天线装置

申请号 CN201690000362.3 申请日 2016-01-06 公开(公告)号 CN207459190U 公开(公告)日 2018-06-05
申请人 株式会社村田制作所; 发明人 加藤登; 安武诚;
摘要 天线装置(101)具备:RFIC元件(40);与之连接的供电线圈(30);以及具有第1大径环状导体(L1a)和第1小径环状导体(L1b)的第1线圈导体(L1)。该第1线圈导体(L1)作为增益天线发挥作用,构成天线 谐振 电路 。供电线圈(30)收纳在由第1小径环状导体(L1b)包围的凹部内。因此,供电线圈(30)配置为使其卷绕方向沿着第1小径环状导体(L1b)的卷绕轴方向且在俯视时其外径尺寸处于第1小径环状导体(L1b)的线圈开口的内侧。供电线圈(30)经由 磁场 与第1小径环状导体(L1b)耦合。
权利要求

1.一种天线装置,其特征在于,包括:
RFIC元件;
供电线圈,该供电线圈与所述RFIC元件连接;
第1线圈导体,该第1线圈导体具有第1大径环状导体、和与所述第1大径环状导体的第1端连接的数实质为1的第1小径环状导体;以及
第2线圈导体,该第2线圈导体具有与所述第1大径环状导体相对配置的第2大径环状导体、和与所述第1小径环状导体相对配置并与所述第2大径环状导体的第1端连接的匝数实质为1的第2小径环状导体,
所述供电线圈被配置为其卷绕方向沿着所述第1小径环状导体的卷绕轴方向且在俯视时其外径尺寸处于所述第1小径环状导体的线圈开口的内侧,经由磁场与所述第1小径环状导体耦合,
所述第1线圈导体及所述第2线圈导体构成天线谐振电路,该天线谐振电路包含所述第
1线圈导体和所述第2线圈导体的电感分量以及形成在所述第1线圈导体及所述第2线圈导体之间的电容分量。
2.如权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
还包括基材层,
所述第1线圈导体是粘贴至所述基材层的金属薄板
所述第2线圈导体是与所述第1线圈导体重叠并隔着绝缘性的粘接层粘贴的金属薄板。
3.如权利要求1或2所述的天线装置,其特征在于,
所述第1小径环状导体被配置在俯视时所述第1大径环状导体的形成区域内,所述第2小径环状导体被配置在俯视时所述第2大径环状导体的形成区域内。
4.如权利要求1或2所述的天线装置,其特征在于,
所述第1大径环状导体及所述第2大径环状导体的匝数实质上分别为1。
5.如权利要求1或2所述的天线装置,其特征在于,
所述第1小径环状导体以在俯视时与所述第1大径环状导体的卷绕方向同向来卷绕,所述第2小径环状导体以在俯视时与所述第2大径环状导体的卷绕方向同向来卷绕。
6.如权利要求1或2所述的天线装置,其特征在于,
所述RFIC元件及所述供电线圈构成为将它们单片化的RFIC模
7.如权利要求6所述的天线装置,其特征在于,
所述RFIC模块包括由多个基材层层叠而成的层叠体,
所述供电线圈形成在所述层叠体的内部,所述RFIC元件搭载于所述层叠体的表面或内部。
8.如权利要求1或2所述的天线装置,其特征在于,
所述第1线圈导体还包括第1中间线圈导体,
所述第1小径环状导体经由所述第1中间线圈导体与所述第1大径环状导体的所述第1端连接。
9.如权利要求8所述的天线装置,其特征在于,
所述第1中间线圈导体的线宽均比所述第1大径环状导体的线宽及所述第1小径环状导体的线宽细。
10.如权利要求1或2所述的天线装置,其特征在于,
所述第2线圈导体还包括第2中间线圈导体,
所述第2小径环状导体经由所述第2中间线圈导体与所述第2大径环状导体的所述第1端连接。
11.如权利要求10所述的天线装置,其特征在于,
所述第2中间线圈导体的线宽均比所述第2大径环状导体的线宽及所述第2小径环状导体的线宽细。

说明书全文

天线装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及用于RFID通信等的天线装置。

背景技术

[0002] 现在,采用各种非接触IC的近场通信系统被利用于各领域。在这样的通信系统中,通过使例如非接触IC卡、非接触IC标签等与读卡器靠近到规定距离内来进行近距离无线通信。已经提出了具备将作为数据载体的无线通信用IC和天线一体化的模的结构的非接触IC卡、非接触IC标签等。
