TWI426658B - 環形天線及其製造方法 - Google Patents

Description

環形天線及其製造方法

本發明係關於一種環形天線，尤其係關於一種使用於RFID(Radio Frequency Identification,無線射頻識別)之傳送/接收訊之環形天線及其製造方法。

RFID等以無線進行訊號傳送接收之機器(例如無線標識等)會使用環形天線。

環形天線係根據其構造，大致分為使用FPC等之平面型與捲線型。

使用平面型之環形天線之典型例，使用在交通機關之乘車券等之IC卡。

對於IC卡要求必須製作較薄，及須有某程度之可撓性。而且，以往因應如上述之要求，提案有例如第六圖所示之IC卡(參照專利文獻1)。

第六圖係顯示習知IC卡之俯視圖。

第六圖所示之IC卡100係具備：以樹脂形成之薄膜基板110；於薄膜基板110表面圖案化之環形天線元件120；及連接有環形天線元件120之各端子之安裝部130。此外，於安裝部130設有用以使環形天線元件120之訊號頻率同調之同調電容器、及具有記憶體之IC晶片。

另一方面，於具有RFID功能之行動電話等，沒有如IC卡般有嚴格厚度之限制之機器，亦使用捲線型之環形天線。

於該種用途中，由於環形天線在該種機器所使用之構件中需要比較大的安裝面積，因此有不易使用如第六 圖之構成為平面之環形天線之情況。此處，若將構成為平面之環形天線配置為立體的，則將會有指向性變化之問題。

又，使用FPC之平面型環形天線，係相較於捲線型環形天線較昂貴。因而，對成本要求較嚴苛之行動電話等來說，不易使用平面型環形天線。此外，使用為交通機關之乘車券等之IC卡，係為鐵路公司等出借為與抵押金交換者，而不會有行動電話等成本之問題。依上述之情況，使用為交通機關之乘車券等之IC卡中，不僅使用平面型環形天線亦使用捲線型環形天線。

以往，作為具備捲線型環形天線之IC卡，已知有例如第七圖所示者(參照專利文獻2)。

第七圖係顯示習知IC卡之俯視圖。

第七圖所示之IC卡200係在表面形成具有配線圖案之配線基板210上，安裝有進行資訊處理之半導體晶片230以及進行電波之傳送接收訊之環形天線元件220而構成。而且，環形天線元件220，係藉由將環形天線元件220之連接端子221與配線基板210之連接島211銲錫，與配線基板210電性連接。

【專利文獻1】日本專利特開2004－13587號公報【專利文獻2】日本專利特開平11－251509號公報

然而，第七圖所示之IC卡200之環形天線中，由於藉由銲錫將環形天線元件220連接於配線基板210，因此於設置在配線基板210之環形天線元件220之環形長度，會有在每一銲錫部位產生±1mm左右的不均之問題。尤其，環形天線元件220之環形長度之不均，係在 以多重環形構成環形天線元件220時更加顯著。

而且，若於設置在配線基板210之環形天線220之環形長度產生不均時，環形天線之共振頻率會改變。然後，若環形天線之共振頻率改變時，環形天線之傳送接收訊距離將會產生變化。

本發明係為解決上述之習知技術之問題而研創者，其目的在提供一種可防止於所設置之環形天線元件之環形長度產生不均之環形天線。

為達成上述目的，本發明之申請專利範圍第1項之環形天線，其特徵為具備：電線，構成天線元件；絕緣性外殼，具有第一引導槽及第二引導槽，該第一引導槽係引導該電線之一端部，且具有該電線之一端部側之前端碰觸之壁面，該第二引導槽係引導該電線之另一端部，且具有該電線之另一端部側之前端碰觸之壁面；以及一對壓接端子，具有設在該各引導槽內之壓接連接有該電線之端部之壓接部、及連接於該壓接部之外部端子。

