JP2009177662A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化と放射特性の悪化防止との双方を達成可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】回路基板(90)に実装される樹脂製の基体(2)と、基体に設けられており、電波を放射する金属製の放射導体(31)とを具備し、放射導体は、螺旋状に形成され、基体は、螺旋の中心軸線に略直交する方向に向けて穿設された複数の穴(26,28)を備えている。また、各穴は、螺旋のピッチ間に形成され、アンテナ装置(1)の先端に形成された穴の容積が、アンテナ装置の末端に形成された穴の容積よりも大きくされる。
【選択図】図１３

Description

本発明は、携帯機器に使用される小型のアンテナとして好適なアンテナ装置に関するものである。

この種のアンテナ装置では電波の送受信が行われている。詳しくは、当該装置はマザーボードに実装されており、このボードは所望の高周波回路を有している。そして、この装置は、当該回路で作成された高周波の電気エネルギーを電波に変換し、この電波を空中に放射する。一方、当該装置は、空中の電波を捕らえ、この電波を高周波の電気エネルギーに変換しており、このエネルギーが当該回路に取り込まれる。

また、近年、携帯機器では小型化が望まれ、小型のアンテナ装置を搭載した構造が知られている。当該装置は放射導体を略角柱状の基体に備え、この放射導体は、例えば螺旋状に形成され、基体の長手方向の軸線に略一致した中心軸線を有しており、電波を空中に放射している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１８５２３２号公報

ところで、アンテナ装置の小型化とその効率とはトレードオフの関係にある。つまり、高い誘電率を有した誘電体材料が基体に用いられると、放射導体の長さを短くできるが、放射特性が悪化する。これに対し、低い誘電率を有した誘電体材料が基体に用いられると、放射特性の悪化を防止できるものの、同じ電波を送受信するためには放射導体の長さを長くしなければならず、装置を小型にできないのである。

この装置の小型化及び放射特性の悪化防止の双方を達成するには、基体の等価的な誘電率を調整する措置が必要になる。しかしながら、上記文献１に記載のアンテナ装置では、誘電率は基体の材質に応じて決定されており、この基体の等価誘電率を調整することが困難である。

このように、上述した従来の技術では、アンテナ装置の小型化及び放射特性の悪化防止のいずれも達成する点については依然として課題が残されている。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、小型化と放射特性の悪化防止との双方を達成可能なアンテナ装置を提供することである。

上記の目的は本発明のアンテナ装置により達成され、回路基板に実装される樹脂製の基体と、基体に設けられており、電波を放射する金属製の放射導体とを具備し、放射導体は、螺旋状に形成され、基体は、螺旋の中心軸線に略直交する方向に向けて穿設された複数の穴を備えている。

上述したアンテナ装置によれば、基体に穴を設けていない従来に比して、基体の等価誘電率が調整可能になる。つまり、放射導体の長さが長くならないように誘電率を調整可能であるから、アンテナ装置の小型化が可能になる。しかも、基体に穴を設ければ樹脂の質量が少なくなるので、誘電体損失を減らすことができ、アンテナ装置の放射特性が良好になる。

好ましくは、放射導体は、連なって螺旋状に形成された導体部を備えるとともに、電源が供給される配線導体に接続されており、各穴は、隣り合う各導体部の間にそれぞれ形成され、配線導体から最も離間した位置に形成された穴の容積が、配線導体に最も近接した位置に形成された穴の容積よりも大きくされる。
螺旋のピッチ間に形成された穴のうち、配線導体から最も離間した位置に形成された穴の容積が、配線導体に最も近接した位置に形成された穴の容積よりも大きくされている。

ここで、従来では、誘電率は基体の材質に応じて決定されているので、基体の等価誘電率を調整することが困難であるが、上述の如く穴の容積を調整すれば、この穴をアンテナ特性（利得）の改善に利用できる。
詳しくは、仮に、総ての穴の容積を一律に大きくすると、基体の等価誘電率が低くなってアンテナ装置が大型になるものの、配線導体に最も近接した位置では穴の容積を小さくするので、基体の等価誘電率が高められ、アンテナ装置の小型化に寄与する。さらに、配線導体から最も離間した位置では穴の容積を大きくすることから、基体の等価誘電率が低められ、放射特性の悪化防止に寄与する。この結果、小型であって、放射特性がより良好なアンテナ装置を実現できる。

また、配線導体から最も離間した位置に形成された穴の形状は、角穴で形成される一方、配線導体に最も近接した位置に形成された穴の形状は、丸穴で形成されていることが好ましい。
このように、螺旋のピッチ間に形成された穴のうち、配線導体から最も離間した位置に形成された穴の形状を角穴にすれば、基体に大きな穴を形成でき、基体の等価誘電率を容易に低くすることができる。さらに、配線導体に最も近接した位置に形成された穴の形状を丸穴にすれば、仮に、金属製の放射導体を樹脂製の基体にインサート成形する場合には、樹脂の流れを妨げず、この樹脂を配線導体に向けて確実に供給することができるからである。

さらに、各穴は、少なくとも３個以上設けられており、配線導体から離間するに連れて穴の容積が次第に大きくされていることが望ましい。
この場合には、基体の等価誘電率を穴の容積に応じて容易に調整できるし、また、放射特性への寄与率が高くなるに連れて穴の容積が徐々に大きくなるので、アンテナ装置の放射特性がより一層良好になるからである。

