JP2003198229A

JP2003198229A - チップアンテナの製造方法

Info

Publication number: JP2003198229A
Application number: JP2001400500A
Authority: JP
Inventors: Michiko Takahashi; 美千子高橋; Keiichi Wakabayashi; 敬一若林; Kaoru Nishizawa; 薫西澤; Eiichiro Hirose; 英一郎広瀬
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】端子電極を構成する材料層を可能な限り薄く
しつつ十分な耐熱性を維持し、各材料層の厚みを均一化
できるチップアンテナの製造方法を提供する。【解決手段】チップアンテナの端子電極３は、基体１
の側面に形成されている凸部４に導体材料からなる第１
層３１を形成する工程と、第１層３１に対して導体材料
より耐熱性を有する耐熱性材料を用いて無電解メッキ処
理することにより、第１層３１の上層に第２層３２を形
成する工程とを有する製造プロセスによって製造され
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、プリント配線基板
等に取り付けられるチップアンテナの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線基板等に取り付けられるチ
ップアンテナ、例えば１／４波長モノポールチップアン
テナは、誘電体あるいは磁性体からなる基体の表面、裏
面、および側面に所定長の導体パターンを周回させるこ
とによってアンテナ素子を形成し、所定の周波数に同調
するようにしている。

【０００３】図５はチップアンテナの一例を示す図であ
る。このうち、図５（ａ）はチップアンテナの表面側か
ら見た平面図、図５（ｂ）はチップアンテナの一方の側
面図であって図５（ａ）のＢ−Ｂ矢視図、図５（ｃ）は
チップアンテナの裏面側から見た平面図であって図５
（ｂ）のＣ−Ｃ矢視図、図５（ｄ）はチップアンテナの
もう一方の側面図であって図５（ｃ）のＤ−Ｄ矢視図で
ある。図５において、誘電体あるいは磁性体からなる基
体１は側面に複数の凸部４を有している。凸部４は基体
１の両側面のそれぞれに同じ数だけ互いに対向するよう
に形成されている。そして、基体１の表面及び裏面には
所定の導体パターン５ａ〜５ｄが形成されており、基体
１の凸部４のそれぞれの端面にも導体パターン５ｅが形
成されている。

【０００４】導体パターンは、基体１の表面の長手方向
一端側に設けられた幅広導体パターン５ａと、基体１の
裏面の長手方向一端部からほぼ中央部に亘って、基体１
の両側面のうち互いに対向する凸部４どうしを結ぶよう
に設けられた横断導体パターン５ｂと、基体１の表面の
長手方向中央部に、基体１の両側面のうち１つずれた凸
部４どうしを結ぶように設けられた斜め導体パターン５
ｃと、基体１の表面の長手方向他端部側に設けられた幅
広導体パターン５ｄと、基体１の凸部４の端面に設けら
れた導体パターン５ｅとからなり、これらの導体パター
ン５ａ〜５ｅは全体として基体１を螺旋状に取り巻く螺
旋導体パターンとなっている。

【０００５】また、凸部４の端面に設けられた複数の導
体パターン５ｅのうち、所定の導体パターン５ｅは、基
体１の表裏面に形成されている導体パターンと接続さ
れ、端子電極３を形成している。すなわち、端子電極３
は、複数の凸部４のうち、一部の凸部４に形成されてお
り、この端子電極３によって表面の導体パターンと裏面
の導体パターンとが接続されている。つまり、図５にお
けるハッチングを施した部分が導体部分であり、それぞ
れの導体部分が電気的に接続することによりアンテナと
して機能する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６は図５の端子電極
３を示す拡大斜視図であり、図７は断面図である。端子
電極３の導体としては銀あるいは銀とパラジウムとを含
む合金が用いられており、導体層（導体パターン）を形
成するには導体材料をペースト状とし、この導体ペース
トを塗布することによって形成している。ここで、銀は
十分な耐熱性を有しておらず、例えばプリント配線基板
に端子電極を半田付けで取り付けようとした場合、半田
付け作業時における熱で導体層が剥がれたり劣化したり
するおそれがある。そこで、従来においては、図７に示
すように、導体ペーストを複数回（例えば３回程度）繰
り返し塗布することによって導体層厚みを厚くし、導体
層の耐熱性を向上させるようにしていた。

【０００７】しかしながら、このときの端子電極３の導
体層の厚みは、図７に示すように３０〜４０μｍ程度と
なり、オーバハングにより端部に鋭利なエッジＥが生じ
る。すると、端子電極３の入出力特性を測定するときに
検査装置のプローブを傷つける等の悪影響を及ぼす。ま
た、銀は比較的高価であるために導体層厚みを厚くする
と製造コストの上昇につながり、更に、厚み寸法にもバ
ラツキが生じて基板実装時の作業性が低下するおそれが
ある。

