CN1399369A - 面安装型天线及其制造方法和具有该天线的无线电通信机 - Google Patents
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Abstract
使在基体上形成有具有设定的谐振频率的辐射电极的面安装型天线容易制造。在电介质基板(10)的连续的4个面即表面(10a)、端面(10b)、背面(10c)和端面(10d)的整个面上形成电极(11)。然后用切割机进行切削，在电介质基板(10)的表面(10a)上的电极(11)上，形成方向与连接端面(10b)和端面(10d)的方向α交叉的窄缝(4)。再沿α方向将电介质基板(10)分切成多个，制成多个在长方体状的基体(2)上近似围绕形成有辐射电极(3)状况的面安装型天线(1)。一次能制成多个面安装型天线(1)。辐射电极(3)(电极11)的形状简单，切割机能高精度加工，所以，通过用切割机进行窄缝(4)的切削加工，能方便地形成具有设定的谐振频率的辐射电极(3)。
Description
技术领域
本发明涉及可以安装在无线电通信机的印刷线路板上的面安装型天线及其制造方法和具有该天线的无线电通信机。
背景技术
能表面安装型在无线电通信机的印刷线路板上的天线(面安装型天线)例如具有片状的基体(例如电介质基体)和形成在该基体上并能收、发信号(电波)的辐射电极而构成。这样的面安装型天线例如可以通过这样的制造方法来制造：通过电镀在片状基体上形成电极，刻蚀该电极而加工成预定的形状，形成辐射电极。或者，也可以通过这样的制造方法来制造面安装型天线：在基体表面印刷厚膜电极膏，形成规定的辐射电极形状，对该电极膏进行干燥和烧固。
但是面安装型天线的基体很微小，历来，是在这样微小的基体上一个一个地独立形成辐射电极，所以存在作业效率差、面安装型天线的制造成本高的问题。
此外，电介质基体的介电常数及大小存在微妙的差异，有时会因此而引起辐射电极的谐振频率产生误差。为了抑制这样的辐射电极谐振频率的误差，必须考虑基体的介电常数和大小，高精度调节辐射电极的形状等，但因为辐射电极很微小，所以要高精度调整该辐射电极的形状等，是非常困难的。
还有，改变面安装型天线的辐射电极谐振频率时，存在的问题是，必须重新设计辐射电极的形状及大小、电介质基体的大小等，需要很多的时间和劳力。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于，提供一种能提高面安装型天线的制造效率、且辐射电极的谐振频率调整和设计变更容易的面安装型天线及其制造方法和使用该天线的无线电通信机。
为了达到上述目的，本发明以如下所示的构成作为解决上述课题的手段。即，第1发明是在长方体状的基体上形成有进行天线动作的辐射电极的面安装型天线，其特征在于，在基体的连续的4个面即前端面、表面、后端面及背面的几乎整个面上，形成辐射电极，成基本围绕基体的形状，在该辐射电极上，方向与基体的围绕方向交叉的窄缝在辐射电极的整个宽度上形成，夹着该窄缝相邻的电极端之中，至少一个为了调整辐射电极的谐振频率而由切削机进行了切削。
第2发明是一种制造多个面安装型天线的方法，其特征在于，该方法是在电介质基体的正反两个面及相互相对的2端面的整个面上设置电极，然后通过用切割机(dicer)进行切削，在电介质基板的表面电极上设置方向与连接所述2端面的方向交叉的窄缝，再用切割机沿连接所述2端面的方向将电介质基板切成多块，在长方体状基体上几乎围绕形成辐射电极，并且，用切割机在电介质基板的表面电极上形成窄缝时，用与面安装型天线的辐射电极预定的设定谐振频率对应的形成位置及窄缝宽度来形成窄缝。
