JP5569011B2 - アンテナ部品 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナを組み込んだ部品であるアンテナ部品に係り、特に、携帯して使用する機器用として好適なアンテナ部品に関する。

携帯して使用する機器で使われるアンテナにおいては、近年の機器の小型化、多機能化に対応して、例えば、アンテナ自体が小型であること、多方向に指向性を有するものであること、複数の周波数帯（異なる種のインターフェース）に対応可能であることなどが要求されている。

アンテナ自体の小型化の要求は、機器で用意される領域の狭隘化に伴うものであり、自然な流れ、要求である。指向性が多方向に及ぶことが好ましいのは、機器の空間的な配置方向が使用状況によって変わっても良好な通信状態を保つ必要からであり、携帯型機器の場合、特に考慮を要する。複数の周波数帯への対応については、例えば、多機能型携帯端末などでは、無線通信のためのいくつものインターフェース（電話およびデータの主たる通信のほか、例えば、無線ＬＡＮ、非接触データ通信、ＧＰＳなど用）の装備が必要であるためである。

上記の課題を解決するため、参考態様であるアンテナ部品は、第１配線層と、第１絶縁層を介して前記第１配線層の隣の配線層として設けられた第２配線層と、第２絶縁層を介して前記第２配線層のさらに隣の配線層として設けられた第３配線層と、第３絶縁層を介して前記第３配線層のさらに隣の配線層として設けられた第４配線層と、前記第１絶縁層を貫通して前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続可能な第１層間接続体と、前記第２絶縁層を貫通して前記第２配線層と前記第３配線層とを電気的に接続可能な第２層間接続体と、前記第３絶縁層を貫通して前記第３配線層と前記第４配線層とを電気的に接続可能な第３層間接続体と、を有する配線板を具備し、第１のアンテナ導体パターンが、前記第１配線層、前記第１層間接続体、前記第２層間接続体、前記第３層間接続体、および前記第４配線層を用いて、前記第１ないし第３の絶縁層に平行する方向の軸を有するヘリカル状に形成されており、第２のアンテナ導体パターンが、前記第２配線層、前記第２層間接続体、および前記第３配線層を用いて、前記第１のアンテナ導体パターンの前記軸の方向と直交する方向の軸を有するヘリカル状に形成されていることを特徴とする。

なお、本願で開示する内容に関連する技術として下記文献に開示されたものがある。そのいずれに開示の技術も、多方向の指向性や、複数の周波数帯への対応を意図したものではない。

特開２００９−５５４１２号公報 特開２００９−１３０４４６号公報

本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、アンテナを組み込んだ部品であるアンテナ部品において、複数方向の指向性の具有および／または複数の周波数帯への対応が可能であり、これにより小型化に寄与するアンテナ部品を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様であるアンテナ部品は、第１配線層と、第１絶縁層を介して前記第１配線層の隣の配線層として設けられた第２配線層と、第２絶縁層を介して前記第２配線層のさらに隣の配線層として設けられた第３配線層と、第３絶縁層を介して前記第３配線層のさらに隣の配線層として設けられた第４配線層と、前記第１絶縁層を貫通して前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続可能な第１層間接続体と、前記第２絶縁層を貫通して前記第２配線層と前記第３配線層とを電気的に接続可能な第２層間接続体と、前記第３絶縁層を貫通して前記第３配線層と前記第４配線層とを電気的に接続可能な第３層間接続体と、を有する配線板を具備し、第１のアンテナ導体パターンが、前記第１配線層、前記第１層間接続体、前記第２層間接続体、前記第３層間接続体、および前記第４配線層を用いて、前記第１ないし第３の絶縁層に平行する方向の軸を有するヘリカル状に形成されており、第２のアンテナ導体パターンが、前記第２配線層、前記第２層間接続体、および前記第３配線層を用いて、前記第１のアンテナ導体パターンの前記軸の方向と直交する方向の軸を有するヘリカル状に形成されていることを特徴とする。

すなわち、このアンテナ部品では、少なくとも４つの配線層を有する多層の配線板を用い、第１のアンテナ導体パターンを、第１配線層、第１層間接続体、第２層間接続体、第３層間接続体、および第４配線層を用いて、第１ないし第３の絶縁層に平行する方向の軸を有するヘリカル状に形成している。さらに、第２のアンテナ導体パターンを、第２配線層、第２層間接続体、および第３配線層を用いて、第１のアンテナ導体パターンの軸の方向と直交する方向の軸を有するヘリカル状に形成している。

したがって、第１、第２のアンテナ導体パターンのヘリカル形状の軸の方向関係から、アンテナとしての指向性を互いに直交する２つの方向に向けることができる。また、第１、第２のアンテナ導体パターンを別々の周波数帯対応として使用することもできる。よって、複数方向の指向性の具有および／または複数の周波数帯への対応が可能であり、これにより小型化に寄与するアンテナ部品を提供することできる。

また、本発明の一態様であるアンテナ部品は、第１配線層と、第１絶縁層を介して前記第１配線層の隣の配線層として設けられた第２配線層と、第２絶縁層を介して前記第２配線層のさらに隣の配線層として設けられた第３配線層と、前記第１絶縁層を貫通して前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続可能な第１層間接続体と、前記第２絶縁層を貫通して前記第２配線層と前記第３配線層とを電気的に接続可能な第２層間接続体と、を有する配線板を具備し、第１のアンテナ導体パターンが、前記第１配線層を用いて、渦巻き状に形成されており、第２のアンテナ導体パターンが、前記第１のアンテナ導体パターンの渦巻き状の形状に重なるように、前記第２配線層、前記第２層間接続体、および前記第３配線層を用いて、前記第１、第２の絶縁層に平行する方向の軸を有するヘリカル状に形成されていることを特徴とする。

