JP3094261U - パッチアンテナの取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給電ピンのはんだ付け工程を削減して安価な
パッチアンテナを提供すること。 【解決手段】 ２分割された割りピン部６ａとその基端
側に形成された鍔部６ｂとで給電ピン６を構成すると共
に、各割りピン部６ａの途中に係止突部６ｃを形成す
る。そして、透孔５ａを有する回路基板５上に貫通孔２
ａを有する誘電体基板２を固定した後、給電ピン６を透
孔５ａから貫通孔２ａへ挿入し、貫通孔２ａの内面に形
成した凹部２ｂに給電ピン６の係止突部６ｃを係止する
ことにより、鍔部６ｂを回路基板５の下面に設けたラン
ド部７に接続すると共に、各割りピン部６ａの自由端側
を誘電体基板２上に設けたパッチ電極３の導通部３ａに
接続し、回路基板５の低雑音増幅回路から給電ピン６を
介してパッチアンテナ１のパッチ電極３に給電できるよ
うに構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、上面にパッチ電極が設けられた誘電体基板を回路基板上に設置し、 回路基板に設けた低雑音増幅回路（ＬＮＡ）から給電ピンを介してパッチ電極に 給電を行うようにしたパッチアンテナの取付構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、ＧＰＳ（全地球測位システム）やＥＴＣ（ノンストップ自動料金収受シ ステム）などの無線通信システムの普及に伴い、超小型の平面アンテナであるパ ッチアンテナの需要が高まっている。このパッチアンテナは、セラミック等から なる誘電体基板上に銅や銀等からなるパッチ電極を設け、このパッチ電極に所定 の高周波信号を給電して共振させることにより、共振周波数帯域の信号波の送信 や受信が行えるようにしたアンテナであり、通常、低雑音増幅回路（ＬＮＡ）が 設けられた回路基板上に誘電体基板を設置して使用されるようになっている。

【０００３】 図５は従来のパッチアンテナとその取付構造を示す説明図であり、同図に示す 従来既知のパッチアンテナ１０は誘電体基板１１と給電ピン１２とを備えている 。誘電体基板１１はセラミック等からなり、その上面に銅や銀等からなるパッチ 電極１３が設けられると共に、下面の全域に銅や銀等からなるグランド導体１４ が設けられている。また、誘電体基板１１には上下両面に達する貫通孔１１ａが 設けられており、この貫通孔１１ａはパッチ電極１３の給電点と対応する位置に 設けられている。給電ピン１２は黄銅等の良導電性の金属材料からなり、軸部１ ２ａの上端側に半球状の頭部１２ｂが一体形成されている。この給電ピン１２は 貫通孔２ａ内に挿通されて軸部１２ａの下端側が誘電体基板１１の下面から突出 し、その頭部１２ｂがはんだ１５によってパッチ電極１３と電気的かつ機械的に 接続されている。

【０００４】 上述の如く構成されたパッチアンテナ１０を回路基板１６上に設置する取付工 程について説明すると、この回路基板１６には透孔１６ａが設けられると共に、 その裏面側に透孔１６ａを包囲するようにランド部１７が設けられており、この ランド部１７は図示せぬ配線パターンを介して低雑音増幅回路に接続されている 。このような回路基板１６に対して、まず、パッチアンテナ１０の誘電体基板１ １を両面接着テープ１８等によって回路基板１６上に固定し、誘電体基板１１の 下面から突出する給電ピン１２の軸部１２ａを透孔１６ａ内に挿通することによ り、軸部１２ａの下端を回路基板１６の裏面側に突出させる。しかる後、軸部１ ２ａの下端をはんだ１９によってランド部１７と電気的かつ機械的に接続すれば 、回路基板１６の低雑音増幅回路から給電ピン１２を介してパッチアンテナ１０ のパッチ電極１３に給電することが可能となる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前述した従来技術にあっては、パッチアンテナ１０の製造段階 で給電ピン１２の頭部１２ｂをパッチ電極１３にはんだ１５付けする工程と、パ ッチアンテナ１０を回路基板１６上に設置する取付段階で給電ピン１２の軸部１ ２ａをランド部１７にはんだ１９付けする工程とが必要であるため、これら２回 のはんだ付け工程によってコストアップになるという問題があった。

【０００６】 本考案は、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、 給電ピンのはんだ付け工程を削減して安価なパッチアンテナ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、本考案によるパッチアンテナの取付構造では、 上面にパッチ電極が設けられると共に、このパッチ電極に達する貫通孔を有する 誘電体基板と、下面にランド部が設けられると共に、このランド部に達する透孔 を有する回路基板と、スリットを介して複数に分割された割りピン部とこれら割 りピン部の基端側に形成された鍔部を有する給電ピンとを備え、前記誘電体基板 を前記回路基板上に設置して前記貫通孔と前記透孔とを連通させ、これら貫通孔 と透孔内に前記給電ピンを挿入することにより、前記鍔部を前記ランド部に接続 すると共に、前記各割りピン部の自由端側を前記パッチ電極に接続するように構 成した。

