天线封装和包括其的图像显示装置的制作方法

1.本发明涉及天线封装和包括其的图像显示装置。更具体地，本发明涉及一种包括天线图案和电路连接结构的天线封装以及包括该天线封装的图像显示装置。


背景技术：

2.随着信息技术的发展，诸如wi
‑
fi、蓝牙等无线通信技术与例如智能电话形式的图像显示装置结合。在这种情况下，天线可以与图像显示装置结合以提供通信功能。
3.根据移动通信技术的最新发展，在图像显示装置中需要能够实现例如3g至5g高频或超高频带通信的天线。
4.然而，如果增加天线的驱动频率，则接收覆盖范围可能相对减小，并且可能无法实现足够的带宽。此外，由于天线周围的结构和环境，可能容易发生传输损耗，从而降低天线灵敏度和可靠性。
5.此外，随着图像显示装置变薄且显示面积增大，可以减小其中能够安装天线的空间。
6.例如，韩国公开专利申请no.2003
‑
0095557公开了嵌入在便携式终端中的天线结构，但是需要能够在有限空间内实现足够覆盖、增益和高频驱动的天线设计。


技术实现要素：

7.[技术目标]
[0008]
根据本发明的一方面，提供了天线封装，天线封装具有改善的操作可靠性和结构效率。
[0009]
根据本发明的一方面，提供了图像显示装置，其包括天线封装，天线封装具有改善的操作可靠性和结构效率。
[0010]
[技术手段]
[0011]
(1)一种天线封装，天线封装包括：印刷电路板；后天线图案，其设置在印刷电路板的上部部分，其中后天线图案直接安装在印刷电路板上或者与印刷电路板集成在一起；以及前天线图案，其朝向印刷电路板的底侧设置并电连接到印刷电路板。
[0012]
(2)上述(1)的天线封装，其中所述印刷电路板包括设置在所述上部部分的后导电层，并且所述后导电层包括所述后天线图案。
[0013]
(3)上述(2)的天线封装，其中所述后导电层还包括连接焊盘，其上安装驱动集成电路芯片。
[0014]
(4)上述(3)的天线封装，其中所述连接焊盘布置在连接区域中，其上安装所述驱动集成电路芯片，并且多个所述后天线图案布置在所述连接区域周围。
[0015]
(5)上述(4)的天线封装，其中彼此相邻的所述后天线图案之间的距离等于或大于谐振频率的波长的一半。
[0016]
(6)上述(4)的天线封装，其中所述多个后天线图案各自邻近所述连接区域的顶
点。
[0017]
(7)上述(1)的天线封装，其中所述印刷电路板包括电路层和其中的下导电层。
[0018]
(8)上述(7)的天线封装，其中所述印刷电路板还包括第一接地层，所述第一接地层设置在所述电路层和所述后天线图案之间。
[0019]
(9)上述(8)的天线封装，其中所述印刷电路板还包括第一介电层，所述第一介电层设置在所述后天线图案和所述第一接地层之间。
[0020]
(10)上述(7)的天线封装，其中所述印刷电路板还包括第二接地层，所述第二接地层设置在所述电路层和所述下导电层之间。
[0021]
(11)上述(10)的天线封装，其中所述印刷电路板还包括第二介电层，所述第二介电层设置在所述下导电层和所述第二接地层之间。
[0022]
(12)上述(7)的天线封装，其中所述前天线图案电连接到所述印刷电路板的所述下导电层。
[0023]
(13)上述(7)的天线封装，其中所述电路层包括电源线层和信号线层，它们连接到主板。
[0024]
(14)上述(13)的天线封装，其中所述电路层还包括第三接地层，所述第三接地层设置在所述电源线层和所述信号线层之间。
[0025]
(15)上述(1)的天线封装，其中所述前天线图案包括辐射电极、从所述辐射电极分支的传输线和连接到所述传输线的一个端部的信号焊盘。
[0026]
(16)上述(15)的天线封装，其中所述前天线图案还包括接地焊盘，所述接地焊盘围绕所述信号焊盘设置，以与所述信号焊盘和所述传输线电分离。
[0027]
(17)上述(16)的天线封装，其中所述辐射电极具有网状结构。
[0028]
(18)上述(17)的天线封装，其中所述前天线图案还包括形成在所述辐射电极周围并具有网状结构的虚拟图案。
[0029]
(19)一种图像显示装置，其包括根据上述实施方式所述的天线封装。
[0030]
