(57)【要約】      （修正有）【課題】振動あるいは衝撃で破損し、その欠片が飛散することを防止でき、インダクタンス値及びＱ値に関して、優れた周波数特性が得られ、インダクタンス値のピークを高周波側に移行させ、高周波特性を改善でき、しかも、形状選択性に富むアンテナ用基板を提供する。【解決手段】本発明は、コア１と、被覆膜２とを含むアンテナ用基板に向けられている。被覆膜２は、樹脂を主成分とし、コア１を被覆している。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、被覆膜とを含むアンテナ用基板であって、前記被覆膜は、樹脂を主成分とし、前記コアを被覆しているアンテナ用基板。
【請求項２】
請求項１に記載にされたアンテナ用基板であって、前記コアは、平板状のフェライト磁性体でなるアンテナ用基板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたアンテナ用基板であって、
前記コアは、複数の分割片であり、
前記分割片は、それぞれ、前記被覆膜によって被覆され、一体化されている
アンテナ用基板。
【請求項４】
請求項１または２に記載されたアンテナ用基板であって、前記分割片のそれぞれは、同一平面上に配置されているアンテナ用基板。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載されたアンテナ用基板であって、前記コアは、Ｍｎ系フェライト磁性体、Ｎｉ系フェライト磁性体又はＭｇ系フェライト磁性体の少なくとも一種を含むアンテナ用基板。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載されたアンテナ用基板であって、前記被覆膜は、磁性粉および樹脂を含む複合材料でなるアンテナ用基板。
【請求項７】
請求項６に記載されたアンテナ用基板であって、前記磁性粉は、Ｍｎ系フェライト磁性体、Ｎｉ系フェライト磁性体又はＭｇ系フェライト磁性体の少なくとも一種を含むアンテナ用基板。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載されたアンテナ用基板であって、前記被覆膜は、膜厚が０．１〜３０ｍｍの範囲にあるアンテナ用基板。
【請求項９】
基板と、アンテナ導体とを含むアンテナであって、
前記基板は、請求項１乃至８の何れかに記載されたものでなり、
前記アンテナ導体は、前記被覆膜の上に備えられている
アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ用基板及びアンテナに関し、特に、自動車等の激しい振動を伴う使用環境に適したアンテナに係る。
【背景技術】
【０００２】
この種のアンテナとしては、例えば、特許文献１〜４に見られるように、従来より種々のタイプのものが知られている。その中で、高いインダクタンス値が確保できるという観点から、アンテナのコアとして、たとえば、Ｍｎ系フェライト磁性体を用いたものが知られている。
【０００３】
確かに、Ｍｎ系フェライトコアを用いたアンテナは、高いインダクタンスを確保することができるという利点はある。
【０００４】
しかしながら、このフェライトコアは、その材料としての性質上、可撓性に乏しく、車載用アンテナまたはRFID（radio frequency ID）に用いられたる場合、ドアや設備の開閉あるいは外部よりの振動あるいは衝撃で破損し、その欠片が飛散することにより、他の部品に障害を及ぼす危険性があった。
【０００５】
また、フェライトコアは、任意形状を付与することが容易ではないから、車載用アンテナやRFID（radio frequency ID）への適用について、必ずしも、適合性のあるものではなかった。
【０００６】
この問題点を回避する手段として、特許文献２は、フェライト含有樹脂を用い、振動に対して強く、割れにくいコアを開示している。しかし、フェライトコアに比較し電磁気特性が劣る。
【特許文献１】実開平７−２０７０８号公報
【特許文献２】特開平６−１３２４３号公報
【特許文献３】特開平６−５９０４６号公報
【特許文献４】実公平６−１５４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、振動あるいは衝撃で、破損し、その欠片が飛散することを防止し得るアンテナ用基板、及び、これを用いたアンテナを提供することである。
