KR100525023B1 - 칩 안테나와 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

안테나 엘리먼트를 매립한 수지성형체의 상기 안테나 엘리먼트 주위에서의 여백부분 중, 게이트 마크가 남은 1변측의 여백을, 게이트 마크가 없는 다른 변측의 여백보다 크게 한다. 특히, 상기 안테나 엘리먼트가 선형 안테나부와, 이 선형 안테나부의 선단에 형성된 용량부가부를 가질 때, 상기 용량부가부측에 게이트 마크가 생기도록 수지성형체를 사출성형한다. 또, 상기 안테나 엘리먼트에 연이어 접하는 단자부가 상기 수지성형체로부터 돌출하는 부위를, 그 주위보다 움푹 들어간 형상이 되도록 한다. 이에 의해 안테나 엘리먼트를 매립한 수지성형체의 박리나 크랙을 초래하지 않는, 기계적 강도가 우수한 간단한 구조의 칩 안테나와 그의 제조방법을 제공한다.

Description

칩 안테나와 그 제조방법{CHIP ANTENNA AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 선형 안테나부를 구비한 안테나 엘리먼트를, 유전체로 이루어지는 수지성형체에 매립한 구조의 칩 안테나와 그의 제조방법에 관한 것이다.
칩 안테나의 하나로, 예컨대 미로형 선로 패턴(선형 안테나부)을 형성한 금속제 안테나 엘리먼트를 수지성형체에 매립한 구조의 칩 안테나가 있다. 이 종류의 칩 안테나(칩 안테나)는 사출성형용 금형에 안테나 엘리먼트를 세팅한 후, 상기 사출성형용 금형에 유전체 수지를 사출성형함으로써 제조된다.
이 때, 수지성형체의 단면에는 사출성형용 금형으로의 유전체 수지의 사출성형에 따른 게이트 마크가 남는다. 게이트 마크는 수백 ㎛ 정도의 요철로 이루어져 일반적인 수지성형품이라면 무시할 수 있다. 그러나, 칩 안테나의 경우에는, 게이트 마크는 안테나 엘리먼트 부근의 유전체의 양을 증감시킬 수 있으므로, 공진주파수 등의 안테나 특성에 영향을 미치는 요인이 된다.
또, 안테나 엘리먼트에 연이어 접하는 단자부는 상기 수지성형체로부터 돌출시켜 형성된다. 또한, 안테나 엘리먼트와 수지성형체는 단순히 물리적으로 접합되어 있을 뿐이다. 이 때문에, 상기 단자부로부터 수지성형체에 응력이 가해지면, 상기 수지성형체에 변형이 발생하기 쉽다. 그러면, 수지성형체의 변형에 의해 이 수지성형체와 안테나 엘리먼트가 박리 (separation) 되거나, 수지성형체에 크랙이 발생하는 경우가 있다.
또, 안테나 엘리먼트가 세팅된 사출성형용 금형에 유전체 수지를 사출할 때, 유전체 주입구(게이트부) 부근에서의 유전체 수지의 강한 흐름에 의해, 예컨대 미로형 선로 패턴(선형 안테나부)이 변형되어 안테나 특성이 변화될 우려도 있다.
본 발명의 목적은 수지성형체에 남은 게이트 마크의 상태에 의해 안테나 특성이 영향을 받지 않는 칩 안테나와 그의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은 수지성형체의 박리나 크랙을 초래하지 않는 칩 안테나와 그의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
이 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관계되는 칩 안테나는 안테나 엘리먼트를 매립한 수지성형체의 상기 안테나 엘리먼트 주위의 여백부분 중, 상기 수지성형체의 사출성형에 따른 게이트 마크가 남는 1변측의 여백을, 게이트 마크가 없는 다른 변측의 여백보다 크게 한 것을 특징으로 하고 있다.
여기에서 말하는 수지성형체의 여백부분이란, 평면적으로 보아 수지성형체 주변부의 안테나 엘리먼트와 실질적으로 겹치지 않는 영역을 말한다. 이와 같이 하면 안테나 엘리먼트로부터 게이트 마크까지의 거리를 크게 할 수 있으므로, 게이트 마크의 볼록하거나 오목한 것이 안테나 특성에 미치는 영향을 적게 할 수 있다. 또, 안테나 엘리먼트와 수지성형체의 계면에 가해지는 응력을 작게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 관계되는 칩 안테나는 안테나 엘리먼트를 소정의 칩 형상을 이루는 수지성형체내에 매립함과 동시에, 상기 안테나 엘리먼트에 연이어 접하는 단자부를 상기 수지성형체로부터 돌출시킨 구조를 갖고 있으며, 특히 상기 소정의 칩 형상을 이루는 수지성형체의 상기 단자부를 도출시키는 부위를, 그 주위보다 움푹 들어가게 한 형상으로 한 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같은 구조로 하면, 수지성형체의 단자부가 돌출하는 부위 주위의 수지성형체 영역(여백부)을 크게 할 수 있으므로, 단자부로부터 수지성형체에 가해지는 응력을 받는 기계적 강도를 높일 수 있다. 그 결과, 수지성형체의 박리나 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 관계되는 칩 안테나의 제조방법은 안테나 엘리먼트에 연이어 접하는 단자부의 수지성형체로부터 도출시키는 부위를, 사출성형용 금형의 상부 형틀과 하부 형틀 사이에 끼워 상기 안테나 엘리먼트를 상기 사출성형용 금형의 캐비티내에 위치시킨 후, 상기 캐비티에 유전체를 사출하여 이 유전체로 상기 선형 안테나부를 매립하는 것으로서, 특히 상기 사출성형용 금형의 상기 단자부를 상하로부터 끼우는 부위가 상기 캐비티를 향해 돌출한 형상의 금형을 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 안테나 엘리먼트가 선형 안테나부의 선단에 용량부가부를 가질 때, 상기 안테나 엘리먼트의 중심으로부터 보아 상기 용량부가부보다 외측으로부터 상기 캐비티에 유전체를 주입하는 것을 특징으로 하고 있다. 또, 상기 안테나 엘리먼트에서의 선형 안테나부가, 그 양단에서 선폭이나 피치가 다른 미로형 선로 패턴을 이룰 때, 예컨대 선폭이 넓은 미로 선로측으로부터 유전체를 주입하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 캐비티로의 유전체의 주입위치를 결정함으로써, 유전체 주입구(게이트부) 부근에서의 유전체 수지의 강한 흐름에 의해 안테나 엘리먼트가 변형된다는 문제점을 방지하는 것이 가능해진다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
[실시 형태 1A]
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관계되는 칩 안테나의 개략적인 평면구성을 나타내고 있다. 이 칩 안테나는 미로형 선로 패턴을 형성한 안테나 엘리먼트(10)를 평판형 수지성형체(12)내에 매립한 것이다. 안테나 엘리먼트(10)의 일단측에는 급전단자(14)가 상기 수지성형체(12)의 밖으로 돌출하도록 형성된다. 또, 안테나 엘리먼트(10)의 타단측에는 회로기판 등으로의 고정단자(16)가 상기 수지성형체(12)의 밖으로 돌출하도록 형성된다.
이 칩 안테나의 특징은, 안테나 엘리먼트(10)의 주위에 위치되는 수지성형체(12)의 여백부(12a, 12b, 12c, 12d) 중, 수지성형체(12)의 게이트 마크(18)가 있는 1변측의 여백(12a)을, 게이트 마크(18)가 없는 다른 변측의 여백(12b, 12c, 12d)보다 크게 한 점에 있다.
이와 같은 칩 안테나는 다음과 같이 하여 제조된다. 먼저, 도 2에 나타낸 도체 패턴(20)을 얇은 금속판(예컨대, 구리판)의 펀칭 또는 에칭가공에 의해 형성한다. 이 도체 패턴(20)은 사각형의 프레임(22)내에 미로형 안테나 엘리먼트(10)를 유지한 것이다. 안테나 엘리먼트(10)의 양측에는 사이드프레임(24)이 형성되어 있으며, 미로형 안테나 엘리먼트(10) 양측의 복수의 U턴부는 각각 연결부(26)를 통해 상기 사이드프레임(24)에 연결되어 있다. 이에 의해 안테나 엘리먼트(10)는 미로 패턴의 피치가 변화하지 않도록 유지되어 있다.
