JP2001326522A

JP2001326522A - チップアンテナ及び無線端末装置

Info

Publication number: JP2001326522A
Application number: JP2000146557A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yoshinomoto; 淳吉ノ元; Kengo Shiiba; 健吾椎葉; Kazuhide Goto; 和秀後藤; Hiromi Sakida; 広実崎田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、生産性，調整のしやすさ，実装性
の少なくとも一つを向上させることができるチップアン
テナ及び無線端末装置を提供することを目的とする。【解決手段】基台１１上に設けられた導電膜１２と、
導電膜１２に設けられたスパイラル状の溝１３と、基台
１１に設けられた端子部１５，１６とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信などの
無線通信を行う電子機器等に好適に用いられるチップア
ンテナ及び無線端末装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロッド型のアンテナや平面アンテナは、
無線通信用のアンテナとして一般的に用いられている
が、近年、チップ型のアンテナが注目されてきている。
このようなチップアンテナは、携帯電話などの基板に直
接実装でき、外部に大きく突出せず、装置の小型化を実
現できる。

【０００３】先行例としては、特開平９−６４６２７号
公報，特開平９−７４３０９号公報等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな構成では、製造工程が複雑で、生産性が悪く、しか
も特性の調整が非常に難しかった。更に、チップアンテ
ナを基板上に実装する際に、その実装方向が決まってお
り、実装の際にその方向性に注意しなければならないの
で、実装性が悪かった。

【０００５】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、生産性，調整のしやすさ，実装性の少なくとも一つ
を向上させることができるチップアンテナ及び無線端末
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、基台上に設け
られた導電膜と、導電膜に設けられた溝と、基台に設け
られた端子部とを備えた。

【０００７】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、基台と、
前記基台上に設けられた導電膜と、前記導電膜に設けら
れたスパイラル状の溝と、前記基台に設けられた端子部
とを備えたことによって、導電膜に溝を形成するだけ
で、チップアンテナを形成できるので、生産性が向上
し、しかもアンテナ特性の異なる製品を作製する場合で
も、溝の幅，導電膜の幅，導電膜の厚さ等の少なくとも
一つを調整することで実現できるので、生産性が非常に
良くなる。また、端子部を設けたことで、直接回路基板
等上に実装できるので、面実装アンテナとしても使用可
能となる。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、スパイラル状に溝を設けることで、スパイラル状の
導電膜を設けたことによって、量産性を向上させる事が
できる。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１におい
て、基台に全周に渡って段差部を設け、前記段差部中に
溝を設けたことによって、アンテナ特性に非常に関係す
る溝を形成した部分と、回路基板等との間に隙間を設け
ることができるので、溝を設けた導電膜部分が回路基板
などと接触してアンテナ特性が変化することはない。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１におい
て、端子部の断面を円形状もしくは略正多角形状とした
事によって、どの方向に実装しても特性の変化が極めて
少なくできるので、実装性が飛躍的に向上する。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１におい
て、基台の両端部における全側面に端子部を設けた事に
よって、どの方向に実装しても特性の変化が極めて少な
くできるので、実装性が飛躍的に向上する。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項１におい
て、端子部として導電膜上に保護層か接合層の少なくと
も一つを設けた構成としたことで端子部の回路基板との
接合性を良くでき、長時間に渡って安定した特性を得る
ことができ、同様に端子部自体の腐食なども抑えること
ができるので、長時間に渡って安定した特性を得ること
ができる。

【００１３】請求項７記載の発明は、請求項１におい
て、基台に導電膜を形成した後に、レーザー加工もしく
は砥石によって溝を形成した事によって、簡単にスパイ
ラル等の溝を形成できるので、生産性が向上する。

【００１４】請求項８記載の発明は、音声を音声信号
に、あるいはデータをデータ信号に変換する信号変換手
段と、電話番号等を入力する操作手段と、着信表示や電
話番号等を表示する表示手段と、音声信号を復調して送
信信号に変換する送信手段と、受信信号を音声信号に変
換する受信手段と、前記送信信号及び前記受信信号を送
受信する請求項１〜７いずれか１記載のアンテナと、各
部を制御する制御手段を備えたことによって、装置を安
価に作製でき、しかも特性がよくしかも面実装可能なア
ンテナを搭載することによって、小型で高性能な装置を
提供できる。

【００１５】請求項９記載の発明は、基地局との間で信
号の送受信を行う第１のアンテナと、前記第１のアンテ
ナで送受信した信号をデータ信号に変換する第１の送受
信部と、近傍に設けられた携帯端末装置との間で信号の
送受信を行う第２のアンテナと、前記第２のアンテナで
送受信した信号をデータ信号に変換する第２の送受信部
とを備え、前記第２のアンテナを請求項１〜７いずれか
１記載のアンテナ構造としたことによって、装置を安価
に作製でき、しかも特性がよくしかも面実装可能なアン
テナを搭載することによって、小型で高性能な装置を提
供できる。

