天线封装和图像显示装置的制作方法

天线封装和图像显示装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年4月2日在韩国知识产权局(kipo)提交的韩国专利申请第10
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2020
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0040034号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种天线封装和一种图像显示装置。更具体地，本发明涉及一种包括天线装置和电路板的天线封装和一种包括该天线封装的图像显示装置。


背景技术：

4.随着信息技术的发展，诸如wi
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fi、蓝牙等无线通信技术与例如智能电话形式的显示装置结合。在这种情况下，天线可以与显示装置结合以提供通信功能。
5.随着移动通信技术迅速发展，在显示装置中需要一种能够进行高频或超高频通信的天线。
6.然而，随着天线的驱动频率增加，信号损失也可能增加。此外，随着传输路径的长度增加，信号损失可能进一步增加。
7.当在一个装置中包括与多个频段相对应的不同的天线图案时，可能需要多个电路板来进行电路连接。因此，可能会增加天线装置或天线封装的总体积和厚度。
8.相反，当在一个电路板中包括连接至不同的天线图案的电路时，由于电路之间的相互干扰，信号可靠性可能会降低，并且传输路径的长度可能会增加，从而增加信号损失。
9.因此，需要一种用于在有限的空间内在高可靠性下与不同频率的天线图案进行电路连接的天线设计。例如，韩国公开专利申请第2013
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0095451号公开了一种与显示面板集成的天线，但是无法提供如上所述的有效电路连接。


技术实现要素：

10.根据本发明的一个方面，提供了一种具有提高的操作可靠性和信号效率的天线封装。
11.根据本发明的一个方面，提供了一种图像显示装置，其包括具有提高的操作可靠性和信号效率的天线封装。
12.(1)一种天线封装，其包括：多个天线图案，包括第一天线图案和第二天线图案；以及电连接至天线图案的电路板，其中该电路板包括：芯层，其包括彼此相对的第一表面和第二表面；第一电路布线，其设置在芯层的第一表面上并电连接至第一天线图案；以及第二电路布线，其分布在芯层的第一表面和第二表面上并电连接至第二天线图案。
13.(2)根据上述(1)的天线封装，其中每个第一天线图案都包括第一辐射图案、从第一辐射图案伸出的第一传输线以及连接至第一传输线的一个端部的第一信号垫，并且每个第二天线图案都包括第二辐射图案、从第二辐射图案伸出的第二传输线以及连接至第二传输线的一个端部的第二信号垫。
14.(3)根据上述(2)的天线封装，其中第一辐射图案和第二辐射图案具有彼此不同的尺寸。
15.(4)根据上述(2)的天线封装，其中第一传输线和第二传输线具有彼此不同的长度。
16.(5)根据上述(2)的天线封装，其中第一辐射图案和第二辐射图案具有彼此不同的谐振频率。
17.(6)根据上述(2)的天线封装，其还包括第一馈电端口，其中第一电路布线连接至第一信号垫，并且第一电路布线的端部连接至第一馈电端口。
18.(7)根据上述(2)的天线封装，其中第二电路布线包括：天线连接布线，其设置在芯层的第一表面上，从而被连接至第二信号垫；以及设置在芯层的第二表面上的端口连接布线。
19.(8)根据上述(7)的天线封装，其中电路板还包括导通结构，该导通结构穿透芯层并将天线连接布线和端口连接布线彼此电连接。
20.(9)根据上述(8)的天线封装，其中电路板包括穿过芯层、天线连接布线和端口连接布线的过孔，并且导通结构形成在过孔的侧壁上，从而与天线连接布线和端口连接布线进行接触。
21.(10)根据上述(8)的天线封装，其中芯层包括提供第一表面的第一芯层和提供第二表面的第二芯层，并且电路板还包括设置在第一芯层和第二芯层之间的接地层。
22.(11)根据上述(10)的天线封装，其中电路板还包括设置在导通结构与接地层之间的阻挡绝缘层。
23.(12)根据上述(7)的天线封装，其还包括连接至端口连接布线的端部的第二馈电端口。
24.(13)根据上述(1)的天线封装，其中第一天线图案和第二天线图案对应于不同的谐振频率，并且第一天线图案和第二天线图案沿着横排方向交替且重复地设置。
