JP2013168780A - Surface-mounted antenna - Google Patents
Surface-mounted antenna Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013168780A JP2013168780A JP2012030547A JP2012030547A JP2013168780A JP 2013168780 A JP2013168780 A JP 2013168780A JP 2012030547 A JP2012030547 A JP 2012030547A JP 2012030547 A JP2012030547 A JP 2012030547A JP 2013168780 A JP2013168780 A JP 2013168780A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- layer
- laminate
- coil
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、例えば、ＮＦＣ（Near Field Communication）システムなどに用いられる表面実装型アンテナに関する。 The present invention relates to a surface mount antenna used in, for example, an NFC (Near Field Communication) system.
携帯端末の回路基板などに実装し、実装面とに垂直な方向に放射方向を持つコイルアンテナとして、各層の表面にコイルパターンを備えた誘電体層を積層し、各コイルパターンを層間接続導体で接続する構成が知られている。この構成を、ＮＦＣシステムのように、例えば、１３．５６ＭＨｚ程度の周波数帯で使用する小型のコイルアンテナに用いる場合において、コイルパターンが誘電体層の内部に形成されていることからコイル径を大きくできないため、大きなインダクタンス値を得ることは難しい。一方、大きなインダクタンス値を得るために、基材を誘電体層に代わり磁性体層で構成することはできるが、コイル中心を通る磁束の一部がコイル外部の磁性体部分に閉じ込められ、アンテナ特性が劣化する。 As a coil antenna that is mounted on a circuit board of a portable terminal and has a radiation direction perpendicular to the mounting surface, a dielectric layer with a coil pattern is laminated on the surface of each layer, and each coil pattern is connected with an interlayer connection conductor. A configuration for connection is known. When this configuration is used for a small coil antenna used in a frequency band of about 13.56 MHz, as in the NFC system, the coil diameter is increased because the coil pattern is formed inside the dielectric layer. Because it is not possible, it is difficult to obtain a large inductance value. On the other hand, in order to obtain a large inductance value, the base material can be composed of a magnetic layer instead of a dielectric layer, but a part of the magnetic flux passing through the center of the coil is confined in the magnetic portion outside the coil, and the antenna characteristics Deteriorates.
特許文献１には、高利得が得られる無指向性のチップアンテナが開示されている。特許文献１に記載のアンテナは、巻回軸に直交する断面の形状が長方形となるように、誘電体材料または磁性体材料からなる基体内部にコイル導体パターンを形成している。これにより、断面形状を円形または楕円形とした場合よりも、コイル導体の線路長を長くすることができ、電流分布の領域を増やすことができる。これにより、放射効率を高め、アンテナの利得をさらに向上させている。
特許文献１記載のチップアンテナにおいては、コイル導体パターンが基体内部に形成されていることから、コイル径を大きくすることが難しい。特に、基体が磁性体材料からなる場合にはコイル中心を通る磁束の一部がコイル外部の磁性体部分に閉じ込められ、アンテナ特性が劣化する。
In the chip antenna described in
そこで、本発明の目的は、利得が高い表面実装型アンテナを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a surface mount antenna having a high gain.
本発明に係る表面実装型アンテナは、複数の基材層が積層されてなり、第１の主面および該第１の主面と対向する主面である第２の主面を有する積層体と、積層体の積層方向に直交する一の方向を巻回軸方向として前記積層体に設けられたコイル導体と、前記積層体の前記積層方向に平行な面に設けられ、前記コイル導体が接続されている端子導体と、を備え、前記コイル導体は、前記基材層の面に沿って設けられた複数の第１導体と、前記基材層の面に沿って設けられた複数の第２導体と、前記積層体の積層方向に沿って平行な二側面の一方に設けられた複数の第３導体、および前記二側面の他方に設けられた複数の第４導体と、を有し、前記第１導体、前記第２導体、前記第３導体および前記第４導体が螺旋状に接続されてなることを特徴とする。 The surface mount antenna according to the present invention includes a laminate having a plurality of base material layers, a first main surface, and a second main surface that is a main surface opposite to the first main surface. A coil conductor provided in the laminate with one direction orthogonal to the lamination direction of the laminate as a winding axis direction, and provided on a plane parallel to the lamination direction of the laminate, and the coil conductor is connected to the coil conductor. The coil conductor includes a plurality of first conductors provided along the surface of the base material layer and a plurality of second conductors provided along the surface of the base material layer. And a plurality of third conductors provided on one of the two side surfaces parallel to the stacking direction of the multilayer body, and a plurality of fourth conductors provided on the other of the two side surfaces, One conductor, the second conductor, the third conductor, and the fourth conductor are spirally connected. To.
この構成では、積層体の二側面に形成した第３導体および第４導体を含むコイル導体を形成することで、積層体のサイズに対してコイル径を大きくすることができる。また、第３および第４導体は積層体の側面に露出しているので、積層体が磁性体を含む場合であってもコイル中心を通る磁束の一部が閉じ込められず、したがって、アンテナ特性が劣化することがない。この結果、表面実装型アンテナのアンテナ特性（利得）を向上させることができる。 In this configuration, the coil diameter can be increased with respect to the size of the multilayer body by forming the coil conductor including the third conductor and the fourth conductor formed on the two side surfaces of the multilayer body. Further, since the third and fourth conductors are exposed on the side surfaces of the multilayer body, even if the multilayer body includes a magnetic body, a part of the magnetic flux passing through the coil center is not confined, and therefore the antenna characteristics are There is no deterioration. As a result, the antenna characteristics (gain) of the surface mount antenna can be improved.
