(57)【要約】【課題】フレキシブルプリント基板上に、MI素子と集磁構造とが一体に形成されたアンテナ部を構成することにより、感度の低下を抑えると共に製造コストを削減した電波受信装置を提供することを目的とする。【解決手段】電波受信装置１０は、一方の面が内側になるように折り曲げられたフレキシブルプリント基板１２の間に、ソレノイドコイル２３と、絶縁層３０を介して該ソレノイドコイルの軸心方向に延設された長尺状のアモルファス薄帯２２とを有するアンテナ部１４と、フレキシブルプリント基板に実装され、ソレノイドコイル及びアモルファス薄帯に電気的に接続される信号処理回路部１６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドコイルと、該ソレノイドコイルの軸心方向に延設された長尺状の高透磁率部材と、を少なくとも備えた電波受信装置の製造方法であって、
フレキシブルプリント基板の一方の面上に、略短冊形状の導電性パターンを複数、並列に配列されるように形成すると共に、前記導電性パターンの配列方向の両外側に１つずつの２つの導電部を形成する工程と、
前記導電性パターンの各々と交差する方向が長尺方向となるように、かつ前記２つの導電部と接触すると共にそれら導電部を超えて延びるように、前記高透磁率部材を形成する工程と、
前記導電性パターンを内側として、該導電性パターンの長手方向の略中間部で前記フレキシブルプリント基板を折り曲げ、隣接する位置の導電性パターンの対向する端部どうしを各々、電気的に接続し、前記ソレノイドコイルを形成する工程と、
を含むことを特徴とする電波受信装置の製造方法。
【請求項２】
前記ソレノイドを形成する工程において、２つ隣に位置する導電性パターンの対向する端部どうしを各々電気的に接続して、前記ソレノイドを２つ形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電波受信装置の製造方法。
【請求項３】
前記複数の導電性パターン及び前記２つの導電部を形成する工程と、前記高透磁率部材を形成する工程との間に、
少なくとも前記複数の導電性パターンを覆うように絶縁層を形成する工程と、
前記導電性パターンのそれぞれの両端において前記絶縁層を開口する開口部を形成する工程と、
前記開口部に導電性ペーストを印刷する工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電波受信装置の製造方法。
【請求項４】
前記プリント基板に信号処理回路部が実装され、前記導電性パターンの配列方向の両外側にある導電性パターン並びに前記２つの導電部は、前記信号処理回路部に接続されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電波受信装置の製造方法。
【請求項５】
一方の面が内側になるように折り曲げられたフレキシブルプリント基板の間に、ソレノイドコイルと、該ソレノイドコイルの軸心方向に延設された長尺状の高透磁率部材と、を少なくとも有するアンテナ部と、
前記フレキシブルプリント基板に実装され、前記ソレノイドコイル及び前記高透磁率部材に電気的に接続される信号処理回路部と、
を備えたことを特徴とする電波受信装置。
【請求項６】
前記フレキシブルプリント基板にリジッド基板を繋げ、前記アンテナ部は前記フレキシブルプリント基板に実装され、前記信号処理回路部は前記リジッド基板に実装され、前記フレキシブルプリント基板に形成された前記アンテナ部と前記リジッド基板に形成された前記信号処理回路部とを電気的に接続したことを特徴とする請求項５に記載の電波受信装置。
【請求項７】
前記フレキシブルプリント基板の間に、少なくとも２つのソレノイドコイルが設けられることを特徴とする請求項５または６に記載の電波受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高感度磁気センサを用いた電波受信装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁界を検知する磁気センサとして、磁気インピーダンス（MI）素子や直交フラックスゲート（OFG）素子などを用いてなるセンサがあるが、これらは、高感度かつ高速応答性を有することから、電波受信装置として適用可能である。例えば、特許文献１、特許文献２及び非特許文献１等には、このような電波受信装置を、電波時計用の標準電波を受信するために利用することが記載されている。
【０００３】
