特表 2022-530365 超小型低周波アンテナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-29

(54)【発明の名称】超小型低周波アンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/06 20060101AFI20220622BHJP

   H01Q 21/24 20060101ALI20220622BHJP

   H01P 11/00 20060101ALI20220622BHJP

【ＦＩ】

H01Q7/06

H01Q21/24

H01P11/00

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2021561900

(86)(22)【出願日】2020-02-20

(85)【翻訳文提出日】2021-11-10

(86)【国際出願番号】 EP2020054502

(87)【国際公開番号】W WO2020216494

(87)【国際公開日】2020-10-29

(31)【優先権主張番号】19382311.9

(32)【優先日】2019-04-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520161894

【氏名又は名称】プレモ，エスアー．

(74)【代理人】

【識別番号】100081053

【弁理士】

【氏名又は名称】三俣 弘文

(72)【発明者】

【氏名】カナテ カベツァ，クラウディオ

(72)【発明者】

【氏名】ナバッロ ペレス，フランシスコ エツェクイエル

(72)【発明者】

【氏名】ロドリゲス，ホルゲ

(72)【発明者】

【氏名】コボス レエス，セルジオ

(72)【発明者】

【氏名】ロハス クエバス，アントニオ

【テーマコード（参考）】

5J021

【Ｆターム（参考）】

5J021AA06

5J021AA12

5J021AB04

5J021JA05

5J021JA07

(57)【要約】

【課題】 超薄型低周波用のアンテナを提供する。
【解決手段】本発明の超薄型低周波用のアンテナの磁気コア１０は、中央領域１２とその周りに互いに離れて配置された４つの角突起部１１とを含む。コア１０は、互いに直交する方向に巻かれた導電性ワイヤのＸコイルＤＸ、ＹコイルＤＹ、ＺコイルＤＺを有する。前記コア１０は、モノリシックであり平坦なドラム形状をしている。コア１０の厚さは、１．２ｍｍ未満であり、各部分溝４０の幅は０．４ｍｍ以下であり、その深さは、前記幅の２倍以上である。前記ＺコイルＤＺは、部分溝４０に挿入され前記Ｚチャネル１２Ｚに巻かれ、部分溝４０の１／３から２／３の深さにあり、Ｚチャネル１２Ｚ内に巻かれるＺコイルＤＺの外縁は、部分溝４０の入口から離れた位置にあり、不連続な溝を形成する平行な表面が片持ち梁の形態で前記外縁を超えて延びる。
【選択図】 図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軟磁性非導電性材料で作られた磁気コアを含む超薄型低周波用のアンテナにおいて、
前記磁気コア（１０）は、３本の互いに直交する軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にコイル巻回用チャネル（１２Ｘ、１２Ｙ、１２Ｚ）を有し、
前記磁気コア（１０）は、平坦な中央領域（１２）と前記中央領域（１２）の周りに互いに離れて配置された４つの角突起部（１１）とを含み、前記角突起部（１１）は、それらの間に、前記Ｘ軸の周りの中央領域（１２）を取り囲むＸコイル巻回用チャネル（以下「Ｘチャネル」と称する）（１２Ｘ）と、前記Ｙ軸の周りの中央領域（１２）を取り囲むＹコイル巻回用チャネル（以下「Ｙチャネル」と称する）（１２Ｙ）とを有し、
前記磁気コア（１０）は、前記Ｚ軸の周りの磁気コア（１０）を取り囲むＺコイル巻回用チャネル（以下「Ｚチャネル」と称する）（１２Ｚ）を有し、
前記Ｚチャネル（１２Ｚ）は、方形の断面を提供するＺ軸に直交する２つの平行な表面の間に形成される不連続な溝により規定され、前記不連続な溝は、それぞれが角突起部（１１）の１つに含まれる４つの部分溝（４０）を含み、
前記磁気コア（１０）は、
前記Ｘチャネル（１２Ｘ）内に含まれＸ軸の周りに巻かれるＸコイル（ＤＸ）と、
前記Ｙチャネル（１２Ｙ）内に含まれＹ軸の周りに巻かれるＹコイル（ＤＹ）と、
前記Ｚチャネル（１２Ｚ）内に含まれＺ軸の周りに巻かれるＺコイル（ＤＺ）と
を有し、
前記Ｘコイル（ＤＸ）、Ｙコイル（ＤＹ）、Ｚコイル（ＤＺ）は、導電性ワイヤで形成され、それぞれの接続端子（３０）に接続される導電性ワイヤの入口端と出口端を有し、
前記磁気コア（１０）は、モノリシックで平坦なドラム形状をしており、
前記磁気コア（１０）のＺ軸方向の厚さは、１．２ｍｍ未満であり、
前記各部分溝（４０）のＺ軸方向の幅は、０．４ｍｍ以下であり、その深さは、前記幅の２倍以上であり、
前記Ｚコイル（ＤＺ）は、前記部分溝（４０）に挿入され、前記Ｚチャネル（１２Ｚ）に巻かれ、前記部分溝（４０）の１／３から２／３の深さにあり、
前記Ｚチャネル（１２Ｚ）内に巻かれるＺコイル（ＤＺ）の外縁は、前記部分溝（４０）の入口端から離れた位置にあり、その結果、前記不連続な溝を形成する２つの平行な表面が片持ち梁の形態で前記Ｚコイル（ＤＺ）の外縁を超えて延びる
ことを特徴とする
軟磁性非導電性材料で作られた磁気コア（１０）を含む超薄型低周波用のアンテナ。

