線圈模塊及受電裝置制造方法
【專利摘要】目的在于提供抑制天線線圈的發(fā)熱并實現(xiàn)小型/薄型化的線圈模塊。線圈模塊（10）具備：將導(dǎo)線（1）卷繞成旋渦狀而形成的螺旋線圈（2）；以及由含有磁性粒子的樹脂構(gòu)成的磁性樹脂層（4）a。螺旋線圈（2）在導(dǎo)線（1）的端部具有引出部（3a、3b），通過將整流電路等連接至引出部（3a、3b），構(gòu)成非接觸充電電路的二次側(cè)電路。磁性樹脂層（4a）優(yōu)選通過埋設(shè)螺旋線圈（2）的整體而形成。
【專利說明】線圈模塊及受電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及具備由螺旋線圈和磁屏蔽材料構(gòu)成的磁屏蔽層的線圈模塊及具備該 線圈模塊的受電裝置，尤其設(shè)及具有作為磁屏蔽層含有磁性粒子的磁性樹脂層的線圈模塊 及具備該線圈模塊的受電裝置。本申請W在日本于2012年7月26日申請的日本專利申請 號特愿2012 - 165825為基礎(chǔ)主張優(yōu)先權(quán)，通過參照該申請，引用于本申請。

【背景技術(shù)】
[0002] 在近年的無線通信設(shè)備中，搭載有電話通信用天線、GI^S用天線、無線LAN/ BL肥TOOTH (注冊商標(biāo)）用天線、而且稱為RFID (無線射頻識別；Radio化equen巧 Identification)的多個RF天線。除該些之外，隨著非接觸充電的引入，還趨于搭載電力傳 輸用的天線線圈。在非接觸充電方式中采用的電力傳輸方式，可舉出電磁感應(yīng)方式、電波接 收方式、磁共振方式等。該些，都是利用一次側(cè)線圈與二次側(cè)線圈間的電磁感應(yīng)或磁共振的 方式，上述的RFID也利用電磁感應(yīng)。
[0003] 該些天線即便設(shè)計成為W天線單體在目標(biāo)頻率中得到最大的特性，實際安裝到電 子設(shè)備時，也難W獲得目標(biāo)特性。該是因為天線周邊的磁場分量與位于周邊的金屬等干設(shè) (禪合)，從而天線線圈的電感實質(zhì)上減少，所W諧振頻率會偏移。另外，因為電感的實質(zhì)減 少，接收靈敏度會下降。作為對該些的對策，通過向天線線圈與存在于其周邊的金屬之間插 入磁屏蔽材料，使從天線線圈產(chǎn)生的磁通集中于磁屏蔽材料，從而能夠降低由金屬形成的 干設(shè)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻 專利文獻1 ;日本特開2008 - 210861號公報。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明要解決的課題 除了上述天線那樣的問題之外，電磁感應(yīng)型的非接觸充電中需要抑制天線線圈的發(fā) 熱，并提高從一次側(cè)到二次側(cè)的傳輸電力的傳輸效率。而且，如果考慮搭載到如便攜終端設(shè) 備該樣的電子設(shè)備的情況，則最重要的是達到天線線圈的小型化及薄型化。例如專利文獻 1中，記載了如圖12所示，經(jīng)由涂敷粘接劑的粘接劑層41對螺旋線圈狀的環(huán)天線元件2粘 貼了磁通集束用的防磁片（在此作為磁片4b進行說明）的構(gòu)成的線圈模塊50。另外，記載 了為實現(xiàn)面向電磁感應(yīng)型的非接觸充電用途的線圈模塊的薄型化，在由鐵氧體等形成為片 狀的磁片4b設(shè)置切口 21，在該切口部21容納線圈的導(dǎo)線1的引出部3a的技術(shù)。
