专利名称：芯片天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种芯片天线，尤其涉及一种具有新型单极结构的芯片天线，其可以在不增加体积的情况下实现低和宽带谐振频率。
背景技术：
通常，移动远程通信终端的小型化同样需要芯片天线的小型化。小型化芯片天线通过使用单个电介质块或沉积多个介电片形成电介质块、然后在电介质块上形成构成辐射元件的导线(conductorpattern，也叫“布线”)来制造。
安装在蓝牙或无线局域网(WLAN)移动远程通信终端中的芯片天线要求较低的频带，因而要求具有构成辐射元件的较长导线，以获得足够的电谐振长度，这使得芯片天线更难被小型化。
为了解决这样的问题，韩国专利公开出版物第423395号(被转让给Samsung Electro-Mechanics，于2004年3月5日公开)披露了使用具有弯曲部分的导线的芯片天线的小型化。如图1所示，根据以上文献的芯片天线包括具有上表面和下表面的长方体电介质块11。导线12a和12b弯曲成规则形状，并形成在电介质块11的上表面和下表面上。另外，导线12a和12b与侧导线15连接，从而形成缠绕成螺旋形状的单辐射线。
这样的导线结构的优点在于，它被集成在小体积的电介质块的表面上，使能够获得足够的电谐振长度。从而，所设计的现有芯片天线可以进一步被小型化，以实现同样期望的谐振频率。
但是，移动远程通信终端近来被进一步小型化，从而要求相同体积但具有更低谐振频率的芯片天线。在使用3×2×1.2(mm)的电介质块的情况下，以上资料所披露的芯片天线能够制造足够长的辐射线，以实现蓝牙频带(3.55GHz)的谐振频率，但是不能实现WLAN频带(2.45GHz)的谐振频率。为了实现甚至更低的频率，不可避免地需要更大尺寸的芯片天线。
同时，需要一种能够实现尽可能宽的谐振频带以获得在不断变化的外部条件下的发送和接收能力的芯片天线，但这又存在关于同时保持最小化结构和实现希望的宽谐振频带的限制。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的以上问题，因此，本发明的目的在于提供一种具有在不增加体积的情况下长度足以实现低谐振频率的辐射结构的芯片天线。
本发明的另一目的在于提供一种在不增加尺寸的情况下能够实现期望谐振频率的宽频带的芯片天线。
根据用于实现以上目的的本发明的一方面，提供了一种芯片天线，包括电介质块，具有长方体结构；多个第一和第二导线，沿电介质块的宽度方向分别形成在电介质块的上表面和下表面上；以及多个导电垂直连接部，形成在电介质块的垂直方向上，以连接第一导线和第二导线，使第一和第二导线形成辐射线，并且其中，第一和第二导线中的每一条均包括至少一对具有弯曲部分的L形导线和对称L形导线，并且弯曲部分沿电介质块的纵向弯曲和延伸，弯曲部分在宽度方向上部分相互重叠；以及沿宽度方向形成的至少一条水平连接导线。
优选地，第一和第二导线中的每一条均包括L形和对称L形导线对，并且L形和对称L形导线在电介质块的上表面和下表面上与水平连接导线交替，以提供单辐射线。
优选地，L形和对称L形导线的弯曲部分分别与L形和对称L形导线成90度角。导电垂直连接部沿电介质块的侧表面形成，或者可以是穿透电介质块的上表面和下表面的导电通孔。
另外，为了便于天线的设计，第一和第二导线形成为相等的宽度。
优选地，L形和对称L形导线对的重叠部分的长度至少为水平连接导线的宽度，并且比弯曲部分的延伸长度短。
根据本发明的优选实施例，可以在电介质块的上表面或下表面上进一步设置介电层，该介电层具有在其上表面或下表面上形成的多个第三导线以及多个导电垂直连接部，每个导电垂直连接部均连接电介质块的每个第一和第二导线与第三导线的每个端部。
优选地，介电层具有对应于电介质块的上表面或下表面的尺寸的区域尺寸。
多个第三导线可设置在介电层的宽度方向上，并且至少一个垂直连接部与电介质块的垂直连接部中相对应的一个整体连接。