【請求項2】

前記接続端子（３０）は、前記角突起部（１１）の平坦な表面に直接取り付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項3】

前記Ｚコイル（ＤＺ）の内縁は、前記Ｘコイル（ＤＸ）とＹコイル（ＤＹ）から離れた位置にある
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項4】

前記導電性ワイヤは、２２０℃の温度まで耐える絶縁被覆された導体であり、その直径は、０．０．２０ｍｍ以上０．０４０ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項5】

前記アンテナは、０．２ｍｍから０．３ｍｍの間の厚さの絶縁性樹脂コーティング（６０）によってカプセル化されている
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項6】

前記磁気コア（１０）の厚さは１ｍｍ以下であり、前記部分溝（４０）の幅は０．３ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項7】

前記Ｘ軸方向およびＹ軸方向の前記磁気コア（１０）の面積は、１４０平方ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項8】

前記磁気コア（１０）は、ニッケル亜鉛合金またはマンガン亜鉛合金製の高密度成形フェライトコアである
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項9】

前記磁気コア（１０）の中央領域（１２）の一方の面は、前記Ｘチャネル（１２Ｘ）を規定する凹部を含み、反対側の面は平坦である
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項10】

請求項１記載の超薄型低周波用のアンテナを製造する方法において、
モノリシックで平坦なドラム形状の磁気コア（１０）を得るステップを有し、前記ステップは、
（Ａ）金型内で、前記磁気コア（１０）を成形する軟磁性非導電性材料の粉末を圧縮するステップと、
前記磁気コア（１０）は、平坦な中央領域（１２）と前記中央領域（１２）の周りに互いに離れて配置された４つの角突起部（１１）とを含み、前記角突起部（１１）は、それらの間に、前記Ｘ軸の周りの中央領域（１２）を取り囲むＸチャネル（１２Ｘ）と、前記Ｙ軸の周りの中央領域（１２）を取り囲むＹチャネル（１２Ｙ）とを有し、
（Ｂ）前記Ｚ軸の周りの磁気コア（１０）を取り囲むＺチャネル（１２Ｚ）を、鋸引きプロセスで形成するステップと、
前記Ｚチャネル（１２Ｚ）は、２つの表面の間に形成される不連続な溝により規定され、前記不連続な溝は、それぞれが前記角突起部（１１）の１つに含まれる４つの部分溝（４０）を含み、
（Ｃ）結晶化、収縮化、又は硬化させる為に、前記磁気コア（１０）をオーブンで焼結するステップと、
（Ｄ）Ｘコイル（ＤＸ）、Ｙコイル（ＤＹ）、Ｚコイル（ＺＹ）を以下のように配置するステップと、
前記Ｘコイル（ＤＸ）は前記Ｘチャネル（１２Ｘ）内に含まれるＸ軸の周りに巻かれ、前記Ｙコイル（ＤＹ）は前記Ｙチャネル（１２Ｙ）内に含まれるＹ軸の周りに巻かれ、前記Ｚコイル（ＤＺ）は前記Ｚチャネル（１２Ｚ）内に含まれるＺ軸の周りに巻かれ、
（Ｅ）前記Ｘコイル（ＤＸ）、Ｙコイル（ＤＹ）、Ｚコイル（ＤＺ）の導電性ワイヤの入口端と出口端を、それぞれの接続端子（３０）に接続するステップと、
で実行され、
前記磁気コア（１０）の４つの部分溝（４０）のそれぞれは、前記ステップ（Ｂ）の鋸引きプロセス中のテーパ形状の鋸によって、前記磁気コア（１０）の中心から半径方向に向いて前記Ｚ軸に沿って台形の断面が形成され、前記ステップ（Ｃ）の実行後に、前記台形の断面は、方形の断面になる
ことを特徴とする請求項１記載の超薄型低周波用のアンテナを製造する方法。

