在耦合结构和耦合垫之间的距离可以取决于粘合材料的厚度。
126.根据一实施例,电介质可以包括第一聚酰亚胺(pi)膜和第二pi膜,第一pi膜的第一表面可以经由第一粘合剂附接到第一金属层,第一pi膜的与第一表面相对的第二表面和第二pi膜的第一表面可以经由第二粘合剂彼此联接,第二pi膜的与第一表面相对的第二表面可以经由第三粘合剂附接到第二金属层。
127.根据一实施例,粘合材料可以包括接合片或胶带。
128.根据实施例,第一pcb可以包括fpcb,耦合结构可以包括柔性覆铜层压板(fccl)。
129.根据实施例,第一pcb可以包括刚性pcb,电介质可以包括预浸渍材料(prepreg)、覆铜层压板(ccl)或低温共烧陶瓷(ltcc)。
130.根据实施例,配置为防止所述多个天线当中的一个天线和另一天线之间的干扰的一个或更多个金属结构可以布置在第一pcb上。
131.根据实施例,第一pcb可以包括一个或更多个通气孔和一个或更多个第一基准标记,第二pcb可以包括一个或更多个第二基准标记,所述一个或更多个第二基准标记的位置可以对应于所述一个或更多个第一基准标记的位置。
132.根据实施例,天线模块还可以包括配置为围绕第一pcb的金属框架。
133.根据公开的实施例,一种电子装置可以包括:多个第一印刷电路板(pcb),其中天线电路设置在所述多个第一印刷电路板上;第二pcb,在其上布置有电源、直流(dc)/dc转换器和现场可编程门阵列(fpga);以及多个第三pcb,其中射频电路(rfic)设置在多个第三pcb上,其中所述多个第一pcb中的每个经由粘合材料联接到第二pcb,所述多个第三pcb当中的每个经由栅格阵列联接到第二pcb,所述多个第一pcb当中的第一pcb包括第一金属层、第二金属层、电介质、以及耦合结构,该耦合结构沿着第一金属层、第二金属层以及在第一金属层和第二金属层之间的通路孔镀覆,并且耦合结构设置为经由第二pcb的耦合垫提供耦合连接。
134.根据一实施例,电介质可以是配置为一层的聚酰亚胺(pi)膜,pi膜的第一表面可以经由第一粘合剂附接到第一金属层,pi膜的与第一表面相对的第二表面可以经由第二粘合剂附接到第二金属层。
135.根据实施例,根据镀覆工艺,耦合结构可以由多个镀覆层构成。
136.根据实施例,对应于在第一pcb和第二pcb之间的距离的压力可以被施加到粘合材料,并且在耦合结构和耦合垫之间的距离可以取决于粘合材料的厚度。
137.根据实施例,电介质可以包括第一聚酰亚胺(pi)膜和第二pi膜,第一pi膜的第一表面可以经由第一粘合剂附接到第一金属层,第一pi膜的与第一表面相对的第二表面和第二pi膜的第一表面可以经由第二粘合剂彼此联接,第二pi膜的与第一表面相对的第二表面可以经由第三粘合剂附接到第二金属层。
138.根据实施例,粘合材料可以包括接合片或胶带。
139.根据实施例,第一pcb可以包括fpcb,耦合结构可以包括柔性覆铜层压板(fccl)。
140.根据实施例,第一pcb可以包括刚性pcb,电介质可以包括预浸渍材料(prepreg)、覆铜层压板(ccl)或低温共烧陶瓷(ltcc)。
141.根据实施例,配置为防止所述多个天线当中的一个天线和另一天线之间的干扰的一个或更多个金属结构可以布置在第一pcb上。
142.根据实施例,第一pcb可以包括一个或更多个通气孔和一个或更多个第一基准标记,第二pcb可以包括一个或更多个第二基准标记,所述一个或更多个第二基准标记的位置可以对应于所述一个或更多个第一基准标记的位置。
143.根据实施例,电子装置还可以包括配置为围绕第一pcb的金属框架。
144.根据在本公开的权利要求或说明书中描述的各种实施例的方法可以通过硬件、软件、或硬件和软件的组合来实现。
145.当通过软件实施方法时,可以提供用于存储一个或更多个程序(软件模块)的计算机可读存储介质。存储在计算机可读存储介质中的所述一个或更多个程序可以配置为由电子装置内的一个或更多个处理器执行。所述至少一个程序可以包括使得电子装置执行根据如由所附权利要求限定和/或这里公开的本公开的各种实施例的方法的指令。
146.程序(软件模块或软件)可以被存储在非易失性存储器(包括随机存取存储器和闪存、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、磁盘存储装置、紧凑盘-rom(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其它类型的光学存储装置或盒式磁带)中。可选地,它们中的一些的任意组合或全部可以形成在其中存储程序的存储器。此外,多个这样的存储器可以被包括在电子装置中。
147.此外,程序可以被存储在可附接的存储装置中,该存储装置可以通过通信网络(诸如互联网、内联网、局域网(lan)、广域网(wlan)和存储区域网(san)或其组合)访问电子装置。这样的存储装置可以经由外部端口访问电子装置。此外,通信网络上的单独的存储装置可以访问便携式电子装置。
148.在本公开的上述详细实施例中,根据给出的详细实施例,在本公开中包括的元件以单数或复数表示。然而,为了描述的方便,单数形式或复数形式被选择以适合于所给出的情形,本公开不被以单数或复数表达的元件限制。因此,以复数表示的元件也可以包括单个元件,或者以单数表示的元件也可以包括多个元件。
149.尽管在本公开的详细描述中已经描述了具体实施例,但是将是明显的,在不脱离本公开的范围的情况下,可以对其进行各种修改和变化。因此,本公开的范围不应被限定为限于实施例,而是应当由所附权利要求及其等同物来限定。

