线圈、无线电力发送器和接收器、近场通讯器及电子设备的制作方法

本发明属于线圈结构设计领域，尤其涉及一种线圈装置、无线电力发送器和接收器、近场通讯器及电子设备。

背景技术：

电感线圈越来越普遍的用在电子设备上，特别是一些新型的应用场合，如近距离无线通讯技术nfc(nearfieldcommunication)，无线充电(wirelesscharging)等。

实际应用中线圈的内径尺寸和外径尺寸大多是固定的，例如为了适配现有具有无线充电功能的移动终端，无线充电器中的线圈的尺寸需要和该移动终端中的线圈的尺寸相匹配，而线圈往往需要达到目标电感值才能够实现能量的有效传输，为了使线圈的电感值能够达到目标电感值，往往又需要调整线圈的内径尺寸或者外径尺寸。

目前业内线圈的通行的做法是采用双层串联的方式，或采用双层并联的方式，不管是哪种方式均是将各层的线圈走线的端部一体直接连接。这种结构导致线圈电感量很难达到目标值，要么过高要么过低，或者外径或内径要么过大要么过小。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种线圈装置、无线电力发送器和接收器、近场通讯器及电子设备，该种线圈装置结构能够使线圈装置的电感量和内径尺寸和/或电感量和外径尺寸相适应。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种线圈装置，包括：

板；

形成于所述板的第一表面的第一线圈图案，所述第一线圈图案的内侧区域包括多个第一导电图案；

形成于所述板的第二表面的第二线圈图案；以及

形成于所述板的第二表面的第三线圈图案；

其中，

部分所述第一导电图案先于其余所述第一导电图案终止延伸；

终止延伸的所述第一导电图案的末端和所述第三线圈图案电连接；

其余未终止延伸的所述第一导电图案的末端和所述第二线圈图案的内侧末端电连接；

所述第三线圈图案对应于其余未终止延伸的所述第一导电图案，且所述第三线圈图案延伸至和所述第二线圈图案的内侧末端电连接。

根据本发明一实施例，所述第三线圈图案对应于其余未终止延伸的所述第一导电图案是指所述第三线圈图案的走线方向和其余未终止延伸的所述第一导电图案的走线方向一致，且所述第三线圈图案在所述板的第二表面的位置和其余未终止延伸的所述第一导电图案在所述板的第一表面的位置相对应。

根据本发明一实施例，部分所述第一导电图案终止延伸是指该部分所述第一导电图案截止，不再继续向着所述第一线圈图案的内侧延伸，至少剩余部分的所述第一导电图案可继续延伸至所述第一线圈图案的内侧末端和所述第二线圈图案的内侧末端电连接。

根据本发明一实施例，终止延伸的所述第一导电图案的截止位置不提前于所述第一线圈图案的次内圈的半圈位置处；

其中，所述第一线圈图案的次内圈为所述第一线圈图案上和所述第一线圈图案的最内侧的线圈图案直接连接的一圈线圈图案。

根据本发明一实施例，所述板的第一表面包括第一缺口区域；

所述第一缺口区域包括至少一个第一缺口部，所述第一缺口部设于所述第一线圈图案上，至少一个所述第一缺口部沿着所述第一线圈图案的长度方向延伸至所述第一线圈图案的内侧，以在所述第一线圈图案的内侧区域形成所述的多个第一导电图案。

根据本发明一实施例，所述第二图案还包括第二通路区域以及第二缺口区域；

所述第二缺口区域包括至少一个第二缺口部，所述第二缺口部设置于所述第二线圈图案上，至少一个所述第二缺口部沿着所述第二线圈图案的长度方向延伸，以将所述第二线圈图案在所述第二缺口区域分成多个第二导电图案。

根据本发明一实施例，所述第一缺口区域包括三个所述第一缺口部，三个所述第一缺口部将所述第一线圈图案分成四条所述第一导电图案，沿着所述第一线圈图案内侧至外侧的方向，四条所述第一导电图案分别记为第一线圈图案第一走线、第一线圈图案第二走线、第一线圈图案第三走线和第一线圈图案第四走线；

所述第二缺口区域包括三个所述第二缺口部，三个所述第二缺口部将所述第二线圈图案分成四条所述第二导电图案，沿着所述第二线圈图案内侧至外侧的方向，四条所述第二导电图案分别记为第二线圈图案第一走线、第二线圈图案第二走线、第二线圈图案第三走线和第二线圈图案第四走线；

