通信控制装置和安装基板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过天线进行通信的通信控制装置和安装基板，例如，涉及应用于共用一个天线切换进行电力的输送/接收和用于信息传递的通信的通信控制装置而有效的技术。
【背景技术】
[0002]根据智能手机等便携终端、家电产品的完全无线化的要求，推进了使用不经由电源线等而通过非接触的方式向便携终端等供给电力的非接触电力传输的系统(以下，称为“无线供电系统”)的实用化。例如，公知有利用了分离地配置的天线(线圈)间的电磁感应的电磁感应方式、利用了电磁场的谐振耦合的电磁共振方式等的无线供电系统。另外，作为与通过无线进行信息的传输的非接触通信技术有关的标准规范公知有NFC(Near FieldCommunicat1n，近场通信)，基于NFC标准的小型便携终端装置也开始普及。
[0003]作为用于通过电磁波进行数据的收发和电力的接收的现有技术，例如，在专利文献1中公开有如下的半导体装置:通过第1天线电路进行数据的收发，利用通过第2天线电路接收到的电磁波的电力驱动内部电路。另外，在专利文献2中公开有使用一个天线进行非接触通信和非接触充电的技术。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2012-234551号公报
[0007]专利文献2:日本特开2011-30404号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]无线供电系统由对电力进行输送的输电侧装置、和接收所输送的电力的受电侧装置构成。受电侧装置具有通信控制装置(通信模块)，在该通信控制装置(通信模块)上形成有用于根据经由天线接收到的电力生成所期望的电压等的电源部和用于经由天线进行数据的收发的通信部。例如成为受电侧装置的便携终端能够根据由电源部经由天线接收到的电力进行内部电路的驱动、电池的充电等，能够通过通信部在与输电侧装置等之间进行数据通信。近年来，逐渐开发了如下的无线供电系统(以下，称为“NFC方式无线供电系统”):共用在基于NFC的通信中使用的天线和在电磁共振方式的无线供电中使用的天线，切换进行电力的输送/接收和用于信息传递的通信。在NFC方式无线供电系统中电源部与通信部共用一个天线。
[0010]以往，在如NFC方式无线供电系统那样使用一个天线切换进行电力的输送/接收和用于信息传递的通信的通信模块中，电源部和通信部多是形成于各自的安装基板上，导致了通信模块的大规模化。
[0011]本申请发明人，为了实现通信模块的小型化，研究了在一个安装基板上形成电源部和通信部。但是，已知仅简单地将电源部和通信部形成于同一安装基板，会降低通信模块的特性。例如，担心在电源部中产生的噪声通过安装基板传播到通信部，对通信部的通信特性产生不良影响。
[0012]虽然以下对用于解决这种课题的手段等进行说明，但是可以从本说明书的记载和附图明确其他的课题和新的特征。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]以下简单地说明在本申请中公开的实施方式中的代表性的实施方式的概要。
[0015]即，在本通信控制装置中，在安装基板安装有连接天线的天线电极、与天线电极连接的电源电路及与天线电极连接的通信电路。天线电极配置在安装基板的第1主面中的一个角部。通信电路配置在共有角部的第1主面的第1边侧。电源电路配置在与第1边相对的第2边侧。连接天线电极与通信电路的第1信号路径沿着第1边延伸。连接天线电极与电源电路的第2信号路径沿着共有角部并与第1边正交的第3边延伸。
[0016]发明效果
[0017]以下简单说明通过在本申请中公开的实施方式中的代表性的实施方式所得到的效果。
[0018]S卩，能够抑制通信控制装置的特性的降低，实现通信控制装置的小型化。
【附图说明】
[0019]图1是例示搭载了实施方式1的通信控制装置的无线供电系统的图。
[0020]图2是例示由电源IC20、外部电容C0UT以及线圈23构成的降压型开关稳压器的框图。
[0021]图3是例示构成通信控制装置10的安装基板100的示意性的剖面的说明图。
[0022]图4是示出实施方式1的安装基板100的布局配置的概略的说明图。
[0023]图5是例示安装基板100的导电层L1的俯视图。
[0024]图6是例示安装基板100的导电层L2的俯视图。
[0025]图7是例示安装基板100的导电层L3的俯视图。
[0026]图8是例示安装基板100的导电层L4的俯视图。
[0027]图9是例示连接了微调电容器CTX时的安装基板100的导电层L4的俯视图。