前記第３導体および前記第４導体はそれぞれ、前記積層体の各層に形成された層間接続導体が接続されて構成されていることが好ましい。 It is preferable that each of the third conductor and the fourth conductor is configured by connecting an interlayer connection conductor formed in each layer of the multilayer body.
この構成では、各層にビア導体やスルーホール導体などの層間接続導体を形成して、それら同士を接続して第３導体および第４導体としているため、積層体の積層方向に沿った導体を容易に形成することができる。 In this configuration, an interlayer connection conductor such as a via conductor or a through-hole conductor is formed in each layer, and they are connected to each other to form a third conductor and a fourth conductor. Can be formed.
前記積層体は磁性体層を有する構成でも良い。 The laminate may have a magnetic layer.
この構成では、磁性体で構成した場合、大きいインダクタンス値を得ることができ、アンテナの放射効率を向上させることができる。 In this configuration, when the magnetic material is used, a large inductance value can be obtained, and the radiation efficiency of the antenna can be improved.
前記積層体は、前記複数の磁性体層を挟むように設けられた非磁性体層を有し、前記コイル導体は、前記非磁性体層と前記磁性体層の間に形成されている、構成が好ましい。 The laminate has a nonmagnetic layer provided so as to sandwich the plurality of magnetic layers, and the coil conductor is formed between the nonmagnetic layer and the magnetic layer. Is preferred.
この構成では、コイル導体よりも外層に位置する基材層が非磁性体であるため、磁束が磁性体によって積層体に閉じ込められることによるアンテナ特性の低下を防止できる。また、一般に非磁性体は磁性体よりtanδ（誘電正接）が小さいので、コイル導体のＱ値を向上させることができる。 In this configuration, since the base material layer located on the outer layer than the coil conductor is a non-magnetic material, it is possible to prevent a decrease in antenna characteristics due to the magnetic flux being confined in the laminate by the magnetic material. In general, a non-magnetic material has a smaller tan δ (dielectric loss tangent) than a magnetic material, so that the Q value of the coil conductor can be improved.
前記第１導体は、前記積層体の第１の主面に設けられ、前記第２導体は、前記積層体の第２の主面に設けられる構成が好ましい。 The first conductor is preferably provided on a first main surface of the multilayer body, and the second conductor is preferably provided on a second main surface of the multilayer body.
この構成では、第１導体と第２導体をともに積層体の第１の主面、第２の主面に設けることで、積層体のサイズに対してコイル径をさらに大きくすることができる。また、第３導体および第４導体に加え、第１導体および第２導体も積層体の外面に露出しているので、積層体が磁性体を含む場合であってもコイル中心を通る磁束の一部が閉じ込められず、したがって、アンテナ特性が劣化することがない。この結果、表面実装型アンテナのアンテナ特性（利得）を向上させることができる。 In this configuration, the coil diameter can be further increased with respect to the size of the multilayer body by providing both the first conductor and the second conductor on the first main surface and the second main surface of the multilayer body. Further, in addition to the third conductor and the fourth conductor, the first conductor and the second conductor are also exposed on the outer surface of the multilayer body. Therefore, even when the multilayer body includes a magnetic body, the magnetic flux passing through the center of the coil is reduced. The part is not confined, and therefore the antenna characteristics are not deteriorated. As a result, the antenna characteristics (gain) of the surface mount antenna can be improved.
前記端子導体は、前記積層体の同一面に複数設けられ、前記コイル導体は、前記端子導体の一つに接続されている構成でもよい。 A plurality of the terminal conductors may be provided on the same surface of the multilayer body, and the coil conductor may be connected to one of the terminal conductors.
この構成では、端子導体が形成された面を表面実装型アンテナの実装面とすることができる。 In this configuration, the surface on which the terminal conductor is formed can be used as the mounting surface of the surface mount antenna.
前記コイル導体は、前記第１導体、前記第２導体、前記第３導体および前記第４導体で囲まれる領域を通り前記端子導体に接続されている構成でもよい。 The coil conductor may be connected to the terminal conductor through a region surrounded by the first conductor, the second conductor, the third conductor, and the fourth conductor.
この構成では、第１導体、第２導体、第３導体および第４導体で囲まれる領域（コイル開口部）を通って端子導体に接続しているため、コイル導体と端子導体とを接続する線路の引き回しを短くでき、直流抵抗を抑制して、Ｑ値の低下を防止できる。また、引き回し線路をコイル開口部に通すことで、コイル径の大きさを確保する弊害とならないため、アンテナ特性の低下を抑制できる。 In this structure, since it is connected to the terminal conductor through the region (coil opening) surrounded by the first conductor, the second conductor, the third conductor, and the fourth conductor, the line connecting the coil conductor and the terminal conductor. Can be shortened, the DC resistance can be suppressed, and the Q value can be prevented from lowering. Further, since the routing line is passed through the coil opening portion, it does not cause a harmful effect of securing the size of the coil diameter, so that deterioration of the antenna characteristics can be suppressed.