所述第三线圈图案包括两条第三导电图案，沿着所述第三线圈图案内侧至外侧的方向，两条所述第三导电图案分别记为第三线圈图案第一走线和第三线圈图案第二走线；

所述第一线圈图案第一走线和所述第一线圈图案第二走线在延伸至所述第一线圈图案的内圈之前中断，

所述第一线圈图案第一走线的末端通过所述第一子通路单元和所述第三线圈图案第二走线的起始端电连接，所述第一线圈图案第二走线的末端通过所述第一子通路单元和所述第三线圈图案第一走线的起始端电连接；

所述第一线圈图案第三走线的末端通过所述第二子通路单元和所述第二线圈图案第二走线的内圈的末端电连接，所述第一线圈图案第四走线的末端通过所述第一子通路单元和所述第二线圈图案第一走线的内圈的末端电连接；

所述第三线圈图案第一走线的末端和所述第二线圈图案第三走线的内圈的末端电连接，所述第三线圈图案第二走线的末端和所述第二线圈图案第四走线的内圈的末端电连接。

根据本发明一实施例，每个所述第一导电图案的宽度w1满足以下关系式：

w1≤3d1；

其中，d1为所述第一导电图案在所述线圈装置的工作频率下的趋肤深度；f为所述线圈装置的工作频率；μ1所述第一导电图案的磁导率；为所述第一导电图案的电导率。

根据本发明一实施例，每个所述第二导电图案的宽度w2满足以下关系式：

w2≤3d2；

其中，d2为所述第二导电图案在所述线圈装置的工作频率下的趋肤深度；f为所述线圈装置的工作频率；μ2所述第二导电图案的磁导率；为所述第二导电图案的电导率。

根据本发明一实施例，相邻的多个所述第一导电图案之间设有用于避免相邻的所述第一导电图案电连接的非导电介质。

根据本发明一实施例，相邻的多个所述第二导电图案之间设有用于避免相邻的所述第二导电图案电连接的非导电介质。

本发明还提供了一种无线电力发送器，包括：

电力发送线圈部，用以无线发送电力；以及

供电部，向所述电力发送线圈部供电；

其中，

所述电力发送线圈部包括上述任意一实施例所述的线圈装置。

本发明还提供了一种无线电力接收器，包括：

电力接收线圈部，用以接收所述无线电力；以及

电力转接部，向用电装置转换所述电力接收线圈部接收的无线电力；

其中，

所述电力接收线圈部包括上述任意一实施例所述的线圈装置。

本发明还提供了一种近场通讯器，包括上述任意一实施例所述的线圈装置。

本发明还提供了一种电子设备，包括上述实施例中的无线电力发送器，以具有无线电力发送功能；和/或

包括上述实施例中的无线电力接收器，以具有无线电力接收功能；和/或

包括上述实施例中的近场通讯器，以具有近场通讯功能。

基于相同发明构思，本发明还提供了一种线圈装置，包括：

第一层的多个第一导电图案；以及

其它层的线圈图案；

其中，

部分第一导电图案先于其余第一导电图案终止延伸，终止延伸的第一导电图案连接至其它层的线圈图案，以增加线圈装置的电感量的调节因素，使线圈装置的电感量和线圈装置的内径尺寸相适应和/或使线圈装置的电感量和线圈装置的外径尺寸相适应。

基于相同发明构思，本发明还提供了一种线圈装置，包括：

板；

形成于所述板的第一表面的第一线圈图案；

形成于所述板的第二表面的第二线圈图案；以及

形成于所述板的第二表面的第三线圈图案；

所述第一线圈图案内侧区域的导电图案延伸至所述第一线圈图案的末端位置处和所述第二线圈图案的内侧末端电连接；且所述导电图案在延伸至所述第一线圈图案的末端之前的位置处和所述第三线圈图案电连接；

所述第三线圈图案对应于第一位置处至所述第一线圈图案的末端位置处的所述导电图案，所述第一位置处是指所述导电图案和所述第三线圈图案电连接的位置；且所述第三线圈图案延伸至和所述第二线圈图案的内侧末端电连接。

