JP2004356715A - アンテナユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】外部機器の母基板上に簡単に面実装できて高信頼性が得やすいアンテナユニットを提供すること。
【解決手段】底面側に送受信回路部２が配設された回路基板１と、回路基板１の天面に設けられスルーホール７を介して送受信回路部２と接続されたパッチ電極３と、送受信回路部２の下方に配置される底板部４ａを有して該送受信回路部２を包囲すると共に回路基板１を保持している金属板製のシールドカバー４と、シールドカバー４の一部を切り起こしてなり母基板１０のアース回路に接続される取付端子５と、底板部４ａに設けられた挿通孔４ｄを貫通して送受信回路部２に接続された接続端子６とを備え、取付端子５の下端位置と接続端子６の下端位置とを同等の高さに配置させ、これら各端子５，６をそれぞれ母基板１０の対応するランド上に搭載して半田付けするようにした。
【選択図】 図２
【解決手段】底面側に送受信回路部２が配設された回路基板１と、回路基板１の天面に設けられスルーホール７を介して送受信回路部２と接続されたパッチ電極３と、送受信回路部２の下方に配置される底板部４ａを有して該送受信回路部２を包囲すると共に回路基板１を保持している金属板製のシールドカバー４と、シールドカバー４の一部を切り起こしてなり母基板１０のアース回路に接続される取付端子５と、底板部４ａに設けられた挿通孔４ｄを貫通して送受信回路部２に接続された接続端子６とを備え、取付端子５の下端位置と接続端子６の下端位置とを同等の高さに配置させ、これら各端子５，６をそれぞれ母基板１０の対応するランド上に搭載して半田付けするようにした。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動料金徴収システム（ＥＴＣシステム）に使用される送受信装置などとして好適なアンテナユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速道路等の有料道路のＥＴＣシステムにおいては、時分割双方向通信によって、料金所に設置されたＥＴＣ用送受信端局と、自動車に搭載されたＥＴＣ用送受信装置（アンテナユニット）との間で、ＡＳＫ変調された５．８ＧＨｚ帯のＡＳＫ変調波で送受信が行われ、その信号の送受信によって所定の料金を別途徴収するようになっている。
【０００３】
このような高周波信号の送受信に適した小型のアンテナユニットとしては、従来より、回路基板の天面にアンテナエレメントであるパッチ電極を設け、このパッチ電極を給電ピンやスルーホールを介して回路基板の底面側に配設されている送受信回路部に接続するという構成のものが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、送受信回路部には回路基板の底面に実装された増幅器やフィルタ等の各種電子部品が含まれており、この送受信回路部は金属板製のシールドカバーによって覆われている。そして、従来のこの種のアンテナユニットは、通常、ケ−ブルやコネクタを介して外部機器と接続されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１３９６２５号公報（第３−４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車室内の運転席近傍に設置されることが多いＥＴＣ用アンテナユニットの場合、これを外部機器の母基板（ベースバンド基板）上に実装しておけば、ケ−ブルやコネクタを介在させずに外部機器との接続が行えるため、意匠性や信頼性が向上して好ましい。しかるに、回路基板の底面側に送受信回路部の各種電子部品が実装されているアンテナユニットでは、半田ボール等を介して該回路基板と母基板のランドどうしを直接半田付けすることはできず、また、この種のアンテナユニットの底面にはシールドカバーの底板部が配置されているので、特別な工夫を講じない限り、母基板上にアンテナユニットを面実装することは困難であった。なお、車載用のアンテナユニットを母基板上に面実装する場合には、環境温度の変化で発生しやすい半田クラックについても考慮しておかないと、接続の信頼性が損なわれる虞がある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、外部機器の母基板上に簡単に面実装できて高信頼性が得やすいアンテナユニットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明のアンテナユニットは、底面側に電気回路部が配設された回路基板と、この回路基板の天面に設けられて前記電気回路部に接続されたパッチ電極と、前記電気回路部の下方に配置される底板部を有して該電気回路部を包囲している金属板製のシールドカバーと、このシールドカバーの一部を切り起こして形成された取付端子と、前記シールドカバーの前記底板部に設けた挿通孔を貫通して前記電気回路部に接続された接続端子とを備え、前記取付端子の下端位置と前記接続端子の下端位置とを同等の高さに配置させ、これら取付端子および接続端子をそれぞれ外部機器の母基板に設けられたランドに半田付けするように構成した。
