KR100884037B1

KR100884037B1 - 소형 안테나 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100884037B1
Application number: KR1020010084853A
Authority: KR
Inventors: 가메이요시카즈; 와시로다카노리; 하마다히로키; 우에노다카히로; 이시와마사유키
Original assignee: 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2009-02-17
Also published as: EP1221737A2; EP1221737B1; JP2003152428A; CN1362753A; US20020080076A1; EP1221737B8; CN1231994C; DE60118294D1; KR20020053737A; DE60118294T2; US6630911B2; EP1221737A3

Abstract

본 발명의 목적은 저렴하고, 신뢰성을 유지할 수 있으며, 또한 방사효율의 저하를 방지할 수 있는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 공진특성에 대응하는 소정형상을 가지게 한 경질의 선형상부재인 코어(2a)와, 코어(2a)의 외표면의 적어도 일부를 덮고, 코어(2a)의 전기전도도에 비하여 높은 전기전도도를 가지는 도체막(2b)과, 도체막 (2b)으로 덮힌 코어(2a)의 외표면을 빈틈없이 둘러 싸서 유지하는 기체(基體)(3)를 구비하고, 도체막(2b)의 막두께(d)는 표피깊이로 하고 있다.

Description

소형 안테나 및 그 제조방법{COMPACT ANTENNA AND PRODUCING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태인 소형 안테나의 구성 개요를 나타내는 도,

도 2는 도 1에 나타낸 소형 안테나의 구성을 나타내는 횡단면도,

도 3은 도 1에 나타낸 안테나와 회로기판의 접속상태를 나타내는 도면으로 (a), (b)는 다른 상태를 나타내는 도,

도 4는 도 3에 나타낸 안테나 도체의 단자부의 구성을 나타내는 횡단면도,

도 5는 코어의 외표면에 설치되는 도체막의 비율의 형태를 나타내는 단면도,

도 6은 도 5에 나타낸 도체막의 비율에 대한 방사효율의 변화를 나타내는 도,

도 7은 방사부의 단면이 원형인 경우를 나타내는 도,

도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 사용하는 안테나 도체를 포함하는 도체 패턴을 나타내는 평면도,

도 9는 도 8에 나타낸 도체패턴을 금형에 세트한 상태를 나타내는 수평단면도,

도 10은 각각 도 9에 나타낸 W-W선, X-X선, Y-Y선에 있어서의 부분을 나타내는 단면도,

도 11은 도 10에 나타낸 Z-Z선에 있어서의 부분을 나타내는 단면도,

도 12는 도 8에 나타낸 도체패턴과 일체화된 기체를 금형으로부터 꺼낸 상태를 나타내는 평면도,

도 13은 제 2 실시형태에 나타낸 제조방법에 의하여 제조된 소형 안테나의 일례를 나타내는 것으로, (a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 배면도, (d)는 정면도,

도 14는 제 3 실시형태에 나타낸 도체패턴을 금형에 세트한 상태로 나타내는 수평단면도,

도 15는 제 4 실시형태에 나타낸 도체패턴을 나타내는 평면도,

도 16은 본 발명의 제 5 실시형태인 소형 안테나의 구성 개요를 나타내는 도,

도 17은 도 16에 나타낸 소형 안테나의 구성을 나타내는 횡단면도,

도 18은 도 16에 나타낸 안테나 도체의 부착부 근방의 설치시의 상태를 나타내는 것으로, (a)는 사시도, (b)는 단면도,

도 19는 도 16에 나타낸 소형 안테나의 제조방법을 나타내는 제 1 도,

도 20은 도 16에 나타낸 소형 안테나의 제조방법을 나타내는 제 2 도,

도 21은 도 16에 나타낸 소형 안테나의 제조방법을 나타내는 제 3 도,

도 22는 단자부와 프레임의 연결로 방사부를 고정한 경우의 금속판을 나타내는 도,

도 23은 단자부와 프레임을 분리한 경우의 금속판을 나타내는 도,

도 24(a)는 도 23에 나타낸 금속판을 사용하여 제조한 소형 안테나를 나타내는 도,

도 24(b)는 상기 소형 안테나를 회로기판에 납땜한 상태를 나타내는 단자부의 단면도,

도 25는 단자부를 기체의 아래쪽으로 구부려 기판에 납땜한 경우의 단자부를 나타내는 단면도,

도 26은 종래에 있어서의 소형 안테나의 구성의 개요를 나타내는 도면이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 136, 201, 211 : 소형 안테나

