CN102742076B - 天线元器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

根据实施方式，能提供一种天线元器件（1），具有中空元器件（3）、插入中空元器件（3）内的磁心材料（2）、及卷绕在中空元器件（3）的外周的线圈。中空元器件（3）具有：内侧的尺寸为R2的筒状部（5）；设于筒状部（5）的一个端部的间隔壁部（6）；以及设于筒状部（5）的另一个端部的开放部（7）。在间隔壁部（6）设有孔（8），该孔（8）具有满足0.05mm≤R1≤0.5mm、R1﹤R2的尺寸R1。

Description

天线元器件及其制造方法

技术领域

本发明的实施方式涉及天线元器件及其制造方法。

背景技术

随着通信信息的急剧增加，正谋求电子通信设备的小型化和轻量化，因此，迫切需要使装载在电子通信设备上的电子元器件小型化和轻量化。目前的移动通信终端在信息传输中所使用的电波的频带为100MHz以上的高频区域。在便携式移动通信或卫星通信中，使用GHz频带的高频带的电波。因此，对在高频区域有用的电子元器件有需求。

为了应对高频带的电波，要求电子元器件能量损耗和传输损耗较小，能有效缩短电特性长度。在移动通信终端中不可或缺的天线器件中，在接收过程中会因导体和材料而产生损耗。该损耗成为接收灵敏度下降的原因。另一方面，随着对电子元器件的小型化和轻量化要求的高涨，也要求天线器件在抑制损耗而维持接收灵敏度的情况下实现小型化。例如，在地面数字广播那样的使用100MHz～1GHz频带的信息通信中，对小型、接收灵敏度优异的天线有需求。

作为地面数字广播用的线圈天线，已知有将绕线卷绕在由长方体所构成的电介质（或磁性体）上的线圈天线。作为电波时钟用天线，已知有：利用热收缩管子对长方体的磁性体周围进行绝缘、然后在热收缩管子上卷绕绕线而成的线圈天线；以及将线圈卷绕在用树脂使磁性体粉末凝固后所成的长方体磁心周围而成的天线。关于天线用软磁性体粉末，已知使用平均粒径例如为1μm以下的细微的软磁性体粉末。用树脂使软磁性体粉末凝固而成的磁性体尽管可以期待作为高频带下低损耗的天线的磁心材料，但在确保磁心材料的形状的维持性、线圈向磁心材料周围的卷绕性、及磁心材料与线圈之间的绝缘性等方面存在困难。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-259039号公报

专利文献2：日本专利特开2005-269234号公报

专利文献3：日本专利特开2007-060138_号公报

专利文献4：日本专利特开2008-258601号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供在高频带下损耗较低、且能提高磁心材料的形状的维持性和线圈向磁心材料周围的卷绕性等的天线元器件及其制造方法。

实施方式的天线元器件包括：中空元器件，该中空元器件具有内侧的尺寸为R2的筒状部、设于筒状部的一个端部的间隔壁部、以及设于筒状部的另一个端部的开放部；磁心材料，该磁心材料被插入中空元器件内并具有软磁性；以及线圈，该线圈卷绕在中空元器件的外周上。在间隔壁部设有孔，该孔具有满足0.05mm≤R1≤0.5mm、R1﹤R2的尺寸R1。

附图说明

图1是表示实施方式的天线元器件的立体图。

图2是表示实施方式的天线元器件中的插入有磁心材料的中空元器件的第一例的剖视图。

图3是表示实施方式的天线元器件中的插入有磁心材料的中空元器件的第二例的剖视图。

图4是表示实施方式的天线元器件中的插入有磁心材料的中空元器件的第三例的剖视图。

图5是表示实施方式的天线元器件中的插入有磁心材料的中空元器件的第四例的剖视图。

图6是表示实施方式的天线元器件中的插入有磁心材料的中空元器件的第五例的剖视图。

图7是表示实施方式1的天线元器件的制造工序的剖视图。

图8是表示实施方式2的天线元器件的制造工序的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的天线元器件及其制造方法进行说明。图1是表示实施方式的天线元器件的立体图。图2至图6是表示实施方式的天线元器件中的插入有磁心材料的中空元器件的剖视图。在这些图中，1是天线元器件，2是磁心材料，3是中空元器件，4是线圈。天线元器件1具有插入中空元器件3内的磁心材料2。磁心材料2通过使软磁性体粉末与树脂的混合物固化而成。在插入有磁心材料2的中空元器件3的外周卷绕有线圈4。天线元器件1由这些构件所构成。

构成磁心材料2的软磁性体粉末优选由在高频带下磁导率较大的磁性材料所构成。软磁性体粉末优选为由从铁硅铝合金（铝硅铁粉）、铁镍合金（坡莫合金）、铁镍钼合金（钼坡莫合金）、铁钴合金、铁硅钴合金、铁硅钒合金、钴铁硼合金、钴基非晶态合金、铁基非晶态合金、羰基铁、羰基镍、羰基钴、铁、镍、及钴中选出的至少一种所构成。

软磁性体粉末也可以具有用被膜对粉末表面进行覆盖的核壳结构。被膜优选由从氮化物、碳化物、及氧化物中选出的至少一种所构成。作为被膜的结构材料，可以列举：包含从Al、Si、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Zn、Mn、及稀土类元素中选出的至少一种金属的氧化物；AlN；Si₃N₄；及SiC等。可以通过对软磁性体粉末的表面进行直接氮化处理、碳化处理、或氧化处理来形成被膜。