25.(14)根据上述(1)的天线封装，其中当投影在平面图中时，第一电路布线和第二电路布线彼此交叉。
26.(15)根据上述(1)的天线封装，其中两个以上的第一天线图案通过第一电路布线被耦合，并且两个以上的第二天线图案通过第二电路布线被耦合。
27.(16)根据上述(1)的天线封装，其中第一电路布线包括分别连接至每个第一天线图案的多个第一电路布线，并且第二电路布线包括分别连接至每个第二天线图案的多个第二电路布线。
28.(17)一种图像显示装置，其包括根据上述实施方式的天线封装。
29.根据本发明的实施方式，可以使用电路板的上表面和下表面将信号布线连接至具有不同的尺寸的第一天线图案和第二天线图案。因此，可以实现一种相对于第一天线图案和第二天线图案基本上独立的电路连接，并且可以防止由于相互的信号干扰而引起的信号和馈电损失。
30.另外，可以通过一个电路板实现与第一天线图案和第二天线图案的电路连接，因此可以获得更薄的天线封装。
31.在一些实施方式中，电路板还可以包括位于上部电路布线与下部电路布线之间的
接地层，从而可以通过该接地层在抑制上部电路布线与下部电路布线之间的相互干扰的同时吸收噪声。
附图说明
32.图1和图2是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。
33.图3是示出根据示例性实施方式的天线封装中包括的电路板的示意性剖视图。
34.图4是示出根据示例性实施方式的天线封装中包括的电路板的示意性剖视图。
35.图5是示出根据示例性实施方式的图像显示装置的示意性俯视平面图。
具体实施方式
36.根据本发明的示例性实施方式，提供了一种天线封装，其中具有不同的尺寸或频率的天线图案与包括多个电路布线层的电路板进行结合。此外，还提供了一种包括该天线封装的图像显示装置。
37.在下文中，将参照附图详细描述本发明。然而，本领域技术人员应理解，提供参照附图描述的这些实施方式是用于进一步理解本发明的精神，并非是对详细说明和所附权利要求中公开的要保护的主题进行限制。
38.本文使用的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”、“顶”、“底”等并不表示绝对位置，而是用于相对地区分不同的元件或位置。
39.图1和图2是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。例如，图1是从电路板200的芯层210的第一表面210a(例如，顶表面或上表面)的方向观察的天线封装的平面图。图2是从电路板200的芯层210的第二表面210b(例如，底表面或下表面)观察的天线封装的平面图。
40.参照图1和图2，天线封装可以包括天线装置100和电路板200。电路板200可以包括电路布线230和250，并且电路布线230和250可以电连接至天线装置100中包括的天线图案。
41.天线装置100可以包括天线介电层110以及设置在天线介电层110上的天线图案120和130。
42.天线介电层110可以包括例如透明树脂膜。例如，介电层110可以包括聚酯类树脂，诸如聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯；纤维素类树脂，诸如二乙酰基纤维素和三乙酰基纤维素；聚碳酸酯类树脂；丙烯酸树脂，诸如聚(甲基)丙烯酸甲酯和聚(甲基)丙烯酸乙酯；苯乙烯类树脂，诸如聚苯乙烯和丙烯腈
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苯乙烯共聚物；聚烯烃类树脂，诸如聚乙烯、聚丙烯、环烯烃或具有降冰片烯结构的聚烯烃和乙烯
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丙烯共聚物；氯乙烯类树脂；酰胺类树脂，诸如尼龙和芳族聚酰胺；酰亚胺类树脂；聚醚砜类树脂；砜类树脂；聚醚醚酮类树脂；聚苯硫醚树脂；乙烯醇类树脂；偏二氯乙烯类树脂；乙烯醇缩丁醛类树脂；烯丙基化物类树脂；聚甲醛类树脂；环氧类树脂；聚氨酯或丙烯酸聚氨酯类树脂；有机硅类树脂等。它们可以单独使用或两种以上组合使用。
43.天线介电层110可以包括诸如光学透明粘合剂(oca)、光学透明树脂(ocr)等粘合材料。在一些实施方式中，天线介电层110可以包括诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、玻璃等无机绝缘材料。
44.在一些实施方式中，可以将天线介电层110的介电常数调节到大约1.5至12的范围
