JP4431852B2

JP4431852B2 - Surface mount antenna and communication device including the same

Info

Publication number: JP4431852B2
Application number: JP2001296278A
Authority: JP
Inventors: 健吾尾仲; 尚石原; 仁佐藤; 裕野々垣; 清恭桜田; 一也川端
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003110346A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機の回路基板などに表面実装することができる表面実装型アンテナおよびそれを備えた通信機に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
図５には表面実装型アンテナの一例が模式的な斜視図により示されている。この表面実装型アンテナ１は誘電体基体２を有し、誘電体基体２の上面には放射電極３が形成されている。また、誘電体基体２の側面には給電端子電極４が底面側から上面に向かって形成されており、この給電端子電極４の下端側（先端側）は底面に回り込んでいる。また、給電端子電極４の上端側（基端側）は給電放射電極３に接続されている。
【０００３】
このような表面実装型アンテナ１は、例えば通信機の回路基板などの実装対象の基板（実装基板）５に、底面を実装面として、例えば半田を利用して表面実装される。実装基板５には、例えば信号供給源６が形成され、また、その信号供給源６に導通接続する給電用の電極パッド（図示せず）が基板面に形成されている。表面実装型アンテナ１を実装基板５に表面実装する際に、給電用の電極パッドと、給電端子電極４の先端側（つまり、誘電体基体２の底面に形成されている部位）とが、例えば半田により直接的に導通接続される。
【０００４】
このように表面実装型アンテナ１が実装基板５に表面実装されている状態で、信号供給源６から給電用の電極パッドと給電端子電極４を通って給電放射電極３に信号が供給されると、この供給された信号に基づいて給電放射電極３はアンテナ動作を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この表面実装型アンテナ１では、給電端子電極４の先端側を実装基板５の給電用の電極パッドに直接的に導通接続させる構成である。このような場合には、製造の容易さ等の理由により、半田を利用して、給電端子電極４の先端側と、給電用の電極パッドとを直接接続させることが多い。しかしながら、誘電体基体２を構成している材料の融点が半田の融点よりも低い場合には、半田の溶融温度に誘電体基体２が耐えられないので、給電端子電極４と給電用の電極パッドとの接続手段として、半田を用いることはできない。
【０００６】
この場合には、例えば、給電端子電極４と給電用の電極パッドとの接続手段として、ばねピンを用いることが考えられる。しかし、ばねピンを用いる場合には、給電端子電極４と給電用の電極パッドとの導通不良が発生する虞がある。また、ばねピンの弾力による応力が常に誘電体基体２と実装基板５のそれぞれに加わることとなり、耐久性の劣化が懸念される。また、ばねピンを用いることにより、部品コストが増加してしまうという問題が生じる。
【０００７】
この発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、半田やばねピンを利用せずに、給電端子電極と、実装対象の基板に形成されている給電用の電極パッドとを接続することができ、かつ、それらの導通不良を回避することができる表面実装型アンテナおよびそれを備えた通信機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、誘電体基体を有し、この誘電体基体の上面側の基体表面又は基体内部には、信号供給源から信号が供給されてアンテナ動作を行う給電放射電極と、給電放射電極と電磁結合して複共振状態を作り出す無給電放射電極とが形成されている表面実装型アンテナにおいて、信号供給源からの信号を給電放射電極に供給する給電端子電極が基端側を給電放射電極に接続させて設けられ、また、無給電放射電極をグランドに接地させるためのグランド接地用端子電極が基端側を無給電放射電極に接続させて設けられており、それら給電端子電極とグランド接地用端子電極の各先端側は、それぞれ、誘電体基体の内側あるいは外側に向けて折り曲げ形成されて、その折り曲げ位置の先方部位はそれぞれ水平向きと成して当該各先方部位の下面には媒介誘電材が設けられており、前記給電端子電極の先端側は、実装対象の基板に形成されている給電用の電極パッドとの間に前記媒介誘電材を介して容量を形成し、また、グランド接地用端子電極の先端側は、実装対象の基板に形成されているグランド接地用の電極パッドとの間に前記媒介誘電材を介して容量を形成しており、前記グランド接地用端子電極の先端側に設けられる媒介誘電材は前記誘電体基体の比誘電率よりも高い比誘電率に構成して、グランド接地用端子電極の先端側と前記グランド接地用の電極パッドとを高周波的にショートに導通接続させる容量を、前記グランド接地用端子電極の先端側と前記グランド接地用の電極パッド間に付与する構成と成し、前記給電端子電極の先端側とグランド接地用端子電極の先端側のそれぞれに設けられる媒介誘電材の底面部分は弾力性を有する熱可塑性エラストマーの材料により構成されていることを特徴としている。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明の構成を備え、給電端子電極の先端側に設けられる媒介誘電材は、給電端子電極の先端側と給電用の電極パッドとの間に、給電放射電極側と信号供給源側とのインピーダンス整合用の容量を発生する比誘電率を有していることを特徴としている。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明の構成を備え、給電端子電極の先端側に設けられる媒介誘電材は、誘電体基体の比誘電率よりも高い比誘電率に構成して、給電端子電極の先端側と給電用の電極パッドとを高周波的にショートに導通接続させる容量を、前記給電端子電極の先端側と前記給電用の電極パッド間に付与する構成と成していることを特徴としている。
【００１１】
第４の発明は、第１又は第２又は第３の発明の構成を備え、給電放射電極は、（２ｎ−１）・λ／４型（ｎは自然数）の給電放射電極と成していることを特徴としている。
【００１２】
第５の発明は、第１〜第４の発明の何れか１つの発明の構成を備え、誘電体基体と媒介誘電材とのうちの少なくとも一方は、樹脂材料に誘電率調整材料が混合された材料により構成されていることを特徴としている。
【００１３】
第６の発明は、第１〜第５の発明の何れか１つの発明の構成を備え、インサート成形法とアウトサート成形法のうちの一方により形成されて成ることを特徴としている。
【００１４】
第７の発明は、第１〜第６の発明の何れか１つの発明の構成を備え、誘電体基体の少なくとも一部分と、媒介誘電材とのうちの一方あるいは両方は、２００℃以下の融点を持つ材料により構成されていることを特徴としている。
【００１６】
第８の発明は通信機に関し、第１〜第７の発明の何れか１つの発明の表面実装型アンテナが設けられていることを特徴としている。
【００１７】
この発明では、給電端子電極の先端側は、実装対象の基板に形成されている給電用の電極パッドとの間に容量を形成する構成と成す。また、グランド接地用端子電極は、実装対象の基板に形成されているグランド接地用の電極パッドとの間に容量を形成する構成と成す。
【００１８】
これにより、給電端子電極と、給電用の電極パッドとは容量を介して高周波的に接続され、また同様に、グランド接地用端子電極と、グランド接地用の電極パッドとも、容量を介して高周波的に接続される。このため、信号供給源から給電用の電極パッドに供給された信号は、給電用の電極パッドから容量を介して給電端子電極に供給され当該給電端子電極を通って給電放射電極に伝達される。また、無給電放射電極はグランド接地用端子電極から容量を介してグランド接地用の電極パッドに接続されてグランドに接地される。
【００１９】
このように、この発明では、給電端子電極の先端側を給電用の電極パッドに、また、グランド接地用端子電極をグランド接地用の電極パッドに、それぞれ、直接的に導通接続させない構成である。これにより、半田やばねピンを用いなくてよくなり、半田やばねピンに起因した様々な問題発生を防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１（ａ）には、この実施形態例の通信機において特徴的な表面実装型アンテナの一形態例が模式的な斜視図により示され、図１（ｂ）には、図１（ａ）に示すＡ−Ａ部分の断面図が模式的に示されている。なお、通信機には様々な構成があり、ここでは、通信機における表面実装型アンテナ以外の構成は何れの構成を採用してもよく、この実施形態例では、表面実装型アンテナ以外の構成の説明は省略する。また、図５に示した表面実装型アンテナと同一名称部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００２２】