또, 안테나 엘리먼트(10)의 일단측은 급전단자(14)를 통해 프레임(22)에 연결되며, 또 타단측은 고정단자(16)를 통해 프레임(22)에 연결되어 있다. 이에 의해 안테나 엘리먼트(10)는 프레임(22)내의 소정의 위치에 유지되어 있다. 그리고, 프레임(22)의 네 모서리에는 위치결정용 구멍(28)이 형성되어 있다. 또, 사이드프레임(24)은 외측의 프레임(22)과 일체로 형성되어 있어도 된다.
이와 같은 도체 패턴(20)을 도시하지 않은 사출성형용 금형에 세팅하여 유전체 수지를 사출성형한다. 사출성형용 금형은 도 2에서 이점쇄선의 틀로 나타낸 캐비티(30)를 형성하는 상부 형틀과 하부 형틀로 이루어지며, 상부 형틀과 하부 형틀 사이에 사이드프레임(24) 및 연결부(26, 14, 16)를 각각 끼우는 구조이다. 캐비티(30)에 수지를 주입하는 게이트부(32)는 고정단자(16)의 양측에 형성되어 있다. 캐비티(30)는 평면적으로 보아 안테나 엘리먼트(10)보다 한층 크며, 특히 게이트(32)측에 안테나 엘리먼트(10)와 겹치지 않는 빈 스페이스가 크게 형성되어 있다.
상기와 같은 금형으로 수지를 사출성형하면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 안테나 엘리먼트(10)가 매립된 상태의 수지성형체(12)가 얻어진다. 그리고, 34는 사출성형후에 남은 게이트부 돌기이다. 게이트부 돌기(34)를 절단함과 동시에 연결부(26)를 수지성형체(12)의 둘레면을 따라 절단하고, 또한 급전단자(14) 및 고정단자(16)를 적당한 길이를 남기고 절단함으로써, 도 1에 나타낸 구조의 칩 안테나가 얻어진다.
이 칩 안테나는 수지성형체(12)의 게이트 마크(18)가 있는 1변측의 여백(12a)이, 다른 변의 여백(12b, 12c, 12d(필요에 있어 최소한))보다 크게 형성되어 있으므로, 게이트 마크(18)를 안테나 엘리먼트(10)로부터 멀리 있게 할 수 있다. 그 결과, 게이트 마크(18)의 볼록하거나 오목함에 의한 안테나 특성의 편차를 적게 할 수 있어 안정된 특성이 얻어진다. 또, 게이트부 돌기(34)를 절단할 때 수지성형체(12)에 가해지는 응력이, 수지성형체(12)와 안테나 엘리먼트(10)의 계면에 미치는 영향도 적어진다. 그 결과, 수지성형체(12)와 안테나 엘리먼트(10)의 박리를 방지할 수 있다.
[실시 형태 1B]
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 관계되는 칩 안테나의 개략구성을 나타내고 있다. 이 칩 안테나도 안테나 엘리먼트(10)를 평판형 수지성형체(12)내에 매립한 것이다. 그러나, 안테나 엘리먼트(10)가 미로형 선로 패턴부(10a)와, 이 선로 패턴부(10a)의 선단에 연이어 접하는 대략 삼각형의 용량부가부(10b)를 구비한 것으로 구성되어 있다. 상기 수지성형체(12)의 밖으로 돌출하는 급전단자(14)는 선로 패턴부(10a)의 기단(基端)에 형성되어 있다. 또, 상기 고정단자(16)는 용량부가부(10b)의 선단 가장자리 중앙부에 형성되어 있다.
이 칩 안테나의 특징은, 수지성형체(12)의 게이트 마크(18)가 안테나 엘리먼트의 용량부가부(10b)측의 1변에 생기도록 성형한 점에 있다. 또한, 수지성형체(12)의 폭을 안테나 엘리먼트(10)의 폭과 동일하게 하여 그 양측변의 수지성형체(12)의 여백(12b, 12d)을 각각 0으로 하고 있다. 그리고, 수지성형체(12)의 게이트 마크(18)가 있는 변의 여백(12a)을, 게이트 마크(18)가 없는 반대측 변의 여백(12c)보다 크게 하고 있는 점에 있다.
이와 같은 구조의 칩 안테나는 다음과 같이 하여 제조된다. 먼저, 도 5에 나타낸 도체 패턴(20)을 형성한다. 이 도체 패턴(20)이 전술한 도 2에 나타낸 도체 패턴(20)과 다른 점은, 전술한 바와 같이 안테나 엘리먼트(10)가 미로형 선로 패턴부(10a)의 선단에 용량부가부(10b)를 구비하는 점에 있다. 그리고, 미로형 선로 패턴부(10a)의 U턴부를 사이드프레임(24)에 연결하는 연결부(26)의 폭은 상기 U턴부의 폭과 동일하게 설정되어 있다. 또, 용량부가부(10b)의 양측은 연결부(26)를 통해 사이드프레임(24)에 연결되어 있으며, 용량부가부(10b)의 선단 가장자리 중앙부는 고정단자(16)를 통해 프레임(22)에 연결되어 있다. 그 이외에는 도 2에 나타낸 도체 패턴(20)과 동일하므로, 동일부분에는 동일부호를 붙였다.
다음으로, 이와 같은 도체 패턴(20)을 사출성형용 금형에 세팅하고, 유전체 수지를 사출성형한다. 그리고, 유전체 수지의 사출성형후, 상기 금형을 열면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 안테나 엘리먼트(10)를 매립한 수지성형체(12)가 얻어진다. 그리고 나서, 게이트부 돌기(34)를 절단함과 동시에, 연결부(26)를 수지성형체(12)의 둘레면을 따라 절단하고, 또한 급전단자(14) 및 고정단자(16)를 적당한 길이로 절단함으로써 도 4에 나타낸 칩 안테나를 얻을 수 있다.
이 칩 안테나는 수지성형체(12)의 게이트 마크(18)가 있는 1변의 여백(12a)이, 다른 변의 여백(12b, 12c, 12d)보다 각각 크게 설정되어 있으므로, 안테나 엘리먼트(10)와 게이트 마크(18)의 거리를 크게 할 수 있다. 따라서, 앞의 실시 형태 1A와 동일한 효과가 얻어진다.
또, 용량부가부(10b)는 선로 패턴부(10a)보다 면적이 크고, 또한 잘 변형되지 않는다. 그래서, 수지성형체(12)를, 게이트 마크(18)가 안테나 엘리먼트(10)의 용량부가부(10b)측의 1변에 생기도록 사출성형한다. 그러면, 사출성형시, 게이트 부근에서의 수지의 강한 흐름이 상기 면적이 큰 용량부가부(10b)에 의해 정류(整流)되므로, 게이트 부근에서의 안테나 엘리먼트(10)의 변형이 발생하기 어렵게 된다. 그 결과, 특성이 더욱 안정된 칩 안테나가 얻어진다.
또, 이 예에서는 용량부가부(10b)가 그 양측에서 사이드프레임(24)과 연결되고, 또한 그 중앙부가 프레임(22)에 연결되어 있다. 즉, 안테나 엘리먼트(10)는 T자형으로 프레임(22)의 3개소에서 지지되어 있다. 그리고, 게이트는 T자의 세로봉을 따르도록, 즉 연결부(26)를 따르는 방향으로부터 수지가 주입되도록 형성되어 있다. 따라서, 유전체 수지의 사출성형시의 상기 용량부가부(10b) 자체의 변형도 억제할 수 있다.
[실시 형태 1C]
그런데, 전술한 실시 형태에서는 안테나 엘리먼트(10)를 수지성형체(12)내에 매립한 경우를 예로 설명했다. 그러나, 안테나 엘리먼트(10)를 수지성형체(12)의 표면에 일체로 형성한 구조로 할 수도 있다. 이 경우에는 수지성형체(12)를 성형하는 사출성형용 금형으로서 상부 형틀 및 하부 형틀의 어느 일측에만 캐비티를 형성한 것을 사용하고, 캐비티가 형성되어 있지 않은 타측 금형의 형틀면에 안테나 엘리먼트(10)를 세팅하여 사출성형하면 된다.