(20)上述(19)的图像显示装置，其中所述天线封装的所述后天线图案设置在所述图像显示装置的后侧，并且所述天线封装的所述前天线图案设置在所述图像显示装置的包括显示区域的前侧。
[0031]
根据本发明实施方式的天线封装可以包括布置在印刷电路板的上部部分的后天线图案和朝向印刷电路板的底侧布置的前天线图案。
[0032]
天线图案可以布置在印刷电路板的上部部分和下部部分，使得即使天线的驱动频率增加，也可以扩大波束覆盖范围，并且可以防止传输损耗、信号减少等。
[0033]
前天线图案可以用作朝向图像显示装置的显示面设置的aod(显示屏上的天线)，以及后天线图案可以用作安装在图像显示装置的后部结构中的aip(封装中的天线)。可以使用天线封装来实现基本上通过图像显示装置的整个区域的信号发送/接收和辐射。此外，可以通过同一天线驱动集成电路(ic)芯片独立地控制和驱动aod和aip。
附图说明
[0034]
图1是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性横截面视图。
[0035]
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。
[0036]
图3和图4是用于描述根据示例性实施方式的前天线图案的结构的示意性俯视平面图。
[0037]
图5是用于描述根据一些示例性实施方式的天线封装的后天线图案布置的示意性俯视平面图。
[0038]
图6是示出根据一些示例性实施方式的包括在天线封装中的印刷电路板的电路层结构的示意性横截面视图。
[0039]
图7和图8是示出根据示例性实施方式的图像显示装置的示意性平面图。
具体实施方式
[0040]
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种天线封装，其包括印刷电路板、前天线图案和后天线图案，并且具有改善的辐射覆盖范围和可靠性。根据本发明的示例性实施方式，还提供了包括天线封装的图像显示装置。
[0041]
在下文中，将参考附图详细地描述本发明。然而，本领域技术人员将了解，提供参考附图描述的此类实施方式是为了进一步理解本发明的精神，而不是如在具体实施方式和所附权利要求中所公开的那样限制要保护的主题。
[0042]
本文使用的术语“上部”、“下部”、“底部”、“前部”、“后部”并不表示绝对位置，而是用于区分元件之间的相对位置。
[0043]
图1是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性横截面视图。
[0044]
参考图1，天线封装可以包括印刷电路板100、设置在印刷电路板100的上部部分上或上部部分中的后导电层110以及面向印刷电路板100的底面的前天线图案200。
[0045]
印刷电路板100可以包括例如柔性印刷电路板(fpcb)。
[0046]
印刷电路板100可以包括电路层150、设置在电路层150上的上绝缘层140和设置在电路层150下的下绝缘层160。后导电层110可以设置在上绝缘层140上，以及下导电层190可以设置在下绝缘层160下。
[0047]
后导电层110可以设置在上绝缘层140上。在示例性实施方式中，后导电层110可以包括后天线图案112，如将在后面参考图2所述。后导电层110还可以包括连接焊盘114。
[0048]
后导电层110可以设置在印刷电路板100上，或者可以以封装形式安装在印刷电路板100上。例如，可以由印刷电路板100的上覆盖膜103覆盖后导电层110。
[0049]
第一接地层130可以设置在后导电层110和电路层150之间。第一介电层120可以设置在第一接地层130和后导电层110之间。
[0050]
第一接地层130可以用作后天线图案112的接地，以及第一介电层120可以用作后天线图案112的介电层。第一接地层130可以通过上绝缘层140与电路层150绝缘并隔开。
[0051]
驱动集成电路(ic)芯片250可以设置在后导电层110上。例如，如图2所示，可以部分去除上覆盖膜103以暴露连接焊盘114，并且驱动ic芯片250可以安装在连接焊盘114上。
[0052]
第二接地层170可以设置在电路层150和下导电层190之间。可以包括第二接地层170，以防止电路层150和下导电层190之间的信号干扰，并吸收噪声。
