(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体チップに埋め込んで、または誘電体チップの表面に積層して設けられる金属板製のアンテナ導体と、このアンテナ導体の互いに異なる部位からそれぞれ導出されて前記誘電体チップから突出して選択的に用いられる複数の端子とを具備し、前記複数の端子は、前記アンテナ導体に対する給電端子であることを特徴とするチップアンテナ。
【請求項２】
誘電体チップに埋め込んで、または誘電体チップの表面に積層して設けられる金属板製のアンテナ導体と、このアンテナ導体の互いに異なる部位からそれぞれ導出されて前記誘電体チップから突出して選択的に用いられる複数の端子とを具備したチップアンテナの特性を調整する方法であって、このチップアンテナにおける前記複数の端子の中から、所望とする特性となるように使用端子を選択することを特徴とするチップアンテナの特性調整方法。
【請求項３】
前記複数の端子の内、選択された前記使用端子以外の少なくとも一つの不要端子を切断することを特徴とする請求項２記載のチップアンテナの特性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顧客仕様に応じてその共振周波数を適応的に設定可能なチップアンテナとその特性調整方法に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
近時、各種情報通信機器に内蔵するアンテナとして、平板状の導体またはミアンダ状に蛇行した導体からなるアンテナ導体を、誘電体チップに埋め込んだ、または誘電体チップの表面に積層したチップアンテナが注目されている。この種のチップアンテナは、例えば高さ２ｍｍ、幅４ｍｍ、長さ１０ｍｍ程度の外形寸法を有するものとして実現され、印刷配線回路基板等に実装して使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところでチップアンテナは、携帯電話機等の無線装置に実装したとき、所定の共振周波数を持つことが必要なので、実装する装置毎に要求されるアンテナ仕様が異なる。特にその共振周波数は客先での用途に合わせてチューニングされる。しかしながら客先の様々な要求に応じてアンテナ導体のパターンを設計し直すには多大な経費が掛かることが否めない。またアンテナ導体をトリミングすることでその共振周波数を調整することも提唱されているが、トリミング装置が高価な上、その調整（トリミング）に手間が掛かると言う問題がある。
【０００４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、共通のモデルから、客先毎に要求される種々のアンテナ仕様に応じてチューニングされた特性を持つ複数種類のチップアンテナを容易に実現することのできるチップアンテナを提供することにある。
また本発明は、共通モデルのチップアンテナから、客先毎に要求される種々のアンテナ仕様に応じてそのアンテナ特性を簡易にチューニングすることのできるチップアンテナの特性調整方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係るチップアンテナは、例えばミアンダ状に予めパターニングした金属板からなり、誘電体チップに埋め込んで、または誘電体チップの表面に積層して設けられるアンテナ導体と、このアンテナ導体の互いに異なる部位からそれぞれ導出されて前記誘電体チップから突出して選択的に用いられる複数の端子とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
そして上記複数の端子中の、所望とする共振周波数を設定し得る端子だけを使用することで、チップアンテナの共振周波数を選択的に設定することを特徴としている。この際、前記複数の端子中の選択的に用いられる端子を、前記誘電体チップからの突出長を調整して切断することで、その共振周波数を微調整するようにしても良い。
【０００７】
また本発明に係るチップアンテナの特性調整方法は、誘電体チップに埋め込んで、または誘電体チップの表面に積層して設けられる金属板製のアンテナ導体から導出された端子とを具備したチップアンテナの特性を調整する方法であって、このチップアンテナにおける前記端子の、前記誘電体チップからの突出長を所望となる特性となるように調整して切断することを特徴としている。
【０００８】
即ち、金属板製のアンテナ導体を誘電体チップに埋め込んで、または誘電体チップの表面に積層して設け、このアンテナ導体から導出された端子の誘電体チップからの突出長を調整して切断することで、その共振周波数を調整することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［実施形態１］
