(57)【要約】【課題】  チップアンテナ及びアンテナ装置において、実装面が表裏面のいずれになっても同じアンテナ特性を得ることができるチップアンテナを提供すること。【解決手段】  長尺な基体１１と、基体１１の表面に形成された表面導電パターン１２と、基体１１の裏面に形成された裏面導電パターン１３と、基体１１の側面に形成され表面導電パターン１２と裏面導電パターン１３とを接続する側面導電パターン１４と、基体１１の両端に形成され表面導電パターン１２の両端に接続された一対の端子部１５と、を備え、端子部１５が、基体１１の表裏面において基体１１の幅方向に全幅にわたって形成されていると共に、前記幅方向の中央部分で螺旋状導電パターンと接続されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏面及び側面を有する長尺な基体と、前記基体の表面に形成された表面導電パターンと、前記基体の裏面に形成された裏面導電パターンと、前記基体の側面に形成され前記表面導電パターンと前記裏面導電パターンとを接続して前記基体を周回する螺旋状導電パターンとする側面導電パターンと、前記基体の両端に形成され前記表面導電パターンの両端にそれぞれ接続された一対の端子部と、を備え、
前記端子部が、前記基体の表裏面において前記基体の長尺方向に対して直交する幅方向に全幅にわたって形成されていると共に、前記幅方向の中央部分で前記螺旋状導電パターンと接続されていることを特徴とするチップアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のチップアンテナと、
前記チップアンテナを実装するフレキシブル基板と、を備え、
前記フレキシブル基板が、前記チップアンテナを実装すると共に前記端子部の一方に接続される給電接続部を有した実装領域部と、前記給電接続部に給電線を介して接続された入出力端子を有する給電配線部と、を備え、
前記実装領域部と前記給電配線部とが、前記実装領域部及び前記給電配線部よりも低剛性に形成されている屈曲容易部で互いに折り曲げ可能とされていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアンテナ装置において、
前記屈曲容易部に、切り込み部又は貫通孔が形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のアンテナ装置において、
前記屈曲容易部が、前記実装領域部及び前記給電配線部よりも薄く形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記チップアンテナが、前記フレキシブル基板に実装された状態で樹脂により封止されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のアンテナ装置において、
前記樹脂が、高誘電率フィラー含有樹脂であることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型通信機器等に搭載されるチップアンテナ及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の通信機器の小型化等に伴って、通信機の筐体の外部に取り付けられていたヘリカルアンテナ等の線状アンテナに代えて、筐体内部に収納されたチップアンテナが多く採用されるようになってきた。このチップアンテナとしては、例えば特許文献１に、携帯電話等の筐体内に設置された回路基板上に、表面実装されるチップアンテナが示されている。
【０００３】
このチップアンテナは、図６に示すように、長尺なセラミックス基体１の表裏面及び側面に螺旋導電層２が周回してヘリカルアンテナを構成しているものである。このチップアンテナでは、回路基板上に実装された際に、一端側に形成された給電端子３と回路基板上の給電接続部とを接続して回路基板の入出力端子に電気的に接続するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１２１０９号公報（特許請求の範囲、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の特許文献１に記載の技術では、チップアンテナを回路基板上に実装する際に、チップアンテナが裏返ってしまった状態で実装されるおそれもあり、この場合、正常に実装した場合よりも、螺旋導電層２の経路長が短くなってしまう不都合があった。すなわち、チップアンテナを正常に実装した場合は、図６に示すように、Ａ点からＤ点までが螺旋導電層２の経路長となるのに対し、裏返って実装してしまった場合は、Ｂ点からＣ点までが螺旋導電層２の経路長となり、全体として経路長が短くなってしまう。このため、表裏面のいずれが実装面となるかで、アンテナ特性が変わってしまう不都合があった。
