TWI247451B - Chip antenna, chip antenna unit and wireless communication device using the same - Google Patents

Description

1247451 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 〔技術分野〕 本發明係關於將作爲無線通訊裝置之攜帶電話機及移 動終端的內藏天線等使用之晶片型天線及該晶片型天線搭: 載於安裝基板之晶片型天線單元者。 【先前技術】 〔背景技術〕 於攜帶電話機等的移動終端中，例如使用於所謂 8 00MHz頻帶和1 500MHz頻帶之複數的頻帶中，可使用分 集收訊用之小型天線。關於小型晶片型的天線一例，係例 如於日本特開平1 1 - 3 1 9 1 3號公報被揭示。該公報中，揭 示有具備導體，和插入導體中間部之陷波電路，可得於晶 片全體共振，和至陷波電路之共振二個共振。 又，於日本特開2002- 1 1 1 344號公報中，揭示以晶片 天線和構成於基板上之圖案天線，可得二個共振技術。 但’根據日本特開平1 1 -3 1 9 1 3號公報所記載的技 術，可獲得二個共振，不僅構造複雜，經由陷波電路的阻 抗，天線效率會劣化。 又’根據日本特開平2 0 0 2 - 1 1 1 3 4 4號公報記載的技 術’於基板上’以導體線路圖案，製作天線之故，天線部 份會變得非常大，而違反小型化的要求。 然而，接近二個共振的各自共振頻帶時，於廣大的頻 -4- 1247451 ’ (2) 帶，可得到共振。成爲所謂寬頻晶片型天線，但以於前述 公報記載的技術，製作如此晶片型天線時，仍會產生同樣 的問題。 如此的狀況下’期望有以簡易的構造，在複數或寬廣 頻帶’可得到共振的晶片天線的開發。 但是’將天線元件成積層構造，根據積層配置複數的 圖案天線時’可將具有複數的共振晶片型天線，以簡易的 構造而小型化。 但是，改變另一之圖案天線的形狀，調整頻率特性 時，另一的圖案天線頻率特性亦會改變。如此之時，難以 設定成任意的共振頻率。 另一方面，將晶片型天線搭載於安裝基板時，受到線 路的圖案等的影響，雖然些微但仍會改變天線的頻率特 性。 此時，於已知的晶片型天線中，由於無法微調頻率特 性，無法取代天線本身。然後，必需準備數種頻率特性不 同。如此之時，生產性則會惡化。 於此，本發明的目的係以簡易的構造，在複數或寬廣 的頻帶，提供可得共振的晶片型天線。 本發明的其他目的係提供不影響其他的圖案天線頻率 特性’可將特定的圖案天線設定爲任意的共振頻率之晶片 型天線。 本發明的另一目的係提供可簡便調整頻率特性之晶片 型天線。 -5- (3) 1247451 t 【發明內容】 〔發明揭示〕 根據本發明的一形態乃可得具有以介電質或磁性體所 構成，具有積層構造的基體，和形成於前述基體之複數 層，至少圖案之一部分對於積層方向未相互重合之複數圖 案天線，和形成於前述基體之表面，連接於前述圖案天線 之供電端子爲特徵之晶型片天線。 由此，圖案彼此間，經由對於積層方向不重合地，不 影響其他的圖案天線頻率特性下，可將特定的圖案天線， 設定爲任意的共振頻率。 又，根據本發明的其他形態，可得具有安裝基板， 和搭載於前述安裝基板上，以介電質或磁性體所構成之基 體，和形成於前述基體的圖案天線，和形成於前述基體之 表面，連接於前述圖案天線之供電端子，和形成於前述基 體之表面，連接於前述圖案天線之固定端子，和形成於前 述安裝基板，與前述固定端子連接，將前述基體固定於前 述安裝基板之導體所成固定部；以前述固定部之面積，調 整頻率特性爲特徵之晶片型天線單元。 