JP2005005985A

JP2005005985A - Antenna element and antenna mounting substrate

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Publication number: JP2005005985A
Application number: JP2003166564A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mukai; 幸市向; Kenji Asakura; 健二朝倉; Satoshi Wada; 智和田
Original assignee: Sony Chemicals Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To deal with a large change of resonance frequency without changing the basic design of a conductor pattern on a substrate. <P>SOLUTION: A meandering antenna pattern 3 is formed on a substrate 2 serving as a base, and the return points of the antenna pattern 3 are selectively linked so that a return frequency can be adjusted. A conductor pattern 3c on a mother substrate 32 and a conductor pattern 3a on an antenna element 31 are selectively linked through a side through-hole 13c on the side surface of the antenna element 31 so that those conductor patterns can be connected and the meandering antenna pattern 3 can be prepared. The side through-hole 13 is selectively linked so that the return cycle can be adjusted. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にミアンダ状のアンテナパターンが形成されてなるアンテナ素子及びアンテナ実装基板に関するものであり、さらにはそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば携帯電話等の移動体通信機や、いわゆるＩＥＥＥ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１規格の無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等、各種無線技術の開発が進められている。そして、これに伴い、無線通信を行うためのアンテナ素子に関する技術も種々開発されている。
【０００３】
アンテナ素子は、無線通信を行うために必然的に設けられる部材であり、例えば円柱状の誘電体に放射電極や表面電極等を形成したものが知られている。この種のアンテナ素子は、通信機本体の外部に設置されて用いられるのが一般的である。
【０００４】
しかしながら、外部に配設して用いるタイプのアンテナ素子では、小型化の妨げとなること、高い機械的強度が要求されること、部品点数の増加を招くこと等が問題になる。そこで、これに替わるアンテナ素子として、例えば機器本体内に設けられたプリント配線基板等に表面実装し得るチップ状のアンテナ素子（いわゆるチップアンテナ）が提案されている。チップアンテナは、例えば基板上に積層された銅箔をフォトリソ技術によってパターニング（エッチング）することによりアンテナパターンが形成されてなる。アンテナパターンとしては、ミアンダ状、ループ状、ヘリカル状、逆Ｆ等の様々な形状が提案されているが、中でも導体パターンの形状をミアンダ（ジグザグ）状として省スペース化を図ることができる等の理由から、ミアンダ状のアンテナパターンを有するアンテナ素子が注目されている。
【０００５】
ところで、アンテナ素子は固有の共振周波数を有するために、例えばある機器に搭載されたアンテナ素子を、これとは異なる周波数帯域を使用する機器に適用しようとしても、所望の共振状態を得ることができないという問題がある。このため、共振周波数を要求される値に変更した新たなアンテナ素子を開発する必要が生ずる。
【０００６】
アンテナ素子の共振周波数の大幅な変更は、基本的には基板上のアンテナパターンの設計変更、具体的にはアンテナパターンの線幅や折り返しピッチ等の変更により実現される。しかしながら、基板上のアンテナパターンの設計変更に際しては、各種パラメータを変化させた多数のアンテナ素子をフォトリソ技術等により設計及び試作する必要があるために、多大な費用と時間とを費やすことになり、極めて非効率的である。
【０００７】
また、アンテナ素子を実際にマザー基板上に実装し機器等に搭載すると、周囲の状況等に応じてアンテナ素子の共振周波数にズレが生じることが知られている。このズレを補正するために共振周波数の微調整を行う場合にも、上述の共振周波数の変更と同様に、基板上のアンテナパターンの線幅や折り返しピッチ等の多数のパラメータを変化させてアンテナ素子の最適化を行う必要があるため、同様の問題がある。
【０００８】
アンテナの共振周波数を変更する技術としては、アンテナ基板が実装されたときに放射素子に電気的に接続されるように、回路基板側にスタブを形成しておき、このスタブの長さを調整することにより共振周波数のズレを調整する技術（例えば、特許文献１等を参照。）や、マザー基板上に複数のマッチング回路を設けておき、アンテナの取り付け位置に応じていずれかのマッチング回路を選択する技術（例えば、特許文献２等を参照。）、さらには、接地端に接続される接地導体と接地端の間にインピーダンス調整導体を設け、インピーダンス整合させる技術（例えば、特許文献３等を参照）が提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１４１７２５号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開２０００−４０９８０号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開２００２−２７１１２９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１〜特許文献３に記載される技術では、アンテナ基板の実装位置に応じて変化した共振周波数やインピーダンスのズレを微調整する程度に留まるため、異なる機器への搭載等の周波数帯域の大幅な変更に対しては、従来と同様に、アンテナ基板上の導体パターンの抜本的な設計変更で対応せざるを得ないという不都合がある。
【００１３】