第3发明是一种制造多个面安装型天线的方法，其特征在于，该方法是在电介质基板背面的整个面及相互相对的2端面的整个面上设置电极，并在电介质基板表面设置形成有方向与连接所述2端面的方向交叉的窄缝的电极，然后用切割机将电介质基板沿连接所述2端面的方向切成多个，在长方体状基体上形成几乎围绕的辐射电极，并且，在用切割机切割电介质基板之前，对设于电介质基板表面的电极，用切割机切削夹着窄缝相邻的电极端中的至少一方，将面安装型天线的辐射电极的谐振频率调整为预定的设定谐振频率。
第4发明具有第2发明或第3发明的构成，其特征在于，利用电镀及厚膜电极形成方法之中的一种，在电介质基板上形成电极。
第5发明涉及无线电通信机，其特征在于，设有利用第1发明的面安装型天线或第2或第3或第4发明的面安装型天线的制造方法所制造的面安装型天线。
在本发明中，面安装型天线的辐射电极在基体的连续4个面即前端面、表面、后端面及背面的几乎整个面上形成，成为近似围绕基体的形状，在该辐射电极上，方向与基体的围绕方向交叉的窄缝设置在辐射电极的整个宽度上，形成开放端。这样的辐射电极由于窄缝的形成位置及窄缝的宽度可以改变，从辐射电极预定的馈电部至上述开放端(即作为窄缝的端边的电极端)的长度可以改变，该辐射电极的电气长度可以改变，所以，能够改变辐射电极的谐振频率。
因此，本发明可以通过用切割机调整窄缝的形成位置及窄缝宽度，容易地调整辐射电极的谐振频率，此外，设计变更也能简单且迅速进行。还有，因为辐射电极的形状非常单纯，所以其制造也容易。例如，在本发明中，利用特征性制造方法，能制造上述面安装型天线。利用本发明的制造方法，一次可以制造多个面安装型天线，所以，能大幅度减少面安装型天线的制造成本。此外，切割机能高精度地加工电极，并且通过对窄缝的形成及窄缝宽度进行调整，使辐射电极具有设定的谐振频率就很容易。
附图说明
图1为示意性示出第1实施形态例子中特征性面安装型天线之一例的说明图。
图2为示意性示出使窄缝的形成位置与图1所示面安装型天线不相同的面安装型天线之一例的说明图。
图3所示为说明第1实施形态例子的面安装型天线制造方法用的制造工序过程图。
图4为说明第2实施形态例子中特征性面安装型天线的制造方法用的制造工序过程图。
图5所示为第3实施形态例子中的面安装型天线的制造方法利用电镀时、说明用的制造工序过程图。
图6所示为第3实施形态例子中的面安装型天线的制造方法利用厚膜电极形成法时、说明用的制造工序过程图。
具体实施方式
下面根据附图说明本发明的实施形态的例子。
在图1(a)中，用立体图示意性示出第1实施形态例子的无线电通信机中特征性面安装型天线，图1(b)所示为图1(a)所示面安装型天线的展开图。又，无线电通信机的结构有各种各样的结构，采用该第1实施形态例子，无线电通信机的面安装型天线以外的结构可以采用任何一种结构，在此省略对面安装型天线之外的无线电通信机结构的说明。
在该第1实施形态例子中，特征性面安装型天线1具有电介质构成的长方体状(薄长方形)的基体2，在该基体2的连续的4个面即表面2a、前端面2b、背面2c及后端面2d的几乎整个面上，形成有辐射电极3。即，辐射电极3呈近似围绕基体2的形状。
在该辐射电极3上，在基体2的表面2a上的部位，设有窄缝4，形成开放端K。窄缝4在与辐射电极3的围绕方向交叉的方向(在图示的例子中为基本正交的方向)，在辐射电极3的整个宽度上形成，该窄缝宽度H在整个长度上是等宽的。
这样的面安装型天线1例如安装在无线电通信机的印刷电路板上，在基体2的前端面2b上形成的辐射电极3的部分与无线电通信机的信号供给源连接。即，在该第1实施形态例子中，前端面2b上的辐射电极3的部位是接受来自信号供给源6的信号的供电部。另外，图1(c)示意性示出辐射电极3与信号供给源6的关系。