又，本發明之申請專利範圍第2項之多重環形天線，其特徵為具備：複數的電線，構成天線元件；絕緣性外殼，具有第一引導槽及第二引導槽，該第一引導槽係設有該電線之數量以上，分別引導該各電線之一端部，且具有該各電線之一端部側之前端碰觸之壁面，該第二引導槽係設有該電線之數量以上，分別引導該各電線之另一端部，且具有該各電線之另一端部側之前端碰觸之壁面；第一壓接端子，具有設在該第一引導槽內之壓接連 接有該電線之一端部之第一壓接部、設在該第二引導槽內之壓接連接有該電線之另一端部之第二壓接部、及用以接續該第一壓接部與該第二壓接部之橋部，且將該複數的電線互相串聯連接；以及一對第二壓接端子，具有分別設在該第一引導槽內及第二引導槽內，分別壓接連接有互相串聯連接之複數的電線之兩端部之壓接部、及連接於該壓接部之外部端子。

又，本發明之申請專利範圍第3項之多重環形天線，係於申請專利範圍第2項之多重環形天線，其特徵為該複數的電線係構成為一條電纜。

再者，本發明之申請專利範圍第4項之環形天線之製造方法係包含：將構成天線元件之電線之一端部，在將該一端部側之前端碰觸於設在外殼之第一引導槽之壁面之狀態下，壓接連接於配置在該第一引導槽內之壓接部之製程；以及將電線之另一端部，在將該另一端部側之前端碰觸於設在該外殼之第二引導槽之壁面之狀態下，壓接連接於配置在該第二引導槽內之壓接部之製程。

本發明之申請專利範圍第1項之環形天線，係具備絕緣性外殼，該絕緣性外殼係具有第一引導槽及第二引導槽，該第一引導槽係引導電線之一端部，且具有電線之一端部側之前端碰觸之壁面，該第二引導槽係引導電線之另一端部，且具有電線之另一端部側之前端碰觸之壁面。又，在各引導槽內係設有壓接連接有電線之端部之壓接部。又，申請專利範圍第4項之環形天線之製造 方法中，電線係在將電線之各端部碰觸於各引導槽之壁面的狀態下壓接連接於壓接部。藉此，根據本發明之申請專利範圍第1項之環形天線或申請專利範圍第4項之環形天線之製造方法，可防止設置在外殼之各電線之環形長度所產生的不均。

又，本發明之申請專利範圍第2項之多重環形天線，係藉由複數的電線構成天線元件。而且，具備絕緣性外殼，該絕緣性外殼係具有第一引導槽及第二引導槽，該第一引導槽係設有電線之數量以上，且具有各電線之一端部側之前端碰觸之壁面，該第二引導槽係設有電線之數量以上，且具有各電線之另一端部側之前端碰觸之壁面。又，具備第一壓接端子，係具有設在第一引導槽內之壓接連接有該電線之一端部之第一壓接部、設在第二引導槽內之壓接連接有該電線之另一端部之第二壓接部、及用以接續第一壓接部與該第二壓接部之橋部，且將該複數的電線互相串聯連接。再者，具備一對第二壓接端子，係具有分別設在第一引導槽內及第二引導槽內，分別壓接連接有互相串聯連接之複數的電線之兩端部之壓接部、及連接於該壓接部之外部端子。因而，本發明之申請專利範圍第2項之多重環形天線中，各電線係在將各電線之各前端碰觸於各引導槽之壁面的狀態下，壓接連接於各壓接部。又，複數的電線係藉由第二壓接端子互相串聯連接。藉此，根據本發明之申請專利範圍第2項之多重環形天線，藉由複數的電線構成多重環形天線時，可防止設置在外殼之各電線之環形長度產生不均。

此外，複數的電線係已預先正確的使長度一致者。 例如，使用一條長度為200mm之電線三條來構成13.56MHz用之環形天線時，各電線之最大公差為±0.5mm。此時，根據本發明之申請專利範圍第2項之環形天線，可將各電線之最大公差抑制在±0.5mm以內。

又，本發明之申請專利範圍第3項之多重環形天線，係於申請專利範圍第2項之多重環形天線，複數的電線構成為一條電纜。因而，根據本發明之申請專利範圍第3項之多重環形天線，只要拉出一條電纜即可準備長度互相對齊之複數的電線，且可減少製造環形天線時之工程數。又，根據本發明之申請專利範圍第3項之多重環形天線，由於複數的電線長度不會不一致且於安裝時容易操作，因此可提升環形天線之製造時之作業效率。