根据本发明的另一实施例，提供了一种芯片天线，包括电介质块，具有长方体结构；多个第一和第二导线，沿电介质块的宽度方向分别形成在电介质块的上表面和下表面上；多个第一导电垂直连接部，形成在电介质块的垂直方向上，以连接第一导线和第二导线，使第一和第二导线形成辐射线；以及介电层，形成在电介质块的上表面或下表面上，包括形成在其上表面和下表面上的多个第三导线和多个第二导电垂直连接部，每个第二导电垂直连接部均连接电介质块的每个第一和第二导线与第三导线的每个端部。
本发明的以上和其他目的、特征和其他优点通过结合附图的以下详细描述将更加清晰，附图中图1是示出传统芯片天线的透视图；图2是示出在本发明的实施例中可以采用的导线结构的透视图；图3是示出根据本发明的实施例的芯片天线的透视图；图4a和图4b是示出传统芯片天线和本发明的芯片天线的谐振频率的图表；图5是示出根据本发明的在主辐射方向上的辐射图的图表；图6是示出根据本发明的实施例的芯片天线的谐振频率的调节效果的图表；图7是示出根据本发明的另一实施例的芯片天线的分解透视图；
图8是示出根据本发明的优选实施例的芯片天线的谐振频率的图表。
具体实施例方式
以下将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
图2是示出可以在本发明的实施例中采用的导线结构的透视图。图2中的导线结构是用于解释本发明的集成方法的例子，并且这样的结构可使相同体积的电介质块的谐振长度增加。
参考图2，L形导线22和对称L形导线23对被设置在电介质块的上部，以及垂直(水平)连接导线24被设置在电介质块的下部。L形导线22和对称L形导线23被弯曲以相互面对，具有以预定长度L延伸的弯曲部22′和23′。弯曲部22′和23′被设置成彼此部分重叠预定长度La。优选地，弯曲部分22′和23′可以成90度角。即，如图2所示，L形导线22和对称L形导线23相互面对，基本形成正方形，但隔开预定间隔G。从而，在弯曲部分成90度角的情况下，弯曲部分22′和23′的重叠部分的长度La总是比弯曲部分22′和23′的总长度L短。
水平连接导线24被定位在与至少一对L形和对称L形导线的弯曲部分22′和23′的重叠部分对应的下部区域中。在这种情况下，两个导电通孔25a和25b连接该对L形和对称L形导线22和23的弯曲部分22′和23′的端部与水平连接导线24的两个端部。从而，该对L形和对称L形导线22和23可以形成单辐射线。这里，导电通孔25a和25b被提供作为用于垂直连接的导电装置，并且可以在另一实施例中被提供作为形成在电介质块的侧表面上的侧导线。
优选地，L形和对称L形导线22和23可以被设置成使L形和对称L形导线22和23的弯曲部分22′和23′的重叠部分的长度La等于或大于水平连接导线24的宽度。这使得连接到弯曲部分22′和23′的端部的导电通孔25a和25b能够与水平连接导线24有效地连接。
具有以上导线结构的辐射线可以以相同的体积更有效地集成，并且与传统的辐射线相比，具有增加的电谐振。
本发明包括至少一个具有图2所示的导线结构的芯片天线，但是优选地，所有导线均以图2这样的结构形成，以最大化集成效果。
图3是示出根据具有以上结构的实施例的芯片天线的透视图。
如图3所示，根据本实施例的芯片天线30包括电介质块31，呈长方体结构，具有多条导线32a、32b、33a、33b、34a、34b、35a和35b，每一条均沿宽度方向形成在电介质块的上和下表面31a、31b和侧表面上。形成在电介质块的上表面和下表面31a和31b上的导线中的一些是成对的、相互面对的L形和对称L形导线32a、32b、33a和33b，具有沿电介质块31的宽度(长度)方向弯曲的弯曲部分32a′、33a′、32b′和33b′。其他导线是沿宽度方向形成的水平连接导线34a和34b。L形和对称L形导线对32a、33a和32b、33b与水平连接导线34a和34b交替。L形和对称L形导线对与水平连接导线34b或34a相对，每一条水平连接导线均通过各条侧导线35a或35b连接至L形和对称L形导线对，从而形成单辐射线。另外，如上所示，弯曲部分32a′、33a′、32b′和33b′被设置成在宽度方向上部分相互重叠。优选地，弯曲部分32a′、33a′、32b′和33b′可以成90度角。
