专利名称：天线一体型模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适合当作通信或者广播所使用的小型接收发送单元等的天线一体型模块。
背景技术：
近几年，伴随着无线通信技术的发展，提出了各种组 装了小型接收发送单元的电子设备或者无线卡。这种接收 发送单元是在设有高频电路的电路板上具备天线元件的 天线一体型高频模块，其结构是在以往的一般天线一体型 模块中，用钣金制的屏蔽罩覆盖配设有高频电路主要部分 的电路板上的规定区域，并在电路板上的其他区域设有芯 片天线或者图案天线等天线元件(例如，参照专利文献1 )。
然而，如上所述地在电路板上的不同区域并列设置天 线元件和屏蔽罩的结构中，因为整个模块在平面上形成很 大尺寸，所以存在很难实现小型化的问题。而且，如果作 为天线元件使用芯片天线、并采用通过同轴电缆使芯片天 线与高频电路连接的结构，会出现部件成本大幅度上涨的 问题。
因此，近几年来，提出了一种可以将覆盖高频电路的电路部件群进行电磁屏蔽的屏蔽罩兼作为倒F型天线的 天线元件来使用的天线一体型模块(例如，参照专利文献 2)。在上述以往的提案中，使用了从矩形顶板(金属平板)的周边下垂多根弯曲脚片而形成的钣金制的外壳兼用天 线元件。该外壳兼用天线元件搭载于设有高频电路的电路 板上，并且与高频电路的布线图案或者接地导体层连接， 使规定的弯曲脚片作为供电管脚或者短路管脚来工作，而 且在电气地孤立的焊锡盘上连接剩余的弯曲脚片。又，通 过这些各弯曲脚片稳定地得到支承的顶板，配置成在覆盖 高频电路的电路部件群的位置与电路板保持规定间隔而 相对置。因此，通过与相当于短路管脚的弯曲脚片相连接 的该顶板，能够电磁屏蔽高频电路的电路部件群。还有， 因为该顶板与相当于供电管脚的弯曲脚片相连接，所以能
够使其作为倒F型天线的辐射导体进行工作。如上所述， 如果采用钣金制的外壳兼用天线元件，与在平面上并列配 置相互独立的天线元件和屏蔽罩的上述以往技术相比，就 能够得到容易实现小型化和低成本的天线 一 体型模块。
专利文献l:(日本)特开2002— 2 32221号公报(第 4一6页，图1)
专利文献2:(日本)特开2005 — 5866号公报(第 4— 5页，图1)
如上所述，专利文献2所公开的以往方案的天线一体型模块，企图通过使用外壳兼用天线元件来实现小型化和 低成本，但是该外壳兼用天线元件的由金属平板构成的顶 板配置在覆盖电路部件群的位置上，因此要想同时实施在 电路板上搭载的电路部件群的回流焊接和外壳兼用天线 元件的回流焊接，回流熔炉的热量就不能充分地传到被顶 板覆盖的区域，从而明显降低电路部件群的焊锡接合可靠 性。而且，在该天线一体型模块中，在电路板上搭载电路 部件群进行第1次回流焊接之后，必须在电路板上搭载外壳兼用天线元件并且以低于第一次回流焊接的熔融温度 再次进行回流焊接，从而出现了不能高效率地实施回流焊 工序的问题。
又，在所述以往方案的天线一体型模块中使用的外壳 兼用天线元件，只不过从顶板的周边下垂多根弯曲脚片而 已，因此被该顶板覆盖的空间(安装了电路部件群的区域) 从侧面上看就处在露出很多的状态。因此，存在从侧面向 该空间内插入烙铁等非法改造高频电路的主要部分的可 能性。
发明内容
本发明是鉴于上述以往技术的实际问题而提出的，其 目的在于提供一种容易实现小型化的同时、易于防止对电 路的不法改造，而且能够高效率地进行回流焊工序而实现 廉价制造的天线 一 体型模块。
为了达到上述目的，本发明的天线一体型模块具有如 下结构，即，具备电路板，设有高频电路的布线图案以及接地导体层；电路部件群，安装在该电路板的单面上； 以及钣金制的外壳兼用天线元件，搭载于上述电路板上并 覆盖上述部件群；上述外壳兼用天线元件具有顶板，与 上述电路板保持规定间距而相对置，并且作为辐射导体进 行工作；供电脚片，从该顶板的供电点向上述电路板侧下 垂，与上述布线图案连接；短路脚片，从上述顶板的一端 侧的周边向上述电路板侧下垂，与上述接地导体层连接； 固定脚片，从上述顶板的另一端侧的周边向上述电路板侧 下垂并固定在该电路板上，处于电气开放状态；以及侧板， 在除了这些供电脚片、短路脚片以及固定脚片之外的位置，从上述顶板的周边向上述电路板侧下垂，该侧板的前端与该电路板保持着间隙相对置；并且，在上述顶板内与 其周边隔离的多个位置穿设有切口状或者小孔状的开口 部。
