JP2007116582A - チップアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末やその他の無線電子機器において外観や機能を損なうことなく内蔵して用いることができるチップアンテナを得ることを目的とする。
【解決手段】ある長さを有する柱状体である基体２と、基体２上に設けられたアンテナ部４とを備えるチップアンテナ１ａであって、基体２には、磁性体部３が設けられている。インダクタンスの大きさを規定する透磁率を高くすることができるので、アンテナ部４を小さくすること、つまり基体２を小さくことができ、当該チップアンテナ１ａの小型化が図れる。小型化の要請が強い携帯端末等でも問題なく内蔵使用が可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯端末や電波時計の内蔵アンテナとして、またパーソナルコンピュータや自動車などにおいて無線通信や放送電波受信等を行うために搭載される電子機器の内蔵アンテナとして好適なチップアンテナに関するものである。

近年、携帯端末を用いた無線通信の多様化が進むとともに、通信用アンテナの小型化が進められている。携帯端末を用いた無線通信の多様化の例として、通話用のアンテナ以外に、ブルーツゥース機能やＧＰＳ機能、ＲＦ−ＩＤ機能を搭載した携帯端末が増えてきており、更にＦＭ放送を受信できる携帯端末も増えてきている（例えば特許文献１参照）。携帯端末の多機能化の中でも、ＦＭラジオ受信機能を搭載した携帯端末は年々増加しており、国内だけではなく欧州や米州においても需要が拡大している。

携帯端末においてＦＭ放送の受信を行う方法としては、通常は携帯端末に収納されているロッド型アンテナを使用時に引き伸ばして使用する方法が採られてきたが、近年では、イヤホンコードを携帯端末に差し込み、イヤホンコードを受信アンテナとして用いてＦＭ放送を受信する方法が増えてきている（例えば特許文献１参照）。図２９を参照して、その概要を説明する。

図２９は、従来の技術におけるイヤホンアンテナの構成図である。図２９において、１００はイヤホンであり、１０１はイヤホンコードであり、１０２は受信端末である。

以上の構成において、受信端末１０２は、受信アンテナであるイヤホンコード１０１に受信されたＦＭ信号の周波数にアンテナ同調回路の周波数を合わせて復調処理を行い、イヤホン１００からＦＭ放送が聞けるようにしている。
特開平９−３１２８９４号公報

しかしながら、携帯端末においては、ＦＭ放送を受信する際に、イヤホンコードをアンテナとして使用しているので、携帯端末の他に常にイヤホンコードを持ち歩かなければならないといった煩わしさがある。

また、イヤホンアンテナでは、ＦＭ放送の受信感度が低く、利用者がＦＭ放送を受信する場所やイヤホンコードの使用状態によってはＦＭ放送が聞き取り難くなる。

さらに、外部アンテナであるイヤホンコードを携帯端末に接続するコネクタ（イヤホンジャック）を携帯端末に設けなければならないので、携帯端末の小型化が困難であり、また小型・薄型化が進む携帯端末においてコネクタの占める面積を確保するのが困難になってきている等の問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、携帯端末やその他の無線電子機器において外観や機能を損なうことなく内蔵して用いることができるチップアンテナを得ることを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明は、ある長さを有する柱状体である基体と、前記基体上に設けられたアンテナ部とを備えるチップアンテナであって、前記基体には、磁性体部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、インダクタンスの大きさを規定する透磁率を高くすることができるので、アンテナ部を小さくすること、つまり基体を小さくすることができ、当該チップアンテナの小型化が図れる。

本発明によれば、携帯端末やその他の無線電子機器において外観や機能を損なうことなく内蔵して用いることができるチップアンテナを得ることができる。

以下に図面を参照して、本発明にかかるチップアンテナの好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるチップアンテナの外観構成を示す斜視図である。図１において、この実施の形態１によるチップアンテナ１ａは、ある長さを持つ柱状の基体２と、この基体２に設けられる磁性体部３と、基体２上に磁性体部３を挟んで設けられるアンテナ部４と、基体２の両端に設けられる端子部５，６とを備えている。そして、当該チップアンテナ１ａは、例えば端子部５，６を除いた外周囲が図１７に示すような保護膜７によって被覆され、損傷等を受けないようになっている。また、図１では、アンテナ部４に設けるアンテナ素子は、巻線８を基体２に設けられる磁性体部３上にスパイラル状に巻き付けて形成してあるが、図７〜図１５に示すように各種の構造方式で構成される。以下、基体２、磁性体部３、アンテナ部４、端子部５，６および保護膜７の各構成要素を個別に説明する。