接著參照圖式說明本發明之實施形態。

本發明之環形天線係構成為適於具有RFID功能之行動電話之環形天線。

第一圖係本發明之環形天線之立體圖。第二圖係第一圖所示之環形天線之俯視圖。第三圖係顯示第一圖所示之環形天線所具備之外殼的立體圖。

第一圖及第二圖所示之環形天線1係具備構成三重環形天線之各環形之三條電線10(10a,10b,10c)、及安裝在具有RFID功能之行動電話等框體(未顯示於圖)之內部之外殼20。此外，環形天線1係具備將三條電線10互相串聯連接之兩個第一壓接端子40、及分別連接有互相串聯連接之三條電線10之兩端之一對第二壓接端子30。

以各電線10來說，係使用銅線等。然後，三條電線10係藉由設置在外殼20，以三重環形狀互相串聯連接，且構成三重環形天線。此處，各電線10係預先正確的對齊為因應環形天線1所使用之頻率之長度。又，三條電線10係構成一條電纜。此外，作為三條電線10，亦可使用長度不均的電線10來構成。

此處，環形天線1中，雖使用三條電線10a、10b、10c構成三重環形天線，但所使用的電線10數量及所構成之環形天線之捲數係可適當增減。

外殼20係藉由絕緣性樹脂一體形成。又，於外殼20設有引導各電線10之一端部之第一引導槽21、及引導各電線10之另一端部之第二引導槽22。這裡，如第一圖所示，環形天線1之外殼20中，由於使用三條電線10構成三重環形天線，因此設有三個第一引導槽21(21a、21b、21c)及三個第二引導槽22(22a,22b,22c)。而且，三條第一引導槽21係於外殼20之左右方向(第二圖中之左右方向)左側且並行設於上下方向(第二圖中之上下方向)。此外，三條第二引導槽22係於外殼20之左右方向右側且並行設於上下方向。又，於外殼20設有鎖固部29，係在將環形天線1安裝於該框體時，嵌合設在該框體之鎖固用凸部。

如第三圖所示，在各引導槽21、22之電線***方向(第二圖中之左右方向)之裏側，設有***各引導槽21、22之各電線10前端所碰觸之壁面25。又，在各引導槽21、22之電線***方向之前方之端面，設有***各引導槽21、22之各電線10端部一起被覆而保持之被覆保持部26。各被覆保持部26係藉由於各引導槽21、 22之端面，設彈性變位之折返形成為入口之切縫而構成。然後，各被覆保持部26係藉由將各電線10之端部推入形成於各引導槽21、22之端面之切縫，而可將各電線10之端部一起被覆保持。再者，在外殼20之各引導槽21、22之電線***方向的前方，設有支撐板28，該支撐板係具有用以支撐***各引導槽21、22之各電線10之下方之支撐溝槽27。

各第一壓接端子40係例如由銅合金形成，且壓入外殼20。如第二圖所示，各第一壓接端子40係具有：第一壓接部41，壓入第一引導槽21，且壓接連接有***第一引導槽21之電線10；第二壓接部42，壓入第二引導槽22，且壓接連接有***第二引導槽22之電線10；以及橋部43，接續第一壓接部41與第二壓接部42。

如第三圖及第四圖所示，各壓接部41、42係具有配置在各引導槽21、22底面之底板(未顯示於圖)、及自底板立起於前方(第二圖中之前方)之一對壓接刃44。如第三圖所示，各壓接刃44係具有壓接連接有各電線10之端部之切縫45。而且，各壓接部41、42係僅藉由將各電線10之端部壓入各壓接刃44之單純的作業，可在電性連接各電線10之狀態下保持。

環形天線1中，第一壓接端子40係於外殼20設兩個，一個第一壓接端子40，係在將***第一引導槽21a之電線10a之一端部及***第二引導槽22a之電線10c之另一端部電性連接之狀態下保持。又，另一第一壓接端子40，係在將***第二引導槽21b之電線10b之一端部及***第二引導槽22b之電線10a之另一端部電性連接之狀態下保持。

