JP6380648B2 - コイルデバイスおよび電子デバイス - Google Patents

Description

本発明は、コイルデバイスおよび該コイルデバイスを有する電子デバイスに関する。

従来より、回路基板に実装されて使用されるコイルデバイスを有する電子デバイスが知られている。このようなコイルデバイスは、ヘリカル状コイルを有する。

例えば、特許文献１および２に記載されたコイルデバイスは、ワイヤで作製されたヘリカル状コイルを有する。

特開２００５−２６３８４号公報 特開２００９−２８９９９５号公報

しかしながら、特許文献１および２のように、ヘリカル状コイルの導体がワイヤである場合、ワイヤの変形によって隣接し合う導体間の距離（隙間）にバラツキが生じる。そのため、ワイヤを用いて作製されたヘリカル状コイルよって発生する磁界分布にバラツキが生じたり、インダクタンス値のバラツキが発生する。例えば、コイルデバイスをアンテナとして使用する無線通信デバイスの場合、ヘリカル状コイルの磁界分布にバラツキが生じると、通信可能距離にバラツキが生じる。そのために、生産ロットによって通信可能距離が異なることや、アンテナの共振周波数のバラツキを補正するチューニング用素子が必要となる場合がありうる。

そこで、本発明は、コイルデバイスのヘリカル状コイルにおいて、磁界分布のバラツキやインダクタンス値のバラツキを抑制することを課題とする。

上記技術的課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
主面、裏面、および端面を備える平板状の素体と、
前記素体に設けられ、前記主面と前記裏面との間を延在するコイル軸を備えるヘリカル状コイルと、
前記素体の前記裏面または前記端面に設けられ、前記ヘリカル状コイルに接続された接続端子と、を有し、
前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、前記主面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成されている、コイルデバイスが提供される。

本発明の別の態様によれば、
回路基板と、
前記回路基板に実装されるコイルデバイスと、を有し、
前記コイルデバイスが、
主面、裏面、および端面を備える平板状の素体と、
前記素体に設けられ、前記主面と前記裏面との間を延在するコイル軸を備えるヘリカル状コイルと、
前記素体の前記裏面または前記端面に設けられ、前記ヘリカル状コイルに接続された接続端子と、を有し、
前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、前記主面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成されている、電気デバイスが提供される。

本発明のさらに別の態様によれば、
並列する複数の導体を備える回路基板と、
前記回路基板に実装され、前記回路基板と対向する実装面を備える平板状の表面実装型部品と、を有し、
前記表面実装型部品が、前記回路基板の複数の導体の並列方向に並び、前記回路基板上の複数の導体と接続してヘリカル状コイルを備えるコイルデバイスを構成する複数の半環状の導体を備え、
前記表面実装型部品の複数の半環状の導体それぞれにおいて、前記実装面から遠い側の部分が、金属ピンで構成されている、電子デバイスが提供される。

本発明によれば、コイルデバイスのヘリカル状コイルにおいて、磁界分布のバラツキやインダクタンス値のバラツキを抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する無線通信デバイスの一部の概略的斜視図 実施の形態１に係るコイルデバイスの内部を示す斜視図 図２におけるＱ−Ｑ線に沿った断面図 コイルデバイスによって発生する磁界分布を示す図 実施の形態１に係るコイルデバイスの一例の作製方法における一工程を説明するための図 図５Ａの工程に続く工程を説明するための図 図５Ｂの工程に続く工程を説明するための図 図５Ｃの工程に続く工程を説明するための図 図５Ｄの工程に続く工程を説明するための図 本発明の実施の形態２に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する無線通信デバイスの一部の断面図 本発明の実施の形態３に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する無線通信デバイスの一部の断面図 本発明の実施の形態４に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する無線通信デバイスの一部の断面図 本発明の実施の形態５に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する無線通信デバイスの一部の概略的斜視図 実施の形態５に係るコイルデバイスの一例の作製方法における一工程を説明するための図 本発明の実施の形態６に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する無線通信デバイスの一部の側面図 本発明の実施の形態７に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する無線通信デバイスの斜視図 実施の形態７に係る無線通信デバイスの断面図 ブースターアンテナの分解斜視図 ブースターアンテナの回路図 本発明の実施の形態８に係るコイルデバイスの斜視図 実施の形態８に係るコイルデバイスの一例の作製方法における一工程を説明するための図 本発明の実施の形態９に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する無線通信デバイスの分解斜視図 実施の形態９に係る無線通信デバイスの回路図 本発明の実施の形態１０に係る、表面実装コイルをアンテナとして有する無線通信デバイスの分解斜視図 実施の形態１０に係る無線通信デバイスの回路図 実施の形態１１に係る、コイルデバイスをチョークコイルとして有するＤＣ−ＤＣコンバータデバイスの分解斜視図 実施の形態１１に係るＤＣ−ＤＣコンバータモジュールの回路図 実施の形態１２に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する無線通信デバイスの分解斜視図 実施の形態１３に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する無線通信デバイスの分解斜視図

本発明の一態様のコイルデバイスは、主面、裏面、および端面を備える平板状の素体と、素体に設けられ、主面と裏面との間を延在するコイル軸を備えるヘリカル状コイルと、素体の裏面または端面に設けられ、ヘリカル状コイルに接続された接続端子と、を有し、ヘリカル状コイルを構成する導体において、主面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成されている。

この態様によれば、コイルデバイスのヘリカル状コイルにおいて、平板状の素体の主面に沿う複数の導体部分、すなわちヘリカル状コイルにおいて大きな割合を占める複数の導体部分が、ワイヤに比べてリジッドな金属ピンで構成される。それにより、ヘリカル状コイル全体がワイヤで構成される場合に比べて、磁界分布のバラツキやインダクタンス値のバラツキを抑制することができる。

ヘリカル状コイルの裏面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成されてもよい。これにより、素体の裏面に沿う複数の導体部分での信号減衰や電力損失を抑制することができる。また、ヘリカル状コイルを構成する導体の大半を金属ピンで構成することができ、ヘリカル状コイル全体の抵抗成分を最小化することができる。また、平面実装型コイルをアンテナとして使用する場合、伝送損失の低減や品質特性（Q値）の向上など、通信距離の向上等、通信特性をさらに改善することができる。

ヘリカル状コイルの裏面に沿う複数の導体部分が、矩形断面を備えてもよい。これにより、コイルデバイスの製造の自由度が向上する。

主面に沿う複数の導体部分を構成する複数の金属ピンのコイル軸延在方向の隙間は、裏面に沿う複数の導体部分のコイル軸延在方向の隙間に比べて狭い方が好ましい。これにより、各々の金属ピンの周囲を周回する磁界ループ（マイナーループ）の生成を抑制することができる。平面実装型コイルをアンテナとして使用する場合、通信距離の向上を図ることができる。

主面に沿う複数の導体部分を構成する複数の金属ピンにおいてコイル軸延在方向の一方側の金属ピンから他方側の金属ピンまでの距離を、裏面に沿う複数の導体部分においてコイル軸延在方向の一方側の導体部分から他方側の導体部分までの距離に比べて短くしてもよい。これにより、ヘリカル状コイルのコイル開口面積を大きくすることができるとともに、そのコイル開口を主面側に向けることができる。平面実装型コイルをアンテナとして使用する場合、主面方向の通信距離を大きくすることができる。

裏面に沿う複数の導体部分においてコイル軸延在方向両側の導体部分が、裏面で素体の外部に露出し、その露出部分が裏面での接続端子を構成してもよい。これにより、素体の裏面で露出する導体部分を介して、つまり、裏面で露出する導体部分を接続端子として、ヘリカル状コイルとプリント配線板等の基板上の端子とを容易に接続することができる。

素体の外部に露出する接続端子が直方体の金属ブロックの切断体であって、接続端子が金属ブロックの切断面で構成されてもよい。これにより、バラツキが抑えられた一定の面積の接続端子を構成することができる。

コイルデバイスが、ヘリカル状コイル内に配置された磁性体を有してもよい。これにより、ヘリカル状コイルのインダクタンス値を大きくすることができるとともに、ヘリカル状コイルに鎖交する磁界を増やすことができる。

主面に沿う複数の導体部分を構成する複数の金属ピンと裏面に沿う複数の導体部分とを接続するヘリカル状コイルの導体部分が、素体の表面に形成された導電パターンで構成されてもよい。これにより、複数の金属ピンを他の導体部分に容易に接続することができる。