（１）基体２について説明する。基体２は、アンテナ素子である当該チップアンテナ１ａの形態を規定するものであり、アルミナもしくはアルミナを主成分とするセラミック材料等の絶縁体もしくは誘電体などにプレス加工，押し出し法等を施して、ある長さを持つ柱状（円柱、４角柱、三角柱、多角形柱など）に形成される。

基体２が角柱状の場合には、その角部に面取りが施されているので、素子の欠けや、アンテナ部４を形成するときに損傷を発生させることを防止することができるメリットがある。また、基体２が円柱状の場合には、角部が存在しなくなるので、耐衝撃性が高まり、アンテナ部４の形成が容易となるメリットがある。

基体２の構成材料としては、フォルステライト、チタン酸マグネシウム系、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、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よく、またエポキシ樹脂などの樹脂材料を用いても良い。アルミナもしくはアルミナを主成分としたセラミック材料を用いる場合には、強度や絶縁性或いは加工の容易性が得られるので、チップアンテナ１ａの機械的強度を高めることができ、また、チップアンテナ１ａの製造コストを低減することができる。

また、基体２は、その表面全体に銅，銀，金，ニッケル等の導電材料で構成された導電膜が単層乃至複数積層され、導電性を有する表面が形成されることもある。導電膜はメッキ、蒸着、スパッタ、塗布などの方法で成膜することができる。

また、基体２の外周は、図１に示すように、端子部５，６よりも段落ちして形成してもよい（図２〜図６参照）。このように基体２の外周が段落ちすることで、実装時に端子部５，６がアンテナ部４と実装基板面との間にある距離を形成することが可能となり、特性の経時的な劣化を防ぐことが可能になる。このとき、段落ちを基体２の一部の面に対してのみ行ってもよく、全面に渡って段落ちさせてもよい。全面に渡って段落ちさせた場合には、実装時に配置基板と接する面を選択する留意が不要となり、実装時のコストを低下させることができる。

（２）磁性体部３について説明する。磁性体部３は、磁性材料を塗布、接着、スパッタ、メッキ、蒸着等の方法により、基体２上に形成される。スパッタ、メッキ、蒸着等の方法では、接着強度を高めることができる。磁性体部３を設けることにより、アンテナ部配置環境の透磁率を高くすることができるので、アンテナ部４を小さくして基体２を小さくして当該チップアンテナ１ａの小型化が図れる。

基体２上に設ける磁性体部３の磁性材料としては、フェライト磁性体を用いることができる。フェライト磁性体は、金属磁性材料に比べ高周波領域まで一定の透磁率と低い磁気損失とを保持できる。しかしながら、中、高周波帯域では、磁気緩和、磁気共鳴現象により急激に透磁率が低下し、フェライト磁性体の磁気損失は、限界周波数付近で急増してしまう。

したがって、磁性体部３は、高周波領域で使用する場合に発生する渦電流損失を小さくするために電気絶縁性に優れたものが良く、さらにインピーダンスを高くするためには比透磁率の大きいものが望ましい。具体的には、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、または、Ｍｇ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、ガーネット形結晶構造のフェライトやマグネプラムバイト構造のフェライト等が適当である。

基体２への磁性体部３の実装を塗布や接着で行う場合は、このようなフェライト系磁性体の粉体を液状の溶剤に混ぜ合わせて固めることで磁性体スラリーを作製し、基体２に塗布、接着することで、磁性体部３を形成する。液状の溶剤としては、ブチラール等の樹脂とフタール酸系の可塑剤と酢酸ブチル等の溶剤とを溶解させたビークルや、ポリ塩化ビニル系、ポリエステル系等の熱可塑性樹脂やエポキシ系、アミド系等の熱硬化樹脂等あるいはそれらの共重合体が用いられる。

次に、図２〜図６は、図１に示す基体への磁性体部の実装方法（その１〜その５）を説明する側面図である。図２では、基体２の端子部５，６を含む全面に磁性材料を塗布、接着して磁性体部３を形成する場合が示されている。この場合には、基体２の全面に磁性体部３が設けられることにより磁気特性に優れたチップアンテナ１ａを製造することができる。

図３では、図２に示すように基体２の端子部５，６を含む全面に磁性体部３を形成する場合、端子部５，６に延設される端子電極部９，１０は磁性材料の塗布・接着の対象から除外することが示されている。端子電極部９，１０には磁性体部３が形成されないので、端子電極部９，１０を銀、金、銅、ニッケル、スズ等の合金膜で形成することができ、実装性に優れたチップアンテナ１ａを製造することができる。