【０００８】一方、銀（あるいは銀を含む合金）からな
る導体層の上層にニッケルなど、耐熱性を有する金属材
料によって耐熱層を設けることも考えられる。この場
合、ニッケルを用いて導体層の上層に電気メッキ処理を
施すことによって耐熱層を設けることが考えられる。し
かしながら、図５に示すチップアンテナは、それぞれの
導体パターンが端子電極３を介して連続している連続端
子部Ａ１と、それぞれの導体パターンが不連続である独
立端子部Ａ２とを有している。このような電気的に連続
している部分と不連続である部分とが一体となっている
チップアンテナに対してニッケルを用いて電気メッキ処
理を行うと、連続端子部Ａ１では複数ある端子電極３の
うちいずれかの端子電極３、あるいは表裏面の導体パタ
ーン５ａ〜５ｄのいずれかに通電用のダミーボールが接
触すれば全ての端子電極３（導体パターン）にメッキが
施されるのでニッケルからなる耐熱層が厚く形成され、
一方、独立端子部Ａ２では複数ある端子電極３のうちそ
れぞれの端子電極３にダミーボールが接触しないと端子
電極３にはメッキが施されないので連続端子部Ａ１に比
べて耐熱層が薄く形成されてしまう。ニッケルからなる
耐熱層が厚く形成されるとクラック発生の要因となり、
一方、耐熱層が薄く形成されると耐熱層としての所望の
機能を有しなくなるため、端子電極３のそれぞれに所望
の層厚みを有する耐熱層を形成するのに多大な労力を要
する。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、端子電極を構成する材料層を可能な限り
薄くしつつ十分な耐熱性を維持し、しかも各材料層の厚
みを均一化できるチップアンテナの製造方法を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明のチップアンテナの製造方法は、側面に凸部を
備えた基体の表面及び裏面に所定の導体パターンを形成
する導体パターン形成工程と、前記凸部に前記導体パタ
ーンと接続する端子電極を形成する端子電極形成工程と
を有するチップアンテナの製造方法において、前記端子
電極形成工程は、前記凸部に導体材料からなる第１層を
形成する工程と、前記第１層に対して前記導体材料より
耐熱性を有する耐熱性材料を用いて無電解メッキ処理す
ることにより、前記第１層の上層に第２層を形成する工
程とを有することを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、銀などの導体材料からな
る第１層の上層に、無電解メッキ処理によってニッケル
などの耐熱性材料からなる第２層を形成するので、第１
層の層厚みを薄く設定した状態で高い耐熱性を有する端
子電極を形成できる。したがって、プリント配線基板等
に例えば半田付けで端子電極を取り付ける際の作業性は
向上する。更に、第１層を可能な限り薄く形成できるの
でエッジが立つことがなくなるため、チップアンテナの
入出力特性等を測定する際の測定装置を傷つけることも
なくなる。また、第２層を形成する際、無電解メッキ処
理によって第２層を形成するようにしたので、チップア
ンテナが連続端子部と独立端子部とを有している場合で
も、第２層を均一な厚みに形成できる。したがって、第
２層は所望の耐熱性を有しつつ、クラックの発生や剥離
の発生といった不具合の発生を防止できる。また、凸部
に導体層である第１層と耐熱層である第２層とを設ける
ことにより、これら第１層は凸部に対する密着性が向上
され、また、第２層はメッキ化が容易となる。ここで、
導体材料としては、銀、銀とパラジウムとの合金、その
他銀を含む合金などが挙げられる。また、耐熱性材料と
しては、ニッケルなどが挙げられる。

【００１２】この場合において、前記第２層の上層に、
前記第２層の酸化を防止する酸化防止材料からなる第３
層を形成する工程を有することにより、ニッケルなどか
らなる第２層は酸化を防止され、端子電極は高い耐熱性
を維持できる。ここで、酸化防止材料としては、錫、錫
と鉛とを含む合金、金などが挙げられる。なお、第３層
は無電解メッキ処理で形成してもよいし、電気メッキ処
理で形成してもよい。

【００１３】前記導体パターン形成工程は、前記表面及
び前記裏面に対して導体ペーストをスクリーン印刷する
工程を有しており、スクリーン印刷法によって所望の導
体パターンを精度良く形成できる。

