CN204424454U - 线圈装置和天线装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型的线圈装置和天线装置包括通过对形成有导体图案的多个树脂片材进行层叠而构成的层叠基体，且利用导体图案构成线圈，线圈的卷绕轴设为树脂片材的面方向，导体图案包括形成于第1树脂片材的表面的多个第1线状部、以及形成于第2树脂片材的表面的多个第2线状部，第1线状部或第2线状部中的至少一方的表面粗糙度较小的面配置为朝向线圈的内周面。由此，能够解决因使用粘接剂而导致的损耗增大的问题、以及因金属箔的粗糙化处理而导致的损耗增大的问题。

Description

线圈装置和天线装置
技术领域
本实用新型涉及线圈装置，以及具备该线圈装置的天线装置，该线圈装置具备层叠基体，层叠基体通过对形成有导体图案的多个基材层进行层叠而构成，并由导体图案构成线圈。。
背景技术
作为可内置于移动电话终端等的线圈天线，如专利文献1所示，提出有在绝缘性基体形成有线圈电极的天线。通常，在小型天线中，天线的体积与天线的增益基本成正比关系。如专利文献1所示那样，在绝缘性基体的外周形成有线圈电极的天线中，由于相对于较小尺寸的基体，天线体积较大，因此能够得到良好的天线特性。
然而，由于该天线使用的是单独的基体，从而不适于使其薄型化，在安装其他贴片元器件时只能在基体上进行表面安装，由此限制了贴片元器件的安装区域。
另一方面，如专利文献2所示，还提出有通过使用多层布线基板的制造方法而在基板内制作天线线圈的方法。根据该结构，形状自由度较高，易于进行薄型化处理，贴片元器件的组装也较为容易。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008－259039号公报
专利文献2：日本专利特开2003－218626号公报
专利文献3：日本专利特开2005－219379号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的技术问题
所述多层布线基板由形成有导体图案的多个树脂片材层叠得到，在通过金属箔的图案化来形成导体图案的工艺中，在将金属箔粘贴于树脂片材时通常会隔着粘接剂层进行。然而，粘接剂的材料损耗(电介质损耗)一般较大，即使例如使用液晶聚合物这样的材料损耗较小的树脂片材，也无法减小因受到粘接剂层的影响而造成的损耗。即，存在以下问题：无法得到使用材料损耗较低的液晶聚合物而所应得到的优势。
另一方面，专利文献3中揭示了下述基板用复合材料，通过对金属箔的绝缘性基体接合面进行粗糙化处理，从而利用粗糙面凹凸的固定效果来得到贴合力。然而，在使用粘贴有经过粗糙化处理的金属箔的树脂片材，通过金属箔的图案化来形成线圈的情况下，高频信号会受到粗糙面的影响。即，线圈损耗变大，Q值下降。例如在构成天线线圈时，会产生通信距离变短等问题。
因此，本实用新型的目的在于提供一种下述问题均得以解决的线圈装置和天线装置，即：因使用粘接剂而导致损耗增大的问题、以及因金属箔的粗糙化处理而导致损耗增大的问题。
解决技术问题所采用的技术方案
(1)本实用新型的线圈装置包括层叠基体，该层叠基体通过对分别形成有导体图案的多个树脂片材(基材层)进行层叠而构成，且利用所述导体图案构成线圈，所述线圈装置的特征在于，
所述线圈具有与所述树脂片材的表面相平行的卷绕轴，
所述导体图案包括：形成于所述多个树脂片材中的第1树脂片材的表面的多个第1线状部、形成于第2树脂片材的表面的多个第2线状部、以及使所述第1线状部与所述第2线状部在层间相导通的层间连接导体，
所述第1线状部的第1面与所述第1线状部的第2面相比其表面粗糙度较小，所述第2线状部的第3面与所述第2线状部的第4面相比其表面粗糙度较小，
所述第1线状部的第1面或所述第2线状部的第3面朝向所述线圈的内周面。
(2)优选为所述多个树脂片材中的成为所述层叠基体的安装面的表面形成有安装电极，所述第1线状部位于距所述层叠基体的安装面较远的一侧，所述第1线状部的第1面朝向所述线圈的内周面。