A, B, C, 112 : 안테나 도체 2, 112a, 202 : 방사부

2a, 12a : 코어 2b, 4b, 4c, 12b : 도체막

3, 132, 203 : 기체

4, 204 내지 206, 214 내지 216 : 단자부

4d : 선단부 5, 110 : 도체패턴

5a : 설치부 6 : 기판

114, 207a, 209a, 217a : 프레임 116 : 지지편

118 : 급전단자부 120 : 그라운드단자부

122 : 고정단자부 124 : 개구부

128A, 128B : 금형 130 : 캐버티

134 : 잉여부분

204a, 205a, 206a, 214a, 215a, 216a : 접속막

207, 217, 209 : 금속판 208, 218 : 지지부

214b : 말단면

본 발명은 휴대단말 등에 사용되는 소형 안테나 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 26은 휴대단말에 사용되는 종래의 소형 안테나의 구성의 개요를 나타내는 도면이다. 도 26(a)의 안테나(301)는 방사부(301a)를 구불구불한 형상으로 하여 이 방사부(301a)를 유전체(301b)에 의하여 둘러싸고 있다. 방사부(301a)에는 회로기판에 접속하기 위한 단자부(301c)가 연달아 설치되어 있다. 마찬가지로 도 26(b)에 나타낸 소형 안테나(302)는 나선형상을 한 방사부(302a)를 유전체(302b)에 의하여 둘러싸고 있다. 방사부(302a)에는 단자부(302c)가 연달아 설치되어 있다.

안테나의 방사효율을 향상하기 위해서는 방사부(301a, 302a)의 전기전도도를 가능한 한 높게 하지 않으면 안된다. 즉, 방사부(301a, 302a)의 전기전도도가 낮으면 방사부(301a, 302a)에 급전된 전력이 열에너지가 되어 손실되는 비율이 높아지기 때문에 가능한 한 전기전도도가 높은 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 안테나 도체는 방사효율이 좋은 것이 필요하나, 회로기판 에 대한 설치시에 회로기판과의 접속이 충분하게 이루어지는 것도 중요한 요구사항이다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 방사효율을 향상할 수 있는 소형 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또 본 발명은 회로기판에 확고하게 설치할 수 있는 소형 안테나 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 청구항 1에 관한 소형 안테나에 있어서는, 구부러진 선형상의 코어와, 상기 코어의 외표면의 적어도 일부를 덮고, 상기 코어의 전기전도도에 비하여 높은 전기전도도를 가지는 도체막으로 형성된 안테나 도체를 가지는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 2에 관한 소형 도체에 있어서는, 상기 도체막은 다음식

단, σ : 도체의 전기전도도

μ : 도체의 투자율

ω : 각 주파수

에 의하여 특정되는 표피깊이(δ) 이상의 막두께를 가지는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 3에 관한 소형 안테나에 있어서는, 상기 코어는 구리합금에 의하여 형성되고, 상기 도체막은 구리에 의하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 4에 관한 소형 안테나에 있어서는, 전파의 송수신을 행하는 방사부와 이 방사부를 회로기판에 접속하는 단자부로 형성된 안테나 도체를 가지고, 상기 단자부에 땜납특성을 향상하기 위한 접속막을 피복하고, 상기 방사부에는 상기 접속막을 형성하지 않는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 5에 관한 소형 안테나에 있어서는, 상기 접속막은 상기 방사부의 표면측의 층의 전기전도도에 비하여 낮은 전기전도도를 가지는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 6에 관한 소형 안테나에 있어서는, 상기 접속막은 땜납도금에 의해형성되는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 7에 관한 소형 안테나에 있어서는, 상기 접속막은 상기 단자부의 전면을 덮는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 8에 관한 소형 안테나에 있어서는, 상기 방사부 및 상기 단자부는 금속판의 펀칭가공에 의하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 9에 관한 소형 안테나에 있어서는, 상기 방사부가 유전체로 덮여져 있고, 상기 단자부는 상기 유전체로부터 노출되는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 10에 관한 소형 안테나에 있어서는, 상기 안테나 도체가 코어와 이 코어의 적어도 방사부에 상당하는 외표면을 덮는 도체막으로 형성되어 있고, 상기 도체막이 코어보다도 전기전도도가 높은 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 11에 관한 소형 안테나에 있어서는, 상기 도체막은 다음식

(수학식 1)

단, σ : 도체의 전기전도도

μ : 도체의 투자율

ω : 각 주파수

또 청구항 12에 관한 소형 안테나의 제조방법에 있어서는, 전파를 송수신하는 방사부와 이 방사부를 회로기판에 접속하는 단자부를 가지는 안테나 도체를 금속판의 펀칭가공에 의하여 형성하는 펀칭공정과, 상기 방사부를 유전체로 피복하는 피복공정과, 상기 유전체를 마스크로서 사용하여 상기 단자부에 대하여 선택적으로 상기 접속막을 형성하는 접속막 형성공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 13에 관한 소형 안테나의 제조방법에 있어서는, 상기 펀칭공정에서는 상기 안테나 도체를 지지하는 프레임을 더욱 포함하는 형상으로 상기 금속판의 펀칭가공을 행하여 상기 접속막 형성공정 후에 안테나 도체를 상기 프레임으로부터 절단하는 절단공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 14에 관한 소형 안테나의 제조방법에 있어서는, 상기 펀칭공정에서는 상기 프레임과 상기 단자부를 분리한 형상에 상기 금속판의 펀칭가공을 행하는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 15에 관한 소형 안테나의 제조방법에 있어서는, 상기 펀칭공정에서는 상기 프레임과 상기 단자부가 연속된 형상에 상기 금속판의 펀칭가공을 행하여 상기 접속막형성공정 전에 상기 프레임과 상기 단자부를 분리하는 예비절단공정을 설치한 것을 특징으로 한다.