[0053]
电路层150可以包括布线，诸如印刷电路板100的电源线和信号线。下导电层190可以包括例如用于电连接到图像显示装置的主板的焊盘。
[0054]
在一些实施方式中，下导电层190可以电连接到前天线图案200，如图1中的虚线所
示。
[0055]
前天线图案200可以通过诸如接触、通孔、各向异性导电膜(acf)接合、焊接、导电夹等导电构件电连接到天线封装或印刷电路板100的导电层。
[0056]
例如，前天线图案200可以通过单独的接触、通孔或布线电连接到下导电层190。
[0057]
下绝缘层160可以设置在电路层150和第二接地层170之间，以及第二介电层180可以设置在第二接地层170和下导电层190之间。
[0058]
下导电层190可以由下覆盖膜105覆盖。例如，可以去除下覆盖膜105的一部分以暴露焊盘，然后印刷电路板100可以通过焊盘连接到主板。
[0059]
后导电层110、第一接地层130和第二接地层170、电路层150和下导电层190可以包括低电阻金属，诸如银(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)或其合金。
[0060]
第一介电层120和第二介电层180可以包括聚酯基树脂，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；纤维素基树脂，诸如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；聚碳酸酯基树脂；丙烯酸树脂，诸如聚(甲基)丙烯酸甲酯和聚(甲基)丙烯酸乙酯；苯乙烯基树脂，诸如聚苯乙烯和丙烯腈
‑
苯乙烯共聚物；聚烯烃基树脂，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
‑
丙烯共聚物；氯乙烯基树脂；酰胺基树脂，诸如尼龙和芳族聚酰胺；酰亚胺基树脂；聚醚砜基树脂；砜基树脂；聚醚醚酮基树脂；聚苯硫醚树脂；乙烯醇基树脂；偏二氯乙烯系树脂；乙烯基缩丁醛基树脂；烯丙基盐基树脂；聚甲醛基树脂；环氧基树脂；氨基甲酸乙酯或丙烯酸氨基甲酸乙酯基树脂；硅树脂等。这些可以单独使用或以其两种或更多种组合使用。
[0061]
在一些实施方式中，诸如光学透明粘合剂(oca)或光学透明树脂(ocr)的粘合剂材料可以包括在第一介电层120和第二介电层180中。
[0062]
在一些实施方式中，第一介电层120和第二介电层180可以包括无机绝缘材料，诸如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、玻璃等。
[0063]
例如，可以由第一介电层120在包括后天线图案的后导电层110与第一接地层130之间形成电容或电感，使得可以调整频带，可以在该频带驱动或操作天线。在一些实施方式中，第一介电层120的介电常数可以在大约1.5至大约12的范围内进行调整。当介电常数超过约12时，驱动频率可能过度降低，使得可能无法实现期望的高频频带的驱动。
[0064]
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。具体地，图2示出了天线封装的后导电层110的元件和构造。
[0065]
参考图2，如上所述，后导电层110可以设置在第一介电层120上，并且可以安装或封装在印刷电路板100中。后导电层110可以包括后天线图案112和连接焊盘114。
[0066]
连接焊盘114可以包括例如用于布线连接的导电球或焊盘。在示例性实施方式中，连接焊盘114可以布置在ic芯片连接区域c中，该区域分配在印刷电路板100的上表面或第一介电层120的上表面上。如图1所示的驱动ic芯片250可以安装在待连接到连接焊盘114的ic芯片连接区域c上。
[0067]
后天线图案112可以是基本上集成或封装在印刷电路板100中的aip(封装中的天线)图案。例如，后天线图案112可以是直接安装在印刷电路板100上或印刷电路板100中的
天线图案。
[0068]
后天线图案112可以布置在ic芯片连接区域c周围。在示例性实施方式中，多个后天线图案112可以设置在一个ic芯片连接区域c或驱动ic芯片250周围。
