JP6239176B1 - Antenna module - Google Patents
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Abstract
【課題】省スペースでありながら、設置面積に対して磁性体の体積を最大限増やしたチップアンテナ及びアンテナモジュールを得る。【解決手段】底面にのみ凹部を有する磁性体製のコアを用意し、その表面に直接アンテナパターンを設け、チップアンテナを得る。アンテナパターンの始端と終端はともに底面に設けられ、アンテナパターンの途中は、始端を平面的に迂回する。このチップアンテナを、上面に電子部品が載置されている基板の上に、該電子部品に蓋をするように被せ、チップアンテナの底面を介して基板の上面に載置することにより、アンテナモジュールを得る。【選択図】図6A chip antenna and an antenna module in which the volume of a magnetic material is increased to the maximum with respect to the installation area while saving space are obtained. A magnetic core having a recess only on the bottom surface is prepared, and an antenna pattern is directly provided on the surface to obtain a chip antenna. Both the start and end of the antenna pattern are provided on the bottom surface, and the start of the antenna pattern bypasses the plane in a plane. An antenna module is formed by placing the chip antenna on a substrate on which an electronic component is placed on the upper surface so as to cover the electronic component and placing the chip antenna on the upper surface of the substrate via the bottom surface of the chip antenna. Get. [Selection] Figure 6
Description
本発明は電波を送受信するアンテナモジュールに関する。 The present invention relates to an antenna module that transmits and receives radio waves.
IC付タグ等のIC機能付き製品の普及にともない、NFCのチップアンテナ、アンテナモジュールが多々開発されている。 With the spread of products with IC functions such as IC tags, many NFC chip antennas and antenna modules have been developed.
特に、携帯電話、パソコン等の分野においては、製品の小型化・薄型化にともない、NFC用アンテナ・アンテナモジュールの小型化・薄型化が望まれている。 In particular, in the fields of cellular phones, personal computers, etc., it is desired to reduce the size and thickness of NFC antennas and antenna modules as products become smaller and thinner.
このような要望に対し、本発明者らは特許文献1に示す、電子部品を内包できる図10に示すような開口41を有するコア42を用意し、それに図11に示すように導線43を巻きつけてなるチップアンテナ44及びそれを基板45に載置して電子部品46を内包したアンテナモジュール47を発明・出願した。
In response to such a demand, the present inventors prepare a
しかしながら、特許文献1では、導線をコアに巻きつけるため、アンテナを設置できる設置面積に対して、その導線の太さの分だけコアの水平断面での面積(以下、「水平断面積」という。)の占有率が減ってしまい、高特性のアンテナを得ることができないという問題があった。また、導線が側面方向にむき出しになっていると、実装する際、特に実装用の機械を使用する際、摘む部分がないので、非磁性体・非導体等の電波に干渉しない材質のケース(図示なし)で導線を保護し、摘む部分を確保する必要があった。そのため、ケースの分、コアの水平断面積が更に減少する。また、アンテナを受信側として用いる場合、外部電源なしで用いることも多いため、少しでも無駄なく電波を拾って電気信号に変換する必要があり、導線表面の厚さ数μmの絶縁コーティングや角付近の浮き、水平方向に二重・三重に巻いた場合の外側の導線とコアとのわずかな隙間、水平方向の二重・三重に加えて縦方向に二段・三段に積み重ねて巻いた場合の上段外側の導線とコアとの隙間、導線(ワイヤ導線)の巻乱れ等によって生じるロスさえもなくしたいという要望があった。特に、ワイヤ導線の巻乱れは、ワイヤ導線の位置が固定されずに性能のバラつきを発生させる原因にもなる。
However, in
したがって、本発明は、設置面積に対する磁性体の水平断面積を増やし、磁性体の体積を増やすことによりアンテナ性能を向上させ(第一の目的)、導線と磁性体とを可能な限り密着させることにより、導線によるロスをなくしてさらにアンテナ性能を向上させること(第二の目的)を目的とする。 Therefore, the present invention improves the antenna performance by increasing the horizontal cross-sectional area of the magnetic body relative to the installation area and increasing the volume of the magnetic body (first object), and makes the conductor and the magnetic body as close as possible. Thus, it is an object to further improve the antenna performance (second purpose) by eliminating the loss due to the conducting wire.
