JPH10107537A - 表面実装型アンテナの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基体の比誘電率また比透磁率にばらつきがあ
っても、また基体に形成される電極パターンの寸法にば
らつきがあっても、所望の特性を容易に得られるように
する。また、予め電極を形成した母基板を共通に用い
て、特性の異なる表面実装型アンテナを容易に製造でき
るようにする。 【解決手段】 母基板１１に、線状に連続する第１の電
極１を形成するとともに、この第１の電極に平行で、そ
れぞれ所定長を有する第２，第３の電極２，３をＡの間
隔で形成し、第１・第２・第３の電極にそれぞれ直交す
るラインを分割し、分割後の誘電体基体の端面に第１・
第２の電極の端部を繋ぐ第４の電極を形成する。誘電体
母基板１１から誘電体基体を切り出す際の分割ラインの
位置によって放射電極として作用する電極の長さを定
め、これによって表面実装型アンテナの共振周波数を定
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、移動体通信機器
などに用いられる表面実装型アンテナの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の表面実装型アンテナとして、本
願出願人は特願平０８−１５８１５３号にて小型化およ
び周波数調整などを容易にしたものを出願している。同
出願に示した一実施例をここで図７を基に簡単に説明す
る。図７は上記出願の図面における図１に示された表面
実装型アンテナの構成を示す図であるが、図中の番号は
変えている。図７において、表面実装型アンテナは、セ
ラミックス、樹脂などの誘電体から成る直方体状の基体
１０１と、その表面に形成された、コ字状の放射電極１
０２、第１のグランド電極１０３、給電電極１０４およ
び第２のグランド電極１０５で構成されている。この
内、放射電極１０２は基体１０１の一方の主面に形成さ
れ、一端は開放端となり、他端は基体１０１の一端面か
ら他方の主面に連続して設けられた第１のグランド電極
１０３に接続されている。給電電極１０４は、第１のグ
ランド電極１０３に近接して、基体１０１の一方の主面
から一端面を経由して他方の主面に連続して形成されて
いる。第２のグランド電極１０５は、基体１０１の一方
の主面から一端面を経由して他方の主面に連続して形成
され、一端が放射電極１０２の開放端に近接して形成さ
れている。そして、給電電極１０４には高周波信号源が
１０６が接続される。このように放射電極１０２の開放
端と給電電極１０４とを空間的に離して形成することに
より、容量結合による励振がなされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図７に示し
た従来の表面実装型アンテナにおいては、基体の比誘電
率または比透磁率はその基体を製造する工程におけるロ
ット間でばらつきがあり、また各種電極パターンの寸法
も印刷工程におけるロット間でばらつきがある。そのた
め、設計上同一工程で製造された表面実装型アンテナで
あっても、得られる共振周波数にばらつきが生じる。そ
こで、このようなばらつきが生じても、共振周波数が所
定範囲内に入るように共振周波数を調整すれば、歩留り
が向上する。共振周波数を調整するためには、半完成品
状態で表面実装型アンテナの特性を測定し、共振周波数
が所定値より高い場合に、図７の（Ａ）に示すように、
第１のグランド電極に近い部分をｄ１で示すように部分
的に削除して、放射電極１０２のＬ（インダクタンス）
成分を増大させることによって共振周波数を低下させ、
また共振周波数が所定値より低い場合には、同図の
（Ｂ）に示すように、放射電極１０２の開放端付近をｄ
２で示すように部分的に削除して、放射電極２のＬ（イ
ンダクタンス）成分およびＣ（静電容量）成分を減少さ
せることによって共振周波数を上昇させる方法が有効で
ある。

【０００４】しかし、そのためには、周波数調整マージ
ンを初めから見込んだパターン設計が必要であり、全体
的に調整量が増加する問題があった。また、上述したよ
うに放射電極の一部を部分削除する調整方法では調整幅
をあまり広くとることができず、例えば要求される共振
周波数に応じてそれぞれ異なった電極パターンを設計す
ることになるため、多品種の表面実装型アンテナを製造
する場合に、全体の製造コストが嵩むという問題もあっ
た。

