線圈天線及天線裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種線圈天線及天線裝置，包括：天線基板；線圈，該線圈形成在所述天線基板的一個主面上；以及磁性體片材，該磁性體片材形成在所述天線基板的一個主面上，在所述天線基板的外周緣側(cè)，在所述天線基板與所述磁性體片材之間設(shè)有保持部。由于在磁性體片材的外周緣附近的、天線基板與磁性體片材之間設(shè)有保持部，因此在對天線基板與磁性體片材進(jìn)行壓接時，保持部能使磁性體片材與天線基板直接密接。其結(jié)果，壓接時的壓力均勻地傳遞到保持部，能防止磁性體片材從天線基板剝離。
【專利說明】線圈天線及天線裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及天線裝置，尤其涉及HF頻帶的RFID標(biāo)簽、讀寫器所利用的天線裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]RFID (Rad1 Frequency Identificat1n:射頻識別)作為費用系統(tǒng)、物品管理系統(tǒng)已得到普及。在RFID系統(tǒng)中，以非接觸方式來使讀寫器和RFID標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，在這些器件之間收發(fā)高頻信號。讀寫器和RFID標(biāo)簽分別包括:用于處理高頻信號的無線IC芯片；及用于發(fā)送和接收高頻信號的天線元件。
[0003]若例如是利用13.56MHz頻帶的HF頻帶RFID系統(tǒng)，則使用線圈天線來作為天線。并且，讀寫器側(cè)的線圈天線與RFID標(biāo)簽側(cè)的線圈天線經(jīng)由感應(yīng)磁場進(jìn)行耦合。
[0004]這種RFID系統(tǒng)近年來也搭載在移動電話以及智能手機等中。已知在移動電話或智能手機的由金屬板制成的殼體中設(shè)置線圈天線，并用作RFID標(biāo)簽。
[0005]通常，對于在移動電話和智能手機中搭載線圈天線的情況，在作為移動電話以及智能手機殼體的金屬板I上形成有線圈天線I。線圈天線I從金屬板I 一側(cè)起依次配置有粘接片材2、天線基 板3、磁性體片材5。天線基板3的兩個主面上形成有由銅等電極材料等卷繞I匝以上而成的線圈4a和4b。該天線基板3經(jīng)由粘接片材2粘接固定在金屬板I上。此外，已知為了提高通信性能，在天線基板3的上表面設(shè)置磁性體片材5。
[0006]根據(jù)移動電話和智能手機的不同，如圖1 (A)、圖1⑶所示，有時會具有將金屬部I的一部分切除的切除部11。對應(yīng)地也會在線圈天線I上設(shè)置大致相同形狀的開口部7。此時，設(shè)置成金屬板I的切除部11與線圈天線I的開口部7 —致。
實用新型內(nèi)容
[0007]由此，若采用在金屬板I的端緣部或端緣部附近形成有切除部11的結(jié)構(gòu)，則需要如下那樣的結(jié)構(gòu)。
[0008](I)由于磁通會集中在切除部11的內(nèi)周緣端部，因此優(yōu)選在金屬板I的切除部11的端緣附近配置線圈4a和4b。
[0009](2)由于在將貫通切除部11的磁通引導(dǎo)至移動終端的外周部時，能提高通信性能，因此優(yōu)選磁性體片材5形成得比線圈天線I的線圈4a和4b大。
[0010](3)為了使線圈天線I與金屬板10(下文也稱為安裝基板)緊密固定，需要在線圈天線I的整個面上貼附粘接片材2。(實質(zhì)上，天線基板3與粘接片材2為相同形狀)
[0011]基于1-3的設(shè)計，在制造線圈天線I時，以粘接片材2、天線基板3、磁性體片材5的順序來層疊并壓接，但由于天線基板3的線圈4a和4b具有厚度，會在金屬板10的切除部11附近傾斜地形成，因此可能會在線圈天線I的外緣部分(圖2和圖3的虛線部分)的區(qū)域產(chǎn)生空隙，導(dǎo)致未緊密接合。如圖3所示，即使為了強化而加壓，壓力也難以傳遞到下述虛線部分，導(dǎo)致密接不充分，會產(chǎn)生磁性體片材I從該端緣部剝離的問題。[0012]本實用新型的目的在于提供一種難以在天線基板與磁性體片材之間產(chǎn)生剝離的線圈天線以及天線裝置。特別地，目的在于在線圈形成在天線基板的中央部側(cè)的線圈天線中，防止磁性體片材從天線基板剝離。
