JP6031970B2 - アンテナコイル、部品内蔵基板および通信端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、積層体に設けられ、巻回軸を中心として旋回しつつ、巻回軸方向へ進行するような螺旋状のコイルを備えたアンテナコイル、部品内蔵基板および通信端末装置に関する。

従来、この種のアンテナコイルとして、例えば、下記特許文献１に記載のものがある。このアンテナコイル１００は、図１２に示すように、外径が長方形の板状で積層構造のコア１０１を備えている。このコア１０１は、ポリマー系樹脂からなる第一〜第三の樹脂層１０２〜１０４を有する。第一樹脂層１０２には、磁性体粉末（例えば、ソフトフェライト）が混入されている。第一樹脂層１０２を上下方向から挟み込むように、磁性体粉末を混入しない樹脂のみの第二樹脂層１０３および第三樹脂層１０４が形成される。

上記コアには、螺旋状のコイルを形成するコイル導体１０５が設けられる。コイル導体１０５は、複数の第一導体パターン１０６と、複数の第二導体パターン１０７と、複数の金属導体１０８と、を少なくとも含んでいる。

各第一導体パターン１０６は、コア１０１の上面に形成されており、コア上面の左右両辺に対し非平行な線状の形状を有する。各第二導体パターン１０７は、コア下面に形成されており、コア下面の左右両辺に対し非平行な線状の形状を有する。

第二導体パターン１０７をコア上面側から透視した場合、各第二導体パターン１０７の一方端は、左右方向に隣り合う二つの第一導体パターン１０６のうち、左側の第一導体パターン１０６の一方端と重なり、同第二導体パターン１０７の他方端は、右側の第一導体パターン１０６の他方端と重なっている。このような平面的に重なった位置には、それぞれ金属導体１０８が充填されたスルーホールが形成される。

上記アンテナコイル１００は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等ではアンテナとして用いられる。送信側において、アンテナコイル１００は、自身と接続されたＩＣ（図示せず）から高周波信号が与えられると、コイル導体１０５を中心として放射状に磁界が発生する。そして、これら磁界を合成した磁界（つまり、合成磁界）が周囲の通信相手に向けて放射される。受信側において、アンテナコイル１００は、送信側の放射磁界が通過すると、電磁誘導による起電力を発生して、自身に接続されたＩＣに高周波信号を与える。

国際公開第２００８／１４６９３２号

以下、本願発明者が特許文献１について検討した結果を説明する。図１３に示すように、上記アンテナコイル１００において、例えばコア上面上方からコイル導体１０５を透視した場合、第一樹脂層１０２の多くの部分は、一点鎖線で囲んだ部分に示すように、コイル導体１０５の内径より内側（以下、内側部分という）１０９に存在する。また、高周波信号が与えられると、コイル導体１０５を中心として略同心円状に磁界が発生する。図１３には、四つの矢印Ａ１〜Ａ４で、略同心円状の磁界が例示されている。この磁界のうち、アンテナの放射特性に影響するのは、内側部分を通過するもの（矢印Ａ１で示す）だけである。つまり、コイル導体の内径よりも外側部分（以下、単に外側部分という）はアンテナ放射特性に無関係である。しかしながら、コイル導体１０５の内径よりも外側に、磁性層がはみ出ているため、アンテナコイル１００の放射磁界が外側の透磁率が高い部分を通過してしまう。その結果起こる材料損により、アンテナコイル１００の放射磁界の強度が劣化し、アンテナ特性（例えば、通信距離）に影響が出てしまうという問題点があった。

それゆえに、本発明の目的は、アンテナ特性劣化を抑えることが可能なアンテナコイル、部品内蔵基板および通信端末装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第一局面は、第一透磁率を有する複数の第一基材層が所定の積層方向に積層された積層体と、前記積層体内に形成され、前記積層方向と略平行な巻回軸を有するコイル導体であって、該積層方向からの平面視で、少なくとも一部が前記複数の第一基材層のいずれかと接しているコイル導体と、前記積層体内であって、前記複数の第一基材層の表面に形成され、かつ、前記積層方向からの平面視で前記コイル導体の内側に形成されており、前記第一透磁率よりも大きな第二透磁率を有する複数の第一磁性層と、を備え、前記複数の第一基材層と前記複数の第一磁性層とが、前記積層方向に交互に積層される部分を有する。