さらに、チップアンテナを、回路基板としてフレキシブル基板に実装した状態で、携帯電話等の筐体内に内蔵する際、筐体の種々の形状的な制約により、フレキシブル基板の配線部分を所定位置で屈曲させて設置することが望まれている。しかしながら、特殊な治具を必要としたり、屈曲時の応力や変形が他の部分にまで及び、所望部分以外での変形や破損（変形がハンダ付け部に及んで生じるハンダ／基板パッド界面での剥離等）等を生じさせる等のおそれがあった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、実装面が表裏面のいずれになっても同じアンテナ特性を得ることができるチップアンテナを提供すると共に、さらにこのチップアンテナを実装した基板の配線部分を容易に屈曲させることができるアンテナ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】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のチップアンテナは、表裏面及び側面を有する長尺な基体と、前記基体の表面に形成された表面導電パターンと、前記基体の裏面に形成された裏面導電パターンと、前記基体の側面に形成され前記表面導電パターンと前記裏面導電パターンとを接続して前記基体を周回する螺旋状導電パターンとする側面導電パターンと、前記基体の両端に形成され前記表面導電パターンの両端にそれぞれ接続された一対の端子部と、を備え、  前記端子部が、前記基体の表裏面において前記基体の長尺方向に対して直交する幅方向に全幅にわたって形成されていると共に、前記幅方向の中央部分で前記螺旋状導電パターンと接続されていることを特徴とする。
【０００８】
このチップアンテナでは、端子部が、基体の表裏面において基体の長尺方向に対して直交する幅方向の中央部分で螺旋状導電パターンと接続されているので、たとえ裏返って実装されてしまっても、給電端子となる端子部の基端から表面導電パターンとの接続部までの距離は、正常に実装した場合と同じとなるため、実質的な螺旋状導電パターンの経路長は変わらない。したがって、実装面が表裏面のいずれになっても同じアンテナ特性を得ることができる。
【０００９】
本発明のアンテナ装置では、上記本発明のチップアンテナと、前記チップアンテナを実装するフレキシブル基板と、を備え、前記フレキシブル基板が、前記チップアンテナを実装すると共に前記端子部の一方に接続される給電接続部を有した実装領域部と、前記給電接続部に給電線を介して接続された入出力端子を有する給電配線部と、を備え、前記実装領域部と前記給電配線部とが、前記実装領域部及び前記給電配線部よりも低剛性に形成されている屈曲容易部で互いに折り曲げ可能とされていることを特徴とする。
【００１０】
このアンテナ装置では、屈曲容易部が、実装領域部及び給電配線部よりも低剛性に形成されているので、特殊な治具等を用いる必要が無く、所望の箇所（屈曲容易部）で容易に折り曲げることができると共に、屈曲容易部以外の部分への応力や変形を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明のアンテナ装置は、前記屈曲容易部に、切り込み部又は貫通孔が形成されていることを特徴とする。すなわち、このアンテナ装置では、屈曲容易部に切り込み部又は貫通孔が形成されているので、屈曲容易部全体として剛性が低くなり、曲げやすくなる。
【００１２】
また、本発明のアンテナ装置は、前記屈曲容易部が、前記実装領域部及び前記給電配線部よりも薄く形成されていることを特徴とする。すなわち、このアンテナ装置では、屈曲容易部が実装領域部及び給電配線部よりも薄く形成されているので、剛性が低く、曲げやすくなる。
【００１３】
