天线线圈及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线装置及其制造方法，更具体而言涉及适合于NFC(Near FieldCommunicat1n:近场通信)系统的天线装置及其制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，移动电子设备诸如智能手机设置有RFID(无线射频识别，即依靠无线电波的个体识别)系统，并且还设置有带有读取器/写入器的用于执行近场通信的天线装置作为RFID的通信手段。例如，在日本特开2008-117944中所描述的常规天线装置具有:由塑料膜制成的基板、形成在基板上的天线线圈、设置在在平面视图中与天线线圈重叠的位置处的金属屏蔽板、以及设置在天线线圈与金属屏蔽板之间的磁芯构件。这样的天线装置内置在移动电子设备诸如智能手机的壳体内，并且布置在电池组的表面或者印刷电路板的表面上。
[0003]然而，近来，强烈要求减小移动电子设备的厚度，并且要求天线装置本身减小更多厚度。此外，在将天线装置安装在放热元件诸如电池组的表面上的情况下，由于天线线圈被支撑在基板上，因此基板会阻挡来自电池组的热辐射。另外，由于基板由电介质材料制成，因此绝缘材料介于天线线圈的线间而导致天线线圈的线间电容变大，使得难以实现频率匹配。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的目的在于，提供具有非常小的厚度并且具有优异的热辐射特性和优异的天线特性的天线装置及其制造方法。
[0005]为了解决上述问题，根据本发明的天线装置包括:具有平面线圈图案的天线线圈、覆盖天线线圈的一个主面的磁片、以及设置在天线线圈的另一个主面上并且沿着线圈图案的树脂层。
[0006]根据本发明，天线线圈被磁片支撑，并且不设置树脂支撑膜，从而能够实现天线装置厚度的减小。此外，天线线圈被树脂层覆盖，因而由此能够保护天线线圈的表面。此外，由于没有设置支撑膜，因此，即使当天线装置设置在放热体的表面上，来自放热体的热辐射也不会被支撑膜阻挡。另外，具有高介电常数的支撑膜被去除而不存在，使得可以解决由于支撑膜所致的线圈的大的线电容而难以实现频率匹配的问题。
[0007]在本发明中，天线线圈优选经由粘结层而接合于磁片的一个主面上。根据此结构，能够将先前已经形成在支撑膜上的天线线圈转移到磁片的表面，从而使天线线圈可靠地形成在磁片上。
[0008]在本发明中，磁片优选设置成在平面视图中避开与天线线圈的外周端和内周端重叠的区域。利用此结构，可以容易地实现天线线圈与通信电路诸如NFC芯片之间的电连接。
[0009]在本发明中，金属体可以定位在磁片的另一个主面侧。根据此结构，磁片介于金属体与天线线圈之间，使得可以降低金属体对天线线圈的影响。
[0010]在本发明中，印刷电路板可以定位在磁片的另一个主面侧。根据此结构，能够在印刷电路板上构造通信电路，以便于通信电路与天线线圈之间的电连接。
[0011]在本发明中，树脂层优选包含在天线线圈通过镀覆形成时起到催化剂作用的金属。根据此结构，天线线圈能够通过镀覆形成在树脂层的表面上。通过将所形成的天线线圈接合于磁片的表面，从而能够容易地制造根据本发明的天线装置。
[0012]根据本发明的天线装置优选还包括:第一和第二接触插塞，其穿过磁片以分别连接于天线线圈的外周端和内周端。根据此结构，在要连接于天线线圈的通信电路设置在天线线圈的一个主面上的情况下，能够通过第一和第二接触插塞可靠地实现通信电路与天线线圈之间的电连接。
[0013]在根据本发明的天线装置中，天线线圈的外周端和内周端可以未被树脂层覆盖而露出。根据此结构，能够容易且可靠地实现通信电路与天线线圈之间的电连接。
[0014]根据本发明的制造方法是制造包括天线线圈和磁片的天线装置的方法，该方法包括以下步骤:在树脂支撑膜的表面上，形成具有与天线线圈的平面形状相同的平面形状的树脂层；通过镀覆在树脂层的表面上形成电线线圈；在天线线圈的一个主面侧形成磁片；并且从树脂层去除支撑膜。
[0015]根据本发明，可以容易且低成本制造具有非常小的厚度、热辐射特性优异以及优异的天线特性的天线装置。
[0016]在本发明中，优选地，树脂层含有无电镀用催化剂，并且通过镀覆形成天线线圈的步骤包括:通过无电镀，在树脂层表面上形成构成天线线圈的基底镀层的步骤；以及通过电镀使基底镀覆层生长的步骤。根据此结构，可以在支撑膜的表面上形成天线线圈，由此制造具有非常小的厚度以及优异的天线特性的天线装置。
[0017]在本发明中，通过镀覆形成天线线圈的步骤优选包括:将无电镀用催化剂粘结在树脂层的表面的步骤；以及通过无电镀，在已经粘结有催化剂的树脂层的表面上形成构成天线线圈的基底镀层的步骤；以及通过电镀使基底镀层生长的步骤。根据此结构，可以在支撑膜表面上形成天线线圈，由此制造具有非常小的厚度和优异的天线特性的天线装置。
[0018]根据本发明的制造方法优选还包括:在支撑膜的去除之后，去除覆盖天线线圈的外周端和内周端的树脂层的步骤。根据此结构，能够容易地实现天线线圈与通信电路之间的电连接。
[0019]如上所说明，根据本发明，可以提供具有非常小的厚度并且具有优异的热辐射特性和优良的天线特性的天线装置及其制造方法。
【附图说明】
[0020]本发明的上述特征和优点从下面结合附图的某些优选实施方式的描述中将更加明显，其中:
