CN103155279B

CN103155279B - 芯片天线及其制造方法

Info

Publication number: CN103155279B
Application number: CN201180046510.7A
Authority: CN
Inventors: 柴原克夫; 森夏比古; 林达也
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: KR101842888B1; JP5730523B2; JP2012074835A; WO2012043144A1; KR20130138766A; CN103155279A; US20130207849A1; US9634384B2

Abstract

在弯折导电板来形成立体形状的天线图案(10)后，将该弯折得到的立体形状的天线图案(10)作为插入部件提供给射出成型模具，用树脂来对基体(20)进行射出成型。由此，与通过印刷等在多个面形成天线图案的情况相比，能容易地形成具有立体形状的天线图案(10)的芯片天线(1)。

Description

芯片天线及其制造方法

技术领域

本发明涉及嵌入到便携式电话、无线LAN或Bluetooth(注册商标)等的通信设备中的基板安装型天线(芯片天线)。

背景技术

芯片天线在由树脂、陶瓷等电介质构成的基体上形成由导电体构成的天线图案而成。作为在基体表面形成天线图案的方法，例如有基于印刷、蒸镀、贴合、镀敷(参照专利文献1)或蚀刻(参照专利文献2)等的方法。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平10-242734号公报

专利文献2：JP特开2005-80229号公报

发明的概要

发明要解决的课题

伴随便携式电话等的小型化、薄型化，芯片天线也要求进一步的小型化。例如，若在基体的多个面将天线图案形成为立体形状，则由于导电体的形成面积变大，因此与例如将同样的天线图案形成在一个平面上的情况相比，能使芯片天线小型化。

但是，在基体的多个面通过印刷等的手段来形成天线图案的作业并不容易。特别是，嵌入到便携式电话等中的芯片天线要求长边为10mm以下，根据情况不同还会要求到5mm以下。由于在这样的小型的芯片天线的多个面通过印刷等来形成天线图案非常困难，因此，会导致制造成本高以及生产性的降低。

发明内容

本发明的目的在于简易且低成本地制造具有立体形状的天线图案的芯片天线。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的而提出的本发明是用于制造芯片天线的方法，该芯片天线具备：由树脂构成的基体、和由导电板构成的立体形状的天线图案，其特征在于，所述芯片天线的制造方法具有：折弯压制工序，折弯导电板来形成天线图案；和射出成型工序，将天线图案作为插入部件，来用树脂射出成型基体。

如此，在本发明中，在以压制加工折弯导电板而形成立体形状的天线图案后，将该折弯的立体形状的天线图案作为插入部件来用树脂射出成型基体。由此，与以印刷等在多个面形成天线图案的情况相比，能容易地形成具有立体形状的天线图案的芯片天线。

若使导电板为长条带状的箍，且在该箍上形成多个天线图案，则能对在折弯压制工序中所使用的模具(折弯压制模具)以及在射出成型工序中所使用的模具(射出成型模具)连续提供导电板。由此，与例如每1次射出成型都要对模具提供导电板的情况相比，对模具提供导电板变得容易。

具体地，例如，能对长条板状的箍进行冲压来形成多个天线图案的平面展开形状，将该平面展开形状提供给折弯压制工序，将该平面展开形状直接附于箍地形成立体形状的天线图案。进而，能将该立体形状的天线图案以直接附于箍的状态配置于射出成型模具内来进行基体的射出成型。另外，在射出成型工序后，既可以将成型的芯片天线与箍一起卷绕，也可以将芯片天线从箍分离。

在将天线图案设于基体的表面的情况下，若在射出成型模具、和作为插入部件而提供给射出成型模具的天线图案之间存在间隙，则树脂有可能会进入到该缝隙中。具体地，若例如如图10所示，天线图案101的折弯部的角度θ1比射出成型模具102中的相当于该折弯部的地方的角度θ2小(θ1＜θ2)，则在天线图案101和射出成型模具102之间有可能会产生间隙P。为此，如图11(a)、(b)所示那样，若将在折弯压制工序中折弯的天线图案101的折弯部的角度θ1′设定得大于射出成型模具102中的相当于该折弯部的地方的角度θ2，(θ1′＞θ2)，则通过模具102的合模而压紧了天线图案101的折弯部，从而矫正了角度(θ1＝θ2)。由此，天线图案101与模具102紧贴，能使得在天线图案和射出成型模具之间没有间隙。

若利用基体的射出成型模具的合模力来进行折弯压制工序，则由于不需要用于折弯导电板的单独的驱动装置，因此能降低设备成本，并能缩小设备空间。这种情况下，能同时进行基体的射出成型模具的合模和折弯压制工序。

