JP2003289219A - パッチアンテナ - Google Patents
パッチアンテナInfo
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- radiation electrode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 給電ピンと放射電極および樹脂製の基板との
固着部分において、安定した高い固着強度を有するパッ
チアンテナを提供することである。 【解決手段】 一方の面に放射電極２が、他方の面に接
地導体３がそれぞれ形成され、さらに前記一方の面から
他方の面に向かって貫通する貫通孔７を有する誘電体セ
ラミック基板１を備え、前記貫通孔７に挿入された給電
ピン６の一端が前記放射電極２に半田のリフローにて接
合されたものであって、前記給電ピン６は、銅以外の成
分を５．５重量％以上含有する銅合金からなる母材１０
の表面にニッケルめっき層１１および半田めっき層１２
がこの順で形成されたものであり、この給電ピン６を前
記放射電極２に半田のリフローにて接合した後のニッケ
ルめっき層１１の厚みが０．３μｍ以上のパッチアンテ
ナ９である。
固着部分において、安定した高い固着強度を有するパッ
チアンテナを提供することである。 【解決手段】 一方の面に放射電極２が、他方の面に接
地導体３がそれぞれ形成され、さらに前記一方の面から
他方の面に向かって貫通する貫通孔７を有する誘電体セ
ラミック基板１を備え、前記貫通孔７に挿入された給電
ピン６の一端が前記放射電極２に半田のリフローにて接
合されたものであって、前記給電ピン６は、銅以外の成
分を５．５重量％以上含有する銅合金からなる母材１０
の表面にニッケルめっき層１１および半田めっき層１２
がこの順で形成されたものであり、この給電ピン６を前
記放射電極２に半田のリフローにて接合した後のニッケ
ルめっき層１１の厚みが０．３μｍ以上のパッチアンテ
ナ９である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信分野、特に衛
星を利用した移動体通信分野に用いられるパッチアンテ
ナに関するものである。
星を利用した移動体通信分野に用いられるパッチアンテ
ナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動体通信の発達に伴い、グロー
バルポジショニングシステム（GlobalPositioning Syst
em）を利用した様々なシステムが提唱されている。中で
も位置情報機能を搭載した通信情報端末が広く使われる
ようになり、その受信用パッチアンテナの需要数量も莫
大な増加が見込まれている。
バルポジショニングシステム（GlobalPositioning Syst
em）を利用した様々なシステムが提唱されている。中で
も位置情報機能を搭載した通信情報端末が広く使われる
ようになり、その受信用パッチアンテナの需要数量も莫
大な増加が見込まれている。
【０００３】図１および２に示すように、受信用のパッ
チアンテナ９は、一方の面に放射電極２が、他方の面に
接地導体３がそれぞれ形成された、貫通孔７を有する誘
電体セラミック基板１を備え、前記貫通孔７に挿入され
た給電ピン６の一端が前記放射電極２に半田５により接
合され、他端が接地導体３側に導出され樹脂製の基板１
５に半田８により接合されている。
チアンテナ９は、一方の面に放射電極２が、他方の面に
接地導体３がそれぞれ形成された、貫通孔７を有する誘
電体セラミック基板１を備え、前記貫通孔７に挿入され
た給電ピン６の一端が前記放射電極２に半田５により接
合され、他端が接地導体３側に導出され樹脂製の基板１
５に半田８により接合されている。
【０００４】セラミック基板１は、粉末原料を粉末プレ
ス成形により成形し、これを所定の温度で焼成すること
により得られる。放射電極２および接地導体３は、銀ペ
ースト等の導電性ペーストをセラミック基板１のそれぞ
れの面にスクリーン印刷し、これを所定の温度で焼き付
けることにより得られる。得られた放射電極２上の所定
の位置には半田５がスクリーン印刷され、その後所定の
温度でリフローすることにより給電ピン６の一端が半田
５により放射電極２上に固定される。一方、給電ピン６
の他端は、半田ゴテ等を使用して半田８により基板１５
に固定される。
ス成形により成形し、これを所定の温度で焼成すること
により得られる。放射電極２および接地導体３は、銀ペ
ースト等の導電性ペーストをセラミック基板１のそれぞ
れの面にスクリーン印刷し、これを所定の温度で焼き付
けることにより得られる。得られた放射電極２上の所定
の位置には半田５がスクリーン印刷され、その後所定の
温度でリフローすることにより給電ピン６の一端が半田
５により放射電極２上に固定される。一方、給電ピン６
の他端は、半田ゴテ等を使用して半田８により基板１５
に固定される。
【０００５】図３は給電ピン６を示す断面図である。こ
の給電ピン６は母材１０の表面にニッケルめっき層１１
および半田めっき層１２が形成されたものである。母材
１０は銅合金を切削加工等により所定の形状に加工した
ものである。また、ニッケルめっき層１１および半田め
っき層１２はそれぞれ無電解ニッケルめっきおよび電解
半田めっき等により形成されている。
の給電ピン６は母材１０の表面にニッケルめっき層１１