[0003] 例如,专利文献1及专利文献2记载的天线模块包括:无线通信用IC;具有与其连接的供电线圈的电磁耦合模块;具有沿着绝缘性基材的第1主面卷绕的第1线圈电极及沿着与第1主面相对的第2主面卷绕的第2线圈电极的天线。上述天线能够使第1线圈电极和第2线圈电极的线圈开口形成得比电磁耦合模块的供电线圈的线圈开口大,从而能够使与通信对方的天线线圈交链的磁通量增多。即上述天线作为天线谐振电路发挥作用,并且作为针对电磁耦合模块的增益天线发挥作用。
[0004] 增益天线和电磁耦合模块(RFIC模块)的供电线圈的耦合度涉及到无线通信用IC经由增益天线能够接收的磁场能量的量,因此最好设得尽可能高。通过提高该耦合度,能够增大通信系统中的通信距离。为了提高上述耦合度,专利文献1及专利文献2的天线模块中,分别增多与电磁耦合模块的供电线圈产生电磁场耦合的增益天线的耦合部的数。另外,电磁耦合模块搭载于增益天线,使得电磁耦合模块的供电线圈与上述耦合部重叠。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:专利第4788850号公报
[0008] 专利文献2:国际公开第2010/087429号实用新型内容
[0009] 实用新型所要解决的技术问题
[0010] 上述增益天线及RFIC模块(RFIC元件及与其连接的供电线圈)的各谐振频率分别确定为通信频率。但是,专利文献1及专利文献2所示的结构中,若电磁耦合模块(RFIC模块)相对于增益天线的耦合部的搭载位置偏移,则在增益天线的耦合部和供电线圈之间产生的电容和上述耦合度发生变化。上述谐振频率由电路中存在的电感(感性电抗)和电容(容性电抗)确定。因此,由于增益天线的耦合部和供电线圈之间产生的电容和上述耦合度变化,增益天线及RFIC模块的谐振频率发生变动。从而,这些谐振频率从通信使用的通信频率偏移,与通信对方的天线线圈的耦合度降低,因此,通信系统中的通信距离降低。
[0011] 另外,专利文献1及专利文献2所示的构成中,在绝缘性基材上搭载电磁耦合模块(RFIC模块),因此厚度变大。也考虑在绝缘性基材形成空腔,在空腔内收纳电磁耦合模块的构造。但是,在该情况下,不仅天线模块的构造复杂化,而且需要用于在绝缘性基材形成空腔的工序,制造工艺也变得复杂。
[0012] 本实用新型的目的是提供能够抑制伴随天线线圈和供电线圈的位置偏移而产生的天线线圈和供电线圈的耦合度的变动,使可通信距离稳定且薄型化的天线装置。
[0013] 解决技术问题所采用的技术方案
[0014] (1)本实用新型的天线装置,其特征在于,包括:
[0015] RFIC元件;
[0016] 供电线圈,该供电线圈与所述RFIC元件连接;以及
[0017] 第1线圈导体,该第1线圈导体具有第1大径环状导体、和与所述第1大径环状导体的第1端连接的第1小径环状导体,
[0018] 所述供电线圈被配置为其卷绕方向沿着所述第1小径环状导体的卷绕轴方向且在俯视时其外径尺寸处于所述第1小径环状导体的线圈开口的内侧,经由磁场与所述第1小径环状导体耦合。
[0019] 该结构中,供电线圈被配置为其卷绕方向沿着第1小径环状导体的卷绕轴方向且其外径尺寸处于第1小径环状导体的线圈开口的内侧。即,供电线圈收纳在由第1小径环状导体包围的凹部内。因此,即使供电线圈的搭载位置有稍许偏差,也能够抑制耦合度的急剧变化,减小耦合度的急剧变化导致的互感的变动。由此,供电线圈相对于第1线圈导体即天线线圈的搭载位置引起的耦合度的变化较小。结果,能抑制作为增益天线发挥作用的第1线圈导体的谐振频率的变动及供电线圈的谐振频率的变动,能使可通信距离稳定化。
[0020] 另外,上述结构中,供电线圈收纳在由第1小径环状导体包围的凹部内,因此与在增益天线的表面搭载供电线圈的情况相比,能够实现薄型化天线装置。
[0021] 优选地还包括第2线圈导体,该第2线圈导体具有与所述第1大径环状导体相对配置的第2大径环状导体、和与所述第1小径环状导体相对配置并与所述第2大径环状导体的第1端连接的第2小径环状导体,所述第1线圈导体及所述第2线圈导体构成天线谐振电路,该天线谐振电路包含所述第1线圈导体及第2线圈导体的电感分量和形成在所述第1线圈导体及所述第2线圈导体之间的电容分量。该结构中,第1线圈导体及第2线圈导体作为针对供电线圈的增益天线发挥功能。该第1线圈导体及第2线圈导体由第1线圈导体及第2线圈导体的电感分量和在第1线圈导体及第2线圈导体间形成的电容分量构成天线谐振电路。因此,不需要谐振电路构成用的电容元件,容易制造且实现了低成本化。