利用被膜覆盖软磁性体粉末的表面，能抑制氧化等引起的特性劣变。在使用后述的纳米金属粒子的情况下，优选能稳定地发挥纳米金属粒子的特性，而且能利用被膜覆盖各个粒子来抑制氧化等。也可以应用树脂被膜或Ni镀膜等耐腐蚀性优异的金属被膜来替代由氮化物、碳化物、氧化物等所构成的被膜。树脂被膜优选由聚酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、纤维素类树脂、丁腈橡胶、丁苯橡胶、环氧树脂、酚醛树脂、ABS树脂、酰胺类树脂、酰亚胺类树脂、或它们的异分子聚合物所构成。

使用任意材料的被膜的情况下，被膜的厚度均优选为1nm以上、100nm以下的范围。在软磁性体粉末的平均粒径是10nm以上、且小于100nm的微粉时，被膜的厚度优选为较薄，具体而言，优选为1nm以上、7nm以下的范围。将带被膜的软磁性体粉末称为核壳型软磁性体粉末。

对软磁性体粉末的平均粒径没有特别的限定，优选为10nm以上、1μm以下的范围。平均粒径小于10nm的软磁性体粉末较难调制。若软磁性体粉末的平均粒径超过1μm，则天线的高频特性下降。在将天线元器件1用作100MHz以上的无线信号天线的情况下，软磁性体粉末的平均粒径优选为100nm以下。在将天线元器件1用作1GHz以上的无线信号天线的情况下，软磁性体粉末的平均粒径优选为小于50nm。此处，将平均粒径为100nm以下的软磁性体粉末称为纳米金属粒子。

为了获得高频下低损耗的天线特性，抑制涡电流损耗是不可或缺的。从这点来说，平均粒径为1μm以下的软磁性体粉末、进一步来说平均粒径为100nm以下的纳米金属粒子是有效的。即，通过将细微的软磁性体粉末用作磁心的结构材料，能抑制涡电流损耗。因此，软磁性体粉末优选为平均粒径为100nm以下的纳米金属粒子。通过应用包含这样的软磁性体粉末的磁心材料2，能降低天线元器件1在高频带下的损耗。

作为纳米金属粒子可以列举：例如对将镍、钴、铁的溴酸盐等有机酸盐进行热分解而得到的细微的氧化物利用氢进行低温还原而得到的镍粉、钴粉、铁粉等；以及将硫酸亚铁溶液进行中和所得到的细微的铁粉等。作为其他方法，可以列举以下的方法：将镍、钴、铁等金属利用减压法来加热蒸发，以气相进行凝固而得到镍粉、钴粉、铁粉等。这些方法并不限于镍、钴、铁等的微粉，也可以适用于它们的合金，还可以适用于添加了Al、Si等的氧化物的标准生成吉布斯自由能较小的金属的合金。

纳米金属粒子也可以是在溶液中还原的微粉，例如，可以列举将包含镍、钴的氨络离子的溶液在高温、高压中进行氢还原而得到的镍粉、钴粉等。而且，也可以是将羰基镍（Ni（CO）₄）、羰基铁（Fe（CO）₅）进行热分解而得到的羰基镍粉、羰基铁粉等。由于平均粒径小于100nm的粉末极其细微，因此，优选将上述被膜设置为保护层来防止软磁性体粉末因氧化等引起的劣变。

对用作软磁性体粉末的粘合剂的树脂没有特别的限定，但可以列举：聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、纤维素类树脂、丁腈橡胶、丁苯橡胶、或它们的异分子聚合物等热塑性树脂；环氧树脂、酚醛树脂、酰胺类树脂、酰亚胺类树脂等热固性树脂；或作为有机类难燃剂的卤化物、溴化聚合物等。对于上述材料，既可以使用其中的一种，也可以将两种以上混合起来进行使用。作为使软磁性体粉末粘结的树脂，更优选为阻氧性较高的环氧树脂或聚酰亚胺树脂等。

如图2至图6所示，中空元器件3具有：内侧的尺寸为R2的筒状部5；设于筒状部5的一个端部的间隔壁部6；以及设于筒状部5的另一个端部的开放部7。在图2至图6中，省略了线圈4的图示。对中空元器件3的筒状部5的形状没有特别的限定，可以是圆筒状（包含椭圆）及方筒柱状中的任一种。中空元器件3的筒状部5优选为具有圆筒形状。若是圆筒状的中空元器件3，则在其外周上卷绕线圈4时，能使中空元器件3与线圈4的距离保持恒定，因此，能提高天线特性。

在中空元器件3具有圆筒形状的情况下，筒状部5的内侧尺寸R2表示圆筒形状的内径（直径）。此外，在中空元器件3具有方筒形状的情况下，筒状部5的内侧尺寸R2表示方筒形状的最小内侧尺寸。例如，在方筒状的筒状部5的截面为四边形的情况下，表示四边形截面的最小边的长度。在筒状部5具有多边形状的截面的情况下，也同样表示内侧的最小距离。筒状部5的尺寸R2相当于作为磁心材料2的插入口的开放部7的内尺寸（圆筒状的筒状部5的内径等）。