および半田めっき層１２が形成されたものである。母材
１０は銅合金を切削加工等により所定の形状に加工した
ものである。また、ニッケルめっき層１１および半田め
っき層１２はそれぞれ無電解ニッケルめっきおよび電解
半田めっき等により形成されている。
【０００６】ここで、半田めっき層１２は、給電ピン６
を半田５および半田８により固定する際に半田の濡れ性
を向上させるために設けられている。また、ニッケルめ
っき層１１は、母材１０の成分である銅と半田めっき層
１２中に含まれる錫との間で金属間化合物が生成するの
を防止するために設けられている。すなわち、母材１０
の表面に直接半田めっき層１２を形成すると、母材１０
中の銅が半田めっき層１２中に拡散し、銅と錫との間に
金属間化合物が生成しやすくなる。一般に、金属間化合
物が生成すると、放射電極２や基板１５に対する給電ピ
ン６の固着強度が低下するという問題が生じやすくな
る。
を半田５および半田８により固定する際に半田の濡れ性
を向上させるために設けられている。また、ニッケルめ
っき層１１は、母材１０の成分である銅と半田めっき層
１２中に含まれる錫との間で金属間化合物が生成するの
を防止するために設けられている。すなわち、母材１０
の表面に直接半田めっき層１２を形成すると、母材１０
中の銅が半田めっき層１２中に拡散し、銅と錫との間に
金属間化合物が生成しやすくなる。一般に、金属間化合
物が生成すると、放射電極２や基板１５に対する給電ピ
ン６の固着強度が低下するという問題が生じやすくな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、ニッ
ケルめっき層１１は上記した銅の半田めっき層１２への
拡散を防止して給電ピン６の固着強度が低下するのを防
止している。ところが、実際の製造工程では、給電ピン
６にニッケルめっき層１１が設けられていても、しばし
ば固着強度の低下が発生することがあり、固着強度の安
定性が問題となっていた。
ケルめっき層１１は上記した銅の半田めっき層１２への
拡散を防止して給電ピン６の固着強度が低下するのを防
止している。ところが、実際の製造工程では、給電ピン
６にニッケルめっき層１１が設けられていても、しばし
ば固着強度の低下が発生することがあり、固着強度の安
定性が問題となっていた。
【０００８】したがって、本発明の目的は、特に給電ピ
ンと放射電極および樹脂製の基板との固着部分におい
て、安定した高い固着強度を得ることができるパッチア
ンテナを提供することである。
ンと放射電極および樹脂製の基板との固着部分におい
て、安定した高い固着強度を得ることができるパッチア
ンテナを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】従来のパッチアンテナに
おいて、上記のように固着強度が低下する原因として
は、以下のように考えられる。すなわち、図１，２に示
すようなパッチアンテナにおいて、半田５をリフローす
る際にはセラミック基板１を半田５が溶融する温度まで
加熱しなければならない。このとき、セラミック基板１
の比熱は銅合金等で形成されている給電ピン６の比熱に
比べて大きいため、セラミック基板１は給電ピン６より
も温度が上昇しにくい。したがって、半田５が溶融する
温度までセラミック基板１が加熱されたときには、給電
ピン６の温度はセラミック基板１よりも高い温度まで上
昇していることになる。半田めっき層１２の半田には半
田５よりも融点の高いものが使用されているが、上記の
ように給電ピン６の温度が高温になるので、半田めっき
層１２の温度は半田めっき層１２の融点付近若しくは融
点以上になってしまう。このとき、半田５をリフローす
るためのリフロー炉内に温度ばらつきがあると、リフロ
ー温度がさらに高温になる場合がある。ニッケルめっき
層は、高温になるに従って半田めっき層中の錫と反応し
金属間化合物を生成しやすくなる。この金属間化合物が
生成するにつれてニッケルめっき層の厚みは次第に減少
し、母材と半田めっき層とを遮蔽する機能が低下してし
まう。これにより、母材の成分である銅と半田めっき層
中に含まれる錫との間で金属間化合物が生成しやすくな
るので、放射電極や基板に対する給電ピンの固着強度が
低下すると推測される。
おいて、上記のように固着強度が低下する原因として
は、以下のように考えられる。すなわち、図１，２に示
すようなパッチアンテナにおいて、半田５をリフローす
る際にはセラミック基板１を半田５が溶融する温度まで
加熱しなければならない。このとき、セラミック基板１
の比熱は銅合金等で形成されている給電ピン６の比熱に
比べて大きいため、セラミック基板１は給電ピン６より
も温度が上昇しにくい。したがって、半田５が溶融する
温度までセラミック基板１が加熱されたときには、給電
ピン６の温度はセラミック基板１よりも高い温度まで上
昇していることになる。半田めっき層１２の半田には半
田５よりも融点の高いものが使用されているが、上記の
ように給電ピン６の温度が高温になるので、半田めっき
層１２の温度は半田めっき層１２の融点付近若しくは融
点以上になってしまう。このとき、半田５をリフローす
るためのリフロー炉内に温度ばらつきがあると、リフロ
ー温度がさらに高温になる場合がある。ニッケルめっき
層は、高温になるに従って半田めっき層中の錫と反応し
金属間化合物を生成しやすくなる。この金属間化合物が
生成するにつれてニッケルめっき層の厚みは次第に減少
