JP2001211019A

JP2001211019A - 送受信モジュールのアンテナ装置とその製造法

Info

Publication number: JP2001211019A
Application number: JP2000015169A
Authority: JP
Inventors: Hideo Suyama; 英夫陶山; Yoichi Ito; 洋一伊藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】誘電体板に形成され、比帯域幅の広い短距離無
線通信対応の小型の送受信モジュールのアンテナ装置を
提供する。【解決手段】誘電体板４に形成したアンテナ形状の導体
層パターンに直接はんだ５を厚付けする。クリームはん
だを印刷あるいはディスペンサーからの抽出で形成し、
高温で溶融して厚付けする。必要に応じて、アンテナ長
の短縮化には、流動性を有する高分子材料を主体の高い
比誘電率の材料でアンテナ形状のはんだ５を覆い硬化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、近距離無線機器に使用
されるアンテナに関し、送受信モジュールのアンテナ装
置とその製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の携帯無線機器に用いられる誘電体
基板に形成されるアンテナは、薄い導体層パターンで形
成される。

【０００３】図５で示すように（ＣＯＭＤＥＸ／Ｆａｌ
ｌ’９９でのＤｉｇｉａｎｓｗｅｒＡ／Ｓの展示、また
は日経エレクトロニクスの１９９９年１２ー１３号記
載）、樹脂基板１にアース地板２から逆Ｆ型アンテナ、
あるいはＬ型アンテナ形状が薄い導体層パターン３で形
成されるため比帯域幅が狭い。またアンテナ長がそれほ
ど短くならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】携帯無線機器に使用す
る送受信回路とアンテナを一体化したモジュールでは、
アンテナは利得が高く、比帯域幅が広く、アンテナ長が
短いことが求められる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の送受信モジュー
ルのアンテナ装置では、アンテナ形状は誘電体板の上に
エッチングや印刷で薄い導体層パターンに形成される。
誘電体板は複数の電気部品を搭載した通常の樹脂基板の
場合と、小さい寸法で集積したセラミック基板の場合が
ある。

【０００６】アンテナ形状の薄い導体層パターンに直接
はんだを厚付けし、アンテナの断面積を大きくする。方
法として、アンテナ形状の導体層パターンの上に、その
形状に合わせてクリームはんだを設け、高温で溶融して
はんだを厚付けする。

【０００７】印刷あるいは、ディスペンサーからの抽出
でクリームはんだをアンテナ形状の薄い導体層パターン
の形状に合わせて、その上に直接に形成する。

【０００８】アンテナ長の短縮化を目的に、導体層パタ
ーンにはんだを厚付けしたアンテナに流動性を有する高
分子材料を主体とする比誘電率の大きい材料で覆う。覆
った後に流動性がなくなる状態にする。大きい比誘電率
とは５．０以上のことを意味する。

【０００９】

【実施例】発明の実施の形態を、実施例をもとに図面を
参照して説明する。図１は本発明の送受信モジュールの
アンテナ装置の実施例を示す。誘電体板である樹脂基板
４の上に形成された逆Ｆ型アンテナ形状の導体層パター
ンに直接はんだ５が厚付けされる。逆Ｆ型アンテナ形状
の導体層パターンはアース地板６と同じ金属層をエッチ
ング工程を経て形成されるため、厚さは薄いものにな
る。

【００１０】薄い導体層パターンで形成されたアンテナ
は、同じアンテナ形状の断面が円あるいは方形で断面積
の大きいアンテナに比較して比帯域幅が狭いものにな
る。アンテナ形状は逆Ｆ型アンテナやダイポールアンテ
ナなどの形状を問わない。

【００１１】比帯域幅が狭く、アンテナが扱う周波数に
おいて電圧定在波比が大きくなるとアンテナの放射効率
が低くなる。また、送受信回路からの出力電力の一部が
アンテナで反射して再度送受信回路に戻った場合には、
ベースバンド処理回路と一体化した送受信回路において
問題が生じこともありうる。