コイルデバイスは、無線通信デバイスのアンテナとして、無線通信デバイスの回路基板に対して素体の裏面または端面で実装されてもよい。通信相手側のアンテナ素子に近く、通信に大きく寄与して実装面から遠い側、つまり主面に沿う複数の導体部分について、磁界分布のバラツキやインダクタンス値のバラツキを抑制することができる。その結果、特にアンテナ素子の共振周波数のバラツキを補正するためのチューニング用素子を用いなくても、通信可能距離や周波数特性のバラツキが小さく、信頼性に優れた無線通信デバイスを得ることができる。

本発明の別態様の電子デバイスは、回路基板と、回路基板に実装されるコイルデバイスとを有し、コイルデバイスが、主面、裏面、および端面を備える平板状の素体と、素体に設けられ、主面と裏面との間を延在するコイル軸を備えるヘリカル状コイルと、素体の裏面または端面に設けられ、ヘリカル状コイルに接続された接続端子と、を有し、ヘリカル状コイルを構成する導体において、主面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成されている。

本発明のさらに別の態様の電子デバイスは、並列する複数の導体を備える回路基板と、回路基板に実装され、回路基板と対向する実装面を備える平板状の表面実装型部品と、を有し、表面実装型部品が、回路基板の複数の導体の並列方向に並び、回路基板上の複数の導体と接続してヘリカル状コイルを備えるコイルデバイスを構成する複数の半環状の導体を備え、表面実装型部品の複数の半環状の導体それぞれにおいて、実装面から遠い側の部分が、金属ピンで構成されている。

これらの態様によれば、ヘリカル状コイルにおいて、磁界分布のバラツキやインダクタンス値のバラツキを抑制することができる。それにより、電子デバイスにおいて、コイルに関連する特性のバラツキを抑制することができる。

電子デバイスは、無線通信デバイスであって、コイルデバイスがアンテナとして使用され、コイルデバイスのヘリカル状コイルと磁気結合するように設けられたコイルアンテナを有してもよい。これにより、無線通信デバイスの通信可能距離が長くなる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する電子デバイスの一例である無線通信デバイスを概略的に示している。また、図２はコイルデバイスの内部を示す斜視図である。さらに、図３は図２におけるＱ−Ｑ線図に沿った断面図である。なお、図面においてＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系、ｓ−ｔ−ｕ直交座標系が示されているが、これは発明の実施の形態の理解を容易にするためのものであって発明を限定するものではない。

図１に示す無線通信デバイス１０は、回路基板１２と、回路基板１２の主面１２ａ上に実装されたアンテナとしてのコイルデバイス１４とを有する。なお、コイルデバイス１４は、図面においては見やすさを考慮して直方体形状（ブロック状）であるが、可能な限り薄い平板状、すなわち、実装面におけるコイル軸ＣＡ方向の寸法をＬ、コイル軸ＣＡに直交する方向の寸法をＷ、厚さ方向の寸法をＴとすると、厚さ方向の寸法Ｔが、寸法Ｌ、Ｗに比べて小さいチップ状である。本実施の形態において、コイルデバイス１４はＨＦ帯をキャリア周波数とするアンテナ素子であり、たとえばＮＦＣ（Near Field Communication）システムに利用される。

回路基板１２は、プリント配線板等のマザー基板であって、コイルデバイス１４が実装される主面１２ａ上に、導電性材料（例えば銅材料）から作製された配線パターン（図示せず）を備える。また、回路基板１２の主面１２ａ上には、ＲＦＩＣチップや表面実装型コンデンサを備え、これらの部品は、配線パターンを介して、コイルデバイス１４に接続される。また、図３に示すように、回路基板１２は、その内部に、導電性材料から作製されたグランド層１２ｂを備える。なお、グランド層１２ｂは、グランドパターンとして、回路基板１２の裏面１２ｃに設けられてもよい。グランド層１２ｂは回路基板１２のほぼ全面に設けられている。

図２に示すように、コイルデバイス１４は、ヘリカル状コイル１６と、回路基板１２の主面１２ａと対向する実装面（裏面）１８ａを備える平板状のバインダー部材（素体）１８とを有する。

素体１８は、直方体状をなしており、実装面（裏面）１８ａ、実装面１８ａに対向する天面（主面）１８ｄ、ヘリカル状コイル１６のコイル軸ＣＡと交差する２つの端面１８ｅおよび１８ｆ、ならびに、コイル軸ＣＡに沿う端面１８ｂおよび１８ｃを有している。実装面１８ａは、コイルデバイスをマザー基板に実装する際の実装面になる。実装面１８ａと天面１８ｄの面積は、端面１８ｂおよび１８ｃ、端面１８ｅおよび１８ｆの面積よりも大きい。つまり、素体１８は、Ｚ軸方向の長さ（厚さ）がＸ軸方向およびＹ軸方向の長さよりも短い平板状（薄板状）に形成されている。なお、本実施の形態では、端面１８ｂおよび１８ｃの面積が端面１８ｅおよび１８ｆよりも大面積に形成されているが、端面１８ｅおよび１８ｆの面積が端面１８ｂおよび１８ｃより大面積に形成されていてもよい。

ヘリカル状コイル１６は、図１に示すように、実装面１８ａと天面１８ｄとの間、すなわち回路基板１２（その主面１２ａ）に沿うように延在する、例えば回路基板１２に対して平行に（Ｘ軸方向に）延在するコイル軸ＣＡを備える。すなわち、ヘリカル状コイル１６を構成する導体が、コイル軸ＣＡを中心としてヘリカル状に延在している。なお、本実施の形態においてコイル軸ＣＡは実装面１８ａと平行となっているが、必ずしも平行である必要は無い。

図２に示すように、そのヘリカル状コイル１６は、複数の第１〜第４の導体１６ａ〜１６ｄから構成されている。

具体的には、図２に示すように、複数の第１の導体１６ａは、素体１８の実装面１８ａ側に（すなわち実装面１８ａに沿って）コイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）に等間隔に並べられている。本実施の形態１の場合、複数の第１の導体１６ａそれぞれは、互いに平行であって、実装面１８ａ（すなわち回路基板１２）に対して平行（Ｙ軸方向）に延在して円形断面を備える金属ピンである。金属ピンは、例えば銅材料から作製された円柱状の金属柱体である。また、金属ピンの円形断面の直径は、例えば３０μｍ〜１ｍｍである。

複数の第２の導体１６ｂは、複数の第１の導体１６ａに比べて回路基板１２の主面１２ａから離れた位置で、すなわち回路基板１２に対向する素体１８の実装面１８ａから離れた位置で、素体１８の天面１８ｄ側に（すなわち天面１８ｄに沿うように）コイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）に等間隔に並べられている。本実施の形態１の場合、複数の第２の導体１６ｂそれぞれは、互いに平行であって、実装面１８ａ（すなわち回路基板１２）に対して平行（Ｙ軸方向）に延在して円形断面を備える金属ピンである。金属ピンは例えば銅材料から作製された円柱状の金属柱体である。また、金属ピンの円形断面の直径は、例えば３０μｍ〜１ｍｍである。なお、本実施の形態１の場合、複数の第１の導体１６ａと複数の第２の導体１６ｂは、同一の金属ピンである。そのため、第１の導体１６ａと第２の導体１６ｂが異なる金属ピンである場合に比べて、コイルデバイス１４の製造コストを低く抑えることができる。

複数の第３の導体１６ｃそれぞれは、実装面１８ａ（すなわち回路基板１２の主面１２ａ）と直交する方向（Ｚ軸方向）視でコイル軸ＣＡに対する一方側において（Ｙ軸方向プラス側において）、第１の導体１６ａの端と第２の導体１６ｂとの端とを接続する。

複数の第４の導体１６ｄそれぞれは、実装面１８ａ（すなわち回路基板１２の主面１２ａ）と直交する方向視でコイル軸ＣＡに対する一方側において（Ｙ軸方向マイナス側において）、第１の導体１６ａの端と第２の導体１６ｂとの端とを接続する。

ヘリカル状コイル１６の複数の第１の導体１６ａと複数の第２の導体１６ｂは、素体１８内に内包されている。素体１８は、平板状であって、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料から作製されている。このような素体１８に内包されることにより、複数の第１の導体１６ａそれぞれは、コイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）に等間隔に並んだ状態で維持される。同様に、複数の第２の導体１６ｂそれぞれも、コイル軸ＣＡの延在方向に等間隔に並んだ状態で維持される。

これに対して、平板状の素体１８の端面１８ｂ、１８ｃ（Ｙ軸方向の端面）上に、複数の第３および第４の導体１６ｃ、１６ｄが設けられている。複数の第３および第４の導体１６ｃ、１６ｄは、例えば、素体１８の端面１８ｂ、１８ｃ上に形成された導電パターンで構成されている。

