JP2006314127A - チップアンテナおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を実現しつつ、製造が容易で、かつ、アンテナ特性の良い広帯域に対応す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１は、テーパースロット形状の給電電極部５を、誘電体基板を構成する比誘電率が異なる基板材料３ａおよび３ｂによって被覆するように、インサート成形することによって、給電導体と該誘電体基板とを一体成形して製造する。
【選択図】図３

Description

本発明は、チップアンテナおよびその製造方法に関し、より詳細には、広い周波数帯域に対応したチップアンテナの小型化およびその生産性の向上を実現するチップアンテナおよびその製造方法に関するものである。

近年、無線通信機能を備えた携帯型の情報処理装置の普及がめざましい。このような情報処理装置における無線通信には、該情報処理装置へのアンテナの搭載が必須である。このような携帯型の情報処理装置の小型軽量化に伴って、小型のアンテナの開発が重要である。

そこで、小型化の要求に対応して様々なアンテナが提案されている。例えば、特許文献１には、高さ寸法の短縮が容易で小型化を促進できるモノポールアンテナが提案されている。以下に、図１７に基づいて、このモノポールアンテナを説明する。

図１７は、このモノポールアンテナ２００の構成図である。モノポールアンテナ２００は、接地面１００上で起立する誘電体基板２０と、この誘電体基板２０の表面に上下方向に沿って設けられた放射導体３０とによって構成されており、同軸ケ−ブル等の給電線４０が放射導体３０の下端部に接続されている。また、誘電体基板２０の下端部には接地電極部５０が設けられており、この接地電極部５０が、金属板等からなる接地面１００に半田付けされている。

接地電極部５０は、入力電源６０に接続されており、この入力電源６０から給電線４０を経て放射導体３０に高周波信号が給電されるようになっている。また、放射導体３０は、接地面１００から遠い上部１／３程度が図１７に示すように幅広部３０ａ、接地面１００に近い下部１／３程度が幅狭部３０ｂとなっており、これら幅広部３０ａと幅狭部３０ｂの間は両者の中間の幅寸法となっている。このように、放射導体３０の形状を放射導体３０の上部側と下部側とで変化させることにより、以下の効果がある。

放射導体３０の上部側は、電圧が大きく変化する容量領域である。モノポールアンテナ２００は、この部分が幅広部３０ａとなっているため、放射導体３０の上部側はキャパシタンスが大きく、それに伴いモノポールアンテナの共振周波数は小さくなっている。

放射導体３０の下部側は、電流が大きく変化する誘導領域である。モノポールアンテナ２００は、この部分が幅狭部３０ｂとなっているため、インダクタンスが大きくなる。インダクタンスが大きくなるのに伴い、モノポールアンテナ２００の共振周波数は小さくなる。

すなわち、誘電体基板の表面に一定幅の帯状の放射導体が形成されているモノポールアンテナと比べた場合に、モノポールアンテナ２００は、放射導体３０の高さ寸法が同等であれば共振する周波数が小さくなり、それゆえ所望の周波数に共振させる場合であれば、一定幅の帯状の放射導体が形成されているモノポールアンテナよりも高さ寸法を低減することができる。

また、図１８には、一般的に、テーパースロット形状と呼ばれる形状のアンテナの平面図を示す。テーパースロット形状とは、図１８の放射導体３００に示す形状であり、放射導体３００は図１７に示した放射導体３０に相当するものである。テーパースロット形状のアンテナは、このような放射導体３００を有することによって、上記した放射導体３０を備えたモノポールアンテナ２００と同様の効果が得られる。

図１８に示したテーパースロット形状のアンテナのＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）の測定結果を図１９のグラフに示す。ＶＳＷＲとは、反射の度合いを示す値であり、１が反射がない状態を示し、アンテナ特性として最良な状態であるといえる。反対に、ＶＳＷＲが高くなればなるほど反射が大きくなることを示す。すなわち、ＶＳＷＲが低いほど良好なアンテナ特性を有しているといえる。

このように、ＶＳＷＲ値は、アンテナ特性を示す指標として用いることができる。なお、図１９のグラフは、ＶＳＷＲの最大値について示している。

図１９のグラフから、このテーパースロット形状のアンテナは、周波数帯域３．１〜１０．６ＧＨｚの広帯域の電波に対するＶＳＷＲ値が比較的低いため、周波数帯域３．１〜１０．６ＧＨｚの広帯域の電波の送受信に使用することができることがわかる。

以上のようなアンテナを製造するためには、一般的に、誘電体基板を所定の形状にダイシングする工程と、該誘電体基板表面にマスク加工する工程と、続いて、給電導体に相当する金属材料を誘電体基板表面にメッキする工程と、最後にエッチングによって上記マスク部分を除いて給電導体を誘電体基板上に形成する工程とを含んだ製造方法が用いられる。
特開２００３−１３３８４２号公報（２００３年５月９日公開）

しかしながら、上記の従来技術に示すようなアンテナには、量産性に関して以下のような問題がある。

すなわち、モノポールアンテナ２００を含め、一般的に用いられるアンテナの製造方法は、上述したように、工程が複雑であり、アンテナの量産性および実装機器の量産性の向上を困難にしている。

また、上記モノポールアンテナ２００では、誘電体基板２０として、ＦＲ−４等の比誘電率がやや高い材料（例えばεｒが４．８程度）が用いられている。ＦＲ−４は、安価であることから、モノポールアンテナ２００のコスト低減に寄与することができる。

しかしながら、ＦＲ−４等の安価な材料を用いることにより、コストに関しては低減できるが、ＦＲ−４は比誘電率が４．８程度の材料であるため、モノポールアンテナ２００を、これ以上の小型化を実現することは困難である。

さらに、テーパースロット形状の広帯域アンテナは、図１９に示したように、ＶＳＷＲ値が周波数帯域３．１〜１０．６ＧＨｚの間で比較的低いが、実際のところ、３．１ＧＨｚ付近および、周波数帯域７〜８ＧＨｚ付近（特に、周波数帯域７〜８ＧＨｚ）においてＶＳＷＲが上昇している、すなわち、アンテナ特性が悪くなっている傾向がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を実現しつつ、製造が容易で、かつ、アンテナ特性の良い広帯域に対応するチップアンテナの製造方法を提供することにある。

本発明のチップアンテナは、上記課題を解決するために、誘電率が互いに異なる少なくとも２つの誘電材料からなる誘電体基板と、給電端子を有する端子部、及び該端子部に導通した導体部を有する給電導体と、上記導体部との間に上記誘電体基板を介在して配置される接地電極とを備えたチップアンテナであって、上記導体部は、テーパースロット形状であり、上記導体部及び接地電極は、上記の各誘電材料によって挟持され、上記誘電体基板は、上記導体部における上記給電端子を含む対称軸に近い側から遠い側に向けて、誘電率が段階的に大きくなるように構成されていることを特徴としている。また、本発明のチップアンテナの製造方法は、誘電率が互いに異なる少なくとも２つの誘電材料からなる誘電体基板と、給電端子を有する端子部、及び該端子部に導通したテーパースロット形状の導体部を有する給電導体と、接地電極とを備えたチップアンテナの製造方法であって、上記導体部及び接地電極が上記の各誘電材料によって挟持されるように、かつ、接地電極が上記導体部との間に上記誘電体基板を介在して配置されるように、上記給電導体と上記誘電体基板と上記接地電極とをインサート成形によって一体成形するとともに、上記誘電体基板が、上記導体部における上記給電端子を含む対称軸に近い側から遠い側に向けて、誘電率が段階的に大きくなるように成形することを特徴としている。具体的には、上記誘電体基板の少なくとも１つは、樹脂であることが好ましい。

