专利名称：平板天线及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种平板天线，特别是，涉及适合在汽车等的车辆上搭载的天线的平板天线及其制造方法。
背景技术：
在该技术领域中，众所周知，目前在汽车等的车辆上搭载有多种天线。例如， 就这种天线而言，有GPS(Global Posit ioning System 全球定位系统)用天线或 SDARS (Satellite Digital Audio Radio Service :卫星数字音频无线广播服务)用天线寸。GPS是使用人造卫星的卫星定位系统。GPS是接收来自环绕地球的二十四颗人造卫星(以下称之为“GPS卫星”)中的四颗GPS卫星的电波(GPS信号)，通过该接收到的电波测定移动体与GPS卫星之间的位置关系及时间误差，并基于三角测量原理，高精度地算出移动体在地图上的位置及高度。最近，GPS被利用于检测行驶中汽车的位置的汽车导航系统等，已广泛普及。汽车导航装置由用于接收该GPS信号的GPS用天线、处理该GPS用天线接收到的GPS信号来检测车辆的当前位置的处理装置、以及用于在地图上表示该处理装置检测到的位置的显示装置等构成。就GPS用天线而言，使用平板天线这种平面天线。另一方面，SDARS是在美国使用卫星(以下称之为“SDARS卫星”)进行的数字广播服务。即，在美国开发出接收来自SDARS卫星的卫星波或者地面波而能够收听数字无线电广播的数字无线电(Radio)接收器，并已实用化。现在，在美国，XM和Sirius两家广播电台向全国提供共计250频段以上的广播节目。该数字无线电接收器一般搭载在汽车等的移动体上，接收频率约为2. 3GHz频带的电波，从而能够收听无线电广播。即，数字无线电接收器是能够听取移动广播的无线电接收器。由于接收电波的频率约为2. 3GHz频带，所以此时的接收波长(共振波长)λ约为128. 3mm。再有，地面波是将由地面站接收到的卫星波的频率若干移位，并将频率移位后的电波以直线偏振波再发送而获得的。即，相对于卫星波是圆偏振波的电波，而地面波是直线偏振波的电波。就SDARS用天线而言，与所述GPS用天线同样，使用平板天线这种平面天线。XM卫星无线电广播用天线装置是，从两颗静止卫星接收圆偏振波，在盲区则通过地面直线偏振波设备接收电波。另一方面，Sirius卫星无线电广播用天线装置是，从三颗环绕卫星(同步式)接收圆偏振波，在盲区通过地面直线偏振波设备接收电波。数字无线电接收器有搭载在汽车上的数字无线电接收器、放置在室内的固定式的数字无线电接收器、还有以电池作为电源的能够携带的便携式数字无线电接收器。参照图1至图3，说明现有的平板天线10。图1是平板天线10的立体图。图2A 是平板天线10的俯视图，图2B是平板天线10的主视图，图2C是平板天线10的左视图，图 2D是平板天线10的仰视图，图3是沿图2A的线III-III的剖视图。在此，如图1所示，使用了正交坐标系(X，y，ζ)。在如图1所示的状态中，χ轴向表示左右方向(宽度方向；横向)，y轴向表示前后方向(深度方向；纵向)，ζ轴向表示上下方向(高度方向；厚度方向)。平板天线10由大致长方体形状的介质基板12、天线辐射电极(辐射元件)14、接地电极(接地导体)16、铆钉状的供电销18构成。天线辐射电极14也称之为接收电极或者平板电极。介质基板12采用例如由钛酸钡等形成的高介电率的陶瓷材料。介质基板12具有相互对置的上表面(正面)12u及底面(背面)12d和侧面12s。在图示的例子中，介质基板 12的侧面12s的角被去角。在介质基板12上，在后述的供电点15的设置位置穿设有从上表面12u贯穿到底面12d的基板贯穿孔12a。天线辐射电极(辐射元件)14由导电体形成，形成在介质基板12的上表面12u上。 天线辐射电极(辐射元件)14具有大致正方形形状。天线辐射电极(辐射元件)14通过例如银图案印刷而形成。接地电极(接地导体)16由导电体形成，形成在介质基板12的底面12d上。该接地电极(接地导体)16具有与基板贯穿孔1 大致同心且直径比基板贯穿孔1 直径更大的接地开口部16a。在从天线辐射电极14的中心向χ轴向及y轴向变位的位置上设置供电点15。在该供电点15上连接供电销18的上端部18a。供电销18经由基板贯穿孔1 及接地开口部 16a，离开接地电极(接地导体)16而被导出至下侧。