本発明の第二局面および第三局面は、上記アンテナコイルを備えた部品内蔵基板および通信端末装置である。

上記各局面によれば、アンテナ特性の劣化を抑えたアンテナコイル、部品内蔵基板および通信端末装置を提供することが可能となる。

一実施形態に係るアンテナコイルの構成を示す分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿う断面を矢印Ｂの方向から見たアンテナコイルの縦断面図である。 図１のアンテナコイルの作用・効果を示す模式図である。 図１のコイルアンテナを備えた通信端末装置を示す図である。 図３の通信端末装置に備わる給電回路およびブースターアンテナの等価回路図である。 図３のブースターアンテナの詳細な構成を示す図である。 第一変形例に係るアンテナコイルの構成を示す縦断面図である。 第二変形例に係るアンテナコイルの構成を示す縦断面図である。 第三変形例に係るアンテナコイルの構成を示す縦断面図である。 第四変形例に係るアンテナコイルの構成を示す縦断面図である。 第五変形例に係るアンテナコイルの構成を示す縦断面図である。 第六変形例に係るアンテナコイルの構成を示す縦断面図である。 第七変形例に係るアンテナコイルの第一構成例を示す縦断面図である。 第七変形例に係るアンテナコイルの第二構成例を示す縦断面図である。 第七変形例に係るアンテナコイルの第三構成例を示す縦断面図である。 第八変形例に係る部品内蔵基板の構成を示す縦断面図である。 従来のアンテナコイルを示す斜視図である。 従来のアンテナコイルを示す上面図である。

（実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るアンテナコイルについて詳説する。

（はじめに）
まず、いくつかの図面に示されるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸について説明する。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は互いに直交する。Ｚ軸は、アンテナコイル１０の上下方向、または基材層１２１の積層方向を示し、便宜上、Ｚ軸の正方向を上方とする。また、Ｘ軸はアンテナコイル１０の左右方向を示し、便宜上、その正方向をアンテナコイル１０の右方向とする。Ｙ軸はアンテナコイル１０の前後方向を示し、便宜上、その正方向をアンテナコイル１０の奥行き方向とする。

（アンテナコイル１０の構成）
図１において、アンテナコイル１０は、図１および図２に示すように、好ましくは、積層体１２と、コイル導体１４と、少なくとも一つの第一磁性層１６と、を含んでいる。

積層体１２は、左右方向および前後方向に約３．０ｍｍ、上下方向に約０．７ｍｍ〜１．０ｍｍの略直方体形状を有しており、第一主面ＭＳ１および第二主面ＭＳ２と、Ｚ軸に略平行な周面Ｆｓとからなる。

第一主面ＭＳ１および第二主面ＭＳ２はそれぞれ、ＸＹ平面に略平行である。これら主面ＭＳ１，ＭＳ２はＺ軸方向に相対向する。本実施形態では、主面ＭＳ１を積層体１２の底面とし、主面ＭＳ２を積層体１２の上面とする。

周面Ｆｓは、前端面ＥＳ１、後端面ＥＳ２、左側面ＳＳ１および右側面ＳＳ２からなる。

両端面ＥＳ１，ＥＳ２はＺＸ平面に略平行である。端面ＥＳ１，ＥＳ２は、Ｙ軸方向に相対向する。端面ＥＳ１は、主面ＭＳ１，ＭＳ２の前端の辺同士を接続する。端面ＥＳ２は、主面ＭＳ１，ＭＳ２の後端の辺同士を接続する。

また、両側面ＳＳ１，ＳＳ２は、ＹＺ平面の略平行である、側面ＳＳ１，ＳＳ２は、Ｘ軸方向に相対向する。側面ＳＳ１は、主面ＭＳ１，ＭＳ２の左辺同士を接続する。側面ＳＳ２は、主面ＭＳ１，ＭＳ２の右辺同士を接続する。