(3)优选为所述第1线状部的第1面朝向所述线圈的内周面，所述第2线状部的第3面朝向所述线圈的内周面。
(4)优选为在(1)～(3)的任一项所述的线圈装置中，还包括将所述线圈用作为天线线圈的供电电路。
(5)所述多个树脂片材中成为所述层叠基体的安装面的表面的相反一侧的表面上还可搭载贴片元器件。
(6)本实用新型的天线装置包括(1)～(3)的任一项所述的线圈装置、以及与该线圈装置所具有的所述线圈进行磁场耦合的增益天线。
实用新型效果
根据本实用新型，可得到即使具有利用形成有导体图案的多个树脂片材层叠而成的结构，也能够得到低损耗的线圈装置和天线装置，其能避免因使用粘接剂而导致损耗增大以及因金属箔的粗糙化处理而导致损耗增大。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的线圈装置101的分解立体图。
图2是线圈装置101的主要部分的剖视图。
图3是实施方式2所涉及的线圈装置102的分解立体图。
图4是线圈装置102的图3中A-A部分的剖视图。
图5是实施方式3所涉及的天线一体型RF模块的剖视图。
图6是实施方式4所涉及的天线装置的主要部分的剖视图。
图7是升压线圈301的分解立体图。
图8是图6所示的天线装置的等效电路图。
图9是表示具备图6所示的天线装置的无线通信装置401的壳体内部结构的图，是将下部壳体91与上部壳体92分离开来从而使内部露出的状态下的俯视图。
图10是表示由线圈导体和线圈导体形成的磁场的强度的图(剖视图)。
图11是作为本实用新型的比较例的线圈装置101C的分解立体图。
图12是作为比较例的线圈装置101C的剖视图。
具体实施方式
《实施方式1》
图1是实施方式1所涉及的线圈装置101的分解立体图，图2是线圈装置101的主要部分的剖视图。
线圈装置101包括：由多个树脂片材11～17层叠而成的树脂多层基板10、以及形成于该树脂多层基板10的线圈导体。树脂片材11的上表面形成有线圈导体的多个第1线条部21。树脂片材17的下表面形成有线圈导体的多个第2线条部22。在树脂片材12～16形成有线圈导体的多个过孔导体(层间连接导体)23、24。这些过孔导体23连接所述多个第1线条部21的第1端与所述多个第2线条部22的第1端。过孔导体24连接所述多个第1线条部21的第2端与所述多个第2线条部22的第2端。所述线条部21、22及过孔导体23、24构成沿横向放置的扁方管的呈螺旋状的线圈导体。
线条部21、22通过下述方式形成，即：将铜箔等金属箔粘贴于液晶聚合物等树脂片材，并对该金属箔进行图案化处理。对该金属箔的粘贴于树脂片材的面进行粗糙化处理，从而在不隔着粘接剂的情况下进行粘贴。因此，如图2所示，将第1线状部21和第2线状部22的表面粗糙度较小的面配置为朝向线圈的(环绕范围的)内周面。
图10是表示由线圈导体和线圈导体形成的磁场的强度的图(剖视图)。线状部21、22是线圈导体的一部分，虚线表示由线圈导体产生的磁力线，利用该磁力线的疏密来表示磁场的强度分布。
与线圈外相比，线圈内所产生的磁场的强度较高。因此，对于线条部21、22，线圈内面侧的电流密度要高于线圈外面侧的电流密度。
这里，图11示出作为比较例的线圈装置101C的分解立体图，图12示出其剖视图。在该比较例的线圈装置101C与图1、图2所示的实施方式1的线圈装置101中，第1线条部21及第2线条部22的形成位置(形成面)不同。在作为比较例的线圈装置101C中，第1线状部21形成在树脂片材11的下表面，第2线条部22形成在树脂片材17的上表面。 
在线圈装置101与101C中，树脂片材的层数相同，但若对图2与图12进行比较，则可知作为比较例的线圈装置101C中线圈开口面积要大于实施方式1的线圈装置101中的线圈开口面积。因此，能够在有限的空间内构成相对较大的线圈。但是，线条部21、22的经过粗糙化处理的面均配置为朝向线圈的内周面。即，经过粗糙化处理的面的电流密度较高。因此，损耗较大。与此相对，根据实施方式1的线圈装置101能够得到低损耗的线圈装置。
《实施方式2》