また、本発明のアンテナ装置は、前記チップアンテナが、前記フレキシブル基板に実装された状態で樹脂により封止されていることを特徴とする。すなわち、このアンテナ装置では、チップアンテナが実装状態で樹脂により封止され補強されているため、実装領域部全体の剛性が高くなると共にチップアンテナの接着強度も高くなり、変形や破損をさらに防ぐことができる。また、チップアンテナが直接露出している場合、アンテナ装置を携帯電話等に組み込んだ際に、チップアンテナの組み立て位置のばらつきによって、チップアンテナとチップアンテナ近傍の他の部品や筐体との位置関係がずれ、これらの影響からアンテナ特性が組み立て状態でばらつく不都合がある。これに対して、本発明のアンテナ装置では、チップアンテナを所定の誘電率を有する樹脂で覆うので、チップアンテナが露出している場合に比べて、チップアンテナとチップアンテナ近傍の他の部品や筐体との位置関係のずれで生ずるアンテナ特性の変動を低減することができる。
【００１４】
さらに、本発明のアンテナ装置は、前記樹脂が、高誘電率フィラー含有樹脂であることを特徴とする。すなわち、このアンテナ装置では、高誘電率を有する高誘電率フィラー含有樹脂でチップアンテナを封止するので、より外部の影響を低減することができ、組み立てばらつきがあっても安定したアンテナ特性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るチップアンテナによれば、端子部が、基体の表裏面において基体の長尺方向に対して直交する幅方向の中央部分で螺旋状導電パターンと接続されているので、実装面が表裏面のいずれになっても螺旋状導電パターンの経路長は変わず、同じアンテナ特性を得ることができる。また、本発明のチップアンテナを搭載したアンテナ装置では、実装領域部と給電配線部とを接続する屈曲容易部が低剛性に形成されているので、特殊な治具等を用いる必要が無く、所望の箇所で折り曲げることができると共に、屈曲容易部以外の部分への応力や変形を抑制することで、信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係るチップアンテナ及びこれを備えたアンテナ装置の第１実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。
【００１７】
本実施形態のチップアンテナ１０は、フレキシブル基板に実装されるチップ型のヘリカルアンテナであり、図１に示すように、表裏面及び側面を有する長尺な基体１１と、基体１１の表面に形成された表面導電パターン１２と、基体１１の裏面に形成された裏面導電パターン１３と、基体１１の側面に形成され表面導電パターン１２と裏面導電パターン１３とを接続して基体１１を周回する螺旋状導電パターンとする側面導電パターン１４と、基体１１の両端に形成され螺旋状導電パターンの両端にそれぞれ接続された一対の端子部１５と、を備えている。
【００１８】
上記基体１１は、例えばアルミナ系セラミックスで形成されている。この基体１１は、側面に凹部と凸部とが交互に形成されており、側面導電パターン１４が凸部上にのみ形成されている。
また、表面導電パターン１２、裏面導電パターン１３、側面導電パターン１４及び端子部１５は、銅、銀、金、ニッケル等の導電抵抗の低いもので形成され、本実施形態では、銀−白金ペーストで形成されている。
【００１９】
上記表面導電パターン１２は、基体１１の長尺方向に対して斜め方向に延在して複数本形成されている。すなわち、表面導電パターン１２は、一方の側面の凸部と対向する他方の側面の一つずれた凸部とを結び、一定間隔で複数本配されている。なお、両端に位置する表面導電パターン１２は、それぞれ基体１１の端部側で端子部１５に接続されている。
上記裏面導電パターン１３は、基体１１の長尺方向に対して直交する幅方向に延在して複数本形成されている。すなわち、裏面導電パターン１３は、一方の側面の凸部と対向する他方の側面の凸部とを結び、一定間隔で複数本配されている。
【００２０】
上記端子部１５は、基体１１の表裏面において基体１１の長尺方向に対して直交する幅方向に全幅にわたって形成されている。そして、これらの端子部１５と螺旋状導電パターンの両端を構成する表面導電パターン１２とは、端子部１５の前記幅方向の中央部分で接続されている。
【００２１】
このように本実施形態のチップアンテナ１０では、端子部１５が、基体１１の表裏面において基体１１の長尺方向に対して直交する幅方向に全幅にわたって形成されていると共に、前記幅方向の中央部分で螺旋状導電パターンと接続されているので、たとえ裏返って実装されてしまっても、給電端子となる端子部１５の基端から表面導電パターン１２との接続部までの距離は、正常に実装した場合と同じであるため、実質的な螺旋状導電パターンの経路長は変わらない。
