(57)【要約】【課題】誘電体共振アンテナにおいて、誘電体共振器を実装基板に十分な強度で正確な位置に固定する。【解決手段】基板側給電線１２ａおよび基板側給電線１２ａと離間した基板側ランド１２ｂを実装基板１２に形成し、基板側給電線１２ａと接合される共振器側給電線１１ａおよび基板側ランド１２ｂと接合される共振器側ランド１１ｂを誘電体共振器１１に形成し、共振器側給電線１１ａと基板側給電線１２ａの間および共振器側ランド１１ｂと基板側ランド１２ｂの間にろう付け用部材を塗布し、共振器側給電線１１ａが基板側給電線１２ａ上に、共振器側ランド１１ｂが基板側ランド１２ｂ上に位置するようにして実装基板１２に誘電体共振器１１を載置し、ろう付け用部材を溶融して基板側給電線１２ａと共振器側給電線１１ａおよび基板側ランド１２ｂと共振器側ランド１１ｂを接合する。【選択図】        図１
2005051319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状の誘電体と、
前記誘電体が搭載された実装基板と、
先端が少なくとも前記誘電体の実装領域まで延びて形成され、前記誘電体に給電される信号を伝送するとともに前記誘電体と前記実装基板とを固定する導電性薄膜からなる給電線と、
前記基板側給電線と離間して前記誘電体の実装領域を含んだ領域に形成され、前記誘電体と前記実装基板とを固定する導電性薄膜からなるランドと、
を有することを特徴とする誘電体共振アンテナ。
【請求項２】
前記給電線の先端は前記誘電体の実装領域外に突出していることを特徴とする請求項１記載の誘電体共振アンテナ。
【請求項３】
導電性薄膜からなる基板側給電線および導電性薄膜からなり前記基板側給電線と離間した基板側ランドを実装基板の実装面に形成し、
前記基板側給電線と接合される導電性薄膜の共振器側給電線および前記基板側ランドと接合される導電性薄膜の共振器側ランドを誘電体の実装面に形成し、
前記共振器側給電線および前記基板側給電線の少なくとも何れか一方と前記共振器側ランドおよび前記基板側ランドの少なくとも何れか一方にろう付け用部材を塗布し、
前記共振器側給電線が前記基板側給電線上に、前記共振器側ランドが前記基板側ランド上にそれぞれ位置するようにして前記実装基板に前記誘電体を載置し、
前記ろう付け用部材を溶融して基板側給電線と前記共振器側給電線および前記基板側ランドと前記共振器側ランドを接合することを特徴とする誘電体共振アンテナの製造方法。
【請求項４】
前記共振器側給電線および前記共振器側ランドは、金属ペーストをスクリーン印刷により塗布して焼成することにより形成することを特徴とする請求項３記載の誘電体共振アンテナの製造方法。
【請求項５】
前記ろう付け用部材ははんだペーストであることを特徴とする請求項３または４記載の誘電体共振アンテナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は誘電体共振アンテナおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
誘電体共振アンテナ（ＤＲＡ−Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ａｎｔｅｎｎａ）は、マイクロストリップアンテナに比べて導体損失が少なく、また広帯域化および小型化が容易であることから、無線ＬＡＮの基地局アンテナなどに用いられている。
【０００３】
このような誘電体共振アンテナについては、たとえば特開２０００−２０９０１９号公報、特開２０００−２０９０２０号公報、特開２００１−２９８３１８号公報などに記載がある。
【０００４】
ここで、これらの公報にも記載のように、誘電体共振アンテナは、誘電体共振器（誘電体）とこれが搭載された実装基板とから構成されており、誘電体共振器にはプローブピン、スロット、マイクロストリップ等により給電が行われている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２０９０１９号公報
【特許文献２】
特開２０００−２０９０２０号公報
【特許文献３】
特開２００１−２９８３１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
誘電体共振アンテナが所期の周波数特性を得るためには、誘電体共振器が実装基板の所定位置に十分な強度を持って固定されていなければならない。
【０００７】
しかしながら、前述した公報に記載の技術では、誘電体共振器の固定については何ら言及されていない。
【０００８】
