天线装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线装置，并且更具体地涉及适于NFC (近场通信)的天线装置。
【背景技术】
[0002]近年来，移动电子设备诸如智能电话配备有RFID(射频识别:依靠无线电波的个体识别)系统，并且还配备有用于执行与阅读器/写入器等的近场通信的天线作为RFID的通信手段。
[0003]另外，移动电子设备设有金属屏蔽，以便保护内置电路免受外部噪声并且防止在装置内产生不必要的噪声辐射。具体而言，近来考虑到薄度、轻重量、抗跌落冲击的耐久性、设计等，移动电子设备的外壳本身由金属而不是树脂制成。金属外壳兼用作金属屏蔽的情况正在增加。然而，由于通常金属屏蔽屏蔽电波，因此当需要设置天线时，需要将天线布置在与金属屏蔽不重叠的位置。当金属屏蔽布置在大范围内时，天线的布置成为严重的问题。
[0004]为了解决上述问题，在例如日本专利N0.4，687，832和日本特开N0.2002-111363所公开的天线装置中，在导电层中形成开口，并形成连接开口与外边缘的狭缝，并且天线线圈布置成其内径部与开口重叠。在该配置中，电流在导电层中流动以便屏蔽通过在线圈导体中的电流的流动所产生的磁场，并且在导电层的开口周围流动的电流穿过狭缝周围，导致电流通过边缘效应也在导电层周围流动。其结果，磁场也从导电层中产生，并且导电层产生大的磁通回路，从而增加天线装置与通信方侧的设备的天线之间的通信距离。也就是说，可以使导电层充当用于提高天线线圈的通信距离的促进器。
[0005]另外，日本特开N0.2014-27389公开了具有其内侧具有开口的导体板的一部分布置成与线圈的一部分重叠的配置的天线装置。当在导体板中形成开口时，涡电流趋向于流动同时避开开口，其结果是涡电流高密度地集中在线圈上方的导体板上。这能够增加高密度涡电流与线圈之间的磁耦合并且改善通信特性。
[0006]在日本专利N0.4，687，832和日本特开N0.2002-111363中所描述的常规天线装置中，导电层整体上具有实心金属面(实心图案)，使得在具有大平面尺寸的导电层与线圈导体之间产生大的浮动电容，导致难以实现天线频率匹配。在频率匹配中，通过将电容添加到天线电路来设定所期望的谐振频率。然而，当电容由于浮动电容而已经很大时，难以通过添加电容来调节频率。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于提供能够容易实现频率匹配同时确保天线的通信距离的天线装置。本发明的另一个目的在于提供通过使用此类天线装置构造的具有高性能的移动电子设备。
[0008]为了解决以上问题，根据本发明的天线装置包括基板、环形或螺旋形地形成在基板上的天线线圈、以及布置成在平面图中与天线线圈重叠并且形成被夹在第一金属层与第二金属层之间的狭缝的第一金属层和第二金属层，狭缝与天线线圈的内径部重叠，第一金属层和第二金属层中的至少一者形成为具有开口的环形，并且天线线圈在平面图中与第一金属层和第二金属层中的至少一者的开口重叠。
[0009]根据本发明，第一金属层和第二金属层构成大的磁通回路，从而增加天线装置的通信距离。另外，第一金属层和第二金属层中的至少一者构成环形图案而不是所谓的实心图案，从而减小第一金属层和第二金属层中的至少一者与天线线圈之间的浮动电容，这能够容易地实现天线频率匹配。
[0010]在本发明中，优选地，第一金属层和第二金属层两者形成为在平面图中具有开口的环形，并且天线线圈布置成在平面图中与第一金属层和第二金属层两者的各个开口重叠。根据该配置，能够进一步减小在第一金属层和第二金属层与天线线圈之间产生的浮动电容，从而容易地实现天线平率匹配。
[0011 ] 在本发明中，优选地，天线线圈形成在基板的一个主面上，并且第一金属层和第二金属层形成在基板的另一个主面上。根据该配置，第一金属层和第二金属层相对于天线线圈被准确地定位，从而便于天线装置的处理和安装并且改善天性特性。
[0012]优选地，根据本发明的天线装置还包括设置成在平面图中与天线线圈重叠的第三金属层和第四金属层。另外，优选地，第三金属层和第四金属层两者形成为在平面图中具有开口的环形，并且天线线圈布置成在平面图中与各个第一金属层至第四金属层的各个开口重叠。在该配置中，穿过天线线圈的内径部的磁通经过被第一金属层至第四金属层围绕的区域，使得磁通的路径能够被集中在内径部上，从而增加天线的通信距离。另外，通过额外设置各自具有相对较小尺寸的第三金属层和第四金属层，可以增大磁通的回路尺寸同时减小与天线线圈互连的磁通的损耗，从而进一步有效地增加通信距离。
[0013]在本发明中，优选地，第一金属层整体上具有实心金属面，并且第二金属层形成为在平面图中具有开口的环形形状。在该情况下，天线线圈形成在基板的一个主面上且第一金属层和第二金属层形成在基板的另一个主面上的配置是可行的。另外，天线线圈形成在基板的一个主面上，第一金属层设置成与基板分开并且第二金属层形成在基板的另一个主面上的配置是可行的。根据后者的配置，构成安装有天线装置的移动电子设备诸如智能电话的外壳的金属体可以用作第二金属层，从而不需要使用用于构成第一金属层的专用金属层，从而减少移动电子设备的材料成本和重量。
[0014]在本发明中，优选地，第一金属层和第二金属层中的至少一者的环形的线宽在其整个周边是固定的，根据该配置，使在环形图案中流动的电流稳定，从而使天线装置稳定地执行通信。
[0015]优选地，根据本发明的天线装置还包括设置成在平面图中与天线线圈重叠的金属体以及设置在天线线圈与金属体之间的磁片。根据该配置，可以确保与天线线圈互连的磁回路的磁路，从而减小金属体的影响。
[0016]优选地，根据本发明的天线装置还包括设置成与天线线圈的内径部的至少中央部重叠的中央金属层，并且第一金属层和第二金属层分别布置在中央金属层的两侧，以便被夹在第一金属层与第二金属层之间。根据该配置，特别是当金属体设置在远离天线线圈的位置时，可以减小金属体的影响，从而增加天线的通信距离。
[0017]根据本发明，能够提供能够增加天线线圈的通信距离和便于频率匹配的天线装置。另外，根据本发明，能够提供通过使用这样的天线装置所构造的具有高性能的移动电子设备。
【附图说明】
[0018]本发明的上述特征和优点将从下面结合附图的某些优选的实施方式的描述更显而易见，其中:
[0019]图1A是示出根据本发明的第一实施方式的天线装置的配置的平面图；
[0020]图1B是当从与图1A相同的方向观看时天线线圈的透明图；
[0021]图2是沿着图1A的线Y-Y’截取的天线装置的截面图；
[0022]图3是用于说明第一金属层和第二金属层对天线线圈的作用的平面图；
[0023]图4是用于说明第一金属层和第二金属层对天线线圈的作用的截面图；
[0024]图5是示出根据本发明的第二实施方式的天线装置的配置的平面图；
[0025]图6是示出根据本发明的第二实施方式的天线装置的配置的截面图；
[0026]图7是示出根据本发明的第三实施方式的天线装置的配置的平面图；