図１は第１の実施形態に係るチップアンテナの概略構成を示す斜視図で、１は平板状の導体板（金属板）からなるアンテナ導体で、所定の大きさの誘電体チップ２に埋め込んで設けられる。また３（３ａ,３ｂ,３ｃ）は上記アンテナ導体１の一端側の互いに異なる部位からそれぞれ導出されて前記誘電体チップ２の端面から突出させて設けた複数（例えば３つ）の給電端子である。これらの給電端子３（３ａ,３ｂ,３ｃ）はチップアンテナに対して要求されたアンテナ仕様、特に設定すべき共振周波数に応じて選択的に使用される。尚、使用しない給電端子３を切り落とすようにしても良い。
【００１０】
ちなみに上記アンテナ導体１は、例えば図２に示すように導体板を打ち抜きやエッチング等によってパターニングしたもので、数ターンに亘る折り返し部を経て所定のピッチで平行に線路を設けたミアンダ状に蛇行する導体パターン形状をなす。そして前記各給電端子３ａ,３ｂ,３ｃは、上記アンテナ導体１における一端側の１番目、２番目、および３番目の各折り返し部Ａ1,Ａ2,Ａ3からそれぞれ平行に導出され、該アンテナ導体１の他端側Ｂからの距離（線路長）が異なったものとして構成されている。
【００１１】
尚、図２において二点鎖線４は、前記誘電体チップ２による前記アンテナ導体１の埋め込み領域を示している。また図２においては、前記給電端子３ａ,３ｂ,３ｃをそれぞれ延長させたブリッジ部５ａ,５ｂ,５ｃと、前記アンテナ導体１の他端側から延長させたブリッジ部５ｄとを介して前記アンテナ導体１を外枠フレーム６に支持した様子を示している。この外枠フレーム６は、誘電体チップ２によるアンテナ導体１の埋め込み時に、誘電体の射出成型用金型に対してアンテナ導体１をずれなく位置決めする為のものである。また前記各ブリッジ部５ａ,５ｂ,〜５ｄは誘電体チップ２にてアンテナ導体１を埋め込んだ後に切断される。これらのブリッジ部５ａ,５ｂ,〜５ｄの切断により、前記誘電体チップ２に埋め込まれたアンテナ導体１が前記外枠フレーム６から切り離される。
【００１２】
特に前記給電端子３ａ,３ｂ,３ｃからそれぞれ延長するブリッジ部５ａ,５ｂ,５ｃは、例えば選択的に使用される給電端子を除いて前記誘電体チップ２の端部に沿って切断され、上記選択的に使用される給電端子から延長するブリッジ部だけが、その給電端子を前記誘電体チップ２の端部から所定長突出させて切断される。またアンテナ導体１の他端側から延長させて設けたブリッジ部５ｄについては、例えば前記誘電体チップ２の端部に沿って切断される。
【００１３】
ちなみに選択的に使用される給電端子３（３ａ,３ｂ,３ｃ）は、チップアンテナに対して要求されるチューニング状態に応じて（設定すべき共振周波数に応じて）選択されるもので、前記アンテナ導体１に対する給電点Ａ1,Ａ2,Ａ3を前述した各折り返し部の中のどこにかを決定する役割を担う。このような給電端子３ａ,３ｂ,３ｃの選択、ひいてはアンテナ導体１に対する給電点Ａ1,Ａ2,Ａ3の選択設定によりアンテナ導体１の実効アンテナ長が決定され、これによってその共振周波数が選択的に設定される。例えば前述した給電端子３ａは中心周波数２.１９２ＧＨz、給電端子３ｂは中心周波数２.３１８ＧＨz、そして給電端子３ｃは中心周波数２.３３０ＧＨz用としてそれぞれ設定される。
【００１４】
かくして上述したように不要な給電端子を切り落として使用される複数の給電端子３（３ａ,３ｂ,３ｃ）を備えて構成されるチップアンテナによれば、アンテナ導体１を誘電体チップ２に埋め込んで共通モデルのチップアンテナを形成した後、客先（顧客）等から要求されたアンテナ仕様、特にその共振周波数に応じて複数の給電端子３（３ａ,３ｂ,３ｃ）中の不要なものを切り落とし、必要とする給電端子３だけを残すことにより、その共振周波数を簡易にチューニングして客先に供給することができる。しかも誘電体チップ２に埋め込まれるアンテナ導体１のパターンを変更したり、アンテナ導体１をトリミングしてその共振周波数を調整することなく、単に複数の給電端子３（３ａ,３ｂ,３ｃ）中の不要なものを切り落とすことだけで客先等から要求されたアンテナ仕様（共振周波数）のチップアンテナを実現することができる。従ってその製造コストを安価に抑え、複数種のチューニング要求に適応的に対応することの可能なチップアンテナを提供することができる。
【００１５】
尚、上述した実施形態においては複数の給電端子３ａ,３ｂ,３ｃの内、アンテナ仕様に応じて選択したもの以外については、誤って使用することがないように切り落とすものとした。しかしながら複数の給電端子３ａ,３ｂ,３ｃを誤って使用する虞がないような場合には、上述した不要端子の切り落としを省略し、使用しない余剰端子として残しておくことも可能である。
【００１６】
［実施形態２］
図３は、第２の実施形態におけるチップアンテナにて用いられるアンテナ導体１の導体パターンの別の例を示している。このチップアンテナにおいては、ミアンダ状に折り曲げたアンテナ導体１の一端側の２カ所に給電端子３（３ａ,３ｂ）を設け、更に上記一端側から延長した部分に３つの短絡用端子８（８ａ,８ｂ,８ｃ）を設けた構造を有する。これらの短絡用端子８（８ａ,８ｂ,８ｃ）は、その延長方向に所定の間隔を隔てて設けられている。また前記アンテナ導体１の他端側には、固定用端子９が設けられている。その他の構成は前述した第１の実施形態と同様なので、その説明を省略する。
