(57)【要約】      （修正有）【課題】耐衝撃性に優れたチップアンテナの実装構造を提供する。【解決手段】誘電体または磁性体からなる柱状の基体２と、この基体２の表面に設けられた放射導体３および外部回路接続用の電極４〜５とを備えたチップアンテナ１を、回路基板２０上に搭載して電気的かつ機械的に接続する実装構造において、頭部を有する導電性の金属ピン１１に導電性の弾性片１２を連結してなる接続部材１０を用い、金属ピン１１を基体２の所定箇所に圧入固定して頭部を回路基板２０上の半田ランド２１に半田接合すると共に、弾性片１２を対応する電極４〜５に弾接させる。【選択図】図４
2008288702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体または磁性体からなる柱状の基体の表面に放射導体と外部回路接続用の電極とを設けてチップアンテナを構成し、このチップアンテナを回路基板上に搭載して電気的かつ機械的に接続する実装構造であって、
頭部を有する導電性の金属ピンに導電性の弾性片を連結して接続部材となし、前記金属ピンを前記基体に圧入固定して前記頭部を前記回路基板上の半田ランドに半田接合すると共に、前記弾性片を前記電極に弾接させたことを特徴とするチップアンテナの実装構造。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記基体に予めその表面に露出する導入穴を設けておき、前記金属ピンの圧入時に、この金属ピンの先端部が前記導入穴に挿入されるようにしたことを特徴とするチップアンテナの実装構造。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記弾性片のうち前記電極に弾接している部分を該電極に半田接合したことを特徴とするチップアンテナの実装構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記弾性片の固定端部が前記頭部と前記基体との間に挟圧されるようにしたことを特徴とするチップアンテナの実装構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記基体の長手方向の両端面にそれぞれ前記金属ピンが圧入固定されていることを特徴とするチップアンテナの実装構造。
【請求項６】
請求項５の記載において、一対の前記金属ピンが前記基体の長手方向に沿う中心線に対して互いに逆側へずれた位置に配置されていることを特徴とするチップアンテナの実装構造。
【請求項７】
請求項５または６の記載において、前記基体の長手方向に沿う一側面に別の金属ピンが圧入固定されていることを特徴とするチップアンテナの実装構造。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項の記載において、前記金属ピンがタッピンねじであることを特徴とするチップアンテナの実装構造。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項の記載において、前記放射導体が前記基体の表面に螺旋状に設けられていることを特徴とするチップアンテナの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱状の基体の表面に放射導体や電極が設けられているチップアンテナを回路基板上に搭載して電気的かつ機械的に接続する実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話器等に内蔵されるアンテナ装置としてチップアンテナが多用されている。この種のチップアンテナは、誘電体または磁性体からなる基体と、基体の表面に設けられた所定形状の放射導体とを備えており、柱状の基体の表面に放射導体を螺旋状に設けてヘリカルアンテナとして動作するように構成されたチップアンテナが広く知られている。また、この種のチップアンテナには基体の表面に外部回路接続用の電極（給電用電極や接地用電極など）が配設されており、これら各電極に対応する半田ランドを有する回路基板上にチップアンテナが面実装されるようになっている。すなわち、実装時にはチップアンテナを回路基板上の所定位置に搭載して、外部回路接続用の各電極を対応する半田ランドと半田接合させることにより、チップアンテナを回路基板と電気的かつ機械的に接続することができる。
【０００３】