[0006] 然而，在具備用作為天線線圈的螺旋線圈和與它鄰接而配設(shè)的磁屏蔽材料的現(xiàn)有 的線圈模塊中，想要進一步將線圈模塊小型化、薄型化，只有使線圈的繞組變細或使磁屏蔽 材料變薄的方法。若將線圈的繞組變細，則導(dǎo)線（主要采用化）的電阻值上升，線圈的溫度 會上升。如果因線圈的發(fā)熱而電子設(shè)備的殼體內(nèi)溫度上升，則需要用于冷卻的空間，會妨礙 小型化、薄型化。另外，如果使磁屏蔽材料為小型或變薄，則磁屏蔽效果減小，在天線線圈的 周邊的金屬(例如電池組的外裝外殼等）中，會產(chǎn)生禍電流，出現(xiàn)傳輸效率下降的問題。
[0007] 另外，現(xiàn)有的線圈模塊中，在制造工序中，在對磁片固定螺旋線圈時采用粘接劑， 因此制造工序煩瑣，而且涂敷粘接劑的層也是有厚度的，因此存在會增大線圈模塊的厚度 的問題。進而，在現(xiàn)有的線圈模塊中，由于用脆的鐵氧體形成磁片，出于防止外力造成破損 的目的有將由絕緣性的材料構(gòu)成的保護片粘貼在磁片的表面的情況。因此，會需要保護片 粘貼工序，另外，存在線圈模塊的厚度W相當(dāng)于保護片的厚度的量增大的問題。
[000引因此，本發(fā)明目的在于提供抑制天線線圈的發(fā)熱并實現(xiàn)小型/薄型化的線圈模塊 及具備該線圈模塊的受電裝置。
[0009] 用于解決課題的方案 作為用于解決上述的課題的方案，本發(fā)明所設(shè)及的線圈模塊具備包含磁性材料的磁屏 蔽層和螺旋線圈。而且，磁屏蔽層具有含有磁性粒子的磁性樹脂層，螺旋線圈至少一部分埋 設(shè)在磁性樹脂層。另外，本發(fā)明所設(shè)及的受電裝置具備；線圈模塊，具有包含磁性材料的磁 屏蔽層和螺旋線圈；W及整流電路，對上述線圈模塊的受電輸入進行整流，上述磁屏蔽層具 有含有磁性粒子的磁性樹脂層，上述螺旋線圈至少一部分埋設(shè)在上述磁性樹脂層。
[0010] 本發(fā)明所設(shè)及的線圈模塊及具備該線圈模塊的受電裝置，由于具有磁屏蔽層的至 少一部分被埋設(shè)在磁性樹脂層的磁性樹脂層，所W能得到磁性樹脂層帶來的散熱效果，并 能夠小型化/薄型化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1中圖1 (A)是適用本發(fā)明的第1實施方式即線圈模塊的平面圖；圖1 (B)是 圖1 (A)的AA'線上的截面圖； 圖2中圖2 (A)是示出為評價適用本發(fā)明的線圈模塊的特性而構(gòu)成的模擬用的線圈模 塊模型的外觀的立體圖；圖2 (B)是示出為比較本發(fā)明的線圈模塊的特性而構(gòu)成的模擬用 的線圈模塊模型的外觀的立體圖； 圖3中圖3 (A)是示出適用本發(fā)明的第1實施方式的線圈模塊的變形例的平面圖；圖 3 (B)是圖3 (A)的AA'線上的截面圖； 圖4中圖4 (A)是適用本發(fā)明的第2實施方式即線圈模塊的平面圖；圖4 (B)是圖4 (A)的AA'線上的截面圖； 圖5中圖5 (A)是示出適用本發(fā)明的第2實施方式的線圈模塊的變形例的平面圖；圖 5 (B)是圖5 (A)的AA'線上的截面圖； 圖6中圖6 (A)是示出適用本發(fā)明的第2實施方式的線圈模塊的變形例的平面圖；圖 6 (B)是圖6 (A)的AA'線上的截面圖； 圖7中圖7 (A)是示出適用本發(fā)明的第2實施方式的線圈模塊的變形例的平面圖；圖 7 (B)是圖7 (A)的AA'線上的截面圖； 圖8中圖8 (A)是示出適用本發(fā)明的第2實施方式的線圈模塊的變形例的平面圖；圖 8 (B)是圖8 (A)的AA'線上的截面圖； 圖9中圖9 (A)是示出適用本發(fā)明的第2實施方式的線圈模塊的變形例的平面圖；圖 9 (B)是圖9 (A)的AA'線上的截面圖； 圖10是為比較適用本發(fā)明的線圈模塊及現(xiàn)有的線圈模塊的特性而構(gòu)成的測定電路的 框圖； 圖11中圖11 (A)是現(xiàn)有的線圈模塊的平面圖；圖11 (B)是圖11 (A)的AA'線上的 截面圖； 圖12中圖12 (A)是記載于專利文獻1的現(xiàn)有的線圈模塊的平面圖；圖12 (B)是圖12 (A)的AA'線上的截面圖。

【具體實施方式】
[0012] W下，參照附圖，對用于實施本發(fā)明的方式進行詳細說明。此外，本發(fā)明并不只限 定于W下的實施方式，顯然在不脫離本發(fā)明的要點的范圍內(nèi)能夠進行各種變更。
[001引[第1實施方式] <線圈模塊的結(jié)構(gòu)> 如圖1 (A)及圖1 (B)所示，線圈模塊10具備；將導(dǎo)線1 W旋禍狀卷繞而形成的螺旋 線圈2 及由含有磁性粒子的樹脂構(gòu)成的磁性樹脂層4a。螺旋線圈2在導(dǎo)線1的端部具 有引出部3a、3b，通過將整流電路等連接至引出部3a、3b，構(gòu)成非接觸充電電路的二次側(cè)電 路。如圖1 (B)所示，螺旋線圈2的內(nèi)徑側(cè)的引出部3a通過卷繞的導(dǎo)線1的下表面?zhèn)?，W 與導(dǎo)線1交叉的方式引出到螺旋線圈2的外徑側(cè)。磁性樹脂層4a優(yōu)選通過埋設(shè)螺旋線圈2 的整體而形成。在此，磁性樹脂層4a的厚度可為導(dǎo)線1的粗細X2 W下，因此線圈模塊10 的厚度可為導(dǎo)線1的粗細X2。
[0014] 磁性樹脂層4a包含由軟磁性粉末構(gòu)成的磁性粒子和作為禪合劑的樹脂。磁性粒 子為鐵氧體等的氧化物磁性體；化類、Co類、Ni類、化一Ni類、化一Co類、化一A1類、 化一Si類、化一Si - A1類、化一Ni - Si - A1類等的結(jié)晶類、微晶類金屬磁性體；或者 Fe - Si - B 類、Fe - Si - B - C 類、Co - Si - B 類、Co - Zr 類、Co - Nb 類、Co - Ta 類等的非晶金屬磁性體的粒子。磁性粒子采用粒徑為數(shù)ym?數(shù)十ym的球形或扁平粉， 但也可W混合破碎粉。在上述的金屬磁性體的情況下，復(fù)數(shù)導(dǎo)磁率具有頻率特性，當(dāng)動作頻 率高時因趨膚效應(yīng)而產(chǎn)生損耗，因此根據(jù)所使用的頻率的頻帶調(diào)整粒徑及形狀。另外，線圈 模塊10的電感值取決于磁性體的實部導(dǎo)磁率下，僅稱為導(dǎo)磁率。），但是導(dǎo)磁率能夠通 過磁性粒子與樹脂的混合比率進行調(diào)整。磁性樹脂層4a的平均導(dǎo)磁率和配合的磁性粒子 的導(dǎo)磁率的關(guān)系，相對于配合量，一般按照對數(shù)混合定律，因此優(yōu)選設(shè)為粒子間的相互作用 增加的體積填充率40vol % W上。此外，磁性樹脂層4a的熱傳導(dǎo)特性也同磁性粒子的填充 率的增大一起提高。
[0015] 磁性樹脂層4a不會僅限于W單一的磁性材料構(gòu)成的情況。也可炒混合2種W上 的磁性材料使用，并且也可W層疊多層而形成磁性樹脂層，即便是同一磁性材料，也可W選 擇多種的磁性粒子的粒徑和/或形狀并加W混合，并且也可W層疊多層。由于該些可W變 化，所W可W實現(xiàn)期望的磁特性。