在此，供电点15采用焊料。为此，该供电点15呈现从天线辐射电极14的主表面向上方隆起的凸形状。图示的供电销18由铆钉销形成，铆钉销具有设置在上端部18a上的头部181和从上端部18a向下端部18b延伸的棒状的主体部182。此时，在铆钉销(供电销)18的头部 181从天线辐射电极14的主表面上突出的状态下，该铆钉销(供电销)18的头部181由焊料15接合在天线辐射电极14上。为此，该接合部分作为供电点15呈凸形状。就供电销18的焊接方法(安装方法)而言，例如，有人工使用烙铁焊接供电销18 的方法。但是，该方法存在焊料量不恒定的问题。为此，焊料高度也不恒定。当在供电销18 的焊接部接触壳体(盖子)等时，施加在供电销18的周围的容量值(电容)将发生变化。 其结果，存在会影响平板天线10的调谐频率的问题。为了使供电销18与壳体(盖子)等不接触，需要在供电销18与壳体(盖子)等之间设置更大间隙。已知的有关本发明的在先技术文献也有很多，例如，专利文献1公开了能够实现供电销的可靠焊接的、天线特性良好的平板天线。在该专利文献1中，作为一个实施方式， 公开了在介质块(介质基板)的上面(上表面)侧上，形成了构成贯穿孔(基板贯穿孔)的开口部的一部分的、能够收纳供电销头部的凹部(空腔)的平板天线。由此，供电销的头部不会从介质块(介质基板)的上面(上表面)突出。凹部的直径设定为与供电销的头部的直径大致相等，且凹部的深度设定为比供电销的头部的高度更深。而且，凹部内侧的底面及侧面，与介质块(介质基板)的上面(上表面)同样，被辐射电极(天线辐射电极)覆盖。 在这种情况，供电点(焊料)也呈现从辐射电极(天线辐射电极)的主表面向上方隆起的凸形状。还有，专利文献2也作为一个实施方式，公开了与所述专利文献1所公开的平板天线同样构造的平板天线。进一步，专利文献3公开了在不降低接合强度的情况下能够尽可能减少焊料量的平板天线的供电销焊接方法。该专利文献3所公开的供电销焊接方法，包括如下工序将相互分开且相对于基板贯穿孔的中心线旋转对称地设置的N(N ^ 2的整数)个焊膏涂覆在天线辐射电极上的工序；将供电销从介质基板的上表面压入基板贯穿孔内，并将供电销的头部载置于N个焊膏上的工序；通过回流焊融化N个焊膏来焊接供电销的工序。专利文献专利文献1 日本特开2006-238430号公报(图2、〔0046〕)专利文献2 日本特开2008-66979号公报(图7、〔0044〕 〔0048〕)专利文献3 日本特开2009-260673号公报(图5)
发明内容
但是，在专利文献1及2所公开的平板天线中，与在图1至图3所示的现有平板天线10同样，供电点(焊料)15呈现从天线辐射电极14的主表面向上方隆起的凸形状。其结果，难以实现平板天线的小型化及薄型化(低高度化)。特别是，在内置于称之为 PND (Personal Navigation Device 个人导航设备)的小型而简单的汽车导航系统或者手机中的平板天线，要求比现有形状更小型、低高度的形状，且高可靠性。因此，现有的平板天线中，由于供电点(焊料)15的隆起部分具有高度，无法对应于薄型化(低高度化)。专利文献3只是公开了供电销焊接方法，其将相互分开且对于基板贯穿孔的中心线旋转对称地设置的N个焊膏涂覆在天线辐射电极上之后，将供电销的头部载置于N个焊膏上，并通过回流焊将N个焊膏融化而焊接供电销。因此，即便将专利文献3所公开的供电销焊接方法适用在专利文献1或者2所公开的平板天线上，供电点(焊料)15还是从天线辐射电极14的主表面向上方隆起。其理由是，由于凹部(空腔)的直径设定成与供电销头部的直径大致相等，所以如专利文献1的图 4及专利文献2的图7所示，焊料(供电点)还是呈现从天线辐射电极的主表面向上方隆起的凸形状。因此，本发明的目的在于，提供一种薄型(低高度)的平板天线及其制造方法，其能够防止供电点(焊料)比天线辐射电极的主表面更向上方隆起。本发明的另一目的在于，提供一种能够提高天线增益(特性)的平板天线及其制造方法。本发明的另一目的在于，提供一种能够收纳在薄型的壳体内且提高了天线特性的平板天线及其制造方法。