本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、基板上の導体パターンの基本設計を変更することなく、共振周波数の大幅な変更に対応することができるアンテナ素子及びアンテナ実装基板を提供することを目的とし、さらには、それらの製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るアンテナ素子は、ベースとなる基板上にミアンダ状のアンテナパターンが形成されてなり、前記アンテナパターンの折り返し点間を選択的に繋ぐことにより折り返し周期が調整されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るアンテナ素子の製造方法は、ベースとなる基板上にミアンダ状のアンテナパターンが形成されてなるアンテナ素子の製造方法において、前記基板上に前記アンテナパターンを形成するパターニング工程と、前記アンテナパターンの折り返し点間を選択的に繋ぐことにより前記アンテナパターンの折り返し周期を調整する接続工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明のアンテナ素子では、基板上のアンテナパターンの基本的な構造は変更せずに、アンテナパターンの折り返し点を繋ぐ場所や数等を変更することで、アンテナとして機能するアンテナパターンの折り返し周期を調整する。すなわち、基板上のミアンダ状のアンテナパターンをそのまま使用するのではなく、目的の共振周波数が得られる折り返しピッチとなるように、折り返し点を選択的に繋いでアンテナパターンを再構成している。このように、アンテナパターンの設計変更を行うことなく、アンテナ素子の共振周波数を所望の値に設定できる。本発明は、アンテナパターンの折り返し周期を大幅に変更して共振周波数の大きな変化に対応できるという点で、従来の共振周波数を微調整するだけの方法とは大きく異なるものである。
【００１７】
一方、本発明に係るアンテナ実装基板は、アンテナ素子がマザー基板に実装されてなるアンテナ実装基板において、前記アンテナ素子は、ベースとなる基板上に幅方向両端部に至る複数の導体パターンが略平行に形成されるとともに、これら導体パターンの両端部にサイドスルーホールが接続されてなり、前記マザー基板に形成された導体パターンにより前記アンテナ素子のサイドスルーホール間を選択的に繋ぐことにより折り返し周期が調整されたミアンダ状のアンテナパターンとされていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係るアンテナ実装基板の製造方法は、アンテナ素子がマザー基板に実装されてなるアンテナ実装基板の製造方法において、ベースとなる基板上に幅方向両端部に至る複数の導体パターンを略平行に形成するとともに、これら導体パターンの両端部にサイドスルーホールを接続するアンテナ素子作製工程と、前記マザー基板上に導体パターンを形成するマザー基板作製工程と、前記アンテナ素子を前記マザー基板に実装し、前記マザー基板に形成された導体パターンにより前記アンテナ素子のサイドスルーホール間を選択的に繋ぐことにより、折り返し周期が調整されたミアンダ状のアンテナパターンを形成する接続工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明のアンテナ実装基板では、アンテナ素子の導体パターンの基本的な構造は変更せずに、マザー基板上の導体パターンを変更することで、ミアンダ状のアンテナパターンの折り返し周期を調整する。すなわち、アンテナ素子の導体パターンをすべて使用するのではなく、目的の共振周波数が得られる折り返しピッチとなるように、マザー基板側の導体パターンでサイドスルーホール間を選択的に繋いでアンテナパターンを構成している。このように、アンテナパターンの設計変更を行うことなく、アンテナ素子の共振周波数を所望の値に設定できる。本発明は、アンテナパターンの折り返し周期を大幅に変更して共振周波数の大きな変化に対応できるという点で、やはり従来の共振周波数を微調整するだけの方法とは大きく異なるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したアンテナ素子及びアンテナ実装基板、並びにそれらの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の例のチップ状のアンテナ素子（いわゆる基板アンテナ）を示すものである。このチップ状のアンテナ素子１では、ベースとなる基板２上に、折り返し点Ａ〜Ｖにて折り返されたミアンダ状の導体パターンが、アンテナパターン３としてパターニング形成されている。
【００２２】
上記基板２には、プリント配線基板の基材として一般に用いられるものであれば、いずれも使用可能である。具体的には、紙フェノール基板（ＸＸＰ、ＸＰＣ等）、紙ポリエステル基板（ＦＲ−２）、紙エポキシ基板（ＦＲ−３）、ガラス紙コンポジットエポキシ基板（ＣＥＭ−１）、ガラス不織紙コンポジットエポキシ基板（ＣＨＥ−３）、ガラス布エポキシ基板（Ｇ−１０）、ガラス布エポキシ基板（ＦＲ−４）等を挙げることができる。なお、括弧内の記号は、米国電気製造業者協会（ＮＥＭＡ）記号である。これらの中で、吸湿性や寸法変化が少なく、自己消炎性を持つガラス布エポキシ基板（ＦＲ−４）等が好適である。
【００２３】
上記アンテナパターン３は、例えば上記基板２上に積層された銅箔をフォトリソ技術によってパターニング（エッチング）することにより形成することができ、他の電極パターン等と同時に形成することができる。
【００２４】
上述のように、例えば両面に銅箔を有するプリント配線基板を用いてチップ状のアンテナ素子１を形成することによって、アンテナ素子の小型化、薄型化が容易になり、また製造コストの削減にも繋がる。
【００２５】
本例のアンテナ素子１では、アンテナパターン３の左端の端子部４が給電端であり、ここに電源が接続される。一方、アンテナパターン３は、外部からの高周波信号を受信する。すなわち、アンテナパターン３は、高周波信号源となる。
【００２６】
この種のアンテナ素子は、実装される機器の使用周波数に応じて、特定の共振周波数を有している必要がある。本実施の形態のアンテナ素子１においては、９０°折り返しながら蛇行するアンテナパターン３の折り返し点に予めランド５を設けておき、このうち折り返し点Ａ及Ｄ間、折り返し点Ｇ及びＪ間、折り返し点Ｍ及びＰ間、並びに折り返し点Ｓ及びＶ間を、各折り返し点のランド５を接続する形で、導電性材料からなる導体部材６が実装されている。アンテナパターン３の表面は、通常、絶縁保護膜によって覆われているが、前記折り返し点に対応するランド５においては、この絶縁保護膜が一部取り除かれて開口部が形成されており、ここに導体部材６が実装されている。
【００２７】
図１に示すように、４つの導体部材６でアンテナパターン３の折り返し点が繋がれることにより、アンテナパターン３の折り返し周期が変更される。すなわちアンテナパターン３は、図２（ａ）に示す折り返し点Ａ〜Ｖを順次経由する本来の折り返し周期から、図２（ｂ）に示す折り返し点Ａ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｖを順次経由する折り返し周期に変更される。このように再構成されたアンテナパターン３を有するアンテナ素子１は、導体部材６で接続されていない、本来の形状のアンテナパターン３を有するアンテナ素子と比較して、共振周波数が大幅に高いものとなる。
【００２８】
図３は、導体部材６での接続の仕方による周波数帯域の変換の様子を示すものである。導体部材６による接続が無い場合、すなわち図２（ａ）に示すアンテナパターンの場合、中心周波数が約３．９ＧＨｚであるのに対して、４個の導体部材６により接続した場合、すなわち図２（ｂ）に示すアンテナパターンの場合、中心周波数が約４．４ＧＨｚとなっており、導体部材６による接続により共振周波数が変換されることがわかった。
【００２９】
以上のように、共振周波数の変更の要求に対して、アンテナパターン３の設計変更ではなく、導体部材６でアンテナパターン３の折り返し周期を調整してピッチを変えるという極めて簡単な方法で対応できる。例えば、さらに低い共振周波数のアンテナ素子を構成したい場合には、アンテナパターン３の折り返し周期を調整して、折り返しピッチを大とすればよい。したがって、アンテナ素子１の試作等に要する時間や労力を飛躍的に削減することができる。
【００３０】
また、従来の共振周波数を変更する技術は、アンテナ素子１の取り付け位置が変わることに伴う共振周波数の微妙なズレを調整する程度であったが、本例では、使用周波数帯域を変えるような共振周波数の大幅な変更にも対応することができる。
【００３１】
また、予めアンテナパターン３が形成された基板２を多数用意しておけば、アンテナパターン３の繋ぎ方を変更することにより、高い周波数から低い周波数まで様々な共振周波数のアンテナ素子に対してこの基板２を兼用することができ、コストの低減につながる。