なお、素体１８の端面１８ｂ、１８ｃには、回路基板１２の主面１２ａ上の端子１２ｄに対して、例えばはんだ等の導電性接合材２２を介して電気的に接続される接続端子２０がそれぞれ設けられている。接続端子２０は、複数の第１の導体１６ａにおいてコイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）両側の第１の導体１６ａ’の一端（第３の導体１６ｃまたは第４の導体１６ｄに接続されていない端）に接続されている。つまり、一方の接続端子２０がヘリカル状コイル１６の一方端子、他方の接続端子２０がヘリカル状コイル１６の他方端子に接続されている。

このようなヘリカル状コイル１６を備えるコイルデバイス１４は、回路基板１２の主面１２ａの端部に、ヘリカル状コイル１６の一方のコイル開口が回路基板１２の内側を向き、他方のコイル開口が回路基板１２の外側を向くように実装するのが好ましい。本実施の形態１の場合、ヘリカル状コイル１６のコイル軸ＣＡが、回路基板１２の主面１２ａと端面１２ｅ（Ｘ軸方向の端面）との間の辺と交差するように、コイルデバイス１４は回路基板１２の主面１２ａに実装されている。

このように配置されたコイルデバイス１４によれば、図４に示すように、ヘリカル状コイル１６から発生した磁界（破線）は、コイルデバイス１４が実装されている回路基板１２の主面１２ａの上方に広がる。それとともに、磁界は、端面１２ｅ側にも広がる。また、ヘリカル状コイル１６による磁界がグランド層１２ｂによって打ち消されにくくなる。これにより、回路基板１２の主面１２ａの中央側にコイルデバイス１４を設ける場合に比べて、無線通信デバイス１０の通信可能範囲が広がるとともに、通信距離が大きくなる。

なお、図４に示すように、コイルデバイス１４のヘリカル状コイル１６から発生した磁界は、回路基板１２内のグランド層１２ｂや主面１２ａ上の配線パターン（図示せず）にさえぎられ、回路基板１２の裏面１２ｃ側にはほとんど広がることができない。つまり、回路基板１２に設けられたグランド層等の金属体を利用して、通信距離を大きくすることができる。

ここからは、本実施の形態１のコイルデバイス１４の一例の作製方法について説明する。

まず、図５Ａに示すように、同一形状の複数の金属ピン５０が、その長手方向（ｕ軸方向）と直交する方向（ｔ軸方向）に複数列で並ぶようにピン支持台５２上に立てられる。金属ピン５０の支持台５２への固定は、例えばエポキシ樹脂等の接着剤を利用すればよい。

次に、図５Ｂに示すように、複数の金属ピン５０を内包する樹脂ブロック５４がピン支持台５２上に形成される。樹脂ブロック５４は、例えばピン支持台５２に未硬化樹脂を流し、これを加熱により硬化させることによって作製される。

続いて、図５Ｃに示すように、複数の金属ピン５０の長手方向（ｕ軸方向）の両端が樹脂ブロック５４から露出するように、樹脂ブロック５４の図中上側および下側を研磨する。これにより、上下面が平坦化されるとともに、金属ピンの頭出しが行われ、樹脂ブロック５４に内包された複数の第１の導体１６ａおよび複数の第２の導体１６ｂが作製される。なお、図５Ｃにおいては、簡略化のため、金属ピン５０そのものは図示せず、その露出端面のみを図示した。

続いて、図５Ｄに示すように、複数の第１の導体１６ａの一方の端面および複数の第２の導体１６ｂの一方の端面が露出する樹脂ブロック５４の一方の研磨面５４ａ上に、複数の第３の導体１６ｃと接続端子２０とをパターン形成する。同様に、複数の第１の導体１６ａの他方の端面および複数の第２の導体１６ｂの他方の端面が露出する樹脂ブロック５４の他方の研磨面５４ｂ上に、複数の第４の導体１６ｄと接続端子２０とをパターン形成する。例えば、第３の導体１６ｃ、第４の導体１６ｄ、および接続端子２０は、樹脂ブロック５４の研磨面５４ａ、５４ｂ上に金属層（例えば銅層）を形成した後、その金属層をフォトエッチングすることによって作製される。あるいは、導電性ペーストを所定パターンにスクリーン印刷し、これを熱処理することによって作製される。パターニング後の金属層の表面には、ニッケル−金や錫等のめっき膜を形成してもよい。

そして、図５Ｅに示すように、第３の導体１６ｃ、第４の導体１６ｄ、および接続端子２０が形成された樹脂ブロック５４を複数に切断することにより、複数のコイルデバイス１４が作製される。

このような本実施の形態１によれば、コイルデバイス１４のヘリカル状コイル１６において、平板状の素体１８の実装面１８ａおよび天面１８ｄに沿う複数の導体部分、すなわちヘリカル状コイルにおいて大半を占める複数の導体部分が、ワイヤに比べてリジッドな金属ピンで構成される。それにより、ヘリカル状コイル全体がワイヤで構成される場合に比べて、磁界分布のバラツキやインダクタンス値のバラツキを抑制することができる。このようなコイルデバイス１４をアンテナとして使用することにより、無線通信デバイス１０に対して以下に示す効果がもたらされる。

まず、コイルデバイス１４のヘリカル状コイル１６において通信に寄与して実装面１８ａから遠い側の複数の第２の導体１６ｂについて、表皮効果を原因とする純抵抗（直流抵抗；Rdc）の増加を抑制しつつ、磁界分布のバラツキを抑制することができる。その結果、アンテナとして機能するコイルデバイス１４の通信可能距離のバラツキを抑制することができる。

具体的に説明すると、コイルデバイス１４がアンテナとして高周波信号を送受信するとき、そのコイルデバイス１４のヘリカル状コイル１６に表皮効果が発生する。

表皮効果は、導体を交流が流れるとき、その導体全体に一様に電流が流れずに、表面に集中的に電流が流れることを言う。具体的には、表面から所定の深さ（表皮深さ）までの導体の部分を電流が流れる。

表皮深さは、導体の材料と電流の周波数とによって異なる。周波数が高くなればなるほど、表皮深さは浅くなる（すなわち導体の純抵抗が高くなる）。導体の材料は、例えば、銀よりは銅の方が表皮深さが深く（純抵抗が小さく）、また銅よりは金の方が表皮深さが深い（純抵抗が小さい）。

また、導体の断面形状のアスペクト比（縦横比）が１に近いほど、また断面形状が角が少ない形状であるほど、電流は導体の表面全体を流れることができる。例えば、導体の断面が矩形状である場合、短辺側の表面に集中して電流が流れる。また例えば、断面が角を備える形状である場合（例えば三角形である場合）、その角に集中して電流が流れる。したがって、導体の表面全体に電流が流れるためには、すなわち表皮効果を原因とする導体の純抵抗の増加を抑制するためには、導体の断面は円形状が好ましい。

このような表皮効果を考慮して、本実施の形態１に係るコイルデバイス１４のヘリカル状コイル１６において実装面１８ａ（すなわち回路基板１２）から遠い側の複数の導体部分は、すなわち通信に大きく寄与する複数の第２の導体１６ｂは、円形断面を備える複数の金属ピンで構成されている。

コイルデバイス１４は、図４に示すように、回路基板１２の主面１２ａの上方に磁界を分布する。このとき、他の導体に比べて実装面１８ａ（すなわち回路基板１２）から遠い第２の導体１６ｂがこの磁界分布に大きく寄与する。

この磁界分布に大きく寄与する第２の導体１６ｂが効率よく磁界を発生することができるように、すなわち表皮効果を原因とする純抵抗の増加を抑制して第２の導体１６ｂでの信号減衰や電力損失を抑制するために、第２の導体１６ｂは、円形断面を備える金属ピンで構成されている。

また、第２の導体１６ｂは、ワイヤのような可撓性をもった金属材ではなく、リジッドな金属ピンで構成されている。したがって、ワイヤで構成される場合に比べて、変形しにくい。したがって、第２の導体１６ｂ間の隙間のバラツキが小さく、そのため、ヘリカル状コイル１６の磁界分布や自己共振周波数にバラツキが生じにくい。その結果、このような第２の導体１６ｂを備えるヘリカル状コイル１６は、すなわちアンテナとしてのコイルデバイス１４は、通信可能距離や周波数特性についてバラツキが小さい。

さらに、第２の導体１６ｂが素体１８内に内包されている。そのため、第２の導体１６ｂの変形がさらに抑制されるとともに、第２の導体１６ｂ間の隙間が一定に維持される。それにより、ヘリカル状コイル１６の磁界分布についてさらにバラツキが小さくされている。ちなみに、ワイヤを使ったコイルを樹脂で封止しようとすると、封止時の樹脂の流動により、線間距離にバラツキが生じやすく、場合によっては、断線することがある。