前記二つの目的を達成すべく、本発明者らが鋭意開発を行った結果、以下のような構造とすることによって達成できることが分かった。 As a result of intensive development by the present inventors in order to achieve the above two objects, it has been found that the above structure can be achieved.
すなわち、電子部品を上面に実装する基板に底面を介して載置される、柱状の磁性体製のコアと、前記コアの表面に直接設けられたアンテナパターンとを備え、前記コアには、電子部品を収納すべく、前記底面側のみに開放された凹部が設けられていることを特徴とするチップアンテナとすることにより、設置面積に対する磁性体の水平断面積を増やし、磁性体の体積を増やすことができ、アンテナ性能を高めることができる。 That is, the electronic component includes a columnar magnetic core placed on a substrate on which a top surface is mounted via a bottom surface, and an antenna pattern directly provided on the surface of the core. The chip antenna is characterized in that a concave portion opened only on the bottom surface side is provided to accommodate components, thereby increasing the horizontal sectional area of the magnetic body relative to the installation area and increasing the volume of the magnetic body. Antenna performance can be improved.
さらに、前記アンテナパターンが、前記コアの上面から側面を通り底面に渡って設けられているチップアンテナとすることにより、アンテナの設置面積を最大限有効に使用できる。 Furthermore, when the antenna pattern is a chip antenna provided from the top surface of the core through the side surface to the bottom surface, the antenna installation area can be used to the maximum extent possible.
さらに、前記アンテナパターンは、その始端と終端とをともに前記コアの底面に有するチップアンテナとすることにより、アンテナパターンを基板に直接固定できる。なお、本発明において、「始端」は、アンテナパターンのうち内周側の端部を意味し、「終端」は、アンテナパターンのうち外周側の端部を意味する。 Furthermore, the antenna pattern can be directly fixed to the substrate by using a chip antenna having both a start end and a termination end on the bottom surface of the core. In the present invention, “starting end” means an end on the inner peripheral side of the antenna pattern, and “termination” means an end on the outer peripheral side of the antenna pattern.
さらに、前記アンテナパターンが1周以上巻かれており、前記コアの底面において前記始端より内側方向に迂回する迂回路を有することにより、始端を引き出すためにアンテナパターン同士を立体的に交差させるための絶縁体が不要になる。 Further, the antenna pattern is wound one or more times, and has a detour that detours inward from the start end on the bottom surface of the core, so that the antenna patterns can be crossed in three dimensions to draw out the start end. No insulator is required.
前記迂回路が、前記コアの底面に直接設けられ、前記底面において前記始端を前記コアの内側方向に平面的に迂回しているチップアンテナとすることにより、チップアンテナの製造上の煩雑さがなくなる。 By making the bypass route directly provided on the bottom surface of the core and making the start end planarly bypass the bottom surface in the inner direction of the core on the bottom surface, the complexity of manufacturing the chip antenna is eliminated. .
さらに、前記アンテナパターンのうち、前記コアの上面に設けられる部分は、前記上面を縦横それぞれで3等分した9等分のうち、中心部を除いた部分にのみ設けられているチップアンテナとすることにより、アンテナの性能を効率的に高めることができる。 Further, in the antenna pattern, a portion provided on the upper surface of the core is a chip antenna provided only in a portion excluding the central portion among nine equal parts obtained by dividing the upper surface into three equal parts vertically and horizontally. As a result, the performance of the antenna can be improved efficiently.
さらに、前記アンテナパターンの太さが0.3〜0.7mmとすることにより、巻き数とL値を調整しやすくなる。 Furthermore, when the thickness of the antenna pattern is 0.3 to 0.7 mm, the number of turns and the L value can be easily adjusted.