上記の構成によれば、本発明に係るチップアンテナは、インサート成形によって上記誘電体基板と給電導体とを一体成形している。

一般的なチップアンテナの製造方法は、上述したように多くの工程が必要となる。そのため、チップアンテナの生産効率を向上させることが困難である。そこで、本発明に係るチップアンテナは、上記のように、インサート成形によって、上記誘電体基板を、該給電導体とを一体成形することから、上述したマスク加工する工程や、上記マスク部分エッチングによって除く工程を必要とせず、簡易な方法によって製造することができる。上記誘電体基板の誘電材料としては、樹脂を用いることができる。

すなわち、本発明に係るチップアンテナによれば、チップアンテナの量産性を向上することができる。

さらに、量産性の向上に伴って、チップアンテナに係るコストを低減させることができることから低価格のチップアンテナを提供することができる。

また、上記給電導体の導体部を、上記の各誘電材料が挟持するようにインサート成形されるため、該導体部における誘電材料によって被覆された部分は外部に露出せず、該導体部を酸化等の外部環境から保護することができる。

したがって、上記導体部の外部環境に対する耐久性および、チップアンテナ全体の外部環境に対する耐久性を向上させることができる。

なお、本明細書中における「インサート成形」とは、金型を用いて、該金型内に、給電導体等の金属材料を設置し、さらに、該金型内に誘電材料を導入することによって、給電導体等の金属材料と、誘電材料とを一体成形することをいう。

また、本発明のチップアンテナは、チップ形状であることから、従来のモノポールアンテナと比較して高さ方向の高さがなく、薄型のアンテナを提供することができる。

これにより、近年、開発が盛んに行われている各種モバイル機器等の薄型機器に好適に用いることができる。

また、本発明のチップアンテナは、上記誘電体基板は、誘電率が異なる少なくとも２つの誘電材料からなり、各該誘電材料は、上記導体部と接触しており、上記誘電体基板は、上記対称軸に近い側から遠い側に向けて、誘電率が段階的に大きくなるように成形されている。

上記の構成とすることにより、上記の効果に加えて、ＶＳＷＲの最大値を小さく抑えつつ、より広い周波数帯域に対応できるチップアンテナを提供することができる。

従来のテーパースロット形状の広帯域アンテナは、上述したように、特定の周波数帯域においてＶＳＷＲ値の上昇がみられた。これは、放射導体に伝搬する電磁波の反射に原因がある。具体的には、誘電体基板の外面などのように、誘電率が変化する境界面においては、電磁波の反射が生じる。ここで、上記境界面とは、例えば、誘電体基板の外面と電磁波が放射される外部空間との境界のことである。従来のテーパースロット形状の広帯域アンテナや、特許文献１に記載のモノポールアンテナは、それぞれ図示したように、誘電体基板が単層である。誘電体基板が単層である場合、電磁波の反射の発生箇所は、誘電体基板の外面と電磁波が放射される外部空間との境界面のみになり、所定の周波数に集中して強度の強い反射波が発生してしまう。これにより、ＶＳＷＲ値が上昇してしまう。そこで、本発明のチップアンテナによれば、各該基板材料が少なくとも上記導体部に接触するように構成されており、かつ、各該基板材料は、誘電率が異なっている。

これにより、誘電体基板の内部において上記給電線から上記給電導体に伝搬する電磁波は、上記誘電率の違いに応じて各基板材料の境界面および誘電体基板の外面において反射されることになる。

すなわち、上記の構成では、誘電体基板を構成する少なくとも２つの基板材料が、互いに異なる誘電率を有する基板基材であるため、電磁波の反射の発生箇所が分散することになり、これに伴って、それぞれの周波数の反射波も分散する。したがって、所定の周波数に集中して強度の強い反射波が発生し、その周波数におけるＶＳＷＲ値が上昇する、という不具合を回避することができる。

また、このように、本発明のチップアンテナは、上記誘電体基板を多層化することができるとともに、多層化する場合であっても、インサート成形によって、容易に各誘電材料と上記給電導体とを一体成形することができる。

したがって、製造が容易であるとともに、広帯域の周波数（電波）にも対応することができるチップアンテナを提供することができる。

また、本発明のチップアンテナは、上記給電導体を、チップ形状の金型に設けられた位置決め領域を基準にして該金型内に配置し、上記誘電体基板とインサート成形によって一体成形されることが好ましい。

上記の構成によれば、製造精度の高いチップアンテナを製造することができる。具体的には、インサート成形に用いる金型の所定の位置に予め位置決め領域を設けておく。これにより、上記給電導体を、この位置決め領域を基準にして金型内に配置することができる。上記給電導体と誘電体基板とを正確に一体成形することができる。

これにより、本発明のチップアンテナは、従来の方法と比較して容易なだけでなく、より正確に上記給電導体と上記誘電体基板とを一体成形することができることから、従来の方法と比較して製造精度も高い。

また、本発明のチップアンテナは、上記給電導体が、カット型に合わせてリードフレームをプレス加工して形成されることが好ましい。

上記の構成とすることにより、本発明のチップアンテナの製造方法をより簡易化することができるとともに、容易に所望の形状の導体部を形成することができる。

すなわち、従来の製造方法では、上述したように、給電導体（給電導体の導体部）を形成するためには、上記誘電体基板をマスクする工程や、給電導体に相当する金属材料をメッキし、最後にはエッチングによって上記マスク部分を除く、といった多数の工程を必要としていた。

そこで、本発明のチップアンテナは、カット型に合わせてリードフレームをプレス加工することによって上記給電導体を形成することができることから、従来の方法と比較して非常に簡易に該導体部を形成すること可能となる。

さらに、上記カット型の形を変えることにより、所望の形状の給電導体を形成すること可能となる。そのため、本発明のチップアンテナを搭載する装置や機器に好適な形状のチップアンテナを提供することができる。

また、本発明のチップアンテナは、上記導体部が、テーパースロット形状である。

上記の構成とすることにより、本発明のチップアンテナは、周波数帯域３．１〜１０．６ＧＨｚの広帯域の電波の送受信に使用することができる。

本発明のチップアンテナは、上記端子部が屈曲していることが好ましい。

上記の構成とすることにより、本発明のチップアンテナを表面実装形状にすることが可能となる。

従来技術におけるモノポールアンテナは、接地面に対して起立させた構造であるため、上述したように、接地面への設置を自動的に実装することは困難である。これに対して、本発明のチップアンテナは、上記端子部が屈曲していることから、表面実装型である。

なお、表面実装型とは、本発明に係るチップアンテナを搭載する装置や機器の設置面に対して、該チップアンテナの給電導体の表面が水平に構成されている状態のことである。

表面実装型のチップアンテナであるため、チップアンテナを搭載しようとする機器に対して起立した構造ではなく、表面実装に対応することができる。すなわち、本発明のチップアンテナを自動実装することができる。これにより、チップアンテナを搭載しようとする機器の生産性の向上を実現することができる。

また、本発明のチップアンテナは、上記樹脂が、ポリエーテルサルフォンまたは液晶ポリマーであることが好ましい。

ポリエーテルサルフォンまたは液晶ポリマーは、樹脂の中でも高い誘電率を有する特性を有している。これにより、本発明のチップアンテナの製造方法によって製造されるチップアンテナをより小型化することが可能となる。