【０００８】
このように構成されたアンテナユニットでは、シールドカバーの底板部の挿通孔を貫通する接続端子と、シールドカバー自体に設けた取付端子とを、それぞれ母基板側の対応するランド上に安定した姿勢で搭載することができる。それゆえ、このアンテナユニットは、該接続端子をＲＦ回路と接続し、かつ該取付端子をアース回路と接続した状態で、母基板上に簡単に面実装することができ、ケ−ブルやコネクタを省略することができる。
【０００９】
かかる構成に加えて、前記接続端子がバネ性に富む金属片からなるアンテナユニットや、前記接続端子の一部に該接続端子の長さ寸法の変化に追従して湾曲の度合いが変化する湾曲突条部が形成されているアンテナユニットの場合には、接続端子が熱膨張や熱収縮したときに懸念される半田付け部の応力集中が緩和されて、半田クラックの発生が抑制されるため、特に車載用のアンテナユニットで接続の信頼性が高まることとなり好ましい。
【００１０】
また、かかる構成に加えて、シールドカバーが回路基板を保持しているアンテナユニットの場合には、回路基板を保持するための枠体等を別途設ける必要がなくなるため、部品点数の削減や構造の簡素化が図れて好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るＥＴＣ用アンテナユニットの斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は該アンテナユニットの底面図である。
【００１２】
これらの図に示すアンテナユニットは、ＥＴＣ用の送受信装置として車室内の運転席近傍に設置されるものである。このアンテナユニットは、底面に送受信回路部２の導体パターンが形成されている方形状の回路基板１と、送受信回路部２の構成要素として回路基板１の底面に実装された増幅器やフィルタ等の各種電子部品２ａと、回路基板１の天面に設けられスルーホール７を介して送受信回路部２に接続されたパッチ電極３と、送受信回路部２を包囲した状態で回路基板１を保持している金属板製のシールドカバー４と、このシールドカバー４の周縁部の複数箇所を切り起こして形成された複数の取付端子５と、送受信回路部２の外部接続用ランド２ｂに半田付けされた複数の接続端子６と、パッチ電極３を上方から蓋閉している図示せぬレドームとによって主に構成されている。
【００１３】
ここで、シールドカバー４は、方形の底板部４ａの四辺がそれぞれ側壁部４ｂに連続する升形に折曲加工されており、底板部４ａは送受信回路部２の下方に配置されている。つまり、送受信回路部２の各種電子部品２ａは全て回路基板１の底面と底板部４ａとの間の空間に配置されている。図３に示すように、底板部４ａの外周縁の複数箇所には舌片を切り起こして生じた長方形状の切欠き４ｃが設けられており、この舌片（切り起こし片）をＬ字形に折曲加工したものが取付端子５となっている。また、底板部４ａには一辺端に沿って列状に複数の挿通孔４ｄが穿設されており、これらの挿通孔４ｄにそれぞれ接続端子６が挿通されている。なお、接続端子６は燐青銅等のバネ性に富む金属材料からなり、クランク状に折曲されている。
【００１４】
このアンテナユニットは各取付端子５の下端位置と各接続端子６の下端位置とが同等の高さに配置されるように設計されているため、図２に示すように、外部機器の母基板１０に形成されている所定のランド１１，１２上にそれぞれ、対応する取付端子５や接続端子６を安定した姿勢で搭載することができる。すなわち、母基板１０上に形成されているアース回路の各ランド１１とＲＦ回路の各ランド１２にクリーム半田を塗布した後、各ランド１１，１２にそれぞれ対応する取付端子５と接続端子６を位置合わせして母基板１０上にアンテナユニットを搭載し、これをリフロー炉で加熱してクリーム半田を溶融させことにより、各取付端子５がアース回路のランド１１に半田付けされ、かつ各接続端子６がＲＦ回路のランド１２に半田付けされて、アンテナユニットは母基板１０上に面実装された状態となる。このように、本実施形態例に係るアンテナユニットは、ケ−ブルやコネクタを用いることなく簡単に母基板１０上へ面実装することができるため、意匠性や信頼性が向上し取付コストも低減できる。
【００１５】
また、本実施形態例に係るアンテナユニットは、環境温度が大きく変化する車載用であることを考慮し、各接続端子６としてバネ性に富む金属片を採用しているため、熱膨張時や熱収縮時に接続端子６が自ら弾性変形して両端の半田付け部に過度の応力集中が起こらないようになっている。したがって、環境温度が大きく変化しても各接続端子６の半田付け部にクラックが発生する危険性が少なく、高周波信号の伝送路での接続の信頼性が高まっている。なお、アース回路に接続されている各取付端子５の半田付け部については、多少の半田クラックが発生してもアンテナ性能に悪影響が及ぶことはない。
【００１６】