【０００５】この発明の目的は基体の比誘電率また比透
磁率にばらつきがあっても、また基体に形成される電極
パターンの寸法にばらつきがあっても、所望の特性を容
易に得られるようにした表面実装型アンテナの製造方法
を提供することにある。

【０００６】この発明の他の目的は、予め電極を形成し
た母基板を共通に用いて、特性の異なる表面実装型アン
テナを容易に製造できるようにした表面実装型アンテナ
の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、母基板をそ
れぞれの表面実装型アンテナの基体に分割する際に電極
の主要部の寸法を定めるようにして、例えば共振周波数
の設定または調整を行えるようにしたものであり、請求
項１に記載の通り、誘電体または磁性体の母基板に、線
状に連続する第１の電極を形成するとともに、この第１
の電極に略平行で、それぞれ所定長を有する第２・第３
の電極を第１の電極の延びる方向に沿って一定間隔で形
成し、第１・第２・第３の電極にそれぞれ直交するライ
ンを分割ラインとして前記母基板を前記一定間隔で分割
し、分割後の基体の端面に前記第１・第２の電極の端部
を繋ぐ第４の電極を形成する。この母基板の端面に形成
した第４の電極により連続する第１・第２・第４の電極
は放射電極を構成する。従って、第１・第２・第３の電
極を形成した母基板を、第１・第２・第３の電極にそれ
ぞれ直交するラインで分割する際のその分割位置によっ
て、第２の電極の長さが変化し、結局第４の電極形成後
の放射電極の長さが変化し、これによって表面実装型ア
ンテナの共振周波数が変化する。従って、上記分割位置
の設定によって、表面実装型アンテナの共振周波数を所
定値に設定することができる。

【０００８】また、この発明は各種電極を形成した母基
板を共通に用いて特性の異なった複数種の表面実装型ア
ンテナを得るために請求項２に記載の通り、前記第１・
第２・第３の電極を形成した母基板を共通に用い、前記
第２の電極の端部と前記母基板の分割ラインとの距離を
設定することによって、第１・第２・第４の電極からな
る放射電極の共振周波数が異なった複数種の表面実装型
アンテナを形成する。このように母基板の分割ラインの
位置によって、基体の端面から第２の電極の端部までの
長さが定められ、例えばこの長さが長くなるほどアンテ
ナの共振周波数が低くなり、逆に短くなるほど共振周波
数が高くなる。従って第１・第２・第３の電極を形成し
た母基板を共通に用いて、分割ラインを変えるだけで特
性の異なった複数種の表面実装型アンテナが得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態に係る
表面実装型アンテナの構造および製造方法を図１〜図４
を参照して以下に説明する。

【００１０】図１は表面実装型アンテナの斜視図であ
る。誘電体の基体１１´の図における上面には第１の電
極１、第２の電極２ａ，２ｂ、第３の電極３ａ，３ｂを
形成していて、図における下面には５ａ，５ｂ，６ａ，
６ｂ，７ａ，７ｂで示す裏面側電極を形成している。ま
た基体１１´の図における左手前の端面には、電極１，
３ｂ，２ｂと電極５ｂ，６ｂ，７ｂとの間を接続する端
面電極８，９，１０をそれぞれ形成している。また、基
体１１´の図における右後方の端面には電極１と２ａ間
を接続するとともに、電極３ａ，５ａ，６ａ，７ａとも
接続する第４の電極４を形成している。このように基体
１１´の各面に形成した電極のうち１，４，５ａ，３
ａ，６ａ，７ａ，２ａは放射電極として作用し、電極８
と５ｂとは第１のグランド電極として作用する。また６
ｂ、９および３ｂとで給電電極を構成し、７ｂ、１０お
よび２ｂとで第２のグランド電極を構成する。図１に示
すように、電極５ｂおよび７ｂをそれぞれ接地し、電極
６ｂに高周波信号源を印加することによって、給電電極
（６ｂ，９，３ｂ）がこれと容量結合する放射電極
（１，４，５ａ，３ａ，６ａ，７ａ，２ａ）を励振し、
この放射電極から電磁波が放射されることになる。