[0022] (2)所述(1)中,本实用新型的天线装置中,优选地还包括基材层,所述第1线圈导体是粘贴至所述基材层的金属薄板,所述第2线圈导体是与所述第1线圈导体重叠并隔着绝缘性的粘接层粘贴的金属薄板。通过该结构,与第1线圈导体及第2线圈导体通过Al箔的刻蚀等进行图案化的情况相比,能容易地构成增益天线(天线谐振电路)。另外,与在基材层的两侧的主面分别形成第1线圈导体及第2线圈导体而构成增益天线(天线谐振电路)的情况相比,能够实现薄型化的天线装置。
[0023] (3)所述(1)或(2)中,优选地,所述第1小径环状导体的匝数实质为1,且被配置在俯视时所述第1大径环状导体的形成区域内,所述第2小径环状导体的匝数实质为1,且被配置在俯视时所述第2大径环状导体的形成区域内。通过该结构,能够减小在第1小径环状导体及第2小径环状导体与供电线圈之间产生的互感M。因此,即使相对于第1小径环状导体及第2小径环状导体,供电线圈的搭载位置有稍许偏差,也能够减小互感M的变动。由此,结果能够抑制增益天线(天线谐振电路)及RFIC模块的谐振频率的变动。另外,该结构中,能够使相对于基材层的增益天线(天线谐振电路)的线圈开口形成得较大,能够使与通信对方的天线线圈交链的磁通量增多。即,能够提高与通信对方的天线线圈的耦合度。
[0024] (4)所述(1)或(2)中,优选地,所述第1大径环状导体及所述第2大径环状导体的匝数实质上分别为1。该结构中,由于第1大径环状导体及第2大径环状导体的匝数少,因此能够确保增益天线的有效线圈开口较宽,同时使第1大径环状导体及第2大径环状导体的线宽形成得较宽。因此,即使相对配置的第1大径环状导体和第2大径环状导体的形成位置存在偏差,在第1大径环状导体和第2大径环状导体之间产生的电容(电容量)的变动也被抑制。由此,由第1线圈导体和第2线圈导体构成的增益天线(天线谐振电路)的谐振频率的变动被抑制。另外,由于第1大径环状导体及第2大径环状导体的电阻分量较低,因此可获得Q值较高的增益天线。
[0025] (5)所述(1)或(2)中,优选地,所述第1小径环状导体以在俯视时与所述第1大径环状导体的卷绕方向同向来卷绕,所述第2小径环状导体以在俯视时与所述第2大径环状导体的卷绕方向同向来卷绕。通过该结构,流过第 1小径环状导体的电流的方向及流过第2小径环状导体的电流的方向成为与流过第1大径环状导体的电流的方向及流过第2大径环状导体的电流的方向相同。由此,由于第1小径环状导体及第2小径环状导体产生的磁场,第1大径环状导体及第2大径环状导体产生的磁场被抵消。因此,能够确保增益天线的有效线圈开口的面积较宽,提高与通信对方的天线线圈的耦合度,增大通信距离。
[0026] (6)所述(1)或(2)中,优选地,所述RFIC元件及所述供电线圈构成为将它们单片化的RFIC模块。通过该结构,仅仅在第1小径环状导体的线圈开口及第2小径环状导体的线圈开口的内侧配置RFIC模块就能够容易地构成天线装置。
[0027] (7)所述(6)中,优选地,所述RFIC模块包括由多个基材层层叠而成的层叠体,所述供电线圈形成在所述层叠体的内部,所述RFIC元件搭载于所述层叠体的表面或内部来构成。通过该结构,能够容易地变更供电线圈的匝数,因此能够获得期望的电感值。
[0028] (8)所述(1)或(2)中,优选地,所述第1线圈导体还包括第1中间线圈导体,所述第1小径环状导体经由所述第1中间线圈导体与所述第1大径环状导体的所述第1端连接。本实用新型中,第1大径环状导体的匝数较少,因此用于构成天线谐振电路的第1线圈导体的电感分量容易不足。但是,通过该结构,容易确保构成天线谐振电路所需的电感分量。
[0029] (9)所述(8)中,优选地,所述第1中间线圈导体的线宽均比所述第1大径环状导体的线宽及所述第1小径环状导体的线宽细。通过该结构,能够容易地在有限的空间内形成为了确保期望的电感分量而具有必须的匝数的第 1中间线圈导体。
[0030] (10)所述(1)或(2)中,优选地,所述第2线圈导体还包括第2中间线圈导体,所述第2小径环状导体经由所述第2中间线圈导体与所述第2大径环状导体的所述第1端连接。本实用新型中,第2大径环状导体的匝数较少,因此用于构成天线谐振电路的第2线圈导体的电感分量容易不足。但是,通过该结构,容易确保构成天线谐振电路所需的电感分量。