【００２２】
すなわち、チップアンテナ１０を正常に実装した場合は、図１に示すＡ点からＤ点までが螺旋状導電パターンの経路長となり、裏返って実装してしまった場合は、Ｂ点からＣ点までが螺旋状導電パターンの経路長となるが、どちらの場合も表面導電パターン１２が端子部１５の中央部分で始まるため、全体として経路長は同一となる。したがって、実装面が表裏面のいずれになっても同じアンテナ特性を得ることができる。
【００２３】
次に、本実施形態のチップアンテナ１０を備えたアンテナ装置について、図２及び図３を参照して説明する。
【００２４】
本実施形態のアンテナ装置は、携帯電話等の小型通信機器の筐体内に搭載されるものであり、図２に示すように、チップアンテナ１０と、チップアンテナ１０を実装するフレキシブル基板１６と、を備えている。
上記フレキシブル基板１６は、ポリイミド膜１７と、該ポリイミド膜１７の裏面に貼り付けられた銅箔（図示略）と、ポリイミド膜１７表面に形成されてチップアンテナ１０を実装すると共に端子部１５の一方に接続される給電接続部１８ａを有した実装領域部１９と、給電接続部１８ａに銅層の給電線１８を介して接続された入出力端子１８ｂを有する給電配線部２０と、を備えている。
【００２５】
また、実装領域部１９と給電配線部２０とは、実装領域部１９及び給電配線部２０よりも低剛性に形成されている屈曲容易部２１で互いに折り曲げ可能とされている。この屈曲容易部２１には、切り込み部２１ａが形成されている。この切り込み部２１ａは、屈曲容易部２１に沿ってポリイミド膜１７の部分に給電線１８を避けて形成されている。
上記実装領域部１９の表面には、チップアンテナ１０の四隅近傍にチップアンテナ１０をハンダ付け等で接着固定する銅のアンテナ用パッド部２２が形成され、その一つは給電線１８に接続された給電接続部１８ａとされている。
【００２６】
上記給電配線部２０には、一辺側に入出力端子１８ｂと２つの固定用パッド部２３とが互いに所定間隔を空けて形成されている。なお、入出力端子１８ｂ及び固定用パッド部２３は、給電配線部２０の表裏面に銅層で形成されている。また、給電配線部２０には、位置決め用貫通孔２４が２つ形成されている。これらの位置決め用貫通孔２４には、その周囲に銅層の円環状パターン２５が形成されている。このため、位置決め用貫通孔２４に治具等を挿入しても、その周囲が破損することを防ぐことができ、位置合わせ精度の低下を回避することができる。
【００２７】
また、チップアンテナ１０は、フレキシブル基板１６に実装された状態で樹脂Ｒがポッディングされて樹脂封止されている。この樹脂Ｒは、例えばアルミナ粉等のセラミックス粉が高誘電率フィラーとして含有されたエポキシ系の高誘電率フィラー含有樹脂である。なお、樹脂Ｒは、誘電率εが１０以上のもので、４０〜５０μｍ以上の厚さで封止されることが好ましい。さらに、樹脂Ｒは、チップアンテナ１０の形状に対応してブロック状に封止され、全体として一定の厚さに成形されることが好ましい。すなわち、樹脂Ｒの表面及び側面は、いずれも平坦面となっている。このように、樹脂Ｒの表面及び側面が平坦面とされることにより、実装や組み込み等を自動で行う際のハンドリングが容易となる。また、樹脂Ｒは、濃い色調で、かつ、フレキシブル基板１６よりも高硬度な材料で形成されている。
【００２８】
本実施形態のアンテナ装置は、図３に示すように、筐体内に屈曲容易部２１を介して実装領域部１９と給電配線部２０とが折り曲げられた状態で設置される。すなわち、実装領域部１９と給電配線部２０とは、屈曲容易部２１でほぼ直角に山折り状態で互いに折り曲げられている。なお、筐体内の基板２６に、給電配線部２０の固定用パッド部２３及び入出力端子１８ｂがハンダ付け等で接続されて、アンテナ装置が固定される。したがって、チップアンテナ１０を搭載した実装領域部１９は、給電配線部２０に対して自由端となっている。このため、基板２６のグランド部に対してチップアンテナ１０が離間配置されることから、アンテナ性能を向上させることができる。
【００２９】
