JP2008072721A - アンテナ付きケース構造物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電気伝導度が高く、かつ小型化が可能な内蔵型アンテナの放射体を提供する。
【解決手段】本発明は、キャリアフィルムを備える段階と、上記キャリアフィルムの少なくとも一面に金属ホイルから成るアンテナ放射体を形成する段階と、上記アンテナ放射体が形成された上記キャリアフィルムを、望む端末機のケース構造物形態のモールド内に挿入する段階と、上記モールドにモールディング物質を注入する段階とを含むアンテナ付きケース構造物を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明はアンテナに関し、より詳しくはケースに一体化される内蔵型アンテナの製造方法に関するものである。

近年では、ＧＰＳ、ＰＤＡ、セルラーフォン、無線ノート型コンピュータのような移動通信端末機は広く普及されるにつれ、軽薄短小化の要求が益々高まっている。このような要求を満足させるべく、多様な機能を維持しながらも移動通信端末機の体積を減らすのに力点を置いている。特に、移動通信端末機の主要必須部品の一つであるアンテナも同様である。

一般的に、移動通信端末機のアンテナのうちロードアンテナとヘリカルアンテナのような外装型アンテナは、端末機の外部に一定の長さだけ突き出され小型化が難しいだけでなく、携帯性も低下される問題がある。また、移動通信端末機の落下時、破損する恐れがある短所がある。

これと異なって、表面実装型チップアンテナのように移動通信端末機の内部に実装される内蔵型アンテナは、外装型アンテナと異なって破損の危険が減少できるが、これもやはりその物理的大きさのために小型化が困難である問題がある。

近年に入ってから、アンテナの放射体を直接端末機ケースまたはアンテナベースに形成する方法を利用することで最大限の空間活用を図っている。

図１（ａ）は、従来の技術による移動通信端末機用内蔵型アンテナの斜視図であり、図１（ｂ）は上記内蔵型アンテナが移動通信端末機に実装される場合の概略的断面図である。

図１（ａ）を参照すれば、内蔵型アンテナ用プラスチック材のベース１１とパターンが形成された金属板形態の放射体１３をそれぞれ射出及びプレス方式により製作した後、融着方法を利用して一つに一体化させた。

しかし、このような方法は端末機内に装着されるため基本的に要求される空間を必要とし小型化に制約がある。

上記放射体１３をベース１１の上に形成する方法では導電性インクをプリンティングする方法を使用することができる。しかし、このような方法ではアンテナベースがプラスチック材であるため、プラスチックの変形が生じない温度以下で作業しなければならない。そのため、ベースに形成されるアンテナパターンは低温用ペーストを使用して印刷すべきであるが、印刷の度合い、接着性などを考慮してペーストを選定しなければならないので、材料の制約が多い。

また、導電性インクの印刷の度合い及び接着性のために、導電性インク内には導電物質のみならず有機物が添加されるが、導電性インクを高温処理する場合には、有機物を除去することができるが低温処理する場合には有機物がそのまま残ってしまう。アンテナのベースとしてポリマー系が用いられるので高温処理ができず導電性インク内の有機物はアンテナ放射体が形成された後でもそのまま残ってしまう。これによりアンテナ放射体として最も重要な電気伝導度が低くなってしまいアンテナの放射特性劣化をもたらす恐れがある問題点がある。

また、３次元形状のアンテナベースに導電性インクをプリンティングすることは工程上困難である。

上記の問題点を解決すべく、本発明は電気伝導度が高く、かつ小型化が可能な内蔵型アンテナの放射体を提供することを目的とする。

本発明は、キャリアフィルムを備える段階と、上記キャリアフィルムの少なくとも一面に金属ホイルから成るアンテナ放射体を形成する段階と、上記アンテナ放射体が形成された上記キャリアフィルムを、望む端末機のケース構造物形態のモールド内に挿入する段階と、上記モールドにモールディング物質を注入する段階とを含む、アンテナ付きケース構造物の製造方法を提供する。

好ましくは、上記アンテナ放射体を形成する段階と上記キャリアフィルムをモールド内に挿入する段階との間に、上記アンテナ放射体を覆うように上記キャリアフィルム上に保護層を形成する段階をさらに含むことができる。

上記アンテナ放射体を形成する段階と上記キャリアフィルムをモールド内に挿入する段階との間に、上記アンテナ放射体が形成された上記キャリアフィルムを上記アンテナ放射体が内蔵される面の３次元形状で形成する段階をさらに含むことができる。

