專利名稱：天線裝置及通信終端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在經(jīng)由電磁場信號與對方側(cè)設(shè)備進行通信的RFID系統(tǒng)、短距離無線通信系統(tǒng)中所使用的天線裝置。
背景技術(shù)：
專利文獻I揭示了像FeliCa(注冊商標(biāo))、NFC這樣的HF頻帶通信系統(tǒng)所使用的天線裝置。圖1是表示專利文獻I所記載的天線裝置的結(jié)構(gòu)的主視圖。
圖1所示的天線線圈30包括在薄膜32a上的平面內(nèi)將導(dǎo)體31 (31a、31b、31e、 31d)卷繞成盤旋形而構(gòu)成的空芯線圈32 ;以及以與該空芯線圈32的平面基本平行的方式插入空芯線圈32的平板狀的磁芯構(gòu)件33。在空芯線圈32上設(shè)有孔32d，在該孔32d中插入磁芯構(gòu)件33。第一接線端31a和連結(jié)導(dǎo)體31e以通孔32b進行連結(jié)，第二接線端31b和連結(jié)導(dǎo)體31e以通孔32c進行連結(jié)。而且，該磁性體天線配置于導(dǎo)電板34上。
專利文獻1:日本專利特開2002 - 325013號公報發(fā)明內(nèi)容
如圖1所示，天線線圈的開口部中插入磁性體的天線裝置對天線線圈所產(chǎn)生的磁場分布進行控制，從而能控制天線的方向性。雖然與周圍環(huán)境(例如與接地之間的關(guān)系等) 也有關(guān)，但主要能延長向磁性體軸方向的通信距離。
然而，在這樣的天線裝置中，由于采用在天線線圈的中心部分開設(shè)開口并將棒狀的磁性體(平板狀的磁芯構(gòu)件)插入該開口的結(jié)構(gòu)，因此，制造工序較為復(fù)雜。因此，磁性體與天線線圈的位置精度較低，所獲得的天線裝置的特性偏差容易增大。另外，為了對天線線圈和板狀的磁性體進行固定而需要使用粘接劑，根據(jù)粘接劑的種類、涂布量，有可能會對天線裝置的電氣特性造成不良影響。
另外，由于在薄膜32a上的平面上形成有導(dǎo)體31 (31a、31b、31e、31d)，因此，在導(dǎo)體31與磁芯構(gòu)件33之間會產(chǎn)生間隙。因此，存在以下問題磁通會在磁性體與電介質(zhì)(非磁性體)之間的界面進行反射，從而磁場耦合會下降。
本發(fā)明的目的在于，提供一種能以簡單的工序來制造的特性偏差較小的電氣特性優(yōu)異的天線裝置及具備該天線裝置的通信終端裝置。
(I)本發(fā)明的天線裝置包括至少包含磁性體層的多個(絕緣體)層；配置于所述磁性體層的第一主面?zhèn)鹊闹辽僖粋€半環(huán)形或線狀的單層或多層的第一導(dǎo)體圖案；配置于所述磁性體層的第二主面?zhèn)鹊闹辽僖粋€半環(huán)形或線狀的單層或多層的第二導(dǎo)體圖案；以及設(shè)置于所述多個層上并與所述第一導(dǎo)體圖案和所述第二導(dǎo)體圖案相連接的層間導(dǎo)體，
包括由所述第一導(dǎo)體圖案、所述第二導(dǎo)體圖案、以及所述層間導(dǎo)體所構(gòu)成的一匝或多匝的天線線圈(除磁性體以外的盤旋形或螺旋形的導(dǎo)體部分)。
(2)例如，所述第一導(dǎo)體圖案的至少一部分形成于所述磁性體層的第一主面，所述第二導(dǎo)體圖案的至少一部分形成于非磁性體層的第一主面，將該非磁性體層 的第一主面配置成與所述磁性體層的第二主面相接。
(3)另外，例如，所述第一導(dǎo)體圖案和所述第二導(dǎo)體圖案分別是互相平行的多個半環(huán)形或線狀的導(dǎo)體圖案，分別形成于平面上，從卷繞方向來看，所述天線線圈呈盤旋形。
(4)另外，例如，所述多個層包含配置于所述磁性體層的第一主面?zhèn)鹊囊粋€或多個非磁性體層、以及配置于所述磁性體層的第二主面?zhèn)鹊亩鄠€非磁性體層，所述第一導(dǎo)體圖案形成于所述磁性體層及其第一主面?zhèn)鹊姆谴判泽w層，所述第二導(dǎo)體圖案形成于所述磁性體層的第二主面?zhèn)鹊姆谴判泽w層。
(5)另外，例如，所述多個層包含多個磁性體層，所述第一導(dǎo)體圖案或所述第二導(dǎo)體圖案的至少一個導(dǎo)體圖案形成于多個磁性體層。
(6)另外，例如，在所述多個層中的任意一個層中，在(對所述天線線圈)進行俯視時，由所述第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案所形成的圓環(huán)內(nèi)形成有與外部的接地端子導(dǎo)通而與所述天線線圈絕緣的耦合用導(dǎo)體。