し、母材と半田めっき層とを遮蔽する機能が低下してし
まう。これにより、母材の成分である銅と半田めっき層
中に含まれる錫との間で金属間化合物が生成しやすくな
るので、放射電極や基板に対する給電ピンの固着強度が
低下すると推測される。
【００１０】そこで、本発明者らは鋭意検討を重ねた結
果、銅以外の成分を５．５重量％以上含有する銅合金を
給電ピンの母材として用い、しかもリフロー後の給電ピ
ンのニッケルめっき層の厚みが０．３μｍ以上であると
きは、たとえリフロー炉内の温度にばらつきがあって
も、放射電極および樹脂製の基板に対する給電ピンの固
着強度が低下するのを防止でき、安定した固着強度が得
られるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに
至った。
果、銅以外の成分を５．５重量％以上含有する銅合金を
給電ピンの母材として用い、しかもリフロー後の給電ピ
ンのニッケルめっき層の厚みが０．３μｍ以上であると
きは、たとえリフロー炉内の温度にばらつきがあって
も、放射電極および樹脂製の基板に対する給電ピンの固
着強度が低下するのを防止でき、安定した固着強度が得
られるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに
至った。
【００１１】すなわち、本発明にかかるパッチアンテナ
は、一方の面に放射電極が、他方の面に接地導体がそれ
ぞれ形成され、さらに前記一方の面から他方の面に向か
って貫通する貫通孔を有する誘電体セラミック基板を備
え、前記貫通孔に挿入された給電ピンの一端が前記放射
電極に半田のリフローにて接合されたものであって、前
記給電ピンは、銅以外の成分を５．５重量％以上含有す
る銅合金からなる母材の表面にニッケルめっき層および
半田めっき層がこの順で形成されたものであり、この給
電ピンを前記放射電極に半田のリフローにて接合した後
のニッケルめっき層の厚みが０．３μｍ以上であること
を特徴とする。
は、一方の面に放射電極が、他方の面に接地導体がそれ
ぞれ形成され、さらに前記一方の面から他方の面に向か
って貫通する貫通孔を有する誘電体セラミック基板を備
え、前記貫通孔に挿入された給電ピンの一端が前記放射
電極に半田のリフローにて接合されたものであって、前
記給電ピンは、銅以外の成分を５．５重量％以上含有す
る銅合金からなる母材の表面にニッケルめっき層および
半田めっき層がこの順で形成されたものであり、この給
電ピンを前記放射電極に半田のリフローにて接合した後
のニッケルめっき層の厚みが０．３μｍ以上であること
を特徴とする。
【００１２】また、銅以外の成分を０．１重量％以上含
有する銅合金を給電ピンの母材として用いる場合であっ
ても、リフロー後の給電ピンのニッケルめっき層の厚み
が１．８μｍ以上であれば、上記と同様に、放射電極お
よび樹脂製の基板に対する給電ピンの固着強度が低下す
るのを防止でき、安定した固着強度を得ることができ
る。
有する銅合金を給電ピンの母材として用いる場合であっ
ても、リフロー後の給電ピンのニッケルめっき層の厚み
が１．８μｍ以上であれば、上記と同様に、放射電極お
よび樹脂製の基板に対する給電ピンの固着強度が低下す
るのを防止でき、安定した固着強度を得ることができ
る。
【００１３】すなわち、本発明のパッチアンテナは、一
方の面に放射電極が、他方の面に接地導体がそれぞれ形
成され、さらに前記一方の面から他方の面に向かって貫
通する貫通孔を有する誘電体セラミック基板を備え、前
記貫通孔に挿入された給電ピンの一端が前記放射電極に
半田のリフローにて接合されたものであって、前記給電
ピンは、銅以外の成分を０．１重量％以上含有する銅合
金からなる母材の表面にニッケルめっき層および半田め
っき層がこの順で形成されたものであり、この給電ピン
を前記放射電極に半田のリフローにて接合した後のニッ
ケルめっき層の厚みが１．８μｍ以上であることを特徴
とする。
方の面に放射電極が、他方の面に接地導体がそれぞれ形
成され、さらに前記一方の面から他方の面に向かって貫
通する貫通孔を有する誘電体セラミック基板を備え、前
記貫通孔に挿入された給電ピンの一端が前記放射電極に
半田のリフローにて接合されたものであって、前記給電
ピンは、銅以外の成分を０．１重量％以上含有する銅合
金からなる母材の表面にニッケルめっき層および半田め
っき層がこの順で形成されたものであり、この給電ピン
を前記放射電極に半田のリフローにて接合した後のニッ
ケルめっき層の厚みが１．８μｍ以上であることを特徴
とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態のパッ
チアンテナは、前記した図１〜３のパッチアンテナ９と
同じ構造を有しているので、各構成部材には図１〜３と
同じ符号を付して説明する。
を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態のパッ
チアンテナは、前記した図１〜３のパッチアンテナ９と
同じ構造を有しているので、各構成部材には図１〜３と
同じ符号を付して説明する。
【００１５】本実施形態の給電ピン６は、銅以外の成分
を５．５重量％以上、好ましくは５．５重量％以上５０
重量％以下含有する銅合金からなる母材１０にニッケル
めっき層１１および半田めっき層１２が形成されたもの
である。銅以外の成分の含有量が５．５重量％未満とな