積層体１２は、図１に示すように、複数の第一基材層１２１をＺ軸方向（つまり、所定の積層方向）に積層して形成される。なお、図１には、複数の基材層１２１として、六つの基材層１２１ａ〜１２１ｆが例示される。この場合、上記前端面ＥＳ１は、各基材層１２１の前端面から構成され、上記後端面ＥＳ２は、各基材層１２１の後端面から構成される。また、上記左側面ＳＳ１および上記右側面ＳＳ２は、各基材層１２１の左側面および右側面から構成される。ここで、図１では、図面の見易さの観点から、基材層１２１ａの前端面に対してのみ、積層体１２の前端面の参照符号ＥＳ１を付けている。同様に、基材層１２１ａの後端面、左側面および右側面にのみ、参照符号ＥＳ２、ＳＳ１およびＳＳ２を付けている。

各基材層１２１は、例えば絶縁性材料、誘電体材料または磁性材料からなり、第一透磁率μaを有する。第一透磁率μaは、磁性層１６（後述）の第二透磁率μbよりも小さく、例えば、真空または大気中の透磁率μ₀に近い値とされる。ここで、各基材層１２１が磁性材料からなる場合には、各基材層１２１は、透磁率を小さくするために、例えばＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトに所定の添加物を混合した材料から作製される。各基材層１２１の材料としては、セラミックまたは樹脂などを用いることができる。

コイル導体１４は、積層体１２の内部を、Ｚ軸に平行な巻回軸Ａｔを中心に反時計回りに旋回しながら、巻回軸Ａｔの方向へ進行するような螺旋構造を有しており、複数の導体パターン１４１と、複数の層間接続導体１４３とからなる。

本実施形態では、複数の導体パターン１４１として、基材層１２１ａ〜１２１ｆの上面に形成された第一導体パターン１４１ａ〜１４１ｆが例示される。各導体パターン１４１は、導電性材料（例えば、銀、銅、アルミニウム）からなり、反時計回り（二点鎖線の矢印αを参照）に１ターン分だけ旋回する略矩形ループ形状を有する。以下、より具体的な形状を説明する。

各導体パターン１４１の外縁は、Ｚ軸方向からの平面視で、対応する基材層１２１の外縁に内包されるか接する。また、各導体パターン１４１の内縁は、対応する磁性層１６（後述）の外縁を内包するか、対応する磁性層１６の外縁と接するかする。

また、各導体パターン１４１は完全なループ形状を有するのではない。すなわち、各導体パターン１４１の一部分には切り欠きが形成されており、それによって、各導体パターン１４１は不連続な略環状形状を有している。導体パターン１４１ａでは、右奥のコーナー部分に切り欠きβ１が設けられている。また、Ｚ軸方向からの平面視で、切り欠きβ１の形成場所を基準として時計回り方向に所定距離Δｄだけずらした場所に、導体パターン１４１ｂの切り欠きβ２が形成されている。ここで、Δｄは、例えば導体パターン１４１ａの切り欠きβ１の時計回り方向の長さである。以下、同様に、切り欠きβ２〜β５の形成場所を基準として時計回り方向に所定距離ずらした場所に、導体パターン１４１ｃ〜１４１ｆの切り欠きβ３〜β６が形成される。

また、本実施形態では、複数の層間接続導体１４３として、基材層１２１ｂ〜１２１ｆをＺ軸方向に貫通するように設けられた層間接続導体１４３ｂ〜１４３ｅが例示される。各層間接続導体１４３は、導電性材料からなる。導電性材料としては、銀、銅または錫を主成分とする金属、もしくはそれぞれを主成分とする合金が典型的である。各層間接続導体１４３は、Ｚ軸方向に隣り合う二つの導体パターン１４１のうち、下方側の後端および上方側の先端を電気的に接続するように、対応する基材層１２１ｂに形成される。

磁性層１６は、磁性材料からなり、第二透磁率μbを有する。磁性材料としては、例えばＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトまたは六方晶系フェライトが典型的である。第二透磁率μbは、上記第一透磁率μaよりも大きく、例えば１００程度とされる。