(7)所述第一導(dǎo)體圖案和所述第二導(dǎo)體圖案的線路長度也可以互不相同。
(8)本發(fā)明的通信終端裝置包括所述天線裝置；與該天線裝置相連接的通信電路；以及內(nèi)置有該天線裝置和通信電路的殼體。
(9)例如，所述殼體包括朝向通信對象的前端部，所述天線裝置配置于所述殼體的前端部附近。
(10)另外，優(yōu)選為所述第一導(dǎo)體圖案的路徑長度比所述第二導(dǎo)體圖案的路徑長度更長，對所述天線裝置進行配置，使得所述第一導(dǎo)體圖案側(cè)朝向通信對象的天線。
根據(jù)本發(fā)明，可構(gòu)成一種能以簡單的工序來制造的特性偏差較小的電氣特性優(yōu)異的天線裝置及具備該天線裝置的通信終端裝置。


圖1是表示專利文獻I所記載的天線裝置的結(jié)構(gòu)的主視圖。
圖2(A)是作為實施方式I的天線裝置101的分解立體圖，圖2 (B)是其俯視圖，圖 2(C)是其主視圖。
圖3是表示裝入有天線裝置101的通信終端裝置201的結(jié)構(gòu)的簡要剖視圖。
圖4(A)是作為實施方式2的天線裝置102的分解立體圖，圖4(B)是其主視圖。
圖5是表示裝入有天線裝置102的通信終端裝置202的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。
圖6(A)是作為實施方式3的天線裝置103的分解立體圖，圖6 (B)是其主視圖。
圖7是作為實施方式4的天線裝置104的分解立體圖。
圖8是表示天線裝置104與基板的接地導(dǎo)體GND之間的關(guān)系的局部立體圖。
圖9 (A)是表示裝入有天線裝置104的通信終端裝置204的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖，圖 9(B)是天線裝置104的安裝部的放大剖視圖。`
圖10是作為實施方式5的天線裝置105的分解立體圖。
圖11是作為實施方式6的天線裝置106的分解立體圖。
圖12是表示天線裝置106與基板的接地導(dǎo)體GND之間的關(guān)系的局部立體圖。
圖13㈧是表示裝入有天線裝置106的通信終端裝置206的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖， 圖13(B)是天線裝置106的安裝部的放大剖視圖。
圖14⑷是表示天線裝置106與基板的接地導(dǎo)體GND之間的關(guān)系的俯視圖，圖 14(B)、(C)分別是表示流過接地導(dǎo)體GND、天線線圈456的電流的路徑的俯視圖。
圖15(A)是作為實施方式7的天線裝置107的立體圖，圖15⑶是其分解立體圖。 圖15(C)是表示磁通在該天線裝置107中通過的情形的圖。
具體實施方式
《實施方式I》
圖2(A)是作為實施方式I的天線裝置101的分解立體圖。圖2 (B)是該天線裝置 101的俯視圖。圖2(C)是該天線裝置101的主視圖。
該天線裝置101構(gòu)成為用于收發(fā)像13. 56MHz那樣的HF頻帶的高頻信號的天線裝置。該天線裝置101如后所示，配置于以移動電話為代表的通信終端裝置的終端殼體的內(nèi)部。
如圖2所示，天線裝置101包括天線線圈，該天線線圈包括形成于磁性體層10的第一主面(圖2中的上表面)的第一導(dǎo)體圖案40 ;形成于非磁性體層20的第一主面(圖2 上的上表面)的第二導(dǎo)體圖案50 ；以及連接第一導(dǎo)體圖案40和第二導(dǎo)體圖案50的層間導(dǎo)體(通孔電極)60。所述磁性體片材與權(quán)利要求所記載的“磁性體層”相對應(yīng)，所述非磁性體片材與權(quán)利要求所記載的“非磁性體層”相對應(yīng)。
第一導(dǎo)體圖案40是基本互相平行地進行配置的多個半環(huán)形導(dǎo)體圖案的集合。第二導(dǎo)體圖案50也是基本互相平行地進行配置的多個半環(huán)形導(dǎo)體圖案的集合。
如圖2(B)所示，包含第一導(dǎo)體圖案40和第二導(dǎo)體圖案50的天線線圈構(gòu)成多匝 (在本例子中為三匝)大致呈盤旋形的圖案。在對天線線圈進行俯視時(從天線線圈的卷軸方向進行觀察時)，可看作為矩形盤旋形的圖案。
所述天線線圈的一端是第一輸入輸出端子71，另一端是第二輸入輸出端子72。這些輸入輸出端子與供電電路相連接。