[0016] 禪合劑采用利用熱、紫外線照射等來硬化的樹脂等。作為禪合劑，能夠采用例如環(huán) 氧樹脂、酪醒樹脂、=聚氯胺樹脂、尿素樹脂、不飽和聚醋等的樹脂；或者娃酬橡膠、聚氨醋 橡膠、丙締橡膠、了基橡膠、己締丙締橡膠等的橡膠等眾所周知的材料。顯然不限于該些。此 夕F，也可W對上述樹脂或橡膠適量添加阻燃劑、反應(yīng)調(diào)整材料、交聯(lián)劑或娃燒禪合劑等的表 面處理劑。
[0017] 形成螺旋線圈2的導(dǎo)線1優(yōu)選在5W左右的充電輸出容量的情況下，當(dāng)W 120曲Z 左右的頻率使用時，采用0. 20mm?0. 45mm直徑的由化或W化為主成分的合金構(gòu)成的單 線?；蛘?，為了降低導(dǎo)線1的趨膚效應(yīng)，既可W采用將比上述單線細的細線多根扎成束的并 行線、編織線，也可W使用厚度薄的扁線或扁平線作為1層或2層的a應(yīng)。
[0018] <線圈模塊的制造方法> 磁性樹脂層4a是在成為線圈模塊10的最終形狀的型箱承載螺旋線圈2,并向型箱注入 混煉的上述鐵氧體等的磁性粒子和作為禪合劑的樹脂、橡膠而成形。而且，隨后通過加熱或 者照射紫外線使樹脂等硬化，從而形成線圈模塊10?；蛘撸蚓€圈模塊10的型箱注入既定 量的樹脂等，將螺旋線圈2埋入硬化之前的柔軟狀態(tài)的樹脂等，其后通過加熱或紫外線照 射等使樹脂等硬化也能形成線圈模塊10。
[0019] 進而，預(yù)先將磁性樹脂層4a形成為片狀，在該片上承載螺旋線圈2,通過加壓或者 加壓熱處理，也能夠形成埋設(shè)螺旋線圈2的線圈模塊10。
[0020] 樹脂等的量既可W如圖1那樣使螺旋線圈2完全埋設(shè)的量，或者也可為導(dǎo)線1和 引出部3b的一部分露出的量。另外，樹脂等的位置既可為填充導(dǎo)體1的下表面?zhèn)鹊膮^(qū)域和 螺旋線圈2的外形部的位置，如后述那樣，也可為填充導(dǎo)體1的下表面?zhèn)鹊膮^(qū)域和螺旋線圈 2的內(nèi)徑部的位置。
[0021] 依據(jù)該樣的制造方法，在固定螺旋線圈2和磁性樹脂層4a的情況下，不需要采用 粘接劑。因此，削減了涂敷粘接劑的工序，進而相應(yīng)于沒有通過粘接劑涂敷而形成的粘接劑 層的量，能夠?qū)⒕€圈模塊10薄型化。另外，磁性樹脂層4a中，由于混煉如上述的樹脂，所W 對于來自外部的沖擊，不會產(chǎn)生破裂等的破損，因此無需在表面粘貼保護片。因此，能夠削 減保護片粘貼工序，并且能夠抑制保護片所設(shè)及的線圈模塊的厚度的增大。
[0022] <與現(xiàn)有線圈模塊的特性比較> 利用模擬程序來評價本發(fā)明所設(shè)及的線圈模塊10的特性。圖2是示出解析所使用的 線圈模塊的形狀的立體圖。
[0023] 如圖2 (A)所示，本發(fā)明的線圈模塊10在磁性樹脂層4a埋設(shè)有將導(dǎo)線1卷繞成 圓形狀的螺旋線圈2整體。螺旋線圈2的導(dǎo)線1是線寬ImmX線厚0. 2mm的扁導(dǎo)線。將該 樣的導(dǎo)線1卷繞3應(yīng)而構(gòu)成螺旋線圈2。磁性樹脂層4a構(gòu)成為43mmX43mmX0. 75mm的大 小。如上所述，磁性樹脂層4a的導(dǎo)磁率等的電特性，能夠根據(jù)磁性粒子的材質(zhì)、粒子形狀、 粒徑及與樹脂(或橡膠等）的混合比例而改變，因此對磁性樹脂層4a的導(dǎo)磁率為15、20、25、 30該4種情況進行了模擬。