前記端子導体は、前記積層体の前記二側面に隣接し、前記積層方向に平行な面に設けられている構成が好ましい。 The terminal conductor is preferably provided on a surface adjacent to the two side surfaces of the multilayer body and parallel to the lamination direction.
この構成では、積層体の積層方向に沿った二側面に導体を形成する必要があるが、層間接続導体を形成すれば、層間接続導体を端子導体として用いることができる。従って、特別な製造工程を必要としない。 In this configuration, it is necessary to form conductors on two side surfaces along the stacking direction of the multilayer body. However, if an interlayer connection conductor is formed, the interlayer connection conductor can be used as a terminal conductor. Therefore, no special manufacturing process is required.
前記端子導体が形成された前記積層体の面に形成されたダミー端子導体を備える構成でもよい。 The structure provided with the dummy terminal conductor formed in the surface of the said laminated body in which the said terminal conductor was formed may be sufficient.
この構成では、ダミー端子導体を配置することにより、実装基板に対して端子導体に加えるダミー端子導体を介しても接続することが可能となる。これにより、実装基板に対する実装性が高まり、接続信頼性を向上させることができる。 In this configuration, by disposing the dummy terminal conductor, it is possible to connect to the mounting substrate via the dummy terminal conductor added to the terminal conductor. Thereby, the mounting property with respect to a mounting board increases, and connection reliability can be improved.
本発明によれば、コイル導体の径をより大きくすることで、アンテナ特性を向上させることができる。また、層間接続導体を形成し、それら同士を接続して、積層体の積層方向に沿った導体とすることで、二側面に第３導体および第４導体を形成するための特別な製造工程を必要とせず、容易に表面実装型アンテナを製造することができる。 According to the present invention, the antenna characteristics can be improved by increasing the diameter of the coil conductor. Moreover, a special manufacturing process for forming the third conductor and the fourth conductor on the two side surfaces by forming the interlayer connection conductors and connecting them to form a conductor along the stacking direction of the multilayer body. A surface mount antenna can be easily manufactured without the need.
（実施形態１）
以下に説明する実施形態１に係る表面実装型アンテナは、例えば、ＨＦ帯の高周波信号をキャリア周波数とし、ＮＦＣシステムに用いられるリーダライタ用のアンテナである。実施形態１に係る表面実装型アンテナはプリント基板に実装される。
(Embodiment 1)
The surface mount antenna according to the first embodiment described below is, for example, an antenna for a reader / writer that is used in an NFC system using a high frequency signal in the HF band as a carrier frequency. The surface mount antenna according to the first embodiment is mounted on a printed board.
図１はプリント基板に実装する前の実施形態１に係る表面実装型アンテナの斜視図である。図２はプリント基板への実装後の表面実装型アンテナの斜視図である。図３は実施形態１に係る表面実装型アンテナ１の分解斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a surface-mounted antenna according to
表面実装型アンテナ１は、複数の磁性体層が積層された積層体２を備えている。積層体２は、例えば、磁性体グリーンシートに後述するビア導体や導体パターンなどを形成したものを複数積み重ねてマザー基板を作成したのち、所定のワークサイズ（表面実装型アンテナ１となるサイズ）にカットし、その後、焼成することにより生成される。本実施形態では、積層体２は、積層方向に沿って、第１層２１、第２層２２、第３層２３、第４層２４、第５層２５、第６層２６、第７層２７、第８層２８および第９層２９の計９層の磁性体層を有している。以下では、第１層２１側を積層方向における上側とする。なお、マザー基板の状態で焼成を行い、その後カットすることにより積層体２を得てもよい。
The
なお、積層体２の各層２１〜２９は、全てが同じ透磁率を有する磁性体でなくてもよく、各層によって透磁率が異なっていてもよい。また、積層体２の各層２１〜２９の一部は誘電体層であってもよい。
The
また、製造工程において、各層２１〜２９となる磁性体グリーンシートが重ね合わされる際、各層２１〜２８の磁性体グリーンシートは表面（後述のＡｇパターンが印刷される面）が同方向に重ね合わされ、第９層２９の磁性体グリーンシートは、図３に示すように、表裏反対とされて積層体２８の磁性体グリーンシートに重ね合わされる。従って、積層体２は第１層２１の表面となり、積層体２の底面は第９層２９の表面となる。
In addition, in the manufacturing process, when the magnetic green sheets to be the