由此，根據本發明的另一形態，可得具有以介電質或 磁性體所構成的基體，和形成於前述基體，具備具有矩形 形狀之第1之區域及由前述第1之區域連續延伸之第2區 域的圖案天線，和形成於前述基體之表面，連接於前述圖 案天線之供電端子之晶片型天線。 -6- (4) 1247451 由此，經由調整沿著第1區域之第2區域的延長方向 之邊長度和第2區域長度，可以簡易的構造，於複數或寬 廣的頻帶，可得到共振。 【實施方式】 . 〔爲實施發明之最佳形態〕 以下，將本發明的實施形態，參照圖面，更具體地說 明。於此，於附加的圖面，於同一構件，附上同一符號， 春 又，省略重複的說明。又，發明的實施形態係實施本發明 特別有用的形態，但本發明不限定該實施形的形態。 首先，參照圖1至圖4，說明本發明的第1實施形 態。 圖1係顯示關於本發明的第1實施形態之晶片型天線 單元斜視圖，圖2係顯示圖1的晶片天線單元之晶片型天 線分解斜視圖，圖3係顯示圖2的晶片型天線截面圖，圖 4係顯示圖1的晶片型天線單元之固定部面積的寬窄之 φ V S W R的頻率特性。 如圖1至圖3所示，本實施形態的晶片型天線1 0係 例如具有以比介電率r= 1 0程度的高頻陶瓷介電材料所形 成之積層構造所成矩形狀的基體1 1。然而’基體1 1係可 _ 以磁性體加以構成。 基體1 1的複數層中，形成圖案天線’如圖2所示， 於第1圖案層l〇a中，形成具有鋸齒狀第1圖案之圖案天 線A1，第2圖案層1 〇b中，形成具有與第1圖案不同鋸 1247451 (5) 齒狀的第2圖案之圖案天線A2。然而，本實施形態中， 圖案天線A 1、A2係成爲鋸齒狀的圖案，但亦可爲例如圓 形，或矩形，或複數層三次元的螺旋狀的圖案等種種的圖 案。 · 如圖1所示，經由基體1 1的底面，通過一個的側 . 面，到達至上面，形成供給端子12。又，基體1 1對向之 二個側面及該周圍鄰接面中，形成固定端子16a、16b。 如圖2所詳示，如此，形成基體1 1的表面之供電端子12 φ 係於二個圖案天線A1，A2的一端，固定端子1 6 a連接於 圖案天線A 1的另一端，固定端子1 6b係連接於圖案天線 A2的另一端。 如圖1所示，晶片型天線1 0係搭載於安裝基板1 3， 經由晶片型天線1 〇和安裝基板1 3，可構成晶片型天線單 元。安裝基板1 3中，具備接地電極1 4，和電路阻抗之例 如整合於5 Οίϊ，將由訊號源（未圖示）的訊號，供給至供 給電子1 2的供電線路1 5，及連接固定端子1 6a、1 6b，將 肇 基體11固定於安裝基板13之導體所成固定部17a、 1 7b ° 然而，於本實施形態中，固定端子16a、16b及固定 部1 7a、1 7b係各自形成於二個地方，但一個地方亦可。 圖案天線A1、A 2，供給端電1 2，接地電極1 4，供給 線路15，固定端子16a、16b及固定部17a，17b係將銅 或銀等金屬導體層圖案化地形成。具體而言，經由例如將 銀等金屬電糊以圖案印刷燒結之方法，將金屬圖案層以電 -8- (6) 1247451 鑛开> 成方法，將薄金屬膜經由蝕刻形成圖案方法等加以形 成。 在此’如圖2所示，具有第1之圖案之圖案天線A! 和具有第2之圖案之圖案天線A2乃對於積層方向未加以 重合。 即’於本實施形態之晶片型天線1 0中，以圖案天線 A1得第1之共振頻率。又，以圖案天線A2得第2之共振 頻率。因此，對於圖案天線A1和圖案天線A2之積層方 向可避免重合。 如此之時，改變一方之圖案天線（例如圖案天線 A 1 )之形狀，調整頻率特性時，對於另一方之圖案天線 (例如圖案天線A2 )之影響則幾乎沒有。因此，不影響 另一之圖案天線（例如圖案天線A2 )之頻率地，可將特 定之圖案天線（例如圖案天線A 1 )設定於任意之共振頻 率 〇 由此，各圖案天線之共振頻率相互獨立之故，天線設 計亦容易。 