上記アンテナ放射体を形成する段階は、金属ホイルを望む形態のアンテナ放射体に切断する段階と、上記切断されたアンテナ放射体を上記キャリアフィルムの少なくとも一面に貼り付ける段階とを含むことができる。

好ましくは、上記アンテナ放射体を形成する段階は、キャリアフィルムの少なくとも一面に金属ホイルを貼り付ける段階と、上記貼り付けられた金属ホイルを望む形態のアンテナ放射体に切断する段階とを含むことができる。

また、上記アンテナ放射体を形成する段階は、金属ホイルの一面にアンテナパターンを有するレジスト膜を形成する段階と、上記金属ホイルのされた領域をエッチングする段階と、上記レジスト膜を除去する段階とを含むことができる。

また、本発明は、複数個のキャリアフィルムを備える段階と、上記複数個のキャリアフィルムそれぞれの一面に金属ホイルから成るアンテナ放射体を形成する段階と、上記アンテナ放射体が形成された複数個のキャリアフィルムを積層する段階と、上記積層されたキャリアフィルムを移動通信端末機ケース形態のモールド内に挿入する段階と、上記モールドにモールディング物質を注入してケース構造物を形成する段階とを含むアンテナ付きケース構造物の製造方法を提供する。

上記複数個のキャリアフィルムはそれぞれ相違する材質を用いることができる。

上記複数個のキャリアフィルム上に形成されるアンテナ放射体はそれぞれ異なる種類の金属を用いることができ、かつ互いに異なる形態を有することができる。

好ましくは、上記複数個のキャリアフィルムを積層する段階と上記積層されたキャリアフィルムをモールド内に挿入する段階との間に、上記積層されたキャリアフィルムの上部にセラミックコーティングする段階をさらに含むことができる。

本発明によれば、導電性が高いためアンテナの効率が良く、かつ小型化が可能な移動通信端末機用内蔵型アンテナを製造することができる。

以下では図面を参照して、本発明を詳しく説明する。

図２（ａ）乃至図２（ｅ）は、本発明の好ましい実施形態による移動通信端末機用アンテナ付きケース構造物の製造方法における断面図である。

図２（ａ）を参照すれば、上記キャリアフィルム２１を備える。上記キャリアフィルム２１は一面またはその両面にアンテナパターンが形成され、金型フレーム内に挿入されインモールディング工程に使用されるため、モールディング工程時の圧力及び温度によって大きい変形が生じないながら、移動通信端末機のケースに一体化できる物質を使用することが求められる。

好ましくは、上記キャリアフィルムは薄い絶縁性のポリマー物質から成ることができる。

図２（ｂ）を参照すれば、上記キャリアフィルム２１の上に金属ホイルから成るアンテナ放射体２３が形成される。

上記金属ホイルとしては金箔、銀箔、銅箔、アルミニウム箔などを用いることができる。

こういった金属ホイルをアンテナ放射体に使用する場合に金属ホイルの高い純度によってアンテナ効率が非常に高くなる。

一般的に、スクリーンプリンティング方式による放射体形成の際、印刷の度合い及びキャリアフィルムへの接着特性のためペーストに多量の有機物質を含む。また、インモールディング工程の際、プラスチックの変形が生じない低い温度で作業しなければならないので、有機物質を含む常温用ペーストを利用し、このような有機物質によって電極の伝導度が落とされアンテナの効率が減少してしまう短所があるが、本発明のように金属ホイルをアンテナ放射体として使用すれば、このような短所を克服することができる。

未図示であるが、上記アンテナ放射体２３は給電端を含み、さらに接地端のように外部回路と接続のための連結端を含むことができる。

図２（ｃ）はアンテナ放射体２３が形成されたキャリアフィルム２１がモールド２４の内でどこに位置するかを示す。モールド２４は上記キャリアフィルム２１と接し、上記モールドの下面を構成する第１部分２４ａ、モールディング物質が注入されモールドの上面を構成する第２部分２４ｂ、及びノズルを通してモールディング物質の貯蔵所に繋がる第３部分２４ｃとで構成される。キャリアフィルム２１はモールドの第１部分２４ａ及び第２部分２４ｂとの間に挿入され、上記キャリアフィルム上に形成されたアンテナ放射体２３はモールディングの際モールディング物質と直接接触するように配置される。