[0024] 如圖2 (B)所示，現(xiàn)有的線圈模塊40在由導(dǎo)磁率100的Ni -化鐵氧體構(gòu)成的 磁性片5上經(jīng)由0.15mm厚度的粘接劑層形成與圖2 (A)的情況相同的螺旋線圈2。磁性 片5結(jié)構(gòu)為；大小為43mmX43mmX0. 4mm，在從螺旋線圈2的內(nèi)徑側(cè)起的引出部3a與導(dǎo)線 1重疊的部位設(shè)置切口部21，容納引出部3a。磁性片5的厚度為0. 4mm，粘接劑層的厚度為 0. 15mm，且導(dǎo)線的厚度為0.2mm，因此線圈模塊整體的厚度成為0.75mm，與圖2 (A)的線圈 模塊相同。
[0025] 在圖2 (A)及圖2 (B)任意情況下，都假設(shè)線圈模塊安裝在電子設(shè)備內(nèi)的情況，使 40mmX40mmX0. 3mm的A1薄板，分別從線圈的磁性樹脂層4a、磁性片5的與螺旋線圈設(shè)置 側(cè)相反側(cè)的面離開0. 1mm地對置配置。
[0026] 如上所述，對于完全相同外形尺寸的線圈模塊，將通過模擬算出電感及Q的結(jié)果 示于表1中。此外，表1中通過W比較例為基準(zhǔn)規(guī)格化的數(shù)值加W示出。
[0027] [表 U

【權(quán)利要求】
1. 一種線圈模塊，其特征在于，包括： 包含磁性材料的磁屏蔽層；以及 螺旋線圈， 所述磁屏蔽層具有含有磁性粒子的磁性樹脂層， 所述螺旋線圈至少一部分埋設(shè)于所述磁性樹脂層。
2. 如權(quán)利要求1所述的線圈模塊，其特征在于， 所述螺旋線圈以使該螺旋線圈的內(nèi)徑部由所述磁性樹脂層填充的方式埋設(shè)。
3. 如權(quán)利要求1所述的線圈模塊，其特征在于， 所述螺旋線圈的整體埋設(shè)于所述磁性樹脂層。
4. 如權(quán)利要求1所述的線圈模塊，其特征在于， 所述磁屏蔽層包含至少2種磁性材料。
5. 如權(quán)利要求4所述的線圈模塊，其特征在于， 所述2種以上的磁性材料包含所述磁性粒子的形狀的種類， 所述磁性粒子的形狀的種類，從球狀粉、破碎粉及扁平粉的任一個中選擇1種以上。
6. 如權(quán)利要求4所述的線圈模塊，其特征在于， 所述2種以上的磁性材料包含導(dǎo)磁率不同的至少2種磁性材料。
7. 如權(quán)利要求6所述的線圈模塊，其特征在于， 所述磁屏蔽層具有所述磁性樹脂層和將磁性材料形成為片狀的磁性片， 所述磁性樹脂層層疊在所述磁性片。
8. 如權(quán)利要求6所述的線圈模塊，其特征在于， 所述磁屏蔽層具有所述磁性樹脂層和將磁性材料形成為片狀的磁性片， 所述磁性樹脂層埋設(shè)有所述螺旋線圈，該磁性樹脂層和該磁性片通過粘接劑層連接。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的線圈模塊，其特征在于， 所述磁性片具有容納所述螺旋線圈的沿該線圈模塊的厚度方向突出的端子的切口部。
10. 如權(quán)利要求4所述的線圈模塊，其特征在于， 還具備層疊在所述磁性片的表面的由絕緣性的樹脂構(gòu)成的保護片。
11. 一種受電裝置，其特征在于，包括： 線圈模塊，具有包含磁性材料的磁屏蔽層和螺旋線圈；以及 整流電路，對所述線圈模塊的受電輸入進行整流， 所述磁屏蔽層具有含有磁性粒子的磁性樹脂層， 所述螺旋線圈至少一部分埋設(shè)于所述磁性樹脂層。
【文檔編號】H01F38/14GK104488046SQ201380039684
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月26日
【發(fā)明者】久村達雄, 久保佑介 申請人:迪睿合電子材料有限公司