为了实现所述目的，本发明的平板天线具有介质基板12A，具有相互对置的上表面12u和底面12d，并在规定位置穿设有从所述上表面贯穿到所述底面的基板贯穿孔12a;天线辐射电极14A，形成在所述介质基板的所述上表面12u上；接地电极16，形成在所述介质基板的所述底面12d上，并且具有接地开口部16a，所述接地开口部16a实质上与所述基板贯穿孔同心且具有比所述基板贯穿孔的直径更大的直径；以及供电销18，具有设置在上端部18a的头部181和从所述上端部向下端部18b延伸的棒状的主体部182，并且所述头部在所述规定位置通过焊料与所述天线辐射电极连接，所述下端部经由所述基板贯穿孔及所述接地开口部被导出至所述介质基板的所述底面侧；在所述平板天线IOA中，所述介质基板12A具有在所述上表面侧且所述基板贯穿孔的周边设置的凹部12c，并且所述凹部12c 能够收纳所述供电销的所述头部181及所述焊料15A、15B且具有比所述供电销的所述头部的高度更深的深度；所述天线辐射电极14A还形成在限定所述凹部12c的内壁面Hc-I上， 在所述供电销的所述头部收纳于所述凹部内的状态下，所述焊料15A、15B被附着成不突出于所述天线辐射电极14A的主表面的上方。本发明的平板天线的制造方法，将具有设置在上端部的头部181和从所述上端部向下端部延伸的棒状的主体部182的供电销18焊接在介质基板12A上，所述平板天线的制造方法，包括如下工序准备介质基板12A，所述介质基板12A具有相互对置的上表面12u 和底面12d，并且在规定位置穿设有从所述上表面贯穿到所述底面的基板贯穿孔12a，凹部 12c设置在所述上表面侧的所述基板贯穿孔12a的周边上，所述凹部12c能够收纳所述供电销的所述头部181且具有比所述供电销的所述头部的高度更深的深度；在所述介质基板 12A的所述底面12d上形成接地电极16，所述接地电极16具有接地开口部16a，所述接地开口部16a实质上与所述基板贯穿孔12a同心且具有比所述基板贯穿孔的直径更大的直径； 在所述介质基板的所述上表面12u上及限定所述凹部的内壁面12c-l上形成天线辐射电极 14A ；将焊膏15A、15B放置在所述凹部的所述内壁面上形成的所述天线辐射电极142上的、 用于载置所述供电销的所述头部的位置；将所述供电销18的所述主体部182从所述介质基板12A的所述上表面12u压入所述基板贯穿孔12a中，并将所述下端部导出至所述介质基板12A的所述底面12d侧，且将所述供电销的所述头部181载置于所述焊膏15A、15B上；以及通过回流焊融化所述焊膏，从而焊接所述供电销。再有，上述附图标记是为了便于理解本发明而标注，其仅为一例，当然并不限定于此。根据本发明，由于在介质基板的上表面侧的基板贯穿孔的周边设置凹部，该凹部能够收纳供电销的头部及焊料且具有比供电销的头部高度更深的深度，所以能够防止供电点(焊料)比天线辐射电极的主表面更向上方隆起。
图1是表示现有的平板天线的立体图。图2是图1所示的平板天线的示意图，其中，图2A是平板天线的俯视图，图2B是平板天线的主视图，图2C是平板天线的左视图，图2D是平板天线的仰视图。图3是沿图2A中线III-III的剖视图。图4是本发明的第一实施方式涉及的平板天线的示意图，图4A是平板天线的俯视图，图4B是平板天线的右视图，图4C是平板天线的仰视图。图5是沿图4中线V-V的剖视图。
图6A至图6G是表示图4及图5所示的平板天线的制造工序的剖视图。图7是表示将供电销的头部在旋转对称位置的(等角度间隔的)四个位置通过焊料接合在天线辐射电极上的、本发明的第二实施方式涉及的平板天线的制造工序的一部分的俯视图。附图符号IOA 平板天线12A 介质基板12u 上表面12d 底面12a 基板贯穿孔12c:凹部(空腔)12c-l:内壁面12cb 底面12cs 倾斜面(圆锥侧面)14A 天线辐射电极(辐射元件)141 上表面辐射部分142:内壁面辐射部分15A、15B:供电点(焊料、焊膏、焊料部)16 接地电极(接地导体)16a:接地开口部18:供电销(铆钉销)18a:—端部18b 另一端部181 头部181a 顶面182 主体部
具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。参照图4及图5，说明本发明的第一实施方式涉及的平板天线10A。图4A是平板天线IOA的俯视图，图4B是平板天线IOA的右视图，图4C是平板天线IOA的仰视图，图5 是沿图4A中线V-V的剖视图。在此，如图4及图5所示，使用了正交坐标系(X，y，ζ)。在如图4及图5所示的状态中，X轴向表示左右方向(宽度方向；横向)，y轴向表示前后方向(深度方向；纵向)，Z 轴向表示上下方向(高度方向；厚度方向)。图示的平板天线10A，除了介质基板、天线辐射电极及焊料的构成如后所述地与图 1至图3所示的结构不同这一点之外，具有与现有的平板天线10同样的构成。所以，对介质基板、天线辐射电极及供电点(焊料)分别赋予参照标号12A、14A及15A。与图1至图3 所示的结构具有同样功能的结构赋予相同参照标号。