例如，在分为2个阶段来折弯导电板的情况下，或在利用射出成型模具的合模力来折弯导电板后还希望进一步折弯导电板的情况下，还能用独立于射出成型模具的合模力而另设的致动器来进行折弯压制工序。该致动器既能设于进行折弯的模具的内部，也能设于外部。

根据上述制造方法，能得到具备将导电板折弯成立体形状而成的天线图案、和将立体形状的天线图案作为插入部件来用树脂射出成型得到的基体的芯片天线。

这种情况下，通过在基体保持天线图案来维持立体形状，能使芯片天线的特性稳定。例如，在将天线图案设于基体的表面的情况下，若天线图案的折弯部的角度因弹性力而扩大，则折弯部的两侧的平板部有可能会从基体剥离。为此，通过将天线图案的折弯部的两侧的2个平板部都埋入基体来保持，能防止折弯部的角度的扩大，从而能维持天线图案的立体形状。进而，若在天线图案的缘部设置埋入基体的内部的突起部，则通过发挥突起部的锚固效应能提高天线图案与基体的结合力，更加可靠地维持天线图案的立体形状。

或者，能通过将立体形状的天线图案埋入基体的内部来维持天线图案的形状。

基体的树脂优选使用介电常数为4以上的高介电常数材料。

另外，为了确保导电板与基体的接合力，优选导电板中的至少与基体的接合面的表面粗糙度为Ra1.6以上。

发明效果

如以上那样，根据本发明，通过将折弯成立体形状的天线图案作为插入部件来射出成型基体，能简易且低成本地制造具有立体形状的天线图案的芯片天线。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的芯片天线的立体图。

图2是从A方向观察图1的芯片天线的俯视图。

图3是从B方向观察图1的芯片天线的侧视图。

图4是从C方向观察图1的芯片天线的俯视图。

图5是从D方向观察图1的芯片天线的侧视图。

图6是图2的芯片天线的E-E线的截面图。

图7是表示本发明的一个实施方式所涉及的芯片天线的制造方法的俯视图。

图8a是表示从图7(a)的F方向观察设于箍的天线图案的平面展开形状的主视图。

图8b是从图7(b)的G方向观察折弯成立体形状的天线图案的主视图。

图8c是从图7(c)的H方向观察安装于箍的芯片天线的主视图。

图9是其它的实施方式所涉及的芯片天线的截面图。

图10是表示在天线图案与射出成型模具之间能制造间隙的样子的截面图。

图11a是天线图案的折弯部的截面图。

图11b是表示在射出成型模具内配置图11(a)的天线图案的状态的截面图。

具体实施方式

下面，基于附图来说明本发明的实施方式。

本发明的一个实施方式所涉及的芯片天线1如图1所示，具有由导电板构成的立体形状的天线图案10、和由树脂构成的基体20，整体呈类长方体。通过将天线图案10作为插入部件，用树脂来射出成型基体20，由此一体成型天线图案10以及基体20。芯片天线1的长边方向的长度例如是3～10mm程度，图1的上表面成为附于基板的面。另外，在图1～图5中，在由树脂构成的基体20添加散点来表示。

天线图案10由导电板、例如由金属板，具体地由铜板、钢板、SUS板、黄铜等形成。另外，也可以根据需要在这些金属板上施加镀敷(例如镀金)。导电板设定为能在折弯为立体形状的状态下保持的程度的厚度，例如设为0.2～0.8mm程度。天线图案10设于基体20的表面，在图示例中，由分离地设置于基体20的表面的多处的多个导电板11构成。为了保持与基体20的紧贴力，优选天线图案10中至少与基体20的接合面有一定程度的粗糙，例如将表面粗糙度设为Ra1.6以上，优选设定为3.2以上。

天线图案10折弯导电板11来形成为立体形状，跨基体20的多个侧面而设置(参照图1～图5)。天线图案10保持在基体20上，由此维持天线图案10的立体形状。具体地，如图6所示，折弯部14的两侧的平板部12以及13均埋入基体20的表面。在图示例中，天线图案10整体埋入基体20的表面。另外，在天线图案10的缘部设有突起部15(参照图2以及图3)，该突起部15埋入基体20的内部(参照图6)。通过以上构成，能将折弯形状的天线图案10可靠地保持于基体20，因此，平板部12以及13不会从基体20浮动，能可靠地维持天线图案10的立体形状(折弯部14的角度)。另外，突起部15并非必须要设置，在能充分确保天线图案10与基体20的紧贴力的情况下，也能省略突起部15。