ここで、高い誘電率を有する材料を誘電体基板に構成すると、波長短縮効果により、給電導体を小型化することができ、結果として、チップアンテナ自体の小型化を可能にする。

本発明のチップアンテナは、以上のように、誘電率が互いに異なる少なくとも２つの誘電材料からなる誘電体基板と、給電端子を有する端子部、及び該端子部に導通した導体部を有する給電導体と、上記導体部との間に上記誘電体基板を介在して配置される接地電極とを備えたチップアンテナであって、上記導体部は、テーパースロット形状であり、上記導体部及び接地電極は、上記の各誘電材料によって挟持され、上記誘電体基板は、上記導体部における上記給電端子を含む対称軸に近い側から遠い側に向けて、誘電率が段階的に大きくなるように構成されていることを特徴としている。また、本発明のチップアンテナの製造方法は、以上のように、誘電率が互いに異なる少なくとも２つの誘電材料からなる誘電体基板と、給電端子を有する端子部、及び該端子部に導通したテーパースロット形状の導体部を有する給電導体と、接地電極とを備えたチップアンテナの製造方法であって、上記導体部及び接地電極が上記の各誘電材料によって挟持されるように、かつ、接地電極が上記導体部との間に上記誘電体基板を介在して配置されるように、上記給電導体と上記誘電体基板と上記接地電極とをインサート成形によって一体成形するとともに、上記誘電体基板が、上記導体部における上記給電端子を含む対称軸に近い側から遠い側に向けて、誘電率が段階的に大きくなるように成形することを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係るチップアンテナは、従来までのアンテナと比較して、マスク加工する工程や、上記マスク部分をエッチングによって除く工程を必要としないことから、製造が容易になる。

さらに、量産性の向上に伴って、チップアンテナに係るコストを低減させることができることから低価格のチップアンテナを提供することができる。

チップアンテナの量産性の向上に伴って、該チップアンテナを実装する実装機器の量産性の向上も実現することができる。

また、上記給電導体の導体部の少なくとも一部が、上記誘電材料によって被覆されるようにインサート成形するため、該導体部における誘電材料によって被覆された部分は外部に露出しない。そのため、該導体部を酸化等の外部環境から保護することができる。

したがって、上記導体部の外部環境に対する耐久性および、チップアンテナ全体の外部環境に対する耐久性を向上させることができる。

また、本発明のチップアンテナの製造方法によって製造されるチップアンテナは、チップ形状であることから、従来のモノポールアンテナと比較して高さ方向の高さがなく、薄型のアンテナを提供することができる。

〔実施の形態１〕
本発明に係る実施の形態について、図１〜図１４に基づいて説明すれば以下のとおりである。

図１は、本実施の形態におけるチップアンテナ１の形状を示した斜視図である。図１に示すように、チップアンテナ１は、チップ形状のアンテナであり、その外形は、誘電体基板３によって形成されている。

なお本実施の形態では、図１に示すように、誘電体基板３は、基板材料３ａおよび３ｂの２種類の基板材料から構成されている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、誘電体基板３が１種類の基板材料のみから構成される場合であってもよく、２種類以上の基板材料から構成されるものであってもよい。

なお、本明細書においては、チップアンテナ１から電磁波が放射される空間（外部空間、通常は空気層）を誘電率ε０に対する、誘電体基板３の基板材料３ａおよび３ｂの誘電率ε１の比ε１／ε０を、誘電体基板３（基板材料３ａおよび３ｂ）の比誘電率と定義する。

図２は、図１において図示したチップアンテナ１の透視図である。なお、図２では、説明の便宜上、誘電体基板３の基板材料３ａおよび３ｂについては、省略している。

図２に示すように、チップアンテナ１は、給電導体２と、誘電体基板３と、接地電極４ａおよび４ｂを備えている。

上記給電導体２は、給電電極部５（導体部）および給電端子部６（端子部）を備えている。図２に示すように、給電導体２は、誘電体基板３によって狭持された構成となっており、特に、給電電極部５は誘電体基板３によって完全に被覆されている。給電端子部６は、その一部が誘電体基板３外部に露出しており、露出した給電端子部６の端部に給電端子７を有している。

図３は、図１における線分Ａ−Ａ’でチップアンテナ１を切断した状態を示した断面図である。上記給電導体２は、図３に示すように、対称軸Ｓに対して線対称の形状である。

上記給電電極部５は、導体からなる電極であり、この形状は、一般に、テーパースロット形状と呼ばれている。給電電極部５は、領域Ｖにおいて、上記給電端子部６と連結している。

上記給電端子部６は、導体からなる端子であり、その形状は平板である。上記給電端子部６は、接地電極４ａおよび４ｂの間に、それぞれから離間するように配置されており、離間することによって接地電極４ａおよび４ｂとは電気的に絶縁されている。給電端子部６における対向する両端のうち、一端は、上記給電電極部５の領域Ｖに連結しており、給電電極部５と電気的に接続されている。他端には、給電端子７が備えられており、図示しない給電線に接続されている。

上記給電端子部６の給電端子７が備えられている部分は、上述したように、誘電体基板３外部に露出しており、さらに、露出部分は、図１および図２に示すように屈曲している。上記給電端子部６の給電端子７部分が屈曲していることにより、本実施の形態のチップアンテナ１は、表面実装に適している。給電端子部６は、例えば、金属材料によって構成することができる。

従来技術におけるモノポールアンテナ２００は、図１７に示したように、接地面１００上に起立した構成となっているが、その製造において、該モノポールアンテナ２００を接地面１００上に自立させる、すなわち、自動的に接地面１００上に該モノポールアンテナ２００を実装することは困難である。そのため、接地面１００上に起立させるためには、手動によって半田付けする必要があったため、上記モノポールアンテナ２００は、一定幅の帯状の放射導体が形成されているモノポールアンテナと比較して小型化できる反面、実装機器等への実装が煩雑であった。また、上述したように、上記モノポールアンテナ２００は、接地面１００上で起立した構成であるため、高さ方向に所定の高さを有していることから、モバイル機器等の薄型の機器に搭載させることが困難である。

そこで、上記のように、チップアンテナ１は、上記給電端子部６の給電端子７部分を屈曲させることによって、表面実装に適した構造としていることから、チップアンテナの量産性の向上に伴って、該チップアンテナを実装する実装機器の量産性の向上も実現することができる。

接地電極４ａおよび４ｂは、導体からなる電極であり、その形状は平板である。接地電極４ａおよび４ｂは、給電電極部５がなす対称軸Ｓに対して垂直となり、かつ、接地電極４ａおよび４ｂの間に給電端子部６が離間して配置されるように、接地電極４ａおよび４ｂとの間は所定の距離をなして配置されている。接地電極４ａおよび４ｂは、例えば、金属の板材によって構成することができる。

誘電体基板３は、誘電体からなり、給電電極部５と接地電極４ａおよび４ｂとの間に介在して、給電電極部５と接地電極４ａおよび４ｂとの間を埋める部材である。この誘電体基板３の外形は、チップアンテナ１の外形に相当し、図１に示すように、直方体の形状をなしている。誘電体基板３は、基板材料３ａおよび３ｂから構成されている。基板材料３ａおよび３ｂについて、図４に基づいて以下に詳細に説明する。

図４は、図１における線分Ｃ−Ｃ’で、上記チップアンテナ１を切断した状態を示した断面図である。図４に示すように、誘電体基板３は、基板材料３ａおよび３ｂから構成されており、ともに、上記給電電極部５に接触するように構成されている。具体的には、基板材料３ａは上記給電導体２の対称軸Ｓを含んだ領域に配置しており、基板材料３ｂは対称軸Ｓを含まず、対称軸Ｓから遠い領域に配置されている。

上記基板材料３ａおよび３ｂは、それぞれ誘電率ε３ａおよびε３ｂを有した誘電体であり、それぞれの比誘電率がこの順に大きくなるように誘電率が調整されている。具体的には、対称軸Ｓから遠くなるにつれて比誘電率が高くなるように、基板材料３ｂは、基板材料３ａよりも高い誘電率を有している。

各基板材料の誘電率は、このような条件を満たすものであれば、特に限定されるものではない。例えば、誘電率ε＝４である基板材料３ａと、誘電率ε＝１６である基板材料３ｂとを用いることができる。以下の説明は、誘電率ε＝４である基板材料３ａと、誘電率ε＝１６である基板材料３ｂを用いた場合について説明する。

このような誘電率を有する基板材料としては、樹脂が好ましい。その理由は、後述するように、本発明に係るチップアンテナは、インサート成形によって、上記給電導体２と誘電体基板３とを一体成形して製造するためである。そのため、熱可塑性を有する樹脂、すなわち、熱可塑性硬化樹脂であることが好ましい。