技术特征:
1.一种天线模块,包括:多个天线;第一印刷电路板(pcb),在其上设置有多个天线;第二pcb,在其上设置有配置为处理射频(rf)信号的一个或更多个元件;以及粘合材料,用于联接所述第一pcb和所述第二pcb,其中所述第一pcb包括第一金属层、第二金属层、电介质和耦合结构,该耦合结构沿着所述第一金属层、所述第二金属层以及在所述第一金属层和所述第二金属层之间的通路孔被镀覆,以及其中所述天线模块设置为经由所述第一pcb的所述耦合结构和所述第二pcb的耦合垫提供耦合连接。2.根据权利要求1所述的天线模块,其中所述电介质是配置为一个层的聚酰亚胺(pi)膜,其中所述pi膜的第一表面经由第一粘合剂附接到所述第一金属层,以及其中所述pi膜的与所述第一表面相对的第二表面经由第二粘合剂附接到所述第二金属层。3.根据权利要求1所述的天线模块,其中所述耦合结构由根据所述镀覆的多个镀覆层构成。4.根据权利要求1所述的天线模块,其中对应于在所述第一pcb和所述第二pcb之间的所述距离的压力被施加到所述粘合材料,以及其中在所述耦合结构和所述耦合垫之间的所述距离取决于所述粘合材料的厚度。5.根据权利要求1所述的天线模块,其中所述电介质包括第一聚酰亚胺(pi)膜和第二pi膜,其中所述第一pi膜的第一表面经由第一粘合剂附接到所述第一金属层,其中所述第一pi膜的与所述第一pi膜的所述第一表面相对的第二表面经由第二粘合剂联接到所述第二pi膜的第一表面,以及其中所述第二pi膜的与所述第二pi膜的所述第一表面相对的第二表面经由第三粘合剂附接到所述第二金属层。6.根据权利要求1所述的天线模块,其中所述粘合材料包括接合片或胶带。7.根据权利要求1所述的天线模块,其中所述第一pcb包括fpcb,以及其中所述耦合结构包括柔性覆铜层压板(fccl)。8.根据权利要求1所述的天线模块,其中所述第一pcb包括刚性pcb,以及其中所述电介质包括预浸渍材料(prepreg)、覆铜层压板(ccl)或低温共烧陶瓷(ltcc)。9.根据权利要求1所述的天线模块,其中配置为防止所述多个天线当中的一个天线和另一天线之间的干扰的一个或更多个金属结构设置在所述第一pcb上。10.根据权利要求1所述的天线模块,其中所述第一pcb包括一个或更多个通气孔和一个或更多个第一基准标记,其中所述第二pcb包括一个或更多个第二基准标记,以及其中所述一个或更多个第二基准标记的位置对应于所述一个或更多个第一基准标记
的位置。11.根据权利要求10所述的天线模块,还包括配置为围绕所述第一pcb的金属框架。12.一种电子装置,包括:多个第一印刷电路板(pcb),其中天线电路设置在所述多个第一pcb中的每个上;第二pcb,在其上设置有电源、直流(dc)/dc转换器和现场可编程门阵列(fpga);以及多个第三pcb,其中射频电路(rfic)设置在所述多个第三pcb的每个上,其中所述多个第一pcb中的每个经由粘合材料联接到所述第二pcb,其中所述多个第三pcb中的每个经由栅格阵列联接到所述第二pcb,其中所述多个第一pcb中的第一pcb包括第一金属层、第二金属层、电介质和耦合结构,所述耦合结构沿着所述第一金属层、所述第二金属层以及在所述第一金属层和所述第二金属层之间的通路孔镀覆,以及其中所述耦合结构设置为经由所述第二pcb的耦合垫提供耦合连接。13.根据权利要求12所述的电子装置,其中所述一个或更多个聚酰亚胺(pi)膜是配置为一个层的pi膜,其中所述pi膜的第一表面经由第一粘合剂附接到所述第一金属层,以及其中所述pi膜的与所述第一表面相对的第二表面经由第二粘合剂附接到所述第二金属层。14.根据权利要求12所述的电子装置,其中所述耦合结构由根据所述镀覆的多个镀覆层构成。15.根据权利要求12所述的电子装置,其中对应于在所述第一pcb和所述第二pcb之间的所述距离的压力被施加到所述粘合材料,以及其中在所述耦合结构和所述耦合垫之间的所述距离取决于所述粘合材料的所述厚度。

技术总结
本公开涉及用于支持比诸如长期演进(LTE)的第四代(4G)通信系统更高的数据传输速率的第五代(5G)或预5G通信系统。根据本公开的实施例,天线模块包括:多个天线;第一印刷电路板(PCB),在其上设置有所述多个天线;第二PCB,在其上设置有用于处理射频(RF)信号的一个或更多个元件;以及粘合材料,用于接合第一PCB和第二PCB,其中第一PCB包括第一金属层、第二金属层、电介质和耦合结构,该耦合结构沿着第一金属层、第二金属层以及在第一金属层和第二金属层之间的通路孔被镀覆,并且天线模块可以设置为通过第一PCB的耦合结构和第二PCB的耦合垫提供耦合连接。提供耦合连接。提供耦合连接。


技术研发人员:朴相薰 白光铉 李焌硕 河度赫 朴正镐 李永周 李政烨 许镇洙
受保护的技术使用者:三星电子株式会社
技术研发日:2022.02.04
技术公布日:2023/10/15
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