JP6112263B2

JP6112263B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP6112263B2
Application number: JP2016550145A
Authority: JP
Inventors: 邦明用水
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2035-09-17
Also published as: WO2016047541A1; JPWO2016047541A1

Description

本発明は、アンテナ装置、及びそれを備えた電子機器に関する。

特許文献１には、携帯電話機等の移動体端末装置に用いられるアンテナが記載されている。特許文献１に記載のアンテナは、フレキシブルなアンテナ用回路基板を誘電材料に巻き付けて構成されている。

特開２００８−１９３２９９号公報

近年の携帯電話機等は小型であるため、アンテナを設置するスペースを十分に確保できないことがある。このため、アンテナと、それに近接する回路基板との間に容量が生じることがある。この場合、回路基板の回路特性に影響を及ぼすおそれがある。

そこで、本発明の目的は、不要な容量結合を抑制して近接する回路基板への影響を抑制することが可能なアンテナ装置及び電子機器を提供することにある。

本発明に係るアンテナ装置は、アンテナパターンが形成された第１絶縁基板と、平面視で前記第１絶縁基板より大きく、第１主面に前記第１絶縁基板が貼り付けられた第２絶縁基板と、を備え、前記第１絶縁基板は、前記第１絶縁基板側に配置された回路基板に対向して配置されており、前記第１絶縁基板の比誘電率は前記第２絶縁基板よりも低いことを特徴とする。

この構成では、第２絶縁基板の比誘電率が第１絶縁基板よりも高い。このため、外部の金属部材（例えば、金属筐体又は電子部品等）が、アンテナ装置の第２絶縁基板側に近接配置されている場合、アンテナパターンと、第２絶縁基板側に配置された外部の金属部材との間に、容量が形成され易くなる。このとき、アンテナパターンの線幅を小さくしても所定の容量を形成できるようになり、アンテナパターンと第１絶縁基板側の回路基板との対向面積を小さくすることができる。これにより、アンテナパターンと回路基板との間で不要な容量を形成しにくくすることができるので、近接する回路基板への影響を抑制することできる。また、第１絶縁基板が低誘電率のためアンテナパターンの線間容量形成を抑制できる。

前記第１絶縁基板は、前記アンテナパターンが前記第２絶縁基板とは反対側に位置するように、前記第２絶縁基板に貼り付けられていることが好ましい。

この構成では、アンテナパターンが、誘電率が高い第２絶縁基板と反対側に配置されることで、第２絶縁基板を介してアンテナパターンに線間容量が形成されることを抑制できる。

前記アンテナパターンの前記第１絶縁基板側の第１表面は、前記第１表面と反対側の第２表面よりも表面粗さが大きく、前記アンテナパターンは、前記第２表面側から給電されていることが好ましい。

この構成では、アンテナパターンが第１絶縁基板から剥離し難くなる。また、アンテナパターンは第２表面側から給電されるので、電荷は第２表面側に集中し易い。したがって、第２表面の表面粗さが第１表面よりも小さい本構成によりエネルギーロスを小さくすることができる。

本発明に係る電子機器は、本発明のアンテナ装置と、回路基板と、前記アンテナ装置及び前記回路基板を収容する金属筐体又は金属パターン部を有する筐体と、を備え、前記筐体は開口を有し、前記アンテナ装置は、平面視で前記開口と前記アンテナパターンとが重なる位置で、前記第２絶縁基板の第２主面が前記開口側に位置するように配置され、前記回路基板は、前記第２絶縁基板の前記第１主面に対向して設けられていることを特徴とする。

この構成によると、筐体によって通信用電磁波が遮断されにくい。また、第２絶縁基板を介してアンテナパターンと筐体との間で容量形成され易くなる。このとき、アンテナパターンの線幅を小さくしても所定の容量を形成できるようになり、アンテナパターンと第１絶縁基板側の回路基板との対向面積を小さくすることができる。これにより、アンテナパターンと回路基板との間で不要な容量を形成しにくくすることができるので、アンテナ装置に近接する回路基板への影響を抑制することできる。

前記第２絶縁基板は、前記筐体と接触して設けられていることが好ましい。

この構成によると、アンテナパターンと筐体との間に容量が形成されやすくなるため、アンテナパターンと回路基板との間に不要な容量結合が形成されることを抑制できる。

本発明によれば、不要な容量結合を抑制して近接する回路基板への影響を抑制することできる。

実施形態に係る電子機器の断面図アンテナ装置の分解斜視図アンテナ電極パターンの形状を説明するための図実施形態の別の例の電子機器の断面図実施形態の別の例の電子機器の断面図（Ａ）は、アンテナ電極パターンを筐体に取り付ける構造を説明するための図、（Ｂ）は接続部材を説明するための図

図１は、本実施形態に係る電子機器１の断面図である。

電子機器１は、例えば携帯電話機等の通信端末装置である。電子機器１は、少なくとも、金属筐体である筐体（以下、単に筐体と言う）１０と、筐体１０に収容されたアンテナ装置１１とを備えている。筐体１０の平面部分（例えば背面）の一部には、アンテナ装置１１による通信を可能にするための開口１０Ｈが形成されている。なお、この開口１０Ｈには、ＡＢＳ樹脂又はポリカーボネート樹脂等が設けられていてもよい。