[0069]
在实施方式中，后天线图案112可以设置成分别邻近ic芯片连接区域c的每个顶点。因此，可以防止利用驱动ic芯片进行信号发送/接收的传输线路中的信号损失，并且可以实现能够防止相邻后天线图案112之间的干扰的距离。
[0070]
在实施方式中，相邻的后天线图案112之间的距离可以等于或大于谐振频率的波长的一半。
[0071]
如参考图1所述，可以朝向印刷电路板100的底表面设置前天线图案200。在一些实施方式中，可以通过从连接焊盘114分支的引线116来实现与设置在印刷电路板100下的前天线图案200的电连接。
[0072]
在一些实施方式中，引线116也可以电连接到后天线图案112。在这种情况下，可以通过一个驱动ic芯片250一起执行前天线图案200和后天线图案112的驱动控制、馈电和信号传输。
[0073]
在一个实施方式中，可以独立控制前天线图案200和后天线图案112以由驱动ic芯片250以不同模式驱动。例如，当在发射模式(tx模式)运行前天线图案200时，可以在接收模式(rx模式)运行后天线图案112，并且可以省略附加的接收器。
[0074]
图3和图4是用于描述根据示例性实施方式的前天线图案的结构的示意性俯视平面图。
[0075]
参考图3，前天线图案200可以设置在前介电层210上，并且可以包括辐射电极220、传输线230和焊盘240。焊盘240可以包括信号焊盘242和接地焊盘244。
[0076]
前介电层210可以包括与如上所述的第一介电层120的材料基本相同或相似的材料。在一些实施方式中，包括在图像显示装置中的绝缘层或绝缘结构可以用作前介电层210。
[0077]
辐射电极220可以具有例如多边形板形状，并且传输线230可以从辐射电极220的中心部分延伸以电连接到信号焊盘242。传输线230可以形成为基本上与辐射电极220成一体的单个构件。
[0078]
在一些实施方式中，可以设置成对的接地焊盘244，其中信号焊盘242插入其间。接地焊盘244可以与信号焊盘242和传输线230电分离。
[0079]
例如，接地焊盘244可以面对信号焊盘242，从而可以从前天线图案200一起实现竖直辐射和水平辐射。
[0080]
接地焊盘244可以通过例如过通孔或接触电连接到印刷电路板100中包括的接地层。例如，接地焊盘244可以电连接到印刷电路板100中包括的接地层中最靠近前天线图案200的接地层。
[0081]
前天线图案200可以包括与后导电层110基本相同或相似的低电阻金属或合金。
[0082]
例如，前天线图案层200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)或其合金。这些可以单独使用或以其组合使用。
[0083]
在实施方式中，前天线图案200可以包括银(ag)或银合金(例如，银
‑
钯
‑
铜(apc)合
金)以提供低电阻。在实施方式中，考虑到低电阻和精细的线宽图案化，天线图案层200可以包括铜(cu)或铜合金(例如，铜
‑
钙(cuca)合金)。
[0084]
在一些实施方式中，前天线图案200可以包括透明导电氧化物，诸如铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)、铟锌锡氧化物(itzo)、锌氧化物(znox)等。
[0085]
在一些实施方式中，前天线图案200可以包括透明导电氧化物层和金属层的多层结构。例如，前天线图案200可以包括透明导电氧化物层
‑
金属层
‑
透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，可以通过金属层来改善柔性特性，并且还可以通过金属层的低电阻来改善信号传输速度。透明导电氧化物层可以改善耐腐蚀性和透明性。
[0086]
在示例性实施方式中，前天线图案200可以是朝向图像显示装置的显示区域设置并电连接到印刷电路板100的aod(显示屏上的天线)图案。
[0087]
参考图4，可以在辐射电极220周围形成具有网状结构的虚拟图案225。在实施方式中，辐射电极220还可以包括与虚拟图案225的网状结构基本相同或相似的网状结构。
[0088]