应用图2的导线结构的本实施例允许形成具有比传统芯片天线的谐振长度长的导线，实现了相同体积但更低的谐振频率。
在本实施例中，描述的是单个电介质块，但是也可以提供包括多个相互沉积的介电片的电介质块结构，在这种情况下，侧导线可以采用导电通孔形式，这是垂直连接装置的一种替换形式。
图4a和图4b是示出传统芯片天线和本发明的芯片天线的谐振频率的图表。这里，传统芯片天线(参考图1)和本发明的芯片天线(参考图3)使用的是具有相同宽度(0.1mm)的导线的相同尺寸(3mm×2mm×1.2mm)的电介质块。
参考图4a和图4b，传统芯片天线的谐振频率约为3.55GHz，然而，本发明的芯片天线的谐振频率约为2.45GHz。从而，根据本发明，获得了足够长的导线，并使相同体积的芯片天线的低谐振频率约至少1GHz。
另外，如图5的图表所示，可以确定，本发明的辐射图案在所有方向上都存在。
在根据本发明的芯片天线中，L形导线和对称L形导线之间的间隔可以调节，以调节谐振频率。例如，间隔可以从0.5mm改变至0.3mm，从而，弯曲部分的长度可以从0.4mm改变至0.2mm。然后，测量改变之前和之后的谐振频率，结果如图6所示。如图6的图表所示，当导线之间的间隔被减小时，谐振频率从a改变至b，能够调谐约0.05GHz。
图7是示出根据本发明的另一实施例的芯片天线的分解透视图。
如图7所示，根据本实施例的芯片天线70具有这样的结构，即，其上具有多谐振导线52的介电层51被整体设置在图3所示的芯片天线30的下表面上。另外，优选地，介电层51以与电介质块31的下表面的区域相同的尺寸形成，以使天线小型化。
在介电层51的下表面51b上，五个多谐振导线52沿宽度方向形成。每个多谐振导线52的一端均连接至形成在介电层51的侧表面上的各条侧导线55。介电层51的侧导线55可以连接至形成在电介质块31的侧表面上的对应侧导线35b，或连接至形成在电介质块31的下表面31b上的导线33b。
沿宽度方向形成在电介质块的上表面和下表面以及侧表面上的导线32a、32b、33a、33b、34a、34b、35a和35b相互连接，以提供单辐射线。但是导线35b和33b连接至介电层51的多谐振导线52，分别提供了附加的多个不同的电谐振长度，从而多谐振导线52生成与辐射线的谐振频率不同的谐振频率。
这样，本发明采用的多谐振导线52将附加的多个导线的一端与已有的辐射线连接，形成附加电流路径，从而形成双带宽或加宽了各个谐振频带。
在本实施例中，附加的介电层形成在电介质块的下表面上，但是其上具有多谐振导线的介电层也可以以类似的方式设置在电介质块的上表面上。
图8是示出图7所示的芯片天线的谐振频率的图表。
参考图8，可以确定该芯片天线实现了跨WLAN带宽和蓝牙带宽的宽谐振频带。该谐振频率通常具有-10dB或更少的衰减量，因而很明显，WLAN带宽的谐振频率从约2.4GHz加宽至约2.8GHz，以及蓝牙带宽的谐振频率从约3.7GHz加宽至约5.65GHz。另外，从这样的宽带效应可以期望稳定地保持可能被外部影响削弱的发送和接收功能。
通过将多谐振导线与图3所示的实施例结合的例子描述了该实施例，但是多谐振导线还可以应用到图1所示的结构中，以实现双谐振或宽带效应。
以上描述的本发明允许形成电谐振长度比相同体积的传统芯片天线长的辐射线。因此，根据本发明，可以在进一步小型化的芯片天线中实现更低的谐振频率或相同等级的谐振频率。