図４は接続端子の変形例を示す側面図であり、同図に示すように、この接続端子８の一部には、該接続端子８の長さ寸法の変化に追従して湾曲の度合いが変化する複数のリブ状の湾曲突条部８ａが形成してある。かかる形状に折曲加工された接続端子８にあっては、熱膨張時や熱収縮時に湾曲突条部８ａが開き具合を変化させるヒンジ部として機能するため、前述した接続端子６と同様に、環境温度が大きく変化しても接続端子８の両端の半田付け部にクラックが発生する危険性が少なく、高周波信号の伝送路での接続の信頼性が高まる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１８】
シールドカバーの底板部の挿通孔を貫通する接続端子と、シールドカバー自体に設けた取付端子とを、それぞれ母基板側の対応するランド上に安定した姿勢で搭載可能なアンテナユニットなので、母基板上に簡単に面実装することができてケ−ブルやコネクタを省略でき、よって意匠性や信頼性の向上が図れる。
【００１９】
また、前記接続端子がバネ性に富む金属片からなる場合や、前記接続端子の一部に該接続端子の長さ寸法の変化に追従して湾曲の度合いが変化する湾曲突条部が形成されている場合には、接続端子が熱膨張や熱収縮したときに懸念される半田付け部の応力集中が緩和されて、半田クラックの発生が抑制されるため、特に車載用のアンテナユニットで接続の信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係るＥＴＣ用アンテナユニットの斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】該アンテナユニットの底面図である。
【図４】該アンテナユニットに用いられる接続端子の変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 回路基板
２ 送受信回路部
２ａ 電子部品
２ｂ 外部接続用ランド
３ パッチ電極
４ シールドカバー
４ａ 底板部
４ｄ 挿通孔
５ 取付端子
６，８ 接続端子
８ａ 湾曲突条部
１０ 母基板
１１，１２ ランド
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動料金徴収システム（ＥＴＣシステム）に使用される送受信装置などとして好適なアンテナユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速道路等の有料道路のＥＴＣシステムにおいては、時分割双方向通信によって、料金所に設置されたＥＴＣ用送受信端局と、自動車に搭載されたＥＴＣ用送受信装置（アンテナユニット）との間で、ＡＳＫ変調された５．８ＧＨｚ帯のＡＳＫ変調波で送受信が行われ、その信号の送受信によって所定の料金を別途徴収するようになっている。
【０００３】
このような高周波信号の送受信に適した小型のアンテナユニットとしては、従来より、回路基板の天面にアンテナエレメントであるパッチ電極を設け、このパッチ電極を給電ピンやスルーホールを介して回路基板の底面側に配設されている送受信回路部に接続するという構成のものが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、送受信回路部には回路基板の底面に実装された増幅器やフィルタ等の各種電子部品が含まれており、この送受信回路部は金属板製のシールドカバーによって覆われている。そして、従来のこの種のアンテナユニットは、通常、ケ−ブルやコネクタを介して外部機器と接続されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１３９６２５号公報（第３−４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車室内の運転席近傍に設置されることが多いＥＴＣ用アンテナユニットの場合、これを外部機器の母基板（ベースバンド基板）上に実装しておけば、ケ−ブルやコネクタを介在させずに外部機器との接続が行えるため、意匠性や信頼性が向上して好ましい。しかるに、回路基板の底面側に送受信回路部の各種電子部品が実装されているアンテナユニットでは、半田ボール等を介して該回路基板と母基板のランドどうしを直接半田付けすることはできず、また、この種のアンテナユニットの底面にはシールドカバーの底板部が配置されているので、特別な工夫を講じない限り、母基板上にアンテナユニットを面実装することは困難であった。なお、車載用のアンテナユニットを母基板上に面実装する場合には、環境温度の変化で発生しやすい半田クラックについても考慮しておかないと、接続の信頼性が損なわれる虞がある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、外部機器の母基板上に簡単に面実装できて高信頼性が得やすいアンテナユニットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明のアンテナユニットは、底面側に電気回路部が配設された回路基板と、この回路基板の天面に設けられて前記電気回路部に接続されたパッチ電極と、前記電気回路部の下方に配置される底板部を有して該電気回路部を包囲している金属板製のシールドカバーと、このシールドカバーの一部を切り起こして形成された取付端子と、前記シールドカバーの前記底板部に設けた挿通孔を貫通して前記電気回路部に接続された接続端子とを備え、前記取付端子の下端位置と前記接続端子の下端位置とを同等の高さに配置させ、これら取付端子および接続端子をそれぞれ外部機器の母基板に設けられたランドに半田付けするように構成した。