該天線裝置101由形成有第一導(dǎo)體圖案40的磁性體片材10、以及形成有第二導(dǎo)體圖案50的非磁性體片材20經(jīng)層疊、壓接而形成。即，該天線裝置101以磁性體層和非磁性體層的層疊體為基體。即，是以磁性體層和非磁性體層的層疊體為基材，在該基材的內(nèi)外形成有規(guī)定的導(dǎo)體圖案的樹脂多層結(jié)構(gòu)體。此外，非磁性體層也可以是相對磁導(dǎo)率比磁性體層更低的低磁導(dǎo)率層，也可以是像本例子這樣的電介質(zhì)層(相對磁導(dǎo)率yr = I)。
磁性體片材10是在聚酰亞胺、液晶聚合物等熱塑性樹脂中混合、分散有鐵氧體等磁性體粉末的熱塑性樹脂片材，第一導(dǎo)體圖案40是利用蝕刻等將銅箔、鋁箔形成圖案后所獲得的導(dǎo)體圖案。非磁性體片材20由聚酰亞胺、液晶聚合物等熱塑性樹脂片材即電介質(zhì)片材構(gòu)成，第二導(dǎo)體圖案50是利用蝕刻等將銅箔、鋁箔形成圖案后所獲得的導(dǎo)體圖案。層間導(dǎo)體60通過將包含以銀、銅為主要`成分的細(xì)微金屬粉末的導(dǎo)電性糊料填充至對磁性體片材10照射激光后所形成的貫通孔中來形成，若將磁性體片材10與非磁性體片材20進行層疊并進行加熱，則在兩片片材彼此熔接的同時，第一導(dǎo)體圖案40與第二導(dǎo)體圖案50經(jīng)由導(dǎo)電性糊料(熱處理后為金屬體)而進行電連接。
如圖2(C)所示，由于第一導(dǎo)體圖案40與磁性體片材10之間的界面、以及第二導(dǎo)體圖案50與磁性體片材10之間的界面中都不夾帶有空氣層或電介質(zhì)層，因此，在磁性體與電介質(zhì)的界面上不會發(fā)生磁通反射，從而幾乎不存在由此所引起的磁場耦合的下降。
另外，由于這樣的多層樹脂型的天線裝置是柔性的，因此，例如也可以利用粘接材料、雙面膠帶來將其粘貼于通信終端裝置的殼體內(nèi)或殼體表面的曲面上。
另外，由于磁性體片材10和非磁性體片材20都是以熱塑性樹脂為基材的片材， 因此，能一并進行層疊、壓接，使用所謂的片材多層工藝(sheet multilayering process) 能容易地將它們形成為一體。
此外，除了如上所述的多層樹脂型的天線裝置以外，還能制作多層陶瓷型的天線裝置。在這種情況下，也可以利用導(dǎo)電糊料在磁性體陶瓷生片中形成第一導(dǎo)體圖案40和層間導(dǎo)體60，利用導(dǎo)電糊料在電介質(zhì)陶瓷生片、或相對磁導(dǎo)率比磁性體陶瓷生片更低的低磁導(dǎo)率陶瓷生片中形成第二導(dǎo)體圖案50，將兩片片材進行層疊，并進行共燒。
圖3是表示裝入有所述天線裝置101的通信終端裝置201的結(jié)構(gòu)的簡要剖視圖。 在該圖3中，將通信終端裝置201的正面?zhèn)?輸入部/顯示部的面)D表示為朝向下方。通信終端裝置201采用在殼體I內(nèi)裝入有基板(印刷布線板)2、電池組3、以及天線裝置101 等的結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，天線裝置101配置于殼體I的前端部H附近。另外，該天線裝置101 以非磁性體片材(電介質(zhì)片材)20為相對于殼體I的粘貼面，將該天線裝置101粘貼于殼體 I的底面?zhèn)鹊膬?nèi)表面。即，進行配置，使得第一導(dǎo)體圖案40位于殼體I的前端部H—側(cè)。
在基板2上設(shè)有通信電路。天線裝置101與作為該通信電路的一部分的供電電路相連接。在基板2上豎立有接觸銷，天線裝置101的各輸入輸出端子與供電電路經(jīng)由該接觸銷進行電連接。該通信終端裝置201具有以圖中右上方向為中心的規(guī)定的方向性，在該方向上能確保較大的可通信距離。
《實施方式2》
圖4(A)是作為實施方式2的天線裝置102的分解立體圖。圖4(B)是該天線裝置 102的主視圖。該天線裝置102相對于實施方式I所示的天線裝置101還包括磁性體片材 11。
所追加的磁性體片材11層疊在形成于磁性體片材10的第一主面的第一導(dǎo)體圖案 40上并覆蓋所述第一導(dǎo)體圖案40的一部分。作為天線線圈的一端的輸入輸出端子71以及作為另一端的輸入輸出端子72露出。
圖5是表示裝入有所述天線裝置102的通信終端裝置202的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。 在該圖5中，將通信終端裝置202的正面?zhèn)?、即輸入?顯示部的面D表示為朝向下方。通信終端裝置202采用在殼體I內(nèi)裝入有由印刷布線板所構(gòu)成的基板2、以及天線裝置102 等的結(jié)構(gòu)。在基板2上形成有接地導(dǎo)體GND。另外，在基板2的正反面上安裝有多個安裝元器件5。
