JP2002223109A - チップアンテナとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナ特性の変動要因のない安定した構造
のチップアンテナとその製造方法を提供する。 【解決手段】 誘電体チップに所定の導体板からなるア
ンテナ導体を埋め込んだものであって、前記アンテナ導
体は誘電体チップの下面側にコの字状に折り曲げられた
電極端子部を備え、前記誘電体チップはその下面側に位
置付けられた電極端子部を該下面からアンテナ導体の厚
み方向に所定の高さだけ突出させて該電極端子部を埋設
した構造を有する。特に電極端子部は、誘電体チップに
よるアンテナ導体の埋め込みに先立って、そのアンテナ
エレメントに対して所定の距離を隔てて平行に折り曲げ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体チップに所
定の導体板からなるアンテナ導体を埋め込んだ構造のチ
ップアンテナとその製造方法に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近時、携帯電話機や携帯情報端
末、更には無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワー
ク）機器等に用いられる小型のアンテナとして、所定の
導体板からなるアンテナ導体を誘電体チップに埋め込ん
だ構造のチップアンテナが注目されている。この種のチ
ップアンテナは、例えば図８にその概略的な構成を示す
ように、いわゆるミアンダ形状に蛇行させてアンテナエ
レメントを形成したアンテナ導体１を略直方体形状をな
す誘電体チップ２に埋め込み、該誘電体チップ２の端部
から外部に導出された上記アンテナ導体１の電極端子部
３を、図９に示すように該誘電体チップ２の表面に沿っ
てその下面側に折り曲げた構造を有する。

【０００３】このようなチップアンテナは、アンテナ導
体（アンテナエレメント）１が蛇行しているので、従来
一般的なホイップアンテナに比較してその全体形状の小
型化を図り得ると言う利点を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
構造のチップアンテナにあっては、誘電体の射出成形
（モールド）によってアンテナ導体１を誘電体チップ２
に埋め込んだ後、その端部から導出している電極端子部
３を折り曲げ加工するので、該電極端子部３の曲げ位置
や曲げ角度を正確に定め難く、図９に示すように電極端
子部３と誘電体チップ２の表面、特にその下面との間に
隙間が生じ易いと言う不具合がある。このような隙間
は、チップアンテナが実装される印刷配線基板４等にお
ける地導体からの前記アンテナ導体（アンテナエレメン
ト）１の高さ位置を変化させ、そのアンテナ特性を変動
させる要因となる。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、前述したようなアンテナ特性の
変動要因のない安定した構造のチップアンテナを提供す
ることにある。また本発明は、上記構造のチップアンテ
ナを簡易に製造することのできるチップアンテナの製造
方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく、本発明に係るチップアンテナは、例えば直方体形
状をなす誘電体チップに所定の導体板からなるアンテナ
導体を埋め込んだものであって、前記アンテナ導体は、
前記誘電体チップの下面側にコの字状に折り曲げられた
電極端子部を備えてなり、前記誘電体チップは、その下
面側に位置付けられた前記電極端子部を該下面から前記
アンテナ導体の厚み方向に所定の高さだけ突出させて該
電極端子部を埋設してなることを特徴としている。

【０００７】ちなみに前記誘電体チップの下面側に位置
付けられる前記アンテナ導体の電極端子部は、例えば前
記誘電体チップによるアンテナ導体の埋め込みに先立っ
て、前記アンテナ導体の主体部をなすアンテナエレメン
トから導出された電極端子部を、その厚み方向に２回に
亘って直角に折り曲げることによって、前記アンテナエ
レメントに対して所定の距離を隔てて平行に折り曲げた
ものからなる。

【０００８】また本発明に係るチップアンテナの製造方
法は、 導体板をパターニングして電極端子部を備えたアン
テナ導体を形成する第１の工程と、 上記アンテナ導体の前記電極端子部をその板厚方向
にコの字状に折り曲げる第２の工程と、 上記コの字状に折り曲げられた電極端子部が嵌め込
まれる所定深さの溝を備えたモールド用金型に上記電極
端子部を折り曲げたアンテナ導体を装着した後、該モー
ルド用金型に誘電体を充填して前記アンテナ導体を埋め
込んだ誘電体チップを形成する第３の工程と からなることを特徴とする。