【００３２】
次に、本発明の第２の例について説明する。なお、この第２の例の説明において、第１の例と共通する部材については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【００３３】
この種のアンテナ素子は、様々な機器内に実装され、また実装場所も設計変更等に伴って種々変更になるが、周囲の状況に応じてアンテナ素子の共振周波数に僅かにズレが生じるため、この共振周波数のズレを微調整する必要がある。
【００３４】
そこで、第２の例のアンテナ素子２１では、図４に示すように、アンテナパターン３の折り返し点を選択的に繋ぐように、調整用素子であるチップ部品２２をランド５上に実装する。チップ部品２２は、例えばチップインダクタ又はチップコンデンサである。本例では、チップ部品２２を実装することにより、アンテナパターン３の折り返し周期が調整されて、アンテナ素子２１の共振周波数を所望の値に変更する。
【００３５】
図５は、チップ部品２２としてチップインダクタを使用した場合の周波数の微調整の様子を示すものである。ここでは、図６に示すように、折り返し点Ａ、Ｄ間をチップインダクタで接続し、使用するチップインダクタのインダクタンスを１ｎＨ、２ｎＨ、３ｎＨ、５．１ｎＨと変更し、周波数特性を測定した。なお、比較のため、チップインダクタ無しの場合についても同様の測定を行った。図５から明らかなように、折り返し点Ａ、Ｄ間を接続するチップインダクタの特性によって周波数特性が微調整されることがわかる。
【００３６】
本例では、上述の第１の例と同様に、共振周波数の変更の要求に対して、アンテナパターン３の設計変更ではなく、チップ部品２２でアンテナパターン３の折り返し周期を調整して折り返しピッチを変えるという極めて簡単な方法で対応できる。すなわち、アンテナ素子２１の試作等に要する時間や労力を飛躍的に削減することができる。また、従来の共振周波数を変更する技術は、アンテナ素子の取り付け位置が変わることに伴う共振周波数の微妙なズレを調整する程度であったが、本例では、使用周波数帯域を変更するような共振周波数の大幅に変更にも対応することができる。また、予め基板２上にアンテナパターン３が形成されてなるアンテナ素子２１を多数用意しておけば、アンテナパターン３の繋ぎ方を変更することにより、高い周波数から低い周波数まで様々な機器間でこれらのアンテナ素子２１を兼用することができ、コストの低減につながる。
【００３７】
さらに本例では、チップ部品２２としてのチップコンデンサやチップインダクタの定数を変更したり、チップ部品２２を実装する場所や数を変更したりすることで、アンテナ素子２１の共振周波数を微調整することができる。このため、アンテナ素子２１が実装される位置が変化する等によりアンテナ素子２１の共振周波数にズレが生じた場合でも、アンテナパターン３の設計変更ではなく、最適なチップ部品２２を選定するといった極めて簡単な方法で対応することができる。すなわち、アンテナ素子２１の試作等に要する時間や労力を飛躍的に削減することができる。
【００３８】
次に、本発明を適用した第３の例として、図７に示すように、導体パターンが形成されたアンテナ素子３１がマザー基板３２に実装されてなるアンテナ実装基板について説明する。
【００３９】
アンテナ実装基板では、マザー基板３２上の導体パターン３ｃと、アンテナ素子３１上の導体パターン３ａとが、アンテナ素子３１側面のサイドスルーホール１３ｃにより選択的に繋がれ、これらが連なることによりミアンダ状のアンテナパターン３をなしている。
【００４０】
本例のアンテナ素子３１は、基板２と、基板２上に不連続に形成された導体パターン３ａと、導体パターン３ａの両端部に接続されたサイドスルーホール３ｂとからなる。導体パターン３ａは、基板２上の幅方向両端部に至るように形成されるとともに、互いに略平行となるように複数形成される。
【００４１】
また、マザー基板３２上には、アンテナ素子３１が実装されたとき、サイドスルーホール３ｂを選択的に繋ぐ位置に、複数の導体パターン３ｃがパターニング形成されている。この導体パターン３ｃは、目的のミアンダ状のアンテナパターン３を構成するように、予め配置や数を設計しておく。図７の例では、隣り合うサイドスルーホール３ｂを一対ずつ接続し得るように、複数の導体パターン３ｃが形成されている。
【００４２】
本例では、上述の第１の例と同様に、基板上の導体パターンの設計変更ではなく、マザー基板３２上の導体パターン３ｃでアンテナパターン３の折り返し周期を調整して折り返しピッチを変えるという極めて簡単な方法で、共振周波数を変更できる。図７のアンテナ実装基板より高い共振周波数としたい場合には、例えば図８に示すように、アンテナ素子３１上の導体パターン３ａを１つおきに接続するようにマザー基板３２上に導体パターン３ｃを形成しておき、アンテナパターン３の折り返しピッチを大きくすればよい。したがって、アンテナ素子３１の試作等に要する時間や労力を飛躍的に削減することができる。また、従来の共振周波数を変更する技術は、アンテナ素子３１の取り付け位置が変わることに伴う共振周波数の微妙なズレを調整する程度であったが、本例では、使用周波数帯域を変えるような共振周波数の大幅に変更にも対応することができる。
【００４３】
また、本例では、チップ状のアンテナ素子３１側ではなく、マザー基板３２側で共振周波数を変更することを大きな特徴とする。第１の例では、所望の共振周波数を得るために、アンテナ素子１を作製するごとに小型の基板２上に導体部材やチップ部品を実装しなければならず、手間がかかったが、本例ではアンテナ素子３１自体には全く変更を加える必要がない。すなわち、図７に示すアンテナ素子３１を多数用意しておけば、アンテナパターン３の繋ぎ方を変更することにより、高い周波数から低い周波数まで様々な共振周波数のアンテナ実装基板に対して、このアンテナ素子３１を兼用することができ、コストの低減につながる。
【００４４】
さらに本例では、アンテナ素子３１上の導体パターン３ａとマザー基板３２上の導体パターン３ｃとをアンテナ素子３１側面のサイドスルーホール３ｂで接続するため、省スペース化が図られ、アンテナ実装基板のさらなる小型化を図る上で有利である。
【００４５】
次に、本発明を適用した第４の例について説明する。本例のアンテナ実装基板は、第３の例のアンテナ実装基板と類似の構造をとるが、図９に示すように、マザー基板３２上の導体パターン３ｃの折り返し点を繋ぐ手段として調整用素子であるチップ部品２２を用いる点で第３の例と異なる。調整用素子であるチップ部品２２としては、第２の例と同様に、例えばチップインダクタやチップコンデンサ等から選ばれる。
【００４６】
本例は、第３の例と同様の効果に加えて、チップ部品２２としてのチップコンデンサやチップインダクタの定数を変更したり、チップ部品２２を実装する場所や数を変更したりすることで、アンテナ実装基板の共振周波数を微調整することができる。このため、アンテナ素子３１が実装される位置が変化する等によりアンテナ素子の共振周波数にズレが生じた場合でも、アンテナ素子３１側の導体パターン３ａの設計変更ではなく、最適なチップ部品２２を選定し、マザー基板３２上に実装するといった極めて簡単な方法で対応できる。すなわち、アンテナ素子３１の試作等に要する時間や労力を飛躍的に削減することができる。
【００４７】
次に、本発明を適用したアンテナ素子及びアンテナ実装基板の製造方法について説明する。
【００４８】
前述の第１の例のアンテナ素子を作製するには、先ず、理論式に基づいてミアンダ状のアンテナパターンを設計する。次いで、コンピュータによるシミュレーションを行う。このコンピュータシミュレーションに際しては、先に理論式に基づいて設計されるアンテナパターンのデータの他、他の要素、例えば基板材料の誘電率や基板の大きさ、ランド部等に関するデータ等を取り込み、これらを含めた領域についてインピーダンスをコンピュータシミュレーションする。
【００４９】
