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6月4日在韩国知识产权局(kipo)提交的韩国专利申请第10-2020-0067482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.本实用新型涉及一种天线封装和一种图像显示装置。更特别地，本实用新型涉及一种包括天线装置和电路板的天线封装以及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-fi、蓝牙等的无线通信技术与诸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来提供通信功能。
5.随着移动通信技术迅速发展，在图像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.为了实现天线的辐射驱动，可以将用于馈电和控制信号传输的电路板连接至天线。可以使电路板弯曲从而例如连接至驱动集成电路芯片。在这种情况下，弯曲应力可能造成电路布线损坏和与天线的连接失效。
7.此外，随着结合有天线的图像显示装置的厚度日趋减小，电路板的弯曲程度可能增加。在这种情况下，上述弯曲缺陷可能会进一步加剧。因此，需要一种在保持或改善天线的辐射特性的同时增强电路板的接合和电路连接的可靠性的天线封装设计。
8.例如，韩国专利申请公开第2013-0095451号公开了一种与显示面板集成为一体的天线，但是没有教导或提供任何有效的电路连接。


技术实现要素：

9.根据本实用新型的一个方面，提供了一种具有提高的电气和机械可靠性的天线封装。
10.根据本实用新型的一个方面，提供了一种图像显示装置，其包括具有提高的电气和机械可靠性的天线封装。
11.(1)一种天线封装，其包括：天线单元；以及接合至天线单元的电路板，其中该电路板包括：芯层，其包括在平面图中彼此具有不同的宽度的多个部分，该芯层具有彼此相对的第一表面和第二表面；以及电路布线，其设置在芯层的第一表面上并与天线单元电连接。
12.(2)根据上述(1)的天线封装，其中芯层包括靠近天线单元的天线连接部分以及宽度比天线连接部分更小的电路延伸部分。
13.(3)根据上述(2)的天线封装，其中天线连接部分包括接合至天线单元的接合部分以及设置在接合部分与电路延伸部分之间的中间部分。
14.(4)根据上述(3)的天线封装，其中中间部分的宽度比接合部分更小并且中间部分的宽度比电路延伸部分更大。
15.(5)根据上述(4)的天线封装，其中中间部分包括在从接合部分到电路连接部分的方向上按序地定位的第一中间部分和第二中间部分，并且第二中间部分的宽度比第一中间部分更小。
16.(6)根据上述(5)的天线封装，其中天线单元包括多个天线单元，电路布线包括将多个天线单元中的预定数量的天线单元彼此耦合的第一合并布线以及对第一合并布线进行耦合的第二合并布线，并且第一合并布线设置在第一中间部分上，并且第二合并布线设置在第二中间部分上。
17.(7)根据上述(2)的天线封装，其中天线单元包括多个天线单元，并且电路布线包括多条电路布线，它们各自独立地连接至多个天线单元中的每一个，以在天线连接部分和电路延伸部分上连续延伸。
18.(8)根据上述(2)的天线封装，其中电路布线包括多条电路布线，并且电路板包括在多条电路布线之间形成在天线连接部分中的开口。
19.(9)根据上述(2)的天线封装，其中电路布线包括多条电路布线，并且电路板包括在多条电路布线之间形成在电路延伸部分中的分离狭缝。
20.(10)根据上述(2)的天线封装，其中电路板包括沿着天线连接部分和电路延伸部分连续形成的开口区域。
21.(11)根据上述(10)的天线封装，其中电路布线包括多条电路布线，并且电路板包括由开口区域分隔开的带状线，并且多条电路布线中的每一个都在每条带状线中延伸。
22.(12)根据上述(2)的天线封装，其中电路布线包括设置在芯层的第一表面上的多条电路布线，并且多条电路布线中彼此相邻的电路布线之间的距离是它们每一个的宽度的至少三倍。
23.(13)根据上述(1)的天线封装，其中电路布线包括多条电路布线，并且电路板还包括接地层，该接地层形成在芯层的第二表面上，以在平面图中共同覆盖多条电路布线。
24.(14)根据上述(1)的天线封装，其中天线单元包括：辐射图案；从辐射图案伸出的传输线；形成在传输线的端部处并与电路板的电路布线电连接的信号垫；以及在信号垫周围设置为与信号垫和传输线分隔开的接地垫。
25.(15)根据上述(14)的天线封装，其中电路板还包括在芯层的第一表面上设置在电路布线周围的接合垫。
26.(16)根据上述(15)的天线封装，其中接合垫和接地垫彼此接合。
27.(17)一种图像显示装置，其包括根据上述示例性实施方式的天线封装。