[실시 형태 1D]
또, 상기 실시 형태에서는 사이드게이트의 예를 나타냈지만, 게이트로서는 성형품을 인출할 때 동시에 게이트 컷되는 서브머린게이트 등도 이용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상기 각 실시 형태에 의하면, 안테나 엘리먼트(10) 주위의 수지성형체(12)의 여백 중, 수지성형체(12)의 게이트 마크(18)가 있는 1변의 여백을, 게이트 마크가 없는 다른 변의 여백보다 크게 하고 있으므로, 안테나 엘리먼트(10)로부터 게이트 마크(18)까지의 거리를 크게 할 수 있다. 이 때문에, 게이트 마크(18)의 볼록하거나 오목한 것이 안테나 특성에 미치는 영향을 적게 할 수 있어 안테나 특성을 안정시킬 수 있다. 또, 게이트부 돌기(34)를 절단할 때 수지성형체(12)와 안테나 엘리먼트(10)의 계면에 가해지는 응력도 작게 할 수 있다. 그 결과, 수지성형체(12)와 안테나 엘리먼트(10)의 박리를 효과적으로 방지할 수 있다.
그런데, 사출성형용 금형(35)의 캐비티(30)에 유전체 수지를 주입하여 안테나 엘리먼트(10)를 매립하는 경우, 유전체 수지의 흐름에 의해 안테나 엘리먼트가 변형될 우려가 있다. 특히 안테나 엘리먼트(10)의 선로 패턴부(10a)가 미로형 선로를 이룰 때, 상기 선로 패턴부(10a)가 변형되어 안테나 특성이 변화될 우려가 있다. 따라서, 이러한 종류의 칩 안테나를 제조하는 경우, 다음과 같이 하는 것이 바람직하다.
[실시 형태 2A]
도 7은 그 실시 형태를 나타내고 있다. 이 실시 형태는 금형의 캐비티내에 유전체 재료를 주입하는 게이트부(32)를, 용량부가부(10b)의 선단 가장자리측의 캐비티의 모서리부에 형성하여 사출성형한 것이다. 따라서, 게이트부 돌기(34)는 유전체 성형체(12)의 모서리부에 형성된다. 그 이외에는 실시 형태 1A와 동일하므로, 동일부분에는 동일부호를 붙였다.
이와 관련하여, 실시 형태 1A와 같이 게이트부 돌기(34)가 유전체 성형체(12)의 단면에 형성되면, 게이트부 돌기(34)를 절단했을 때 게이트 마크(18)가 볼록한 상태로 남는 경우가 있다. 그러면, 유전체 성형체(12)의 길이치수에 편차가 발생한다. 그러나, 이 실시 형태 2A와 같이, 유전체 성형체(12)의 모서리부에 게이트부 돌기(34)가 형성되도록 하면, 예컨대 게이트부 돌기(34)를 비스듬히 절단할 수 있다. 이와 같이 절단하면, 유전체 성형체(12)의 모서리부가 약간 잘린 상태가 될 뿐, 유전체 성형체(12)의 길이와 폭의 치수를 일정하게 맞출 수 있다.
[실시 형태 2B]
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 이 실시 형태는 금형의 캐비티내에 유전체 재료를 주입하는 게이트부(32)를, 용량부가부(10b)의 선단 가장자리보다 앞의 캐비티(30)의 측면에 형성하여 사출성형한 것이다. 이 경우에는 상기 게이트부 돌기(34)는 유전체 성형체(12)의 측면에 형성된다. 그 이외에는 실시 형태 2A와 동일하므로, 동일부분에는 동일부호를 붙였다.
[실시 형태 2C]
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 이 실시 형태는 선로 패턴부(10a)에, 용량부가부(10b)의 선단 가장자리와 프레임(22)을 연결하는 연결부(고정단자 16a, 16b)를 2개 형성하고, 금형의 게이트부(32)를 이 2개의 연결부 사이에 형성하여 사출성형한 것이다. 이 경우에는 게이트부 돌기(34)는 유전체 성형체(12)의 단면 중앙부에 1개 형성된다. 그 이외에는 실시 형태 2A와 동일하므로, 동일부분에는 동일부호를 붙였다.
[실시 형태 2D]
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 이 실시 형태는 선로 패턴부(10a)에, 용량부가부(10b)의 선단 가장자리와 프레임(22)을 연결하는 연결부(고정단자 16a, 16b)를 2개 형성하고, 금형의 게이트부(32)를 이들 2개의 연결부 사이와, 그 양측에 각각 형성하여 사출성형한 것이다. 이 경우에, 게이트부 돌기(34)는 유전체 성형체(12)의 단면에 3개 형성된다. 그 이외에는 실시 형태 2C와 동일하므로, 동일부분에는 동일부호를 붙였다.
[실시 형태 2E]
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 이 실시 형태에서는 용량부가부(10b)가 가늘고 긴 띠형으로 형성되어 있다. 그 이외에는 실시 형태 2A와 동일하므로, 동일부분에는 동일부호를 붙여 설명을 생략한다. 이와 같이 용량부가부(10b)의 형상이 변해도 실시 형태 1A와 동일하게 하여 칩 안테나를 제조할 수 있다. 또, 이 실시 형태의 경우에도 실시 형태 2A와 마찬가지로 유전체 성형체(12)의 모서리부에 상당하는 위치에 게이트부(32)를 형성하도록 해도 된다.
[실시 형태 2F]
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 이 실시 형태에서는 안테나 엘리먼트(10)가, 피치가 조밀한 선로 패턴부(10aa)와, 피치가 성긴 선로 패턴부(10ab)로 구성되어 있다. 그리고, 피치가 성긴 선로 패턴부(10ab)의 단부와 프레임(22)을 연결하는 연결부(고정단자 16)의 양측으로부터 유전체 재료를 주입하여 유전체 성형체(12)를 형성한 것이다. 그 이외에는 실시 형태 2A와 동일하므로, 동일부분에는 동일부호를 붙여 설명을 생략한다.
이 실시 형태의 경우, 선로 패턴부(10aa)와 선로 패턴부(10ab)는 선폭이 동일하므로, 유전체 재료의 흐름에 의해 변형되기 쉬운 것은 마찬가지이다. 그러나, 피치가 성긴 선로 패턴부(10ab)측이 동일한 변형량이라도 안테나 특성에 미치는 영향이 적다. 그래서, 이 실시 형태에서는 피치가 성긴 선로 패턴부(10ab)측으로부터 유전체 재료를 주입함으로써, 특성의 편차가 작은 칩 안테나를 제조하고 있다. 그리고, 이 실시 형태의 경우에도 실시 형태 2A와 마찬가지로, 유전체 성형체(12)의 모서리부에 상당하는 위치에 게이트부(32)를 형성하도록 해도 된다.
[실시 형태 2G]
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 이 실시 형태는 안테나 엘리먼트(10)가, 선폭이 좁은 선로 패턴부(10ac)와 선폭이 넓은 선로 패턴부(10ad)로 구성된다. 그리고, 선폭이 넓은 선로 패턴부(10ad)의 단부와 프레임(22)을 연결하는 연결부(고정단자 16)의 양측으로부터 유전체 재료를 주입하여 유전체 성형체(12)를 형성한 것이다. 그 이외에는 실시 형태 2A와 동일하므로, 동일부분에는 동일부호를 붙여 설명을 생략한다.
선로 패턴부(10ac)와 선로 패턴부(10ad)의 선폭이 다른 경우, 선폭이 넓은 쪽이 유전체 재료의 흐름에 대한 변형저항이 크다. 그래서, 이 실시 형태에서는 선폭이 넓은 선로 패턴부(10ad)측으로부터 유전체 재료를 주입함으로써, 선로 패턴부(10ac, 10ad)의 변형을 적게 하여 칩 안테나의 특성의 편차를 작게 하고 있다. 그리고, 이 실시 형태에서는 선폭이 넓은 선로 패턴부(10ad)측이 선폭이 좁은 선로 패턴부(10ac)보다 피치도 크기 때문에, 특성의 편차를 더욱 작게 할 수 있다.
이 실시 형태의 경우에도 실시 형태 2A와 마찬가지로 유전체 성형체(12)의 모서리부에 상당하는 위치에 게이트부를 형성하도록 해도 된다.
