JP4721270B2 - アンテナ製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、平面形のアンテナを機器への取付用の導電性のアダプタに一体化する手法について改良を図ったアンテナ製造方法に関するものである。
裏面側に接地導体が形成された誘電体基板の表面側にパッチ導体を形成したパッチアンテナを、例えばレーダ用として航空機の機体等に搭載する場合、通常ではそのパッチアンテナを直接搭載することはなく、機器への取付用の導電性のアダプタを介在して、接地を取りながら取り付けている。
図４はこの場合のアンテナ取付構造を示す断面図である。１０はパッチアンテナであり、多層基板を構成する誘電体基板１１、１２の間にパッチ導体１３が挟持され、誘電体基板１２の下面には接地導体１４が形成され、さらに中央にはポート用のスルーホール１５が形成されている。このスルーホール１５はパッチ導体１３に接続されているが、接地導体１４には接続されていない。２０はアルミニウム製の機器への取付用のアダプタであり、有底の収納部２１の中央底面にコネクタ６０用の取付穴２２が形成されている。
従来では、パッチアンテナ１０をアダプタ２０に取り付けるには、そのアダプタ２０の底面あるいはパッチアンテナ１０の接地導体１４の部分に導電性接着剤５０を塗布してから、その接地導体１４の部分をアダプタ２０の底面に接着して、接地導体１４とアダプタ２０を電気的に接続している。そして、そのアダプタ２０を航空機の機体等に、ネジ等で取り付けている。コネクタ６０はアダプタ２０の取付穴２２から挿入して心線６１をパッチアンテナ１０のスルーホール１５に挿入しハンダ付けしている。
ところが、パッチアンテナ１０のアダプタ２０への接着は、治具を用いてパッチアンテナ１０をアダプタ２０に対して長時間押し付けることにより行われているので、その間に導電性接着剤５０が周囲に滲み出るため、事後的に拭き取り作業が必要となることがある。また、場合によってはパッチアンテナ１０とアダプタ２０との接着部分にボイドが発生して、温度変化によって接着強度が低下することがある。さらに、導電性接着剤５０の滲みによって、パッチアンテナ１０の接地導体１４とスルーホール１５が接触して短絡が発生することもある。以上から歩留まりが良好でないという問題もあった。
本発明の目的は、アンテナとアダプタとの一体化にハンダシートを使用して、上記した問題をすべて解決したアンテナ製造方法を提供することである。
上記課題を解決するために請求項１にかかる発明は、誘電体基板の上面にパッチ導体が形成され下面に接地導体が形成され、前記パッチ導体に接続されたスルホールが前記誘電体基板の下面に前記接地導体から分離して露出する平面形のアンテナを、機器への取付用の導電性のアダプタに一体化するアンテナ製造方法において、前記アンテナの前記接地導体にほぼ対応した大きさおよび形状のハンダシートを前記アダプタと前記アンテナの前記接地導体との間に、前記接地導体に対応させて重ねてオーブン内にセットし、減圧しながら加熱して前記ハンダシートを溶融させ、前記アダプタに前記アンテナの前記接地導体を接着し一体化することを特徴とする。