이하에 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 소형 안테나 및 그 제조방법의 적합한 실시형태에 대하여 설명한다.

(실시형태 1)

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태인 소형 안테나의 구성의 개요를 나타내는 사시도이다. 도 1에 있어서 이 소형 안테나(1)는 구불구불한 형상으로 구부러진 방사부(2)와 단자부(4)를 가지는 안테나도체(A)와, 이 방사부(2)의 주위를 간극없이 둘러싸고, 외형을 직육면체로 형성한 유전체제의 기체(基體)(3)를 가진다. 방사부 (2)의 한쪽 끝에는 유전체제의 기체(3)로부터 돌출한 단자부(4)가 형성된다.

도 2는 도 1에 나타낸 소형 안테나(1)의 횡단면도이다. 도 2에 있어서 방사부(2)는 기체(3)에 간극없이 둘러 싸인다. 기체(3)는 유전체에 의하여 형성되어 있다. 방사부(2)는 인청동이나 철 등의 선형상의 경질이고 스프링성이 있는 금속판재를 펀칭하여 형성된 코어(2a)의 외표면에 코어(2a)에 비하여 전기전도도가 높은 순동(純銅) 등의 전기전도도가 높은 재료를 도금함으로써 도체막(2b)이 형성되어 있다. 도체막(2b)은 코어(2a)의 전체 주위에, 또한 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 도체막(2b)의 두께(d)는 표피깊이(δ)로 하고 있다.

일반적으로 고주파전류가 도체중을 흐르는 경우, 표피효과에 의하여 도체 표 면으로부터 표피깊이(δ)의 영역에 전류가 집중하여 흐른다. 이 표피깊이(δ)는

(수학식 1)

로서 정의되는 깊이이다. 여기서 σ은 도체의 전기전도도이고, μ는 도체의 투자율이며, ω는 각진동수(2π×주파수)이다.

따라서 도 2에 나타낸 방사부(2)의 도체막(2b)의 막두께(d)를 표피깊이(δ) 이상으로 함으로써 대부분의 전류가 높은 전기전도도의 도체막(2b)내를 통하고, 코어(2a)를 통하지 않기 때문에 안테나의 방사효율을 충분히 올릴 수 있다. 이 경우, 코어(2a)는 경질이고 스프링성이 있는 재료를 사용하고 있기 때문에 안테나제조시에 변형되는 것을 억제할 수 있어 방사부(2)의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 3은 안테나도체(A)의 단자부(4) 근방의 구성을 나타내는 도이다. 또 도 4는 도 3에 나타낸 단자부(4)의 횡단면도이다. 또한 안테나 도체(A)의 방사부(2)의 코어(2a)는 인청동에 의하여 형성되고, 도체막(2b)은 순동에 의하여 형성되어 있다. 단자부(4)는 도 4에 나타내는 바와 같이 그 위에 다시 접속막으로서 Ni(니켈)도체막(4b)과 금(Au)도체막(4c)으로 이루어지는 다층막이 메탈라이즈되어 있다. 여기서 도체막(4b)의 Ni는 Au와의 밀착성(습윤)을 향상시키기 위하여 설치되어 있다. 또 도체막(4c)의 Au는 방청용임과 동시에 땜납 습윤성을 개선하는 것이다.

여기서 도 3(a)에 나타내는 예에서는 단자부(4)의 선단부(4d)는 기판(6) 위에 형성된 도체패턴(5)의 설치부(5a)에 대하여 탄성적으로 확실하게 접하고, 이에 의하여 전기적으로 접속되도록 되어 있다. 도 3(b)에 나타내는 예에서는 단자부(4)의 선단부(4d)는 기판(6)의 설치부(5a)에 납땜되고, 땜납(7)에 의하여 전기적으로 접속되어 있다.

또한 상기한 기체(3)내의 방사부(2)에는 도체막(2b) 한 층만을 형성하고 있었으나, 이것에 한하지 않고 도전율이 높은 금속으로 이루어지는 층을 복수 적층하여도 좋다.

또 도체막(2b)은 코어(2a)의 외표면 전면을 덮지 않아도 어느 정도의 방사효율의 저하를 방지할 수 있다. 도 5는 방사부(2)의 코어(2a)의 외표면을 덮는 도체막(2b)의 형태를 나타내고, 도 6은 도 5에 나타낸 각 구성의 도체막(2b)에 대한 방사효율의 변화를 나타내는 도면이다.