【００１１】図２は図１に示した表面実装型アンテナの
等価回路図である。この表面実装型アンテナはインダク
タＬ、抵抗Ｒ、コンデンサＣ１２，Ｃ２２，Ｃ２４，Ｃ
１４とで構成される。図１の構成との関係で示すと、イ
ンダクタＬは電極１，４，２ａなどから成る放射電極の
自己インダクタンス、コンデンサＣ１２は放射電極の開
放端（電極２ａの先端部付近）と第１のグランド電極
（５ｂ，８）との間に形成される静電容量、コンデンサ
Ｃ２２は放射電極の開放端（電極２ａの先端部付近）と
第２のグランド電極（７ｂ，１０，２ｂ）との間に形成
される静電容量、コンデンサＣ２４は放射電極の開放端
（電極２ａの先端部付近）と給電電極（６ｂ，９，３
ｂ）との間に形成される静電容量、コンデンサＣ１４は
給電電極（６ｂ，９，３ｂ）と第１のグランド電極（５
ｂ，８）および第２のグランド電極（７ｂ，１０，２
ｂ）との間に形成される静電容量である。そして、抵抗
Ｒは表面実装型アンテナの放射抵抗である。

【００１２】図２に示した等価回路において共振回路は
主としてインダクタＬ、抵抗Ｒ、コンデンサＣ１２，Ｃ
２２とで構成される。高周波信号源からコンデンサＣ２
４を介して共振回路に信号が入力されると、そのエネル
ギーは共振回路内で共振し、その一部が空中に放射さ
れ、アンテナとして機能する。この放射エネルギーは等
価的に抵抗Ｒで消費されるエネルギーとして表される。

【００１３】さて、図１に示した表面実装型アンテナの
共振周波数は電極２ａの長さによって設定する。図３は
表面実装型アンテナの上面図である。同図において
（Ａ）と（Ｂ）とでは電極２ａの端面からの長さが異な
る（Ｌａ１＜Ｌａ２）。電極２ａの長さが短くなるほど
放射電極の全体の長さが短くなるため、図２に示した等
価回路におけるインダクタＬのインダクタンスが小さく
なり、結果として共振周波数が上昇する。逆に、電極２
ａの長さが長くなるほど放射電極の全体の長さが長くな
るため、図２に示した等価回路におけるインダクタＬの
インダクタンスが大きくなり、結果として共振周波数が
低下する。

【００１４】図４は図１および図３に示した表面実装型
アンテナを製造するための母基板状態での各種電極パタ
ーンの例を示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は底
面図（（Ａ）に示す状態から誘電体母基板を横方向に裏
返した状態を示す図）である。誘電体母基板１１の上面
には線状に連続する第１の電極１を形成するとともに、
この第１の電極１に平行で、それぞれ所定長を有する第
２の電極２および第３の電極３を第１の電極１の延びる
方向に沿ってそれぞれ間隔Ａを隔てて形成している。ま
た、誘電体母基板１１の底面側には底面側電極５，６，
７を一定間隔で形成している。図中の破線は誘電体母基
板１１の分割ラインであり、縦横の分割によって単一の
誘電体母基板１１から、上底面にそれぞれ電極を設けた
複数の誘電体基体１１´を得る。

【００１５】図４に示した各電極は誘電体母基板１１の
上面および底面にそれぞれＡｇペーストのスクリーン印
刷法によって一括形成する。また、誘電体母基板を分割
する際、まず図における縦方向の破線に沿ってダイシン
グブレードによってハーフカットの溝を形成する。続い
て、誘電体母基板１１に対して図における横方向の破線
で示す分割ラインで分割する。この分割ラインは図４に
示すように、第１，第２，第３の電極１，２，３および
底面側電極５，６，７にそれぞれ直交するラインであ
り、この横方向の分割ラインで誘電体母基板１１を分断
することによって、電極１，２，３，５，６，７がそれ
ぞれ分割されることになる。その後、このようにして得
られた短冊状の誘電体板を上記ハーフカットの溝部分で
分割することによって個別の誘電体基体を得る。