この実施形態例では、表面実装型アンテナ１の誘電体基体２には給電放射電極３が形成されると共に、給電放射電極３と電磁結合して複共振状態を作り出す無給電放射電極７（７ａ，７ｂ）が給電放射電極３を挟み込む形態で形成されている。なお、給電放射電極３と、無給電放射電極７（７ａ，７ｂ）とが良好な複共振状態を作り出すために、例えば、給電放射電極３と無給電放射電極７間の間隔を適宜に設定する等の様々な手段が講じられるが、ここでは、その説明は省略する。
【００２３】
この実施形態例では、給電放射電極３は、（２ｎ−１）・λ／４型（ｎは自然数）の給電放射電極と成している。
【００２４】
また、誘電体基体２は、給電放射電極３や無給電放射電極７の設定の共振周波数やＱ値などのアンテナ特性や、表面実装型アンテナ１の小型化などを考慮した適切な比誘電率と誘電正接tanδを持つ誘電材料により構成されている。誘電体基体２を構成する誘電材料としては、セラミックスはもちろんのこと、例えば、樹脂材料（例えばエポキシ）に誘電率調整材料（例えばフィラー（セラミックスの粉）など）が混合された誘電材料などがある。このように誘電体基体２を構成することが可能な誘電材料は複数種有り、ここでは、アンテナ特性や、アンテナの小型化などを考慮した適切な比誘電率と誘電正接tanδを持つ誘電材料であれば、何れの誘電材料をも誘電体基体２の構成材料として採用してよく、特に限定されるものではない。
【００２５】
誘電体基体２の側面には給電端子電極４と、グランド接地用端子電極８（８ａ，８ｂ）とが形成されている。給電端子電極４の一端側（基端側）は給電放射電極３に接続され、他端側（先端側）は誘電体基体２の内側に向けて折り曲げ形成されて誘電体基体２の底面と間隔を介して略対向配置されている。また、グランド接地用端子電極８ａの一端側（基端側）は無給電放射電極７ａに、グランド接地用端子電極８ｂの基端側は無給電放射電極７ｂに、それぞれ、接続されている。グランド接地用端子電極８の各他端側（先端側）８α_ａ，８α_ｂは、それぞれ、給電端子電極４の先端側と同様に、誘電体基体２の内側に向けて折り曲げ形成されて誘電体基体２の底面と間隔を介して略対向配置されている。
【００２６】
この実施形態例の表面実装型アンテナ１を実装する基板（実装基板）５には、図２（ａ）に示すように、給電端子電極４の先端側４αに略対向する位置に給電用の電極パッド１１が形成されている。また、グランド接地用端子電極８ａの先端側８α_ａに略対向する位置にはグランド接地用の電極パッド１２ａが、グランド接地用端子電極８ｂの先端側８α_ｂに略対向する位置にはグランド接地用の電極パッド１２ｂが、それぞれ、形成されている。給電用の電極パッド１１は、信号供給源６に接続されている。また、グランド接地用の電極パッド１２ａ，１２ｂは、それぞれ、グランドに接地されている。
【００２７】
表面実装型アンテナ１が実装基板５の予め定められた実装位置に実装することにより、給電端子電極４の先端側４αと給電用の電極パッド１１との間には容量Ｃ_４が形成される。また同様に、グランド接地用端子電極８ａの先端側８α_ａとグランド接地用の電極パッド１２ａとの間には容量Ｃ_８ａが、グランド接地用端子電極８ｂの先端側８α_ｂとグランド接地用の電極パッド１２ｂとの間には容量Ｃ_８ｂが、それぞれ、形成される。
【００２８】
なお、この実施形態例では、給電端子電極４の先端側４αの面積は、給電用の電極パッド１１の面積と同等、あるいは、図２（ｂ）に示すように、給電用の電極パッド１１の面積よりも狭くなっている。また、グランド接地用端子電極８の各先端側８α_ａ，８α_ｂに関しても、同様であり、グランド接地用の電極パッド１２ａ，１２ｂの面積と同等、あるいは、グランド接地用の電極パッド１２ａ，１２ｂの面積よりも狭くなっている。
【００２９】
表面実装型アンテナ１を実装基板５に実装する際に、表面実装型アンテナ１を非常に高精度に実装基板５の設定位置に実装することは難しく、僅かではあるが、実装基板５に対する表面実装型アンテナ１の実装位置にばらつきが生じる。給電端子電極４の先端側４αの面積や、グランド接地用端子電極８の先端側８α_ａ，８α_ｂの面積が給電用の電極パッド１１やグランド接地用の電極パッド１２の面積よりも狭い場合には、そのような実装位置のばらつきの悪影響を受けずに、給電端子電極４の先端側４αやグランド接地用端子電極８の先端側８α_ａ，８α_ｂの全面を実装基板５の電極パッド１１，１２ａ，１２ｂに略対向させることができる。これにより、実装位置のばらつきに起因して給電端子電極４の先端側４αと給電用の電極パッド１１との間の容量Ｃ_４や、グランド接地用端子電極８の先端側８α_ａ，８α_ｂとグランド接地用の電極パッド１２との間の容量Ｃ_８ａ，Ｃ_８ｂがばらつくという問題を防止することができる。
【００３０】
この実施形態例では、給電端子電極４の先端側４αと給電用の電極パッド１１とによって挟まれる領域と、グランド接地用端子電極８ａの先端側８α_ａとグランド接地用の電極パッド１２ａとによって挟まれる領域と、グランド接地用端子電極８ｂの先端側８α_ｂとグランド接地用の電極パッド１２ｂとによって挟まれる領域とには、それぞれ、媒介誘電材１０（１０_４，１０_８ａ，１０_８ｂ）が形成されている。これら媒介誘電材１０（１０_４，１０_８ａ，１０_８ｂ）は、例えばインサート成形法あるいはアウトサート成形法により形成される。
【００３１】
媒介誘電材１０_４は、給電放射電極３のインピーダンスを考慮した適切な比誘電率を持ち、かつ、給電放射電極３のＱ値を高めるための低い誘電正接tanδを持つ誘電材料によって構成されている。つまり、給電放射電極３のインピーダンスが信号供給源６側のインピーダンスと不整合な状態である場合には、給電端子電極４の先端側４αと給電用の電極パッド１１間の容量Ｃ_４を利用することにより、給電放射電極３側と信号供給源６側との整合を取ることができる。このことから、給電放射電極３側と信号供給源６側とが不整合である場合には、媒介誘電材１０_４は、給電放射電極３側と信号供給源６側との整合用の容量Ｃ_４を得るための比誘電率を持つ誘電材料により構成する。
【００３２】
また、給電放射電極３のインピーダンスが信号供給源６側のインピーダンスと整合を取ることができる場合には、給電端子電極４の先端側４αと給電用の電極パッド１１間とは高周波的にほぼショートに導通接続されればよいので、媒介誘電材１０_４は、給電端子電極４の先端側４αと給電用の電極パッド１１間を高周波的にショートに導通接続させるための高い比誘電率を持つ誘電材料により構成する。この場合には、媒介誘電材１０_４は、誘電体基体２の比誘電率よりも高い比誘電率を持つ場合が多い。
【００３３】
グランド接地用端子電極８ａの先端側８α_ａとグランド接地用の電極パッド１２ａとの間の容量Ｃ_８ａ、および、グランド接地用端子電極８ｂの先端側８α_ｂとグランド接地用の電極パッド１２ｂとの間の容量Ｃ_８ｂは、グランド接地用端子電極８ａ，８ｂの先端側８α_ａ，８α_ｂと、グランド接地用の電極パッド１２ａ，１２ｂとを高周波的にショートに導通接続させればよい。このため、媒介誘電材１０_８ａ，１０_８ｂは、それぞれ、グランド接地用端子電極８ａ，８ｂの先端側８α_ａ，８α_ｂとグランド接地用の電極パッド１２ａ，１２ｂとを高周波的にショートに導通接続させるための高い比誘電率を持つ誘電材料によって構成される。この場合には、媒介誘電材１０_８ａ，１０_８ｂは、誘電体基体２の比誘電率よりも高い比誘電率を持つ場合が多い。
【００３４】
媒介誘電材１０_４，１０_８ａ，１０_８ｂを構成することが可能な誘電材料には、例えば、樹脂材料（例えばエポキシ）と誘電率調整材料（例えば、フィラー（セラミックスの粉））の混合材料や、セラミックス等の様々な誘電材料がある。ここでは、媒介誘電材１０_４，１０_８ａ，１０_８ｂの構成材料は、特に限定されるものではない。
【００３５】
なお、もちろん、媒介誘電材１０_４，１０_８ａ，１０_８ｂは同一材料により構成されていてもよいし、互いに異なる材料により構成されていてもよい。また、媒介誘電材１０_４，１０_８ａ，１０_８ｂは誘電体基体２と同じ材料により構成されていてもよい。さらに、媒介誘電材１０_４，１０_８ａ，１０_８ｂは、それぞれ、全体が一つの材料により構成されていてもよいし、複数の材料を組み合わせて形成して部分的に材料が異なる構成としてもよい。