在此，與供電端子1 2連接之部分或該部分之附近乃 圖案天線A 1和圖案天線A2乃構造上不可避免被重合。 因此，於本說明中，未加以重合乃指除了此等處理部分而 重合者。 然而，重合圖案之一部分亦可，但積層方向之重合之 比例愈大，於另一方之圖案天線之共振頻率調整時之另一 方之圖案天線之頻率特性之變動則會變大。因此，除了前 -9- (7) 1247451 述不可避免之部分以外處，乃未重合者爲佳。 又，本實施形態中，雖顯示相互未重合之2個圖案天 線A1、A2 ’更爲可形成其他之圖案天線。此時，所有之 圖案天線未重合亦可。一部分之圖案天線乃相互重合亦 可。即’至少一部之圖案天線對於積層方向必需相互重 更且，將晶片型天線1 0搭載於安裝基板1 3時，受到 供電線路之圖案或其他之電子零件等之影響，天線之頻率 特性會有些微變化。 即，如圖4所示，固定部i 7 a、1 7 b之面積爲廣時， 共振頻率則向低域側轉移，相反地，固定部1 7 a、1 7 b之 面積爲窄時，則向高域側轉移。在此，於實施形態中，晶 片型天線1 0之共振頻率較預定數値爲低之時，則削減固 定部1 7 a、1 7b，將此向高域側轉移。相反地，晶片型天 線1 〇之共振頻率較預定數値爲高之時，則擴展固定部 1 7 a、ί 7 b之面積，向低域側轉移。 由此地，可簡便調整頻率特性。由此，安裝於安裝基 板I 3 ’改變晶片型天線丨〇之頻率特性時，亦無需更換天 線本身。 然後’如此地，由於無需更換天線本身之故，晶片型 天線1 0乃具有特定頻率特性之一種即可，無需準備數種 頻率特性些微不同的天線型晶片。 本實施形態中，雖採用除去複數之圖案天線之圖案相 互間之積層方向之重合的構造，和調整固定部1 7 a、1 7 b -10- (8) 1247451 之面積，進行共振頻率之微調的構造之二個構造，但亦可 各別獨立採用。然後，採用調整固定部1 7 a、1 7 b之面積 構造時，圖案天線形成於基體之表面或內部，或表面及內 部之時，即圖案天線可爲1個或複數個，因此，基體乃可 非爲積層構造。 由以上說明可知，根據本實施形態時，經由圖案相互 間對於積層方向未重合，不影響到另一方之圖案天線之頻 率特性地，可將特定之圖案天線設定於任意之共振頻率。 又，經由調整固定部之面積，可進行共振頻率之微調 之故，可簡便調整頻率特性。 接著，參照圖5及至圖1 1，說明本發明之第2之實 施形態。， 1 圖5乃顯示有關於本發明之第2之實施形態之晶片型 天線單元之晶片型天線的分解斜視圖，圖6乃顯示形成於 圖5之晶片型天線之第1之圖案之圖案型天線的平面圖， 圖7乃顯示形成於圖5之晶片型天線之第2之圖案之圖案 型天線的平面圖，圖8乃顯示有關第2之實施形態之晶片 型天線單元之晶片型天線之剖面圖，圖9乃顯示有關第2 之實施形態之晶片型天線單元之1〜11(3Ηζ之VSWR之通 訊特性圖。圖1 〇乃爲說明圖5之晶片天線之第2之圖案 之圖案天線的槪念圖，圖1 1乃顯示於圖5之晶片天線之 第2之圖案之圖案天線’使圖1 〇所示特定處之長度變爲 不同之VSWR之頻率特性圖。 然而，本實施形態之晶片型天線之整體構成乃與圖1 -11 - (9) 、 1247451 所示之第1之實施形態之晶片型天線單元同樣之故，省略 圖示。 與第1之實施形態同樣，於基體11之複數層，形成 圖案天線，如圖5所示，於第1之圖案層i 0a，具有鋸齒 狀之第1之圖案的圖案天線A1 (參照圖6 )，於第2之 圖案層10b中，各別形成具有與第丨之圖案不同之面狀之 第2之圖案的圖案天線2 ’ （參照圖7 )。然而，本實施 形態中，圖案天線A 1乃雖成爲鋸齒狀之圖案，例如可爲 圓形或矩形，或複數層之三次元之螺旋狀之圖案等種種之 圖案。 