また、図４では、基体２の外周面とそれと連接する端子部５，６の内側面のみに磁性体部３を設ける場合が示されている。図５では、基体２の外周面のみに磁性体部３を設ける場合が示されている。図６では、基体２の外周面のうちアンテナ部４と接触する外周面のみに磁性体部３を設ける場合が示されている。図４〜図６に示すケースでは、チップアンテナ１ａにおける磁性体部３の量を少なくすることができ、コスト面で有利なチップアンテナ１ａを製造することができる。

（２）アンテナ部４について説明する。アンテナ部４に設けるアンテナ素子は、図７〜図１５に示すように、種々の構造方式で基体２上に接触して或いは隙間を置いて実装することができる。図１では、一例として、基体２上に巻線８を用いてスパイラル構造を形成する、つまり、図７，図８に示すように、巻線８をスパイラル状に基体２に巻き付けることでスパイラル構造を実現する場合が示されている。

巻線８としては、銅、銅合金、銀、銀合金、金、金合金、アルミニウム、アルミニウム合金、錫、錫合金等の少なくとも１つで構成することが好ましく、それらの中でも特に、コスト面、強度面、扱い易さなどを考慮すると、銅あるいは銅合金で構成することが好ましい。巻線８は、隙間を設けて巻かれるか、密着して巻かれている。巻線８の巻き方や巻数によってアンテナ部４のインダクタンスを調整することができる。

また、図９，図１０に示すように、基体２の磁性体部３上に導電膜１１を形成しその導電膜１１をレーザーなどでトリミングしてスパイラル溝１２を形成することで、スパイラル部１３を構成しても良い。

アンテナ部４は、インダクタンス成分を発生させるが、容量成分や抵抗成分なども発生させる。アンテナ部４のインダクタンス成分は、スパイラル構造の例で言えば、透磁率に比例し、コイルの巻数の２乗に比例し、コイルの面積に比例し、コイルの長さに反比例するので（後述する（数２）参照）、インダクタンス成分の大きさは、スパイラル部の透磁率および巻き数に依存する特性を持つ。同じインダクタンス値を得る場合、透磁率を高くすることができれば、相対的に巻き数を減らすことができ、アンテナ部４を小さくすることができる。

共振周波数は、インダクタンス成分の平方根に反比例して決まるので（後述する（数１）参照）、より高周波を実現する場合には、スパイラル構造の例で言えば、巻き数を少なくし、低周波を実現する場合には、巻き数を多くすれば良い。これはスパイラル構造がその巻き形状により電気長が決まることを考慮しても明らかである。

アンテナ部４は、その他の構造方式として、ミアンダ型（図１１）、逆Ｌ型（図１２）、逆Ｆ型（図１３）、ループ型（図１４）などのアンテナ素子も基体２の磁性体部３上に形成する導電膜１１を利用して構成することができる。

図１１に示すように、ミアンダ型１４は、放射電極を導電膜１１上に銅や銅合金などをミアンダ状に配置して形成することができる。ミアンダ型１４では、ミアンダのピッチおよびターン数により共振周波数が定まる。ミアンダピッチが狭い場合は、高周波帯域のアンテナとなり、ミアンダピッチが広い場合は、低周波帯域のアンテナとなる。

図１２に示すように、逆Ｌ型１５は、放射電極を導電膜１１上に銅や銅合金などをクランク状に配置して形成することができる。図１３に示すように、逆Ｆ型１６は、放射電極を磁性体部３に逆Ｆ字状の導電膜１１を配置して形成することができる。この場合には、端子部１７が設けられる。また、図１４に示すように、ループ型１８は、放射電極を導電膜１１上に銅や銅合金などを渦巻き状に配置して形成することができる。

以上のように、アンテナ部４のアンテナ素子は、各種の構造方式で構成できるが、例えば図１５に示すように、基体２上に複数個設けることもできる。これによれば、一つのチップアンテナ１ａを複数の共振周波数を持つ多共振アンテナとして用いることができ、多機能を付加することができる。図１５では、アンテナ部４がスパイラル構造の場合の例であるが、基体２を長手方向中間部に設けた端子部１９で２分割し、一方に粗巻きのスパイラル構造によるアンテナ部４ａを設け、他方に密巻きのスパイラル構造によるアンテナ部４ｂを設けた例が示されている。これらのアンテナ素子構造は、いずれもアンテナ部４の小型化を促進できる構造である。

（４）端子部５，６，１７，１９について説明する。以上のように、基体２には、基本的には、両端に端子部５，６がそれぞれ設けられている。そして、アンテナ部４の構造によって、端子部５，６の間に、端子部１７や端子部１９が設けられる場合がある。

