JP7579442B2 - Wireless terminal - Google Patents
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Description
本発明は、無線端末に関する。 The present invention relates to a wireless terminal.
無線通信が広く利用されている。このような無線通信を行うスマートフォン等の無線端末では、アンテナについて工夫されたものがある。 Wireless communication is widely used. Some wireless devices that perform this type of wireless communication, such as smartphones, have antennas that have been designed with special features.
例えば、特許文献1では、射出形成によって製造される携帯電話用内臓アンテナに関し、プリント基板等との電気的接続が高い信頼度となる携帯電話用アンテナが記載されている。例えば、特許文献2では、金属製成型品に対して比較的簡便に樹脂板を接合することが記載されている。For example,
金属製のアンテナを樹脂で形成された筐体の一部に露出させる無線端末が利用されている。筐体の一部にアンテナを露出させると、金属製のアンテナが無線端末の外観上目立つことで無線端末の美観が損なわれる虞がある。そこで、無線端末の筐体に対して何層にも重ねて塗装が行われることで美観を保つことが行われる。このような塗装にかかる手間とコストは増大していた。 Wireless terminals are used that have a metal antenna exposed on part of a case made of resin. If the antenna is exposed on part of the case, the metal antenna stands out on the outside of the wireless terminal, which may mar the aesthetic look of the wireless terminal. To avoid this, the wireless terminal's case is painted in multiple layers to maintain its aesthetic look. This increases the effort and cost required for painting.
無線端末の外観においてアンテナが目立つことを抑制するため、樹脂内にアンテナを埋め込むことが考えられる。しかしながら、強度の高い樹脂は誘電率が高くなることから、強度の高い樹脂内にアンテナを埋め込むとアンテナの電波放射特性が低下する恐れがある。一方で、誘電率の低い樹脂は強度が低くなることから、誘電率の低い樹脂内にアンテナを埋め込むと、アンテナの電波放射特性の低下は抑制される一方で、無線端末の強度が低下する恐れがある。 To prevent the antenna from being conspicuous on the exterior of a wireless terminal, it is possible to embed the antenna in resin. However, since high-strength resin has a high dielectric constant, embedding the antenna in high-strength resin may result in a decrease in the antenna's radio wave radiation characteristics. On the other hand, since resin with a low dielectric constant has a low strength, embedding the antenna in resin with a low dielectric constant may prevent a decrease in the antenna's radio wave radiation characteristics, but may result in a decrease in the strength of the wireless terminal.
開示の技術の1つの側面は、アンテナの性能向上を図り、筐体の強度低下を抑制するとともに、筐体の外面にアンテナが目立たない様にすることができる無線端末を提供することを目的とする。One aspect of the disclosed technology aims to provide a wireless terminal that improves antenna performance, suppresses deterioration in the strength of the housing, and makes the antenna less noticeable on the exterior surface of the housing.
開示の技術の1つの側面は、次のような無線端末によって例示される。本無線端末は、第1の誘電率の第1樹脂で形成された筐体と、上記第1樹脂内に埋め込まれた、上記第1の誘電率よりも低い第2の誘電率の第2樹脂と、上記第2樹脂内に埋め込まれたアンテナと、を備える。One aspect of the disclosed technology is exemplified by the following wireless terminal. The wireless terminal includes a housing formed of a first resin having a first dielectric constant, a second resin having a second dielectric constant lower than the first dielectric constant embedded in the first resin, and an antenna embedded in the second resin.
本無線端末は、アンテナの性能向上を図り、筐体の強度低下を抑制するとともに、筐体の外面にアンテナが目立たない様にすることができる。 This wireless terminal improves antenna performance, prevents a decrease in the strength of the housing, and makes the antenna less noticeable on the exterior surface of the housing.
<実施形態>
以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。実施形態に係る無線端末は、例えば、以下の構成を備える。本実施形態に係る無線端末は、本無線端末は、第1の誘電率の第1樹脂で形成された筐体と、上記第1樹脂内に埋め込まれた、上記第1の誘電率よりも低い第2の誘電率の第2樹脂と、上記第2樹脂内に埋め込まれたアンテナと、を備える。
<Embodiment>
The configurations of the embodiments described below are merely examples, and the disclosed technology is not limited to the configurations of the embodiments. A wireless terminal according to the embodiment has, for example, the following configuration. The wireless terminal according to the embodiment has a housing formed of a first resin having a first dielectric constant, a second resin having a second dielectric constant lower than the first dielectric constant embedded in the first resin, and an antenna embedded in the second resin.