上記樹脂としては、例えば、ポリエーテルサルフォン（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）、フェノール樹脂（ＰＦ）などを用いることができる。

上記樹脂の中でも、ＰＰＳまたはＬＣＰは、樹脂の中でも高い誘電率を有することができるため、特に好ましい。

具体的な上記基板材料３ａの成形幅Ｗ、すなわち、図３に図示した対称軸Ｓに対して垂直となる方向の基板材料３ａの成形幅Ｗとしては、チップアンテナの大きさにより適宜設定することができる。例えば、図３に示した断面図にあたる断面の面積が１４ｍｍ×１５ｍｍであり、厚みが１ｍｍであるチップアンテナの場合、上記基板材料３ａの成形幅Ｗは、７ｍｍ〜１１ｍｍの範囲で設定されすることができ、９ｍｍ程度であることが好ましい。以下の説明では、成形幅Ｗが９ｍｍである場合について説明する。

上記した範囲の成形幅とすることによって、アンテナの特性を示す指標として、３．１〜１０．６ＧＨｚの周波数帯域におけるＶＳＷＲの最大値を縦軸にとった場合に、図１９に示した一般的なテーパースロット形状の広帯域アンテナにおいて生じたＶＳＷＲ最大値の上昇を低減することができ、かつ、ＶＳＷＲ最大値が、３．１〜１０．６ＧＨｚの周波数帯域で安定化させることができる。

このチップアンテナ１を用いて電磁波の送受信を行う場合には、このチップアンテナ１の中心に、接地電極４ａ側から同軸ケーブル（図示せず）などのケーブルが接続される。このとき、同軸ケーブルの内部導体（芯線）を給電端子７と接続し、同軸ケーブルの外部導体（シールド）を接地電極４ａおよび４ｂの間付近に接続する。そのために、接地電極４ａおよび４ｂには、同軸ケーブルと接続するためのコネクタ（図示せず）が設けられる。なお、コネクタを設けることなく、同軸ケーブルを接地電極４ａおよび４ｂに直接取り付けてもよい。

なお、図１ないし図３に図示した本実施の形態におけるチップアンテナ１は、接地電極４ａおよび４ｂが備えられた構成となっているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、接地電極が、チップアンテナ１を実装する基板側に設けられた構成であってもよい。なお、以下に説明する本実施の形態のチップアンテナ１の製造方法では、説明の便宜上、上記接地電極４ａおよび４ｂを備えていない構成に基づいて説明する。

なお、接地電極が、チップアンテナ１を実装する基板側に設けられた構成の場合、実装される基板側に接地電極を予め作製しておき、同軸ケーブルを接続するときは、内部導体（芯線）は上記同様に接続し、同軸ケーブルの外部導体（シールド）は基板側に作製した接地電極に接続する。

次に、図５〜図８に基づいて、以上のような構成を備えたチップアンテナ１の製造方法について説明する。

まず、本発明のチップアンテナの製造方法の概略を説明するために、誘電体基板が１種類の基板材料のみからなる場合について説明し、続いて、誘電体基板に基板材料３ａおよび３ｂを有する本実施の形態におけるチップアンテナ１の製造方法を説明する。なお、誘電体基板が１種類の基板材料のみからなる場合について説明する場合も、説明の便宜上、図１〜図４における部材番号をそのまま用いる。

まず、給電導体２の製造方法について、図５（ａ）および（ｂ）に基づいて説明する。

給電電極部５は、テーパースロット形状のカット型にリードフレームを設置し、プレス加工することによって、図５（ａ）に示すようなテーパースロット形状の給電電極部５を形成することができる。給電電極部５を構成する材料としては、例えば、金、銀、銅などを用いることができる。給電端子部６は、半田メッキによって形成される。給電電極部５と給電端子部６とは導通しているため、給電端子７は、給電電極部５と電気的に接続できる。図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態の構造から給電端子部６の接続部分を切断した給電導体２の斜視図である。

次に、上記で製造した給電導体２を用いて、インサート成形により、誘電体基板３と一体成形させ、チップアンテナを形成する。

インサート成形によるチップアンテナの製造方法について、図６（ａ）〜（ｆ）に基づいて説明すれば以下の通りである。

インサート成形によるチップアンテナの製造は、チップの形状をなした第１の金型８を用いてインサート成形する。図６（ａ）は、第１の金型８の形状を示した斜視図である。なお、説明の便宜上、図６（ａ）には、第１の金型８のうち片側のみを図示している。したがって、基板材料を導入する際は、もう一方側の第１の金型８も用いて、両側から給電導体２を挟持するように設置される。

図６（ａ）に示すように、第１の金型８には所定の位置に第１の位置決め領域８ａが設けられている。第１の位置決め領域８ａとしては、第１の位置決め領域８ａのように、給電導体２の給電端子部６の形状に窪みを形成するものが挙げられる。窪みを形成することによって、その窪みに該給電端子部６をはめ込み、給電導体２を位置合わせすることができる。そのほかにも、所定の位置に棒状の突起部が形成され、その突起部に該給電端子部６を接触させることによって位置合わせするものであってもよく、給電導体２を位置合わせすることができるものであれば特に限定されない。

このように、第１の金型８には第１の位置決め領域８ａが設けられているため、図５（ｂ）に示した給電導体２は、この第１の位置決め領域８ａによって第１の金型８内に正確に設置することができ、給電導体２と誘電体基板３とを精度よく一体成形することができる。

図６（ｂ）は、第１の金型８に給電導体２が配置された状態を示す斜視図である。図６（ｃ）は、両側の第１の金型８によって給電導体２が挟持された状態を示した模式図である。この第１の金型８内に、熱可塑性を有する誘電体基板３の基板材料を図示しない導入口より導入し、インサート成形することによって、誘電体基板３と給電導体２とを一体化する。

図６（ｄ）には、インサート成形後のチップアンテナ１を示している。図６（ｄ）に示したように、誘電体基板３の基板材料は、上記給電導体２のうち給電電極部５の表面を完全に被覆するように、給電導体２と一体成形する。

一体成形したチップアンテナ１は、図６（ｅ）のように、給電端子部６の長さを短くカットされる。次に、図６（ｆ）に示すように、誘電体基板３の外部に露出した給電端子部６を屈曲させる。

以上のような方法によって、誘電体基板３の基板材料が１種類の場合のチップアンテナを製造することができる。

本実施の形態におけるチップアンテナ１のように２種類以上の基板材料を用いて製造する場合は、各基板材料が、互いに異なる熱可塑性を有するものであればよい。この場合、上記とは異なり、基板材料の種類に対応する数の金型を用いて、順次、金型を変えて形成することができる。

そこで、次に、図１および図３に示した基板材料３ａおよび３ｂによって構成される誘電体基板３を備えたチップアンテナ１の製造方法を図７に基づいて説明する。

図７は、チップアンテナ１の製造方法を説明した概略図である。上記給電導体２の製造方法は、上記と同一であるため、説明は省略する。

具体的には、図１ないし図３に示したチップアンテナ１の場合の製造方法では、まず、基板材料３ａの大きさに形成された第２の金型９を用いる。図７（ａ）は、第２の金型９の形状を示した斜視図である。なお、説明の便宜上、図７（ａ）には、第２の金型９のうち片側のみを図示している。したがって、基板材料を導入する際は、もう一方側の第２の金型９も用いて、両側から給電導体２を挟持するように設置される。

上記第２の金型９にも、上記第１の金型８と同様に、所定の位置に第２の位置決め領域９ａが設けられている。上記の方法によって製造した給電導体２は、第２の位置決め領域９ａに基づいて位置合わせすることができ、第２の金型９内に正確に設置することができる。図７（ｂ）は、第２の金型９に給電導体２が配置された状態を示す斜視図である。図７（ｃ）は、両側の第２の金型９によって給電導体２が挟持された状態を示した模式図である。この第２の金型９内に、熱可塑性を有する誘電体基板３の基板材料３ａを図示しない導入口より導入し、インサート成形することによって、基板材料３ａと給電導体２とを一体成形する。