【００１４】前記第１層を形成する工程は、前記凸部に
対し前記導体材料を含むペーストをロールコータで塗布
する工程を有しており、凸部の端面に形成される第１層
を均一な膜厚にすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のチップアンテナの
製造方法について図面を参照しながら説明する。図１は
本発明のチップアンテナの製造方法によって製造された
端子電極の拡大斜視図、図２はその断面図である。ここ
で、図１及び図２は、図５に示したチップアンテナの端
子電極部分であり、以下の説明において、図５を用いて
説明した部分と同一又は同等の構成部分についてはその
説明を簡略もしくは省略する。

【００１６】図１，図２，図５において、基体１は、例
えば、アルミナ系セラミックなど、高周波帯において比
誘電率（εｒ）、比透磁率（μｒ）が安定し、低損失で
共振周波数の温度係数（τｒ）の小さい材料によって構
成されている。

【００１７】基体１の表面及び裏面に形成されている導
体パターン５ａ〜５ｄは、銀、銀とパラジウムとの合
金、あるいは銀を含む合金、銅、金ニッケルなど、導体
抵抗の低い所定の導体材料によって構成されている。基
体１の表裏面の導体パターン５ａ〜５ｄを形成する際に
は、前記導体材料を所定のバインダー及び有機溶剤を用
いてペースト化し、このペースト化された導体ペースト
をスクリーン印刷し、乾燥することにより形成される。
なお、図５におけるチップの寸法は、一例として、長さ
１３．５ｍｍ、幅３．０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍであり、
導体パターン幅は１ｍｍ、導体間ピッチは１．５ｍｍで
ある。

【００１８】図５に示す基体１の側面（凸部４の端面）
の導電パターン５ｅは、銀、銀とパラジウムとの合金、
あるいは銀を含む合金、銅、金ニッケルなど、導体抵抗
の低い所定の導体材料によって構成されている。凸部４
の端面の導体パターン５ｅを形成する際には、前記導体
材料を所定のバインダー及び有機溶剤を用いてペースト
化し、このペースト化された導体ペーストをロールコー
タによって塗布し、乾燥することによって形成される。

【００１９】更に、凸部４に形成される端子電極３にお
いては、基体１の表裏面の導体パターンと凸部４の端面
の導体パターンとが導体材料によって接続されている。
すなわち、表面の導体パターンと裏面の導体パターンと
が端子電極３を介して電気的に接続されている。

【００２０】そして、複数の凸部のうち、一部の凸部４
は、外部との入出力接続端子（すなわち端子電極）とし
て使用され、また、表面の導電パターンと裏面の導電パ
ターンとの接続に使用されない凸部４のうちいくつか
は、チップアンテナの配線基板への固定用として用いら
れる。この構造によって小型、軽量化が達成され、表面
実装が可能になっている。

【００２１】図１，図２に示すように、端子電極３を構
成する端子電極層は、凸部４に設けられ、導体損失の低
い導体材料からなる第１層３１と、この第１層３１を構
成する導体材料よりも高い耐熱性を有する耐熱性材料か
らなる第２層３２と、この第２層３２の酸化を防止する
酸化防止材料からなる第３層３３とによって構成されて
いる。

【００２２】第１層３１は導体層（導電体層、磁性体
層）であり、第１層３１を構成する導体材料としては、
銀（Ａｇ）、銀とパラジウムとの合金（Ａｇ／Ｐｄ）、
銀と白金との合金（Ａｇ／Ｐｔ）、その他銀（Ａｇ）を
含む合金などが挙げられる。

【００２３】第２層３２は耐熱層であり、端子電極３を
プリント配線基板等に半田付けする際、半田付けによる
熱から第１層３１を保護するものである。第２層３２を
構成する耐熱性材料としては、ニッケル（Ｎｉ）などが
挙げられる。

【００２４】第３層３３は酸化防止層であり、第２層３
２の酸化を防止することによって半田付けの作業性を向
上させるとともに、第２層３２の劣化を防止するもので
ある。第３層３３を構成する酸化防止材料としては、錫
（Ｓｎ）、錫と鉛との合金（Ｓｎ／Ｐｂ）、金（Ａｕ）
などが挙げられる。この中でも、半田との接着性が良い
錫あるいは錫を含む合金を用いることが好ましい。

【００２５】次に、図３を参照しながら本発明のチップ
アンテナの製造方法について説明する。まず、基体１の
表面及び裏面に導体ペーストを所定のパターンとなるよ
うにスクリーン印刷する（ステップＳ１）。次いで、印
刷された導体パターンを乾燥し、溶剤等を除去する。

