薄膜線圈元件以及相關(guān)充電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型為一種線圈元件以及相關(guān)的充電裝置，特別是指以一薄膜形導(dǎo)體線圈結(jié)構(gòu)形成的薄膜線圈元件，以及多個薄膜線圈元件組合形成的充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無線充電，又稱作感應(yīng)充電或非接觸式感應(yīng)充電，是利用近場感應(yīng)，也就是電感耦合，由供電設(shè)備將能量傳輸至用電裝置。一般技術(shù)為在充電器中設(shè)有一磁芯，再于外部繞銅線圈，通電后可產(chǎn)生在某一個方向的電磁場，若施以交流電可產(chǎn)生交流電磁場，若在用電裝置內(nèi)有另一線圈接收交流電磁場，可轉(zhuǎn)化為電能，而供電給用電裝置，或?qū)ζ鋬?nèi)的充電電池進(jìn)行充電。由于充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量，沒有電線連接的必要。
[0003]傳統(tǒng)的線圈設(shè)計如圖1A與圖1B所示。圖1A顯示為一般無線充電模組的線圈，匝數(shù)為三圈，一端通電后能產(chǎn)生一感應(yīng)電磁場強(qiáng)度。為了增加感應(yīng)電磁場強(qiáng)度，可如圖1B所示，可增加平面線圈的繞線匝數(shù)至六圈，理論上可以增加感應(yīng)電磁場強(qiáng)度至兩倍。但是這樣會使線長增加兩倍以上，而影響到線圈整體的電阻值，降低無線充電的效率。
[0004]同時，無線充電仍有部分缺點待克服，如效率略低，一般充電器內(nèi)也有變壓器，但無線充電以第一線圈和第二線圈的組成，由于在結(jié)構(gòu)上有限制，能量傳送效率會略低一般充電器，再加上電源先由外部電路作降壓、整流及穩(wěn)壓后再到無線充電模組，轉(zhuǎn)換效率也會受限于外部電路的設(shè)計；以無線充電方式會因匝數(shù)增加導(dǎo)致線阻提升而發(fā)熱嚴(yán)重，其與傳統(tǒng)充電器有相同的問題，即便是正在充電時，會產(chǎn)生發(fā)熱的現(xiàn)象。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本說明書公開一種薄膜線圈元件以及相關(guān)充電裝置，其中薄膜線圈元件結(jié)構(gòu)上以一粘接層形成元件的中心結(jié)構(gòu)，制作過程中以導(dǎo)電薄膜材料為基材，而粘接層形成于此基材上，經(jīng)過圖案化制程形成在粘接層的兩個表面上的薄膜線圈結(jié)構(gòu)，經(jīng)形成貫穿粘接層的導(dǎo)體連接部，導(dǎo)體連接結(jié)構(gòu)即電連接粘接層兩個表面上的薄膜線圈結(jié)構(gòu)，于是形成薄膜線圈元件，之后可組合多個薄膜線圈元件制作一應(yīng)用線圈電磁感應(yīng)技術(shù)的充電裝置。
[0006]根據(jù)實施例之一，薄膜線圈元件包括一形成中心結(jié)構(gòu)的粘接層，其中材料可混有磁性材料，元件包括一第一薄膜線圈，形成于粘接層的第一表面上，由螺旋結(jié)構(gòu)的第一薄膜繞線所組成，第一薄膜繞線的外側(cè)具有對外連線的第一連接端口，內(nèi)側(cè)則具有第一繞線終點；另有一第二薄膜線圈，形成于粘接層的第二表面上，由螺旋結(jié)構(gòu)的第二薄膜繞線所組成，第二薄膜繞線的外側(cè)具有對外連線的第二連接端口，內(nèi)側(cè)具有第二繞線終點。
[0007]第一薄膜線圈與第二薄膜線圈之間可以一導(dǎo)體連接部相互電連接，導(dǎo)體連接部貫穿粘接層，連接了第一繞線終點與第二繞線終點。
[0008]在此結(jié)構(gòu)中，經(jīng)粘接層兩側(cè)的薄膜線圈的第一連接端口與第二連接端口之間的電流可于薄膜線圈元件中形成一感應(yīng)電磁場，而混有磁性材料的粘接層可增加薄膜繞線的感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢。
[0009]在一實施例中，形成于基板兩側(cè)的螺旋結(jié)構(gòu)的第一薄膜繞線與第二薄膜繞線中心部位各別也可形成有薄膜磁芯。
[0010]根據(jù)說明書所載實施例，組合以上一或多個薄膜線圈元件形成一充電裝置，可用以對具有一對應(yīng)線圈的電子裝置充電，充電裝置包括一或多個薄膜線圈元件，其中各薄膜線圈元件主要元件有一混有磁性材料的粘接層，以及形成于粘接層兩側(cè)的第一薄膜線圈與第二薄膜線圈，再以一導(dǎo)體連接部貫穿粘接層，以電連接第一薄膜線圈與第二薄膜線圈。充電裝置更包括一電源管理單元，能夠管理與控制由充電裝置內(nèi)一或多個薄膜線圈元件產(chǎn)生的感應(yīng)電力。