さらにまた、放射導体は、回路基板に対峙し、基体の地面に設けられる下側導体部と、基体の天面に設けられる上側導体部と、下側導体部及び上側導体部を連結する連結部とを備えるとともに、基体にインサート成形されており、各穴は、基体の天面から基体を貫通して下側導体部に達する下向き穴と、基体の地面から基体を貫通して上側導体部に達する上向き穴とからなり、下向き穴は、インサート成形時に、基体の天面側から下側導体部を支持したピンによって形成する一方、上向き穴は、インサート成形時に、基体の地面側から上側導体部を支持したピンによって形成することができる。

放射導体が基体にインサート成形される際に、下側導体部や上側導体部はピンで支持されており、樹脂の押圧力による放射導体の変形を防止できるし、このピンの跡を基体の誘電率を調整するための穴として兼用できるからである。

本発明によれば、小型化と放射特性の悪化防止との双方を達成可能なアンテナ装置を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１では、本実施例におけるチップアンテナ（アンテナ装置）１がマザーボード（回路基板）９０に実装されており、このアンテナ１は、例えば、携帯電話等の携帯機器に内蔵され、地上デジタルテレビジョン放送を受信することができる。

本実施例のアンテナ１は、樹脂等の誘電体材料からなる基体２を備え、この基体２は略四角柱状に形成されている。
詳しくは、図１の他、図２や図４に示されるように、基体２は略長方形状の天面４及び地面６をそれぞれ有し、地面６はボード９０に対峙している。また、図３にも示される如く、天面４及び地面６の各長辺は側面１０，１０にそれぞれ連なっている。

この側面１０は、基体２の長手方向（縦方向）に沿って形成された段部１２を有し、天面４から地面６に向かう途中で幅広に形成される。つまり、この地面６の面積は天面４の面積よりも大きく形成されており、基体２は、その長手方向に略直交する幅方向（横方向）の断面視では上方に向けて凸形状になる。
アンテナ１の先端側にて、天面４及び地面６の各短辺は先端面８に連なるのに対し、このアンテナ１の後端側には、後端面２２との間に凹部１６が形成されている。

具体的には、この基体２は、アンテナ１の後端側にて、天面４からボード９０に向けて段落ちした凹部１６を備えている。この凹部１６は、天面１８及び地面２０を有し（図４，５）、この天面１８に整合回路８０が搭載される（図１）。整合回路８０は、所定の回路パターンを有した絶縁基板８２を備え、この基板８２は天面１８の大きさに略等しく形成されており、その表面にチップ状の電気部品８４が実装されている。

そして、この凹部１６は、図３にも示される如く、この電気部品８４の高さを基体２の天面４の高さと略同一、或いは天面４の高さよりも低くする。
一方、本実施例の基体２は、金属製、例えばニッケル／金メッキがコルソン銅に施された導体パターン３０をインサート成形しており、このパターン３０の一部分が基体２から露出している。

詳しくは、図７に示されるように、導体パターン３０は、放射導体３１と、配線導体５０とからなり、これら放射導体３１及び配線導体５０は基体２の長手方向で連結されている。
本実施例の放射導体３１は、螺旋状に形成されており、その中心軸線が基体２の長手方向の軸線に略一致している。

より具体的には、放射導体３１は、基体２の幅方向、換言すれば、螺旋の中心軸線に略直交する方向の断面視では、略八角形状に形成されている。この導体３１は、基体２の天面４に設けられる上側導体部３２を有する。本実施例の導体部３２は、アンテナ１の先端側に配置された放射電極３８も含めると、基体２の幅方向に沿って８個並設され、ボード９０に対して平行方向に延び、その両端に斜辺部３２ａ，３２ａがそれぞれ設けられている。

この放射電極３８は、７個の上側導体部３２の各面積よりも大きな面積を有しており、この放射電極３８から電波が空中に放射される。
さらに、放射導体３１は下側導体部３４を有し、この導体部３４は基体２の地面６に設けられる。本実施例の導体部３４は、基体２の幅方向に沿って８個並設されている。詳しくは、この導体部３４は、放射電極３８と上側導体部３２との間、各上側導体部３２の間、さらに、上側導体部３２と配線導体５０との間にそれぞれ１個ずつ配置されており、ボード９０に対して平行方向に延び、その両端に斜辺部３４ａ，３４ａがそれぞれ設けられている。

上述した放射電極３８及び７個の上側導体部３２と、８個の下側導体部３４とは、図７の他、図８にも示される如く、連結部３６を介して上記螺旋の中心軸線方向に沿って互い違いに配置されている。
詳しくは、放射電極３８の一端が連結部３６に連なり、この連結部３６が下側導体部３４の一端に連なる。また、当該下側導体部３４の他端が別の連結部３６に連なり、この連結部３６が上側導体部３２の他端に連なる。