このとき用いるシミュレーションの手法としては、例えば有限要素法、ＦＤＴＤ法、境界要素法、モーメント法、伝送線路法（ＴＬＭ法）等を挙げることができ、これらの中から適宜選定して実施すればよい。これらの中では、３次元解析が可能であること、広い周波数帯域を短時間で解析できること等の理由により、ＴＬＭ法が最適である。
【００５０】
前記コンピュータシミュレーションの後、シミュレーション結果に基づきアンテナパターンやランドを形成する。これらアンテナパターンやランドは、プリント印刷回路形成工程に準じて形成することができ、前記シミュレーション結果に基づいて同時に形成する。
【００５１】
プリント印刷回路形成工程によりアンテナパターンを形成するには、基板の両面に銅箔を貼った両面銅張り基板を用意し、銅箔をパターニングしてミアンダ状の導体パターンを形成する。銅箔のパターニングは、通常のフォトリソ技術によって行えばよい。すなわち、銅箔上にフォトレジスト層を形成し、これを露光、現像してパターニングすることによりレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして銅箔をエッチングする。エッチングは、例えばウエットエッチングにより行う。導体パターン形成の際に、ランドも同時に形成する。ここまでが、パターニング工程に相当する。
【００５２】
上記プリント印刷回路形成工程は、集合基板の状態で一括して行う。この集合基板の状態で、引き続き接続工程を行う。この工程では、所望の共振周波数が得られるように、導体部材でアンテナパターンの折り返し点を選択的に繋ぎ、アンテナパターンの折り返し周期を適宜調整する。
【００５３】
導体部材の実装後、集合基板を個々のアンテナ素子に分割し、機器本体のマザー基板に実装して共振周波数の測定を行う。前記測定の結果、共振周波数が所望の値を示せば、第１の例のアンテナ素子の作製は完了である。前記測定の結果、所望の共振周波数とは相違しズレが生じている場合には、導体部材による接続方法を検討し直す。
【００５４】
また、上述の接続工程において、導体部材の代わりにチップインダクタやチップコンデンサ等のチップ部品をランド上に実装すれば、第２の例のアンテナ素子を得ることができる。
【００５５】
以下、第３の例のアンテナ実装基板の作製方法について述べる。先ず、基板上に導体パターンと、側面にサイドスルーホールとを有するアンテナ素子を作製する。アンテナ素子の作製には、先ず、基板の両面に銅箔を貼った両面銅張り基板を用意し、内面が銅めっきされたスルーホールを複数形成し、銅ペースト等の導電材を埋め込む。次に、銅箔をパターニングして、両端部がスルーホールと接続するように、基板の幅方向両端部に至る複数の導体パターンを略平行に形成する。次に、スルーホールを通過するように基板を切断することにより、基板の切断面にサイドスルーホールが露出したアンテナ素子が得られる。なお、サイドスルーホールを形成する方法はこれに限定されず、公知のいかなる方法を適用してもよい。ここまでがアンテナ素子作製工程に相当する。
【００５６】
また、マザー基板を用意する。マザー基板のアンテナ素子が実装される領域には、アンテナ素子が実装されたときにサイドスルーホール同士を繋ぐための導体パターンを形成する。マザー基板上の導体パターンの形状及び数は、アンテナ素子のサイドスルーホール及び導体パターンと接続されたときに所望の共振周波数が得られるように、予め計算等により設計したものとする。マザー基板上の導体パターンは、通常の方法により形成することができる。ここまでがマザー基板作製工程に相当する。
【００５７】
そして、接続工程において、上記マザー基板上に上記アンテナ素子を実装することにより、サイドスルーホールがマザー基板上の導体パターンにより選択的に繋がれ、折り返し周期が調整されたミアンダ状のアンテナパターンが形成され、第３の例のアンテナ実装基板が完成する。
【００５８】
また、上述のマザー基板を作製する工程において、マザー基板上の導体パターンの折り返し点にチップインダクタやチップコンデンサ等のチップ部品を実装して選択的に繋げば、第４の例のアンテナ実装基板を得ることができる。
【００５９】
なお、本発明は上述の記載に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えばアンテナ素子上の導体パターンの本数又はターン数、導体部材、チップ部品、マザー基板上の導体パターン等による接続の場所や数等は、要求される特性に応じて適宜変更可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアンテナ素子によれば、基板上のアンテナパターンの設計変更が不要となるので、多大な労力を要することなく、所望の共振周波数に設定することができる。また、アンテナパターンの繋ぎ方を変えることでアンテナパターンの折り返し周期を調整するので、共振周波数を大幅に変更することができ、したがって使用周波数帯域が変わるような要求にも充分対応することができる。
【００６１】
また、本発明のアンテナ実装基板によれば、アンテナ素子上の導体パターンの設計変更が不要となるので、先のアンテナ素子の場合と同様、多大な労力を要することなく、所望の共振周波数に設定することができる。また、マザー基板上の導体パターンによる繋ぎ方を変えることでアンテナパターンの折り返し周期を調整するので、共振周波数を大幅に変更することができ、したがって使用周波数帯域が変わるような要求にも充分対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の例のアンテナ素子を示す概略平面図である。
【図２】ミアンダ状アンテナにおける折り返し周期を示す概略平面図であり、（ａ）は基本となる折り返し周期、（ｂ）は導体部材による接続後の折り返し周期を示す。
【図３】ミアンダ状アンテナにおける折り返し周期を導体部材の接続により変更した場合の周波数帯の変換の様子を示す特性図である。
【図４】本発明の第２の例のアンテナ素子を示す概略平面図である。
【図５】チップインダクタのインダクタンスによる周波数の微調整の様子を示す特性図である。
【図６】図５に示す周波数特性測定の際のチップインダクタによる接続状態を示す概略平面図である。
【図７】本発明の第３の例のアンテナ実装基板を示す概略斜視図である。
【図８】第３の例のアンテナ実装基板において、共振周波数を低くする方向にアンテナパターンの折り返し周期を調整した状態を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の第４の例のアンテナ実装基板を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１，２１，３１アンテナ素子、２基板、３アンテナパターン、４端子部、５ランド、６導体部材、２２チップ部品、３２マザー基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna element in which a meander-shaped antenna pattern is formed on a substrate and an antenna mounting substrate, and further relates to a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various wireless technologies such as mobile communication devices such as mobile phones and wireless LANs (Local Area Networks) based on the so-called IEEE (Institut of Electronics and Electronics Engineers) 802.11 standard have been developed. Along with this, various technologies relating to antenna elements for performing wireless communication have been developed.
