发明内容
本发明就是鉴于上述情况而开发的，其目的在于，提供一种可提高发
射效率的小型天线。本发明的目的还在于，提供一种小型天线及其制造方
法，该小型天线可牢固地安装在电路基板上。
为了实现上述目的，本发明第一方面的小型天线具有天线导体，所述
天线导体由弯曲的线状芯材和包覆所述芯材外表面的至少一部分、并具有
比所述芯材的电导率高的电导率的导体膜形成。
在本发明第二方面的小型导体中，所述导体膜具有由下式决定的表皮
深度δ以上的膜厚。
δ = ( 2 / ( σ · μ · ω ) ) ]]>
其中，σ为导体的电导率，μ为导体的导磁率，ω为角频率。
在本发明第三方面的小型天线中，所述芯材由铜合金形成，所述导体
膜由铜形成。
本发明第四方面的小型天线具有由接收和发送电波的发射部和将该发
射部连接在电路基板上的端子部形成的天线导体，为了提高焊接特性，所
述端子部被覆有连接膜，所述发射部不形成该连接膜。
在本发明第五方面所述的小型天线中，所述连接膜具有比所述发射部
的表面侧的层的电导率低的电导率。
在本发明第六方面所述的小型天线中，所述连接膜由焊剂镀覆形成。
在本发明第七方面所述的小型天线中，所述连接膜覆盖所述端子部的
整个面。
在本发明第八方面所述的小型天线中，所述发射部和所述端子部通过
冲切加工金属板而形成。
在本发明第九方面所述的小型天线中，所述发射部由电介质覆盖，所
述端子部自所述电介质露出。
在本发明第十方面的小型天线中，所述天线导体由芯材和包覆该芯材
的至少相当于发射部的外表面的导体膜形成，所述导体膜由比所述芯材的
电导率高的材料形成。
在本发明第十一方面的小型天线中，所述导体膜具有由下式决定的表
皮深度δ以上的膜厚。
δ = ( 2 / ( σ · μ · ω ) ) ]]>
其中，σ为导体的电导率，μ为导体的导磁率，ω为角频率。
本发明第十二方面所述的小型天线的制造方法包括：冲切工序，其通
过冲切加工金属板形成天线导体，该天线导体具有发送、接收电波的发射
部和将该发射部连接在电路基板上的端子部；被覆工序，用电介质被覆所
述发射部；连接膜形成工序，使用所述电介质作为掩模，对所述端子部选
择性地形成所述连接膜。
在本发明第十三方面所述的小型天线的制造方法中，在所述冲切工序
中，以还包括支承所述天线导体的框的形状进行所述金属板的冲切加工，
在所述连接膜形成工序后还包括自所述框切断天线导体的切断工序。
在本发明第十四方面所述的小型天线的制造方法中，在所述冲切工序
中，以所述框和所述端子部分离的形状进行所述金属板的冲切加工。
在本发明第十五方面所述的小型天线的制造方法中，在所述冲切工序
中，以所述框和所述端子部连接的形状进行所述金属板的冲切加工，在所
述连接膜形成工序前设有将所述框和所述端子部切离的预备切断工序。
附图说明
图1是本发明实施例1的小型天线的简要结构图；
图2是图1所示的小型天线的结构的横剖面图；
图3(a)、图3(b)是图1所示的天线和电路基板的连接状态图，图3(a)、
图3(b)显示不同的连接状态；
图4是图3(a)、图3(b)所示的天线导体的端子部结构的横剖面图；
图5(a)、图5(b)、图5(c)、图5(d)是显示设在芯材外表面上的导体膜的
比例方式的剖面图；
图6是显示发射效率相对图5(a)、图5(b)、图5(c)、图5(d)所示的导体
膜比例而变化的图；
图7是显示发射部断面为圆形的情况的图；
图8是用于本发明实施例2的包括天线导体的导体图形的平面图；
图9是将图8所示的导体图形设置在金属模型中的状态下的水平剖面
图；
图10(A)、图10(B)、图10(C)是分别显示图9所示的W-W线、X-X线、
Y-Y线部分的剖面图；
图11是图10(B)所示的Z-Z线部分的剖面图；
图12是显示将与图8所示的导体图形形成一体的基体自金属模型中取
出后的状态的平面图；
图13(A)、图13(B)、图13(C)、图13(D)显示由实施例2的制造方法制
造的小型天线的一个例子，图13(A)是平面图，图13(B)是侧面图，图13(C)
是背面图，图13(D)是正面图；
图14是以设置在金属模型中的状态显示实施例3的导体图形的水平剖
面图；
图15是实施例4的实施例所示的导体图形的平面图；
图16是本发明实施例5的小型天线的简要结构图；
图17(a)、图17(b)是显示图16所示的小型天线结构的横剖面图；
图18(a)、图18(b)是图16所示的天线导体的安装部附近的安装时的状