【００１６】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
無線端末装置と、前記無線端末装置との間でデータの送
受信を行う携帯端末装置と、前記無線端末装置との間で
データもしくは音声信号のやり取りを行う基地局と、前
記基地局と公衆回線で結ばれたサーバーと、前記サーバ
ーと回線２０５を介して接続された情報網と、前記情報
網と接続された特定或いは不特定のユーザー又はプロバ
イダを有するユーザー等とを有することによって、安定
な通信システムを構築することができる。

【００１７】以下、本発明におけるチップアンテナ及び
無線端末装置の実施の形態について説明する。

【００１８】図１，図２はそれぞれ本発明の一実施の形
態におけるチップアンテナを示す斜視図及び側断面図で
ある。

【００１９】図１において、１１は絶縁材料などをプレ
ス加工，押し出し法等を施して構成されている基台、１
２は基台１１の上に設けられている導電膜で、導電膜１
２は、メッキ法やスパッタリング法等の蒸着法等によっ
て基台１１上に形成される。１３は基台１１及び導電膜
１２に設けられた溝で、溝１３は、レーザ光線等を導電
膜１２に照射することによって形成したり、導電膜１２
に砥石等を当てて機械的に形成されたり、レジストなど
を用いた選択的エッチングによって形成されている。こ
の溝１３はスパイラル状に設けることによって、導電膜
１２にスパイラル状の導電膜１２が形成されることにな
る。また、溝１３は、好ましくは基台１１と導電膜１２
の双方に形成した方が好ましく、この様な構成によっ
て、完全に導電膜１２を切断することができ、特性劣化
を防止できる。１４は基台１１及び導電膜１２の溝１３
を設けた部分に塗布された保護材、１５，１６はそれぞ
れ基台１１の端面上にそれぞれ端子電極が形成された端
子部で、端子部１５と端子部１６の間には、溝１３及び
保護材１４が設けられている。

【００２０】この様な構成によって、スパイラル状の溝
１３を導電膜１２を形成することで、スパイラル状の導
電膜１２を形成できるので、非常に生産性が良く、しか
も、溝１３の幅やスパイラル状の導電膜１２の幅などを
適宜設定することで、特性の調整も容易になり、しかも
上記構成に加えて、端子部１５，１６の断面を正多角形
状或いは円形状とすることで、端子部１５，１６におけ
るどの側面を実装面としても、また、端子部１５，１６
のいずれを給電電極として用いても特性に変化が無く、
すなわち、方向性が存在しないので、実装性が飛躍的に
向上する。

【００２１】また、本実施の形態のチップアンテナは、
実用周波数帯域が０.７〜６.０ＧＨｚと高周波数域に対
応し、そのチップアンテナの長さＬ１，高さＬ２，幅Ｌ
３は以下の通りとなっていることが好ましい。

【００２２】Ｌ１＝４.０〜４０.０ｍｍＬ２＝０.５〜５.０ｍｍＬ３＝０.５〜５.０ｍｍＬ１が４.０ｍｍ以下であると、必要とするインダクタ
ンスを得ることができない。また、Ｌ１が４０.０ｍｍ
を超えてしまうと、素子自体が大きくなってしまい、電
子回路等が形成された基板など（以下回路基板等と略
す）回路基板等の小型化ができず、ひいてはその回路基
板等を搭載した電子機器等の小型化を行うことができな
い。また、Ｌ２，Ｌ３それぞれが０.５ｍｍ以下である
と、素子自体の機械的強度が弱くなりすぎてしまい、実
装装置などで、回路基板等に実装する場合に、素子折れ
等が発生することがある。また、Ｌ２，Ｌ３が５.０ｍ
ｍ以上となると、素子が大きくなりすぎて、回路基板等
の小型化、ひいては装置の小型化を行うことができな
い。

【００２３】以上の様に構成されたチップアンテナにつ
いて、以下各部の詳細な説明をする。

【００２４】まず、基台１１の形状について説明する。

【００２５】基台１１は角柱状もしくは円柱状とするこ
とが好ましく、図１，２に示す様に基台１１を角柱状と
することによって、実装性を向上させることができ、素
子の転がり等を防止できる等の効果を有する。また、基
台１１を角柱状とする中でも特に四角柱状とすることが
非常に実装性や、素子の回路基板上での位置決めを容易
にする。更に、基台１１を角柱状とすることによって構
造が非常に簡単になるので、生産性がよく、しかもコス
ト面が非常に有利になる。

【００２６】また、基台１１の形状を円柱状とすること
によって、後述するように基台１１上に導電膜１２を形
成し、その導電膜１２にレーザ加工等によって溝１３を
形成する場合、その溝１３の深さなどを精度よく形成す
ることができ、特性のばらつきを抑えることができる。