作为中空元器件3的形成材料，优选使用液晶聚合物（LCP）或ABS树脂等绝缘树脂（工业塑料）。中空元器件3的壁厚优选为0.05～0.85mm的范围。若中空元器件3的壁厚小于0.05mm，则容易引起中空元器件3的强度不足。若中空元器件3的壁厚超过0.85mm，则磁心材料2与线圈4的距离分开过大，因此，天线特性有可能下降。中空元器件3的壁厚更优选为0.1～0.5mm的范围。中空元器件3用于维持插入其内部的磁心材料2的形状和保护磁心材料2，起到磁心材料2的壳体（绕线管）的作用。

在设于中空元器件3的筒状部5的一个端部的间隔壁部6上形成有孔8，该孔8具有比中空元器件的尺寸R2要小的尺寸R1（R1＜R2）。对孔8的形状没有特别的限定，可以列举圆形、椭圆形、多边形等。孔8的尺寸R1具体为0.05mm≤R1≤0.5mm的范围。孔8的尺寸R1更优选为0.1mm≤R2≤0.35mm的范围。孔8的尺寸R1在其形状为圆形的情况下表示直径，在椭圆形的情况下表示短径，在多边形的情况下表示最小内侧尺寸。

若将软磁性体粉末与树脂的混合物（固化之前的混合物）填充到具有未开设孔的间隔壁部的中空元器件内，则由于混合物的粘性较高等原因，难以将混合物填充到中空元器件内而不留缝隙。而且，在将混合物填充到中空元器件内时，将中空元器件内的空气卷入而在中空元器件内产生较大空隙的可能性较大。若中空元器件内产生较大的空隙，则磁心材料与线圈之间的距离扩大、距离不均匀，因此，成为天线特性下降的因素。

针对这样的问题，通过预先在中空元器件3的间隔壁部6上形成孔8，在将软磁性体粉末与树脂的混合物从中空元器件3的开放部7进行填充时，存在于中空元器件3内部的空气从间隔壁部6的孔8排出。因此，在中空元器件3的内部不易形成空隙。因此，能将软磁性体粉末与树脂的混合物填充到中空元器件3的内部而不留缝隙。若孔8的尺寸R1小于0.05mm，则无法高效地排出中空元器件3内的空气。另一方面，若孔8的尺寸R1超过0.5mm，则混合物从孔8流出而容易产生外观不良。

对磁心材料2的尺寸没有特别的限定，但在例如具有圆柱形状的情况下，优选直径为1～5mm的范围，长度为10～100mm的范围。磁心材料2也可以与中空元器件3的筒状部5的形状对应而具有方柱形状。在此情况下的尺寸以圆柱形状的磁心材料2的尺寸为准。即，对于具有四棱柱形状的磁心材料2的形状，优选一边的长度（长方形的情况下为短边）为1～5mm的范围，长度为10～100mm的范围。将中空元器件3的形状与这样的磁心材料2的形状相对应地进行调节。

在中空元器件3的形状为较长时或较细时，在注入混合物时，空气有可能无法充分从间隔壁部6的孔8排出。在此情况下，如图3所示，除了在间隔壁部6设有的第一孔8以外，优选在中空元器件3的侧壁部（筒状部5）设置第二孔9。第二孔9的形状与第一孔8相同。第二孔9的尺寸R3与第一孔8的尺寸R1相同，优选为0.05mm≤R3≤0.5mm的范围，更优选为0.1mm≤R3≤0.35mm的范围。第二孔9的尺寸R3具有与第一孔8的尺寸R1相同的含义。图3表示了在筒状部5上设有一个孔9的示例，也可以根据需要在筒状部5上设置多个孔9。

这样，通过预先在中空元器件3的间隔壁部6上设置孔8，能一边使存在于中空元器件3内部的空气从孔8排出，一边注入软磁性体粉末与树脂的混合物。因此，能抑制在中空元器件3的内部产生空隙。而且，通过预先在筒状部5上也设置孔9，能更可靠地抑制在中空元器件3的内部产生空隙。由此，在天线元器件1的任意截面上，能使磁心材料2与中空元器件3的内表面相接触的区域为中空元器件3的内周（圆筒状的筒状部5的内表面的圆周等）的50％以上。

磁心材料2与中空元器件3的内表面相接触的区域的测定方法如下：将插入有磁心材料2的中空元器件3任意进行剖切，观察在其截面上中空元器件3的内表面与磁心材料2是否接触。测定将中空元器件3的内表面的圆周（筒状部5为圆筒状的情况）作为100％时的磁心材料2的接触区域的比例。另外，在中空元器件3为多边形的情况下，表示与内表面的内周接触的区域。

通过将磁心材料2与中空元器件3的内表面相接触的区域设为中空元器件3的内周的50％以上，能使中空元器件3内部的软磁性体粉末的存在量均匀化，进而能提高天线特性。磁心材料2与中空元器件3的内表面相接触的区域更优选为中空元器件3的内周的70％以上、100％以下。根据本实施方式的天线元器件1，能重复性良好地获得这样的磁心材料2向中空元器件3的填充状态。