天線裝置102配置于殼體I的前端部H附近。另外，該天線裝置102以非磁性體片材(電介質(zhì)片材)20為相對于殼體I的粘貼面，將該天線裝置101粘貼于殼體I的底面?zhèn)鹊膬?nèi)表面。即，進行配置，使得第一導(dǎo)體圖案40位于殼體I的前端部H—側(cè)?；?上的供電電路和天線裝 置102經(jīng)由接觸銷4而相連接。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于在構(gòu)成天線裝置102的天線線圈與基板2之間(更具體而言，是天線線圈與安裝元器件5之間、以及天線線圈與接地導(dǎo)體GND之間)存在磁性體片材10、11，因此，天線線圈中所產(chǎn)生的磁場不容易受到接地導(dǎo)體GND和安裝元器件5等金屬物的影響，天線裝置102的天線特性基本不依賴于周圍金屬物的配置狀況。因此，能獲得穩(wěn)定的通信特性。
《實施方式3》
圖6(A)是作為實施方式3的天線裝置103的分解立體圖。圖6 (B)是該天線裝置 103的主視圖。該天線裝置103包括多個非磁性體片材，第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案形成于多個層中。另外，由第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案構(gòu)成大致呈螺旋形的天線線圈。
在磁性體片材11的第一主面上形成有半環(huán)形的第一導(dǎo)體圖案41。在非磁性體片材21的第一主面上形成有半環(huán)形的第一導(dǎo)體圖案42、以及輸入輸出端子71、72。在非磁性體片材22的第一主面上形成有半環(huán)形的第二導(dǎo)體圖案51。在非磁性體片材23的第一主面上形成有半環(huán)形的第二導(dǎo)體圖案52。在非磁性體片材21上形成有層間導(dǎo)體61、64。在磁性體片材11上形成有層間導(dǎo)體61、62、63、64。在非磁性體片材22上形成有層間導(dǎo)體61、 63。
在所述輸入輸出端子71、72間，由所述第一導(dǎo)體圖案41、42、第二導(dǎo)體圖案51、52、 以及層間導(dǎo)體61 64構(gòu)成為大致呈螺旋形的天線線圈。
在如圖1所示的現(xiàn)有例那樣將棒狀的磁性體插入線圈的開口部的結(jié)構(gòu)中，若天線線圈為層疊型的線圈，則在彎曲天線線圈時，導(dǎo)體圖案有可能會發(fā)生斷線，但根據(jù)如本實施方式這樣的結(jié)構(gòu)，無需大幅度地彎曲天線線圈，幾乎不存在斷線的可能性。
《實施方式4》
圖7是作為實施方式4的天線裝置104的分解立體圖。該天線裝置104包括多個磁性體片材和多個非磁性體片材，第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案形成于多個層中。另外，由第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案構(gòu)成大致呈螺旋形的天線線圈。
在磁性體片材11的第一主面上形成有半環(huán)形的第一導(dǎo)體圖案41。在非磁性體片材21中未形成有導(dǎo)體圖案。在非磁性體片材22的第一主面上形成有半環(huán)形的第一導(dǎo)體圖案42。在非磁性體片材23的第一主面上形成有半環(huán)形的第一導(dǎo)體圖案43。在非磁性體片材24、25、26、27的第一主面上分別形成有半環(huán)形的第二導(dǎo)體圖案51、52、53、54。在非磁性體片材27的第二主面上形成有輸入輸出端子71、72和NC端子(未進行電連接的空端子)73、74。
在磁性體片材11與非磁性體片材24之間層疊有多個磁性體片材12。
在磁性體片材11、12和非磁性體片材22 27中分別形成有層間導(dǎo)體。
在所述輸入輸出端子71、72間，由所述第一導(dǎo)體圖案41 43、第二導(dǎo)體圖案51 54、以及層間導(dǎo)體構(gòu)成為大致呈螺旋形的天線線圈。
也可以像這樣將多個磁性體片材進行層疊，以增加磁性體層的厚度。由此，能增大天線線圈的開口，獲得高增益的天線裝置。
圖8是表示天線裝置104與基板的接地導(dǎo)體GND之間的關(guān)系的局部立體圖。在天線裝置104中，構(gòu)成有所述螺旋形的天線線圈456，但在圖8中以簡化的形狀來表 示天線線圈456。如后所示，接地導(dǎo)體GND形成于基板上，在沿X軸方向離開該接地導(dǎo)體的邊緣規(guī)定距離的位置上安裝天線裝置104。