态的立体图及剖面图；
图19是显示图16所示的小型天线的制造方法的图(其一)；
图20是显示图16所示的小型天线的制造方法的图(其二)；
图21是显示图16所示的小型天线的制造方法的图(其三)；
图22是显示由端子部和框的连结固定发射部的情况下的金属板的图；
图23是显示端子部和框分离情况下的金属板的图；
图24(a)是显示用图23所示的金属板制造的小型天线的图，图24(b)是
将该小型天线焊接在电路基板上的状态下的端子部的剖面图；
图25是将端子部弯折在基体下侧焊接在基板上的情况下端子部的剖面
图；
图26是现有小型天线的简要结构图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的小型天线及其制造方法的理想实施例。
(实施例1)
图1是本发明实施例1的小型天线的简要结构立体图。图1中，该小
型天线1具有天线导体A和电介质制基体3，其中，天线导体A具有弯曲
成蛇形的发射部2和端子部4，基体3外形形成长方体，无间隙地包围该发
射部2的周围。在发射部2的一端形成有自电介质制的基体3突出的端子
部4。
图2是图1所示的小型天线1的横剖面图。图2中，发射部2由基体3
无间隙地包围。基体3由电介质形成。发射部2通过在芯材2a的外表面电
镀电导率高于芯材2a的纯铜等电导率高的材料而形成导体膜2b，其中，芯
材2a是冲切磷青铜或铁等的线状硬质且具有弹性的金属板材而形成的。导
体膜2b围绕芯材2a的全周且贯穿全长而形成。导体膜2b的厚度d定为表
皮深度δ。
通常，在高频电流于导体中流动的情况下，由于趋肤效应，电流集中
在自导体表面至表皮深度δ的区域流动。该表皮深度δ是由
δ = ( 2 / ( σ · μ · ω ) ) ]]>
所定义的深度。这里，σ为导体的电导率，μ为导体的导磁率，ω为角频
率(2π×频率)。
因此，通过将图2所示的发射部2的导体膜2b的膜厚d设定为表皮深
度δ以上，几乎所有电流将通过高电导率的导体膜2b内，而不通过芯材2a，
从而可充分地提高天线的发射效率。这种情况下，芯材2a由于使用了硬质
且具有弹性的材料，故可抑制制造天线时的变形，可提高发射部2的可靠
性。
图3(a)、图3(b)是天线导体A的端子部4附近的结构图。图4是图3(a)、
图3(b)所示的端子部4的横剖面图。另外，天线导体A的发射部2的芯材
2a由磷青铜形成，导体膜2b由纯铜形成。如图4所示，作为连接膜，端子
部4之上还包镀有由Ni(镍)的导体膜4b和金(Au)的导体膜4c构成的多层
膜。这里，导体膜4b的Ni是为了提高与Au的接触性(浸湿性)而设置的。
而导体膜4c的Au用于防锈并改善焊剂浸湿性。
这里，在图3(a)所示的例子中，端子部4的前端部4d弹性且紧固地与
基板6上形成的导体图形5的安装部5a相接，由此，形成电连接。在图3(b)
所示的例子中，端子部4的前端部4d焊接在基板6的安装部5a，利用焊剂
7电连接。
另外，在上述基体3内的发射部2仅形成一层导体膜2b，但并不限于
此，也可以层积多层由电导率高的金属构成的层。
另外，导体膜2b即使不覆盖芯材2a的整个外表面也可一定程度地防
止发射效率的降低。图5(a)、图5(b)、图5(c)、图5(d)显示导体膜2b覆盖
发射部2的芯材2a的外表面的形式，图6是显示发射效率相对图5(a)、图
5(b)、图5(c)、图5(d)所示的各结构的导体膜2b而变化的图。
图5(a)表示导体膜不形成在芯材2a外表面上的情况下的剖面图，图5(b)
表示导体膜仅形成在芯材2a的一个长边区域的情况下的剖面图，图5(c)表
示导体膜仅形成在芯材2a的两个长边区域的情况下的剖面图，图5(d)表示
在芯材2a整个外表面上形成导体膜的情况下的剖面图。图6的各点P1～P4
分别表示图5(a)～图5(d)所示结构下的发射效率(％)。另外，芯材2a的断面
积是100μm×200μm。
如图6所示，在假定全部由纯铜形成发射部2的情况下的发射效率为100
％时，则在完全没有导体膜的情况下(图5(a))发射效率为38％左右。而仅在
一侧的长边设有导体膜的情况下(图5(b))发射效率为70％左右。仅在两个
长边设有导体膜的情况下(图5(c))发射效率为89％。在芯材2a整个外表面
设有导体膜的情况下(图5(d))发射效率大致为100％，与全部由铜形成的发
射部大致相同。
由此结果可知，本例中的天线具有下述优点。在整个芯材2a的外表面