도 5(a)는 코어(2a)의 외표면에 도체막을 형성하지 않은 경우의 단면도를 나타내고, 도 5(b)는 코어(2a)의 하나의 긴 변 영역에만 도체막을 형성한 경우의 단면도를 나타내고, 도 5(c)는 코어(2a)의 2개의 긴 변 영역에만 도체막을 형성한 경우의 단면도를 나타내고, 도 5(d)는 코어(2a)의 외표면 모두에 도체막을 형성한 경우의 단면도를 나타내고 있다. 또 도 6의 각 점(P1 내지 P4)은 각각 도 5(a) 내지 도 5(d)에 나타낸 구성시에 있어서의 방사효율(%)을 나타내고 있다. 또한 코어(2a)의 단면적은 100㎛ ×200㎛ 이다.

도 6에 나타내는 바와 같이 도체막을 전혀 설치하지 않은 경우[도 5(a)], 방사효율은 방사부(2)를 모두 순동에 의하여 형성한 경우의 방사효율을 100%로 한 경우에 있어서, 38%정도가 된다. 또 한쪽의 긴 변에만 도체막을 설치한 경우[도 5(b)], 방사효율은 70%정도가 된다. 다시 2개의 긴 변에만 도체막을 설치한 경우[ 도 5(c)], 방사효율은 89%정도가 된다. 또 코어(2a)의 외표면 모두에 도체막을 설치한 경우[도 5(d)], 방사효율은 거의 100%가 되어, 모두 구리에 의하여 형성된 방사부와 거의 동일해진다.

이 결과로부터 이 예의 안테나에 있어서는, 다음의 이점이 있음을 알 수 있다. 코어(2a)의 외표면 모두에 순동으로 이루어지는 도체막을 설치한 경우, 방사부 (2)를 모두 순동에 의하여 형성한 경우와 거의 동일한 방사효율을 실현할 수 있다. 또한 코어(2a)는 인청동에 의하여 형성되기 때문에 방사부(2)는 높은 신뢰성을 유지하는 데 필요 충분한 경질과 스프링성을 가지게 된다. 또 금이나 은의 높은 전기전도도를 가지는 재료를 도체막에 적용한 경우, 더욱 효과적으로 방사효율을 높일 수 있다. 이 경우 방사부(2)를 모두 고가의 금이나 은으로 형성하는 경우에 비하여 그 사용량을 감소할 수 있으므로 저렴하고, 높은 방사효율을 얻을 수 있다.

또한 가령 코어(2a)의 일부에만 도체막(2b)를 형성한 경우[도 5(b), 도 5 (c)]이더라도 표피효과에 의하여 비교적 높은 방사효율을 유지할 수 있다.

일반적으로 방사부(2)를 구불구불한 형상 또는 나선형상으로 형성하면 선형상에 비하여 방사효과가 저하하는 문제가 있으나, 본 예의 안테나와 같이 도체막(2b)을 설치함으로써 이 문제를 해결할 수 있다.

다음에 상기한 소형 안테나의 제조방법에 대하여 설명한다. 소형 안테나 (1)의 제조는 먼저 단면이 100 ㎛ ×200㎛ 인 구불구불한 형상으로 구부러진 코어 (2a)를 인청동 판금의 펀칭에 의하여 형성한다. 그 후 이 코어(2a)의 외표면에 구 리도금을 실시하여 도체막(2b)을 형성한다.

그 후, 구리도금이 실시된 안테나 도체(A)를 사출성형용 금형에 인서트한 후유전체재료는(세라믹스 - 수지복합재료)를 직육면체로 사출성형하여 기체(3)를 형성한다. 이때 단자부(4)는 기체(3)의 외부가 되도록 한다. 또 단자부(4)에 메탈라이즈를 실시하는 경우 도체막(2b)의 형성 후에 차례로 도체재료를 피복하도록한다.

또한 상기한 제 1 실시형태에서는, 도체막(2b)의 막두께(d)를 표피깊이(δ)로 하였으나, 막두께(d)는 표피깊이(δ)보다도 두껍게 하는 것이 바람직하다. 그러나 얇게 하여도 좋다. 또한 도체막(2b)을 코어(2a)의 외표면의 일부에 형성하여도 좋다. 아울러 막두께(d)를 변화시키는 구성을 조합시키도록 하여도 좋다. 어느 경우 이더라도 도체막(2b)을 전혀 설치하지 않은 것 보다는 표피효과를 얻는 수 있어 안테나 도체(A)의 스프링성의 유지와 방사효율의 저하방지를 행할 수 있다.