次に、一体成形された基板材料３ａと給電導体２とを第２の金型９から取り出し、これを、基板材料３ｂに対応する金型、すなわち誘電体基板３の大きさの第１の金型８の第１の位置決め領域８ａに基づいて、第１の金型８内に設置する。図７（ｄ）は、第１の金型８内に一体成形された基板材料３ａおよび給電導体２が配置された状態を示す斜視図である。図７（ｅ）は、両側の第１の金型８によって給電導体２が挟持された状態を示した模式図である。この第１の金型８内に、熱可塑性を有する基板材料３ｂを図示しない導入口より導入し、インサート成形する。図７（ｆ）は、基板材料３ａおよび給電導体２と、基板材料３ｂとが一体成形された状態を示す斜視図である。

なお、上述したように、図１ないし図３に図示したチップアンテナ１には、接地電極４ａおよび４ｂが備えられた構成となっている。接地電極４ａおよび４ｂが備えられた構成の場合の製造方法は、図７（ｂ）において、第２の金型９に接地電極４ａおよび４ｂを配置するための位置決め領域を設けておき、給電導体２とともに、熱可塑性を有する誘電体基板３の基板材料３ａと、インサート成形する。また、図７（ｄ）においても同様に、第１の金型８に接地電極４ａおよび４ｂを配置するための位置決め領域を設けておき、熱可塑性を有する基板材料３ｂと、基板材料３ａと給電導体２と接地電極４ａおよび４ｂとをインサート成形する。

以上の方法によって、図１および図３に示した２種類の基板材料を有する誘電体基板３を備えたチップアンテナ１を製造することができる。

このように、それぞれの基板材料に対応する金型を用いれば、２種類以上の基板材料を用いてチップアンテナ１を製造することができる。

なお、上記した製造方法では、給電導体２に図５（ｂ）に図示した構造のものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、図８は、図５（ａ）に示した構造の給電導体２を用いて、該給電導体２と誘電体基板３とインサート成形により一体成形した状態を示す斜視図である。このように、図５（ａ）に示した構造の給電導体を用いて製造することもできる。

以上のように、本実施の形態におけるチップアンテナの製造方法は、インサート成形によって上記誘電体基板３と給電導体２とを一体成形することから、従来までのアンテナの製造方法と比較して、製造が容易になる。

また、図１７に示したように、従来技術のモノポールアンテナ２００は、同軸ケ−ブル等の給電線４０が接続された放射導体３０が、誘電体基板２０の表面に設けられている。すなわち、放射導体３０が外部に露出している。そのため、放射導体３０が酸化等の外部環境に対する耐性に乏しく、そのため、結果として、モノポールアンテナ２００の外部環境に対する耐久性に問題が生じていた。そこで、本実施の形態におけるチップアンテナの製造方法では、給電電極部５が基板材料３ａおよび３ｂによって被覆されていることから、上述した外部環境に対する耐性の問題を解消することができ、高い耐久性を備えたチップアンテナ１を提供することができる。

次に、図７に基づいて説明した製造方法によって製造したチップアンテナ１の特性等について説明する。

なお、以下では、説明の便宜上、チップアンテナ１を用いて電磁波を送信する場合を想定して、チップアンテナの特性等について説明するが、この特性等は、チップアンテナ１を用いて電磁波を受信する場合についてもほぼ同様に成り立つ。すなわち、チップアンテナ１は、電磁波の送信用にも受信用にも使用することができる。

また、以下においては、チップアンテナ１を用いて、ＵＷＢ通信の周波数帯域にほぼ相当する、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域の高周波を送信する場合を想定する。

本実施の形態のチップアンテナ１では、上述したように、誘電体基板を設けることによってアンテナの小型化を実現することができる。その理由としては、誘電体基板３を設けることによって、波長短縮効果を得るためである。したがって、例えば、誘電体基板を設けない同一サイズのチップアンテナと比較して、より長波長の電磁波、すなわち、より周波数の低い電磁波を送信することができる。逆に、低周波数側の限界を同一とすると、チップアンテナ１は、誘電体基板を設けないチップアンテナよりもサイズを小さくすることができる。

また、本実施の形態では、図２に示したように、テーパースロット形状の給電電極部５を設けることによって、周波数帯域の広帯域化を実現することができる。

そこで、上述した製造方法によって製造されたチップアンテナ１について、図９および図１１に基づいて、誘電体基板３に比誘電率の異なる基板材料を用い、かつ、その配置を上記のように設定することによるアンテナ特性への影響について具体的に説明する。

図９は、本実施の形態におけるチップアンテナ１のアンテナ特性として、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域の周波数領域におけるＶＳＷＲを測定し、その最大値をグラフにしたものである。上述したように、本実施の形態のチップアンテナ１は、誘電体基板３に、誘電率ε＝４の基板材料３ａと、誘電率ε＝１６の基板材料３ｂとを用いており、基板材料３ａの成形幅は９ｍｍである。また、図９には、比較として、テーパースロット形状の給電電極を有し、１種類の基板材料のみで構成された誘電体基板を有するチップアンテナの測定結果を破線によって示している。なお、このチップアンテナの基板材料は、誘電率ε＝１６のものを用いている。

図９に示すように、誘電体基板に誘電率ε＝１６の基板材料のみを用いて形成したチップアンテナ（一般的なテーパースロット形状アンテナ）のＶＳＷＲは、周波数３．１ＧＨｚ付近と、周波数帯域７〜８ＧＨｚの領域とにおけるＶＳＷＲ最大値が悪くなっている、すなわち、ＶＳＷＲ最大値が上昇していることがわかる。

これに対し、図９において実線で示した本実施の形態のチップアンテナ１では、周波数３．１ＧＨｚ付近と、周波数７〜８ＧＨｚの領域とにおけるＶＳＷＲ最大値の上昇が低減していることがわかる。

本実施の形態のチップアンテナ１が、周波数３．１ＧＨｚ付近と、周波数７〜８ＧＨｚの領域におけるＶＳＷＲ最大値の上昇を低減することができた理由としては、以下のようなことが考えられる。

一般に、アンテナの長さと、誘電率と、周波数との関係は、下記の式があてはまる傾向にある。
λ＝Ｃ／ｆ√εｅｆｆ
なお、λはアンテナの長さを示し、Ｃは光速を示し、ｆは周波数を示し、εｅｆｆは実効比誘電率を示す。

図１０（ａ）は、１種類の基板材料からなる誘電体基板を備えたテーパースロット形状のアンテナの平面図である。このアンテナは、本実施の形態と同じくチップ形状である。以下では、このアンテナについて、基板材料の比誘電率を、高いもの、中間のもの、低いものにそれぞれ変えて、３種類のテーパースロット形状のチップアンテナそれぞれの周波数帯域３．１〜１０．６ＧＨｚにおけるＶＳＷＲの最大値を測定する。

図１０（ｂ）は、それぞれの基板材料を備えたテーパースロット形状のアンテナの周波数帯域３．１〜１０．６ＧＨｚにおけるＶＳＷＲの最大値を測定したグラフである。図１０（ｂ）中、１点鎖線が誘電率の高い基板材料を用いて形成されたチップアンテナ、実線が誘電率の中間の基板材料を用いて形成されたチップアンテナ、２点鎖線が誘電率の低い基板材料を用いて形成されたチップアンテナを示している。

テーパースロット形状の給電導体を備えたチップアンテナは、通常、図１０（ｂ）に示すように、３．１ＧＨｚ付近および、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域の中間部分でＶＳＷＲが悪くなる、すなわち、ＶＳＷＲの最大値が上昇または不安定になる傾向がある。