再有，如后述，图示的平板天线IOA的外形，除了不具有供电点(焊料)15A的隆起之外，其它与图1至图3所示的现有平板天线10相同。平板天线IOA作为接收来自SDARS卫星的电波的SDARS用天线或者接收来自GPS 卫星的电波的GPS用天线使用。平板天线IOA由大致长方体形状的介质基板12A、天线辐射电极(辐射元件)14A、 接地电极(接地导体)16、供电销18以及供电点(焊料)15A构成。供电销18由铆钉销形成。供电销(铆钉销)18具有设置在一端部18a的头部181 和从一端部18a向另一端部18b延伸的棒状的主体部182。介质基板12A采用例如由钛酸钡等形成的高介电率的陶瓷材料。介质基板12A具有相互对置的上表面(正面)12u及底面(背面)12d和侧面12s。图示的介质基板12A的侧面12s的角被去角。在介质基板12A上，在后述的供电点(焊料)15的设置位置，穿设有从上表面12u贯穿到底面12d的基板贯穿孔12a。如图5所示，介质基板12A具有在上表面12u侧且基板贯穿孔12a的周边设置的凹部(空腔)12c。该凹部12c能够收纳供电销18的头部181及后述的焊料15A，且具有比供电销18的头部181高度更深的深度。该凹部12c的形状通过制造介质基板12A时所使用的模具形成。因此，介质基板12A的成本与现有的介质基板12相比较不会增加。详细叙述，则凹部12c由内壁面12c-l来限定，在图示的实施方式中，凹部12c具有作为内壁面12c-l的底面12cb和倾斜面(圆锥侧面)12cs，所述底面12cb载置有供电销 18的头部181，所述倾斜面(圆锥侧面)12cs具有随着从该底面12cb接近介质基板12A的上表面12u而逐渐扩大的外径。S卩，凹部12c的内壁面12c-l实质上具有研钵状的外形。天线辐射电极(辐射元件)14A由导电膜形成，不仅形成在介质基板12的上表面 12u上，也形成在凹部12c的内壁面12c-l上。即，天线辐射电极(辐射元件)14A由形成在介质基板12的上表面12u上的上表面辐射部分141和形成在凹部12c的内壁面12c_l上的内壁面辐射部分142构成。因此，凹部12c的底面12cb及倾斜面(圆锥侧面)12cs被天线辐射电极(辐射元件)14A的内壁面辐射部分142覆盖。天线辐射电极(辐射元件)14A具有大致正方形形状。天线辐射电极(辐射元件)14A如后述地通过银图案印刷形成。在此简单说明，天线辐射电极(辐射元件)14A的天线辐射部分141通过丝网印刷涂覆银膏而形成，内壁面辐射部分142通过移印法涂覆银膏而形成。接地电极(接地导体)16由导电膜形成，形成在介质基板12A的底面12d上。该接地电极(接地导体)16具有与基板贯穿孔12a大致同心且比基板贯穿孔12a更大直径的接地开口部16a。在从天线辐射电极14A的中心向χ轴向位移的位置上设置供电点(焊料)15A。如后述，在该供电点(焊料)15A上连接供电销18的头部181。供电销18经由基板贯穿孔1 及接地开口部16a，与接地电极(接地导体)16相离地导出至下侧。另一方面，供电点15A采用焊料。在供电销18的头部181收纳于凹部(空腔)12c 内的状态下，该供电点(焊料)15A被附着成不突出于天线辐射电极14A的主表面(天线辐射部分141的主表面)的上方。如图5所示，在图示的实施方式中，凹部12c的底面12cb的直径比供电销18的头部181的直径更大。焊料15A仅附着在凹部12c的底面12cb上，而且，焊料15A附着在供电销18的头部181中的除了顶面181a之外的部分。S卩，焊料15A以焊角(fillet)状将天线辐射电极(接收电极)14A和供电销18的头部181接合。这样构成的第一实施方式涉及的平板天线IOA具有如下所述的效果。第一、能够提供薄型(低高度)的平板天线10A。其理由是，由于在介质基板12A 上形成了能够收纳供电销(铆钉销)18的头部181及焊料15A的凹部(空腔)12c，所以能够防止供电点(焊料)15A向天线辐射电极14A的主表面的上方隆起。