[0031] (11)所述(10)中,优选地,所述第2中间线圈导体的线宽均比所述第2 大径环状导体的线宽及所述第2小径环状导体的线宽细。通过该结构,能够容易地在有限的空间内形成为了确保期望的电感分量而具有必须的匝数的第2中间线圈导体。
[0032] 实用新型效果
[0033] 根据本实用新型,可实现能够抑制伴随天线线圈和供电线圈的位置偏差而产生的天线线圈和供电线圈的耦合度的变动,能使可通信距离稳定,且能实现薄型化的天线装置。附图说明
[0034] 图1是第1实施方式所涉及的天线装置101的外观立体图。
[0035] 图2是天线装置101的分解立体图。
[0036] 图3(A)是从天线装置101除去保护层2、粘接层61、62、密封层63后的外观立体图,图3(B)是表示天线装置101的线圈导体及RFIC模块的分解立体图。
[0037] 图4是第1实施方式所涉及的天线装置101的俯视图。
[0038] 图5(A)是表示第1大径环状导体及第2大径环状导体的形成区域的俯视图,图5(B)是表示第1小径环状导体及第2小径环状导体的线圈开口的图。
[0039] 图6(A)是第1实施方式所涉及的天线装置101的截面图,图6(B)是表示天线装置101中的RFIC模块的安装部分的截面详细图。
[0040] 图7(A)是示出了天线装置101中的RFIC模块的安装部分的平面详细图,图7(B)是示出了参考例的天线装置中的RFIC模块的安装部分的平面详细图。
[0041] 图8是表示第1实施方式所涉及的天线装置101的动作原理的分解立体图。
[0042] 图9(A)是第1实施方式所涉及的天线装置101的等效电路图,图9(B)是第1实施方式的变形例即天线装置100的等效电路图。
[0043] 图10是顺序表示天线装置101的制造工序的截面图。
[0044] 图11(A)是第2实施方式所涉及的天线装置102的截面图,图11(B)是表示天线装置102中的RFIC模块的安装部分的截面详细图。
[0045] 图12是第3实施方式所涉及的天线装置103的外观立体图。
[0046] 图13(A)是图12中的A-A截面图,图13(B)是示出了天线装置103中的 RFIC模块的安装部分的截面详细图。
[0047] 图14(A)是第4实施方式所涉及的天线装置104的外观立体图,图14(B) 是天线装置104的分解立体图。
[0048] 图15是天线装置104的俯视图。
[0049] 图16(A)是RFIC模块10b的俯视图,图16(B)是图16(A)中的B-B截面图。
[0050] 图17是表示RFIC模块10b具备的供电线圈30A的导体图案的立体图。
[0051] 图18是天线装置104的等效电路图。

具体实施方式

[0052] 以下,参照附图列举几个具体例,说明用于实施本实用新型的多个方式。各图中对同一部位标注同一标号。各实施方式只是例示,由不同实施方式示出的结构能够进行部分置换或组合。
[0053] 《第1实施方式》
[0054] 参照各图说明第1实施方式所涉及的天线装置。图1是第1实施方式所涉及的天线装置101的外观立体图。图2是天线装置101的分解立体图。图2中,省略密封层(后文所示)的图示。图3(A)是从天线装置101除去了保护层2、粘接层61、62、密封层的外观立体图,图3(B)是表示天线装置101的线圈导体及RFIC模块的分解立体图。图4是第1实施方式所涉及的天线装置101的俯视图。图4中,省略保护层2、密封层的图示。
[0055] 天线装置101具备基材层1、RFIC模块10、保护层2、第1线圈导体L1、第2线圈导体L2、粘接层61、62以及密封层。该天线装置101构成为以HF频带作为载波频带的卡片尺寸的RFID标签(IC卡)。
[0056] 基材层1是由树脂等绝缘性材料构成的矩形的平板。基材层1例如是  PET(polyethylene-terephthalate:聚对苯二甲酸乙二醇酯)片材,也可以是被涂覆后的纸。粘接层61具有绝缘性和粘接性,形成在基材层1的实质的整个面上。粘接层61例如是双面粘接片材,也可以是由粘接剂形成的层等。另外,本实施方式中,表示了粘接层61形成在基材层1的实质的整个面上的示例,但是不限于该结构。粘接层61的形状可适宜变更。
[0057] RFIC模块10具有RFIC元件40、由多个基材层层叠而成的层叠体20以及供电线圈30。供电线圈30形成在层叠体20的内部,与RFIC元件40连接。RFIC 模块10的层叠体20侧经由粘接层61配置(粘贴)在基材层1的主面,构成由 RFIC元件40和供电线圈30形成的谐振电路。另外,本实施方式中RFIC模块 10是将RFIC元件40及供电线圈30单片化后构成的。