さらに、第１の導体１６ａも、第２の導体１６ｂと同様に、円形断面を備える金属ピンで構成されている。そのため、第１の導体１６ａについても、表皮効果を原因とする純抵抗の増加が抑制される。したがって、第１の導体１６ａにおいても、信号減衰や電力損失が抑制される。

また、素体１８は平板状の直方体であって、第１の導体１６ａや第２の導体１６ｂは、ヘリカル状コイル１６を構成する第１〜第４の導体１６ａ〜１６ｄのうち最も長い導体である。そのため、コイルの大半を金属ピンで構成することができ、コイルデバイスは、損失が少なく通信距離が大きいアンテナとして機能する。

また、図３に示すように、第２の導体部分１６ｂを構成する複数の金属ピンにおいてコイル軸延在方向の一方側の金属ピンから他方側の金属ピンまでの距離Ｄ２が、第１の導体部分１６ａを構成する複数の金属ピンにおいてコイル軸延在方向の一方側の金属ピンから他方側の金属ピンまでの距離Ｄ１に比べて短く構成されている。したがって、これらの距離Ｄ１、Ｄ２が等しい場合に比べて、ヘリカル状コイル１６のコイル開口面積を大きくすることができるとともに、そのコイル開口を天面側に向けることができ、天面方向の通信距離を大きくすることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２の無線通信デバイスと上述の実施の形態１の無線通信デバイスとの違いは、コイルデバイスのヘリカル状コイルにおける第２の導体である。この異なる点を中心に、本実施の形態２の無線通信デバイスについて説明する。

図６は、本実施の形態２に係る、コイルデバイスをアンテナとして有する無線通信デバイスの一部の断面図である。

図６に示すように、本実施の形態２に係るコイルデバイス１１４のヘリカル状コイル１１６は、上述の実施の形態１のヘリカル状コイル１６と同様に、素体１１８に内包された複数の第１の導体１１６ａと複数の第２の導体１１６ｂとを備える。

ヘリカル状コイル１１６の複数の第１の導体１１６ａは、コイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）に等間隔に、具体的には所定のピッチ間隔ｐ１で並んでいる。一方、複数の第２の導体１１６ｂは、複数の第１の導体１１６ａに比べて回路基板１１２の主面１１２ａ（すなわち主面１１２ａに対向する素体１１８の表面（実装面））から離れた位置で、コイル軸ＣＡの延在方向に等間隔に、具体的には所定のピッチ間隔ｐ２で並んでいる。本実施の形態２の場合、複数の第１の導体１１６ａのピッチ間隔ｐ１と複数の第２の導体１１６ｂのピッチ間隔ｐ２は同一である。

ピッチ間隔ｐ１、ｐ２は同一であるが、コイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）に隣接し合う第１の導体１１６ａの間の距離（隙間）ｇ１と、コイル軸ＣＡの延在方向に隣接し合う第２の導体１１６ｂの距離（隙間）ｇ２は異なる。具体的には、第２の導体１１６ｂの隙間ｇ２が、第１の導体１１６ａの隙間ｇ１に比べて狭い。

第２の導体１１６ｂの隙間ｇ２を第１の導体１１６ａの隙間ｇ１に比べて狭くするために、第２の導体１１６ｂの断面のコイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）の長さ（すなわち直径ｄ２）は、第１の導体１１６ａのコイル軸ＣＡの延在方向の長さ（直径ｄ１）に比べて大きい。すなわち、第２の導体１１６ｂに使用される金属ピンは、第１の導体１１６ａに使用される金属ピンに比べて太い。

このように、回路基板１２の主面１２ａの上方への磁界分布に大きく寄与する複数の第２の導体１１６ｂの隙間ｇ２を狭くすることにより、ヘリカル状コイル１１６の磁界を大きく広げることができる。

すなわち、隙間ｇ２をより狭くすることにより、隙間ｇ２を介在して隣接し合う第２の導体１１６ｂの一方によって発生して隙間ｇ２を通過する磁束が、他方によって発生して隙間ｇ２を通過する磁束によって打ち消されることが抑制される。これにより、通信相手側コイル（アンテナ）との磁界結合に主に寄与する部分におけるマイナーループの発生量を低減することができ、ヘリカル状コイル１１６に供給される電力が、無線通信のための磁界の形成に有効に使用される。その結果、このようなヘリカル状コイル１１６を備えるコイルデバイス１１４は、エネルギ効率が高い。

このような本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、コイルデバイス１１４のヘリカル状コイル１１６において通信に寄与して実装面（回路基板１１２の主面１１２ａ）から遠い側の複数の第２の導体１１６ｂについて、表皮効果を原因とする純抵抗の増加を抑制しつつ、磁界分布のバラツキを抑制することができる。また、コイルデバイス１１４は、エネルギ的に効率よく、無線通信のための磁界を形成することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態３の無線通信デバイスと上述の実施の形態１の無線通信デバイスとの違いは、コイルデバイスの第２の導体である。この異なる点を中心に、本実施の形態３の無線通信デバイスについて説明する。

図７に示すように、本実施の形態３に係るコイルデバイス２１４のヘリカル状コイル２１６は、上述の実施の形態１のヘリカル状コイル１６と同様に、素体２１８に内包された複数の第１の導体２１６ａと複数の第２の導体２１６ｂとを備える。

ヘリカル状コイル２１６の複数の第１の導体２１６ａは、コイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）に等間隔に、具体的には所定のピッチ間隔ｐ１’で並んでいる。一方、複数の第２の導体２１６ｂは、複数の第１の導体２１６ａに比べて回路基板２１２の主面２１２ａ（すなわち主面２１２ａに対向する素体２１８の表面（実装面））から離れた位置で、コイル軸ＣＡの延在方向に等間隔に、具体的には所定のピッチ間隔ｐ２’で並んでいる。

本実施の形態３の場合、第１の導体２１６ａの直径ｄ１’と第２の導体２１６ｂの直径ｄ２’は同一である。しかし、コイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）に隣接し合う第１の導体２１６ａの間の距離（隙間）ｇ１’と、コイル軸ＣＡの延在方向に隣接し合う第２の導体２１６ｂの距離（隙間）ｇ２’は異なる。具体的には、第２の導体２１６ｂの隙間ｇ２’が、第１の導体２１６ａの隙間ｇ１’に比べて狭い。

第２の導体２１６ｂの隙間ｇ２’を第１の導体１１６ａの隙間ｇ１’に比べて狭くするために、複数の第２の導体１１６ｂのピッチ間隔ｐ２’が、複数の第１の導体２１６ａのピッチ間隔ｐ１’に比べて狭い。

このように、回路基板２１２の主面２１２ａの上方への磁界分布に大きく寄与する複数の第２の導体２１６ｂの隙間ｇ２’を狭くすることにより、ヘリカル状コイル２１６の磁界を大きく広げることができる。

すなわち、隙間ｇ２’をより狭くすることにより、実施の形態２と同様、隙間ｇ２’を介在して隣接し合う第２の導体２１６ｂの一方によって発生して隙間ｇ２’を通過する磁束が、他方によって発生して隙間ｇ２’を通過する磁束によって打ち消されることが抑制される。これにより、ヘリカル状コイル２１６に供給される電力が、無線通信のための磁界の形成に有効に使用される。その結果、このようなヘリカル状コイル２１６を備えるコイルデバイス２１４は、エネルギ効率が高い。

このような本実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、コイルデバイス２１４のヘリカル状コイル２１６において通信に寄与して実装面（回路基板２１２の主面２１２ａ）から遠い側の複数の第２の導体２１６ｂについて、表皮効果を原因とする純抵抗の増加を抑制しつつ、磁界分布のバラツキを抑制することができる。また、コイルデバイス２１４は、エネルギ的に効率よく、無線通信のための磁界を形成することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態４の無線通信デバイスと上述の実施の形態１の無線通信デバイスとの違いは、磁性体の有無である。この異なる点を中心に、本実施の形態４の無線通信デバイスについて説明する。

図８に示すように、本実施の形態４に係るコイルデバイス３１４は、上述の実施の形態１のコイルデバイス１４と異なり、磁性体３３０を備える。磁性体３３０は、例えばフェライトセラミックからなる磁性体や樹脂中にフェライト粉末を分散してなる磁性体であって平板状である。磁性体３３０はまた、ヘリカル状コイル３１６内に配置された状態で素体３１８に内包されている。すなわち、ヘリカル状コイル３１６の複数の第１の導体３１６ａと複数の第２の導体３１６ｂとの間に、磁性体３３０が配置されていて、複数の第１の導体３１６ａと複数の第２の導体３１６ｂにて保持されている。

