JPH09275316A - チップアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップアンテナの基体を構成する誘電材料及
び磁性材料の少なくとも一方、並びに導体を構成する金
属材料、あるいはそれらの焼結条件が限定されず、所望
のアンテナ特性が得られるチップアンテナを提供する。 【解決手段】 チップアンテナ１０は、実装面１１１を
有する直方体状の基体１１と、銀からなり、基体１１の
内部に螺旋状に巻回された導体１２と、導体１２に給電
するために基体１１の表面に形成された給電用端子１３
とで構成されている。この際、導体１２の一端は、基体
１１の表面に引き出されて給電部１４を形成し、給電用
端子１３に接続されている。一方、導体１２の他端は、
基体１１の内部で自由端１５となる。そして、基体１１
は、軟化温度が約７００℃のホウケイ酸を主成分とする
ガラスと、焼結温度が約１３００℃の酸化バリウム、酸
化ネオジウム、酸化チタンを主成分とするセラミック
（比誘電率＝６０）との混合物からなる混合物層（図示
せず）を積層することにより形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップアンテナに
関し、特に、移動体通信用及びローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）用に用いられるチップアンテナに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３に、従来のチップアンテナの側面図
を示す。チップアンテナ５０は、アルミナ、ステアタイ
ト等の絶縁体粉末からなる絶縁体層（図示せず）を積層
した直方体状の絶縁体５１と、銀、銀−パラジウム等か
らなり、絶縁体５１の内部にコイル状に形成された導体
５２と、フェライト粉末等の磁性体粉末からなり、絶縁
体５１及びコイル状の導体５２の内部に形成される磁性
体５３と、絶縁体５１、導体５２及び磁性体５３を一体
焼結した後、導体５２の引き出し端（図示せず）に、被
着、焼き付けされる外部接続端子５４ａ、５４ｂとで構
成されている。すなわち、チップアンテナ５０は、磁性
体５３にコイル状の導体５２を巻回し、絶縁体５１で封
入した構成になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
のチップアンテナの構造においては、コイル状の導体の
内部に形成される磁性体の比透磁率によりチップアンテ
ナの共振周波数を制御するが、絶縁体層、磁性体層及び
導体とを印刷積層した後、一体焼結するため、絶縁体
層、磁性体層及び導体の焼結条件を揃える必要がある。
しかしながら、導体を構成する金属に、低融点金属であ
る金、銀、銅等を用いる場合には、融点の関係から、磁
性体の材料が限定され、所望のアンテナ特性、例えば共
振周波数、帯域幅が得られないという問題点があった。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、チップアンテナの基体を構成
する誘電材料及び磁性材料の少なくとも一方、並びに導
体を構成する金属材料、あるいはそれらの焼結条件が限
定されず、所望のアンテナ特性が得られるチップアンテ
ナを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述する問題点を解決す
るため本発明は、誘電材料及び磁性材料の少なくとも一
方からなる基体と、該基体の表面及び内部の少なくとも
一方に形成された少なくとも１つの導体と、前記基体表
面に設けられ、前記導体に電圧を印加するための少なく
とも１つの給電用端子とを備え、前記基体を構成する誘
電材料あるいは磁性材料に、前記導体の融点よりも低融
点のガラス、低温焼結セラミック、あるいはガラス及び
セラミックの混合物を用いることを特徴とする。

【０００６】本発明のチップアンテナによれば、誘電材
料及び磁性材料の少なくとも一方からなる基体の表面及
び内部の少なくとも一方に導体を設けているのみの構造
であるため、基体を構成する誘電材料及び磁性材料に、
導体を構成する金属よりも低融点のガラス、低温焼結セ
ラミック、あるいはガラス及びセラミックの混合物を用
いることが可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１に、本発明に係るチップアン
テナの一実施例の斜視図を示す。チップアンテナ１０
は、実装面１１１を有する直方体状の基体１１と、金、
銀、銅等の低抵抗金属からなり、基体１１の内部に螺旋
状に巻回された導体１２と、導体１２に給電するために
基体１１の表面に形成された給電用端子１３とで構成さ
れている。

【０００８】この際、導体１２の一端は、基体１１の表
面に引き出されて給電部１４を形成し、給電用端子１３
に接続されている。一方、導体１２の他端は、基体１１
の内部で自由端１５となる。

【０００９】そして、基体１１は、軟化温度が約７００
℃のホウケイ酸を主成分とするガラスと、焼結温度が約
１３００℃の酸化バリウム、酸化ネオジウム、酸化チタ
ンを主成分とするセラミック（比誘電率＝６０）との混
合物からなる混合物層（図示せず）を積層することによ
り形成される。