各第二壓接端子30係例如由銅合金形成，且壓入外殼20。如第二圖所示，各第二壓接端子30係具有：壓接部31，壓入各引導槽21、22，且壓接連接有***各引導槽21、22之電線10；以及平板形狀之接點部(外部端子)37，連接於壓接部31。接點部37係壓附於對象基板之接點而形成電性連接。

各壓接部31係具有配置在各引導槽21、22底面之底板(未顯示於圖)、及自底板立起於前方之一對壓接刃35。各壓接刃35係具有壓接連接有各電線10之端部之切縫32。而且，各壓接部31係藉由將各電線10之端部壓入各壓接刃35之單純的作業，可在電性連接經壓接連接之各電線10之狀態下保持。

又，環形天線1中，第二壓接端子30係於外殼20設一對，一個第二壓接端子30，係在將***第一引導槽21c之電線10c之一端部電性連接之狀態下保持。又，另一第二壓接端子30，係在將***第二引導槽22c之電線10b之一端部電性連接之狀態下保持。

而且，電線10a係一端部藉由第一引導槽21a之第一壓接部41加以保持，另一端部藉由第二引導槽22b之第二壓接部42加以保持。又，電線10b係一端部藉由第一引導槽21b之第一壓接部41加以保持，另一端部藉由第二引導槽22c之壓接部31加以保持。再者，電線10c係一端部藉由第一引導槽21c之壓接部31加以保持，另一端部藉由第二引導槽22a之第一壓接部41加以保持。藉此，三條電線10a、10b、10c係形成以三重環形狀互相串聯連接之狀態。而且，互相串聯連接之三條電線10a、10b、10c之各兩端部，係電性連接於各接點 部37。

如上述構成之環形天線1，係在各接點部37電性連接於該框體內之電路基板之狀態下，安裝於該框體內。

此處，將電線銲錫於配線基板而構成環形天線時，配線基板係無法立體形成，因此為將環形天線設置於框體，僅有將配線基板黏接於框體，而環形天線設置於框體時之自由度將降低。

另一方面，根據環形天線1，藉由使用樹脂成型品之外殼20之構成，外殼20之形狀的自由度將變大。因而，於外殼20設鎖固部29等，可提高安裝於框體時之自由度。

又，根據環形天線1，藉由使用外殼20之構成，可確實執行相鄰接之電線10之間之絕緣。

接著說明環形天線1之組裝方法。

將各電線10設置於外殼20時，在將各電線10之一端側的前端碰觸於第一引導槽21之壁面25之狀態下，將各電線10之一端部壓接連接於壓接部31、41。又，在將各電線10之另一端側的前端碰觸於第二引導槽22之壁面25之狀態下，將各電線10之另一端部壓接連接於壓接部31、42。

此時，各電線10之端部係在將前端碰觸於各引導槽21、22之壁面25之狀態下，使用壓接工具一次壓入各壓接部31、41、42。

如上述，根據環形天線1，藉由一次壓入配置在既定位置之各電線10之端部之作業完成壓接連接，因此可防止於設置在外殼20之各電線10之環形長度產生不均。

又，根據環形天線1，藉由將配置在既定位置之各電線10之各端部壓入各壓接部31、41、42之一動作，能一次完成各電線10之電性連接，因此可提高生產性。

此外，壓入各壓接部31、41、42之各電線10的端部之絕緣被覆，係預先去除亦可。

再者，根據環形天線1，由於三條電線10構成一條電纜，因此能準備僅拉出一條電纜而長度互相對齊之三條電線10，且可降低製造環形天線時之工程數。又，三條電線10不會參差不齊而於安裝時容易操作，因此可提升環形天線1之製造時之作業效率。

此處，使用一條長度為200mm之電線三條來構成13.56MHz之環形天線時，各電線之最大公差為±0.5mm。

藉由將各電線銲錫而連接於配線基板時，所連接之電線之環形長度之不均，係每一銲錫之電線之各端部產生±1mm左右。因而，使用三條電線構成環形天線時，經連接之電線之環形長度之不均係最大產生±6mm左右。