第二、能够提高平板天线IOA的天线增益(特性)。其理由是，能够将介质基板12A 的高度(厚度)提高至现有的平板天线10 (图1至图3)的供电销18隆起部分(焊料15 所隆起的凸形状)的高度，所以能够扩大介质基板12A的体积。第三、提供能够收纳在薄型的壳体内且提高了天线特性的平板天线10A。其理由是，如上所述地，能够实现平板天线IOA(介质基板12A)的薄型(低高度)化，能够扩大介质基板12A的体积。第四、能够降低平板天线IOA的成本。其理由是，由于焊料15A附着在供电销18 头部181的除了顶面181a之外的部分，所以能够减少焊料15A的用量。第五、能够确保天线辐射电极14A与供电销18的头部181之间的接合强度。其理由是，天线辐射电极14A与供电销18的头部181以焊角状的焊料15A接合。再有，在图示的第一实施方式中，焊料15A具有实质上与基板贯穿孔1 同心的环状(炸圈饼状)。但是，如后述地，焊料也可以由相互分开且相对于基板贯穿孔12a的中心线旋转对称地设置的N(N彡2的整数)个焊料部构成。其次，参照图6，说明如图4及图5所示的平板天线IOA的制造方法。图6A至图 6G是表示平板天线IOA的制造工序的示意图。首先，准备如图6A所示的、具有相互对置的上表面12u和底面12d的介质基板 12A。即，将钛酸钡等作为主原料并混合有辅助剂(粘合剂)的粉体通过模具成型之后，烧结该成型体而得到介质基板12A。该得到的介质基板12A具有供电销18的棒状的主体部 182能够从上表面12u到底面12d贯穿的、设在规定位置的基板贯穿孔12a ；以及设置在上表面12u侧的基板贯穿孔12a的周边的凹部(空腔)12c。凹部12c能够收纳供电销18的头部181，且具有比供电销18的头部181高度更深的深度。凹部12c由内壁面12c_l来限定。具体而言，准备所述介质基板12A的工序包括形成凹部12c的工序，该凹部12c具有作为所述内壁面12c-l的底面12cb和倾斜面(圆锥侧面)12cs，所述底面12cb载置供电销18的头部181，所述倾斜面(圆锥侧面)12cs具有随着从该底面12cb接近介质基板12A 的上表面12u而逐渐扩大的外径。总之，通过使用模具，能够形成(准备)具有基板贯穿孔1 和凹部(空腔)12c 的介质基板12A。其次，如图6B所示，在介质基板12A的底面12d上形成由导电体构成的接地电极 16。该接地电极16具有实质上与基板贯穿孔12a同心且直径比基板贯穿孔12a的直径更大的接地开口部16a。该接地电极16在介质基板12A的底面12d上通过丝网印刷涂覆银膏而形成。
具体而言，首先在介质基板12A的底面12d上形成(搭载)接地电极形成用的掩膜。该接地电极形成用的掩膜具有网目状，应涂覆银膏的部分(区域)的网目较粗，而不应该涂覆银膏的部分(区域)的网目较细。所以，在该例的接地电极形成用的掩膜中，与接地开口部16a对应的部分(区域)的网目较细。其次，在接地电极形成用的掩膜上放置银膏。然后，以将银膏16压附在介质基板 12A的底面12d上的方式，在规定方向上移动刮墨刀。由此，如图6B所示，在介质基板12A 的底面12d上涂覆银膏。之后，从介质基板12A的底面12d剥离接地电极形成用的掩膜。由此，将规定图案的银膏16丝网印刷在介质基板12A的底面12d上。之后，通过干燥银膏16，在介质基板12A 的底面12d上形成(印刷)规定图案的接地电极16。其次，如图6C所示，在介质基板12A的上表面12u上，形成由导电体构成的天线辐射电极14A的上表面辐射部分141。该天线辐射电极14A的上表面辐射部分141与所述接地电极16同样，在介质基板12A的上表面12u上通过丝网印刷法涂覆银膏而形成。具体而言，首先，在介质基板12A的上表面12u上形成(搭载)辐射电极形成用的掩膜。该辐射电极形成用的掩膜也与形成所述接地电极的掩膜同样，具有网目状的形状，并且应涂覆银膏的部分(区域)的网目较粗，不应该涂覆银膏的部分(区域)的网目较细。所以，在该例的辐射电极形成用的掩膜中，与凹部12c对应的部分(区域)的网目较细。其次，在辐射电极形成用的掩膜上放置银膏。然后，以将银膏压附在介质基板12A 的上表面12u上的方式，在规定方向上移动刮墨刀。由此，如图6C所示，在介质基板12A的上表面12u上涂覆银膏141。之后，从介质基板12A的上表面12u剥离辐射电极形成用的掩膜。