一旦信号从信号供给源6供给面安装型天线1(辐射电极3)，例如该信号的几乎全部从供电部(基体2的前端面2b上的部分)经过背面2c上的部位和后端面2d上的部位，直至到达表面2a上的开放端K，使辐射电极3在这样的区域通电。由于该信号供给，辐射电极3作谐振动作(天线动作)，从而进行信号的发送及接收。
但为了使辐射电极3以预定的频带进行信号的发送和接收，辐射电极3必须具有与该设定的频带对应的谐振频率。通过改变从该辐射电极3的供电部即前端面2b上的部位经过背面2c上的部位及后端面2d上的部位到达表面2a上的开放端K为止的信号通电路径的电气长度，辐射电极3的谐振频率可以改变。此外，通过改变窄缝4的形成位置、窄缝4的宽度H，改变从所述供电部至开放端K的信号导通路径的长度，该辐射电极3的电气长度可以进行改变调整。
因此，在该第1实施形态例子中，通过实验或模拟等，根据使辐射电极3能具有实现预定的设定谐振频率用的电气长度的要求，求出窄缝4的形成位置及窄缝宽度H，并用该求出的形成位置及窄缝宽度H，在基体2的表面2a上的辐射电极3上形成窄缝4。
另外，根据辐射电极3的设定的谐振频率，有时会如图2(a)所示那样，窄缝4要形成在基体2的表面2a的靠近后端面2d处。换言之，有时辐射电极3的供电部会与窄缝4的形成位置远离。在这样的情况下，辐射电极3呈具有可发送或接收信号的2个辐射电极3a、3b功能的状态(即，从供电部经过背面2c上的部位和后端面2d上的部位到达表面2a的开放端K为止区域的辐射电极3a，以及从供电部到表面2a的开放端K’为止的辐射电极3b)。图2(b)示意性示出该辐射电极3a、3b与信号供给源6的关系。
在这样形成有2个辐射电极3a、3b的情况下，作为信号通信用，可以使其中的任一个，也可以使用双方。当然，这些辐射电极3a、3b的各谐振频率通过窄缝4的形成位置及窄缝4的宽度H可调整为设定的谐振频率。此外，这些辐射电极3a的谐振频率与辐射电极3b的谐振频率最好相分离到能防止相互干扰的程度。
该第1实施形态例子所示的面安装型天线1的构成如上所述。下面根据图3说明该面安装型天线1的制造工序之一例。
首先，准备如图3(a)所示那样的电介质基体板10。该电介质基板10具有能切出多个面安装型天线1的基体2的大小。在这样的电介质基板10上，如图3(b)所示，通过电镀形成电极11。因为利用电镀，所以，在电介质基板10的整个面上，即正反面10a、10c及端面10b、10d、10e、10f，形成了电极11。
然后如图3(c)所示，在电介质基板10的表面10a上的电极11上，用切割机进行切削，形成窄缝4。该窄缝4在电介质基板10的与连接端面10b和10d的方向α交叉的方向(在本例中，为近似正交的方向)从端面10e一侧设置到端面10f一侧，且形成为基本相等的宽度H。
该窄缝4的形成位置及窄缝宽度H是根据面安装型天线1的辐射电极3的设定谐振频率预先决定的，该窄缝4的形成位置及窄缝宽度H的信息预先提供给切割机的控制装置，利用该信息切割机进行自动控制，开设窄缝4。又，如上所述，窄缝4的形成位置及窄缝宽度H是与辐射电极3的设定的谐振频率相对应的，是适当设定的，所以，并不受图3(c)的图所示的窄缝4的形成位置或窄缝宽度H的限制。
然后如图3(d)所示，用切割机将电介质基板10沿所述α方向的切断线L切割出图1(a)或图2(a)所示那样的多个面安装型天线1。又，在该电介质基板10的分切工序中，切除电介质基板10的端面10e侧的端部13a和端面10f侧的端部13b，制成未形成有电极11(辐射电极3)的侧面。