すなわち、このアンテナ部品では、少なくとも３つの配線層を有する多層の配線板を用い、第１のアンテナ導体パターンを、第１配線層を用いて、渦巻き状に形成している。さらに、第２のアンテナ導体パターンを、第２配線層、第２層間接続体、および第３配線層を用いて、第１、第２の絶縁層に平行する方向の軸を有するヘリカル状に形成している。

したがって、第１、第２のアンテナ導体パターンの巻き軸の方向関係から、アンテナとしての指向性を互いに直交する２つの方向に向けることができる。また、第１、第２のアンテナ導体パターンを別々の周波数帯対応として使用することもできる。よって、複数方向の指向性の具有および／または複数の周波数帯への対応が可能であり、これにより小型化に寄与するアンテナ部品を提供することできる。

また、別の参考態様であるアンテナ部品は、第１配線層と、第１絶縁層を介して前記第１配線層の隣の配線層として設けられた第２配線層と、第２絶縁層を介して前記第２配線層のさらに隣の配線層として設けられた第３配線層と、前記第１絶縁層を貫通して前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続可能な第１層間接続体と、前記第２絶縁層を貫通して前記第２配線層と前記第３配線層とを電気的に接続可能な第２層間接続体と、を有する配線板を具備し、第１のアンテナ導体パターンが、前記第２配線層を用いて、パッチ状またはダイポール状に形成されており、第２のアンテナ導体パターンが、前記第１配線層、前記第１層間接続体、前記第２層間接続体、および前記第３配線層を用いて、前記第１、第２の絶縁層に平行する方向の軸を有するヘリカル状に形成されていることを特徴とする。

すなわち、このアンテナ部品では、少なくとも３つの配線層を有する多層の配線板を用い、第１のアンテナ導体パターンを、第２配線層を用いて、パッチ状またはダイポール状に形成している。さらに、第２のアンテナ導体パターンを、第１配線層、第１層間接続体、第２層間接続体、および第３配線層を用いて、第１、第２の絶縁層に平行する方向の軸を有するヘリカル状に形成している。

したがって、第１、第２のアンテナ導体パターンを別々の周波数帯対応として使用することができる。よって、複数の周波数帯への対応が可能であり、これにより小型化に寄与するアンテナ部品を提供することできる。

本発明によれば、アンテナを組み込んだ部品であるアンテナ部品において、複数方向の指向性の具有および／または複数の周波数帯への対応が可能であり、これにより小型化に寄与するアンテナ部品を提供することができる。

以下での記載に関わらず、図７、図９、図１０を除く形態そのものは、参考態様の説明である。ただし、発明の実施形態として参照されるべき事項を含んではいる。
本発明の一実施形態に係るアンテナ部品の構成を示す模式的断面図。 図１に示したアンテナ部品における２つのアンテナ導体パターンの構成を説明するための簡略斜視図。 図１に示したアンテナ部品を製造する過程の一部（最終積層工程）を断面で示す模式的工程図。 図１に示したアンテナ部品における面上の利用態様の一例を説明する簡略斜視図。 図１に示したアンテナ部品における面上の利用態様の別の例を説明する模式的断面図。 図１に示したアンテナ部品における面上の利用態様のさらに別の例を説明する簡略斜視図。 本発明の別の実施形態に係るアンテナ部品の構成を示す簡略斜視図。 本発明のさらに別の実施形態に係るアンテナ部品の構成を示す簡略斜視図。 本発明のさらに別の（第４の）実施形態に係るアンテナ部品の構成を示す模式的断面図。 図９に示したアンテナ部品における回路構成を示す例示的な回路図。

本発明の実施態様として、前記第１層間接続体が、前記第１絶縁層を貫通する密構造の導電体であり、前記第２層間接続体が、前記第２絶縁層を貫通する密構造の導電体であり、前記第３層間接続体が、前記第３絶縁層を貫通する密構造の導電体である、とすることができる。または、前記第１層間接続体が、前記第１絶縁層を貫通する密構造の導電体であり、前記第２層間接続体が、前記第２絶縁層を貫通する密構造の導電体である、とすることができる。これらの密構造の導電体は、小さな領域に高密度に設けることができる性質のものであり、アンテナ導体パターンの一部としても向いている。アンテナ導体パターンを形成するための層間接続体として、周知のスルーホール導電体を用いるようにしてもよい。

また、実施態様として、ヘリカル状の前記第１のアンテナ導体パターンのコアとして位置するように前記第２の絶縁層に埋設されたフェライト芯をさらに具備し、前記フェライト芯が、ヘリカル状の前記第２のアンテナ導体パターンのコアとなるようにも位置している、とすることができる。または、ヘリカル状の前記第２のアンテナ導体パターンのコアとして位置するように前記第２の絶縁層に埋設されたフェライト芯をさらに具備する、とすることができる。これらは、アンテナ導体パターンとしてインダクタンスを増加させるフェライト芯を、配線板中に部品内蔵の要領で埋設した構成である。部品内蔵の要領で埋設することで、コンパクトなまとまりでアンテナ部品として付加価値を増大させることができる。特に、前者では、第１、第２のアンテナ導体パターンに共通の１つのフェライト芯を設けることで済みコスト減につながる。

また、実施態様として、前記第２の絶縁層が、少なくも２つの絶縁層が積層されたものであり、前記第２の絶縁層の前記少なくとも２つの絶縁層のうちの隣り合ういずれか２つの絶縁層の間に設けられた第５配線層（または第４配線層）をさらに具備し、前記フェライト芯が、溶融はんだに対して濡れ性を呈する材料のめっき層を少なくとも一部の表面に有し、該一部の表面が、前記第５配線層（または第４配線層）の一部として形成されたフェライト芯取り付け用ランド上に、はんだで固定されて、前記第２の絶縁層に埋設されている、とすることができる。フェライト芯をはんだにより配線層上に固定するので、製造途上で、表面実装技術により効率的に実装、固定が可能になる。