図２（ｄ）は上記モールドの全部分が結合される段階を示す。この際ノズルを通してモールディング物質が一定の圧力で上記モールド２４の空間に注入される。上記圧力によって上記キャリアフィルム２１はその形態がモールド２４の第１部分２４ａの形態に変更され、上記モールド内に注入されたモールディング物質は上記モールドの第２部分２４ｂと第１部分２４ａとの間の空間に満たされる。

図２（ｅ）は上記モールド２４の圧縮工程の以後に冷却、硬化しアンテナ放射体２３が形成されたキャリアフィルム２１と移動通信端末機ケース２９が一体化されたフィルム型アンテナを示す。

本実施例では、上記キャリアフィルム２１が上記移動通信端末機ケース２９の外部に位置し、上記キャリアフィルム２１と移動通信端末機ケース２９との間にアンテナ放射体２３が位置するように配置した。

しかし、上記アンテナ放射体２３が上記キャリアフィルム２１の外側に位置するように配置することもできる。この場合では上記アンテナ放射体２３を覆うことができる保護層を形成することが好ましい。

図３（ａ）乃至図３（ｄ）は、本発明の実施例によるアンテナ放射体が貼り付けられたキャリアフィルムを形成する段階の工程図である。

図３（ａ）は金属ホイル３３ａを備える段階である。

図３（ｂ）は上記金属ホイル３３ａを望む形態に切断して金属ホイルアンテナ放射体３３を得る段階である。このような金属ホイルアンテナ放射体は自動切断機を使用して切断するので、自動化及び大量生産に有利であり、製作単価を下げることができる長所がある。

図３（ｃ）は上記切断されたアンテナ放射体３３をキャリアフィルム３１の上に貼り付ける段階の断面図である。

通常的に用いられる金属ホイルの一面には付着を容易にするための接着剤成分があるため、本段階ではこのような接着成分を利用して１次的に貼り付ける。付着力を強化するために上記金属ホイル３３ａとキャリアフィルム３１の間に保護層３５（バッファ層）を形成することもできる。

図３（ｄ）は上記キャリアフィルム３１の上に上記アンテナ放射体３３を覆うための保護層３５を形成する段階である。

本実施形態に採用された保護層３５は外部環境にされたアンテナ放射体３３を保護するための手段として提供される。このような保護層３５は上記アンテナ放射体３３の放射特性に大きな影響を与えないように電気的絶縁性物質からなる。このような物質では公知されたパシベーション用絶縁性物質を採用することができる。

また、必要な場合に、上記保護層３５にはグラフィック及び／または文字をさらに印刷することによって、移動通信端末機の外観を美しく構えたり、会社のロゴのような必要とされる文字を追加することができる。

このような保護層はアンテナ放射体３３を保護する役目も果たし、さらに作業中起こり得る金属ホイルの流動を防止するために熱間圧着などの方法により形成し金属ホイルが安定的にキャリアフィルムに付着されることを助ける。

また、上記保護層３５を不透明な材質を用いることで、アンテナの内部回路パターンが外部に露出されずアンテナの開発に使用されるノーハウ（ｋｎｏｗ−ｈｏｗ）を保護することができる。

図４（ａ）乃至図４（ｄ）は、本発明の他の実施形態によるアンテナ放射体が貼り付けられたキャリアフィルムを形成する段階の工程図である。

図４（ａ）はキャリアフィルム４１を備える段階である。

図４（ｂ）は上記キャリアフィルム４１の上に金属ホイル４３ａを貼り付ける段階である。

図４（ｃ）は上記キャリアフィルム４１の上に貼り付けられた金属ホイル４３ａを望む形態のアンテナ放射体４３に切断する段階である。

金属ホイルを先に切断した後キャリアフィルムに貼り付ける際、整列がずれる場合がある。本実施例の場合は、キャリアフィルム４１の前面に大面積の金属ホイル４３ａを付着し、自動切断機で上記金属ホイル４３ａのみを切断する。この際切断する刃の高さを適切に調節して上面の金属ホイル４３ａのみ切断し、下部のキャリアフィルム４１は切断されないようにする。本実施例を適用する場合、特に大量生産及び自動化に有利となり工程コスト及び単価を節減することができる効果を奏する。