【００２７】また、基台１１の両端部を除いて、全周に
渡り段差部１１ｚが形成されており、溝１３はこの段差
部１１ｚ中に設けられている。この段差部１１ｚは深さ
は３０〜５００μｍとする事が好ましい。この段差部１
１ｚを設けることで、アンテナとして働く部分を回路基
板等と離間させることができるので、接触などによっ
て、導電膜１２を破損させアンテナ特性が変化したりす
る事はない。なお、回路基板などに工夫が施されたり、
或いは、他の手段にて、スパイラル状の導電膜１２と基
板との接触の危険性が非常に少ない場合には、特に段差
部１１ｚを設ける必要はない。

【００２８】また基台１１の両端部の断面の形状は、上
述の通り、円形または多角形状とすることが好ましく、
しかも多角形状とする場合には、特に正多角形状とする
ことによって、どの方向に実装しても、特性の変化があ
まりないので好ましい。更に、段差部における断面も、
同様に、円形または多角形状とすることが好ましく、し
かも多角形状とする場合には、特に正多角形状とするこ
とが好ましい。なお、段差部１１ｚの断面形状と両端部
の断面形状の断面形状は異なった形でも良いし、同一形
状としても良い。

【００２９】次に基台１１の面取りについて説明する。

【００３０】基台１１に形成された角部には、面取りが
形成されており、その面取りの曲率半径Ｒは下記を満た
すことが好ましい。

【００３１】０.１＜Ｒ１＜０.５（ｍｍ）Ｒ１が０.１
ｍｍ以下であると、基台１１の角部が尖った形状となっ
ているので、ちょっとした衝撃などによって角部に欠け
などが生じることがあり、その欠けによって、特性の劣
化等が発生したりする。

【００３２】また、Ｒ１が０.５ｍｍ以上であると、ア
ンテナを回路基板に実装する際に、はんだ部にひけや空
洞が発生したり、幅方向のはんだ部の細りや未はんだが
発生したりする。

【００３３】次に基台１１の構成材料について説明す
る。基台１１の構成材料として下記の特性を満足してお
くことが好ましい。

【００３４】体積固有抵抗：１０¹³Ωｍ以上（好ましく
は１０¹⁴Ωｍ以上）熱膨張係数：５×１０^-4／℃以下（好ましくは２×１０
^-5／℃以下）［２０℃〜５００℃における熱膨張係数］比誘電率：１ＭＨｚにおいて４０以下（好ましくは２０
以下）曲げ強度：１３００ｋｇ／ｃｍ²以上（好ましくは２０
００ｋｇ／ｃｍ²以上）焼結密度：理論密度の９２％以上（好ましくは９５％以
上）基台１１の構成材料が体積固有抵抗が１０¹³Ωｍ以下で
あると、導電膜１２間にリーク電流が発生しアンテナ利
得の損失を招いてしまう。

【００３５】また熱膨張係数が５×１０^-4／℃以上であ
ると、基台１１にヒートショック等でクラックなどが入
ることがある。すなわち熱膨張係数が５×１０^-4／℃以
上であると、上述の様に溝１３を形成する際にレーザ光
線や砥石等を用いるので、基台１１が局部的に高温にな
り、基台１１にクラックなどが生じることあるが、上述
の様な熱膨張係数を有することによって、大幅にクラッ
ク等の発生を抑止できる。

【００３６】また、誘電率が１ＭＨｚにおいて４０以上
であると、導電膜間に無視できないほどの静電容量が発
生し、体積固有抵抗が低下したときと同様に導電膜１２
間にリーク電流が発生しアンテナ利得の損失を招いてし
まう。

【００３７】曲げ強度が１３００ｋｇ／ｃｍ²以下であ
ると、実装装置で回路基板等に実装する際に素子折れ等
が発生することがある。

【００３８】焼結密度が理論密度の９２％以下である
と、基台１１の吸水率が高くなり、基台１１の特性が著
しく劣化し、素子としての特性が悪くなったり、抗折強
度の劣化などから十分な機械的強度が確保できなくなっ
てしまう。

【００３９】この様に基台１１の体積固有抵抗，熱膨張
係数，誘電率，曲げ強度，焼結密度を規定することによ
って、アンテナ利得が低下しないので、面実装用チップ
アンテナの素子として用いることができ、ヒートショッ
ク等で基台１１にクラック等が発生することを抑制でき
るので、不良率を低減することができ、更には、機械的
強度を向上させることができるので、実装装置などを用
いて回路基板等に実装できるので、生産性が向上する等
の優れた効果を得ることができる。

【００４０】上記の諸特性を得る材料としては、アルミ
ナを主成分とするセラミック材料が挙げられる。しかし
ながら、単にアルミナを主成分とするセラミック材料を
用いても上記諸特性を得ることはできない。すなわち、
上記諸特性は、基台１１を作製する際のプレス圧力や焼
成温度及び添加物によって異なるので、作製条件などを
適宜調整しなければならない。具体的な作製条件とし
て、基台１１の加工時のプレス圧力を２〜５ｔ，焼成温
度を１５００〜１６００℃，焼成時間１〜３時間等の条
件が挙げられる。また、アルミナ材料の具体的な材料と
しては、Ａｌ₂Ｏ₃が９２重量％以上，ＳｉＯ₂が６重量
％以下，ＭｇＯが１．５重量％以下，Ｆｅ₂Ｏ₃が０．１
％以下，Ｎａ₂Ｏが０．３重量％以下等が挙げられる。