また、実施態様として、前記第１のアンテナ導体パターンが有する両端子である第１の端子および第２の端子のうち該第１の端子と、前記第２のアンテナ導体パターンが有する両端子である第１の端子および第２の端子のうち該第１の端子とが共通端子として接続されており、前記配線板に実装された、前記第１のアンテナ導体パターンの前記第２の端子と前記第２のアンテナ導体パターンの前記第２の端子とを２つの出力先とするデマルチプレクサと、前記配線板にさらに実装された、前記共通端子と前記デマルチプレクサの入力とに電気的接続を有するアンテナ駆動ＩＣとをさらに具備する、とすることができる。

この実施態様では、アンテナ駆動ＩＣを配線板に実装することでアンテナ部品として付加価値を高めている。ここで、アンテナ駆動ＩＣが第１のアンテナ導体パターンを駆動するか、第２のアンテナ導体パターンを駆動するかが、デマルチプレクサの状態により切り替え可能な構成である。したがって、時分割に（または切り替えて）、第１、第２のアンテナ導体パターンをアンテナとして動作させることができる。すなわち、複数方向の指向性の具有および／または複数の周波数帯への対応が、時分割に（または切り替えることで）実現する。

また、実施態様として、前記第１のアンテナ導体パターンが有する両端子である第１の端子および第２の端子のうち該第１の端子と、前記第２のアンテナ導体パターンが有する両端子である第１の端子および第２の端子のうち該第１の端子とが接続されており、前記配線板に実装された、前記第１のアンテナ導体パターンの前記第２の端子と前記第２のアンテナ導体パターンの前記第２の端子とに電気的接続を有するアンテナ駆動ＩＣをさらに具備する、とすることができる。

この実施態様は、アンテナ駆動ＩＣを配線板に実装することでアンテナ部品として付加価値を高めている。ここで、アンテナ駆動ＩＣは、直列に接続された第１、第２のアンテナ導体パターンを駆動する構成である。したがって、同時に、第１、第２のアンテナ導体パターンをアンテナとして動作させることができる。すなわち、複数方向の指向性の具有が、同時的に実現する。

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナ部品の構成を示す模式的断面図である。端的に言うと、このアンテナ部品は、多層（８層）の配線層２１〜２８を有する配線板を基本として、それらの配線層２１〜２８および配線層間を電気的につなぐ層間接続体３１〜３７により、所望のアンテナ導体パターンを構成したものである。例えば、非接触データキャリアの１つの規格である１３．５６ＭＨｚ帯に対応するアンテナ部品を想定している。

まず、配線板としての構成を説明する。このアンテナ部品は、絶縁層１１〜１７、配線層２１〜２８、層間接続体３１〜３７を有する配線板を具備する。配線板中には、フェライト芯４１が埋設、内蔵され、フェライト芯４１は、その表面に形成されためっき層４１ａの面がはんだ５１を介して、配線層２４が含む取り付けランド上に固定されている。最外の配線層２１、２８が設けられた面上には、それぞれはんだレジスト６１、６２の層がある。

配線層２１、２８は、配線板としての両主面上の配線層であり、その一部であるランド上に各種の部品（不図示）が実装されてもよく、および／または、このアンテナ部品を他の配線板上に実装するためにランドが形成されていてもよい。それらのランド部分を除いて両主面上には、はんだ接続時に溶融したはんだをランド部分に留めかつその後は保護層として機能するはんだレジスト６１、６２が形成されている。ランド部分の表層には、耐腐食性の高いＮｉ／Ａｕのめっき層（不図示）を形成するようにしてもよい。

配線層２２〜２７は、それぞれ、内層の配線層であり、順に、配線層２１と配線層２２との間に絶縁層１１が、配線層２２と配線層２３との間に絶縁層１２が、配線層２３と配線層２４との間に絶縁層１３が、配線層２４と配線層２５との間に絶縁層１４が、配線層２５と配線層２６との間に絶縁層１５が、配線層２６と配線層２７との間に絶縁層１６が、配線層２７と配線層２８との間に絶縁層１７が、それぞれ位置しこれらの配線層２１〜２８を隔てている。

各絶縁層１１〜１７は、例えばそれぞれ厚さ１００μｍで、それぞれ例えばエポキシ樹脂からなるリジッドな素材である。特に絶縁層１５は、内蔵されたフェライト芯４１に相当する位置部分が開口部になっており、フェライト芯４１を内蔵するための空間を提供する。絶縁層１４、１６は、内蔵されたフェライト芯４１のための絶縁層１５の上記開口部間を埋めるように変形進入しており内部に空隙となる空間は存在しない。

配線層２１と配線層２２とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１１を貫通する層間接続体３１により導通し得る。同様に、配線層２２と配線層２３とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１２を貫通する層間接続体３２により導通し得る。配線層２３と配線層２４とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１３を貫通する層間接続体３３により導通し得る。配線層２４と配線層２５とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１４を貫通する層間接続体３４により導通し得る。

さらに、同様に、配線層２５と配線層２６とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１５を貫通する層間接続体３５により導通し得る。配線層２６と配線層２７とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１６を貫通する層間接続体３６により導通し得る。配線層２７と配線層２８とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１７を貫通する層間接続体３７により導通し得る。

層間接続体３１〜３７は、それぞれ、導電性ペーストのスクリーン印刷により形成される導電性バンプを由来とする密構造の導電体であり、その製造工程に依拠して軸方向（図１の図示で上下の積層方向）に径が変化している。層間接続体３１〜３７は、このような形成過程や形状の特徴から、より微細で自由な配置が可能である。

次に、以上説明の配線板としての構成を踏まえ、このアンテナ部品が有する２つのアンテナ導体パターンの構成について図２をも参照して説明する。図２は、図１に示したアンテナ部品における２つのアンテナ導体パターンの構成を説明するための簡略斜視図である。図２において、図１中に示した構成要素に対応する部分には同一符号を付してある。