また、各磁性層１６は、Ｚ軸方向からの平面視で、矩形形状を有する。また、本実施形態では、各基材層１２１の上面に、一つの磁性層１６が形成される。これにより、各磁性層１６は、導体パターン１４１と略同一面上に形成されることになる。ここで、磁性層１６の外縁は、同一面上に形成された基材層（以下、対応する基材層という場合がある）１２１上の導体パターン１４１の内縁に接するか、該導体パターン１４１の外縁を内包するかする。

（アンテナコイル１０の製法）
ここで、上記アンテナコイル１０の製法の一例について説明する。この製法は、下記（１）〜（４）の工程からなる。ここでは、基材層１２１が相対的に低い第一透磁率μaの磁性材料からなり、磁性層１６が相対的に高い第二透磁率μbの磁性材料からなる場合について説明する。

（１）例えば、焼結後に第一透磁率μaが得られるように、フェライト仮焼粉および所定の添加物がバインダや可塑剤等と共にボールミルで混合される。これにより得られたスラリーは、ドクターブレード法等により、焼結時に所定サイズになるように成形加工され、基材層１２１の基礎となるシート材が得られる。

（２）また、焼結後に第二透磁率μbが得られるように、フェライト仮焼粉がバインダや可塑剤等と共にボールミルで混合され、これによって、磁性層１６の基礎となる磁性体ペーストが生成される。

（３）上記（１）で得られたシート材には、レーザや打ち抜きプレスを利用して、層間接続導体１４３を形成するためのスルーホールが形成され、これらスルーホール内に、例えば銀等を主成分とする金属からなる電極ペーストが充填される。また、シート材の表面には、上記（２）で得られた磁性体ペーストが、磁性層１６を形成するためにスクリーン印刷等される。シート材の表面にはさらに、銅等からなる電極ペーストが、導体パターン１４１や外部電極等を形成するためにスクリーン印刷等される。このようなシート材は、所望枚数積層される。

（４）上記（３）で積層された複数のシート材はまとめて加圧接着され、例えば９００℃、２時間の条件で焼成された後、ダイシングされる。その結果、上記のアンテナコイル１０が得られる。

（アンテナコイル１０の応用例）
以上のような構成のアンテナコイル１０は、例えば１３．５６ＭＨｚ帯のＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）による非接触通信に対応した通信端末装置に搭載される。ここで、図３には、筐体カバー２２を開けた時の通信端末装置２０の筐体２４に収容された各種部品や各種部材が示されている。この通信端末装置２０は、典型的には携帯電話やスマートフォンであって、筐体２４の内部に、上記アンテナコイル１０に加えＩＣ２６およびコンデンサ２８を実装した基板２１０と、ブースターアンテナ２１２と、を備えている。なお、基板２１０には、アンテナコイル１０、ＩＣ２６およびコンデンサ２８以外にも、カメラや各種回路素子が高密度に実装・配置されているが、これらについては本発明の要部では無いので、説明を省略する。

基板２１０上において、ＩＣ２６は、例えばＮＦＣ等による非接触通信に用いられる集積回路である。このＩＣ２６には、アンテナコイル１０およびコンデンサ２８が並列に接続される。より具体的には、アンテナコイル１０におけるコイル導体１４の両端（導体パターン１４１ａの先端、導体パターン１４１ｆの後端）が一対の外部電極（図示せず）を介してＩＣ２６が有する少なくとも二つの端子に接続される。上記のようなＩＣ２６、アンテナコイル１０およびコンデンサ２８によって、ＮＦＣ用の給電回路が構成される。なお、アンテナコイル１０とＩＣ２６の間には整合回路が接続される場合もある。

ここで、図４には、上記給電回路３０の等価回路が示されている。図４に示すように、アンテナコイル１０のインダクタンス値をＬ１、コンデンサ２８の容量値をＣ１とすると、給電回路３０の共振周波数は、Ｌ１およびＣ１に基づき決まる。なお、図４には、アンテナコイル１０の抵抗成分Ｒ１も示されている。

