線圈天線及通信終端裝置制造方法
【專利摘要】為了能抑制導體損耗并確保通信距離，本發(fā)明的線圈天線包括：具有至少包含第一主面的第一外周面的磁芯（1）；形成在第一外周面并對規(guī)定的卷繞軸的四周進行卷繞的第一線圈導體（2）；層疊在第一主面上、至少具有與該第一主面大致平行的第一面、并且由磁導率比磁芯低的材料構(gòu)成的第一基材層（3）；以及至少形成第一面上的第二線圈導體（4）。第二線圈導體（4）的兩端與第一主面上的第一線圈導體（2）相連，第一主面上的第一線圈導體（2）中電流流動的方向與第一面上的第二線圈導體中電流流動的方向彼此大致相同。
【專利說明】線圈天線及通信終端裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及包括形成在磁芯周圍的線圈導體的線圈天線、以及具備該線圈天線的通信終端裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在上述線圈天線中，若通信對象側(cè)產(chǎn)生的磁場與線圈產(chǎn)生交鏈，則會在該線圈兩端產(chǎn)生感應電動勢。上述通信終端裝置對疊加在該感應電動勢中的數(shù)據(jù)進行重放，由此接收來自通信對象側(cè)的數(shù)據(jù)。此外，在線圈天線中，若有電流流過線圈，則會在線圈周邊產(chǎn)生磁場。通信終端裝置利用該磁場將數(shù)據(jù)發(fā)送給通信對象。以往，作為這種線圈天線，有例如下述專利文獻I?3所記載的線圈天線。
現(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻
[0003]專利文獻1:日本專利特開2003-284476號公報 專利文獻2:日本專利特開2003-283231號公報
專利文獻3:日本專利特開2007-19891號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0004]在使上述線圈天線小型化的情況下，考慮例如減小線圈的線寬、或在磁芯中使用高磁導率的材料。然而，若減小線圈線寬，則不能忽略導體損耗的影響。此外，若在磁芯中使用高磁導率的材料，則磁場會被封閉，因此無法確保足夠的通信距離。
[0005]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能抑制導體損耗、并能確保通信距離的線圈天線、以及具備該線圈天線的通信終端裝置。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0006]為了能實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面在于一種線圈天線，包括:磁芯，該磁芯具有至少包含第一主面的第一外周面；第一線圈導體，該第一線圈導體形成在所述第一外周面上，并對規(guī)定的卷繞軸的四周進行卷繞；第一基材層，該第一基材層層疊在所述第一主面上，至少具有與該第一主面大致平行的第一面，并由磁導率低于所述磁芯的材料構(gòu)成；以及第二線圈導體，該第二線圈導體至少形成在所述第一面上。
[0007]這里，所述第二線圈導體的兩端與所述第一主面上的所述第一線圈導體相連，所述第一主面上的所述第一線圈導體中電流流動的方向與所述第一面上的所述第二線圈導體中電流流動的方向彼此大致相同。
[0008]此外，上述線圈天線例如裝載在通信終端裝置中。
發(fā)明效果
[0009]根據(jù)上述方面，能抑制導體損耗并確保通信距離?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1是表示實施方式I所涉及的線圈天線的立體圖。
圖2是圖1的線圈天線的分解圖。
圖3是表示由多個磁性體層構(gòu)成的磁芯的立體圖。
圖4是從箭頭B的方向觀察到的沿圖1的線A-A’的縱向截面的圖。
圖5是從箭頭D的方向觀察到的沿圖1的線C-C’的縱向截面的圖。
圖6是表示具備圖1的線圈天線的通信終端裝置的示意圖。
圖7是表示圖6的增益天線的詳細結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖8是表示圖6的增益天線與供電電路的等效電路的圖。
圖9(a)、圖9(b)是表示有無圖6的增益天線的磁性體片材所產(chǎn)生的效果的示意圖。 圖10(a)?圖10(c)是表示圖6的增益天線的替代例的示意圖。
圖11是表示第一變形例所涉及的線圈天線的立體圖。
圖12是圖11的線圈天線的分解圖。
圖13是表示第二變形例所涉及的線圈天線的立體圖。
圖14是圖13的線圈天線的分解圖。
圖15是表示第三變形例所涉及的線圈天線的立體圖。
圖16是圖15的線圈天線的分解圖。
圖17是表示第四變形例所涉及的線圈天線的立體圖。
圖18是圖17的線圈天線的分解圖。
圖19 (a)、圖19(b)是表不圖17的線圈天線的效果的不意圖。
圖20是表示第五變形例所涉及的線圈天線的立體圖。
圖21是圖20的線圈天線的分解圖。
圖22是表示第六變形例所涉及的線圈天線的立體圖。
圖23是圖22的線圈天線的分解圖。
圖24是從箭頭D的方向觀察到的沿圖22的線C-C’的縱向截面的圖。
圖25是表示第七變形例所涉及的線圈天線的立體圖。
圖26是圖25的線圈天線的分解圖。
