线圈电子部件及天线的制作方法

文档序号:13887643阅读:204来源:国知局

本公开涉及一种线圈电子部件及天线,尤其涉及一种在主体内含有磁性材料,并且所述主体包含多个片,而且具有线圈缠绕于所述主体的外部表面的结构的线圈电子部件及天线。



背景技术:

通常,如果电流流过线圈,则沿着与线圈垂直的方向产生磁场,从而会具有电感(inductance)。为了增加电感,需要增加线圈的匝数,然而,由于电子部件的大小处于小型化的趋势,不能盲目地增加匝数。此外,对作为线圈电子部件的一例的主(main)天线的情况而言,由于由空心线圈形态的环形(loop)天线构成,所以为了增加电感(inductance)而需要增加线圈(coil)的匝数,因此,导致直流电阻(rdc)的特性增加。此外,子(sub)天线也会主要沿着与线圈垂直的方向形成磁场,因此在增加识别角度方面存在局限性。

在此情况下,下述的专利文献1公开了一种对层叠有多张金属薄板的磁芯缠绕多个线圈,从而使各个线圈以并联方式连接的电子部件,但是存在着无法使被线圈缠绕的磁芯的特性多样化的问题。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)日本公开专利公报第1997-064634号



技术实现要素:

本公开旨在提供一种尺寸减小且通过将rdc值减少而增加效率并改善电感(inductance)特性的线圈电子部件及天线。

根据本公开的一例的线圈电子部件包括:主体,具有磁性特性;以及线圈,布置于所述主体的外部表面上。所述主体包含多个片,而且所述多个片中的最上部片及最下部片是保护片。

根据本公开的另一例的天线将具有磁性特性的主体作为芯部而包含,并将布置于所述主体的外部表面上的线圈作为线圈部而包含。所述芯部包含多个片,其中,最上部片和最下部片是保护片。所述天线布置于主(main)天线的位置或子(sub)天线的位置。

本公开提供一种将rdc值减小并改善电感特性的线圈电子部件及天线。

本公开提供一种既能够发挥同等的电特性,又能够减小尺寸的线圈电子部件及天线。

本公开提供一种将线圈稳定地布置而改善芯片部件的可靠性的线圈电子部件及天线。

本公开提供一种在线圈电子部件作为天线而应用时无需另外配备子(sub)天线,从而能够减小尺寸的线圈电子部件及天线。

附图说明

图1示出根据本公开的一例的线圈电子部件的示意性的立体图和针对该立体图的示意性的分解图。

图2示出根据图1的一变形例的示意性的分解图。

图3示出根据图1的另一变形例的分解图。

图4示出根据本公开的一变形例的线圈电子部件的示意性的立体图和针对该立体图的示意性的分解图。

图5示出根据图4的一变形例的分解图。

图6示出根据本公开的另一例的天线。

符号说明

100:线圈电子部件1:主体

1a、1b:上表面及下表面1c、1d:第一端面及第二端面

1e、1g:第一侧表面及第二侧表面11、12:最上部片、最下部片

13:磁性片2:线圈

21、22:上部线圈、下部线圈200:天线

具体实施方式

以下,参考具体实施形态及所附附图而对本公开的实施形态进行说明。但是,本公开的实施形态可以变形为多样的其他形态,而且本公开的范围并不局限于以下说明的实施形态。此外,提供本公开的实施形态的目的在于,对在本领域中具有平均知识水平的技术人员更为完整地说明本公开。因此,附图中的要素的形状、大小等为了更为明确的说明而可能被夸大,而且附图中利用相同的标号表示的要素为相同的要素。

而且,在附图中,为了更为明确地说明本公开而省略了与说明无关的部分,而且为了更为明确地表示多个层及区域而放大示出了厚度,并且,相同的思想范围内的功能相同的构成要素将使用相同的参照标号而进行说明。

在整个说明书中,当提到某部分“包括(包含)”某构成要素时,如果没有特别相反的记载,则表示可以包含构成要素,而并不排除构成要素。

以下,对根据本公开的一例的线圈电子部件及天线进行说明,但是并不一定局限于此。

线圈电子部件

图1是根据本公开的一例的线圈电子部件的示意性的立体图和针对该立体图的示意性的分解图。

参照图1,线圈电子部件100包含主体1和布置于主体的外部表面的线圈2。

所述主体1包含沿着厚度t方向彼此相向的上表面1a及下表面1b、沿着长度l方向彼此相向的第一端面1c及第二端面1d、沿着宽度w方向彼此相向的第一侧表面1e及第二侧表面1g,从而实质上可以形成为六面体形状,但是本公开并不局限于此。

