JP5967028B2 - アンテナ装置、無線通信装置およびアンテナ装置の製造方法 - Google Patents
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Description
前記樹脂多層基板の内部にキャビティが形成されていて、
前記コイル導体は前記キャビティの周囲を巻回するように形成されていて、
前記キャビティ内に焼結体の磁性体(焼結磁性体)が配置されている、
ことを特徴とする。
前記樹脂多層基板の内部にキャビティが形成されていて、
前記コイル導体は前記キャビティの周囲を巻回するように形成されていて、
前記キャビティ内に焼結体の磁性体が配置されたアンテナ装置と、前記コイル導体に接続された通信回路とを備えたことを特徴とする。
前記樹脂シートにコイル導体を形成する工程と、
前記樹脂シートにキャビティ形成用の開口部を形成する工程と、
前記複数の樹脂シートのうち、開口部を形成した樹脂シートを、開口を形成していない樹脂シートとの積層により前記開口部の積層によるキャビティを構成し、外形寸法が前記キャビティの内形寸法より小さな焼結体の磁性体を前記キャビティ内に収め、前記磁性体と共に前記複数の樹脂シートを圧着する工程と、
を備えたことを特徴とする。
図1は第1の実施形態に係るアンテナ装置101の分解斜視図、図2はアンテナ装置101の斜視図である。また、図3(A)はアンテナ装置101の主要部の分解断面図、図3(B)はアンテナ装置101の主要部の断面図である。
片面銅張の樹脂シートにエッチングレジストを塗布し、ビア導体形成位置のランドを形成するためにエッチングレジスト膜をパターン化し、エッチングし、エッチングレジスト膜を除去する。
ランド形成面とは反対側の面からレーザー加工によりビア形成用の穴あけ、その穴に導電性ペーストをスキージで塗布し、乾燥する。
樹脂シート13,14,15となるべき樹脂シートに磁性体コア挿入用の開口APをパンチングにより形成する。
後の積層時に開口内に磁性体コアが入るように、開口を形成していない樹脂シート16の所定位置に磁性体コア40を配置し、磁性体コアが外れないように軽くプレスすることで仮圧着する。
樹脂シート16の上に樹脂シート15〜11をこれらの順に積み上げることで複数の樹脂シートを積層し、その後、一括熱圧着する。または1層ずつ熱圧着しながら積層してもよい。さらには、接着シートを介在させて貼り付けてもよい。
第2の実施形態では、樹脂シートと磁性体コアとの積層構造について幾つかの構成例を示す。
図13は第3の実施形態に係るアンテナ装置103の分解斜視図、図14はアンテナ装置103の斜視図である。
図15は第4の実施形態に係るアンテナ一体型RFモジュール201の主要部の断面図である。複数の樹脂シート11〜18の積層によって樹脂多層基板10が構成されている。樹脂多層基板10内には磁性体コア40が埋設されている。また、樹脂多層基板10には磁性体コア40の周囲を巻回するように、線条部21,22等によるコイル導体が形成されている。
図17は第5の実施形態に係るアンテナ装置105Aの分解斜視図である。第1の実施形態で図1に示したアンテナ装置101と異なり、樹脂シート11の下面(アンテナ装置105Aの実装面)に端子電極31,32だけでなく端子電極33も形成されている。
図21は、第6の実施形態に係るアンテナ一体型RFモジュールについて示す図であり、開口が形成されている樹脂シートの平面図である。ここでは磁性体コア40と共に表している。アンテナ一体型RFモジュール全体の基本構造は図15に示したものと同じである。ビア導体23,24はコイル導体の一部であり、磁性体コア40の長辺に沿って(X軸方向に)配列されている。ビア導体27,28はコイルを形成する導体とは別のビア導体であり、磁性体コア40の短辺の近傍に配置(Y軸方向に配列)されている。
図22は第7の実施形態に係るアンテナ装置の構造および製造方法について示す図であり、図22(A)は樹脂シート13および磁性体コア40の断面図、図22(B)は樹脂シート13に磁性体コア40を仮圧着した状態での断面図である。樹脂シート13には、平面視で磁性体コア40が重なる位置にコイル導体の線条部が形成されていない。
図23は第8の実施形態に係るアンテナ装置108の分解斜視図、図24(A)はアンテナ装置108の断面図、図24(B)は樹脂シート12の平面図である。但し、図24(A)、図24(B)においては、図23の例よりも線条部21,22の数を減らして表している。アンテナ装置108は、複数の樹脂シート12,13,14,16,17が積層された樹脂多層基板と、この樹脂多層基板に形成されたコイル導体とを備えている。樹脂シート12の上面にはコイル導体の複数の線条部21および第2導体パターン34が形成されている。樹脂シート12の下面には端子電極31,32が形成されている。樹脂シート16の上面にはコイル導体の複数の線条部22が形成されている。樹脂シート13,14,16にはコイル導体の複数のビア導体(層間接続導体)が形成されている。これらの線条部21,22およびビア導体によって、横置きの扁平角筒に沿ったヘリカル状のコイル導体が構成されている。