対向する積層体２の二側面の一方には、積層方向に沿って側面導体（第３導体）３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａが形成され、他方には積層方向に沿って側面導体（第４導体）３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂが形成されている。側面導体３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａおよび側面導体３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂはそれぞれ積層体２の側面に露出している。また、側面導体３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａおよび側面導体３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂはそれぞれ、図３に示すように、積層体２の各層２１〜２９に形成された層間接続導体であるビア導体が接続されて形成されている。
Side conductors (third conductors) 31A, 32A, 33A, and 34A are formed on one of the two side surfaces of the opposite
各層２１〜２９のビア導体は、磁性体グリーンシートにレーザで貫通させた貫通孔に、導電性ペーストが充填されて形成される。そして、磁性体グリーンシートをワークサイズにカットする際に、形成されたビア導体部分でカットすることで、各層２１〜２９には露出されたビア導体が形成される。これら各層２１〜２９のビア導体が接続されて、側面導体３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａおよび側面導体３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂが形成されている。
The via conductors of the
積層体２の上面（第１の主面、第１層２１の表面）には導体パターン３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃ、３４Ｃ（第１の導体）が形成されている。導体パターン３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃ、３４Ｃは、第１層２１となるグリーンシート表面に導体パターンが印刷され、グリーンシートの焼成時に同時焼成されることで形成される。導体パターンは例えばＡｇなどからなる。導体パターン３１Ｃは側面導体３１Ａ，３１Ｂと接続されている。導体パターン３２Ｃは側面導体３２Ａ，３２Ｂと接続されている。導体パターン３３Ｃは側面導体３３Ａ，３３Ｂと接続されている。導体パターン３４Ｃは側面導体３４Ａ，３４Ｂと接続されている。
さらに、図３に示すように、積層体２の底面（第２の主面、第９層２９の表面）には、複数の導体パターン３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄ（第２の導体）が形成されている。導体パターン３１Ｄは側面導体３２Ａ，３２Ｂと接続され、導体パターン３２Ｄは側面導体３３Ａ，３３Ｂと接続され、導体パターン３３Ｄは側面導体３４Ａ，３４Ｂと接続されている。これにより、積層方向に直交する一の方向を巻回軸方向とするコイル導体が積層体２に巻回された構成となる。
Furthermore, as shown in FIG. 3, a plurality of
このように、コイル導体を積層体２の外面に露出するように形成することで、コイル径をより大きくすることができ、その結果、インダクタンス値が大きくなり、表面実装型アンテナ１のアンテナ特性を向上させることができる。また、磁性体の外周をコイル導体が巻回された構造となるので、磁性体による磁界の閉じ込めが少なくなり、放射効率が高まる。また、積層体２の表面に形成される側面導体３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａおよび側面導体３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂは、各層２１〜２９にビア導体を形成し、そのビア導体部分で切断して形成されているため、特別な製造工程を必要としない。
Thus, by forming the coil conductor so as to be exposed on the outer surface of the
また、積層体２の上面、底面および二側面に隣接する面（以下、実装面という。）には、端子電極（端子導体）５１，５２が積層方向に沿って形成されている。この端子電極５１，５２は、側面導体３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａおよび側面導体３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂと同様に、各層２１〜２９に形成されたビア導体が接続されて形成されている。端子電極５１，５２は、表面実装型アンテナ１が実装されるプリント基板１００に設けられた電極１０１，１０２に接続される。従って、図２に示すように、表面実装型アンテナ１は、積層方向が実装面（プリント基板１００の平面）に対して平行な状態でプリント基板１００に実装されることとなる。
In addition, terminal electrodes (terminal conductors) 51 and 52 are formed along the stacking direction on the top surface, bottom surface, and surfaces adjacent to the two side surfaces (hereinafter referred to as mounting surfaces) of the
この端子電極５１，５２には、積層体２に巻回されたコイル導体の両端が接続されている。具体的には、第２層２２には、側面導体３４Ｂと端子電極５２とを接続する導体パターン３５が形成されている。また、第９層２９には、側面導体３１Ａと電極５１とを接続する導体パターン３６が形成されている。
Both ends of a coil conductor wound around the
図４は積層体２に形成されたコイル導体の模式図である。図４に示すように、表面実装型アンテナ１は、実装面に形成された端子電極５１，５２を入出力端子とし、実装面の法線方向を巻回軸方向とするコイル導体を有する構成となる。また、コイル導体の一端から端子電極５２に接続する信号ライン（導体パターン３５）は、コイル導体の内側（コイル開口）を通っている。このため、コイル導体の一端と端子電極とを接続する信号ライン（導体パターン３５）によってコイル径を大きくする障害とならない。また、信号ライン（導体パターン３５）の引き回しを短くでき、直流抵抗を抑制して、Ｑ値の低下を防止できる。
FIG. 4 is a schematic diagram of the coil conductor formed in the
（実施形態２）
図５はプリント基板に実装する前の実施形態２に係る表面実装型アンテナの斜視図である。図６は実施形態２に係る表面実装型アンテナの分解斜視図である。本実施形態では、積層体２の外層となる第１層２１および第９層２９は、例えば誘電体材料からなる非磁性体層であって、第１層２１および第９層２９の間の層２２〜２８は磁性体層である。なお、第１層２１および第９層２９の間の層２２〜２８は一部が誘電体層であってもよい。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a perspective view of the surface mount antenna according to the second embodiment before being mounted on a printed circuit board. FIG. 6 is an exploded perspective view of the surface mount antenna according to the second embodiment. In the present embodiment, the