圖27是從箭頭D的方向觀察到的沿圖25的線C-C’的縱向截面的圖。
圖28是表示第八變形例所涉及的線圈天線的立體圖。
圖29是圖28的線圈天線的分解圖。
圖30是從箭頭D的方向觀察到的沿圖28的線C-C’的縱向截面的圖。
圖31是表示第九變形例所涉及的線圈天線的立體圖。
圖32是圖31的線圈天線的分解圖。
圖33是從箭頭D的方向觀察到的沿圖31的線C-C’的縱向截面的圖。
圖34是表示第十變形例所涉及的線圈天線的立體圖。
圖35是圖34的線圈天線的分解圖。
圖36是從箭頭D的方向觀察到的沿圖35的線C-C’的縱向截面的圖。
圖37是進行非接觸通信的模塊的等效電路圖。
圖38是表示圖37的模塊的具體結(jié)構(gòu)的圖。【具體實施方式】
[0011](引言)
以下，在對本發(fā)明各實施方式所涉及的線圈天線進行說明之前，定義各圖所示的X軸、Y軸、Z軸。X軸、Y軸、Z軸表示線圈天線的左右方向(橫方向)、前后方向(縱方向)以及上下方向(高度方向或厚度方向)。
[0012](實施方式I的結(jié)構(gòu))
圖1和圖2中，線圈天線包括磁芯1、第一線圈導體2、第一基材層3、至少一個第二線圈導體4、第一絕緣體層5、第一外部電極6a、第二外部電極6b、第一過孔電極7a、以及第二過孔電極7b。
[0013]磁芯I由磁導率Uh相對較高(例如100以上)的磁性材料構(gòu)成。作為這種磁性材料，有N1-Zn-Cu類鐵氧體。該磁芯I大致具有長方體形狀。其橫向尺寸、縱向尺寸以及高度例如約為5mm、IOmm以及0.55mm。此外,磁芯I由與卷繞軸At大致平行的外周面Fs、與該卷繞軸At正交的前端面以及后端面構(gòu)成。
[0014]如圖2所明示的那樣，外周面Fs由上表面F11、右側(cè)面F12、下表面F13以及左側(cè)面F14構(gòu)成。上表面Fll以及下表面F13與XY平面大致平行，并在上下方向上相對。右側(cè)面F12以及左側(cè)面F14與YZ平面大致平行，并在左右方向上相對。在后面的說明中，有時會將上表面Fll稱為第一主面F11，將下表面F13稱為第二主面F13。
[0015]第一線圈導體2形成例如由銀那樣的導電材料構(gòu)成的螺旋線圈。具體而言，第一線圈導體2形成在外周面Fs上，并呈螺旋狀地卷繞在卷繞軸At的四周。在圖1的示例中，匝數(shù)為四，第一線圈導體2的各匝大致由形成于右側(cè)面F12的導體圖案2a、形成于第一主面Fll的導體圖案2b、形成于左側(cè)面F14的導體圖案2c、形成于第二主面F13的導體圖案2d構(gòu)成。另外，在圖1、圖2中，為方便圖不,僅對一阻導體圖案標注了參照標號。
[0016]上述磁芯I可以制作成不經(jīng)過層疊而最初便具有上述尺寸的塊體，也可以如圖3所示，通過層疊多個磁性體層Ia來制作。另外，圖3中，為便于圖示，僅對兩個磁性體層標注了參照標號la。此外，各磁性體層Ia的厚度可以彼此相同，也可以不同。通過由多個磁性體層Ia構(gòu)成，因此能簡單地調(diào)整磁芯I的高度，并能抑制脆性。
[0017]再次參照圖1及圖2。第一基材層3例如由絕緣材料構(gòu)成。絕緣體的磁導率接近真空或大氣中的磁導率Utl，且比上述磁芯I的磁導率Uh要小。該第一基材層3層疊在形成有第一線圈導體2的第一主面Fll上，在上下方向上具有規(guī)定的厚度。該厚度與磁芯I的橫向尺寸相比足夠小，例如為100 ii m?1000 V- m。另外,第一基材層3的橫向尺寸和縱向尺寸的值與磁芯I實質(zhì)相同。
[0018]如圖2所明示的那樣，該第一基材層3至少具有接合面F21、第一面F22、右側(cè)面F23、以及左側(cè)面F24。接合面F21以及第一面F22與XY平面大致平行。接合面F21與第一主面Fll相抵接，第一面F22在上下方向上與接合面F21相對。右側(cè)面F23以及左側(cè)面F24與YZ平面大致平行，是將接合面F21以及第一面F22連接起來的面。
[0019]另外，本實施方式中，假設(shè)第一基材層3由絕緣材料構(gòu)成來進行說明，但并不限于此，第一基材層3也可以由電介質(zhì)材料、磁導率比上述磁導率Uh低的磁性材料構(gòu)成。此外，第一基材層3也可以由在使用溫度(例如25°C )下、相對磁導率比上述磁芯I低的材料構(gòu)成。這里，當?shù)谝换膶?由磁性材料構(gòu)成時,與磁芯I同樣，使用N1-Zn-Cu類鐵氧體。該情況下，為了減小磁導率，在制作第一基材層3時混入規(guī)定的添加物。
[0020]第二線圈導體4例如由銀那樣的導電材料構(gòu)成，并由導體圖案4a?4c構(gòu)成。各導體圖案4a?4c的線寬彼此相同，各導體圖案2a?2d也相同。這里，線寬是指沿卷繞軸At方向的寬度。
[0021]此外，如圖4、圖5所示，導體圖案4a形成在第一面F22上，使得與構(gòu)成第一線圈導體2的一匝的導體圖案2b大致平行，并且從第一主面Fll的法線N方向俯視時與該導體圖案2b重合。
[0022]導體圖案4b、4c形成在右側(cè)面F23以及左側(cè)面F24上，使得導體圖案4a的一端以及另一端與導體圖案2b的一端以及另一端相連。
[0023]本實施方式中，第二線圈導體4對應于第一線圈導體2的各匝而形成。換言之，第一基材層3上形成有四匝第二線圈導體4。