図２（ａ）に示すように、一方のアンテナ導体パターン１００は、配線層２１、層間接続体３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、配線層２８で主に構成されており、各層間接続体３１〜３７の各隣り合う層のものを電気的に接続中継するため、配線層２２〜２７も一部使用している。すなわち、アンテナ導体パターン１００のうちの横方向の導体パターンは、もっぱら最外の配線層２１、２８でなっており、縦方向の導体パターンは、層間接続体３１〜３７とこれらの各隣り合う層のものを電気的に接続中継する配線層２２〜２７とでなっている。そして、アンテナ導体パターン１００は、全体として、絶縁層１１〜１７に平行する方向の軸を有するヘリカル形状に構成されている。

また、同じく図２（ａ）に示すように、他方のアンテナ導体パターン２００は、配線層２２、層間接続体３２〜３６、配線層２７で主に構成されており、各層間接続体３２〜３６の各隣り合う層のものを電気的に接続中継するため、配線層２３〜２６も一部使用している。すなわち、アンテナ導体パターン２００のうちの横方向の導体パターンは、もっぱら配線層２２、２７でなっており、縦方向の導体パターンは、層間接続体３２〜３６とこれらの各隣り合う層のものを電気的に接続中継する配線層２３〜２６とでなっている。そして、アンテナ導体パターン２００は、全体として、絶縁層１１〜１７に平行しかつ上記アンテナ導体パターン１００が有する軸と直交する軸を有するヘリカル形状に構成されている。

以上のような両アンテナ導体パターン１００、２００の構成、配置により、これらのアンテナ導体パターン１００、２００を電気的に互いに独立させ設けることができる。そして、上記のようなアンテナ導体パターン１００、２００のヘリカル形状の軸の方向関係から、アンテナとしての指向性を互いに直交する２つの方向に向けることができる。よって、２方向の指向性の具有ができ、機器の小型化に寄与するアンテナ部品となる。アンテナ導体パターン１００、２００のような関係は、最低限４つの配線層を有する配線板を利用すれば実現できる。

なお、応用として、巻き数などを変え特性を変更することによれば、アンテナ導体パターン１００、２００を別々の周波数帯対応として使用することも可能である。よって、２方向の指向性の具有および／または２つの周波数帯への対応ができ、機器の小型化に寄与するアンテナ部品となる。

図２（ｂ）は、説明のため、一方のアンテナ導体パターン１００およびフェライト芯４１のみの位置関係を簡略図示したものである。図２（ｃ）は、同様に、他方のアンテナ導体パターン２００およびフェライト芯４１のみの位置関係を簡略図示したものである。これらの図示は、図１も参照すると容易に理解でき、フェライト芯４１は、アンテナ導体パターン１００、２００共通のコアとして機能することがわかる。フェライト芯４１は、多層配線板における部品内蔵の要領で埋設したものであり、これによりコンパクトなまとまりでアンテナ部品としてインダクタンスを増大させるという付加価値を加えている。また、アンテナ導体パターン１００、２００に共通に１つのコア（フェライト芯４１）なのでコスト減になる。

次に、図３は、図１に示したアンテナ部品を製造する過程の一部（最終積層工程）を断面で示す模式的工程図である。図３において図１中に示したものと対応のものには同一符号を付してある。

このアンテナ部品の製造工程は、概略以下である。まず、４枚の金属箔（銅箔）の必要な位置に層間接続のため（層間接続体３１、層間接続体３３、層間接続体３５、または層間接続体３７とするため）の突起状の銀ペーストバンプをそれぞれ印刷形成し、その銀ペーストバンプが貫通するようにそれらの銅箔上に絶縁層１１、絶縁層１３、絶縁層１５、または絶縁層１７とすべきプリプレグを積層一体化する。次に、貫通した銀ペーストバンプの先端を塑性変形するようにそれらのプリプレグ上にそれぞれ別の金属箔（銅箔）を積層一体化し、同時にそれらのプリプレグを硬化させて絶縁層１１、絶縁層１３、絶縁層１５、または絶縁層１７それぞれを有する、４つの両面配線板を得る。そして、両面の銅箔のうちの配線層２２、２３、２５、２６、２７とすべき銅箔をエッチングで所定にパターン化しておく。

次に、パターン化で得られた配線層２３上の必要な位置に層間接続体３２とすべき突起状の銀ペーストバンプを印刷形成し、その銀ペーストバンプが貫通するように配線層２３上に絶縁層１２とすべきプリプレグを積層一体化する。次に、貫通した銀ペーストバンプの先端を塑性変形するようにそのプリプレグ上に、絶縁層１１を有する両面配線板の配線層２２側を積層一体化し、同時にそのプリプレグを硬化させて絶縁層１１、１２、１３を有する４層配線板を得る。そして、その４層配線板の両面の銅箔のうちの配線層２４とすべき銅箔をエッチングで所定にパターン化する。

次に、上記４層配線板の配線層２４上に、表面実装技術を用いてはんだ５１でフェライト芯４１を実装する。ここでフェライト芯４１の表面のうちの少なくとも配線層２４上への実装面には、あらかじめ、溶融はんだが濡れ性を呈する材料、例えば銅のめっき層４１ａを設けておく。これにより、通常の表面実装技術のごとく、はんだ５１とすべきクリームはんだの配線層２４上への印刷、マウンタによるフェライト芯４１のクリームはんだを介した配線層２４上への載置、そして加熱によるクリームはんだのリフローを順次行い、フィライト芯４１の実装（固定）ができる。これにより、図３における積層部材Ａが得られる。

次に、絶縁層１５を有する配線板と、絶縁層１７を有する配線板とには、それぞれ、パターン形成された配線層２５、２７の側の必要な位置に、層間接続体３４、３６とすべき銀ペーストバンプをそれぞれ印刷形成し、それらの銀ペーストバンプが貫通するように絶縁層１４、または絶縁層１６とすべきプリプレグ１４Ａ、またはプリプレグ１６Ａを積層一体化する。なお、積層一体化の前または後に、フェライト芯４１ａの位置に対応するプリプレグ１４Ａ、絶縁層１５の部位は除去しておく（フェライト芯用開口部７１）。これらにより、図３における積層部材Ｂ、Ｃが得られる。