【００１６】図４の（Ａ）におけるＬａは誘電体母基板
１１の分割に伴って分割される第２の電極の基体端面か
らの長さである。この長さＬａは先行試験により予め決
定する。すなわちこの長さＬａが標準として予め定めた
長さとなるように分割した誘電体基体を用いて、その端
面に図１に示した第４の電極４および端面電極８，９，
１０を形成して表面実装型アンテナを構成し、その共振
周波数を測定する。そして所定の共振周波数からのずれ
に応じて、所定の共振周波数を得るための第２の電極の
端面からの長さＬａを決定し、そのロットについては長
さＬａが決定した長さとなるように分割ラインを設定す
る。誘電体母基板１１に対するダイシングブレードの制
御は、イメージセンサによる光学的手法で、第２の電極
２の端部から距離Ｌａだけ離れた位置を横方向にダイシ
ングブレードが通るように数値制御を行う。この誘電体
母基板１１に対する横方向の分割ラインの間隔Ａは設計
上は一定である。従っていずれかの第２の電極の先端か
らの距離Ｌａだけ離れたラインを決定すれば、あとはそ
こから間隔Ａ毎に順次分割すればよい。ただし、各電極
パターンの図における縦方向の形成位置のばらつきの影
響を受けないようにするためには、各分割ライン毎に第
２の電極２の先端から距離Ｌａだけ離れた位置をその都
度位置制御して分割すればよい。

【００１７】その後、このようにして得られた短冊状の
誘電体板をハーフカットの溝部分で分割することによっ
て個別の誘電体基体を得る。そして、複数の誘電体基体
を積層した状態で、誘電体基体の四方の端面にＡｇペー
ストの電極パターン（図１に示した第４の電極４および
端面電極８，９，１０の電極パターン）を順次印刷形成
する。その後、各面に形成したＡｇペーストの電極パタ
ーンを焼成して、誘電体基体に対して電極を焼き付け
る。

【００１８】このようにして、ロット単位で誘電体母基
板の比誘電率にばらつきがあっても、また誘電体母基板
に設けられている電極パターンの各部の寸法にばらつき
があっても、誘電体母基板から誘電体基体を分割する際
に、放射電極の一部として作用する第２の電極の長さＬ
ａを、そのロットに応じた長さにすることによって、所
定の共振周波数を有する表面実装型アンテナが容易に得
られる。

【００１９】また、上述した通り、放射電極のインダク
タンス成分は誘電体母基板の分割位置によって決定され
るため、同一材料の誘電体母基板に同一の各種電極パタ
ーンを形成した誘電体母基板を共通に用い、特性の異な
る表面実装型アンテナを製造する場合も、必要な共振周
波数に応じて誘電体母基板の分割位置を変えるだけで、
広範囲に亘って所望のアンテナ特性を有する表面実装型
アンテナが得られる。

【００２０】次に、第２の実施形態に係る表面実装型ア
ンテナを得るための誘電体母基板の例を図５に示す。図
５の（Ａ）は第１の実施形態における図４の（Ａ）に示
した図に対応する部分の図、（Ｂ）はその母基板から切
り出した１つの基体である。このように、第１の電極１
および第２の電極２にそれぞれ複数の突起パターンを形
成している。このような電極パターンを設けておくこと
によって、誘電体母基板１１を所定の分割ラインで分割
して複数の誘電体基体を得て、それぞれの端面に上述し
たものと同様の第４の電極および端面電極を形成して表
面実装型アンテナを作成した後に、更に容易に微調整を
行うことができる。すなわち第２の電極２の分割後に放
射電極の一部として作用する電極２ａの先端部付近にあ
る突起パターンを一つずつ削除することによって、放射
電極のインダクタンス成分を一定量ずつ減少させて、共
振周波数を高めることができ、また第１の電極１の第１
のグランド電極付近の突起部を一つずつ削除することに
よって、放射電極のインダクタンス成分を一定量ずつ増
大させて共振周波数を低下させることができる。