图3是实施方式2所涉及的线圈装置102的分解立体图，图4是线圈装置102的图3中A-A部分的剖视图。
线圈装置102包括：由多个树脂片材11～13、15～17层叠而成的树脂多层基板、以及形成在该树脂多层基板上的线圈导体。树脂片材11的上表面形成有线圈导体的多个第1线条部21。树脂片材17的下表面形成有线圈导体的多个第2线条部22。
树脂片材13、15各自的中央部形成有开口AP。利用这些开口AP构成空腔，并在该空腔内埋设磁性体内芯40。
在树脂片材12、13、15、16形成有线圈导体的多个过孔导体(层间连接导体)23、24。这些过孔导体23连接所述多个第1线条部21的第1端与所述多个第2 线条部22的第1端。此外，过孔导体24连接所述多个第1线条部21的第2端与所述多个第2线条部22的第2端。所述线条部21、22及过孔导体23、24构成沿横向放置的扁方管的呈螺旋状的线圈导体。
由此，线圈装置102具备由上述线圈导体和磁性体内芯40构成的带磁芯线圈。该线圈装置例如可用作为线圈天线。
《实施方式3》
图5是实施方式3所涉及的天线一体型RF模块的剖视图。该天线一体型RF模块201包括：由多个树脂片材9～13、15～19层叠而成的树脂多层基板10、以及形成在该树脂多层基板10上的线圈导体。树脂片材11的上表面形成有线圈导体的多个第1线条部21。树脂片材17的下表面形成有线圈导体的多个第2线条部22。
在树脂片材13、15各自的中央部形成有开口，利用这些开口构成空腔，并在该空腔内埋设磁性体内芯40。
在树脂片材12、13、15、16形成有线圈导体的多个过孔导体(层间连接导体)，利用这些过孔导体和线条部21、22来构成沿着横向放置的扁方筒的呈螺旋状的线圈导体。
此外，在树脂多层基板10形成由其他的过孔导体和电极构成的布线、电路等。在树脂多层基板10的上表面搭载有搭载元器件61、62、63。在树脂多层基板10的下表面(安装面)形成有端子电极。
所述搭载元器件61、62、63是RFIC、贴片电容器、贴片电感器等。利用包含这些元器件的电路，来构成对线圈进行供电的供电电路。天线一体型RF模块201例如可用作为NFC等近距离无线通信模块。通过将该天线一体型RF模块201安装到作为组装对象的安装基板，从而能够构成具有近距离无线通信功能的无线通信装置。
《实施方式4》
图6是实施方式4所涉及的天线装置的主要部分的剖视图。但是，本示例并非单纯的天线装置，而是与天线一体型RF模块201一起构成(即包含RF模块)的天线装置。该天线装置由安装于安装基板70的天线一体型RF模块201和升压线圈301构成。天线一体型RF模块201的结构如实施方式3所示，天线一体型RF模块201内的天线部101P用作为用于对升压线圈301进行供电的供电线圈。
图7是升压线圈301的分解立体图。升压线圈301包括：绝缘体基材3、形成在其第1面的第1线圈1、形成在第2面的第2线圈2、以及磁性体片材4。第1线圈1和第2线圈2分别是图案化处理成矩形涡旋状的导体，且以下述方式对其进行图案化处理，即：使得两者在俯视时流过相同方向的电流的状态下进行电容耦合。从而两个线圈导体被图案化处理成：在从同一方向进行俯视时，当一个线圈导体中流过顺时针方向的电流时，另一个线圈导体中也流过顺时针方向的电流。
如图6中的磁通φ所表示的那样，RF模块201的天线部101P与升压线圈301配置成互相进行磁场耦合。磁性体片材4薄到不防碍RF模块201的天线部101P与升压线圈301的磁场耦合的程度。另外，磁性体片材4屏蔽由升压线圈301产生的磁场，从而抑制在形成于安装基板70的接地导体中产生涡电流。此外，也不一定要设置磁性体片材4。
另外，在本实施方式中，示出了与天线一体型RF模块201一起构成(即，包含RF模块)的天线装置，但也可以采用不包含RF模块的结构。例如，也可以组合天线装置101或102与升压线圈301来构成。