由此，将规定图案的银膏141被丝网印刷在介质基板12A的上表面12u上。之后，通过干燥银膏141，在介质基板12A的上表面12u上形成(印刷)规定图案的天线辐射电极14A的天线辐射部分 141。其次，如图6D所示，在限定介质基板12A的凹部12c的内壁面12c_l上，形成由导电体构成的天线辐射电极14A的内壁面辐射部分142。该天线辐射电极14A的内壁面辐射部分142，是在凹部14c的内壁面Hc-I上通过移印法涂覆银膏而形成。详细叙述，“移印(Tampo printing)法”是指，将凹版上的墨先转印在半球状或者船底状的硅橡胶制的柔软的移印头上，然后将移印头按压在被印刷物上从而将转印垫上的墨转印的印刷方法。移印法也称之为“pad printing”。最初，准备凹版印板。在该凹版印板的上表面上，形成有具有应转印的天线图案 (内壁面辐射部分)142的形状的凹部(蚀刻部)。接着，在该凹版印板上放置(覆盖)导电膏。导电膏由银膏形成。之后，使用刮刀擦拭(刮去)多余的导电膏。由此，在凹版印板的凹部(蚀刻部)内留下导电膏。而且，将该凹版印板移动到移印头的下面。再有，移印头的材料是硅橡胶。接着，将移印头按压在凹版印板上。由此，使在凹版印板的凹部(蚀刻部)内留下的导电膏紧贴移印头。之后，从凹版印板上剥离移印头，将残留在凹版印板的凹部(蚀刻部)内的导电膏转印在移印头上。然后，移动凹版印板以离开移印头。再有，在移印头的下方配置有作为被印刷物的介质基板12A。因此，从被印刷物(介质基板)12A仰视移印头时，则转印在该移印头上的导电膏具有转印面(内壁面辐射部分)142的形状。在本例中，被印刷物(介质基板)12A具有在上表面12u形成凹部12c的形状。接着，将移印头按压在被印刷物(介质基板)12A的上表面12u上。最后，将移印头从被印刷物(介质基板)12A的上表面12u分离，从而将导电膏转印在被印刷物(介质基板)12A上。由此，结束移印。通过按压所述移印头，天线辐射电极14A的内壁面辐射部分142印刷在被印刷物 (介质基板)12A的凹部12c的内壁面12c-l上。总之，通过并用丝网印刷和移印，能够在介质基板12A的上表面12u上及凹部12c 的内壁面12c-l上形成天线辐射电极14A。再有，在图示的实施方式中，虽然，最初通过丝网印刷形成上表面辐射部分141，之后通过移印形成内壁面辐射部分142，但也可以颠倒其顺序。即，如图6D所示，最初，通过移印形成内壁面辐射部分142，之后如图6C所示，通过丝网印刷形成上表面辐射部分141也可。其次，如图6E所示，将焊膏15A放置在形成于凹部12c的内壁面12c_l上的天线辐射电极14A(内壁面辐射部分142)之上的、用于载置供电销18的头部181的位置上。图示的示例中，该放置焊膏15A的工序包括将焊膏15A以实质上与基板贯穿孔 12a同心的炸圈饼状涂覆在形成于凹部12c的底面12cb上的天线辐射电极14A(内壁面辐射部分14 上。再有，在涂覆该焊膏15A的工序中，例如，可使用通常的分液器(注射器) 来进行。再有，在图示的实施方式中，虽然以炸圈饼状涂覆焊膏15A，但取而代之，放置所述焊膏15A的工序也可以包括将膏状的环状焊料15A放置到在凹部12c的底面12cb上形成的天线辐射电极14A上。接着，如图6F所示，将供电销18的主体部182从介质基板12A的上表面12c压入并插入到基板贯穿孔12a中。由此，供电销18的头部181安装在焊膏15A上。最后，在电炉中，通过回流焊融化焊膏15A。由此，如图6G所示，供电销18的头部 181被焊膏15A覆盖，并将天线辐射电极14A(内壁面辐射部分142)与供电销18进行导电连接。焊料15A以焊角状将天线辐射电极14A(内壁面辐射部分14 和供电销18的头部 181接合。如此，制造出平板天线10A。再有，在图示的第一实施方式中，虽然，在放置焊料15A的工序(图6E)包括在凹部12c的底面12cb上形成的天线辐射电极14C上，放置(涂覆)实质上与基板贯穿孔1 同心的环状(炸圈饼状)的焊料15A，但并不限定于此。例如，如图7所示的第二实施方式来取代图6E，放置所述焊膏的工序也可以包括 将被设置成相互分开且相对于基板贯穿孔12a的中心线旋转对称的四个焊膏15B，涂覆在形成于凹部12c的底面12cb上的天线辐射电极14A(内壁面辐射部分142)上。这种涂覆四个焊膏15B的工序，例如，可以使用如上所述的通常的分液器(注射器)来进行。