[0013]本實用新型的一種線圈天線的特征在于，包括:天線基板；線圈，該線圈形成在天線基板的一個主面上；以及磁性體片材,該磁性體片材形成在天線基板的一個主面?zhèn)?在天線基板的外周緣側(cè)，在天線基板與磁性體片材之間設(shè)有保持部。
[0014]由于在磁性體片材的外周緣附近的、天線基板與磁性體片材之間設(shè)有保持部，因此在對天線基板與磁性體片材進(jìn)行壓接時，保持部能使磁性體片材與天線基板直接密接。其結(jié)果，壓接時的壓力均勻地傳遞到保持部，能防止磁性體片材從天線基板剝離。
[0015]本實用新型的線圈天線的特征在于，保持部的厚度與線圈實質(zhì)相同。
[0016]當(dāng)保持部的厚度與線圈實質(zhì)相同時，磁性體片材與保持部在相同的高度位置緊密接合，因此較為優(yōu)選。
[0017]本實用新型的線圈天線的特征在于，在天線基板的中央?yún)^(qū)域形成有開口孔，線圈形成在開口孔附近。
[0018]在上述那樣的結(jié)構(gòu)下，線圈傾斜地形成在天線基板的開口附近、即天線基板的中央部側(cè)。因此，在天線基板的外周側(cè)未形成線圈圖案，因而不會對磁性體片材進(jìn)行保持，磁性體片材容易剝離。本實用新型申請的技術(shù)思想尤其適用于具有這種結(jié)構(gòu)的線圈天線。
[0019]本實用新型的線圈天線的特征在于，保持部由線狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該線狀結(jié)構(gòu)由與線圈相同的圖案構(gòu)成。
[0020]該情況下，使用與印刷線圈時相同的圖案就能在天線基板的外周附近形成保持部。形成保持部的工序較為容易，能簡單地進(jìn)行制造。
[0021]本實用新型的線圈天線的特征在于，保持部通過將線圈中、位于天線基板的最外周側(cè)的線圈引出到天線基板的外周部側(cè)而形成。
[0022]該情況下，通過使位于天線基板最外周側(cè)的線圈本身引出到天線基板的外周部側(cè)，來使磁性體片材的大部分被該保持部保持，因此能使壓接更穩(wěn)定，從而能更可靠地防止磁性體片材的剝離。
[0023]本實用新型的線圈天線的特征在于，在天線基板的另一主面上形成有線圈，形成有線圈的天線基板的另一主面?zhèn)刃纬捎姓辰悠摹?br> [0024]該情況下，由于線圈天線主體上設(shè)有粘接片材，因此容易安裝到安裝基板上。
[0025]本實用新型的線圈天線的特征在于，在天線基板的外周側(cè)，在天線基板與粘接片材之間設(shè)有保持部。
[0026]由于不僅在天線基板的磁性體片材一側(cè)、也在粘接片材一側(cè)設(shè)置保持部，因此為磁性體片材與天線基板的高度位置進(jìn)一步相一致的結(jié)構(gòu)。因此，在將磁性體片材、天線基板以及樹脂片材壓接時，磁性體片材與保持部進(jìn)一步密接，不容易產(chǎn)生剝離。
[0027]本實用新型的線圈天線的特征在于，在磁性體片材的外周緣中的天線基板側(cè)的部分設(shè)有厚度與天線的線圈厚度相同的肋狀物來作為保持部。
[0028]由于不在天線基板側(cè)，而在磁性體片材一側(cè)設(shè)置作為保持部的肋狀物，因此無需形成較多線圈圖案，能僅利用磁性體片材的形狀來提高密接性。
[0029]本實用新型的天線裝置包括:安裝基板；天線基板，該天線基板形成在安裝基板上；線圈，該線圈形成在天線基板的兩個主面上；磁性體片材，該磁性體片材形成在天線基板的一個主面?zhèn)龋徽辰悠?，該粘接片材形成在天線基板的另一主面?zhèn)?；線圈天線，該線圈天線在天線基板與磁性體片材之間及/或天線基板與粘接片材之間的、天線基板的外周緣側(cè)設(shè)有保持部；以及收發(fā)電路，該收發(fā)電路與線圈天線電連接，其特征在于，安裝基板的中央部形成有切除部，線圈天線形成有與安裝基板的切除部相對應(yīng)的開口孔，線圈天線的線圈形成在開口部的周緣側(cè)。