【００３６】
さらに、媒介誘電材１０_４，１０_８ａ，１０_８ｂは少なくとも底面部分が弾性力がある材料（例えば熱可塑性エラストマー）により構成されていることが好ましい。それというのは、表面実装型アンテナ１を実装基板５に実装した際に、媒介誘電材１０_４，１０_８ａ，１０_８ｂの底面を実装基板５の基板面に密着させることができるからである。媒介誘電材１０_４，１０_８ａ，１０_８ｂの底面と実装基板５の基板面とを密着させることにより、給電端子電極４の先端側４αと給電用の電極パッド１１間の間隔や、グランド接地用端子電極８ａ，８ｂの先端側８α_ａ，８α_ｂとグランド接地用の電極パッド１２ａ，１２ｂ間の間隔が製品により異なることを防止することができる。これにより、容量Ｃ_４，Ｃ_８ａ，Ｃ_８ｂのばらつきを防止して容量Ｃ_４，Ｃ_８ａ，Ｃ_８ｂを精度良く設定値にすることができる。
【００３７】
この実施形態例では、表面実装型アンテナ１を実装基板５に実装する際に、半田を利用せずに誘電体基体２を実装基板５に固定するための手段が設けられている。図示の例では、かしめにより誘電体基体２を実装基板５に固定する手段１３が設けられている。
【００３８】
この実施形態例では、その固定手段１３を利用して、表面実装型アンテナ１を実装基板５の設定の実装領域に実装することにより、給電端子電極４とグランド接地用端子電極８ａ，８ｂの各先端側４α，８α_ａ，８α_ｂが、それぞれ対応する実装基板５の電極パッド１１，１２ａ，１２ｂに対向配置する。これにより、例えば、信号供給源６から給電用の電極パッド１１に信号が供給されると、その信号は、給電用の電極パッド１１から容量Ｃ_４を介して給電端子電極４に伝達されて給電放射電極３に供給される。この信号供給によって、給電放射電極３がアンテナ動作を行う。
【００３９】
また、給電放射電極３と無給電放射電極７（７ａ，７ｂ）の電磁結合によって、無給電放射電極７に信号が伝達され当該信号に基づいて無給電放射電極７がアンテナ動作を行う。この無給電放射電極７と給電放射電極３は複共振状態を作り出し、例えば、周波数帯域の広帯域化が図れる。これにより、例えば、複数の通信システムに対応することが可能となる。
【００４０】
この実施形態例によれば、給電端子電極４の先端側４α、および、グランド接地用端子電極８の先端側８α_ａ，８α_ｂは、それぞれ、媒介誘電材１０_４，１０_８ａ，１０_８ｂを介して、実装基板５の電極パッド１１，１２ａ，１２ｂと略対向配置することができる構成とした。これにより、給電端子電極４の先端側４αや、グランド接地用端子電極８の先端側８α_ａ，８α_ｂは、それぞれ、容量を介して電極パッド１１，１２ａ，１２ｂに高周波的に導通接続する。
【００４１】
換言すれば、給電端子電極４の先端側４αと給電用の電極パッド１１を、また、グランド接地用端子電極８の先端側８α_ａ，８α_ｂとグランド接地用の電極パッド１２を、それぞれ、直接的に導通接続しなくて済む構成とした。
【００４２】
このため、給電端子電極４の先端側４αや、グランド接地用端子電極８の先端側８α_ａ，８α_ｂを、それぞれ、実装基板５上の電極パッド１１，１２ａ，１２ｂに接続させるために半田を用いる必要が無くなる。
【００４３】
また、この実施形態例では、半田を利用せずに誘電体基体２を実装基板５に固定するための手段が講じられている。この構成と、給電端子電極４およびグランド接地用端子電極８の特有な構成とにより、半田を用いずに表面実装型アンテナ１を実装基板５に実装することができる。
【００４４】
これにより、半田の溶融温度よりも低い２００℃以下の融点を持つ材料を利用して、誘電体基体２を構成することができることとなる。また、実装基板５には表面実装型アンテナ１だけでなく、他の部品が搭載されている場合がある。このような場合に、半田の溶融温度に耐えられない低い耐熱性を持つ部品が実装基板５に搭載されていると、その実装基板５に半田を利用して表面実装型アンテナ１を実装することができない。この実施形態例では、半田を利用せずに、表面実装型アンテナ１を実装基板５に実装できるので、この実施形態例において特有な構成は、低耐熱性の部品が搭載されている実装基板５に表面実装型アンテナ１を実装する場合に非常に有効である。
【００４５】
さらに、この実施形態例では、給電端子電極４の先端側４αや、グランド接地用端子電極８の先端側８α_ａ，８α_ｂは実装基板５上の電極パッド１１，１２ａ，１２ｂに直接接続しない構成であるので、直接接続させるためにばねピンを用いる必要が無く、ばねピンに起因した問題を回避することができる。つまり、導通不良の問題や、ばねピンの弾力による応力が表面実装型アンテナ１や実装基板５に継続的に加わることによる耐久性劣化の問題を回避することができる。これにより、表面実装型アンテナ１や、表面実装型アンテナ１を設けた通信機の信頼性を向上させることができる。
【００４６】
さらに、この実施形態例では、給電端子電極４の先端側４αと給電用の電極パッド１１との間の媒介誘電材１０_４は微小であることから、給電放射電極３のアンテナ特性に殆ど影響を与えない。このことから、給電放射電極３のアンテナ特性を気にすることなく、媒介誘電材１０_４の比誘電率を適宜に設定することができる。これにより、例えば、給電放射電極３側と信号供給源６側とのインピーダンス整合を取るための回路として、給電端子電極４の先端側４αと給電用の電極パッド１１との間の容量Ｃ_４を利用することが容易となる。
【００４７】
このように、容量Ｃ_４により、給電放射電極３側と信号供給源６側とのインピーダンス整合を取ることができることから、給電放射電極３のインピーダンスを信号供給源６側のインピーダンスに合わせなくてよくなり、給電放射電極３の設計の自由度を高めることができる。
【００４８】
さらに、実装基板５には、一般的に、信号供給源６から表面実装型アンテナ１に至る信号導通経路上にＤＣカット用のコンデンサが設けられる。この実施形態例では、給電端子電極４の先端側４αと給電用の電極パッド１１との間の容量Ｃ_４が、そのＤＣカット用のコンデンサとして機能することができるので、ＤＣカット用のコンデンサを省略することができ、部品コストの低減を図ることができる。
【００４９】
なお、この発明は、この実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、この実施形態例では、２つの無給電放射電極７ａ，７ｂが形成されていたが、無給電放射電極７の数は２つに限らず、１つでもよいし、３つ以上でもよく、適宜に設定されるものである。また、給電放射電極３に関しても同様であり、数に限定されるものではない。
【００５０】
さらに、この実施形態例では、給電放射電極３と給電端子電極４は一対一の関係にあったが、例えば、１つの給電端子電極４に複数の給電放射電極３が共通に接続されている形態としてもよい。また同様に、この実施形態例では、無給電放射電極７とグランド接地用端子電極８も一対一の関係にあったが、例えば、１つのグランド接地用端子電極８に複数の無給電放射電極７が共通に接続されている形態としてもよい。
【００５１】
さらに、この実施形態例では、半田を利用せずに誘電体基体２を実装基板５に固定する手段として、かしめにより固定する手段の例を示したが、もちろん、それ以外の手段により誘電体基体２を実装基板５に固定してもよい。例えば、接着剤を利用してもよい。また、図３に示すように、誘電体基体２に爪付きの脚部１４を設ける。また、実装基板５には、その脚部１４に対応する位置に、脚部１４を挿通させるための貫通孔１５を形成する。そして、誘電体基体２の脚部１４を実装基板５の貫通孔１５に挿通し、脚部１４の爪を実装基板５の底面に係止させることにより、誘電体基体２を実装基板５に固定させる手段としてもよい。
【００５２】
なお、もちろん、誘電体基体２などが半田の溶融温度に耐えられ、かつ、実装基板５に表面実装型アンテナ１以外の部品が搭載される場合にその搭載部品が半田の溶融温度に耐えられるものである場合には、半田を利用して、表面実装型アンテナ１を実装基板５に実装する構成としてもよい。
【００５３】
さらに、この実施形態例では、給電端子電極４やグランド接地用端子電極８（８ａ，８ｂ）は誘電体基体２の側面に形成されていたが、例えば、図４（ａ）の斜視図や、図４（ａ）のＡ−Ａ部分の断面を表す図４（ｂ）のように、給電端子電極４やグランド接地用端子電極８（８ａ，８ｂ）を誘電体基体２の内部に形成してもよい。さらに、この実施形態例では、給電端子電極４やグランド接地用端子電極８（８ａ，８ｂ）の各先端側は、それぞれ、誘電体基体２の内側に向けて折り曲げ形成されていたが、例えば、図４（ａ）、（ｂ）のように、給電端子電極４やグランド接地用端子電極８（８ａ，８ｂ）の各先端側を、それぞれ、誘電体基体２の外側に向けて折り曲げ形成して、当該給電端子電極４やグランド接地用端子電極８（８ａ，８ｂ）の各先端側８α_ａ，８α_ｂを実装基板５の給電用の電極パッド１１あるいはグランド接地用の電極パッド１２（１２ａ，１２ｂ）に媒介誘電材１０を介して対向配置させる構成としてもよい。