[0024]第一絕緣體層5在本實施方式中由與第一基材層3相同的絕緣材料構(gòu)成，至少具有接合面F31和背面F32。接合面F31上層疊有磁芯1，該磁芯I上形成有第一線圈導體2。背面F32在上下方向上與接合面F31相對，該背面F32的前段部分以及后端部分形成有第一外部電極6a以及第二外部電極6b。
[0025]此外，第一絕緣體層5上的第一外部電極6a上形成有從背面F32貫穿至接合面F31的通孔，該通孔中形成有第一過孔電極7a。同樣，第一絕緣體層5上的第二外部電極6b上也形成有通孔，該通孔中形成有第二過孔電極7b。第一過孔電極7a與第一線圈導體2的一端相連，第二過孔電極7b與第一線圈導體2的另一端相連。
[0026](實施方式I的制造方法)
接著，對上述線圈天線的制造方法的一個示例進行說明。該制造方法由下述(I)?(6)的工序構(gòu)成。
(I)例如為了在燒結(jié)后獲得所期望的磁導率Uh(例如100以上)，利用球磨機將鐵氧體預燒粉與粘接劑、增塑劑等一同進行混合。利用刮刀法對由此得到的漿料進行成形加工，以在燒結(jié)時達到規(guī)定尺寸，由此得到成為磁芯I的基礎(chǔ)的第一片材。
[0027](2)利用激光、沖壓加工在由上述⑴得到的第一片材上形成導體圖案2a、2c用的通孔，并在這些通孔內(nèi)填充例如由Ag構(gòu)成的電極糊料。然后在第一片材的表面對電極糊料進行絲網(wǎng)印刷，其結(jié)果，形成了導體圖案2b、2d。層疊期望片數(shù)的上述第一片材。
[0028](3)為了制作第一基材層3以及第一絕緣體層5，利用球磨機將鐵氧體預燒粉與粘接劑、增塑劑等一同進行混合。利用刮刀法等對由此獲得的漿料進行成形加工，其結(jié)果，得到成為第一基材層3以及第一絕緣體層5的基礎(chǔ)的第二片材。
[0029](4)在由上述(3)得到的第二片材上形成上述第一及第二過孔電極7a、7b用的通孔。在該通孔中填充電極糊料，形成上述第一及第二過孔電極7a、7b。此外，為了在燒結(jié)后達到所期望的厚度，依次對形成有第一及第二過孔電極7a、7b的第二片材進行壓接。由此制作出第一絕緣體層5。
[0030](5)在由上述(3)得到的第二片材上形成導體圖案4b、4c用的通孔，并在通孔中填充電極糊料。然后，在第二片材上、形成第一面F22的部分，對電極糊料進行絲網(wǎng)印刷等，形成導體圖案4a。依次對上述第二片材進行壓接。由此制作出第一基材層3。[0031](6)將上述第一絕緣體層5、磁芯I以及第一基材層3 —起進行加壓壓接，在例如900°C、2小時的條件下進行燒成后，進行切割。其結(jié)果，得到上述線圈天線。
[0032](實施方式I的作用、效果)
將上述線圈天線用于13.56MHz頻帶的NFC (Near Field Communication:近場通信)所對應的通信終端裝置。這里，圖6中示出了打開殼體蓋板91時通信終端裝置9的殼體92內(nèi)所收納的各種元器件、各種構(gòu)件。該通信終端裝置9為典型的移動電話，殼體92內(nèi)部例如包括印刷布線板93、線圈天線94、IC芯片95以及增益天線96。除此以外，殼體92內(nèi)部還高密度地安裝、配置有電池組、照相機、UHF頻帶天線、各種電路元件，但它們并非本發(fā)明的主要部分，因此省略說明。
[0033]線圈天線94與參照圖1及圖2說明的內(nèi)容相同，如圖6、圖7所示，與IC芯片95一起安裝在印刷布線板93上。此外，如圖8的等效電路所示，線圈天線94的兩端連接有IC芯片95，IC芯片95并聯(lián)連接有電容器97。這些線圈天線94、IC芯片95以及電容器97構(gòu)成供電電路98。這里，若將線圈天線94的電感值設(shè)為LI，將電容器97的電容值設(shè)為Cl，則供電電路的諧振頻率取決于L1、C1。另外，圖8中示出了線圈天線94的電阻分量R1。有時也根據(jù)需要在線圈天線94與IC芯片95之間連接匹配電路。
[0034]此外，增益天線96安裝在殼體蓋板91上，使得在殼體92被殼體蓋板91關(guān)閉時，該增益天線96配置在線圈天線94的上方。該增益天線96在圖7的示例中為平面的螺旋線圈等，是為了增加線圈天線94的通信距離而設(shè)置的。增益天線96的開口尺寸(橫向尺寸X縱向尺寸)比線圈天線94的開口尺寸(橫向尺寸X高度)要大。
[0035]如圖7的右側(cè)所示，增益天線96中，在絕緣片材75a的表面以及背面形成有互為反向卷繞的第一平面線圈導體75b以及第二平面線圈導體75c。此外，絕緣片材75a的下表面貼附有磁性體片材75d。當沒有該磁性體片材75d時，如圖9(a)所示，來自通信對象側(cè)的磁通(虛線箭頭表示)不通過增益天線96的附近，到達印刷布線板93。其結(jié)果，在印刷布線板93上產(chǎn)生渦流、與安裝元器件的不需要的耦合，導致通信終端裝置9的通信特性變差。與此相對,若具有磁性體片材75d，則如圖9(b)所示，磁通通過磁性體片材75d的內(nèi)部，不會到達印刷布線板93，因此能防止上述那樣通信終端裝置9的通信特性的劣化。
[0036]此外，在第一平面線圈導體75b與第二平面線圈導體75c之間產(chǎn)生線間電容，如圖8的等效電路所示，相當于第一平面線圈導體75b以及第二平面線圈導體75c經(jīng)由電容器75e、75f相連。這里，將第一平面線圈導體75b的電感值設(shè)為L2，將第二平面線圈導體75c的電感值設(shè)為L3，將電容器75e的電容值設(shè)為C2，將電容器75f的電容值設(shè)為C3。該情況下，增益天線96的諧振頻率取決于L2、L3、C2、C3。