そして、図３に示すような配置で積層部材Ａ、Ｂ、Ｃを積層一体化する。この積層一体化では、プリプレグ１４Ａ、１５Ａが熱により流動化しフェライト芯４１の周りを充填して硬化する。また、層間接続体３４、３６は、その先端側が対接するランド（銅パターン）に接触して塑性変形・硬化し電気的接続が確立する。その後、最外の金属箔（銅箔）２１Ａ、２８Ａをエッチングでパターン化し、さらにそれらの上にはんだレジスト６１、６２の形成を行う。以上により、図１に示すアンテナ部品が製造できる。

以上、図１ないし図３を参照して１つの実施形態を説明したが、以下補足する。まず、この実施形態では、層間接続体３１〜３７として、隣り合う配線層の面間に挟設された密構造のものを使用しているが、スルーホールタイプの層間接続体を使用する配線板を使用して同様配置の２つのアンテナ導体パターンを設けることも可能ではある。ただし、スルーホールタイプの層間接続体は、通常、層間接続の不要な絶縁層をも貫通させて形成する必要があることなどにより、配置の自由度が低い。したがって、この点からもアンテナ部品として小型化には少し不利である。

また、この実施形態で、２つのアンテナ導体パターン１００、２００が同一の周波数帯に対応の場合、それらの通信可能距離などの特性を揃えるためには、ヘリカル形状の軸に直交する断面での導体パターンが描く面積を互いにほぼ同一にするように、２つのアンテナ導体パターン１００、２００をそれぞれ形成しておけばよい。これにより、互いに直行する両方向に磁束密度を揃えることができる。図１に示した実施形態では、アンテナ導体パターン１００が外側でアンテナ導体パターン２００がその内側に配置されているので、これらの上記面積を互いにほぼ同一にするには、アンテナ導体パターン２００の方のパターン長手方向の長さをアンテナ導体パターン１００のそれよりも多少長くすればよい。

次に、図４は、図１に示したアンテナ部品における面上の利用態様の一例を説明する簡略斜視図である。図４において、すでに説明した図中に示したものと同一相当の構成要素には同一符号を付してある。

図１に示したアンテナ部品は、配線板を利用しているので、その最外の面上を通常の配線板と同様に利用することができる。その１つの態様として、図４に示すものは、最外の配線層２１の一部として、取り付け用パターン２１０を設けている。配線層２１には、アンテナ導体パターン１００のうちの横方向のパターン、アンテナ導体パターン１００の両端子であるアンテナ導体パターン端子１００ａ、１００ｂのパターンがもともと存在する。そして、これらに加えて、アンテナ導体パターン２００の両端子であるアンテナ導体パターン端子２００ａ、２００ｂのパターンを設け、さらに、このアンテナ部品を安定的に他の配線板にはんだで取り付けるためのパターン２１０を独立に設けている。

次に、図５は、図１に示したアンテナ部品における面上の利用態様の別の例を説明する模式的断面図である。図５において、すでに説明した図中に示したものと同一相当の構成要素には同一符号を付してある。その部分については加えるべき事項がない限り説明を省略する。

この態様は、最外の配線層２１を、２つのアンテナ導体パターンを遮蔽するための金属パターンとして利用するようにしたものである。配線層２１は、遮蔽用ベタパターン２２０を有している。これに伴い、２つのアンテナ導体パターンの構成を少し変えている。すなわち、一方のアンテナ導体パターンにおいては、横方向の導体パターンを配線層２２（配線層２１から変更）と配線層２８とで構成し、他方のアンテナ導体パターンにおいては、横方向の導体パターンを配線層２３（配線層２２から変更）と配線層２７とで構成している。

最外の配線層２１には、遮蔽用ベタパターン２２０のほかに、２つのアンテナ導体パターンのそれぞれ両端子を設ける。遮蔽用ベタパターン２２０を設けることにより、遮蔽用ベタパターン２２０の外側に金属物が配置される場合に、それによる通信への悪影響を抑制することが可能である。

次に、図６は、図１に示したアンテナ部品における面上の利用態様のさらに別の例を説明する簡略斜視図である。図４において、すでに説明した図中に示したものと同一相当の構成要素には同一符号を付してある。

この実施形態は、両面に位置する最外の配線層にそれぞれアンテナ導体パターンの端子をひとつずつ設けたものである。すなわち、配線層２１に、アンテナ導体パターン１００、２００のそれぞれ一方の端子であるアンテナ導体パターン端子１００ａ、２００ｂを設けている。そして、配線層２８に、アンテナ導体パターン１００、２００のそれぞれ他方の端子であるアンテナ導体パターン端子１００ｂ、２００ａのパターンを設けている。このように両面にアンテナ導体パターン１００、２００の端子を設けることも、配線板を利用したアンテナ部品であるゆえに容易である。

以上の図４から図６においては、アンテナ部品における面上の利用態様について説明したが、アンテナ導体パターン１００、２００の両端子は、上記説明のように配線板の面上に設ける以外に、以下のように設けることも可能である。すなわち、例えば、配線板の側面（端面）に設けるように構成することができる。このためには、例えば、スルーホール導電体を端面において縦方向に２分したその一方のものを利用し端子とすればよい。

次に、本発明の別の実施形態に係るアンテナ部品について図７を参照して説明する。図７は、別の実施形態に係るアンテナ部品の構成を示す簡略斜視図である。端的に言うと、このアンテナ部品も、図１に示したアンテナ部品と同様に、多層（８層）の配線層２１〜２８を有する配線板を基本として、それらの配線層２１〜２８と配線層間を電気的につなぐ層間接続体３１〜３７とで、所望のアンテナ導体パターンを構成したものである。したがい、図１に相当する図示は省略し、図７に示すような、図２に相当する簡略斜視図を用い説明する。以下、図１（における符号）も適宜参照している。