【００５４】
さらに、この実施形態例では、給電放射電極３や無給電放射電極７ａ，７ｂのパターン形状は、四角形状であったが、これら給電放射電極３や無給電放射電極７ａ，７ｂのパターン形状は限定されるものではなく、例えば、ミアンダ状などの他のパターン形状でもよい。
【００５５】
さらに、この実施形態例では、媒介誘電材１０の少なくとも底面部分が弾力性を有する材料により形成する例を述べたが、誘電体基体２の底面部分などの一部分、あるいは、全部を弾力性のある材料により構成してもよい。さらに、誘電体基体２は全体が同一材料により構成されていてもよいし、複数の材料の組み合わせにより形成して部分的に材料が異なる構成としてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
この発明によれば、給電端子電極とグランド接地用端子電極の各先端側は、誘電体基体の底面と略対向配置されているので、実装対象の基板に形成されている電極パッドと容量を介して高周波的に接続することができる。このため、給電端子電極とグランド接地用端子電極の各先端側を実装対象の基板の電極パッドに直接接続させるための半田やばねピンが不要となる。
【００５７】
これにより、半田やばねピンに起因した導通不良の問題や、耐久性の問題を回避することができる。このことから、信頼性の高い表面実装型アンテナおよび通信機を提供することができる。
【００５８】
さらに、給電端子電極の先端側と、実装対象の基板に形成されている給電用の電極パッドとに挟まれる領域、および、グランド接地用端子電極の先端側と、実装対象の基板に形成されているグランド接地用の電極パッドとに挟まれる領域には、例えばインサート成形法やアウトサート成形法などにより、媒介誘電材が形成されている。その媒介誘電材は、給電放射電極や、無給電放射電極の特性に影響を殆ど及ぼさないので、給電放射電極や無給電放射電極の特性とほぼ独立した状態で、媒介誘電材の比誘電率を設定することができる。
【００５９】
このため、媒介誘電材の比誘電率を適宜に設定することで、給電端子電極の先端側と給電用の電極パッドとの間の容量に、給電放射電極側と信号供給源側とのインピーダンス整合を取るための整合回路としての機能を持たせることができる。
【００６０】
換言すれば、給電端子電極の先端側と給電用の電極パッドとの間の容量によって、給電放射電極側と信号供給源側のインピーダンス整合を取ることができるので、給電放射電極のインピーダンスを信号供給源側のインピーダンスに整合させなくて済む。つまり、インピーダンスの規制が緩和される分、給電放射電極の設計の自由度を高めることができる。
【００６１】
誘電体基体と媒介誘電材のうちの少なくとも一方が、樹脂材料と誘電率調整材料の混合材料により構成されているものにあっては、要望する比誘電率を持つ誘電体基体あるいは媒介誘電材を容易に得ることができる。
【００６２】
さらに、この発明は、半田を利用せずに、表面実装型アンテナを実装対象の基板に実装することができるので、誘電体基体の少なくとも一部分と、媒介誘電材とのうちの一方あるいは両方が、半田の融点よりも低い２００℃以下の融点を持つ材料により構成されているものであっても、簡単に、表面実装型アンテナを実装対象の基板に実装することができ、かつ、給電端子電極やグランド接地用端子電極を実装対象の基板の電極パッドに接続させることができる。
【００６３】
媒介誘電材の底面部分が、例えば熱可塑性エラストマーなどの弾力性を有する材料により構成されているものにあっては、表面実装型アンテナを実装対象の基板に実装した際に、媒介誘電材を基板に密着させることができる。このため、給電端子電極の先端側と基板の給電用の電極パッドとの間の間隔や、グランド接地用端子電極の先端側と基板のグランド接地用の電極パッドとの間の間隔が製品により異なることを防止することができる。これにより、間隔のばらつきに起因した給電端子電極と給電用の電極パッド間の容量や、グランド接地用端子電極とグランド接地用の電極パッド間の容量がばらつくという問題を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナの形態例を模式的に示した図である。
【図２】給電端子電極やグランド接地用端子電極の先端側と、給電用やグランド接地用の電極パッドとの関係例を説明するための図である。
【図３】半田を利用せずに表面実装型アンテナを実装基板に固定する手段の一例を説明するための図である。
【図４】表面実装型アンテナのその他の実施形態例を説明するための図である。
【図５】表面実装型アンテナの従来例を模式的に示した斜視図である。
【符号の説明】
１表面実装型アンテナ
２誘電体基体
３給電放射電極
４給電端子電極
５実装基板
６信号供給源
７無給電放射電極
８グランド接地用端子電極
１０媒介誘電材
１１給電用の電極パッド
１２グランド接地用の電極パッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface-mounted antenna that can be surface-mounted on a circuit board or the like of a communication device and a communication device including the same.
[0002]
[Background]
FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example of a surface mount antenna. The surface mount antenna 1 has a dielectric base 2, and a radiation electrode 3 is formed on the top surface of the dielectric base 2. Further, a power supply terminal electrode 4 is formed on the side surface of the dielectric substrate 2 from the bottom surface side toward the upper surface, and the lower end side (tip end side) of the power supply terminal electrode 4 goes around the bottom surface. The upper end side (base end side) of the power supply terminal electrode 4 is connected to the power supply radiation electrode 3.
[0003]
Such a surface-mounted antenna 1 is surface-mounted using, for example, solder, on a mounting target substrate (mounting substrate) 5 such as a circuit board of a communication device, for example, with a bottom surface as a mounting surface. For example, a signal supply source 6 is formed on the mounting substrate 5, and an electrode pad for power supply (not shown) that is electrically connected to the signal supply source 6 is formed on the substrate surface. When the surface-mounted antenna 1 is surface-mounted on the mounting substrate 5, the electrode pad for feeding and the tip side of the feeding terminal electrode 4 (that is, the portion formed on the bottom surface of the dielectric substrate 2) are, for example, Conductive connection is made directly by solder.