[0028]图10是例示安装基板101的导电层L1的俯视图。
[0029]图11是例示安装基板101的导电层L2的俯视图。
[0030]图12是例示安装基板101的导电层L3的俯视图。
[0031]图13是例示安装基板101的导电层L4的俯视图。
[0032]图14是例示安装基板中的热传导的倾向的说明图。
[0033]图15是例示在接地图案上形成了狭缝时的安装基板中的热传导的倾向的说明图。
[0034]图16是示出实施方式3的安装基板102的布局配置的概略的说明图。
[0035]图17是例示安装基板102的导电层L1的俯视图。
[0036]图18是例示安装基板102的导电层L2的俯视图。
[0037]图19是例示安装基板102的导电层L3的俯视图。
[0038]图20是例示安装基板102的导电层L4的俯视图。
[0039]图21是例示安装基板103的导电层L1的俯视图。
[0040]图22是例示安装基板103的导电层L2的俯视图。
[0041]图23是例示安装基板103的导电层L3的俯视图。
[0042]图24是例示安装基板103的导电层L4的俯视图。
[0043]图25是示出实施方式5的安装基板104的布局配置的概略的说明图。
[0044]图26是例示安装基板104的导电层L1的俯视图。
[0045]图27是例示安装基板104的导电层L2的俯视图。
[0046]图28是例示安装基板104的导电层L3的俯视图。
[0047]图29是例示安装基板104的导电层L4的俯视图。
[0048]图30是例示安装基板105的导电层L1的俯视图。
[0049]图31是例示安装基板105的导电层L2的俯视图。
[0050]图32是例示安装基板105的导电层L3的俯视图。
[0051]图33是例示安装基板105的导电层L4的俯视图。
【具体实施方式】
[0052]1.实施方式的概要
[0053]首先，关于在本申请中公开的代表性的实施方式，对其概要进行说明。在关于代表性的实施方式的概要说明中标上括号而参考的附图中的参考标号仅仅例示包括在标上该标号的构成要素的概念中的部件。
[0054]〔1〕(具有从安装基板上的共同的天线电极延伸的供电系统路径与通信系统路径正交的配置的通信模块)
[0055]在代表性的实施方式的通信控制装置(10(10A、10B、10C))中，在安装基板(100 (101、102、103))安装有连接天线(11)的天线电极(AP、AN)、与所述天线电极连接的电源电路(12)及与所述天线电极连接的通信电路(21)。所述天线电极配置在所述安装基板的第1主面(表面)的一个角部(CR1)。所述通信电路配置在共有所述角部的所述第1主面的第1边(S1)侧。所述电源电路配置在与所述第1边相对的第2边(S3)侧。连接所述天线电极与所述通信电路的第1信号路径(41)沿着所述第1边延伸。连接所述天线电极与所述电源电路的第2信号路径(42)沿着共有所述角部并与所述第1边正交的第3边(S2)延伸。
[0056]假设使连接天线电极与电源电路的第2信号路径、连接天线电极与通信电路的第1信号路径并行地形成，则在第2信号路径中产生的磁场与第1信号路径交链，在第1信号路径中流过噪声电流。相对于此，根据本通信控制装置，即使在同一基板上安装了电源电路和通信电路的情况下，也由于从第2信号路径产生的磁场不与第1信号路径交链，能够抑制从第2信号路径向第1信号路径的噪声，通信电路很难受到来自电源电路的噪声的影响。另夕卜，与为了抑制噪声的影响而简单地将第1信号路径与第2信号路径分离地形成的情况相比，能够缩小基板面积。即，能够抑制通信控制装置的特性的降低，并且实现通信控制装置的小型化。
[0057]〔2〕(具有从天线到整流电路为止的信号路径与通信系统路径正交的配置)
[0058]根据项1的通信控制装置，其中，所述电源电路包括:整流电路(19，CRECT)，对供给到所述天线电极的交流信号进行整流；和DC/DC转换器(22)，基于通过所述整流电路进行整流后的电压生成直流电压。所述第2信号路径包括用于从所述天线电极向所述整流电路传输信号的信号路径(LRCT)。所述整流电路沿着所述第3边配置。所述DC/DC转换器相对于所述整流电路在与所述第3边相对的第4边(S4)的方向上分离地配置。
[0059]由此，能够有效地抑制从有可能成为最大的噪声源的整流电路和与该整流电路连接的信号配线等向通信电路、第1信号路径传播噪声的情况。另外，通过如上所述地配置DC/DC转换器和整流电路，能够进一步缩小基板面积。
[0060]〔3〕(在与通信系统路径和供电系统路径形成于同一导电层的GND图案上形成狭缝)