[0030]對于上述那樣在安裝基板的中央部構(gòu)成切除部、設(shè)有與該切除部相對應(yīng)的開口孔的線圈天線的情況，線圈傾斜地形成在天線基板的開口孔附近、即天線基板的中央部側(cè)。因此，在天線基板的外周側(cè)未形成線圈圖案，因而不會對磁性體片材進(jìn)行保持，磁性體片材容易剝離。本實用新型申請的技術(shù)思想尤其適用于具有這種結(jié)構(gòu)的天線裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1(A)、圖1(B)是現(xiàn)有技術(shù)的天線裝置的示意圖。
[0032]圖2是沿圖1 (A)和圖1⑶的AA’線的剖面圖。
[0033]圖3是對現(xiàn)有技術(shù)的天線裝置施加壓力時的示意圖。
[0034]圖4是本實用新型實施例1的線圈天線的示意圖。
[0035]圖5是本實用新型實施例1的另一方式的示意圖。
[0036]圖6是本實用新型實施例1的變形例即實施例2的示意圖。
[0037]圖7是本實用新型實施例1的變形例即實施例3的示意圖。
[0038]圖8是本實用新型實施例1的變形例即實施例4的示意圖。
【具體實施方式】
[0039]<實施例1>
[0040][結(jié)構(gòu)]
[0041]圖1(A)、圖1(B)是現(xiàn)有技術(shù)的天線裝置的示意圖，而且也使本實用新型的天線裝置的示意圖。天線裝置具有線圈天線1、安裝有線圈天線I的安裝基板10、以及與線圈天線I電連接的收發(fā)電路(未圖示)。
[0042]安裝基板10是設(shè)置在移動電話及智能手機內(nèi)的安裝基板10，使用金屬板、或利用金屬對表面進(jìn)行了鍍敷的板材。另外，本實用新型的安裝基板10的一部分上設(shè)有切除部
11。并不一定要設(shè)置切除部11，即使是未設(shè)置切除部11的形狀，也能適用本實用新型。
[0043]圖4是本實用新型的線圈天線I的俯視圖。
[0044]本實用新型的線圈天線I具有天線基板3、將線圈天線I與安裝基板10粘接固定的粘接片材2、以及為了強化磁耦合而設(shè)置的磁性體片材5。
[0045]本實用新型的天線基板3的第一面上形成有第一線圈4a，與第一面的第二面上形成有第二線圈4b。
[0046]這里，天線基板3由PET基板構(gòu)成，其平面形狀為矩形。天線基板3并不限于此，例如也可以使用柔性基板等。
[0047]第一線圈4a和第二線圈4b通過使由銅箔、鋁箔那樣較薄的金屬材料構(gòu)成的電極圖案呈環(huán)形地繞行一次或多次而形成。第一線圈4a與第二線圈4b的繞行方向相同，且第一線圈4a與第二線圈4b經(jīng)由設(shè)置在基板上通孔(未圖示)而導(dǎo)通，并串聯(lián)連接。另外，繞行方向及繞行數(shù)等可以根據(jù)各種要求而適當(dāng)變更。圖4中繞行了 4次(4環(huán))。
[0048]考慮該第一線圈4a及第二線圈4b的電感、或第一線圈4a與第二線圈4b的線間電容等電容來設(shè)計線圈圖案的線寬、線間距，使其在通信所使用的信號的頻率附近諧振。
[0049]本實用新型中，在天線基板3的中央部分形成有開口部7。該開口部7大多以和安裝基板10的切除部11形狀相對應(yīng)的方式來構(gòu)成。對于設(shè)有這種開口部7的情況，磁通會集中在切除部11的內(nèi)周緣端部，因此大多會在開口部7附近繞行第一線圈4a或第二線圈4b。因此，會在線圈天線I的外周部附近空出與線圈厚度相當(dāng)?shù)目臻g。
[0050]此外，經(jīng)由從第一線圈4a和第二線4b圈引出的導(dǎo)線來與收發(fā)電路(未圖示)電連接。收發(fā)電路中例如設(shè)有RFID用IC芯片和匹配電路。