[0004]
When a signal is supplied to the feed radiation electrode 3 from the signal supply source 6 through the feed electrode pad and the feed terminal electrode 4 in a state where the surface mount antenna 1 is surface-mounted on the mounting substrate 5 in this way. Based on the supplied signal, the feeding radiation electrode 3 performs an antenna operation.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The surface-mounted antenna 1 has a configuration in which the front end side of the power supply terminal electrode 4 is directly conductively connected to the power supply electrode pad of the mounting substrate 5. In such a case, for reasons such as ease of manufacture, the tip side of the power supply terminal electrode 4 and the electrode pad for power supply are often directly connected using solder. However, when the melting point of the material constituting the dielectric substrate 2 is lower than the melting point of the solder, the dielectric substrate 2 cannot withstand the melting temperature of the solder. As a connecting means, solder cannot be used.
[0006]
In this case, for example, a spring pin may be used as a connection means between the power supply terminal electrode 4 and the power supply electrode pad. However, when a spring pin is used, there is a possibility that poor conduction between the power supply terminal electrode 4 and the power supply electrode pad may occur. Further, the stress due to the elasticity of the spring pin is always applied to each of the dielectric substrate 2 and the mounting substrate 5, and there is a concern about deterioration of durability. Moreover, the problem that component cost will increase by using a spring pin arises.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power supply terminal electrode and a power supply electrode pad formed on a substrate to be mounted without using solder or spring pins. It is an object of the present invention to provide a surface-mounted antenna and a communication device including the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the above problems. That is, the first invention has a dielectric substrate, and the dielectric substrate. The substrate surface on the upper surface side or the inside of the substrate In a surface mount antenna in which a feed radiation electrode that performs antenna operation when a signal is supplied from a signal supply source, and a parasitic radiation electrode that electromagnetically couples with the feed radiation electrode to create a double resonance state, A power supply terminal electrode for supplying a signal from a signal supply source to the feed radiation electrode is provided with the base end connected to the feed radiation electrode, and a ground ground terminal electrode for grounding the parasitic radiation electrode to the ground is provided. The proximal end side is provided to be connected to the non-feeding radiation electrode, and the respective distal end sides of the feeding terminal electrode and the ground grounding terminal electrode are respectively bent toward the inside or the outside of the dielectric substrate, The front part of the bending position is horizontally oriented, and on the lower surface of each front part Intermediate dielectric material Provided And Said The tip of the power supply terminal electrode is between the power supply electrode pad formed on the substrate to be mounted. Through the intermediary dielectric material Capacitance is formed, and the tip side of the grounding terminal electrode is between the grounding electrode pad formed on the substrate to be mounted. Through the intermediary dielectric material Forming capacity The intermediate dielectric material provided on the front end side of the ground grounding terminal electrode is configured to have a relative dielectric constant higher than that of the dielectric base, and the front end side of the ground grounding terminal electrode and the ground Capacitance to electrically connect the grounding electrode pad to the short circuit in terms of high frequency is provided between the tip side of the grounding terminal electrode and the grounding electrode pad. Composition and completion The bottom portion of the intermediate dielectric material provided on each of the front end side of the power supply terminal electrode and the front end side of the ground ground terminal electrode is made of a thermoplastic elastomer material having elasticity. It is characterized by having.
[0009]
The second invention comprises the configuration of the first invention and is a power supply The intermediate dielectric material provided on the front end side of the terminal electrode is a ratio that generates a capacitance for impedance matching between the power supply radiation electrode side and the signal supply source side between the front end side of the power supply terminal electrode and the power supply electrode pad. Has dielectric constant It is characterized by that.
[0010]
The third invention is the 1's Provided with the configuration of the invention, the front end side of the power supply terminal electrode The intermediate dielectric material provided in the capacitor is configured to have a dielectric constant higher than the dielectric constant of the dielectric substrate, and has a capacity to electrically connect the front end side of the power supply terminal electrode and the power supply electrode pad to a short circuit in high frequency. The power supply terminal electrode is configured to be provided between the front end side and the power supply electrode pad. It is characterized by that.
[0011]
4th invention is equipped with the structure of 1st, 2nd or 3rd invention, The feed radiation electrode is a (2n-1) · λ / 4 type (n is a natural number) feed radiation electrode. It is characterized by having.
[0012]
5th invention is equipped with the structure of any one invention of 1st-4th invention, At least one of the dielectric substrate and the intermediate dielectric material is made of a material in which a dielectric constant adjusting material is mixed with a resin material. It is characterized by that.
[0013]
A sixth invention comprises the configuration of any one of the first to fifth inventions, Formed by either insert molding or outsert molding. It is characterized by that.
[0014]
A seventh invention comprises the configuration of any one of the first to sixth inventions, At least a portion of the dielectric substrate and one or both of the intermediate dielectric material have a melting point of 200 ° C. or less. It is characterized by being composed of materials.
[0016]
First 8 The present invention relates to a communication device, 7 The surface-mounted antenna according to any one of the inventions is provided.
[0017]
In the present invention, the front end side of the power supply terminal electrode is configured to form a capacitor between the power supply electrode pad formed on the substrate to be mounted. Further, the grounding terminal electrode has a configuration in which a capacitor is formed between the grounding terminal electrode and the grounding electrode pad formed on the substrate to be mounted.
[0018]
As a result, the power supply terminal electrode and the power supply electrode pad are connected in a high-frequency manner via the capacitor. Similarly, the ground-grounding terminal electrode and the ground-grounding electrode pad are connected in a high-frequency manner via the capacitance. Connected to. Therefore, a signal supplied from the signal supply source to the power supply electrode pad is supplied from the power supply electrode pad to the power supply terminal electrode via the capacitor, and is transmitted to the power supply radiation electrode through the power supply terminal electrode. The parasitic radiation electrode is connected to the grounding electrode pad from the grounding terminal electrode via a capacitor and grounded.
[0019]
As described above, according to the present invention, the front end side of the power supply terminal electrode is not directly connected to the power supply electrode pad, and the grounding terminal electrode is not directly connected to the grounding electrode pad. As a result, it is not necessary to use solder and spring pins, and various problems caused by the solder and spring pins can be prevented.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1A is a schematic perspective view showing an example of a surface mount antenna characteristic of the communication device of this embodiment. FIG. 1B is a schematic perspective view of FIG. A cross-sectional view of the AA portion shown in FIG. The communication device has various configurations. Here, any configuration other than the surface mount antenna in the communication device may be adopted. In this embodiment, the configuration other than the surface mount antenna is used. Description is omitted. Also, the same reference numerals are assigned to the same name parts as those of the surface mount antenna shown in FIG. 5, and the duplicate description of the common parts is omitted.
[0022]
In this embodiment, a feed radiation electrode 3 is formed on the dielectric substrate 2 of the surface-mounted antenna 1, and a parasitic radiation electrode 7 (7a, 7a, 7a, 7b) that electromagnetically couples with the feed radiation electrode 3 to create a double resonance state. 7b) is formed so as to sandwich the feed radiation electrode 3. In order to create a good double resonance state between the feeding radiation electrode 3 and the parasitic radiation electrode 7 (7a, 7b), for example, an interval between the feeding radiation electrode 3 and the parasitic radiation electrode 7 is appropriately set. Various measures such as these are taken, but the description thereof is omitted here.
[0023]
In this embodiment, the feed radiation electrode 3 is a (2n-1) · λ / 4 type (n is a natural number) feed radiation electrode.
[0024]
In addition, the dielectric substrate 2 has an appropriate relative dielectric constant in consideration of antenna characteristics such as the resonance frequency and Q value set for the feed radiation electrode 3 and the parasitic radiation electrode 7, and miniaturization of the surface mount antenna 1. It is made of a dielectric material having a dielectric loss tangent tanδ. Examples of the dielectric material constituting the dielectric substrate 2 include not only ceramics but also dielectric materials in which a dielectric constant adjusting material (for example, filler (ceramic powder) or the like) is mixed with a resin material (for example, epoxy). . There are a plurality of types of dielectric materials that can constitute the dielectric base 2 in this way. Here, the dielectric material has an appropriate relative permittivity and dielectric loss tangent tan δ in consideration of antenna characteristics and downsizing of the antenna. Any dielectric material may be employed as the constituent material of the dielectric substrate 2 and is not particularly limited.