[0021]图1是示出根据本发明第一实施方式的天线装置的配置的分解立体图；
[0022]图2A至2C是独立地示出构成根据第一实施方式的天线装置的各层的平面视图，其中图2A示出磁片，图2B示出天线线圈，并且图2C示出树脂层；
[0023]图3A和3B是根据第一实施方式的天线装置的截面图，其中图3A是沿着图2A至2C的A-A’线截取的截面图，并且图3B是沿着图2A至2C的B-B’线截取的截面图；
[0024]图4A至4E是用于说明用于图1所示的天线装置的制造方法的例子的示例性示意图；
[0025]图5A至5F是用于说明用于图1所示的天线装置的制造方法的另一个例子的示例性不意图；
[0026]图6B至6C是示出图1所示的天线装置的实现例的截面图，其中图6A示出天线装置与电池组接触的情况，并且图6B和6C示出天线装置与印刷电路板接触的情况；
[0027]图7是示出根据本发明第二实施方式的天线装置的配置的截面图；以及
[0028]图8是用于说明用于根据第二实施方式的天线装置的制造方法的示意图。
【具体实施方式】
[0029]图1是示出根据本发明第一实施方式的天线装置的配置的分解立体图。图2A至2C是独立地示出构成根据第一实施方式的天线装置的各层的平面视图。图2A示出磁片，图2B示出天线线圈，并且图2C示出树脂层。图3A和3B是根据第一实施方式的天线装置的截面图。图3A是沿着图2A至2C的A-A’线截取的截面图，并且图3B是沿着图2A至2C的B-B’线截取的截面图。
[0030]如图1、图2A至2C以及图3A和3B所示，根据本实施方式的天线装置I包括:由平面线圈图案构成的天线线圈10、设置在天线线圈10的一个主面1a上的磁片11、以及设置在天线线圈10的另一个主面1b上的树脂层12。粘结层13形成在磁片11的一个主面Ila上，使得天线线圈10通过粘结层13设置在磁片11的主面Ila上。
[0031]天线线圈10由大致矩形的螺旋图案构成并且在沿着磁片11尽可能大地描绘环路以便使得螺旋内部的开口尺寸较大的同时形成。天线线圈10优选由具有高电导率且在加工性和成本方面具有优势的Cu(铜)制成。天线线圈10的厚度优选在30 μπι至50 μπι的范围内。尽管稍后将描述细节，但是天线线圈10的外周端1c和内周端1d连接于通信电路诸如NFC芯片。
[0032]磁片11提供天线线圈10产生的磁通的磁路，并且能够由含有通过将磁性金属粉末分散到树脂粘结剂中而获得的树脂的磁性金属粉末制成。作为磁性金属粉末，可以使用坡莫合金(Fe-Ni合金)、超级坡莫合金(Fe-N1-Mo合金)、铁硅铝磁粉(Fe_Si_Al合金)、Fe-Si合金、Fe-Co合金、Fe-Cr合金、Fe-Cr-Si合金等。作为树脂粘结剂，可以使用酸醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醚砜、聚苯硫醚、PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT (聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚芳酯、有机硅树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯、聚酰亚胺等。
[0033]为了减小天线装置I的厚度，磁片11的厚度优选在磁片11的功能能够被实现的范围内尽可能薄。具体而言，磁片11的厚度优选在30 μπι至80 μπι的范围内。磁片11具有接触孔Ilc和Ild以经此使天线线圈10的外周端1c和内周端1d露出。天线线圈10的外周端1c和内周端1d分别连接于嵌入到接触孔Ilc和Ild中的接触插塞(未图示)，并且通过穿过磁片11的接触插塞而电连接于通信电路(未图示)。
[0034]树脂层12可以在机械上保护天线线圈10的表面，并且一旦其形成则充当天线线圈10的基膜。树脂层12是由例如环氧树脂制成并且优选具有Ιμπι至5μπι的厚度。树脂层12的平面形状不需要与天线线圈10的平面形状完全一致。例如，天线线圈10的表面的一部分(尤其是外周端1c和内周端1d)可以通过树脂层12的去除部分而露出。因此，树脂层12仅需要在平面视图中形成在天线线圈10的形成区域。
[0035]树脂层12可以包含在天线线圈10通过镀覆形成时起到催化剂作用的金属诸如钯。在树脂层12不包含这样的金属并且因而具有绝缘特性的情况下，树脂层12能够充当电气保护天线线圈10的绝缘膜。
[0036]图4A至4E是用于说明用于天线装置I的制造方法的例子的示例性示意图。
[0037]首先，如图4A所示，制备树脂支撑膜16，并且在支撑膜16的表面上形成具有与天线线圈10的平面形状相同的平面形状的树脂层12。作为支撑膜16，优选使用具有30 μπι至50 μπι的厚度的PET膜。树脂层12包含用于无电镀的催化剂诸如钯。通过将包含钯的环氧树脂膏体进行丝网印刷接着固化能够形成树脂层12。为了便于支撑膜16的去除工序(稍后描述)，可以在树脂层12的形成之前，预先对支撑膜16的表面施加涂覆。
[0038]然后，如图4Β所示，对已经形成包含催化剂的树脂层12的支撑膜16施加无电解铜镀覆，由此在树脂层12的上表面上形成天线线圈10的基底镀层10e。此外，如图4C所示，通过电解铜镀覆，使天线线圈10的基底镀层1e生长，由此