设有由纯铜构成的导体膜的情况下，可实现全部由纯铜形成发射部2的情
况大致相同的发射效率。而且，芯材2a由磷青铜形成，故发射部2具有维
持高的可靠性所必需的足够的硬质及弹性。另外，在将金、银等具有高电
导率的材料应用于导体膜的情况下，可更有效地提高发射效率。这种情况
下，与发射部2全部由昂贵的金或银形成的情况相比可减少其用量，可低
成本地得到高的发射效率。
另外，即使是仅在芯材2a的一部分形成导体膜2b的情况下(图5(b)、
图5(c))，也可利用趋肤效应维持较高的发射效率。
通常，当将发射部2形成蛇形或螺旋状时，与形成线状相比，具有降
低发射效果的问题，但是，如本例的天线所述，通过设置导体膜2b可解决
该问题。
下面，说明上述小型天线的制造方法。在小型天线1的制造中，首先，
通过冲切磷青铜板金形成弯曲成蛇形的断面为100μm×200μm的芯材
2a。然后，在该芯材2a的外表面上镀铜形成导体膜2b。
之后，在将镀铜后的天线导体A装入压注成形用金属模型后，将电介
质材料(陶瓷-树脂复合材料)压注成形为长方体，形成基体3。此时，端子
部4形成为基体3的外部。另外，在对端子部4实施包镀时，是在导体膜2b
形成后依序被覆导体材料。
另外，在上述实施例1中，导体膜2b的膜厚d设定为表皮深度δ，但
膜厚d最好厚于表皮深度δ。但是，比其薄也可以。另外，也可以将导体
膜2b形成在芯材2a的外表面的局部。另外，也可以组合膜厚d变化的结
构。无论何种情况，与完全没有导体膜2b相比可得到趋肤效应，可保持天
线导体A的弹性及防止发射效率的降低。
在上述实施例1中，是将发射部2形成蛇形，但并不限于此，可以形
成螺旋状等任意形状。另外，在上述实施例1中，发射部2的断面形状为
矩形，但不限于此，也可以将发射部2的断面形状做成圆(参照图7)或椭圆
等任意形状。这种情况下，例如，如图7所示，在芯材12a的外表面上形
成导体膜12b，其厚度d定为表皮深度δ。
(实施例2)
在实施例2中，从天线的制造方法开始说明。首先，利用金属薄板的
冲切加工或蚀刻加工等形成图8所示的导体图形110(冲切工序)。
该导体图形110具有由厚0.1mm左右的金属板构成的长方形平板状天
线导体112和围绕在其周围的框114(支承部)，天线导体112的发射部112a
和框114之间形成由多个支承片116、供电端子部118及接地端子部120和
固定端子部122连结的形式，其中，多个支承片116在天线导体112的发
射部112a的两侧缘以适当的间隔形成，供电端子部118及接地端子部120
形成于天线导体112的发射部112a的一侧端缘，固定端子部122形成于发
射部112a的另一侧端缘。
另外，在本例中，由发射部112a和端子部118、120、122构成天线导
体112。标号124是利用冲切加工等形成的开口部，标号126同样是定位孔。
虽然也可以不设框114，但设置框114容易操作导体图形110。固定端
子部122根据需要而设置，也可以不设置。接地端子部120根据天线导体
的种类不同，有时也可以省略(例如，在天线导体是蛇形天线导体等的情况
下可不设置)。
然后，如图9～图11所示，将该导体图形110以下模128B的定位销129
为基准设置在金属模型128A、128B中。也就是说，由上模128A和下模128B
的分型面夹持框114、各支承片116的外端侧和各端子部118、120、122的
外端侧进行设置，使天线导体的发射部112a、各支承片116的内端侧的一
部分和各端子部118、120、122的内端侧的一部分位于金属模型128A、128B
的型腔130内。
在该状态下，将树脂和陶瓷粉末混合构成的电介质注入型腔130内(被
覆工序)。成形后，打开金属模型128A、128B取出与导体图形110形成一
体的树脂成形体，则形成图12所示的形态。
自金属模型取出成形体后，将其放入电镀液中，进行镀焊剂处理(连
接膜形成工序)。然后，沿由电介质构成的基体132的两侧面切断支承片116，
同时，将各端子部118、120、122的外端自框114切离，进行弯曲加工，
则可得到图13(A)、图13(B)、图13(C)、图13(D)所示的小型天线136。该
小型天线136为表面安装型，其天线导体112的发射部112a埋入基体132
中，供电端子部118及接地端子部120自基体132的一侧端面露出，固定