図26(A)(B)(C)は第9の実施形態に係る3つのアンテナ装置109A,109B,109Cの断面図である。これらのアンテナ装置109A,109B,109Cの基本構造は図3に示したものと同じである。ここではコイル導体の線条部22の上部に樹脂シート17が積層されている。図26(A)において、キャビティ形成用の開口を有する樹脂シート13,14,15は磁性体である。したがって、磁性体コア40と共に樹脂シート13,14,15がアンテナコイルの磁芯として作用する。また、図26(B)において、コイル導体の線条部21,22で挟まれる樹脂シート12〜16は磁性体を含むシートである。したがって、磁性体コア40と共に樹脂シート12〜16がアンテナコイルの磁芯として作用する。さらに、図26(C)においては、すべての樹脂シート11〜17が磁性体を含むシートである。したがって、磁性体コア40と共に樹脂シート11〜17がアンテナコイルの磁芯として作用する。磁性体を含むシートは、例えば、樹脂シートや樹脂ペレットを軟化、流動させたのち、磁性体粉末と混合したものをシート化して得ることができる。
図27(A)は第10の実施形態に係るアンテナ装置110Aの積層圧着前の断面図、図27(B)はアンテナ装置110Aの断面図である。基本構造は図3に示したものと同じである。アンテナ装置110Aは、樹脂シート17,18,19を備える点で図3に示したアンテナ装置101と異なる。また、図27(B)に表れているように、樹脂シートの圧着によって、樹脂シートは層方向に隣接するコイル導体の線条部21,22の断面形状に沿って波板状に変形している。樹脂シート11〜18はそれぞれ熱可塑性樹脂のシートであり、加熱加圧によってこのように変形する。これにより、樹脂シートおよび樹脂多層基板は、波板状の山または谷が連続する方向の剛性が高い。そのため、樹脂シートの圧着時(プレス成型時)に磁性体コア40を割れにくくすることができる。
図30は第11の実施形態に係るアンテナ装置の主要部の断面図である。但し、この例では、単なるアンテナ装置ではなく、アンテナ一体型RFモジュール201とともに構成される(すなわちRFモジュールを含む)アンテナ装置である。このアンテナ装置は、アンテナ一体型RFモジュール201およびブースターコイル301で構成される。アンテナ一体型RFモジュール201の構成は第4の実施形態で示したとおりであるが、アンテナ一体型RFモジュール201内のアンテナ部101Pはブースターコイル301に給電するための給電コイルとして用いる。
図33(A)は第12の実施形態に係るアンテナ装置112の積層圧着前の断面図、図33(B)はアンテナ装置112の断面図である。基本構造は図2および図5(A)に示したものと同じである。但し、本実施形態では、ビア導体25の位置(ビア導体25を受ける位置)に形成されている電極26がキャビティ(磁性体コア40の収納空間)の内面に露出するように形成されている。また、コイル導体の線条部22は樹脂シート16の下面(積層により磁性体コア40に接する面)に形成されている。
図34は第13の実施形態に係るアンテナ装置113の熱圧着後の断面図である。基本構造は図18・図19に示したものと同じである。但し、本実施形態では、コイル導体20がキャビティ(磁性体コア40の収納空間)の内面に露出するように形成されている。
図35は第14の実施形態に係る無線通信装置401の筐体内部の構造を示す図であり、上部筐体91と下部筐体92とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。この無線通信装置401は図30に示したアンテナ一体型RFモジュール201およびブースターコイル301を備えたものである。
CA…キャビティ
1…第1コイル
2…第2コイル
3…絶縁体基材
4…磁性体シート
10…樹脂多層基板
11〜19…樹脂シート
20…コイル導体
21,22…線条部
23〜25,27,28…ビア導体(層間接続導体)
26…電極
31,32…端子電極
33…端子電極(第1導体パターン)
34…第2導体パターン
40〜43…磁性体コア
50…ソルダーレジスト
61〜63…搭載部品
70…実装基板
71,81…プリント配線板
72…UHF帯アンテナ
76…カメラモジュール
81…プリント配線板
82…UHF帯アンテナ
83…バッテリーパック
84…同軸ケーブル
91…上部筐体
92…下部筐体
101,103,105A,105B,107,108,109A,109B,109C,110A,110B,110C,112,113…アンテナ装置
101P…アンテナ部
201,207…RFモジュール
301…ブースターコイル
401…無線通信装置
Claims (16)
- 複数の樹脂シートが積層された樹脂多層基板と、この樹脂多層基板に形成されたコイル導体と、を備えたアンテナ装置であって、
前記樹脂多層基板の内部にキャビティが形成されていて、
前記コイル導体は前記キャビティの周囲を巻回するように形成されていて、
前記キャビティ内に焼結体の磁性体が配置されていて、