請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のアンテナ製造方法において、前記アダプタをハンダ非接着性の導電性材質として、前記アダプタの前記ハンダシート接着部に予めハンダ接着前処理を施しておくことを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載のアンテナ製造方法において、前記アダプタをハンダ接着性の導電性材質として、前記アダプタの前記ハンダシート接着部以外の箇所で且つ前記ハンダシートのハンダが接着する可能性のある箇所に予めハンダレジストを塗布しておくことを特徴とする。
本発明のアンテナ製造方法によれば、平面形のアンテナの接地導体と導電性のアダプタとがハンダシートによって接着されるので、ハンダ接着部分とハンダ非接着部分とを正確に分離でき、接地導体が他の信号部分と短絡することを完全に防ぐことができるばかりか、ハンダの滲み出しもなくなり、歩留まりも向上するという利点があり、また減圧しながらハンダ接着を行うので、ハンダ接着部分にボイドが発生することも防止でき、接着強度が劣化することもない。
以下、本発明のアンテナ製造方法の実施例について説明する。図１はパッチアンテナ１０とアダプタ２０との接着方法の説明用の断面図、図２は分解斜視図である。パッチアンテナ１０は、多層基板を構成するガラスエポキシ等の材質からなる誘電体基板１１、１２の間に銅箔からなる一対のパッチ導体１３が挟持された構造であり、誘電体基板１２の下面には接地導体１４が形成され、その中央には一対のパッチ導体１３への給電部として働くポート用のスルーホール１５が形成されている。このスルーホール１５はパッチ導体１３と接続されているが、接地導体１４とは接続されていない。アダプタ２０は有底の収納部２１を有するアルミニウムからなり、底面中央にコネクタ６０用の取付穴２２が形成されている。
本実施例では、このようなパッチアンテナ１０をアダプタ２０に一体化するために、ハンダシート３０を使用する。このハンダシート３０は、外形がパッチアンテナ１０の接地導体１４の外形に対応した形状および大きさであり、中央部分に、接地導体１４の中央の開口１４ａに対応した大きさの開口３１が形成されている。また、アダプタ２０はアルミニウム製であるため、ハンダ接着が可能なように、収納部２１の底部分にはパッチアンテナ１０の接地導体１４に対応した形状となるように、銅メッキ、ハンダメッキ、無電解ニッケルメッキ等のハンダ接着用前処理が施されている。
パッチアンテナ１０をアダプタ２０に一体化するためには、図３に示すように、パッチアンテナ１０をその接地導体１４が下面となるようにしてハンダシート３０を介在してアダプタ２０の収納部２１に収納してから、全体を減圧機能付きのオーブン４０の内部にセットし、２００℃〜３００℃の温度で所定時間だけ加熱して、ハンダシート３０を溶融させる。
これにより、パッチアンテナ１０の接地導体１４とアダプタ２０の底面とがハンダ接着される。このとき、同時に減圧を行うことにより残留エアーが排気されるので、ハンダ接着部分にボイドが発生することを防止できる。また、ハンダはパッチアンテナ１０の接地導体１４およびアダプタ２０のハンダ接着前処理された箇所以外には接着しないので、このハンダによってスルーホール１５と接地導体１４が短絡することは無い。
最後に、コネクタ６０をアダプタ２０の裏面から挿入して、その心線６１をパッチアンテナ１０のスルーホール１５にハンダ接続する。
なお、以上において、アダプタ２０はアルミニウム製に限らず、導電性金属であれば銅その他の材質であっても良いが、ハンダが接着する材質の場合は、パッチアンテナ１０のスルーホール１５と接地導体１４とがハンダで短絡しないように、取付穴２２の周囲にハンダレジストを塗布することが望ましい。また、アダプタ２０と一体化すべきアンテナは、パッチアンテナ１０に限られるものではなく、基板を使用する他の形式の平面形のアンテナであっても、ハンダシートを使用することで、同様に接地導体部分をハンダ接着してアダプタ２０に一体化することができ、同様な作用効果を得ることができる。
本発明の実施例のパッチアンテナとアダプタとの接着の説明用の断面図である。 同実施例のパッチアンテナとアダプタとの接着の分解斜視図である。 同実施例のパッチアンテナとアダプタを減圧機能付きオーブンに入れた説明図である。 従来のパッチアンテナとアダプタとの接着の説明用の断面図である。
符号の説明
１０：パッチアンテナ、１１，１２：誘電体基板、１３：パッチ導体、１４：接地導体、１４ａ：開口、１５：スルーホール
２０：アダプタ、２１：収納部、２２：取付穴
３０：ハンダシート、３１：開口
４０：減圧機能付きオーブン
５０：導電性接着剤
６０：コネクタ、６１：心線

Claims (3)

  1. 誘電体基板の上面にパッチ導体が形成され下面に接地導体が形成され、前記パッチ導体に接続されたスルホールが前記誘電体基板の下面に前記接地導体から分離して露出する平面形のアンテナを、機器への取付用の導電性のアダプタに一体化するアンテナ製造方法において、
    前記アンテナの前記接地導体にほぼ対応した大きさおよび形状のハンダシートを前記アダプタと前記アンテナの前記接地導体との間に、前記接地導体に対応させて重ねてオーブン内にセットし、減圧しながら加熱して前記ハンダシートを溶融させ、前記アダプタに前記アンテナの前記接地導体を接着し一体化することを特徴とするアンテナ製造方法。
  2. 請求項１に記載のアンテナ製造方法において、
    前記アダプタをハンダ非接着性の導電性材質として、前記アダプタの前記ハンダシート接着部に予めハンダ接着前処理を施しておくことを特徴とするアンテナ製造方法。
  3. 請求項１に記載のアンテナ製造方法において、
    前記アダプタをハンダ接着性の導電性材質として、前記アダプタの前記ハンダシート接着部以外の箇所で且つ前記ハンダシートのハンダが接着する可能性のある箇所に予めハンダレジストを塗布しておくことを特徴とするアンテナ製造方法。
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