アンテナ装置１１は、平面視で筐体１０の開口１０Ｈと重なる位置に設けられている。

図２はアンテナ装置１１の分解斜視図である。

アンテナ装置１１は絶縁基板１２，１３を有している。絶縁基板１２は低誘電率基板であり、絶縁基板１３は高誘電率基板である。また、絶縁基板１３の主面は、絶縁基板１２の主面の面積よりも大きい。絶縁基板１２は、本発明に係る「第１絶縁基板」の一例である。絶縁基板１３は、本発明に係る「第２絶縁基板」の一例である。

絶縁基板１３には回路パターンが形成されていない。この絶縁基板１３の第１主面には、絶縁基板１２が接着層１４により貼り付けられている。絶縁基板１２はフレキシブル性を有するプリント基板である。絶縁基板１３の反対側の絶縁基板１２の主面には、アンテナ電極パターン１２Ａが形成されている。アンテナ電極パターン１２Ａは、例えば銅の導体パターンが印刷されて形成される。このアンテナ電極パターン１２Ａのパターン形状は特に限定されない。アンテナ電極パターン１２Ａは、本発明に係る「アンテナパターン」の一例である。

絶縁基板１２は低誘電率基板であるため、アンテナ電極パターン１２Ａの線間容量は小さい。また、アンテナ電極パターン１２Ａは、高誘電率の絶縁基板１３に接していないため、絶縁基板１３を介したアンテナ電極パターン１２Ａの線間容量は形成されない。このように、不要な容量の形成を抑制できるため、アンテナ特性の悪化を抑制できる。

絶縁基板１２には、後述の接続部材１６（図１参照）が接続される不図示のコネクタが設けられている。絶縁基板１２の第１主面には、コネクタが設けられる領域１５Ａを避けるようにしてレジスト１５が塗布されている。

このように構成されたアンテナ装置１１は、図１に示すように、絶縁基板１３の第２主面を筐体１０の開口１０Ｈ側にして、開口１０Ｈを覆うように筐体１０に貼り付けられている。筐体１０に貼り付けられた状態で、アンテナ装置１１は、平面視で（基板１２，１３の主面の法線方向から視て）、開口１０Ｈと絶縁基板１２とが重なっている。

電子機器１は回路基板１７を備えている。回路基板１７は、アンテナ装置１１に対向して設けられている。この回路基板１７は、アンテナ電極パターン１２Ａとの間の距離が、アンテナ電極パターン１２Ａと筐体１０との間の距離よりも長い位置に設けられている。回路基板１７の表面には、回路パターン１７Ａ、及び電子部品１８が形成されている。回路パターン１７Ａは、接続部材１６を介して、アンテナ装置１１のアンテナ電極パターン１２Ａと導通している。接続部材１６は、例えば同軸ケーブル等である。そして、アンテナ電極パターン１２Ａは、回路基板１７側の表面側から給電される。

このように構成された電子機器１において、アンテナ電極パターン１２Ａと電子部品１８との間に容量Ｃ２が形成された場合、その容量Ｃ２を介してアンテナ装置１１からのエネルギーが他の電子部品１８へ漏れ出るため、エネルギーロスが生じる。そこで、本実施形態では、アンテナ装置１１は、アンテナ電極パターン１２Ａと、筐体１０との間に絶縁基板１３が介在する構成としてある。誘電率が高い絶縁基板１３により、アンテナ電極パターン１２Ａと筐体１０との間に容量Ｃ１１，Ｃ１２等を形成され易くし、所定の容量になるようにアンテナ電極パターン１２Ａの幅を小さくすることができる。これにより、アンテナ電極パターン１２Ａと回路基板１７との間で不要な容量を形成しにくくなるので、回路基板１７への影響を抑制することできる。

なお、アンテナ電極パターン１２Ａと筐体１０との間には容量Ｃ１１，Ｃ１２が形成されるが、筐体１０をグランド電極とみなし、この容量Ｃ１１，Ｃ１２を予め考慮してアンテナ装置１１を設計することで、アンテナ装置１１の放射特性が悪化することはない。

また、本実施形態では、アンテナ装置１１のアンテナ電極パターン１２Ａは、給電される側の表面（絶縁基板１２側の第１表面とは反対側の第２表面）に電荷が集中し易い形状としてある。

図３は、アンテナ電極パターン１２Ａの形状を説明するための図である。

アンテナ電極パターン１２Ａの絶縁基板１２側の第１表面は、絶縁基板１２の反対側となる第２表面よりも表面粗さが大きくなるようにしてある。ここで、アンテナ電極パターン１２Ａは第２表面側から給電されるので、電荷は第２表面側に集中し易い。したがって、第２表面の表面粗さが第１表面よりも小さい分、エネルギーロスを小さくできる。

また、アンテナ電極パターン１２Ａの第１表面の表面粗さが大きいため、アンテナ電極パターン１２Ａと絶縁基板１２との接触面積が大きく、アンテナ電極パターン１２Ａが絶縁基板１２から剥離し難くなる。