[실시 형태 2H]
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 이 실시 형태에서는 안테나 엘리먼트(10)의 패턴을 실시 형태 2G와 동일하게 하고, 선폭이 넓은 선로 패턴부(10ad)의 단부측의 측면으로부터 유전체 재료를 주입하여 유전체 성형체(12)를 형성한 것이다. 이 경우에는 게이트부 돌기(34)는 유전체 성형체(12)의 측면에 형성된다. 그 이외에는 실시 형태 2G와 동일하므로, 동일부분에는 동일부호를 붙여 설명을 생략한다.
그리고, 상기 각 실시 형태에서는 안테나 엘리먼트(10)의 상하면에 유전체가 적층된 칩 안테나를 제조하는 경우를 나타냈지만, 유전체를 안테나 엘리먼트(10)의 일측면에만 적층해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 각 실시 형태에 의하면, 미로 패턴과 같은 선로 패턴부(10a)를 갖는 안테나 엘리먼트(10)에 유전체 성형체를 적층한 칩 안테나를 제조하는 경우에 선로 패턴부(10a)의 변형을 적게 할 수 있으므로, 특성이 안정된 칩 안테나를 제조할 수 있다. 이 경우, 수지성형체를 구성하는 재료로서는 합성수지나, 합성수지와 세라믹스의 복합재료 등이 바람직하다.
그런데, 전술한 바와 같이, 급전단자(14) 및 고정단자(16)를 수지성형체(12)의 단부로부터 돌출시킨 구조의 칩 안테나에서는, 급전단자(14) 또는 고정단자(16)에 가해지는 응력이 수지성형체(12)에 변형을 발생시키는 경우가 있다. 특히 안테나 엘리먼트(10)와 수지성형체(12)는 단순히 물리적으로 접합되어 있을 뿐이므로, 수지성형체(12)의 변형에 의해 상기 급전단자(14) 또는 고정단자(16)가 돌출하는 부위에서 안테나 엘리먼트(10)와 수지성형체(12)가 박리되거나, 또는 수지성형체(12)에 크랙이 발생할 우려가 있다.
이와 같은 문제점을 방지하기 위해서는 칩 안테나를 다음과 같은 구조로 하는 것이 바람직하다.
[실시 형태 3A]
도 15는 이 실시 형태에 관계되는 칩 안테나의 개략구성을 나타내는 사시도이다. 또, 도 16은 도 15에 나타낸 칩 안테나의 평면도, 도 17은 그 단면구조를 나타내는 도면이다. 이 칩 안테나는 기본적으로는 미로형 선로 안테나부(10a)와 이 선로 안테나부(10a)의 단부에 연이어 접하는 단자부(14, 16)로 이루어지는 안테나 엘리먼트(10)를 구비한다. 그리고, 수지성형체(12)는 상기 안테나 엘리먼트(10)의 선로 안테나부(10a)를 그 내부에 매립한 대략 직방체의 형상을 가지며, 그 단부로부터 상기 단자부(14, 16)를 각각 그 외부로 도출하여 형성된다. 그리고, 수지성형체(12)는 합성수지와 세라믹 분말을 혼합한 유전체로 이루어진다.
이와 관련하여, 선로 안테나부(10a)는 소정의 도체판을 펀칭이나 에칭 등에 의해 패터닝하고, 예컨대 도 16에 나타낸 바와 같이, 몇 회 턴에 걸친 반환부를 거쳐 미로형으로 사행(蛇行)하는 선로를 소정의 피치로 평행하게 형성한 것으로 이루어진다. 구체적으로는 상기 선로 안테나부(10a)는, 예컨대 두께 100㎛의 도체판을 패터닝하여 도체폭(선로폭) 0.18㎜, 사행폭 8.7㎜, 사행피치 0.4㎜의 선로도체를 30턴에 걸쳐 형성한 것으로 이루어진다.
또, 단자부(14, 16)는 상기 선로 안테나부(10a)의 단부로부터 이 선로 안테나부(10a)의 길이방향을 향해 소정의 길이에 걸쳐 연장되어 나온 부위로 이루어진다. 특히 이 실시 형태에서는 상기 단자부(14, 16)는 도 17에 나타낸 바와 같이, 수지성형체(12)의 단부로부터 도출되는 위치에서 하측을 향해 L자형으로 절곡되고(제 1 절곡점a), 또한 상기 선로 안테나부(10a)의 장착높이를 규정하는 위치에서 외측을 향해 L자형으로 절곡되어(제 2 절곡점b) 갈고리형상의 상기 선로 안테나부(10a)의 다리부를 이루고 있다. 이와 같은 다리부를 이루는 단자부(14, 16)는 수지성형체(12)를 형성한 직후에는 도 15∼도 17에서 각각 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 최종적으로 칩 안테나가 필요로 하는 길이(단자길이)보다 길게 설정되어 있다. 즉, 이 단자부(14, 16)는 후술하는 바와 같이, 상기 안테나 엘리먼트(10)의 선로 안테나부(10a)를 수지성형체(12)에 의해 매립형성한 후, 즉 칩 안테나로서 제조한 후, 필요에 따라 소정 길이로 절단된다. 이 예에서는 단자부(14, 16)의 길이는 수지성형체(12)의 단면(12e)과 동일위치에 설정된다.
또, 상기 수지성형체(12)는 도 16 및 도 17에 각각 나타낸 바와 같이, 상기 선로 안테나부(10a)가 이루는 전술한 안테나 패턴면을 따라 상기 선로 안테나부(10a)를 그 중심부에 매립함과 동시에, 그 단면으로부터 상기 단자부(14, 16)를 도출시킨 대략 직방체의 칩 형상을 이룬다. 이와 같이 하여 안테나 엘리먼트(10)의 선로 안테나부(10a)를 수지성형체(12)로 매립하여 형성되는 대략 직방체 형상의 칩 안테나는, 개략적으로는 폭 9.0㎜, 길이 16㎜, 두께 1.2㎜ 정도의 크기의 것으로 실현된다.
그런데, 이 실시 형태에 관계되는 칩 안테나의 특징은, 수지성형체(12)의 상기 단자부(14, 16)를 도출한 단면(12e)에서의 상기 단자부(14, 16)를 도출한 중앙 부위가 그 주위보다 움푹 들어간 형상을 이루고 있는 점에 있다. 즉, 수지성형체(12)의 상기 단자부(14, 16)를 도출한 단면(12e)의 중앙부는 상하방향으로 연장되는 홈형의 오목부(12f)를 이루고 있으며, 그 주위보다 내측으로 움푹 들어가게 한 형상으로 되어 있다. 그리고, 이 오목부(12f)의 저부로부터 상기 안테나 엘리먼트(10)의 단자부(14, 16)를 도출하고 있다. 다시 말하면, 상기 수지성형체(12)의 단면(12e)은 상기 단자부(14, 16)가 도출된 부위(오목부)(12f)보다 그 주위가 돌출한 단면형상을 이루고 있다. 그리고, 단자부(14, 16) 주위의 돌출부는 안테나 엘리먼트(10)로 상하로 분리되지 않는 넓은 유전체 영역을 형성한 것으로 되어 있다. 또, 단자부(14, 16)는 그 양측에 위치되는 수지성형체(12)의 단면(12e)과 동일면을 이루는 위치에서 절단되어 있다.
이와 관련하여, 이와 같은 수지성형체(12)의 단면형상은, 예컨대 도 18에 그 단면구조를, 또 도 19에 그 평면구조를 나타낸 유전체의 사출성형용 금형(몰드용 금형)(35)을 사용하여 형성된다. 이 유전체의 사출성형용 금형(35)은, 개략적으로는 내부에 상기 칩 안테나의 수지성형체(12)의 외형형상을 규정하는 대략 직방체형상의 캐비티(30)를 형성한 1쌍의 상부 형틀(36)과 하부 형틀(37)로 이루어지며, 그 내부공간에 전술한 안테나 엘리먼트(10)를 유지하도록 구성된다. 이 금형(35)에 의한 안테나 엘리먼트(10)의 유지는, 상기 단자부(14, 16)의 상기 수지성형체(12)로부터 도출시키는 부위, 구체적으로는 전술한 바와 같이, 제 2 절곡점 b 에서 외측을 향해 L자형으로 절곡되어 상기 선로 안테나부(10a)의 장착높이를 규정하는 갈고리형상의 다리부를, 상기 상부 형틀(36)과 하부 형틀(37) 사이에 끼움으로써 행해진다. 특히 금형(35)의 상기 다리부를 그 상하로부터 끼우는 부위는, 상기 금형(35)의 캐비티(30)를 향해 돌출형성된 벽면을 이루는 돌출부(38)로서 형성되어 다리부(단자부 14, 16)의 상하면에 각각 위치되도록 되어 있다.