[0003]
An antenna element is a member that is inevitably provided for wireless communication. For example, an antenna element in which a radiation electrode, a surface electrode, and the like are formed on a cylindrical dielectric is known. This type of antenna element is generally used by being installed outside the communication device body.
[0004]
However, the antenna elements of the type that are arranged and used externally have problems such as hindering miniaturization, requiring high mechanical strength, and increasing the number of parts. Therefore, as an alternative antenna element, for example, a chip-like antenna element (so-called chip antenna) that can be surface-mounted on a printed wiring board or the like provided in the apparatus main body has been proposed. A chip antenna has an antenna pattern formed by patterning (etching), for example, a copper foil laminated on a substrate by a photolithography technique. As antenna patterns, various shapes such as meander, loop, helical, and inverted F have been proposed. Among them, the shape of the conductor pattern can be reduced to a space saving by making the shape of the conductor pattern a meander (zigzag). For this reason, an antenna element having a meandering antenna pattern has attracted attention.
[0005]
By the way, since an antenna element has a specific resonance frequency, for example, even if an antenna element mounted on a certain device is applied to a device using a different frequency band, a desired resonance state cannot be obtained. There is a problem. For this reason, it is necessary to develop a new antenna element in which the resonance frequency is changed to a required value.
[0006]
A substantial change in the resonance frequency of the antenna element is basically realized by a change in the design of the antenna pattern on the substrate, specifically, by changing the line width or the folding pitch of the antenna pattern. However, when changing the design of the antenna pattern on the substrate, it is necessary to design and trial manufacture a large number of antenna elements with various parameters changed by photolithography technology, etc. Very inefficient.
[0007]
It is also known that when the antenna element is actually mounted on a mother board and mounted on a device or the like, the resonance frequency of the antenna element is shifted depending on the surrounding conditions. Even when fine adjustment of the resonance frequency is performed to correct this deviation, the antenna element can be changed by changing a number of parameters such as the line width and the folding pitch of the antenna pattern on the substrate in the same manner as the change of the resonance frequency described above. There is a similar problem because it is necessary to perform optimization.
[0008]
As a technique for changing the resonance frequency of the antenna, a stub is formed on the circuit board side so as to be electrically connected to the radiating element when the antenna board is mounted, and the length of the stub is adjusted. By adjusting the resonance frequency deviation (see, for example, Patent Document 1), a plurality of matching circuits are provided on the mother board, and one of the matching circuits is selected according to the antenna mounting position. (See, for example, Patent Document 2), and further, a technique for impedance matching by providing an impedance adjustment conductor between the ground conductor connected to the ground end and the ground end (see, for example, Patent Document 3) ) Has been proposed.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2002-141725 A
[0010]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-40980
[0011]
[Patent Document 3]
JP 2002-271129 A
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the techniques described in Patent Literature 1 to Patent Literature 3, since the resonance frequency and impedance deviation that have changed according to the mounting position of the antenna substrate are only finely adjusted, the frequency band for mounting in different devices, etc. However, as in the prior art, there is a disadvantage that a drastic design change of the conductor pattern on the antenna substrate must be dealt with.
[0013]
The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and an antenna element and an antenna mounting that can cope with a significant change in the resonance frequency without changing the basic design of the conductor pattern on the substrate. It aims at providing a board | substrate and also aims at providing those manufacturing methods.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the antenna element according to the present invention has a meandering antenna pattern formed on a base substrate, and a folding cycle by selectively connecting the folding points of the antenna pattern. Is adjusted.
[0015]
The antenna element manufacturing method according to the present invention is a method of manufacturing an antenna element in which a meander-shaped antenna pattern is formed on a base substrate, and a patterning step of forming the antenna pattern on the substrate; And a connection step of adjusting a return period of the antenna pattern by selectively connecting the return points of the antenna pattern.
[0016]
In the antenna element of the present invention, without changing the basic structure of the antenna pattern on the substrate, the folding period of the antenna pattern that functions as an antenna can be changed by changing the location and number of antenna pattern folding points. adjust. That is, instead of using the meander-shaped antenna pattern on the substrate as it is, the antenna pattern is reconfigured by selectively connecting the folding points so as to obtain a folding pitch at which a target resonance frequency is obtained. Thus, the resonance frequency of the antenna element can be set to a desired value without changing the design of the antenna pattern. The present invention is greatly different from the conventional method of merely finely adjusting the resonance frequency in that it can cope with a large change in the resonance frequency by greatly changing the folding period of the antenna pattern.
[0017]
On the other hand, the antenna mounting board according to the present invention is an antenna mounting board in which an antenna element is mounted on a mother board, and the antenna element has a plurality of conductor patterns that reach both ends in the width direction on the base board. In addition, side through-holes are connected to both ends of these conductor patterns, and the turn-back period is increased by selectively connecting the side through-holes of the antenna element by the conductor pattern formed on the mother substrate. An adjusted meandering antenna pattern is used.
[0018]
The method for manufacturing an antenna mounting board according to the present invention is a method for manufacturing an antenna mounting board in which an antenna element is mounted on a mother board, and a plurality of conductor patterns reaching both ends in the width direction on the base board are substantially omitted. An antenna element manufacturing process in which side through holes are connected to both ends of the conductor patterns, a mother board manufacturing process in which a conductor pattern is formed on the mother board, and the antenna element is mounted on the mother board. And a connecting step of forming a meander-shaped antenna pattern with an adjusted folding period by selectively connecting the side through holes of the antenna element with a conductor pattern formed on the mother substrate. And
[0019]
In the antenna mounting board of the present invention, the folding structure of the meander-like antenna pattern is adjusted by changing the conductor pattern on the mother board without changing the basic structure of the conductor pattern of the antenna element. That is, instead of using all the conductor patterns of the antenna element, the antenna pattern is configured by selectively connecting the side through holes with the conductor pattern on the mother board side so as to obtain a turn-back pitch that provides the desired resonance frequency. is doing. Thus, the resonance frequency of the antenna element can be set to a desired value without changing the design of the antenna pattern. The present invention is greatly different from the conventional method of finely adjusting the resonance frequency in that the antenna pattern folding period can be changed greatly to cope with a large change in the resonance frequency.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an antenna element and an antenna mounting substrate to which the present invention is applied, and a manufacturing method thereof will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 shows a chip-like antenna element (so-called substrate antenna) according to a first example of the present invention. In this chip-like antenna element 1, a meander-like conductor pattern folded at folding points A to V is patterned and formed as an antenna pattern 3 on a base substrate 2.
[0022]
Any substrate 2 can be used as long as it is generally used as a base material for a printed wiring board. Specifically, paper phenol substrate (XXP, XPC, etc.), paper polyester substrate (FR-2), paper epoxy substrate (FR-3), glass paper composite epoxy substrate (CEM-1), glass nonwoven paper composite epoxy Examples include a substrate (CHE-3), a glass cloth epoxy substrate (G-10), and a glass cloth epoxy substrate (FR-4). Symbols in parentheses are National Electric Manufacturers Association (NEMA) symbols. Among these, a glass cloth epoxy substrate (FR-4) having a low hygroscopic property and dimensional change and having a self-extinguishing property is preferable.