図４（ｄ）は上記キャリアフィルム４１の上に上記アンテナ放射体４３を覆うことができる保護層４５を形成する段階である。

図５（ａ）乃至図５（ｄ）は、本発明の他の実施形態である積層型アンテナを製造する工程図である。

先ず、図５（ａ）は複数個のキャリアフィルムを備える段階を示し、図５（ｂ）は上記それぞれのキャリアフィルム５１ａ、５１ｂ、５１ｃの上にそれぞれ異なる形態の金属ホイルから成るアンテナ放射体５３ａ、５３ｂ、５３ｃを形成する段階を示す。

図５（ｃ）は上記アンテナ放射体が形成されたキャリアフィルムを積層して加圧する段階を示し、図５（ｄ）は上記積層された最上層のキャリアフィルム５１ａの上に露出したアンテナ放射体５３ａを覆うことができるように保護層５５を形成する段階を示す。

このように製造された積層アンテナは上記のインモールディング方式によって移動通信端末機のケースに一体化することができる。

一般的に、本発明の移動通信端末機用内蔵型アンテナは従来のアンテナ構造に比べて非常に薄い構造を有するので、本実施形態のように追加的なキャリアフィルムとアンテナパターンを採用した多層構造として実現されても、要求される小型化条件を充分満足させることができる。

さらに、本実施形態による内蔵型アンテナ５０は、２つのキャリアフィルム５１ｂ、５１ｃを追加することで、２つのアンテナ放射体５３ｂ、５３ｃのアンテナパターンを追加的に形成することができ、全体的に３つのアンテナパターンを有することができる。従って、各アンテナ放射体５１ａ、５１ｂ、５１ｃのアンテナパターンを異なって設計することによって３つ以上の共振周波数帯域をカバーできる多重帯域アンテナで提供することができる。

また、３つのアンテナパターンで隣接した２つのアンテナパターンを対称構造を有するように設計することによって、平衡アンテナ構造を含むアンテナ構造を実現することも可能である。

図６（ａ）乃至図６（ｄ）は、本発明の他の実施形態によるアンテナ放射体を形成する工程の流れ図である。

図６（ａ）は、金属ホイル６３ａを備える段階である。

上記金属ホイルには金箔、銀箔、銅箔、アルミニウム箔などを用いることができる。本段階では上記金属ホイルの表面についた異物などを除去する。

図６（ｂ）は上記金属ホイル６３ａの一面にアンテナの放射体模様でレジスト膜６６を形成する工程である。

上記レジスト膜６６は、感光性物質であるフォトレジスト膜であることができる。

本実施例のようにアンテナパターン形態のフォトレジスト膜を形成する工程は、先ず上記金属ホイルの前面にフォトレジスト膜を形成し、上記フォトレジスト膜上にフォトマスクを形成する。上記フォトマスクは望む形態のアンテナパターン部分は透明になり、残部は不透明なものであることができる。

このようなフォトマスクが覆われたフォトレジスト膜上に赤外線を照射すれば上記フォトマスクの透明な部分に対応するフォトレジスト部分は硬化され、残部は硬化されない。このような工程を露光工程と言う。露光工程が完了すれば、上記フォトマスクを除去する。

露光工程が完了すれば、フォトレジスト膜が形成された金属ホイルを現像液中に浸し込んで硬化されたフォトレジスト膜部分のみを残し、硬化されないフォトレジスト膜部分は除去する。このような工程を現象工程と言う。

上記現象工程が完了すれば、金属ホイル６３ａの上にアンテナパターンのフォトレジスト膜６６が形成される。

図６（ｃ）は、露出された金属ホイル面に対してエッチングをする工程である。このようなエッチング工程は上記金属ホイルを溶解させることができるエッチング液を使用することができる。エッチング工程が完了すれば、望むアンテナパターン形態のレジスト膜６６及びアンテナ放射体６３が積層されて形成される。

図６（ｄ）は、上記レジスト膜を除去して得られたアンテナ放射体６３である。上記レジスト膜を除去する工程は薄利剤を用いることができる。

本実施形態のようにアンテナ放射体を形成する際、リソグラフィー工程を利用すれば、より精密なパターンを形成することができ安定的である。

本発明は、上述した実施の形態及び添付された図面によって限定されるものではなく、添付された請求の範囲によって限定しようとする。従って、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で、当該技術分野の通常の知識を有する者によって多様な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これもやはり本発明の範囲に属すると言える。