ると、母材１０の成分である銅と半田めっき層１２中に
含まれる錫との間で金属間化合物が生成しやすくなるの
で、放射電極２や基板１５に対する給電ピン６の固着強
度が低下する場合がある。一方、当該含有量が５０重量
％を超えると、ニッケルめっき工程で、銅以外の成分の
めっき液中への溶出が多くなるので、ニッケルめっき層
１１の組成ばらつきが発生するおそれがある。前記銅合
金としてはリン青銅や快削性リン青銅等が挙げられる。
銅以外の成分としては、例えばＰｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐ等
が挙げられる。
を５．５重量％以上、好ましくは５．５重量％以上５０
重量％以下含有する銅合金からなる母材１０にニッケル
めっき層１１および半田めっき層１２が形成されたもの
である。銅以外の成分の含有量が５．５重量％未満とな
ると、母材１０の成分である銅と半田めっき層１２中に
含まれる錫との間で金属間化合物が生成しやすくなるの
で、放射電極２や基板１５に対する給電ピン６の固着強
度が低下する場合がある。一方、当該含有量が５０重量
％を超えると、ニッケルめっき工程で、銅以外の成分の
めっき液中への溶出が多くなるので、ニッケルめっき層
１１の組成ばらつきが発生するおそれがある。前記銅合
金としてはリン青銅や快削性リン青銅等が挙げられる。
銅以外の成分としては、例えばＰｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐ等
が挙げられる。
【００１６】また、給電ピン６のニッケルめっき層１１
の厚みがリフロー後に０．３μｍ以上、好ましくは０．
５μｍ以上であることが必要である。このニッケルめっ
き層１１の厚みが０．３μｍ未満となると、母材１０の
成分である銅と半田めっき層１２中に含まれる錫との間
で金属間化合物が生成しやすくなるので、放射電極２や
基板１５に対する給電ピン６の固着強度が低下するおそ
れがある。一方、ニッケルめっき層１１の厚みの上限に
ついては特に限定されないが、コスト面を考慮すると５
μｍ以下とするのが好ましい。
の厚みがリフロー後に０．３μｍ以上、好ましくは０．
５μｍ以上であることが必要である。このニッケルめっ
き層１１の厚みが０．３μｍ未満となると、母材１０の
成分である銅と半田めっき層１２中に含まれる錫との間
で金属間化合物が生成しやすくなるので、放射電極２や
基板１５に対する給電ピン６の固着強度が低下するおそ
れがある。一方、ニッケルめっき層１１の厚みの上限に
ついては特に限定されないが、コスト面を考慮すると５
μｍ以下とするのが好ましい。
【００１７】後述する実施例に示すように、半田５をリ
フローすることによって、リフロー前と比較してニッケ
ルめっき層１１の厚みが減少することがわかっている。
このため、リフロー後のニッケルめっき層１１の厚みを
０．３μｍ以上とするには、リフロー前のニッケルめっ
き層１１の厚みを、リフロー時のセラミック基板１の表
面の最高温度に応じて以下のように設定することが重要
である。すなわち、リフロー時のセラミック基板１表面
の最高温度が２４０℃程度以下の場合には、リフロー前
のニッケルめっき層１１の厚みを１μｍ以上に設定し、
前記最高温度が２４０〜２９０℃程度の場合には、リフ
ロー前のニッケルめっき層１１の厚みを２μｍ以上に設
定しておけばよい。ニッケルめっき層１１の厚みは、め
っき時間を変化させることにより調節することができ
る。
フローすることによって、リフロー前と比較してニッケ
ルめっき層１１の厚みが減少することがわかっている。
このため、リフロー後のニッケルめっき層１１の厚みを
０．３μｍ以上とするには、リフロー前のニッケルめっ
き層１１の厚みを、リフロー時のセラミック基板１の表
面の最高温度に応じて以下のように設定することが重要
である。すなわち、リフロー時のセラミック基板１表面
の最高温度が２４０℃程度以下の場合には、リフロー前
のニッケルめっき層１１の厚みを１μｍ以上に設定し、
前記最高温度が２４０〜２９０℃程度の場合には、リフ
ロー前のニッケルめっき層１１の厚みを２μｍ以上に設
定しておけばよい。ニッケルめっき層１１の厚みは、め
っき時間を変化させることにより調節することができ
る。
【００１８】セラミック基板１の材料としては、Ｂａ−
Ｎｄ−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミック（比誘電率８０〜
１２０）、Ｎｄ−Ａｌ−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミック
（比誘電率４３〜４６）、Ｌａ−Ａｌ−Ｓｒ−Ｔｉ系誘
電体セラミック（比誘電率３８〜４１）、Ｂａ−Ｔｉ系
誘電体セラミック（比誘電率３４〜３６）、Ｂａ−Ｍｇ
−Ｗ系誘電体セラミック（比誘電率２０〜２２）、Ｍｇ
−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミック（比誘電率１９〜２
１）、アルミナセラミック（比誘電率９〜１０）、コー
ジライトセラミック（比誘電率４〜６）などを使用する
ことができる。
Ｎｄ−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミック（比誘電率８０〜
１２０）、Ｎｄ−Ａｌ−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミック
