(57)【要約】【課題】パターンサイズを最小にして必要な高インダクタンスを実現する。【解決手段】ベース材１１と、絶縁性の中間皮膜３３を介してベース材１１上に積層する複数組のコイル２０、２０とを設け、各コイル２０は、第１、第２の導電パターン２１、２１…、２２、２２…により絶縁皮膜３１を介して三次元に形成する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース材と、絶縁性の中間皮膜を介して前記ベース材上に積層する複数組のコイルとを備えてなり、該コイルは、それぞれ第１の導電パターンと、該第１の導電パターン上に形成する絶縁皮膜と、該絶縁皮膜上に形成する第２の導電パターンとにより、前記絶縁皮膜を介して三次元に形成するとともに、それぞれに付設する端子を接続して外部の電子回路に接続することを特徴とするアンテナ用のコイル素子。
【請求項２】
前記絶縁皮膜は、磁性体であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ用のコイル素子。
【請求項３】
前記各組のコイルは、同一仕様にして同一方向に積層することを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナ用のコイル素子。
【請求項４】
前記各組のコイルは、共振周波数を異ならせて同一方向に積層することを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナ用のコイル素子。
【請求項５】
前記各組のコイルは、同一仕様にして異なる方向に形成することを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナ用のコイル素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、小形の通信機器や、非接触式のＩＣカード等に組み込むアンテナとして特に好適に使用することができるアンテナ用のコイル素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やポケットベル、携帯用情報処理端末等の小形の通信機器や、非接触式のＩＣカード等には、使用周波数に適合するアンテナが組み込まれている。
【０００３】
従来のアンテナは、所定の周波数特性を実現するために、プリント板上に形成する平面コイルを利用して形成することがある。なお、コイルは、渦巻き状、ジグザグ状等の二次元のパターンに形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる従来技術によるときは、コイルは、プリント板上に二次元的に形成されているため、小さいパターンサイズにして高インダクタンスを実現することが難しく、適用可能な周波数範囲が限定されがちであるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、第１、第２の導電パターンによりベース材上に三次元のコイルを形成することによって、パターンサイズを最小にして必要な高インダクタンスを容易に実現することができるアンテナ用のコイル素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、ベース材と、絶縁性の中間皮膜を介してベース材上に積層する複数組のコイルとを備えてなり、コイルは、それぞれ第１の導電パターンと、第１の導電パターン上に形成する絶縁皮膜と、絶縁皮膜上に形成する第２の導電パターンとにより、絶縁皮膜を介して三次元に形成するとともに、それぞれに付設する端子を接続して外部の電子回路に接続することをその要旨とする。
【０００７】
なお、絶縁皮膜は、磁性体にしてもよい。
【０００８】
また、各組のコイルは、同一仕様にして同一方向に積層してもよく、共振周波数を異ならせて同一方向に積層してもよく、同一仕様にして異なる方向に形成してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
かかる発明の構成によるときは、第１、第２の導電パターンは、ベース材上において、絶縁皮膜を介して三次元のコイルを形成することができ、このときのコイルは、二次元の平面パターンによる場合に比して、巻数を格段に高密度にすることができ、高インダクタンスを実現することができる。なお、コイルは、所定の使用周波数に共振する高感度のアンテナとして好適に使用することができる。また、ここでいうベース材とは、プリント基板の他、任意の絶縁板、絶縁フィルム、絶縁シート等を含むものとする。
【００１０】
また、複数組のコイルをベース材上に形成すると、たとえば、同一のコイルを同一方向に積層してスタック形式のアンテナエレメントを構成することができ、共振周波数が異なるコイルを同一方向に積層して広帯域特性を実現することができ、同一のコイルを異なる方向に形成して水平偏波、垂直偏波の双方の電波を良好に送受信することができる、いわゆる偏波合成アレー形式のアンテナエレメントを構成することができる。
【００１１】
磁性体からなる絶縁皮膜は、コイルのコアとなり、コイルのインダクタンスを一層大きくすることができる。
【００１２】
なお、第１、第２の導電パターンは、それぞれベース材上、絶縁皮膜上に印刷し、絶縁皮膜を介してコイルを形成することができるから、ベース材が薄い可撓性のフィルム等であっても、印刷工程のみにより三次元のコイルを容易に形成することが可能である。
【００１３】
また、第１の導電パターンは、エッチングによってベース材上に形成するから、ベース材にプリント基板を使用することにより、必要な接続線や端子等とともにプリント基板上に一挙に形成することができる。
【００１４】
すなわち、この発明によれば、ベース材上に形成する第１の導電パターン、絶縁皮膜、第２の導電パターンを備えることによって、第１、第２の導電パターンは、絶縁皮膜を介して三次元のコイルを形成することができるから、パターンサイズを最小にして必要な高インダクタンスを容易に実現することができ、送受信感度の良好なアンテナを簡単に形成することができるという優れた効果がある。
【００１５】