이와 같이 하여 다리부(단자부 14, 16)를 그 상하로부터 끼워 금형(35)의 내부(캐비티 30)에 안테나 엘리먼트(10)를 유지한 상태에서, 상기 금형(35)의 게이트(유전체 주입구)(32)를 통해 유전체를 주입한다. 그러면, 주입된 유전체로 상기 안테나 엘리먼트(10)의 선형 안테나부(10a)가 그 내부에 매립된다. 이 때, 상기 돌출부(38)에 끼워 유지되어 있는 다리부(단자부 14, 16)에는 유전체의 주입이 저지된다. 그 결과, 이 다리부(단자부 14, 16)는 금형(35)을 사용하여 성형된 수지성형체(12)의 단면으로부터 외부로 도출된다. 그리고, 단자부(14, 16)가 도출한 수지성형체(12)의 단면의 상기 단자부(14, 16)가 위치되어 있는 부위의 영역은 전술한 돌출부(38)에 의해 형성된 오목부(12f)를 이루게 된다.
이렇게 하여 전술한 바와 같이, 단자부(14, 16)를 금형(35)에 끼우고, 이 상태에서 선로 안테나부(10a)를 유전체로 매립하여 제조되는 칩 안테나에 의하면, 수지성형체(12)의 단면(12e)보다 내측으로 움푹 들어간 오목부(12f)로부터 안테나 엘리먼트(10)의 단자부(14, 16)가 도출된다. 따라서, 칩 안테나 전체의 외형치수를 규제하여 그 소형화를 도모하는 경우에도, 수지성형체(12)의 단면으로부터 도출되는 단자부(14, 16)가 방해되는 일이 없다. 또, 수지성형체(12)의 오목부(12f)로 이루어지는 오목부분 만큼 단자부(14, 16)의 납땜 면의 길이를 길게 할 수 있으므로, 땜납에 의한 접합강도의 확보도 가능하게 된다.
또, 단자부(14, 16)를 도출시킨 부위 이외에는 수지성형체(12)의 단면을 외측으로 돌출시킬 수 있으므로, 그 만큼 단자부(14, 16) 주위에 특히 수지성형체(12)의 코너부(모서리부)에서의 유전체 영역을 넓게 할 수 있다. 더욱이, 이 수지성형체(12)의 코너부(모서리부)에는 안테나 엘리먼트(10)의 선로 안테나부(10a)가 매설되지 않는다. 이 때문에, 안테나 엘리먼트(10)의 상면측에 위치되는 상부 유전체층과 상기 안테나 엘리먼트(10)의 하면측에 위치되는 하부 유전체층의 접합을 강고 (强固) 한 것으로 할 수 있다. 오히려 당해 코너부(모서리부)에서의 유전체층을, 안테나 엘리먼트(10)에 의해 구분되지 않는 일체적인 것으로 할 수 있다. 따라서, 그 기계적 강도를 충분히 높일 수 있다. 이 때문에, 수지성형체(12)의 단면으로부터 도출한 단자부(14, 16)에 외력이 가해져도, 수지성형체(12)가 그 코너부(모서리부)로부터 상하로 박리되는 문제점을 효과적으로 방지할 수 있다.
나아가서는, 그 제조시에 수지성형체(12)의 단면으로부터 도출되는 안테나 엘리먼트(10)의 단자부(14, 16)가 금형(35)(돌출부 38)에 의해 그 상하면으로부터 끼워져 있으므로, 단자부(14, 16)의 표면에 유전체가 들어가지 않는다. 따라서, 예컨대 수지성형체(12)로부터 도출하는 단자부(14, 16)의 길이를 짧게 하여 칩 안테나의 소형화를 도모하는 경우라도, 상기 단자부(14, 16)의 납땜성을 충분히 높게 유지할 수 있다. 이와 관련하여, 수지성형체(12)로부터 도출하는 단자부(14, 16)의 길이에 대해서는, 전술한 바와 같이 안테나 엘리먼트(10)를 수지성형체(12)에 매설하여 칩 안테나를 제조한 후, 단자부(14, 16)를 상기 수지성형체(12)의 단면위치에 맞춰 절단할 때, 그 길이(단자길이)를 조정하도록 하면 된다.
또, 전술한 바와 같이 금형(35)(돌출부 38)에 의해 단자부(14, 16)를 끼운 상태에서 선로 안테나부(10a)를 수지성형체(12)에 매립하므로, 칩 안테나에서의 선로 안테나부(10a)의 높이위치를 고정밀도로 규제할 수 있다. 이 때문에, 칩 안테나에서의 선로 안테나부(10a)의 높이에 기인하는 안테나 특성의 편차를 억제할 수 있어 품질이 안정된 칩 안테나를 대량 생산하기에 적합한 등의 효과도 발휘된다.
그리고, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 칩 안테나에서의 각 부의 치수 등은 그 사양에 따라 정하면 된다. 또, 단자부(14, 16)를 도출하는 부위에서의 오목부(12f)의 들어간 깊이에 대해서도, 예컨대 단자부(14, 16)의 판두께 정도로 하거나, 또는 납땜에 필요로 하는 단자길이 정도로 설정하면 충분하다.
또한, 실시 형태 1A와 같이, 안테나 엘리먼트의 U턴부가 연결부를 통해 사이드프레임에 연결되고, 이 연결부도 금형으로 끼움으로써 선로 안테나부(10a)를 고정하는 방식이어도 된다.
[실시 형태 3B]
또, 안테나 엘리먼트(10)로서는 미로형 사행 도체로 이루어지는 선로 안테나부(10a)를 형성한 것 뿐만 아니라, 선로 안테나부(10a)가 평판형의 것 등이어도 된다. 또한, 단자부(14, 16)의 인출개소에 대해서도 수지성형체(12) 길이방향의 양단부로부터 각각 인출하는 대신에, 일측의 단부로부터 2개의 단자부(14, 16)를 나란히 인출하도록 해도 된다. 또, 수지성형체(12)의 긴변으로부터 단자를 인출하는 형상이어도 된다.
또한, 수지성형체(12)에 대해서는, 예컨대 PPS(폴리페닐렌ㆍ술파이드)와, BaO-Nd2O3-TiO2-Bi2O3 계 세라믹스 분말을 혼합한 것 등을 사용할 수 있다. 또, 그 유전율에 대해서는 안테나 사양에도 의하지만, 예컨대 [20] 정도의 것을 사용하도록 하면 된다.
이상 설명한 본 발명의 실시 형태에 의하면, 유전체 칩의 박리를 초래하지 않고, 그 소형화를 도모할 수 있는 기계적 강도가 우수한 간단한 구조의 칩 안테나를 제공할 수 있는 등의 실용상 많은 효과가 발휘된다.
그런데, 전술한 구조의 칩 안테나를 인쇄배선기판에 실장할 때,예컨대 리플로우 노를 통해 칩 안테나에 열을 가하면, 안테나 엘리먼트(10)와 수지성형체(12)의 팽창율의 차이에 의해 수지성형체(12)의 단자부(14, 16)를 도출하고 있는 부위에 크랙이 발생하는 경우가 있다. 이와 같은 크랙의 발생을 방지하기 위해서는 다음과 같은 구조로 하면 된다.
[실시 형태 4A]
도 20은 이 실시 형태에 관계되는 칩 안테나를 이면으로부터 본 사시도이고, 도 21은 그 평면도, 도 22는 그 단면도이다. 또, 도 23 및 도 24는 도 20에 나타낸 칩 안테나의 단자부 주위의 단면구조 및 평면구조를 나타내는 도면이다.
이 칩 안테나의 안테나 엘리먼트(10)는 선로 안테나부(10a)와, 이 선로 안테나부(10a)의 단부에 연이어 접하는 급전단자부(14)와 2개의 고정단자(16a, 16b)를 구비하고 있다. 그리고, 대략 직방체 형상의 수지성형체(12)로 선로 안테나부(10a)를 그 내부에 매립하고, 상기 단자부(14, 16a, 16b)를 수지성형체(12)의 단부로부터 각각 도출한 구조를 갖는다.