[0061]根据项2的通信控制装置(10A、10C)，其中，所述安装基板为包括多个导电层(L1?L4)的多层基板。所述天线电极、所述电源电路、所述通信电路、所述第1信号路径、所述第2信号路径及用于与接地电位连接的第1接地图案(GP10)形成于所述安装基板的形成所述第1主面的第1导电层(L1)。所述第1接地图案形成于所述第1信号路径和所述第2信号路径的周边。所述第1接地图案具有在由所述第1信号路径与所述第2信号路径所夹的区域沿着所述第2信号路径的至少一部分而形成的狭缝(SL10A、SL10B)。
[0062]由此，能够减少从第2信号路径经由第1接地图案而传播到第1信号路径的噪声。
[0063]〔4〕(在与第1导电层不同的导电层的GND图案上沿着供电系统路径形成狭缝)
[0064]根据项3的通信控制装置，其中，用于与接地电位连接的第2接地图案(GP20、GP30、GP40)以俯视时与形成于所述第1导电层的所述第1信号路径和所述第2信号路径有重叠的方式，形成于与所述第1导电层不同的第2导电层(L2、L3、L4)。所述第2接地图案在俯视时由所述第1信号路径与所述第2信号路径所夹的区域具有沿着所述第2信号路径的至少一部分而形成的狭缝(SL20A、SL30A、SL40A)。
[0065]由此，能够减少从第2信号路径经由第2接地图案传播到第1信号路径的噪声。
[0066]〔5〕(在与第1导电层不同的导电层的GND图案上沿着通信系统路径形成狭缝)
[0067]根据项4的通信控制装置，其中，所述第2接地图案在俯视时由所述第1信号路径与所述第2信号路径所夹的区域具有沿着所述第1信号路径的至少一部分形成的狭缝(SL20B、SL30B、SL40B)。
[0068]由此，能够进一步减少从第2信号路径经由第2接地图案传播到第1信号路径的噪声。
[0069]〔6〕(在与第1导电层相邻的配线装置形成狭缝)
[0070]根据项4或5的通信控制装置，其中，所述第2导电层为与所述第1导电层相邻的层(L2)ο
[0071]由此，能够有效地抑制从第2信号路径经由第2接地图案传播到第1信号路径的噪声。这是因为考虑到存在从第2信号路径发出的噪声容易经由与第1导电层最近的第2导电层的接地图案而传播到第1信号路径的倾向。
[0072]〔 7〕(狭缝宽度为3W以上)
[0073]根据项5或6的通信控制装置，其中，形成于所述第1接地图案和所述第2接地图案上的狭缝的宽度为形成于所述基板上的信号配线的最小线宽的3倍以上的大小。
[0074]由此，能够有效地抑制经由接地图案的噪声传播(串扰)。
[0075]〔8〕(将通信系统路径的受电侧路径形成于单一的导电层)
[0076]根据项1至7的任意一个通信控制装置(10 (10A))，其中，所述第1信号路径包括:接收用信号路径(LRx)，将通过所述天线接收到的信号经由所述天线电极供给到所述通信电路；和发送用信号路径(LTx)，将从所述通信电路发送的信号经由所述天线电极供给到天线。所述接收用信号路径形成为不经由所述第1导电层以外的导电层(L2、L3、L4)地连接所述天线电极和所述通信电路。
[0077]由此，由于通过天线接收到的信号在单一的导电层中传输到通信电路，因此能够减小形成于天线电极与通信电路之间的信号路径上的寄生电阻和寄生电容、寄生电感，能够进一步抑制通信电路的通信特性的降低。
[0078]〔9〕(将供电系统路径形成于单一的导电层)
[0079]根据项1至7的任意一个通信控制装置(lOB(lOC))，其中，所述第2信号路径形成为不经由所述第1导电层以外的导电层(L2、L3、L4)地连接所述天线电极与所述电源电路。
[0080]由此，由于通过天线接收到的信号在单一的导电层中传输到电源电路，因此能够减小形成于天线电极与电源电路之间的信号路径上的寄生电阻和寄生电容、寄生电感，有助于电源电路的电力的转换效率的提高。
[0081]〔10〕(将用于连接微调电容器的电极形成于背面)
[0082]根据项4至9的任意一个通信控制装置，其中，所述第1信号路径包括用于对所述天线与所述通信电路之间的阻抗进行匹配的匹配电路(17)。所述匹配电路包括电容元件(CT)。所述安装基板具有用于与所述电容元件并联连接可变电容的电极(TCP、TCN)。所述电容元件配置在所述第1导电层(L1)。用于连接所述可变电容的电极形成于第3导电层(L4)，在该第3导电层(L4)形成与所述第1主面相对的第2主面(背面)。
[0083]由此，匹配电路的电容值的调谐变得容易。另外，由于没有必要在安装面上确保用于配置可变电容(例如微调电容器)的空间，因此有助于安装基板的小型化。
[0084]〔11〕(发送信号路径的匹配电路)
[0085]根据项10的通信控制装置，其中，所述匹配电路(17)配置在所述发送用信号路径上。
[0086]由此，容易对从通信电路输出的发送信号的特性进行调整。