【請求項11】

前記ステップ（Ｅ）は、レーザー溶接プロセスによって行われる
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記磁気コア（１０）と前記Ｘコイル（ＤＸ）、Ｙコイル（ＤＹ）、Ｚコイル（ＤＺ）の組立体が、樹脂ケーシングに埋め込まれ、オーブン内でのリフローはんだ付けプロセスによってプリント回路基板に接続される
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は携帯電話器（例：スマートフォーン）に組み込み可能な超小型低周波アンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

「超小型アンテナ」とは、極薄で、厚さが１．６ｍｍ以下好ましくは１．４ｍｍ以下で、携帯電話に組み込めるアンテナを意味する。３軸方向のアンテナは、あらゆる方向からの信号受信、あらゆる方向への信号送信のいずれか又は両方が同時に可能である。この種のアンテナは、磁気コアを有し、この磁気コアは３つの方向に互いに直交するコイル巻回用チャネル（以下単に「チャネル」と称する）を有する。このチャネルは、磁気コアの回りに３本の直交するコイルを有する。

【0003】

「低周波」とは３０ｋＨｚ－３００ｋＨｚの範囲の無線周波数を意味する。

【0004】

本発明は、特に携帯電話に組み込み可能な程の小型のアンテナであり、携帯電話に要求される要件例えば曲げ強度を満たすアンテナである。

【0005】

本発明のアンテナは、他の携帯装置例えばタブレット、カード・キーに搭載可能で、その厚さは、関連する設計パラメータと素子の組み込みの要件を満たす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

三軸アンテナの多くは公知である。アンテナの高さ／厚さを減らす問題には多くの文献が直面している。これら文献は、キー・ホブのＰＣＢに搭載される３Ｄアンテナを具備するＲＦＩＤキーレス・エントリー・システムに向けた解決方法／手段を提示している。更にカード・タイプのキー・ホブの３Ｄ検知の解決方法／手段までも提示している。しかし、高感度、超小型、携帯電話に組み込むに必要な大きさ、柔軟性の要件を満たすスマートフォーン向けのモノリシック（単一のコア）の解決方法／手段はまだ無い。

【特許文献1】ＵＳ７０４２４１１

【特許文献2】ＵＳ２０１３／０３３４０８Ａ１（日本特許５６６０１３２）

【特許文献3】ＪＰ４００７３３２

【特許文献4】ＵＳ２０１７／３２０４６５Ａ１

【特許文献5】ＵＳ２０１７／２９１５７９Ａ１

【特許文献6】ＵＳ２０１７／２８２８５８Ａ１

【特許文献7】ＪＰ２０１７／１２３５４７Ａ１

【特許文献8】ＥＰ２９１１２４４Ａ１

【特許文献9】ＷＯ２０１３／ＥＰ０３８８８

【特許文献10】ＷＯ２０１７／０７６９５９

【特許文献11】ＥＳ２４６０３６８

【特許文献12】ＥＰ１７３８２８０５

【0007】

特許文献１は、薄型の三軸アンテナ・コイル即ち受信機又は無線制御のキーレス・エントリー・システムに用いられるアンテナを開示する。このアンテナは、薄型、この場合平坦なドラム形状で、このコアに下面の固定されたベースを有する。磁気コアは、その周囲に３つの直交するチャネルが周囲に形成されている。この実施例においては、磁気コアは、外周のＺ巻線（ＤＺ）用のチャネルを形成する外周リセス（凹部）を有する形状をしている。このリセスは、超小型磁気コアに金型で形成するは難しい。その理由は、この磁気コアの製造には、少なくとも４個の独立した可動部分を有する複雑な金型構造が必要であり、この大きさの磁気コアは金型から外すときに破損することがある。このリセスは機械加工では形成できない、磁気コアはその機械加工中に破損することがあるからである。

【0008】

特許文献２は、特許文献１のアンテナに類似する平坦な三軸アンテナを開示する。

【0009】

特許文献２において、磁気コアは２つの独立したコア部材を接着することにより得られる。その内の１つのコア部材は平坦で薄く、２つのコア部材をボビンで固着する。このボビンは、Ｚ軸コイルを配置する空間（チャネル）として機能する環状部分を含む。

【0010】

この解決方法においては、コイル即ち巻線は、多層構造の磁気コアの周囲に巻回され、磁気コアの２つのコア部材は、コアを包囲するＸ巻線用とＹ巻線用のノッチを必要とする。Ｚ巻線がＸ巻線又はＹ巻線とオーバーラップする領域では、このノッチは、磁気コアがＺ巻線に近くなるのを妨げ、Ｚ巻線に面する磁気コアの表面を減らし、Ｚ巻線の感度を制限してしまう。