前記積層方向からの平面視で、前記樹脂多層基板における前記磁性体の周囲に、前記コイル導体の一部を構成する層間接続導体、および前記コイル導体を構成しない層間接続導体が配置されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記樹脂多層基板は、前記積層方向からの平面視で、長辺および短辺を有する矩形板状であり、
前記コイル導体の一部を構成する層間接続導体は前記長辺に沿って配置されていて、
前記コイル導体を構成しない層間接続導体は前記短辺に沿って配置されている、
請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記樹脂多層基板の一方面側に配置された搭載部品を備え、
前記コイル導体を構成しない層間接続導体の少なくとも一部は、前記搭載部品から前記樹脂多層基板における前記磁性体よりも他方面側へ延伸している、請求項1または2に記載のアンテナ装置。 - 前記キャビティは前記樹脂多層基板内に複数形成されていて、各キャビティに前記磁性体が配置されている、請求項1〜3のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記磁性体は平板形状であり、
前記磁性体の少なくとも一方の面の少なくとも一部を覆う位置に前記コイル導体以外の第1導体パターンが配置されている、請求項1〜4のいずれかに記載のアンテナ装置。 - 前記複数の樹脂シートのうち、前記第1導体パターンと前記コイル導体との間の樹脂シートの誘電率は、前記コイル導体が形成された樹脂シートの誘電率および前記磁性体の誘電率より低い、請求項5に記載のアンテナ装置。
- 前記磁性体は矩形板状であり、
前記磁性体の短辺に重なる位置に第2導体パターンが配置されている、請求項1〜6のいずれかに記載のアンテナ装置。 - 前記コイル導体は、異なった層の樹脂シートの面に形成された複数の線条導体と、これらの線条導体を層間で接続する層間接続導体とで構成され、
前記第2導体パターンは前記線条導体の一部である、請求項7に記載のアンテナ装置。 - 前記複数の樹脂シートのうち、前記キャビティを構成する層の樹脂シートは磁性体を含むシートである、請求項1〜8のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記コイル導体は、異なった層の樹脂シートの面に形成された複数の線条導体と、これらの線条導体を層間で接続する層間接続導体とで構成され、
前記線条導体は、平面視で前記磁性体を横切るように形成されて、この線条導体に隣接する樹脂シートの部分は波板状に屈曲している、請求項1〜9のいずれかに記載のアンテナ装置。 - 前記樹脂多層基板の少なくとも一方の主面に、前記コイル導体に導通するチップ素子が実装されている、請求項1〜10のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記コイル導体に対して電磁界結合し、電磁界を放射するコイルをさらに備えた、請求項1〜11のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 複数の樹脂シートが積層された樹脂多層基板と、この樹脂多層基板に形成されたコイル導体と、を備え、
前記樹脂多層基板の内部にキャビティが形成されていて、
前記コイル導体は前記キャビティの周囲を巻回するように形成されていて、
前記キャビティ内に焼結体の磁性体が配置されたアンテナ装置と、前記コイル導体に接続された通信回路とを備え、
前記積層方向からの平面視で、前記樹脂多層基板における前記磁性体の周囲に、前記コイル導体の一部を構成する層間接続導体、および前記コイル導体を構成しない層間接続導体が配置されている、
無線通信装置。 - 複数の樹脂シートが積層された樹脂多層基板と、この樹脂多層基板に形成されたコイル導体と、前記樹脂多層基板中に設けられる焼結体の磁性体とを備えたアンテナ装置の製造方法であって、
前記樹脂シートにコイル導体を形成する工程と、
前記樹脂シートにキャビティ形成用の開口部を形成する工程と、
前記積層方向からの平面視で、前記樹脂多層基板の前記磁性体の周囲に、前記コイル導体の一部を構成する層間接続導体、および前記コイル導体を構成しない層間接続導体を配置する工程と、
前記複数の樹脂シートのうち、開口部を形成した樹脂シートを、開口を形成していない樹脂シートとの積層により前記開口部の積層によるキャビティを構成し、前記磁性体を前記キャビティ内に収め、前記磁性体と共に前記複数の樹脂シートを圧着する工程と、
を備えたことを特徴とするアンテナ装置の製造方法。 - 前記複数の樹脂シートを圧着する工程の前に、開口を形成していない前記樹脂シートに前記磁性体を配置し、仮圧着する工程をさらに含む、請求項14に記載のアンテナ装置の製造方法。
- 前記複数の樹脂シートの積層前に前記磁性体が仮圧着される樹脂シートには、平面視で前記磁性体と重なる位置に前記コイル導体が形成されていない、請求項15に記載のアンテナ装置の製造方法。
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