端子部122自另一侧端面露出。各端子部118、120、122上作为连接膜进
行了镀焊剂处理。
(实施例3)
图14显示实施例3。该实施例3与所述实施例2不同的是使用了未设
置支承片116的导体图形1 10。这种情况下，由上下模128A、128B的分型
面夹持天线导体112的发射部112a的固定端子部122侧的端缘、供电端子
部118和接地端子部120。
(实施例4)
图15表示实施例4。图15是成形工序结束后的状态。该实施例4与实
施例2的不同点是使用了各端子部118、120、122未与框114相连的导体
图形110。在该实施例中，由于预先将各端子部118、120、122自框114分
离，故对端子部整个周面(切断面)的电镀处理容易进行。
(实施例5)
图16是本发明实施例5的小型天线的简要结构立体图。图16中，该
小型天线201包括具有长方形发射部202的天线导体B和无间隙地包围该
发射部202周围且外形形成长方体的电介质制基体203。发射部202的两端
形成有自基体203突出的端子部204～206。
图17(a)、图17(b)是图16所示的小型天线201的横剖面图。其中，图
17(a)是发射部202及基体203的横剖面图，图17(b)是端子部204的横剖面
图。在图17(a)中，发射部202无间隙地被基体203包围。图17(b)中，端子
部204是与发射部202形成一体的金属片，其表面上镀有连接膜204a。这
里，连接膜204a是为了提高焊剂浸湿性而形成的，其电导率比所述金属板
低。端子部205、206与端子部204同样，是与发射部202一体形成的金属
片，其表面镀有与连接膜204a同样的连接膜205a、206a。
下面说明该天线向基板的安装。图18(a)、图18(b)是天线的端子部204
附近的结构图。如图18(a)、图18(b)所示，端子部204与形成于基板6上的
导体图形5的安装部5a由锡焊连接，由此实现电连接。这里，端子部204
经连接膜204a与安装部5a接合。通过该连接膜204a可提高端子部204和
导体图形5的密接性能(浸湿性)，其结果，在具有连接膜204a的部分形成
交角突起F，使天线导体B与基板6的接合牢固。端子部205及端子部206
也同样。
下面，参照图19～图21，说明小型天线201的制造方法。小型天线201
的制造中，首先，冲切加工铜合金板，形成图19所示的金属板207。金属
板207具有框207a，框207a内部具有发射部202及端子部204～206。端
子部204～206与发射部202及框207a连结。发射部202及框207a由多个
支承部208连结。
然后，将金属板207装入压注成形用金属模型，之后，将电介质材料(陶
瓷-树脂复合材料)压注成形为长方体，形成基体203(图20)。此时，端子
部204～206形成基体203的外部。对压注成形基体203后的金属板207的
整个面进行镀焊剂处理(图21)。这里，基体203作为掩模起作用，选择性
地对框207a及端子部204～206进行焊剂镀覆，在端子部204形成连接膜
204a。端子部205、206也同样。
然后，沿基体203切断多个支承部208，再切断框207a和端子部204～
206的边界，从而，将框207a及支承部208切离，可得到小型天线201。
根据该小型天线的制造方法，由于可选择性地镀覆端子部204～206，
故可防止焊剂附着在发射部202引起的天线特性的劣化，并可提高端子部
204～206对导体图形5的密接性(浸湿性)。
通过将基体203用作镀覆焊剂的掩模，可省去掩蔽工序，使制造容易，
可降低制造成本。
另外，在可由端子部204～206和框的连结可靠地固定发射部202的情
况下，可省去支承部208。图22表示由端子部204～206和框的连结固定发
射部情况下的金属板。图22中，金属板209具有框209a，框209a内部具
有发射部202及端子部204～206。端子部204～206与发射部202及框209a
连结，将发射部202固定在框209a内部。其他的结构及制造方法与金属板
207的情况相同。
相反，也可以仅由支承部与框连结，使端子部和框分离来冲压加工金
属板。在端子部和框分离情况下的金属板如图23所示。图23中，金属板217
具有框217a，框217a内部具有由发射部202及端子部214～216构成的天
线导体。端子部214～216与发射部202连结，与框217a分离。多个支承