[0011]為了能更進(jìn)一步了解本實用新型為達(dá)成既定目的所采取的技術(shù)、方法及效果，請參閱以下有關(guān)本實用新型的詳細(xì)說明、附圖，相信本實用新型的目的、特征與特點，當(dāng)可由此得以深入且具體的了解，然而所附附圖與附件僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制者。
【附圖說明】
[0012]圖1A與圖1B示意顯示一般銅線圈的形式；
[0013]圖2A、2B顯示本實用新型元件中薄膜線圈的實施例示意圖；
[0014]圖3顯示本實用新型薄膜線圈元件的實施例示意圖；
[0015]圖4A至圖4F顯示制作本實用新型的薄膜線圈元件的實施例流程；
[0016]圖5顯示本實用新型具有磁芯結(jié)構(gòu)的薄膜線圈的實施例示意圖；
[0017]圖6顯示本實用新型薄膜線圈元件實施例的剖面示意圖；
[0018]圖7為本實用新型充電裝置的實施例示意圖。
[0019]【符號說明】
[0020]第一薄膜線圈21第二薄膜線圈22
[0021]第一薄膜繞線201第二薄膜繞線202
[0022]第一連接端口 203第二連接端口 204
[0023]第一繞線終點207第二繞線終點208
[0024]導(dǎo)體連接部301粘接層30
[0025]第一導(dǎo)電薄膜基材401第一薄膜線圈401’
[0026]粘接層材料403粘接層403’
[0027]第二導(dǎo)電薄膜材料402第二薄膜線圈402’
[0028]導(dǎo)體連接部405第一連接端口 407
[0029]第二連接端口 408第一薄膜磁芯409
[0030]第二薄膜磁芯410保護(hù)層400
[0031]薄膜線圈51，51’薄膜繞線501
[0032]連接端口503，503’薄膜磁芯 505，505’
[0033]繞線終點507，507’
[0034]粘接層60導(dǎo)體連接部601
[0035]基板70薄膜線圈元件701
[0036]電源管理單元703電源705
[0037]電子裝置72裝置端薄膜線圈元件721
【具體實施方式】
[0038]本實用新型提出一種薄膜線圈元件，是一種透過薄膜技術(shù)制作薄型而且可導(dǎo)電的薄膜裝置，本實用新型也涉及利用此薄膜線圈組合而成的充電裝置，特別是一種具有特定線寬而經(jīng)通電能產(chǎn)生感應(yīng)電磁場的薄膜線圈，可以應(yīng)用于無線充電的高增益薄膜線圈設(shè)計，經(jīng)組合多個薄膜線圈形成充電裝置。
[0039]值得一提的是，本實用新型所提出的薄膜線圈元件采用元件中的一粘接層成為薄膜線圈元件的中心結(jié)構(gòu)，也就是減少了一般會采用塑膠或特定材料的基材結(jié)構(gòu)，制作過程中可以一導(dǎo)電薄膜材料為基材，比如是一金屬箔，接著涂布一粘接材料在此基材上，并再于粘接材料的另一表面結(jié)合另一導(dǎo)電薄膜材料，之后經(jīng)過圖案化制程形成在粘接層的兩個表面上的薄膜線圈結(jié)構(gòu)，再以貫穿粘接層的導(dǎo)體連接部連接兩個薄膜線圈結(jié)構(gòu)后形成薄膜線圈元件。
[0040]說明書所公開的薄膜線圈元件的實施例采用薄膜設(shè)計的效果之一即便是增加匝數(shù)也不會明顯提升線圈整體的電阻值，可以有效提升充電效率，比如將充電效率從70%提升至80%以上，且不易有發(fā)熱的問題。此外，薄膜線圈的實施例之一可將線圈薄型化，并可立體化，可助于整個無線充電裝置的可燒性(flexibility)與薄型化(miniaturizat1n)，比如薄度可小于0.5mm。
[0041]圖2A顯示本實用新型元件中的薄膜線圈的實施例示意圖之一，此例的薄膜線圈為具有一螺旋方向的第一薄膜線圈21，由螺旋結(jié)構(gòu)的第一薄膜繞線201所組成，形成多匝數(shù)的薄膜線圈。此薄膜繞線較佳為由導(dǎo)體材料制成的薄膜，螺旋結(jié)構(gòu)中相鄰結(jié)構(gòu)具有一間距，使得電氣信號不致互相耦合或影響。此第一薄膜繞線201的外側(cè)具有對外(外部電路)連線的一連接端口，如圖示的第一連接端口 203，而內(nèi)側(cè)則具有一繞線終點，如圖示的第一繞線終點207。
[0042]相對地，圖2B接著示意表示有一個螺旋方式相反的第二薄膜線圈22，由螺旋結(jié)構(gòu)的第二薄膜繞線202所組成，同樣在相鄰的結(jié)構(gòu)有一間距，此間距與上述第一薄膜線圈21的結(jié)構(gòu)間距實質(zhì)上可一致，但也可不一致。同樣地，第二薄膜繞線202外側(cè)有對外連線的第二連接端口 204，內(nèi)側(cè)終端則有第二繞線終點208。
[0043]于