【００４１】この他にもフォルステライト、チタン酸マ
グネシウム系やチタン酸カルシウム系、ジルコニア・ス
ズ・チタン系、チタン酸バリウム系や鉛・カルシウム・
チタン系などのセラミック材料を用いても良い。

【００４２】また、基台１１の構成材料として、フェラ
イト等の磁性材料で構成してもよい。

【００４３】次に基台１１の表面粗さについて説明す
る。なお、以下の説明で出てくる表面粗さとは、全て中
心線平均粗さを意味するものであり、導電膜１２の説明
等に出てくる粗さも中心線平均粗さである。

【００４４】基台１１の表面粗さは０.１〜１.０μｍと
する事が好ましく、０.１μｍより表面粗さが小さい
と、導電膜１２の密着強度が低下し、１.０μｍより大
きいと導電膜１２の導体損が増加しアンテナ利得を低下
させてしまう。

【００４５】なお、本実施の形態では、導電膜１２と基
台１１の接合強度を基台１１の表面粗さを調整すること
によって、向上させたが、例えば、基台１１と導電膜１
２の間に炭素単体，炭素に他の元素を添加したもの、Ｃ
ｒ単体またはＣｒと他の金属の合金の少なくとも一方で
構成された中間層を設けることによって、表面粗さを調
整せずとも導電膜１２と基台１１の密着強度を向上させ
ることができる。もちろん基台１１の表面粗さを調整
し、その上その基台１１の上に中間層及び導電膜１２を
積層する場合では、より強力な導電膜１２と基台１１の
密着強度を得ることができる。

【００４６】次に導電膜１２について説明する。

【００４７】以下具体的に導電膜１２について説明す
る。

【００４８】導電膜１２の構成材料としては、銅，銀，
金，ニッケルなどの導電材料が挙げられる。この銅，
銀，金，ニッケル等の材料には、耐候性等を向上させた
めに所定の元素を添加してもよい。また、導電材料と非
金属材料等の合金を用いてもよい。構成材料としてコス
ト面や耐食性の面及び作り易さの面から銅及びその合金
がよく用いられる。導電膜１２の材料として、銅等を用
いる場合には、まず、基台１１上に無電解メッキによっ
て下地膜を形成し、その下地膜の上に電解メッキにて所
定の銅膜を形成して導電膜１２が形成される。更に、合
金等で導電膜１２を形成する場合には、スパッタリング
法や蒸着法で構成することが好ましい。

【００４９】なお、導電膜１２の膜厚としては、１〜５
０μｍとすることが良く、導電膜１２の膜厚が１μｍよ
り小さいと、高周波電流が流れるのに必要な表皮深さを
十分に確保できなくなり、５０μｍより大きいと表皮深
さは、十分に確保できるが生産性が悪くなるばかりか、
ヒットショックなどの耐環境性能の劣化を招く。

【００５０】更に、導電膜１２に形成される溝１３の幅
Ｋ１と溝１３と溝１３の間の導電膜１２の幅Ｋ２は、ア
ンテナの動作周波数、利得およびアンテナ外形形状から
決められ、以下の関係を有する事が好ましい。

【００５１】２０μｍ＞Ｋ１＞５００μｍ５μｍ＞Ｋ２＞５００μｍＫ１が２０μｍ以下であると導電膜１２の伝送線路とし
てのインピーダンスが高くなりすぎて、アンテナとして
のインピーダンス整合がとれなくなってしまったり、導
体損の増加からアンテナ利得の劣化を招くという不具合
が生じ、２００μｍ以上であるとアンテナ動作周波数に
必要なインダクタンス値が十分にとれなくなるという不
具合が生じる。

【００５２】また、Ｋ２が５μｍ以下であると導電膜１
２間の絶縁に対する十分な信頼性が確保できないという
不具合が生じ、５００μｍ以上であるとアンテナ動作周
波数に必要なインダクタンス値が十分にとれなくなると
いう不具合が生じる。

【００５３】導電膜１２は単層で構成してもよいが、多
層構造としてもよい。すなわち、構成材料の異なる導電
膜を複数積層して構成しても良い。例えば、基台１１の
上に先ず銅膜を形成し、その上に耐候性の良い金属膜
（ニッケル等）を積層する事によって、やや耐候性に問
題がある銅の腐食を防止することができる。

【００５４】導電膜１２の形成方法としては、メッキ法
（電解メッキ法や無電解メッキ法など），スパッタリン
グ法，蒸着法等が挙げられる。この形成方法の中でも、
量産性がよく、しかも膜厚のばらつきが小さなメッキ法
がよく用いられる。