このように本実施形態のアンテナ装置では、屈曲容易部２１が、実装領域部１９及び給電配線部２０よりも切り込み部２１ａにより低剛性に形成されているので、特殊な治具等を用いる必要が無く、所望の箇所で容易に折り曲げることができると共に、屈曲容易部２１以外の部分への応力や変形を抑制することができる。すなわち、所望部分以外での変形や破損（変形がハンダ付け部に及んで生じるハンダ／基板パッド界面での剥離等）等の発生を防ぎ、信頼性を向上させることができる。
【００３０】
また、アンテナ装置では、チップアンテナ１０が実装状態で樹脂Ｒにより封止され補強されているため、実装領域部１９全体の剛性が高くなると共にチップアンテナ１０の接着強度も高くなり、変形や破損をさらに防ぐことができる。また、チップアンテナ１０を所定の誘電率を有する樹脂Ｒで覆うので、チップアンテナ１０が露出している場合に比べて、組み立てばらつきがあっても、チップアンテナ１０近傍の外側材料、すなわち他の部品や筐体材料の影響を受けにくく、アンテナ特性のばらつきを低減することができる。
【００３１】
特に、高誘電率を有する高誘電率フィラー含有樹脂である樹脂Ｒでチップアンテナ１０を封止するので、より外部の影響を低減することができ、組み立てばらつきがあっても、より安定したアンテナ特性を得ることができる。なお、誘電率εが１０以上の樹脂Ｒで、かつ、４０〜５０μｍ以上の厚さで封止することにより、上記外側材料によるアンテナ特性のばらつきをほとんど抑制することができる。
【００３２】
次に、本発明に係る第２実施形態のアンテナ装置について、図４を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３３】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、切り込み部２１ａにより低剛性とされた屈曲容易部２１が設けられているのに対し、第２実施形態では、図４に示すように、ポリイミド膜１７の裏面に貼り付けられている銅箔３２を屈曲容易部３１の部分のみ除去して低剛性化している点である。すなわち、第２実施形態では、屈曲容易部３１が実装領域部１９及び給電配線部２０よりも薄く形成されているので、剛性が低く、曲げやすくなっている。したがって、第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、特殊な治具を使用せずとも、容易に所望部分で折り曲げ可能であると共に、所望部分以外での変形や破損等の発生を防ぎ、信頼性を向上させることができる。
【００３４】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記第１実施形態の他の例として、図５に示すように、切り込み部に部分的な支柱部４１ａを設けて、貫通孔４１ｂを形成した屈曲容易部４１としても構わない。
また、上記樹脂Ｒとして、フレキシブル基板１６の樹脂成分であるポリイミド膜１７との密着性を高めるために、成分にカップリング材を含むコート用樹脂を用いても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る第１実施形態のチップアンテナを示す表面図及び裏面図である。
【図２】第１実施形態のアンテナ装置を示す平面図である。
【図３】第１実施形態のアンテナ装置を示す実装状態での斜視図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態のアンテナ装置を示す給電線に沿った断面図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態のアンテナ装置において、他の例を示す平面図である。
【図６】本発明に係る従来例のチップアンテナを示す表面図及び裏面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…チップアンテナ、１１…基体、１２…表面導電パターン、１３…裏面導電パターン、１４…側面導電パターン、１５…端子部、１６…フレキシブル基板、１８…給電線、１８ａ…給電接続部、１８ｂ…入出力端子、１９…実装領域部、２０…給電配線部、２１、３１、４１…屈曲容易部、２１ａ…切り込み部、４１ｂ…貫通孔、Ｒ…樹脂
【図１】
2006340241.tif 000003
【図２】
2006340241.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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