[0037]如圖8所示，在上述通信終端裝置9中，由IC芯片95向線圈天線94提供電流I。如圖4所示，該電流I首先流過第一線圈導體2的導體圖案2a。之后，一部分電流I流過第一線圈導體2的導體圖案2b，另一部分流過第二線圈導體4的導體圖案4b、4a、4c。之后，流過第二線圈導體4的電流Ia與流過第一線圈導體2的電流Ib在同一方向上流動，并合流，從而流過導體圖案2c。
[0038]由此，第二線圈導體4從第一線圈導體2開始分叉，以夾著第一基材層3與第一線圈導體2大致平行的方式設(shè)置，并合流至第一線圈導體2。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能實質(zhì)上使電流路徑的截面積增大相當于第二線圈導體4的截面積的量，因此能減輕導體損耗的影響。
[0039]這里，為了減輕導體損耗的影響，考慮在絲網(wǎng)印刷時對第一線圈導體涂厚，從而增大其截面積。然而，以和構(gòu)成相鄰匝的導體圖案之間的窄間隙以及高縱橫比對第一線圈導體涂厚在實際的制造方法上較為困難的。因此，像本實施方式那樣將電流路徑一分為二在減輕導體損耗影響的層面上是較為實用的。
[0040]此外，第一線圈導體2以及第二線圈導體4夾著低磁導率的第一基材層3而接近。此外，流過第一線圈導體2的電流和流過第二線圈導體4的電流幾乎在同一方向上流動。由此，在兩線圈導體2、4周圍產(chǎn)生的磁場如圖8所示那樣相互耦合。另外，由于第一面F22側(cè)的磁導率相對較低，因此，磁力線會在第一面F22的法線N的方向上擴張。換言之，線圈天線94在第一面F22的法線N的方向上具有較強的指向性，能確保自第一面F22起在法線N方向上足夠的通信距離。
[0041](附記事項I)
在實施方式I中，增益天線96構(gòu)成為利用兩個第一平面線圈導體75b與第二平面線圈導體75c的線間電容來與它們進行諧振。然而并不限于此，增益天線96也可以如下所示那樣。
[0042]如圖10(a)所示，增益天線96可以通過在一個平面線圈導體75g的兩端連接電容器元件75h來得到。此外，也可以如圖10(b)那樣，增益天線96通過在圖7所示的第一平面線圈導體75b上貼附第二絕緣片材75i，并在該第二絕緣片材75i上形成第三平面線圈導體75j來得到。平面線圈導體的層數(shù)可以是若干層。此外，如圖10(c)那樣，也可以不將增益天線96設(shè)置在殼體92的內(nèi)部，而利用MID方法等，在殼體蓋板91的表面及背面逐個繪制平面線圈導體75k、751來實現(xiàn)增益天線96。
[0043](第一變形例)
在上述實施方式I中，經(jīng)由第一基材層3在磁芯I的第一主面Fll上設(shè)置了第二線圈導體4。然而并不限于此，也可以如圖11、圖12所示，線圈天線在圖1、圖2所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進一步包括第二基材層101以及第三線圈導體102。
[0044]第二基材層101優(yōu)選為材料以及尺寸與第一基材層3相同。該第二基材層101層疊在第一基材層3的第一面F22上，并如圖12所明示的那樣，具有接合面F41、第二面F42、右側(cè)面F43、以及左側(cè)面F44。接合面F41以及第二面F42與XY平面大致平行。接合面F41與第一面F22相抵接，第二面F42在上下方向上與接合面F41相對。右側(cè)面F43以及左側(cè)面F44與YZ平面大致平行，是將接合面F41以及第二面F42連接起來的面。
[0045]第三線圈導體102優(yōu)選為材料、線寬與第二線圈導體4相同，該第三線圈導體102由導體圖案102a?102c構(gòu)成。導體圖案102a形成在第二面F42上，使得與導體圖案2b大致平行，并且從第一主面Fll的法線方向俯視時與該導體圖案2b重合。導體圖案102b、102c形成在右側(cè)面F43以及左側(cè)面F44上，使得導體圖案102a的一端以及另一端與導體圖案4b、4c相連。本實施方式中，第三線圈導體102也與第二線圈導體4同樣，對應于第一線圈導體2的各匝而形成。
[0046](第一變形例的作用、效果)
第一變形例的線圈天線與實施方式I的線圈天線相比，不同點主要在于經(jīng)由第二基材層101添加了第三線圈導體102。因此，與實施方式I相比，能實質(zhì)上使電流路徑的截面積增大相當于第三線圈導體102的截面積的量，因此能進一步減輕導體損耗的影響。此外，由于線圈天線能進一步增強向第二面F42的法線方向的指向性，因此能確保足夠的通信距離。
[0047](第二變形例)
在上述實施方式I中，經(jīng)由第一基材層3在磁芯I的第一主面Fll上設(shè)置了第二線圈導體4。然而并不限于此，也可以如圖13、圖14所示，線圈天線可以在圖1、圖2所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進一步包括第三基材層201以及第四線圈導體202。