さらに、前記アンテナパターンの、隣接するパターン同士の間隔が、0.1〜0.4mmとすることにより、アンテナパターンを中心付近に近づけないようにすることができる。 Furthermore, when the interval between adjacent patterns of the antenna pattern is 0.1 to 0.4 mm, the antenna pattern can be prevented from approaching the vicinity of the center.
また、本発明者らは、基板と、前記基板の上面に載置された電子部品と、前記基板の上面に底面を介して載置された磁性体製のコアと、前記コアの表面に直接設けられたアンテナパターンとを備え、前記コアには、前記底面側のみに開放された凹部が設けられ、前記凹部に前記電子部品を収納していることを特徴とするアンテナモジュールとすることにより、ノイズに強いアンテナモジュールが得られることを見出した。 The present inventors also include a substrate, an electronic component placed on the top surface of the substrate, a magnetic core placed on the top surface of the substrate via a bottom surface, and directly on the surface of the core. By providing an antenna module, wherein the core is provided with a recess opened only on the bottom surface side, and the electronic component is housed in the recess. It was found that an antenna module resistant to noise can be obtained.
前記アンテナパターンが、前記コアの上面から側面を通り底面に渡って設けられているアンテナモジュールとすることよりアンテナの設置面積を最大限有効に使用できる。 Since the antenna pattern is an antenna module provided from the upper surface of the core to the side surface through the side surface, the antenna installation area can be used most effectively.
さらに、前記アンテナパターンの始端と終端とが、前記コアの底面に設けられているアンテナモジュールとすることにより、アンテナパターンを基板に直接固定できる。 Furthermore, the antenna pattern can be directly fixed to the substrate by using an antenna module in which the start and end of the antenna pattern are provided on the bottom surface of the core.
さらに、前記アンテナパターンが1周以上巻かれており、前記コアの底面において前記始端より内側方向に迂回する迂回路を有するアンテナモジュールとすることにより、アンテナパターン同士がショートしない。 Furthermore, the antenna patterns are wound one or more times, and the antenna patterns are not short-circuited by using an antenna module having a detour that detours inward from the start end on the bottom surface of the core.
さらに、前記迂回路が、前記コアの底面に直接設けられ、前記底面において前記始端を前記コアの内側方向に平面的に迂回しているアンテナモジュールとすることにより、アンテナパターン同士を始端及び終端を引き出すためにアンテナパターンに絶縁処理を施して立体的に交差させる必要がなくなる。 Further, the bypass circuit is provided directly on the bottom surface of the core, and the antenna module is configured such that the start end and the end are planarly bypassed in the inner direction of the core on the bottom surface. In order to pull out, it is not necessary to insulate the antenna pattern and cross it three-dimensionally.
さらに、前記迂回路が、前記基板に設けられているアンテナモジュールとすることにより、コアの上面のアンテナパターンの周回数を増やしても、迂回路を作成することができる。 Furthermore, when the detour is an antenna module provided on the substrate, the detour can be created even if the number of rounds of the antenna pattern on the upper surface of the core is increased.
さらに、前記アンテナパターンのうち、前記コアの上面に設けられる部分は、前記上面を縦横それぞれで3等分した9等分のうち、中心部を除いた部分にのみ設けられているアンテナモジュールとすることにより、アンテナの性能を効率的に高めることができる。 Further, in the antenna pattern, a portion provided on the upper surface of the core is an antenna module provided only in a portion excluding the central portion among nine equal parts obtained by dividing the upper surface into three equal parts. As a result, the performance of the antenna can be improved efficiently.
さらに、前記アンテナパターンの太さが0.3〜0.7mmとすることにより、巻き数とL値を調整しやすくなる。 Furthermore, when the thickness of the antenna pattern is 0.3 to 0.7 mm, the number of turns and the L value can be easily adjusted.
さらに、前記アンテナパターンの、隣接するパターン同士の間隔が、0.1〜0.4mmとすることにより、アンテナパターンを中心付近に近づけないようにすることができる。 Furthermore, when the interval between adjacent patterns of the antenna pattern is 0.1 to 0.4 mm, the antenna pattern can be prevented from approaching the vicinity of the center.