そこで、図１０（ｂ）の１点鎖線で示したように、誘電率を高くすると、上記の式によれば、波長短縮効果により、同じ大きさのアンテナであれば、下限周波数が小さくなるため、３.１ＧＨｚのＶＳＷＲ最大値は低くなる。

ところで、テーパースロットアンテナは広帯域に渡ってＶＳＷＲ最大値を低くするアンテナ構造であり、同じ大きさのアンテナであれば、基材の誘電率が大きいほど波長短縮効果があり、ＶＳＷＲ最大値の周波数が下がる傾向がある。

そのため、図１０（ｂ）の１点鎖線で示したように誘電率を高くすると、３．１ＧＨｚである下限周波数側のＶＳＷＲ最大値は低くなるが、その反面、このようなテーパースロット形状のアンテナの特性上、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域における上限周波数（１０．６ＧＨｚ）を越えるＶＳＷＲが高い部分も波長が下限周波数側に短縮されるため、上限周波数側のＶＳＷＲが悪くなる傾向がある。

反対に、図１０（ｂ）の２点鎖線で示したように、誘電率が低い程、上記の式によれば、波長短縮効果により、同じ大きさのアンテナであれば、下限周波数が大きくなるため、３．１ＧＨｚのＶＳＷＲ最大値は高くなる。しかしながら、中間のＶＳＷＲ最大値の悪かった周波数領域のＶＳＷＲ最大値も、１０．６ＧＨｚである上限周波数側にシフトし、条件によっては、図示したようにＶＳＷＲ最大値が１０．６ＧＨｚよりもより高周波数側にシフトし、上記の中間のＶＳＷＲ最大値が悪かった点に関しての問題を解消することができる。

本実施の形態のチップアンテナ１は、図１０（ｂ）に基づいて説明したそれぞれの利点を併せもっている。

図１１（ａ）には、本実施の形態のチップアンテナ１における周波数とアンテナの長さとの関係を示した模式図を示す。図１１では、長さａに相当するアンテナの長さが、上限周波数を規定する。また、長さｂに相当するアンテナの長さが、下限周波数を規定する。３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域の周波数領域で言えば、上限周波数とは１０．６ＧＨｚのことであり、下限周波数とは３．１ＧＨｚのことである。なお、この周波数とアンテナ長との関係は、チップアンテナ１に限らず、全てのテーパースロット形状のアンテナに対してあてはまることである。

なお、上述したように、本発明のチップアンテナは、接地電極４ａおよび４ｂを備えず、チップアンテナを実装する基板側に接地電極を設けた構成であってもよい。この場合、上限周波数を規定するアンテナの長さａは、チップアンテナにおける実装基板との境界部分からの長さになり、下限周波数を規定するアンテナの長さｂも同様に、チップアンテナにおける実装基板との境界部分からの長さになる。

本実施の形態のチップアンテナ１は、この図１０（ｂ）に基づけば、下限周波数を規定するアンテナ長の長さｂに相当する誘電体基板３の基板材料３ｂの誘電率を、上限周波数を規定するアンテナ長の長さａに相当する誘電体基板３の基板材料３ａおよび、上記の帯域の中間のＶＳＷＲ最大値が悪い部分に相当するアンテナ長に相当する誘電体基板３の部分の誘電率に比べて高くすることにより、図１０（ｂ）で示した利点を併せもつことができたと考えられる。

具体的に説明すれば、図１１（ｂ）に示したグラフは、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域の周波数領域での、チップアンテナ１のＶＳＷＲの最大値を測定したグラフである。図１１（ｂ）では、チップアンテナ１のＶＳＷＲの最大値の測定結果を実線で示すとともに、比較のため、図１０（ｂ）において示した誘電率が中間のものを備えたチップアンテナのＶＳＷＲの最大値の測定結果を破線として示している。

本実施の形態のチップアンテナ１は、上述したように、誘電体基板３に、誘電率ε＝４の基板材料３ａと誘電率ε＝１６の基板材料３ｂとを用いている。

図１１（ｂ）の実線で示すように、本実施の形態のチップアンテナ１のＶＳＷＲ最大値は、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域の周波数領域において、下限周波数を規定するアンテナの長さｂに対応する誘電体基板が、すなわち基板材料３ｂが、比誘電率が高いため、波長が下限周波数側に短縮することにより、３．１ＧＨｚにあたる下限周波数側のＶＳＷＲ最大値は、グラフ中、破線で示したＶＳＷＲ最大値よりも低くなっている。

また、図１１（ｂ）の実線で示すように、本実施の形態のチップアンテナ１のＶＳＷＲ最大値は、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域の周波数領域において、上限周波数を規定するアンテナ長の長さａに対応する誘電体基板の基板材料３ａの比誘電率が高く、また、上記の帯域の中間においてＶＳＷＲ最大値が上昇した部分に相当するアンテナ長に対応する誘電体基板の比誘電率が高い。そのため、上記の帯域の中間部分において生じていたＶＳＷＲ最大値の上昇は、上限周波数側（１０．６ＧＨｚ側）よりも高周波数側にシフトし、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域内からなくなる。

すなわち、本実施の形態のチップアンテナ１は、下限周波数側では波長短縮を生かし、中間から上限周波数側では波長短縮を行わないようにして、全体的にＶＳＷＲを安定させることができているものと考えられる。

このように、チップアンテナ１は、比誘電率の異なる基板材料３ａおよび３ｂを有した誘電体基板３を備えていることにより、上述したアンテナ特性を得ることができる。

後述する実施例には、チップアンテナ１と同じ構成のチップアンテナを用い、基板材料３ａの成形幅Ｗを変化させて、それぞれについてＶＳＷＲ値を測定することによって上述した特性の評価を行っている。

以上のように、本発明のチップアンテナの製造方法によれば、インサート成形によって上記給電導体２と誘電体基板３とを一体成形している。

これにより、従来までのチップアンテナの製造方法と比較して、製造を容易に行うことができる。

したがって、量産性を向上することができ、量産性の向上に伴って、チップアンテナに係るコストを低減させることができることから低価格のチップアンテナを提供することができる。

また、上記誘電体基板３が、互いに異なる熱可塑性を有する２つの基板材料３ａおよび３ｂからなり、かつ、各該基板材料３ａおよび３ｂが上記導体部の表面に接触するように構成されている。

このように、上記誘電体基板を複数の基板材料から構成するような場合であっても、これらの基板材料が互いに異なる熱可塑性を有することから、インサート成形によって、容易に上記給電導体と一体成形することができる。

また、本発明のチップアンテナの製造方法によれば、上記基板材料３ａおよび３ｂが、比誘電率が異なるっているため、ＶＳＷＲの最大値を小さく抑えつつ、より広い周波数帯域に対応できるチップアンテナを提供することができる。

すなわち、誘電体基板を構成する基板材料３ａおよび３ｂが、互いに異なる比誘電率を有するため、電磁波の反射の発生箇所が分散することになり、これに伴って、それぞれの周波数の反射波も分散する。したがって、所定の周波数に集中して強度の強い反射波が発生し、その周波数におけるＶＳＷＲ値が上昇する、という不具合を回避することができる。

また、本発明のチップアンテナの製造方法によれば、上記誘電体基板３が、上記対称軸Ｓに近い側から遠い側に向けて、比誘電率が段階的に大きくなるように成形されている。具体的には、下限周波数を規定するアンテナ長の長さｂに相当する誘電体基板３の基板材料３ｂの誘電率を、上限周波数を規定するアンテナ長の長さａに相当する誘電体基板３の基板材料３ａに比べて高くしている。

これにより、下限周波数側では波長短縮を生かし、中間から上限周波数側では波長短縮を行わないようにして、全体的にＶＳＷＲを安定させることができる。

すなわち、本発明のチップアンテナの製造方法によれば、製造が容易であるとともに、広帯域の周波数（電波）にも十分に対応することができるチップアンテナを製造することができる。