根据本发明一实施例，所述第三线圈图案对应于第一位置处至所述第一线圈图案的末端位置处的所述导电图案是指所述第三线圈图案的走线方向和第一位置处至所述第一线圈图案的末端位置处的所述导电图案的走线方向一致，且所述第三线圈图案在所述板的第二表面的位置和第一位置处至所述第一线圈图案的末端位置处的所述导电图案在所述板的第一表面的位置相对应。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明一实施例提供的一种线圈装置设置有多个第一导电图案，并且部分第一导电图案先于其余第一导电图案终止延伸，之后终止延伸的第一导电图案的末端和第三线圈图案电连接；第三线圈图案对应于其余未终止延伸的第一导电图案，且第三线圈图案延伸至和第二线圈图案的内侧末端电连接；通过第一线圈图案中的特殊的走线方式连接至另一层中的第三线圈图案，增加了第三线圈图案也即增加了线圈装置的电感量可调因素，通过调整第三线圈图案可以使线圈装置的电感量和内径尺寸和/或电感量和外径尺寸相适应。

附图说明

图1为本发明的一种线圈装置的部分结构示图(第一线圈图案在上)；

图2为图1所示的线圈装置第二线圈图案在上的视图；

图3为图1所示的线圈装置的内圈连接位置处的局部放大图；

图4为图1所示线圈装置的第一图案的示图；

图5为图1所示线圈装置的第二图案及第三图案的示图。

附图标记说明：

1：第一线圈图案；

101：第一线圈图案第一走线；102：第一线圈图案第二走线；103：第一线圈图案第三走线；104：第一线圈图案第四走线；

2：第二线圈图案；

201：第二线圈图案第一走线；202：第二线圈图案第二走线；203：第二线圈图案第三走线；204：第二线圈图案第四走线；

3：第三线圈图案；

301：第三线圈图案第一走线；302：第三线圈图案第二走线；

4：第一通路区域；

401：第一子通路单元；402：第二子通路单元；

5：第一缺口区域；

501：第一缺口部；

6：第二通路区域；

601：第二通路区域。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种线圈装置、无线电力发送器和接收器、近场通讯器及电子设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

参看图1、图2、图3、图4及图5，一种线圈装置，包括：板(图中未示出)；形成于板的第一表面的第一线圈图案1，第一线圈图案1的内侧区域包括多个第一导电图案；形成于板的第二表面的第二线圈图案2；以及形成于板的第二表面的第三线圈图案3；其中，部分第一导电图案先于其余第一导电图案终止延伸；终止延伸的第一导电图案的末端和第三线圈图案3电连接；其余未终止延伸的第一导电图案的末端和第二线圈图案2的内侧末端电连接；第三线圈图案3对应于其余未终止延伸的第一导电图案，且第三线圈图案3延伸至和第二线圈图案2的内侧末端电连接。

具体地，第三线圈图案3对应于其余未终止延伸的第一导电图案是指第三线圈图案3的走线方向和其余未终止延伸的第一导电图案的走线方向一致，且第三线圈图案3在板的第二表面的位置和其余未终止延伸的第一导电图案在板的第一表面的位置相对应。

具体地，板的第一表面包括第一缺口区域5；第一缺口区域5包括至少一个第一缺口部501，第一缺口部501设于第一线圈图案1上，至少一个第一缺口部501沿着第一线圈图案1的长度方向延伸至第一线圈图案1的内侧，以在第一线圈图案1的内侧区域形成多个第一导电图案。

具体地，板的第一表面包括第一通路区域4，第一通路区域4中的第一子通路单元401将终止延伸的第一导电图案的内侧末端和第三线圈图案3电连接；第一通路区域4中的第二子通路单元402将其余未终止延伸的第一导电图案的内侧末端和第二线圈图案2的内侧末端电连接。

本实施例提供的线圈装置通过第一线圈图案1中的特殊的走线方式连接至另一层中的第三线圈图案3，增加了第三线圈图案3也即增加了线圈装置的电感量可调因素，通过调整第三线圈图案3可以使线圈装置的电感量和内径尺寸、外径尺寸相适应，提高了线圈的能量传输效率。

具体地，板可以为一绝缘层，第一导电图案为线圈走线，第一缺口区域5为第一线圈图案1上具有第一导电图案以及槽或者缝隙的区域，第一缺口部501为槽或者缝隙的起始位置。

第一线圈图案1的内侧的线圈走线至少有两股，部分走线先于其余走线终止延伸，部分走线终止延伸是指该部分走线截止，不再继续向着所述第一线圈图案1的内侧延伸，至少剩余部分的走线可继续延伸至第一线圈图案1的内侧末端和第二线圈图案2的内侧末端电连接。

较佳地，终止延伸的走线的终止位置不提前于第一线圈图案1的次内圈的半圈位置处；其中，第一线圈图案1的次内圈为第一线圈图案1上和第一线圈图案1的最内侧的线圈图案直接连接的一圈线圈图案。换言之，终止延伸的线圈走线需要在第一线圈图案1的次内圈绕线一半的位置及其之后的位置处截止中断。