圖9(A)是表示裝入有所述天線裝置104的通信終端裝置204的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖，圖9(B)是天線裝置104的安裝部的放大剖視圖。在圖9(A)中，將通信終端裝置204的正面?zhèn)?輸入部/顯示部)表示為朝向下方。通信終端裝置204采用在殼體I內(nèi)裝入有基板(印刷布線板)2、以及天線裝置104等的結(jié)構(gòu)。在基板2上形成有接地導(dǎo)體GND。另外， 在正反面上安裝有多個安裝元器件5。
天線裝置104的輸入端子71、72和NC端子73、74經(jīng)由焊料等接合材料，與基板 2的輸入輸出連接盤和NC連接盤相連接。在圖9(B)中，示出了一個輸入輸出連接盤82和一個NC連接盤84。
如圖9(A)所示，天線裝置104配置于殼體I的前端部H附近。另外，在該天線裝置104中，第二導(dǎo)體圖案51 54面向基板2，且配置于殼體I的前端部H —側(cè)。因此，磁通 Φ進入第一導(dǎo)體圖案41 43與第二導(dǎo)體圖案51 54之間(天線線圈的開口部)，與實施方式1、實施方式2所示的通信終端裝置相同，能獲得從通信終端裝置的前端方向指向下表面(與輸入部/顯示部的面相反的面)方向的方向特性。
該天線裝置104例如由X方向的長度為5mm、Y方向的長度為10mm、Z方向的長度為O. 5mm的貼片型的層疊體構(gòu)成，構(gòu)成為可安裝在殼體內(nèi)的印刷布線板上的表面安裝型元器件(SMD)。如圖8所不,對由第一導(dǎo)體圖案41 43和第二導(dǎo)體圖案51 54所形成的天線線 圈456進行卷繞，使得天線線圈456的開口朝向Y方向的邊。即，在長方體狀的基體中， 沿長邊方向具有天線線圈的開口，因此，能增大天線線圈的開口面積，能增大可拾取磁通的區(qū)域。因而，能構(gòu)成高增益的天線裝置。
《實施方式5》
圖10是作為實施方式5的天線裝置105的分解立體圖。該天線裝置105包括多個磁性體片材和多個非磁性體片材，第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案形成于多個層中。另外， 由第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案構(gòu)成大致呈螺旋形的天線線圈。與如圖7所示的天線裝置 104不同,第一導(dǎo)體圖案43形成于磁性體片材13,第二導(dǎo)體圖案51形成于磁性體片材14。 其他結(jié)構(gòu)與天線裝置104相同。
根據(jù)圖10所示的結(jié)構(gòu)，第一導(dǎo)體圖案41被夾在磁性體片材11與磁性體片材13 之間。即，第一導(dǎo)體圖案41埋設(shè)于磁性體層內(nèi)。同樣，第二導(dǎo)體圖案51被夾在磁性體片材 12與磁性體片材14之間，埋設(shè)于磁性體層內(nèi)。
由此，將第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案的一部分埋設(shè)于磁性體層內(nèi)，從而能以磁性體層的高磁導(dǎo)率的效果來容易地提高天線線圈的電感。例如能以較少的匝數(shù)來實現(xiàn)具有規(guī)定電感的天線線圈。因此，有利于小型化。但是，在第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案之中， 埋設(shè)于磁性體層的部分對磁場輻射幾乎沒有貢獻。因而，也可以兼顧天線裝置的尺寸和增益，來適當(dāng)?shù)貨Q定將所層疊的多片片材之中的中央的哪片片材(幾片片材)作為磁性體片材、并將除此以外的片材作為非磁性體片材。
《實施方式6》
圖11是作為實施方式6的天線裝置106的分解立體圖。該天線裝置106包括多個磁性體片材和多個非磁性體片材，第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案形成于多個層中。另外，由第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案構(gòu)成大致呈螺旋形的天線線圈。與圖7所示的天線裝置104 不同，在成為最下層的位置上配置有非磁性體片材28。在該非磁性體片材28的第一主面上形成有耦合用導(dǎo)體90。另外，耦合用導(dǎo)體90也可以形成于作為與磁性體片材12之間的界面的非磁性體片材24的表面。在非磁性體片材28的第二主面上形成有輸入輸出端子71、 72和接地端子75、76。接地端子75、76經(jīng)由層間導(dǎo)體而與耦合用導(dǎo)體90進行電連接。其他結(jié)構(gòu)與天線裝置104相同。