これらの端子部は、基体２と同じ材料や製造工法で形成してもよく、材料を別途のものを採用して形成してもよい。また、これらの端子部は、基体２と一体に形成してもよく、基体２と別体に形成してもよい。

これらの端子部には、導電性のメッキ膜，蒸着膜，スパッタ膜等の薄膜や、銀ペーストなどを塗布して焼き付けなどを行ったものなどの少なくとも一つが用いて導電性膜が施されている。

この導電性膜の構成材料としては、銀、金、銅、ニッケル、スズの少なくとも一つかそれらの合金が用いられる。また、はんだ等の接合材や、Ｓｎ単体或いはＳｎとＡｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｉｎの少なくとも一つから構成される鉛フリーはんだ等も用いられる。また、導電性膜を多層構造とすることもできる。例えば、銀などの導電性金属を塗布して焼き付け、その上に、耐食性を向上させるためにＮｉ、Ｎｉ−ＳｎやＮｉ−Ｃｒ膜を設け、その上にはんだや鉛フリーはんだ等を設ける。

図１６は、図１に示す端子部の設け方の一例を説明する側面図である。図１では、端子部５，６は、基体２の外周縁から一様に飛び出して形成され、基体２の外周が端子部５，６よりも段落ちしている場合を示したが（図２〜図６参照）、図１６に示すように、端子部５，６は、基体２の外周と面一に構成して段落ちをなくし、一部をストレートに引き出した構造としてもよい。引き出した部分を配置基板に取り付けるので、アンテナ部４と配置基板との間に所定の間隔を確保することができ、特性の経時的な劣化を防ぐことができる。

（５）保護膜７について説明する。図１７は、図１に示すチップアンテナに設ける保護膜を説明する側面図である。図１７に示すように、チップアンテナ１ａには、保護膜７が設けられる。保護膜７を設けることで、基体２の導電膜への損傷やアンテナ部４の損傷などを防止することが可能となる。特に運搬時や実装時の衝撃や熱から守ることが可能となる。

保護膜７は、基体２の全面を覆ってもよく、あるいはアンテナ部４のみを覆ってもよいが、基体２の全面を覆う場合は、保護膜７は基体２の段落ちした部分に収納されるように形成し、端子部５，６の側面の高さと保護膜７の側面の高さが等しいかそれ以下となるようにすることが好ましい。これによって、配置基板への実装時の作業の容易性が確保される。

保護膜７は、エポキシ樹脂などの樹脂材料を塗布や接着などで形成することができる。また、保護膜７は、予めチューブ状をした熱可塑性の保護材料を基体２の周囲を覆って置き、熱収縮作用を利用して形成したチューブ状保護膜としてもよい。チューブ状保護膜７としては、樹脂製でしかも熱収縮性のあるものを選ぶことが好ましい。これは、基体２にチューブ状保護膜７を被せ、熱処理することでチューブが収縮し、確実にチューブ状保護膜７を基体２上に形成することができるからである。

ここで、塗布などによって保護膜７を形成する場合は、アンテナ部４のスパイラル構造内部に保護膜７が入り込むので、保護膜７が高誘電率の材料であるとアンテナの共振周波数を変動させる恐れがある。このため保護膜７に用いる材料には、低誘電率のものが好ましい。但し、ある程度保護膜７の誘電率を考慮に入れた上で、アンテナ部４の形状、大きさを設計しておくことで、所望の周波数などのアンテナ特性を得ることができる。

この点、保護膜７が上記のように形成されるチューブ状保護膜である場合は、アンテナ部４ではスパイラル構造内部に保護膜７が流れ込まなくなる。すなわち、保護膜７にチューブ状保護膜を用いる場合は、アンテナ特性の変動が生じることはないメリットがある。

（６）図１８〜図２０を参照して、以上のように構成されるパッチアンテナ１ａの電気的特性と機械的特性について説明する。図１８は、図１に示すパッチアンテナの周波数と透磁率との関係を示す特性図である。図１９は、図１に示すパッチアンテナの機械的な強度を説明する特性図である。図２０は、図１に示すパッチアンテナの温度と透磁率との関係を示す特性図である。

図１８では、基体２をアルミナにて形成したアルミナ基体としたパッチアンテナ１ａにて測定した周波数と透磁率との関係特性（イ）と、基体２であるアルミナ基体にＮｉ−Ｚｎ系フェライトのスラリーを塗布して磁性体部３を形成した「アルミナ基体＋磁性体」としたパッチアンテナ１ａにて測定した周波数と透磁率との関係特性（ロ）とが示されている。なお、透磁率の測定は、１６４５４Ａ透磁率測定システムを用いて行った。１６４５４Ａ透磁率測定システムとは、ＨＰ（ヒューレット・パッカード）社製の透磁率測定システム（形式：ＨＰ４２９１Ａ）であり、測定周波数範囲は１ＭＨｚ〜１ＧＨｚである。