另一方面，根據環形天線1，可將經連接之電線10之環形長度之不均，抑制在每各電線之各端部±0.25~±0.3mm以內。

接著參照圖式說明本實施形態之環形天線1之變形例。

第四圖係顯示第三圖所示之外殼之變形例的俯視圖。第五圖係第四圖所示之外殼之側視圖。

環形天線1之變形例之環形天線50係於環形天線1，具備第二壓接端子51取代第二壓接端子30。

各第二壓接端子51係由金屬形成。如第四圖及第 五圖所示，各第二壓接端子51係具備壓接部31，壓入各引導槽21、22，且壓接連接有***各引導槽21、22之電線10；彈簧部53，與壓接部31連接，且折返為U字形狀；以及平板形狀之接點部(外部端子)54，與彈簧部53連接。

彈簧部53係藉由折返為U字形狀，能吸收連接於彈簧部53之接點部54之變位。

如上述構成之環形天線50，係在各接點部54電性連接於該框體內之電路基板之狀態下，安裝於該框體內。

此時，各接點部54與對象電路基板之連接，係為使各接點部54與對象電路基板之接點彈性接觸之方法，或將各接點部54與對象電路基板之接點銲錫之方法皆可。

如上述，環形天線50中，藉由各第二壓接端子51具備彈簧部53之構成，能吸收接點部54之變位。藉此，根據環形天線50，可提高安裝於該框體內時之自由度。

1,50‧‧‧環形天線

10(10a,10b,10c)‧‧‧電線

20‧‧‧外殼

21(21a,21b,21c)‧‧‧第一引導槽

22(22a,22b,22c)‧‧‧第二引導槽

25‧‧‧壁面

26‧‧‧被覆保持部

27‧‧‧支撐溝槽

28‧‧‧支撐板

29‧‧‧鎖固部

31‧‧‧壓接部

30‧‧‧第二壓接端子

32‧‧‧切縫

35‧‧‧壓接刃

37‧‧‧接點部

40‧‧‧第一壓接端子

41‧‧‧第一壓接部

42‧‧‧第二壓接部

43‧‧‧橋部

44‧‧‧壓接刃

45‧‧‧切縫

51‧‧‧第二壓接端子

53‧‧‧彈簧部

54‧‧‧接點部

第一圖係本發明之環形天線之立體圖。

第二圖係第一圖所示之環形天線之俯視圖。

第三圖係顯示第一圖所示之環形天線所具備之外殼之立體圖。

第四圖係顯示第三圖所示之外殼之變形例之俯視圖。

第五圖係度四圖所示之外殼之側視圖。

第六圖係顯示習知IC卡之俯視圖。

第七圖係顯示習知IC卡之俯視圖。

1‧‧‧環形天線

10(10a,10b,10c)‧‧‧電線

20‧‧‧外殼

21(21a,21b,21c)‧‧‧第一引導槽

22(22a,22b,22c)‧‧‧第二引導槽

29‧‧‧鎖固部

30‧‧‧第二壓接端子

37‧‧‧接點部

40‧‧‧第一壓接端子

Claims (2)

1. 一種多重環形天線，其特徵為具備：複數的電線，構成天線元件；絕緣性外殼，具有第一引導槽及第二引導槽，該第一引導槽係設有該電線之數量以上，分別引導該各電線之一端部，且具有該各電線之一端部側之前端碰觸之壁面，該第二引導槽係設有該電線之數量以上，分別引導該各電線之另一端部，且具有該各電線之另一端部側之前端碰觸之壁面；第一壓接端子，具有設在該第一引導槽內之壓接連接有該電線之一端部之第一壓接部、設在該第二引導槽內之壓接連接有該電線之另一端部之第二壓接部、及用以接續該第一壓接部與該第二壓接部之橋部，且將該複數的電線互相串聯連接；以及一對第二壓接端子，具有分別設在該第一引導槽內及第二引導槽內，分別壓接連接有互相串聯連接之複數的電線之兩端部之壓接部、及連接於該壓接部之外部端子。
2. 如申請專利範圍第1項之多重環形天線，其中，該複數的電線係構成為一條電纜。