内。当介电常数超过大约12时，驱动频率可能被过度降低，因而可能无法实现期望的高频段下的驱动。
45.天线图案120和130可以形成在天线介电层110的顶表面上。天线图案120和130可以包括第一天线图案120和第二天线图案130。
46.第一天线图案120可以包括第一辐射图案122和第一传输线124。第二天线图案130可以包括第二辐射图案132和第二传输线134。辐射图案122和132具有例如多边形平板形状，并且第一传输线124和第二传输线134可以分别从第一辐射图案122和第二辐射图案132的一个侧部伸出。传输线124和134可以形成为与辐射图案122和132基本成整体的单一构件。
47.第一天线图案120和第二天线图案130还可分别包括第一信号垫126和第二信号垫136。第一信号垫126和第二信号垫136可以分别连接至第一传输线124和第二传输线134的一个端部。
48.在一个实施方式中，信号垫126和136可以与传输线124和134设置为基本成整体的构件，并且传输线124和134的端部部分可以被设置为信号垫126和136。
49.在一些实施方式中，接地垫128和138可以设置在信号垫126和136周围。例如，可以在中间插有第一信号垫126的情况下设置彼此面对的一对第一接地垫128。可以在中间插有第二信号垫136的情况下设置彼此面对的一对第二接地垫138。接地垫128和138可以与传输线124和134以及信号垫126和136电气和物理地分离。
50.在示例性实施方式中，第一天线图案120和第二天线图案130可以具有不同的尺寸。在一个实施方式中，第一天线图案120中包括的第一辐射图案122的面积可以大于第二天线图案130中包括的第二辐射图案132的面积。在一个实施方式中，第一天线图案120中包括的第一传输线124的长度可以大于第二天线图案130中包括的第二传输线134的长度。
51.第一天线图案120和第二天线图案130可以具有不同的谐振频率。在示例性实施方式中，第一天线图案120的谐振频率可以小于第二天线图案130的谐振频率。作为一个非限制性例子，第一天线图案120的谐振频率可以大约是20ghz到大约30ghz(例如，28ghz)，并且第二天线图案130的谐振频率可以大约是30ghz至40ghz(例如，大约38ghz)。
52.如图1和图2所示，具有不同的尺寸和/或谐振频率的第一天线图案120和第二天线图案130可以在横排方向上交替且重复地设置。因此，可以提高天线装置100的整个区域上的辐射覆盖均匀性。
53.天线图案120和130可以包括银(ag)、金(au)、铜(cu)、铝(al)、铂(pt)、钯(pd)、铬(cr)、钛(ti)、钨(w)、铌(nb)、钽(ta)、钒(v)、铁(fe)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、锌(zn)、锡(sn)、钼(mo)、钙(ca)或包含其中至少一种金属的合金。它们可以单独使用或组合使用。
54.在一个实施方式中，天线图案120和130可以包括银(ag)或银合金(例如，银
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钯
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铜(apc))或铜(cu)或铜合金(例如，铜
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钙(cuca))来实现低电阻和/或细线宽图案。
55.在一些实施方式中，天线图案120和130可以包括透明导电氧化物，例如铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)、锌氧化物(znox)、铟锌锡氧化物(izto)等。
56.在一些实施方式中，天线图案120和130可以包括透明导电氧化物层和金属层的多层结构。例如，天线图案120和130可以包括透明导电氧化物层
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金属层的双层结构，或透明导电氧化物层
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金属层
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透明导电氧化物层的三层结构。
57.在这种情况下，通过金属层来提高柔性，并且可以通过金属层的低电阻来提高信号传输速度。可以通过透明导电氧化物层提高耐腐蚀性和透明度。