さらに、前記基板が、その側端面から所定長さのスリットを有するアンテナモジュールとすることにより、取り付ける製品が熱や外力等で変形しても、アンテナモジュールが壊れにくくなる。 Furthermore, when the substrate has an antenna module having a slit having a predetermined length from the side end face, the antenna module is hardly broken even if a product to be attached is deformed by heat or external force.
さらに、前記基板と前記コアとの間に隙間を有するアンテナモジュールとすることにより、基板とコアとをはんだ付けしたとき及びアンテナモジュールを製品にはんだ付けしたとき、コア内部の空気の熱膨張による変形や破損を防ぐことができる。 Furthermore, by forming an antenna module having a gap between the substrate and the core, when the substrate and the core are soldered and when the antenna module is soldered to a product, deformation due to thermal expansion of air inside the core And can prevent damage.
本発明によると、設置面積を変えることなく、磁性体の体積を増やし、さらに導線と磁性体とを可能な限り密着させたことにより、アンテナ及びそれを用いたアンテナモジュールの性能を向上させるという効果がある。 According to the present invention, it is possible to increase the performance of an antenna and an antenna module using the same by increasing the volume of the magnetic body without changing the installation area and further bringing the conductor and the magnetic body into close contact as much as possible. There is.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において参照する各図の形状は、公的な形状寸法を説明するうえでの概念図又は概略図であり、寸法比率等は実際の寸法比率とは必ずしも一致しない。つまり、本発明は、図面における寸法比率に限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the shape of each figure referred in the following description is a conceptual diagram or a schematic diagram for explaining an official shape dimension, and a dimension ratio etc. do not necessarily correspond with an actual dimension ratio. That is, the present invention is not limited to the dimensional ratio in the drawings.
本発明に係るチップアンテナ・アンテナモジュールの製造工程は、コアを製造する「コア製造工程」、コアにアンテナパターンを設けチップアンテナを得る「パターン製造工程」、チップアンテナを載せる基板を準備する「基板準備工程」、チップアンテナと基板とを合体させてアンテナモジュールにする「モジュール組立工程」に分かれる。 The manufacturing process of the chip antenna / antenna module according to the present invention includes a “core manufacturing process” for manufacturing a core, a “pattern manufacturing process” for obtaining a chip antenna by providing an antenna pattern on the core, and a “board for mounting a chip antenna” It is divided into a “preparation step” and a “module assembly step” in which the chip antenna and the substrate are combined to form an antenna module.
「コア製造工程」
まず、フェライト(Ni−Zn、Mn−Zn)、鉄粉、圧粉、Ni−Zn系、Mn−Zn系等の磁性体粉をプレス成型して焼成し、図1に示すコア1を得る。コア1は、底面2に凹部3を有する。凹部3は、一体成型して焼成すると手間が省けるので好ましいが、磁性体を略直方体に焼成した後に凹部3をくり抜いたり、複数のパーツを製造して一体化させたりしてもよい。凹部3が底面にのみ解放されていることによって、コアの上面及び側面の磁界が均等になり、全ての方向に対して均等に信号の送受信を行うことが可能になる。凹部3は、後述する電子部品を収納するための必要十分な大きさであることが好ましい。凹部3を平面方向に広くしすぎると、底面のアンテナパターンが形成できなくなり、また、後述の基板接続部の面積が小さくなって基板への接着強度が低下する。凹部3を深くしすぎると、磁性体の量が少なくなり、アンテナの性能が低下する。なお、「略直方体」は、直方体から、角や辺にC面をつけて面取りをする、Rをつけて丸める等の軽微な形状変更を含むものとする。
"Core manufacturing process"