【０００８】 このような構成によれば、パッチアンテナを回路基板上に設置する際に、給電 ピンを回路基板の透孔から誘電体基板の貫通孔内へ挿入すると、給電ピンの鍔部 が回路基板のランド部に接続すると共に、給電ピンの各割りピン部の自由端側が パッチアンテナのパッチ電極に接続するため、従来必要とされていた給電ピンの はんだ付け工程が削減され、取付工程を含むパッチアンテナのトータルコストを 低減することができる。

【０００９】 上記の構成において、パッチ電極は銅箔をパターニングして誘電体基板上に形 成したものでも良いが、銀ペーストを誘電体基板上に厚膜印刷してパッチ電極を 形成すると共に、この銀ペーストを貫通孔の上部内面に延出させて導通部を形成 し、この導通部に各割りピン部の自由端部を接触させると、給電ピンとパッチ電 極の接続状態が安定して好ましい。この場合、各割りピン部の途中に係止突部を 形成し、これら係止突部を貫通孔の内面に形成した凹部に係止するように構成す ると、給電ピンの脱落を防止できて好ましい。

【００１０】 また、上記の構成において、各割りピン部の自由端に外側へ突出する掛止部を 形成し、これら掛止部を貫通孔の上部開口端から突出させてパッチ電極に接触さ せるようにしても良く、この場合、パッチ電極として銅箔のパターニングと銀ペ ーストの厚膜印刷のいずれかを選択できるため、パッチアンテナの設計上の自由 度が高まる。

【００１１】 また、上記の構成において、給電ピンの各割りピン部とパッチ電極との接続個 所をはんだ付けすると、給電ピンの電気的かつ機械的な接続強度が高まり、給電 ピンの脱落を確実に防止することができる。この場合、給電ピンとパッチ電極の はんだ付けは追加されるが、給電ピンとランド部のはんだ付けは不要となるため 、給電ピンの両端部をパッチ電極とランド部にはんだ付けしていた従来技術に比 べるとコストダウンできる。

【００１２】

【考案の実施の形態】

考案の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本考案の第１実 施形態例に係るパッチアンテナの取付構造を示す説明図、図２は該パッチアンテ ナを回路基板に設置する取付途中状態を示す説明図である。

【００１３】 これらの図に示すパッチアンテナ１は、貫通孔２ａを有する誘電体基板２と、 この誘電体基板２上に設けられたパッチ電極３と、誘電体基板２の下面側に設け られたグランド導体４とにより概略構成されており、後述するように、パッチア ンテナ１を回路基板５上に設置した状態で給電ピン６が貫通孔２ａに挿通される ようになっている。貫通孔２ａは誘電体基板２の上下両面に達しており、その内 面の途中に凹部２ｂが形成されている。パッチ電極３は銀ペーストを誘電体基板 ２上に厚膜印刷することにより形成され、この厚膜印刷時に貫通孔２ａの下端側 から銀ペーストをバキューム吸引することにより、銀ペーストを貫通孔２ａの上 部内面に延出させてパッチ電極３の導通部３ａを形成してある。グランド導体４ は銀ペーストを誘電体基板２の下面に厚膜印刷することにより形成されるが、銀 ペーストの代わりに銅箔等の他の導電材料を用いても良い。

【００１４】 回路基板５は貫通孔２ａとほぼ同径の透孔５ａを有し、この回路基板５の裏面 側には透孔５ａを包囲するようにランド部７が設けられており、このランド部７ は図示せぬ配線パターンを介して低雑音増幅回路（ＬＮＡ）に接続されている。 給電ピン６は割りピン部６ａと鍔部６ｂとで構成され、割りピン部６ａはスリッ ト８を介して複数に分割されている。本実施形態例の場合、スリット８によって ２つに分割された割りピン部６ａを有しているが、３つ以上に分割された割りピ ン部６ａを用いることも可能である。各割りピン部６ａは鍔部６ｂを基端側とし て延びており、各割りピン部６ａの基端側から自由端に至る途中に係止突部６ｃ が形成されている。