そこで、本発明は、誘電体共振アンテナにおいて、誘電体を実装基板の所定位置に十分な強度で固定することのできる技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る誘電体共振アンテナは、所定形状の誘電体と、前記誘電体が搭載された実装基板と、先端が少なくとも前記誘電体の実装領域まで延びて形成され、前記誘電体に給電される信号を伝送するとともに前記誘電体と前記実装基板とを固定する導電性薄膜からなる給電線と、前記基板側給電線と離間して前記誘電体の実装領域を含んだ領域に形成され、前記誘電体と前記実装基板とを固定する導電性薄膜からなるランドと、を有することを特徴とする。
【００１０】
このような発明によれば、誘電体と実装基板とが、給電線に加えてランドでも接合して固定されているので、接合強度が向上して誘電体を実装基板の所定位置に十分な強度で固定することが可能になる。
【００１１】
本発明の好ましい形態において、前記給電線の先端は前記誘電体の実装領域外に突出している。
【００１２】
これにより、誘電体共振アンテナにおける一層の広帯域化を図ることが可能になる。
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る誘電体共振アンテナの製造方法は、導電性薄膜からなる基板側給電線および導電性薄膜からなり前記基板側給電線と離間した基板側ランドを実装基板の実装面に形成し、前記基板側給電線と接合される導電性薄膜の共振器側給電線および前記基板側ランドと接合される導電性薄膜の共振器側ランドを誘電体の実装面に形成し、前記共振器側給電線および前記基板側給電線の少なくとも何れか一方と前記共振器側ランドおよび前記基板側ランドの少なくとも何れか一方にろう付け用部材を塗布し、前記共振器側給電線が前記基板側給電線上に、前記共振器側ランドが前記基板側ランド上にそれぞれ位置するようにして前記実装基板に前記誘電体を載置し、前記ろう付け用部材を溶融して基板側給電線と前記共振器側給電線および前記基板側ランドと前記共振器側ランドを接合することを特徴とする。
【００１４】
このような発明によれば、溶融したろう付け部材は共振器側給電線、基板側給電線、共振器側ランドおよび基板側ランドにのみ広がることにより誘電体が実装基板上で正確に位置決めされるので、誘電体を実装基板に十分な強度で、且つ正確な位置に固定することが可能になる。
【００１５】
本発明の好ましい形態において、前記共振器側給電線および前記共振器側ランドは、金属ペーストをスクリーン印刷により塗布して焼成することにより形成する。
【００１６】
これにより、誘電体を実装基板に十分な強度で、且つ正確な位置に固定することが可能になる。
【００１７】
本発明のさらに好ましい形態において、前記ろう付け用部材ははんだペーストである。
【００１８】
これにより、誘電体を実装基板に十分な強度で、且つ正確な位置に固定することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
【００２０】
図１は本発明の一実施の形態である誘電体共振アンテナを示す斜視図、図２は図１の誘電体共振アンテナにおける実装基板の実装面を示す説明図、図３は図１の誘電体共振アンテナにおける誘電体共振器を実装面から示す説明図、図４は図１の誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図、図５は本発明の他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図、図６は本発明のさらに他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図、図７は本発明のさらに他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図、図８は図５の誘電体共振アンテナの反射特性を示すグラフ、図９は図６の誘電体共振アンテナの反射特性を示すグラフ、図１０は図７の誘電体共振アンテナの反射特性を示すグラフ、図１１は本発明のさらに他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図、図１２は本発明のさらに他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図、図１３は本発明のさらに他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態の誘電体共振アンテナ１０は、直方体形状をしたたとえば（Ｍｇ・Ｃａ）ＴｉＯ２やＢａ２Ｔｉ９Ｏ２０などの誘電性材料からなる誘電体共振器（誘電体）１１と、この誘電体共振器１１が搭載された実装基板１２とを有している。