First, magnetic powder such as ferrite (Ni—Zn, Mn—Zn), iron powder, green compact, Ni—Zn, and Mn—Zn is press-molded and fired to obtain the
「パターン製造工程」
次に、図2、図3に示すように、得られたコア1の表面に直接、アンテナパターン4と基板接続部5とを設ける。コア1の上面6に導体金属、特に好ましくは、Ag、Ag+Pd、Ag+Pt、Au、Cu等の金属ペーストを、アンテナパターン4aの形状に印刷し、乾燥させる。アンテナパターン4aは、その端部7a、7b、7c、7dが、側面8との境界となる辺9上にまで設けられる。上面6に印刷するアンテナパターン4aは、ループアンテナの一部であり、必要となるアンテナの性能に応じて、周回数を決定するが、1周以上とするのが好ましく、特に後述する迂回路をコア1の底面2に設けることを考慮すると、2〜5周とするのが好ましい。
"Pattern manufacturing process"
Next, as shown in FIGS. 2 and 3, the
このアンテナパターン4aは、上面を縦横それぞれ3等分で9分割したとき、中央部分に入らないようにするのが好ましい。アンテナパターン4aが中央部分に入ると、本発明のチップアンテナ又はアンテナモジュールを搭載する基板や製品(最終製品)を製造する際、吸着式の組立機械(マウンター)で部品を吸着したとき、アンテナパターン4aを傷つけて特性が変化したり断線して使用できなくなってしまうおそれがある。また、アンテナパターン4aを中央部分にまで印刷しても、中心軸に近すぎるため、ほとんどL値の向上に関与しない。そのため、中央部分を避けるのが好ましい。また、アンテナパターン4aの太さを0.3〜0.7mm、パターン同士の間隔を0.1〜0.4mmにすると、上記中央部分に印刷しなくてもL値を向上できるため好ましい。 It is preferable that the antenna pattern 4a does not enter the central portion when the upper surface is divided into nine equal parts in the vertical and horizontal directions. When the antenna pattern 4a enters the center portion, when manufacturing a substrate or product (final product) on which the chip antenna or antenna module of the present invention is mounted, the antenna pattern is obtained when the component is adsorbed by an adsorption type assembly machine (mounter). 4a may be damaged and the characteristics may be changed or the wire may be disconnected and become unusable. Further, even if the antenna pattern 4a is printed up to the center portion, it is too close to the central axis and therefore hardly contributes to the improvement of the L value. Therefore, it is preferable to avoid the central portion. Further, it is preferable to set the thickness of the antenna pattern 4a to 0.3 to 0.7 mm and the distance between the patterns to 0.1 to 0.4 mm because the L value can be improved without printing on the central portion.
その後、側面のアンテナパターン4bを、前記端部7a、7b、7c、7dから、底面2との境界となる辺10上の端部7e、7f、7g、7hまで印刷し、乾燥させる。更にその後、底面2に、基板接続部5と底面のアンテナパターン4cとを印刷し、乾燥させる。基板接続部は、底面2の四隅それぞれに設ける。アンテナパターン4cは、前記端部7e、7f、7g、7hから延びており、端部7eはアンテナパターン4の終端11に、端部7gは始端12のパターンとつながっており、端部fと端部hとは、始端12を底面2において平面的に迂回して接続され、迂回路13を形成する。平面的な迂回路13とすることによって、アンテナパターンの始端12、迂回路13を含むループ、終端11の全部が、直接磁性体の表面に設けられることとなる。3面とも印刷と乾燥を行った後、焼成してコア1の表面に定着させると、チップアンテナ14が得られる。なお、本発明中、アンテナパターンは外周側の端部を終端、内周側の端部を始端として解釈する。
Thereafter, the side surface antenna pattern 4b is printed from the
「基板準備工程」
次に、チップアンテナ14を搭載するための、図4に示す基板21を用意する。基板21(21a)は、平面視でコアよりも大きい。基板21は、その上面に、電子部品22を搭載するための部品用電極(図示なし)と、チップアンテナ固定用のコア接続部と、アンテナパターンの始端12と終端11とにそれぞれ接続するための始端接続部23、終端接続部24を有している。また、裏面及び側面には、(図示しないが)製品に搭載する際に使用する、信号用電極、電源用電極、グランド用電極、固定用のダミー電極等が、用途に応じて適宜設けられる。電子部品22を搭載する場所は、基板21の中央付近の、コア1の凹部3に対応している。また、始端接続部23と終端接続部24は、チップアンテナ14の底面に設けられた始端12と終端11に対応した位置にそれぞれ設けられている。コア接続部25は、チップアンテナ14の底面に設けられた基板接続部に対応した位置に設けられる。また、基板21は、図5に示すように、その側端面26から所定長さのスリット27を有している基板21bを用いると、後述のモジュール組立工程や、基板21bを製品にはんだ付けする際、はんだ付けの熱による基板の変形によって基板21bが破損しなくなるため好ましい。