參照圖1，本實施形態之情形亦與前述第1之實施形 態同樣’經由基體1 1之底面透過1個惻面到達上面，形 成供電端子1 2。又，於基體1 1所對向之2個之側面及該 周圍之鄰接面’形成固定端子1 6 a、1 6 b。詳細示於圖5 地，如此杜，形成於基體1 1之表面的供電端子1 2乃於2 個圖案天線A 1、A2 ’之一端，固定端子1 6a乃連接於圖案 天線A 1之另一端，固定端子1 6 b乃連接於圖案天線A 2， 之另一端。 又，於本實施形態中，如圖1所示，晶片型天線10 乃搭載於安裝基板1 3，經由晶片型天線丨〇和安裝基板】3 構成晶片型天線之部分，乃與第1之實施形態時同樣。 又，於安裝基板1 3，將從具備接地電極1 4，電路之阻抗 之側如整合於整合50Ω之信號源（未圖示）之信號供予 供電端子12之供電線路15、及連接固定端子16a、16b -12- (11) 1247451 爲L2時，經由L 1和L2之長度關係所得共振波形則爲不 同。然而，共振波形雖由於各第1之區域S 1、S2之面積 或寬度、供電點之位置等的其他要素而有所不同，於本實 施形態中，可調整前述L 1、L2得期望之共振。 即，如圖1 1 ( a )所示，當L2較L1爲長時，第1之 區域S1之共振頻率較第2之區域S2之共振頻率爲低。 又，如圖1 1 ( b )所示，當較L1，L2爲長時，第2之區 域S 2之共振頻率較第1之區域S 1之共振頻率爲低。 因此，將L1和L2之長度，經由如此地設定，可得2 個共振，將如此圖案天線A2 5經由使用晶片型天線，以一 個圖案天線（即不使用圖案天線A1，僅使用圖案天線 A.2 ’），可得以複數之頻率頻帶加以使用之多頻之無線通 訊裝置。 又，如圖1 1 ( c )所示，L1和L2之長度接近時，兩 者僅差些微時，2個之共振之各共振點接近之故，就結果 而言，於寬廣之頻帶可得共振。因此，將如此圖案天線 A2 ’，使用於晶片型天線，於寬頻帶，可得可使用寬頻之 無線通訊裝置。然而，圖9所示第2之共振F2之波形乃 L1和L2接近之長度時，第2之共振F2之波形之VSWR (Voltage/Standing Wave Ratio 〜電壓 / 定壓波比）爲 2 以 下之頻帶，較第1之共振F1之波形之VSWR爲2以下之 頻帶爲廣，即成爲寬頻。 如此，根據本實施形態時，圖案天線A 1由具有矩形 形之第1之區域S 1 ’和從此第1之區域S 1連續延伸之第 -14- (12) 1247451 2之區域S 2加以構成之故，經由調整沿第1之區域S 1之 第2之區域S2之延伸方向之邊的長度L1和第2之區域 S2之長度L2，以簡易之構造，於複數或寬頻帶，可得共 振。 於以上說明中，雖於晶片型天線1 〇形成2個圖案天 線，即形成圖案天線A1及圖案天線A2，，無需經由圖案 天線A 1所得頻帶時，可無需此圖案天線a ;[。於此時，圖 案天線A2 ’乃可形成於基體1 1之內部及表面。更且，除 了圖案天線A2 5，形成其他之圖案天線時，可做種種之圖 案形狀。又，如本實施形態，圖案天線乃非2個，亦可形 成爲3個以上。 由以上之說明得知，根據本實施形態時，經由調整沿 第1之區域之第2之區域延伸方向之邊的長度和第2之區 域之長度，以簡單之構造，於複數或寬頻帶可得共振。 又，如圖5所示，於本實施形態中，第1圖案之圖案 天線A1和第2之圖案之圖案天線A2’乃對於積層方向， 未重合該大邰分。如此地，採用消除複數之圖案天線之圖 案相互間之堆積方向之重合的構造之故，不影響另一方之 圖案天線之頻率特性地，可得與將特定之圖案天線設定於 任意之共振頻訊之第1之實施形態同樣之效果。 又，當然與第1之實施形態同樣地，經由調整固定部 之面積，進行共振頻率，之微調。 