所述主体的厚度t方向可以是多个片(sheet)所层叠的方向。

所述主体1包含多个片,而且所述多个片中的最上部片11及最下部片12是保护片。

在此情况下,保护片只要由用于保护包含在主体内的磁性物质的材质构成,则不受限制,例如,可以是印刷电路板(pcb)或者是柔性印刷电路板(fpcb:flexiblepcb)。

参照图1,线圈2以向主体的外部表面中的上表面、下表面及第一侧表面、第二侧表面的表面上突出的方式缠绕。在此情况下,所谓的以向表面上突出的方式缠绕表示:在准备以具有与最终的主体相同的形态的方式完成的主体之后,在该主体的外部表面上缠绕线圈。结果,线圈的宽度we与所述线圈从主体的外部表面突出的高度te相同。线圈的宽度we表示线圈的截面形状中的、从与主体接触的一点到与此相向的另一点之间的最短距离,而且当线圈的截面形状为圆形(round)形状时,线圈的宽度we表示圆的直径。

所述线圈2直接缠绕在主体的外部表面上而布置。在此情况下,为了减小线圈电子部件的尺寸,主体构成为由多个薄片层叠而形成的片,当对这样的主体直接缠绕线圈时,可能会由于锋利的边缘(edge)而发生线圈的断线,或者可能会发生主体的弯曲。

然而,根据本公开的一例的线圈电子部件通过使最上部片和最下部片由利用区别于磁性特性的材质形成的保护片构成,从而可以防止所述主体的弯曲或线圈断线的问题。由于最上部片和最下部片不构成主体的锋利的边缘(edge),所以会消除当在主体的外部表面直接缠绕线圈时发生线圈的断线等问题的可能性。其结果,即使在主体的边部位上直接缠绕线圈,也不会降低线圈电子部件的可靠性。

如上所述,当在主体的外部表面上直接缠绕线圈时,特别优选地,将印刷电路板作为保护片而使用,其原因在于,如果使用印刷电路板,则能够改善弯曲强度,并且能够充分吸收在进行绕线时主体所受到的压力。

参照图1,最上部片的上表面及下表面、最下部片的上表面及下表面均具有平坦的形状,而且在所述最上部片11和所述最下部片12之间布置有包含磁性物质的磁性片13。

在图1中,示出所述磁性片为一个的情形,但是根据材料设计及结构的设计,在作为保护片而构成的最上部片及最下部片之间可以布置有多个磁性片。

接着,图2示出根据图1的一变形例的示意性的分解图。参照图2,最上部片的宽度方向的两个端部可朝向主体的下表面延伸,并且最下部片的宽度方向的两个端部可朝向主体的上表面延伸。这意味着沿着主体的宽度方向相向的主体的第一侧表面及第二侧表面由保护片构成。结果,在缠绕线圈时,线圈与主体所接触的主体的外部表面中,整个表面由保护片构成,因此,线圈电子部件的可靠性可以进一步得到改善。

参照图2,在形成于最上部片和最下部片之间的空的空间内填充有磁性物质。填充磁性物质的方法没有特别的限定,可以使用包含磁性粉末的浆料(slurry),或者可以将与所述空的空间具有相同形状的形态的磁性片层叠,但是并不局限于此。

图2中,示出了线圈朝向沿着主体的宽度方向而彼此相向的第一侧表面及第二侧表面的外部表面暴露的情形,但是布置线圈的方法并不局限于此。例如,可以通过如下方式形成线圈(未示出):在沿着主体的宽度方向彼此相向的最上部片及最下部片的两个端部制备贯通最上部片及最下部片的通孔,并利用导电物质填充该通孔,从而形成贯通主体的上表面及下表面的过孔电极,据此,使线圈不暴露于主体的第一侧表面及第二侧表面。

