(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化を促進しても波長の長い電波に対応させることができて高利得化も容易なアンテナ一体型モジュールと、その製造方法を提供すること。【解決手段】回路基板１のパターン形成面１ａには電子部品群が実装されており、パターン形成面１ａの外周縁よりも内側の領域に立設された封止材３が電子部品群を封止していると共に、絶縁膜で被覆された金属線からなるアンテナ素子４が封止材３の外周面に巻装されている。封止材３はパターン形成面１ａ上の空間に充填して成形された絶縁性樹脂材料からなり、回路基板１の周縁部と封止材３の先端部に設けられた鍔部３ｂとがアンテナ素子４の抜け止め部として機能している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面が高周波回路のパターン形成面となっている回路基板と、前記パターン形成面に実装された電子部品群と、前記パターン形成面上の空間に充填して成形された絶縁性樹脂材料からなり前記電子部品群を封止する封止材と、絶縁膜で被覆された金属線からなり前記高周波回路と電気的に接続されたアンテナ素子とを備え、前記アンテナ素子が前記封止材の外周面に巻装されていることを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記パターン形成面の外周縁よりも内側の領域に前記封止材が立設されていることを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
【請求項３】
請求項２の記載において、前記封止材には前記回路基板側とは逆側の端部に径方向へ突出する鍔部が設けられていることを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記封止材の外周面の角部が面取りされた形状になっていることを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
【請求項５】
片面が高周波回路のパターン形成面となっている回路基板の該パターン形成面に電子部品群を実装した後、前記パターン形成面上の空間に絶縁性の溶融樹脂を充填して前記回路基板と平面視同一形状に成形することにより、前記パターン形成面上に立設されて前記電子部品群を封止する未加工封止材を形成し、次に、前記未加工封止材を先端部を除いて小径化するための切削加工を行った後、この小径化された部分の外周面に絶縁膜で被覆された金属線を巻回してアンテナ素子となしたことを特徴とするアンテナ一体型モジュールの製造方法。
【請求項６】
片面が高周波回路のパターン形成面となっている回路基板の該パターン形成面に電子部品群を実装した後、前記パターン形成面上の空間に絶縁性の溶融樹脂を充填して前記回路基板よりも平面視小径な形状に成形することにより、前記パターン形成面の外周縁よりも内側の領域に立設されて前記電子部品群を封止する封止材を形成し、次に、前記封止材の先端面に該封止材よりも大径な絶縁板を接合した後、前記封止材の外周面に絶縁膜で被覆された金属線を巻回してアンテナ素子となしたことを特徴とするアンテナ一体型モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信回路や受信回路等を含む高周波回路とアンテナ素子とがユニット化されている小型のアンテナ一体型モジュールと、その製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信機能を有する電子機器に内蔵可能な小型のアンテナ一体型モジュールが種々提案されている。この種のモジュールとしては、回路基板上に送信回路や受信回路等を含む高周波回路とチップアンテナやパターンアンテナ等のアンテナ素子とを並設し、このアンテナ素子の給電部に高周波回路の給電ラインを接続させるという構成のものが一般的である。しかしながら、回路基板上に高周波回路用のスペースとアンテナ素子用のスペースを別々に確保すると、モジュール全体が平面的に大きなものになりやすいため、小型化が容易でないという難点があり、また、モジュールの小型化を図るためにアンテナ素子自体の大きさが厳しく制約されるため、高利得化が困難であると共に波長の長い電波の送信や受信にも不向きであった。
【０００３】
そこで従来、回路基板上の高周波回路を覆う板金製のシールドケースを逆Ｆ型のアンテナ素子として動作させるように構成したアンテナ一体型モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来提案によれば、回路基板上に高周波回路用のスペースとアンテナ素子用のスペースを別々に確保する必要がなくなるため、モジュール全体の小型化が容易となり、また、アンテナ素子自体の大きさを過度に制約する必要がなくなるため、利得が高まると共に比較的波長の長い電波にも対応させやすくなる。