【００２６】そして、基体１の表面及び裏面に形成され
た導体パターンに対してガラスのレジストパターンを焼
き付ける（ステップＳ２）。こうすることにより、表面
及び裏面の導体パターンに半田が付着しない。

【００２７】基体１の表面及び裏面に導体パターンを形
成し、ガラスのレジストパターンを焼き付けたら、この
基体１のダイシングを行なうことによって基体１を所定
数分割する（ステップＳ３）。

【００２８】次に、基体１の凸部４の端面に対し、ロー
ルコータによって導体ペーストを塗布する。そして、塗
布された導体ペーストを乾燥し、溶剤を除去する。ここ
で、端子電極３においては、凸部４の端面の導体パター
ンと基体１の表面及び裏面の導体パターンとが接続され
るように導体ペーストを塗布し、これを乾燥する（ステ
ップＳ４）。こうすることにより、凸部４に導体材料か
らなる第１層３１が形成される。ここで、第１層３１の
層厚みは可能な限り薄く設定される。また、平面に第１
層３１を形成する構成と異なり、凸部４に第１層３１を
形成する構成であるので、第１層３１は凸部４に対して
剥がれたりすることなく安定して形成される。

【００２９】第１層３１が形成されたら、この第１層３
１に対して耐熱性材料を用いて無電解メッキ処理し、第
１層３１の上層に第２層３２を形成する（ステップＳ
５）。

【００３０】無電解メッキ処理とは、電源を用いずに、
溶液中での還元反応を利用して、被メッキ物の表面にメ
ッキ金属を析出させる方法で、形状などによらず、均一
な膜厚の被膜を形成できる。したがって、チップアンテ
ナに連続端子部Ａ１と独立端子部Ａ２とが存在していて
も、第２層３２を均一な膜厚にすることができる。ここ
で、無電解メッキ処理を行うに際の材料としては、ニッ
ケル単体でもよいし、ニッケル−リン合金を用いてもよ
い。メッキ前処理としてアクチベータ（塩化パラジウム
水溶液）に浸漬する。このとき、２Ａｇ＋ＰｄＣｌ₂ →２Ａｇ⁺＋２Ｃｌ^-＋Ｐｄとの反応によりＡｇ導体が若干溶解し、Ａｇ導体上にの
み選択的にＰｄ微粒子を析出・付着させられるものと推
定される。無電解ニッケルメッキは、製品に付着したＰ
ｄ微粒子が還元触媒として作用することで析出・成膜す
る。従って、本製品ではＡｇ導体（端子電極）上のみに
無電解Ｎｉ膜の形成が可能となり、通常の無電解メッキ
加工で不可欠であるメッキ非形成部分へのマスキングが
不要であった。また、平面に第２層３２を形成する構成
と異なり、凸部４に第２層３２をメッキ処理によって形
成する構成であるので、第２層３２のメッキ化は容易と
なり、第２層３２は安定して形成される。

【００３１】第２層３２が形成されたら、この第２層３
２の上層に第３層３３を形成する（ステップＳ６）。こ
こで、第３層３３を形成するには、上記無電解メッキ処
理を用いることができる。あるいは、錫（Ｓｎ）はニッ
ケル（Ｎｉ）に比べて均一な厚みで成膜されやすいの
で、通常の電気メッキ処理を用いて第３層３３を形成す
るようにしてもよい。電気メッキ処理とは、電解溶液中
で被メッキ物を陰極として通電し、その表面にメッキ金
属を電気の性質を利用して析出させる方法である。

【００３２】図４は、端子電極層を構成する第１層３
１、第２層３２、第３層３３の材料成分を示したもので
ある。図４に示すように、下地となる第１層３１は、Ａ
ｇとＰｄの合金でもよく、また、第３層３３は、Ｓｎに
代えてＳｎとＰｂの合金、あるいはＡｕでも構わない。
本発明によれば、第１層３１は１０μｍ程度、第２層３
２は３μｍ程度、第３層３３は５μｍ程度、全体として
１８μｍ程度の厚みとなり、従来における第１層のＡｇ
層の厚み４０μｍに比較して大幅に薄型化されることが
分かる。なお、図４に示す材料の任意の組み合わせによ
り、導通性、半田耐熱性、メッキによる固着強度に若干
の差異が見られる。