部218与发射部202及框217a连结，将发射部202及端子部214～216固
定在框217a内部。
自该金属板217制造小型天线的制造方法与上述金属板207同样，对
发射部202进行压注成形形成基体203，然后，对端子部214～216进行焊
剂镀覆，之后，切断支承部218。用金属板217制造的小型天线示于图24(a)、
图24(b)。图24(a)、图24(b)所示的小型天线211包括具有长方形发射部202
的天线导体C和无缝隙地包围该发射部202的周围并使外形形成长方体的
基体203。发射部202的两端形成有自基体203突出的端子部214～216。
这里，端子部214～216是与发射部202一体形成的金属片，其表面镀覆有
连接膜。
端子部214如上所述与框217a分离而进行冲压加工，然后，通过焊剂
镀覆处理形成连接膜214a，所以，可在包括末端面214b的端子部214的整
个面上形成连接膜214a。因此，端子部214由连接膜214a覆盖包括末端面
214b的整个面，使相对于焊剂的密接性(浸湿性)提高。其结果，如图24(b)
所示，在将该天线焊剂固定在基板6上时直至端子部214的末端面214b形
成焊剂交角突起F，更牢固地由焊剂接合。端子部215、216也同样，由连
接膜覆盖其包括末端面的整个面，可提高相对于导体图形的(浸湿性)。
另外，在金属板217的形成中，可以如上所述使端子部和框分离进行
金属板的冲切加工，也可以连结端子部和框进行冲切加工，并在镀覆连接
膜之前将它们之间切断，从而形成直至端子部末端面的连接膜。这样操作
时，也在焊剂接合时，形成直至端子部端面的焊剂交角突起。
也可以将端子部向基体的下侧弯曲，使其与基板接触。图25是表示将
端子部214向基体203的下侧弯曲而焊接固定在基板6上时的端子部214
的端面的剖面图。该小型天线通过自框217a将端子部214切离后对端子部
214进行焊剂镀覆，也可以由连接膜214a覆盖包括端子部214的末端面214b
的端子部214的整个面。其结果，该小型天线也是直至端子部214的末端
面214b形成有焊剂交角突起F，从而牢固地焊接固定在电路基板6上。
另外，金属板不限于磷青铜，可使用各种合金。例如下述合金等就是
合适的：42alloy(纵弹性系数＝145(×N3/mm2)、抗拉强度＝588～
735(N/mm2))，Cu0.15Cr0.1Sn(古河电工(株)型号＝EFTEC-6)(纵弹性系数＝
119(×N3/mm2)、抗拉强度＝353～431(N/mm2)、伸长率≥5(％)、疲劳强度
＝137(N/mm2))，Cu0.1Fe0.03P(古河电工(株)型号＝EFTEC-7)(纵弹性系数
＝119(×N3/mm2)、抗拉强度＝353～431(N/mm2)、伸长率≥5(％)、疲劳强
度＝137(N/mm2))，Cu0.3Cr0.25Sn0.2Zn(古河电工(株)型号＝EFTEC-64T)(纵
弹性系数＝127(×N3/mm2)、抗拉强度＝539～637(N/mm2)、伸长率≥5(％)、
疲劳强度＝265(N/mm2))，Cu2.5Ni0.6Si0.5Zn0.03Ag(古河电工(株)型号＝
EFTEC-23Z)(纵弹性系数＝128(×N3/mm2)、抗拉强度＝620～740(N/mm2)、
伸长率≥5(％)、疲劳强度＝275(N/mm2))。
另外，上述化学组成比是标准化的重量％。
另外，这些金属板要根据需要施加高电导率的导体膜。
如上所述，根据本发明可低成本地实现具有更高可靠性且发射效率高
的天线导体。
根据本发明，可将天线导体的端子部牢固地焊接固定在电路基板的供
电电极等上，同时，可避免所述连接膜引起的放电特性的降低，故可无损
放电特性地提高天线的安装效率。
根据本发明，天线导体的端子部介由覆盖端子部整个面的连接膜连接
在电路基板上，故可进一步提高端子部和电路基板的接合强度。
根据本发明，可利用简易的制造方法提供对电路基板的安装性能良好
的小型天线。
根据本发明，由于将被覆发射部的电介质作为掩模，进行连接膜的形
成，故可用简易的制造方法提供可同时确保发射特性和安装性能的小型天
线。
根据本发明，以电介质作为掩模，对端子部选择性地形成连接膜，故
可简易且低成本地制造端子部和电路基板的密接性好且发射效率高的小型
天线。
根据本发明，由于使端子部的端部开放，对端子部整个面形成连接膜，
故可简易地制造可更牢固地接合端子部和电路基板的小型天线。