【０００８】
本発明のもう一つの課題は、インダクタンス値及びＱ値に関して、周波数特性の優れたアンテナ用基板及びアンテナを提供することである。
【０００９】
本発明の更にもう一つの課題は、L値のピークを高周波側に移行させ、高周波特性を改善したアンテナ用基板及びアンテナを提供することである。
【００１０】
本発明の更にもう一つの課題は、形状選択性に富むアンテナ用基板及びアンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本発明に係るアンテナ用基板は、コアと、被覆膜とを含む。前記被覆膜は、樹脂を主成分とし、前記コアを被覆している。
【００１２】
本発明に係る基板は、アンテナ導体とともに、アンテナを構成する。前記アンテナ導体は前記被覆膜の上に備えられる。
【００１３】
ここで、被覆膜は、樹脂を主成分とし、コアを被覆することにより、コアを、たとえば、Ｍｎ系フェライト磁性体で構成した場合でも、コアが振動あるいは衝撃で、破損し、その欠片が飛散するのを、樹脂を主成分とする被覆膜によって防止し得る。
【００１４】
しかも、コアを、樹脂を主成分とする被覆膜によって被覆することにより、インダクタンス値（Ｌ値）及びＱ値に関して、周波数特性の優れたアンテナを得ることができる。
【００１５】
また、コアを、樹脂を主成分とする被覆膜によって被覆することにより、L値のピークを高周波側に移行させ、高周波特性を改善したアンテナを得ることができる。
【００１６】
更に、コアを、樹脂を主成分とする被覆膜によって被覆することにより、仮に、コアを導電性のある材料で構成した場合でも、被覆膜の上にアンテナ導体を形成し、薄型化された車載用アンテナまたはRFID（radio frequency ID）を得ることができる。
【００１７】
コアは、好ましくは、Ｍｎ系フェライト磁性材料によって構成することができる。この場合は、Ｍｎ系フェライト磁性材料の持つ高透磁率特性を利用して、高いＬ値及びＱ値を確保できる。
【００１８】
コアはＮｉ系フェライト磁性材料によって構成することもできる。この場合には、Ｎｉ系フェライト磁性材料の持つ優れた高周波特性を有効に利用することができる。更に、高抵抗あるいは低価格という観点からは、Ｍｇ系フェライト磁性体も有効である。
【００１９】
コアは、一枚の板状体でもよく、複数の分割片で構成されていてもよい。後者の場合、分割片は、それぞれ、被覆膜によって被覆され、一体化されている。この構造の利点は、特に、コアをフェライト磁性材料によって構成した場合に表れる。割れやすいフェライト磁性体を、予め細片化することにより、製造時や使用時の割れを回避し、割れに起因する特性変化を防止できるからである。
【００２０】
また、細片化することにより、任意形状に設計できる利点も得られる。この利点は、フェライト磁性体に限らず、他の磁性体を選択した場合も得ることができる。
【００２１】
前記被覆膜は、一般には、樹脂であるが、磁性粉および樹脂を含む複合材料であってもよい。磁性粉としては、各種の磁性材料を選択使用しえるが、その中でも、高いＬ値、及び、Ｑ値を確保できるという観点から、Ｍｎ系フェライト磁性体が好ましい。高周波特性を改善するという観点からＮｉ系フェライト磁性体も有効である。更に、高抵抗あるいは低価格という観点からは、Ｍｇ系フェライト磁性体も有効である。これらのフェライト磁性体は，単独で用いてもよいし、併用してもよい。あるいは、第３成分として、他の磁性粉を含んでいてもよい。
【００２２】
被覆膜の膜厚は、コアの形状、厚み及び平面積などに応じて選択される。実際には、膜厚が０．１〜３０ｍｍの範囲にあれば十分である。
【００２３】
本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は本発明に係るアンテナ用基板の１実施形態における一部を示す斜視図、図２は図１に示したアンテナ用基板の一部を示す断面図である。図示されたアンテナ用基板（以下、基板という）は、コア１と、被覆膜２とを含む。図示のコア１は、平板状である。コア１の材料は、特に限定されるものではないが、好ましくは、Ｍｎ系フェライト磁性材料によって構成することができる。この場合は、Ｍｎ系フェライト磁性材料の持つ高透磁率特性を利用して、高いＬ値及びＱ値を確保できる。
【００２５】
コア１は、Ｎｉ系フェライト磁性材料によって構成することもできる。この場合には、Ｎｉ系フェライト磁性材料の持つ優れた高周波特性を有効に利用することができる。