（ａ）は従来の技術による内蔵型アンテナの斜視図であり、（ｂ）は従来の技術による内蔵型アンテナが実装された端末機の概略断面図である。 （ａ）乃至（ｅ）は本発明の一実施形態によるアンテナ付きケース構造物の製造方法における工程流れ図である。 （ａ）乃至（ｄ）は本発明の他の実施形態によるアンテナ放射体が貼り付けられたキャリアフィルムを形成する段階の工程図である。 （ａ）乃至（ｄ）は本発明の他の実施形態によるアンテナ放射体が貼り付けられたキャリアフィルムを形成する段階の工程図である。 （ａ）乃至（ｄ）は本発明の他の実施形態による積層型アンテナを製造する工程図である。 （ａ）乃至（ｄ）は本発明の他の実施例によるアンテナ放射体を形成する段階の工程図である。

符号の説明

２１ キャリアフィルム
２３ アンテナ放射体
２４ モールド
２９ 移動通信端末機ケース
３１ キャリアフィルム
３３ アンテナ放射体
３３ａ 金属ホイル
３５ 保護層
４１ キャリアフィルム
４３ アンテナ放射体
４３ａ 金属ホイル
４５ 保護層
５０ 内蔵型アンテナ
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ キャリアフィルム
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ アンテナ放射体
５５ 保護層
６３ アンテナ放射体
６３ａ 金属ホイル
６６ レジスト膜

Claims (11)

1. キャリアフィルムを備える段階と、
   前記キャリアフィルムの少なくとも一面に金属ホイルから成るアンテナ放射体を形成する段階と、
   前記アンテナ放射体が形成された前記キャリアフィルムを、望む端末機のケース構造物形態のモールド内に挿入する段階と、
   前記モールドにモールディング物質を注入する段階とを含む、アンテナ付きケース構造物の製造方法。
2. 前記アンテナ放射体を形成する段階と前記キャリアフィルムをモールド内に挿入する段階との間に、
   前記アンテナ放射体を覆うように前記キャリアフィルム上に保護層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ付きケース構造物の製造方法。
3. 前記アンテナ放射体を形成する段階と前記キャリアフィルムをモールド内に挿入する段階との間に、
   前記アンテナ放射体が形成された前記キャリアフィルムを前記アンテナ放射体が内蔵される面の３次元形状で形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ付きケース構造物の製造方法。
4. 前記アンテナ放射体を形成する段階は、
   金属ホイルを望む形態のアンテナ放射体に切断する段階と、
   前記切断されたアンテナ放射体を前記キャリアフィルムの少なくとも一面に貼り付ける段階とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ付きケース構造物の製造方法。
5. 前記アンテナ放射体を形成する段階は、
   キャリアフィルムの少なくとも一面に金属ホイルを貼り付ける段階と、
   前記貼り付けられた金属ホイルを望む形態のアンテナ放射体に切断する段階と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ付きケース構造物の製造方法。
6. 前記アンテナ放射体を形成する段階は、
   金属ホイルの一面にアンテナパターンを有するレジスト膜を形成する段階と、
   前記金属ホイルのされた領域をエッチングする段階と、
   前記レジスト膜を除去する段階と、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ付きケース構造物の製造方法。
7. 複数個のキャリアフィルムを備える段階と、
   前記複数個のキャリアフィルムそれぞれの一面に金属ホイルから成るアンテナ放射体を形成する段階と、
   前記アンテナ放射体が形成された複数個のキャリアフィルムを積層する段階と、
   前記積層されたキャリアフィルムを移動通信端末機ケース形態のモールド内に挿入する段階と、
   モールディング物質を前記モールドに注入して前記積層されたキャリアフィルムと一体で結合された移動通信端末機ケースを形成する段階とを含むアンテナ付きケース構造物の製造方法。
8. 前記複数個のキャリアフィルムはそれぞれ相違する材質を用いることを特徴とする、請求項７に記載のアンテナ付きケース構造物の製造方法。
9. 前記複数個のキャリアフィルム上に形成されるアンテナ放射体はそれぞれ異なる種類の金属を用いることを特徴とする、請求項７に記載のアンテナ付きケース構造物の製造方法。
10. 前記複数個のキャリアフィルム上に形成されるそれぞれのアンテナ放射体は、互いに異なる形態を有することを特徴とする、請求項７に記載のアンテナ付きケース構造物の製造方法。
11. 前記複数個のキャリアフィルムを積層する段階と前記積層されたキャリアフィルムを移動通信端末機ケース状のモールド内に挿入する段階との間に、
    前記積層されたキャリアフィルムの上部にセラミックコーティングする段階をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載のアンテナ付きケース構造物の製造方法。

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