本実施形態に係る表面実装型アンテナ１が備える積層体２は、外層の第１層２１および第９層２９を非磁性体層とし、間の層２２〜２８を磁性体層とする構成である。そして、積層体２の各層２１〜２９は表面を同方向にして積層されている。従って、実施形態１とは異なり、積層体２の底面は第９層２９の裏面となる。
The
積層体２の対向する二側面には、実施形態１と同様に、側面導体３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａおよび側面導体３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂが積層体２の側面に露出して形成されている。また、外層（第１層２１）と接する第２層２２の表面には導体パターン３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃ、３４Ｃが形成されている。これにより、非磁性体層である第１層２１と磁性体層である第２層２２との間に複数の導体パターン３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃが形成されている。導体パターン３２Ｃは側面導体３２Ａ，３２Ｂを接続している。導体パターン３３Ｃは側面導体３３Ａ，３３Ｂを接続している。導体パターン３４Ｃは側面導体３４Ａ，３４Ｂを接続している。第９層２９の表面には複数の導体パターン３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄが形成されている。これにより、磁性体層である第８層２８と非磁性体層である第９層２９との間に複数の導体パターン３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄ，３４Ｄが形成されている。導体パターン３１Ｄは側面導体３２Ａ，３１Ｂを接続し、導体パターン３２Ｄは側面導体３３Ａ，３２Ｂを接続し、導体パターン３３Ｄは側面導体３４Ａ，３３Ｂを接続している。
Similarly to the first embodiment,
さらに、第１層２１の表面には、側面導体３４Ｂおよび端子電極５２を接続する導体パターン３５が形成されている。第９層２９の表面には、側面導体３１Ａおよび端子電極５１を接続する導体パターン３６が形成されている。
Furthermore, a
この構成における表面実装型アンテナ１は、実施形態１と同様に、積層方向に直交する方向を巻回軸方向とするコイル導体が積層体２に巻回された構成となり、コイル径をより大きくすることができ、表面実装型アンテナ１のアンテナ特性を向上させることができる。また、コイル導体が形成される積層体２の各層２２〜２８を磁性体層とし、コイル導体の外側の第１層２１および第９層２９を非磁性体層としているため、コイル導体からの磁束が磁性体によって表面実装型アンテナ１のチップ内に閉じ込められることを抑制している。これにより、表面実装型アンテナ１のアンテナ特性（利得）が向上する。
Similar to the first embodiment, the surface-mounted
（実施形態３）
図７は実施形態３に係る表面実装型アンテナの分解斜視図である。実施形態３に係る表面実装型アンテナ１は、誘電体セラミックスを使用したアンテナであり、積層体２の各層２１〜２９は全て誘電体層である。また、第２層２２には、実施形態１と異なり、導体３４Ｂおよび端子電極５２を接続する導体パターン３５が形成されていない。従って、表面実装型アンテナ１は、コイル導体の一端を端子電極５１に接続し、他端を開放端とする、所謂ヘリカルアンテナを構成している。本実施形態３の場合、端子電極５２はプリント基板１００（図１参照）に実装するためのダミー端子電極となる。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is an exploded perspective view of the surface mount antenna according to the third embodiment. The
この構成により、実施形態１，２と同様に、コイル径をより大きくすることができ、アンテナ特性を向上させることができる。 With this configuration, as in the first and second embodiments, the coil diameter can be increased and the antenna characteristics can be improved.
さらに、本実施形態では、積層体２の各層を誘電体層としている。コイル導体は、この積層体２の表面に露出して形成されている。これにより、コイル導体の各巻線間に構成される浮遊容量は、コイル導体を積層体２の内部に形成した場合と比べて小さくなる。図８は、コイル導体の巻線間に構成される浮遊容量を模式的に示す図である。図９は、比較対照とするコイル導体の巻線間に構成される浮遊容量を模式的に示す図である。図８は、実施形態３に係る表面実装型アンテナ１であり、積層体２の表面に露出してコイル導体を形成した図である。図９は積層体２の内部にコイル導体を形成した場合の図である。
Furthermore, in this embodiment, each layer of the
本実施形態の場合、コイル導体とプリント基板１００（グランド）との間に形成される浮遊容量Ｃ１、および、コイル導体の巻線間に形成される浮遊容量Ｃ２は、積層体２外部に形成される。これに対し、コイル導体を積層体２の内部に形成した場合、コイル導体とプリント基板１００との間に構成される浮遊容量Ｃ３、および、コイル導体の巻線間に形成される浮遊容量Ｃ４は積層体２内部に形成される。このため、浮遊容量Ｃ１は浮遊容量Ｃ３より小さくなり、浮遊容量Ｃ２は浮遊容量Ｃ４より小さくなる。このため、本実施形態では、グランドとの電界結合を小さくすることができ、電界が積層体２内部に閉じ込められにくくすることで、表面実装型アンテナ１の放射効率をより向上させることができる。
In this embodiment, the stray capacitance C1 formed between the coil conductor and the printed circuit board 100 (ground) and the stray capacitance C2 formed between the windings of the coil conductor are formed outside the
また、本実施形態では、積層体の各層を誘電体層とし、浮遊容量コイル導体の巻線間に構成される浮遊容量を小さくしているため、本実施形態に係る表面実装型アンテナ１をＵＨＦ帯用アンテナとして用いることも可能である。（積層体２の各層が磁性体であっても、その磁性体の比透磁率が１程度となる高周波数帯で使う場合には、前記磁性体は誘電体として作用する）。
In the present embodiment, each layer of the laminate is a dielectric layer, and the stray capacitance formed between the windings of the stray capacitance coil conductor is reduced. Therefore, the