但是，为了更容易地涂覆该四个焊膏15B，也可以是，使用例如在前端部具有四个注射孔的特殊形状的分液器(注射器)来涂覆四个焊膏15B。之后，如图6F及图6G所示，进行如下工序将供电销18从介质基板12A的上表面 12u压入基板贯穿孔1 中，并使供电销18的头部181放置于四个焊膏15B上；以及通过回流焊融化四个焊膏15B来焊接供电销18。由此，供电销18的头部181在这四个位置被焊料15B覆盖，从而以焊角状将天线辐射电极(接收电极)14A和供电销18的头部181接合。在这样制造的第二实施方式涉及的平板天线中，焊料由相互分开且对于供电销 18 (基板贯穿孔12a)的中心线旋转对称地设置的四个焊料部15B构成。这样构成的第二实施方式涉及的平板天线，具有如下所述的效果。第一、能够提供薄型(低高度)的平板天线。其理由是，由于在介质基板12A上形成有能够收纳供电销(铆钉销)18的头部181及焊料15B的凹部(空腔)12c，所以能够防止供电点(焊料)15B比天线辐射电极14A的主表面更向上方隆起。第二、能够提高平板天线的天线增益(特性)。其理由是，能够将介质基板12A的高度(厚度)提高至现有的平板天线10 (图1至图3)的供电销18的隆起部分(焊料15 隆起的凸形状)的高度，所以能够扩大介质基板12A的体积。第三、提供能够收纳在薄型的壳体内并提高天线特性的平板天线。其理由是，如上所述地，能够实现平板天线(介质基板12A)的薄型(低高度)化，从而能够扩大介质基板 12A的体积。第四、能够降低平板天线IOA的成本。其理由是，由于焊料涂覆在供电销18头部 181的除了顶面181a之外的部分，所以能够减少焊料15A的用量。并且，在等角度间隔的四个位置涂覆焊料部15B而不是在供电销18的头部181的整个周边，所以能够减少焊料15B
的用量。第五、能够确保天线辐射电极14A与供电销18的头部181之间的接合强度。其理由是，由于将天线辐射电极14A与供电销18的头部181以焊角状的焊料15B接合。换言之， 由于应力被分散，所以能够防止供电销18脱落。再有，在如图7所示的第二实施方式中，虽然在旋转对称位置的(等角度间隔的) 四个位置，利用焊料15B将供电销18的头部181接合在天线辐射电极14A上，但是当然并不限定于此。即，一般地，也可以是在旋转对称位置的(等角度间隔的)N(N>2的整数) 个位置，利用焊料15B将供电销18的头部181接合在天线辐射电极(辐射元件)14A上。以上，虽然以优选实施方式说明了本发明，但是本发明当然并不限定于所述的实施方式。在所述的实施方式中，作为导电膏使用了银膏，当然也可以采用其它导电膏。而且， 在所述的实施方式中，天线辐射电极具有正方形形状，当然也可以做成圆形状。还有，介质基板的材质并不限于陶瓷材料，也可以由树脂材料构成。进一步，本发明涉及的平板天线适用在GPS用天线或SDARD用天线，但并不限定于此，也可以适用于作为其它接收卫星波、地面波的移动通信用的天线。
权利要求
1.一种平板天线，包括介质基板，具有相互对置的上表面和底面，并在规定位置穿设有从所述上表面贯穿到所述底面的基板贯穿孔；天线辐射电极，形成在所述介质基板的所述上表面上；接地电极，形成在所述介质基板的所述底面上，并且具有接地开口部，所述接地开口部实质上与所述基板贯穿孔同心且具有比所述基板贯穿孔的直径更大的直径；以及供电销，具有设置在上端部的头部和从所述上端部向下端部延伸的棒状的主体部，并且所述头部在所述规定位置通过焊料与所述天线辐射电极连接，所述下端部经由所述基板贯穿孔及所述接地开口部被导出至所述介质基板的所述底面侧； 在所述平板天线中，所述介质基板具有在所述上表面侧且所述基板贯穿孔的周边设置的凹部，并且，所述凹部能够收纳所述供电销的所述头部及所述焊料且具有比所述供电销的所述头部的高度更深的深度；所述天线辐射电极还形成在限定所述凹部的内壁面上；在所述供电销的所述头部收纳于所述凹部内的状态下，所述焊料被附着成不突出于所述天线辐射电极的主表面的上方。
2.根据权利要求1所述的平板天线，其中，所述凹部具有作为所述内壁面的底面以及倾斜面，其中，所述底面上载置所述供电销的所述头部，而所述倾斜面具有随着从该底面接近所述介质基板的所述上表面而逐渐扩大的外径，并且所述凹部的所述内壁面实质上呈研钵状的外形。