このような磁性体３３０をヘリカル状コイル３１６内に配置することにより、ヘリカル状コイル３１６の磁界が広範囲に広がる。その結果、このようなコイルデバイス３１４をアンテナとして備える無線通信デバイス３１０の通信可能距離が長くなる。

このような本実施の形態４によれば、実施の形態１と同様に、コイルデバイス３１４のヘリカル状コイル３１６において通信に寄与して実装面（回路基板３１２の主面３１２ａ）から遠い側の複数の第２の導体部分３１６ｂについて、表皮効果を原因とする純抵抗の増加を抑制しつつ、磁界分布のバラツキを抑制することができる。また、無線通信デバイス３１０は、長い通信可能距離を備えることができる。

また、平板状の磁性体３３０は複数の第１の導体３１６ａと複数の第２の導体３１６ｂとで保持されているため、素体３１８を形成するために樹脂を流動させた際に磁性体３３０が動きにくく、製造バラツキの少ないコイルデバイスを構成できる。

（実施の形態５）
本実施の形態５の無線通信デバイスと上述の実施の形態１の無線通信デバイスとの違いは、コイルデバイスと回路基板上の端子との間の接続である。この異なる点を中心に、本実施の形態５の無線通信デバイスについて説明する。

上述の実施の形態１の場合、図１に示すように、そのコイルデバイス１４は、回路基板１２の主面１２ａと対向しない端面１８ｂ、１８ｃ（Ｙ軸方向の端面）に、ヘリカル状コイル１６と回路基板１２上の端子１２ｄとを電気的に接続するための接続端子２０を備える。その接続端子２０は、例えばはんだ等の導電性接合材２２を介して回路基板１２の端子１２ｄに電気的に接続されている。

これに対して、図９に示すように、本実施の形態５に係るコイルデバイス４１４は、回路基板４１２の主面４１２ａに対向する実装面４１８ａに、接続端子４２０を備える。

具体的には、２つの接続端子４２０は、複数の第１の導体４１６ａにおいてコイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）両側の第１の導体４１６ａ’によってそれぞれ構成されている。

コイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）の両側の第１の導体４１６ａ’は、例えば、他の第１の導体４１６ａに比べて太い金属ピンであり、概半円状の断面、すなわち平面を備える。その平面は、素体４１８の実装面４１８ａで該素体３１８の外部に露出し、コイルデバイス４１４の接続端子４２０として機能する。接続端子４２０の表面にもめっき膜が形成されていることが好ましい。

一方、回路基板４１２の主面４１２ａ上には、コイルデバイス４１４の接続端子４２０（第１の導体４１６ａ’の平面）に対向するように、端子４１２ｄが設けられている。

したがって、コイルデバイス４１４が回路基板４１２の主面４１２ａ上に実装されると、コイルデバイス４１４の接続端子４２０と回路基板４１２の端子４１２ｄとが接触する。その結果、いわゆるＬＧＡ型の端子電極を形成することができ、コイルデバイス４１４のヘリカル状コイル４１６と回路基板４１２の端子４１２ｄとをはんだ等の導電性接合材を介して接続することができる。

このような第１の導体４１６ａ’の平面で構成される接続端子４２０は、例えば、図１０に示すように、第１の導体４１６ａ（４１６ａ’）と第２の導体４１６ｂとを内包する樹脂ブロック４５４を、第１の導体４１６ａ’を交差するように切断することによって作製される。つまり、樹脂ブロック４５４の切断面が素体４１８の実装面４１８ａになり、金属ピンの切断面が端子面になる。

このような本実施の形態５によれば、実施の形態１と同様に、コイルデバイス４１０のヘリカル状コイル４１６において通信に寄与して実装面４１８ａから遠い側の複数の第２の導体４１６ｂについて、表皮効果を原因とする純抵抗の増加を抑制しつつ、磁界分布のバラツキを抑制することができる。また、コイルデバイス４１４のヘリカル状コイル４１６と回路基板４１２上の端子４１２ｄとを容易に接続することができる。

なお、本実施の形態では、第１の導体４１６ａ’を構成する金属ピンとして他の第１の導体４１６ａを構成する金属ピンよりも大径のものを用いたが、同径のものを用いてもよい。

（実施の形態６）
本実施の形態６の無線通信デバイスと上述の実施の形態１の無線通信デバイスとの違いは、コイルデバイスの第１の導体である。この異なる点を中心に、本実施の形態６の無線通信デバイスについて説明する。

図１１に示すように、本実施の形態６に係るコイルデバイス５１４において、ヘリカル状コイル５１６の第１の導体５１６ａは、実施の形態１と異なり、また、第２の導体５１６ｂと異なり、矩形断面を備える金属部材で構成されている。また、第１の導体５１６ａは、素体５１８の内部ではなく、回路基板５１２の主面５１２ａに対向する素体５１８の実装面５１８ａ上に設けられている。このような第１の導体５１６ａは、例えば、素体５１８の実装面５１８ａ上に形成された導電パターンである。

回路基板５１２の主面５１２ａの上方への磁界の分布は、回路基板５１２から離れた位置でコイル軸ＣＡの延在方向（Ｘ軸方向）に並んで円形断面を備える第２の導体５１６ｂが大きく寄与する。そのため、回路基板５１２近傍でコイル軸ＣＡの延在方向に並ぶ複数の第１の導体５１６ａそれぞれが、その断面形状が円形状に比べて純抵抗が高い矩形状であっても、また素体５１８の外部にあっても大きな影響はない。

本実施の形態６のように、複数の第１の導体５１６ａが素体５１８の外部にあって且つ矩形状の断面を備える場合、コイルデバイスの製造方法について自由度が高い。

例えば、ヘリカル状コイル５１６の複数の第１の導体５１６ａが、コイルデバイス５１４の素体５１８上ではなく、回路基板５１２の主面５１２ａ上に形成されてもよい。

この場合、回路基板５１２が、その主面５１２ａ上で（Ｘ軸方向に）並列する複数の第１の導体５１６ａを備える。一方、素体５１８が、複数の第２の導体５１６ｂ、複数の第３の導体５１６ｃ、および複数の第４の導体を備える。すなわち、第２の導体５１６ｂ、第３の導体５１６ｃ、および複数の第４の導体からなる、実装面５１８ａ側が開いた半環状の導体が複数あって、その複数の半環状の導体が第１の導体５１６ａの並列方向（Ｘ軸方向）に並んでいる。

素体５１８上の複数の第３の導体５１６ｃおよび複数の第４の導体が回路基板５１２上の複数の第１の導体５１６ａに接続するように、素体５１８が回路基板５１２に実装される。これにより、ヘリカル状コイル５１６を備えるコイルデバイス５１４が構成される。すなわち、複数の半環状の導体を備える素体５１８は、コイルデバイス５１４の一部として回路基板５１２に実装される表面実装型部品である。このような素体５１８と回路基板５１２とにより、無線通信デバイス５１０が構成される。なお、回路基板５１２上の複数の第１の導体５１６ａと素体５１８上の複数の第３の導体５１６ｃおよび複数の第４の導体は、はんだ等の導電性接合材によって接続される。

このような本実施の形態６によれば、実施の形態１と同様に、コイルデバイス５１４のヘリカル状コイル５１６において通信に寄与して実装面５１８ａから遠い側の複数の第２の導体５１６ｂについて、表皮効果を原因とする純抵抗の増加を抑制しつつ、磁界分布のバラツキを抑制することができる。また、コイルデバイスの製造方法について自由度が高い。

なお、複数の第１の導体５１６ａを素体５１８の実装面側に形成してもよい。この場合、例えば導電性ペーストのスクリーン印刷によってパターニングしてもよいし、全面金属膜のエッチング等によりパターニングしてもよい。

（実施の形態７）
本実施の形態７は、実施の形態１の無線通信デバイスと異なる無線通信デバイスである。したがって、コイルデバイスの詳細な構成については、その説明を省略する。

図１２は、実施の形態１に係るコイルデバイス１４をアンテナとして有する、例えば携帯端末などの無線通信デバイス６００を示している。また、図１３は、無線通信デバイス６００の断面図を示している。

図１２に示すように、無線通信デバイス６００は筐体６０２を有し、その筐体６０２内にコイルデバイス１４および回路基板６０４が収納されている。

なお、図１３に示すように、回路基板６０４上には、コイルデバイス１４とともに、無線通信デバイス６００を駆動するためのバッテリ６０５、コイルデバイス１４を介してＨＦ帯の周波数の信号を送受信する素子６０６などが実装されている。