如图4所示，也可以将中空元器件3的间隔壁部6偏移到筒状部5的最端部的内侧（中空元器件3的开放部7一侧）进行配置。在此情况下，在中空元器件3的配置有间隔壁部6的端部侧形成有将筒状部5朝外侧延长的延长部10。在图4中，L1是中空元器件3的长度方向的长度，L2是延长部10的相同方向的长度。图4所示的中空元器件3具有将间隔壁部6设置在靠内侧的相当于延长部10的长度L2之处的结构。

在将软磁性体粉末与树脂的混合物注入中空元器件3内时，存在于中空元器件3内部的空气从孔8排出。此时，根据混合物的粘度和注入压力等的不同，混合物有时会从孔8溢出。若混合物溢出较大，则外观不良，需要去除所溢出的混合物这样的多余的工序。通过将间隔壁部6设置在内侧而形成延长部10，即使混合物从孔8溢出，只要量少就不会溢出到中空元器件3的外表面。如果混合物不溢出到中空元器件3的外表面，就不会引起外观不良，能容易进行制造工序的管理。

对延长部10的长度L2没有特别的限定，但优选为0.1～3mm的范围。若延长部10的长度L2超过3mm，则未填充有磁心材料2的区域增加，会造成天线元器件1的特性下降，或使天线元器件1变得过大。在延长部10的长度L2小于0.1mm的情况下，无法充分获得设置延长部10的效果。

在将软磁性体粉末与树脂的混合物填充到中空元器件3内时，作为防止混合物从间隔壁部6的孔8过度泄漏而造成外观不良的方法，可以列举将延长部10的形状设为厚壁。图5表示具有厚壁的延长部10的中空元器件3。通过将延长部10设为厚壁，即使在混合物从间隔壁部6的孔8漏出的情况下，混合物也立即与延长部10的内侧接触，混合物泄漏至中空元器件3的外侧的可能性降低。即，能抑制混合物向中空元器件3的外表面溢出而引起的外观不良、由此引起的工序的增加和成品合格率的下降。

为了防止软磁性体粉末与树脂的混合物从孔8漏出，也可以将混合物预先成形并进一步固化成与中空元器件3的形状相对应的形状，然后将其插入中空元器件3内。在中空元器件3的形状为圆筒状的情况下，将混合物成形和固化成圆柱状。在中空元器件3的形状为方筒状的情况下，将混合物成形和固化成方柱状（四棱柱等）。其中，若混合物的固化体的形状比中空元器件3的形状要大，则需要根据中空元器件3的形状进行加工。若对固化体进行加工，则会因开裂或缺口等而容易造成成品合格率下降。此外，若将固化体的形状设为与中空元器件3的形状（开放部7的形状）相同，则存在难以将固化体插入中空元器件3内的可能性。

由此，在使用软磁性体粉末与树脂的混合物的固化体的情况下，优选将其形状设为比中空元器件3的形状稍小。其中，若固化体过小，则磁心材料2的量不足而造成天线特性下降。因此，固化体的尺寸优选为比中空元器件3的尺寸R2小0.1～0.3mm的范围。而且，在中空元器件3的内表面与磁心材料2之间产生间隙的情况下，优选将树脂填充到间隙内。并不限于在使用固化体的情况下才将树脂填充到间隙内。

图6表示中空元器件3，该中空元器件3内插入有预先将软磁性体粉末与树脂的混合物进行成形和固化而成的磁心材料（成形体）2，且中空元器件3与磁心材料2之间的间隙内填充有树脂11。图6所示的中空元器件3具有延长部10，当然也可以是不具有延长部10的中空元器件3。图6表示的是将树脂11也填充到中空元器件3的开放部7一侧的间隙内的状态，但也可以将树脂11仅填充到筒状部5的内表面与磁心材料2之间的间隙内。

对于填充到磁心材料2与中空元器件3之间的间隙内的树脂11，与构成磁心材料2的树脂相同，可以列举：聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、纤维素类树脂、丁腈橡胶、丁苯橡胶、或它们的异分子聚合物等热塑性树脂；环氧树脂、酚醛树脂、酰胺类树脂、酰亚胺类树脂等热固性树脂；或作为有机类难燃剂的卤化物、溴化聚合物等。这些材料可以使用其中的一种，或使用两种以上的混合物。作为树脂11，优选为阻氧性较高的环氧树脂或聚酰亚胺树脂等。

在插入有磁心材料2的中空元器件3的外周卷绕有线圈4。线圈4使用金属线、金属箔、金属膜等。线圈4也可以在其表面具有绝缘被膜。作为线圈4的绕线的尺寸可以是任意的，但优选为直径在1mm以下的金属线，或宽度在2mm以下、厚度在0.5mm以下的金属箔。作为金属膜，使用通过镀敷、溅射、CVD等成膜方法所形成的金属膜。金属膜的宽度优选为2mm以下，而且，厚度优选为1mm以下。

若作为线圈4的绕线的尺寸超过上述范围，则在将绕线卷绕在中空元器件3上时，绕线的回弹增大，难以将中空元器件3与线圈4的距离保持恒定。在这样的情况下，对卷绕的线圈4的表面施加树脂涂覆是有效的。金属线的直径优选为0.1mm以上。金属箔的宽度优选为0.2mm以上，厚度优选为0.02mm以上。金属膜的宽度优选为0.1mm以上，厚度优选为0.01mm以上。比这样的尺寸要小的绕线较难制造，反而有可能成为制造成本增加的因素。