さらに、当該上側導体部３２の一端がさらに別の連結部３６に連なり、当該連結部３６が別の下側導体部３４の一端に連なっており、上側導体部３２、下側導体部３４及び連結部３６がアンテナ１の先端側から後端側に向けて連結している。
より具体的には、この連結部３６は、上側導体部３２及び下側導体部３４に一体に形成されており、上側導体部３２の斜辺部３２ａに連結する上側連結部３６ａと、下側導体部３４の斜辺部３４ａに連結する下側連結部３６ｂと、これら上側連結部３６ａ及び下側連結部３６ｂを連結する中間連結部３６ｃとからなる。

この中間連結部３６ｃは、螺旋の中心軸線方向に向けて形成されており、上述した各導体部３２，３４とともに、ボード９０に対して平行方向に延びて配置され、この連結部３６ｃの下面が上記段部１２に把持される（図５）。
また、上側連結部３６ａ及び下側連結部３６ｂは、１個の中間連結部３６ｃに対して１個ずつ並設され、隣り合う上側導体部３２と下側導体部３４とを斜辺部３２ａ，３４ａを介してそれぞれ支持する（図７，８）。

この上側連結部３６ａに支持された上側導体部３２は、その反対側の斜辺部３２ａにて、別の中間連結部３６ｃに設けられた別の上側連結部３６ａに支持される。
そして、当該別の中間連結部３６ｃに設けられた別の下側連結部３６ｂは、この上側導体部３２に隣接する別の下側導体部３４を支持している。

このように、放射電極３８及び７個の上側導体部３２と、８個の下側導体部３４とは、アンテナ１の先端側から後端側に向けて連結しており、アンテナ１の平面視或いは底面視では、略ミアンダ状に形成されている。そして、この放射導体３１の長さが例えば電波の約１／４波長に相当している。

ここで、放射導体３１において、アンテナ１の先端側から数えて第１番目から第３番目までの下側導体部３４には凸状部４２がそれぞれ備えられ、また、アンテナ１の先端側から数えて第８番目、つまり、アンテナ１の後端側から数えて第１番目の下側導体部３４にも凸状部４２が備えられている（図６，８等）。

これら凸状部４２は、下側導体部３４をその厚さ方向に変形させた絞り加工によって略長方形状に形成されており、各凸状部４２の長手方向の軸線は、螺旋の中心軸線に略直交する方向に向けて延びている。
そして、これら４個の凸状部４２は、基体２の地面６からボード９０に向けて突出しており、この地面６からそれぞれ露出してボード９０の開放配線に半田で接続される。

また、放射導体３１と配線導体５０との境界部分は二股形状に分岐される。具体的には、図７，８に示される如く、この分岐点には、まず、下側導体部３４を延長した設置部４６が、螺旋の中心軸線に略直交する方向に向けて形成されている。これにより、この設置部４６に備えられた上記凸状部４２は、他の凸状部４２の長さと略同じ長さで形成可能になる。

一方、この分岐点には接続部４４が備えられ、この接続部４４は螺旋の中心軸線方向に向けて延びて配線導体５０に接続している。
この配線導体５０は、給電用電極５２、ＧＮＤ用電極５４や回路用電極６０を備えている。本実施例では、回路用電極６０が接続部４４の周辺に配置され、ＧＮＤ用電極５４が上記後端面２２の近傍に配置され、給電用電極５２は、ＧＮＤ用電極５４と回路用電極６０との間に配置されている。

回路用電極６０の適宜位置には２個の凸状部６４が形成され、これら回路用電極６０の凸状部６４、給電用電極５２やＧＮＤ用電極５４もまた、絞り加工によって地面２０からボード９０に向けて突出しており（図４，８等）、地面２０からそれぞれ露出する。そして、この給電用電極５２はボード９０の電源配線に半田で接続され、チューナモジュール等の高周波回路からの給電電圧や制御電圧が供給される。

また、ＧＮＤ用電極５４はボード９０のアース配線に、回路用電極６０の凸状部６４はボード９０の開放配線に半田でそれぞれ接続される。
このように、上述した凸状部４２，６４は、放射導体３１と配線導体５０とにそれぞれ形成されており、本実施例のアンテナ１は、基体２の長手方向でみた両端近傍にて凸状部４２，６４に支持されている。なお、これら凸状部は、基体２の両端（先端面８や後端面２２の極近傍部分）に形成されていても良い。

一方、給電用電極５２、ＧＮＤ用電極５４、回路用電極６０や接続部４４には、天面１８から上方に向けて突出した凸状部６２もそれぞれ形成されている。
詳しくは、これら給電用電極５２、ＧＮＤ用電極５４、回路用電極６０や接続部４４は、天面１８と地面２０とを貫通して形成されている。そして、図５，７に示される如く、これら給電用電極５２、ＧＮＤ用電極５４、回路用電極６０や接続部４４の適宜位置には、絞り加工による計６個の凸状部６２が天面１８からそれぞれ露出しており、絶縁基板８２の端子に半田で接続される。

このように、配線導体５０は、ボード９０の電源配線に接続して電源が供給される一方、整合回路８０にも接続しており、この整合回路８０の電気部品８４は、ボード９０の電源配線と放射導体３１とをエネルギーの伝達損失が生じないように整合している。

なお、本実施例の絶縁基板８２には、このインピーダンスのマッチング（整合）を行う電気部品８４の他、チューニング回路も搭載されている。当該チューニング回路は可変容量ダイオードを有しており、このダイオードに印加する電圧を制御すれば、確実な選局や放射導体３１の有効長の切り替えが可能になる。