【0011】

特許文献２において、磁気コアの各独立した平坦な磁気部材は、各コーナーに片持ち梁領域を有し、磁気コアの一方の部材の片持ち梁領域と他方の部材の片持ち梁領域は離れており、その間にＺ巻線用チャネルを形成する。磁気コアの両方の部材は、互いに接着され、Ｘ巻線，Ｙ巻線により包囲され、前記片持ち梁領域の間の距離（Ｚ軸方向での）は、Ｚ軸方向ではＸ巻線，Ｙ巻線の高さより小さい。その結果、Ｚ軸方向には限られた高さのＺ巻線しか形成できず、Ｚ巻線の感度を低下させてしまう。

【0012】

特許文献３は、一体型の小型のアンテナを開示する。しかしこれはモノリシック（単一のコア）ではなく、低周波用でもない。ここに示された解決方法／手段は、２次元方向には小型だが、他の方向では大型である。

【0013】

これまで沢山のキーレス・エントリ・システムとそれ用の小型アンテナが、特許文献４－７に示されて開示されており、キーレス・エントリ・システムのキーホブ用の三軸モノリシック・アンテナは、特許文献８－１１に開示されている。

【0014】

三軸モノリシック・アンテナの他の解決方法／手段は、ＴＤＫ，Ｅｐｃｏｓ，Ｓｕｍｉｄａ，Ｔｏｋｏ，Ｎｅｏｓｉｄの各社により開示されている。

【0015】

これらのいずれも、スマートフォーン（高さは１．６５ｍｍ以下、表面積は１４ｘ１４ｍｍ以下、所定の曲げテストに耐えられ、Ｚ軸の最低感度が５０ｍＶ／Ａｍｖ以上）に組み込める小型の三軸アンテナを開示していない。

【0016】

この極めて厳しい機械的制約によりＺ軸方向は限られた感度しか持ち得ない。Ｚ軸方向の感度を最大にする為、従来技術は、エア・コイル又はコアレス・コイルの平坦な低周波アンテナであるが、これの表面積は極めて広い。全体的に利用可能な面積が限られている時は、Ｚ軸方向の磁気誘導は、空気中では最小の電圧も誘導できず、比較的高い有効な磁気透磁率（magnetic permeability）が必要となる。

【0017】

カード型のキーレス・エントリのキー・ホブの市場においては、小型の（薄い／平坦な）形状による解決方法／手段がある。その多くは、個別の平坦な素子即ち通常２つの同一のＸ軸用とＹ軸用の平坦アンテナと、平坦なコアレス・コアかフェライト・ドラム・コアのＺ軸コイルのいずれかを使用している。これらのいずれの解決方法／手段も、スマートフォーンに組み込むには適していない。日立金属株式会社（特許文献２）が記載しているような、平坦なナノ－クリスタライン・コア（nano-crystalline core）又はアモルファス・コア（amorphous core）を使用しても、全体的な表面積の目標には達しない。

【0018】

他の文献例えばＺ巻線がモノリシックな磁気コアの周囲に巻回されるが、磁気コアの周囲の溝にＺ巻線を有さない構成を開示した公知の文献もあるが、このような解決方法／手段は、Ｚ巻線の良好な感度（５０ｍＶ／ＡｍＶを超える）を提供できない。上記した文献及びその他の文献のいずれも、Ｚ巻線の良好な感度を提供できる超小型のアンテナを提供する解決方法／手段を開示していない。

【0019】

特許文献１２は、携帯電話に組み込まれる超薄型三軸低周波アンテナを提供する解決策を開示する。このアンテナは、コイルを備えた小さな磁気コアを有する。コイルが３本の交差する軸方向の巻回用溝に巻かれる。アンテナは第１の軟磁性シートを有する。第１の軟磁性シートは、Ｚ軸に直交し磁気コアの四隅の隆起の平坦面に取り付けられる。この平坦面は、Ｚ軸（Ｚ）に直交し、Ｘ巻回用コイル（ＤＸ）とＹ巻回用コイル（ＤＹ）は、第１の軟磁性シートにより一部覆われている。第１の軟磁性シートは、Ｘ軸方向とＹ軸方向において、Ｚ巻回用コイル（ＤＺ）を覆い、Ｚ巻回用コイル（ＤＺ）の制限エッジを提供するような大きさである。その結果、Ｚ巻回用コイル（ＤＺ）の感度の増加とＺ軸方向のアンテナの高さが低くなる。
本発明は、非常に小さく平坦なドラム状の形状の磁気コアに基づく別の代替構造と、前記磁気コアの製造を含む超薄型低周波アンテナの製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0020】

本発明の第一の態様は、携帯電話器（スマートフォーン）に組み込める超小型３軸低周波アンテナに関連する。

【0021】

携帯電話器に３軸低周波アンテナを組み込むには、性能を維持しながら他の次元の寸法を増やすこと無くアンテナの厚さを減らす必要がある。さらにアンテナの曲げ耐性も改善しなければならない。