天线图案10的一部分作为供电端子部发挥功能。在供电端子部连接有未图示的馈电线，成为用于对天线图案10供电的端子。另外，天线图案10的一部分作为固定部发挥功能，例如通过焊接来接合固定部和基板(图示省略)，从而将芯片天线1固定于基板上。

基板20是将天线图案10作为了插入部件的树脂的射出成型品。在图示例中，基体20的表面与天线图案10的表面成为相同的面。基体20例如由介电常数为4以上的树脂形成。具体地，作为基础树脂，例如能使用聚苯硫醚树脂(PPS)、或液晶聚合体(LCP)等。另外，配合树脂的填充材料并没有特别的限定，例如能配陶瓷等。另外，介电常数4以上的树脂并不限定于基础树脂的介电常数为4以上，还包含通过填充材料的配合而使得树脂整体的介电常数成为4以上的树脂。

接下来，说明上述的芯片天线1的制造方法。芯片天线1依次经过(a)冲压压制工序、(b)折弯压制工序、(c)射出成型工序、(d)分离工序而被制造。

首先，在冲压工序中，以未图示的冲压压制模具来对导电板进行冲压，从而形成为规定形状。具体地，如图7(a)以及图8(a)所示，形成将立体形状的天线图案10展开于平面上的平面展开形状10′。在本实施方式中，在长条板状的导电板(箍30)并排多个平面展开形状10′来进行冲压。另外，图示例的平面展开形状10′由分离的多个导电板构成，各导电板介由桥32而与箍30的框31连结。

接下来，将箍30在图7的箭头所示的方向上进给，将平面展开形状10′提供给折弯压制工序。在折弯压制工序中，用未图示的折弯压制模具来对箍30的平面展开形状10′进行折弯，从而形成构成规定的立体形状的天线图案10(参照图7(b)以及图8(b))。该折弯压制工序保持介由桥32将平面展开形状10′安装在箍30的框31的状态进行。在折弯平面展开形状10′时，对平面展开形状10′与桥32之间进行部分切断，介由至少1处的桥32将分离出的各导电板与框31连结。由此，即使在天线图案10是由分离出的多个导电板构成的情况下，也能将它们作为一体来立体地进行折弯。另外，折弯压制工序既可以以一次的压制来进行，也可以分为多次进行。

然后，进一步进给箍30，将天线图案10提供给射出成型工序。在射出成型工序中，首先，以在未图示的射出成型模具的空腔内配置天线图案10作为插入部件的状态来对射出成型模具进行合模。此时，将提供给射出成型模具的天线图案10的折弯部的角度设定为稍大于射出成型模具中的相当于该折弯部的部分的角度。由于通过将该天线图案10提供给射出成型模具来进行合模，来用射出成型模具压紧天线图案10的折弯部，从而矫正折弯部的角度，因此，能使天线图案10与模具紧贴(参照图1(b))。

通过对配置有天线图案10的空腔射出树脂，来成型基体20(参照图7(c)以及图8(c))。由此，能成型一体地具有天线图案10以及基体20(用散点表示)的芯片天线1。在树脂固化后进行射出成型模具的开模时，由于压紧天线图案10的折弯部的力被解除，因此天线图案10会扩大到原始的角度(参照图11(a))，但在本实施方式中，由于如上述那样在基体20中埋入天线图案10的折弯部14的两侧的平板部12、13，且在基体20的内部埋入设于天线图案10的缘部的突起部15，因此，能防止天线图案10的折弯部的角度的扩大，能维持天线图案10的立体形状。

最后，从箍30的框分离成型品(芯片天线1)(参照图7(d))。芯片天线1也可以在射出成型工序后立刻从箍30分离，还可以暂时将成型品与箍30一起卷绕。若将芯片天线1与箍30一起卷绕，则保管和搬运变得容易，并能维持芯片天线1的整齐排列状态，能防止芯片天线1彼此的干扰。

在上述的制造工序中，若以公共的驱动部来进行折弯压制模具的压制和射出成型模具的合模，则不需要在各模具都设置单独的驱动部，能简化装置。另外，通过同时进行折弯压制模具的折弯压制加工、和射出成型模具的合模，能缩短循环时间。