そして、上述したアンテナ１を製造する場合には、まず、フープ状の金属薄板を１枚準備する。
次いで、この薄板に対して放射導体３１や配線導体５０の打ち抜き加工を施す。なお、本実施例では、１個のアンテナ１を製造する場合について説明するが、複数個のアンテナ１を製造する場合には、長い薄板に対して複数個の導体３１，５０の打ち抜き加工を施すことになる。

図９に示されるように、この薄板からフープ材７０を形成する。このフープ材７０は大枠７２と、その内側に配置される小枠７６とに区画されており、アンテナ１の先端側及び後端側に脚７９をそれぞれ形成させ、これら大枠７２と小枠７６とを連結する。この小枠７６には、放射導体３１、つまり、上述した放射電極３８、上側導体部３２、下側導体部３４、連結部３６及び接続部４４を打ち抜き、この連結部３６が小枠７６に連なるようにする。

また、この小枠７６には、配線導体５０、すなわち、給電用電極５２、ＧＮＤ用電極５４及び回路用電極６０も打ち抜き、これら給電用電極５２、ＧＮＤ用電極５４及び回路用電極６０が小枠７６にそれぞれ連なるようにする。なお、大枠７２や小枠７６の適宜位置にはパイロット孔７４，７８がそれぞれ穿設される。

続いて、小枠７６にプレス加工を施す。詳しくは、図９に示される如く、アンテナ１の先端側に位置する脚７９を上方に向けて押圧し、放射電極３８や上側導体部３２を連結部３６、より具体的には、中間連結部３６ｃに対して上方に配置させる。上側連結部３６ａが中間連結部３６ｃを支点として立ち上がるからである。また、このプレスの型で斜辺部３２ａ等も形成し、さらに、給電用電極５２、ＧＮＤ用電極５４及び回路用電極６０には凸状部６２も形成する。

一方、アンテナ１の後端側に位置する脚７９を下方に向けて押圧すると、下側連結部３６ｂが中間連結部３６ｃを支点として立ち下がるので、下側導体部３４を中間連結部３６ｃに対して下方に配置させ、また、斜辺部３４ａも形成する。さらに、接続部４４、給電用電極５２、ＧＮＤ用電極５４及び回路用電極６０の各一部分も下方にそれぞれ配置させる。さらにまた、図１０に示されるように、これら給電用電極５２やＧＮＤ用電極５４の各一部分を下方に向けて突出させ、同時に、回路用電極６０には凸状部６４を形成し、また、下側導体部３４には凸状部４２も形成する。

そして、プレス加工後の小枠７６を金型内に配置する。詳しくは、基体２の幅方向の断面視で略コ字状の金型を２個用意し、この金型の開口が小枠７６を挟んで対峙するように、小枠７６の上側及び下側にそれぞれ配置する。これにより、放射導体３１及び配線導体５０が金型内に配置され、その周囲の小枠７６や脚７９が金型外に配置される。

ここで、中間連結部３６ｃは、その上面が小枠７６の上側に配置された金型（可動側）の開口周縁に接するのに対し、その下面は小枠７６の下側に配置された金型（固定側）の開口周縁の内側に配置される。
次いで、樹脂を固定側の金型から上方に向けて注入する。これにより、略四角柱状の基体２が凹部１６とともに形成され（図１１）、放射導体３１や配線導体５０の一部分が基体２の内部に埋設される。なお、図４，６の符号２４が上述した樹脂の注入孔跡である。

より具体的には、図２，３にも示される如く、放射導体３１の上側導体部３２については、その頂上部分のみが外部から見え、その斜辺部３２ａ，３２ａは、基体２の内部に埋もれ、基体２に保持されており、外部からは見えない。
また、連結部３６については、上側連結部３６ａや中間連結部３６ｃの上面が外部から見えるのに対し、この中間連結部３６ｃの下面は外部から見えない（図２，４）。これは、当該下面部分は金型の開口周縁の内側に配置され、段部１２に把持されるからである。

さらに、この図４にも示されるように、下側導体部３４については、その頂上部分のみが外部から見え、その斜辺部３４ａ，３４ａは、基体２の内部に埋もれ、外部からは見えない。また、連結部３６の下側連結部３６ｂも外部から見えず、斜辺部３４ａと同様に、基体２に保持される。なお、配線導体５０についても、凸状部６２，６４や、給電用電極５２及びＧＮＤ用電極５４の突出部分を除き、基体２の内部に埋もれ、外部からは見えない（図３，５）。

続いて、放射導体３１及び配線導体５０をインサート成形した基体２と、上述した大枠７４や小枠７６とを切断する。具体的には、図１２に示されるように、小枠７６の下側に下型（ダイ）８６を配置し、このダイ８６を側面１０にそれぞれ当接させる。一方、小枠７６の上側に上型（パンチ）８８を配置するが、このパンチ８８の周縁は段部１２に当接しており、パンチ８８の周縁はダイ８６の周縁よりも内側に位置している。そして、パンチ８８は、段部１２の外側に位置した小枠７６から中間連結部３６ｃを切断する。