（比誘電率４３〜４６）、Ｌａ−Ａｌ−Ｓｒ−Ｔｉ系誘
電体セラミック（比誘電率３８〜４１）、Ｂａ−Ｔｉ系
誘電体セラミック（比誘電率３４〜３６）、Ｂａ−Ｍｇ
−Ｗ系誘電体セラミック（比誘電率２０〜２２）、Ｍｇ
−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミック（比誘電率１９〜２
１）、アルミナセラミック（比誘電率９〜１０）、コー
ジライトセラミック（比誘電率４〜６）などを使用する
ことができる。
【００１９】放射電極２および接地導体３の材料として
はＡｇ、Ａｇ−Ｐｔなどの導電性材料を使用することが
できる。
はＡｇ、Ａｇ−Ｐｔなどの導電性材料を使用することが
できる。
【００２０】半田５および半田８の材料としては、共晶
半田（Ｓｎ：Ｐｂ＝６３：３７）、Ｓｎ：Ｐｂ：Ａｇ＝
６２：３６：２などを使用することができる。
半田（Ｓｎ：Ｐｂ＝６３：３７）、Ｓｎ：Ｐｂ：Ａｇ＝
６２：３６：２などを使用することができる。
【００２１】給電ピン６の半田めっき層１２の材料とし
ては、半田５より融点が高いものを選定すればよい。具
体的には、例えば、半田５が共晶半田の場合は、半田め
っき層１２の材料としてＳｎ：Ｐｂ＝９０：１０などを
使用することができる。
ては、半田５より融点が高いものを選定すればよい。具
体的には、例えば、半田５が共晶半田の場合は、半田め
っき層１２の材料としてＳｎ：Ｐｂ＝９０：１０などを
使用することができる。
【００２２】上記のような給電ピン６を用いることによ
って、銅と錫との金属間化合物の生成を原因とする放射
電極２や基板１５に対する給電ピン６の固着強度の低下
を抑制し、安定した高い固着強度を有するパッチアンテ
ナ９を得ることができる。
って、銅と錫との金属間化合物の生成を原因とする放射
電極２や基板１５に対する給電ピン６の固着強度の低下
を抑制し、安定した高い固着強度を有するパッチアンテ
ナ９を得ることができる。
【００２３】なお、上記実施形態では、銅以外の成分を
５．５重量％以上含有する銅合金を給電ピンの母材とし
て用い、リフロー後の給電ピンのニッケルめっき層の厚
みが０．３μｍ以上である場合について説明したが、銅
以外の成分を０．１重量％以上含有する銅合金を給電ピ
ンの母材として用いる場合であっても、リフロー後の給
電ピンのニッケルめっき層の厚みが１．８μｍ以上であ
れば、上記実施形態と同様に、放射電極および樹脂製の
基板に対する給電ピンの固着強度が低下するのを防止で
き、安定した固着強度を得ることができる。このとき、
リフロー後のニッケルめっき層の厚みを１．８μｍ以上
とするには、リフロー時のセラミック基板表面の最高温
度が２２０℃程度以下の場合には、リフロー前のニッケ
ルめっき層の厚みを２μｍ以上に設定し、前記最高温度
が２２０〜２９０℃程度の場合には、リフロー前のニッ
ケルめっき層の厚みを３μｍ以上に設定しておけばよ
い。
５．５重量％以上含有する銅合金を給電ピンの母材とし
て用い、リフロー後の給電ピンのニッケルめっき層の厚
みが０．３μｍ以上である場合について説明したが、銅
以外の成分を０．１重量％以上含有する銅合金を給電ピ
ンの母材として用いる場合であっても、リフロー後の給
電ピンのニッケルめっき層の厚みが１．８μｍ以上であ
れば、上記実施形態と同様に、放射電極および樹脂製の
基板に対する給電ピンの固着強度が低下するのを防止で
き、安定した固着強度を得ることができる。このとき、
リフロー後のニッケルめっき層の厚みを１．８μｍ以上
とするには、リフロー時のセラミック基板表面の最高温
度が２２０℃程度以下の場合には、リフロー前のニッケ
ルめっき層の厚みを２μｍ以上に設定し、前記最高温度
が２２０〜２９０℃程度の場合には、リフロー前のニッ
ケルめっき層の厚みを３μｍ以上に設定しておけばよ
い。
【００２４】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものでは
ない。
るが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものでは
ない。
【００２５】＜パッチアンテナ９の作製＞まず、Ｍｇ−
Ｃａ−Ｔｉ系材料（比誘電率約２０）からなる粉末原料
を粉末プレス成形により成形し、これを大気中において
約１３００℃で焼成することにより、図４(a)および図
４(b)に示すような縦２５ｍｍ×横２５ｍｍ×厚み４ｍ
ｍのセラミック基板１を得た。
Ｃａ−Ｔｉ系材料（比誘電率約２０）からなる粉末原料
を粉末プレス成形により成形し、これを大気中において
約１３００℃で焼成することにより、図４(a)および図
４(b)に示すような縦２５ｍｍ×横２５ｍｍ×厚み４ｍ
ｍのセラミック基板１を得た。
【００２６】次に、セラミック基板１の一方の面に放射
電極２用の銀ペーストを、他方の面に接地導体３用の銀
ペーストをそれぞれスクリーン印刷し、これを大気中に
おいて約８５０℃で焼き付けることにより、縦２０ｍｍ
×横２０ｍｍ×厚み１５μｍの放射電極２および縦２４
ｍｍ×横２４ｍｍ×厚み１５μｍの接地導体３をそれぞ
れ形成した。放射電極２および接地導体３はいずれもセ
ラミック基板１の中央付近に形成した。
電極２用の銀ペーストを、他方の面に接地導体３用の銀
ペーストをそれぞれスクリーン印刷し、これを大気中に