本发明并不限于上述的实施方式。例如，还能在上述的折弯压制工序中，在折弯动作有2个阶段的情况下，或在用折弯压制模具折弯导电板后还希望进一步折弯导电板的情况下，用与射出成型模具的合模力不同而另设的致动器(图示例)来折弯导电板。该致动器既可以设于折弯压制模具的内部，也可以设于外部。作为致动器，例如能使用气缸、液压缸、或电动机等。

另外，尽管在上述实施方式中在基体20的表面设置了天线图案10，但并不限于此，例如也可以如图9所示那样，将天线图案10的至少一部分埋入基体20的内部。

另外，芯片天线1的构成并不限于上述，只要具有立体形状的天线图案10，就能采用任意的构成。例如，天线图案10并不限于上述，能采用各种构成。

符号说明

1 芯片天线

10 天线图案

10′ 平面展开形状

11 导电板

12、13 平板部

14 折弯部

15 突起部

20 基体

30 箍

31 框

32 桥

Claims

1.一种芯片天线的制造方法，是用于制造芯片天线的方法，该芯片天线具备：由树脂构成的基体、和由导电板构成的立体形状的天线图案，其特征在于，所述芯片天线的制造方法具有：

冲压压制工序，对导电板进行冲压来形成为规定形状；

折弯压制工序，折弯通过所述冲压压制工序得到的规定形状的导电板来形成所述天线图案；和

射出成型工序，将所述天线图案作为插入部件，来用树脂射出成型所述基体，

所述天线图案具有设置在折弯部的两侧的一对平板部，

将提供给射出成型模具的所述天线图案的所述折弯部的角度设定为大于所述射出成型模具中的相当于所述折弯部的部分的角度，通过将所述天线图案提供给所述射出成型模具进行合模，来用所述射出成型模具压紧所述天线图案的所述折弯部，从而矫正所述折弯部的角度，

在此状态下对空腔射出树脂，来将所述一对平板部均埋入所述基体的表面。

2.根据权利要求1所述的芯片天线的制造方法，其特征在于，

使导电板为长条带状的箍，在该箍形成多个所述天线图案。

3.根据权利要求2所述的芯片天线的制造方法，其特征在于，

在所述冲压压制工序中对所述箍进行冲压来形成所述天线图案的平面展开形状，将该平面展开形状直接附于所述箍地以折弯压制工序进行折弯，来形成所述天线图案。

4.根据权利要求2或3所述的芯片天线的制造方法，其特征在于，

将所述天线图案直接附于所述箍地进行所述射出成型工序。

5.根据权利要求2或3所述的芯片天线的制造方法，其特征在于，

在所述射出成型工序后，将所述芯片天线与所述箍一起卷绕。

6.根据权利要求2或3所述的芯片天线的制造方法，其特征在于，

在所述射出成型工序后，将所述芯片天线从所述箍分离。

7.根据权利要求1所述的芯片天线的制造方法，其特征在于，

利用所述射出成型工序的模具的合模力来进行所述弯折压制工序。

8.根据权利要求7所述的芯片天线的制造方法，其特征在于，

同时进行所述射出成型工序的模具的合模、和所述折弯压制工序。

9.根据权利要求1所述的芯片天线的制造方法，其特征在于，

以独立于所述射出成型工序的模具的合模力而另设的致动器来进行所述折弯压制工序。

10.根据权利要求9所述的芯片天线的制造方法，其特征在于，

所述致动器设置在所述折弯压制工序的模具的内部。

11.根据权利要求9所述的芯片天线的制造方法，其特征在于，

所述致动器设置在所述折弯压制工序的模具的外部。

12.根据权利要求1所述的芯片天线的制造方法，其特征在于，

分多次折弯导电板来形成所述天线图案。

13.一种芯片天线，其特征在于，具备：

将冲压形成为规定形状的导电板折弯成立体形状而成的天线图案；和

将所述天线图案作为插入部件来以树脂射出成型而得到的基体，

所述天线图案具有设置在折弯部的两侧的一对平板部，

14.根据权利要求13所述的芯片天线，其特征在于，

以所述基体保持所述天线图案来维持立体形状。

15.根据权利要求13所述的芯片天线，其特征在于，

在所述一对平板部的至少一个平板部中，在与所述折弯部对置的缘部设置突起，并将该突起埋入所述基体的内部。

16.根据权利要求13所述的芯片天线，其特征在于，

所述天线图案埋入所述基体的内部。

17.根据权利要求13所述的芯片天线，其特征在于，

所述基体的树脂是介电常数为4以上的高介电常数材料。

18.根据权利要求13所述的芯片天线，其特征在于，

所述天线图案中的至少与所述基体的接合面的表面粗糙度为Ra1.6以上。