また、本発明のチップアンテナの製造方法によれば、上記給電導体２の給電電極部５を、上記基板材料３ａおよび３ｂによって被覆するようにインサート成形するため、該導体給電電極部５を外部に露出させない。そのため、外部環境への該給電電極部５の接触を回避することができる。

したがって、上記給電電極部５の外部環境に対する耐久性および、チップアンテナ１全体の外部環境に対する耐久性を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、上記給電電極部５が基板材料によって完全に被覆された構造となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば上記給電電極部５の一部は、外部に露出した構造であってもよい。

また、チップアンテナ１は、チップ形状であることから、従来のモノポールアンテナと比較して高さ方向の高さがなく、薄型のアンテナを提供することができため、近年、開発が盛んに行われている各種モバイル機器等の薄型機器に好適に用いることができる。

また、本発明のチップアンテナの製造方法によれば、カット型に合わせてリードフレームをプレス加工して上記給電電極部５を形成することができる。

これにより、チップアンテナ１の製造方法をより一層容易にすることができる。すなわち、従来の製造方法では、上述したように、給電導体の導体部を形成するためには、上記誘電体基板をマスクする工程や、給電導体に相当する金属材料をメッキし、最後にはエッチングによって上記マスク部分を除く、といった多数の工程を必要としていた。そこで、本発明のチップアンテナの製造方法によれば、リードフレームをプレス加工することによって上記給電電極部５を形成するため、従来と比較して容易に上記給電電極部５を製造することができる。

また、容易に、所望の形状の給電電極部５を形成することができる。したがって、上記カット型の形を変えることにより、所望の形状の給電電極部５を形成することが可能となる。そのため、本発明の製造方法によって製造したチップアンテナ１を搭載する装置や機器に好適な形状のチップアンテナ１を提供することができる。

また、本発明のチップアンテナの製造方法によれば、給電電極部５をテーパースロット形状に形成することから、チップアンテナ１は、周波数帯域３．１〜１０．６ＧＨｚの広帯域の電波の送受信に使用することができる。

また、本発明のチップアンテナの製造方法によれば、インサート成形によって給電導体２と誘電体基板３とを一体形成した後に、上記給電端子部６を屈曲させる。

これにより、チップアンテナ１を表面実装形状にすることができる。すなわち、本発明のチップアンテナの製造方法によって製造されるチップアンテナ１は、チップアンテナを搭載しようとする機器に対して起立した構造ではなく、表面実装に対応することができる。したがって、従来問題となっていた起立させて製造することの困難性は、本発明のチップアンテナの製造方法では生じず、チップアンテナ１は自動実装することができる。

これにより、チップアンテナを搭載しようとする機器の生産性の向上も実現することができる。

また、本発明のチップアンテナの製造方法によれば、チップアンテナ１の誘電体基板３の基板材料にＰＰＳまたはＬＣＰを用いることが好ましい。ＰＰＳまたはＬＣＰは、従来公知の樹脂と比べ、高い比誘電率を備えることができるという特殊な性質を有している。高い比誘電率を有する材料を誘電体基板に構成すると、波長短縮効果により、給電導体を小型化することができ、結果として、チップアンテナ１自体の小型化を可能にする。

なお、本実施の形態では、直方体の形状を有したチップアンテナ１について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、上述したように表面実装することが可能な形状であれば、直方体の形状に限定されるものではない。

具体的には、図１２に示すような形状であってもよい。すなわち、図１２に示すチップアンテナ１は、誘電体基板３が、上記給電導体２の給電電極部５から給電端子部６に向かって幅が広がっており、全体として、チップアンテナ１が台形の形状になっている。

なお、本実施の形態では、誘電率が段階的に変化する誘電体基板３について説明したが、誘電体基板３は、比誘電率が連続的に変化するものであってもよい。

また、本発明のチップアンテナの製造方法は、誘電体基板３の基板材料に、セラミックを用いた場合であっても適用することができる。セラミックを用いた場合について、以下に説明する。図１３（ａ）は誘電体基板３の基板材料にセラミック３３ａが用いられたチップアンテナ１を示す斜視図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示したチップアンテナ１を線分Ｃ−Ｃ’で切断した状態を示した断面図である。セラミック３３ａが用いられた場合であっても、図１３（ｂ）に示すような配置とすれば、セラミック３３ａの周囲には上述したような熱可塑性を有する基板材料（例えば、樹脂）が構成されることから、上記と同じように、インサート成形によって給電導体２と一体成形することができる。

セラミックは、上記樹脂と比較して非常に高い誘電率ε＝８０程度を有する。したがって、このようなセラミックが構成されていることにより、上述したように、波長短縮効果をもたらし、給電導体５をさらに小型化することができる。したがって、チップアンテナ１自体のさらなる小型化を実現することができる。なお、セラミックを用いたチップアンテナ１としては、図１４に示すような断面構造を有するチップアンテナであってもよい。

なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
〔実施例〕
以下の説明は、本発明のチップアンテナの製造方法によって製造したチップアンテナについて説明する。

本実施例では、上述した実施の形態中の図３と同じチップアンテナ１の構成を備える。本実施例のチップアンテナについて図１５に基づいて説明すれば以下の通りである。

図１５に示すように、チップアンテナ１の構成において、誘電体基板３の基板材料３ａには誘電率１６のＰＰＳを用い、基板材料３ｂには誘電率１６のＰＰＳを用いた。

チップアンテナ１の形状は、図３に図示した断面図にあたる断面面積が１４ｍｍ×１５ｍｍであり、厚みは１ｍｍである。１４ｍｍの長さを有する側の１辺に、導電材料（例えば銅合金薄板材料）からなる接地電極４ａおよび４ｂが形成されている。さらに、該接地電極４ａおよび４ｂのそれぞれから１．１ｍｍの距離を隔てて、導電材料（例えば銅合金薄板材料）からなる幅２ｍｍの給電端子部６を有したテーパースロット形状の給電導体４が形成されている。給電導体２の給電電極部５は、テーパースロット形状であり、導電材料（例えば銅合金薄板材料）からなるリードフレームをプレス加工することによって形成した。給電電極部５と給電端子部６とは、銀ペーストによって連結した。また、接地電極４ａおよび４ｂは、１５ｍｍの長さを有する辺に沿って１ｍｍの長さを有している。

以上のような形状および材質から構成されたチップアンテナ１を用いて、誘電体基板３の基板材料３ａの成形幅Ｗを適宜変化させ、それぞれの場合について、アンテナ特性をＶＳＷＲ最大値を測定することによって評価した。基板材料３ｂの成形幅Ｗとしては、Ｗ＝０，３，５，７，９，１１，１３ｍｍの７種類について測定した。なお、Ｗ＝０ｍｍのチップアンテナとは、基板材料３ａがなく、基板材料３ｂの誘電率１６のＰＰＳによってのみ構成された誘電体基板を備えたチップアンテナのことであり、一般的なテーパースロット形状のアンテナに相当するものである。

図１６（ａ）および（ｂ）は、３．１〜１０．６ＧＨｚの周波数帯域における、種々の基板材料３ｂの成形幅Ｗ（Ｗ＝０，３，５，７，９，１１，１３ｍｍ）を有したチップアンテナのＶＳＷＲ最大値の測定結果を示すグラフである。なお、説明の便宜上、７種類のチップアンテナの測定結果を、図１６（ａ）および（ｂ）の２つに分けて示している。図１６（ａ）および（ｂ）には、Ｗ＝０のチップアンテナ（一般的なテーパースロット形状アンテナ）の測定結果を指標として破線によってグラフ中に示している。図１６（ａ）には、Ｗ＝７，９，１１ｍｍおよび指標となるＷ＝０のテーパースロット形状アンテナのＶＳＷＲ最大値の測定結果を示し、図１６（ｂ）には、Ｗ＝３，５，１３ｍｍおよび指標となるＷ＝０のチップアンテナのＶＳＷＲ最大値の測定結果を示した。