【０００９】特に前記第３の工程を、前記誘電体チップ
の下面を規定する面にだけ前記電極端子部が嵌め込まれ
る所定深さの溝を設けたモールド用金型を用いて行うこ
とを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係るチップアンテナとその製造方法について
説明する。図１はこの実施形態に係るチップアンテナの
概略構成を示す斜視図で、特にチップアンテナを斜め下
方から見た様子を示している。このチップアンテナは、
基本的には、例えばミアンダ状に蛇行したパターン形状
のアンテナエレメント１１を備えたアンテナ導体１０
を、概略直方体形状の誘電体チップ２０に埋め込み、前
記アンテナ導体１０の前記アンテナエレメント１１に連
なる電極端子部１２を、上記誘電体チップ２０の下面側
にコの字状に折り曲げて該誘電体チップ２０の下面に突
出させて位置付けた構造を有する。

【００１１】ちなみにアンテナ導体１０は、例えば図２
に示すように、導体板を打ち抜きやエッチング等によっ
てパターニングし、数ターンに亘る折り返し部を経て所
定のピッチで平行に設けられたミアンダ状に蛇行する線
路をアンテナエレメント１１として形成し、更に該アン
テナエレメント１１の端部に、その電極端子部１２を形
成した構造を有する。

【００１２】具体的には上記アンテナ導体１０における
アンテナエレメント１１は、例えば厚み１００μｍの導
体板をパターンニングして、導体幅０.１８ｍｍ、蛇行
幅８.７ｍｍ、蛇行ピッチ０.８ｍｍの導体を３０ターン
に亘って形成したものからなる。そしてこのアンテナ導
体１０を誘電体チップ２０にて埋め込んで形成されるチ
ップアンテナは、概略的には幅４.４ｍｍ、長さ１６ｍ
ｍ、厚み１.２ｍｍの大きさのものとして実現される。

【００１３】尚、図２において二点鎖線１４は、前記誘
電体チップ２０による前記アンテナ導体１０の埋め込み
領域を示している。また図２においては外枠フレーム１
５に２つのブリッジ１６を介して前記アンテナ導体１０
を支持した様子を示している。この外枠フレーム１５
は、誘電体チップ２０によるアンテナ導体１０の埋め込
み時に、誘電体の射出成型用の金型に対してアンテナ導
体１０をずれなく位置決めする為のものであり、前記ブ
リッジ１６は誘電体チップ２０にてアンテナ導体１０を
埋め込んだ後に切断される。このブリッジ１６の切断に
より、前記誘電体チップ２０に埋め込まれたアンテナ導
体１０が前記外枠フレーム１５から切り離される。

【００１４】しかしてこの発明に係るチップアンテナが
特徴とするところは、前記アンテナ導体１０における電
極端子部１２が、図３にその概略的な構造を示すように
予め一方向にコの字状に折り曲げ加工されており、図１
に示すように誘電体チップ２０の下面から、その厚み方
向に所定の高さだけ突出させて設けられている点にあ
る。換言すれば誘電体チップ２０の下面側に、第１折曲
部１２ａを経てコの字状に折り曲げられて前記アンテナ
エレメント１１と所定の距離を隔てて平行に位置付けら
れた電極端子部１２の第２の折曲部１２ｂが、誘電体チ
ップ２０の下面にその厚み方向に略半分程度埋め込ま
れ、厚み方向に半分程度残された部分だけを該誘電体チ
ップ２０の下面から突出させて設けられている点にあ
る。尚、電極端子部１２の前記アンテナエレメント１１
に対して直角に折り曲げられている第１の折曲部１２ａ
は、その厚み方向の全体が誘電体チップ２０の端部に埋
め込まれ、その表面だけが露出している。