【００２１】次に第３の実施形態に係る表面実装型アン
テナの構造および製造方法を図６を参照して以下に説明
する。

【００２２】第１の実施形態では、第２のグランド電極
を設けて、その第２のグランド電極と放射電極の開放端
との間に静電容量を形成させた例を示したが、この第２
のグランド電極は必須ではなく、図６に示すように、第
２のグランド電極を設けないようにしてもよい。また、
第１の実施形態では、給電電極（６ｂ，９，３ｂ）を第
１の電極および第１のグランド電極より内側に設けた
が、この第３の実施形態では図６に示すように給電電極
（１２ｂ，１５，１３ｂ）を第１の電極１および第１の
グランド電極（８，５ｂ）より外側に設けている。

【００２３】尚、上述した例では、Ａｇペーストのスク
リーン印刷法によって電極パターンを直接形成したが、
その他の方法として、各種電極を全面塗布形成し、焼成
した後にエッチングによって電極パターンを形成しても
よく、また誘電体母基板にＣｕ等のメッキ膜を施して、
エッチングによって電極パターンを形成してもよい。

【００２４】また、上述した例では母基板として誘電体
母基板を用いたが、磁性体の母基板を用いて、同様にし
て、磁性体基体に各種電極を形成した表面実装型アンテ
ナを得るようにしてよい。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、第１・
第２・第３の電極を形成した母基板を、第１・第２・第
３の電極にそれぞれ直交するラインで分割する際のその
分割位置の設定によって、表面実装型アンテナの共振周
波数を所定値に設定することができるため、放射電極の
部分削除による個々の表面実装型アンテナの共振周波数
の調整作業が不要となる。しかも放射電極の部分削除に
よる調整方法とは異なり調整幅を広くとることができる
ため、予め周波数調整マージンを見込んだパターン設計
が不要となる。

【００２６】請求項２に記載の発明によれば、要求され
る共振周波数に応じて電極パターンを設計する必要がな
く、多品種の表面実装型アンテナを製造する場合に、全
体の製造コストを著しく低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る表面実装型アンテナの斜
視図である。

【図２】図１に示す表面実装型アンテナの等価回路図で
ある。

【図３】第１の実施形態に係る表面実装型アンテナの上
面図である。

【図４】第１の実施形態に係る表面実装型アンテナの製
造で用いる誘電体母基板の各種電極パターンの例を示す
図である。

【図５】第２の実施形態に係る表面実装型アンテナを得
るための誘電体母基板および誘電体基体の上面図であ
る。

【図６】第３の実施形態に係る表面実装型アンテナの斜
視図である。

【図７】従来の表面実装型アンテナの斜視図である。

【符号の説明】

１−第１の電極 ２，２ａ，２ｂ−第２の電極 ３，３ａ．３ｂ−第３の電極 ４−第４の電極 ５，６，７−底面側電極 ５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ−底面側電極 ８，９，１０−端面電極 １１−誘電体母基板 １１´−基体 （１，４，５ａ，３ａ，６ａ，７ａ，２ａ）−放射電極 （５ｂ，８）−第１のグランド電極 （７ｂ，１０，２ｂ）−第２のグランド電極 （６ｂ，９，３ｂ）−給電電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体または磁性体の母基板に、線状に
   連続する第１の電極を形成するとともに、この第１の電
   極に略平行で、それぞれ所定長を有する第２・第３の電
   極を第１の電極の延びる方向に沿って一定間隔で形成
   し、第１・第２・第３の電極にそれぞれ直交するライン
   を分割ラインとして前記母基板を前記一定間隔で分割
   し、分割後の基体の端面に前記第１・第２の電極の端部
   を繋ぐ第４の電極を形成することを特徴とする表面実装
   型アンテナの製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１・第２・第３の電極を形成した
   母基板を共通に用い、前記第２の電極の端部と前記母基
   板の分割ラインとの距離を設定することによって、第１
   ・第２・第４の電極からなる放射電極の共振周波数が異
   なった複数種の表面実装型アンテナを形成することを特
   徴とする請求項１に記載の表面実装型アンテナの製造方
   法。