上記文献における電波受信装置は、電波による磁界を検出するMI素子と、前記電波による磁界を集磁する集磁構造部として機能するCo系アモルファス薄帯と、を非磁性基板上に個別に形成し、これらMI素子とアモルファス薄帯との組み合せによりアンテナを構成している。アモルファス薄帯の透磁率の周波数特性は、１００ｋHz付近から急激に減衰するため、ローパスフィルタとして働き、標準電波である４０ｋHz及び６０ｋHzの電波の磁界成分をMI素子に導く働きをする。アモルファス薄帯を通じてMI素子に導かれた磁束は、MI素子を介してインピーダンスに変換され、信号処理ICにより信号成分が復調される。このようにアモルファス薄帯とMI素子を組み合せることにより標準電波を受信するためのアンテナを構成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４２５９４号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９４７３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】第３２回日本磁気学会学術講演概要集３３５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、電波受信装置では、個別に作製されたMI素子と、アモルファス薄帯を基板上に実装していたため、アモルファス薄帯とMI素子の磁性膜部分が不連続になっている箇所において磁気回路が切れ、ひいては、アモルファス薄帯からMI素子に磁束を導く過程でロスが生じ、感度が低下する虞があった。また、個別にMI素子を作製する必要があったため、MI素子の作製コスト及びMI素子の実装コストがかかり、低コスト化が困難であった。
【０００７】
また、従来、電波受信装置において基板上にソレノイドコイルを作製する場合、導電パターンが形成された層を基板上に積層することにより行われていたため、作製するための工数が増えていた。
【０００８】
本発明は、フレキシブルプリント基板上に、MI素子と集磁構造部とが一体に形成されたアンテナ部を構成することにより感度の低下を抑えると共に、基板上にソレノイドコイルを作製する場合の工数を減らすようにして、製造コストを削減した電波受信装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、フレキシブルプリント基板上に、MI素子と集磁構造部とが一体に形成されたアンテナ部を構成することにより、アモルファス薄帯の不連続部分でのロスを防いで感度の低下を抑えると共に、MI素子と集磁構造部とを個別に作製する必要を無くして製造コストを削減した電波受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る電波受信装置の製造方法は、ソレノイドコイルと、該ソレノイドコイルの軸心方向に延設された長尺状の高透磁率部材と、を少なくとも備えた電波受信装置の製造方法であって、フレキシブルプリント基板の一方の面上に、略短冊形状の導電性パターンを複数、並列に配列されるように形成すると共に、前記導電性パターンの配列方向の両外側に１つずつの２つの導電部を形成する工程と、前記導電性パターンの各々と交差する方向が長尺方向となるように、かつ前記２つの導電部と接触すると共にそれら導電部を超えて延びるように、前記高透磁率部材を形成する工程と、前記導電性パターンを内側として、該導電性パターンの長手方向の略中間部で前記フレキシブルプリント基板を折り曲げ、隣接する位置の導電性パターンの対向する端部どうしを各々、電気的に接続し、前記ソレノイドコイルを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２に係る電波受信装置の製造方法は、請求項１において、前記ソレノイドを形成する工程において、２つ隣に位置する導電性パターンの対向する端部どうしを各々電気的に接続して、前記ソレノイドを２つ形成するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３に係る電波受信装置の製造方法は、請求項１または２において、前記複数の導電性パターン及び前記２つの導電部を形成する工程と、前記高透磁率部材を形成する工程との間に、少なくとも前記複数の導電性パターンを覆うように絶縁層を形成する工程と、前記導電性パターンのそれぞれの両端において前記絶縁層を開口する開口部を形成する工程と、前記開口部に導電性ペーストを印刷する工程と、をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４に係る電波受信装置の製造方法は、請求項１乃至３において、前記プリント基板に信号処理回路部が実装され、前記導電性パターンの配列方向の両外側にある導電性パターン並びに前記２つの導電部は、前記信号処理回路部に接続されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項５に係る電