なお、これらパンチ８８及びダイ８６は、同時に、小枠７６から給電用電極５２、ＧＮＤ用電極５４や回路用電極６０も切断するし、脚７９と放射電極３８、脚７９とＧＮＤ用電極５４もそれぞれ切断する。その後、整合回路８０やチューニング回路の絶縁基板８２が凹部１６に実装されると、アンテナ１が完成する。

ところで、上述した基体２は、螺旋の中心軸線に略直交する方向に向けて複数個の穴を備えることも可能である。
詳しくは、図１３に示される如く、隣り合う各上側導体部３２（放射電極３８も含む）の間、及び上側導体部３２と配線導体５０との間の計８箇所には、天面４から地面６に向かう下向き穴２８がそれぞれ形成されている。

これら計８箇所に形成された下向き穴２８は、放射導体３１のインサート成形時に形成される。すなわち、上述した金型のうち、小枠７６の上側に配置される金型（可動側）の頂面に、下側導体部３４をその裏側から支持するピンが形成されており、樹脂を注入した後に基体２を金型から外すと、下向き穴２８が基体２に形成されるのである。

本実施例の下向き穴２８は、種々の形状で形成されており、しかも、アンテナ１の先端側、つまり、配線導体５０から離間するに連れて、その容積が次第に大きくされる。
具体的には、同図に示されるように、螺旋のピッチ間に形成された下向き穴２８のうち、アンテナ１の先端側から数えて第１番目から第３番目までは、１個の角穴２８ｂがそれぞれ形成されている。この角穴２８ｂには、角型で略ストレート形状のピンが用いられる。そして、当該ピンの先端部分が図４等の下側導体部３４や凸状部４２を支持している。

また、この下向き穴２８のうち、同じく第４番目から第７番目までは、１個の丸穴２８ａがそれぞれ形成され、この丸穴２８ａには、丸型であって天面４から地面６に向けて縮径した所定のテーパを有するピンが用いられる。当該ピンの先端部分は下側導体部３４を支持している。そして、角穴２８ｂの容積は、丸穴２８ａの容積よりも大きくされており（図１５）、下向き穴２８は、アンテナ１の先端側に向かうに連れて、その容積が次第に大きくなる。

なお、螺旋のピッチ間に形成された穴には該当しないが、下向き穴２８のうち同じく第８番目、つまり、上側導体部３２と配線導体５０との間には、２個の角穴２８ｃが螺旋の中心軸線に略直交する方向に沿って形成されている。この角穴２８ｃには、角型で略ストレート形状の細いピンがそれぞれ用いられ、当該ピンの先端部分が、上述した設置部４６における下側導体部３４や凸状部４２を支持する（図４等）。

また、本実施例の凹部１６にも、給電用電極５２に相当する箇所に１個の角穴２８ｄが設けられており、この角穴２８ｄも、給電用電極５２を支持したピンで形成される。
一方、本実施例の基体２は、地面６から天面４に向かう上向き穴２６も備えている。

具体的には、図１４，１５に示されるように、上向き穴２６は隣り合う各下側導体部３４の間などの計５箇所に形成され、この上向き穴２６もまた、放射導体３１のインサート成形時に形成される。つまり、上述した金型のうち、小枠７６の下側に配置される金型（固定側）の頂面には、上側導体部３２（放射電極３８も含む）をその裏側から支持するピンが形成されており、樹脂を注入した後に基体２を金型から外すと、この基体２に形成される。

但し、上述の下側導体部３４とは異なり、上側導体部３２の総てがピンで支持されていない。これは、３個の樹脂の注入孔跡２４にも示されるように（図４，１５等）、樹脂は固定側の金型から上方に向けて注入され、この樹脂の注入部分の上方に位置する上側導体部３２はピンで支持されていないからである。
この計５箇所の上向き穴２６は、丸型であって地面６から天面４に向けて縮径した所定のテーパを有するピンが用いられており、当該ピンの先端部分が上側導体部３２を支持している。

ここで、この上向き穴２６のためのピンのテーパは、上述した丸穴２８ａのためのピンのテーパよりも大きく形成される。つまり、図１４にも示された断面でみると、上向き穴２６の径が丸穴２８ａの径よりも大きくされている。基体２を金型から外す場合に、この基体２は、上述した固定側の金型から離間し、上述した可動側の金型に残されるからである。つまり、この固定側の金型に形成され、上向き穴２６のためのピンのテーパを大きくすれば、このピンが基体２に食いつき難くなり、基体２の変形が抑えられるのである。

なお、可動側の金型に残された基体２は、イジェクトピンを用いて金型から強制的に外される。本実施例では、２個のイジェクトピンが可動側の金型に設けられており、上述した角穴２８ｃと配線導体５０との間であって、放射導体３１、より詳しくは、上記の設置部４６における下側導体部３４から離れた位置に設けられている。図１３，１４に示された符号２９，２９が上記イジェクトピンの跡である。

このように、イジェクトピンを可動側の金型に設ければ、丸穴２８ａのために用いられたピンのテーパは小さくて済み、また、このイジェクトピンを放射導体３１から離れた位置に設ければ、放射導体３１の変形も防止できる。
また、放射電極３８を支持するためのピンで形成された上向き穴２６の容積は、上側導体部３２を支持するためのピンで形成された上向き穴２６の容積に略等しく形成されている。この放射電極３８に関する上向き穴２６は、上側導体部３２に関する上向き穴２６に比して、放射特性に及ぼす影響は小さいものの、放射特性に多少は影響を及ぼすからである。なお、この放射電極３８に関する上向き穴２６の容積は、上記角穴２８ｂの容積よりも小さくされる。