또 상기한 제 1 실시형태에서는, 방사부(2)를 구불구불한 형상으로 형성하였으나, 이것에 한하지 않고 나선형상 등의 임의의 형상으로 할 수 있다. 또한 상기한 제 1 실시형태에서는 방사부(2)의 단면형상이 직사각형이었으나, 이것에 한하지 않고 방사부(2)의 단면형상을 원(도 7참조)이나 타원 등의 임의의 형상으로 하여도 좋다. 이 경우 예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같이 코어(12a)의 외표면에 도체막 (12b)를 형성하고, 그 두께(d)를 표피깊이(δ)로 한다.

(실시형태 2)

제 2 실시형태에서는 안테나의 제조방법부터 설명한다. 먼저 금속박판의 펀 칭가공 또는 에칭가공 등에 의하여 도 8과 같은 도체패턴(110)을 형성한다(펀칭공정).

이 도체패턴(110)은 두께 0.1 mm 정도의 금속판으로 이루어지는 장방형 평판형상의 안테나 도체(112)와, 그 주위를 둘러싸는 프레임(114)(지지부)을 가지고, 안테나 도체(112)의 방사부(112a)와 프레임(114)의 사이가 안테나 도체(112)의 방사부 (112a)의 양측 가장자리에 적당한 간격을 두고 형성된 복수의 지지편(116)과, 안테나 도체(112)의 방사부(112a)의 한쪽 끝 가장자리에 형성된 급전단자부(118) 및 그라운드단자부(120)와, 방사부(112a)의 다른쪽 끝 가장자리에 형성된 고정단자부 (122)에 의하여 연결된 형으로 되어 있다.

또한 이 예에서는 방사부(112a)와, 단자부(118, 120, 122)로 안테나 도체 (112)를 구성하고 있다. 124는 펀칭가공 등에 의하여 형성된 개구부, 126은 마찬가지로 위치결정구멍이다.

프레임(114)은 생략하는 것도 가능하나, 있었던 쪽이 도체패턴(110)의 처리가 용이하다. 고정단자부(122)는 필요에 따라 설치되는 것으로, 생략하는 것도 가능하다. 또 그라운드단자부(120)는 안테나 도체의 종류에 따라서는 생략되는 경우도 있다(예를 들면 안테나 도체가 구불구불한 형상 안테나 도체 등의 경우는 불필요함).

다음으로 이 도체패턴(110)을 도 9 내지 도 11과 같이 하 금형(128B)의 위치 결정핀(129)을 기준으로 하여 금형(128A, 128B)에 세트한다. 즉 프레임(114)과, 각 지지편(116)의 바깥쪽 끝측과, 각 단자부(118, 120, 122)의 바깥쪽 끝측을 상 금형 (128A)과 하 금형(128B)의 분할면에서 끼워 붙이고, 안테나 도체의 방사부 (112a)와, 각 지지편(116)의 안쪽 끝측의 일부, 각 단자부(118, 120, 122)의 안쪽 끝측의 일부가 금형(128A, 128B)의 캐버티(130)내에 위치하도록 세트한다.

이 상태에서 캐버티(130)내에 수지와 세라믹스분말을 혼합한 유전체를 주입한다(피복공정). 성형 후, 금형(128A, 128B)을 열어 도체패턴(110)과 일체화된 수지성형체를 꺼내면 도 12와 같이 된다.

성형체를 금형으로부터 꺼낸 후, 이것을 도금욕에 넣어 땜납도금을 행한다(접속막 형성공정). 그 후, 유전체로 이루어지는 기체(132)의 양 측면을 따라 지지편 (116)을 절단함과 동시에, 각 단자부(118, 120, 122)의 바깥쪽 끝을 프레임(114)으로부터 분리하여 벤딩가공하면 도 13과 같은 소형 안테나(136)를 얻을 수 있다. 이 소형 안테나(136)는, 안테나 도체(112)의 방사부(112a)가 기체(132) 중에 매립되어기체(132)의 한쪽 끝면으로부터 급전단자부(118) 및 그라운드단자부(120)가 나와 있어 다른쪽 끝면으로부터 고정단자부(122)가 나와 있는 표면 설치형의 것이다. 각 단자부(118, 120, 122)에는 접속막으로서 땜납도금이 실시되어 있다.

(실시형태 3)

도 14는 제 3 실시형태를 나타낸다. 이 제 3 실시형태가 상기 제 2 실시형태와 다른 점은 지지편(116)이 설치되어 있지 않은 도체패턴(110)을 사용한 점이다. 이 경우는 상하 금형(128A, 128B)의 분할면에서 안테나 도체(112)의 방사부(112a)의 고정단자부(122)측의 끝 가장자리와, 급전단자부(118) 및 그라운드 단자부(120)를 끼워 붙인다.