"Board preparation process"
Next, a
「モジュール組立工程」
基板21の始端接続部23、終端接続部24、コア接続部25にクリームはんだ(図示しない)を載せ、それらにチップアンテナ14の始端12、終端11、基板接続部5をそれぞれ対応させて、図6に示すように、電子部品22に蓋を被せるようにして載置し、加熱してクリームはんだを融かしてはんだ付けを行う。このとき、コア接続部25と基板接続部5とが融けたはんだの表面張力によって自動的に位置調整されるため、大きなズレは生じない。以上により、図7に示すアンテナモジュール28が得られる。
"Module assembly process"
A cream solder (not shown) is placed on the start
得られたアンテナモジュール28は、設置面積に対して最大限、磁性体製のコアを大きくしたこと及び磁性体製のコア1の表面に直接アンテナパターン4が設けられていることにより、受信した電波を効率よく信号に変換及び/又は送信すべくアンテナモジュール28に送られた信号を効率よく電波に変換することができるという、優れた効果を発揮する。また、磁性体製のコア1の内部に電子部品22を有するため、電子部品22が発するノイズをコア1が吸収し、特にアンテナモジュール28を発信側に用いた場合、電子部品22が発するノイズが、アンテナモジュール28の外部に漏れ出さなくなるという、優れた効果を発揮する。
The obtained
さらに、本発明のチップアンテナ又はアンテナモジュールを、アンテナ機能を必要とする製品(最終製品)に使用する際の特徴について説明する。本発明に係るチップアンテナは、その凹部に電子部品を収納できるため、本発明のアンテナモジュールに用いる基板を介さずに、最終製品の基板上に搭載された電子部品を覆うようにして搭載することができる。また、アンテナモジュールは、その内部に電子部品を収納している。そのため、通常は信号処理用の電子部品とアンテナとを別々に搭載し、その分スペースが必要となっていたが、本発明では部品を一体化したことにより、最終製品におけるアンテナの特性を落とすことなく、省スペース化することが可能になる。 Furthermore, characteristics when the chip antenna or the antenna module of the present invention is used for a product (final product) that requires an antenna function will be described. Since the chip antenna according to the present invention can store an electronic component in the recess, it is mounted so as to cover the electronic component mounted on the substrate of the final product without using the substrate used in the antenna module of the present invention. Can do. The antenna module houses electronic components therein. For this reason, signal processing electronic components and antennas are usually mounted separately and space is required, but in the present invention, by integrating the components, the characteristics of the antenna in the final product are degraded. It is possible to save space.
また、本チップアンテナ及びアンテナモジュールは、磁性体製のコアが単体で所定の剛性を有するため、フェライトシートのように小さな力では壊れない。そのため、チップアンテナ又はアンテナモジュールを最終製品に設置する際、ケースや筐体側にアンテナの設置面を確保したり、所定の強度を持たせたりする等の特別な設計を施す必要がなくなり、最終製品及びその外形の設計を自由に行うことができるため、アンテナの性能を維持しつつ、チップアンテナ・アンテナモジュールだけでなく最終製品をも小型化・薄型化することができる。 Further, the chip antenna and the antenna module are not broken by a small force like a ferrite sheet because a magnetic core has a predetermined rigidity. Therefore, when installing a chip antenna or antenna module in the final product, there is no need to make a special design such as securing the antenna installation surface on the case or the housing side or giving it a predetermined strength. Since the design of the outer shape can be freely performed, not only the chip antenna / antenna module but also the final product can be reduced in size and thickness while maintaining the performance of the antenna.