[0023]
The antenna pattern 3 can be formed, for example, by patterning (etching) a copper foil laminated on the substrate 2 by photolithography, and can be formed simultaneously with other electrode patterns.
[0024]
As described above, for example, by forming the chip-like antenna element 1 using a printed wiring board having copper foil on both sides, the antenna element can be easily downsized and thinned, and the manufacturing cost can be reduced. Connected.
[0025]
In the antenna element 1 of this example, the terminal portion 4 at the left end of the antenna pattern 3 is a power feeding end, and a power source is connected thereto. On the other hand, the antenna pattern 3 receives a high-frequency signal from the outside. That is, the antenna pattern 3 becomes a high frequency signal source.
[0026]
This type of antenna element needs to have a specific resonance frequency depending on the operating frequency of the device to be mounted. In the antenna element 1 of the present embodiment, a land 5 is provided in advance at the folding point of the antenna pattern 3 that meanders while folding back by 90 °, and among these, between the folding points A and D, between the folding points G and J, and the folding point. A conductor member 6 made of a conductive material is mounted between M and P and between the turn points S and V so as to connect the lands 5 of the turn points. The surface of the antenna pattern 3 is usually covered with an insulating protective film. However, in the land 5 corresponding to the turning point, the insulating protective film is partially removed to form an opening. A conductor member 6 is mounted.
[0027]
As shown in FIG. 1, the turning points of the antenna pattern 3 are changed by connecting the turning points of the antenna pattern 3 with the four conductor members 6. That is, the antenna pattern 3 has the turn-around points A, D, E, F, G, J, and K shown in FIG. , L, M, P, Q, R, S, V are changed to the turn-back cycle. The antenna element 1 having the antenna pattern 3 thus reconfigured has a significantly higher resonance frequency than an antenna element having the antenna pattern 3 of the original shape that is not connected by the conductor member 6. Become.
[0028]
FIG. 3 shows how the frequency band is converted depending on how the conductor member 6 is connected. When there is no connection by the conductor member 6, that is, in the case of the antenna pattern shown in FIG. 2A, the center frequency is about 3.9 GHz, whereas when the connection is made by four conductor members 6, that is, FIG. In the case of the antenna pattern shown in (b), the center frequency was about 4.4 GHz, and it was found that the resonance frequency was converted by the connection by the conductor member 6.
[0029]
As described above, it is possible to respond to the request for changing the resonance frequency not by changing the design of the antenna pattern 3 but by changing the pitch by adjusting the folding period of the antenna pattern 3 with the conductor member 6. For example, when it is desired to configure an antenna element having a lower resonance frequency, the folding pitch of the antenna pattern 3 may be adjusted to increase the folding pitch. Therefore, the time and labor required for trial production of the antenna element 1 can be drastically reduced.
[0030]
In addition, the conventional technology for changing the resonance frequency is to adjust a subtle deviation of the resonance frequency accompanying the change in the mounting position of the antenna element 1, but in this example, the resonance frequency is changed to change the use frequency band. It is possible to cope with a drastic change in frequency.
[0031]
In addition, if a large number of substrates 2 on which the antenna pattern 3 is formed in advance are prepared, this substrate can be applied to antenna elements having various resonance frequencies from a high frequency to a low frequency by changing how the antenna patterns 3 are connected. 2 can be shared, leading to cost reduction.
[0032]
Next, a second example of the present invention will be described. In the description of the second example, members common to the first example are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
[0033]
This type of antenna element is mounted in various devices, and the mounting location is variously changed with a design change etc., but because the resonant frequency of the antenna element slightly shifts depending on the surrounding situation, It is necessary to finely adjust the deviation of the resonance frequency.
[0034]
Therefore, in the antenna element 21 of the second example, as shown in FIG. 4, the chip component 22 that is an adjustment element is mounted on the land 5 so as to selectively connect the turning points of the antenna pattern 3. The chip component 22 is, for example, a chip inductor or a chip capacitor. In this example, by mounting the chip component 22, the folding period of the antenna pattern 3 is adjusted, and the resonance frequency of the antenna element 21 is changed to a desired value.
[0035]
FIG. 5 shows how the frequency is finely adjusted when a chip inductor is used as the chip component 22. Here, as shown in FIG. 6, the turning points A and D were connected by a chip inductor, the inductance of the chip inductor to be used was changed to 1 nH, 2 nH, 3 nH, and 5.1 nH, and the frequency characteristics were measured. For comparison, the same measurement was also performed without a chip inductor. As can be seen from FIG. 5, the frequency characteristics are finely adjusted by the characteristics of the chip inductor connecting the turning points A and D.
[0036]
In this example, in the same way as in the first example described above, in response to the request for changing the resonance frequency, the return pitch is adjusted by adjusting the return period of the antenna pattern 3 by the chip component 22 instead of the design change of the antenna pattern 3. It can be handled by a very simple method of changing. That is, the time and labor required for trial production of the antenna element 21 can be drastically reduced. In addition, the conventional technology for changing the resonance frequency has been to adjust the subtle deviation of the resonance frequency accompanying the change in the mounting position of the antenna element. It is possible to cope with a drastic change in frequency. In addition, if a large number of antenna elements 21 each having the antenna pattern 3 formed on the substrate 2 are prepared in advance, by changing how the antenna patterns 3 are connected, it is possible to change these between various devices from a high frequency to a low frequency. The antenna element 21 can also be used, which leads to cost reduction.
[0037]
Further, in this example, the resonance frequency of the antenna element 21 is finely adjusted by changing the constants of the chip capacitor and the chip inductor as the chip component 22 or changing the place and number of the chip components 22 to be mounted. Can do. For this reason, even when the resonance frequency of the antenna element 21 is shifted due to a change in the position where the antenna element 21 is mounted, it is extremely easy to select an optimal chip component 22 instead of changing the design of the antenna pattern 3. Can be handled in various ways. That is, the time and labor required for trial production of the antenna element 21 can be drastically reduced.
[0038]
Next, as a third example to which the present invention is applied, an antenna mounting substrate in which an antenna element 31 on which a conductor pattern is formed is mounted on a mother substrate 32 as shown in FIG. 7 will be described.
[0039]
In the antenna mounting substrate, the conductor pattern 3c on the mother substrate 32 and the conductor pattern 3a on the antenna element 31 are selectively connected by the side through hole 13c on the side surface of the antenna element 31, and these are connected to form a meander shape. Antenna pattern 3 is formed.
[0040]
The antenna element 31 of this example includes a substrate 2, a conductor pattern 3a formed discontinuously on the substrate 2, and side through holes 3b connected to both ends of the conductor pattern 3a. The conductor pattern 3a is formed so as to reach both ends in the width direction on the substrate 2, and a plurality of conductor patterns 3a are formed so as to be substantially parallel to each other.