【００３３】以上説明したように、銀などの導体材料か
らなる第１層３１の上層に、無電解メッキ処理によって
ニッケルなどの耐熱性材料からなる第２層３２を形成す
るので、第１層３１の層厚みを薄く設定した状態で高い
耐熱性を有する端子電極３を形成できる。したがって、
プリント配線基盤等に例えば半田付けで端子電極３を取
り付ける際の作業性は向上する。更に、第１層３２を可
能な限り薄く形成できるのでエッジが立つことがなくな
るため、チップアンテナの入出力特性等を測定する際の
測定装置を傷つけることもなくなる。

【００３４】また、第２層３２を形成する際、無電解メ
ッキ処理によって第２層３２を形成するようにしたの
で、チップアンテナが連続端子部Ａ１と独立端子部Ａ２
とを有していたり、あるいは凸部４の形状がそれぞれ異
なっているような場合でも、第２層３２を均一な厚みに
形成できる。したがって、第２層３２は所望の耐熱性を
有しつつ、クラックの発生や剥離の発生といった不具合
の発生を防止できる。

【００３５】また、凸部４に導体層である第１層３１と
耐熱層である第２層３２とを設けることにより、平面部
分にこれら各層３１，３２を設ける構成と異なり、第１
層３１の凸部４に対する密着性は向上され、また、第２
層３２のメッキ化は容易となる。

【００３６】更に、第２層３２の上層に、第２層３２の
酸化防止層としての第３層３３を形成したので、第２層
３２は酸化を防止され、端子電極３は高い耐熱性を維持
できる。また、第３層３３を錫などの所定材料で形成す
ることにより、半田との接着性を向上できる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、耐熱性を確保するため
に、従来のような導体ペーストの繰り返し塗布による厚
塗りに代え、第１層の上層に耐熱性の高い第２層を設け
たことにより、層厚みの薄い、高い耐熱性を有する端子
電極を形成できる。したがって、端子電極を半田付けで
プリント配線基板に取り付ける際の作業性や、所定の測
定装置に対する接続作業性を向上できる。そして、第２
層を、無電解メッキ処理によって形成するようにしたの
で、チップアンテナが連続端子部と独立端子部とを有し
ていたり、凸部の形状がそれぞれ異なっているような場
合でも、第２層を均一な厚みに形成できる。したがっ
て、第２層のクラックの発生や剥離の発生といった不具
合の発生を防止でき、端子電極は所望の耐熱性を長期間
維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチップアンテナの製造方法によって製
造された端子電極の拡大斜視図である。

【図２】図１の断面図である。

【図３】本発明のチップアンテナの製造方法を説明する
ためのフローチャート図である。

【図４】端子電極層の各層の形成材料を示す表図であ
る。

【図５】チップアンテナを示す図であって、（ａ）は
平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図、（ｃ）は底
面図、（ｄ）は（ｃ）のＤ−Ｄ線矢視図である。

【図６】従来のチップアンテナの製造方法によって製造
された端子電極の拡大斜視図である。

【図７】図６の断面図である。

【符号の説明】

１基体３端子電極４凸部３１第１層３２第２層３３第３層５ａ〜５ｅ導体パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者若林敬一埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地三菱マテリアル株式会社セラミックス工場電子デバイス開発センター内 (72)発明者西澤薫埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地三菱マテリアル株式会社セラミックス工場電子デバイス開発センター内 (72)発明者広瀬英一郎埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地三菱マテリアル株式会社セラミックス工場電子デバイス開発センター内Ｆターム(参考） 5J046 AA00 AA05 AB06 AB13 PA01 PA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】側面に凸部を備えた基体の表面及び裏面
に所定の導体パターンを形成する導体パターン形成工程
と、前記凸部に前記導体パターンと接続する端子電極を
形成する端子電極形成工程とを有するチップアンテナの
製造方法において、前記端子電極形成工程は、前記凸部に導体材料からなる
第１層を形成する工程と、前記第１層に対して前記導体
材料より耐熱性を有する耐熱性材料を用いて無電解メッ
キ処理することにより、前記第１層の上層に第２層を形
成する工程とを有することを特徴とするチップアンテナ
の製造方法。
【請求項２】前記第２層の上層に、前記第２層の酸化
を防止する酸化防止材料からなる第３層を形成する工程
を有することを特徴とする請求項１記載のチップアンテ
ナの製造方法。
【請求項３】前記導体パターン形成工程は、前記表面
及び前記裏面に対して導体ペーストをスクリーン印刷す
る工程を有することを特徴とする請求項１又は２記載の
チップアンテナの製造方法。
【請求項４】前記第１層を形成する工程は、前記凸部
に対し前記導体材料を含むペーストをロールコータで塗
布する工程を有することを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか一項記載のチップアンテナの製造方法。