线圈模块、天线装置以及电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备螺旋线圈以及由磁屏蔽材料构成的磁屏蔽层的线圈模块，特别是涉及具有含有磁性粒子的磁性树脂层作为磁屏蔽层的线圈模块、使用了该线圈模块的天线装置以及电子设备。本申请是以在日本于2013年3月19日申请的日本专利申请编号特愿2013-056045作为基础主张优先权的申请，通过参照该申请而将其援用于本申请。
【背景技术】
[0002]在近年来的无线通信设备中，搭载有电话通信用天线、GPS用天线、无线LAN/BLUETOOTH (注册商标)用天线还有 RFID (Rad1 Frequency Identificat1n:射频识别)之类的多个RF天线。除这些以外，随着非接触充电的导入，成为还搭载有电力传输用的天线线圈。在非接触充电方式中使用的电力传输方式可列举出电磁感应方式、电波接收方式、磁共振方式等。这些方式均是利用一次侧线圈和二次侧线圈间的电磁感应、磁共振的方式，上述的RFID也利用了电磁感应。
[0003]这些天线即使被设计成按天线单体在目标频率能获得最大的特性，当实际被安装于电子设备时，也很难获得目标特性。这是由于天线周边的磁场分量与位于周边的金属等干涉(耦合)、天线线圈的电感实质地减少因而共振频率偏移所导致。另外，由于电感的实质上的减少，从而接收灵敏度下降。作为这些的应对措施，通过在天线线圈与存在于其周边的金属之间插入磁屏蔽材料，从而使从天线线圈产生的磁通会聚于磁屏蔽材料，由此能够减少金属所致的干涉。
[0004]现有技术文献
非专利文献1:伊志嶺、渡边、上野、前田、德同、「高周波対応低口只圧粉磁心材料φ開発」、SEI τ 夕二力；L/U 匕、I—、2011 年 I 月、第 178 号、P121~127。
[0005]非专利文献2:Wireless Power Consortium, ΓSystem Descript1n WirelessPowerTransferJ ， Volume 1: Low Power, Part 1:1nterface definit1n, Vers1n
1.1.1, July 2012。
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
被使用于非接触通信、非接触充电的磁屏蔽材料由于一般为当导磁率高时屏蔽性能变得良好，因此主要使用了高导磁率的铁氧体、金属磁性箔。然而，在施加了强的直流磁场的环境下使用这些磁屏蔽材料的情况下，磁性体产生磁饱和，有效的导磁率下降。例如，在非专利文献I中报告了若为铁氧体核则由磁饱和所致的直流叠加特性的下降显著。另外，在高饱和磁通密度的金属磁性箔中，一般来说厚度薄为数十微米，因此如果不将数10个重叠使用则同样产生磁饱和的问题。
[0007]关于电磁感应型的非接触充电，在无线充电联盟(Wireless Power Consortium、WPC)中，对安装有磁体的发送线圈单元进行了规定(非专利文献2记载的设计Al)，并已经在市场上出售。在想要制作薄型的线圈单元的情况下，需要使磁屏蔽的厚度变薄，但是上述的磁饱和变得显著而线圈的电感下降很大。因此，产生如下问题:成为受电线圈侧的共振频率偏移得大，从一次侧向二次侧的传输电力的传输效率下降，另外受电线圈的发热增加。进一步存在如下问题:在共振频率的偏移显著的情况下变得不能进行传输本身。
[0008]因此，本发明的目的在于提供一种通过引入耐磁饱和能力强的材料以及构造从而实现了小型/薄型化的线圈模块。
[0009]用于解决课题的方案
作为用于解决上述课题的方案，本发明的线圈模块具备包含磁性材料的磁屏蔽层和螺旋线圈。而且，磁屏蔽层具有一个以上的磁性树脂层，该一个以上的磁性树脂层含有磁性粒子。另外，磁性树脂层包含球状、或者由长径与短径之比表示的尺寸比为6以下的旋转椭圆体状的形状的磁性粒子。
[0010]作为用于解决上述课题的方案，本发明的天线装置具备具有包含磁性材料的磁屏蔽层和螺旋线圈的线圈模块。而且，线圈模块的磁屏蔽层具有一个以上的磁性树脂层，该一个以上的磁性树脂层含有磁性粒子。另外，磁性树脂层包含球状、或者由长径与短径之比表示的尺寸比为6以下的旋转椭圆体状的形状的磁性粒子。