[0041]
On the mother board 32, when the antenna element 31 is mounted, a plurality of conductor patterns 3c are formed by patterning at positions where the side through holes 3b are selectively connected. The conductor pattern 3c is designed in advance so that the arrangement and number of the conductor patterns 3c constitute the target meander-shaped antenna pattern 3. In the example of FIG. 7, a plurality of conductor patterns 3c are formed so that adjacent side through holes 3b can be connected to each other in pairs.
[0042]
In this example, as in the first example described above, the design of the conductor pattern on the substrate is not changed, but the return pitch is changed by adjusting the return period of the antenna pattern 3 with the conductor pattern 3c on the mother substrate 32. The resonance frequency can be changed by a simple method. When the resonance frequency higher than that of the antenna mounting substrate of FIG. 7 is desired, for example, as shown in FIG. 8, conductor patterns 3c are formed on the mother substrate 32 so that every other conductor pattern 3a on the antenna element 31 is connected. It may be formed and the folding pitch of the antenna pattern 3 may be increased. Therefore, the time and labor required for trial production of the antenna element 31 can be drastically reduced. In addition, the conventional technology for changing the resonance frequency is to adjust a subtle deviation of the resonance frequency accompanying the change in the mounting position of the antenna element 31, but in this example, the resonance frequency is changed to change the use frequency band. It is possible to cope with a drastic change in frequency.
[0043]
In addition, this example is characterized in that the resonance frequency is changed on the mother substrate 32 side, not on the chip-like antenna element 31 side. In the first example, in order to obtain a desired resonance frequency, it is necessary to mount a conductor member or a chip component on the small substrate 2 every time the antenna element 1 is manufactured. Then, it is not necessary to add any change to the antenna element 31 itself. That is, if a large number of antenna elements 31 shown in FIG. 7 are prepared, this antenna element can be applied to antenna mounting boards having various resonance frequencies from high frequencies to low frequencies by changing the way of connecting the antenna patterns 3. 31 can also be used, leading to cost reduction.
[0044]
Furthermore, in this example, since the conductor pattern 3a on the antenna element 31 and the conductor pattern 3c on the mother board 32 are connected by the side through hole 3b on the side surface of the antenna element 31, space saving is achieved, and the antenna mounting board is further reduced. This is advantageous for downsizing.
[0045]
Next, a fourth example to which the present invention is applied will be described. The antenna mounting board of this example has a structure similar to that of the antenna mounting board of the third example. However, as shown in FIG. 9, an adjustment element is used as a means for connecting the turning points of the conductor pattern 3c on the mother board 32. It differs from the third example in that a certain chip component 22 is used. The chip component 22 that is an adjustment element is selected from, for example, a chip inductor, a chip capacitor, and the like, as in the second example.
[0046]
In addition to the same effects as the third example, this example can change the constants of the chip capacitor and the chip inductor as the chip component 22 or change the location and number of the chip components 22 to be mounted. The resonance frequency of the antenna mounting substrate can be finely adjusted. For this reason, even when the resonance frequency of the antenna element is shifted due to, for example, a change in the position where the antenna element 31 is mounted, the optimal chip component 22 is selected instead of the design change of the conductor pattern 3a on the antenna element 31 side. However, it can be handled by an extremely simple method such as mounting on the mother board 32. That is, the time and labor required for trial production of the antenna element 31 can be drastically reduced.
[0047]
Next, a method for manufacturing an antenna element and an antenna mounting substrate to which the present invention is applied will be described.
[0048]
In order to manufacture the antenna element of the first example described above, first, a meander-shaped antenna pattern is designed based on a theoretical formula. Next, a computer simulation is performed. In this computer simulation, in addition to the antenna pattern data designed based on the theoretical formula, other factors such as data on the dielectric constant of the substrate material, the size of the substrate, the land portion, etc. Computer simulation of impedance for the included region.
[0049]
Examples of the simulation method used at this time include a finite element method, an FDTD method, a boundary element method, a moment method, a transmission line method (TLM method), and the like. . Among these, the TLM method is most suitable for the reason that three-dimensional analysis is possible and a wide frequency band can be analyzed in a short time.
[0050]
After the computer simulation, an antenna pattern and a land are formed based on the simulation result. These antenna patterns and lands can be formed according to the printed circuit formation process, and are formed simultaneously based on the simulation results.
[0051]
In order to form an antenna pattern by the printed circuit forming process, a double-sided copper-clad substrate with copper foil pasted on both sides of the substrate is prepared, and the copper foil is patterned to form a meander-like conductor pattern. The patterning of the copper foil may be performed by a normal photolithography technique. That is, a photoresist layer is formed on a copper foil, and this is exposed, developed, and patterned to form a resist pattern, and then the copper foil is etched using this resist pattern as a mask. Etching is performed by wet etching, for example. When forming the conductor pattern, the land is also formed at the same time. Up to this point corresponds to the patterning step.
[0052]
The printed circuit forming process is performed collectively in the state of the collective substrate. In the state of this collective substrate, the connection process is continued. In this step, the folding points of the antenna pattern are selectively connected by the conductor member so that a desired resonance frequency is obtained, and the folding period of the antenna pattern is adjusted as appropriate.
[0053]
After mounting the conductor member, the collective substrate is divided into individual antenna elements and mounted on the mother substrate of the device main body to measure the resonance frequency. If the resonance frequency shows a desired value as a result of the measurement, the production of the antenna element of the first example is completed. As a result of the measurement, if there is a deviation from the desired resonance frequency, the connection method using the conductor member is examined again.
[0054]
Further, in the above connection step, if a chip component such as a chip inductor or a chip capacitor is mounted on the land instead of the conductor member, the antenna element of the second example can be obtained.
[0055]
Hereinafter, a method for manufacturing the antenna mounting substrate of the third example will be described. First, an antenna element having a conductor pattern on a substrate and side through holes on a side surface is manufactured. In order to manufacture the antenna element, first, a double-sided copper-clad substrate in which copper foil is pasted on both sides of the substrate is prepared, a plurality of through holes whose inner surfaces are plated with copper are formed, and a conductive material such as copper paste is embedded. Next, the copper foil is patterned, and a plurality of conductor patterns reaching both ends in the width direction of the substrate are formed substantially in parallel so that both ends are connected to the through holes. Next, by cutting the substrate so as to pass through the through hole, an antenna element in which the side through hole is exposed on the cut surface of the substrate is obtained. The method for forming the side through hole is not limited to this, and any known method may be applied. The steps so far correspond to the antenna element manufacturing process.
[0056]
Also, a mother substrate is prepared. A conductor pattern for connecting the side through holes when the antenna element is mounted is formed in the area of the mother board where the antenna element is mounted. The shape and number of conductor patterns on the mother board are designed in advance so as to obtain a desired resonance frequency when connected to the side through holes and the conductor patterns of the antenna element. The conductor pattern on the mother substrate can be formed by a normal method. Up to this point corresponds to the mother substrate manufacturing process.