例如，辐射电极220和虚拟图案225可以通过沿着辐射电极220的外围形成的分离区域235彼此分离和绝缘。
[0089]
辐射电极220和虚拟图案225可以形成为包括基本相同或相似的网状结构，从而可以增加前天线图案200的透射率，并且可以防止由于图案形状偏差而导致的辐射电极220的视觉识别。
[0090]
在一些实施方式中，从辐射电极220分支的传输线230也可以包括网状结构。在一个实施方式中，图3所示的焊盘240可以具有实心图案结构，以提高信令速度并降低电阻。
[0091]
图5是用于描述根据一些示例性实施方式的天线封装的后天线图案布置的示意性俯视平面图。为了便于描述，在图5中省略了驱动ic芯片250的图示。
[0092]
参考图5，可以由布置在一个驱动ic芯片250周围的后天线图案112限定后天线单元bu。在示例性实施方式中，多个后天线单元bu可以以阵列形式布置在第一介电层120上。
[0093]
例如，相对大量的天线图案可以以阵列形式布置在用户视觉上不能识别的图像显示装置的后侧，从而可以进一步改善接收灵敏度和增益特性。
[0094]
图6是示出根据一些示例性实施方式的包括在天线封装中的印刷电路板的电路层结构的示意性横截面视图。
[0095]
参考图6，图1所示的电路层150可以包括电源线层152和信号线层156。可以通过电力线层152实现来自主板的天线馈电或电力接收。可以通过信号线层156执行主板和驱动ic芯片250之间的信号传输。
[0096]
在一些实施方式中，第三接地层154可以设置在电源线层152和信号线层156之间。可以通过第三接地层154吸收或去除信号线层156和电源线层152之间的噪声和信号干扰。
[0097]
第一绝缘层151可以包括在电源线层152和第三接地层154之间，以及第二绝缘层153可以包括在第三接地层154和信号线层156之间。
[0098]
第一绝缘层151和第二绝缘层153可以用作印刷电路板100的核心层。例如，第一绝缘层151和第二绝缘层153可以包括柔性树脂材料，诸如聚酰亚胺、环氧树脂、聚酯、环烯烃聚合物(cop)、液晶聚合物(lcp)等。
[0099]
图7和图8是示出根据示例性实施方式的图像显示装置的示意性平面图。图7和图8分别是从图像显示装置的正面方向和背面方向观察的俯视平面图。
[0100]
参考图7，根据示例性实施方式的天线封装中包括的前天线图案200可以朝向图像显示装置的正面设置。
[0101]
图像显示装置的正面可以包括显示区域da和外围区域pa。外围区域pa可以对应于例如图像显示装置的遮光部分或边框部分。
[0102]
例如，前天线图案200中包括的焊盘240可以设置在外围区域pa中。因此，可以防止图像显示装置的用户识别焊盘240。
[0103]
在一些实施方式中，前天线图案200的辐射电极220的至少一部分可以设置在显示区域da中。在这种情况下，辐射电极220可以包括如图4所示的网状结构，并且可以防止由于辐射电极220导致的透射率降低。可以在辐射电极220周围形成具有网状结构的虚拟图案225，并且虚拟图案225也可以至少部分地分布在显示区域da中。
[0104]
参考图8，可以通过印刷电路板100朝向图像显示装置的背面设置后天线图案112。例如，印刷电路板100可以安装在主板260上，并且可以通过下导电层190电连接到主板260的电路结构。
[0105]
驱动ic芯片250可以安装在焊盘114上，以与后天线图案112一起限定后天线单元bu。
[0106]
在示例性实施方式中，前天线图案200可以电连接到印刷电路板100中包括的下导电层190，并且可以由驱动ic芯片250控制。因此，前天线图案200可以与后天线图案112与印刷电路板100基本封装在一起。
[0107]
在一些实施方式中，可以由驱动ic芯片250一起驱动和控制前天线图案200和后天线图案112。
[0108]
如上所述，可以使用印刷电路板100将天线图案分布在图像显示装置的前侧和后侧，从而可以扩展天线图案的辐射覆盖范围。因此，可以防止由高频通信引起的窄带现象，同时实现更高的辐射和信号灵敏度。
[0109]
此外，可以在用户视觉上不能识别的后侧增加天线图案的数量，从而可以改善天线驱动特性，而不会降低图像显示装置的图像质量。