또, 이 칩 안테나는 상기 안테나 엘리먼트(10)를 전술한 사출성형금형(35)에 유지하여 합성수지와 세라믹분말을 혼합한 유전체를 상기 금형에 사출함으로써 형성된다.
이와 관련하여, 선로 안테나부(10a)는 소정의 도체판을 펀칭이나 에칭 등에 의해 패터닝하고, 예컨대 도 21에 나타낸 바와 같이, 몇 회 턴에 걸친 반환부를 거쳐 미로형으로 사행하는 선로를 소정의 피치로 평행하게 형성한 것으로 이루어진다. 구체적으로는 상기 선로 안테나부(10a)는, 예컨대 두께 100㎛의 도체판을 패터닝하여 도체폭(선로폭) 0.18㎜, 사행폭 8.7㎜, 사행피치 0.4㎜의 선로도체를 30 턴에 걸쳐 형성한 것으로 이루어진다.
또, 각 단자부(14, 16a, 16b)는 상기 선로 안테나부(10a)의 단부로부터 상기 선로 안테나부(10a)의 길이방향을 향해 소정의 길이에 걸쳐 연장되어 나온 부위로 이루어진다. 특히 이 실시 형태에서는 상기 각 단자부(14, 16a, 16b)는 도 22에 나타낸 바와 같이, 수지성형체(12)의 단부로부터 도출되는 위치에서 하측을 향해 L자형으로 절곡된다(제 1 절곡점a). 또한, 상기 각 단자부(14, 16a, 16b)는 상기 선로 안테나부(10a)의 장착높이를 규정하는 위치에서 외측을 향해 L자형으로 절곡되어(제 2 절곡점b) 상기 선로 안테나부(10a)의 갈고리형상의 다리부를 이룬다.
이 수지성형체(12)는 도 22 및 도 23에 각각 나타낸 바와 같이, 상기 선로 안테나부(10a)가 이루는 안테나 패턴면을 따라 상기 선로 안테나부(10a)를 그 중심부에 매립하고 있다. 그리고, 그 단면으로부터 상기 단자부(14, 16a, 16b)를 각각 도출한 대략 직방체의 칩 형상을 이루고 있다. 이와 같은 대략 직방체 형상의 칩 안테나는, 개략적으로는 폭 9.0㎜, 길이 16㎜, 두께 1.2㎜ 정도의 크기의 것으로 이루어진다.
그런데, 수지성형체(12)의 측면(12e)에 각각 형성된 각 단자부(14, 16a, 16b)와 상기 수지성형체(12)의 사이에는 도 23 및 도 24에 나타낸 바와 같이, 상기 수지성형체(12)의 하면으로부터 단자부(14, 16a, 16b)와 거의 동일한 폭으로 파인 소정 깊이의 홈부(12h)가 형성되어 있다. 구체적으로는 도 23 및 도 24에 그 단면구조를 나타낸 바와 같이, 홈부(12h)는 수지성형체(12)의 저면으로부터 상기 단자부(14, 16a, 16b)가 하측을 향해 L자형으로 절곡된 부위까지 파인 형상을 이루고 있다. 특히 홈부(12h)의 벽면과 저면은 소정 곡률의 라운딩부(12g)를 통해 연결되어 있으며, 모서리부가 없는 형상으로 형성되어 있다.
발명자들은 칩 안테나에서의 전술한 구조(형상)의 홈부(12h)의 효과를 조사하기 위해, 단자부(14, 16a, 16b)와 수지성형체(12)의 간격(절삭폭)을 다르게 하여 크랙의 발생상황을 관찰했다. 구체적으로는 도 25에 나타낸 바와 같이, 절삭함으로써 홈부(12h)의 절삭폭을 약 100∼500㎛의 범위에서 다르게 한 복수개의 칩 안테나(시료)를 준비하고, 이들 칩 안테나를 리플로우 노에 통과시킨 후의 크랙의 발생상황을 관찰했다. 그리고, 그 결과를 표 1에 나타낸 바와 같이 4단계로 분류했다.
레벨 현상 크랙의 발생상태
0 크랙 없음 -
1 크랙 소 잘 관찰하지 않으면 보이지 않음
2 크랙 중 실체현미경으로 보면 보임
3 크랙 대 기체의 측면까지 신장되어 있음
이 실험은 최대가열온도 250[℃]의 리플로우 노를 사용하고, 칩 안테나(시료)를 30초씩 3회에 걸쳐 열을 가함으로써 행했다. 그리고, 표 1에 나타낸 크랙의 대소의 정의는 도 26A, 도 26B, 도 26C에 각각 나타낸 바와 같다.
도 27A, 도 27B, 도 27C는 상기 실험결과를 나타낸 것이며, 표 2는 그 실험결과를 일람형식으로 정리한 것이다.
시료 고정단자 16a 고정단자 16b 급전단자 14
절삭폭[㎛] 레벨 절삭폭[㎛] 레벨 절삭폭[㎛] 레벨
1 138 2 138 0 170 3
2 96 2 88 2 85 0
3 131 2 86 0 106 2
4 114 2 89 0 97 0
5 119 2 62 0 101 3
6 239 2 160 0 196 0
7 214 0 175 0 203 0
8 273 0 184 0 199 0
9 256 1 188 0 213 0
10 239 0 142 0 149 0
11 382 0 321 0 407 0
12 488 0 321 0 298 0
13 500 0 311 0 308 0
14 457 0 317 0 329 0
15 356 0 353 0 367 0
이 실험결과에 의해 절삭폭을 300㎛ 이상으로 하면 크랙을 발생시키지 않는다는 결론이 얻어졌다. 즉, 단자부(14, 16a, 16b)와 수지성형체(12)의 단면(12e) 사이에 대략 300㎛ 이상의 틈을 형성해 두면, 크랙이 발생하기 어렵다는 결론을 얻었다.
이 실시 형태에 관계되는 칩 안테나의 특징은, 수지성형체(12)에서의 단자부(14, 16)와 수지성형체(12) 사이에는 수지성형체(12)의 하면으로부터 단자부(14, 16)와 거의 동일한 폭으로 파인 홈부(12h)를 형성한 점에 있다. 즉, 상기 단자부(14, 16)를 도출한 수지성형체(12)의 단면(12e)에는, 그 수지성형체(12)의 하면측으로부터 단자부(14, 16)의 제 1 절곡점a에 이르기까지, 단자부(14, 16)와 거의 동일한 폭으로 파인 대략 직방체 형상을 이루는 홈부(12f)가 형성되어 있다. 이 때, 전술한 바와 같이, 단자부(14, 16)와 수지성형체(12)의 접촉면적이 적어지도록 한다. 이와 같은 구조로 함으로써, 칩 안테나의 리플로우시에 있어서의 단자부(14, 16)의 열팽창 신축에 의해 수지성형체(12)의 단자부(14, 16)의 도출개소에 가해지는 응력을 대폭적으로 저감시킬 수 있다.
즉, 본 실시 형태에 의하면, 홈부(12h)에 의해 수지성형체(12)와 단자부(14, 16)의 접촉면적을 작게 하고 있다. 이 때문에, 단자부(14, 16)의 열팽창 계수와 수지성형체(12)의 열팽창 계수가 달라도, 칩 안테나에 열을 가했을 때 수지성형체(12)의 단자도출부위에 가해지는 응력을 작게 할 수 있다. 그 결과, 수지성형체(12)에서의 크랙의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
또, 상기 단자부(14, 16)와 수지성형체(12)의 계면 사이에 상기 수지성형체(12)의 사출성형에 따른 잔류응력이 남아 있었다고 해도, 그 응력을 상기 홈부(12f)로 도피시킬 수 있다. 따라서, 이 점에서도 수지성형체(12)에 가해지는 응력을 대폭적으로 저감시키는 것이 가능해진다. 이 때문에, 크랙의 발생이나 수지성형체(12)와 안테나 엘리먼트의 박리를 방지할 수 있다.