【0022】

本発明の超薄型低周波アンテナは、従来公知であるが、以下の部品を含む。

【0023】

平坦な磁気コア。この平坦な磁気コアは、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸を規定する３つの交差する軸方向に、コイル巻回用チャネルを有し、軟磁性非導電性材料製である。

【0024】

この磁気コアは、平坦な中央領域と前記中央領域の周りに互いに離れて配置される４つの角突起部とを有する。この４つの角突起部は、それらの間に、Ｘ軸の周りの中心領域を取り囲むＸコイル巻回用チャネル（以下「Ｘチャネル」と称する）とＹ軸の周りの中央領域を取り囲むＹコイル巻回用チャネル（以下「Ｙチャネル」と称する）とを有する。ＸチャネルとＹチャネルは、異なる高さにある。

【0025】

Ｚコイル巻回用チャネル。このＺコイル巻回用チャネル（以下「Ｚチャネル」と称する）は、Ｚ軸の周りの磁気コアを取り囲む。前記Ｚチャネルは、例えば、Ｚ軸に直交する２つの平行な面の間に閉じ込められた不連続な溝によって規定される。この不連続な溝は、それぞれが角突起の１つに含まれる４つの部分的な溝を含む。Ｘチャネル、Ｙチャネル、Ｚチャネルは、互いに直交する。

【0026】

Ｘコイル、Ｙコイル、Ｚコイル。Ｘコイル（ＤＸ）はＸチャネル（１２Ｘ）内に含まれＸ軸の周りに巻かれ、Ｙコイル（ＤＹ）はＹコイル巻回チャネル（１２Ｙ）内に含まれＹ軸の周りに巻かれ、Ｚコイル（ＤＺ）はＺチャネル（１２Ｚ）内に含まれＺ軸の周りに巻かれる。３本のコイルは、導電性ワイヤを含む。

【0027】

Ｘコイル（ＤＸ）、Ｙコイル（ＤＹ）、Ｚコイル（ＤＺ）は、導体（導電性ワイヤ）でできており、それぞれがそれぞれの電気接続端子に接続された導体入口端および導体出口端を有する。

【0028】

磁気コアの互いに直交するチャネル内のコイルの配置により、電磁場が前記Ｘコイル（ＤＸ）、Ｙコイル（ＤＹ）、Ｚコイル（ＤＺ）にかかった時に、電位が、各ワイヤ端の間に、ファラデーの法則に従って、生成される。

【0029】

当業者には以下の現象は公知である。電流が前記Ｘコイル（ＤＸ）、Ｙコイル（ＤＹ）、Ｚコイル（ＤＺ）を流れる／循環する時に、このコイルの配置により、各巻線の軸と同軸の電磁界ベクトルを持つ電磁界が生成される。

【0030】

上記した機能は、低周波数範囲の信号好ましくは30ｋＨｚ－300ｋＨｚの範囲の信号に最適化できる3軸アンテナを提供する。

【0031】

この既知の磁気コア構造およびその上のコイルの直交配置から始めて、本発明は、アンテナのサイズ、特に高さを最小にし、スマートフォーンへの効果的な組み込みを可能にするアンテナを設計するという上記の目的を達成するための一連の改善を提案する。

【0032】

この目的のために、本発明によれば、
-Ｚ軸方向の磁気コアの厚さは、１．２ｍｍ未満好ましくは１ｍｍ未満である。
-各不連続溝は狭くて深く、Z軸方向の各不連続溝の幅は０．４ｍｍ （好ましくは０．３ｍｍ）以下であり、Ｚ軸方向に直交する半径方向の各不連続溝の深さは、その幅の少なくとも２倍である。

【0033】

Ｚコイル（ＤＺ）は、前記狭い深い溝（チャネル）内に挿入され、半径方向に溝の深さの１／３－２／３の範囲にある。前記Ｚチャネル内に巻かれたＺコイルの外縁は、溝の入口から離れた場所にある。その結果、コイル巻回用チャネルの平行な表面は、片持ち梁の形態で前記外縁を越えて延びるので、Ｚ軸方向の断面が拡大することにより、Ｚコイルの感度を高める。

【0034】

一実施形態では、前記Ｚコイルの内縁は前記Ｘコイルから離れた場所にある。

【0035】

特定の実施形態では、前記構成または追加の構成では、Ｚコイルの巻線の感度は、５０ｍＶ／Ａｍｖを超える。

【0036】

本発明において引用された特許文献１、２に開示された解決策とは対照的に、本発明では、磁気コアに取り付けられたベースまたはボビンは使用しない。従って、接続端子は前記角突起の平坦な面に直接取り付けられている。かくしてアンテナの高さがさらに最小に抑えられる。