本实施方式的天线元器件1由于其天线特性优异、尤其是能期待其缩短电特性长度的效果，因此，适用于100MHz以上的无线信号天线。频率上限会因磁心材料2的特性的不同而不同，但如果软磁性体粉末的磁导率有效，则为3GHz左右。作为磁导率到3GHz左右为止有效的磁性体，可以列举上述的铁硅铝合金、铁镍合金、铁镍钼合金、铁钴合金、铁硅钴合金、铁硅钒合金、钴铁硼合金、钴基非晶态合金、铁类非晶态合金、羰基铁、钼坡莫合金、纯铁粉等。

这样的天线元器件1适用于具有各种通信功能的电子设备。而且，能实现天线的小型化／薄型化，还能提高天线特性。由于天线元器件1在100MHz以上的高频区域是有效的，因此通过将其应用于无线LAN用电子设备、地面数字播放用电子设备、移动电话等移动通信用电子设备，能提高接收特性，进一步提高电子设备的特性。天线元器件1对使用100MHz～3GHz、进一步为100MHz～1GHz的范围的频带的电波的通信设备是有效的。

接下来，参照图7及图8对实施方式的天线元器件1的制造方法进行说明。图7是表示实施方式1的天线元器件的制造工序的剖视图，图8是表示实施方式2的天线元器件的制造工序的剖视图。另外，制造天线元器件1的方法并不限于此处所示的制造方法。此处，对高效地制造天线元器件1的方法进行说明。

实施方式1的天线元器件的制造方法包括：准备中空元器件的工序，该中空元器件具有内侧的尺寸为R2的筒状部、设于筒状部的一个端部的间隔壁部、设于筒状部的另一个端部的开放部；将软磁性体粉末与树脂的混合物从开放部填充到中空元器件内的工序；使填充到中空元器件内的混合物中的树脂固化的工序；以及将线圈卷绕在中空元器件的外周的工序。如上所述，在间隔壁部设有孔，该孔具有满足0.05mm≤R1≤0.5mm、R1﹤R2的尺寸R1。

首先，将软磁性体粉末与树脂进行混合。对于软磁性体粉末的结构如前面所述。此外，树脂的种类等也如前面所述。此处，树脂的粘度优选在室温下为0.5～3Pa·s的范围。若树脂的粘度小于0.5Pa·s，则粘度过小，混合物容易从设于中空元器件3的间隔壁部6的孔8流出。另一方面，若树脂的粘度超过3Pa·s，则粘度过高，难以填充到中空元器件3的内部。此外，还会产生与软磁性体粉末的均匀混合花费时间等问题。优选将软磁性体粉末与树脂一边进行真空脱泡处理一边进行混合。通过在真空中进行混合，能抑制软磁性体粉末与树脂的混合物中混入空气。

接下来，准备具有形成有孔8的间隔壁部6的中空元器件3。中空元器件3的形状的详细情况如前面所述。如图7所示，将软磁性体粉末与树脂的混合物12从中空元器件3的开放部7进行填充。此时，若树脂的粘度为0.5～3Pa·s的范围，则能在提高混合物向中空元器件3的填充效率的同时，防止混合物从形成于间隔壁部6的孔8过度地流出。树脂的粘度更优选在室温下为0.5～2Pa·s的范围。而且，若使中空元器件3的开放部7朝上，将混合物12逐渐填充到中空元器件3内，则空气容易从间隔壁部6的孔8排出。

此外，在中空元器件3具有延长部10的情况下，即使混合物从间隔壁部6的孔8有少量漏出也不会造成外观不良。此外，为了不让多余的空气进入，优选将混合物进行真空浸渍。而且，通过在中空元器件3的侧壁部（筒状部）也预先设置孔，能将存在于中空元器件3内部的空气高效地排出。其结果是，能将混合物12填充到中空元器件3的内部而不留空隙。

接下来，使混合物12中的树脂固化。固化工序是根据树脂来实施的。例如，在使用热固性树脂的情况下，进行加热来使树脂固化。在使用紫外线固化树脂的情况下，照射紫外线来使树脂固化。此后，将线圈4卷绕在中空元器件3的外周。对于构成线圈4的绕线如前面所述。将线圈4进行卷绕之后，也可以对其表面施加树脂涂覆来确保绝缘性。

实施方式2的天线元器件的制造方法包括：准备中空元器件的工序，该中空元器件具有内侧的尺寸为R2的筒状部、设于筒状部的一个端部的间隔壁部、设于筒状部的另一个端部的开放部；将软磁性体粉末与第一树脂的混合物进行成形和固化而获得磁性体的工序；将成形体从开放部插入中空元器件内的工序；将第二树脂填充到中空元器件与成形体之间的间隙内的工序；使第二树脂固化的工序；以及将线圈卷绕在中空元器件的外周的工序。在间隔壁部设有孔，该孔具有满足0.05mm≤R1≤0.5mm、R1﹤R2的尺寸R1。