また、筐体６０２内には、ＨＦ帯の共振周波数を備えるブースターアンテナ（コイルアンテナ）６０８が収納されている。

ブースターアンテナ６０８は、図１４に示すように、第１のコイルパターン６１０と、第２のコイルパターン６１２と、これらの間に介在してこれらを支持する絶縁板６１４とを備える。第１のコイルパターン６１０と第２のコイルパターン６１２は、矩形の渦巻き状であって、例えば、絶縁板６１４上にパターン形成される。また、第１および第２のコイルパターン６１０、６１２の開口は、コイルデバイス１４内のヘリカル状コイルの開口に比べて大きい。

さらに、同一方向に電流が流れたとき、例えば絶縁板６１４と直交する方向（Ｚ軸方向）に見て時計回り方向に電流が流れたときに容量結合するように、第１および第２のコイルパターン６１０、６１２が構成されている。したがって、第１のコイルパターン６１０と第２のコイルパターン６１２との間には浮遊容量が形成される。そのため、図１５に示すように、第１のコイルパターン６１０のインダクタンスＬ１と、第２のコイルパターン６１２のインダクタンスＬ２と、第１および第２のコイルパターン６１０、６１２の端子間の浮遊容量Ｃ１、Ｃ２によって共振回路が構成される。この共振回路の共振周波数がコイルデバイス１４が送受信する信号のＨＦ帯の周波数、例えば１３．５６ＭＨｚとなるように、ブースターアンテナ６０８は構成されている。

ブースターアンテナ６０８はまた、バッテリ６０５にオーバーラップしないように、且つ、コイルデバイス１４から発生した磁界（破線）内に第１および第２のコイルパターン６１０、６１２の一部に位置するように、筐体６０２内に収納されている。これにより、コイルデバイス１４（その内部のヘリカル状コイル）とブースターアンテナ６０８との間で磁気結合が生じ、ブースターアンテナ６０８の回路に電流が流れる。ブースターアンテナ６０８の第１および第２のコイルパターン６１０、６１２の開口がコイルデバイス１４内のヘリカル状コイルの開口に比べて大きいため、コイルデバイス１４単独の場合に比べて、広い磁界が形成される。その結果、無線通信デバイス６００の通信可能距離が長くなる。

（実施の形態８）
本実施の形態８は、上述の実施の形態５の改良形態である。したがって、実施の形態５と異なる点を中心に、本実施の形態８を説明する。

図９および図１０に示すように、上述の実施の形態５のコイルデバイス４１４の場合、円形断面を備える金属ピンである第１の導体４１６ａ’を該金属ピンの中心軸を含む平面で切断し、その矩形状の切断面が接続端子４２０として使用される。

しかしながら、第１の導体４１６’が円形断面を備える金属ピンであるために、その切断面（接続端子４２０の端子面）の大きさについてバラツキが生じる可能性がある。すなわち、金属ピンの中心軸から外れて該金属ピンが切断されると、その中心軸からの距離に応じてその切断面の大きさが変わる。切断面（接続端子４２０の端子面）の大きさにバラツキが生じると、この接続端子４２０でのインピーダンスにバラツキが生じ、その結果として、無線通信デバイスの通信特性にもバラツキが生じる。

そのために、本実施の形態８のコイルデバイス７１４の場合、図１６および図１７に示すように、樹脂ブロック７５４内の直方体形状の金属ブロック７５６を半分に切断して２つの第１の導体７１６ａ’を作製する。これにより、切断面、すなわち接続端子７２０が形成される。このように、直方体形状の金属ブロック７５６を切断した場合、切断箇所にバラツキが生じても、その切断面の大きさは一定である。したがって、接続端子７２０の端子面は、バラツキが生じることなく、一定の大きさを備えることができる。その結果、通信特性のバラツキが抑制された無線通信デバイスを実現することができる。

（実施の形態９）
上述の複数の実施の形態の場合、例えば実施の形態１を例に挙げると、コイルデバイス１４は、図１に示すように、コイルデバイス１４に比べてより大きい回路基板１２に実装されている。それにより、相対的に大きい無線通信デバイス１０が構成されている。

一方、本実施の形態９の場合、コイルデバイスが、同一またはそれ以下の大きさの回路基板に実装されている。言い換えると、コイルデバイスに回路基板が実装され、それにより相対的に小さい無線通信デバイスが構成されている。

図１８は、実施の形態９に係る無線通信デバイス８１０を示している。この無線通信デバイス８１０は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグである。

図１８に示すように、無線通信デバイス８１０は、上述の実施の形態５のコイルデバイス４１４と、それに搭載される回路基板８３０とを有する。

図１８に示すように、回路基板８３０は、例えば可撓性を備えて熱可塑性樹脂から作製された基板８３２と、基板８３２の主面８３２ａに実装されたＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）素子８３４と、同様に基板８３２の主面８３２ａに実装された２つのコンデンサ素子８３６、８３８とを有する。図１９に示すように、ＲＦＩＣ素子８３４、コンデンサ素子８３６、コンデンサ素子８３８、およびコイルデバイス４１４のヘリカル状コイル４１６がＲＦＩＤ回路を構成する。

また、図１８に示すように、コイルデバイス４１４の実装面４１８ａ（素体４１８の裏面）に、基板８３２の裏面８３２ｂが接合される。このとき、コイルデバイス４１４の実装面４１８ａ上の接続端子４２０と、基板８３２の裏面８３２ｂ上の接続端子８３２ｃとが電気的に接続される。これらの接続端子８３２ｃは、図１９に示すようにＲＦＩＣ素子８３４に接続されている。

なお、コンデンサ素子８３６、８３８に代わって、コンデンサパターンを基板８３２に設けてもよい。

（実施の形態１０）
本実施の形態１０の無線通信デバイスは、実施の形態９と同様に、ＲＦＩＤタグである。したがって、実施の形態９と異なる点を中心に説明する。

図２０に示すように、本実施の形態１０に係る無線通信デバイス９１０は、上述の実施の形態５のコイルデバイス４１４と、それに搭載される回路基板９３０とを有する。

図２０に示すように、回路基板９３０は、例えば可撓性を備えて熱可塑性樹脂から作製された基板９３２と、基板９３２に内蔵されたＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）素子９３４と、同様に基板９３２に内蔵された２つのコンデンサ素子９３６、９３８とを有する。図２１に示すように、ＲＦＩＣ素子９３４、コンデンサ素子０３６、コンデンサ素子９３８、およびコイルデバイス４１４のヘリカル状コイル４１６がＲＦＩＤ回路を構成する。

また、回路基板９３０は、ＲＦＩＣ素子９３４に外部の制御回路、電源回路等を電気的に接続するための複数の接続端子９３２ｄ〜９３２ｇを有する。これらの複数の接続端子９３２ｄ〜９３２ｇは、基板３２の主面９３２ａ上に設けられている。

また、図２０に示すように、コイルデバイス４１４の実装面４１８ａ（素体４１８の裏面）に、基板９３２の裏面９３２ｂが接合される。このとき、コイルデバイス４１４の実装面４１８ａ上の接続端子４２０と、基板９３２の裏面９３２ｂ上の接続端子９３２ｃとが電気的に接続される。これらの接続端子９３２ｃは、図２１に示すようにＲＦＩＣ素子９３４に接続されている。

なお、コンデンサ素子９３６、９３８に代わって、コンデンサパターンを基板９３２に設けてもよい。

（実施の形態１１）
上述の複数の実施の形態の場合、本発明の実施の形態に係るコイルデバイスは、アンテナとして無線通信デバイスに使用されている。それに対して、本実施の形態１１は、コイルデバイスを、アンテナ以外の用途に使用する電子デバイスである。

図２２は、本発明の実施の形態１１に係る電子デバイスの一例であるＤＣ−ＤＣコンバータモジュールを示している。

図２２に示すように、本発明の実施の形態１１に係るＤＣ−ＤＣコンバータモジュール１０１０は、上述の実施の形態５のコイルデバイス４１４と、それに搭載される回路基板１０３０とを有する。

図２２に示すように、回路基板１０３０は、例えば可撓性を備えて熱可塑性樹脂から作製された基板１０３２と、基板１０３２に内蔵されたスイッチングＩＣ素子１０３４と、同様に基板１０３２に内蔵された２つのコンデンサ素子１０３６、１０３８とを有する。図２３に示すように、スイッチングＩＣ素子１０３４、コンデンサ素子１０３６、コンデンサ素子１０３８、およびコイルデバイス４１４のヘリカル状コイル４１６が、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路を構成する。ヘリカル状コイル４１６は、チョークコイルとして機能する。

また、回路基板１０３０は、スイッチングＩＣ素子１０３４を接地するための、また外部の制御回路、電源回路等に接続するための複数の接続端子１０３２ｄ〜１０３２ｊを有する。これらの複数の接続端子１０３２ｄ〜１０３２ｊは、基板１０３２の主面１０３２ａ上に設けられている。

