[发明专利]天线模块混合电路

说明书

技术领域

概括地讲，本发明涉及天线模块混合电路。

背景技术

如今，人们每天使用许多电子设备，例如移动电话、GPS导航系统、收音机、MP3播放器、PDA、笔记本电脑、数码相机、移动电视和许多其他设备。用户都喜欢容易随身携带的小型轻便设备，因此，减少影响设备的电路大小是制造商所共同关注的。此外，人们还感兴趣的是，将若干设备组合在一起，使得单个设备可替代多个设备。因此，人们可以仅携带一个轻便设备，而这一个设备就能执行以前随身携带的多个设备的功能。

为了使设备小型化，制造商生产在单个芯片或小型化封装中提供设备的全部功能的混合电路或多芯片模块。就成本、大小、重量、功耗和其他因素而言，通常将完整器件集成到单个芯片或封装中是有利的。

制造商将完整无线系统(例如Wi-Fi、蓝牙、移动电话)集成到单个混合电路封装中时面临一个问题。通常，除了天线，制造商将设备的所有电路元件集成到单个芯片或混合电路封装中。因为受到大小限制，所以一般将天线排除在外以提供令人满意的性能。此外，天线容易受到来自电路的干扰并且容易因为电路和封装而导致天线的低增益。

发明内容

本发明的一实施方式的一个方面涉及混合电路，包括电子电路和天线模块，所述天线模块被成形以形成包围电子电路的元件的外壳(enclosure)使得这些元件不伸出天线模块的外壳。可选地，天线模块包括两层之间设置有介电材料的贴片(patch)导电层和接地层。在本发明的一些实施方式中，省略了接地层。介电材料被成形为形成在接地层下具有空隙的外壳以将电子元件容纳在天线的外壳内。在本发明的一些实施方式中，介电材料形成具有长方形或正方形覆盖区(footprint)的盒子。或者，覆盖区可具有其他形状，例如圆形或椭圆形。

在本发明的一些实施方式中，电子元件设置在例如PCB(印刷电路板)的基板上，以及天线覆盖从基板伸出的电子元件，并且基板用作由天线形成的外壳(enclosure)的盖子。或者，电子元件设置在天线的外壳内的互连层上，使得电路在安装至表面上时被完全包围(enclose)。在本发明的一些实施方式中，互连层设置在天线的接地层的背面。或者，互连层也用为天线的接地层。

在本发明的一示例性实施方式中，贴片导电层印刷在介电材料上。或者，贴片导电层为附着至介电层的薄金属层。

在本发明的一示例性实施方式中，利用填充材料来填充天线的内部空隙，例如电路与接地板之间的容积或者接地板与直到介电材料的末端之间的容积。填充材料例如由环氧树脂构成以形成可承受外部压力的坚固的固态器件。在本发明的一些实施方式中，贴片天线和电路在填充材料固化之后通过填充材料保持在一起。在本发明的一些实施方式中，贴片天线和电路由额外的外罩包围，并且用填充材料填充以形成坚固的单片封装(monolithic package)。或者，贴片天线和电路被放置在模子中，在注入填充材料后，固化形成固态单片封装。

在本发明的一示例性实施方式中，在电路与贴片天线之间的短距离有助于减少噪音和防止由电路从天线接收的信号的衰减。

在本发明的一些实施方式中，不止一个天线被集成到电路中以提供多功能的电路，例如，用于GPS和GPRS的天线。

视需要，单个物理单元的覆盖区小于100mm×100mm、20mm×20mm或者甚至10mm×10mm。在本发明的一示例性实施方式中，单个物理单元的覆盖区的宽度和长度均至少是所述单个物理单元的厚度大小的两倍。

因此，根据本发明的一示例性实施方式提供一种具有集成天线模块的混合电路，包括：

电子电路，包括多个电路元件；和

天线模块，包括：

介电材料，被成形以形成由介电材料包围的空隙；

导电贴片，在介电材料的一侧上；

其中，电路元件由介电材料包围，使得电路的元件定位于由介电材料形成的空隙内。