本発明のチップアンテナ及びアンテナモジュールの特徴について、さらに説明する。アンテナに生じる誘導起電力Vすなわち、受信した電波によって発生する電圧は、磁性体の水平断面積Sと磁束Φとの積、V=S×Φによって定められ、また、VとL値とは比例関係にある。従来のように導線をコアに巻きつけてアンテナを形成すると、その導線の分、コアの水平断面積を減らして巻きつけるスペースを確保する必要があったため、誘導起電力が低くなる。すなわち、電波から効率よく電気信号に変換できていないことになる。しかし、本発明では、コアの上面にアンテナパターンを直接印刷して設けるため、上述のスペースが不要になり、設置面積に対する磁性体の水平断面積を増やすことができる。これにより、磁性体の体積・設置面積に対する水平断面積が大きくなるため、L値を向上させることができる。 The features of the chip antenna and antenna module of the present invention will be further described. The induced electromotive force V generated in the antenna, that is, the voltage generated by the received radio wave is determined by the product of the horizontal sectional area S of the magnetic material and the magnetic flux Φ, V = S × Φ, and the V and L values are proportional. There is a relationship. When an antenna is formed by winding a conductive wire around a core as in the prior art, it is necessary to secure a space for winding by reducing the horizontal cross-sectional area of the core by the amount of the conductive wire, so that the induced electromotive force is lowered. That is, it cannot be efficiently converted from an electric wave to an electric signal. However, in the present invention, since the antenna pattern is directly printed on the upper surface of the core, the above-described space is not necessary, and the horizontal cross-sectional area of the magnetic body with respect to the installation area can be increased. Thereby, since the horizontal cross-sectional area with respect to the volume and installation area of a magnetic body becomes large, L value can be improved.
また、ビオ・サバールの法則によると、磁束密度Bは距離に反比例し、遠くなるほど小さくなる。そして、上述の磁束Φは、磁束密度Bと磁性体の水平断面積Sとの積、Φ=B×Sによって定められる。従来の導線とコアでは、導線の導体とコアとの間に厚さ数μmの絶縁コーティングが存在したり、角付近で浮いたりして導体部分と磁性体との間に距離ができてしまうため、磁束密度は小さくなっていた。しかし、本発明ではコアに直接印刷を行うため、導体部分と磁性体との距離は0となり全く生じない。磁束密度が最大になる部分で磁性体と接するため、チップアンテナ・アンテナモジュールを送信側として用いた場合、信号を効率よく磁束・電波へと変換することができる。 Also, according to Bio-Savart's law, the magnetic flux density B is inversely proportional to the distance, and decreases with increasing distance. The magnetic flux Φ described above is determined by the product of the magnetic flux density B and the horizontal sectional area S of the magnetic material, Φ = B × S. In conventional conductors and cores, an insulation coating with a thickness of several μm exists between the conductors of the conductors and the core, or floats near the corners, resulting in a distance between the conductor part and the magnetic body. The magnetic flux density was small. However, in the present invention, since the printing is performed directly on the core, the distance between the conductor portion and the magnetic material becomes zero and does not occur at all. Since the magnetic material is in contact with the magnetic material at the portion where the magnetic flux density is maximized, when the chip antenna / antenna module is used as the transmitting side, the signal can be efficiently converted into magnetic flux / radio waves.