【００５５】導電膜１２の表面粗さは５μｍ以下が好ま
しく、更に好ましくはい２μｍ以下が好ましい。導電膜
１２の表面粗さがい５μｍを超えると導体損の増加から
アンテナ利得の劣化を招く、という不具合が生じる。

【００５６】次に保護材１４について説明する。

【００５７】保護材１４としては、耐候性に優れた有機
材料、例えばエポキシ樹脂などの絶縁性を示す材料が用
いられる。また、保護材１４としては、溝１３の状況等
が観測できるような透明度を有する事が好ましい。更に
保護材１４には透明度を有したまま、所定の色を有する
ことが好ましい。保護材１４に赤，青，緑などの、導電
膜１２や端子部１５，１６等と異なる色を着色する事に
よって、素子各部の区別をする事ができ、素子各部の検
査などが容易に行える。また、素子の大きさ、特性、品
番等の違いで保護材１４の色を変えることによって、特
性や品番等の異なる素子を誤った部分に取り付けるなど
のミスを低減させることができる。

【００５８】なお、保護材１４は、耐候性を求める場合
等に必要であり、耐候性等を必要としない場合には、設
けなくても良い。また、樹脂などを塗布して保護材１４
を形成しても良いが、電着法などを用いて、保護材１４
を設けても良く、この場合には、薄くて均一な膜を形成
でき、しかも量産性に優れている。

【００５９】次に端子部１５，１６について説明する。

【００６０】端子部１５，１６は、導電膜１２のみでも
十分に機能するが、様々な環境条件等に順応させるため
に、多層構造とすることが好ましい。

【００６１】基台１１の端部１１ｄの上に導電膜１２が
形成されており、しかも導電膜１２の上には耐候性を有
するニッケル，チタン等の材料で構成される保護層３０
０が形成されており、更に保護層３００の上には半田等
で構成された接合層３０１が形成されている。保護層３
００は接合層と導電膜１２の接合強度を向上させるとと
もに、導電膜の耐候性を向上させることができる。本実
施の形態では、保護層３００の構成材料として、ニッケ
ルかニッケル合金の少なくとも一方とし、接合層３０１
の構成材料としては半田を用いた。保護層３００（ニッ
ケル）の厚みは１〜８μｍが好ましく、１μｍを下回る
と耐候性が悪くなり、８μｍを上回ると保護層３００
（ニッケル）自体の電気抵抗が高くなり、素子特性が大
きく劣化する。また、接合層３０１（半田）の厚みは５
μｍ〜２０μｍ程度が好ましく、５μｍを下回るとはん
だ量が不足して素子と回路基板等との良好な接合が期待
できず、２０μｍを上回るとメッキ量が多くなるため生
産性が悪くなる。なお、保護層３００は耐候性を要求し
ない場合には設けなくても良い。

【００６２】なお、チップアンテナの実装の際の方向性
を無くすには、端子部１５，１６の全側面に導電膜１２
を設けるか、或いは、その導電膜１２上に接合層３０１
か保護層３００の少なくとも一つを設けることが好まし
い。

【００６３】更に、本実施の形態では、基台１１の端面
全面に導電膜１２を設けたが、図７（ａ）に示すよう
に、基台１１の端面がむき出しになるように、基台１１
の端面上に導電膜１２が全く存在しないように構成した
り、あるいは、図７（ｂ）に示すように、端面の一部に
基台１１がむき出しになるように、導電膜１２の非配設
部分を設けることで、空芯コイル化することができ、高
周波磁界がアンテナ部をスムーズに流れることによりア
ンテナのＱ値が良くなりアンテナ利得が向上する。この
空芯化処理部（基台１１がむき出しになっている部分）
の形状は、図に示す方形状以外に、円形，楕円形状，三
角形状，多角形などでも良いが、その面積が基台１１の
端面の少なくとも３０％以上必要で、これ以下の面積で
は、効果が十分に現れてこないという不具合が起こる。

【００６４】また、端子部１５，１６として、保護層３
００や接合層３０１の少なくとも一つを設けた場合に
は、上述の通り、基台１１の端面をむき出しにしても良
いし、更に、基台１１の端面上において、保護層３００
や接合層３０１の少なくとも一方を設けず、導電膜１２
がむき出しになるようにしても良く、この構成は、基台
１１をむき出しにするよりも空芯コイル化の効果は多少
減少するものの、保護層３００か接合層３０１の少なく
とも一つを基台１１の端面上の全面に形成するよりは、
特性を良くすることができる。