周波数と透磁率との関係特性（イ）、（ロ）から、１００ＭＨｚにおける透磁率μは、アルミナ基体のみでは０．５であるのに対し、アルミナ基体に磁性体を形成したものでは、１５．８になっている。このことから、アルミナ基体に磁性体を形成することでチップアンテナ１ａの透磁率が向上することがわかる。

アンテナの共振周波数ｆは、インダクタンスＬとキャパシタンスＣを用いた（数１）から求めることができる。

ｆ＝１／（２π√（ＬＣ））・・・（数１）
そして、インダクタンスＬは、長岡係数ｋ、透磁率μ、コイルの巻数ｎ、コイルの断面積Ｓ、コイルの長さｌを用いた（数２）から求めることができる。

Ｌ＝ｋμｎ²Ｓ／ｌ・・・（数２）
この（数２）から、インダクタンスＬの値を同じにした場合、透磁率μの値が大きければ、アンテナ部４のコイルの巻数を少なくすることができる。このことから、アンテナ部４のコイルの巻数を少なくすることで、基体２の寸法を小さくすることが可能となり、チップアンテナ１ａの小型化を図ることができる。

次に、図１９では、機械的強度試験機として３点曲げ強度試験機を用いて、曲げ強度（ｋｇｆ／ｍｍ²）測定を行った基体２をフェライトにて形成した「フェライト基体」での曲げ強度（ハ）と、「アルミナ基体＋磁性体」での曲げ強度（ニ）とが示されている。

曲げ強度（ハ）、（ニ）から、曲げ強度は、フェライト基体のみの場合は、３２ｋｇｆ／ｍｍ²であるが、「アルミナ基体＋磁性体」とすると、５７ｋｇｆ／ｍｍ²となり、アルミナ基体に磁性体を形成したものの方が、機械的強度が高いことが解る。したがって、アルミナ基体に磁性体を形成したチップアンテナ１ａであれば、機械的信頼性を向上させることができる。

次に、図２０では、基体２をフェライトにて形成した「フェライト基体」としたパッチアンテナ１ａにて測定した温度と透磁率との関係特性（ホ）と、上記した「アルミナ基体＋磁性体」としたパッチアンテナ１ａにて測定した温度と透磁率との関係特性（ヘ）とが示されている。なお、透磁率の測定は１６４５４Ａ透磁率測定システムを用いて行った。

関係特性（ホ）、（ヘ）から、透磁率の温度特性は、「フェライト基体」よりも「アルミナ基体＋磁性体」の方が安定していることが解る。したがって、アルミナ基体に磁性体を形成したチップアンテナ１ａであれば、様々な環境下における信頼性を向上させることができる。

以上のように、実施の形態１によれば、ある長さを有する柱状体である基体と、前記基体上に設けられたアンテナ部とを備えるチップアンテナにおいて、基体は、強度の高い材料を用いることができるので、十分な機械的強度を有するチップアンテナを作製することが可能となる。また、基体は、安価な素材を使用できるので、コストの安いチップアンテナを製造することができる。

製造に際しては、配置基板には、基体の両端部に突出して設けた端子部によって支持させることができるので、アンテナ部と配置基板との間隔を所定値に確保することができ、特性の経時的な劣化を防止することができる。

そして、基体に、磁性体部を設けるので、アンテナ部配置環境の透磁率を高めることができ、また、アンテナ部では小型化を促進できる構造を持つアンテナ素子で構成できるので、チップアンテナの小型化が図れる。

このとき、アンテナ部は、複数設けることが可能であるので、複数の共振周波数を持つ多機能のアンテナを構成することができる。

加えて、少なくともアンテナ部を被覆する保護膜を設けるので、運搬時や実装時の衝撃や熱から守ることが可能となり、実際の使用では耐候性を高めることができる。

（実施の形態２）
図２１は、本発明の実施の形態２によるパッチアンテナの外観構成を示す斜視図である。なお、図２１では、図１の実施の形態１に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。

すなわち、図２１に示すように、この実施の形態２によるチップアンテナ１ｂは、図１の実施の形態１に示した構成において、アンテナ部４にも磁性体部２０を設けるようにした構成である。

アンテナ部４は、図２１では、図１と同様に、巻線８を用いるように示してあり、以下ではこの巻線８によるアンテナ部４を用いて説明するが、実施の形態１にて説明した各種の構造方式が採用できるものである。