波受信装置は、一方の面が内側になるように折り曲げられたフレキシブルプリント基板の間に、ソレノイドコイルと、該ソレノイドコイルの軸心方向に延設された長尺状の高透磁率部材と、を少なくとも有するアンテナ部と、前記フレキシブルプリント基板に実装され、前記ソレノイドコイル及び前記高透磁率部材に電気的に接続される信号処理回路部と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項６に係る電波受信装置は、請求項５において、前記フレキシブルプリント基板にリジッド基板を繋げ、前記アンテナ部は前記フレキシブルプリント基板に実装され、前記信号処理回路部は前記リジッド基板に実装され、前記フレキシブルプリント基板に形成された前記アンテナ部と前記リジッド基板に形成された前記信号処理回路部とを電気的に接続したことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項７に係る電波受信装置は、請求項５または６において、前記フレキシブルプリント基板の間に、少なくとも２つのソレノイドコイルが設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電波受信装置の製造方法によれば、フレキシブルプリント基板上に複数の導電パターンを形成し、その両外側に導電部を形成し、かつ導電パターンと交差すると共に導電部と接触するように長尺状の高透磁率部材を形成し、そしてフレキシブルプリント基板を折り曲げることにより、ソレノイドコイルを形成するようにしたので、そのコイル内を通して高透磁率材料が一方向に延びる構成となり、高透磁率材料は途切れることなく一体で形成されることができる。この一体化された高透磁率材料の構成は、磁束のロスを抑えることから、ひいては、感度の向上が図れるという効果がある。また、高透磁率材料を一体で形成することができるので、素子を個別に作製する必要がなく、製造コストを削減することができるという効果もある。さらに、基板上に導電パターンを形成し、基板を折り曲げることによりソレノイドコイルを作製するようにしたので、ソレノイドコイルを作製する場合の工数を減らすことができるという効果もある。
【００１８】
本発明の電波受信装置によれば、フレキシブルプリント基板上にソレノイドコイルを形成し、そのコイル内を通して高透磁率材料を一方向に延びるように配置したことにより、高透磁率材料は途切れることなく一体で形成されることができるので、磁束のロスを抑えることができ、感度を向上させることができるという効果がある。また、高透磁率材料を一体で形成することができるので、素子を個別に作製する必要がなく、製造コストを削減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態による電波受信装置を作製するための途中の工程を示す上面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による電波受信装置を示す側面断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による電波受信装置を示す、図１と同様の上面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による電波受信装置を示す、図１と同様の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態による電波受信装置１０を作製するための途中の工程を示す上面図であり、図２は、その完成品を示す側面断面図である。
【００２２】
図１に示されるように、電波受信装置１０は、フレキシブルプリント基板１２と、該フレキシブルプリント基板１２の片面上に設けられたアンテナ部１４及び信号処理IC（信号処理回路部）１６とを有する。
【００２３】
図１において、アンテナ部１４は、例えばポリイミド基板であって良いフレキシブルプリント基板１２（以下、基板１２とする）の一方の面上にピックアップコイルとしてのソレノイドコイル２３を形成するよう配列される略短冊状の１つまたは２つ以上の第１の導電パターン２４と、第１の導電パターン２４と交差するように基板１２上を長尺状に延設されるCo系アモルファス薄帯（高透磁率部材）２２と、を有する。ピックアップコイルの出力を信号処理IC１６に入力するために、アモルファス薄帯２２の延設方向における第１の導電パターン２４の外側には、第２の導電パターン２６が信号処理IC１６まで延びている。
【００２４】