また、ブースターアンテナ２１２は、図３、図５に示すように、筐体２４を筐体カバー２２で閉じた時にアンテナコイル１０の上方に配置されるように筐体カバー２２に取り付けられている。このブースターアンテナ２１２は、平面的なスパイラルコイル等である。ブースターアンテナ２１２の開口サイズ（横サイズ×縦サイズ）は、アンテナコイル１０の開口サイズ（横サイズ×高さ）よりも大きく、これによって、アンテナコイル１０の通信距離を伸ばしている。

ブースターアンテナ２１２は、図５の右側に示すように、まず、絶縁シート材４０と、第一平面コイル導体４２と、第二平面コイル導体４４と、を備えている。絶縁シート材４０の表面および裏面には、互いに逆巻きに巻回された平面コイル導体４２，４４が形成される。

また、絶縁シート材４０の下面には、両平面コイル導体４２，４４から放射される磁界による渦電流の発生を抑える等のために、磁性体シート材４６が貼り付けられることが好ましい。

また、平面コイル導体４２，４４の間には線間容量が生じる。よって、図４に示すように、平面コイル導体４２，４４は、等価的に、コンデンサ４８，４１０を介して接続される。ここで、平面コイル導体４２のインダクタンス値をＬ２、平面コイル導体４４のインダクタンス値をＬ３、コンデンサ４８の容量値をＣ２、コンデンサ４１０の容量値をＣ３とする。この場合、ブースターアンテナ２１２の共振周波数は、Ｌ２、Ｌ３、Ｃ２，Ｃ３に基づき決まる。

上記通信端末装置２０では、ＮＦＣによる非接触通信時に以下のように動作する。まず、通信相手へのデータ送信時について説明する。ＩＣ２６は、送信すべきデータ（ベースバンド信号）で１３．５６ＭＨｚ帯の搬送波を変調して、高周波信号を生成する。アンテナコイル１０およびコンデンサ２８を含む並列共振回路は、１３．５６ＭＨｚの共振周波数を有するよう設計される。ＩＣ２６は、生成した高周波信号（高周波電流）をこの並列共振回路に与えて共振させる。アンテナコイル１０は、データ送信時、ＩＣ２６からの高周波電流により、自身の近傍に磁界を誘起する。アンテナコイル１０からの磁界は、近傍に配置されたブースターアンテナ２１２と鎖交する。これによって、アンテナコイル１０とブースターアンテナ２１２とは磁界結合して、その結果、ブースターアンテナ２１２を構成するコイルに誘導電流が流れる。この誘導電流により、ブースターアンテナ２１２は磁界を発生する。ここで、ブースターアンテナ２１２のサイズは、アンテナコイル１０のそれよりも大きいので、ブースターアンテナ２１２で発生した磁界強度は大きく、これにより、アンテナコイル１０の通信距離を補っている。このブースターアンテナ２１２の磁界が通信相手側のブースターアンテナ等と磁界結合し、データ送信が行われる。

次に、通信相手からのデータ受信時について説明する。通信相手側で発生した磁界がブースターアンテナ２１２を鎖交すると、該ブースターアンテナ２１２には誘導電流が流れる。この誘導電流により、ブースターアンテナ２１２は磁界を発生する。このブースターアンテナ２１２の磁界はアンテナコイル１０に鎖交し、これによって、アンテナコイル１０とブースターアンテナ２１２とは磁界結合する。その結果、アンテナコイル１０の外部電極（図示せず）の間には誘導起電力が発生して、ＩＣ２６には高周波電流（高周波信号）が流れる。ＩＣ２６は、受信高周波信号を復調してデータ受信を行う。

（アンテナコイル１０の作用・効果）
図１３を参照して「発明が解決しようとする課題」で詳説したように、従来のアンテナコイル１００には、構造的な理由により、放射磁界の強度が劣化してしまい、アンテナ特性に影響が出るという問題点があった。