【００２６】
更に、コア１は、Ｍｇ系フェライト磁性体によって構成することもできる。この場合は、高抵抗あるいは低価格というメリットを得ることができる。
【００２７】
被覆膜２は、樹脂材料でなり、コア１を被覆している。被覆膜２を構成する樹脂材料としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が適している。被覆膜２は、磁性粉および樹脂を含む複合材料であってもよい。磁性粉としては、各種の磁性材料を選択使用し得る。その中でも、高いＬ値、及び、Ｑ値を確保できるという観点から、Ｍｎ系フェライト磁性体が好ましい。高周波特性を改善するという観点からＮｉ系フェライト磁性体も有効である。これらのフェライト磁性体は，単独で用いてもよいし、併用してもよい。あるいは、第３成分として、他の磁性粉を含んでいてもよい。
【００２８】
被覆膜２の膜厚は、コア１の形状、厚み及び平面積などに応じて選択される。実際には、膜厚が０．１〜３０ｍｍの範囲にあれば十分である。好ましくは、０．５〜１０ｍｍの範囲、更に好ましくは、０．５〜５ｍｍの範囲である。但し、コア１の体積が大きくなった場合は、３０ｍｍを超えてもよいし、コア１の体積が小さくなった場合は、０．１ｍｍよりも薄くなってもよい。
【００２９】
コア１は、一枚の板状体でもよいが、複数の分割片で構成されていてもよい。その一例を図３及び図４に示す。図３は本発明に係るアンテナ用基板の別の実施形態を示す斜視図、図４は図３に示したアンテナ用基板の一部を示す断面図である。図において、コアは、複数の分割片１１〜１５によって構成されている。分割片１１〜１５のそれぞれは、同一平面上に配置され、全体が被覆膜２によって被覆され、一体化される。この構造の利点は、特に、コア１をフェライト磁性材料によって構成した場合に表れる。割れやすいフェライト磁性体を、予め細片化することにより、製造時又は使用時の割れを回避し、割れに起因する特性変化を防止できるからである。
【００３０】
また、細片化することにより、形状を任意に設計できることも可能になる。この利点は、フェライト磁性体に限らず、他の磁性体を選択した場合も得ることができる。
【００３１】
図５は本発明に係る基板を用いたアンテナの一部を示す斜視図、図６は図５に示したアンテナの一部を示す断面図である。このアンテナは、例えば、車載用アンテナまたはRFIDなどに用いられる。本発明に係る基板３は、アンテナ導体４とともに、アンテナを構成する。基板３の形状は、任意であり、図示は単なる例示に過ぎない。
【００３２】
アンテナ導体４は、被覆膜２の上に備えられる。アンテナ導体４は、プリント配線として実現することができる。アンテナ導体４は、図示実施形態では、基板３の一面に形成されているが、基板３の幅を小さくして、巻線タイプとして巻きつける構造であってもよい。また、そのパターンは、図示の蛇行パターンに限らず、渦巻き状などであってもよい。更に、アンテナは、それ自体に必要な大きさに限定してもよいし、平面積の大きな形状とし、アンテナ導体４とともに、送信回路又は受信回路の構成部品の一部又は大部分を実装した構成であってもよい。
【００３３】
ここで、被覆膜２は、樹脂を主成分とし、コア１を被覆しているから、コア１を、たとえば、Ｍｎ系フェライト磁性体で構成した場合でも、コア１が振動あるいは衝撃で、破損し、その欠片が飛散するのを、樹脂を主成分とする被覆膜２によって防止し得る。
【００３４】
しかも、コア１を、樹脂を主成分とする被覆膜２によって被覆することにより、インダクタンス値（Ｌ値）及びＱ値に関して、周波数特性の優れたアンテナを得ることできる。この点については、後で、データを参照して詳しく説明する。
【００３５】
また、コア１を、樹脂を主成分とする被覆膜２によって被覆することにより、L値のピークを高周波側に移行させ、高周波特性を改善したアンテナを得ることができる。
【００３６】
更に、コア１を、樹脂を主成分とする被覆膜２によって被覆することにより、仮に、コア１を導電性のある材料で構成した場合でも、被覆膜２の上にアンテナ導体４を形成し、薄型化された車載用アンテナまたはRFID（radio frequency ID）を得ることができる。
【００３７】
特に、コア１を平板状とすることにより、薄く、携帯に適した車載用アンテナまたはRFID（radio frequency ID）を構成することができる。