なお、表面実装型アンテナ１の具体的構成などは、適宜設計変更可能であり、上述の実施形態に記載された作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用および効果は、上述の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
Note that the specific configuration of the surface-mounted
例えば、各実施形態においては、側面導体を構成する層間接続導体はビア導体で形成されていたが、貫通孔の内壁面に導体が付与されたスルーホール導体や、メッキにより形成した導体であってもよい。また、実施形態２においては、複数の磁性体層が非磁性体層で挟まれる構成となっていたが、いずれか一方の面だけが非磁性体層で覆われる構成としても構わない。また、実施形態３においては、積層体２の各層を磁性体層とした構成でもよい。この場合、実施形態３に係る表面実装型アンテナ１は、コイル導体の一端が開放端となっているため、ヘリカルアンテナとしてＦＭ放送受信用アンテナに用いることができる。
For example, in each embodiment, the interlayer connection conductor constituting the side conductor is formed of a via conductor, but is a through-hole conductor in which a conductor is provided on the inner wall surface of the through hole, or a conductor formed by plating. Also good. In the second embodiment, the plurality of magnetic layers are sandwiched between the non-magnetic layers. However, only one of the surfaces may be covered with the non-magnetic layer. Moreover, in Embodiment 3, the structure which made each layer of the
また、上述の表面実装型アンテナ１を、表面実装型アンテナ１による電磁界を強める所謂ブースターアンテナと組み合わせて用いてもよい。以下、表面実装型アンテナ１とブースターアンテナとの組み合わせについて説明する。
Further, the
図１０（Ａ）は、表面実装型アンテナ１を備えた通信端末装置の正面断面図、図１０（Ｂ）は通信端末装置の上面透視図である。図１０（Ｂ）では、表面実装型アンテナ１およびブースターアンテナ１１０のみを示し、他の素子は省略している。
FIG. 10A is a front cross-sectional view of a communication terminal device including the surface-mounted
表面実装型アンテナ１は通信端末装置６０の端末筐体６０Ａ内に設けられている。端末筐体６０Ａの内面にはブースターアンテナ１１０が両面テープなどで貼付されている。ブースターアンテナ１１０は、例えばポリイミドフィルムなどからなる絶縁体または誘電体の基材１１１、および基材１１１の表裏面に形成されたコイル導体１１２，１１３を含んで構成されている。また、基材１１１のコイル導体１１３側にはフェライト等からなる磁性体シートを配設してもよい。コイル導体１１２，１１３は、平面視で互いに逆方向に巻回（透視では同方向に巻回）されたループ状導体である。コイル導体１１２，１１３によるインダクタンス成分とコイル導体１１２，１１３との間に生じるキャパシタンス成分とでＬＣ共振回路が構成され、ＬＣ共振する。
The
また、端末筐体６０Ａ内には、グランドパターン４１を備えたプリント配線板４０およびバッテリーパック１２０等が収納されている。このプリント配線板４０に通信回路が構成され、プリント配線板４０の図における上面には、ＲＦＩＣ用ＩＣチップ（給電回路）５１および表面実装型アンテナ１が表面実装されている。表面実装型アンテナ１は、ＲＦＩＣ用ＩＣチップ４２と不図示の配線で接続されている。ＲＦＩＣ用ＩＣチップ４２は、メモリ回路やロジック回路、クロック回路等を有し、ＲＦ信号を処理する集積回路チップとして構成され、給電回路として機能し、高周波信号を表面実装型アンテナ１に供給する。また、表面実装型アンテナ１から電力の受電および信号の受信を行う。
Further, the printed
図１０（Ｂ）に示すように、ブースターアンテナ１１０は、主として、通信相手側アンテナとの無線信号の送受を行う放射素子として機能する。通信相手側アンテナとの通信距離は、アンテナ外形寸法に大きく依存するので、ブースターアンテナ１１０の外形寸法は、平面視したとき、表面実装型アンテナ１より大きな外形寸法を有していることが好ましい。
As shown in FIG. 10B, the
表面実装型アンテナ１は、平面視でブースターアンテナ１１０のコイル導体１１２，１１３を跨ぐように配置されている。表面実装型アンテナ１は、コイル軸がブースターアンテナ１１０のコイル軸と同方向に配置され、電磁界を介してブースターアンテナ１１０のコイル導体１１２，１１３と結合する。
The
具体的に、表面実装型アンテナ１のコイル導体に電流が流れると、表面実装型アンテナ１と重なっているブースターアンテナ１１０のコイル導体１１２，１１３とは磁界結合する。その結果、表面実装型アンテナ１およびブースターアンテナ１１０からの大きく拡がる磁力線（磁界）が生じる。
Specifically, when a current flows through the coil conductor of the
また、プリント配線板４０が備えるグランドパターン４１をブースターアンテナとしてもよい。この場合、図１０に示すブースターアンテナ１１０は不要となる。
The
図１１は、グランドパターン４１をブースターアンテナとした場合を説明する図である。図１１（Ａ）は、表面実装型アンテナ１のコイル導体に流れる電流およびグランドパターン４１に流れる電流のそれぞれの向きを示す斜視図である。また、図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）は、表面実装型アンテナ１のコイル導体に流れる電流、グランドパターン４１に流れる電流、およびそれらにより発生する磁束の様子を概略的に示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a case where the
表面実装型アンテナ１のコイル導体に電流ａの向きに電流が流れると、グランドパターン４１に電流ｂの方向に電流を誘起される。すなわち、コイル導体に流れる電流により平面導体の外周に誘導電流ｂが周回する。その結果、図１１（Ｂ）に示すように表面実装型アンテナ１に矢印Ａで示す磁束が生じ、グランドパターン４１に矢印Ｂで示す磁束が生じる。図１１（Ｂ）中に示す磁束Ａ′はグランドパターン４１を避ける位置を通る磁束を表している。
When a current flows through the coil conductor of the