28.根据本实用新型的示例性实施方式，与天线单元连接的电路板可以具有可变的宽度。例如，电路板的弯曲部分可以具有相对较小的宽度，因此可以容易地弯曲从而电连接至驱动集成电路芯片。
29.在一些实施方式中，电路板可以包括具有较大宽度的天线连接部分和具有较小宽度的电路延伸部分。可以通过天线连接部分来实现与天线单元的接合稳定性，并且可以通过电路延伸部分来提高弯曲稳定性。电路板可以包括开口区域，因而可以进一步改善弯曲特性。
附图说明
30.图1和图2分别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和示意性剖视图。
31.图3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。
32.图4和图5是示出根据一些示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。
33.图6至图8是示出根据一些示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。
34.图9是示出根据一些示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。
35.图10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.根据本实用新型的示例性实施方式，提出了一种天线封装，其包括天线单元和具有可变宽度的电路板。此外，还提出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实用新型。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实用新型的精神，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.本技术中使用的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”、“顶”、“底”等并不用于表示绝对位置，而是用于相对地区分不同的元件和位置。
39.图1和图2分别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和示意性剖视图。
40.参照图1，天线封装可以包括天线装置100和电路板200。电路板200可以包括芯层210和形成在芯层210上的电路布线220。电路布线220和天线装置100中包括的天线单元120可以彼此电连接。
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上的天线单元120。
42.天线介电层110例如可以包括透明树脂膜，诸如聚酯类树脂，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-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-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)等的粘合材料。在一些实施方式中，天线介电层110可以包括诸如玻璃、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等的无机绝缘材料。
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至大约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，从而可能无法实现期望的高频段或超高频段下的驱动。
45.天线单元120可以形成在天线介电层110的顶表面上。例如，多个天线单元120可以沿着天线介电层110或天线封装的宽度方向以阵列形式设置，以形成天线单元横排。
46.天线单元120可以包括辐射图案122和传输线124。辐射图案122可以具有例如多边形平板的形状，并且传输线可以从辐射图案122的一个侧部伸出。传输线124可以形成为与辐射图案122基本成整体的单一构件。
47.天线单元120还可包括信号垫126。信号垫126可以连接至传输线124的端部。在一个实施方式中，信号垫126可以形成为与传输线124基本成整体的构件，并且传输线124的端部可以用作信号垫126。
48.在一些实施方式中，可以在信号垫126周围设置接地垫128。例如，一对接地垫128可以在中间插有信号垫126的情况下彼此面对。
49.例如，接地垫128可以在信号垫126周围与传输线124电气地和物理地分离。