【特許文献１】特開２００５−５８６６号公報（第４−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述した従来提案によるアンテナ一体型モジュールを携帯用電子機器などに容易に組み込める程度まで小型化を推し進めた場合、逆Ｆ型のアンテナ素子がかなり小さくなるため、波長が例えば３０ｃｍ以上（共振周波数が１ＧＨｚ以下）の電波の送信や受信を行わせることは困難であり、利得も十分には確保しにくくなるという問題が発生する。
【０００５】
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、その第１の目的は、小型化を促進しても波長の長い電波に対応させることができて高利得化も容易なアンテナ一体型モジュールを提供することにある。また、本発明の第２の目的は、こうしたアンテナ一体型モジュールを容易に得られる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の第１の目的を達成するため、本発明のアンテナ一体型モジュールでは、片面が高周波回路のパターン形成面となっている回路基板と、前記パターン形成面に実装された電子部品群と、前記パターン形成面上の空間に充填して成形された絶縁性樹脂材料からなり前記電子部品群を封止する封止材と、絶縁膜で被覆された金属線からなり前記高周波回路と電気的に接続されたアンテナ素子とを備え、前記アンテナ素子が前記封止材の外周面に巻装されている構成にした。
【０００７】
このように電子部品群を封止する封止材の外周面に金属線を巻き付けてアンテナ素子となせば、モジュール全体の大きさを変えなくても該金属線の巻き数に応じて共振周波数や利得を任意に調整することが可能となる。それゆえ、このアンテナ一体型モジュールは小型化を促進しても、アンテナ素子である金属線の巻き数を増やすことによって波長の長い電波に対応させることができて高利得化も図れる。また、回路基板上の電子部品群が封止材に封止されているため、水滴等の異物の付着に起因する動作不良が回避できると共に、機械的強度が高まって信頼性が大幅に向上する。
【０００８】
上記の構成において、回路基板のパターン形成面の外周縁よりも内側の領域に封止材が立設されていると、回路基板の周縁部分を封止材の外周面に巻装されたアンテナ素子（金属線）の抜け止め部として機能させることができるため好ましい。しかも、この場合、回路基板の外形からはみ出さない（つまり回路基板よりも大径ではない）コイル状にアンテナ素子を巻装させることができるため、モジュール全体の小型化も図りやすくなる。また、この場合において、封止材に、回路基板側とは逆側の端部に径方向へ突出する鍔部が設けられていると、この鍔部もアンテナ素子の抜け止め部として機能するため、アンテナ素子は両端いずれの側にも抜け止め部が存することになって封止材から外れる虞がなくなる。
【０００９】
また、上記の構成において、封止材はアンテナ素子が巻回される外周面の角部が面取りされた形状になっていることが好ましく、こうすることでアンテナ素子の断線が予防できる。
【００１０】
また、上記の第２の目的を達成する一解決手段として、本発明によるアンテナ一体型モジュールの製造方法では、片面が高周波回路のパターン形成面となっている回路基板の該パターン形成面に電子部品群を実装した後、前記パターン形成面上の空間に絶縁性の溶融樹脂を充填して前記回路基板と平面視同一形状に成形することにより、前記パターン形成面上に立設されて前記電子部品群を封止する未加工封止材を形成し、次に、前記未加工封止材を先端部を除いて小径化するための切削加工を行った後、この小径化された部分の外周面に絶縁膜で被覆された金属線を巻回してアンテナ素子となすようにした。
【００１１】
このようにパターン形成面上に、回路基板と平面視同一形状で電子部品群を封止する未加工封止材を形成した後、その先端部を除いて未加工封止材の外周部を切削して小径化すれば、回路基板と該先端部とに挟まれた小径部分の外周面に所望の長さの金属線（アンテナ素子）を外れないように巻回することは容易である。それゆえ、小型化に有利で共振周波数や利得の選択自由度が広く信頼性も高いアンテナ一体型モジュールを安価に製造することが可能となる。
【００１２】
また、上記の第２の目的を達成する他の解決手段として、本発明によるアンテナ一体型モジュールの製造方法では、
片面が高周波回路のパターン形成面となっている回路基板の該パターン形成面に電子部品群を実装した後、前記パターン形成面上の空間に絶縁性の溶融樹脂を充填して前記回路基板よりも平面視小径な形状に成形することにより、前記パターン形成面の外周縁よりも内側の領域に立設されて前記電子部品群を封止する封止材を形成し、次に、前記封止材の先端面に該封止材よりも大径な絶縁板を接合した後、前記封止材の外周面に絶縁膜で被覆された金属線を巻回してアンテナ素子となすようにした。
【００１３】