[0051]本實用新型申請中，在天線基板3與磁性體片材5之間設(shè)有對磁性體片材5進(jìn)行保持的保持部6。由此，即使將天線基板3與磁性體片材5重疊并壓接，由于保持部6的存在，天線基板3與磁性體片材5會經(jīng)由保持部6而密接，因此磁性體片材5不容易剝離。對于保持部6的材料，可以使用由與第一線圈4a相同的材料制成的電極材料，也可以使用不同的電極材料、金屬、甚至樹脂等。此外，保持部6的厚度優(yōu)選為實質(zhì)上與第一線圈4a相同的厚度。此時，優(yōu)選使磁性體片材5與保持部6在相同的高度位置緊密接合。然而，并不一定要厚度相同，只要能獲得本實用新型申請的效果，厚度略厚或略薄均可。
[0052]如圖4所示，特征在于，對于該保持部6，實質(zhì)上將具有與第一線圈4a相同的線圈寬度的線圈圖案設(shè)置在天線基板3的兩個主面的外周側(cè)(即，在磁性體片材5及粘接片材2的外周側(cè)也有)，且不與第一線圈4a及第二線圈4b電連接。這樣，只要在形成第一線圈4a及第二線圈4b的同時形成相同圖案的線圈即可，能容易地形成保持部6。此外，由于該保持部6不與第一線圈4a電連接，因此，即使設(shè)置該保持部6，也不會對天線特性產(chǎn)生實質(zhì)性影響。
[0053]此外，本實用新型的粘接片材2用于在安裝基板10、即金屬板材或鍍敷了金屬的板材上粘接固定線圈天線I。因此，其尺寸優(yōu)選為具有與線圈天線I相同的面積。其使用了例如丙烯酸、環(huán)氧等樹脂材料，但并不限于此。而且厚度、粘度等也能進(jìn)行各種調(diào)整。
[0054]本實用新型的磁性體片材5設(shè)置在天線基板3的未形成粘接片材2 —側(cè)。這是為了在線圈4a和4b內(nèi)部感應(yīng)磁通，從而在線圈4a和4b中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢而設(shè)置的。磁性體片材5優(yōu)選使用例如由Mn-Zn鐵氧體、N1-Zn鐵氧體等構(gòu)成的材料,但并不限于此。此外，磁性體片材5的結(jié)構(gòu)優(yōu)選為大到完全覆蓋線圈天線I的程度。這是因為，若將貫通安裝基板10的切除部11的磁通引導(dǎo)至移動終端的外周部，則更能提高通信性能。然而，也可以不完全覆蓋而露出一部分。
[0055]此外，保持部6也可以如圖5所示，僅形成在天線基板3的磁性體片材5 —側(cè)。也可以僅形成在粘接片材2 —側(cè)。僅形成在天線基板3的任何一側(cè)都能大幅改善特性。
[0056]<實施例2>
[0057]圖6是實施例1的變形例即實施例2。實施例2中，在天線基板3與粘接片材2之間、上述天線基板3的外周緣附近也設(shè)有對粘接片材2進(jìn)行保持的保持部6。其它內(nèi)容與實施例I相同。
[0058]該結(jié)構(gòu)下，由于不僅在天線基板3的磁性體片材5 —側(cè)、也在粘接片材2 —側(cè)設(shè)置保持部6，因此為磁性體片材5與天線基板3的高度位置進(jìn)一步相一致的結(jié)構(gòu)。因此，在將磁性體片材5、天線基板3以及樹脂片材壓接時，磁性體片材5與保持部6進(jìn)一步密接，磁性體片材5、樹脂片材均難以產(chǎn)生剝離。
[0059]<實施例3>
[0060][結(jié)構(gòu)]
[0061]圖7是實施例1的變形例即實施例3。實施例3中，將第一線圈4a及第二線圈4b中位于最外周側(cè)的線圈4aa和4ba延伸到磁性體片材5的外周部側(cè)來形成。該位于最外周側(cè)的線圈4aa和4ba起到保持部6的作用。其它內(nèi)容與實施例1相同。
[0062]該結(jié)構(gòu)下，通過將實質(zhì)上對線圈4a和4b特性不起作用的位于最外周側(cè)的線圈圖案4aa和4ba本身引出到磁性體片材5的外周部側(cè)，使得磁性體片材5的大部分由該保持部6來保持，能進(jìn)一步增加密接面積，從而能更可靠地防止磁性體片材5的剝離。另外，雖然位于最外周側(cè)的線圈圖案4aa和4ba會與其它線圈圖案4a和4b電連接,但由于電流以最短距離流動，因此幾乎不會在外周部有電流流過，因此不會對天線特性產(chǎn)生實質(zhì)性影響。
[0063]<實施例4>
[0064][結(jié)構(gòu)]
[0065]圖8是實施例1的變形例即實施例4。實施例4中，并非利用第一線圈4a來構(gòu)成保持部6，而是在磁性體片材5的外周緣設(shè)置厚度與第一線圈4a實質(zhì)相同的肋狀物6a。其它內(nèi)容與實施例1相同。