[0058] 第1线圈导体L1是经由粘接层61配置(粘贴)在基材层1的主面的金属薄板,具有第1大径环状导体L1a和第1小径环状导体L1b。第2线圈导体L2是与第1线圈导体L1重叠并经由绝缘性的粘接层62配置(粘贴)的金属薄板,具有第2大径环状导体L2a和第2小径环状导体L2b。第1线圈导体L1及第2线圈导体L2例如是Al箔。粘接层62具有绝缘性和粘接性,形成与第1线圈导体L1及第2线圈导体L2实质上相同的形状。粘接层62例如是双面粘接片材,也可以是由粘接剂形成的层等。另外,本实施方式中,示出了粘接层62形成为与第1线圈导体L1及第2线圈导体L2实质上相同形状的例子,但是不限于该结构。粘接层62的形状可适宜变更。
[0059] 保护层2是矩形的平板。保护层2具有与基材层1实质相同的形状,包夹 RFIC模块10、第1线圈导体L1、第2线圈导体L2、粘接层61、62以及密封层并与基材层1重叠。另外,本实施方式中,示出了保护层2具有与基材层1实质上相同形状的例子,但是不限于该结构。保护层2的形状可适宜变更。
[0060] 保护层2例如是PET片材,也可以是被涂覆后的纸等。保护层2保护密封层、RFIC模块10、第1线圈导体L1及第2线圈导体L2等不受外部施加的冲击、外等的影响。
[0061] 图5(A)是表示第1大径环状导体及第2大径环状导体的形成区域的俯视图,图5(B)是表示第1小径环状导体及第2小径环状导体的线圈开口的图。
[0062] 图5(A)中的大径环状导体形成区域Lle表示俯视时第1大径环状导体及第2大径环状导体的形成区域。图5(B)中的小径环状导体线圈开口的内侧 Lcp表示本实用新型的“第1小径环状导体的线圈开口的内侧”。
[0063] 第1大径环状导体L1a是沿着基材层1的外周边缘形成为环状的金属薄板,第1大径环状导体L1a的第1端E11与第1小径环状导体L1b连接。另外,第1大径环状导体L1a如图3(B)所示,从第1大径环状导体L1a的第2端E12向第1端E11左旋(逆时针)卷绕,沿着基材层1的外周大致卷绕一周,因此实质的匝数为1。
[0064] 第1小径环状导体L1b是以比第1大径环状导体L1a的环状的金属薄板小的内外径形成为环状的金属薄板,形成为从第1大径环状导体L1a延伸。第1 小径环状导体L1b配置在矩形的基材层1的部(图4中的右下的角部)。换言之,第1小径环状导体L1b配置在沿基材层1的外周大致卷绕一周的第1大径环状导体L1a的形成区域Lle内。另外,第1小径环状导体L1b如图3(B)所示,从第1大径环状导体L1a的第1端E11左旋(逆时针)卷绕近似一周。由此,第1 小径环状导体L1b在俯视时与第1大径环状导体L1a的卷绕方向同向卷绕,实质的匝数为1。
[0065] 第2大径环状导体L2a是沿着基材层1的外周边缘形成为环状的金属薄板,第2大径环状导体L2a的第1端E21与第2小径环状导体L2b连接。另外,第2大径环状导体L2a如图3(B)所示,从第2大径环状导体L2a的第2端E22向第1端E21右旋(顺时针)卷绕。由此,第2大径环状导体L2a在俯视时与第1大径环状导体L1a的卷绕方向反向的卷绕。另外,第2大径环状导体L2a沿基材层1的外周近似卷绕一周,实质的匝数为1。
[0066] 第2小径环状导体L2b是以比第2大径环状导体L2a的环状的金属薄板小的内外径的环状形成的金属薄板,形成为从第2大径环状导体L2a延伸。第2 小径环状导体L2b配置在矩形状的基材层1的角部(图4中的右下的角部)。换言之,第2小径环状导体L2b配置在沿基材层1的外周大致近似一周的第2大径环状导体L2a的形成区域Lle内。另外,第2小径环状导体L2b如图3(B)所示,从第2大径环状导体L2a的第1端E21右旋(顺时针)卷绕近似一周。从而,第2小径环状导体L2b在俯视时与第2大径环状导体L2a的卷绕方向同向地卷绕,实质的匝数为1。
[0067] 这些第1大径环状导体L1a及第2大径环状导体L2a将在后文详述,作为增益天线(天线谐振电路)的天线部有助于主要经由磁场与通信对方的天线线圈进行的通信。