[0057]
Then, in the connecting step, by mounting the antenna element on the mother board, the side through holes are selectively connected by the conductor pattern on the mother board, and a meander-like antenna pattern with the folding period adjusted is formed. Thus, the antenna mounting board of the third example is completed.
[0058]
Further, in the step of manufacturing the mother substrate described above, if a chip component such as a chip inductor or a chip capacitor is mounted and selectively connected to the turning point of the conductor pattern on the mother substrate, the antenna mounting substrate of the fourth example is obtained. Obtainable.
[0059]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. For example, the number of conductor patterns on the antenna element or the number of turns, the location and number of connections by conductor members, chip components, conductor patterns on the mother board, and the like can be appropriately changed according to required characteristics.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the antenna element of the present invention, it is not necessary to change the design of the antenna pattern on the substrate, so that a desired resonance frequency can be set without requiring a great deal of labor. In addition, since the antenna pattern folding period is adjusted by changing the way the antenna patterns are connected, the resonance frequency can be significantly changed, and therefore, it is possible to sufficiently meet the demand for changing the operating frequency band.
[0061]
Further, according to the antenna mounting substrate of the present invention, it is not necessary to change the design of the conductor pattern on the antenna element, so that, as in the case of the previous antenna element, the desired resonance frequency is set without requiring much labor. can do. In addition, the antenna pattern folding cycle is adjusted by changing the connection method using the conductor pattern on the mother board, so that the resonance frequency can be changed greatly, and therefore, it can sufficiently meet the demands for changing the operating frequency band. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an antenna element of a first example of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are schematic plan views showing a folding cycle in a meander antenna, where FIG. 2A shows a basic folding cycle, and FIG. 2B shows a folding cycle after connection by a conductor member;
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a state of frequency band conversion when the folding period in the meander antenna is changed by connecting conductor members.
FIG. 4 is a schematic plan view showing an antenna element according to a second example of the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a state of fine adjustment of the frequency by the inductance of the chip inductor.
6 is a schematic plan view showing a connection state by a chip inductor in the frequency characteristic measurement shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic perspective view showing an antenna mounting board according to a third example of the present invention.
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a state in which the return period of the antenna pattern is adjusted in the direction of lowering the resonance frequency in the antenna mounting substrate of the third example.
FIG. 9 is a schematic perspective view showing an antenna mounting board according to a fourth example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,21,31 Antenna element, 2 substrate, 3 antenna pattern, 4 terminal section, 5 land, 6 conductor member, 22 chip component, 32 mother substrate

Claims

ベースとなる基板上にミアンダ状のアンテナパターンが形成されてなり、
前記アンテナパターンの折り返し点間を選択的に繋ぐことにより折り返し周期が調整されていることを特徴とするアンテナ素子。A meandering antenna pattern is formed on the base substrate,
An antenna element, wherein a folding cycle is adjusted by selectively connecting the folding points of the antenna pattern.

前記アンテナパターンの折り返し点間を、調整用素子により選択的に繋ぐことを特徴とする請求項１記載のアンテナ素子。The antenna element according to claim 1, wherein the turning points of the antenna pattern are selectively connected by an adjustment element.

調整用素子が、チップインダクタ又はチップコンデンサの少なくとも１種であることを特徴とする請求項２記載のアンテナ素子。The antenna element according to claim 2, wherein the adjustment element is at least one of a chip inductor and a chip capacitor.

アンテナ素子がマザー基板に実装されてなるアンテナ実装基板において、
前記アンテナ素子は、ベースとなる基板上に幅方向両端部に至る複数の導体パターンが略平行に形成されるとともに、これら導体パターンの両端部にサイドスルーホールが接続されてなり、
前記マザー基板に形成された導体パターンにより前記アンテナ素子のサイドスルーホール間を選択的に繋ぐことにより折り返し周期が調整されたミアンダ状のアンテナパターンとされていることを特徴とするアンテナ実装基板。In the antenna mounting board in which the antenna element is mounted on the mother board,
In the antenna element, a plurality of conductor patterns reaching both ends in the width direction are formed substantially in parallel on a base substrate, and side through holes are connected to both ends of these conductor patterns,
An antenna mounting board characterized in that a meandering antenna pattern having a folding period adjusted by selectively connecting between side through holes of the antenna element by a conductor pattern formed on the mother board.

前記アンテナパターンの折り返し点間を、調整用素子により選択的に繋ぐことを特徴とする請求項４記載のアンテナ実装基板。5. The antenna mounting substrate according to claim 4, wherein the turning points of the antenna pattern are selectively connected by an adjustment element.

調整用素子が、チップインダクタ又はチップコンデンサの少なくとも１種であることを特徴とする請求項５記載のアンテナ実装基板。6. The antenna mounting substrate according to claim 5, wherein the adjustment element is at least one of a chip inductor and a chip capacitor.

ベースとなる基板上にミアンダ状のアンテナパターンが形成されてなるアンテナ素子の製造方法において、
前記基板上に前記アンテナパターンを形成するパターニング工程と、
前記アンテナパターンの折り返し点間を選択的に繋ぐことにより前記アンテナパターンの折り返し周期を調整する接続工程とを有することを特徴とするアンテナ素子の製造方法。In the manufacturing method of an antenna element in which a meander-shaped antenna pattern is formed on a base substrate,
A patterning step of forming the antenna pattern on the substrate;
And a connecting step of adjusting a return period of the antenna pattern by selectively connecting the return points of the antenna pattern.

アンテナ素子がマザー基板に実装されてなるアンテナ実装基板の製造方法において、
ベースとなる基板上に幅方向両端部に至る複数の導体パターンを略平行に形成するとともに、これら導体パターンの両端部にサイドスルーホールを接続するアンテナ素子作製工程と、
前記マザー基板上に導体パターンを形成するマザー基板作製工程と、
前記アンテナ素子を前記マザー基板に実装し、前記マザー基板に形成された導体パターンにより前記アンテナ素子のサイドスルーホール間を選択的に繋ぐことにより、折り返し周期が調整されたミアンダ状のアンテナパターンを形成する接続工程とを有することを特徴とするアンテナ実装基板の製造方法。In the manufacturing method of the antenna mounting substrate in which the antenna element is mounted on the mother substrate,
A plurality of conductor patterns reaching both ends in the width direction on the base substrate are formed substantially in parallel, and an antenna element manufacturing process for connecting side through holes to both ends of these conductor patterns;
A mother substrate manufacturing step of forming a conductor pattern on the mother substrate;
The antenna element is mounted on the mother board, and a meander-shaped antenna pattern with a folding period adjusted is formed by selectively connecting the side through holes of the antenna element with a conductor pattern formed on the mother board. A method for manufacturing an antenna mounting board.