【００１５】このような構造をなすチップアンテナは、
例えば図４に例示するように、コの字状に折り曲げられ
た電極端子部１２が嵌め込まれる所定深さの溝３１を備
えた誘電体射出成形用の金型（モールド用金型）３０を
用い、上記溝３１に電極端子部１２を嵌め込んで上記誘
電体射出成形用の金型３０にアンテナ導体１０を装着し
た後、該誘電体射出成形用の金型３０に誘電体を抽出す
ることによってなされる。ちなみに上記溝３１は、誘電
体射出成形用の金型３０における誘電体チップの下面を
規定する面３２にだけ設けられる。またこの溝３１の深
さは、アンテナ導体１０（電極端子部１２）の板厚が前
述したように１００μｍである場合には、５０μｍ程度
に設定される。

【００１６】かくして上述した金型３０を用いてアンテ
ナ導体１０を誘電体チップ２０にて埋め込んで形成され
るチップアンテナによれば、電極端子部１２の前記溝３
１に嵌め込まれた第２折曲部１２ｂが誘電体チップ２０
によって埋め込まれることがないので、該電極端子部１
２は誘電体チップ２０の下面に、その厚み方向に所定の
高さだけ突出して露出することになる。しかもこの誘電
体チップ２０の下面に露出した電極端子部１２は、予め
アンテナエレメント１１に対して所定の距離を隔てて平
行に折り曲げ形成されたものであるから、該電極端子部
１２を介して実装される印刷配線基板の地導体に対する
前記アンテナエレメント１１の高さ位置を精度良く規定
する機能を呈する。

【００１７】従ってこのような構造のチップアンテナに
よれば、図９に例示した従来構造のチップアンテナのよ
うに、その電極端子部３の折り曲げ位置や折り曲げ角度
のずれやバラツキによって誘電体チップ２の下面との間
に隙間が生じるような虞がない。これ故、地導体に対す
るアンテナエレメント１１の高さ位置を高精度に規定し
て印刷配線基板等にチップアンテナを実装することが可
能となり、そのアンテナ特性に悪影響を及ぼす懸念がな
い等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【００１８】また上述したように電極端子部１２を、そ
の厚み方向に半分程度、誘電体チップ２０の下面に埋め
込んだ構造のチップアンテナによれば、例えば図５に示
すように導体板からのアンテナ導体１０のパターニング
時に、特にカッタ１７を用いた導体板の打ち抜き加工に
よって該アンテナ導体１０のエッジ下面側に生じ易い微
小なバリ（突起）１８を、図６に模式的に示すように誘
電体チップ２０の下面に埋め込まれるようにすることが
できる。即ち、バリ１８が発生しやすい面側に電極端子
部１２をコの字状に曲げることで、電極端子部１２のエ
ッジ下面側に生じた微小なバリ１８を誘電体チップ２０
の下面に埋め込むことが可能となる。この結果、誘電体
チップ２０による電極端子部１２の保持を強固なものと
することができ、電極端子部１２を剥がれ難くすること
が可能となる。しかもバリ１８の誘電体チップ２０から
の露出を効果的に防ぐことが可能となる。

【００１９】尚、導体板をエッチングしてアンテナ導体
１０をパターニングする場合においても、導体板に対す
る横方向へのエッチング作用、即ち、サイドエッチング
効果によってそのエッチング面が導体板の主面に対して
直角となることがなく、微小ではあるが傾きを生じる。
従ってエッチング時に下面側となっている面を内側にし
て電極端子部１２をコの字状に折り曲げれば、電極端子
部１２の僅かではあるが幅広となっている面側を誘電体
チップ２０の下面に埋め込むことができるので、前述し
たバリ１８の埋め込みの場合と同様に、誘電体チップ２
０による電極端子部１２の保持を強固にし、電極端子部
１２を剥がれ難くすることが可能となる。