然后,图3是根据图1的另一变形例的分解图。

参照图3,主体1内的最下部片的下表面平坦,而上表面具有凹入的形状;最上部片的上表面平坦,而且下表面具有凹入的形状。在所述最上部片和所述最下部片之间填充有磁性物质,然而由于所述最上部片的下表面凹入,并且所述最下部片的上表面凹入,因此,填充磁性物质的区域的截面具有中央部凸出的形状。

最上部片的下表面凹入的程度和最下部片的上表面凹入的程度可以根据材料设计或结构设计而适当地限定,其程度没有特别地限制,但是凹入的程度越大,在最上部片和最下部片之间能够填充更多的磁性物质,因此是优选的。

另外,为了最小化主体的大小(尤其,主体的厚度),优选地,最上部片的上表面及下表面均为平坦的面,但是在此情况下,当填充磁性物质的空间受限或填充较多的磁性物质时,最上部片因布置于其下部的磁性物质而上表面可能会凹入而发生外观不良,因此,优选地,最上部片的下表面的凹入程度形成得较小。其结果,更优选地,最上部片的下表面的凹入的程度可小于最下部片的上表面的凹入的程度。

另外,所述磁性物质只要是具有磁性特性的材质就可以采用,例如可以包括从铁(fe)、fe-si系合金、铝硅铁粉(fe-si-al,sendust)、坡莫合金(fe-ni,permalloy)、fe-si-cr系合金、fe-si-b-cr系非晶质合金中选择的合金中的一种以上,但是并不局限于此。

参照图3,最上部片的下表面中的沿着宽度方向彼此相向的两个端部可以被布置成与最下部片的上表面中的沿着宽度方向彼此相向的两个端部彼此接触。

在此情况下,布置于所述最上部片和所述最下部片之间的包含磁性物质的磁性片具有如下的结构:在最上部片的下表面中的中央区域与最下部片的上表面中的中央区域之间的空间埋设有磁性物质。

图3中,示出了线圈从沿着主体的宽度方向彼此相向的第一侧表面及第二侧表面的外部表面暴露的情形,但是布置线圈的方法并不局限于此。例如,可以以如下方式形成线圈(未示出):在沿着主体的宽度方向彼此相向的最上部片及最下部片的两个端部制备贯通最上部片及最下部片的通孔,并利用导电物质而填充该通孔,从而形成贯通主体的上表面及下表面的过孔电极,据此,使线圈不暴露于主体的第一侧表面及第二侧表面。

接着,图4示出根据本公开的一变形例的线圈电子部件的示意性的立体图和针对该立体图的示意性的分解图。

参照图4,所述最上部片和最下部片可以是柔性印刷电路板。

当然,可以将所述柔性印刷电路板变更为印刷电路板,而且只要使所述最上部片及最下部片区别于具有磁性特性的磁性片而执行保护片的作用就可以,具体的材质则不受限制。

参照图4,布置于主体1的外部表面上的线圈2包含上部线圈21和下部线圈22。上部线圈布置于主体的多个片中的最上部片的上表面上,下部线圈布置于最下部片的下表面上。

所述上部线圈和所述下部线圈可以由具有多个条带(strip)形状的线圈图案构成,而且所述条带形状可以在最下部片的下表面上以相对宽度方向倾斜预定角度的方式布置,并且可以在最上部片的上表面上以相对宽度方向倾斜预定角度的方式布置。在此情况下,多个条带形状中的相邻的条带形状可以彼此平行地布置。

确保条带的匝数越多,则越能够改善线圈电子部件的电感特性,但是考虑到最上部片以及最下部片的面积、线圈电子部件的厚度,可以适当地选择条带的匝数。

所述上部线圈中的具有条带形状的线圈图案和所述下部线圈中的具有条带形状的线圈图案可以通过过孔电极而彼此电连接。更具体而言,为了将最上部片的上表面上的上部线圈和最下部片的下表面上的下部线圈彼此电连接,可以在布置于所述最上部片和最下部片之间的磁性片的两个端部上布置过孔电极。

如上所述,在通过过孔电极而将上部线圈及下部线圈的线圈图案彼此连接的情况下,相比于在主体的外部表面上缠绕线圈的情形,可以不受主体的弯曲强度所造成的影响。例如,在将线圈直接缠绕(winding)在主体的外部表面上的情况下,由于在进行缠绕时发生的压力,主体的外部表面上可能会发生机械损伤,但是在通过过孔电极而布置线圈的情况下,机械损伤的可能性得到减少。