图8是图6所示的天线装置的等效电路图。天线一体型RF模块201包括：由天线部101P的线圈导体和磁性体内芯40构成的电感分量L1、天线部101P的电阻分量R1、电容器C1、以及RFIC等。电容器C1是用于对天线部(供电线圈)101P的谐振频率进行调整的电容。升压线圈301包括：第1线圈1及第2线圈2的电感分量L2、L3、第1线圈1与第2线圈2之间产生的电容分量C2、C3、以及第1线圈1及第2线圈2的电阻分量R2、R3等。
由此，可以将形成于树脂多层基板10的天线部101P用作为供电用的线圈， 也可以将独立于树脂多层基板10的升压线圈301用作为增益天线。由此，能扩大可通信最长距离。
图9是表示具备图6所示的天线装置的无线通信装置401的壳体内部的结构的图，是将下部壳体91与上部壳体92分离开来从而使内部露出的状态下的俯视图。该无线通信装置401包括：图6所示的天线一体型RF模块201以及升压线圈301。
下部壳体91的内部收纳有印刷布线板71、81、电池组83等。印刷布线板71上安装有天线一体型RF模块201。该印刷布线板71还搭载有UHF频带天线72、摄像头模块76等。此外，印刷布线板81搭载有UHF频带天线82等。印刷布线板71与印刷布线板81之间通过同轴电缆84相连接。
上部壳体92的内表面上形成有升压线圈301。该升压线圈301与天线一体型RF模块201的天线部(供电线圈)进行磁场耦合。
另外，在实施方式1和实施方式2中，示出将第1线状部21和第2线状部22两者各自的表面粗糙度较小的面均配置成朝向线圈的内周面的示例，但即使仅将第1线状部21或第2线状部22中的一个的表面粗糙度较小的面配置成朝向线圈的内周面，也具有减小损耗的效果。
标号说明
AP…开口
1…第1线圈
2…第2线圈
3…绝缘体基材
4…磁性体片材
9～17…树脂片材
10…树脂多层基板
21…第1线条部
22…第2线条部
23，24…过孔导体
40…磁性体内芯
61，62，63…搭载元器件
70…安装基板
71，81…印刷布线板
72…UHF频带天线
76…摄像头模块
81…印刷布线板
82…UHF频带天线
83…电池组
84…同轴电缆
91…下部壳体
92…上部壳体
101，102…线圈装置
101P…天线部
101C…线圈装置
201…RF模块
301…升压线圈
401…无线通信装置

Claims (6)

1.一种线圈装置，该线圈装置包括层叠基体，该层叠基体通过对分别形成有导体图案的多个树脂片材进行层叠而构成，且由所述导体图案构成线圈，所述线圈装置的特征在于，
所述线圈具有与所述树脂片材的表面相平行的卷绕轴，
所述导体图案包括：形成于所述多个树脂片材中的第1树脂片材的表面的多个第1线状部、形成于第2树脂片材的表面的多个第2线状部、以及使所述第1线状部与所述第2线状部在层间相导通的层间连接导体，
所述第1线状部的第1面与所述第1线状部的第2面相比其表面粗糙度较小，所述第2线状部的第3面与所述第2线状部的第4面相比其表面粗糙度较小，
将所述第1线状部的第1面或所述第2线状部的第3面朝向所述线圈的内周面。
2.如权利要求1所述的线圈装置，其特征在于，
所述多个树脂片材中的成为所述层叠基体的安装面的表面形成有安装电极，
所述第1线状部位于距所述层叠基体的安装面较远的一侧，所述第1线状部的第1面朝向所述线圈的内周面。
3.如权利要求1所述的线圈装置，其特征在于，
所述第1线状部的第1面朝向所述线圈的内周面，所述第2线状部的第3面朝向所述线圈的内周面。
4.如权利要求1至3的任一项所述的线圈装置，其特征在于，
还包括将所述线圈用作为天线线圈的供电电路。
5.如权利要求1至3的任一项所述的线圈装置，其特征在于，
所述多个树脂片材中成为所述层叠基体的安装面的表面的相反一侧的面上搭载有贴片元器件。
6.一种天线装置，其特征在于，
包括权利要求1至3的任一项所述的线圈装置、以及与该线圈装置所具有的所述线圈进行磁场耦合的增益天线。
CN201490000234.XU 2013-02-06 2014-01-30 线圈装置和天线装置 Expired - Lifetime CN204424454U (zh)

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