【００１５】 パッチアンテナ１を回路基板５上に設置する取付工程について説明すると、ま ず、図２に示すように、パッチアンテナ１の誘電体基板２を両面接着テープ９に よって回路基板５上に固定し、誘電体基板２の貫通孔２ａを回路基板５の透孔５ ａに連通させる。次に、回路基板５の裏面側から給電ピン６の各割りピン部６ａ を透孔５ａ内に差し込み、各割りピン部６ａを透孔５ａから貫通孔２ａへと挿入 すると、その挿入過程で係止突部６ｃが透孔５ａと貫通孔２ａの内面を摺動する ため、スリット８の間隔は一旦狭められる。さらに各割りピン部６ａを挿入して 係止突部６ｃが貫通孔２ａの凹部２ｂまで達すると、スリット８の間隔が拡がっ て係止突部６ｃが凹部２ｂに嵌まり込むと共に、鍔部６ｂがランド部７に突き当 たって各割りピン部６ａをそれ以上挿入することはできなくなる。その結果、図 １に示すように、給電ピン６の鍔部６ｂがランド部７に接続されると共に、各割 りピン部６ａの自由端側がパッチ電極３の導通部３ａに接続され、回路基板５の 低雑音増幅回路から給電ピン６を介してパッチアンテナ１のパッチ電極３に給電 することが可能となる。

【００１６】 このように構成された第１実施形態例に係るパッチアンテナ１の取付構造によ れば、パッチアンテナ１を回路基板５上に設置する際に、給電ピン６の各割りピ ン部６ａを回路基板５の透孔５ａから誘電体基板２の貫通孔２ａ内へ挿入すると 、鍔部６ｂがランド部７に接続されると共に、各割りピン部６ａの自由端側がパ ッチ電極３に接続されるため、従来必要とされていた給電ピン６のはんだ付け工 程を省略することができ、取付工程を含むパッチアンテナ１のトータルコストを 低減することができる。

【００１７】 また、銀ペーストを誘電体基板２上に厚膜印刷することでパッチ電極３を形成 し、このパッチ電極３の厚膜印刷時に貫通孔２ａの下端側から銀ペーストをバキ ューム吸引することにより、銀ペーストを貫通孔２ａの上部内面に延出させてパ ッチ電極３の導通部３ａを形成したため、各割りピン部６ａの自由端部を導通部 ３ａに簡単かつ確実に接続させることができる。さらに、給電ピン６の各割りピ ン部６ａに係止突部６ｃを形成し、これら係止突部６ｃを貫通孔２ａの内面途中 に形成した凹部２ｂに係止させたため、給電ピン６が貫通孔２ａと透孔５ａから 不用意に抜け落ちることを防止できる。

【００１８】 図３は本考案の第２実施形態例に係るパッチアンテナの取付構造を示す説明図 、図４は該パッチアンテナを回路基板に設置する取付途中状態を示す説明図であ り、図１と図２に対応する部分には同一符号を付してある。

【００１９】 本実施形態例が前述した第１実施形態例と大きく相違する点は、給電ピン６の 各割りピン部６ａの自由端に外側へ突出する掛止部６ｄを形成し、これら掛止部 ６ｄを貫通孔２ａの上部開口端から突出させてパッチ電極３に接触させたことに あり、それ以外の構成は基本的に同じである。すなわち、パッチアンテナ１を回 路基板５上に設置する場合は、第１実施形態例と同様に、まず、パッチアンテナ １の誘電体基板２を両面接着テープ９によって回路基板５上に固定し、誘電体基 板２の貫通孔２ａを回路基板５の透孔５ａに連通させる。次いで、図４に示すよ うに、回路基板５の裏面側から給電ピン６の各割りピン部６ａを透孔５ａと貫通 孔２ａに挿入すると、その挿入過程で掛止部６ｄが透孔５ａと貫通孔２ａの内面 を摺動するため、スリット８の間隔は一旦狭められる。さらに各割りピン部６ａ を挿入して掛止部６ｄが貫通孔２ａの上部開口端から突出すると、スリット８の 間隔が拡がって掛止部６ｄが貫通孔２ａの上部開口端に係止されると共に、鍔部 ６ｂがランド部７に突き当たって各割りピン部６ａをそれ以上挿入することはで きなくなる。その結果、図３に示すように、鍔部６ｂがランド部７に接続される と共に、各掛止部６ｄが貫通孔２ａの上部開口端の周囲に位置するパッチ電極３ に接続され、回路基板５の低雑音増幅回路から給電ピン６を介してパッチアンテ ナ１のパッチ電極３に給電することが可能となる。

【００２０】 このように構成された第２実施形態例においても、パッチアンテナ１を回路基 板５上に設置する際に、給電ピン６の各割りピン部６ａを透孔５ａから貫通孔２ ａ内へ挿入することにより、鍔部６ｂがランド部７に接続されると共に、各割り ピン部６ａの自由端の掛止部６ｄがパッチ電極３に接続されるため、従来必要と されていた給電ピン６のはんだ付け工程を省略することができ、取付工程を含む パッチアンテナ１のトータルコストを低減することができる。