おいて約８５０℃で焼き付けることにより、縦２０ｍｍ
×横２０ｍｍ×厚み１５μｍの放射電極２および縦２４
ｍｍ×横２４ｍｍ×厚み１５μｍの接地導体３をそれぞ
れ形成した。放射電極２および接地導体３はいずれもセ
ラミック基板１の中央付近に形成した。
【００２７】次に、給電ピン６の母材１０として銅合金
を使用し、この母材１０の表面に無電解ニッケルめっき
によりニッケルめっき層１１を形成し、さらに電解半田
めっきにより半田めっき層１２を形成して給電ピン６を
作製した。半田めっき層１２の厚み（リフロー前の厚
み）は９μｍに設定した。
を使用し、この母材１０の表面に無電解ニッケルめっき
によりニッケルめっき層１１を形成し、さらに電解半田
めっきにより半田めっき層１２を形成して給電ピン６を
作製した。半田めっき層１２の厚み（リフロー前の厚
み）は９μｍに設定した。
【００２８】さらに、放射電極２の表面に半田５をスク
リーン印刷した後、上記の給電ピン６をセラミック基板
１の貫通孔７に挿入しリフローを行った。
リーン印刷した後、上記の給電ピン６をセラミック基板
１の貫通孔７に挿入しリフローを行った。
【００２９】最後に、図４(b)に示すように、接地導体
３の中央付近に基板１５’を配置し、半田ゴテを使用し
て半田８で給電ピン６を基板１５’に固定した。固着強
度の測定を行うために、基板１５’としては１０ｍｍ×
１０ｍｍ×厚み１ｍｍのサイズで、その表面に共晶半田
めっき層を形成したものを使用した。また、半田８には
共晶半田を使用した。このようにしてパッチアンテナサ
ンプルを得た。
３の中央付近に基板１５’を配置し、半田ゴテを使用し
て半田８で給電ピン６を基板１５’に固定した。固着強
度の測定を行うために、基板１５’としては１０ｍｍ×
１０ｍｍ×厚み１ｍｍのサイズで、その表面に共晶半田
めっき層を形成したものを使用した。また、半田８には
共晶半田を使用した。このようにしてパッチアンテナサ
ンプルを得た。
【００３０】＜評価試験１＞上記作製手順でパッチアン
テナサンプルを作製するにあたり、リフロー前のニッケ
ルめっき層１１の厚みおよびリフロー温度をそれぞれ表
１に示す厚みおよび温度に設定して各パッチアンテナサ
ンプルを作製し、リフロー後のニッケルめっき層１１の
厚みを測定することによって、リフロー前後でニッケル
めっき層１１の厚みがどのように変化するかを調べた。
ここで、リフロー温度とは、セラミック基板１表面に熱
電対を装着し、リフロー炉内に挿入して測定したときの
最高温度をいう。
テナサンプルを作製するにあたり、リフロー前のニッケ
ルめっき層１１の厚みおよびリフロー温度をそれぞれ表
１に示す厚みおよび温度に設定して各パッチアンテナサ
ンプルを作製し、リフロー後のニッケルめっき層１１の
厚みを測定することによって、リフロー前後でニッケル
めっき層１１の厚みがどのように変化するかを調べた。
ここで、リフロー温度とは、セラミック基板１表面に熱
電対を装着し、リフロー炉内に挿入して測定したときの
最高温度をいう。
【００３１】リフロー後のニッケルめっき層１１の厚み
は、給電ピン６の断面を鏡面研磨した後、光学顕微鏡を
用いて１０００倍に拡大してクロスセクション分析を行
い、得られた画像の色調の違いからニッケルめっき層１
１の厚みを読みとることによって測定した。なお、この
ニッケルめっき層１１の厚みは、給電ピン６の端部（半
田８で基板１５’と固定された側の端部）から軸方向に
１ｍｍ離れた位置のめっき層について測定した。測定結
果を表１および図５に示す。表１は、リフロー温度の違
いによるリフロー後のニッケルめっき層１１の厚みを示
したもので、図５はそれをグラフに示したものである。
表１および図５の数値は各サンプル５個ずつ（ｎ＝５）
の平均値である。
は、給電ピン６の断面を鏡面研磨した後、光学顕微鏡を
用いて１０００倍に拡大してクロスセクション分析を行
い、得られた画像の色調の違いからニッケルめっき層１
１の厚みを読みとることによって測定した。なお、この
ニッケルめっき層１１の厚みは、給電ピン６の端部（半
田８で基板１５’と固定された側の端部）から軸方向に
１ｍｍ離れた位置のめっき層について測定した。測定結
果を表１および図５に示す。表１は、リフロー温度の違
いによるリフロー後のニッケルめっき層１１の厚みを示
したもので、図５はそれをグラフに示したものである。
表１および図５の数値は各サンプル５個ずつ（ｎ＝５）
の平均値である。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１および図５から、リフロー温度が高く
なるにつれて、リフロー後のニッケルめっき層１１の厚
みの減少量が大きくなっていることがわかる。
なるにつれて、リフロー後のニッケルめっき層１１の厚
みの減少量が大きくなっていることがわかる。
【００３４】＜評価試験２＞上記作製手順でパッチアン
テナサンプルを作製するにあたり、母材１０として銅以
外の成分の含有量が異なる３種類の銅合金を使用した。
これらの各銅合金を備えたパッチアンテナサンプルにお
けるリフロー後のニッケルめっき層１１の厚みが、０，
０．５μｍ，１μｍ，１．５μｍ，２μｍ，２．５μｍ
および３μｍとなるようにパッチアンテナサンプルをそ
れぞれ作製した。リフロー後のニッケルめっき層１１の
厚みは、リフロー前のニッケルめっき層１１の厚みおよ
びリフロー温度を変えることによって調節した。得られ
た各パッチアンテナサンプルを用いて、銅合金中の銅以