【0037】

一実施形態では、アンテナは、電気絶縁樹脂層（コーティング）によってカプセル化され、コーティングの厚さが０．２から０．３ｍｍの間のケーシングを提供する。接続端子のみが、前記電気絶縁材料によって部分的に覆われていない。この接続端子は、電気絶縁材料に当てて折りたたむことができ、アンテナのケーシングに重なる接続端子を提供する。

【0038】

X、Y、Zコイルの導体は、220℃までの温度に耐える耐熱性の絶縁被覆された導体 （以下で説明する本発明の製造方法に必要である）であり、その直径は０．０２０ ｍｍ－０，０４０ｍｍの範囲である。

【0039】

Ｘ軸方向とＹ軸方向における磁気コアの面積は、好ましくは１４０ｍｍ^２以下である。
好ましいまたは特定の実施形態として、このサイズは１０．６０ｍｍ×１１．６０ｍｍである。

【0040】

Ｚ軸方向のアンテナの厚さは、好ましくは、１．４ｍｍ以下、すなわち、通常の携帯電話に含めることができる要素の最大厚さである１．６ｍｍ未満である。

【0041】

好ましくは、磁気コアは高密度フェライトコアである。より好ましくは、ニッケル亜鉛合金またはマンガン亜鉛合金のフェライトコアである。

【0042】

第２の態様では、本発明は、前述の本発明の第１の態様の三軸アンテナ即ち超薄型低周波アンテナの製造方法を開示する。この方法は以下のステップで磁気コアを得る。
（Ａ）ステップ：金型内で、磁気コア１０を形成する軟磁性非導電性材料のアモルファス粉末を圧縮する。前記磁気コア１０は、平坦な中央領域１２とこの中央領域１２の周りで互いに離れた位置にある４個の角突起部１１とを含む。この角突起部１１は、それらの間に、Ｘ軸の周りの中央領域１２を取り囲むＸチャネル１２ＸとＹ軸の周りの中央領域１２を囲むＹチャネル１２Ｙを形成する。
（Ｂ）ステップ：Ｚ軸の周りの磁気コア１０を取り囲むＺチャネル１２Ｚを、切断または鋸引きプロセスによって、生成する。前記Ｚチャネル１２Ｚは、コア１０の上面と下面の間に閉じ込められた不連続な溝によって形成される。 前記不連続な溝は、それぞれが角突起１１の１つに含まれる４つの部分的な溝４０を含む。
（Ｃ）ステップ：磁気コア１０をオーブン焼結する。その結果、磁気コア１０は、結晶化する、収縮する、又は硬化する。
（Ｄ）ステップ：Ｘチャネル１２Ｘ内に含まれるＸ軸の周りに巻かれたＸコイルＤＸと、Ｙチャネル１２Ｙ内に含まれるＹ軸の周りに巻かれたＹコイルＤＹと、Ｚチャネル１２Ｚ内に含まれるＺ軸の周りに巻かれたＺコイルＤＺを配置する。
（Ｅ）ステップ：前記Ｘコイル、Ｙコイル、Ｚコイルのそれぞれの導体の入口端と出口端をそれぞれの接続端子３０に接続する。
現場で知られている提案とは異なり、本発明の方法では、前に説明した寸法と構成の磁気コアを得るために、ステップ（Ｃ）の前のステップ（Ｂ）の鋸引きプロセス中にテーパ状鋸によって、４個の不連続な溝（チャネル）が磁気コアに切り込まれ、Z軸と一致する半径方向面に台形の断面ができる。そして、ステップ（Ｃ）の後に、長方形の断面（Ｚチャネルの断面）になる。

【0043】

一実施形態では、前記Ｘコイル、Ｙコイル、Ｚコイル（２２０℃の温度までの耐熱性で絶縁被覆されたワイヤでできており、直径が０．０２０ｍｍ－０．０４０ｍｍ）のそれぞれの導体入口端および導体出口端は、レーザー溶接プロセスによって、それぞれの接続端子に接続される。

【0044】

製造方法の最後のステップとして、コアとコイルの組立体を樹脂ケーシングに埋め込んで、オーブンでのリフローはんだ付けプロセスによってPCBに接続する。このため、コイルに使用される導電性ワイヤは、たとえ短時間であっても、最大200℃の温度に耐える必要がある。