[0025]
On the side surface of the dielectric substrate 2, a power supply terminal electrode 4 and ground ground terminal electrodes 8 (8a, 8b) are formed. One end side (base end side) of the power supply terminal electrode 4 is connected to the power supply radiation electrode 3, and the other end side (tip end side) is bent toward the inside of the dielectric substrate 2 to be spaced from the bottom surface of the dielectric substrate 2. Are arranged substantially opposite to each other. One end side (base end side) of the ground ground terminal electrode 8a is connected to the parasitic radiation electrode 7a, and the base end side of the ground ground terminal electrode 8b is connected to the parasitic radiation electrode 7b. Each other end side (tip side) 8α of the grounding terminal electrode 8 _a , 8α _b Are bent toward the inner side of the dielectric substrate 2 and disposed substantially opposite to the bottom surface of the dielectric substrate 2 with an interval, like the front end side of the power supply terminal electrode 4.
[0026]
A substrate (mounting substrate) 5 on which the surface-mounted antenna 1 according to this embodiment is mounted is provided with a power feeding electrode at a position substantially opposite to the distal end side 4α of the power feeding terminal electrode 4 as shown in FIG. A pad 11 is formed. Further, the distal end side 8α of the grounding terminal electrode 8a _a The electrode pad 12a for grounding is located at a position substantially opposite to the tip side 8α of the grounding terminal electrode 8b. _b The electrode pads 12b for grounding are formed at positions substantially opposite to each other. The power supply electrode pad 11 is connected to the signal supply source 6. The grounding electrode pads 12a and 12b are each grounded.
[0027]
When the surface-mounted antenna 1 is mounted at a predetermined mounting position on the mounting substrate 5, a capacitance C is provided between the distal end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the power supply electrode pad 11. ₄ Is formed. Similarly, the distal end side 8α of the grounding terminal electrode 8a. _a And a capacitor C between the grounding electrode pad 12a _8a Is the front end side 8α of the grounding terminal electrode 8b. _b And a capacitor C between the grounding electrode pad 12b _8b Are formed respectively.
[0028]
In this embodiment, the area of the distal end side 4α of the power supply terminal electrode 4 is equal to the area of the power supply electrode pad 11 or, as shown in FIG. It is narrower than the area. In addition, each distal end side 8α of the grounding terminal electrode 8 _a , 8α _b This is also the same, and is equivalent to the area of the grounding electrode pads 12a and 12b or smaller than the area of the grounding electrode pads 12a and 12b.
[0029]
When mounting the surface-mounted antenna 1 on the mounting substrate 5, it is difficult to mount the surface-mounted antenna 1 at a set position of the mounting substrate 5 with very high accuracy. The mounting position of the mold antenna 1 varies. The area of the front end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the front end side 8α of the ground electrode terminal 8 _a , 8α _b Is smaller than the area of the electrode pad 11 for power supply and the electrode pad 12 for grounding, the front end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the ground are not adversely affected by such variation in mounting position. Tip side 8α of terminal electrode 8 for grounding _a , 8α _b Can be substantially opposed to the electrode pads 11, 12 a, 12 b of the mounting substrate 5. As a result, the capacitance C between the distal end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the power supply electrode pad 11 due to variations in the mounting position. ₄ Or the tip side 8α of the ground electrode 8 _a , 8α _b And capacitance C between the electrode pad 12 for grounding and the ground _8a , C _8b The problem of variation can be prevented.
[0030]
In this embodiment, a region sandwiched between the distal end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the power supply electrode pad 11 and the distal end side 8α of the ground electrode terminal 8a. _a And the grounding electrode pad 12a, and the tip side 8α of the grounding terminal electrode 8b. _b And the region sandwiched between the grounding electrode pad 12b and the intermediate dielectric material 10 (10 ₄ , 10 _8a , 10 _8b ) Is formed. These intermediate dielectric materials 10 (10 ₄ , 10 _8a , 10 _8b ) Is formed by, for example, an insert molding method or an outsert molding method.
[0031]
Intermediary dielectric material 10 ₄ Is made of a dielectric material having an appropriate relative permittivity in consideration of the impedance of the feed radiation electrode 3 and having a low dielectric loss tangent tan δ for increasing the Q value of the feed radiation electrode 3. That is, when the impedance of the feeding radiation electrode 3 is in a state inconsistent with the impedance on the signal supply source 6 side, the capacitance C between the distal end side 4α of the feeding terminal electrode 4 and the feeding electrode pad 11 ₄ Can be used to match the feeding radiation electrode 3 side and the signal supply source 6 side. Therefore, when the feeding radiation electrode 3 side and the signal supply source 6 side are mismatched, the intermediate dielectric material 10 ₄ Is a capacitance C for matching between the feeding radiation electrode 3 side and the signal supply source 6 side. ₄ It is made of a dielectric material having a relative dielectric constant for obtaining the above.
[0032]
When the impedance of the feed radiation electrode 3 can be matched with the impedance on the signal supply source 6 side, the tip side 4α of the feed terminal electrode 4 and the feed electrode pad 11 are almost short in terms of high frequency. Therefore, the intermediate dielectric material 10 ₄ Is made of a dielectric material having a high relative dielectric constant for electrically connecting the front end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the power supply electrode pad 11 to a short circuit in terms of high frequency. In this case, the intermediate dielectric material 10 ₄ Often has a dielectric constant higher than that of the dielectric substrate 2.
[0033]
Front end 8α of terminal electrode 8a for grounding _a And the capacitance C between the grounding electrode pad 12a _8a , And the tip end side 8α of the grounding terminal electrode 8b _b Between the electrode pad 12b and the grounding electrode pad 12b _8b Is the tip side 8α of the grounding terminal electrodes 8a and 8b. _a , 8α _b And the grounded electrode pads 12a and 12b may be electrically connected in a short-circuit manner at a high frequency. For this reason, the intermediate dielectric material 10 _8a , 10 _8b Are the front end sides 8α of the grounding terminal electrodes 8a and 8b, respectively. _a , 8α _b And a grounding electrode pad 12a, 12b are made of a dielectric material having a high relative dielectric constant for conductively connecting to a short circuit in terms of high frequency. In this case, the intermediate dielectric material 10 _8a , 10 _8b Often has a relative dielectric constant higher than that of the dielectric substrate 2.
[0034]
Intermediary dielectric material 10 ₄ , 10 _8a , 10 _8b Examples of the dielectric material that can constitute the material include a mixed material of a resin material (for example, epoxy) and a dielectric constant adjusting material (for example, a filler (ceramic powder)), and various dielectric materials such as ceramics. Here, the intermediate dielectric material 10 ₄ , 10 _8a , 10 _8b The constituent material is not particularly limited.
[0035]
Of course, the intermediate dielectric material 10 ₄ , 10 _8a , 10 _8b May be made of the same material, or may be made of different materials. Also, the intermediate dielectric material 10 ₄ , 10 _8a , 10 _8b May be made of the same material as the dielectric substrate 2. Further, the intermediate dielectric material 10 ₄ , 10 _8a , 10 _8b Each may be composed of one material as a whole, or may be formed by combining a plurality of materials and partially different in material.
[0036]
Further, the intermediate dielectric material 10 ₄ , 10 _8a , 10 _8b It is preferable that at least the bottom portion is made of an elastic material (for example, a thermoplastic elastomer). This is because when the surface-mounted antenna 1 is mounted on the mounting substrate 5, the intermediate dielectric material 10 ₄ , 10 _8a , 10 _8b This is because the bottom surface can be brought into close contact with the substrate surface of the mounting substrate 5. Intermediary dielectric material 10 ₄ , 10 _8a , 10 _8b By adhering the bottom surface of the mounting substrate 5 to the substrate surface of the mounting substrate 5, the distance between the distal end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the power supply electrode pad 11 and the distal end side 8α of the ground ground terminal electrodes 8a and 8b are obtained. _a , 8α _b It is possible to prevent the distance between the electrode pads 12a and 12b for grounding from being different depending on the product. As a result, the capacity C ₄ , C _8a , C _8b Capacitance C ₄ , C _8a , C _8b Can be accurately set to the set value.
[0037]
In this embodiment, means for fixing the dielectric substrate 2 to the mounting substrate 5 without using solder when the surface-mounted antenna 1 is mounted on the mounting substrate 5 is provided. In the illustrated example, means 13 for fixing the dielectric substrate 2 to the mounting substrate 5 by caulking is provided.