また、ベース材上に第１の導電パターンを印刷またはエッチングし、絶縁皮膜、第２の導電パターンを順に印刷してコイルを形成することができるから、コイル素子を極めて容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
コイル素子は、第１の導電パターン２１、２１…、絶縁皮膜３１、第２の導電パターン２２、２２…をベース材１１上に備えてなる（図１、図２）。ただし、図２（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図１のＸ−Ｘ線、Ｙ−Ｙ線矢視相当拡大断面図である。
【００１８】
ベース材１１は、可撓性の絶縁フィルム、絶縁シート、または絶縁板である。第１の導電パターン２１、２１…は、ベース材１１の表面において、所定ピッチｄ1 ごとに、長さｄ2 、幅ｄ3 の範囲内に斜めに平行に形成されている。第１の導電パターン２１、２１…上には、絶縁皮膜３１が形成されており、絶縁皮膜３１は、長さｄ4 ＞ｄ2 、幅ｄ5 ＜ｄ3 の範囲内に形成されている。第２の導電パターン２２、２２…は、絶縁皮膜３１上において、第１の導電パターン２１、２１…と同一のピッチｄ1 ごとに、第１の導電パターン２１、２１…に重ねるようにして、第１の導電パターン２１、２１…と逆方向に同一範囲内に形成されている。そこで、各第２の導電パターン２２は、絶縁皮膜３１の両側からベース材１１上に突出して、各第１の導電パターン２１の両端を順に連結している。すなわち、第１、第２の導電パターン２１、２１…、２２、２２…は、絶縁皮膜３１を介し、全体として長さｄ2 、幅ｄ3 の三次元のコイル２０を形成している。
【００１９】
かかるコイル素子は、次のようにして製造することができる（図３）。
【００２０】
ベース材１１上に第１の導電パターン２１、２１…を斜めに印刷し（同図（Ａ））、第１の導電パターン２１、２１…上に絶縁皮膜３１を印刷して形成し（同図（Ｂ））、絶縁皮膜３１上に第２の導電パターン２２、２２…を印刷して（同図（Ｃ））、コイル２０を形成する。なお、第１の導電パターン２１、２１…は、ベース材１１をプリント基板とし、エッチングにより形成してもよい。
【００２１】
一方、このようにして製造するコイル素子は、小形の通信機器やＩＣカード等にコンパクトに組み込み、送受信用のヘリカルアンテナ、バーアンテナ等の面状アンテナとして使用する他、高周波回路用のインダクタンス素子、トランス素子などとして広く使用することができる。
【００２２】
以上の説明において、絶縁皮膜３１は、磁性体としてもよい。磁性体からなる絶縁皮膜３１は、コイル２０のインダクタンスを一層大きくすることができる。
【他の実施の形態】
【００２３】
コイル２０には、端子２３を付設することができる（図４、図５）。
【００２４】
ベース材１１は、プリント基板であり、第１の導電パターン２１、２１…、端子２３は、エッチングによりベース材１１上に形成されている。なお、端子２３には、ベース材１１の端子孔１１ａに対応する端子孔２３ｂが形成されている。
【００２５】
絶縁皮膜３１は、端子２３を除くベース材１１と同一形状に形成されている。絶縁皮膜３１には、各第１の導電パターン２１の両端部に対応して透孔３１ａ、３１ａ…が形成されている。また、第２の導電パターン２２、２２…は、絶縁皮膜３１上に形成することにより、それぞれ透孔３１ａ、３１ａを介して隣接する第１の導電パターン２１、２１を順に連結し、第１の導電パターン２１、２１…とともに三次元のコイル２０を形成している。コイル２０は、端子孔１１ａ、２３ｂを介して端子２３に接続線Ｃをはんだ付けすることにより、接続線Ｃを介して外部の電子回路に接続することができる。
【００２６】
第２の導電パターン２２、２２…上には、保護皮膜３２を形成してもよい（図４、図５）。保護皮膜３２は、端子２３を除き、第２の導電パターン２２、２２…をカバーしている。そこで、保護皮膜３２は、絶縁皮膜３１との間に第２の導電パターン２２、２２…を挟み込み、第２の導電パターン２２、２２…が外部に露出することを防止することができる。
【００２７】
ベース材１１上には、複数組のコイル２０、２０を形成してもよい（図６）。各組のコイル２０は、絶縁皮膜３１を介して同一方向に形成されており、共通のベース材１１上において、別の絶縁性の中間皮膜３３を介して積層されている。また、各コイル２０には、端子孔２３ｂ付きの端子２３が付設されており、端子２３、２３は、コイル２０、２０を積層することにより電気的に接続されている。そこで、コイル２０、２０は、共通のベース材１１上において、スタック形式のアンテナエレメントを構成することができる。
【００２８】
なお、図６において、コイル２０、２０は、互いに異なる周波数に共振するように、異なる仕様に形成して広帯域特性を実現することができる。また、コイル２０、２０は、共通の絶縁皮膜３１を介し、ベース材１１上の同一平面上において同一のコイルを異なる方向に形成し、水平、垂直の両方向の偏波に対応させてもよい。すなわち、コイル２０、２０は、互いに同一または異なる仕様に形成してもよく、同一または異なる方向に形成してもよい。さらに、コイル２０は、２層以上の任意の複層に形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】全体構成斜視説明図
【図２】図１の要部拡大断面説明図
【図３】製造工程説明図
【図４】他の実施の形態を示す図１相当図
【図５】図４の分解斜視説明図
【図６】他の実施の形態を示す分解斜視図
【符号の説明】
【００３０】
１１…ベース材
２０…コイル
２１…第１の導電パターン
２２…第２の導電パターン
２３…端子
３１…絶縁皮膜
３３…中間皮膜
特許出願人                      杉  村  詩  朗
山  田  愼  一  郎
株式会社  エフ・イー・シー
レクストン株式会社
代理人  弁理士                  松  田  忠  秋
【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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