50.在示例性实施方式中，天线单元120或辐射图案122可以在高频段或超高频段(例如，3g、4g、5g或更高的通信)下提供信号发送/接收。在一个非限制性例子中，天线单元120的谐振频率可以是大约20至30ghz(例如，大约28ghz)或者是大约30至40ghz(例如，大约38ghz)。
51.天线单元120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。
52.在一个实施方式中，天线单元120可以包括银(ag)或银合金(例如，银-钯-铜(apc))或铜(cu)或铜合金(例如，铜-钙(cuca))来实现低电阻和细线宽图案。
53.天线图案120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。
54.在一些实施方式中，天线单元120可以包括透明导电氧化物层和金属层的堆叠结构。例如，天线单元120可以包括透明导电氧化物层-金属层的双层结构，或透明导电氧化物层-金属层-透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，可以通过金属层来提高柔性，还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来提高耐腐蚀性和透明度。
55.在一些实施方式中，辐射图案122以及传输线124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和传输线124周围形成虚设网状图案(未被示出)。
56.考虑到减小馈电电阻、提高噪声吸收效率等，信号垫126和接地垫125可以是由上述金属或合金形成的实心图案。
57.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220。例如，电路板200可以是柔性印刷电路板(fpcb)。
58.芯层210例如可以包括柔性树脂，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。芯层120可以包括被包含在电路板200中的内绝缘层。
59.电路布线220可以设置在芯层210的第一表面210a上(例如，图2中的芯层210的底表面)。例如，电路板200还可以包括可以形成在芯层210的第一表面210a上的用于覆盖电路布线220的覆盖膜。
60.电路布线220可以用作天线馈电布线。例如，可以部分地去除电路板200的覆盖膜以露出电路布线220的端部。电路布线220的露出端部可以接合到信号垫126上。
61.例如，可将诸如各向异性导电膜(acf)的导电中间结构150共同附接至信号垫126和接地垫128，然后可以在该导电中间结构150上设置电路板200的、其中定位有电路布线220的露出端部的接合区br。此后，可以通过热处理/加压工艺将电路板200的接合区br附接至天线装置100，从而可以将电路布线220电连接至每个信号垫126。
62.接地垫128可以设置在信号垫126的周围，从而可以增强对各向异性导电膜(acf)的粘附性并且可以提高接合稳定性。
63.如图1所示，电路布线220可以各自单独且独立地连接至每个天线单元120。因此，可以针对多个天线单元120中的每一个独立地执行供电/驱动控制。例如，可以通过连接至每个天线单元120的电路布线220将不同的相位信号提供给天线单元120。
64.电路板200或芯层210可以具有可变的宽度。在示例性实施方式中，电路板200或芯层210可以包括具有不同的宽度的天线连接部分210a和电路延伸部分210b。
65.天线连接部分210a的一个端部可以包括接合区br，并且可以经由接合区br被接合至天线装置100的垫126和128。
66.电路布线220可以从接合区br朝向电路板200的相对的端部延伸。例如，电路布线220可以包括位于天线连接部分210a上的用于进入到电路延伸部分210b中的弯曲部分(如图1中的虚线椭圆所示)。
67.在示例性实施方式中，电路延伸部分210b的宽度可以小于天线连接部分210a。如上所述，电路布线220可以通过弯曲部分在电路延伸部分210b上以之间具有相对较窄的间隔的方式延伸。
68.天线驱动集成电路(ic)芯片290可以安装在电路板200的电路延伸部分210b或所述相对的端部上，以与电路布线220电连接。因此，可以通过天线驱动ic芯片290经由电路布线220将馈电和驱动信号提供给天线单元120。
69.在一些实施方式中，中间电路板280设置在电路延伸部分210b的所述相对的端部上，并且天线驱动ic芯片290可以例如使用表面安装技术(smt)被设置在中间电路板280上。
70.例如，中间电路板280可以具有比电路板200更高的强度或更低的延展性。因此，可以提高天线驱动ic芯片290的安装稳定性。例如，中间电路板280可以包括由诸如玻璃纤维的无机材料(例如，预浸料)浸渍的树脂形成的芯层以及形成在该芯层中的中间电路。