【００１２】はんだ５は、逆Ｆ型アンテナ形状の導体層
パターンに合わせてクリームはんだを設け、高温で溶融
して形成される。アンテナ形状の導体層パターンにクリ
ームはんだを設ける方法には、印刷法や、ディスペンサ
ーから抽出する方法がある。前者は溶融後のはんだの厚
さをあまり大きく出来ない。後者は、はんだを０．５ミ
リメートル前後に厚くすることができる。

【００１３】印刷法では、樹脂基板４に配置する複数の
電気部品の接合部にクリームはんだを設けると同時に、
逆Ｆ型アンテナ形状の導体層パターンにも設けることが
できる。ディスペンサー抽出法では、アンテナ形状の導
体層パターンの部分に独立の工程でクリームはんだを設
ける必要がある。いずれの場合もはんだリフローの工程
での高温で溶融させ、アンテナ形状の導体層パターンに
直接に厚付けする。クリームはんだの導体層パターンか
らの少しのずれは、はんだ溶融時の表面張力や導体層パ
ターンの表面とはんだの濡れ性でほぼ均一に厚付けされ
る。

【００１４】図２は本発明の他の実施例を示す。ダイポ
ールアンテナ形状の導体層パターンにはんだ７、８を厚
付けする。誘電体板である樹脂基板９の幅が小さい場合
にはダイポールアンテナ形状の曲げられた導体層パター
ンの先端部にも、はんだ１０、１１が直接に厚付けされ
る。

【００１５】図３は本発明の他の実施例を示す。誘電体
板である樹脂基板１２の上に設けられ、はんだ１３、１
４で厚付けされたダイポールアンテナは、流動性を有す
る樹脂材を主体とした比誘電率の大きい材料１５で覆わ
れ、硬化されることによりアンテナ長の短縮化がなされ
る。比誘電率の大きさとして２ギガヘルツにおいて５．
０以上のものが要求される。

【００１６】図４は本発明の他の実施例を示す。誘電体
板にセラミック基板１６に用いて、送受信回路を内蔵し
た大規模集積回路１７とセラミック基板１６の側辺の間
に配置されたダイポールアンテナ形状の導体層パターン
にはんだ１８、１９を厚付けする。

【００１７】ブルートゥース規格の近距離無線の回路は
ベースバンド処理やＲＦトランシーバなどの回路で構成
される。小出力で、最低受信感度を−７０ｄＢｍと高く
設定されるため、１つの大規模集積回路のチップで構成
できる。図４の実施例では１チップにした大規模集積回
路１７をセラミック基板１６に搭載する。

【００１８】図２、図３および図４でダイポールアンテ
ナを用いる理由は、ダイポールアンテナは完結したアン
テナのため、アース地板などの構成を他に必要としない
こと、また広い比帯域幅と安定した特性が得られること
である。本発明の送受信モジュールのアンテナ装置は、
携帯電話機や携帯デジタル機器のアンテナにも使用され
ることを目的とするため、人体近接の有無によるアンテ
ナの特性変化が小さいことが重要である。

【００１９】近距離無線通信のブルートゥース規格であ
る２．４ギガヘルツ帯に本発明の送受信モジュールのア
ンテナ装置を適用すると、はんだで厚付けされていない
導体層パターンのアンテナは、比帯域幅が３パーセント
以下になることが多くなるが、はんだをアンテナ形状の
導体層パターンに厚付けしたアンテナでは３パーセント
以上になることが多くなる。ブルートゥース規格での
３．３パーセントの比帯域幅の仕様に適合するために
も、はんだをアンテナ形状の導体層パターンに厚付けす
る効果が大きい。

【００２０】はんだ１８、１９で厚付けされたダイポー
ルアンテナ形状の導体層パターンを９０度ほどの角度で
配置することは、同一直線上に配置されるダイポールア
ンテナに較べてセラミック基板１６を小さい寸法にでき
ると同時に、指向特性をある程度広くするのに有利であ
る。携帯無線機器のように方向や位置が特定できなく、
無線通信の適用範囲を限定した場合には指向特性が狭い
ことは問題だからである。