所述耦合用導(dǎo)體90與由第一導(dǎo)體圖案41 43和第二導(dǎo)體圖案51 54所形成的天線線圈進行電磁場耦合。如后所示，接地端子75、76與安裝目標(biāo)的基板的接地導(dǎo)體相連接，從而耦合用導(dǎo)體90起到作基板的接地導(dǎo)體的一部分的作用，或者起到作為擴展的接地導(dǎo)體的作用。
圖12是表示所述天線裝置106與基板的接地導(dǎo)體GND之間的關(guān)系的局部立體圖。 在天線裝置106中，構(gòu)成有由所述第一導(dǎo)體圖案41 43和第二導(dǎo)體圖案51 54所形成的螺旋形的天線線圈456，但在圖12中，以簡化的形狀來表示天線線圈456。
天線裝置106安裝于從基板2的接地導(dǎo)體GND的邊緣沿X軸方向延伸出規(guī)定尺寸的位置。在將該天線裝置106安裝于基板2的狀態(tài)下，基板2的接地導(dǎo)體GND與天線裝置 106的耦合用導(dǎo)體90導(dǎo)通。
圖13 (A)是表示裝入有所述天線裝置106的通信終端裝置206的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖，圖13(B)是天線裝置106的安裝部的放大剖視圖。在圖13(A)中，將通信終端裝置206 的正面?zhèn)?輸入部/顯示部)表示為朝向下方。通信終端裝置206采用在殼體I內(nèi)裝入有基板(印刷布線板)2、以及天線裝置106等的結(jié)構(gòu)。在基板2上形成有接地導(dǎo)體GND。另外，在正反面上安裝有多個安裝元器件5。
天線裝置106的輸入輸出端子71、72和接地端子75、76經(jīng)由焊料等接合材料，與基板2的輸入輸出連接盤和接地導(dǎo)體GND相連接。在圖13⑶中，示出了一個輸入輸出連接盤82。
圖14是表示所述天線裝置106與基板的接地導(dǎo)體GND之間的關(guān)系、以及流過接地導(dǎo)體GND、或天線線圈456的電流的路徑的俯視圖。圖14(A)表示天線裝置106的天線線圈456與耦合用導(dǎo)體90之間的位置關(guān)系。圖14(B)表示流過基板2的接地導(dǎo)體GND的電流的路徑。圖14(C)表示流過天線線圈456的電流的路徑。
天線裝置106除了與實施方式4所示的天線裝置104相同地進行動作以外，還能如圖14(B)所示，經(jīng)由耦合用導(dǎo)體90來拾取流過接地導(dǎo)體GND的感應(yīng)電流。S卩，若使接地導(dǎo)體GND受到來自通信對象側(cè)的天線裝置的感應(yīng)磁場的作用，則如圖14(B)中以箭頭來表示的那樣，在接地導(dǎo)體GND中會流過感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流會因邊緣效應(yīng)而集中于接地導(dǎo)體GND的邊緣部。然后，由于天線裝置106的耦合用導(dǎo)體90與接地導(dǎo)體GND的邊緣部相連接，因此，流過接地導(dǎo)體GND的邊緣部的電流也會被傳導(dǎo)至耦合用導(dǎo)體90。然后，流過耦合用導(dǎo)體90的電流經(jīng)由電磁場流向天線線圈456 (嚴(yán)格來說，是耦合用導(dǎo)體90與第一導(dǎo)體圖案41 43經(jīng)由磁場進行耦合)，該電流作為信號電流而被取出。
此外，雖然和接地導(dǎo)體GND與天線線圈456之間的距離也有關(guān)，但也可以對天線裝置106進行配置，使得在進行俯視時，在天線線圈456未進入接地導(dǎo)體GND的區(qū)域內(nèi)部的范圍內(nèi)，整個天線線圈456與接地導(dǎo)體GND重合。
為了利用流過基板2的接地導(dǎo)體GND的感應(yīng)電流，耦合用導(dǎo)體90不是必須的。然而，接地端子75、76與安裝目標(biāo)的基板的接地導(dǎo)體GND相連接，在此狀態(tài)下， 耦合用導(dǎo)體90 用作基板的接地導(dǎo)體的一部分，或者用作為擴展的接地導(dǎo)體。因此，根據(jù)耦合用導(dǎo)體90來決定基板2的接地導(dǎo)體GND的X軸方向的實際邊緣。由于該耦合用導(dǎo)體90預(yù)先一體地形成于天線裝置106 —側(cè)，因此，即使天線裝置106相對于基板2的安裝精度較低，天線裝置 106內(nèi)的天線線圈與接地導(dǎo)體GND的X軸方向的實際邊緣之間的位置關(guān)系也是固定的。其結(jié)果是，能獲得穩(wěn)定的天線特性，而不會受到天線裝置的安裝精度的影響。