磁性体部２０は、基体２への磁性体部３と同様に、磁性体の塗布、接着、スパッタ、メッキ、蒸着のいずれか一つの方法でアンテナ部４を包み込むように形成されるが、磁性体部２０の磁性膜を形成する方法としては、基体２に磁性膜を形成する方法と一緒であってもよく、また異なるものであってもよい。磁性体部３，２０の形成方法が一緒である場合は、チップアンテナ１ｂの製造コストを抑えることができる。一方、磁性体部３，２０の形成方法が異なる場合は、チップアンテナ１ｂを製造する上で効率のよい磁性膜の成膜方法が選択できるとともにアンテナ部４にダメージを与えることがない成膜方法を選択することができる。

磁性体部３，２０は、例えば図２２〜図２４に示す態様で、基体２およびアンテナ部４の上に形成される。図２２〜図２４は、図２１に示す両磁性体部の実装態様（その１〜その３）を示す断面図である。

図２２〜図２４に示すように、基体２上に磁性体部３が形成され、その上のアンテナ部４を包み込むように磁性体部２０が形成される。これによって、アンテナ部配置環境の透磁率が一層高くなるので、アンテナ部４はコイルの巻数低減により一層小さくすることができ、チップアンテナ１ｂの一層の小型化を図ることができる。

この場合、図２２は、磁性体部３，２０をほぼ等厚に形成した場合を示すが、図２３に示すように、基体２上に形成される磁性体部３の膜厚とアンテナ部４の上に形成される磁性体部２０の膜厚とを違えることで、アンテナ部４の磁気特性を変えることができる。図２３では、磁性体部３の膜厚＜磁性体部２０の膜厚とする場合が示されている。また、図２４に示すように、基体２上に形成される磁性体部３とアンテナ部の上に形成される磁性体部２０とを異なる性質を持つものとすることができる。例えば、アンテナ部４の上に形成される磁性体部２０を環境特性に優れたものとすることにより、信頼性に優れたチップアンテナ１ｂを製造することができる。

端子部５，６と基体２との関係は、実施の形態１と同様である。すなわち、図２５は、図２１に示す端子部の設け方の一例を説明する側面図であるが、図１６と同様の考えで構成することができる。また、図２６は、図２１に示すチップアンテナに設ける保護膜を説明する側面図であるが、これも図１７と同様の考えで構成することができる。

次に、図２７を参照して、以上のように基体２に磁性体部３を設け、基体２に設けられたアンテナ部４に磁性体部２０を設けた場合の効果について説明する。図２７は、図２１に示すパッチアンテナの周波数と透磁率との関係を示す特性図である。

図２７において、特性曲線（ト）は、アルミナにて形成された基体２にＮｉ−Ｚｎ系フェライトのスラリーを塗布して磁性体部３を形成した段階「アルミナ基体＋磁性体」で測定した周波数と透磁率との関係特性を示す。特性曲線（チ）は、さらにその上に銅線を巻くことでアンテナ部４を形成し、アンテナ部４の上にさらにＮｉ−Ｚｎ系フェライトのスラリーを塗布して磁性体部２０を形成した段階「アルミナ基体＋アンテナ部の磁性体」で測定した周波数と透磁率との関係特性を示す。なお、透磁率の測定は、１６４５４Ａ透磁率測定システムを用いて行った。

アルミナ基体２に磁性体部３を形成した段階では、図２５に示すように、特性曲線（ト）から、透磁率μは、１５．８である。これに対し、さらにアンテナ部４に磁性体部２０を形成すると、特性曲線（チ）から、透磁率μは、１７．２と高くなる。

このように、実施の形態２によれば、基体とアンテナ部の双方に磁性体部を形成するので、アンテナ部配置環境の透磁率を、実施の形態１で示したチップアンテナよりもさらに向上させることができ、一層チップアンテナの小型化が図れる。

そして、基体とアンテナ部の双方に設ける磁性体部を互いに異なる方法で形成することができるので、効率のよい磁性膜の成膜方法を選択でき、またアンテナ部にダメージを与えることなく、チップアンテナを製造することができる。

また、基体とアンテナ部の双方に設ける磁性体部を互いに厚さを違えて形成することができるので、所望の磁気特性を持つチップアンテナを製造することが容易になる。また、基体とアンテナ部の双方に設ける磁性体部の性質を違えることができるので、耐環境特性に優れた磁性体をアンテナ部に設けることができ、環境特性に優れたチップアンテナを製造することが容易になる。