【００６５】以上の様に構成されたチップアンテナにつ
いて、以下その製造方法について説明する。

【００６６】まず、アルミナ等の絶縁材料をプレス成形
や押し出し法によって、基台１１を作製する。次にその
基台１１全体にメッキ法やスパッタリング法などによっ
て導電膜１２を形成する。次に導電膜１２を形成した基
台１１にスパイラル状の溝１３を形成する。溝１３はレ
ーザ加工や切削加工によって作製される。レーザ加工
は、非常に生産性が良いので、以下レーザ加工について
説明する。まず、基台１１を回転装置に取り付け、基台
１１を回転させ、そして基台１１にレーザを照射して導
電膜１２及び基台１１の双方を取り除き、スパイラル状
の溝を形成する。このときのレーザは、ＹＡＧレーザ，
エキシマレーザ，炭酸ガスレーザなどを用いることがで
き、レーザ光をレンズなどで絞り込むことによって、基
台１１に照射する。更に、溝１３の深さ等は、レーザの
パワーを調整し、溝１３の幅等は、レーザ光を絞り込む
際のレンズを交換することによって行える。また、導電
膜１２の構成材料等によって、レーザの吸収率が異なる
ので、レーザの種類（レーザの波長）は、導電膜１２の
構成材料によって、適宜選択することが好ましい。

【００６７】溝１３を形成した後に、溝１３を形成した
部分に保護材１４を塗布し、乾燥させる。

【００６８】この時点でも、製品は完成するが、特に端
子部１５，１６にニッケル層や半田層を積層して、耐候
性や接合性を向上させることもある。ニッケル層や半田
層は、メッキ法等によって保護材１４を形成した半完成
品に形成する。

【００６９】図３は本発明の一実施の形態におけるチッ
プアンテナを回路基板に実装したときの斜視図であり、
図３において、１００は図１，２に示されるチップアン
テナ、１０１は回路基板で、回路基板１０１には少なく
ともチップアンテナ固定用パターン１０２と受信或いは
送信回路と接続されたパターン１０３が設けられてい
る。なお、回路基板１０１には、図示していないが他の
電子部品（抵抗器，コンデンサ，インダクタンス素子，
半導体装置の中の少なくとも一つ）が実装されている。

【００７０】本実施の形態では、パターン１０２に端子
部１６を接合し、パターン１０３に端子部１５を接合し
ているが、逆方向に接合しても良い。また、本実施の形
態では、端子部１５，１６の断面形状を略正方形として
いるので、実装面を側面１００ａとしているが、、実装
面として側面１００ｂ，１００ｃ，１００ｄとしても特
性の変化が極めて小さく、チップアンテナ１００を実装
する際の方向性を無くすことができる。

【００７１】図４及び図５はそれぞれ本発明の一実施の
形態における無線端末装置を示す斜視図及びブロック図
である。図４及び図５において、２９は音声を音声信号
に変換するマイク、３０は音声信号を音声に変換するス
ピーカー、３１はダイヤルボタン等から構成される操作
部、３２は着信等を表示する表示部、３３は公衆回線な
どと接続された基地局との間で電波のやり取りを行うア
ンテナ、３４はマイク２９からの音声信号を復調して送
信信号に変換する送信部で、送信部３４で作製された送
信信号は、アンテナ３３を通して外部に放出される。３
５はアンテナ３３で受信した受信信号を音声信号に変換
する受信部で、受信部３５で作成された音声信号はスピ
ーカ３０にて音声に変換される。３６はアンテナで、ア
ンテナ３６は、図示していないデスクトップコンピュー
タ，モバイルコンピュータ等の携帯端末装置との間で電
波のやり取りを行い、図１，２等に示されるチップアン
テナである。３７はデータ信号をデータ送信信号に変換
し、そのデータ送信信号をアンテナ３６を介して送信す
る送信部、３８はアンテナ３６を介して受信したデータ
受信信号をデータ信号に変換する受信部、３９は送信部
３４，受信部３５，操作部３１，表示部３２，送信部３
７，受信部３８を制御する制御部である。

【００７２】なお、本実施の形態では、アンテナ３３を
ヘリカルアンテナやホイップアンテナ等を用い、アンテ
ナ３６を図１，２に示すチップアンテナとしてが、アン
テナ３３及びアンテナ３６の双方を図１，２に示すチッ
プアンテナとしても良い。

【００７３】更に、図５に示すアンテナ３６，送信部３
７，受信部３６を設けずに、アンテナ３３を図１，２等
に示すチップアンテナとした無線端末装置にしても良
い。

【００７４】以下図５，６に示す無線電話装置のその動
作の一例について説明する。

【００７５】先ず、着信があった場合には、受信部３５
から制御部３６に着信信号を送出し、制御部３６は、そ
の着信信号に基づいて、表示部３２に所定のキャラクタ
等を表示させ、更に操作部３１から着信を受ける旨のボ
タン等が押されると、信号が制御部３６に送出されて、
制御部３６は、着信モードに各部を設定する。即ちアン
テナ３３で受信した信号は、受信部３５で音声信号に変
換され、音声信号はスピーカー３０から音声として出力
されると共に、マイク２９から入力された音声は、音声
信号に変換され、送信部３４を介し、アンテナ３３を通
して外部に送出される。