根据该第1实施形态例子，辐射电极3在基体2的连续的4个面上形成，成为近似围绕基体2的形状，在该辐射电极3上，设置方向与基体2的围绕方向交叉的窄缝4，形成开放端K，所以，辐射电极3的形状非常单纯。此外，该辐射电极3通过改变窄缝4的形成位置及窄缝宽度H，改变从供电部至开放端K的电气长度，就可以方便地改变谐振频率。由此，将辐射电极3的谐振频率调整到设定的频率就变得容易，并且设计改变时，也能方便且迅速地对应。
还有，假定辐射电极3的形状很复杂，则在制造工序中，在电介质基板10上形成辐射电极3时，就必须进行该辐射电极3的定位。而在该定位精度不佳的情况下，在电介质基板10的切断工序中，例如会发生辐射电极3被切断、制造出不合格的面安装型天线这样的问题。
与此相对照，在上述第1实施形态例子中，因为辐射电极的形状如上所述非常单纯，所以在制造工序中，不必很麻烦地进行辐射电极3的形成定位，在电介质基板10的表面10a、端面10b、背面10c及端面10d的各个面的整个面上，形成电极11(辐射电极3)，然后，用切割机形成窄缝4，只要再将电解质基板10分切开，就能简单地制造面安装型天线1。因此，能提高材料利用率。
还有，根据该第1实施形态例子制造方法，因为一次能制造多个面安装型天线1，所以，与在一个一个的基体2上分别形成辐射电极3来制造面安装型天线1的情况相比，能显著提高面安装型天线1的制造效率，能大幅度降低面安装型天线1的制造成本。
再有，根据该第1实施形态例子，利用切割机形成窄缝4，因为利用该切割机的加工精度非常高，所以能如设计所规定的那样高精度形成窄缝4。因此，在制造面安装型天线1之后，不进行为了使辐射电极3的谐振频率调整到设定的谐振频率而进行的频率调整也行。
通过用同一台切割机进行窄缝4的形成工序和电介质基板10的切断工序，从窄缝4的形成到电介质基板10的切断为止的一系列作业就能连续进行，所以，能缩短面安装型天线1的制造时间，能降低制造成本。
还有，用该第1实施形态例子所示的制造工序制造面安装型天线1，只要改变切割机的设定，就能改变窄缝4的形成位置及窄缝宽度H，并且能方便地改变基体2的宽度。因此，能方便且迅速地适应面安装型天线1的设计变更。
下面说明第2实施形态例子。在该第2实施形态例子中，除了面安装型天线1的制造方法之外，与第1实施形态例子基本是相同的。又，在该第2实施形态例子的说明中，与第1实施形态例子相同构成的部分标上相同的符号，省略相同部分的重复说明。
在该第2实施形态例子中，在制造如图1(a)或图2(a)所示那样的面安装型天线1的工序中，首先如图4(a)所示那样，与第1实施形态例子一样，准备能切出多个基体2的电介质基板10。
然后如图4(b)所示，利用厚膜电极形成法在该电介质基板10上形成电极11。具体是，例如在电介质基板10上通过印刷形成膏状电极形成材料，将其干燥、烧固而形成电极11。因为利用这样的厚膜电极形成法，所以，在该第2实施形态例子中，从电介质基板10的6个面之中，有选择地在表面10a、端面10b、背面10c和端面10d这样连续的4个面上，形成电极11。
然后如图4(c)所示，与第1实施形态例子一样，在电介质基板10的表面10a上的电极11上，形成窄缝4。再如图4(d)所示，将电介质基板10沿α方向(即，连接端面10b和10d的方向)进行分切，切出多个面安装型天线1。就这样制造面安装型天线1。
根据该第2实施形态例子，能获得与第1实施形态例子相同的出色效果。而且，在该第2实施形态例子中，因为在电介质基板10上形成电极11时，采用厚膜电极形成法，所以，可以在电介质基板10的6个面之中选择出的4个面10a、10b、10c、10d上形成电极11。
即，因为在电介质基板10的端面10e和10f上未形成电极，所以，不必为了制成未形成电极的侧面而除去电介质基板10的端面10e侧的端部13a及端面10f侧的端部13b。因此，该第2实施形态例子如图4(d)所示，电介质基板10的端部也可以用作形成面安装型天线1用的区域，可以消除浪费。又，图4(d)所示的符号13，表示由电介质基板10制造设定数量的面安装型天线1时产生的剩余部分。