具有上述结构的天线一体型模块的外壳兼用天线元 件，能够作为电磁屏蔽高频电路的电路部件群的屏蔽罩工 作，而且还能够使顶板作为构成辐射导体的倒F型天线的 天线元件工作，因此与在平面上并列配相互独立部件的天 线元件和屏蔽罩的结构相比，更容易实现整个模块的小型 化及低成本。又，在顶板的多个位置穿设有开口部，并且 通过这些开口部可让空气顺畅地流通，因此在回流焊工序 中热量就容易传到被外壳兼用天线元件覆盖的电路板上 的区域，从而能够同时实施在电路板上搭载的电路部件群 的回流焊接和外壳兼用天线元件的回流焊接。而且，因为 这些开口部形成为切口状或者小孔状，所以很难插入烙铁 等，并且侧板从顶板的周边向电路板侧下垂，所以也很难 从侧面向被外壳兼用天线元件覆盖的空间内插入烙铁。因 此，该天线一体型模块的高频电路的主要部分被不法改造 的危险性减小。
在上述结构中，如果在外壳兼用天线元件的侧板内与 其周边隔离的多个位置也穿设切口状或者小孔状的开口 部，则在回流焊工序中就更加容易将热量传到被外壳兼用 天线元件覆盖的电路板上的区域，因此最为理想。
又，在上述结构中，如果外壳兼用天线元件的顶板为 矩形，使短路脚片从其长边方向一端侧的两个位置分别下 垂，使固定脚片从长边方向另一端侧的两个位置分别下 垂，就能够使外壳兼用天线元件的形状变简单而易于制造，因此最为理想。在这种情况下，如果通过在与供电脚
片点对称的位置附设与该供电脚片相同形状的第3个固 定脚片，外壳兼用天线元件成为即使反转长边方向两端的 方向其外观相同的对称形状，那么，就没有必要在电路板 上搭载外壳兼用天线元件的装配工序中确认该天线元件 的方向，就能够提高工作效率。
又，在上述结构中，如果电路板可以在连接器上插入 和拔出，该连接器具有在板厚方向夹持电路板两侧部的导 向片，将电路板插入连接器使两者处于连接状态时，连接 器的导向片位于沿着该插入方向延伸的外壳兼用天线元 件的侧板和电路板之间的间隙内，那么通过间隙就可以避 免外壳兼用天线元件的侧板和连接器的导向片之间的抵 接，就能够将外壳兼用天线元件的顶板扩大到与电路板的 宽度尺寸相同的程度，能够将电路板上的有限空间作为部 件安装区域有效利用。在这种情况下，如果外壳兼用天线 元件的顶板为矩形，使短路脚片从其短边方向一端侧的两 个位置分别下垂，使固定脚片从短边方向的另一端侧的两 个方向分别下垂，并且在从长边方向的两端侧下垂的侧板 的全长范围内与电路板之间形成间隙，则外壳兼用天线元 件的形状可以变简单而易于制造，同时还可以简单地将电 路板插入到连接器上。
又，在上述结构中，如果将在顶板和侧板上穿设的开
口部的宽度尺寸、以及固定脚片的前端与电路板之间的对
置间隔(间隙尺寸)都设定在lmm以下，就能够更加可
靠地防止高频电路的主要部分的不法改造，因此最为理 沐巨
本发明的天线一体型模块，能够使钣金制的外壳兼用天线元件作为电磁屏蔽高频电路的电路件群的屏蔽罩工
作，并且还能够使顶板作为构成辐射导体的倒F型天线的 天线元件工作。因此，与在平面上并列配设相互独立部件 的天线元件和屏蔽罩时的结构相比，就容易实现整个模块 的小型化和低成本。又，在顶板的多个位置穿设有开口部， 并通过这些开口部能够顺畅地流通空气，因此在回流焊工 序中热量就容易传到被外壳兼用天线元件覆盖的电路板 上，能够同时实施在电路基板上搭载的电路部件的回流焊 接和外壳兼用天线元件的回流焊接，能够更加降低制造成 本。又，因为这些开口部形成切口状或者小孔状，所以很 难插入烙铁等，并且侧板从顶板的周边向电路板侧下垂， 所以也很难从侧面向被外壳兼用天线元件覆盖的空间内 插入烙铁。因此，该天线一体型模块的高频电路的主要部 分被不法改造的危险性减小。