【００７６】次に、発信する場合について説明する。

【００７７】まず、発信する場合には、操作部３１から
発信する旨の信号が、制御部３６に入力される。続いて
電話番号に相当する信号が操作部３１から制御部３６に
送られてくると、制御部３６は送信部３４を介して、電
話番号に対応する信号をアンテナ３３から送出する。そ
の送出信号によって、相手方との通信が確立されたら、
その旨の信号がアンテナ３３を介し受信部３５を通して
制御部３６に送られると、制御部３６は発信モードに各
部を設定する。即ちアンテナ３３で受信した信号は、受
信部３５で音声信号に変換され、音声信号はスピーカー
３０から音声として出力されると共に、マイク２９から
入力された音声は、音声信号に変換され、送信部３４を
介し、アンテナ３３を通して外部に送出される。

【００７８】図６は本発明の一実施の形態における無線
端末装置を用いたシステムを示す図であり、図６におい
て、２００は図４，５に示す無線端末装置、２０１は無
線端末装置２００との間でデータのやり取りを行う携帯
端末装置、２０２は無線端末装置２００と通信を行う基
地局で、無線端末装置２００は直接基地局２０２と通信
を行ったり、時には地球の周りを回っている通信衛星を
介して、基地局２０２と通信を行う。２０３は基地局２
０２と公衆回線２０４を介して接続されたサーバー（好
ましくは通信サーバー）で、サーバー２０４は公衆回線
や専用回線等の回線２０５を介してインターネット等の
情報網２０６と接続されている。２０７は情報網２０６
と接続されたユーザー等で、ユーザー等２０７とは、プ
ロバイダや特定或いは不特定のユーザー等を示す。

【００７９】携帯端末装置２０１は、無線端末装置２０
０と電波のやり取りを行うアンテナ２０１ａが設けられ
ており、このアンテナ２０１ａとしては、図１，２に示
すようなチップアンテナを用いるのが好ましく、チップ
アンテナは携帯端末装置２０１のケース内に内蔵されて
いるか、或いは、携帯端末装置２０１に接続される通信
カードに設けられている。２０１ｂはアンテナ２０１ａ
で受信した受信信号を受信データ信号に変換したり、或
いは、携帯端末装置２０１が送ろうとする送信データを
送信信号に変換したりする。２０１ｃは入力手段で、入
力手段２０１ｃとしてはキーボード，手書き入力装置，
音声入力装置等で構成され、外部へ送ろうとするデータ
などの入力を行う。２０１ｄは表示手段で、送られてき
たデータを表示したり、或いは入力手段２０１ｃで入力
されたデータなどを表示する。表示手段２０１ｄとして
は、液晶ディスプレー，ＣＲＴディスプレー，有機ＥＬ
ディスプレー，プラズマディスプレー等が好適に用いら
れる。２０１ｅは送られてきたデータなどを記憶する記
憶手段で、記憶手段２０１ｅとしては、ハードディスク
ドライブ，フロッピー（登録商標）ディスクドライブ，
ＤＶＤドライブ，光磁気ディスクドライブ，ＣＤ−Ｒド
ライブ，ＣＤ−ＲＷドライブ等の光ディスクドライブ等
のデータの記憶、読み出し可能なものが好適に用いられ
る。２０１ｆはデータ読み出し専用の外部記憶手段で、
ＣＤ−ＲＯＭドライブ，ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等の読
み出し専用のドライブが好適に用いられる。２０１ｇは
各部を制御する制御手段である。

【００８０】以下、通信方法について、一例を説明す
る。

【００８１】先ず、無線端末装置２００とサーバー２０
３の間に通信を確立させる。

【００８２】携帯端末装置２０１の入力手段２０１ｃ等
から入力されたデータは、送信データ信号として、送受
信部２０１ｂに送られ、送受信部２０１ｂで送信信号に
変換され、アンテナ２０１ａを介して近傍に配置された
（半径約１０ｍ以内）無線端末装置２００に送られる。
無線端末装置２００では、図示していないアンテナ３６
にてその送信信号を受信し、受信部３８にて受信データ
信号に変換される。その受信データ信号は制御部３９を
介して、送信部３４に送られ、送信部３４にて、送信信
号に変換され、アンテナ３３から電波として送信され、
基地局２０２，サーバー２０３を介して、情報網２０６
に接続されユーザー等２０７に携帯端末装置２０１で入
力されたデータが送信される。

【００８３】更に、ユーザー等２０７からデータ送信さ
れると、情報網２０６、サーバー２０３、基地局２０２
を介して無線端末装置２００にデータ送信信号が送られ
てくる。無線端末装置２００はアンテナ３３でそのデー
タ送信信号を受信すると、受信部３４で受信し、その受
信した信号を音声に変換するかどうかを判断する。個の
時、音声信号へ変換する信号であれば、直接スピーカー
３０から音を出し、データ信号として、携帯端末装置２
０１に送るものであれば、制御部３９を介して、送信部
３７に送られる。送信部３７では、データ信号をデータ
送信信号に変換し、アンテナ３６を介して、送信し、そ
の送信信号がアンテナ２０１ａで受信されると、送受信
部２０１ｂにてデータ信号に変換され、制御手段２０１
ｇで、そのデータ信号に対応したキャラクタなどを表示
手段２０１ｄに表示したり、或いは記憶手段２０１ｅに
記憶させる。