此外，如上所述，因为在切分电介质基板10时，不必进行除去端面10e侧的端部13a及端面10f侧的端部13b的作业，所以，与第1实施形态例子所示制造方法相比，可以减少用切割机对电介质基板10的切断次数，能缩短电介质基板10的切断作业时间。
下面说明第3实施例例子。在该第3实施形态例子中，面安装型天线的制造方法有特征，除此之外与上述各实施形态例子一样。又，在该第3实施形态的说明中，与上述各实施形态例子相同构成的部分标上相同的符号，省略相同部分的重复说明。在该第3实施形态例子中，利用图5和图6说明面安装型天线1的制造工序，其中图5是利用电镀在电介质基板10上形成电极11时的制造工序例子说明图，图6是利用厚膜电极形成法在电介质基板10上形成电极11时的制造工序说明用图。
在该第3实施形态例子中，与所述各实施形态例子一样，在图5(a)所示的电介质基板10上，如图5(b)所示那样，通过电镀在6个面的整个面上形成电极11。或者，利用厚膜电极形成法，在电介质基板10的6个面之中，在选择的4个面10a、10b、10c、10d的整个面上，形成电极11。
然后如图5(c)或图6(b)所示，利用刻蚀在电介质基板10的表面10a上的电极11上，形成窄缝4。此时，该窄缝4的宽度h与使面安装型天线1的辐射电极3变为设定的谐振频率用的窄缝H相比，宽度稍窄。
这样之后，如图5(d)或图6(c)所示，将夹着窄缝4相邻的电极端K、K’中的至少一方侧用切割机进行切削，将窄缝4的宽度扩大到设定的宽度H，以使面安装型天线1的辐射电极3变为设定的谐振频率。换言之，用切割机切削辐射电极3的电极端(开放端)K(或K’)，以使面安装型天线1的辐射电极3具有为了具有谐振频率用的电气长度。
然后，如图5(e)或图6(d)所示，与上述各实施形态例子一样，用切割机将电介质基板10分切成多个，切出多个面安装型天线1。这样就能制造如图1(a)或图2(a)所示的面安装型天线1。
根据该第3实施形态例子，能获得与上述各实施形态例子一样的效果。而且，因为是通过刻蚀在电介质基板10a上的电极11上形成窄缝4之后，利用切割机将窄缝4的宽度扩大到与辐射电极3的设定谐振频率对应的宽度H，将面安装型天线1的辐射电极3的谐振频率调整到设定的谐振频率，所以，能获得如下所述的效果。
例如，在使切割机相对电介质基板10从端面10e侧相对移动到端面10f侧来形成窄缝4时，一次的移动由切割机形成的窄缝的宽度非常窄。因此，如果窄缝4的设定宽度H较宽，且该窄缝4的整个宽度要由切割机来形成，由必须使切割机作多次往复移动，窄缝4的形成所需作业时间就长。
而在该第3实施形态例子中，切割机仅用于窄缝4宽度的微调，所以，可以减少如上所述的切割机的往复移动次数，可以缩短由切割机进行电极切削的作业所需时间。该第3实施形态例子所示制造方法对窄缝宽度宽时非常有效。
此外，因为在切断电介质基板10之前，如上所述，调整窄缝4的宽度，进行辐射电极3的谐振频率的调整，所以，与在各面安装型天线1分离之后再这样进行辐射电极3的频率调整的情况相比，能显著提高面安装型天线1的制造效率。
又，本发明并不限于上述各实施形态例子，可以采用各种各样的实施形态。例如在图3至图6中，示出了由电介质基板10制造7个面安装型天线1的例子，但由一片电介质基板10制造出的面安装型天线1的数量并无特别限定，可以适当设定。
此外，在上述各实施形态例子中，作为在电介质基板10上形成电极11的方法，示出了使用电镀或厚膜电极形成法的例子，但当然，也可以利用其它的电极形成方法在电介质基板10上形成电极11。