图l为本发明的第l实施方式涉及的天线一体型模块 的立体图。
图2为图l所示的模块及连接器的分解立体图。
图3为本发明的第2实施方式涉及的天线一体型模块
的立体图。
图4为沿着图3的IV — IV线的截面图。
图中
1电路板，2接地导体层，3电路部件， 4外壳兼用天线元件，5顶板，5a开口部， 6供电脚片，7、 8短路脚片，9 11固定脚片， 12 15侧板，12a 15a开口部，20连接器，20a连接端子，20b导向片， S间隙。
具体实施例方式
下面将参照
发明的具体实施方式
。图l为本 发明的第l实施方式涉及的天线一体型模块的立体图，图 2为图l所示的模块及连接器的分解立体图。
这些图示的天线一体型模块主要包括在上表面设有 高频电路的布线图案(图中未表示)而底面的几乎整个面 上设有接地导体层2的矩形的电路板1、安装在电路板l 的上表面且与上述布线图案连接的芯片部件、IC等电路 部件群3、以及搭载在电路板l上且覆盖电路部件群3的 钣金制的外壳兼用天线元件4，而且电路板1通过连接器 20与主板(mother board) 30进行电气及机械连接。 该连接器20具有配设在平板部的多个连接端子20a和设 在从平板部的两端竖立的侧壁上的一对导向片20b，电路 板1通过连接器20的两个侧壁在宽度方向受到限制的同 时，还通过导向片20a在板厚方向受到夹持。
外壳兼用天线元件4包括顶板5、供电脚片6、短路 脚片7和8、固定脚片9 11以及侧板12 15构成，该 顶板5为覆盖电路部件群3的矩形状金属平板、且作为辐 射导体进行工作，该供电脚片6、短路脚片7和8以及固 定脚片9 11从该顶板5的周边向电路板1侧下垂，该 侧板12 15在除了这些各脚片6 11以外的位置从顶板 5的周边(四边)向电路板l侧下垂。而且，虽然供电脚 片6与上述布线图案连接、短路脚片7和8与接地导体 层2连接，但是固定脚片9 11在电气开放的状态下被
固定在电路板l上。又，在顶板5内与周边隔离的6个 位置穿设有切口状的开口部5a，在各个侧板12 15内 分别与周边隔离的2个位置穿设有切口状的开口部12a 15a。
即，沿着顶板5的一个长边的侧板12是长边方向的 一端侧与供电脚片6连接而另一端侧与固定脚片11连接 的弯曲片，并且在该侧板12内的两个位置成一直线状地 穿设有沿着顶板5的长边延伸的开口部12a，而且在隔着 供电脚片6与缺口部16相邻接的位置设有短路脚片7。 同样，沿着顶板5的另一个长边的侧板13是长边方向的 一端侧与供电脚片8连接而另一端侧与固定脚片9连接的 弯曲片，在该侧板13内的两个位置成一直线状地穿设有 沿着顶板5的长边延伸的开口部13a，而且在隔着固定脚 片9与缺口部17相邻接的位置设有固定脚片10。又，在 顶板5的一个短边的全长上延伸的侧板14内，在两个位 置成一直线状地穿设有沿着该短边延伸的开口部14a。同 样，在顶板5的另一个短边的全长上延伸的侧板15内的 两个位置成一直线状地穿设有沿着该短边延伸的开口部 15a。另外，在各个侧板12 15上穿设的切口状的开口 部12a 15a的宽度尺寸(切口宽度)都被设定在lmm 以下。而且，各个侧板12 15的前端(下端)全都隔着 间隙S与电路板1相对置，并且其对置间距也被设定在 lmm以下。
详细说明外壳兼用天线元件4的各个脚片6 11。供 电脚片6的下端部连接在上述布线图案的供电线上，并通 过供电脚片6向顶板5的供电点(供电脚片6的上端弯 曲部)提供规定的高频信号。短路脚片7、 8通过电路板1的穿孔与接地导体层2连接。固定脚片9 11全都连接 在电路板l上的电气上孤立的焊锡盘上，而这些焊锡盘和 接地导体层2之间加载着静电电容。即，该外壳兼用天线 元件4通过将各个脚片6 11焊接在对应的焊锡盘上， 能够以稳定的姿势被安装在电路板l上，并且顶板5与电 路板1保持着规定间距相对置。而且，所设计的该外壳兼 用天线元件4如图所示，在四个角部配设短路脚片7、 8 以及固定脚片IO、 11，并且在与馈电脚片6点对称的位 置上设置与该馈电脚片6相同形状的固定脚片9，从而即 逆转长边方向两端的方向，其外观还是形成相同的对称形 状。