図１６（ａ）および（ｂ）に示した測定結果より、本実施例のチップアンテナは、３．１〜１０．６ＧＨｚの周波数帯域において、基板材料３ｂの成形幅Ｗ＝７，９，１１ｍｍを有する場合（図１６（ａ））に、Ｗ＝０ｍｍの場合にみられる周波数３．１ＧＨｚ付近と周波数帯域７〜８ＧＨｚ付近のＶＳＷＲ最大値の上昇を低減させ、かつ、ＶＳＷＲ最大値が安定していることがわかる。特に、周波数帯域７〜８ＧＨｚ付近のＶＳＷＲ最大値の上昇が効果的に低減されている。さらに、基板材料３ｂの成形幅Ｗ＝９ｍｍの場合、Ｗ＝０ｍｍの場合にみられる周波数１０．６ＧＨｚ付近のＶＳＷＲ最大値の上昇も低減させることができていることがわかる。なお、基板材料３ｂの成形幅Ｗ＝３，５，１３ｍｍを有する場合（図１６（ｂ））は、Ｗ＝０ｍｍの場合にみられる周波数３．１ＧＨｚ付近と周波数帯域７〜８ＧＨｚ付近のＶＳＷＲ最大値の上昇を低減させることができなかった。

したがって、本実施例の測定結果の中では、基板材料３ｂの成形幅Ｗ＝７〜１１ｍｍを有するチップアンテナが好ましく、成形幅Ｗ＝９ｍｍを有するチップアンテナが、上記のようにアンテナ特性が最も良いため、より好ましいことがわかる。

このように、本発明に係るチップアンテナは、比誘電率の異なる基板材料から誘電体基板を構成していることにより、一般的なテーパースロット形状アンテナと比較して、３．１〜１０．６ＧＨｚの広帯域に対応させる場合に問題となっていたアンテナ特性の悪化を低減させ、良好かつ安定なアンテナ特性を備えたチップアンテナを提供することができる。

本発明に係るチップアンテナの製造方法は、インサート成形によって誘電体基板と給電導体とを一体成形させることができるため、容易に製造することが可能である。また、製造されるチップアンテナは、比誘電率の異なる基板材料から誘電体基板を構成していることにより、３．１〜１０．６ＧＨｚの広帯域に良好に対応できる表面実装型のチップアンテナを提供することができる。

したがって、例えば、携帯電話、ＰＤＡ等の情報端末やＰＣカード型無線機、ＣＦ（コンパクトフラッシュ）型無線機、ＩＥＥＥ１３９４型無線機等の薄型機器に広く適用することができる。

本発明に係る実施の形態におけチップアンテナの形状を示した斜視図である。 本発明に係る実施の形態におけチップアンテナの構成を示す透視図である。 図１に示したチップアンテナを線分Ａ−Ａ’にて切断した断面図である。 図１に示したチップアンテナを線分Ｃ−Ｃ’にて切断した断面図である。 （ａ）は本発明に係る実施の形態におけチップアンテナに備えられた給電電極部と、給電端子部とから構成される給電導体の構造を示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）において示した給電導体の斜視図である。 （ａ）〜（ｆ）は、本発明に係る実施の形態におけチップアンテナの製造方法を示し、特に、誘電体基板が１種類の基板材料からなる場合におけるチップアンテナの製造方法を示す概略図である。 （ａ）〜（ｆ）は、本発明に係る実施の形態におけチップアンテナの製造方法を示し、特に、誘電体基板が２種類の基板材料からなる場合におけるチップアンテナの製造方法を示す概略図である。 本発明に係る実施の形態におけるチップアンテナの構造の変形例を示した斜視図である。 本発明に係る実施の形態におけるチップアンテナの特性評価として３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域におけるＶＳＷＲを測定した測定結果を示すグラフ図である。 （ａ）は一般的なテーパースロット形状のアンテナの構成を示す断面図であり、（ｂ）は誘電体基板の各誘電率について３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域におけるＶＳＷＲを測定した測定結果を示すグラフ図である。 （ａ）は本発明に係る実施の形態におけるチップアンテナの構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示したチップアンテナの３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域におけるＶＳＷＲを測定した測定結果を示すグラフ図である。 本発明に係る実施の形態におけるチップアンテナの構造の変形例を示した斜視図である。 （ａ）は本発明に係る実施の形態におけるチップアンテナの構成の変形例を示した斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示したチップアンテナを線分Ｃ−Ｃ’にて切断した断面図である。 図１３に示したチップアンテナの構成における変形例を示した断面図である。 本実施例に用いたチップアンテナの構成を示す断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本実施例に用いたチップアンテナの特性評価として、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域におけるＶＳＷＲを測定した測定結果を示すグラフ図である。 従来技術におけるモノポールアンテナの構成を示す構成図である。 一般的なテーパースロット形状のアンテナの構成を示す断面図である。 一般的なテーパースロット形状のアンテナの特性評価として、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域におけるＶＳＷＲを測定した測定結果を示すグラフ図である。

符号の説明

１ チップアンテナ
２ 給電導体
３ 誘電体基板
３ａ，３ｂ 基板材料（誘電材料）
４ 接地電極
５ 給電電極部（導体部）
６ 給電端子部（端子部）
７ 給電端子
８ 第１の金型（金型）
８ａ 第１の位置決め領域（位置決め領域）
９ 第２の金型（金型）
９ａ 第２の位置決め領域（位置決め領域）

Claims (9)

1. 誘電率が互いに異なる少なくとも２つの誘電材料からなる誘電体基板と、
   給電端子を有する端子部、及び該端子部に導通した導体部を有する給電導体と、
   上記導体部との間に上記誘電体基板を介在して配置される接地電極とを備えたチップアンテナであって、
   上記導体部は、テーパースロット形状であり、
   上記導体部及び接地電極は、上記の各誘電材料によって挟持され、
   上記誘電体基板は、上記導体部における上記給電端子を含む対称軸に近い側から遠い側に向けて、誘電率が段階的に大きくなるように構成されていることを特徴とするチップアンテナ。
2. 上記誘電材料の少なくとも１つは、樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ。
3. 上記チップアンテナは、表面実装型であることを特徴とする請求項１または２に記載のチップアンテナ。
4. 誘電率が互いに異なる少なくとも２つの誘電材料からなる誘電体基板と、
   給電端子を有する端子部、及び該端子部に導通したテーパースロット形状の導体部を有する給電導体と、
   接地電極とを備えたチップアンテナの製造方法であって、
   上記導体部及び接地電極が上記の各誘電材料によって挟持されるように、かつ、接地電極が上記導体部との間に上記誘電体基板を介在して配置されるように、上記給電導体と上記誘電体基板と上記接地電極とをインサート成形によって一体成形するとともに、
   上記誘電体基板が、上記導体部における上記給電端子を含む対称軸に近い側から遠い側に向けて、誘電率が段階的に大きくなるように成形することを特徴とするチップアンテナの製造方法。
5. 上記給電導体及び接地電極を、チップ形状の金型に設けられたそれぞれの位置決め領域を基準にして該金型内に配置し、上記給電導体と上記誘電体基板と上記接地電極とをインサート成形によって一体成形することを特徴とする請求項４に記載のチップアンテナの製造方法。
6. 上記給電導体は、カット型に合わせてリードフレームをプレス加工して形成されることを特徴とする請求項４に記載のチップアンテナの製造方法。
7. 上記誘電体基板と給電導体とをインサート成形によって一体化した後に、上記端子部を屈曲させることを特徴とする請求項４に記載のチップアンテナの製造方法。
8. 上記誘電体基板は、樹脂であることを特徴とする請求項４に記載のチップアンテナの製造方法。
9. 上記誘電材料の少なくとも１つは、樹脂であることを特徴とする請求項４に記載のチップアンテナの製造方法。

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