首先，将软磁性体粉末与树脂进行混合。对于软磁性体粉末的结构如前面所述。此外，对于树脂的种类等也如前面所述。将软磁性体粉末与树脂的混合物成形为所需的形状，然后使其固化而成为成形体。如图8（a）所示，将成形体13从中空元器件3的开放部7插入。对于成形体13的尺寸，考虑到向中空元器件3的插入，优选为比中空元器件3的尺寸R2小0.1～0.3mm的范围。如图8（b）所示，将树脂14填充到成形体13与中空元器件3之间的间隙内。

通过将树脂14填充到成形体13与中空元器件3之间的间隙内，能将中空元器件3内部的空气排出，还能防止树脂14从孔8泄漏而引起外观不良。为了使填充到间隙内的树脂14与成形体13相互适应，优选树脂14与构成混合物的树脂为相同的材料。此外，为了使中空元器件3内不易产生空隙，树脂的粘度优选在室温下为0.05～3Pa·s的范围，更优选为在0.5～2Pa·s的范围。

接下来，使填充到成形体13与中空元器件3之间的间隙内的树脂14固化。固化工序是根据树脂来实施的。具体的固化工序与实施方式1相同。此后，将线圈4卷绕在中空元器件3的外周。对于构成线圈4的绕线如前面所述。将线圈4进行卷绕之后，也可以施加树脂涂覆来确保绝缘性。

[实施例]

接下来，对本发明的具体实施例进行叙述。

（实施例1）

将氩作为等离子体产生用气体以40L／分钟导入高频感应热等离子体装置的室内来产生等离子体。将平均粒径为10μm的Fe粉末和平均粒径为3μm的Al粉末按照Fe与Al的质量比为20：1的比率与氩（载气）一起以3L／分钟向该室内的等离子体进行喷射。同时，将作为碳被覆的原料的乙炔气与载气一起导入室内。由此，获得用碳被覆了FeAl合金粒子的纳米粒子。

将被碳被覆后的FeAl合金的纳米粒子在500mL／分钟的氢流和600℃下进行还原处理，冷却至室温之后，取出至包含0.1体积％的氧的氩气氛中进行氧化，从而制造出核壳型软磁性体粉末。所获得的核壳型软磁性体粉末具有以下的结构：作为核的软磁性体粉末的平均粒径为15nm，氧化物被膜的厚度为3nm。

接下来，将所获得的核壳型软磁性体粉末与在室温下的粘度为2.5Pa·s的环氧树脂在真空中进行混合。将软磁性体粉末的比率设为40体积％。将该混合物填充到液晶聚合物制的中空元器件内。中空元器件具有圆筒形状，各部分的形状如下：筒状部（开放部）的内径R2为2mm，长度L1为30.5mm，间隔壁部的孔的直径R1为0.3mm，壁厚为0.1mm。该中空元器件不具有延长部。在中空元器件的开放部朝上的状态下使混合物自然落下来实施混合物的填充。此后，进行加热，使环氧树脂固化。将直径为0.3mm的聚氨酯被覆线卷绕（直绕／15匝）在这样的中空元器件上来形成线圈。由此，制作出实施例1的天线元器件。

（实施例2、3）

如表1及表2所示，除了改变间隔壁部的孔的直径R1、延长部的有无和长度L2、树脂的粘度以外，与实施例1相同地制作出天线元器件。

（实施例4）

利用与实施例1相同的制造方法，制造出了作为核的软磁性体粉末的平均粒径为10nm的核壳型软磁性体粉末。将核壳型软磁性体粉末与环氧树脂一边进行真空脱泡处理一边进行混合，以使核壳型软磁性体粉末的比率为35体积％。接下来，将所得到的混合物成形为纵2.25mm×横2.25mm×长25mm的四棱柱形状，进一步使树脂固化而成为成形体。

接下来，准备方筒状的中空元器件。中空元器件具有开放部的形状为2.3mm×2.3mm（R2＝2.3mm）的四边形、长度L1为26mm的方筒形状。中空元器件用壁厚为0.1mm的液晶聚合物形成。间隔壁部的孔的直径R1为0.4mm，没有延长部。将四棱柱形状的成形体（混合物的成形及固化体）插入方筒状的中空元器件内，然后，将粘度（常温）为0.1Pa·s的环氧树脂真空浸渍到间隙内。进行加热使填充到间隙内的树脂固化，然后，将直径为0.3mm的聚氨酯被覆线卷绕在（直绕／15匝）中空元器件的外周上来形成线圈。由此，制作出实施例4的天线元器件。

（实施例5）

如表1及表2所示，除了将中空元器件的间隔壁部的孔的直径R1设为0.05mm、将延长部的长度L2设为0.2mm以外，与实施例4相同地制作出天线元器件。真空浸渍在中空元器件与成形体之间的间隙内的树脂是粘度（常温）为1Pa·s的环氧树脂

（实施例6）

如表1及表2所示，除了使用将间隔壁部的孔的直径R1设为0.5mm、将延长部的长度L2设为0.3mm、还在侧壁部（筒状部）设有一个直径R3为0.1mm的孔的中空元器件以外，与实施例4相同地制作出天线元器件。筒状部的孔设置在长度L1的1／2处。真空浸渍在中空元器件与成形体之间的间隙内的树脂是粘度（常温）为0.8Pa·s的环氧树脂。