それに対して、本アンテナコイル１０によれば、好ましい例として、各導体パターン１４１の外縁全ての部分は、Ｚ軸方向からの平面視で、低透磁率μaの基材層１２１の外縁に内包される。また、各導体パターン１４１の内縁に、高透磁率μbの磁性層１６の外縁が接するか内包されるかする。したがって、図２Ｂに示すように、アンテナコイル１０への高周波信号入力時に、アンテナ放射特性に無関係な磁界成分が高透磁率μbの磁性層１６を通過しなくなるので、それによる損失を低減することができる。これによって、放射磁界の強度劣化を抑制し、従来よりも良好なアンテナ特性（例えば、通信距離）を得ることが可能となる。

また、各導体パターン１４１の外側にて、Ｚ軸方向に隣接する基材層１２１同士（同種の層同士）が接着可能となるため、はがれ難くなる。また、各パターン導体１４１が基材層１２１によって挟み込まれるため、酸化等し難くなるため、アンテナコイル１０の信頼性が高くなる。

また、本アンテナコイル１０によれば、図２にも示すように、コイル導体１４の内側には、大きな透磁率μbの磁性層１６と、小さな透磁率μaの基材層１２１とが、Ｚ軸方向に交互に積層されている。この構造によれば、コイル導体１４の内側全体が高透磁率μbの磁性体材料からなる場合と比較して、磁気飽和が起こりにくくなり、直流重畳特性が向上する。

また、本アンテナコイル１０によれば、各基材層１２１上に平面的な導体パターン１４１と、その内側に磁性層１６とが形成されるだけであるため、アンテナコイル１０を低背化することが可能となる。

（付記）
また、上記実施形態では、本アンテナコイル１０によれば、上記の通り、各導体パターン１４１の外縁の全てが基材層１２１の外縁に内包されるとして説明した。しかし、これに限らず、各導体パターン１４１の外縁のすべてが基材層１２１の外縁に内包されていなくとも構わない。特に、各導体パターン１４１の外縁が、Ｚ軸方向からの平面視で、低透磁率μaの基材層１２１の外縁に接していてもよい。換言すると、各導体パターン１４１の外縁が積層体１２から、相対的に低透磁率の空気中に露出していても構わない。この場合にも、上記実施形態と同様に、放射磁界の強度劣化を抑制し、従来よりも良好なアンテナ特性（例えば、通信距離）を得ることが可能となる。

また、各導体パターン１４１が空気中に露出する場合、特に、Ｚ方向からの平面視で開口面積が大きくなるという効果が得られる。

また、上記アンテナコイル１０の応用例において、通信端末装置２０は、ブースターアンテナ２１２を備えていた。しかし、これに限らず、アンテナコイル１０単体で良好な通信特性が得られる場合には、ブースターアンテナ２１２は省略されても構わない。

（第一変形例）
なお、アンテナコイル１０において、図６に示すように、積層体１２の第一主面ＭＳ１および／または第二主面ＭＳ２に、ＸＹ平面と略平行に第二磁性層５０が追加的に形成されても構わない。ここで、磁性層５０は、第一透磁率μaよりも大きな第三透磁率μcを有する。ここで、第三透磁率μcは第二透磁率μbと同じであっても構わない。このような磁性層５０は、磁性層１６と同様に、例えば、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトからなる。

上記磁性層５０を設けることにより、コイル導体１４の内側に磁界を集めることが可能となるため、より良好なアンテナ特性を得ることが可能となる。なお、この場合、第一主面ＭＳ１および第二主面ＭＳ２の磁性層５０の層数は互いに同一であってもよいし、異なっていても構わない。

（第二変形例）
また、アンテナコイル１０において、図７Ａに示すように、導体パターン１４１および磁性層１６が形成されない第二基材層５２を、Ｚ軸方向に隣り合う二つの第一基材層１２１の間に挿入しても構わない。ここで、基材層５２の材料は、基材層１２１と同じでよい。上記基材層５２を設けることにより、Ｚ軸方向に隣り合う二つの導体パターン１４１間の距離（以下、パターン間距離という）を大きくなるため、これらの間に発生する線間容量値が小さくなる。これによって、アンテナコイル１０の自己共振周波数の低下を緩和できる。