[0068] 供电线圈30经由磁场与第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b耦合。第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b如图3(B)等所示,经由磁场与供电线圈30耦合,构成有助于与RFIC模块10的供电线圈30主要经由磁场耦合的增益天线(天线谐振电路)的耦合部CP。
[0069] 图6(A)是第1实施方式所涉及的天线装置101的截面图,图6(B)是表示天线装置101中的RFIC模块的安装部分的截面详细图。图6中,为了容易理解图及原理,简化图示了天线装置101的构造。
[0070] 密封层63具有绝缘性,形成在基材层1的实质的整个面上。密封层63 保护RFIC模块10、第1线圈导体L1及第2线圈导体L2等不受外部施加的冲击、外力等的影响。密封层63例如是树脂,但也可以是双面粘接片材或具有粘接性的粘接剂形成的层等。另外,密封层63是双面粘接片材或具有粘接性的粘接剂时,保护层2也可以是剥离纸。在该情况下,通过剥离保护层2使具有粘接性的密封层63露出,能够将天线装置101粘贴至其他部件。另外,本实施方式中,示出了密封层63形成在基材层1的实质地整个面上的例子,但是不限于该结构。密封层63的形状可适宜变更。
[0071] 如图6所示,第2大径环状导体L2a被配置为包夹绝缘性的粘接层62并与第1大径环状导体L1a相对,在俯视时与第1大径环状导体L1a实质重叠。因此,在第1大径环状导体L1a和第2大径环状导体L2a之间产生电容分量。第2 小径环状导体L2b被配置为包夹绝缘性的粘接层62并与第1小径环状导体 L1b相对,在俯视时与第1小径环状导体L1b实质重叠。因此,在第1小径环状导体L1b和第2小径环状导体L2b之间产生电容分量。
[0072] 第1小径环状导体L1b、粘接层62及第2小径环状导体L2b通过重叠粘贴来形成凹部(空腔部)。本实施方式中,该凹部(空腔部)相当于小径环状导体线圈开口的内侧Lcp。RFIC模块10如图5及图6等所示,配置在小径环状导体线圈开口的内侧Lcp。即,RFIC模块10的供电线圈30配置成其卷绕轴沿着第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的卷绕轴方向。
[0073] 另外,RFIC模块10的供电线圈30的线圈外径比第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的线圈内径小。即,RFIC模块10的供电线圈30配置为在俯视时其外径尺寸处于第1小径环状导体L1b的线圈开口及第2小径环状导体L2b的线圈开口的内侧。
[0074] 另外,天线装置101中,第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b 围绕供电线圈30,是供电线圈30的全方位被第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b包围的结构。因此,供电线圈30全体与第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b以高耦合度进行磁场耦合。由此,经由增益天线的耦合部CP,RFIC模块10能够高效地从通信对方的天线线圈接收磁场能量。
[0075] 接着,参照附图说明第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b与供电线圈30的耦合度和供电线圈30的搭载位置的关系。图7(A)是表示天线装置101中的RFIC模块的安装部分的平面详细图,图7(B)是表示参考例的天线装置中的RFIC模块的安装部分的平面详细图。图7中,夸张地图示了X1、X2、 Y1、Y2各部分的大小。
[0076] 天线装置101中,第1小径环状导体L1b、第2小径环状导体L2b及RFIC 模块10的供电线圈30如图7(A)所示,配置为使卷绕轴处于同一轴上。因此,第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的一个端面和供电线圈30之间的距离(图7(A)中的“X1”或“Y1”)成为与一个端面相对的另一个端面和供电线圈30之间的距离(图7(A)中的“X2”或“Y2”)大致相同(X1≒X2或 Y1≒Y2)。由此,供电线圈30全体与第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b以高耦合度稳定地进行磁场耦合。