【００１０】通常、酸化バリウム、酸化ネオジウム、酸
化チタンを主成分とするセラミックは、焼結温度が約１
３００℃と高いため、低抵抗金属である金、銀、銅等と
は一体焼結できないが、ホウケイ酸を主成分とするガラ
スとの混合物にすることにより、焼結温度を８００〜１
０００℃と、導体に用いる低抵抗金属が溶ける温度以下
とすることが可能となる。

【００１１】図２（ａ）乃至図２（ｄ）に、図１のチッ
プアンテナの製造工程の概略平面図を示す。まず、図２
（ａ）に示すように、ホウケイ酸を主成分とするガラス
と、酸化バリウム、酸化ネオジウム、酸化チタンを主成
分とするセラミックの混合物からなる混合物層１６を積
層印刷する。

【００１２】この際、混合物層１６は、平均粒径が１０
μｍ程度になるまでボールミルで粉砕したホウケイ酸を
主成分とするガラスと、平均粒径が数μｍ程度になるま
でボールミルで粉砕した酸化バリウム、酸化ネオジウ
ム、酸化チタンを主成分とするセラミックの混合物の粉
末に、ワニス及び溶剤（テルピン油）を適量混合し、そ
れらを十分練ることでペースト状に加工した混合物ペー
ストから得られる。

【００１３】次いで、図２（ｂ）に示すように、一端に
給電部１４を有する略Ｌ字型の導電パターン１７を混合
物層１６上に印刷し、それらを乾燥させる。

【００１４】この際、導電パターン１７は、平均粒径が
５０μｍ程度の銀粉末に、ワニス及び溶剤（テルピン
油）を適量混合し、それらを十分練ることでペースト状
に加工した導体ペーストから得られる。

【００１５】次いで、図２（ｃ）に示すように、導電パ
ターン１７の左半分及び混合物層１６の左半分を覆う混
合物層１８を印刷する。次いで、図２（ｄ）に示すよう
に、略Ｌ字型の導電パターン１９を、その一端が導電パ
ターン１７の端部と重畳するように印刷し、それらを乾
燥させる。

【００１６】次いで、図２（ｅ）に示すように、混合物
層１６の右半分に混合物層２０を印刷する。そして、図
２（ｃ）〜図２（ｅ）の工程（ただし、給電部は形成し
ない）を所定の回数になるまで繰り返し、所定巻回数を
得た時点で、図２（ｆ）に示すように、一端が自由端１
５を形成する略Ｌ字型の導電パターン２１を、その他端
が導電パターン１９の端部と重畳するように印刷し、そ
れらを乾燥させる。

【００１７】最後に、図２（ｇ）に示すように、全面に
混合物層２２を印刷し、それらを乾燥させ、積層を終了
する。そして、印刷→乾燥→印刷→乾燥・・・・を繰り
返すことで作製されたこの積層体を所定の焼結条件、例
えば空気中、約３００℃で有機成分を燃焼した後、空気
中、約８００℃で約１０分間加熱すること、により一体
化された焼結体とした後、導体１２の給電部１４に給電
用端子１３を被着、焼き付けしてチップアンテナ１０が
完成する。

【００１８】以上の製造工程から、混合物層１６、１
８、２０及び２２、並びに導電パターン１７、１９及び
２１を積層焼結することによって、図１に示すように、
実装面１１１を有する直方体状の基体１１の内部に、基
体１１の高さ方向に螺旋状に巻回される導体１２を備え
るチップアンテナ１０を得るものである。この際、混合
物層１８、２０及び２２は、混合物層１６と同様の混合
物ペーストから得られ、導電パターン１９及び２１は、
導電パターン１７と同様の導体ペーストから得られる。

【００１９】そして、ホウケイ酸を主成分とするガラス
と、酸化バリウム、酸化ネオジウム、酸化チタンを主成
分とするセラミックの混合物からなる基体１１の比誘電
率は、約２０であった。

【００２０】ここで、実際に本実施例のチップアンテナ
１０について、アンテナ特性（共振周波数、定在波比、
帯域幅）を測定した結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】この結果から、導体を構成する金属よりも
低融点のガラス及びセラミックの混合物を用いて基体を
構成した場合にも、十分にアンテナ特性を得られること
が理解される。

【００２３】なお、上述の実施例のチップアンテナにお
いては、基体を構成する材料として具体的な材料名を列
挙したが、これらの材料は一例としてあげたものであ
り、導体に用いる金属よりも低融点の材料であれば、こ
れらに限定されるものではない。