以上のように、本実施例のアンテナ１によれば、チップ状の電気部品８４は、基体２に直接に実装されておらず、絶縁基板８２に実装されている。よって、電気部品８４を基体２に直接に実装する場合に比して、電気部品８４の高密度実装が可能になる。
しかも、この電気部品８４を有する絶縁基板８２は、マザーボード９０ではなく、基体２に実装されている。したがって、絶縁基板８２をマザーボード９０に実装する場合に比して、このマザーボード９０に要するスペースが少なくて済む。

さらに、アンテナ１が、マザーボード９０の電源配線と放射導体３１との整合用の電気部品８４も備えていれば、この電気部品８４を有しない場合に比してアンテナ１の調整が容易になり、アンテナ１の利便性が向上する。
また、基体２に凹部１６を形成し、この凹部１６が電気部品８４の高さを基体２の天面４の高さと略同一、或いは天面４の高さよりも低くすれば、電気部品８４の頂部が天面４からはみ出さない。この結果、アンテナ１の低背化も達成される。

さらに、金属製の配線導体５０が樹脂製の基体２にインサート成形されると、配線導体５０が基体２から剥離し難くなる。一方、配線導体５０が基体２にインサート成形されると、この配線導体５０を微細なパターンに加工し難くなる。しかし、上述の如く、電気部品８４は絶縁基板８２に実装されている。よって、配線導体５０が基体２にインサート成形されていても、電気部品８４の高密度実装が可能になる。

さらにまた、配線導体５０が、基体２から露出して絶縁基板８２の端子に半田で接続される凸状部６２を備えていれば、凸状部６２と半田との接合面積が増え、さらに、この半田は凸状部６２を抱え込むように広がるので、これら凸状部６２と半田との接合強度が向上する。また、半田レジスト等を基体に設けることなく、配線導体５０と絶縁基板８２との接続が可能になる。

また、この凸状部６２を絞り加工で形成すれば、凸状部６２が強固に形成される。
さらに、配線導体５０の他、放射導体３１も有する金属製の導体パターン３０が基体２にインサート成形されると、この導体パターン３０が基体２から剥離し難くなり、アンテナ１の信頼性が向上する。

一方、この導体パターン３０が基体２にインサート成形されると、導体パターン３０が基体２に埋まり、基体２の地面６は平坦な形状になる。ここで、仮に、マザーボード９０に衝撃が加えられると、このボード９０には撓みが生じ、基体２がボード９０から剥離し易くなる。しかし、本実施例の導体パターン３０は凸状部４２，６４を備え、この凸状部４２，６４は、基体２から露出してボード９０の配線に半田で接続されている。

よって、この基体の地面が単に平坦に形成された場合に比して、凸状部４２，６４と半田との接合面積が増え、さらに、この半田は凸状部４２，６４を抱え込むように広がるので、凸状部４２，６４と半田との接合強度が向上し、基体２をボード９０に強固に固定できる。また、この凸状部４２，６４も絞り加工で形成すれば、凸状部４２，６４が強固に形成される。しかも、これにより、導体パターン３０とボード９０とを容易に接続できるし、さらに、半田レジスト等をボード９０に設けることもない。

さらにまた、凸状部４２，６４は、基体２の長手方向でみた両端近傍に配置されると、基体２の長手方向でみて略中央部分とボード９０との間には隙間が生ずる。つまり、仮に、ボード９０に撓みが生じたとしても、この基体２の略中央部分はボード９０に接し難く、換言すれば、ボード９０に対する基体２の腹打ちが生じ難くなり、基体２をボード９０により一層強固に固定できる。この結果、アンテナ１に対する落下試験を実施したとしても、この落下による衝撃により耐え易くなり、アンテナ１のさらなる信頼性向上にも寄与する。

また、凸状部４２，６４を基体２の長手方向でみた両端に配置すれば、これら基体２の略中央部分とボード９０との間には、隙間が確実に生ずる。さらに、凸状部４２，６４の長手方向の軸線が、基体２の長手方向の軸線に略直交する方向に形成されると、ボード９０に対し、基体２をより安定状態で支持可能になる。

さらにまた、凸状部４２，６４は、基体から露出して形成されるため、１個の大きさは限られてしまう。このように、凸状部４２，６４の大きさが限定されるものであったとしても、凸状部４２，６４を３個以上設けていれば、凸状部４２，６４と半田との接合強度は確保される。
また、放射導体３１は、配線導体５０との境界部分が二股形状に分岐されており、この配線導体５０との接続箇所（接続部４４）が螺旋の中心軸線上に配置されている。しかし、上述した設置部４６を設ければ、この設置部４６に形成された凸状部４２の大きさは小さくならない。