しかしながら、チップアンテナの外部回路接続用の電極が回路基板の半田ランドに半田接合されていても、それ以外にチップアンテナを回路基板に固定する対策が講じられていない場合には、回路基板に撓み等が生じたときに該電極を含む半田接合部に過大な応力が作用して導通不良が発生しやすくなる。特に、柱状の基体の長手方向両端部に設けられた電極が半田ランドに半田接合されている場合、その半田接合部には回路基板の撓みに伴う過大な応力が作用しやすい。
【０００４】
そこで従来、チップアンテナの給電用電極や接地用電極を柱状の基体の長手方向中央部に配設すると共に、基体の長手方向両端部に電気的には寄与しない固定用電極を配設し、これら各電極をそれぞれ回路基板の対応する半田ランドに半田接合させるというチップアンテナの実装構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来提案によれば、基体の表面に給電用電極や接地用電極だけでなく固定用電極が配設されているため、半田接合箇所が増えて回路基板に対するチップアンテナの取付強度が高まる。また、基体の長手方向の両端部では、回路基板の撓みによって電極を含む半田接合部に過大な応力が作用しやすいが、該電極は電気的には寄与しない固定用電極なので、該半田接合部が損傷しても導通不良を引き起こすことはない。
【特許文献１】特開２００６−２１７０５０号公報（第６−７頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した従来提案のように、回路基板に半田接合される電極の数を増やせばチップアンテナの取付強度を高めることはできるが、これら電極は基体の表面に形成された導体パターンなので剥離強度には自ずと限界があり、それゆえ電極の数を増やしただけでは落下時などの衝撃に耐えうる信頼性を確保することは困難である。すなわち、チップアンテナ等が実装されている回路基板を内蔵している電気部品に落下時などの衝撃が加わると、チップアンテナの電極が回路基板に強固に半田接合されていたとしても、電極自体が基体から剥離してしまい導通不良に至る危険性が高まる。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、耐衝撃性に優れたチップアンテナの実装構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、誘電体または磁性体からなる柱状の基体の表面に放射導体と外部回路接続用の電極とを設けてチップアンテナを構成し、このチップアンテナを回路基板上に搭載して電気的かつ機械的に接続する実装構造であって、頭部を有する導電性の金属ピンに導電性の弾性片を連結して接続部材となし、前記金属ピンを前記基体に圧入固定して前記頭部を前記回路基板上の半田ランドに半田接合すると共に、前記弾性片を前記電極に弾接させることとした。
【０００８】
このように構成されたチップアンテナの実装構造によれば、チップアンテナの基体に圧入固定されている金属ピンが回路基板と半田接合されるため、金属ピンを介して基体と回路基板を強固に一体化することができて取付強度が大幅に高まり、衝撃に対する接続の信頼性も向上する。つまり、金属ピンの近傍では、落下時などに衝撃が加わっても基体と回路基板の相対位置が大きく変化する可能性は低く、かつ弾性片によって衝撃が吸収されるため、チップアンテナの外部回路接続用の電極（給電用電極や接地用電極など）に過大な応力が作用する可能性も低い。それゆえ、このようにして回路基板上に実装されたチップアンテナは、衝撃が加わっても導通不良を招来しにくい。
【０００９】
上記の構成において、チップアンテナの基体に予めその表面に露出する導入穴を設けておき、金属ピンの圧入時に、この金属ピンの先端部が導入穴に挿入されるようにしてあることが好ましく、こうすることにより、基体に対して金属ピンを正確に位置決めできると共に、導入穴の案内によって金属ピンの圧入作業を容易に行うことができる。
【００１０】
また、上記の構成において、接続部材の弾性片のうちチップアンテナの外部回路接続用の電極に弾接している部分を該電極に半田接合しておけば、電極に対する弾性片の位置ずれや接続不良を確実に防止できるため好ましい。
【００１１】
また、上記の構成において、接続部材の弾性片の固定端部が金属ピンの頭部とチップアンテナの基体との間に挟圧されるようにしておけば、弾性片と金属ピンの連結構造が単純化できるため好ましい。
【００１２】