[0038]
In this embodiment, each of the power supply terminal electrode 4 and the ground-grounding terminal electrodes 8a and 8b is mounted by mounting the surface-mounted antenna 1 on the mounting region set on the mounting substrate 5 by using the fixing means 13. Tip side 4α, 8α _a , 8α _b However, they are arranged opposite to the electrode pads 11, 12a, 12b of the corresponding mounting substrate 5, respectively. Thereby, for example, when a signal is supplied from the signal supply source 6 to the electrode pad 11 for power supply, the signal is transferred from the electrode pad 11 for power supply to the capacitor C. ₄ Is transmitted to the feed terminal electrode 4 and supplied to the feed radiation electrode 3. By this signal supply, the feeding radiation electrode 3 performs an antenna operation.
[0039]
Further, a signal is transmitted to the parasitic radiation electrode 7 by electromagnetic coupling between the feeding radiation electrode 3 and the parasitic radiation electrode 7 (7a, 7b), and the parasitic radiation electrode 7 performs an antenna operation based on the signal. The non-feeding radiation electrode 7 and the feeding radiation electrode 3 create a double resonance state, and, for example, the frequency band can be widened. Thereby, for example, it becomes possible to support a plurality of communication systems.
[0040]
According to this embodiment, the front end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the front end side 8α of the grounding terminal electrode 8 are used. _a , 8α _b Respectively, the intermediate dielectric material 10 ₄ , 10 _8a , 10 _8b The electrode pads 11, 12a, and 12b of the mounting substrate 5 can be disposed substantially opposite to each other through the wiring board. Thereby, the front end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the front end side 8α of the ground electrode terminal 8 are ground. _a , 8α _b Are electrically connected to the electrode pads 11, 12a, and 12b in high frequency via capacitors.
[0041]
In other words, the front end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the electrode pad 11 for power supply are connected, and the front end side 8α of the ground ground terminal electrode 8 is connected. _a , 8α _b The electrode pads 12 for grounding are not required to be directly connected to each other.
[0042]
For this reason, the front end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the front end side 8α of the ground electrode terminal 8 are provided. _a , 8α _b Are not required to be connected to the electrode pads 11, 12a, 12b on the mounting substrate 5, respectively.
[0043]
Further, in this embodiment, means are provided for fixing the dielectric substrate 2 to the mounting substrate 5 without using solder. With this configuration and the specific configuration of the power supply terminal electrode 4 and the ground ground terminal electrode 8, the surface mount antenna 1 can be mounted on the mounting substrate 5 without using solder.
[0044]
As a result, the dielectric substrate 2 can be configured using a material having a melting point of 200 ° C. or lower which is lower than the melting temperature of the solder. In addition to the surface-mounted antenna 1, other components may be mounted on the mounting substrate 5. In such a case, when a component having low heat resistance that cannot withstand the melting temperature of the solder is mounted on the mounting substrate 5, the surface-mounted antenna 1 is mounted on the mounting substrate 5 using solder. I can't. In this embodiment, the surface-mounted antenna 1 can be mounted on the mounting board 5 without using solder. Therefore, the specific configuration in this embodiment is a mounting board 5 on which low heat-resistant components are mounted. This is very effective when the surface-mounted antenna 1 is mounted on.
[0045]
Furthermore, in this embodiment, the front end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the front end side 8α of the ground ground terminal electrode 8 are used. _a , 8α _b Since it is a structure which is not directly connected to the electrode pads 11, 12a, 12b on the mounting substrate 5, it is not necessary to use a spring pin for direct connection, and problems due to the spring pin can be avoided. That is, it is possible to avoid the problem of poor conduction and the problem of durability deterioration due to the continuous application of stress due to the elasticity of the spring pin to the surface-mounted antenna 1 and the mounting substrate 5. Thereby, the reliability of the surface-mounted antenna 1 and the communication apparatus provided with the surface-mounted antenna 1 can be improved.
[0046]
Furthermore, in this embodiment, the intermediate dielectric material 10 between the tip end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the electrode pad 11 for power supply is used. ₄ Is very small, it hardly affects the antenna characteristics of the feed radiation electrode 3. Therefore, the intermediate dielectric material 10 can be used without worrying about the antenna characteristics of the feed radiation electrode 3. ₄ The relative dielectric constant can be set appropriately. Thereby, for example, as a circuit for impedance matching between the feeding radiation electrode 3 side and the signal supply source 6 side, the capacitance C between the distal end side 4α of the feeding terminal electrode 4 and the feeding electrode pad 11 is obtained. ₄ It becomes easy to use.
[0047]
Thus, the capacity C ₄ Therefore, the impedance matching between the feeding radiation electrode 3 side and the signal supply source 6 side can be achieved, so that the impedance of the feeding radiation electrode 3 does not have to match the impedance on the signal supply source 6 side. The degree of design freedom can be increased.
[0048]
Further, the mounting substrate 5 is generally provided with a DC cut capacitor on a signal conduction path from the signal supply source 6 to the surface mount antenna 1. In this embodiment, the capacitance C between the distal end side 4α of the power supply terminal electrode 4 and the electrode pad 11 for power supply. ₄ However, since it can function as the DC cut capacitor, the DC cut capacitor can be omitted, and the cost of components can be reduced.
[0049]
In addition, this invention is not limited to this embodiment, Various embodiments can be taken. For example, in this embodiment example, two parasitic radiation electrodes 7a and 7b are formed. However, the number of the parasitic radiation electrodes 7 is not limited to two, and may be one, or three or more. It is set appropriately. The same applies to the feed radiation electrode 3, and the number is not limited to the number.
[0050]
Furthermore, in this embodiment, the feed radiation electrode 3 and the feed terminal electrode 4 are in a one-to-one relationship. For example, a form in which a plurality of feed radiation electrodes 3 are commonly connected to one feed terminal electrode 4. It is good. Similarly, in this embodiment, the parasitic radiation electrode 7 and the grounding terminal electrode 8 are also in a one-to-one relationship. For example, a single grounding terminal electrode 8 includes a plurality of parasitic radiation electrodes 7. May be connected in common.
[0051]
Furthermore, in this embodiment, as an example of fixing the dielectric substrate 2 to the mounting substrate 5 without using solder, an example of fixing by caulking has been shown. Of course, the dielectric substrate by other means is used. 2 may be fixed to the mounting substrate 5. For example, an adhesive may be used. Further, as shown in FIG. 3, the dielectric base 2 is provided with claw-shaped leg portions 14. Further, a through hole 15 for inserting the leg portion 14 is formed in the mounting substrate 5 at a position corresponding to the leg portion 14. Then, the dielectric substrate 2 is fixed to the mounting substrate 5 by inserting the leg portions 14 of the dielectric substrate 2 into the through holes 15 of the mounting substrate 5 and engaging the claws of the leg portions 14 with the bottom surface of the mounting substrate 5. It is good also as a means to make it.
[0052]
Of course, the dielectric substrate 2 and the like can withstand the melting temperature of the solder, and when a component other than the surface mount antenna 1 is mounted on the mounting substrate 5, the mounted component can withstand the melting temperature of the solder. In this case, the surface-mounted antenna 1 may be mounted on the mounting substrate 5 using solder.
[0053]
Further, in this embodiment example, the power supply terminal electrode 4 and the grounding terminal electrode 8 (8a, 8b) are formed on the side surface of the dielectric substrate 2, but for example, a perspective view of FIG. As shown in FIG. 4B, which represents a cross section taken along the line AA of FIG. 4A, the power supply terminal electrode 4 and the ground grounding terminal electrodes 8 (8a, 8b) are formed inside the dielectric substrate 2. Also good. Furthermore, in this embodiment example, each of the front end sides of the power supply terminal electrode 4 and the ground ground terminal electrode 8 (8a, 8b) is bent toward the inside of the dielectric substrate 2, but for example, As shown in FIGS. 4A and 4B, the front end sides of the power supply terminal electrode 4 and the ground ground terminal electrode 8 (8a, 8b) are bent toward the outside of the dielectric substrate 2, respectively. , The front end side 8α of the power supply terminal electrode 4 and the grounding terminal electrode 8 (8a, 8b). _a , 8α _b May be arranged so as to face the power supply electrode pad 11 or the grounding electrode pad 12 (12a, 12b) of the mounting substrate 5 with the intermediate dielectric material 10 interposed therebetween.