71.如上所述，电路板200可以包括具有不同的宽度的多个部分。在示例性实施方式中，可以通过具有相对较大的宽度的天线连接部分210a来实现与天线装置100的足够的接合稳定性。另外，可以在天线连接部分210a中的电路布线220之间保持足够的间隔，从而可以提高提供给每个天线单元120的馈电/信号的独立性。
72.此外，可以通过具有相对较小的宽度的电路延伸部分210b来改善天线封装的柔性和电路连接特性。例如，天线驱动ic芯片290可以设置在图像显示装置的后侧部处，并且天线装置100可以设置在图像显示装置的前侧部上。
73.在这种情况下，电路延伸部分210b可以朝着图像显示装置的后侧部弯曲，以方便与天线驱动ic芯片290进行电路连接。此外，可以防止由于弯曲区域的过度增大引起的应力传播对电路布线220造成机械损坏，因此可以高度可靠地实现低电阻下的馈电和信号提供。
74.如图2所示，接地层230可以设置在芯层210的第二表面210b上。接地层230可以在平面图中共同覆盖电路布线220。接地层230可以吸收或屏蔽电路布线220周围的噪声和信号干扰。另外，接地层230可以促进来自电路布线220的电场的产生，从而提高信号传输效率。
75.在如上所述减小电路延伸部分210b的宽度的同时，可以保持电路布线220之间的间隙以通过接地层230产生足够的电场。在一些实施方式中，电路延伸部分210b上的彼此相邻的电路布线220之间的距离可以是每个电路布线220的线宽的三倍以上。
76.在一些实施方式中，天线接地层130可以形成在天线介电层110的底表面上。天线接地层130可以在厚度方向上与天线单元120的辐射图案122重叠。可以通过在辐射图案122与天线接地层130之间产生电场或电感来实现一种基本垂直辐射的天线。
77.在一个实施方式中，天线接地层130在平面图中可以完全覆盖辐射图案122，并且可以不与垫126和128重叠。
78.上述的电路布线220、接地层230和天线接地层130可以包括上述的金属和/或合金。
79.在一个实施方式中，应用了所述天线封装的显示装置的导电构件可以用作天线接地层130。
80.导电构件例如可以包括被包含在显示面板中的薄膜晶体管(tft)的栅电极、诸如扫描线或数据线的各种布线或诸如像素电极或公共电极的各种电极。
81.在一个实施方式中，设置在显示装置的后部的诸如sus板的金属构件、诸如数字转换器的传感器构件、散热片等可以用作天线接地层130。
82.图3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。
83.参照图3，多个天线单元120可以通过电路布线进行耦合。例如，该电路布线可以包括合并布线222和224以及驱动信号布线226。
84.合并布线222和224可以设置在电路板200的天线连接部分210a上，并且可以包括第一合并布线222和第二合并布线224。第一合并布线222可以与天线单元120的信号垫126接合。例如，两个辐射图案120可以通过第一合并布线222进行耦合以形成辐射组。第二合并布线224可以与多条第一合并布线222连接，以将多个辐射组彼此结合。
85.驱动信号布线226的端部可以从第二合并布线224中分支。驱动信号布线226可以在电路延伸部分210b上延伸，并且驱动信号布线226的相对的端部可以电连接至天线驱动ic芯片290。
86.图3所示的天线单元110的耦合构造是例子，并且可以考虑天线装置的尺寸和辐射类型而适当地进行改变。
87.图4和图5是示出根据一些示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。
88.参照图4，上述的天线连接部分210a还可包括具有不同的宽度的多个部分。在示例性实施方式中，天线连接部分可以包括接合部分211a和中间部分211b。
89.接合部分211a可以包括图1所示的接合区br，并且可以具有足够的宽度来覆盖被包括在天线装置100中的所有垫126和128。
90.中间部分211b的宽度可以小于接合部分211a。在示例性实施方式中，由虚线椭圆表示的电路布线220的弯曲部分可以设置在中间部分211b上。在示例性实施方式中，中间部
分211b的宽度可以大于电路延伸部分210b。
91.参照图5，同时也参照图3所述，电路布线可以包括合并布线222和224以及驱动信号布线226。电路板200的天线连接部分可以包括参照图4所述的接合部分211a和中间部分。
92.在示例性实施方式中，中间部分还可以包括具有不同的宽度的多个部分。例如，中间部分可以包括第一中间部分211b1和第二中间部分211b2。