また、図２２に示すように、コイルデバイス４１４の実装面４１８ａ（素体４１８の裏面）に、基板１０３２の裏面１０３２ｂが接合される。このとき、コイルデバイス４１４の実装面４１８ａ上の接続端子４２０と、基板１０３２の裏面１０３２ｂ上の接続端子１０３２ｃとが電気的に接続される。これらの接続端子１０３２ｃは、図２３に示すようにスイッチングＩＣ素子１０３４に接続されている。

なお、コンデンサ素子１０３６、１０３８に代わって、コンデンサパターンを基板１０３２に設けてもよい。

（実施の形態１２）
上述の複数の実施の形態の場合、コイルデバイスは、その裏面で回路基板に実装されている。すなわち、平板状の素体において相対的に大きい表面（端面に比べて）を介して、コイルデバイスは回路基板に実装されている。

これと異なり、本実施の形態１２においては、コイルデバイスは、その端面で回路基板に実装される（接合される）。すなわち、平板状の素体の端面がコイルデバイスの実装面として使用される。

図２４に示す本発明の実施の形態１２に係る無線通信デバイス１１１０は、具体的には実施の形態９と同様のＲＦＩＤ回路（図１９参照）を備えるＲＦＩＤタグである。

図２４に示すように、本発明の実施の形態１２に係る無線通信デバイス１１１０は、ヘリカル状コイルを備えるコイルデバイス１１１４と、それに搭載される回路基板１１３０とを有する。

図２４に示すように、コイルデバイス１１１４は、平板状の素体１１１８の裏面１１１８ａではなく、また主面１１１８ｄではなく、端面１１１８ｂに、そのヘリカル状コイルの両端それぞれに接続する接続端子１１２０を備える。

回路基板１１３０は、例えば可撓性を備えて熱可塑性樹脂から作製された基板１１３２と、基板１１３２の主面１１３２ａに実装されたＲＦＩＣ素子１１３４と、同様に基板１１３２の主面１１３２ａに実装された２つのコンデンサ素子１１３６、１１３８とを有する。

また、図２４に示すように、コイルデバイス１１１４の実装面１１１８ｂ（素体１１１８の端面１１１８ｂ）に、基板１１３２の裏面１１３２ｂが接合される。このとき、コイルデバイス１１１４の実装面１１１８ｂ上の接続端子１１２０と、基板１１３２の裏面１１３２ｂ上の接続端子１１３２ｃとが電気的に接続される。これらの接続端子１１３２ｃは、ＲＦＩＣ素子１１３４に接続されている。

（実施の形態１３）
本実施の形態１３の無線通信デバイスは、実施の形態１０と同様のＲＦＩＤ回路（図２１参照）を備えるＲＦＩＤタグである。しかし、コイルデバイスが、実施の形態１２と同様に、その端面で回路基板に接合している。

図２５に示すように、本実施の形態１３に係る無線通信デバイス１２１０は、コイルデバイス１２１４と、それに搭載される回路基板１２３０とを有する。

図２５に示すように、コイルデバイス１２１４は、その実装面１２１８ｂ（素体１２１８の端面）に、そのヘリカル状コイルの両端それぞれに接続する接続端子１２２０を備える。

回路基板１２３０は、例えば可撓性を備えて熱可塑性樹脂から作製された基板１２３２と、基板１２３２の主面１２３２ａに実装されたＲＦＩＣ素子１２３４と、同様に基板１２３２の主面１２３２ａに実装された２つのコンデンサ素子１２３６、１２３８とを有する。

また、図２５に示すように、コイルデバイス１２１４の実装面１２１８ｂ（素体１２１８の端面）に、基板１２３２の裏面１２３２ｂが接合される。このとき、コイルデバイス１２１４の実装面１２１８ｂ上の接続端子１２２０と、基板１２３２の裏面１２３２ｂ上の接続端子１２３２ｃとが電気的に接続される。これらの接続端子１２３２ｃは、ＲＦＩＣ素子１２３４に接続されている。

また、本実施の形態１３の場合、ＲＦＩＣ素子１２３４に外部の制御回路、電源回路等を電気的に接続するための複数の接続端子１２３２ｄ〜１２３２ｇは、基板１２３２の裏面１２３２ｂに設けられている。この接続端子１２３２ｄ〜１２３２ｇにそれぞれ接続する複数の導体１２２２がコイルデバイス１２１４に設けられている。

これらの複数の導体１２２２は、例えば、素体１２１８の裏面１２１８ａから端面１２１８ｂにわたって形成された導体層である。また例えば、複数の導体１２２２は、素体１２１８内に内包され、素体１２１８の裏面１２１８ａおよび端面１２１８ｂで外部に露出する金属ピンである。

この本実施の形態１３は、コイルデバイス１２１４の端面１２１８ｂが非常に小さい場合、すなわち、ＲＦＩＣ素子１２３４などが実装された基板１２３２の主面１２３２ａに外部との接続用の接続端子を設けるスペースがない場合に有益である。

以上、上述の複数の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明の実施の形態はこれらそれぞれに限らない。

例えば、上述の複数の実施の形態の場合、コイルデバイスのヘリカル状コイルは、第１〜第４の導体によって構成されている。しかしながら、本発明の実施の形態は、これに限らない。広義には、本発明の実施の形態は、主面、裏面、および端面を備える平板状の素体と、素体に設けられ、主面と裏面との間を延在するコイル軸を備えるヘリカル状コイルと、素体の裏面または端面に設けられ、ヘリカル状コイルに接続された接続端子と、を有し、ヘリカル状コイルを構成する導体において、主面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成されているコイルデバイスである。

また例えば、上述の複数の実施の形態の場合、電子デバイスの一例である無線通信デバイスにおいて、アンテナとしてのコイルデバイスは、回路基板の主面の端に実装されている。これに代わって、他の場所、例えば回路基板の主面の中央に実装されてもよい。

さらに、コイルデバイスのヘリカル状コイルの第１〜第４の導体は、同一の材料であってもよいし、また異なる材料であってもよい。例えば、磁界の分布に大きく寄与する第２の導体の純抵抗の増加を抑制するために、表皮深さが深い材料で第２の導体の金属ピンを作製してもよい。例えば、第２の導体の金属ピンを金で作製し、他の導体を銅で作製すれば、第２の導体の純抵抗の増加を抑制しつつ、ヘリカル状コイルを安価に作製することができる（ヘリカル状コイルの導体全てを金で作製する場合に比べて）。

また、例えば図２に示すように、第１の導体と第２の導体を共通の金属ピンで作製する場合、複数の第１および第２の導体それぞれは、互いに平行であるのが好ましい。その理由は、図５Ａに示すように、コイルデバイスを作製するときに複数の金属ピンを容易にセッティングすることができるからである。

第１および第２の導体に関連して言えば、上述の複数の実施の形態の場合、例えば図３に示すように、実装面（回路基板）から近い位置でコイル軸の延在方向（Ｘ軸方向）に並ぶ第１の導体と、実装面（回路基板）から遠い位置でコイル軸の延在方向に並ぶ第２の導体は、その回路基板と直交する方向（Ｚ軸方向）に対向していない。これに代わって、第１の導体と第２導体が回路基板と直交する方向に対向するようにヘリカル状コイルを構成してもよい。

さらに、アンテナとしての本発明の実施の形態に係るコイルデバイスは、ＨＦ帯の周波数の信号の送受信に使用されることに限定されるものではなく、様々な帯域の周波数の信号を送受信するために使用可能である。アンテナとしての本発明の実施の形態に係るコイルデバイスは、例えば、ＵＨＦ帯の周波数の信号の送受信のために使用されてもよい。

最後に、上述の複数の実施の形態のいずれかの特徴の少なくとも一部を、他の実施の形態に組み込むことによって新たな実施の形態を実現することが可能である。例えば、実施の形態４のコイルデバイス３１４の磁性体３３０を実施の形態１のコイルデバイス１４内に配置することにより、新たな実施の形態を実現することが可能である。また、実施の形態２のコイルデバイス１１４を実施の形態７の無線通信デバイス６００に適用することにより、新たな実施の形態を実現することが可能である。

本発明のコイルデバイスは、無線通信デバイスやＤＣ−ＤＣコンバータモジュールのみならず、コイルを使用する他のデバイスに適用可能である。

１０ コイルデバイス
１６ ヘリカル状コイル
１６ｂ 導体部分（第２の導体）
１８ 素体
ＣＡ コイル軸

Claims (23)