【０００８】
このように構成されたアンテナユニットでは、シールドカバーの底板部の挿通孔を貫通する接続端子と、シールドカバー自体に設けた取付端子とを、それぞれ母基板側の対応するランド上に安定した姿勢で搭載することができる。それゆえ、このアンテナユニットは、該接続端子をＲＦ回路と接続し、かつ該取付端子をアース回路と接続した状態で、母基板上に簡単に面実装することができ、ケ−ブルやコネクタを省略することができる。
【０００９】
かかる構成に加えて、前記接続端子がバネ性に富む金属片からなるアンテナユニットや、前記接続端子の一部に該接続端子の長さ寸法の変化に追従して湾曲の度合いが変化する湾曲突条部が形成されているアンテナユニットの場合には、接続端子が熱膨張や熱収縮したときに懸念される半田付け部の応力集中が緩和されて、半田クラックの発生が抑制されるため、特に車載用のアンテナユニットで接続の信頼性が高まることとなり好ましい。
【００１０】
また、かかる構成に加えて、シールドカバーが回路基板を保持しているアンテナユニットの場合には、回路基板を保持するための枠体等を別途設ける必要がなくなるため、部品点数の削減や構造の簡素化が図れて好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るＥＴＣ用アンテナユニットの斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は該アンテナユニットの底面図である。
【００１２】
これらの図に示すアンテナユニットは、ＥＴＣ用の送受信装置として車室内の運転席近傍に設置されるものである。このアンテナユニットは、底面に送受信回路部２の導体パターンが形成されている方形状の回路基板１と、送受信回路部２の構成要素として回路基板１の底面に実装された増幅器やフィルタ等の各種電子部品２ａと、回路基板１の天面に設けられスルーホール７を介して送受信回路部２に接続されたパッチ電極３と、送受信回路部２を包囲した状態で回路基板１を保持している金属板製のシールドカバー４と、このシールドカバー４の周縁部の複数箇所を切り起こして形成された複数の取付端子５と、送受信回路部２の外部接続用ランド２ｂに半田付けされた複数の接続端子６と、パッチ電極３を上方から蓋閉している図示せぬレドームとによって主に構成されている。
【００１３】
ここで、シールドカバー４は、方形の底板部４ａの四辺がそれぞれ側壁部４ｂに連続する升形に折曲加工されており、底板部４ａは送受信回路部２の下方に配置されている。つまり、送受信回路部２の各種電子部品２ａは全て回路基板１の底面と底板部４ａとの間の空間に配置されている。図３に示すように、底板部４ａの外周縁の複数箇所には舌片を切り起こして生じた長方形状の切欠き４ｃが設けられており、この舌片（切り起こし片）をＬ字形に折曲加工したものが取付端子５となっている。また、底板部４ａには一辺端に沿って列状に複数の挿通孔４ｄが穿設されており、これらの挿通孔４ｄにそれぞれ接続端子６が挿通されている。なお、接続端子６は燐青銅等のバネ性に富む金属材料からなり、クランク状に折曲されている。
【００１４】
このアンテナユニットは各取付端子５の下端位置と各接続端子６の下端位置とが同等の高さに配置されるように設計されているため、図２に示すように、外部機器の母基板１０に形成されている所定のランド１１，１２上にそれぞれ、対応する取付端子５や接続端子６を安定した姿勢で搭載することができる。すなわち、母基板１０上に形成されているアース回路の各ランド１１とＲＦ回路の各ランド１２にクリーム半田を塗布した後、各ランド１１，１２にそれぞれ対応する取付端子５と接続端子６を位置合わせして母基板１０上にアンテナユニットを搭載し、これをリフロー炉で加熱してクリーム半田を溶融させことにより、各取付端子５がアース回路のランド１１に半田付けされ、かつ各接続端子６がＲＦ回路のランド１２に半田付けされて、アンテナユニットは母基板１０上に面実装された状態となる。このように、本実施形態例に係るアンテナユニットは、ケ−ブルやコネクタを用いることなく簡単に母基板１０上へ面実装することができるため、意匠性や信頼性が向上し取付コストも低減できる。
【００１５】
また、本実施形態例に係るアンテナユニットは、環境温度が大きく変化する車載用であることを考慮し、各接続端子６としてバネ性に富む金属片を採用しているため、熱膨張時や熱収縮時に接続端子６が自ら弾性変形して両端の半田付け部に過度の応力集中が起こらないようになっている。したがって、環境温度が大きく変化しても各接続端子６の半田付け部にクラックが発生する危険性が少なく、高周波信号の伝送路での接続の信頼性が高まっている。なお、アース回路に接続されている各取付端子５の半田付け部については、多少の半田クラックが発生してもアンテナ性能に悪影響が及ぶことはない。
【００１６】