具有上述结构的天线一体型模块，因为覆盖电路部件 群3的钣金制的外壳兼用天线元件4连接在接地导体层2 上，所以可以使该外壳兼用天线元件4作为屏蔽罩来工 作。又，外壳兼用天线元件4的矩形的顶板5，在其长边 方向的一端侧配设了短路脚片7、 8、另一端侧保持电气 开放的状态，并且可通过来自供电脚片6的供电来激励顶 板5，因此能够使该顶板5作为倒F型钣金天线的辐射导 体工作。
即，本实施方式涉及的天线一体型模块被设计成，覆 盖高频电路的主要部分的外壳兼用天线元件4不仅作为 屏蔽罩工作，而且还能够作为倒F型天线的天线元件来工 作，因此，与在平面上并列配设相互独立部件的天线元件 和屏蔽罩的结构相比，就容易实现小型化和低成本。并且， 外壳兼用天线元件4被设计成，在固定脚片9 11所集 中的电气开放的一侧、即在供电时成为电场区域的一侧加 载着静电电容，因此更加容易实现整个模块的小型化。
又，该天线一体型模块，在外壳兼用天线元件4的顶 板5和各侧板12 15上分别穿设有多个开口部5a和 12a 15a，并且通过这些开口部5a和12a 15a使空气 能够顺畅地流通，因此在回流焊工序中热量就容易传到被 外壳兼用天线元件4覆盖的电路板l上的区域，从而能够 同时实施在电路板1上搭载的电路部件群3的回流焊接和 外壳兼用天线元件4的回流焊接。即，因为没有必要反复 实施回流焊工序，所以能够更廉价地制造。
而且，在该天线一体型模块中，侧板12 15从顶板 5的周边向电路板1侧下垂，并且各个侧板12 15的前 端和电路板1之间的对置间距(间隙S)被设定在lmm 以下，因此从侧面向被外壳兼用天线元件4覆盖的空间内 插入烙铁等就变得很难。又，开口部5a和12a 15a全 部形成宽度为lmm以下的切口状，所以向这些开口部5a 和12a 15a内插入烙铁等也变得困难。因此，该天线一 体型模块的高频电路的主要部分被不法改造的危险性减 小。
又，本实施方式涉及的天线一体型模块的钣金制的外 壳兼用天线元件4的形状简单而易于制造。而且设计成即 使该外壳兼用天线元件4逆换长边方向两端的方向其外 观还是相同的对称形状，因此在电路板1上搭载外壳兼用 天线元件4的装配工序中，就没有必要逐一确认该天线元 件4的方向，从而具有提高工作效率的优点。
图3为本发明的第2实施方式涉及的天线一体型模块 的立体图，图4为沿着图3的IV-IV线的截面图，对于与 图1和图2对应的部分赋予相同标记，并省略重复说明。
本实施方式与上述第l实施方式的不同点为，顶板5形成与电路板1几乎相同宽度的矩形，以及从该顶板5 的周边下垂的供电脚片6、短路脚片7和8以及固定脚片 9 11的形成位置，除此之外的结构和作用效果基本上相 同。即，沿着顶板5的一个短边的侧板14是短边方向的 一端侧与供电脚片6相连接、中心部以及另一端侧与短路 脚片7、 8相连接的弯曲片，同样沿着顶板5的另一个短 边的侧板1 5是短边方向的两端侧和中心部与固定脚片9、 10、 ll相连接的弯曲片。而且，在顶板5的一个长边的 全长上延伸的侧板12内，在两个位置成一直线状地穿设 有沿着该长边延伸的开口部12a，同样在顶板5的另一个 长边的全长上延伸的侧板13内，在两个位置成一直线状 地穿设有两个沿着该长边延伸的开口部13a。还有，各个 侧板12 15的前端全都隔着间隙S与电路板1相对置， 而且沿着顶板5的长边的两个侧板12和13，在从长边方 向的 一 端到另 一 端的全长范围内形成有间隙S 。
在具有上述结构的天线一体型模块中，也通过在连接 器20的两个导向片20b的下侧插入电路板1，使电路板 l通过连接器20电气及机械连接在主板30上。在这样的 连接器连接状态中，电路板1通过两个导向片20b被固 定而无法从连接器20脱离，但是如图4所示，这些导向 片20b位于在两个侧板12、13和电路板1之间形成的间 隙S内。即，在两个导向片20b的下侧插入电路板1的 两侧部而与连接器20连接时，两个导向片20b通过沿着 电路板1的插入方向延伸的两个侧板12、 13下侧的间隙 S内，因此通过间隙S就能避免这些导向片20b和侧板 12、 13之间的接触。因此，就能够将外壳兼用天线元件 4的顶板5扩大至与电路板1的宽度尺寸相同的程度，随