（实施例7）

利用与实施例1相同的制造方法，制造出作为核的软磁性体粉末的平均粒径为10nm的核壳型软磁性体粉末。将核壳型软磁性体粉末与环氧树脂一边进行真空脱泡处理一边进行混合，以使核壳型软磁性体粉末的比率为45体积％。接下来，将所得到的混合物成形为直径2mm×长度35mm的圆柱形状，进一步使树脂固化而成为成形体。

接下来，准备圆筒形状的中空元器件。中空元器件具有开放部的直径R2为2.2mm、长度L1为36.5mm的圆筒形状。中空元器件用壁厚为0.1mm的液晶聚合物形成。间隔壁部的孔的直径R1为0.1mm，没有延长部。中空元器件具有设于筒状部的三个孔。孔的直径R3为0.05mm。筒状部的孔在L1的30％及70％处各形成一个，进一步在相反一侧的L1的50％（L1的1／2）处形成一个。

将圆柱形状的成形体（混合物的成形及固化体）插入上述的圆筒形状的中空元器件内，然后，将粘度（常温）为0.08Pa·s的环氧树脂真空浸渍到间隙内。进行加热使填充到间隙内的树脂固化，然后，将直径为0.3mm的聚氨酯被覆线卷绕在（直绕／17匝）中空元器件的外周上来形成线圈。由此，制作出实施例7的天线元器件。

（实施例8）

如表1及表2所示，除了将中空元器件的筒状部的孔的直径R3设为0.3mm、将延长部的长度L2设为0.7mm、且将延长部的壁厚加厚到0.2mm以外，与实施例7相同地制作出天线元器件。真空浸渍在中空元器件与成形体之间的间隙内的树脂是粘度（常温）为0.4Pa·s的环氧树脂。

（实施例9）

如表1及表2所示，除了将中空元器件的筒状部的孔的直径R3设为0.5mm、将延长部的长度L2设为1.2mm、且将延长部的壁厚加厚到0.2mm以外，与实施例7相同地制作出天线元器件。真空浸渍在中空元器件与成形体之间的间隙内的树脂是粘度（常温）为1Pa·s的环氧树脂。

（比较例1）

除了使用在间隔壁部未形成有孔的中空元器件以外，与实施例1相同地制作出天线元器件。

（比较例2）

除了使用将间隔壁部的孔的直径R1设为较大的0.7mm的中空元器件以外，与实施例1相同地制作出天线元器件。

分别制作了100个实施例1～9及比较例1～2的天线元器件。对各天线元器件检查了外观不良的比例、树脂的填充比例、及天线特性。表2示出其结果。对于外观不良的比例，对软磁性体粉末与树脂的混合物，或填充到间隙内的树脂从设于间隔壁部的孔以及在侧壁部设有孔的情况下从侧壁部的的孔泄漏0.1mm以上的元器件的比例进行了调查。将没有泄漏0.1mm以上的情况表示为合格品（○），将有0.1mm以上泄漏的情况表示为不合格（×）。对于树脂的填充比例，剖切天线元器件的任意截面，检查了在将中空元器件的内周作为100％时中空元器件的内表面与树脂（软磁性体粉末与树脂的混合物）相接触的区域的比例。

对于天线特性，测定了振动试验之后的发射效率的下降率。首先，在XYZ方向（三个方向）的每个方向对各天线元器件各施加三个小时的加速度为43.2m／s²、频率为33.3Hz的振动，检查振动负荷前后天线的发射效率是否下降－2dB以上，或是否产生磁心材料（使软磁性体粉末与树脂的混合物固化而成）的固定不良。将发射效率下降―2dB以上的产品或产生固定不良的产品表示为不合格（×），将发射效率未下降―2dB以上的产品或未产生固定不良的产品表示为合格品（○）。

对于发射效率的下降，作为与偶极子天线相比较的值进行了测定。作为偶极子天线，使用分别用长度为15cm的铜线（直径2mm）引出同轴电缆的中心线（中心导体）和网线（外部导体）、使全长成为30cm的长度的天线。将引出的铜线称为天线元件（要素）。若空间中存在电场，则在天线元件的两端产生电位差，电波在同轴电缆中流过。将天线元件设为15cm×2根、使全长为30cm的理由在于，将需接收的电波设定为500MHz，基于波长500MHz的一半（λ／2）的值进行了设定。天线元件的全长可以利用下式求得，即，天线全长＝λ／2＝300／FREQ／2[m]、其中，FREQ：频率[MHz]。

首先，将偶极子天线（标准天线）与地面数字调谐器等电子设备相连接，以测定全方位角的接收强度。此时，与标准天线相对的天线用于测定水平偏振波和垂直偏振波。接下来，用需进行测定的天线（实施例及比较例）替换标准天线，对全方位角的接收强度进行测定。然后，将各例的天线的发射功率与标准天线的发射功率之比作为发射效率。利用这样的方法，对500MHz的频率进行了发射效率的测定。表2示出其结果。

[表1]

[表2]

从表2可以发现，实施例1～9的天线元器件均没有外观不良，且磁心材料与中空元器件的接触面积较大，因此，抗振动性优异。因此，能提供小型、高性能、耐久性优异的天线元器件。