このようにパターン形成面上に、回路基板よりも平面視小径な形状で電子部品群を封止する封止材を形成した後、その先端面に封止材よりも大径な絶縁板を接合（例えば接着）すれば、回路基板と絶縁板とに挟まれた相対的に小径な封止材の外周面に所望の長さの金属線（アンテナ素子）を外れないように巻回することは容易である。それゆえ、小型化に有利で共振周波数や利得の選択自由度が広く信頼性も高いアンテナ一体型モジュールを安価に製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のアンテナ一体型モジュールは、電子部品群を封止する封止材の外周面に金属線を巻き付けてアンテナ素子となしているため、モジュール全体の小型化を促進しても、アンテナ素子である金属線の巻き数を増やすことによって波長の長い電波に対応させることができて高利得化も図れる。また、回路基板上の電子部品群が封止材に封止されているため、水滴等の異物の付着に起因する動作不良が回避できると共に、機械的強度が高まって信頼性が大幅に向上する。
【００１５】
また、本発明によるアンテナ一体型モジュールの製造方法は、パターン形成面上に形成した未加工封止材の外周部を先端部を除いて切削して小径化した後、該小径部分の外周面に金属線を巻き付けてアンテナ素子となしたり、あるいは、パターン形成面上に形成した小径な封止材の先端面に大径な絶縁板を接合した後、該封止材の外周面に金属線を巻き付けてアンテナ素子となすというものなので、所望の長さの金属線（アンテナ素子）を抜け止め状態で巻回することは容易である。それゆえ、小型化に有利で共振周波数や利得の選択自由度が広く信頼性も高いアンテナ一体型モジュールを安価に製造することが可能となる。
【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実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの斜視図、図２は該モジュールの側面図、図３は該モジュールの断面図、図４は該モジュールの製造工程図である。
【００１７】
図１〜図３に示すアンテナ一体型モジュールは、回路基板１と電子部品２群と封止材３とアンテナ素子４とによって主に構成されている。回路基板１は片面（図示上面）が高周波回路のパターン形成面１ａとなっており、このパターン形成面１ａ上にチップコンデンサやチップインダクタ等の電子部品２群が実装されている。そして、パターン形成面１ａに形成されている図示せぬ配線パターンや接地パターンおよび電子部品２群によって、送信回路または受信回路または送受信回路を含む高周波回路が構成されている。封止材３はパターン形成面１ａ上の空間に充填して成形されたエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂材料からなり、電子部品２群は封止材３によって封止されている。この封止材３は先端部（図示上端部）を除いて外周面の角部（四隅）が面取りされた偏平な四角柱状に形成されており、この四角柱状部分３ａがパターン形成面１ａの外周縁よりも内側の領域に立設されている。また、封止材３の先端部には径方向へ突出する鍔部３ｂが形成されている。アンテナ素子４は絶縁膜で被覆された金属線（例えばエナメル線）からなり、このアンテナ素子４は封止材３の四角柱状部分３ａの外周面に巻装されている。アンテナ素子４の一端部は前記高周波回路の給電端子５と接続されており、アンテナ素子４の他端部は開放端となっている。
【００１８】
次に、上述したアンテナ一体型モジュールの製造方法を図４に基づいて説明する。まず、片面を高周波回路のパターン形成面１ａとなした回路基板１を準備し、このパターン形成面１ａに電子部品２群（図３参照）をリフロー半田等によって実装した後、パターン形成面１ａ上の空間に絶縁性の溶融樹脂（例えばエポキシ樹脂）を充填して回路基板１と平面視同一形状に成形することにより、図４（ａ）に示すように、パターン形成面１ａ上に立設されて電子部品２群を封止する未加工封止材６を得る。この未加工封止材６の外形は前記四角柱状部分３ａよりもひと回り大きい。次いで、この未加工封止材６を先端部を除いて小径化するために、図４（ｂ）に示すように、未加工封止材６の外周部の一部（切除部６ａ）を切削加工によって除去する。このとき、切除部６ａが除去されたことによって新たに露出する外周面の角部（四隅）は面取りしておく。こうして未加工封止材６に対する切削加工を行うことによって、図４（ｃ）に示すように四角柱状部分３ａと鍔部３ｂとを有する封止材３が形成できるので、この後、一端部を給電端子５に接続した所定の長さの金属線（アンテナ素子４）を四角柱状部分３ａの外周面に巻回することによって、図１〜図３に示すアンテナ一体型モジュールが得られる。
【００１９】