根据本发明的另一方面，芯片天线可以通过在维持最小化结构的同时加宽谐振频率，从而确保在变化的环境中优良的发送和接收功能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种芯片天线，包括电介质块，具有长方体结构；多个第一和第二导线，沿所述电介质块的宽度方向分别形成在所述电介质块的上表面和下表面上；以及多个导电垂直连接部，沿所述电介质块的垂直方向形成，以连接所述第一导线和所述第二导线，使所述第一和第二导线形成辐射线，以及其中，所述第一和第二导线中的每一条均包括至少一对具有弯曲部分的L形导线和对称L形导线，所述弯曲部分沿所述电介质块的纵向弯曲和延伸，并在宽度方向上部分相互重叠；以及沿宽度方向形成的至少一条水平连接导线。
2.根据权利要求1所述的芯片天线，其中，所述第一和第二导线中的每一条均包括L形和对称L形导线对，以及所述L形和对称L形导线在所述电介质块的上表面和下表面上与所述水平连接导线交替。
3.根据权利要求1所述的芯片天线，其中，所述L形和对称L形导线的弯曲部分中的每一个均成90度角。
4.根据权利要求1所述的芯片天线，其中，所述导电垂直连接部沿所述电介质块的侧表面形成。
5.根据权利要求1所述的芯片天线，其中，每一个所述导电垂直连接部均包括穿透所述电介质块的上表面和下表面的导电通孔。
6.根据权利要求1所述的芯片天线，其中，所述L形和对称L形导线对的所述重叠部分的长度至少为所述水平连接导线的宽度，并且比所述弯曲部分的延伸长度短。
7.根据权利要求1所述的芯片天线，其中，所述第一和第二导线形成为相等的宽度。
8.根据权利要求6所述的芯片天线，其中，所述L形和对称L形导线对的所述重叠部分的长度至少为所述水平连接导线的宽度，并且比所述弯曲部分的延伸长度短。
9.根据权利要求1所述的芯片天线，进一步包括设置在所述电介质块的上表面或下表面上的介电层，所述介电层具有多条第三导线，形成在其上表面或下表面上；以及多个导电垂直连接部，每一个所述导电垂直连接部均连接所述电介质块的每条所述第一和第二导线与所述第三导线的每个端部。
10.根据权利要求9所述的芯片天线，其中，所述介电层具有与所述电介质块的上表面或下表面的尺寸对应的区域的尺寸。
11.根据权利要求10所述的芯片天线，其中，所述多条第三导线沿所述介电层的宽度方向设置。
12.根据权利要求9所述的芯片天线，其中，至少一个所述垂直连接部与所述电介质块的所述垂直连接部中相对应的一个整体连接。
13.一种芯片天线，包括电介质块，具有长方体结构；多个第一和第二导线，沿所述电介质块的宽度方向分别形成在所述电介质块的上表面和下表面上；多个第一导电垂直连接部，形成在所述电介质块的垂直方向上，以连接所述第一导线和所述第二导线，使所述第一和第二导线形成辐射线；以及介电层，形成在所述电介质块的所述上表面或下表面上，所述介电层包括形成在其上表面和下表面上的多个第三导线以及多个第二导电垂直连接部，每一个所述第二导电垂直连接部均连接所述电介质块的每一条所述第一和第二导线与所述第三导线的每个端部。
14.根据权利要求13所述的芯片天线，其中，所述介电层具有与所述电介质块的所述上表面和下表面的尺寸对应的区域的尺寸。
15.根据权利要求14所述的芯片天线，其中，所述多条第三导线沿所述介电层的宽度方向设置。
16.根据权利要求13所述的芯片天线，其中，至少一个所述第二垂直连接部与所述电介质块的所述第一垂直连接部中相对应的一个整体连接。
全文摘要
本发明涉及一种芯片天线，该天线包括沿电介质块的宽度方向形成在电介质块的上表面和下表面上的第一和第二导线。该芯片天线还包括在电介质块的垂直方向上形成的导电垂直连接部，以连接第一导线和第二导线，从而形成辐射线。第一和第二导线包括多对具有弯曲部分的L形和对称L形导线，其中，弯曲部分在宽度方向上部分相互重叠，并且沿电介质块的纵向延伸。而且，沿电介质块的宽度方向形成有水平连接导线。
文档编号H01Q9/30GK1801529SQ20051013299
公开日2006年7月12日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年1月3日
发明者李在灿 申请人:三星电机株式会社