《實施方式7》
圖15(A)是作為實施方式7的天線裝置107的立體圖，圖15(B)是其分解立體圖。 圖15(C)是表示磁通在該天線裝置107中通過的情形的圖。該天線裝置107包括多個磁性體片材和多個非磁性體片材，第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案形成于多個層中。另外，由第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案構(gòu)成大致呈盤旋形的天線線圈。
在多個磁性體片材12的第一主面(圖15中的上表面)上分別形成有半環(huán)形的第一導(dǎo)體圖案41、42。在非磁性體片材20的第一主面(圖15中的上表面)上分別形成有直線形的第二導(dǎo)體圖案51、52。在非磁性體片材20的第二主面上形成有輸入輸出端子71、 72。
所述第一導(dǎo)體圖案41、42與第二導(dǎo)體圖案51、52經(jīng)由形成于磁性體片材12的層間導(dǎo)體而相連接。另外，所述第二導(dǎo)體圖案51、52與輸入輸出端子71、72經(jīng)由形成于非磁性體片材20的層間導(dǎo)體而相連接。
由此,在所述輸入輸出端子71、72間，由所述第一導(dǎo)體圖案41、42、第二導(dǎo)體圖案 51、52、以及所述層間導(dǎo)體構(gòu)成兩匝大致呈盤旋形的天線線圈。
這樣，第一導(dǎo)體圖案41、42的線路長度與第二導(dǎo)體圖案51、52的線路長度也可以互不相同。即，磁性體也可以在從天線線圈的開口部的中心偏移的位置上實際貫穿該開口部。
在圖15(C)所示的朝向下，在天線裝置107的上方或右斜上方存在通信對象的天線。因此，磁通Φ進入第一導(dǎo)體圖案41、42與第二導(dǎo)體圖案51、52之間(天線線圈的開口部)，從磁性體層12的主要是端面穿出。在圖15的例子中，由于使第一導(dǎo)體圖案41、42的線路長度比第二導(dǎo)體圖案51、52更長，因此，如圖15(C)所示，能增大磁通Φ所射入的天線線圈的實際開口，獲得高增益的天線裝置。
在上述例子中，對可用于NFC等的HF頻帶的天線裝置進行了說明，但也可以構(gòu)成為如GSM、DCS那樣的UHF頻帶的天線裝置。
此外，本發(fā)明的天線裝置并不局限于利用磁性體片材、非磁性體片材來構(gòu)成的天線裝置，例如也可以用厚膜印刷法來形成磁性體層和非磁性體層。
如圖3、圖5所示，在將本發(fā)明的天線裝置粘貼于殼體的內(nèi)表面的情況下，優(yōu)選為將具有撓性的樹脂多層結(jié)構(gòu)體作為基體。另外，如圖9、13所示，在將本發(fā)明的天線裝置安裝于基板(印刷布線板)的情況下，優(yōu)選為將可用與其他安裝元器件相同的工序來進行安裝的剛性的陶瓷層疊體作為基體。
另外，在本發(fā)明的各實施方式中，示出了配置第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案且使其一部分與磁性體片材相接的例子，但本發(fā)明并不局限于此。 即，也可以采用以下結(jié)構(gòu)只在不與磁性體片材直接相接的非磁性體片材中配置第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案，并利用連續(xù)形成于磁性體片材和非磁性體片材的層間導(dǎo)體來連接這些導(dǎo)體圖案。
標(biāo)號說明0102]D…正面?zhèn)?103]GND…接地導(dǎo)體0104]H…前端部0105]I…殼體0106]2…基板0107]3…電池組0108]4…接觸銷0109]5…安裝元器件0110]10 14…磁性體片材0111]20 28…非磁性體片材0112]40 43…第一導(dǎo)體圖案0113]50 54…第二導(dǎo)體圖案0114]60 64…層間導(dǎo)體0115]71、72…輸入輸出端子0116]73、74…NC端子0117]75、76…接地端子0118]82…輸入輸出連接盤0119]84…NC連接盤0120]90…耦合用導(dǎo)體0121]101 107…天線裝置0122]201 206…通信終端裝置0123]456…天線線圈ο`
權(quán)利要求