[0048]第三基材層201優(yōu)選為材料以及尺寸與第一基材層3相同。該第三基材層201層疊在磁芯I的第二主面F13的下方，具有接合面F51、第三面F52、以及將它們連接起來的右側(cè)面F53以及左側(cè)面F54。接合面F51以及第三面F52與XY平面大致平行，并在上下方向上相對。接合面F51與第二主面F13相抵接。
[0049]第四線圈導體202優(yōu)選為材料、線寬與第二線圈導體4相同，該第四線圈導體202由導體圖案202a?202c構(gòu)成。導體圖案202a形成在第三面F52上，與導體圖案2d大致平行，并且從第二主面F13的法線方向俯視時與該導體圖案2d重合。導體圖案202b形成在右側(cè)面F53上，將導體圖案202a的一端與導體圖案2a相連。導體圖案202c形成在左側(cè)面F54上，將導體圖案202a的另一端與導體圖案2c相連。
[0050]這里，本變形例中，導體圖案2d是一匝導體圖案2a?2d中的最后一個。由此，若以導體圖案202c連接的匝為基準，則導體圖案202b與相鄰匝的導體圖案2a相連。此外，第四線圈導體202也與第二線圈導體4同樣，對應于第一線圈導體2的各匝而形成。
[0051]另外，本變形例與實施方式I的不同之處在于，第一絕緣體層5與第三基材層201的第三面F52相接合。
[0052](第二變形例的作用、效果)
第二變形例與實施方式I相比，能實質(zhì)上使電流路徑的截面積增大相當于第四線圈導體202的截面積的量，因此能減輕導體損耗的影響。此外，線圈天線除了第一面F22以外，還能增強向第三面F52的法線方向的指向性，因此能在多個方向上確保足夠的通信距離。
[0053](附記事項)
上述第二變形例對在實施方式I中添加第三基材層201以及第四線圈導體202進行了說明，但并不限于此，也可以在第一變形例中添加第三基材層201以及第四線圈導體202。
[0054](第三變形例)
在上述實施方式I中，使導體圖案4a的線寬與導體圖案2b的線寬相同。然而并不限于此，也可以如圖15、圖16所示，使導體圖案4a的線寬大于導體圖案2b的線寬。該情況下，與實施方式I相比能進一步減輕導體損耗的影響。然而，若線寬過大，則線圈天線的諧振頻率會因相鄰導體圖案4a間的線間電容而下降，因此需要注意。
[0055](附記事項)
上述第三變形例對實施方式I的導體圖案4a與導體圖案2b的線寬的關(guān)系進行了說明。然而并不限于此，也可以使第一變形例的第三線圈導體102、第二變形例的第四線圈導體202的線寬比第一線圈導體2大。
[0056](第四變形例)
在上述實施方式I中，使導體圖案4a?4c的線寬彼此相同，且導體圖案2a?2d的線寬彼此相同。然而并不限于此，也可以如圖17、圖18所示，使導體圖案4a的線寬小于導體圖案4b、4c的線寬，使導體圖案2b的線寬小于導體圖案2a、2c的線寬。這里，如圖19(a)所示，將導體圖案4a的卷繞軸At (Y軸方向)的中心線設(shè)為Ca，將導體圖案2b的卷繞軸At (Y軸方向)的中心線設(shè)為Cb。優(yōu)選以如下方式形成導體圖案4a、2b，即，從第一主面Fll的法線N的方向俯視時，中心線Ca、Cb重合。由此，能提高線圈天線上表面的平坦度。其原因在于，實際的導體圖案4a、2b的厚度并不均勻，而如圖19(b)那樣，在中心線Ca、Cb的部分最大。因此，若像上述那樣俯視時中心線Ca、Cb重合，則線圈天線上表面的平坦度會變差。
[0057](附記事項)
上述第四變形例對實施方式I的導體圖案4a與導體圖案2b的線寬的關(guān)系進行了說明。然而并不限于此，也可以使第三線圈導體102、第四線圈導體202的線寬如第四變形例那樣。
[0058](第五變形例)
在上述實施方式I中，經(jīng)由第一基材層3在磁芯I的第一主面Fll上設(shè)置了第二線圈導體4。然而并不限于此，也可以如圖20、圖21所示，線圈天線可以在圖1、圖2所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進一步包括絕緣層的典型例、即第二絕緣體層301以及電子元器件302。
[0059]第二絕緣體層301優(yōu)選為材料與第一絕緣體層5相同。該第二絕緣體層301例如層疊在第一基材層3的第一面F22上，并至少具有接合面F61以及安裝面F62。接合面F61與安裝面F62在上下方向上相對。接合面F61與第一面F22相接合。
[0060]電子元器件302例如是電容器元件、電阻元件、電感器元件，并安裝在安裝面F62上。該電子元器件302例如連接在第一線圈導體2的兩端。此外，也可以在安裝面62上形成利用電極圖案形成的電容器元件、電阻元件、電感器元件來代替電子元器件302。
[0061](附記事項)
上述第五變形例對在實施方式I中設(shè)置第二絕緣體層301以及電子元器件302進行了說明。然而并不限于此，也可以在第一?第四變形例中設(shè)置同樣的第二絕緣體層以及電子元器件。
[0062](第六變形例)
上述實施方式I中，在磁芯I的第一主面Fll上形成多個導體圖案2b，在第一基材層3的第一面F22上形成多個導體圖案4a。這里，在從第一主面FlI的法線方向俯視時，各導體圖案4a與一阻導體圖案2b重合。換言之,導體圖案4a與導體圖案2b具有一對一的關(guān)系。然而并不限于此，也可以如圖22及圖23所示，在第一主面F22上形成兩個導體圖案4a。更具體而言，在從第一主面Fll的法線方向俯視時，一個導體圖案4a與多個導體圖案2b中、形成在Y軸負方向側(cè)端部的導體圖案2b重合，該Y軸負方向側(cè)端部的導體圖案2b的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。此外，在從第一主面Fll的法線方向俯視時，另一個導體圖案4a與形成在Y軸正方向側(cè)端部的導體圖案2b重合，該Y軸正方向側(cè)端部的導體圖案2b的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。