【００３８】
次に、実験データによって、本発明の効果を説明する。
１．落下試験
コア１の６面全体に被覆膜２を有するアンテナであって、被覆膜２の厚みを、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍとした３つのサンプル１〜３と、コアとしてフェライト単体を用い、被覆膜を持たないサンプル４と、コアとしてフェライト粉末及び樹脂の複合材料を用い、被覆膜を付与しないサンプル５とを準備した。上記各サンプルの具体的条件は次のとおりである。
【００３９】
サンプル１
コア１
Ｍｎ系フェライト
寸法；４０×６×３(ｍｍ)
被覆膜
被覆厚み；６面とも１ｍｍ
樹脂:エポキシ系樹脂
【００４０】
サンプル２
コア
Ｍｎ系フェライト
寸法；４０×６×３(ｍｍ)
被覆膜
被覆厚み；６面とも１．５ｍｍ
樹脂:エポキシ系樹脂
【００４１】
サンプル３
コア
Ｍｎ系フェライト
寸法；４０×６×３(ｍｍ)
被覆膜２
被覆厚み；６面とも２ｍｍ
樹脂:エポキシ系樹脂
【００４２】
サンプル４
コア
Ｍｎ系フェライトコア単体
寸法；４０×６×３(ｍｍ)
【００４３】
サンプル５
コア
Ｍｎ系フェライト粉末とエポキシ樹脂との複合材料
寸法；４０×６×３(ｍｍ)
上記のサンプル１〜５のそれぞれを５個づつ用意し、高さ０．５ｍ、１ｍ、１．５ｍから、落下試験を行なった。表１に落下試験結果を示す。
【００４４】
【表１】
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表１を見ると、フェライト単体を用いたサンプル４（従来品）は、０．５ｍの高さからの落下試験でさえ、５個中３個に破損又は割れが発生した。複合材料を用いたサンプル５は５個中一個にも、破損や割れは発生しない。しかし、後に述べるように、Ｌ値やＱ値の劣化が見られる。
【００４５】
これに対して、本発明の実施形態の範疇に入るサンプル１〜３は、０．５ｍの高さからの落下試験であれば、破損又は割れは発生せず、フェライト単体を用いたサンプル４との対比では、著しい改善効果が見られる。
【００４６】
サンプル１〜３は、落下試験の高さが高くなるにつれて、破損や割れが発生する確率が高くなるが、被覆膜の厚みを２ｍｍにしたサンプル３では、破損や割れは発生していないことから、被覆膜の厚みを増大させることによって、破損、割れの確率を低下させることができることが分かる。
【００４７】
勿論、コアの重量によっても、破損、割れの確率は変化するが、上記落下試験の結果は、それに追従して、被覆膜の膜厚を変化させることにより、破損、割れを回避できることを示している。
【００４８】
２．Ｌ値及びＱ値の測定試験
（１）Ｑ値の測定試験
コアの６面全体に被覆膜を有するアンテナのサンプル６（実施形態）と、コアの５面に被覆膜を有するサンプル７（実施形態）と、コアとしてフェライト単体を用い、被覆膜を持たないサンプル８（比較例）とを準備した。上記各サンプルの具体的条件は次のとおりである。
【００４９】
サンプル６
コア
Ｍｎ系フェライト
寸法；６２×１０×５(ｍｍ)
被覆膜
被覆厚み；６面とも１ｍｍ
樹脂:エポキシ系樹脂
アンテナ導体
巻数；２０（ターン）
【００５０】
サンプル７
コア
Ｍｎ系フェライト
寸法；６２×１０×５(ｍｍ)
被覆膜
被覆厚み
被覆していない主面に対向する面の被覆厚みを２mmとし、他の面は１mmとした。
樹脂:エポキシ系樹脂
アンテナ導体
巻数；２０（ターン）
【００５１】
サンプル８
コア
Ｍｎ系フェライトコア単体
寸法；６２×１０×５(ｍｍ)
アンテナ導体
巻数；２０（ターン）
上記サンプル６〜８について、Ｑ値を測定した。測定条件は次のとおりである。
測定器；ＬＣＲメータ  ４２８５Ａ
電流値:１.０ｍＡ
測定周波数:７５（ｋＨｚ）〜３０（ＭＨｚ）
（図７では１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの範囲を表示）
【００５２】
図７に測定データを示す。図７において、横軸に周波数（ＭＨｚ）をとり、縦軸にＱ値をとってある。曲線Ｑ１１はサンプル６の特性、曲線Ｑ１２はサンプル７の特性、曲線Ｑ１３はサンプル８の特性である。
【００５３】
図７を参照すると、本発明に係る実施形態に相当するサンプル６，７は、６（ＭＨｚ）〜１５（ＭＨｚ）の広い周波数領域において、従来品に相当するサンプル８よりも、高いＱ値を示している。