[0077] 相对地,参考例的天线装置中,RFIC模块10的供电线圈30不配置在第1 小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的卷绕轴上。参考例的天线装置中,供电线圈30配置在靠近与一个端面相对的另一个端面(图7(B)中的右上) 侧。因此,第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的一个端面和供电线圈30之间的距离(图7(A)中的“X1”或“Y1”)变长。另外,与之伴随有与一个端面相对的另一个端面和供电线圈30之间的距离(图7(A)中的“X2”或“Y2”)变短。
[0078] 这里,第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b和供电线圈30之间的距离越短,磁场耦合的耦合度越高。参考例的天线装置中,第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的一个端面和供电线圈30之间的距离(图 7(A)中的“X1”或“Y1”)变长,因此耦合度变低。但是,与一个端面相对的另一个端面和供电线圈30之间的距离(图7(A)中的“X2”或“Y2”)变短,因此耦合度相对地变高。
[0079] 这样,供电线圈30的搭载位置即使从第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的卷绕轴稍许偏移,第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b 和供电线圈30的耦合度的急剧变化也被抑制。由此,在第1小径环状导体L1b 的线圈开口及第2小径环状导体L2b的线圈开口的内侧配置供电线圈30的天线装置101中,供电线圈30的搭载位置导致的耦合度的变化较小。
[0080] 另外,供电线圈30设为全方位被第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b包围的构成,因此,优选地第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体 L2b为相似形状。
[0081] 接着,参照附图说明天线装置101的动作原理。图8是表示第1实施方式所涉及的天线装置101的动作原理的分解立体图,表示RFIC模块10的供电线圈和第1线圈导体L1及第2线圈导体L2的耦合方式。图9(A)是第1实施方式所涉及的天线装置101的等效电路图,图9(B)是第1实施方式的变形例即天线装置100的等效电路图。
[0082] 如图8所示,通过流过RFIC模块10的供电线圈的电流i0而在第1小径环状导体L1b感应出电流i1b。即,在供电线圈和第1小径环状导体L1b接近的部分,由于电流i0而在第1小径环状导体L1b流过抵消电流i0的方向(图8中的逆时针)的电流i1b。第1小径环状导体L1b与第1大径环状导体L1a的一端连接,因此,该电流i1b也流过第1大径环状导体L1a(图8中的电流i1a)。电流i1a和电流i1b的值相等。
[0083] 另外,通过在RFIC模块10的供电线圈流过的电流i0而在第2小径环状导体L2b感应出电流i2b。即,在供电线圈和第2小径环状导体L2b接近的部分,由于电流i0而在第2小径环状导体L2b流过抵消电流i0的方向(图8中的逆时针)的电流i2b。第2小径环状导体L2b与第2大径环状导体L2a的一端连接,因此该电流i2b也流过第2大径环状导体L2a(图8中的电流i2a)。另外,电流 i2a和电流i2b的值相等。
[0084] 本实施方式中,这些第1线圈导体L1及第2线圈导体L2作为针对供电线圈的增益天线发挥作用。天线装置101中,通过具备这些增益天线,与仅有供电线圈的情况相比,作为天线发挥作用的线圈的开口变大。因此,能够提高与通信对方的天线线圈的耦合度。
[0085] 如图8所示,通过在RFIC模块10的供电线圈流过的电流i0而感应的电流 (i1a,i1b)和电流(i2a,i2b)为同向(图8中的逆时针)。但是,第1小径环状导体L1b与第2小径环状导体L2b的卷绕方向反向地卷绕,第1大径环状导体L1a与第2大径环状导体L2a的卷绕方向反向地卷绕。因此,在第1小径环状导体L1b和第2小径环状导体L2b之间产生电容分量(图8中的电容Cb),在第1大径环状导体L1a和第2大径环状导体L2a之间产生电容分量(图8中的电容Ca)。