また、上記の構成において、チップアンテナの基体の長手方向両端面にそれぞれ金属ピンが圧入固定されていると、回路基板の撓みの影響を受けやすい基体の長手方向両端部が回路基板に強固に一体化されることになるため、回路基板の撓みに抗する取付強度が確保しやすくなって好ましい。この場合において、基体の長手方向両端面に圧入固定された一対の金属ピンが、基体の長手方向に沿う中心線に対して互いに逆側へずれた位置に配置されていると、回路基板のねじれに抗する取付強度も確保しやすくなる。また、基体の長手方向両端面だけでなく、基体の長手方向に沿う一側面にも別の金属ピンが圧入固定されていると、これら複数の金属ピンを介して基体が回路基板に極めて強固に一体化されるため、チップアンテナの取付強度が一層高まる。
【００１３】
なお、上記の構成において、金属ピンのピン部が針状であってもよいが、金属ピンが回転させながら基体に圧入されるタッピンねじであれば、金属ピンを基体に強固に締結させることができるため取付強度が一層高まる。
【００１４】
また、上記の構成において、チップアンテナの基体に設けられる放射導体の形状は特に限定されないが、放射導体が基体の表面に螺旋状に設けられていると、チップアンテナを小型化に好適なヘリカルアンテナとして動作させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のチップアンテナの実装構造は、基体に圧入固定した金属ピンの頭部を回路基板上の半田ランドに半田接合すると共に、この金属ピンに連結された弾性片をチップアンテナの外部回路接続用の電極に弾接させるというものであり、金属ピンを介して基体と回路基板を強固に一体化することができるため、チップアンテナの取付強度が大幅に高まり、衝撃に対する接続の信頼性も向上する。つまり、金属ピンの近傍では、落下時などに衝撃が加わっても基体と回路基板の相対位置が大きく変化する可能性は低く、かつ弾性片によって衝撃が吸収されるため、チップアンテナの電極に過大な応力が作用する可能性も低い。したがって、衝撃が加わっても導通不良を招来しにくくなり、耐衝撃性に優れたチップアンテナの実装構造を容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るチップアンテナの平面図、図２は該チップアンテナの側面図、図３は該チップアンテナに備えられる基体と接続部材の説明図、図４は該チップアンテナを回路基板に実装した状態を示す斜視図である。
【００１７】
これらの図に示すチップアンテナ１は、３個の接続部材１０を用いて回路基板２０上の縁部に面実装されており、例えば地上波デジタルテレビジョン放送用の受信アンテナなどとして使用される。このチップアンテナ１は、セラミック等の誘電体（または磁性体）からなる柱状の基体２と、基体２の表面に螺旋状導体パターンとして形成された放射導体３と、基体２の上面の複数箇所に形成された外部回路接続用の電極（給電用電極や接地用電極など）４，５，６と、基体２に取り付けられた前述した３個の接続部材１０と、基体２の上面の一端部に配設された図示せぬ電子素子群とによって主に構成されている。各接続部材１０は金属ピン１１にＬ字状の弾性片１２を連結して構成されており、この金属ピン１１は頭部１１ａから一方向へ針状のピン部１１ｂを突設した形状の剛性部材である。
【００１８】
図３に示すように、基体２の長手方向両端面と長手方向に沿う一側面には予めその表面に露出する導入穴２ａが設けられている。そして、各導入穴２ａに金属ピン１１を圧入して固定し、各金属ピン１１に連結された弾性片１２を基体２の上面へ延出させることにより、各弾性片１２の自由端部１２ａがそれぞれ対応する電極４〜６に弾接するようになっている。すなわち、このチップアンテナ１は、実装前の適宜段階で導入穴２ａに金属ピン１１の先端部を挿入して押し込むことによって、基体２の長手方向両端面と一側面に計３本の金属ピン１１が圧入固定される。その際、金属ピン１１の頭部１１ａと基体２の表面との間に弾性片１２の固定端部を挟圧することができるため、各弾性片１２を位置決め・保持した状態で、その自由端部１２ａを基体２の上面の所定位置（電極４〜６）に弾接させることができる。
【００１９】
こうして接続部材１０を取り付けたチップアンテナ１を実装する際には、図４に示すように、基体２の側方に突出している各金属ピン１１の頭部１１ａをそれぞれ回路基板２０上に形成されている対応する半田ランド２１と半田接合させると共に、各弾性片１２の自由端部１２ａを対応する電極４〜６と半田接合させる。半田ランド２１は回路基板２０上の図示せぬチューナやグラウンドパターンに導通されており、実装後のチップアンテナ１は、各電極４〜６が弾性片１２を介して対応する半田ランド２１と電気的に接続された状態となる。なお、図４において半田は図示省略されている。