【００２０】ここで上述したチップアンテナの製造方法
について説明すると、図７にその概略的な手順を示すよ
うに、先ずアンテナ導体１０を形成する上での素材とな
る導体板を準備し、プレス加工機による打ち抜きやエッ
チング処理によって所望形状のアンテナエレメント１１
および電極端子部１２をパターニング形成したアンテナ
導体１０を形成する［ステップＳ１］。次いでこのアン
テナ導体１０の電極端子部１２に対して２回の曲げ加工
を施し、電極端子部１２をコの字状に加工する［ステッ
プＳ２,Ｓ３］。

【００２１】しかる後、コの字状に曲げ加工された電極
端子部１２を、誘電体射出成形用の金型３０に設けられ
ている溝３１に嵌め込んで、該金型３０にアンテナ導体
１０をセットする［ステップＳ４］。そしてこの金型３
０に誘電体を抽出し、該誘電体にて前記アンテナ導体１
０を埋め込んだ誘電体チップ２０を形成する［ステップ
Ｓ５］。その後、アンテナ導体１０を埋め込んだ誘電体
チップ２０を前記金型３０から取り出し、前述したブリ
ッジ１６を切断することによって外枠フレーム１５から
切り離す［ステップＳ６］。

【００２２】そして前述した構造例の場合においては、
蛇行導体からなるアンテナエレメント１１における折り
返し部が誘電体チップ２０の側部からはみ出しているこ
とから、このアンテナエレメント１１の上記折り返し部
を含む露出部分を、該誘電体チップ２０の上面側にそれ
ぞれ折り曲げることによって図１に示す構造のチップア
ンテナが完成される。

【００２３】このように本発明に係るチップアンテナの
製造方法によれば、アンテナ導体１０を誘電体チップ２
０にて埋め込む前に、該アンテナ導体１０の電極端子部
１２をコの字状に折り曲げ加工するので、誘電体チップ
２０に影響されることなくその曲げ位置や曲げ角度を正
確に規定することができる。そしてコの字状に曲げられ
た電極端子部１２を誘電体チップ２０の下面から、正確
に所定の高さだけ突出させた構造のチップアンテナを簡
易に製造することが可能となる。加えて電極端子部１２
と誘電体チップ２０とが確実に密着するので、そのアン
テナ特性のバラツキが殆どなくなる等の効果が奏せられ
る。

【００２４】また上述した製造方法によれば、予め電極
端子部１２を所定の位置にて曲げ加工しておくので、誘
電体チップ２０の端面に電極端子部１２を埋設すること
が可能である。従ってチップアンテナの外形形状とその
寸法を誘電体射出成形用の金型３０によって正確に規定
することが可能となる等の利点もある。従って誘電体チ
ップ２０の端部からの電極端子部１２における第１折曲
部１２ａの突出（出っ張り）を無くして、その端部をフ
ラット化することも容易であり、微小サイズのチップ部
品としての取り扱いの容易化を図ることが可能となる等
の効果も奏せられる。

【００２５】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。実施形態においては蛇行導体からなる
アンテナエレメント１１における折り返し部を誘電体チ
ップ２０の側部から突出させ、その上面側に折り返した
構造のチップアンテナについて示したが、アンテナエレ
メント１１の全て誘電体チップ２０の内部に埋め込まれ
た構造のもの、或いはアンテナエレメント１１を誘電体
チップ２０の上面に露出させて埋め込んだ構造のものに
対しても同様に適用可能である。またアンテナ導体１０
としては、ミアンダ状の蛇行導体からなるアンテナエレ
メント１１を形成したもののみならず、平板状のマイク
ロストリップアンテナを形成したもの等であっても良
い。更には電極端子部１２の取り出し箇所についても、
誘電体チップ２０の長手方向の両端部からそれぞれ取り
出すことに代えて、一方の端部から２つの電極端子部１
２を並べて取り出すようにしても良く、誘電体チップ２
０の隅部等から取り出す構造のものについても同様に適
用可能である。また前記電極端子部１２における第１折
曲部１２ａについては、誘電体チップ２０の端部からそ
の一部が出っ張るように設けることの可能である。この
ような構造とすれば、印刷回路基板等へのチップアンテ
ナの実装時に、その半田付が容易となる等の利点があ
る。