[0054]
Furthermore, in this embodiment, the pattern shape of the feed radiation electrode 3 and the parasitic radiation electrodes 7a and 7b is a square shape, but the pattern shape of the feed radiation electrode 3 and the parasitic radiation electrodes 7a and 7b is limited. For example, other pattern shapes such as a meander shape may be used.
[0055]
Furthermore, in this embodiment example, an example in which at least the bottom surface portion of the intermediate dielectric material 10 is formed of a material having elasticity has been described. However, a part or all of the bottom surface portion of the dielectric substrate 2 is elastic. You may comprise by material. Furthermore, the entire dielectric substrate 2 may be made of the same material, or may be formed by a combination of a plurality of materials and partially different in material.
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the front end sides of the power supply terminal electrode and the ground ground terminal electrode are disposed substantially opposite to the bottom surface of the dielectric substrate, the electrode pads and capacitors formed on the substrate to be mounted are interposed. Can be connected in high frequency. This eliminates the need for solder and spring pins for directly connecting the front end sides of the power supply terminal electrode and the grounding terminal electrode to the electrode pads of the substrate to be mounted.
[0057]
Thereby, it is possible to avoid problems of poor conduction due to solder and spring pins and problems of durability. Thus, a highly reliable surface mount antenna and communication device can be provided.
[0058]
Furthermore, the region sandwiched between the front end side of the power supply terminal electrode and the power supply electrode pad formed on the mounting target substrate, and the front end side of the ground grounding terminal electrode, and formed on the mounting target substrate. In a region sandwiched between the grounded electrode pads, a medium dielectric material is formed by, for example, an insert molding method or an outsert molding method. The intermediate dielectric material has little effect on the characteristics of the feed radiation electrode and the parasitic radiation electrode. Can be set.
[0059]
Therefore, by appropriately setting the relative dielectric constant of the intermediary dielectric material, impedance matching between the feeding radiation electrode side and the signal supply source side is achieved in the capacitance between the tip end side of the feeding terminal electrode and the electrode pad for feeding. It is possible to provide a function as a matching circuit for taking
[0060]
In other words, the impedance between the feeding radiation electrode side and the signal supply source side can be matched by the capacitance between the front end side of the feeding terminal electrode and the electrode pad for feeding, so that the impedance of the feeding radiation electrode is supplied as a signal. There is no need to match the impedance on the source side. That is, the degree of freedom in the design of the feeding radiation electrode can be increased by the amount that the restriction on impedance is relaxed.
[0061]
If at least one of the dielectric substrate and the intermediate dielectric material is composed of a mixed material of a resin material and a dielectric constant adjusting material, the dielectric substrate or intermediate dielectric material having the desired relative dielectric constant is used. Can be easily obtained.
[0062]
Furthermore, since the present invention can mount the surface mount antenna on the substrate to be mounted without using solder, at least a part of the dielectric substrate and one or both of the intermediary dielectric materials are Even if it is made of a material having a melting point of 200 ° C. or lower which is lower than the melting point of solder, the surface mount antenna can be easily mounted on the substrate to be mounted, The grounding terminal electrode can be connected to the electrode pad of the substrate to be mounted.
[0063]
When the bottom surface portion of the intermediary dielectric material is made of a material having elasticity, such as a thermoplastic elastomer, the intermediary dielectric material is placed on the substrate when the surface mount antenna is mounted on the substrate to be mounted. Can be adhered to. For this reason, the distance between the front end side of the power supply terminal electrode and the electrode pad for power supply of the substrate, and the distance between the front end side of the terminal terminal for grounding and the electrode pad for grounding of the substrate vary depending on the product. This can be prevented. As a result, it is possible to prevent the problem that the capacitance between the power supply terminal electrode and the power supply electrode pad and the capacitance between the ground grounding terminal electrode and the ground grounding electrode pad due to variations in the spacing vary.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a form example of a surface-mounted antenna characteristic in an embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the relationship between the front end side of a power supply terminal electrode or a ground ground terminal electrode and an electrode pad for power supply or ground ground.
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of means for fixing a surface-mounted antenna to a mounting board without using solder.
FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of a surface-mounted antenna.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a conventional example of a surface mount antenna.
[Explanation of symbols]
1 Surface mount antenna
2 Dielectric substrate
3 Feeding radiation electrode
4 Feeding terminal electrode
5 Mounting board
6 Signal source
7 Parasitic radiation electrode
8 Grounding terminal electrode
10 Intermediate dielectric material
11 Electrode pads for power supply
12 Electrode pad for grounding

Claims

The dielectric substrate has a dielectric substrate , and on the substrate surface on the upper surface side of the dielectric substrate or inside the substrate , a feed radiation electrode for performing an antenna operation when a signal is supplied from a signal supply source, and an electromagnetic coupling with the feed radiation electrode are combined. In a surface-mounted antenna formed with a parasitic radiation electrode that creates a resonance state, a feeding terminal electrode that supplies a signal from a signal supply source to the feeding radiation electrode is provided with a base end connected to the feeding radiation electrode. In addition, a grounding terminal electrode for grounding the parasitic radiation electrode to the ground is provided with the base end side connected to the parasitic radiation electrode, and each distal end of the feeding terminal electrode and the ground grounding terminal electrode is provided. side, respectively, are formed by bending towards the inside or outside of the dielectric substrate, mediated dielectric on the lower surface of the bent other party site each such other party site forms a respective horizontal facing position Have been found provided, the distal side of the feeding terminal electrode forms a capacitor through the intermediary dielectric material between the electrode pad for power supply are formed on a substrate mounting object, also, the grounded The front end side of the terminal electrode for ground forms a capacitance via the intermediary dielectric material between the electrode pad for grounding formed on the substrate to be mounted, and the front end side of the terminal electrode for ground grounding The intermediate dielectric material provided on the ground is configured to have a relative dielectric constant higher than that of the dielectric substrate, and the tip of the ground ground terminal electrode and the ground ground electrode pad are electrically short-circuited. A capacitance to be connected is configured to be provided between the front end side of the ground grounding terminal electrode and the ground grounding electrode pad, and is provided on each of the front end side of the power feeding terminal electrode and the front end side of the ground grounding terminal electrode. Setting Wherein the surface-mounted antenna that bottom portion of the intermediary dielectric material for being made of a material of a thermoplastic elastomer having elasticity.

The intermediate dielectric material provided on the front end side of the power supply terminal electrode generates a capacitance for impedance matching between the power supply radiation electrode side and the signal supply source side between the front end side of the power supply terminal electrode and the power supply electrode pad. 2. The surface mount antenna according to claim 1, wherein the surface mount antenna has a relative dielectric constant.

The intermediate dielectric material provided on the front end side of the power supply terminal electrode is configured to have a relative dielectric constant higher than that of the dielectric substrate, and the front end side of the power supply terminal electrode and the electrode pad for power supply are short-circuited in high frequency. The surface mount antenna according to claim 1, wherein a capacitance to be conductively connected to the power supply terminal is provided between a front end side of the power supply terminal electrode and the electrode pad for power supply.

Feed radiation electrode, (2n-1) · λ / 4 type (n is a natural number) surface according to any one of claims 1 to 3 characterized by that forms the feed radiation electrode Mountable antenna.

At least one of the dielectric base mediated dielectric material, according to claim 1 or claim 2 or claim 3 or claim to, wherein the dielectric constant adjusting material to the resin material is constituted by mixed materials Item 5. The surface mount antenna according to Item 4 .

Surface-mounted antenna according to any one of claims 1 to 5 characterized by comprising formed by one of the insert molding method and the outsert molding.

At least a portion of the dielectric substrate, one or both of the intermediary dielectric material, it any one of claims 1 to 6 characterized by being made of a material having a melting point of 200 ° C. or less The surface mount antenna described in 1.

A communication device comprising the surface mount antenna according to any one of claims 1 to 7 .