さらに、放射導体３１の一部分が基体２の内部に埋設されているので、この放射導体３１を基体２の表面に形成した場合に比して、放射導体３１は基体２に確実に保持可能になる。この結果、放射導体３１が基体２から剥離し難くなるし、放射導体３１による螺旋状のピッチも正確に維持可能になる。
さらにまた、放射導体３１が基体２にインサート成形されると、放射導体３１の一部分を基体２の内部に容易に埋設することができる。また、この放射導体３１を形成する八辺部分のうち、その法線が略直交する四辺部分、つまり、上述した各斜辺部３２ａ，３４ａが略四角柱状の基体２内に埋設されると、基体２に対する放射導体３１の剥離を確実に防止できる。

また、放射導体３１は、下側導体部３４、上側導体部３２、及び連結部３６が一体に形成されている。よって、放射導体３１は１枚の金属板から形成可能になり、放射導体の上側や下側が別体の場合に比して、部品点数が少なくて済むし、その強度も向上する。
さらに、この放射導体３１を螺旋状に形成すれば、部品点数がより一層少なくて済む。

さらにまた、下側導体部３４及び上側導体部３２が、アンテナ１の平面視、或いは底面視で重ならない状態で配置され、連結部３６は中間連結部３６ｃを有している。この中間連結部３６ｃは、下側導体部３４及び上側導体部３２の形成方向に沿って延びており、下側導体部３４と上側導体部３２とを分岐させる分岐部分になる。したがって、１枚の金属板から螺旋状の放射導体３１を確実に形成できる。

また、下側導体部３４と上側導体部３２とを、略平行方向に向けて形成すれば、大きさが限られている基体２において、これら下側導体部３４及び上側導体部３２が交わる方向に延びた場合に比して、放射導体３１の長さを最も大きくすることができる。

さらに、１枚の金属板から下側導体部３４及び上側導体部３２の外形を抜き出し、その後、下側導体部３４を下方向に押圧すれば、下側連結部３６ｂが中間連結部３６ｃを支点として立ち下がるので、下側導体部３４は中間連結部３６ｃよりも下方に配置される。また、上側導体部３２を上方向に押圧すれば、上側連結部３６ａが中間連結部３６ｃを支点として立ち上がることから、上側導体部３２は中間連結部３６ｃよりも上方に配置される。これにより、螺旋状の放射導体３１を容易に形成できる。

さらにまた、この連結部３６は、基体２の側面１０に形成された段部１２に把持、つまり、この段部１２に包むように保持される。よって、放射導体３１が基体２の側面１０からはみ出さず、作業の効率化に影響を及ぼし難くなるし、好ましい外観にもなる。
また、放射導体３１を有する基体２において、この基体２の地面６の面積がその天面４の面積よりも大きくされると、基体２はボード９０に安定して実装可能になる。

さらに、放射導体３１や配線導体５０は、１枚の金属薄板７０を打ち抜き、次いで押圧すると、小枠７６に連なった状態で形成される。続いて、この放射導体３１や配線導体５０は基体２にインサート成形されるが、中間連結部３６ｃの下面は段部１２で把持されている。そして、小枠７６と放射導体３１や配線導体５０とを切り離す場合には、段部１２にパンチ８８を配置し、中間連結部３６ｃを段部１２とパンチ８８とで挟み、基体２にダイ８６を配置して小枠７６から中間連結部３６ｃを切断する。これにより、この連結部３６ｃが基体２の側面１０からはみ出さない。

また、図１３から図１５に示された実施例によれば、基体２に穴を設けていない場合に比して、基体２の等価誘電率が調整可能になる。換言すれば、放射導体３１の長さが長くならないように誘電率を調整可能になることから、アンテナ１の小型化を図ることが可能になる。しかも、基体２に穴を設ければ樹脂の質量が少なくなるので、誘電体損失を減らすことができ、アンテナ１の放射特性が良好になる。また、送受可逆の性質によって電波の受信感度も高くなる。

さらに、基体２の天面４にて螺旋のピッチ間に形成された穴２８のうち、アンテナ１の先端側に形成された穴２８ｂの容積が、アンテナ１の後端側に形成された穴２８ａの容積よりも大きくされている。このように、穴の容積を調整すれば、本来インサート成形によって生じた穴をアンテナ特性（利得）の改善にも利用できる。

詳しくは、アンテナ１の後端側では穴２８ａの容積を小さくするので、基体２の等価誘電率が高められ、アンテナ１の小型化に寄与する。さらに、アンテナ１の先端側では穴２８ｂの容積を大きくすることから、基体２の等価誘電率が低められ、放射特性の悪化が防止に寄与する。この結果、小型であって、放射特性がより良好なアンテナ１を実現できる。

さらにまた、基体２の天面４にて螺旋のピッチ間に形成された穴２８のうち、アンテナ１の先端側に形成された穴２８ｂの形状を角穴にすれば、大きさの限られた基体２のスペースに大きな穴を形成でき、基体２の等価誘電率を容易に低くすることができる。一方、アンテナ１の後端側に形成された穴２８ａの形状を丸穴にすれば、インサート成形時における樹脂の流れを妨げず、この樹脂を配線導体５０に向けて確実に供給することができる。

さらに、各穴２８の容積を、アンテナ１の先端側に近づくに連れて次第に大きくすれば、基体２の等価誘電率を穴の容積に応じて容易に調整できるし、また、放射特性への寄与率が高くなるに連れて穴の容積が徐々に大きくなるので、アンテナ１の放射特性がより一層良好になる。
さらにまた、放射導体３１が基体２にインサート成形される際に、下側導体部３４や上側導体部３２はピンで支持されているので、溶融した樹脂の押圧力による放射導体の変形を防止できるし、このピンの跡を基体２の誘電率を調整するための穴として兼用できる。