【００２０】
このように本実施形態例にあっては、チップアンテナ１の基体２に複数本の金属ピン１１を圧入固定して各弾性片１２を電極４〜６に弾接させておき、これら金属ピン１１の頭部１１ａを回路基板２０上の対応する半田ランド２１と半田接合させるという実装構造を採用しているため、各金属ピン１１を介して基体２と回路基板２０を強固に一体化することができてチップアンテナ１の取付強度が大幅に高まっており、衝撃に対する接続の信頼性も向上している。つまり、金属ピン１１の近傍では、落下時などに衝撃が加わっても基体２と回路基板２０の相対位置が大きく変化する可能性は低く、かつ弾性片１２によって衝撃が吸収されるため、電極４〜６に過大な応力が作用する可能性も低い。また、基体２の長手方向両端部が金属ピン１１を介して回路基板２０に固定されているため、回路基板２０の撓みに抗する取付強度が高まっている。それゆえ、こうして回路基板２０上に実装されたチップアンテナ１は、衝撃が加わっても導通不良に至る危険性が低く、常に安定した性能を期待することができる。
【００２１】
また、本実施形態例では、チップアンテナ１の基体２に予め導入穴２ａが設けてあり、金属ピン１１の圧入時には、この導入穴２ａに金属ピン１１の先端部を挿入して押し込めばよいので、基体２に対して金属ピン１１を正確に位置決めできると共に、導入穴２ａの案内によって金属ピン１１の圧入作業を容易に行うことができる。なお、金属ピン１１として、回転させながら基体２に圧入されるタッピンねじを用いてもよく、その場合は金属ピン１１を基体２に締結させることができるため取付強度が一層高まる。
【００２２】
また、本実施形態例では、金属ピン１１をチップアンテナ１の基体２に圧入固定する際に、金属ピン１１の頭部１１ａと基体２の表面との間に弾性片１２の固定端部が挟圧されるようにしてあるため、弾性片１２と金属ピン１１の連結構造が単純で安価な接続部材１０を使用できる。
【００２３】
また、本実施形態例では、弾性片１２の自由端部１２ａをチップアンテナ１の対応する電極４〜６に半田接合しているため、該電極に対する弾性片１２の位置ずれや接続不良を確実に防止できる。ただし、弾性片１２の自由端部１２ａを該電極に弾接させるだけで半田接合を省略することも可能である。
【００２４】
図５は本発明の第２実施形態例に係る接続部材付きチップアンテナの平面図であり、図１〜図４と対応する部分には同一符号を付すことで重複説明は省略する。
【００２５】
この第２実施形態例では、金属ピン１１の取付箇所が第１実施形態例と異なっている。すなわち、本実施形態例では、基体２の長手方向の両端面に圧入固定された一対の金属ピン１１が同一直線上に配置されておらず、これら両金属ピン１１が基体２の長手方向に沿う中心線に対して互いに逆側へずれた位置に配置されているため、回路基板の撓みだけでなくねじれに抗する取付強度も高くなる。
【００２６】
なお、チップアンテナ１の外部回路接続用の電極が基体２の側面に形成されている場合には、該電極に弾接させやすい適宜形状の弾性片１２を金属ピン１１に連結させて接続部材１０となせばよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るチップアンテナの平面図である。
【図２】該チップアンテナの側面図である。
【図３】該チップアンテナに備えられる基体と接続部材の説明図である。
【図４】図２に示すチップアンテナを回路基板に実装した状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態例に係る接続部材付きチップアンテナの平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  チップアンテナ
２  基体
２ａ  導入穴
３  放射導体
４〜６  （外部回路接続用の）電極
１０  接続部材
１１  金属ピン
１１ａ  頭部
１２  弾性片
１２ａ  自由端部
２０  回路基板
２１  半田ランド
【図１】
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【図２】
2008288702.tif 000004
【図３】
2008288702.tif 000005
【図４】
2008288702.tif 000006
【図５】
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