図１１（Ｃ）は図１１（Ｂ）の磁束をさらに等価的に表した図である。矢印Ｃで示す磁束はグランドパターン４１の周囲に生じる前記磁束Ｂと表面実装型アンテナ１に生じる前記磁束Ａ′との合成による磁束である。なお、表面実装型アンテナ１は、平面視でグランドパターン４１と重ならないほうが矢印Ａ’の磁束が形成されやすいが、設計に応じて一部又は全部が重なっていてもよい。
FIG. 11C is a diagram more equivalently showing the magnetic flux of FIG. A magnetic flux indicated by an arrow C is a magnetic flux generated by combining the magnetic flux B generated around the
通信相手側のコイルアンテナから磁束が入る場合は、上述とは逆の現象が生じる。すなわち、通信相手側のコイルアンテナの磁束がグランドパターン４１の周囲を通るとともに表面実装型アンテナ１と鎖交すると、グランドパターン４１に電流ｂが流れ、表面実装型アンテナ１のコイル導体に電流ａが流れる。
When magnetic flux enters from the coil antenna on the communication partner side, the reverse phenomenon occurs. That is, when the magnetic flux of the coil antenna on the communication partner side passes around the
上述のように、表面実装型アンテナ１とブースターアンテナとを組み合わせた場合であって、例えば１３．５６ＭＨｚ帯を通信周波数として利用したＨＦ帯ＲＦＩＤシステムであれば、ＲＦＩＤタグを備えた電子機器（携帯電話端末）とリーダライタのアンテナ装置との間で、主に誘導磁界を介して結合し、所定の情報を送受することができる。
As described above, when the
１−表面実装型アンテナ
２−積層体
２１−第１層（基材層、第１の外層）
２２−第２層（基材層）
２３−第３層（基材層）
２４−第４層（基材層）
２５−第５層（基材層）
２６−第６層（基材層）
２７−第７層（基材層）
２８−第８層（基材層）
２９−第９層（基材層、第２の外層）
３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ−側面導体（第３導体）
３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ−側面導体（第４導体）
３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃ−導体パターン（第１導体）
３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄ−導体パターン（第２導体）
３５−導体パターン
３６−導体パターン
５１，５２−端子電極（端子導体）
１００−プリント基板
１０１，１０２−電極
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４−浮遊容量
1-surface mount antenna 2-laminated body 21-first layer (base material layer, first outer layer)
22-second layer (base material layer)
23-third layer (base material layer)
24-4th layer (base material layer)
25-Fifth layer (base material layer)
26-sixth layer (base material layer)
27-seventh layer (base material layer)
28-Eighth layer (base material layer)
29-the ninth layer (base material layer, second outer layer)
31A, 32A, 33A, 34A-side conductor (third conductor)
31B, 32B, 33B, 34B-Side conductor (fourth conductor)
31C, 32C, 33C, 34C-Conductor pattern (first conductor)
31D, 32D, 33D-Conductor pattern (second conductor)
35-conductor pattern 36-
100-printed
Claims (9)
積層体の積層方向に直交する一の方向を巻回軸方向として前記積層体に設けられたコイル導体と、
前記積層体の前記積層方向に平行な面に設けられ、前記コイル導体が接続されている端子導体と、
を備え、
前記コイル導体は、
前記基材層の面に沿って設けられた複数の第１導体と、
前記基材層の面に沿って設けられた複数の第２導体と、
前記積層体の積層方向に沿って平行な二側面の一方に設けられた複数の第３導体、および前記二側面の他方に設けられた複数の第４導体と、
を有し、前記第１導体、前記第２導体、前記第３導体および前記第４導体が螺旋状に接続されてなる、
表面実装型アンテナ。 A laminate having a plurality of base material layers and having a first main surface and a second main surface that is a main surface opposite to the first main surface;
A coil conductor provided in the laminate with one direction orthogonal to the lamination direction of the laminate as the winding axis direction;
A terminal conductor provided on a plane parallel to the laminating direction of the laminated body and connected to the coil conductor;
With
The coil conductor is
A plurality of first conductors provided along the surface of the base material layer;
A plurality of second conductors provided along the surface of the base material layer;
A plurality of third conductors provided on one of two side surfaces parallel to the stacking direction of the laminate, and a plurality of fourth conductors provided on the other of the two side surfaces;
And the first conductor, the second conductor, the third conductor and the fourth conductor are spirally connected,
Surface mount antenna.