【図面の簡単な説明】

【0045】

【図1】本発明の超小型アンテナの磁気コア１０の第１の斜視図。

【図2】図１の磁気コア１０を反対側から見た第２の斜視図。

【図3】磁気コア１０と接続端子を提供するリードフレーム５０との関係を示す図。

【図4】磁気コア１０をリードフレーム５０の収納スペースに配置した図。

【図5】磁気コア１０とリードフレーム５０からの延長タブ５１（接続端子３０を提供する）との配置関係を示す斜視図。

【図6】Ｘチャネルの周りに巻かれたＸコイルＤＸを有する図５に類似する斜視図。

【図7】ＸコイルＤＸに加えて、Ｙチャネルの周りに巻かれたＹコイルＤＹを更に有する図５に類似する斜視図。

【図8】ＸコイルＤＸとＹコイルＤＹに加えて、Ｚチャネルの周りに巻かれたＺコイルＤＺを更に有する図７に類似する斜視図。

【図9】図８の組立体を反対側から見た斜視で、接続端子３０が形成されるリードフレーム５０の延長タブ５１を示す図。

【図10】延長タブ５１を有するエポキシ樹脂層６０で覆われた磁気コア１０の斜視図。

【図11】図１０の磁気コア１０を反対側から見た斜視図。

【図12】延長タブ５１が切り取られて8個の接続端子３０を有するエポキシ樹脂層６０で覆われた磁気コア１０の斜視図（図１０に類似する）。

【図13】エポキシ樹脂層６０で覆われた磁気コア１０の凹部６１に当てて折り畳まれた接続端子３０を示す斜視図（図１２に類似する）。

【発明を実施するための形態】

【0046】

本発明の本発明の超薄型アンテナの磁気コア（以下単に「コア」とも称する）１０を示す。磁気コア１０は、ニッケル亜鉛合金またはマンガン亜鉛合金で作られたフェライ トなどの軟磁性非導電性材料（soft-magnetic non-electro conductive material）製である。磁気コア１０は、互いに直交する３つの交差する軸方向にコイル巻回用チャネル１２Ｘ、１２Ｙ、１２Ｚを有する。

【0047】

磁気コア１０は、中央領域１２と４つの角突起１１とを含む。この４つの角突起１１は、この中央領域１２の周りに互いに離れて配置されている。角突起１１の間に、Ｘ軸の周りの中央領域１２を取り囲むＸチャネル１２Ｘと、Ｙ軸周りの中央領域１２を囲むＹチャネル１２Ｙと、Ｚ軸周りの中央領域１２を囲むＺチャネル１２Ｚとが規定されている。Ｘチャネル１２Ｘ、Ｙチャネル１２Ｙ、Ｚチャネル１２Ｚは、互いに直交する。

【0048】

Ｚチャネル１２Ｚは、磁気コア１０の２つの平行な上面および下面（即ち、長方形の断面を提供するＺ軸に直交する面）の間に閉じ込められた不連続溝によって規定される。この不連続溝は、それぞれが４つの角突起１１の１つに含まれる４つの部分溝（以下単に「溝」とも称する）４０を含む。

【0049】

図６－８に示されるように、ＸコイルＤＸは、Ｘチャネル１２Ｘ内に含まれＸ軸の周りに巻かれる。 ＹコイルＤＹは、Ｙチャネル内に含まれＹ軸の周りに巻かれる。 ＺコイルＤＺは、Ｚチャネル１２Ｚ内に含まれＺ軸の周りに巻かれる。

【0050】

ＸコイルＤＸ、ＹコイルＤＹ、ＺコイルＤＺは、導体でできており、導体入口端と導体出口端を有する。この導体入口端と導体出口端は、それぞれの接続端子３０（図１３）に接続されている。

【0051】

本発明の教示によれば、以下の特別な特徴が実現される。

【0052】

第１に、Ｚ軸方向の磁気コア１０の厚さは、１．２ｍｍ未満好ましくは１ｍｍ以下である。

【0053】

各部分溝４０は、狭く深く、Ｚ軸方向の各部分溝４０の幅は０．４ｍｍ以下好ましくは約０．３ｍｍ以下であり、Z軸方向に直交する半径方向の各部分溝４０の深さは幅の少なくとも2倍である。

【0054】

ＺコイルＤＺは、前記溝４０に挿入された前記Ｚチャネル１２Ｚ内に巻かれ、溝４０の深さの１／３から２／３まで半径方向に延びる。Ｚチャネル１２Ｚに巻かれたＺコイルの外縁は、溝４０の入口から離れた場所にあり （図８および９を参照）、その結果、平行な表面は、外縁を超えて片持ち梁の形態で延びる。

【0055】

図８、９に示されるように、前記Ｚコイルの内縁は、前記ＸコイルおよびＹコイルから離れた場所にある。

【0056】

コイル用の導体は、220℃までの耐熱性の絶縁被覆した導体であり、直径は０．０２０ｍｍ－０．０４０ｍｍの範囲である。

【0057】

図１に示すように、コア１０の大きな面の１つに位置する中央領域は、Ｘチャネル１２Ｘを形成する凹部を含むが、図２に示すように、反対面の中央領域（図２を参照）は平坦である。このため、この中央部分の総厚は約0.60ｍｍであるが、この中央領域で破損のリスクなしに磁気コア１０を製造することができる。絶縁被覆された導体の直径が細く、XコイルとYコイルのそれぞれの幅内に配置されることを考慮すると、コアの大きな面の1つにはXコイル用の凹部が無くてもよい。その理由は、重ねられた巻回用コイルD X、D Yに大きな膨らみができないからである。