[실시 형태 4B]
또, 도 23 및 도 24에 각각 나타낸 바와 같이, 홈부(12h)의 변부(코너)(12g)를 라운딩해 두면, 이에 의해서도 수지성형체(12)에 발생하는 크랙을 더욱 억제할 수 있다. 즉, 수지성형체(12)의 홈부(12h)에 모난 변부가 있으면, 그 변부에 응력이 집중하기 쉬워져 크랙이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 홈부(12h)의 변부(12g)는 라운딩하여 모서리부를 없애 응력의 집중을 방지하는 것이 효과적이다.
또, 전술한 구조이면, 칩 안테나를 인쇄배선기판상에 실장한 후에 상기 칩 안테나에 외력(응력)이 가해져 상기 단자부(14, 16)가 변형되었다고 해도, 상기 홈부(12h)에 의해 상기 단자부(14, 16)의 변형이 흡수된다. 그 결과, 상기 단자부(14, 16)의 변형에 따른 응력이 수지성형체(12)에 가해지지 않는다. 따라서, 이 점에서도 수지성형체(12)에 크랙이 발생하거나, 수지성형체(12)가 박리되는 등의 문제점을 방지하는 것이 가능하게 된다.
[실시 형태 4C]
또한, 본 발명은 상기 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 각 단자부(14, 16a, 16b)를 수지성형체(12)의 하면을 따르도록, 그 내측으로 절곡함으로써 칩 안테나의 인쇄배선기판으로의 실장면적을 적게 하는 것도 유용하다. 또, 안테나 엘리먼트(10)로서는 미로형 사행 도체로 이루어지는 선로 안테나부(10a)를 형성한 것 뿐만 아니라, 선로 안테나부(10a)가 평판형의 것 등이어도 된다.
또한, 수지성형체(12)를 형성하는 재료로서는, 예컨대 PPS(폴리페닐렌ㆍ술파이드)와, BaO-Nd2O3-TiO2-Bi2O3 계 세라믹스 분말을 혼합한 것 등을 사용할 수 있다. 또, 그 유전율에 대해서는 안테나 사양에도 의하지만, 예컨대 [20] 정도의 것을 사용하도록 하면 된다.
[상기 실시 형태로부터 파악할 수 있는 발명]
상기 각 실시 형태로부터 이하의 발명을 파악할 수 있다.
(1) 칩 안테나는 안테나 엘리먼트를 매립한 수지성형체의 상기 안테나 엘리먼트 주위의 여백부분 중, 상기 수지성형체의 사출성형에 따른 게이트 마크가 남는 1변측의 여백을, 게이트 마크가 없는 다른 변측의 여백보다 크게 한 것. 여기에서 말하는 수지성형체의 여백부분이란, 평면적으로 보아 수지성형체 주변부의 안테나 엘리먼트와 실질적으로 겹치지 않는 영역을 말한다.
상기 안테나 엘리먼트가 선형 안테나부와, 이 선형 안테나부의 선단에 형성된 용량부가부를 갖는 경우, 바람직하게는 상기 수지성형체는 상기 안테나 엘리먼트에서의 상기 용량부가부측의 1변에 게이트 마크가 생기도록 사출성형된다.
이와 같은 구조이면, 안테나 엘리먼트로부터 게이트 마크까지의 거리를 크게 할 수 있으므로, 게이트 마크의 볼록하거나 오목한 것이 안테나 특성에 미치는 영향을 적게 할 수 있다. 또, 안테나 엘리먼트와 수지성형체의 계면에 가해지는 응력을 작게 할 수 있다.
(2) 칩 안테나는 안테나 엘리먼트를 소정의 칩 형상을 이루는 수지성형체내에 매립함과 동시에, 상기 안테나 엘리먼트에 연이어 접하는 단자부를 상기 수지성형체로부터 돌출시킨 구조를 갖고 있으며, 특히 상기 소정의 칩 형상을 이루는 수지성형체의 상기 단자부를 도출시키는 부위를, 그 주위보다 움푹 들어가게 한 형상이다.
바람직하게는 상기 단자부는 상기 소정의 칩 형상을 이루는 수지성형체의 단부로부터 도출되어 상기 수지성형체의 하면측으로 절곡되는 것으로서, 상기 수지성형체는 그 측면에 위치된 상기 단자부와의 사이에 상기 수지성형체의 하면측으로부터 파인 홈부를 구비한다.
또, 상기 홈부는 그 변부가 라운딩된 단면이 대략 직사각형 형상인 것이 바람직하다.
이와 같은 구조이면, 수지성형체의 단자부가 돌출하는 부위 주위의 수지성형체 영역(여백부)을 크게 할 수 있으므로, 단자부로부터 수지성형체에 가해지는 응력을 받는 기계적 강도를 높일 수 있다. 그 결과, 수지성형체의 박리나 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
(3) 칩 안테나의 제조방법은 안테나 엘리먼트에 연이어 접하는 단자부의 수지성형체로부터 도출시키는 부위를, 사출성형용 금형의 상부 형틀과 하부 형틀 사이에 끼워 상기 안테나 엘리먼트를 상기 사출성형용 금형의 캐비티내에 위치시킨 후, 상기 캐비티에 유전체를 사출하여 이 유전체로 상기 선형 안테나부를 매립하는 것으로서, 특히 상기 단자부를 상하로부터 끼우는 부위가 상기 캐비티를 향해 돌출한 형상의 금형을 사용한다.
(4) 또, 칩 안테나의 제조방법은 상기 안테나 엘리먼트의 중심으로부터 보아 상기 용량부가부보다 외측으로부터 상기 캐비티내에 유전체를 주입한다. 바람직하게는 상기 용량부가부의 선단 가장자리와 안테나 엘리먼트 유지용 프레임의 연결부에 겹치지 않는 부위로부터 유전체를 주입한다. 더욱 바람직하게는 상기 용량부가부의 선단 가장자리측이 위치되는 상기 캐비티의 모서리부로부터 유전체를 주입한다.
특히 안테나 엘리먼트의 일단측이 선폭이 좁은 미로 선로를 이루고, 그 타단측이 선폭이 넓은 미로 선로를 이룰 때, 상기 캐비티로의 유전체의 주입은 선폭이 넓은 미로 선로측으로부터 행한다. 또는 안테나 엘리먼트의 일단측이 피치가 조밀한 미로 선로를 이루고, 그 타단측이 피치가 성긴 미로 선로를 이룰 때, 피치가 성긴 미로 선로측으로부터 유전체를 주입한다. 또, 안테나 엘리먼트의 일단측이 선폭이 좁으며 피치가 조밀한 미로 선로를 이루고, 그 타단측이 선폭이 넓으며 피치가 성긴 미로 선로를 이룰 때, 상기 캐비티로의 유전체의 주입은 상기 선폭이 넓으며 피치가 성긴 미로 선로측으로부터 행한다.
이와 같이 하면 수지성형체에 남는 게이트 마크의 상태에 따라 안테나 특성이 영향을 받지 않는 칩 안테나를 제공할 수 있다. 또, 수지성형체의 박리나 크랙을 초래하지 않는 칩 안테나를 제공할 수 있다. 또한, 특성이 안정된 칩 안테나를 용이하게 제조할 수 있다.
또, 게이트부 부근의 강한 유전체 재료의 흐름을 면적이 큰 (따라서 기계적 강도가 큰) 용량부가부에서 정류할 수 있으므로, 안테나 엘리먼트의 변형이 발생하기 어려워진다. 또한, 게이트부의 유전체 재료가 용량부가부와 프레임을 연결하는 연결부에 겹치지 않으므로, 성형후의 게이트부 돌기의 절단이 용이해진다.
또, 본 발명에 의하면, 나아가서는 게이트부 돌기를 절단한 후의 버 (burr) 가 유전체 성형체의 단면에 튀어나오지 않으므로, 유전체 성형체의 치수정밀도를 높일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 수지성형체에 남은 게이트 마크의 상태에 의해 안테나 특성이 영향을 받지 않는 칩 안테나와 그 제조방법 및 수지성형체의 박리나 크랙을 초래하지 않는 칩 안테나와 그 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명에 관계되는 칩 안테나의 실시 형태 1A를 나타내는 평면도.
도 2는 도 1의 칩 안테나에 사용되는 도체 패턴을 나타내는 평면도.