【００１７】
このような構造のチップアンテナによれば、給電端子３（３ａ,３ｂ）の一方を選択的に用いて給電し、短絡用端子８（８ａ,８ｂ,８ｃ）の中のアンテナ仕様に応じて選択した１つをその実装基板における地板に対して電気的に接続することで、そのアンテナ特性のチューニングが行われる。従って給電端子３（３ａ,３ｂ）の選択と、短絡用端子８（８ａ,８ｂ,８ｃ）の選択とにより該チップアンテナのアンテナ特性（共振周波数）を容易に微調整（チューニング）することができる。
【００１８】
［実施形態３］
図４は、チップアンテナの特性調整方法の実施形態を説明するためのものである。このチップアンテナは、概略的には誘電体チップ２に埋め込まれたアンテナ導体１と、このアンテナ導体１の一端側に連接された給電端子３と、上記アンテナ導体１の他端側に連接された開放側端子７とを有する。尚、アンテナ導体１、給電端子３および開放側端子７は、１枚の金属導体板により形成されている。
【００１９】
ちなみにこのチップアンテナは次のようにして製造される。即ち、先ず金属板を打ち抜いて図５に示す導体パターンを製造する。この導体パターンは、外枠フレーム６に前記アンテナ導体１と給電端子３と開放側端子７とを、それぞれブリッジ部５ｅ,５ｆを介して連接した構造をなす。またこの導体パターンにおいては給電端子３とブリッジ部５ｅとが同じ幅に形成されており、その長さは後述するチューニング工程を考慮して十分に余裕のある長さとして設定されている。また上記開放側端子４とブリッジ部５ｆも同じ幅に形成されており、その長さも十分に長く設定されている。
【００２０】
しかる後、上記導体パターンを金型にセットし、誘電体を射出成形して該アンテナ導体１を誘電体チップ２内に埋め込む。しかる後、導体パターンの給電端子３からそのブリッジ５ｅに亘る部分、および開放側端子７からそのブリッジ部分５ｆに亘る部分をそれぞれ切断し、アンテナ導体１に連なる部分を給電端子３および開放側端子７とする。
【００２１】
この切断工程において、ここで製造するチップアンテナが客先等（顧客）が要望するチューニング状態となるように、その給電端子３側の切断位置Ｃ１,Ｃ２,…を、また開放側端子７側の切断位置Ｄ１,Ｄ２,…をそれぞれ選択する。即ち、給電端子３および開放側端子７の長さ、ひいてはこれらの端子３,７の誘電体チップ２からの突出長をそれぞれ調整する。
【００２２】
このようにして実行されるチップアンテナの製造方法によれば、金属板から形成された導体パターンを切断する際、給電端子３および開放側端子７の長さをそれぞれ調整することでそのチューニングを行うことができるので、１つの共通したチップアンテナとしてのモデルを作っておけば、後は顧客仕様に応じて上記給電端子３および開放側端子７の切断位置を変えるだけで、該顧客仕様に応じてチューニングされた特性のチップアンテナを簡易に製作することができる。
【００２３】
また前述した構造であればアンテナ導体１および端子３,７が金属板からなり、誘電体チップ２からの突出部分が強度的に安定で形状変形し難いので、一旦、その突出長を調整して共振周波数を設定すれば、そのアンテナ特性（共振周波数）を安定に維持することができる。従ってチップアンテナに不本意な外力を加えない限り、該チップアンテナを長期にわたって安定に使用することが可能となる等の利点がある。
【００２４】
尚、この例では給電端子３と開放側端子７の２つを特性調整に用いたが、その一方だけを特性調整に用いるようにしても良い。また開放側端子７については、該チップアンテナを実装基板に固定する為の固定用端子として用いることも可能である。また開放側端子７を全く設けない構造としても良い。更には特性調整のための切断工程については、導体パターンからのアンテナ導体１の切り出しを行った後、別工程として実施することも勿論可能である。
【００２５】
ところで上述したチップアンテナの実施形態のように１つの給電端子３を残して、他の給電端子３を切り落としたチップアンテナを印刷配線回路基板に実装するに際しては、その実装状態に応じて上記給電端子３の先端側を適宜切り落として前記誘電体チップ２からの突出長を調整し、これによって共振周波数を微調整するようにしても良い。この場合には予め給電端子３を長めに残しておき、その先端部を切断することで該給電端子３の突出長を徐々に短くしながら、その共振周波数を調整するようにすれば良い。またこのような給電端子３の長さ調整に代えて、例えば前述したアンテナ導体１の他端側からブリッジ部５ｄとして延ばした導体部分を調整端子として残しておき、この調整端子の長さを調整してその共振周波数を微調整することも有用である。
【００２６】
更には印刷配線回路基板１０に実装したアンテナチップにおける端子３,７を、例えば図６に示すように「Ｚ」字状等に曲げて印刷配線回路基板１０の導体部に接続するようにし、このときの曲げ形状を調整することで該端子３,７の誘電体チップ２からの突出長を短く収めることも可能である。このようにして給電端子３等の誘電体チップ２からの突出長を処理すれば、アンテナチップの印刷配線回路基板１０への実装状態をよりコンパクトにできる。