【００２２】
図２に示すように、実装基板１２の実装面には、誘電体共振器１１に給電される信号を伝送してこれを励振する導電性薄膜からなる基板側給電線（給電線）１２ａが誘電体共振器１１の実装領域まで延びて形成されている（図４参照）。そして、基板側給電線１２ａと離間した誘電体共振器１１の実装領域には、導電性薄膜からなる基板側ランド（ランド）１２ｂが形成されている。また、実装面と反対側の面には接地電極１２ｃが形成されている（図１）。
【００２３】
一方、誘電体共振器１１の実装面には、図３に示すように、基板側給電線１２ａに対応した導電性薄膜からなる共振器側給電線（給電線）１１ａ、および基板側ランド１２ｂに対応した同じく導電性薄膜からなる共振器側ランド（ランド）１１ｂが形成されている。
【００２４】
そして、後述するようにはんだを介して基板側給電線１２ａと共振器側給電線１１ａとが、基板側ランド１２ｂと共振器側ランド１１ｂとがそれぞれ接合されることにより、誘電体共振器１１と実装基板１２とが相互に固定される。このように、誘電体共振器１１と実装基板１２とが、基板側給電線１２ａと共振器側給電線１１ａとの接合に加えて、基板側ランド１２ｂと共振器側ランド１１ｂとの接合により固定されているので、両者間の接合強度が向上する。これにより、誘電体共振器１１を実装基板１２の所定位置に十分な強度で固定することが可能になる。
【００２５】
なお、誘電体共振器１１に用いられる誘電性材料は前述したもの以外を適用することができる。また、誘電体共振器１１の形状は直方体に限定されるものではなく、たとえば円柱形、楔形、球形など、種々の形状をとることができる。
【００２６】
ここで、以上の構成を有する誘電体共振アンテナの製造方法について説明する。
【００２７】
先ず、実装基板１２の実装面に、基板側給電線１２ａおよび基板側ランド１２ｂを形成する。また、誘電体共振器１１の実装面に、共振器側給電線１１ａおよび共振器側ランド１１ｂを形成する。次に、基板側給電線１２ａおよび基板側ランド１２ｂが、誘電体実装面の共振器側給電線１１ａおよび共振器側ランド１１ｂとそれぞれ同じ形状となるようにはんだレジスト層を形成する。なお、共振器側給電線１１ａ、共振器側ランド１１ｂ、基板側給電線１２ａおよび基板側ランド１２ｂは、銅や銀などの金属導体層をパターニングして形成される。具体的には、たとえば銀等の金属ペーストをスクリーン印刷して焼き付ける方法、金属パターン層をメッキで形成する方法、薄い金属膜をエッチングによりパターニングする方法などにより形成することができる。
【００２８】
次に、たとえばはんだペーストなどのろう付け用部材を、基板側給電線１２ａおよび基板側ランド１２ｂにスクリーン印刷により塗布する。なお、共振器側給電線１１ａおよび共振器側ランド１１ｂに塗布してもよく、共振器側給電線１１ａ、基板側給電線１２ａ、共振器側ランド１１ｂおよび基板側ランド１２ｂの全てに塗布してもよい。なお、ろう付け用部材には、塗布ができてリフローが可能な導体の部材であれば、はんだペースト以外を用いてもよい。
【００２９】
はんだペーストを塗布したならば、共振器側給電線１１ａが基板側給電線１２ａ上に、共振器側ランド１１ｂが基板側ランド１２ｂ上にそれぞれ位置するようにして実装基板１２に誘電体共振器１１を載置し、これらを加熱する。これにより、はんだペーストが溶融され、基板側給電線１２ａと共振器側給電線１１ａとが接合し、基板側ランド１２ｂと共振器側ランド１１ｂとが接合する。
【００３０】
このとき、溶融したはんだペーストは、接触角が小さくなる共振器側給電線１１ａ、基板側給電線１２ａ、共振器側ランド１１ｂおよび基板側ランド１２ｂには広がるが、接触角が大きくなるこれら導電性薄膜の形成されていない領域には広がらない。したがって、基板側給電線１２ａと共振器側給電線１１ａとが、また基板側ランド１２ｂと共振器側ランド１１ｂとが、それぞれ正確に相対するように誘電体共振器１１が実装基板１２上で位置決めされる。
【００３１】
最後に、このように位置決めされた後に常温下におくことではんだペーストが硬化し、誘電体共振器１１は実装基板１２に正確に位置決め固定される。これにより、誘電体共振器１１を実装基板１２に十分な強度で、且つ正確な位置に固定することが可能になる。よって、給電位置を正確にレイアウトすることが可能になり、所望のアンテナ特性を安定して得ることができる。
【００３２】