1.一種天線裝置，其特征在于，包括 至少包含磁性體層的多個層； 配置于所述磁性體層的第一主面?zhèn)鹊闹辽僖粋€半環(huán)形或線狀的單層或多層的第一導(dǎo)體圖案； 配置于所述磁性體層的第二主面?zhèn)鹊闹辽僖粋€半環(huán)形或線狀的單層或多層的第二導(dǎo)體圖案；以及 設(shè)置于所述多個層上并與所述第一導(dǎo)體圖案和所述第二導(dǎo)體圖案相連接的層間導(dǎo)體，所述天線裝置還具備由所述第一導(dǎo)體圖案、所述第二導(dǎo)體圖案、以及所述層間導(dǎo)體所構(gòu)成的一匝或多匝的天線線圈。
2.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于， 所述第一導(dǎo)體圖案的至少一部分形成于所述磁性體層的第一主面，所述第二導(dǎo)體圖案的至少一部分形成于非磁性體層的第一主面，將該非磁性體層的第一主面配置成與所述磁性體層的第二主面相接。
3.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于， 所述第一導(dǎo)體圖案和所述第二導(dǎo)體圖案分別是互相平行的多個半環(huán)形或線狀的導(dǎo)體圖案，分別形成于平面上， 從卷繞方向來看，所述天線線圈呈盤旋形。
4.如權(quán)利要求1或2所述的天線裝置，其特征在于， 所述多個層包含配置于所述磁性體層的第一主面?zhèn)鹊囊粋€或多個非磁性體層、以及配置于所述磁性體層的第二主面?zhèn)鹊亩鄠€非磁性體層， 所述第一導(dǎo)體圖案形成于所述磁性體層及其第一主面?zhèn)鹊姆谴判泽w層，所述第二導(dǎo)體圖案形成于所述磁性體層的第二主面?zhèn)鹊姆谴判泽w層。
5.如權(quán)利要求4所述的天線裝置，其特征在于， 所述多個層包含多個磁性體層，所述第一導(dǎo)體圖案或所述第二導(dǎo)體圖案的至少一個導(dǎo)體圖案形成于多個磁性體層。
6.如權(quán)利要求1至5的任一項所述的天線裝置，其特征在于， 在所述多個層中的任意一個層中，在進行俯視時，由所述第一導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)體圖案所形成的圓環(huán)內(nèi)形成有與外部的接地端子導(dǎo)通而與所述天線線圈絕緣的耦合用導(dǎo)體。
7.如權(quán)利要求1至6的任一項所述的天線裝置，其特征在于， 所述第一導(dǎo)體圖案和所述第二導(dǎo)體圖案的線路長度互不相同。
8.一種通信終端裝置，其特征在于，包括 天線裝置； 與所述天線裝置相連接的通信電路；以及 內(nèi)置有所述天線裝置和所述通信電路的殼體， 所述天線裝置包括 至少包含磁性體層的多個層； 配置于所述磁性體層的第一主面?zhèn)鹊闹辽僖粋€半環(huán)形或線狀的第一導(dǎo)體圖案； 配置于所述磁性體層的第二主面?zhèn)鹊闹辽僖粋€半環(huán)形或線狀的第二導(dǎo)體圖案；以及 設(shè)置于所述多個層上并與所述第一導(dǎo)體圖案和所述第二導(dǎo)體圖案相連接的層間導(dǎo)體，所述天線裝置還具備由所述第一導(dǎo)體圖案、所述第二導(dǎo)體圖案、以及所述層間導(dǎo)體所構(gòu)成的一匝或多匝的天線線圈。
9.如權(quán)利要求8所述的通信終端裝置，其特征在于， 所述殼體包括朝向通信對象的前端部， 所述天線裝置配置于所述殼體的前端部附近。
10.如權(quán)利要求8或9所述的通信終端裝置，其特征在于， 所述第一導(dǎo)體圖案的路徑長度比所述第二導(dǎo)體圖案的路徑長度更長，對所述天線裝置進行配置，使得所述第一導(dǎo)體圖案側(cè)朝向通信對象的天線。
全文摘要
天線裝置(101)包括天線線圈，該天線線圈包括形成于磁性體層(10)的第一主面的第一導(dǎo)體圖案(40)；形成于非磁性體層(20)的第一主面的第二導(dǎo)體圖案(50)；以及連接第一導(dǎo)體圖案(40)和第二導(dǎo)體圖案(50)的層間導(dǎo)體(60)。包含第一導(dǎo)體圖案(40)和第二導(dǎo)體圖案(50)的天線線圈構(gòu)成大致呈盤旋形的圖案。該天線裝置(101)是以磁性體層和非磁性體層的層疊體為基體并在其內(nèi)外形成有規(guī)定的導(dǎo)體圖案的樹脂多層結(jié)構(gòu)體。利用該結(jié)構(gòu)，可構(gòu)成一種能以簡單的工序來制造的特性偏差較小的電氣特性優(yōu)異的天線裝置及具備該天線裝置的通信終端裝置。
文檔編號H01Q7/06GK103053074SQ20118003806
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者加藤登, 佐佐木純, 石野聰 申請人:株式會社村田制作所