[0011]作为用于解决上述课题的方案，本发明的电子设备具备具有包含磁性材料的磁屏蔽层和螺旋线圈的线圈模块。而且，线圈模块的磁屏蔽层具有一个以上的磁性树脂层，该一个以上的磁性树脂层含有磁性粒子。另外，磁性树脂层包含球状、或者由长径与短径之比表示的尺寸比为6以下的旋转椭圆体状的形状的磁性粒子。
[0012]发明的效果
本发明的线圈模块由于在磁屏蔽层的全部或一部分具有由磁饱和所致的磁特性的劣化少的磁性树脂层，因此在被施加了强的磁场的环境下也能够进行线圈电感的变化少且稳定的通信。
[0013]本发明的天线装置由于在磁屏蔽层的全部或一部分具有由磁饱和所致的磁特性的劣化少的磁性树脂层，因此在被施加了较强的磁场的环境下也能够进行线圈电感的变化少且稳定的通信。
[0014]本发明的电子设备由于在磁屏蔽层的全部或一部分具有由磁饱和所致的磁特性的劣化少的磁性树脂层，因此在被施加了较强的磁场的环境下也能够进行线圈电感的变化少且稳定的通信。
【附图说明】
[0015][图1]图1A是本发明的一个实施方式的线圈模块的平面图。图1B是图1A图的AA’线的截面图。
[0016][图2]图2A是本发明的一个实施方式的变形例的线圈模块的平面图。图2B是图2A图的AA’线的截面图。
[0017][图3]图3A是本发明的一个实施方式的其它变形例的线圈模块的平面图。图3B是图3A图的AA’线的截面图。
[0018][图4]图4A是本发明的其它实施方式的线圈模块的平面图。图4B是图4A图的AA’线的截面图。
[0019][图5]图5是示出使用了线圈模块的非接触通信系统的结构例的框图。
[0020][图6]图6是示出共振电路的主要部分的框图。
[0021][图7]图7是示出使用了线圈模块的非接触充电系统的结构例的框图。
[0022][图8]图8A和图SB是示出本发明的用于特性评价的线圈模块的结构的侧视图。图8A是示出单个线圈模块的结构的侧视图，图SB是把具备产生直流磁场的磁体的发送线圈单元一起示出的线圈模块的侧视图。
[0023][图9]图9A和图9B是将相对于未施加直流磁场的情况下的线圈的电感值的、在施加直流磁场的情况下的电感的变化值作为电感的相对值A L，使磁屏蔽层的厚度变化而对AL进行绘制的曲线图。图9A示出将球状非晶合金使用于磁性树脂层而将相对导磁率设为20左右的情况下的AL，图9B示出将球状铝硅铁粉(七> 夂只卜)使用于磁性树脂层而将相对导磁率设为15左右的情况下的AL。
[0024][图10]图1OA和图1OB是使磁屏蔽层的厚度变化而对电感的相对值ΔL进行绘制的比较例的曲线图。图1OA示出使用于使用了长径/短径为大约50的铝硅铁粉的磁屏蔽层而将相对导磁率设为100左右的情况下的Δ L，图1OB不出将MnZn铁氧体使用于磁屏蔽层而将相对导磁率设为1500左右的情况下的AL。
[0025][图11]图11和图1lB是测定对磁性树脂层添加了磁性层的情况下的电感值的差异的曲线图。图1lA是相对于磁屏蔽层的厚度对在没有直流磁场的情况下的电感的测定值进行绘制的图，图1lB是相对于磁屏蔽层的厚度对在有直流磁场的情况下的电感的测定值进行绘制的图。
【具体实施方式】
[0026]以下，一边参照附图一边详细地说明用于实施本发明的方式。此外，本发明并不仅仅限定于以下的实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围内能够进行各种变更，这是不言而喻的。
[0027][第一实施方式]
<线圈模块的结构>
如图1A和图1B所示，线圈模块10具备将导线I卷绕成漩涡状而形成的螺旋线圈2以及由含有磁性粒子的树脂构成的磁性树脂层4a。螺旋线圈2在导线I的端部具有引出部3a、3b，通过将整流电路等连接于引出部3a、3b，来构成非接触充电电路的二次侧电路。如图1B所示，螺旋线圈2的内径侧的引出部3a通过被卷绕的导线I的下面侧，使得与导线I交叉而通过设置于磁性树脂层4a的缺口部21并被引出到螺旋线圈2的外径侧。
[0028]如图2A和图2B所示，在线圈模块1a中，在后述的制造方法中，也可以使得在磁性树脂层4a硬化前以