図７（ａ）に示すように、一方のアンテナ導体パターン２００については、図２での説明と同様である。すなわち、アンテナ導体パターン２００は、配線層２２、層間接続体３２〜３６、配線層２７で主に構成されており、各層間接続体３２〜３６の各隣り合う層のものを電気的に接続中継するため、配線層２３〜２６も一部使用している。つまり、アンテナ導体パターン２００のうちの横方向の導体パターンは、もっぱら配線層２２、２７でなっており、縦方向の導体パターンは、層間接続体３２〜３６とこれらの各隣り合う層のものを電気的に接続中継する配線層２３〜２６とでなっている。そして、アンテナ導体パターン２００は、全体として、絶縁層１１〜１７に平行する軸を有するヘリカル形状に構成されている。

これに対して、図７（ａ）に示すように、他方のアンテナ導体パターン３００は、配線層２１、２８で主に構成されており、それらの配線層２１、２８において、それぞれ渦巻状のパターンを有している。そして、この配線層２１と配線層２８とを電気的に導通させるように、およびアンテナ導体パターン３００とその片側の端子とを接続するように、層間接続体３１〜３７、および各層間接続体３１〜３７の各隣り合う層のものを電気的に接続中継するため、配線層２２〜２７も一部使用している。

より具体的に、アンテナ導体パターン３００は、配線層２１に設けられた一方のその端子を渦巻きの外周端として渦巻きが開始され、内周端に至ってそこから層間接続体３１〜３７を辿り配線層２８に導通する。そして、その導通部位を配線層２８における渦巻きの内周端として、配線層２１と同じ向きの渦巻きが開始され、外周端に至ってそこから層間接続体３１〜３７を辿り配線層２１が有する端子に導通する。

以上のような両アンテナ導体パターン２００、３００の構成、配置によっても、これらのアンテナ導体パターン２００、３００を電気的に互いに独立させ設けることができる。そして、上記のようなアンテナ導体パターン２００、３００の軸の方向関係から、アンテナとしての指向性を互いに直交する２つの方向に向けることができる。よって、２方向の指向性の具有ができ、機器の小型化に寄与するアンテナ部品となる。

なお、応用として、巻き数などを変え特性を変更することによれば、アンテナ導体パターン２００、３００を別々の周波数帯対応として使用することも可能である。よって、２方向の指向性の具有および／または２つの周波数帯への対応ができ、機器の小型化に寄与するアンテナ部品となる。

図７（ｂ）は、説明のため、一方のアンテナ導体パターン２００のみの構成を簡略図示したものである。図７（ｃ）は、同様に、他方のアンテナ導体パターン３００のみの構成を簡略図示したものである。なお、これらの図示ではフェライト芯を描いていないが、アンテナ導体パターン３００内周側の縦方向の導体パターンの位置に注意しこの位置を避ければ図１に示した実施形態と同様にフェライト芯を設けることもできる。その意味では、アンテナ導体パターン３００の縦方向の導体パターンを渦巻き形状の外周端の側に設け、かつ、２つの端子をそれぞれ配線板両面に対向するように設ければ、アンテナ導体パターン３００とフェライト芯４１ａとの位置的干渉を避けることができ有用である。

図７に示す実施形態では、変形例として、渦巻きのアンテナ導体パターン３００について、さらに多層の配線層からなる渦巻きのパターンとすることも可能である。その場合には、図１に示したような８層の配線板より上下にさらに多層化された配線板を用い、その増えた配線層を利用して渦巻きのパターンをアンテナ導体パターン３００として連続するようにさらに多層に形成する。これにより、インダクタンスを増加させ通信能力の高いアンテナ導体パターンにすることができる。ちなみに、図１に示した８層の配線板より上下にさらに多層化された配線板は、図３において説明した製造工程を参照すればその応用として容易に製造できることがわかる。

一方、最低限の渦巻きのアンテナ導体パターン３００としては、配線層２１のみで形成される渦巻きの導体パターン、または配線層２８のみで形成される渦巻きの導体パターンとすることができる。この場合、全体のアンテナ部品として、最低限３つの配線層を有する配線板を利用できる。

また、別の観点の変形例として、次の構成のものも考えられる。すなわち、図１に示したアンテナ部品を基本として、この８層の配線板より上下にさらに多層化された配線板を用い、その増えた配線層を利用して渦巻きのパターンを構成するようにする。これによれば、図２に示したような、互いに直交する軸の２方向のヘリカル形状のアンテナ導体パターン１００、２００に加えて、これらの２方向の軸にさらに直交する軸の渦巻きのアンテナ導体パターン３００を有するアンテナ部品を構成することができる。このアンテナ部品では、互いに直交する３方向の軸を有する３つのアンテナ導体パターンが具有されるので、アンテナとしての指向性の範囲をさらに増すことができる。

次に、本発明のさらに別の実施形態に係るアンテナ部品について図８を参照して説明する。図８は、さらに別の実施形態に係るアンテナ部品の構成を示す簡略斜視図である。端的に言うと、このアンテナ部品も、図１に示したアンテナ部品と同様に、多層（８層）の配線層２１〜２８を有する配線板を基本として、それらの配線層２１〜２８と配線層間を電気的につなぐ層間接続体３１〜３７とで、所望のアンテナ導体パターンを構成したものである。したがい、図１に相当する図示は省略し、図８に示すような、図２に相当する簡略斜視図を用い説明する。以下、図１（における符号）も適宜参照している。