之也能够将电路板1上的有限空间作为部件安装区域有效利用，还能够将顶板5的宽畅的面积作为图中未表示的 标签粘贴面来利用。
还有，在上述的各个实施方式中，说明了顶板5的各 开口部5a沿着长边方向延伸的情形，但是各开口部5a 也可以沿着短边方向延伸。而且，开口部5a或者开口部 12a 15a也可以用小孔代替切口状，而在这种情况下， 可以通过穿设有多个小孔的方式避免回流焊工序的重复。
权利要求
1.一种天线一体型模块，其特征在于，具备电路板，设有高频电路的布线图案以及接地导体层；电路部件群，安装在该电路板的单面上；以及钣金制的外壳兼用天线元件，搭载于上述电路板上并覆盖上述部件群；上述外壳兼用天线元件具有顶板，与上述电路板保持规定间距而相对置，并且作为辐射导体进行工作；供电脚片，从该顶板的供电点向上述电路板侧下垂，与上述布线图案连接；短路脚片，从上述顶板的一端侧的周边向上述电路板侧下垂，与上述接地导体层连接；固定脚片，从上述顶板的另一端侧的周边向上述电路板侧下垂并固定在该电路板上，处于电气开放状态；以及侧板，在除了这些供电脚片、短路脚片以及固定脚片之外的位置，从上述顶板的周边向上述电路板侧下垂，该侧板的前端与该电路板保持着间隙相对置；并且，在上述顶板内的与其周边隔离的多个位置穿设有切口状或者小孔状的开口部。
2. 根据权利要求1所述的天线一体型模块，其特征 在于，在上述侧板内的与其周边隔离的多个位置也穿设有 切口状或者小孔状的开口部。
3. 根据权利要求1所述的天线一体型模块，其特征 在于，上述顶板为矩形，并且使上述短路脚片从其长边方 向 一 端侧的两个位置分别下垂，使上述固定脚片从长边方 向另 一 端侧的两个位置分别下垂。
4. 根据权利要求3所述的天线一体型模块，其特征 在于，通过在与上述供电脚片点对称的位置附设与该供电脚片相同形状的第3个上述固定脚片，上述外壳兼用天线 元件成为即使反转长边方向两端的方向其外观还是相同 的对称形状。
5. 根据权利要求1所述的天线一体型模块，其特征 在于，上述电路板可以在连接器上插入和拔出，该连接器 具有在板厚方向夹持上述电路板的两侧部的导向片，在将 上述电路板插入上述连接器使两者处于连接状态时，上述 导向片位于沿着其插入方向延伸的上述侧板和上述电路 板之间的上述间隙内。
6. 根据权利要求5所述的天线一体型模块，其特征 在于，上述顶板为矩形，使上述短路脚片从其短边方向的 一端侧的两个位置分别下垂，使上述固定脚片从短边方向 的另 一 端侧的两个位置分别下垂，并且在从长边方向的两 端侧下垂的上述侧板的全长范围内形成有上述间隙。
7. 根据权利要求1所述的天线一体型模块，其特征 在于，上述开口部的宽度尺寸以及上述固定脚片的前端与 上述电路板之间的对置间隔都设定在lmm以下。
全文摘要
提供一种天线一体型模块，既容易实现小型化，还能易于防止电路的不法改造，并且能够高效率地进行回流焊工序而进行廉价制造。在设有布线图案以及接地导体层(2)的电路板(1)上安装有部件群(3)，在电路板(1)上搭载的钣金制的外壳兼用天线元件(4)覆盖电路部件群(3)。在该天线元件(4)上设有具有开口部(5a)的矩形的顶板(5)、与布线图案的供电线连接的供电脚片(6)、与接地导体层(2)连接的短路脚片(7)和(8)、电气开放的固定脚片(9～11)以及具有开口部(12a～15a)的侧板(12～15)，并且各脚片(6～11)被焊接在电路板(1)上。
文档编号H01Q1/38GK101202375SQ20071018658
公开日2008年6月18日 申请日期2007年12月12日 优先权日2006年12月13日
发明者村田淳, 渡边芳清, 渡部宏一, 铃木友贵 申请人:阿尔卑斯电气株式会社