外の成分の含有量および基板１５’に対する給電ピン６
の固着強度をそれぞれ測定した。
テナサンプルを作製するにあたり、母材１０として銅以
外の成分の含有量が異なる３種類の銅合金を使用した。
これらの各銅合金を備えたパッチアンテナサンプルにお
けるリフロー後のニッケルめっき層１１の厚みが、０，
０．５μｍ，１μｍ，１．５μｍ，２μｍ，２．５μｍ
および３μｍとなるようにパッチアンテナサンプルをそ
れぞれ作製した。リフロー後のニッケルめっき層１１の
厚みは、リフロー前のニッケルめっき層１１の厚みおよ
びリフロー温度を変えることによって調節した。得られ
た各パッチアンテナサンプルを用いて、銅合金中の銅以
外の成分の含有量および基板１５’に対する給電ピン６
の固着強度をそれぞれ測定した。
【００３５】I．銅合金中における銅以外の成分の含有
量の測定 銅合金中の銅以外の成分の含有量はＩＣＰ（高周波誘導
結合プラズマ）分析により定量した。測定の結果、母材
１０として使用した３種類の銅合金中における銅以外の
成分の含有量は、それぞれ０．１重量％，５．５重量％
および１１．０重量％であった。
量の測定 銅合金中の銅以外の成分の含有量はＩＣＰ（高周波誘導
結合プラズマ）分析により定量した。測定の結果、母材
１０として使用した３種類の銅合金中における銅以外の
成分の含有量は、それぞれ０．１重量％，５．５重量％
および１１．０重量％であった。
【００３６】II．固着強度の測定
基板１５’に対する給電ピン６の固着強度は、図４(b)
に示すように、基板１５’の側面で角から約１ｍｍの部
分を加圧し、この加圧に対して供給ピン６の固着が維持
される最大強度を測定し、これを固着強度とした。測定
結果を表２および図６に示す。表２は、銅合金中の銅以
外の成分の含有量の違いによるリフロー後のニッケルめ
っき層１１の厚みと固着強度との関係を示したもので、
図６はそれをグラフに示したものである。表２および図
６の数値は各サンプル５個ずつ（ｎ＝５）の平均値であ
る。
に示すように、基板１５’の側面で角から約１ｍｍの部
分を加圧し、この加圧に対して供給ピン６の固着が維持
される最大強度を測定し、これを固着強度とした。測定
結果を表２および図６に示す。表２は、銅合金中の銅以
外の成分の含有量の違いによるリフロー後のニッケルめ
っき層１１の厚みと固着強度との関係を示したもので、
図６はそれをグラフに示したものである。表２および図
６の数値は各サンプル５個ずつ（ｎ＝５）の平均値であ
る。
【００３７】
【表２】
【００３８】表２および図６から、給電ピン６の母材１
０として銅以外の成分が５．５重量％以上含有する銅合
金を使用し、かつリフロー後のニッケルめっき層１１の
厚みが０．５μｍ以上であるときには安定して高い固着
強度が得られていることがわかる。なお、パッチアンテ
ナに必要な固着強度は１ｋｇ以上であるとされている。
０として銅以外の成分が５．５重量％以上含有する銅合
金を使用し、かつリフロー後のニッケルめっき層１１の
厚みが０．５μｍ以上であるときには安定して高い固着
強度が得られていることがわかる。なお、パッチアンテ
ナに必要な固着強度は１ｋｇ以上であるとされている。
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、給電ピン
と放射電極および樹脂製の基板との固着部分において、
安定した高い固着強度を有するパッチアンテナを得るこ
とができるという効果がある。
と放射電極および樹脂製の基板との固着部分において、
安定した高い固着強度を有するパッチアンテナを得るこ
とができるという効果がある。
【図１】通常のパッチアンテナを示す斜視図である。
【図２】図１に示すパッチアンテナの断面図である。
【図３】通常のパッチアンテナに使用される給電ピンを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】(a)および(b)は、実施例で作製したパッチアン
テナの表面および裏面をそれぞれ示す斜視図である。
テナの表面および裏面をそれぞれ示す斜視図である。
【図５】リフロー温度の違いによるリフロー後のニッケ
ルめっき層の厚みを示すグラフである。
ルめっき層の厚みを示すグラフである。
【図６】リフロー後のニッケルめっき層の厚みと固着強
度との関係を示すグラフである。
度との関係を示すグラフである。
１：セラミック基板
２：放射電極
３：接地導体
５：半田
６：給電ピン
７：貫通孔
８：半田
９：パッチアンテナ
１０：母材
１１：ニッケルめっき層
１２：半田めっき層
１３：給電ピン
１４：パッチアンテナ
１５：基板
Claims (2)
- 【請求項１】一方の面に放射電極が、他方の面に接地導
体がそれぞれ形成され、さらに前記一方の面から他方の
面に向かって貫通する貫通孔を有する誘電体セラミック
基板を備え、前記貫通孔に挿入された給電ピンの一端が
前記放射電極に半田のリフローにて接合されたパッチア
ンテナであって、前記給電ピンは、銅以外の成分を５．
５重量％以上含有する銅合金からなる母材の表面にニッ
ケルめっき層および半田めっき層がこの順で形成された
ものであり、この給電ピンを前記放射電極に半田のリフ
ローにて接合した後のニッケルめっき層の厚みが０．３
μｍ以上であることを特徴とするパッチアンテナ。 - 【請求項２】一方の面に放射電極が、他方の面に接地導
体がそれぞれ形成され、さらに前記一方の面から他方の