(실시형태 4)

도 15는 제 4 실시형태를 나타낸다. 도 15는 성형공정이 종료하였을 때의 상태이다. 이 제 4 실시형태가 제 2 실시형태와 다른 점은, 각 단자부(118, 120, 122)가 프레임(114)과 연결되어 있지 않은 도체패턴(110)을 사용한 것이다. 이 실시형태에서는 단자부(118, 120, 122)가 프레임(114)로부터 미리 분리되어 있기 때문에 단자부의 주위면(절단면) 전면에의 도금처리가 용이하게 된다.

(실시형태 5)

도 16은 본 발명의 제 5 실시형태인 소형 안테나의 구성의 개요를 나타내는 사시도이다. 도 16에 있어서 이 소형 안테나(201)는 직육면체형상의 방사부(202)를 가지는 안테나 도체(B)와, 이 방사부(202)의 주위를 간극없이 둘러 싸 외형을 직육면체로 형성한 유전체제의 기체(203)를 가진다. 방사부(202)의 양쪽 끝에는 기체 (203)로부터 돌출한 단자부(204 내지 206)가 형성된다.

도 17은 도 16에 나타낸 소형 안테나(201)의 횡단면도이다. 여기서 도 17 (a)는 방사부(202) 및 기체(203)의 횡단면도로서, 도 17(b)는 단자부(204)의 횡단면도이다. 도 17(a)에 있어서 방사부(202)는 기체(203)에 간극없이 둘러 싸인다. 또도 17(b)에 있어서 단자부(204)는 방사부(202)와 일체 형성된 금속편이고, 그 표면에 접속막(204a)이 도금되어 있다. 여기서 접속막(204a)은 땜납 습윤성을 향상하기위하여 형성된 것으로, 그 전기전도도는 상기 금속판에 비하여 낮다. 또 단자부 (205, 206)는 단자부(204)와 마찬가지로 방사부(202)와 일체로 형성된 금속편이 고며, 그 표면에 접속막(204a)과 동일한 접속막(205a, 206a)이 도금되어 있다.

다음에 이 안테나의 기판에 대한 설치에 대하여 설명한다. 도 18은 안테나의 단자부(204) 근방의 구성을 나타내는 도면이다. 도 18에 나타내는 바와 같이 단자부(204)는 기판(6) 위에 형성된 도체패턴(5)의 설치부(5a)와 땜납접합되고, 이에 의하여 전기적으로 접속되도록 되어 있다. 여기서 단자부(204)는 접속막(204a)을 거쳐 설치부(5a)와 접합된다. 이 접속막(204a)에 의하여 단자부(204)와 도체패턴 (5)과의 밀착성(습윤)을 향상할 수 있고, 그 결과, 접속막(204a)이 있는 부분에는 필렛(F)이 형성되어 안테나 도체(B)의 기판(6)에 대한 접합이 강고해진다. 단자부 (205) 및 단자부(206)에 대해서도 마찬가지이다.

다음에 도 19 내지 도 21을 참조하여 소형 안테나(201)의 제조방법에 대하여 설명한다. 소형 안테나(201)의 제조는 먼저 구리합금의 판을 펀칭가공하여 도 19에 나타낸 금속판(207)을 형성한다. 금속판)207)은 프레임(207a)을 가지고, 프레임 (207a) 내부에 방사부(202) 및 단자부(204 내지 206)를 가진다. 단자부(204 내지 206)는 방사부(202) 및 프레임(207a)에 연결되어 있다. 또한 방사부(202)와 프레임 (207a)은 복수의 지지부(208)로 연결된다.

계속해서 금속판(207)을 사출성형용 금형에 인서트한 후, 유전체재료(세라믹스 - 수지복합재료)를 직육면체로 사출성형하여 기체(203)를 형성한다(도 20). 이 때 단자부(204 내지 206)는 기체(203)의 외부가 되도록 한다. 또한 기체(203)를 사출성형한 금속판(207)에 대하여 전면욕으로 땜납도금한다(도 21). 여기서 기체 (203)는 마스크로서 기능하고, 프레임(207a) 및 단자부(204 내지 206)가 선택적으 로 땜납도금되어 단자부(204)에 접속막(204a)을 형성한다. 단자부(205, 206)에 대해서도 마찬가지이다.

다음에 복수의 지지부(208)를 기체(203)를 따라 절단하고, 다시 프레임 (207a)과 단자부(204 내지 206)의 경계를 절단함으로써 프레임(207a) 및 지지부 (208)를 분리하고 소형 안테나(201)를 얻을 수 있다.

이 소형 안테나의 제조방법에 의하면, 단자부(204 내지 206)를 선택적으로 도금할 수 있으므로 방사부(202)에 대한 땜납의 부착에 의한 안테나의 특성열화를 방지하고, 또한 단자부(204 내지 206)의 도체패턴(5)에 대한 밀착성(습윤)을 향상할 수 있다.

또 기체(203)를 땜납도금의 마스크로서 사용함으로써 마스킹의 공정을 생략하여 제조를 용이하게 하고, 제조비용을 저감할 수 있다.