図８（ａ）に示すように、一方のアンテナ導体パターン１００については、図２での説明と同様である。すなわち、アンテナ導体パターン１００は、配線層２１、層間接続体３１〜３７、配線層２８で主に構成されており、各層間接続体３１〜３７の各隣り合う層のものを電気的に接続中継するため、配線層２２〜２７も一部使用している。つまり、アンテナ導体パターン１００のうちの横方向の導体パターンは、もっぱら配線層２１、２８でなっており、縦方向の導体パターンは、層間接続体３１〜３７とこれらの各隣り合う層のものを電気的に接続中継する配線層２２〜２７とでなっている。そして、アンテナ導体パターン１００は、全体として、絶縁層１１〜１７に平行する軸を有するヘリカル形状に構成されている。

これに対して、他方のアンテナ導体パターン４００は、配線層２４で主に構成されており、配線層２４において、図８（ａ）に示すように、パッチ状（またはダイポール状）にパターン形成されている。この配線層２４によるパターンをアンテナ導体パターン４００としての端子と電気的に導通させるように、層間接続体３１〜３３、および各層間接続体３１〜３３の各隣り合う層のものを電気的に接続中継するため、配線層２２、２３も一部使用している。さらに端子のため配線層２１を使用している。

以上のような両アンテナ導体パターン１００、４００の構成、配置によっても、これらのアンテナ導体パターン１００、４００を電気的に互いに独立させ設けることができる。したがって、アンテナ導体パターン１００、４００を別々の周波数帯対応として使用することができる。よって、２つの周波数帯への対応が可能であり、これにより小型化に寄与するアンテナ部品になる。

図８（ｂ）は、説明のため、一方のアンテナ導体パターン１００のみの配置を簡略図示したものである。図８（ｃ）は、同様に、他方のアンテナ導体パターン４００のみの配置を簡略図示したものである。

パッチ状（またはダイポール状）のアンテナ導体パターン４００は、例えば数１００ＭＨｚ帯以上の帯域の周波数による通信用として使用することができる。より具体的に、ＵＨＦ帯以上の周波数の電子タグ（ＩＣタグ、無線タグ、ＲＦＩＤ、非接触データキャリアなどとも言う）のほか、電話端末における電話およびデータの主たる通信、無線ＬＡＮ、ＧＰＳなどの用途が考えられる。この実施形態のアンテナ部品は、その構成から明らかであるが、配線板として、最低限３つの配線層を有するものであれば構成することができる。

次に、本発明のさらに別の実施形態に係るアンテナ部品について図９を参照して説明する。図９は、本発明のさらに別の実施形態に係るアンテナ部品の構成を示す模式的断面図である。図９において、すでに説明した図中に登場の構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部分についての説明は加えるべき事項がない限り省略する。

この実施形態は、図１に示したアンテナ部品と同様の構成のものをアンテナ導体パターン部１として有し、このアンテナ導体パターン部１が有している配線板と同一の配線板にアンテナ駆動ＩＣ４５などの周辺部品を、部品内蔵配線板部２として実装（または内蔵実装）させ付加価値を増大させたものである。電子タグとしての形態を想定している。

アンテナ駆動ＩＣ４５は、主たる内部構成要素として、通信回路部（不図示）とメモリ部（不図示）とを有する。通信回路部は、アンテナ導体パターン１００、同２００に接続され（図１０で説明する）、これにより、外部からのデータ読み出し指令信号を受信しかつこれに反応してメモリ部に格納されたデータの出力の仲介を行う。アンテナ駆動ＩＣ４５は、受信している状態ではアンテナ駆動回路ではなく受信回路として機能し、データを出力する状態でアンテナ駆動回路として機能する。

このアンテナ部品の部品内蔵配線板部２においては、絶縁層１１〜１７、配線層２１〜２８、層間接続体３１〜３７がそれぞれ通常の配線板における絶縁層、配線層、層間接続体として機能している。そして、例えばＬＧＡの端子を有するアンテナ駆動ＩＣ４５を内蔵で実装しているが、このアンテナ駆動ＩＣ４５は、すでに図３で説明したフェライト芯４１の実装、内蔵と同様の同時期の工程により、実装、内蔵されたものである。なお、アンテナ駆動ＩＣ４５のほかにもその関連する周辺部品を内蔵することができ、または、これを周辺部品４６のように、配線板の面上に実装するようにしてもよい。周辺部品４６としては、各種のＩＣ、チップコンデンサ、チップ抵抗、クリスタル発振子などがあり得る。

図１０は、図９に示したアンテナ部品における回路構成を示す例示的な回路図である。図１０において、すでに説明した図中に登場のものと対応する構成要素には同一符号を付してある。まず、図１０（ａ）に示す回路は、アンテナ導体パターン１００と同２００とを切り替えて（または時分割に）使用するように構成したものである。

回路構成として、アンテナ導体パターン１００の一方の端子と、アンテナ導体パターン２００の一方端子とが共通端子として接続されている。そして、アンテナ導体パターン１００の他方の端子とアンテナ導体パターン２００の他方の端子とを２つの出力先とするデマルチプレクサ９１が設けられ、アンテナ駆動ＩＣ４５は、上記共通端子とデマルチプレクサ９１の入力とに電気的接続を有している。なお、コンデンサ９５、９６は、アンテナ導体パターン１００、２００にそれぞれ並列に接続されてその周波数特性を調整するものである。これらの回路の構成は、このアンテナ部品が有する配線板としての機能を用い容易に実現できる。

図１０（ａ）に示す回路構成によれば、アンテナ駆動ＩＣ４５がアンテナ導体パターン１００を駆動するか、アンテナ導体パターン２００を駆動するかが、デマルチプレクサ９１の切り替え状態により決定可能である。よって、時分割に（または切り替えて）、アンテナ導体パターン１００、２００をアンテナとして動作させることができる。すなわち、２方向の指向性の具有および／または２つの周波数帯への対応が、時分割に（または切り替えることで）実現する。受信時も同様である。受信時は、デマルチプレクサ９１はマルチプレクサとして機能することになる。