図４は接続端子の変形例を示す側面図であり、同図に示すように、この接続端子８の一部には、該接続端子８の長さ寸法の変化に追従して湾曲の度合いが変化する複数のリブ状の湾曲突条部８ａが形成してある。かかる形状に折曲加工された接続端子８にあっては、熱膨張時や熱収縮時に湾曲突条部８ａが開き具合を変化させるヒンジ部として機能するため、前述した接続端子６と同様に、環境温度が大きく変化しても接続端子８の両端の半田付け部にクラックが発生する危険性が少なく、高周波信号の伝送路での接続の信頼性が高まる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１８】
シールドカバーの底板部の挿通孔を貫通する接続端子と、シールドカバー自体に設けた取付端子とを、それぞれ母基板側の対応するランド上に安定した姿勢で搭載可能なアンテナユニットなので、母基板上に簡単に面実装することができてケ−ブルやコネクタを省略でき、よって意匠性や信頼性の向上が図れる。
【００１９】
また、前記接続端子がバネ性に富む金属片からなる場合や、前記接続端子の一部に該接続端子の長さ寸法の変化に追従して湾曲の度合いが変化する湾曲突条部が形成されている場合には、接続端子が熱膨張や熱収縮したときに懸念される半田付け部の応力集中が緩和されて、半田クラックの発生が抑制されるため、特に車載用のアンテナユニットで接続の信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係るＥＴＣ用アンテナユニットの斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】該アンテナユニットの底面図である。
【図４】該アンテナユニットに用いられる接続端子の変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 回路基板
２ 送受信回路部
２ａ 電子部品
２ｂ 外部接続用ランド
３ パッチ電極
４ シールドカバー
４ａ 底板部
４ｄ 挿通孔
５ 取付端子
６，８ 接続端子
８ａ 湾曲突条部
１０ 母基板
１１，１２ ランド
Claims (4)
- 底面側に電気回路部が配設された回路基板と、この回路基板の天面に設けられて前記電気回路部に接続されたパッチ電極と、前記電気回路部の下方に配置される底板部を有して該電気回路部を包囲している金属板製のシールドカバーと、このシールドカバーの一部を切り起こして形成された取付端子と、前記シールドカバーの前記底板部に設けた挿通孔を貫通して前記電気回路部に接続された接続端子とを備え、
前記取付端子の下端位置と前記接続端子の下端位置とを同等の高さに配置させ、これら取付端子および接続端子をそれぞれ外部機器の母基板に設けられたランドに半田付けするように構成したことを特徴とするアンテナユニット。 - 請求項１の記載において、前記接続端子がバネ性に富む金属片からなることを特徴とするアンテナユニット。
- 請求項１または２の記載において、前記接続端子の一部に該接続端子の長さ寸法の変化に追従して湾曲の度合いが変化する湾曲突条部が形成されていることを特徴とするアンテナユニット。
- 請求項１〜３いずれかの記載において、前記シールドカバーが前記回路基板を保持していることを特徴とするアンテナユニット。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003149154A JP3934577B2 (ja) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | アンテナユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003149154A JP3934577B2 (ja) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | アンテナユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004356715A true JP2004356715A (ja) | 2004-12-16 |
| JP3934577B2 JP3934577B2 (ja) | 2007-06-20 |
Family
ID=34045341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003149154A Expired - Fee Related JP3934577B2 (ja) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | アンテナユニット |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3934577B2 (ja) |
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2003
- 2003-05-27 JP JP2003149154A patent/JP3934577B2/ja not_active Expired - Fee Related
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