以上，雖將本發明對於第1及第2之實施形態做了說 明，但本發明之晶片型天線及晶片型天線單元乃可使用於 -15- 1247451 (13) 例如攜帶型電話、行動終端、無線LAN卡之內藏天線等 之種種無線通訊裝置。 [圖式簡單說明】 圖1係顯示關於本發明的第1實施形態之晶片型天線 單元斜視圖。 圖2係顯示圖1的晶片型天線單元之晶片型天線分解 斜視圖。 圖3係顯示圖1的晶片型天線單元之晶片型天線截面 圖。 圖4係顯示圖1的晶片型天線單元之固定部面積的寬 窄之VSWR的周波數特毪。 圖5係顯示關於本發明的第2實施形態之晶片型天線 單元之晶片型天線分解斜視圖。 圖6係顯示形成圖5的晶片型天線之第1圖案的圖案 天線平面圖。 圖7係顯示形成圖5的晶片型天線之第2圖案的圖案 天線平面圖。 圖8係顯示圖5的晶片型截面圖。 圖9係顯示關於本發明第2實施形態晶片型天線之 1〜11GHz之VSWR的頻率特性方塊圖。 圖1 〇係說明圖5晶片型天線之第2圖案之圖案天線 之槪念圖。

圖1 1係顯示不同於圖10顯示所定的長度時的VSWR 1247451 (14) 的頻率特性方塊圖。 【符號說明】

Al、A2、A2’圖案天線 10 晶片型天線 11 基體 12 供電端子 13 安裝基板 1 4 接地電極1 5 給電線路 16a、16b固定端子 17a、17b固定部

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Claims (1)

1. (1) 1247451 拾、申請專利範圍 1、 一種晶片型天線’其特徵係具有以介電質或磁性 體所構成，具有積層構造的基體’和形成於前述基體之複 數層，至少圖案之一部分對於積層方向未相互重合之複數 圖案天線， 和形成於前述基體之表面’連接於前述圖案天線之供 電端子。 2、 一種晶片型天線單元，其特徵乃具有安裝基板’ 和搭載於前述安裝基板上，以介電質或磁性體所構成 之基體， 和形成於前述基體的圖案天線， 和形成於前述基體之表面，連接於前述圖案天線之供 電端子， 和形成於前述基體之表面，連接於前述圖案天線之固 定端子， 和形成於前述安裝基板，與前述固定端子連接，將前 述基體固定於前述安裝基板之導體所成固定部； 以前述固定部之面積，調整頻率特性者。 3、 一種晶片型天線單元，其特徵乃具有安裝基板，. 和搭載於前述安裝基板上，具有以介電質或磁性體所 構成之基體， 和形成於前述基體的複數層，至少圖案之一部分對於 積層方向’未相互重合之複數之圖案天線， 和形成於前述基體之表面，連接於前述圖案天線之供 -18- 1247451 (2) 電端子’ 和形成於前述基體之表面，連接於前述圖案天線之固 定端子’ 和形成於前述安裝基板，與前述固定端子連接，將前 述基體固定於前述安裝基板之導體所成固定部； 以前述固定部之面積，調整頻率特性者。 4、 一種無線通訊裝置，其特徵乃使用如申請專利範 圍第1項之晶片型天線或如申請專利範圍第2項或第3項 之任一項所記載之晶片型天線單元者。 5、 一種晶片型天線，其特徵係具有以介電質或磁性 體所構成的基體，和形成於前述基體，具備具有矩形形狀 之第1之區域及由前述第1之區域連續延伸之第2區域的 圖案天線， 和形成於前述基體之表面，連接於前述圖案天線之供 電端子。 6、 如申請專利範圍第5項之晶片型天線，其中，於 前述圖案天線之前述第1之區域和前述第2之區域間，形 成狹縫者。 7、 如申請專利範圍第5項或第6項之晶片型天線， 其中，具有擁有前述圖案天線以外之形狀之其他之圖案天 線。 8、一種無線通訊裝置，其特徵乃使用如申請專利範 圍第5項乃至第7項之任一項之晶片型天線所記載之晶片型 天線。 -19-