58.在一些实施方式中，辐射图案122和132以及传输线124和134可以包括网状图案结构以提高透光率。在这种情况下，可以在辐射图案122和132以及传输线124和134周围形成虚设网状图案(未被示出)。
59.考虑到减小馈电电阻、提高噪声吸收效率的效率、提供水平辐射特性等，信号垫126和136以及接地垫128和138可以形成为由上述金属或合金形成的实心图案。
60.电路板200可以包括芯层210以及形成在芯层210的表面上的电路布线230和250。例如，电路板200可以是柔性印刷电路板(fpcb)。
61.芯层210可以包括例如柔性树脂，诸如聚酰亚胺树脂、改性聚酰亚胺(mpi)、环氧树脂、聚酯、环烯烃聚合物(cop)、液晶聚合物(lcp)等。
62.芯层210可以包括彼此相对的第一表面210a和第二表面210b。例如，第一表面210a和第二表面210b可以分别对应于芯层210的上表面和下表面。
63.电路布线可以包括第一电路布线230和第二电路布线250。第一电路布线230可以形成在芯层210的第一表面210a上。
64.在示例性实施方式中，第一电路布线230可以电连接至第一天线图案120的第一信号垫126。例如，第一电路布线230的一个端部和第一信号垫126的一个端部可以在中间插有诸如各向异性导电膜(acf)的中间导电结构(未被示出)的情况下通过彼此压在一起而进行电连接。
65.如图1所示，可以通过第一电路布线230来耦合一对第一天线图案120，以限定第一天线图案组。另外，可以再次通过第一电路布线230来耦合一对第一天线图案组。
66.第一电路布线230的端子端部可以连接至第一馈电端口270。例如，天线驱动集成电路(ic)芯片可以通过第一馈电端口270连接至电路板200，以向第一天线图案120发送电力和控制信号。
67.第二电路布线250可以电连接至第二天线图案130的第二信号垫136。在示例性实施方式中，第二电路布线250可以分布在芯层210的第一表面210a和第二表面210b上。例如，第二电路布线250可以包括设置在芯层210的第一表面210a上的天线连接布线254和设置在芯层210的第二表面210b上的端口连接布线252。
68.天线连接布线254可以设置为靠近第二天线图案130，并且天线连接布线254的一个端部可以连接至每个第二信号垫136。例如，天线连接布线254的所述一个端部和第二信号垫136可以在中间插有中间导电结构(未被示出)的情况下通过彼此压在一起而进行电连接。
69.端口连接布线252可以在芯层210的第二表面210b上延伸。端口连接布线252的端子端部可以连接至第二馈电端口280。例如，天线驱动集成电路(ic)芯片可以通过第二馈电端口280连接至电路板200，以向第二天线图案130发送电力和控制信号。
70.如图1和图2所示，可以通过第二电路布线250来耦合一对第二天线图案130，以限定第二天线图案组。可以再次通过第二电路布线250来耦合一对第二天线图案组。因此，可以通过第二馈电端口280对多个第二天线图案130执行馈电和驱动控制。
71.作为示例性实施方式提供图1和图2所示的第一天线图案120和第二天线图案130
的电路连接结构，并且可以考虑天线装置100的尺寸和应用天线封装的图像显示装置的构造来进行适当的修改。例如，可以通过第一电路布线230来耦合三个以上的第一天线图案120从而限定第一天线组，并且可以通过第二电路布线250来耦合三个以上的第二天线图案130从而限定第二天线组。
72.在示例性实施方式中，第二电路布线250的天线连接布线254和端口连接布线252可以通过导通结构260彼此电连接。例如，导通结构260可以形成为穿过芯层210，以对定位在不同的层或不同的水平处的天线连接布线254和端口连接布线252进行连接。
73.因此，即使在具有不同的谐振频率的第一天线图案120和第二天线图案130分布在一起时，也可以在没有短路或信号干扰的情况下使用芯层210的上表面和下表面实现用于第一天线图案120和第二天线图案130中的每一个的独立的电路连接。
74.此外，可以防止为了避免相互电路干扰而位于同一平面处的电路旁路所导致的信号路径长度增加。因此，在向天线图案120和130馈电/信号传输期间可以减少或抑制来自电路布线的信号损失。
75.例如，如图1所示，当在平面方向上投影时，第一电路布线230和第二电路布线250可以彼此交叉地设置。因此，可以在没有用于避免短路的电路旁路的情况下获得缩短的信号路径。