【００８４】

【発明の効果】本発明は、基台上に設けられた導電膜
と、導電膜に設けられたスパイラル状の溝と、前記基台
に設けられた端子部とを備えたことによって、導電膜に
溝を形成するだけで、チップアンテナを形成できるの
で、生産性が向上し、しかもアンテナ特性の異なる製品
を作製する場合でも、溝の幅，導電膜の幅，導電膜の厚
さ等の少なくとも一つを調整することで実現できるの
で、生産性が非常に良くなる。また、端子部を設けたこ
とで、直接回路基板等上に実装できるので、面実装アン
テナとしても使用可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるチップアンテナ
を示す斜視図

【図２】本発明の一実施の形態におけるチップアンテナ
を示す側断面図

【図３】本発明の一実施の形態におけるチップアンテナ
を回路基板に実装したときの斜視図

【図４】本発明の一実施の形態における無線端末装置を
示す斜視図

【図５】本発明の一実施の形態における無線端末装置を
示すブロック図

【図６】本発明の一実施の形態における無線端末装置を
用いたシステムを示す図

【図７】本発明の一実施の形態におけるチップアンテナ
の端面を示す平面図

【符号の説明】

１１基台１１ｚ段差部１２導電膜１３溝１４保護材１５，１６端子部３０スピーカー３１操作部３２表示部３３，３６アンテナ３４，３７送信部３５，３８受信部３９制御部２００無線端末装置２０１携帯端末装置２０２基地局２０３サーバー２０４公衆回線２０５回線２０６情報網２０７ユーザー等

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後藤和秀大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者崎田広実大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5E070 AA01 AB01 AB03 BA03 CC03 EA01 5J046 AA01 AA09 AA19 AB00 AB06 AB11 PA02 QA03 5J047 AA01 AA09 AA19 AB00 AB06 AB11 FD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台と、前記基台上に設けられた導電膜
と、前記導電膜に設けられた溝と、前記基台に設けられ
た端子部とを備えたことを特徴とするチップアンテナ。
【請求項２】スパイラル状に溝を設けることで、スパイ
ラル状の導電膜を設けたことを特徴とする請求項１記載
のチップアンテナ。
【請求項３】基台に全周に渡って段差部を設け、前記段
差部中に溝を設けたことを特徴とする請求項１記載のチ
ップアンテナ。
【請求項４】端子部の断面を円形状もしくは略正多角形
状とした事を特徴とする請求項１記載のチップアンテ
ナ。
【請求項５】基台の両端部における全側面に端子部を設
けた事を特徴とする請求項１記載のチップアンテナ。
【請求項６】端子部として導電膜上に保護層か接合層の
少なくとも一つを設けた構成としてことを特徴とする請
求項１記載のチップアンテナ。
【請求項７】基台に導電膜を形成した後に、レーザー加
工もしくは砥石によって溝を形成した事を特徴とする請
求項１記載のチップアンテナ。
【請求項８】音声を音声信号に、あるいはデータをデー
タ信号に変換する信号変換手段と、電話番号等を入力す
る操作手段と、着信表示や電話番号等を表示する表示手
段と、音声信号あるいはデータ信号を変調して送信信号
に変換する送信手段と、受信信号を音声あるいはデータ
信号に変換する受信手段と、前記送信信号及び前記受信
信号を送受信する請求項１〜７いずれか１記載のアンテ
ナと、各部を制御する制御手段を備えたことを特徴とす
る無線端末装置。
【請求項９】基地局との間で信号の送受信を行う第１の
アンテナと、前記第１のアンテナで送受信した信号をデ
ータ信号に変換する第１の送受信部と、近傍に設けられ
た携帯端末装置との間で信号の送受信を行う第２のアン
テナと、前記第２のアンテナで送受信した信号をデータ
信号に変換する第２の送受信部とを備え、前記第１のア
ンテナおよび第２のアンテナの少なくともいずれか一方
を請求項１〜７いずれか１記載のアンテナ構造とした事
を特徴とする無線端末装置。
【請求項１０】請求項９記載の無線端末装置と、前記無
線端末装置との間でデータの送受信を行う携帯端末装置
と、前記無線端末装置との間でデータもしくは音声信号
のやり取りを行う基地局と、前記基地局と公衆回線で結
ばれたサーバーと、前記サーバーと回線２０５を介して
接続された情報網と、前記情報網と接続された特定或い
は不特定のユーザー又はプロバイダを有するユーザー等
とを有するデータの送受信システム。