なお、上述した各穴２６，２８を基体２に形成すれば、アンテナ１の落下の衝撃に耐え易くなる。具体的には、金属製の放射導体３１や配線導体５０と樹脂製の基体２とは線膨張係数が異なり、アンテナ１には熱応力による変形が生じ得る。しかし、上述した穴２６，２８を備えていれば、この穴を備えていない場合に比して、この変形の程度も調整できる。また、樹脂の質量が減るので、アンテナ１も軽量になる。この結果、仮に、アンテナ１に対する落下試験を実施しても、この落下の衝撃に耐え易くなるのである。

さらにまた、上述した放射電極３８は、上側導体部３２の各面積よりも大きな面積を有し、電界が強く働く部分の面積が大きくされている。よって、電波の放射効率が向上するし、また、送受可逆の性質によって電波の受信感度も高くなる。
最後に、上述したアンテナ１が携帯機器に内蔵されていれば、この携帯機器の筐体の外側に設けられ、引き伸ばして使用していたホイップアンテナが不要になり、携帯機器の小型化や薄型化にも寄与する。

本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施例の構造は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
また、上記実施例の放射導体３１は、螺旋状のヘリカル導体として説明されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。さらに、図１３から図１５に示された複数の穴２６，２８は、放射導体３１を支持していない箇所にて、基体２に形成されていても良いし、また、上述した下向き穴２８の他、所望の誘電率に応じて、上向き穴２６の容積をも当然に変更できる。

さらに、上記実施例のアンテナ１は、地上デジタルテレビジョン放送の他、他の信号波を受信しても良いし、また、携帯情報端末（ＰＤＡ）やノート型のパーソナルコンピュータ等にも内蔵することができる。
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、小型化と放射特性の悪化防止との双方を達成できるとの効果を奏する。

本実施例におけるチップアンテナがマザーボードに実装された状態を示す斜視図である。 図１のアンテナの平面図である。 図１のアンテナの側面図である。 図１のアンテナの底面図である。 図１のアンテナから整合回路を除いた斜視図である。 図１のアンテナの縦断面図である。 図１の導体パターンの斜視図である。 図７の導体パターンの底面図である。 図７の導体パターンをフープ材で形成した状態を示す斜視図である。 図９のフープ材の底面図である。 図９のフープ材にインサート成形を施した状態を示す斜視図である。 図１１のフープ材から図５のアンテナを切断する状態を示す横断面図である。 他の実施例であり、他の金型を用いてフープ材にインサート成形を施した状態を示す斜視図である。 図１３のフープ材を水平方向で切断した断面図である。 図１３のフープ材の縦断面図である。

符号の説明

１ チップアンテナ（アンテナ装置）
２ 基体
４ 天面
６ 地面
２６ 上向き穴（穴）
２８ 下向き穴（穴）
２８ａ 丸穴
２８ｂ 角穴
２８ｃ 角穴
３１ 放射導体
３２ 上側導体部（導体部）
３４ 下側導体部（導体部）
３６ 連結部
５０ 配線導体
９０ マザーボード（回路基板）

Claims (5)

1. 回路基板に実装される樹脂製の基体と、
   該基体に設けられており、電波を放射する金属製の放射導体とを具備し、
   該放射導体は、螺旋状に形成され、
   前記基体は、前記螺旋の中心軸線に略直交する方向に向けて穿設された複数の穴を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１に記載のアンテナ装置であって、
   前記放射導体は、連なって前記螺旋状に形成された導体部を備えるとともに、電源が供給される配線導体に接続されており、
   前記各穴は、隣り合う前記各導体部の間にそれぞれ形成され、前記配線導体から最も離間した位置に形成された穴の容積が、前記配線導体に最も近接した位置に形成された穴の容積よりも大きくされることを特徴とするアンテナ装置。
3. 請求項２に記載のアンテナ装置であって、
   前記配線導体から最も離間した位置に形成された穴の形状は、角穴で形成される一方、前記配線導体に最も近接した位置に形成された穴の形状は、丸穴で形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
4. 請求項２又は３に記載のアンテナ装置であって、
   前記各穴は、少なくとも３個以上設けられており、前記配線導体から離間するに連れて前記穴の容積が次第に大きくされていることを特徴とするアンテナ装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置であって、
   前記放射導体は、前記回路基板に対峙し、前記基体の地面に設けられる下側導体部と、該基体の天面に設けられる上側導体部と、前記下側導体部及び前記上側導体部を連結する連結部とを備えるとともに、前記基体にインサート成形されており、
   前記各穴は、前記基体の天面から該基体を貫通して前記下側導体部に達する下向き穴と、前記基体の地面から該基体を貫通して前記上側導体部に達する上向き穴とからなり、
   前記下向き穴は、前記インサート成形時に、前記基体の天面側から前記下側導体部を支持したピンによって形成される一方、前記上向き穴は、前記インサート成形時に、前記基体の地面側から前記上側導体部を支持したピンによって形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
   

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