上記無線端末であれば、上記第2樹脂内にアンテナが埋め込まれていることにより、無線端末の外観においてアンテナが目立つことがない。そのため、アンテナが目立たないように塗装を何層も重ねる手間やコストが低減される。また、上記無線端末では、誘電率の高い第1樹脂とアンテナとの間に誘電率の低い第2樹脂が配置されることになる。このような配置により、誘電率の高い第1樹脂とアンテナとの距離を遠ざけることができるため、アンテナの電波放射特性の低下が抑制される。また、第1樹脂と第2樹脂とが積層されることで、無線端末の筐体の強度低下を抑制することができる。 In the wireless terminal described above, the antenna is embedded in the second resin, so that the antenna is not noticeable in the appearance of the wireless terminal. This reduces the effort and cost of applying multiple layers of paint to make the antenna less noticeable. Furthermore, in the wireless terminal described above, the second resin with a low dielectric constant is disposed between the first resin with a high dielectric constant and the antenna. This arrangement allows the distance between the first resin with a high dielectric constant and the antenna to be increased, thereby suppressing the deterioration of the radio wave radiation characteristics of the antenna. Furthermore, by laminating the first resin and the second resin, it is possible to suppress the deterioration of the strength of the housing of the wireless terminal.
以下、図面を参照して上記無線端末をスマートフォンに適用した実施形態についてさらに説明する。図1及び図2は、実施形態に係るスマートフォン100の構成を例示する図である。図1は、スマートフォン100の厚さ方向における断面図が例示される。また、図2は、図1のA-A線断面図が例示される。スマートフォン100は、基板110、アンテナ130、第1樹脂層140及び第2樹脂層150を備える。An embodiment in which the above-mentioned wireless terminal is applied to a smartphone will be further described below with reference to the drawings. Figs. 1 and 2 are diagrams illustrating an example of the configuration of a
第1樹脂層140は、スマートフォン100の筐体を形成する。第1樹脂層140は、例えば、ガラス含有率が40%程の樹脂(GF40)である。第1樹脂層140としては、例えば、ポリブチレンテレフタレートを挙げることができる。The
第2樹脂層150は、第1樹脂層140内に埋め込まれるように配置される。第2樹脂層150は、例えば、ガラス含有率が10%程度の樹脂(GF10)である。第2樹脂層150としては、例えば、ポリカーボネートを使用することができる。The
第1樹脂層140は、第2樹脂層150よりもガラス含有率が高い。そのため、第1樹脂層140は、第2樹脂層150よりも剛性が高くなる。また、樹脂におけるガラス含有率は、誘電率と相関関係がある。そのため、ガラス含有率が第2樹脂層150よりも高い第1樹脂層140は、第2樹脂層150よりも高い誘電率を有する。また、ガラス含有率が第1樹脂層140よりも低い第2樹脂層150は、第1樹脂層140よりも低い誘電率を有する。The
基板110は、第1樹脂層140によって形成される筐体内に配置される。基板110上には、各種電子部品が搭載される。基板110には給電点が設けられる。アンテナ130は、給電点から給電を受けて電波を出射する金属製のアンテナである。スマートフォン100は、アンテナ130を用いて無線通信を行うことができる。The
アンテナ130は、第2樹脂層150内に埋め込まれる。例えば、アンテナ130は、金型のリブにアンテナ130を固定して配置した上でのインサート成型によって、第2樹脂層150内に埋め込まれる。なお、図1では、スマートフォン100の左右夫々に1つのアンテナ130が配置されているが、アンテナ130の数はこれに限定されない。The
図1及び図2を参照すると理解できるように、アンテナ130は、第2樹脂層150の外面に露出する部分はない。そのため、第2樹脂層150の外面を覆う第1樹脂層140はアンテナ130と接触することはない。そして、金属と樹脂とを密着させる場合よりも、樹脂同士を密着させる方が密着性がよい。そのため、スマートフォン100では、第2樹脂層150の外面にアンテナ130を露出させる場合よりも、第1樹脂層140と第2樹脂層150とを強固に密着させることができる。1 and 2, no part of the