なお、アンテナ装置１１の絶縁基板１３はフレキシブル性を有し、折り曲げ可能な構成としていてもよい。また、本実施形態では、筐体１０は金属筐体を用いたが、絶縁性部材と金属パターン部とを有する筐体、例えば、絶縁性樹脂からなる本体表面の少なくとも一部分に金属パターンを形成した筐体を用いても構わない。

図４は、本実施形態の別の例の電子機器２の断面図である。

この例では、電子機器２が備える金属筐体である筐体２０は、側面近傍に開口２０Ｈを有している。この開口２０Ｈにはアンテナ装置２１が設けられている。アンテナ装置２１は絶縁基板２２を備えている。絶縁基板２２は低誘電率基板であり、絶縁基板２２の主面には絶縁基板１２が貼り付けられている。この絶縁基板２２はフレキシブル性を有し、折り曲げ可能である。このため、開口２０Ｈが筐体２０の側面近傍に形成されている場合であっても、絶縁基板２２の一部を折り曲げ、折り曲げた部分を側面に貼り付けることができる。

この場合、アンテナ電極パターン１２Ａと筐体２０の平面部分又は側面との間に容量Ｃ３１，Ｃ３２等を形成される。これにより、アンテナ電極パターン１２Ａと電子部品１８との間に容量Ｃ４が形成されることを抑制でき、アンテナ装置２１の放射特性の悪化を防止できる。

図５は、本実施形態の別の例の電子機器３の断面図である。

この例では、取付け金具１０Ａを介して、絶縁基板１２，１３を電子機器３が備える筐体１０に接続した構成である。この場合、筐体１０をグランド電極とみなし、その筐体１０にアンテナ電極パターン１２Ａのグランドを接続することで、アンテナ電極パターン１２Ａのグランド電位を安定させることができる。

図６（Ａ）は、アンテナ電極パターン１２Ａを筐体１０に取り付ける構造を説明するための図、図６（Ｂ）は接続部材１６を説明するための図である。

絶縁基板１２の主面には、信号端子１２Ｌと、グランド端子１２Ｇとを含むアンテナ電極パターン１２Ａが形成されている。接続部材１６はグランド端子１６Ｇと信号端子１６Ｌとを有している。接続部材１６は、グランド端子１６Ｇをアンテナ電極パターン１２Ａのグランド端子１２Ｇに、信号端子１６Ｌをアンテナ電極パターン１２Ａの信号端子１２Ｌに接続するよう、アンテナ電極パターン１２Ａに実装されている。

また、絶縁基板１２のグランド端子１２Ｇが形成される部分には、開口１０Ｈが形成されている。絶縁基板１３にも、この開口１０Ｈと重合する開口が形成されていて、これら開口は、筐体１０にまで貫通している。この開口１０Ｈに、取付け金具１０Ａを挿通させている。そして、取付け金具１０Ａと筐体１０とが接することで、グランド電極とみなす筐体１０にアンテナ電極パターン１２Ａのグランドを接続することができる。

また、この例では、筐体１０は、内側に突出する突出部（金属パターン部）１０Ｂを有し、その突出部１０Ｂを回路基板１７に接触させている。これにより、回路基板１７のグランド電位を安定させることができる。

Ｃ１１，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ４…容量
１，２，３…電子機器
１０，２０…筐体
１０Ａ…取付け金具
１０Ｈ，２０Ｈ…開口
１０Ｂ…突出部
１１，２１…アンテナ装置
１２，１３，２２…絶縁基板
１２Ａ…アンテナ電極パターン
１２Ｇ…グランド端子
１２Ｌ…信号端子
１３…絶縁基板
１４…接着層
１５…レジスト
１５Ａ…領域
１６…接続部材
１７…回路基板
１７Ａ…回路パターン
１８…電子部品

Claims

アンテナ装置と、
回路基板と、
前記アンテナ装置及び前記回路基板を収容する金属筐体又は金属パターン部を有する筐体と、
を備え、
前記筐体は開口を有し、
前記アンテナ装置は、
アンテナパターンが形成された第１絶縁基板と、平面視で前記第１絶縁基板より大きく、第１主面に前記第１絶縁基板が貼り付けられた第２絶縁基板と、を備え、
前記第１絶縁基板は、前記第１絶縁基板側に配置された回路基板に対向して配置されており、
前記第１絶縁基板の比誘電率は前記第２絶縁基板よりも低く、
平面視で前記開口と前記アンテナパターンとが重なる位置で、前記第２絶縁基板の第２主面が前記開口側に位置するように配置され、
前記回路基板は、前記第１絶縁基板側において前記第１絶縁基板に対向して設けられている、
電子機器。
前記第２絶縁基板は、前記筐体と接触して設けられている、
請求項１に記載の電子機器。
前記第１絶縁基板は、前記アンテナパターンが前記第２絶縁基板とは反対側に位置するように、前記第２絶縁基板に貼り付けられている、
請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
前記アンテナパターンの前記第１絶縁基板側の第１表面は、前記第１表面と反対側の第２表面よりも表面粗さが大きく、
前記アンテナパターンは、前記第２表面側から給電されている、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子機器。