（実施の形態３）
図２８は、本発明の実施の形態３として、実施の形態１または実施の形態２によるパッチアンテナを用いたＦＭ受信回路の構成を示すブロック図である。図２８において、符号３０は、携帯端末など小型化の要請が強い無線電子機器（放送電波を受信する電子機器）の筐体である。この筐体３０には、ＦＭ受信回路３１の他に、表示部やメモリ部、ハードディスクや外部用記憶媒体などが搭載される場合もある。

ＦＭ受信回路３１は、実施の形態１，２によるパッチアンテナ１ａ，１ｂであるパッチアンテナ１と、高周波増幅回路３２と、混合回路３３および局部発振回路３４で構成される周波数変換回路３５と、中間周波増幅回路３６と、振幅制限回路３７と、ＦＭ検波回路３８とデ・エンファシス回路３９と、低周波増幅回路４０と、スピーカ４１とを備えている。

以上の構成において、筐体３０に内蔵のチップアンテナ１が受信したＦＭ無線信号は、高周波増幅回路３２にて増幅され、周波数変換回路３５の混合回路３３に入力される。混合回路３３では、ＦＭ無線信号を局部発振回路３４からのローカル信号とミキシングして差の周波数信号である中間周波数信号に周波数変換（ダウンコンバート）して出力する。

周波数変換回路３５が出力する中間周波数信号は、中間周波増幅回路３６にて増幅・信号選択を受け、振幅制限回路３７にて振幅が揃った中間周波数信号になる。ＦＭ検波回路３８は、この振幅が揃った中間周波数信号の周波数変化から振幅の変化である音声信号を取り出す。

取り出された音声信号は、デ・エンファシス回路３９にて高域に含まれるノイズ成分を減らす処理を受け、低周波増幅回路４０にて増幅され、スピーカ４１を駆動する。スピーカ４１からＦＭ放送の音声が聞けるようになる。

ここで、高周波増幅回路３２、周波数変換回路３５、中間周波増幅回路３６、振幅制限回路３７、ＦＭ検波回路３８、デ・エンファシス回路３９、低周波増幅回路４０は、ディスクリート素子で構成されてもよく、その一部、若しくは全部が集積化されたＩＣやＬＳＩなどで実現され、小型化や薄型化、低消費電力化が実現されても良い。あるいは、単一、もしくは複数のＣＰＵを用いて、処理の一部、もしくは全部をソフトウェアで処理してもよいものである。

このような無線電子機器の例である携帯電話やＰＤＡのような携帯端末３０では、多機能化が求められているが、実施の形態１，２によるパッチアンテナ１ａ，１ｂであるパッチアンテナ１は、多機能化にも充分に対応することができる。すなわち、ＦＭ受信用のチップアンテナ１だけでなく、ＧＰＳアンテナ、ブルーツゥースアンテナ、ＲＦ−ＩＤアンテナ、電波時計用アンテナ等のチップアンテナ１も組み込むことができる。

しかも、チップアンテナは携帯端末３０等に内蔵できるので、携帯端末３０にイヤホンアンテナと接続するコネクタが必要でなくなる。したがって、外見上もすっきりするだけでなく製造工程も容易となり、携帯端末３０の低コスト化が図れるようになる。そして、携帯端末３０では、イヤホンアンテナと接続するコネクタが必要でなくなるので、そのコネクタによる静電気等による故障が減り、携帯端末３０の信頼性の向上も図れるようになる。

以上のように、本発明にかかるチップアンテナは、小型・薄型化が進む携帯端末や電波時計の内蔵アンテナとして、またパーソナルコンピュータや自動車などにおいて無線通信や放送電波受信等を行うために搭載される無線電子機器の内蔵アンテナとして好適である。

本発明の実施の形態１によるチップアンテナの外観構成を示す斜視図 図１に示す基体への磁性体部の実装方法（その１）を説明する側面図 図１に示す基体への磁性体部の実装方法（その２）を説明する側面図 図１に示す基体への磁性体部の実装方法（その３）を説明する側面図 図１に示す基体への磁性体部の実装方法（その４）を説明する側面図 図１に示す基体への磁性体部の実装方法（その５）を説明する側面図 図１に示すアンテナ部の構成例（その１）を説明する側面図 図７に示すアンテナ部の詳細を示す断面図 図１に示すアンテナ部の構成例（その２）を説明する側面図 図９に示すアンテナ部の詳細を示す断面図 図１に示すアンテナ部の構成例（その３）を説明する断面図 図１に示すアンテナ部の構成例（その４）を説明する側面図 図１に示すアンテナ部の構成例（その５）を説明する側面図 図１に示すアンテナ部の構成例（その６）を説明する側面図 図１に示すアンテナ部の構成例（その７）を説明する側面図 図１に示す端子部の設け方の一例を説明する側面図 図１に示すチップアンテナに設ける保護膜を説明する側面図 図１に示すパッチアンテナの周波数と透磁率との関係を示す特性図 図１に示すパッチアンテナの機械的な強度を説明する特性図 図１に示すパッチアンテナの温度と透磁率との関係を示す特性図 本発明の実施の形態２によるパッチアンテナの外観構成を示す斜視図 図２１に示す両磁性体部の実装態様（その１）を示す断面図 図２１に示す両磁性体部の実装態様（その２）を示す断面図 図２１に示す両磁性体部の実装態様（その３）を示す断面図 図２１に示す端子部の設け方の一例を説明する側面図 図２１に示すチップアンテナに設ける保護膜を説明する側面図 図２１に示すパッチアンテナの周波数と透磁率との関係を示す特性図 本発明の実施の形態３として、実施の形態１または実施の形態２によるパッチアンテナを用いたＦＭ受信回路の構成を示すブロック図 従来の技術におけるイヤホンアンテナの構成図