面に向かって貫通する貫通孔を有する誘電体セラミック
基板を備え、前記貫通孔に挿入された給電ピンの一端が
前記放射電極に半田のリフローにて接合されたパッチア
ンテナであって、前記給電ピンは、銅以外の成分を０．
１重量％以上含有する銅合金からなる母材の表面にニッ
ケルめっき層および半田めっき層がこの順で形成された
ものであり、この給電ピンを前記放射電極に半田のリフ
ローにて接合した後のニッケルめっき層の厚みが１．８
μｍ以上であることを特徴とするパッチアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002093191A JP2003289219A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | パッチアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002093191A JP2003289219A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | パッチアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003289219A true JP2003289219A (ja) | 2003-10-10 |
Family
ID=29237774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002093191A Withdrawn JP2003289219A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | パッチアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003289219A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7397430B2 (en) | 2004-08-05 | 2008-07-08 | Tdk Corporation | Surface mounted antenna and radio equipment using the same |
| JP2014179824A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Casio Comput Co Ltd | パッチアンテナの実装方法 |
| WO2023206005A1 (zh) * | 2022-04-25 | 2023-11-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种双极化天线、电子设备 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05110325A (ja) * | 1991-10-15 | 1993-04-30 | Matsushita Electric Works Ltd | 移動体通信用アンテナ |
| JPH098537A (ja) * | 1995-06-23 | 1997-01-10 | Toko Inc | 平面アンテナ |
| JPH098538A (ja) * | 1995-06-23 | 1997-01-10 | Toko Inc | 平面アンテナ |
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| JPH10152737A (ja) * | 1996-11-25 | 1998-06-09 | Hitachi Cable Ltd | 銅合金材及びその製造方法 |
| JP2000273536A (ja) * | 1999-03-19 | 2000-10-03 | Mitsumi Electric Co Ltd | 軟磁性膜の製造方法及び軟磁性膜並びに磁気ヘッド |
| JP2000307051A (ja) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Dowa Mining Co Ltd | 銅及び銅基合金とその製造方法 |
| JP2001025093A (ja) * | 1999-07-12 | 2001-01-26 | Tayca Corp | 複合圧電振動子板およびその製造方法 |
| JP2001025091A (ja) * | 1999-07-12 | 2001-01-26 | Tayca Corp | １−３複合圧電振動子板およびその製造方法 |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002093191A patent/JP2003289219A/ja not_active Withdrawn
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| WO2023206005A1 (zh) * | 2022-04-25 | 2023-11-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种双极化天线、电子设备 |
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