ここで、図2に示すように、第2樹脂層150の外面を第1樹脂層140で覆う際には、第2樹脂層150の表面にプライマー210を塗布してもよい。プライマー210が第2樹脂層150の表面に塗布されることで、第1樹脂層140と第2樹脂層150とをより強固に密着させることができる。2, when covering the outer surface of the
(シミュレーション)
ここで、本実施形態に係るスマートフォン100による電波放射特性を検証するためシミュレーションを行ったので、本シミュレーションについて説明する。図3は、シミュレーションで用いた構造を模式的に示す図である。図3(A)は、本実施形態と比較するために用意した比較例に係る構造である。図3(A)では、アンテナ130の周囲を囲むように厚さ2mmの第1樹脂層140が設けられる。図3(B)では、本実施形態のシミュレーションのために用意した構造である。図3(B)では、アンテナ130の周囲を囲むように厚さ1mmの第2樹脂層150が配置され、第2樹脂層150を囲むように厚さ1mmの第1樹脂層140が配置される。すなわち、図3(B)では、アンテナ130と第1樹脂層140との間に第2樹脂層150が介在する。
(simulation)
Here, a simulation was performed to verify the radio wave radiation characteristics of the
図4は、第1シミュレーションの結果を示す図である。第1シミュレーションでは、図3(A)及び図3(B)に示した夫々の構造について電波放射特性の調査を行った。図4において、「比較例(GF40)」は、図3(A)の構造に対応し、「本実施形態(GF40/GF10)」は図3(B)の構造に対応する。また、図4において、「比較例(GF10)は、図3(A)の構造において、第1樹脂層140としてガラス含有率10%のGF10を採用した場合を例示する。図4において、伝送損失係数は、例えば、以下の式(1)によって算出することができる。
上記式(1)において、αは誘電体(第1樹脂層140、第2樹脂層150)の伝送損失、Κは比例定数、fはアンテナ130が送出する電波の周波数、εrは比誘電率、tanδは誘電正接である。図4を参照すると理解できるように、本実施形態に係るスマートフォン100では、比較例よりもアンテナ130の電波放射特性を1dB程度改善できていることが理解できる。
In the above formula (1), α is the transmission loss of the dielectric (
続いて、図3に例示した構造において、第1樹脂層140及び第2樹脂層150の厚さを変動させたときの電波放射特性の減衰量(dB)についてシミュレーションを行った(第2シミュレーション)。図5は、第2シミュレーション結果を示す図である。図5を参照すると理解できるように、誘電率の高い第1樹脂層140の厚さの方が誘電率の低い第2樹脂層150よりも相対的に薄いほど、アンテナ130の電波放射特性の減衰量が低くなることが理解できる。また、第1樹脂層140及び第2樹脂層150全体におけるガラス含有率が低いほど、第1樹脂層140及び第2樹脂層150全体の誘電率が低くなることが理解できる。
Next, in the structure illustrated in FIG. 3, a simulation was performed on the attenuation (dB) of the radio wave radiation characteristics when the thicknesses of the
続いて、このようなスマートフォン100の筐体を製造する製造方法について説明する。図6から図8は、スマートフォン100の筐体の製造方法の一例を示す図である。以下、図6から図8を参照して、スマートフォン100の筐体の製造方法について説明する。Next, a manufacturing method for manufacturing the housing of such a
第1工程では、基板110とアンテナ130とが用意される(図6)。図6(A)は第1工程の状態を平面視した図であり、図6(B)は図6(A)のB-B線断面図である。第2工程では、アンテナ130を埋め込むように第2樹脂層150が配置される(図7)。図7(A)は第2工程を終えた状態を平面視した図であり、図7(B)は図7(A)のC-C線断面図である。第2工程によって、アンテナ130は、第2樹脂層150内に埋め込まれる。第3工程では、第2樹脂層150の表面にプライマー210が塗布されてから、第2樹脂層150を埋め込むように第1樹脂層140が配置される(図8)。図8(A)は第3工程の状態を平面視した図であり、図8(B)は図8(A)のD-D線断面図である。第3工程によって、第2樹脂層150は、第1樹脂層140内に埋め込まれる。In the first step, the
<実施形態の作用効果>
本実施形態では、アンテナ130が第2樹脂層150の外面に露出しないため、第1樹脂層140を第2樹脂層150の外面に設ける場合に、樹脂同士で密着させることができる。そのため、本実施形態によれば、アンテナ130を露出させた状態で第2樹脂層150を設ける場合と比較して、より強固に第1樹脂層140と第2樹脂層150とを密着させることができる。さらに、本実施形態では、第2樹脂層150の表面にプライマー210が塗布されることで、第1樹脂層140と第2樹脂層150とを密着をさらに強固なものとすることができる。
<Effects of the embodiment>
In this embodiment, since the