另外，说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例进行了提示，没有限定发明范围的意图。这些新的实施方式能以其他各种方式进行实施，在不脱离发明要点的范围内能进行各种省略、置换、改变。这些实施方式和其变形包含在发明的范围和要点内，且包含在与权利要求书中记载的发明均等的范围内。

Claims (19)

1.一种天线元器件，其特征在于，包括：

中空元器件，该中空元器件具有内侧的尺寸为R2的筒状部、设于所述筒状部的一个端部的间隔壁部、以及设于所述筒状部的另一个端部的开放部；

磁心材料，该磁心材料被插入所述中空元器件内、并具有由软磁性体粉末与树脂的混合物的固化体所构成的软磁性；以及

线圈，该线圈卷绕在所述中空元器件的外周，

在所述间隔壁部上设有孔，该孔具有满足0.05mm≤R1≤0.5mm、R1﹤R2的尺寸R1。

2.如权利要求1所述的天线元器件，其特征在于，

所述软磁性体粉末具有平均粒径为100nm以下的纳米金属粒子。

3.如权利要求1所述的天线元器件，其特征在于，

所述孔的尺寸R1在0.1mm≤R1≤0.35mm的范围。

4.如权利要求1所述的天线元器件，其特征在于，

在所述中空元器件的侧面设有孔，该孔具有0.05mm≤R3≤0.5mm的范围的尺寸R3。

5.如权利要求1所述的天线元器件，其特征在于，

在所述天线元器件的任意截面上，所述中空元器件的内表面与所述磁心材料相接触的区域是所述中空元器件的内周的50％以上。

6.如权利要求1所述的天线元器件，其特征在于，

所述间隔壁部设置在所述筒状部的最端部的内侧。

7.如权利要求1所述的天线元器件，其特征在于，

将树脂填充到所述中空元器件与所述磁心材料之间的间隙内。

8.如权利要求1所述的天线元器件，其特征在于，

所述中空元器件的所述筒状部具有圆筒形状，所述筒状部的所述尺寸R2是所述圆筒形状的内径。

9.如权利要求1所述的天线元器件，其特征在于，

所述孔是近似圆形或近似椭圆形，所述尺寸R1是所述近似圆形的直径或所述近似椭圆形的短径。

10.一种天线元器件的制造方法，其特征在于，包括：

准备中空元器件的工序，该中空元器件具有内侧的尺寸为R2的筒状部、设于所述筒状部的一个端部的间隔壁部、以及设于所述筒状部的另一个端部的开放部；

将软磁性体粉末与树脂的混合物从所述开放部填充到所述中空元器件内的工序；

使填充到所述中空元器件内的所述混合物中的所述树脂固化的工序；以及

将线圈卷绕在所述中空元器件的外周的工序，

在所述间隔壁部设有孔，该孔具有满足0.05mm≤R1≤0.5mm、R1﹤R2的尺寸R1。

11.如权利要求10所述的天线元器件的制造方法，其特征在于，

所述软磁性体粉末具有平均粒径为100nm以下的纳米金属粒子。

12.如权利要求10所述的天线元器件的制造方法，其特征在于，

在所述中空元器件的侧面设有孔，该孔具有0.05mm≤R3≤0.5mm的范围的尺寸R3。

13.如权利要求10所述的天线元器件的制造方法，其特征在于，

所述树脂的粘度在室温下为0.05Pa﹒s以上、3Pa﹒s以下。

14.如权利要求10所述的天线元器件的制造方法，其特征在于，

所述中空元器件的所述筒状部具有圆筒形状，所述筒状部的所述尺寸R2是所述圆筒形状的内径，

所述孔是近似圆形或近似椭圆形，所述尺寸R1是所述近似圆形的直径或所述近似椭圆形的短径。

15.一种天线元器件的制造方法，其特征在于，包括：

准备中空元器件的工序，该中空元器件具有内侧的尺寸为R2的筒状部、设于所述筒状部的一个端部的间隔壁部、以及设于所述筒状部的另一个端部的开放部；

将软磁性体粉末与第一树脂的混合物进行成形和固化而得到成形体的工序；

将所述成形体从所述开放部插入所述中空元器件内的工序；

将第二树脂填充到所述中空元器件与所述成形体之间的间隙内的工序；

使所述第二树脂固化的工序；以及

将线圈卷绕在所述中空元器件的外周的工序，

在所述间隔壁部设有孔，该孔具有满足0.05mm≤R1≤0.5mm、R1﹤R2的尺寸R1。

16.如权利要求15所述的天线元器件的制造方法，其特征在于，

所述软磁性体粉末具有平均粒径为100nm以下的纳米金属粒子。

17.如权利要求15所述的天线元器件的制造方法，其特征在于，

在所述中空元器件的侧面设有孔，该孔具有0.05mm≤R3≤0.5mm的范围的尺寸R3。

18.如权利要求15所述的天线元器件的制造方法，其特征在于，

所述第二树脂的粘度在室温下为0.05Pa﹒s以上、3Pa﹒s以下。

19.如权利要求15所述的天线元器件的制造方法，其特征在于，

所述中空元器件的所述筒状部具有圆筒形状，所述筒状部的所述尺寸R2是所述圆筒形状的内径，

所述孔是近似圆形或近似椭圆形，所述尺寸R1是所述近似圆形的直径或所述近似椭圆形的短径。