また、信号処理IC１６のIOパッドからパルス電流または高周波電流をアモルファス薄帯２２に通電するために、アモルファス薄帯２２の延設方向における第２の導電パターン２６の両外側に１つずつ２つの第３の導電パターン２８も配置される。第１乃至第３の導電パターンは同一レイヤ上に形成される。アモルファス薄帯２２の、２つの第３の導電パターン２８間の部分はMI素子部１８を構成し、２つの第３の導電パターン２８の外側部は集磁構造部２０を構成する。
【００２５】
第１の導電パターン２４の端部には電極２４aが設けられ、また、第２の導電パターン２６の端部にも電極２６aが設けられ、これら第１及び第２の導電パターンの端部の電極２４a及び２６aは、アモルファス薄帯２２が延びる方向に整列している。基板１２を、図１に示す折り曲げ部Lで内側に折り曲げたときに、これらの電極は隣の導電パターンの電極２４a及び２６aと接続されて前記ソレノイドコイル２３を形成するように、第１及び第２の導電パターンは傾いた短冊状として形成されている。
【００２６】
２つの第３の導電パターン２８の各々の一方の端部にも電極２８a（導電部）が設けられている。Co系アモルファス薄帯２２は、前記基板１２上にカバーレイフィルム（図２の絶縁層３０）を介して接着剤により貼り付けられ、このアモルファス薄帯２２の一部１８は、基板１２上の第３導電パターン２８の２つの電極２８a（導電部）に接続されて電気的に導通する。なお、電極２４a、２６a、２８aは、導電性ペーストより成るのが好ましい。
【００２７】
このように構成することで、基板１２上に形成された導電パターンによりソレノイドコイル２３が形成され、アモルファス薄帯２２の通電部分の内側である、２つの電極２８a（導電部）間の領域においてMI素子部または直交フラックスゲート素子部１８が構成される。また、アモルファス薄帯２２は、２つの電極２８a（導電部）と接続された部分の外側は開放されているため、集磁構造部２０として働く。
【００２８】
このため、アモルファス薄帯２２にパルス電流や高周波電流を通電し、その周囲に形成されたソレノイドコイル２３に発生する誘導電圧を検出すれば、直交フラックスゲートセンサとして、また、周囲のソレノイドコイル２３に電流を通電し、アモルファス薄帯２２のインピーダンスを計測することによりMIセンサとして動作させることが可能であり、その外側の集磁構造部２０も含めて電波受信用のアンテナ部１４として利用することができる。
【００２９】
本発明の実施形態に示した電波受信用アンテナの作製プロセスの一例を以下に説明する。
【００３０】
銅箔を張り合わせた基板（CCL）１２に、ドライフィルムレジストを張り合わせ、露光、現像を行い、レジストパターンを形成する。銅箔の露出した部分を、エッチング液を用いてエッチングし、レジストパターンを除去することで、基板１２上にソレノイドコイル２３を構成する短冊状の導電パターン２４と、アモルファス薄帯２２に通電するための電極２８a（導電部）と、信号処理IC１６を実装するためのランド部となる銅配線パターン２６及び２８を形成する。このとき、ソレノイドコイル２３となる短冊状の導電パターン２４は、コイルの巻き数を増やすためにピッチが細かいほうが良く、セミアディティブ法に代表されるファインパターンの形成方法により形成されることが望ましい。
【００３１】
次に、絶縁層３０（図２）としての感光性のソルダーレジスト及び接着層となるエポキシ樹脂を張り合わせ、ソレノイドコイル２３を構成するための短冊状の導電パターン２４、２６の端部２４a、２６a及びアモルファス薄帯２２と接続する部分２８a、信号処理IC１６と接続する部分３２に開口を設ける。または予め開口部を設けたカバーレイフィルム及びエポキシ接着剤を張り合わせても良い。
【００３２】
このようにして設けた開口部に導電性ペーストを印刷する。このとき、導電性ペーストは、ソルダーレジスト（またはカバーレイ）と接着剤より成る絶縁層３０よりも高く形成されていると良い。
【００３３】
その後、アモルファス薄帯２２を基板１２上の所定の位置に配置して１００℃程度に加熱し、仮止めする。
【００３４】
図１の折り曲げ部Lで基板１２を内側に折り曲げ、電極２４a及び２６aの位置合わせを行い、真空中にて加熱しながら圧着する。このとき加える温度はアモルファス薄帯２２が結晶化しない程度であり、かつエポキシ接着剤が充分に硬化する１８０℃程度が望ましい。
【００３５】
以上のプロセスによりソレノイドコイル２３と、アモルファス薄帯２２に電極が設けられた磁界検出用アンテナ素子としてのアンテナ部１４が形成される。
【００３６】
アモルファス薄帯２２に通電する領域１８及びソレノイドコイル２３を形成する領域はアモルファス薄帯２２の全長のうち一部分で良い。
【００３７】
続いて、信号処理IC１６を基板１２上に実装し、IOパッドとの接続を取ることで本発明の電波受信装置１０が完成する。
【００３８】
図３は、本発明の別の実施形態を示す図１と同様の上面図である。