3.根据权利要求2所述的平板天线，其中，所述凹部的所述底面的直径大于所述供电销的所述头部的直径， 所述焊料仅附着在所述凹部的所述底面上。
4.根据权利要求3所述的平板天线，其中，所述焊料附着在所述供电销的所述头部中除了顶面之外的部分。
5.根据权利要求4所述的平板天线，其中，所述焊料由被设置成相互分开且相对于所述基板贯穿孔的中心线旋转对称的N个焊料部构成，其中，N是2以上的整数。
6.根据权利要求1所述的平板天线，其中， 所述介质基板实质上呈长方体形状。
7.根据权利要求1所述的平板天线，其中， 所述介质基板由陶瓷材料形成。
8.根据权利要求1所述的平板天线，其中，在所述介质基板的所述上表面上，所述天线辐射电极通过丝网印刷法涂覆银膏而形成，在所述凹部的内壁面上，所述天线辐射电极通过移印法涂覆银膏而形成。
9.根据权利要求1所述的平板天线，其中， 所述天线辐射电极呈大致正方形。
10.根据权利要求1所述的平板天线，其中，所述平板天线是接收来自全球定位系统卫星的电波的全球定位系统用天线。
11.根据权利要求1所述的平板天线，其中，所述平板天线是接收来自卫星数字音频无线广播服务卫星的电波的卫星数字音频无线广播服务用天线。
12.—种平板天线的制造方法，将具有设置在上端部的头部和从所述上端部向下端部延伸的棒状的主体部的供电销焊接在介质基板上，所述平板天线的制造方法包括如下工序准备介质基板，所述介质基板具有相互对置的上表面与底面，并且在规定位置穿设有从所述上表面贯穿到所述底面的基板贯穿孔，凹部设置在所述上表面侧的所述基板贯穿孔的周边，所述凹部能够收纳所述供电销的所述头部且具有比所述供电销的所述头部的高度更深的深度；在所述介质基板的所述底面上形成接地电极，所述接地电极具有接地开口部，所述接地开口部实质上与所述基板贯穿孔同心且具有比所述基板贯穿孔的直径更大的直径； 在所述介质基板的所述上表面上及限定所述凹部的内壁面上形成天线辐射电极； 放置焊膏，将所述焊膏放置在形成于所述凹部的所述内壁面上的所述天线辐射电极上的、用于载置所述供电销的所述头部的位置上；将所述供电销的所述主体部从所述介质基板的所述上表面压入所述基板贯穿孔中，并将所述下端部导出至所述介质基板的所述底面侧，且将所述供电销的所述头部载置于所述焊膏上；以及通过回流焊融化所述焊膏，从而焊接所述供电销。
13.根据权利要求12所述的平板天线的制造方法，其中，所述形成天线辐射电极的工序包括在所述介质基板的所述上表面上通过丝网印刷法涂覆银膏；以及在所述凹部的内壁面上通过移印法涂覆银膏。
14.根据权利要求13所述的平板天线的制造方法，其中，所述准备介质基板的工序包括形成所述凹部，所述凹部具有作为所述内壁面的底面以及倾斜面，其中，所述底面上载置所述供电销的所述头部，而所述倾斜面具有随着从该底面接近所述介质基板的所述上表面而逐渐扩大的外径。
15.根据权利要求14所述的平板天线的制造方法，其中，在所述放置焊膏的工序包括 将所述焊膏以炸圈饼状涂覆在形成于所述凹部的所述底面上的所述天线辐射电极上。
16.根据权利要求14所述的平板天线的制造方法，其中，在所述放置焊膏的工序包括 将膏状的环状焊料放置在形成于所述凹部的所述底面上的所述天线辐射电极上。
17.根据权利要求14所述的平板天线的制造方法，其中，所述放置焊膏的工序包括 将被设置成相互分开且相对于所述基板贯穿孔的中心线旋转对称的N个焊膏，涂覆在形成于所述凹部的所述底面上的所述天线辐射电极上，其中N是2以上的整数。
全文摘要
本发明提供一种能够防止供电点(焊料)比天线辐射电极的主表面更向上方隆起的平板天线及其制造方法。介质基板(12A)具有在上表面(12u)侧且基板贯穿孔(12a)的周边上设置的凹部(12c)。该凹部(12c)能够收纳供电销(18)的头部(181)及焊料(15A)，且具有比供电销(18)的头部(181)的高度更深的深度。天线辐射电极(14A)还形成在限定凹部(12c)的内壁面(12c-1)上。在供电销(18)的头部(181)收纳于凹部(12c)内的状态下，焊料(15A)被附着成不突出于天线辐射电极(14A)的主表面的上方。
文档编号H01Q1/48GK102280694SQ20111010349
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月25日 优先权日2010年4月27日
发明者伊藤勉, 清水耕造, 野吕顺一 申请人:三美电机株式会社