[0063]這里，圖24示出沿圖22的線C-C’的線圈天線縱向截面上Z軸正方向側(cè)的一部分，用虛線示出了由線圈天線所形成的磁力線的一個示例。本變形例中，由上述內(nèi)容明確可知，導體圖案4a設(shè)置在線圈天線的Y軸方向兩端部。因此，若向線圈天線供電，則所形成的磁力線如圖24所示，在線圈天線的Y軸方向兩端部分向Z軸正方向相對較大地擴張，而在線圈天線的Y軸方向中央部分則并未向Z軸正方向擴張較多。換言之，線圈天線具有較強的從Y軸方向兩端部分向Z軸正方向的指向性，因而能在該部分確保足夠的通信距離。
[0064](第七變形例)
另外，在第六變形例中，導體圖案4a設(shè)置在線圈天線的Y軸方向兩端部。然而并不限于此，也可以如圖25及圖26所示，在第一主面F22上較Y軸方向中心偏向負方向一側(cè)形成兩個導體圖案4a。更具體而言,在從第一主面Fll的法線方向俯視時,一個導體圖案4a與形成在Y軸負方向側(cè)最端部的導體圖案2b重合，該導體圖案2b的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。此外，在從第一主面Fll的法線方向俯視時，另一個導體圖案4a與形成在Y軸正方向側(cè)端部起的第二個導體圖案2b重合，該導體圖案2b的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。
[0065]圖27示出沿圖25的線C-C’的線圈天線縱向截面上Z軸正方向側(cè)的一部分，用虛線示出了由該線圈天線所形成的磁力線的一個示例。本變形例中，由上述內(nèi)容明確可知，兩個導體圖案4a設(shè)置在線圈天線的Y軸負方向附近。因此，若向線圈天線供電，則所形成的磁力線如圖27所示，在線圈天線的Y軸方向負方向附近的部分向Z軸正方向相對較大地擴張，而在線圈天線的Y軸正方向附近的部分則并未向Z軸正方向擴張較多。換言之，線圈天線具有較強的從Y軸負方向附近的部分向Z軸正方向的指向性，因而能在該部分確保足夠的通信距離。
[0066](第八變形例)
上述第二變形例中，在磁芯I的第一主面Fll上設(shè)置第二線圈導體4，在第二主面F13上設(shè)置第四線圈導體202。這里，第二線圈導體4所包含的導體圖案4a與導體圖案2b具有一對一的關(guān)系，第四線圈導體202所包含的202a與導體圖案2d具有一對一的關(guān)系。另夕卜，一對一的關(guān)系如第六變形例中說明的那樣。然而并不限于此，也可以如圖28以及圖29所不，在第一面F22上形成例如一個導體圖案4a,在第三面F52上形成例如一個導體圖案202a。更具體而言，在從第一主面Fll的法線方向俯視時，該導體圖案4a與形成在Y軸負方向側(cè)端部的導體圖案2b重合,該Y軸負方向側(cè)端部的導體圖案2b的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。此外，在從第二主面F13的法線方向俯視時，導體圖案202a與形成在Y軸正方向側(cè)端部的導體圖案2d重合，該導體圖案2d的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。
[0067]這里，圖30示出了沿圖28的線C-C’的線圈天線縱向截面，并用虛線示出了以線圈天線為基準形成在Z軸正方向側(cè)的磁力線的一個示例、以及形成在Z軸負方向側(cè)的磁力線的一個示例。在本變形例中，由上述內(nèi)容明確可知，導體圖案4a設(shè)置在線圈天線的Y軸負方向端部，導體圖案202a設(shè)置在線圈天線的Y軸正方向端部。因此，若向線圈天線供電，則形成在Z軸正方向側(cè)的磁力線如圖30所示，在線圈天線的Y軸負方向側(cè)端部向Z軸正方向相對較大地擴張。此外，如圖30所示，形成在Z軸負方向側(cè)的磁力線在線圈天線的Y軸正方向側(cè)端部向Z軸負方向相對較大地擴張。換言之，線圈天線在連接導體圖案4a、202a的方向上具有較強的指向性，因而能在該部分確保足夠的通信距離。
[0068](第九變形例)
上述第二變形例中，在磁芯I的第一主面Fll上設(shè)置第二線圈導體4，在第二主面F13上設(shè)置第四線圈導體202。這里，第二線圈導體4所包含的導體圖案4a與導體圖案2b具有一對一的關(guān)系，第四線圈導體202所包含的202a與導體圖案2d具有一對一的關(guān)系(上述)。然而并不限于此，也可以如圖31以及圖32所示，在第一面F22上形成例如兩個導體圖案4a，在第三面F52上形成例如兩個導體圖案202a。
[0069]更具體而言，在從第一主面Fll的法線方向俯視時，一個導體圖案4a與形成在Y軸負方向側(cè)端部的導體圖案2b重合，該導體圖案2b的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。在從第一主面Fll的法線方向俯視時，另一個導體圖案4a與形成在Y軸正方向側(cè)端部的導體圖案2b重合，該導體圖案2b的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。