図３においては、ソレノイドコイルを形成する短冊状の配線を、基板１２を折り曲げたときに２つ隣のパターンと接続すなわち１つおきのパターンと接続するように構成しており、これにより、アモルファス薄帯２２の周囲に２つのソレノイドコイルを巻きまわす構造ができる。
【００３９】
図３の構造をもう少し具体的に述べれば、基板１２の一方の面に、アモルファス薄帯２２の延設方向外側の２つの短冊状の第２の導電パターン２６’及び中間部の第１の導電パターン２４（１つ以上または無くても良い）と、第２の導電パターンの２６’とは反対側で第１の導電パターン２４と隣接した２つの第２の導電パターン２６”とを形成しておき、基板１２を折り曲げ部Lで折り曲げたとき、２つの第２の導電パターン２６’の一端及び第１の導電パターン２４の一端が、それぞれ１つおきの第１の導電パターン２４の他端及び２つの第２の導電パターン２６”の一端に、印刷された導電性ペーストを介して接続されるようにして、前記高透磁率部材２２（アモルファス薄帯２２）の周囲に絶縁層を介して２つのソレノイドコイルが形成される。
【００４０】
図３の以上の構造によれば、ソレノイドコイルの一方に電流を通電してバイアス磁界を発生させ、もう一方のソレノイドコイルをピックアップコイルとして用い、誘導電圧を検出する構成とすることができる。
【００４１】
図４は、本発明のさらに別の実施形態を示す図１と同様の上面図である。
図４においては、ソレノイドコイルを形成したフレキ部１２aと、信号処理IC１６を実装するためのリジッド部１２ｂを有するリジッド−フレックス基板１２’を用いている。このように、リジッド−フレックス基板１２’のリジッド部１２ｂに信号処理IC１６を、フレキ部１２aに本発明の電波受信用アンテナとしてのアンテナ部１４を形成することにより、例えば時計のような電子機器の内部でアンテナの集磁部を屈曲させて実装しても、信号処理IC１６の実装信頼性を高めることが可能である。
【００４２】
以上において、ソレノイドコイルの電極部は、導電性ペーストに限らず、はんだバンプ、金バンプ、異方性導電性接着剤（ACF）などを用いても良いが、接着時に加えられる温度は、アモルファス薄帯が結晶化しない温度に限られる。
【００４３】
また、高透磁率材料としてアモルファス薄帯の代わりに、アモルファスワイヤを用いても良い。
【００４４】
また、高透磁率部材２２は、導電部２８ａを超えて延びる構成を示したが、必ずしも超えて延びる必要はない。
【００４５】
さらに、以上の実施形態では片面のフレキシブルプリント基板を用いたが、両面のフレキシブルプリント基板を用いても良い。
【００４６】
また、絶縁層３０は、カバーレイフィルムでもソルダーレジストでも良い。
【００４７】
また、信号処理回路部１６は、基板１２の他方の面に形成されても良い。例えば、電極２６a及び２８aの部分が、基板１２の裏側に穿孔されるスルーホールとされて、基板１２の他方の面における信号処理回路部１６と接続されることができ、この場合には、基板一方の面での導電パターン２６及び２８は不要である。
【００４８】
以上説明した通り、本発明によれば、フレキシブルプリント基板上にソレノイドコイルを形成し、その中を通してアモルファス薄帯を配置することによりコイルの外側の集磁構造部と、MI素子または直交フラックスゲート素子を構成する磁性体が連続して形成されるので、従来のように、MI素子または直交フラックスゲート素子と集磁構造との切れ目で磁束をロスすることがなく、従って、感度を向上させることができる。
【００４９】
また、MI素子または直交フラックスゲート素子と集磁構造とを個別に作製する必要が無いため製造コストを大幅に削減することができる。
【００５０】
また、通電領域及びコイル形成領域をアモルファスリボンの中心付近の一部分とすることでその外側が集磁構造として働くため、時計内部に配置する際の屈曲の自由度を高めることができる。
【００５１】
さらに、フレキシブルプリント基板を折り曲げてソレノイドコイルを形成するため、片面単層のフレキシブルプリント基板により構成でき、少ない材料で作製することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０：電波受信装置、１２：フレキシブルプリント基板、１２ａ：フレキ部、
１２ｂ：リジッド部、１４：アンテナ部、１６：信号処理回路部、１８：MI素子部、
２０：集磁構造部、２２：アモルファス薄帯（高透磁率材料）、
２３：ソレノイドコイル、２４：第１の導電パターン、２６：第２の導電パターン、
２８：第３の導電パターン、３０：絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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