【００２６】また誘電体チップ２０については、例えば
ＰＰＳ（ポリフェニレン・サルファイド）と、ＢaＯ-Ｎ
d₂Ｏ₃-ＴiＯ₂系のセラミクスの粉末を混合したもの等を
用いることができる。またその誘電率については、アン
テナ仕様にもよるが、例えば[２０]程度のものを用いる
ようにすれば良い。その他、本発明はその要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ンテナ導体のコの字状に曲げられた電極端子部を該アン
テナ導体を埋め込む誘電体チップの下面に、その厚み方
向に所定の高さだけ突出させて設けた構造なので、その
アンテナ特性に悪影響を与えることがなく、しかも構造
的に安定したチップアンテナを実現することができる。

【００２８】更にはアンテナ導体の電極端子部を予めコ
の字状に折り曲げ加工した後、該アンテナ導体を誘電体
チップにて埋め込んでチップアンテナを製造するので、
構造的に安定したチップアンテナを簡易に製造すること
ができ、しかもその全体的な寸法精度を高めることがで
きる等の効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るチップアンテナの概
略的な構造を示す斜視図。

【図２】図１に示すチップアンテナに用いられるアンテ
ナ導体の例を示す図。

【図３】アンテナ導体における電極端子部のコの字状の
折り曲げ形状を示す図。

【図４】誘電体チップによりアンテナ導体を埋め込んだ
チップアンテナの断面構造と、誘電体によるアンテナ導
体の埋め込みに用いられる誘電体射出成形用の金型との
関係を示す図。

【図５】アンテナ導体のエッジ部に生じるバリの例を示
す断面図。

【図６】誘電体チップの下面への電極端子部の埋め込み
構造を示す断面図。

【図７】本発明に係るチップアンテナの製造方法の概略
的な製造手順を示す図。

【図８】従来のチップアンテナの構造例を示す斜視図。

【図９】従来のチップアンテナにおける電極端子部での
不具合点を説明するための図。

【符号の説明】

１０ アンテナ導体 １１ アンテナエレメント １２ 電極端子部 ２０ 誘電体チップ ３０ 誘電体射出成形用の金型 ３１ 溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石和 正幸 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 今川 敏幸 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 大関 実 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5J046 AA02 AA04 AB13 PA06 PA07 5J047 AA02 AA04 AB13 FD01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体チップに所定の導体板からなるア
   ンテナ導体を埋め込んだチップアンテナであって、 前記アンテナ導体は、前記誘電体チップの下面側にコの
   字状に折り曲げられた電極端子部を備え、 前記誘電体チップは、その下面側に位置付けられた前記
   電極端子部を該下面から前記アンテナ導体の厚み方向に
   所定の高さだけ突出させて該電極端子部を埋設してなる
   ことを特徴とするチップアンテナ。
2. 【請求項２】 前記誘電体チップの下面側に位置付けら
   れる前記アンテナ導体の電極端子部は、該アンテナ導体
   におけるアンテナエレメント部に対して所定の距離を隔
   てて平行に折り曲げ形成されたものである請求項１に記
   載のチップアンテナ。
3. 【請求項３】 導体板をパターニングして電極端子部を
   備えたアンテナ導体を形成する第１の工程と、 上記アンテナ導体の前記電極端子部をその板厚方向にコ
   の字状に折り曲げる第２の工程と、 上記コの字状に折り曲げられた電極端子部が嵌め込まれ
   る所定深さの溝を備えた誘電体射出成形用の金型に上記
   電極端子部を折り曲げたアンテナ導体を装着した後、該
   誘電体射出成形用の金型に誘電体を充填して前記アンテ
   ナ導体を埋め込んだ誘電体チップを形成する第３の工程
   とを具備したチップアンテナの製造方法。
4. 【請求項４】 前記第３の工程は、前記誘電体チップの
   下面を規定する面にだけ前記電極端子部が嵌め込まれる
   所定深さの溝を設けた誘電体射出成形用の金型を用いて
   行われる請求項３に記載のチップアンテナの製造方法。