また、物体の強度を示すヤング率は厚さの二乗に比例する。本実施形態では、このような密着性の高い第1樹脂層140と第2樹脂層150とを積層することでスマートフォン100の筐体を厚く形成し、スマートフォン100の筐体をより強固なものとすることができる。Furthermore, Young's modulus, which indicates the strength of an object, is proportional to the square of the thickness. In this embodiment, by stacking the
本実施形態では、誘電率の高い第1樹脂層140とアンテナ130との間に、第1樹脂層140よりも誘電率の低い第2樹脂層150が介在する。そのため、誘電率の高い第1樹脂層140をアンテナ130から離して配置することができる。このように第1樹脂層140が配置されることで、本実施形態に係るスマートフォン100では、アンテナ130の電波放射特性の低下が抑制される。In this embodiment, a
スマートフォン100の筐体の外面にアンテナ130が露出する場合、アンテナ130を目立たなくするために、塗装を何層も重ねて施すことになり、その手間とコストは高いものとなる。本実施形態では、アンテナ130が第2樹脂層150内に埋め込まれる。そのため、スマートフォン100の外見においてアンテナ130が目立つことはない。そのため、このような塗装にかかる手間やコストを低減することができる。例えば、樹脂製の筐体の一部に金属製のアンテナを露出させた場合、アンテナと樹脂との接合部分が目立たないように10層程度の塗装が行われた。しかしながら、本実施形態によれば、例えば、3層程度の塗装で十分となる。When the
<変形例>
本実施形態では、第1樹脂層140としてガラス含有率が40%程のポリブチレンテレフタレートが採用され、第2樹脂層150としてガラス含有率が10%程度のポリカーボネートが採用された。しかしながら、第1樹脂層140及び第2樹脂層150は、このような組み合わせに限定されるわけではない。例えば、第1樹脂層140としてガラス含有率が40%程度のポリカーボネートが採用され、第2樹脂層150としてガラス含有率が10%程度のポリカーボネートが採用されてもよい。また、例えば、第1樹脂層140としてガラス含有率が40%程度のポリブチレンテレフタレートが採用され、第2樹脂層150としてガラス含有率が10%程度のポリブチレンテレフタレートが採用されてもよい。また、第1樹脂層140及び第2樹脂層150として、ポリカーボネート及びポリブチレンテレフタレート以外の樹脂が採用されてもよい。
<Modification>
In this embodiment, polybutylene terephthalate having a glass content of about 40% is adopted as the
以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせることができる。 The embodiments and variations disclosed above can be combined with each other.
100・・スマートフォン
110・・基板
130・・アンテナ
140・・第1樹脂層
150・・第2樹脂層
210・・プライマー
REFERENCE SIGNS LIST 100: Smartphone 110: Substrate 130: Antenna 140: First resin layer 150: Second resin layer 210: Primer
Claims (4)
前記第1樹脂内に埋め込まれた、前記第1の誘電率よりも低い第2の誘電率の第2樹脂と、
前記第2樹脂内に埋め込まれることで、前記第1樹脂とは非接触に配置されるアンテナと、を備える、
無線端末。 a housing formed of a first resin having a first dielectric constant;
a second resin having a second dielectric constant lower than the first dielectric constant, embedded in the first resin;
an antenna that is embedded in the second resin and is disposed in a non-contact state with the first resin ;
Wireless terminal.
請求項1に記載の無線端末。 The first resin has a higher glass content than the second resin.
The wireless terminal of claim 1.
請求項1または2に記載の無線端末。 A primer is applied to the surface of the second resin.
3. The wireless terminal according to claim 1 or 2.
前記第2樹脂はポリカーボネートである、
請求項1から3のいずれか一項に記載の無線端末。 the first resin is polybutylene terephthalate;
The second resin is polycarbonate.
A wireless terminal according to any one of claims 1 to 3.
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