【００５４】
（２）Ｌ値及びＱ値の測定試験
本発明に係るアンテナのサンプルであって、コアの６面全体に有機被覆膜を有するサンプル９と、コアとしてフェライト粉末及び樹脂の複合材料を用いたサンプル１０と、コアとしてフェライト単体を用い、被覆膜を持たないサンプル１１とを準備した。上記各サンプルの具体的条件は次のとおりである。
【００５５】
サンプル９
コア
Ｍｎ系フェライト
寸法；１００×１６×４．８(ｍｍ)
被覆膜
Ｍｎ系フェライト粉末とＰＰＳ樹脂及びカップリング材との複合材料
Ｍｎ系フェライト粉末の粒径；１５μｍ
被覆厚み；６面とも２ｍｍ
アンテナ導体
巻数:３０（ターン）
【００５６】
サンプル１０
コア
Ｍｎ系フェライト粉末とＰＰＳ樹脂及びカップリング材との複合材料
Ｍｎ系フェライト粉末の粒径；１５μｍ
寸法；１００×１６×４．８(ｍｍ)
アンテナ導体
巻数:３０（ターン）
【００５７】
サンプル１１
コア
Ｍｎ系フェライトコア単体
寸法；１００×１６×４．８(ｍｍ)
アンテナ導体
巻数:３０（ターン）
上記サンプル９〜１１について、Ｌ値及びＱ値を測定した。測定条件は次のとおりである。
測定器；ＬＣＲメータ  ４２８５Ａ
電流値:１.０ｍＡ
測定周波数:７５（ｋＨｚ）〜３０（ＭＨｚ）
（図８及び図９では１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの範囲を表示）
【００５８】
図８は測定によって得られた上記サンプル９〜１１のＬ値測定結果を示し、図９は同じくＱ値測定結果を示している。図８において、曲線Ｌ１１がサンプル９の特性、曲線Ｌ１２がサンプル１０の特性、曲線Ｌ１３がサンプル１１の特性をそれぞれ示している。また、図９において、曲線Ｑ２１がサンプル９の特性、曲線Ｑ２２がサンプル１０の特性を示し、曲線Ｑ２３がサンプル１１の特性をそれぞれ示している。
【００５９】
まず、図８を参照すると、コアの構成材料として、複合材料を用いた従来品のサンプル１０では、全周波数において、Ｌ値が極めて低くなる。また、フェライト単体を用いた従来品のサンプル１１も、２０（ＭＨｚ）付近で、Ｌ値が急激に低下する。これに対して、本発明に係る実施形態であるサンプル９の場合、２０（ＭＨｚ）〜３０（ＭＨｚ）の範囲の高周波領域まで、高いＬ値が得られ、高周波側における特性が改善されていることが分かる。
【００６０】
次に、図９を参照すると、従来品であるサンプル１０では、全周波数において、Ｑ値が低くなっている。また、フェライト単体を用いた従来品のサンプル１１も、７（ＭＨｚ）を越えるとＱ値が低下し始める。これに対して、本発明の実施形態であるサンプル９の場合、１５（ＭＨｚ）までの全周波数領域において、サンプル１０、１１よりも、著しく高いＱ値が得られている。
【００６１】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係るアンテナ用基板の一実施形態における一部を示す斜視図である。
【図２】図１に示したアンテナ用基板の一部を示す断面図である。
【図３】本発明に係るアンテナ用基板の別の実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３に示したアンテナ用基板の一部を示す断面図である。
【図５】本発明に係る基板を用いたアンテナの一実施形態における一部を示す斜視図である。
【図６】図５に示したアンテナの一部を示す断面図である。
【図７】Ｑ値測定データを示す図である。
【図８】サンプル９〜１１のＬ値測定結果を示す図である。
【図９】サンプル９〜１１のＱ値測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１                コア
２                被覆膜
３                アンテナ導体
【図１】
2005295122.tif 000004
【図２】
2005295122.tif 000005
【図３】
2005295122.tif 000006
【図４】
2005295122.tif 000007
【図５】
2005295122.tif 000008
【図６】
2005295122.tif 000009
【図７】
2005295122.tif 000010
【図８】
2005295122.tif 000011
【図９】
2005295122.tif 000012