[0066]該結(jié)構(gòu)下，由于在磁性體片材5的外周緣設(shè)置肋狀物6a來作為保持部，因此無需形成過多的線圈圖案，能夠僅利用磁性體片材5的形狀來提高密接性。
[0067]標(biāo)號說明
[0068]I線圈天線
[0069]2粘接片材
[0070]3天線基板
[0071]4a, 4b 線圈
[0072]4aa, 4ba最外周側(cè)的線圈
[0073]5磁性體片材
[0074]6保持部
[0075]6a肋狀物
[0076]7 開口部
[0077]10安裝基板
[0078]11切除部
【權(quán)利要求】
1.一種線圈天線，其特征在于，包括: 天線基板； 線圈，該線圈形成在所述天線基板的一個主面上；以及 磁性體片材,該磁性體片材形成在所述天線基板的一個主面?zhèn)龋? 在所述天線基板的外周緣側(cè)， 在所述天線基板與所述磁性體片材之間設(shè)有保持部。
2.如權(quán)利要求1所述的線圈天線，其特征在于， 所述保持部的厚度與所述線圈實質(zhì)相同。
3.如權(quán)利要求1或2所述的線圈天線，其特征在于， 在所述天線基板的中央?yún)^(qū)域形成有開口孔，所述線圈形成在所述開口孔附近。
4.如權(quán)利要求1或2的任一項所述的線圈天線，其特征在于， 所述保持部由線狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該線狀結(jié)構(gòu)由與所述線圈相同的圖案構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求3的任一項所述的線圈天線，其特征在于， 所述保持部由線狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該線狀結(jié)構(gòu)由與所述線圈相同的圖案構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1或2的任一項所述的線圈天線，其特征在于， 所述保持部通過將所述線圈中、位于所述天線基板的最外周側(cè)的線圈引出到所述天線基板的外周部側(cè)而形成。
7.如權(quán)利要求3的任一項所述的線圈天線，其特征在于， 所述保持部通過將所述線圈中、位于所述天線基板的最外周側(cè)的線圈引出到所述天線基板的外周部側(cè)而形成。
8.如權(quán)利要求1或2的任一項所述的線圈天線，其特征在于， 在所述天線基板的另一主面上形成有所述線圈， 形成有所述線圈的所述天線基板的另一主面?zhèn)刃纬捎姓辰悠摹?br> 9.如權(quán)利要求8所述的線圈天線，其特征在于， 在所述天線基板的外周側(cè)， 在所述天線基板與所述粘接片材之間設(shè)有所述保持部。
10.如權(quán)利要求1或2的任一項所述的線圈天線，其特征在于， 在所述磁性體片材的外周緣中的所述天線基板側(cè)的部分設(shè)有厚度與所述天線的線圈厚度相同的肋狀物來作為所述保持部。
11.一種天線裝置，包括: 安裝基板； 天線基板，該天線基板形成在所述安裝基板上； 線圈，該線圈形成在所述天線基板的兩個主面上； 磁性體片材,該磁性體片材形成在所述天線基板的一個主面?zhèn)龋? 粘接片材，該粘接片材形成在所述天線基板的另一主面?zhèn)龋? 線圈天線，該線圈天線在所述天線基板與所述磁性體片材之間及/或所述天線基板與所述粘接片材之間的、所述天線基板的外周緣側(cè)設(shè)有保持部；以及收發(fā)電路，該收發(fā)電路與所述線圈天線電連接，其特征在于， 所述安裝基板的中央部形成有切除部，所述線圈天線形成有與所述安裝基板的切除部相對應(yīng)的開口孔，所述線圈天線的線圈形 成在所述開口部的周緣側(cè)。
【文檔編號】H01Q7/06GK203826559SQ201320878055
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】高嚴(yán), 肖艷麗 申請人:無錫村田電子有限公司