[0070]此外，在從第二主面F13的法線方向俯視時，一個導體圖案202a與形成在Y軸正方向側(cè)端部的導體圖案2d重合,該導體圖案2d的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。在從第二主面F13的法線方向俯視時，另一個導體圖案202a與Y軸正方向側(cè)端部起的第二個導體圖案2d重合，該導體圖案2d的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。
[0071]這里，圖33示出了沿圖31的線C-C’的線圈天線縱向截面，并用虛線示出了以線圈天線為基準形成在Z軸正方向側(cè)的磁力線的一個示例、以及形成在Z軸負方向側(cè)的磁力線的一個示例。在本變形例中，由上述內(nèi)容明確可知，導體圖案4a設(shè)置在線圈天線的Y軸正方向側(cè)端部以及負方向側(cè)端部，導體圖案202a設(shè)置在線圈天線的Y軸正方向端部附近。因此，若向線圈天線供電，則形成在Z軸正方向側(cè)的磁力線如圖33所示，在線圈天線的Y軸方向兩端部向Z軸正方向相對較大地擴張。此外，如圖33所示，形成在Z軸負方向側(cè)的磁力線在線圈天線的Y軸正方向端部附近向Z軸負方向相對較大地擴張。換言之，線圈天線在線圈天線的Y軸方向兩端部具有較強的向Z軸正方向的指向性，并且在線圈天線的Y軸正方向端部附近具有較強的向Z軸負方向的指向性，因而能在該部分確保足夠的通信距離。
[0072](第十變形例)
上述第二變形例中，在磁芯I的第一主面Fll上設(shè)置第二線圈導體4，在第二主面F13上設(shè)置第四線圈導體202。這里，第二線圈導體4所包含的導體圖案4a與導體圖案2b具有一對一的關(guān)系，第四線圈導體202所包含的202a與導體圖案2d具有一對一的關(guān)系(上述)。然而并不限于此，也可以如圖34以及圖35所示，在第一面F22上形成例如兩個導體圖案4a，在第三面F52上形成例如一個導體圖案202a。
[0073]更具體而言，在從第一主面Fll的法線方向俯視時，一個導體圖案4a與形成在Y軸正方向側(cè)端部的導體圖案2b重合,該導體圖案2b的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。在從第一主面Fll的法線方向俯視時，另一個導體圖案4a與形成在Y軸正方向側(cè)端部起的第二個導體圖案2b重合，該導體圖案2b的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。
[0074]此外，在從第二主面F13的法線方向俯視時，一個導體圖案202a與形成在Y軸正方向側(cè)端部的導體圖案2d重合,該導體圖案2d的一端以及另一端通過導體圖案4b、4c電連接。
[0075]這里，圖36示出了沿圖34的線C-C’的線圈天線的縱向截面，并用虛線示出了以線圈天線為基準形成在Z軸正方向側(cè)的磁力線的一個示例、以及形成在Z軸負方向側(cè)的磁力線的一個示例。在本變形例中，由上述內(nèi)容明確可知，導體圖案4a設(shè)置在線圈天線的Y軸正方向側(cè)端部附近，導體圖案202a設(shè)置在線圈天線的Y軸正方向側(cè)端部附近。因此，若向線圈天線供電，貝1J形成在Z軸正方向側(cè)的磁力線如圖36所示,在線圈天線的Y軸正方向端部附近向Z軸正方向相對較大地擴張。此外，如圖36所示，形成在Z軸負方向側(cè)的磁力線在線圈天線的Y軸正方向端部向Z軸負方向相對較大地擴張。換言之，線圈天線在Y軸正方向兩端部附近具有較強的向Z軸正方向以及負方向的指向性，因而能在該部分確保足夠的通信距離。
[0076](第十一變形例)
如上所述，將實施方式以及各變形例中說明的線圈天線用于例如基于13.56MHz頻帶的NFC(Near Field Communication:近場通信)的非接觸通信。圖37是表示進行非接觸通信的模塊的等效電路的圖。圖38是表示圖37的模塊的結(jié)構(gòu)例的示意圖。圖37和圖38中，模塊在基板512上包括RFIC芯片502、包含電感器503、504以及電容器505?507的匹配電路、以及包含電容器508、電感器509、510以及線圈天線511的諧振電路。諧振電路利用由RFIC芯片502提供的高頻信號進行諧振。這里，諧振頻率取決于線圈天線511的L值、電感器509、510的L值、以及電容器508的電容。此外，為了使RFIC芯片502與諧振電路的阻抗相匹配，在它們之間設(shè)置匹配電路。
[0077]然而，線圈天線511的大小與模塊的通信距離之間通常具有相關(guān)關(guān)系。由此，為了確保通信距離，希望增大線圈天線511。然而，由于安裝模塊的無線通信設(shè)備的小型化、薄型化等，導致難以確保用來安裝模塊的空間。此外，在本實施方式、變形例中，為了獲得較大的L值，線圈天線511具有磁芯。該磁芯有時由硬且脆的材料制成，從可靠性的角度出發(fā)，磁芯的形狀受到了限制。由此，特別是在僅采用線圈天線511的情況下，難以應用于小型化、薄型化的無線通信設(shè)備。因此，本變形例中，在基板512上的空閑空間513中安裝與線圈天線511串聯(lián)連接的電感器509、510來使模塊整體的L值增大。另外，電感器509、510可以是圖示那樣的貼片電感器，也可以是彎曲圖案或螺旋電極。