【００２１】 また、各割りピン部６ａの自由端に形成された掛止部６ｄが、給電ピン６をパ ッチ電極３に接続する機能と給電ピン６の脱落を防止する機能とを合わせ持つた め、誘電体基板２の貫通孔２ａを凹部のないストレート形状にすることができ、 誘電体基板２を簡単に製造することが可能になる。さらに、給電ピン６の掛止部 ６ｄを貫通孔２ａの上部開口端から突出させてパッチ電極３に接触させたため、 パッチ電極３の形成方法として銅箔のパターニングと銀ペーストの厚膜印刷のい ずれか一方を選択でき、パッチアンテナ１の設計上の自由度を高めることができ る。

【００２２】 なお、上述した第１および第２実施形態例において、給電ピン６の各割りピン 部６ａを透孔５ａから貫通孔２ａ内へ挿入した後に、各割りピン部６ａの自由端 側とパッチ電極３との接続個所を必要に応じてはんだ付けすることも可能であり 、このようにすると、給電ピン６とパッチ電極３との電気的かつ機械的な接続強 度が高まると共に、給電ピン６の脱落を確実に防止することができる。この場合 、第１および第２実施形態例に比べると、給電ピン６とパッチ電極３のはんだ付 けが１工程分だけ追加されるが、それでも給電ピン６とランド部７のはんだ付け 工程は不要となるため、給電ピンの両端部をパッチ電極とランド部にそれぞれは んだ付けしていた従来技術に比べるとコストダウンできる。

【００２３】

【考案の効果】

本考案は、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。

【００２４】 給電ピンに鍔部と複数の割りピン部とを形成し、パッチアンテナを回路基板上 に設置する際に、この給電ピンを回路基板の透孔から誘電体基板の貫通孔内へ挿 入することにより、給電ピンの鍔部が回路基板のランド部に接続すると共に、給 電ピンの各割りピン部の自由端側がパッチアンテナのパッチ電極に接続するよう に構成したので、従来必要とされていた給電ピンのはんだ付け工程が削減され、 取付工程を含むパッチアンテナのトータルコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施形態例に係るパッチアンテナ
の取付構造を示す説明図である。

【図２】該パッチアンテナを回路基板に設置する取付途
中状態を示す説明図である。

【図３】本考案の第２実施形態例に係るパッチアンテナ
の取付構造を示す説明図である。

【図４】該パッチアンテナを回路基板に設置する取付途
中状態を示す説明図である。

【図５】従来例に係るパッチアンテナの取付構造を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ パッチアンテナ ２ 誘電体基板 ２ａ 貫通孔 ２ｂ 凹部 ３ パッチ電極 ３ａ 導通部 ４ グランド導体 ５ 回路基板 ５ａ 透孔 ６ 給電ピン ６ａ 割りピン部 ６ｂ 鍔部 ６ｃ 係止突部 ６ｄ 掛止部 ７ ランド部 ８ スリット ９ 両面接着テープ

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面にパッチ電極が設けられると共に、
   このパッチ電極に達する貫通孔を有する誘電体基板と、
   下面にランド部が設けられると共に、このランド部に達
   する透孔を有する回路基板と、スリットを介して複数に
   分割された割りピン部とこれら割りピン部の基端側に形
   成された鍔部を有する給電ピンとを備え、 前記誘電体基板を前記回路基板上に設置して前記貫通孔
   と前記透孔とを連通させ、これら貫通孔と透孔内に前記
   給電ピンを挿入することにより、前記鍔部を前記ランド
   部に接続すると共に、前記各割りピン部の自由端側を前
   記パッチ電極に接続したことを特徴とするパッチアンテ
   ナの取付構造。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、前記パッチ電
   極が前記誘電体基板上に厚膜印刷された銀ペーストから
   なると共に、この銀ペーストを前記貫通孔の上部内面に
   延出させて導通部を形成し、この導通部に前記各割りピ
   ン部の自由端部を接触させたことを特徴とするパッチア
   ンテナの取付構造。
3. 【請求項３】 請求項２の記載において、前記各割りピ
   ン部の途中に係止突部を形成し、これら係止突部を前記
   貫通孔の内面に形成した凹部に係止したことを特徴とす
   るパッチアンテナの取付構造。
4. 【請求項４】 請求項１の記載において、前記各割りピ
   ン部の自由端に外側へ突出する掛止部を形成し、これら
   掛止部を前記貫通孔の上部開口端から突出させて前記パ
   ッチ電極に接触させたことを特徴とするパッチアンテナ
   の取付構造。
5. 【請求項５】 請求項２〜４のいずれかの記載におい
   て、前記各割りピン部と前記パッチ電極との接続個所を
   はんだ付けしたことを特徴とするパッチアンテナの取付
   構造。