（第三変形例）
また、図７Ｂに示すように、第四透磁率μdを有する第三磁性層５４のみが形成された第三基材層５６を、Ｚ軸方向に隣り合う二つの第一基材層１２１の間に挿入しても構わない。ここで、透磁率μdは、第一透磁率μaよりも大きい値を有するが、透磁率μbと同じであっても構わない。また、基材層５６の材料は、第一基材層１２１と同じでよい。この基材層５６を設けることにより、図２の構成と比較して、コイル導体１４の内側の磁心の透磁率を大きくすることができるため、磁界を集めやすくなる。その結果、より良好なアンテナ特性を得ることが可能となる。

（第四変形例）
また、アンテナコイル１０において、図７Cに示すように、上記第三基材層５６と同様の第四基材層５８が、積層体１２の第一主面ＭＳ１および／または第二主面ＭＳ２に追加的に形成されても構わない。基材層５８の表面には、第五透磁率μeを有する第四磁性層５１０のみが形成されている。ここで、透磁率μeは、透磁率μaよりも大きい値を有するが、透磁率μbとは同じであっても構わない。このように第四基材層５８を設けることにより、コイル導体１４の内側に磁界を集めることが可能となるため、より良好なアンテナ特性を得ることが可能となる。

（第五変形例）
また、図８に示すように、Z軸方向の位置によって、パターン間距離を異ならせることで、アンテナコイル１０の指向性を調整することができる。例えば、Z軸方向に沿って上方または下方になればなるほど、パターン間距離が小さくすれば、上方または下方に偏った指向性を有するアンテナコイル１０を実現することができる。この場合も、図７Bに示す第三基材層５６を用いてパターン間距離を調整しても構わない。

（第六変形例）
また、図９に示すように、第五基材層５１２を積層体１２の第一主面ＭＳ１に追加的に形成し、第六基材層５１４を第二主面ＭＳ２に追加的に形成しても構わない。ここで、基材層５１２，５１４は基材層１２１と同様の材料からなる。ただし、基材層５１２の表面には第二導体パターン５１３のみが形成されている。また、基材層５１４には、第六透磁率μfを有する第五磁性層５１６のみが形成されている。ここで、透磁率μfは、透磁率μaよりも大きい値を有するが、透磁率μbと同じであっても構わない。これによっても、上方に偏った指向性を有するアンテナコイル１０を実現することが可能となる。

（第七変形例）
また、図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、アンテナコイル１０において、磁性層１６と同様の磁性材料からなる複数の層間接続体５１８が形成されても構わない。このような層間接続体５１８は、Ｚ軸方向に隣り合う二つの磁性層１６を磁気的に接続するように、対応する磁性層１６を上下方向に貫通するように形成される。ここで、図１０Ａの例では、各層間接続体５１８は、Ｘ軸方向の中央部分にＺ軸方向に平行に並ぶように設けられている。また、図１０Ｂの例では、各層間接続体５１８は、Ｘ軸方向の左端近傍にＺ軸方向に平行に並ぶように設けられている。また、図１０Ｃの例では、各層間接続体５１８は、Ｙ軸方向からの平面視で、Ｚ軸に対し斜め方向に並ぶように設けられている。

（第八変形例）
また、図１１に示すように、アンテナコイル１０は、ＩＣ２６および／またはチップ型のコンデンサ２８からなる電子回路（等価回路は図４の給電回路３０側と同等）を内蔵した部品内蔵基板５２０に形成され、モジュール化されても構わない。ここで、コンデンサ２８に関しては、チップ部品に限らず、部品内蔵基板５２０内に導体パターンで形成されても構わない。このようなモジュール化により、アンテナコイル１０、ＩＣ２６およびコンデンサ２８の接続に使用される配線の距離を短くできるため、配線による損失や外来ノイズの影響を低減することができる。なお、図１１には、ＩＣ２６およびコンデンサ２８を部品内蔵基板５２０に内蔵した例が示されているが、これに限らず、ＩＣ２６および／またはチップ型のコンデンサ２８は、部品内蔵基板５２０の表面に実装されても構わない。この場合、部品内蔵基板５２０には、典型的には、他のチップが内蔵されることになる。