コンデンサ９５、９６やマルチプレクサ／デマルチプレクサ９１は、アンテナ駆動ＩＣ４５と同様に配線板中に内蔵して備えることも可能であり、または、図９における周辺部品４６のように、配線板の面上に実装することも可能である。なお、この例は、図１に示したようなアンテナ導体パターン１００、２００を有するアンテナ部品における応用に留まらず、図７に示したようなアンテナ導体パターン２００、３００を有するアンテナ部品や、図８に示したようなアンテナ導体パターン１００、４００を有するアンテナ部品における応用としても有用である。

次に、図１０（ｂ）に示す回路は、アンテナ導体パターン１００と同２００とを同時に使用するためにこれらを直列に構成したものである。回路構成として、アンテナ導体パターン１００の一方の端子と、アンテナ導体パターン２００の一方の端子とが接続されており、アンテナ駆動ＩＣ４５は、アンテナ導体パターン１００の他方の端子とアンテナ導体パターン２００の他方の端子とに電気的接続を有している。なお、コンデンサ９７は、直列のアンテナ導体パターン１００、２００に並列に接続されてその周波数特性を調整するものである。これらの回路構成は、このアンテナ部品が有する配線板としての機能を用い容易に実現できる。

図１０（ｂ）に示す回路構成によれば、同時に、アンテナ導体パターン１００、２００をアンテナとして動作させることができる。すなわち、２方向の指向性の具有が、同時的に実現する。なお、この例は、図１に示したようなアンテナ導体パターン１００、２００を有するアンテナ部品における応用に留まらず、図７に示したようなアンテナ導体パターン２００、３００を有するアンテナ部品における応用としても有用である。

１…アンテナ導体パターン構成部、２…部品内蔵配線板部、１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７…絶縁層、１４Ａ，１６Ａ…プリプレグ、２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８…配線層、２１Ａ，２８Ａ…金属箔（銅箔）、３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７…層間接続体（導電性組成物をスクリーン印刷して形成のバンプを由来とする）、４１…フィライト芯、４１ａ…めっき層、４５…アンテナ駆動ＩＣ、４６…周辺部品、５１…はんだ、６１，６２…はんだレジスト、７１…フェライト芯用開口部、９１…マルチプレクサ／デマルチプレクサ、９５，９６，９７…コンデンサ、１００…ヘリカル形状アンテナ導体パターン、１００ａ，１００ｂ…アンテナ導体パターン端子、２００…ヘリカル形状アンテナ導体パターン、２００ａ，２００ｂ…アンテナ導体パターン端子、２１０…取り付け用パターン、２２０…遮蔽用ベタパターン、３００…渦巻き状アンテナ導体パターン、４００…パッチ状アンテナ導体パターン、Ａ，Ｂ，Ｃ…積層部材。

Claims (6)

1. 第１配線層と、
   第１絶縁層を介して前記第１配線層の隣の配線層として設けられた第２配線層と、
   第２絶縁層を介して前記第２配線層のさらに隣の配線層として設けられた第３配線層と、
   前記第１絶縁層を貫通して前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続可能な第１層間接続体と、
   前記第２絶縁層を貫通して前記第２配線層と前記第３配線層とを電気的に接続可能な第２層間接続体と、を有する配線板を具備し、
   第１のアンテナ導体パターンが、前記第１配線層を用いて、渦巻き状に形成されており、
   第２のアンテナ導体パターンが、前記第１のアンテナ導体パターンの渦巻き状の形状に重なるように、前記第２配線層、前記第２層間接続体、および前記第３配線層を用いて、前記第１、第２の絶縁層に平行する方向の軸を有するヘリカル状に形成されていること
   を特徴とするアンテナ部品。
2. 前記第１層間接続体が、前記第１絶縁層を貫通する密構造の導電体であり、
   前記第２層間接続体が、前記第２絶縁層を貫通する密構造の導電体であること
   を特徴とする請求項１記載のアンテナ部品。
3. ヘリカル状の前記第２のアンテナ導体パターンのコアとして位置するように前記第２の絶縁層に埋設されたフェライト芯をさらに具備することを特徴とする請求項２記載のアンテナ部品。
4. 前記第２の絶縁層が、少なくも２つの絶縁層が積層されたものであり、
   前記第２の絶縁層の前記少なくとも２つの絶縁層のうちの隣り合ういずれか２つの絶縁層の間に設けられた第４配線層をさらに具備し、
   前記フェライト芯が、溶融はんだに対して濡れ性を呈する材料のめっき層を少なくとも一部の表面に有し、該一部の表面が、前記第５配線層の一部として形成されたフェライト芯取り付け用ランド上に、はんだで固定されて、前記第２の絶縁層に埋設されていること
   を特徴とする請求項３記載のアンテナ部品。
5. 前記第１のアンテナ導体パターンが有する両端子である第１の端子および第２の端子のうち該第１の端子と、前記第２のアンテナ導体パターンが有する両端子である第１の端子および第２の端子のうち該第１の端子とが共通端子として接続されており、
   前記配線板に実装された、前記第１のアンテナ導体パターンの前記第２の端子と前記第２のアンテナ導体パターンの前記第２の端子とを２つの出力先とするデマルチプレクサと、
   前記配線板にさらに実装された、前記共通端子と前記デマルチプレクサの入力とに電気的接続を有するアンテナ駆動ＩＣと
   をさらに具備することを特徴とする請求項２記載のアンテナ部品。
6. 前記第１のアンテナ導体パターンが有する両端子である第１の端子および第２の端子のうち該第１の端子と、前記第２のアンテナ導体パターンが有する両端子である第１の端子および第２の端子のうち該第１の端子とが接続されており、
   前記配線板に実装された、前記第１のアンテナ導体パターンの前記第２の端子と前記第２のアンテナ導体パターンの前記第２の端子とに電気的接続を有するアンテナ駆動ＩＣをさらに具備すること
   を特徴とする請求項２記載のアンテナ部品。

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