ここで、本発明者は、基板側給電線１２ａと誘電体共振器１１との位置関係について検討を行った。すなわち、基板側給電線１２ａと基板側ランド１２ｂとが形成された実装基板１２において、図５に示すように基板側給電線１２ａの先端に誘電体共振器１１を配置した場合、図６に示すように基板側給電線１２ａの先端が誘電体共振器１１の実装領域外に０．５ｍｍ突出するように誘電体共振器１１を配置した場合、および図７に示すように基板側給電線１２ａの先端が誘電体共振器１１の実装領域外に１．０ｍｍ突出するように誘電体共振器１１を配置した場合、の３つの場合について考察を行った。
【００３３】
図５の誘電体共振アンテナの反射特性を図８に、図６の誘電体共振アンテナの反射特性を図９に、図７の誘電体共振アンテナの反射特性を図１０に、それぞれ示す。
【００３４】
これらのグラフから分かるように、基板側給電線１２ａの先端が誘電体共振器１１の実装領域外に突出した場合（図９、図１０）の方が、突出していない場合（図８）よりも帯域が広くなり、良好な特性となっている。なお、図１０に示すように、基板側給電線１２ａの先端が誘電体共振器１１の実装領域外に１．０ｍｍ突出した誘電体共振アンテナでは特性上のボトムが２カ所できているが、図９に示すように、０．５ｍｍ突出した誘電体共振アンテナではボトムは１カ所のみで、より良好な特性となっている。
【００３５】
但し、誘電体共振器１１の寸法、基板側給電線１２ａの幅、基板側ランド１２ｂの面積などの要因によっても特性が変動すると考えられるので、突出寸法を０．５ｍｍとするのが最も望ましいとは一義的には言えない。しかし、前述のように、基板側給電線１２ａの先端が誘電体共振器１１の実装領域外に突出した場合の方がより広帯域化を図ることが可能になる。
【００３６】
さて、以上の説明においては、給電線１１ａ，１２ａは１本であるが、図１１に示すように分岐していてもよい。
【００３７】
また、以上の説明においては、基板側ランド１２ｂにおける給電線１１ａ，１２ａと面していない部分は誘電体共振器１１の縁部と同じか（図１、図４）これよりも広く（図５〜図７）なっているが、図１２に示すように、縁部よりも内側になっていてもよい。
【００３８】
さらに、図１３に示すように、接地電極１２ｃにコプレーナガイドを採用し、これを基板側給電線１２ａおよび基板側ランド１２ｂと同一平面上に形成してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００４０】
すなわち、誘電体と実装基板とが、給電線に加えてランドでも接合して固定されているので、接合強度が向上して誘電体を実装基板の所定位置に十分な強度で固定することが可能になる。
【００４１】
また、溶融したろう付け部材は共振器側給電線、基板側給電線、共振器側ランドおよび基板側ランドにのみ広がることにより誘電体が実装基板上で正確に位置決めされるので、誘電体を実装基板に十分な強度で、且つ正確な位置に固定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である誘電体共振アンテナを示す斜視図である。
【図２】図１の誘電体共振アンテナにおける実装基板の実装面を示す説明図である。
【図３】図１の誘電体共振アンテナにおける誘電体共振器を実装面から示す説明図である。
【図４】図１の誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図である。
【図８】図５の誘電体共振アンテナの反射特性を示すグラフである。
【図９】図６の誘電体共振アンテナの反射特性を示すグラフである。
【図１０】図７の誘電体共振アンテナの反射特性を示すグラフである。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施の形態である誘電体共振アンテナにおける実装基板と誘電体共振器との位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  誘電体共振アンテナ
１１  誘電体共振器（誘電体）
１１ａ  共振器側給電線（給電線）
１１ｂ  共振器側ランド（ランド）
１２  実装基板
１２ａ  基板側給電線（給電線）
１２ｂ  基板側ランド（ランド）
１２ｃ  接地電極
【図１】
2005051319.tif 000003
【図２】
2005051319.tif 000004
【図３】
2005051319.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005051319.tif 000010
【図９】
2005051319.tif 000011
【図１０】
2005051319.tif 000012
【図１１】
2005051319.tif 000013
【図１２】
2005051319.tif 000014
【図１３】
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