以上、本発明の詳細について、実施例を示しながら説明してきたが、ここで示したのは本発明の具体的な実施形態であり、その技術思想を踏まえた上で、発明の効果を著しく損なわない程度において、前記実施形態の一部を変更して実施することが可能であることが理解されるべきである。例えば、(1)アンテナパターンをペーストの印刷ではなく、蒸着やスパッタリングの後にエッチングして目的のパターンを作製することができる。(2)アンテナパターンのループ周回数を整数でなく、2.5周、3.25周等のように小数に調整し、始端とは別の辺から底面側に延ばして基板と接続する。(3)コアと基板の形状を、平面視で円形とすることができる。(4)コアに設けるアンテナの周回数を多くし、図8に示すように、コア1の底面2に迂回路用端部30だけを設けておき、図9に示すように、対応する基板21dに基板側迂回路31と基板側迂回路端部32とを作成する。迂回路端部30と基板側迂回路端部32とをはんだ付けして、アンテナパターンを完成させる。このとき、基板側迂回路31は、基板21dの表面に露出させずに、基板内部に設けておいてもよい。また、迂回路と基板側迂回路とを、両方とも設けることもできる。
As described above, the details of the present invention have been described with reference to examples. However, the present invention is shown only as specific embodiments of the present invention, and the effects of the invention are remarkably impaired based on the technical idea. It should be understood that some of the embodiments can be modified and implemented to a lesser extent. For example, (1) the antenna pattern can be etched after vapor deposition or sputtering instead of paste printing to produce a desired pattern. (2) The loop number of loops of the antenna pattern is adjusted to a decimal number such as 2.5 or 3.25, not an integer, and is extended from a side different from the starting end to the bottom side and connected to the substrate. (3) The shape of the core and the substrate can be made circular in plan view. (4) The number of rounds of the antenna provided in the core is increased, and as shown in FIG. 8, only the
本発明によると、NFCアンテナ、フェリカアンテナなどの近距離無線通信の分野に幅広く利用することができる。 According to the present invention, the present invention can be widely used in the field of near field communication such as NFC antenna and Felica antenna.
1:コア
2:底面
3:凹部
4、4a、4b、4c:アンテナパターン
5:基板接続部
6:上面
7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h:端部
8:側面
9:辺
10:辺
11:終端
12:始端
13:迂回路
14:チップアンテナ
21、21a、21b、21d:基板
22:電子部品
23:始端接続部
24:終端接続部
25:コア接続部
26:側端面
27:スリット
28:アンテナモジュール
30:迂回路用端部
31:基板側迂回路
32:基板側迂回路端部
41:開口
42:コア
43:導線
44:チップアンテナ
45:基板
46:電子部品
47:アンテナモジュール
1: Core 2: Bottom surface 3:
Claims (15)
前記コアには、電子部品を収納すべく、前記底面側のみに開放された凹部が設けられ、前記アンテナパターンは、その始端と終端とをともに前記コアの底面に有し、前記アンテナパターンが1周以上巻かれており、前記アンテナパターンの途中に、前記コアの底面において前記始端より内側方向に迂回する迂回路を有していることを特徴とするチップアンテナ。 A core made of a columnar magnetic body, placed on a substrate on which an electronic component is mounted on the top surface via a bottom surface, and an antenna pattern directly provided on the surface of the core,
The core is provided with a concave portion opened only on the bottom surface side to accommodate electronic components, and the antenna pattern has both a start end and a terminal end on the bottom surface of the core, and the antenna pattern is 1 A chip antenna, wherein the chip antenna is wound more than a circumference and has a detour in the middle of the antenna pattern that detours inward from the starting end on the bottom surface of the core .
前記コアには、前記底面側のみに開放された凹部が設けられ、前記凹部に前記電子部品を収納しており、前記アンテナパターンは、その始端と終端とをともに前記コアの底面に有し、前記アンテナパターンが1周以上巻かれており、前記アンテナパターンの途中に、前記コアの底面において前記始端より内側方向に迂回する迂回路を有していることを特徴とするアンテナモジュール。 A substrate, an electronic component placed on the top surface of the substrate, a magnetic core placed on the top surface of the substrate via a bottom surface, and an antenna pattern directly provided on the surface of the core ,
The core is provided with a concave portion opened only on the bottom surface side, and the electronic component is accommodated in the concave portion, and the antenna pattern has both a start end and a terminal end on the bottom surface of the core, The antenna module , wherein the antenna pattern is wound one or more times, and has a detour that detours inward from the starting end on the bottom surface of the core in the middle of the antenna pattern .
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