前記コイル導体は、前記非磁性体層と前記磁性体層の間に形成されている、
請求項３に記載の表面実装型アンテナ。 The laminate has a nonmagnetic layer provided so as to sandwich the plurality of magnetic layers,
The coil conductor is formed between the non-magnetic layer and the magnetic layer.
The surface mount antenna according to claim 3.
前記第２導体は、前記積層体の第２の主面に設けられる、
請求項１から３の何れかに記載の表面実装型アンテナ。 The first conductor is provided on a first main surface of the laminate,
The second conductor is provided on a second main surface of the laminate.
The surface mount antenna according to any one of claims 1 to 3.
前記コイル導体は、前記端子導体の一つに接続されている、
請求項１から５の何れかに記載の表面実装型アンテナ。 A plurality of the terminal conductors are provided on the same surface of the laminate,
The coil conductor is connected to one of the terminal conductors,
The surface mount antenna according to any one of claims 1 to 5.
請求項６に記載の表面実装型アンテナ。 The coil conductor is connected to the terminal conductor through a region surrounded by the first conductor, the second conductor, the third conductor, and the fourth conductor.
The surface mount antenna according to claim 6.
前記積層体の前記二側面に隣接し、前記積層方向に平行な面に設けられている、
請求項１から７の何れかに記載の表面実装型アンテナ。 The terminal conductor is
Adjacent to the two side surfaces of the laminate, provided on a plane parallel to the lamination direction,
The surface mount antenna according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012030547A JP5884538B2 (en) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | Surface mount antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012030547A JP5884538B2 (en) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | Surface mount antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013168780A true JP2013168780A (en) | 2013-08-29 |
| JP5884538B2 JP5884538B2 (en) | 2016-03-15 |
Family
ID=49178876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012030547A Expired - Fee Related JP5884538B2 (en) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | Surface mount antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5884538B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016098527A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 株式会社村田製作所 | Antenna module and electronic device |
| JP6160796B1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-07-12 | 株式会社村田製作所 | WIRELESS COMMUNICATION DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND RESIN MOLDED BODY |
| US10255221B2 (en) | 2015-09-09 | 2019-04-09 | Toshiba Memory Corporation | Memory card with communication function |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004303776A (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Mitsubishi Materials Corp | Stacked common mode choke coil and its manufacturing process |
| JP2006074418A (en) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Chip antenna, circuit, and method of manufacturing chip antenna |
| JP2008042859A (en) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Taiyo Yuden Co Ltd | Chip antenna, its manufacturing method, and antenna circuit device |
| JP2008172444A (en) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Toda Kogyo Corp | Substrate mounting magnetic-substance antenna |
| WO2008146932A1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-04 | Nof Corporation | Antenna |
-
2012
- 2012-02-15 JP JP2012030547A patent/JP5884538B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004303776A (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Mitsubishi Materials Corp | Stacked common mode choke coil and its manufacturing process |
| JP2006074418A (en) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Chip antenna, circuit, and method of manufacturing chip antenna |
| JP2008042859A (en) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Taiyo Yuden Co Ltd | Chip antenna, its manufacturing method, and antenna circuit device |
| JP2008172444A (en) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Toda Kogyo Corp | Substrate mounting magnetic-substance antenna |
| WO2008146932A1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-04 | Nof Corporation | Antenna |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016098527A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 株式会社村田製作所 | Antenna module and electronic device |
| JPWO2016098527A1 (en) * | 2014-12-17 | 2017-06-15 | 株式会社村田製作所 | Antenna module and electronic device |
| US10141650B2 (en) | 2014-12-17 | 2018-11-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna module and electronic device |
| US10255221B2 (en) | 2015-09-09 | 2019-04-09 | Toshiba Memory Corporation | Memory card with communication function |
| JP6160796B1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-07-12 | 株式会社村田製作所 | WIRELESS COMMUNICATION DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND RESIN MOLDED BODY |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5884538B2 (en) | 2016-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9997834B1 (en) | Antenna device and communication terminal apparatus | |
| JP6260729B2 (en) | Feeding element | |
| JP5928640B2 (en) | ANTENNA DEVICE AND WIRELESS COMMUNICATION DEVICE | |
| JP5949973B2 (en) | Antenna device | |
| JP6327405B2 (en) | ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE | |
| JP5758909B2 (en) | Communication terminal device | |
| TWI545841B (en) | Antenna devices and wireless communication devices | |
| JP6249141B2 (en) | ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE | |
| US10181637B2 (en) | Antenna device and communication apparatus | |
| JP5668897B1 (en) | Coil device and antenna device | |
| JP5776868B1 (en) | ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE | |
| JP6249135B2 (en) | Inductor element | |
| JP5884538B2 (en) | Surface mount antenna | |
| WO2016163437A1 (en) | Antenna device, card-type information medium, electronic apparatus, and antenna device production method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141118 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150903 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151027 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151130 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160112 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160125 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5884538 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |