JP2001119224A - チップアンテナの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セット側の基板パターン変更や部品配置変更
等によってチップアンテナの仕様を変更する場合に、パ
ターンを書き直さずに、容易に仕様を変更することがで
きるチップアンテナの製造方法を提供することを目的と
するものである。 【解決手段】 誘電体材料または磁性体材料によって構
成されている基体の内部または表面に、ミアンダ状また
はヘリカル状の導体を設ける段階と、上記基体表面の端
部に給電端子を設ける段階と、上記給電端子と上記導体
の一部とを接続する段階と、上記導体と上記基体とを同
時に切断し、しかも、上記基体の焼成前に上記切断を行
なう段階とを有するチップアンテナの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信および
ローカル・エリア・ネットワークに使用するチップアン
テナの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のチップアンテナＣＡ１１
の製造方法の説明図である。

【０００３】従来のチップアンテナＣＡ１１において、
シート層１１ａ〜１１ｈに、内部導体が設けられ、これ
ら内部導体が、第１のビアホール１３によって接続され
ている。また、シート層１１ｂ〜１１ｇには、上記内部
導体とは別に、内部導体１４ａ〜１４ｆが設けられ、こ
れら内部導体１４ａ〜１４ｆが第２のビアホール１５ａ
〜１５ｅによって接続されている。

【０００４】つまり、上記内部導体と第１のビアホール
１３とによって、第１のチップアンテナが構成され、こ
れとは別に、内部導体１４ａ〜１４ｆと第２のビアホー
ル１５ａ〜１５ｅとによって、第２のチップアンテナが
構成されている。

【０００５】そして、チップアンテナＣＡ１が完成した
ときに、上記第１のチップアンテナと第２のチップアン
テナとの境界部分から切断する。

【０００６】図６は、従来のチップアンテナＣＡ１２の
製造方法の説明図である。

【０００７】従来のチップアンテナＣＡ１２も、シート
層１１ｉ〜１１ｌに２つの内部導体１４が設けられ、こ
れらがビアホール１３によって接続され、２つのチップ
アンテナが構成され、２つのチップアンテナの境界部分
から切断する。

【０００８】図７は、従来のチップアンテナＣＡ１３の
製造方法の説明図である。

【０００９】従来のチップアンテナＣＡ１３は、誘電体
層２１、２４、２６、２９に、導体パターン２３、２
５、２７が設けられ、その一端に引き出し電極２２と給
電用端子３０とが設けられ、他端に開放端子２８が設け
られ、インダクタンスを変更したい場合に、開放端子２
８を所定量削除する。

【００１０】上記従来例は、ヘリカルおよびミアンダタ
イプの積層チップアンテナの製造方法を示す図であり、
特開平９−５１１４８号公報、特開平９−６９７１６号
公報、特開平９−２４６８３９号公報に開示されてい
る。

【００１１】これらは、一般的に多層構造でチップアン
テナを構成する方法であり、基本的には従来から存在し
ているチップインダクタを構成する方法と同じである。
これら従来の製造方法においては、製品仕様に対して設
計を行い、製品仕様に変更が生じれば、導体パターンや
積層仕様を、その都度変更する必要がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の製造方法に
おいては、上記のように、製品仕様毎に設計を行う必要
があるので、製版費用、設計費用等の負担が大きく、ま
た、設計に時間がかかるので、製品の早期開発が難し
い。

【００１３】特に、チップアンテナの特性は、基板や周
辺部品の影響を大きく受けるので、セット側の仕様が変
わる度に、チップアンテナの設計変更が必要になる。

【００１４】また、従来の方法では、設計が一旦終了し
た後に、インダクタンス値を上げたり下げたりして設計
すると、パターン変更、積層構造変更等が必要になるの
で、設計変更する場合も、コストや時間が非常に多くか
かるという問題がある。

【００１５】本発明は、セット側の基板パターン変更や
部品配置変更等によってチップアンテナの仕様を変更す
る場合に、パターンを書き直さずに、容易に仕様を変更
することができるチップアンテナの製造方法を提供する
ことを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体材料ま
たは磁性体材料によって構成されている基体の内部また
は表面に、ミアンダ状またはヘリカル状の導体を設ける
段階と、上記基体表面の端部に給電端子を設ける段階
と、上記給電端子と上記導体の一部とを接続する段階
と、上記導体と上記基体とを同時に切断し、しかも、上
記基体の焼成前に上記切断を行なう段階とを有するチッ
プアンテナの製造方法である。

【００１７】

【発明の実施の形態および実施例】図１は、本発明の第
１の実施例に使用するチップアンテナＣＡ１を示す構造
斜透視図である。

【００１８】図１（１）は、チップアンテナＣＡ１の完
成状態を示し、図１（２）は、図１（１）における部分
拡大図であり、図１（３）は、チップアンテナＣＡ１を
展開した状態を示す斜視図である。

【００１９】チップアンテナＣＡ１は、基体４１と、第
１の導体４２ａと、第２の導体４２ｂと、部品固着用端
子４５と、給電用端子４６とを有するチップアンテナで
ある。

【００２０】基体４１は、誘電体材料または磁性体材料
によって構成され、絶縁性を有する基体であり、シート
４１ａ〜４１ｆで構成され、シート４１ｂに第１の導体
４２ａが印刷され、シート４１ｆに第２の導体４２ｂが
印刷されている。なお、上記誘電体材料または磁性体材
料の誘電率または透磁率は、高いものである必要はな
い。

【００２１】第１の導体４２ａと、第２の導体４２ｂと
は、基体４１の内部に構成されているミアンダ状の導体
であるが、上記ミアンダ状の導体を、基体４１の表面に
構成するようにしてもよい。

【００２２】また、第１の導体４２ａ、第２導体４２ｂ
の一端、他端に、それぞれ、実装用端子４５、給電用端
子４６が電気的に接続されている。

【００２３】図２は、本発明の第２の実施例に使用する
チップアンテナＣＡ２を示す構造斜透視図である。

【００２４】図２（１）は、チップアンテナＣＡ２の完
成状態を示し、図２（２）は、図２（１）における部分
拡大図であり、図２（３）は、チップアンテナＣＡ２を
展開した状態を示す斜視図である。

【００２５】チップアンテナＣＡ２は、基体４１と、第
１の導体４２ｃと、第２の導体４２ｄと、ビアホール４
３と、部品固着用端子４５と、給電用端子４６とを有す
るチップアンテナである。

【００２６】基体４１は、誘電体材料または磁性体材料
によって構成され、絶縁性を有する基体であり、シート
４１ｇ〜４１ｌで構成され、シート４１ｈに第１の導体
４２ｃが印刷され、シート４１ｌに第２の導体４２ｄが
印刷され、第１の導体４２ｃと第２の導体４２ｄとの間
は、ビアホール４３に設けられた導電体で接続されてい
る。なお、上記誘電体材料または磁性体材料の誘電率ま
たは透磁率は、高いものである必要はない。

【００２７】第１の導体４２ｃと、第２の導体４２ｄと
は、基体４１の内部に構成されているヘリカル状の導体
であるが、上記ヘリカル状の導体を、基体４１の表面に
構成するようにしてもよい。

【００２８】また、第１の導体４２ｃ、第２導体４２ｄ
の一端、他端に、それぞれ、実装用端子４５、給電用端
子４６が電気的に接続されている。

【００２９】なお、上記各実施例において、使用される
誘電体材料は、セラミック（コーディライト、フォルス
テライト、アルミナ、ガラス系セラミック、酸化チタン
系セラミック、またはこれらの混合物）、樹脂（ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリイミド、ビスマレイミド、
トリアジン、液晶ポリマー等）、セラミックと樹脂との
コンポジット材料等が挙げられ、絶縁性を有するもので
ある。また、上記実施例において、基体４１として、誘
電体の代わりに磁性体材料を使用するようにしてもよ
い。誘電率、透磁率、コンポジット材料の混合比等は、
適宜選択される。さらに、上記実施例における導体は、
金、銀、銅、パラジウムである。

【００３０】基体４１は、シート工法、印刷工法、金型
成形工法によって形成されたセラミック基板、樹脂基
板、セラミックと樹脂とのコンポジット材とからなる基
板等であり、上記基板内部のミアンダ状またはヘリカル
状の導体４２ａ〜４２ｄは、印刷、スパッタ、エッチン
グ等の手法によって形成されているものである。

【００３１】また、ビアホール４３を設ける場合、レー
ザ、メカパンチ、ドリル等によって開けられたシートを
貫通する穴に、印刷等によって導体ペーストを埋め込む
手法や、無電解メッキ等によってビア内面を導体で覆う
手法によって、シートの上下面を電気的に接続されたも
のを複数重ねることによって形成されたもの、または、
シート層を重ねた後に上下面を貫通するようにドリルや
レーザであけた穴の内壁面に、無電界メッキ等によって
導体を構成する。

【００３２】また、実装用端子４５、給電用端子４６
は、導体４２ａ〜４２ｄと接続するように、印刷、ター
ミネート、スパッタ、エッチング等の手法によって形成
されている。

【００３３】図１（３）に示すように、セラミックグリ
ーンシートまたは樹脂シート等のシート４１ａ〜４１ｆ
に、導体４２ａ、４２ｂを、印刷、スパッタ、蒸着、エ
ッチング等の手法によって形成し、これらのグリーンシ
ートを、４１ｆ〜４１ａの順に積み重ね、スタックし、
プレスするセラミックの場合、基体４１を焼成し、基体
４１表面に、ミアンダ状の第１の導体４２ａ、第２の導
体４２ｂと接続するように、実装用端子４５、給電端子
４６をターミネート、印刷によって構成する。また、焼
成前のグリーンシート上に印刷等の手法によって、実装
用端子４５、給電用端子４６を構成するようにしてもよ
い。

【００３４】図２（３）に示すように、チップアンテナ
ＣＡ２は、チップアンテナＣＡ１のミアンダ状導体を、
ヘリカル状導体に置き換えたものである。材料、電極等
は、チップアンテナＣＡ１と同じものを使用し、基体や
電極の構成方法も、チップアンテナＣＡ１の場合と同じ
である。

【００３５】図２（３）において、セラミックグリーン
シートまたは樹脂シート等のシート４１ｇ〜４１ｌに、
内部導体４２ｃ、４２ｄを、印刷、スパッタ、蒸着、エ
ッチング等の手法によって形成し、これらのグリーンシ
ートを、４１ｌ〜４１ｇの順に積み重ね、スタックし、
プレスする。

【００３６】図３は、上記チップアンテナＣＡ１を製造
する場合における切断方法の一例を示す斜視図である。

【００３７】図３において、チップアンテナＣＡ１が９
個並列に載置された状態で製造される。この場合、チッ
プアンテナＣＡ１を１つずつ製造し、この製造されたチ
ップアンテナＣＡ１を並列に配列するようにしてもよ
い。

【００３８】チップアンテナＣＡ１は、誘電体または磁
性体の基体４１に導体４２ａ、４２ｂが設けられている
一種の基板５０であり、上記のように、シート層を重ね
ることによって構成されているものである。そして、こ
の基板５０を切断する切断用ナイフ６０が設けられてい
る。なお、ナイフ切断の他に、ダイシング等を使用して
切断するようにしてもよい。

【００３９】図３において、切断前の状態では、第１の
導体４２ａと第２の導体４２ｂとは、切断線５２ａから
５２ｄに至るまで、途切れることなく電気的に接続さ
れ、１本の長いミアンダ状導体になっている。この１本
の長いミアンダ状導体は、Ｙ軸方向に９個並列に配置さ
れている。なお、９個以外のミアンダ状導体を並列に配
置するようにしてもよい。

【００４０】次に、図３に示す状態から、チップアンテ
ナＣＡ１を切断する動作について説明する。

【００４１】まず、Ｘ軸方向と平行に切断する場合、上
記配列された複数の長いミアンダ状導体の間を、導体４
２ａ、４２ｂに接触しないように、切断線５１ａ〜５１
ｊに沿って、切断ナイフ６０によって切断する。

【００４２】また、Ｙ軸方向と平行に切断する場合、導
体４２ａと４２ｂとによって構成されているミアンダ状
導体を複数個に切断するように、切断線５２ａ〜５２ｄ
に沿って切断ナイフ６０によって切断する。

【００４３】このときに、切断されたチップアンテナＣ
Ａ１ａ、ＣＡ１ｂ、ＣＡ１ｃのそれぞれにおけるミアン
ダ状導体４２ａ、４２ｂは、切断位置によって長さが変
わり、この長さが変わることによって、インダクタンス
値も変わる。

【００４４】つまり、切断位置を、Ｘ軸方向にずらすだ
けで、個々のチップアンテナにおけるインダクタンス値
を所望の値に設定することができる。すなわち、所望の
インダクタンス値のチップアンテナを取得したい場合、
新たに設計するという煩雑な作業をしなくても、容易に
取得することができる。

【００４５】図３においては、上記切断によって、チッ
プアンテナＣＡ１ａ、ＣＡ１ｂ、ＣＡ１ｃ、がそれぞれ
９個づつ作ることができる（長さを均等にすれば、ＣＡ
１を２７個取得できる）。

【００４６】図４は、上記実施例において、チップアン
テナＣＡ１を上から見た導体４２ａ、４２ｂの投影図で
ある。

【００４７】チップアンテナＣＡ１を切断する場合、ミ
アンダの進行方向と平行な導体部分が切断適切領域４７
であり、ミアンダの進行方向と直交する導体部分および
その近傍部分が、切断不適切領域４８である。つまり、
切断位置が、ミアンダの進行方向と直交する導体部分で
あると、その切断部分を境に、インダクタンスが大きく
変わるので、ミアンダの進行方向と直交する導体部分お
よびその近傍部分は、切断不適切領域４８である。

【００４８】したがって、ミアンダ導体４２ａ、４２ｂ
のピッチによって、切断可能な領域が定まる。

【００４９】図３で説明したように、Ｘ軸方向の切断位
置をずらすだけで、切断後の各チップアンテナのインダ
クタンス値を調整することができるので、セット側の基
板パターン変更や部品配置変更等によって生じるチップ
アンテナの設計変更の際に、パターンを書き直す必要が
なく、Ｘ軸方向の切断位置をずらすだけで調整が可能と
なる。

【００５０】つまり、通常、基板のパターン変更や部品
配置変更程度のものであれば、上記切断位置を微調整す
るだけで対応することができる。なお、切断位置の微調
整とはいっても部品形状が変わるので、チップアンテナ
を実装する実装パターンを多少広めに取る等の考慮を行
なうことが好ましい。

【００５１】また、仕様が大きく変わる複数の製品（チ
ップアンテナ）に対しても、上記製造方法を採用すれ
ば、１つのパターンのみで対応が可能になる。

【００５２】たとえば、受信周波数が９００ＭＨＺと１
８ＧＨＺとのように、仕様が大きく違う製品に対して
も、Ｘ軸方向の切断位置を変えるだけでインダクタンス
値を大きく変えることができるので、同一の基板を使用
して、仕様が大きく違う製品に対応することができる。

【００５３】これらのことによって、パターンマスクの
作製回数を減らすことができ、設計段階でのサンプル試
作スピードを飛躍的に上げることができ、パターンマス
ク作製費用が少なくなり、また、複数の仕様に対して、
１つのパターンで対応できるので、大幅なコストダウン
が可能になる。

【００５４】上記説明は、チップアンテナＣＡ１のみに
ついてのものであるが、チップアンテナＣＡ２について
も、チップアンテナＣＡ１の場合についての説明と同様
である.なお、上記実施例において、ミアンダ状または
ヘリカル状の導体の進行方向の長さが、上記導体の幅よ
りも長くなっている。これによって、携帯電話等の基板
へ上記チップアンテナを実装する場合、その実装密度を
向上させることができ、また、幅が小さくなり広帯域化
が可能になる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、セット側の基板パター
ン変更や部品配置変更等によってチップアンテナの仕様
を変更する場合に、パターンを書き直さずに、切断位置
をずらすだけで、容易に仕様を変更することができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に使用するチップアンテ
ナＣＡ１を示す構造斜透視図である。

【図２】本発明の第２の実施例に使用するチップアンテ
ナＣＡ２を示す構造斜透視図である。

【図３】上記チップアンテナＣＡ１を製造する場合にお
ける切断方法の一例を示す斜視図である。

【図４】上記実施例において、チップアンテナＣＡ１を
上から見た導体４２ａ、４２ｂの投影図である。

【図５】従来のチップアンテナＣＡ１１の製造方法の説
明図である。

【図６】従来のチップアンテナＣＡ１２の製造方法の説
明図である。

【図７】従来のチップアンテナＣＡ１３の製造方法の説
明図である。

【符号の説明】

４１…基体、 ４１ａ〜４１ｌ…シート、 ４２ａ〜４２ｄ…表面または内部導体、 ４３…ビアホール、 ４４ａ〜４４ｄ…ビア用パッチ導体、 ４５…部品固着用端子、 ４６…給電用端子、 ５０…基板、 ５１ａ〜５１ｉ…Ｘ軸方向切断線、 ５２ａ〜５２ｄ…Ｙ軸方向切断線、 ６０…切断用ナイフ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体通信およびローカル・エリア・ネ
   ットワークに使用するチップアンテナの製造方法におい
   て、 誘電体材料または磁性体材料によって構成されている基
   体の内部または表面に、ミアンダ状またはヘリカル状の
   導体を設ける段階と；上記基体表面の端部に給電端子を
   設ける段階と；、上記給電端子と上記導体の一部とを接
   続する段階と；、上記導体と上記基体とを同時に切断
   し、しかも、上記基体の焼成前に上記切断を行なう段階
   と；を有することを特徴とするチップアンテナの製造方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記チップアンテナを複数個、並列に配置した状態で、
   上記切断を同時に行なうことを特徴とするチップアンテ
   ナの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、 上記ミアンダ状またはヘリカル状の導体の進行方向の長
   さが、上記導体の幅よりも長いことを特徴とするチップ
   アンテナの製造方法。