根据本发明，面安装型天线的辐射电极在基体的连续的4个面即前端面、表面、后端面及背面的几乎整个面上形成，呈近似围绕基体的形状，该辐射电极的形状非常单纯。此外，在该辐射电极上，方向与基体的围绕方向交叉的窄缝在辐射电极的整个宽度上形成，通过改变该窄缝的形成位置及窄缝宽度，可以改变从辐射电极的预定供电部至窄缝的端边即电极端(开放端)为止的电气长度，就能改变调整辐射电极的谐振频率。
在本发明中，利用切割机，夹着窄缝相邻的电极端之中的至少一侧被切削，辐射电极的电气长度被调整，辐射电极的谐振频率被调整。因为切割机能高精度加工电极，所以，能高精度调整辐射电极的谐振频率，能提高面安装型天线及装有该面安装型天线的无线电通信机的可靠性。
此外，因为仅改变窄缝的形成位置或窄缝宽度，就能调整辐射电极的谐振频率，所以，能方便且迅速地进行设计变更。
另外，在本发明中，因为在基体的前端面、表面、后端面及背面的几乎整个面上形成辐射电极，辐射电极呈近似围绕基体的形状，仅在该辐射电极上形成有窄缝，制成非常单纯的形状，所以，用本发明的制造方法，即，在制造工序中，在电介质基板的正反两个面和相互相对的2个端面的几乎整个面上设置电极，然后用切割机在电介质基板的表面电极上形成窄缝(或扩大在表面电极所形成的窄缝的宽度)，再将电介质基板分切成多个，制造多个面安装型天线，就能方便地制造面安装型天线。此外，因为一次能制造多个面安装型天线，所以，能大幅度提高面安装型天线的制造效率，能降低面安装型天线的制造成本。
此外，在电介质基板的表面上的电极已形成有窄缝的状态下，用切割机切削电极端来调整辐射电极的谐振频率的方法，因为切割机仅使用于窄缝宽度的微调，所以，能缩短用切割机进行电极切削所需时间。
Claims (5)
1.一种在长方体状的基体上形成有进行天线动作的辐射电极的面安装型天线，其特征在于，在基体的连续的4个面即前端面、表面、后端面及背面的几乎整个面上，形成辐射电极，形成近似围绕基体的形状，在该辐射电极上，方向与基体的围绕方向交叉的窄缝在辐射电极的整个宽度上形成，夹着该窄缝相邻的电极端之中，至少一个为了调整辐射电极的谐振频率而由切削机进行了切削。
2.一种制造多个面安装型天线的方法，其特征在于，该方法是在电介质基体的正反两个面及相互相对的2端面的整个面上设置电极，然后通过用切割机进行切削，在电介质基板的表面电极上设置方向与连接所述2端面的方向交叉的窄缝，再用切割机沿连接所述2端面的方向将电介质基板切成多个，在长方体状基体上几乎围绕形成辐射电极，并且，用切割机在电介质基板的表面的电极上形成窄缝时，用与面安装型天线的辐射电极预定的设定谐振频率对应的形成位置及窄缝宽度来形成窄缝。
3.一种制造多个面安装型天线的方法，其特征在于，该方法是在电介质基板背面的整个面及相互相对的2端面的整个面上设置电极，并在电介质基板表面设置形成有方向与连接所述2端面的方向交叉的窄缝的电极，然后用切割机将电介质基板沿连接所述2端面的方向切成多个，在长方体状基体上形成近似围绕基体的辐射电极，并且，在用切割机分割电介质基板之前，对设于电介质基板表面的电极，用切割机切削夹着窄缝相邻的电极端中的至少一方，将面安装型天线的辐射电极的谐振频率调整为预定的设定谐振频率。
4.根据权利要求2或3所述的面安装型天线的制造方法，其特征在于，利用电镀及厚膜电极形成方法之中的一种，在电介质基板上形成电极。
5.一种无线电通信机，其特征在于，设有利用权利要求1所述的面安装型天线或权利要求2或权利要求3所述的面安装型天线的制造方法所制造的面安装型天线。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050622 Termination date: 20210723 |