【００２７】
［その他］
ところで前述したように複数の給電端子３の不要なものを切り落としたり、更には調整用端子の誘電体チップ２からの突出長を調整してその共振周波数を選択的に設定するに際しては、例えば図７に示すような切断機を用いるようにすれば良い。
【００２８】
この切断機は、モールド装置を用いて誘電体チップ２にてアンテナ導体１を埋め込んだ後、前述したブリッジ部５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄをそれぞれ切断して外枠フレーム６からチップアンテナを切り離す際に用いられるもので、例えば基台をなす下型２１と、この下型２１に対向して上下動可能に設けられてプレス機により上方から押圧力が加えられる上型２２とからなる。このような下型２１と上型２２に、切断すべき給電端子３または長さ調整される給電端子３や開放側端子７に応じて、予めその切断部（カッタ位置）が設定された上下一対の替え駒２３,２４をそれぞれ装着する。そしてこれらの替え駒２３,２４間に前述した外枠フレーム６により指示されたアンテナチップを挟み込み、前記切断機を作動させることで前記ブリッジ部５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄを一括して切断するようにすれば良い。
【００２９】
ちなみに上記一対の替え駒２３,２４は、予め複数種のアンテナ仕様にそれぞれ応じたものとして複数種類に亘って準備されるもので、指定されたアンテナ仕様に応じて選択的に前記下型２１と上型２２とに装着して用いられる。従ってアンテナ仕様に応じて一対の替え駒２３,２４を選択するだけで、前述したように不要な給電端子３を切り落とし、また端子３,７の長さを調整したアンテナチップ、つまり共振周波数を調整（チューニング）したアンテナチップを簡易に製作することができる。
【００３０】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えばアンテナ導体１としてはミアンダ状の蛇行線路を形成したものに限らず、平板状のマイクロストリップアンテナを形成したもの等であっても良い。また実施形態においては３つの給電端子３（３ａ,３ｂ,３ｃ）を備え、不要な２つの給電端子を切り落とすものとして説明したが、給電端子３を２つ或いは４つ以上設けておき、使用する１つの給電端子だけを残して他の給電端子を切り落とすようにしても良い。更には給電端子３ａ,３ｂ,３ｃの取り出し箇所についても、種々変形することが可能である。またアンテナ導体１を誘電体チップ２に埋め込んだ構造のチップアンテナのみならず、誘電体チップ２の表面にアンテナ導体１を積層した構造のチップアンテナにも同様に適用することができる。
【００３１】
また誘電体チップ２については、例えばＰＰＳ（ポリフェニレン・サルファイド）と、ＢaＯ-Ｎd2Ｏ3-ＴiＯ2系のセラミクスの粉末を混合したもの等を用いることができる。またその誘電率については、アンテナ仕様にもよるが、例えば[２０]程度のものを用いるようにすれば良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１つの共通モデルから種々のアンテナ仕様に適応的に対処したチップアンテナを、安価に製造することができ、またその特性を顧客等の要望に応じて容易にチューニングすることができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るチップアンテナの概略構成を示す斜視図。
【図２】図１に示すチップアンテナに用いられるアンテナ導体と、このアンテナ導体を支持した外枠フレームの構造を示す図。
【図３】チップアンテナに用いられるアンテナ導体の別の例を示す図。
【図４】チップアンテナの特性調整方法の実施形態を説明するための図。
【図５】チップアンテナの特性調整方法における端子の切断位置の調整例を示す図。
【図６】チップアンテナの印刷配線回路基板への実装例を示す図。
【図７】給電端子の選択的な切断、および給電端子の長さ調整に用いられる切断機の例を示す図。
【符号の説明】
１  アンテナ導体
２  誘電体チップ
３,３ａ,３ｂ,３ｃ  給電端子
４  誘電体チップによるアンテナ導体の埋め込み領域
５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ  ブリッジ部
６  外枠フレーム
７  開放側端子
８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄ  短絡用端子
１０  印刷配線回路基板
２１  下型
２２  上型
２３,２４  替え駒（カッタ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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