【0058】

図５―９に示されるように、接続端子３０（図１３）は、前記角突起部１１の平坦な表面に直接取り付けられている。

【0059】

図３、４は、コア１０が、延長タブ５１を切り取ったリードフレーム５０にどのように取り付けられているかを示す。延長タブ５１から接続端子３０が切り出される。

【0060】

コイルＤＸ、ＤＹ、ＤＺを備えたコア１０は、０．２ｍｍから０．３ｍｍの間の厚さの絶縁性樹脂層６０によってカプセル化されている。これは、図１０－13に図示されている。

【0061】

図１２、１３は、電気絶縁材料に対して折りたたまれた接続端子３０を示す。接続端子３０は、アンテナのケーシングであるエポキシ樹脂層６０の凹部６１に重なっている。

【0062】

第２の態様では、本発明は、超薄型低周波アンテナの製造方法を請求する。この方法は、既知の手順も含むが、コアを形成するステップを含み、このステップは以下のステップ（Ａ）－（Ｅ）で行われる。
（Ａ）ステップ：金型内で、磁気コア１０を形成する軟磁性非導電性材料のアモルファス粉末を圧縮する。前記磁気コア１０は、平坦な中央領域１２とこの中央領域１２の周りで互いに離れた位置にある４個の角突起部１１とを含む。この角突起部１１は、それらの間に、Ｘ軸の周りの中央領域１２を取り囲むＸチャネル１２ＸとＹ軸の周りの中央領域１２を囲むＹチャネル１２Ｙを形成する。
（Ｂ）ステップ：Ｚ軸の周りの磁気コア１０を取り囲むＺチャネル１２Ｚを、切断または鋸引きプロセスによって、生成する。前記Ｚチャネル１２Ｚは、コア１０の上面と下面の間に閉じ込められた不連続な溝によって形成される。 前記不連続な溝は、それぞれが角突起１１の１つに含まれる４つの部分的な溝４０を含む。
（Ｃ）ステップ：磁気コア１０をオーブン焼結する。その結果、磁気コア１０の材料が結晶化する、収縮する、又は硬化する。
（Ｄ）ステップ：Ｘチャネル１２Ｘ内に含まれるＸ軸の周りにＸコイルＤＸを巻き、Ｙチャネル１２Ｙ内に含まれるＹ軸の周りにＹコイルＤＹを巻き、Ｚチャネル１２Ｚ内に含まれるＺ軸の周りＺコイルＤＺを巻く。
（Ｅ）ステップ：前記Ｘコイル、Ｙコイル、Ｚコイルのそれぞれの導体の入口端と出口端をそれぞれの接続端子３０に接続する。

【0063】

本発明は、主に前述の寸法および構成を有する磁気コアを製造する為に、前記ステップ（Ｃ）の前に、磁気コア １０の４つの部分溝４ ０のそれぞれを切って、 Ｚ軸と一致する半径方向の断面において、鋸引きプロセス中にテーパ状の鋸によって、台形の断面（trapezial cross section）を得る。前記台形の断面は、前記ステップ（Ｃ）による結晶化、収縮、又は硬化した後に、最終的に方形の断面（rectangular cross section）となる。

【0064】

前記ＸコイルＤＸ、ＹコイルＤＹ、ＺコイルＤＺのそれぞれの導体入口端および導体出口端は、それぞれの接続端子３０に、レーザー溶接プロセスで、接続される。

【0065】

最終ステップ（Ｆ）として、コア１０と３本のコイルＤＸ、ＤＹ、ＤＺの組立体は、ケーシングであるエポキシ樹脂層６０に埋め込まれ、オーブン内のリフローはんだ付けプロセスによってＰＣＢ （図示せず） に接続される。

【0066】

本発明の超薄型三軸アンテナは、特にキーレスシステムとして動作するように、スマートフォーンに組み込むために特に設計されている。したがって、本発明のアンテナを組み込む携帯電話 （または他の携帯コンピュータ） は、本発明の超薄型三軸低周波アンテナの動作を制御するためのユーザインターフェースを提供するソフトウェア・アプリもその中にインストールされる。

【0067】

以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。用語「又は」に関して、例えば「Ａ又はＢ」は、「Ａのみ」、「Ｂのみ」ならず、「ＡとＢの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】