符号の説明

１，１ａ，１ｂ チップアンテナ
２ 基体
３，２０ 磁性体部
４，４ａ，４ｂ アンテナ部
５，６，１７，１９ 端子部
７ 保護膜
８ 巻線
９，１０ 端子電極部
１１ 導電膜
１２ スパイラル溝
１３ スパイラル部
１４ ミアンダ型
１５ 逆Ｌ型
１６ 逆Ｆ型
１８ ループ型
３０ 携帯端末（筐体）
３１ ＦＭ受信回路
３２ 高周波増幅回路
３３ 混合回路
３４ 局部発振回路
３５ 周波数変換回路
３６ 中間周波増幅回路
３７ 振幅制限回路
３８ ＦＭ検波回路
３９ デ・エンファシス回路
４０ 低周波増幅回路
４１ スピーカ

Claims (19)

1. ある長さを有する柱状体である基体と、前記基体上に設けられたアンテナ部とを備えるチップアンテナであって、前記基体には、磁性体部が設けられていることを特徴とするチップアンテナ。
2. 前記アンテナ部は、前記基体上に複数個設けられてい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. 前記磁性体部は、磁性体の塗布、接着、スパッタ、メッキ、蒸着のいずれか一つの方法で設けられてい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. 前記磁性体部は、前記基体の両端部に設けられている端子部を含む全周面を被覆するように設けられてい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。
5. 前記端子部に端子電極部が延設されているときは、前記磁性体部は、当該端子電極部を除いて設けら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。
6. 前記磁性体部は、前記基体の両端部に設けられている端子部が当該基体の外周面から突出しているときは、当該基体の外周面と前記端子部の内側面とを被覆するように設けられてい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。
7. 前記磁性体部は、前記基体の両端部に設けられている端子部を除いた当該基体の外周面を被覆するように設けられてい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。
8. 前記磁性体部は、前記アンテナ部が設けられる領域に対応する外周面を被覆するように設けられてい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。
9. 前記アンテナ部は、前記基体上に形成したスパイラル構造のアンテナ素子で構成されてい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。
10. 前記スパイラル構造のアンテナ素子は、前記基体にスパイラル状に巻回した導電線、または、前記基体の外周面を被覆して設けた導電膜にスパイラル状に穿設したスパイラル溝であることを特徴とする請求項９に記載のチップアンテナ。
11. 前記アンテナ部は、前記基体上に形成したミアンダ型のアンテナ素子で構成されてい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。
12. 前記アンテナ部は、前記基体上に形成した逆Ｌ型のアンテナ素子で構成されてい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。
13. 前記アンテナ部は、前記基体上に形成した逆Ｆ型のアンテナ素子で構成されてい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。
14. 前記アンテナ部は、前記基体上に形成したループ型のアンテナ素子で構成されてい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。
15. 前記アンテナ部には、磁性体部が、磁性体の塗布、接着、スパッタ、メッキ、蒸着のいずれか一つの方法で設けられてい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。
16. 前記基体に設けられる磁性体部と前記アンテナ部に設けられる磁性体部とは、互い異なる方法で形成されることを特徴とする請求項１５に記載のチップアンテナ。
17. 前記基体に設けられる磁性体部と前記アンテナ部に設けられる磁性体部とは、互いに異なる磁性体で形成されることを特徴とする請求項１５に記載のチップアンテナ。
18. 前記基体に設けられる磁性体部と前記アンテナ部に設けられる磁性体部とは、互いに磁性体膜の厚さを異ならせて形成されることを特徴とする請求項１５に記載のチップアンテナ。
19. 少なくとも前記アンテナ部を被覆する保護膜が形成されてい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。

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