このように本実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールは、電子部品２群を封止する封止材３の外周面に金属線を巻き付けてアンテナ素子４となしているため、モジュール全体の大きさを変えなくても、金属線の巻き数に応じて共振周波数や利得を任意に調整することが可能となる。つまり、このアンテナ一体型モジュールは小型化を促進しても、アンテナ素子４である金属線の巻き数を増やすことによって波長の長い電波に対応させることができて高利得化も図れる。また、封止材３が回路基板１のパターン形成面１ａの外周縁よりも内側の領域に立設されているため、巻装されたアンテナ素子４を介して対向する回路基板１の周縁部と封止材３の鍔部３ｂとによって該アンテナ素子４の抜け止めが確実に行えると共に、回路基板１の外形からはみ出さない（つまり回路基板１よりも大径ではない）コイル状にアンテナ素子４を巻装させることができ、モジュール全体の小型化が図りやすくなっている。なお、封止材３は四角柱状部分３ａの外周面の角部が面取りされているため、アンテナ素子４の断線が予防されて外観も良好となっている。
【００２０】
また、このアンテナ一体型モジュールは、回路基板１上の電子部品２群が封止材３に封止されているため、水滴等の異物の付着に起因する動作不良を回避できると共に、機械的強度が高まって信頼性が大幅に向上している。
【００２１】
また、このアンテナ一体型モジュールを製造する際には、回路基板１と平面視同一形状で電子部品２群を封止する未加工封止材６をパターン形成面１ａ上に形成した後、先端部を除いて未加工封止材６の外周部を切削して小径化することにより、四角柱状部分３ａと鍔部３ｂとを有する封止材３が得られるので、所望の長さの金属線（アンテナ素子４）を封止材３から外れないようにして四角柱状部分３ａの外周面に巻回することは容易である。それゆえ、小型化に有利で共振周波数や利得の選択自由度が広く信頼性も高いアンテナ一体型モジュールを安価に製造することができる。
【００２２】
図５は本発明の第２実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの製造工程図であり、図１〜図４に対応する部分には同一符号を付すことで重複する説明は省略する。
【００２３】
図５（ｃ）はこの第２実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの完成品を示す側面図であって、回路基板１のパターン形成面１ａ上に立設された封止材７が図示せぬ電子部品群を封止しており、封止材７の先端面に該封止材７よりも大径な絶縁板８が接着固定されている。この封止材７の外形は前述した第１実施形態例における四角柱状部分３ａと同等であり、外周面の角部（四隅）は面取りされている。そして、この封止材７の外周面にアンテナ素子４が巻装され、回路基板１の周縁部と絶縁板８の周縁部がアンテナ素子４の抜け止め部として機能している。したがって、このアンテナ一体型モジュールも、第１実施形態例と同様に、小型化に有利で共振周波数や利得の選択自由度が広く信頼性も高い。
【００２４】
次に、第２実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの製造方法について説明する。まず、片面を高周波回路のパターン形成面１ａとなした回路基板１を準備し、このパターン形成面１ａに電子部品群を実装した後、パターン形成面１ａ上の空間に絶縁性の溶融樹脂（例えばエポキシ樹脂）を充填して回路基板１よりも平面視小径な形状に成形することにより、図５（ａ）に示すように、パターン形成面１ａの外周縁よりも内側の領域に立設されて電子部品群を封止する封止材７を得る。この後、図５（ｂ）に示すように、封止材７の先端面に回路基板１と平面視同一形状の絶縁板８を接着固定する。これにより、絶縁板８の周縁部は封止材７を周方向に包囲する空間を介して回路基板１の周縁部と対向して配置される。そして、一端部を給電端子５に接続した所定の長さの金属線（アンテナ素子４）を封止材７の外周面に巻回することによって、図５（ｃ）に示すアンテナ一体型モジュールが得られる。この場合も、該金属線を封止材７の外周面に抜け止め状態で巻回することは容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの斜視図である。
【図２】該モジュールの側面図である。
【図３】該モジュールの断面図である。
【図４】該モジュールの製造工程図である。
【図５】本発明の第２実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの製造工程図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  回路基板
１ａ  パターン形成面
２  電子部品
３，７  封止材
３ａ  四角柱状部分
３ｂ  鍔部
４  アンテナ素子
５  給電端子
６  未加工封止材
８  絶縁板
【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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