도 3은 도 2의 도체 패턴에 수지성형체를 제작한 상태를 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명에 관계되는 칩 안테나의 다른 실시 형태 1B를 나타내는 평면도.
도 5는 도 4의 칩 안테나에 사용되는 도체 패턴을 나타내는 평면도.
도 6은 도 5의 도체 패턴에 수지성형체를 제작한 상태를 나타내는 평면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태 2A를 설명하기 위한 평면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태 2B를 설명하기 위한 평면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태 2C를 설명하기 위한 평면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태 2D를 설명하기 위한 평면도.
도 11은 본 발명의 다른 실시 형태 2E를 설명하기 위한 평면도.
도 12는 본 발명의 다른 실시 형태 2F를 설명하기 위한 평면도.
도 13은 본 발명의 다른 실시 형태 2G를 설명하기 위한 평면도.
도 14는 본 발명의 다른 실시 형태 2H를 설명하기 위한 평면도.
도 15는 본 발명에 관계되는 칩 안테나의 다른 실시 형태 3A를 나타내는 사시도.
도 16은 도 15에 나타낸 칩 안테나의 평면구성을 나타내는 도면.
도 17은 도 15에 나타낸 칩 안테나의 단면구조를 나타내는 도면.
도 18은 도 15에 나타낸 칩 안테나의 제조에 사용하는 유전체 사출성형용 금형의 단면구조와, 이 금형에 안테나 엘리먼트를 장착한 모습을 나타내는 도면.
도 19는 도 18에 나타낸 유전체 사출성형용 금형의 평면구조를 나타내는 단면도.
도 20은 본 발명에 관계되는 칩 안테나의 다른 실시 형태 4A를 나타내는 것으로, 칩 안테나를 이면측으로부터 본 사시도.
도 21은 도 20에 나타낸 칩 안테나를 이면측으로부터 본 평면도.
도 22는 도 20에 나타낸 칩 안테나의 단면도.
도 23은 도 20에 나타낸 칩 안테나에서의 단자부 주위의 부분 단면도.
도 24는 도 20에 나타낸 칩 안테나에서의 단자부 주변의 평면도.
도 25는 칩 안테나의 내크랙실험을 하는데 있어서의 절삭상태를 나타내는 단자부 주변의 단면도.
도 26A는 칩 안테나에서의 작은 크랙의 발생상황을 나타내는 도면.
도 26B는 칩 안테나에서의 중간 정도의 크랙의 발생상황을 나타내는 도면.
도 26C는 칩 안테나에서의 큰 크랙의 발생상황을 나타내는 도면.
도 27A는 칩 안테나의 고정단자(대)측의 내크랙실험 결과를 나타내는 도면.
도 27B는 칩 안테나의 고정단자(소)측의 내크랙실험 결과를 나타내는 도면.
도 27C는 칩 안테나의 급전단자측의 내크랙실험 결과를 나타내는 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 안테나 엘리먼트 12 : 평판형 수지성형체
12a, 12b, 12c, 12d : 여백부 18 : 게이트 마크
20 : 도체 패턴 22 : 프레임

Claims (15)

  1. 소망의 선로 패턴에 형성된 금속제 안테나 엘리먼트와, 이 안테나 엘리먼트를 매립하여 사출성형된 수지성형체를 구비한 칩 안테나에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트 주위에서의 수지성형체의 여백부분 중, 상기 수지성형체의 사출성형에 따른 게이트 마크가 남는 1 변측의 여백이, 게이트 마크가 없는 다른 변측의 여백보다 큰 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트는 선형 안테나부와, 이 선형 안테나부의 선단에 형성된 용량부가부를 가지며,
    상기 수지성형체는 상기 안테나 엘리먼트에서의 상기 용량부가부측의 1변에 게이트 마크가 생기도록 사출성형되는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
  3. 안테나 엘리먼트를 소정의 칩 형상을 이루는 수지성형체내에 매립함과 동시에, 상기 안테나 엘리먼트에 연이어 접하는 단자부를 상기 수지성형체로부터 돌출시킨 칩 안테나에 있어서,
    상기 소정의 칩 형상을 이루는 수지성형체는, 상기 단자부를 도출시키는 부위를, 그 주위보다 움푹 들어가게 한 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트는 소정의 패턴형상을 이루는 선형 안테나부의 단부에 상기 단자부가 연이어 접하며,
    상기 수지성형체는 상기 선형 안테나부가 이루는 안테나 패턴면을 따라 이 선형 안테나부를 그 중심부에 매립한 대략 직방체 형상을 이루며, 상기 단자부를 도출한 단면에서의 상기 단자부가 도출하는 부위를 상기 단면보다 움푹 들어가게 한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 단자부는 상기 소정의 칩 형상을 이루는 수지성형체의 단부로부터 도출되어 상기 수지성형체의 하면측으로 절곡되며,
    상기 수지성형체는 그 측면에 위치된 상기 단자부와의 사이에 상기 수지성형체의 하면측으로부터 파인 홈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 홈부는 그 변부가 라운딩된 대략 직사각형 형상의 단면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
  7. 선형 안테나부의 선단에 용량부가부를 갖는 안테나 엘리먼트를, 소정의 칩 형상을 이루는 수지성형체내에 매립한 칩 안테나의 제조방법에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트의 양측 프레임부를 사출성형용 금형의 상부 형틀과 하부 형틀 사이에 끼워 상기 선형 안테나부와 용량부가부를 상기 사출성형용 금형의 캐비티내에 위치시킨 후, 상기 안테나 엘리먼트의 중심으로부터 보아 상기 용량부가부보다 외측으로부터 상기 캐비티내에 유전체를 주입하는 것을 특징으로 하는 칩 안테나의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 캐비티내로의 유전체의 주입은 상기 용량부가부의 선단 가장자리와 안테나 엘리먼트 유지용 프레임의 연결부에 겹치지 않는 부위로부터 행해지는 것을 특징으로 하는 칩 안테나의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 유전체의 주입은 상기 용량부가부의 선단 가장자리측이 위치되는 상기 캐비티의 모서리부로부터 행해지는 것을 특징으로 하는 칩 안테나의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 선형 안테나부의 일단측이 선폭이 좁은 미로 선로를 이루고, 그 타단측이 선폭이 넓은 미로 선로를 이룰 때,
    상기 캐비티로의 유전체의 주입은 선폭이 넓은 미로 선로측으로부터 행해지는 것을 특징으로 하는 칩 안테나의 제조방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 선형 안테나부의 일단측이 피치가 조밀한 미로 선로를 이루고, 그 타단측이 피치가 성긴 미로 선로를 이룰 때,
    상기 캐비티로의 유전체의 주입은 피치가 성긴 미로 선로측으로부터 행해지는 것을 특징으로 하는 칩 안테나의 제조방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 선형 안테나부의 일단측이 선폭이 좁으며 피치가 조밀한 미로 선로를 이루고, 그 타단측이 선폭이 넓으며 피치가 성긴 미로 선로를 이룰 때,
    상기 캐비티로의 유전체의 주입은 상기 선폭이 넓으며 피치가 성긴 미로 선로측으로부터 행해지는 것을 특징으로 하는 칩 안테나의 제조방법.
  13. 안테나 엘리먼트를 소정의 칩 형상을 이루는 수지성형체내에 매립함과 동시에, 상기 안테나 엘리먼트에 연이어 접하는 단자부를 상기 수지성형체로부터 돌출시킨 구조의 칩 안테나의 제조방법에 있어서,
    상기 단자부의 상기 수지성형체로부터 도출시키는 부위를, 사출성형용 금형의 상부 형틀과 하부 형틀 사이에 끼워 상기 선형 안테나부를 상기 사출성형용 금형의 캐비티내에 위치시킨 후, 상기 캐비티내에 유전체를 사출하여 상기 안테나 엘리먼트를 매립하는 것을 특징으로 하는 칩 안테나의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 사출성형용 금형의 상부 형틀 및 하부 형틀은 그 금형면을 서로 맞대어 대략 직방체 형상의 캐비티를 형성하며, 상기 단자부를 상하로부터 끼우는 부위를 상기 사출성형용 금형의 상기 캐비티를 향해 돌출시킨 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 칩 안테나의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 추가로 상기 수지성형체로부터 돌출한 상기 단자부를 소정의 길이로 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 안테나의 제조방법.
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