76.在示例性实施方式中，可以使用一个电路板200来实现与具有不同的谐振频率的天线图案120和130的电路连接。因此，与多个电路板连接至第一天线图案120和第二天线图案130中的每一个的情况相比，可以提供一种具有更薄的结构和提高的柔性的天线封装。
77.在一些实施方式中，天线驱动ic芯片可以直接安装在电路板200上，并且可以电连接至馈电端口270和280或信号垫126和136。在一些实施方式中，例如，刚性印刷电路板可以堆叠/连接在电路板200上，并且天线驱动ic芯片可以安装在该刚性印刷电路板上。
78.在图1和图2中，天线图案120和130通过电路布线230和250进行组合或耦合，但本发明不限于这种构造。例如，多个第一电路布线230可以经由第一信号垫126分别连接至每个第一天线图案120。此外，多个第二电路布线250可以经由第二信号垫136分别连接至每个第二天线图案130。
79.如图1和图2所示，在电路板200中，芯层210可以用作用于形成电路布线230和250的绝缘基板层。
80.在一些实施方式中，电路板200还可以包括基板层。例如，端口连接布线252和芯层210可以从基板层开始按序地堆叠，并且第一电路布线230和天线连接布线254可以堆叠在芯层210上。在这种情况下，芯层210可以用作电路板200的内部绝缘层。
81.图3和图4是示出根据示例性实施方式的天线封装中包括的电路板的示意性剖视图。例如，图3和图4是在电路板200的厚度方向上沿着图1的线i
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i’截取的示意性剖视图。
82.参照图3，如上所述，导通结构260可以形成为穿过芯层210，以将天线连接布线254和端口连接布线252彼此电连接。
83.在示例性实施方式中，在芯层210中还可以包括接地层240。因此，可以屏蔽可能在设置于芯层210的第二表面210b上的第二电路布线250(端口连接布线252)与设置于芯层210的第一表面210a上的第一电路布线230之间引起的垂直信号干扰。
84.例如，芯层210可以包括提供第一表面210a的第一芯层211和提供第二表面210b的
第二芯层213。接地层240可以设置在第一芯层211和第二芯层213之间。
85.电路板200或芯层210还可以包括可以水平地与接地层240接触的阻挡绝缘层245。例如，阻挡绝缘层245可以在芯层210的内部设置在接地层240和导通结构260之间，并且可以使接地层240和导通结构260彼此隔离开。
86.参照图4，可以形成穿透芯层210的过孔265。在一些实施方式中，过孔265可共同穿过天线连接布线254和端口连接布线252。
87.导通结构260可以形成在过孔265的侧壁上并且可以接触天线连接布线254和端口连接布线252。例如，导通结构260可以通过诸如镀铜的化学镀工艺形成。
88.在一些实施方式中，导通结构260可以基本上完全填充过孔265。在一些实施方式中，导通结构260可以至少部分地覆盖天线连接布线254的顶表面和端口连接布线252的底表面。
89.如上所述，可以使用单个电路板200通过过孔(或通孔)形成工艺和包括电镀工艺的过孔连接工艺来实现第二电路布线250的垂直连接。另外，接地层240可以与导通结构260隔离开并且可以插入到芯层210中，从而可以防止第一电路布线230和第二电路布线250之间的相互干扰，因而可以进一步提高馈电/信号传递的可靠性。
90.图5是示出根据示例性实施方式的图像显示装置的示意性俯视平面图。
91.参照图5，图像显示装置300例如可以实现为智能电话的形式，并且图5示出了图像显示装置300的正面部分或窗口表面。图像显示装置300的正面部分可以包括显示区域310和外周区域320。外周区域320可以对应于例如图像显示装置的遮光部分或边框部分。
92.上述天线封装中包括的天线装置100可以朝向图像显示装置300的正面部分设置，并且可以设置在例如显示面板上。在一个实施方式中，辐射图案122和132可以至少部分地与显示区域310重叠。
93.在这种情况下，辐射图案122和132可以包括网状图案结构，因而可以防止由于辐射图案122和132导致的透光率降低。天线封装中包括的天线驱动ic芯片可以设置在外周区域320中，以防止显示区域310中的图像质量变差。
94.在一些实施方式中，可以使用电路板200来折弯天线封装，从而例如可以将天线驱动ic芯片设置在图像显示装置300的背面部分上。
95.如上所述，使用电路板200中的电路布线设计，可以将与多个谐振频率相对应的多频段天线有效地应用于图像显示装置300中，而不会在不同频率或不同频段之间产生相互干扰。