工業(yè)上的實用性
[0078]本發(fā)明所涉及的天線裝置能抑制導體損耗并確保通信距離，適用于NFC(NearField Communication)、FeliCa等所使用的通信終端裝置、或者小型收音機等主要在VHF頻帶以下的頻率下使用的小型收音機。
標號說明
[0079]I 磁芯 Ia磁性體層
2第一線圈導體 3第一基材層 4第二線圈導體 5第一絕緣體層 6a第一外部電極 6b第二外部電極 7a第一過孔電極 7b第二過孔電極 9通信終端裝置
91殼體蓋板 92殼體93印刷布線板94線圈天線95 IC芯片96增益天線97電容器98供電電路101第二基材層102第三線圈導體201第三基材層202第四線圈導體301第二絕緣體層302電子元器件
【權(quán)利要求】
1.一種線圈天線，其特征在于，包括: 磁芯，該磁芯具有至少包含第一主面的第一外周面； 第一線圈導體，該第一線圈導體形成在所述第一外周面上，并對規(guī)定的卷繞軸的四周進行卷繞； 第一基材層，該第一基材層層疊在所述第一主面上，至少具有與該第一主面大致平行的第一面，并由磁導率低于所述磁芯的材料構(gòu)成；以及 第二線圈導體，該第二線圈導體至少形成在所述第一面上， 所述第二線圈導體的兩端與所述第一主面上的所述第一線圈導體相連， 所述第一主面上的所述第一線圈導體中電流流動的方向與所述第一面上的所述第二線圈導體中電流流動的方向彼此大致相同。
2.如權(quán)利要求1所述的線圈天線，其特征在于， 所述磁芯是由多個磁性體層構(gòu)成的層疊體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的線圈天線，其特征在于， 包括第二基材層，該第二基材層層疊在所述第一面上，至少具有與所述第一主面大致平行的第二面，并由磁導率低于所述磁芯的材料構(gòu)成；以及第三線圈導體，該第三線圈導體至少形成在所述第二面上， 所述第三線圈導體的兩端與所述第一面上的所述第二線圈導體相連， 所述第一主面上的所述第一線圈導體中電流流動的方向與所述第二面上的所述第三線圈導體中電流流動的方向彼此大致相同。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項所述的線圈天線，其特征在于， 所述第一外周面還包含第二主面， 所述線圈天線還包括: 第三基材層，該第三基材層層疊在所述第二主面上，至少具有與該第二主面大致平行的第三面，并由磁導率低于所述磁芯的材料構(gòu)成；以及 第四線圈導體，該第四線圈導體至少形成在所述第三面上， 所述第四線圈導體的兩端與所述第二主面上的所述第一線圈導體相連， 所述第二主面上的所述第一線圈導體中電流流動的方向與所述第三面上的所述第四線圈導體中電流流動的方向彼此大致相同。
5.如權(quán)利要求1至4的任一項所述的線圈天線，其特征在于， 形成在所述第一主面上的所述第一線圈導體的線寬以及形成在所述第一面上的所述第二線圈導體的線寬互不相同。
6.如權(quán)利要求1至5的任一項所述的線圈天線，其特征在于， 從所述主面的法線方向俯視時，形成在所述第一主面上的所述第一線圈導體的中心線與所述第一面上的所述第二線圈導體的中心線重合。
7.如權(quán)利要求1至6的任一項所述的線圈天線，其特征在于，還包括: 絕緣層，該絕緣層層疊在所述第一面上；以及 電子元器件，該電子元器件設(shè)置在所述絕緣層上。
8.如權(quán)利要求1至7的任一項所述的線圈天線，其特征在于， 形成在所述第一面上的所述 第二線圈導體的數(shù)量比所述第一線圈導體的匝數(shù)少。
9.如權(quán)利要求4至8的任一項所述的線圈天線，其特征在于， 形成在所述第三面上的所述第四線圈導體的數(shù)量比所述第一線圈導體的匝數(shù)少。
10.一種通信終端裝置，其特征在于，包括: 集成電路，該集成電路利用發(fā)送數(shù)據(jù)生成調(diào)制后的高頻信號，或者根據(jù)接收高頻信號對數(shù)據(jù)進行重放；以及 線圈天線，該線圈天線提供由所述集成電路所生成的高頻信號，或者將來自空間的接收高頻信號輸出到集成電路， 所述線圈天線包括: 磁芯，該磁芯具有至少包含第一主面的第一外周面； 第一線圈導體，該第一線圈導體形成在所述第一外周面上，并對規(guī)定的卷繞軸的四周進行卷繞； 第一基材層，該第一基材層層疊在所述第一主面上，至少具有與該第一主面大致平行的第一面，并由磁導率低于所述磁芯的材料構(gòu)成；以及 第二線圈導體，該第二線圈導體至少形成在所述第一面上， 所述第二線圈導體的兩端與形成在所述第一主面上的所述第一線圈導體相連， 所述第一主面上的所述第一線圈導體中電流流動的方向與所述第一面上的所述第二線圈導體中電流流動的 方向彼此大致相同。
【文檔編號】H01Q7/08GK103620869SQ201380001763
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】椿信人, 野間隆嗣, 加藤登 申請人:株式會社村田制作所