【００２１】アンテナ形状の導体層パターンを比誘電率
の比較的大きい誘電体板の上に形成してもアンテナ長を
短縮化するのに不十分である。全体を比誘電率の大きい
材料で覆うため、アンテナ形状の導体層パターンのはん
だを厚付けした上に流動性を有する高分子材料主体の比
誘電率の大きい材料で直接覆い、硬化させる構成にする
必要がある。

【００２２】一般に高分子材料は低い周波数帯域では、
特に極性を有するものは温度などにより比誘電率の値が
大きく変化するが、１ないし２ギガヘルツ近傍の周波数
帯域では非極性の高分子を含めて温度による変動は少な
くなる。しかし、比誘電率の値は低い周波数帯域に較べ
て数分の１ほどの小さい値になる。したがって、比誘電
率の大きい無機誘電体材料の微粉末やフッ素などを分散
混入したものを用いる必要がある。

【００２３】

【発明の効果】本発明のアンテナ装置は、以上説明した
ように構成されているので、以下に記す利点を有するこ
とになる。

【００２４】導体層パターンで形成したアンテナでも広
い比帯域幅を有し、ブルートゥース規格などの近距離無
線に対応できるアンテナ装置が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送受信モジュールのアンテナ装置の実
施例を示す。

【図２】本発明の送受信モジュールのアンテナ装置の他
の実施例を示す。

【図３】本発明の送受信モジュールのアンテナ装置の他
の実施例を示す。

【図４】本発明の送受信モジュールのアンテナ装置の他
の実施例を示す。

【図５】樹脂基板に導体パターンで形成した従来のアン
テナ装置を示す。

【符号の説明】

４、９、１２、１６誘電体板５逆Ｆ型アンテナ形状の導体層パターンに厚付けし
たはんだ６アース地板７、８、１３、１４、１８、１９ダイポールアンテ
ナ形状の導体層パターンに厚付けしたはんだ１０、１１ダイポールアンテナの屈曲した先端部に
厚付けしたはんだ１５流動性を有する比誘電率の大きい材料１７送受信回路を内蔵した大規模集積回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線通信に用いられるアンテナにおい
て、誘電体板に導体層パターンでアンテナ形状を形成
し、前記導体層パターンに直接はんだを厚付けする構成
にすることを特徴とする送受信モジュールのアンテナ装
置。
【請求項２】無線通信に用いられるアンテナにおい
て、送受信回路を搭載した前記誘電体板の端部に形成し
たアンテナ形状の前記導体層パターンに前記はんだを厚
付けする構成にすることを特徴とする請求項１記載の送
受信モジュールのアンテナ装置。
【請求項３】無線通信に用いられるアンテナにおい
て、ダイポールアンテナ形状の導体層パターンを送受信
回路を内蔵する大規模集積回路を搭載する長方形状の前
記誘電体板に形成し、前記導体層パターンを前記誘電体
板の長方形状の角部の２つの側辺と前記大規模集積回路
の間の位置で、２つの側辺に沿って近接して配置し、前
記導体層パターンに前記はんだを厚付けすることを特徴
とする請求項１記載の送受信モジュールのアンテナ装
置。
【請求項４】無線通信に用いられるアンテナにおい
て、前記導体層パターンに厚付けした前記はんだを流動
性を有する高分子材料を主体とする比誘電率の大きい材
料で覆う構成にすることを特徴とする請求項１から３記
載の送受信モジュールのアンテナ装置。
【請求項５】無線通信に用いられるアンテナにおい
て、前記導体層パターンの形状に合わせてクリームはん
だを印刷し、高温で溶融させて前記導体層パターンに前
記はんだを形成することを特徴とする請求項１、２およ
び３記載の送受信モジュールのアンテナ装置の製造法。
【請求項６】無線通信に用いられるアンテナにおい
て、前記誘電体板の前記導体層パターンの形状に合わせ
てクリームはんだをディスペンサーで抽出し、高温で溶
融させて前記導体層パターンに前記はんだを厚付けする
ことを特徴とする請求項１、２および３記載の送受信モ
ジュールのアンテナ装置の製造法。