具体地，该终止延伸的线圈走线通过导电孔连接至板的第二表面上的第三线圈图案3，第三线圈图案3中的线圈走线可以处于第一线圈图案1的内圈走线的正下方，也可有一定偏移。之后第三线圈图案3和板的第二表面上的第二线圈图案2的内圈的末端电连接。同样，在第一线圈图案1的内侧继续绕线的线圈走线的末端也通过导电孔连接至板的第二表面，且同样和第二线圈图案2的内圈的末端电连接。

以上，只是一种实施方式，基于上述较为基本的实施方式，本发明提出的线圈装置可具有很多种扩展实施例。

在一个扩展的实施例中，第一线圈图案1中的走线可以不止两股，例如在具有三个第一缺口部501的情况下可以具有四股走线，可以是其中的一股走线提前中断，其余三股绕至内圈；也可以是其中的三股走线提前中断，剩余一股绕至内圈；也可以是其中的两股走线提前中断，剩余两股绕至内圈。

进一步扩展，第三线圈图案3可以是一股走线，该股走线的宽度可以是第一线圈图案1中的其中一股走线的宽度，也可以是多股走线及其缝隙一起的宽度。

作为说明(并非唯一)，第一线圈图案1中的走线有四股，其中的两股走线提前中断，剩余两股绕至内圈；第三线圈图案3具有两股走线，第一线圈层中的提前中断两股线圈分别和第三线圈图案3中的两股走线电连接，第三线圈层中的每一股走线分别位于第一线圈层中的内圈的两股走线的下方。当然，作为一种变化例，第三线圈图案3可以只有一股走线，第一线圈层中的提前中断两股线圈均和该股走线电连接；作为一种变化例，第一线圈层中的内圈的两股走线可以合并成一股。

第二线圈图案2可以有多股走线，先以四股走线为例说明，仍然假设第一线圈图案1中的走线有四股，第三线圈图案3具有两股走线。具体如下：

第三线圈图案3的两股走线分别和第二线圈图案2中的其中两股走线的内侧端部电连接；第一线圈图案1中的内圈的两股走线分别和第二线圈图案2中的其余两股走线的内侧端部电连接。

作为一个变化例，第二线圈图案2可以是单股走线，第三线圈图案3的两股走线以及第一线圈图案1中的内圈的两股走线均和该单股走线的内侧端部电连接。

作为一个变化例，第二线圈图案2可以是两股走线，该两股走线中的一股可以为第二线圈图案2中四股走线中的两股的合并，也可以是三股的合并。

进一步地，第一线圈图案1可以不仅在内侧设有多股走线，同时，还可以在外侧或者中侧(中圈)设有多股走线。

除上述的扩展实施例之外，本发明的具体实施方式还可以为上述扩展实施例的一些组合。当然，本发明的线圈装置也可以扩展为两张板三层、两张板四层等等。

可以理解，为了抑制线圈的趋肤效应，每个第一导电图案(线圈走线)的宽度w1满足以下关系式：

w1≤3d1；

其中，d1为第一导电图案在线圈装置的工作频率下的趋肤深度；f为线圈装置的工作频率；μ1第一导电图案的磁导率；第一导电图案的电导率。

第一导电图案的宽度同样可以扩展至第二线圈图案2以及第三线圈图案3。

进一步地，相邻的多个第一导电图案之间设有用于避免相邻的第一导电图案电连接的非导电介质。可以理解，非导电介质同样可以扩展至第二线圈图案2以及第三线圈图案3。

下面介绍本发明的一种线序颠倒的线圈装置的实施例，经过仿真，此种线序颠倒的线圈的q值更高。具体如下：

本实施例中的第一缺口区域5包括三个第一缺口部501，三个第一缺口部501将第一线圈图案1分成四条第一导电图案，沿着第一线圈图案1内侧至外侧的方向，四条第一导电图案分别记为第一线圈图案第一走线101、第一线圈图案第二走线102、第一线圈图案第三走线103和第一线圈图案第四走线104；

第二缺口区域6包括三个第二缺口部601，三个第二缺口部601将第二线圈图案2分成四条第二导电图案，沿着第二线圈图案2内侧至外侧的方向，四条第二导电图案分别记为第二线圈图案第一走线201、第二线圈图案第二走线202、第二线圈图案第三走线203和第二线圈图案第四走线204；