图5示出根据图4的一变形例的示意性的分解图。

参照图5,最上部片的沿宽度方向彼此相向的两个端部形成为朝向下表面延伸,而且最下部片的沿宽度方向上彼此相向的两个端部形成为朝向上表面延伸。在此情况下,最上部片的沿宽度方向彼此相向的一端部可以与最下部片的沿宽度方向彼此相向的一端部接触,而且最上部片的沿宽度方向彼此相向的另一端部可以与最下部片的沿宽度方向彼此相向的另一端部接触。

在此情况下,在最上部片和最下部片之间形成有占有预定的体积且沿着主体的宽度方向彼此相向的两个端部被封闭的空的空间(cavity)。

在所述空的空间填充有磁性物质。所述磁性物质可以以具有板状片形状的方式被填充,但是并不局限于此。

参照图5,上部线圈和下部线圈可以通过布置于最上部片和最下部片的过孔(via)电极而连接,在此,在最上部片的两个端部和最下部片的两个端部形成为分别朝向下表面及上表面而延伸的情况下,在该延伸的片的两个端部布置有过孔电极,而且可以在两个端部上以预定间距相隔而布置有多个。

在此情况下,只在最上部片和最下部片布置有过孔电极,因此,可以省略在磁性片上形成专门的过孔电极的工序,从而能够提高制造工艺的效率。

根据具有上述结构的线圈电子部件,可以减小rdc特性,并能够改善电感特性,而且在发挥相同的电特性的同时还能够减小尺寸,并可以稳定地布置线圈,从而能够改善芯片部件的可靠性。

天线

根据本公开的另一例,提供一种将上述的所述线圈电子部件内的主体作为芯部而包含、并将线圈作为线圈部而包含的天线。

所述天线可以用于近场通信(nfc:nearfieldcommunication)、磁力安全传输(mst:magneticsecuretransmission)等,可大体由线圈部和芯部构成,线圈部起到将电信号转换为电磁信号的作用,芯部起到防止退磁场(demagnetizingfield)所引起的识别距离减小的功能。

所述天线200的芯部是具有多个磁性特性的主体,而且所述主体包含多个片,所述多个片中的最上部片和最下部片是保护片。此外,所述天线200的线圈部布置于芯部的外部表面上,并可以形成一个磁路(magneticcircuit)。

所述天线200可以布置于主(main)天线的位置或子(sub)天线的位置。

当所述天线作为主(main)天线而使用时,与由于现有的主环形(loop)天线的尺寸大而需要在电池的表面或手机的后表面外盖布置天线的情形不同,因小型化的尺寸而能够自由地布置于电子部件内的任何的位置。此外,所述天线相比于现有的主环形天线,能够显著地提升识别距离,因此即使不配备另外的子(sub)天线,也能够维持通常要求的天线的性能。

另外,在所述天线200作为子(sub)天线而使用时,能够与现有的主环形天线串联连接或并联连接而有助于识别距离的提高。

图6示出天线200代替现有的主环形天线的情形,在此情况下,即使不配备另外的子天线也能够提高识别距离,而且可以更为敏感地响应于与识别对象之间的距离及角度变化。

在此,将除了上述的说明以外的、与根据上文中提到的本公开的一例的线圈电子部件的特征重复的说明省略。

本公开并不会受限于上述的实施形态以及所附附图,而是需要根据所附权利要求书记载的范围而限定。因此,在不脱离记载于权利要求书中的本公开的技术思想的范围内,可以被本领域中具有基本知识的技术人员实现多样的形态的置换、变形及变更,而且这也将属于本公开的范围内。

另外,本公开中使用的术语“一例(一示例)”不表示彼此相同的实施例,提供该术语的目的在于对各自彼此不同的特征进行强调而说明。然而,所提出的示例不排除与另一示例的特征结合而实现,例如,即使在特定的一示例中说明的事项没有在另一示例中说明提到,只要没有与该事项相反或存在矛盾的说明,则可以理解为是与另一示例相关的说明。

另外,本公开中使用的术语只是为了说明一示例而用到的术语,其并非旨在限制本公开。在此,只要文脉上没有明确的其他含义,单数的表述包含复数的表述。

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