1. 回路基板に実装されるコイルデバイスであって、
   主面、裏面、および端面を備える平板状の素体と、
   前記素体に設けられ、前記主面と前記裏面との間を延在するコイル軸を備えるヘリカル状コイルと、
   前記素体の前記裏面または前記端面に設けられ、前記ヘリカル状コイルに接続された接続端子と、を有し、
   前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、前記主面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成され、
   前記複数の金属ピンが、前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、最も長い導体であり、
   前記回路基板に対して前記素体の裏面で実装され、
   前記主面に沿う複数の導体部分を構成する複数の金属ピンの前記コイル軸延在方向の隙間が、前記裏面に沿う複数の導体部分の前記コイル軸延在方向の隙間に比べて狭い、コイルデバイス。
   
2. 前記ヘリカル状コイルの前記裏面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成されている、請求項１に記載のコイルデバイス。
   
3. 前記ヘリカル状コイルの前記裏面に沿う複数の導体部分が、矩形断面を備える、請求項１に記載のコイルデバイス。
   
4. 前記主面に沿う複数の導体部分を構成する複数の金属ピンにおいて前記コイル軸延在方向の一方側の金属ピンから他方側の金属ピンまでの距離が、前記裏面に沿う複数の導体部分において前記コイル軸延在方向の一方側の導体部分から他方側の導体部分までの距離に比べて短い、請求項１から３のいずれか一項に記載のコイルデバイス。
   
5. 前記裏面に沿う複数の導体部分において前記コイル軸延在方向両側の導体部分が前記裏面で前記素体の外部に露出し、その露出部分が前記裏面での前記接続端子を構成する、請求項１から４のいずれか一項に記載のコイルデバイス。
   
6. 前記素体の外部に露出する接続端子が直方体の金属ブロックの切断体であって、
   前記接続端子が前記金属ブロックの切断面で構成される、請求項５に記載のコイルデバイス。
   
7. 回路基板に実装されるコイルデバイスであって、
   主面、裏面、および端面を備える平板状の素体と、
   前記素体に設けられ、前記主面と前記裏面との間を延在するコイル軸を備えるヘリカル状コイルと、
   前記素体の前記裏面または前記端面に設けられ、前記ヘリカル状コイルに接続された接続端子と、を有し、
   前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、前記主面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成され、
   前記複数の金属ピンが、前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、最も長い導体であり、
   前記回路基板に対して前記素体の裏面で実装され、
   前記主面に沿う複数の導体部分を構成する複数の金属ピンにおいて前記コイル軸延在方向の一方側の金属ピンから他方側の金属ピンまでの距離が、前記裏面に沿う複数の導体部分において前記コイル軸延在方向の一方側の導体部分から他方側の導体部分までの距離に比べて短い、コイルデバイス。
   
8. 前記ヘリカル状コイルの前記裏面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成されている、請求項７に記載のコイルデバイス。
   
9. 前記ヘリカル状コイルの前記裏面に沿う複数の導体部分が、矩形断面を備える、請求項７に記載のコイルデバイス。
   
10. 前記裏面に沿う複数の導体部分において前記コイル軸延在方向両側の導体部分が前記裏面で前記素体の外部に露出し、その露出部分が前記裏面での前記接続端子を構成する、請求項７から９のいずれか一項に記載のコイルデバイス。
    
11. 前記素体の外部に露出する接続端子が直方体の金属ブロックの切断体であって、
    前記接続端子が前記金属ブロックの切断面で構成される、請求項１０に記載のコイルデバイス。
    
12. 回路基板に実装されるコイルデバイスであって、
    主面、裏面、および端面を備える平板状の素体と、
    前記素体に設けられ、前記主面と前記裏面との間を延在するコイル軸を備えるヘリカル状コイルと、
    前記素体の前記裏面または前記端面に設けられ、前記ヘリカル状コイルに接続された接続端子と、を有し、
    前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、前記主面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成され、
    前記複数の金属ピンが、前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、最も長い導体であり、
    前記回路基板に対して前記素体の裏面で実装され、
    前記裏面に沿う複数の導体部分において前記コイル軸延在方向両側の導体部分が前記裏面で前記素体の外部に露出し、その露出部分が前記裏面での前記接続端子を構成する、コイルデバイス。
    
13. 前記ヘリカル状コイルの前記裏面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成されている、請求項１２に記載のコイルデバイス。
    
14. 前記ヘリカル状コイルの前記裏面に沿う複数の導体部分が、矩形断面を備える、請求項１２に記載のコイルデバイス。
    
15. 前記素体の外部に露出する接続端子が直方体の金属ブロックの切断体であって、
    前記接続端子が前記金属ブロックの切断面で構成される、請求項１２から１４のいずれか一項に記載のコイルデバイス。
    
16. 前記ヘリカル状コイル内に配置された磁性体を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のコイルデバイス。
    
17. 前記主面に沿う複数の導体部分を構成する複数の金属ピンと前記裏面に沿う複数の導体部分とを接続する前記ヘリカル状コイルの導体部分が、前記素体の端面に形成された導電パターンで構成されている、請求項１から１６のいずれか一項に記載のコイルデバイス。
    
18. 無線通信デバイスのアンテナとして、前記無線通信デバイスの回路基板に対して実装される、請求項１から１７のいずれか一項に記載のコイルデバイス。
    
19. 回路基板と、
    前記回路基板に実装されるコイルデバイスと、を有し、
    前記コイルデバイスが、
    主面、裏面、および端面を備える平板状の素体と、
    前記素体に設けられ、前記主面と前記裏面との間を延在するコイル軸を備えるヘリカル状コイルと、
    前記素体の前記裏面または前記端面に設けられ、前記ヘリカル状コイルに接続された接続端子と、を有し、
    前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、前記主面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成され、
    前記複数の金属ピンが、前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、最も長い導体であり、
    前記コイルデバイスが、前記回路基板に対して前記素体の裏面で実装され、
    前記主面に沿う複数の導体部分を構成する複数の金属ピンの前記コイル軸延在方向の隙間が、前記裏面に沿う複数の導体部分の前記コイル軸延在方向の隙間に比べて狭い、電子デバイス。
    
20. 回路基板と、
    前記回路基板に実装されるコイルデバイスと、を有し、
    前記コイルデバイスが、
    主面、裏面、および端面を備える平板状の素体と、
    前記素体に設けられ、前記主面と前記裏面との間を延在するコイル軸を備えるヘリカル状コイルと、
    前記素体の前記裏面または前記端面に設けられ、前記ヘリカル状コイルに接続された接続端子と、を有し、
    前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、前記主面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成され、
    前記複数の金属ピンが、前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、最も長い導体であり、
    前記コイルデバイスが、前記回路基板に対して前記素体の裏面で実装され、
    前記主面に沿う複数の導体部分を構成する複数の金属ピンにおいて前記コイル軸延在方向の一方側の金属ピンから他方側の金属ピンまでの距離が、前記裏面に沿う複数の導体部分において前記コイル軸延在方向の一方側の導体部分から他方側の導体部分までの距離に比べて短い、電子デバイス。
    
21. 回路基板と、
    前記回路基板に実装されるコイルデバイスと、を有し、
    前記コイルデバイスが、
    主面、裏面、および端面を備える平板状の素体と、
    前記素体に設けられ、前記主面と前記裏面との間を延在するコイル軸を備えるヘリカル状コイルと、
    前記素体の前記裏面または前記端面に設けられ、前記ヘリカル状コイルに接続された接続端子と、を有し、
    前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、前記主面に沿う複数の導体部分が、複数の金属ピンでそれぞれ構成され、
    前記複数の金属ピンが、前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、最も長い導体であり、
    前記コイルデバイスが、前記回路基板に対して前記素体の裏面で実装され、
    前記裏面に沿う複数の導体部分において前記コイル軸延在方向両側の導体部分が前記裏面で前記素体の外部に露出し、その露出部分が前記裏面での前記接続端子を構成する、電子デバイス。
    
22. 並列する複数の導体を備える回路基板と、
    前記回路基板に実装され、前記回路基板と対向する実装面を備える平板状の表面実装型部品と、を有し、
    前記表面実装型部品が、前記回路基板の複数の導体の並列方向に並び、前記回路基板上の複数の導体と接続してヘリカル状コイルを備えるコイルデバイスを構成する複数の半環状の導体を備え、
    前記表面実装型部品の複数の半環状の導体それぞれにおいて、前記実装面から遠い側の部分が、金属ピンで構成され、
    前記複数の金属ピンが、前記ヘリカル状コイルを構成する導体において、最も長い導体である、電子デバイス。
    
23. 前記電子デバイスが無線通信デバイスであって、
    前記コイルデバイスがアンテナとして使用され、
    前記コイルデバイスのヘリカル状コイルと磁気結合するように設けられたコイルアンテナを有する、請求項１９から２２のいずれか一項に記載の電子デバイス。

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