第三线圈图案3包括两条第三导电图案，沿着第三线圈图案3内侧至外侧的方向，两条第三导电图案分别记为第三线圈图案第一走线301和第三线圈图案第二走线302；

第一线圈图案第一走线101和第一线圈图案第二走线102在延伸至第一线圈图案1的内圈之前中断，

第一线圈图案第一走线101的末端通过第一子通路单元401和第三线圈图案第二走线302的起始端电连接，第一线圈图案第二走线102的末端通过第一子通路单元401和第三线圈图案第一走线301的起始端电连接；

第一线圈图案第三走线103的末端通过第二子通路单元402和第二线圈图案第二走线202的内圈的末端电连接，第一线圈图案第四走线104的末端通过第一子通路单元401和第二线圈图案第一走线201的内圈的末端电连接；

第三线圈图案第一走线301的末端和第二线圈图案第三走线203的内圈的末端电连接，第三线圈图案第二走线302的末端和第二线圈图案第四走线204的内圈的末端电连接。

根据上述文字描述并结合图1、图2及图3，可以理解，第二线圈图案第一走线201对应于所述第一线圈图案第四走线104；第二线圈图案第二走线202对应于所述第一线圈图案第三走线103；第二线圈图案第三走线203对应于所述第一线圈图案第二走线102；第二线圈图案第四走线204对应于所述第一线圈图案第一走线101。

第一线圈图案1中的线序由内侧至外侧为第一线圈图案第一走线101－＞第一线圈图案第二走线102－＞第一线圈图案第三走线103－＞第一线圈图案第四走线104；当对应于第二线圈图案2上时，上述线序颠倒为第一线圈图案第四走线104－＞第一线圈图案第三走线103－＞第一线圈图案第二走线102－＞第一线圈图案第一走线101。经过仿真，表明这种完全颠倒线序的设计方式能够提高线圈装置的q值。

基于相同发明构思，本发明还提供了一种无线电力发送器，包括：电力发送线圈部，用以无线发送电力；以及供电部，向电力发送线圈部供电；其中，电力发送线圈部包括上述任意一实施例中的线圈装置。

基于相同发明构思，本发明还提供了一种无线电力接收器，包括：电力接收线圈部，用以接收无线电力；以及电力转接部，向用电装置转换电力接收线圈部接收的无线电力；其中，电力接收线圈部包括上述任意一实施例中的线圈装置。

基于相同发明构思，本发明还提供了一种近场通讯器，包括上述任意一实施例中的线圈装置。

基于相同发明构思，本发明还提供了一种电子设备，包括上述实施例中的无线电力发送器，以具有无线电力发送功能；和/或包括上述实施例中的无线电力接收器，以具有无线电力接收功能；和/或包括上述实施例中的近场通讯器，以具有近场通讯功能。

基于相同发明构思，本发明还提供了一种线圈装置，包括：第一层的多个第一导电图案；以及其它层的线圈图案；其中，部分第一导电图案先于其余第一导电图案终止延伸，终止延伸的第一导电图案连接至其它层的线圈图案，以增加线圈装置的电感量的调节因素，使线圈装置的电感量和线圈装置的内径尺寸相适应和/或使线圈装置的电感量和线圈装置的外径尺寸相适应。

基于相同发明构思，本发明还提供了一种线圈装置，包括：板；形成于板的第一表面的第一线圈图案；形成于板的第二表面的第二线圈图案；以及形成于板的第二表面的第三线圈图案；第一线圈图案内侧区域的导电图案延伸至第一线圈图案的末端位置处和第二线圈图案的内侧末端电连接；且导电图案在延伸至第一线圈图案的末端之前的位置处和第三线圈图案电连接；第三线圈图案对应于第一位置处至第一线圈图案的末端位置处的导电图案，第一位置处是指导电图案和第三线圈图案电连接的位置；且第三线圈图案延伸至和第二线圈图案的内侧末端电连接。本实施例增加了第三线圈图案也即增加了线圈装置的电感量可调因素，通过调整第三线圈图案可以使线圈装置的电感量和内径尺寸和/或电感量和外径尺寸相适应。

具体地，第三线圈图案对应于第一位置处至第一线圈图案的末端位置处的导电图案是指第三线圈图案的走线方向和第一位置处至第一线圈图案的末端位置处的导电图案的走线方向一致，且第三线圈图案在板的第二表面的位置和第一位置处至第一线圈图案的末端位置处的导电图案在板的第一表面的位置相对应。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。