또한 단자부(204 내지 206)와 프레임의 연결로 방사부(202)를 충분히 고정 가능한 경우, 지지부(208)를 생략할 수 있다. 단자부(204 내지 206)와 프레임의 연결로 방사부를 고정한 경우의 금속판을 도 22에 나타낸다. 도 22에 있어서 금속판 (209)은 프레임(209a)을 가지고, 프레임(209a) 내부에 방사부(202) 및 단자부(204 내지 206)를 가진다. 단자부(204 내지 206)는 방사부(202) 및 프레임(209a)에 연결되어 방사부(202)를 프레임(209a) 내부에 고정하고 있다. 그 밖의 구성 및 제조방법에 대해서는 금속판(207)의 경우와 동일하다.

반대로 지지부만으로 프레임과 연결하고, 단자부와 프레임을 분리하여 금속판의 펀칭가공을 행하여도 좋다. 단자부와 프레임을 분리하였을 경우의 금속판을 도 23에 나타낸다. 도 23에 있어서 금속판(217)은 프레임(217a)을 가지고, 프레임 (217a) 내부에 방사부(202) 및 단자부(214 내지 216)로 이루어지는 안테나 도체를 가진다. 단자부(214 내지 216)는 방사부(202)와 연결되고, 프레임(217a)에 대해서는 분리되어 있다. 또한 복수의 지지부(218)가 방사부(202) 및 프레임(217a)과 연결되고, 방사부(202) 및 단자부(214 내지 216)를 프레임(217a) 내부에 고정하고 있다.

이 금속판(217)으로부터 소형 안테나에의 제조방법에 대해서는 상기한 금속판 (207)과 마찬가지로 방사부(202)에 대하여 사출성형을 행하여 기체(203)를 형성하고, 다시 단자부(214 내지 216)에 땜납도금을 행한 후, 지지부(218)의 절단을 행한다. 금속판(217)을 사용하여 제조한 소형 안테나를 도 24에 나타낸다. 도 24에 나타낸 소형 안테나(211)는 직육면체형상의 방사부(202)를 가지는 안테나 도체(C)와, 이 방사부(202)의 주위를 간극없이 둘러 싸 외형을 직육면체로 형성한 기체(203)를 가진다. 방사부(202)의 양쪽 끝에는 기체(203)로부터 돌출한 단자부(214 내지 216)가 형성된다. 여기서 단자부(214 내지 216)는 방사부(202)와 일체로 형성된 금속편이고, 그 표면에 접속막이 도금되어 있다.

단자부(214)는 상기한 바와 같이 프레임(217a)에 대하여 분리하여 펀칭가공되고, 그 후 땜납도금에 의하여 접속막(214a)을 형성하고 있으므로 말단면(214b)도 포함하여 단자부(214)의 모든 면에 접속막(214a)을 형성할 수 있다. 따라서 단자부 (214)는 말단면(214b)을 포함하는 모든 면이 접속막(214a)으로 덮여져 땜납에 대한 밀착성(습윤)이 향상한다. 그 결과, 이 안테나를 기판(6)에 납땜하였을 때에 는 도 24(b)에 나타내는 바와 같이 단자부(214)의 말단면(214b)까지 땜납 필렛(F)이 형성되어 더욱 확실하게 땜납접합된다. 단자부(215, 216)에 있어서도 마찬가지로 그 말단면을 포함하는 모든 면이 접속막으로 덮여져 도체패턴에 대한 밀착성(습윤)을 향상할 수 있다.

또한 금속판(217)의 형성에 있어서는 상기한 바와 같이 단자부와 프레임을 분리하여 금속판의 펀칭가공을 행하여도 좋고, 단자부와 프레임을 연결하여 펀칭가공하여 접속막의 도금전에 이들 사이를 절단함으로써 단자부의 말단면까지 접속막을 형성하도록 하여도 좋다. 이와 같이 하여도 땜납접합하였을 때에는 단자부의 끝면까지 땜납필렛이 형성된다.

또 단자부를 기체의 아래쪽으로 구부려 기판과 접촉시키도록 하여도 좋다. 도 25는 단자부(214)를 기체(203)의 아래쪽으로 구부려 기판(6)에 납땜한 경우의 단자부(214)의 단면을 나타내는 단면도이다. 이 소형 안테나에 있어서도 단자부 (214)에 대한 땜납도금을 프레임(217a)으로부터 단자부(214)를 분리한 후에 행함으로써 단자부(214)의 말단면(214b)을 포함하는 단자부(214)의 전면을 접속막(214a)으로 덮을 수 있다. 그 결과, 이 소형 안테나에 있어서도 단자부(214)의 말단면 (214b)에까지 땜납필렛(F)이 형성되어 회로기판(6)에 확실하게 납땜되게 된다.