93.第一中间部分211b1可以从接合部分211a伸出并且第其宽度可以小于接合部分211a。在一个实施方式中，第一合并布线222可以设置在第一中间部分211b1上。
94.第二中间部分211b2可以设置在第一中间部分211b1与电路延伸部分210b之间。第二中间部分211b2的宽度可以小于第一中间部分211b1，并且其宽度可以大于电路延伸部分210b。在一个实施方式中，第二合并布线224可以设置在第二中间部分211b2上。
95.如参照图4和图5的实施方式所述，中间部分可以设置在电路板200的接合部分211a与电路延伸部分210b之间，以按序地减小电路板的宽度。例如，如图5所示，电路板200在平面图中可以具有阶梯状结构。
96.因此，弯曲应力可以在电路板200中按序地分布和缓冲，因而可以进一步提高抵抗弯曲应力的机械稳定性。
97.图6至图8是示出根据一些示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。
98.参照图6至图8，可以去除电路板200的在彼此相邻的电路布线220之间的一部分。
99.如图6所示，可以在电路板200的天线连接部分210a中形成贯穿芯层210的开口240。例如，多个开口240可以形成在电路布线220的形成在天线连接部分210a上的部分之间。
100.在一些实施方式中，开口240可以形成在整个中间部分211b和整个接合部分211a中，并且可以延伸到电路板200的端部。
101.如图7所示，可以在电路板200的电路延伸部分210b中形成分离狭缝250。例如，可以在电路布线220的形成在电路延伸部分210b上的部分之间形成多个分离狭缝250。在一个实施方式中，分离狭缝250可以延伸到电路板200的相对的端部。
102.开口240和分离狭缝250可以通过利用诸如激光切割的切割工艺对电路板200的位于电路布线220之间的一部分进行切割或去除而形成。在一些实施方式中，可以在开口240和分离狭缝250中将接地层230与芯层210一起去除。
103.参照图8，可以在整个天线连接部分210a和整个电路延伸部分210b上连续地形成开口区域260。例如，图6所示的开口240和图7所示的分离狭缝250可以合并在一起形成开口区域260。在这种情况下，电路板200可以包括带状线215，每条电路布线220可以在该带状线215上独立地延伸。带状线215可以通过开口区域260彼此分开。
104.如参照图6至图8所示的实施方式所述，可通过至少部分地去除电路板200的位于电路布线220之间的部分来进一步改善弯曲特性和柔性特性。
105.图9是示出根据一些示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。
106.参照图9，电路板200还可以包括形成在电路布线220周围的接合垫225。接合垫225可以被包括在电路板200的天线连接部分210a或接合部分211a中。
107.接合垫225可以与电路布线220一起形成在芯层210的第一表面210a上(参见图2)。例如，一对接合垫225可以设置成在它们之间插有一条电路布线220。
108.接合垫225可以与电路布线220电气地和物理地分离，并且可以经由导电中间结构150(参见图2)接合至被包括在天线装置100中的接地垫128。接合垫225可以被包括在电路板200的接合区br中，从而可以进一步提高电路板200和天线装置100的接合稳定性。
109.图10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。
110.参照图10，图像显示装置300例如可以制造成智能电话的形式，并且图10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例如可以对应于图像显示装置的遮光部分或边框部分。
111.上述天线封装中包含的天线装置100可以朝向图像显示装置300的正面部分设置，并且例如可以设置在显示面板上。在一个实施方式中，辐射图案122在平面图中可以至少部分地叠置在显示区域310上。
112.在这种情况下，辐射图案122可以具有网状图案结构，因而可以防止由于辐射图案122而导致透光率降低。天线封装中包括的天线驱动ic芯片290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。
113.在一些实施方式中，可以通过电路板200使天线封装弯曲，从而例如可以将天线驱动ic芯片280设置在图像显示装置300的后部处。
114.如上所述，可以使用电路板200的可变宽度结构来提高外周区域320中的弯曲稳定性。即使在图像显示装置300变得更薄并且电路板200的弯曲曲率增大时，也可以在电路布线220没有机械损坏的情况下实现高度可靠的电路连接。