【００２４】この際、ガラスとは、コージェライト、ム
ライト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナ
イト、ウレイマイト、ドロマイト、ペタライトやその置
換誘導体の結晶であり、焼成後に少なくともその１種類
を析出するようにガラスフリットの組成を制御する。

【００２５】例えば、アノーサイト系のガラスを析出さ
せるためのガラスフリットの組成は、酸化ケイ素−酸化
アルミニウム−酸化ホウ素−酸化カルシウムなどが例示
でき、コージェライト／アノーサイト／ガーナイト系の
ガラスを析出させるためのガラスフリットの組成は、酸
化マグネシウム−酸化アルミニウム−酸化ケイ素−酸化
亜鉛−酸化カルシウム−酸化ホウ素−酸化カルシウムな
どが例示でき、コージェライト／ガーナイト／ウレイマ
イト系のガラスを析出させるためのガラスフリットの組
成は、酸化マグネシウム−酸化アルミニウム−酸化ケイ
素−酸化亜鉛−酸化ホウ素などが例示できる。

【００２６】また、低温焼結セラミックとは、ホウ酸ス
ズバリウム、ホウ酸ジルコニウムバリウムなどが例示で
きる。

【００２７】さらに、セラミックとは、アルミナ、クリ
ストバライト、石英、コランダム、ムライト、ジルコニ
ア、コージェライトなどが例示でき、１種類または複数
種類を含む。

【００２８】また、上述の実施例においては、チップア
ンテナを構成する導体が基体の高さ方向に螺旋状に巻回
されている場合について説明したが、基体の長手方向に
巻回されていてもよい。

【００２９】さらに、螺旋状に巻回された導体の巻回軸
Ｃと直交する巻回断面の形状が略矩形の場合について説
明したが、巻回断面の形状は少なくとも一部に直線部を
有していればよい。その場合には、巻回軸方向に加え、
直線部の延長方向にも指向性を有するため、巻回断面の
形状が円形のアンテナに比べ、指向性の向上したアンテ
ナを得ることができる。

【００３０】さらに、導体が螺旋状に巻回されている場
合について説明したが、ミアンダ状に形成されていても
よい。

【００３１】また、導体を基体の内部に設ける場合につ
いて説明したが、基体の表面、あるいは表面及び内部の
両方に導体を設けてもよい。

【００３２】さらに、導体が１本の場合について説明し
たが、２本以上形成されていてもよい。その場合には、
アンテナ装置として、複数の共振周波数を有することが
可能となる。

【００３３】また、基体の形状が直方体状である場合に
ついて説明したが、他の形状、例えば立方体状、円柱
状、角錐状、円錐状、球状等でもよい。

【００３４】さらに、給電用端子の位置は、本発明の実
施にあたって必須の条件となるものではない。

【００３５】

【発明の効果】本発明のチップアンテナによれば、誘電
材料及び磁性材料の少なくとも一方からなる基体の表面
及び内部の少なくとも一方に導体を設けているのみの構
造であるため、基体を構成する誘電材料及び磁性材料
に、導体を構成する金属よりも低融点のガラス、低温焼
結セラミック、あるいはガラス及びセラミックの混合物
を用いることが可能となる。従って、低融点の低抵抗金
属を導体に用いても、基体を構成する誘電材料及び磁性
材料、あるいはそれらの焼結条件が限定されることがな
く、基体材料の選択範囲を広げることが可能となる。

【００３６】また、ガラス及びセラミックの混合物の場
合には、様々なガラスとセラミックの組み合わせによ
り、従来では温度的な制約から実現不可能であった比誘
電率あるいは比透磁率を実現できる。従って、様々なア
ンテナ特性を備えたチップアンテナを得ることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチップアンテナに係る一実施例の斜視
図である。

【図２】図１のチップアンテナの製造工程を示す概略平
面図である。

【図３】従来のチップアンテナを示す側面図である。

【符号の説明】

１０ チップアンテナ １１ 基体 １２ 導体 １３ 給電用端子

フロントページの続き (72)発明者 鶴 輝久 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 萬代 治文 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電材料及び磁性材料の少なくとも一方
   からなる基体と、該基体の表面及び内部の少なくとも一
   方に形成された少なくとも１つの導体と、前記基体表面
   に設けられ、前記導体に電圧を印加するための少なくと
   も１つの給電用端子とを備え、 前記基体を構成する誘電材料あるいは磁性材料に、前記
   導体の融点よりも低融点のガラス、低温焼結セラミッ
   ク、あるいはガラス及びセラミックの混合物を用いるこ
   とを特徴とするチップアンテナ。