또한 금속판으로서는 인청동에 한하지 않고, 각종 합금을 사용할 수 있다. 예를 들면 42 alloy(세로 탄성계수 = 145(×N³/mm²), 인장강도 = 588 내지 735 (N/mm²)), Cu 0.15 Cr 0.1 Sn(후루카와전공(주)형식번호 = EFTEC-6) (세로 탄성계수 = 119( ×N³/mm²), 인장강도 = 353 내지 431(N/mm²), 신장 ≥5(%), 피로강도 = 137 (N/mm²)), Cu 0.1 Fe 0.03 P(후루카와전공(주) 형식번호 = EFTEC - 7) (세로 탄성계수 = 119(×N³/mm²), 인장강도 = 353 내지 431(N/mm²), 신장 ≥5(%), 피로강도 = 137 (N/mm²)), Cu 0.3 Cr O.25 Sn 0.2 Zn(후루카와전공(주) 형식번호 = EFTEC - 64T) (세로 탄성계수 = 127(×N³/mm²), 인장강도 = 539 내지 637(N/mm²), 신장 ≥5(%), 피로강도 = 265(N/mm²)), Cu 2.5 Ni 0.6 Si O.5 Zn 0.03 Ag(후루카와전공(주) 형식번호 = EFTEC - 23Z) (세로 탄성계수 = 128(×N³/mm²), 인장강도 = 620 내지 740(N/mm²), 신장≥5(%), 피로강도 = 275(N/mm²))등이 적합하다.

또한 상기한 화학조성비는 규격화한 중량%를 나타내고 있다.

또한 이들 금속판에는 필요에 따라 높은 전기전도도를 가지는 도체막을 실시한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 한층 높은 신뢰성을 가지고 방사효율이 높은 안테나 도체를 저렴하게 실현할 수 있다는 효과를 가진다.

또 본 발명에 의하면 안테나 도체의 단자부를 회로기판의 급전전극 등에 확실하게 납땜할 수 있음과 동시에, 상기 접속막에 의한 방사특성의 저하를 회피할 수 있으므로 방사특성을 손상하는 일 없이 안테나의 설치성을 향상할 수 있다는 효 과를 가진다.

또 본 발명에 의하면 안테나 도체의 단자부는 단자부의 전면을 덮는 접속막을 거쳐 회로기판에 접속되므로 단자부와 회로기판의 접합강도를 한층 향상할 수가 있다는 효과를 가진다.

또 본 발명에 의하면 회로기판에의 설치성이 양호한 소형 안테나를 간이한 제조방법으로 제공할 수 있다는 효과를 나타낸다.

또 본 발명에 의하면 방사부를 피복하는 유전체를 마스크로서 접속막의 형성을 행하기 때문에 방사특성과 설치성을 양립할 수 있는 소형 안테나를 간이한 제조방법으로 제공할 수 있다는 효과를 가진다.

또 본 발명에 의하면 유전체를 마스크로서 단자부에 대하여 선택적으로 접속막을 형성하기 때문에 단자부와 회로기판의 밀착성이 양호하고, 방사효율도 좋은 소형 안테나를 간이하고도 저렴하게 제조할 수 있다는 효과를 가진다.

또 본 발명에 의하면 단자부의 끝부를 개방하여 단자부의 모든 면에 대하여 접속막을 형성하도록 하고 있기 때문에 단자부와 회로기판을 한층 강고하게 접합할 수 있는 소형 안테나를 간이하게 제조할 수 있다는 효과를 가진다.

Claims

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전파를 송수신하는 방사부와 이 방사부를 회로기판에 접속하는 단자부를 가지는 안테나 도체를 가지는 소형 안테나의 제조방법에 있어서,

금속판의 펀칭가공에 의하여 도체패턴을 형성하는 펀칭공정과;

상기 방사부를 유전체로 피복하는 피복공정과;

상기 유전체를 마스크로서 사용하여 상기 안테나 도체의 상기 유전체로 피복되지 않은 상기 단자부에 접속막을 형성하는 접속막 형성공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 안테나의 제조방법.
제 12항에 있어서,

상기 펀칭공정에서는 상기 안테나 도체를 지지하는 프레임을 더욱 포함하는 형상으로 상기 금속판의 펀칭가공을 행하여 상기 접속막 형성공정 후에 안테나 도체를 상기 프레임으로부터 절단하는 절단공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 안테나의 제조방법.
제 13항에 있어서,

상기 펀칭공정에서는 상기 프레임과 상기 단자부를 분리한 형상으로 상기 금속판의 펀칭가공을 행하는 것을 특징으로 하는 소형 안테나의 제조방법.
제 13항에 있어서,

상기 펀칭공정에서는 상기 프레임과 상기 단자부가 연속된 형상에 상기 금속판의 펀칭가공을 행하고,

상기 접속막형성공정 전에 상기 프레임과 상기 단자부를 분리하는 예비절단공정을 설치한 것을 특징으로 하는 소형 안테나의 제조방법.