また、上記では、ＩＣ２６がＮＦＣによる非接触通信用の集積回路である例を説明した。しかし、ＩＣ２６は、他にも、ＦｅｌｉＣａ等の１３．５６ＭＨｚ帯の非接触通信用の集積回路でも構わないし、他の周波数帯の非接触通信用の集積回路でも構わない。

本発明に係るアンテナ装置および通信端末装置は、アンテナコイルの特性劣化を抑えることが可能であり、携帯電話やスマートフォン等の通信端末装置等に好適である。

１０ アンテナコイル
１２ 積層体
１２１ 第一基材層
１４ コイル導体
１４１ 導体パターン
１４３ 層間接続導体
２０ 通信端末装置
２６ ＩＣ
２８ コンデンサ
２１０ 基板
２１２ ブースターアンテナ
５０，５４，５１０，５１６ 第二磁性層〜第五磁性層
５２，５６，５８，５１２，５１４， 第二基材層〜第六基材層
５１８ 層間接続体
５２０ 部品内蔵基板

Claims (13)

1. 第一透磁率を有する複数の第一基材層が所定の積層方向に積層された積層体と、
   前記積層体内に形成され、前記積層方向と略平行な巻回軸を有するコイル導体であって、該積層方向からの平面視で、少なくとも一部が前記複数の第一基材層のいずれかと接しているコイル導体と、
   前記積層体内であって、前記複数の第一基材層の表面に形成され、かつ、前記積層方向からの平面視で前記コイル導体の内側に形成されており、前記第一透磁率よりも大きな第二透磁率を有する複数の第一磁性層と、を備え、
   前記複数の第一基材層と前記複数の第一磁性層とが、前記積層方向に交互に積層される部分を有する、アンテナコイル。
2. 前記コイル導体の全てが前記複数の第一基材層のいずれかと接している、請求項１に記載のアンテナコイル。
3. 前記コイル導体は、前記複数の第一基材層のそれぞれに形成された複数の導体パターンと、前記積層方向に隣り合う二つの導体パターンを接続する複数の層間接続導体と、を含んでいる、請求項１または２に記載のアンテナコイル。
4. 前記積層体において前記積層方向と略直交する表面に設けられ、前記第一透磁率よりも大きな透磁率を有する、複数の第二磁性層をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナコイル。
5. 前記積層方向に隣り合う二つの第一基材層の間に設けられた第二基材層を、さらに備え、
   前記第二基材層には、前記導体パターンが形成されていない、請求項３に記載のアンテナコイル。
6. 前記積層方向に隣り合う二つの第一基材層の間に設けられた第三基材層を、さらに備え、
   前記第三基材層には、前記第一透磁率よりも大きな透磁率を有する第三磁性層が表面に形成されている、請求項３に記載のアンテナコイル。
7. 前記積層体において前記積層方向と略直交する表面に設けられた第四基材層を、さらに備え、
   前記第四基材層には、前記第一透磁率よりも大きな透磁率を有する第四磁性層が表面に形成されている、請求項３に記載のアンテナコイル。
8. 前記積層方向に隣り合う二つの導体パターン間の各距離が、該積層方向に沿う位置によって異なっている、請求項３に記載のアンテナコイル。
9. 前記積層体において前記積層方向と略直交する一方の表面に設けられ、前記第一透磁率よりも大きな透磁率を有する少なくとも一つの第五磁性層が形成された第五基材層と、
   前記積層体において前記積層方向と略直交する他方の表面に設けられた第六基材層を、さらに備え、
   前記第五基材層および前記第六基材層には、前記導体パターンが形成されていない、請求項３に記載のアンテナコイル。
10. 前記第一基材層に形成されており、前記積層方向に隣り合う二つの第一磁性層を磁気的に接続する複数の層間接続体をさらに備える、請求項３に記載のアンテナコイル。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載のアンテナコイルを備えた、部品内蔵基板。
12. 請求項１〜１０のいずれかに記載のアンテナコイル、または請求項１１に記載の部品内蔵基板を備えた通信端末装置。
13. 前記アンテナコイルの近傍に設けられたブースターアンテナをさらに備える請求項１２に記載の通信端末装置。

Images