[0086] 另外,在第1线圈导体L1和第2线圈导体L2之间产生的电容Ca、Cb(电容器)能够设计成通过变更粘接层62的材料、厚度而达到期望的值。
[0087] 第1线圈导体L1及第2线圈导体L2如图9(A)所示,由第1线圈导体L1及第 2线圈导体L2的电感分量(L1a,L1b,L2a,L2b)和在第1线圈导体L1及第2线圈导体L2之间发生的电容分量(第1大径环状导体L1a和第2大径环状导体 L2a之间发生的电容Ca及第1小径环状导体L1b和第2小径环状导体L2b之间产生的电容Cb)构成天线谐振电路。天线谐振电路(增益天线50)的谐振频率设定成实质上与RFID系统的通信频率相等的频率(例如13.56MHz)。
[0088] 本实施方式所涉及的天线装置101中,供电线圈30的全方位被第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b包围来构成,因此耦合部CP和供电线圈 30之间的耦合度KCP较高。耦合度KCP若较高,则结果供电线圈30能够从通信对方的天线线圈高效地接收磁场能量,但是同时耦合部CP和供电线圈30 之间的互感M变大。该互感M变大导致增益天线50全体的电感分量
[0089] (L1a+L1b+L2a+L2b)变化,因此增益天线50的谐振频率变化。另外,供电线圈30的电感分量变化,因此RFIC模块10的谐振频率也变化。
[0090] 但是,本实施方式所涉及的天线装置101中,第1小径环状导体L1b、第 2小径环状导体L2b的电感分量较小(与第1线圈导体L1及第2线圈导体L2所需的电感相比相对较小)。例如,将耦合部CP的电感分量(L1b+L2b)设为增益天线50全体的电感分量(L1a+L1b+L2a+L2b)的1/5以下。因此,在第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b和供电线圈30产生的互感M与在第1线圈导体L1和第2线圈导体L2产生的全体的互感相比相对较小。
[0091] 由此,相对于第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b,即使RFIC 模块10的搭载位置有稍许偏差,耦合度KCP的变化导致的上述的互感M的变动也较小。结果,能抑制增益天线50(天线谐振电路)及RFIC模块10的谐振频率的变动。即,RFIC模块10的搭载位置导致的增益天线50(天线谐振电路) 及RFIC模块10的谐振频率的变化率较小。
[0092] 本实用新型的天线装置的具体参数如下。这里,使各部分的电感分量与各部分的标号对应来表示。
[0093] ·耦合部CP和供电线圈30之间的耦合度:KCP=0.1以上0.6以下
[0094] ·(耦合部CP的电感分量:L1b+L2b)≦(增益天线50全体的电感分量:L1a+L1b+L2a+L2b)×1/5
[0095] ·增益天线50和供电线圈30之间的耦合度:KAL=0.02以上0.1以下
[0096] 根据本实施方式,可容易地构成具有上述参数的天线装置。另外,上述参数为实施方式之一,不限于该数值。
[0097] 另外,如图9(B)所示,通过在第1线圈导体L1(第1大径环状导体L1a及第2小径环状导体L1b)的一端和另一端之间连接电容分量Cr,也能够仅由第 1线圈导体L1构成增益天线50(天线谐振电路)。该电容分量Cr例如是贴片电容。这样,增益天线50也可以是仅有第1线圈导体L1的结构。
[0098] 根据本实施方式,可以实现如下的效果。
[0099] (a)本实施方式所涉及的天线装置101中,供电线圈30配置成其卷绕方向沿着第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的卷绕轴方向,且其外径尺寸处于第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的线圈开口的内侧。即,供电线圈30收纳在由第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b 所包围的凹部(小径环状导体线圈开口的内侧Lcp)内。因此,即使供电线圈 30的搭载位置有稍许偏差,耦合度的急剧变化也被抑制,能减小耦合度的急剧变化导致的互感的变动。由此,相对于第1线圈导体L1及第2线圈导体 L2即天线线圈的供电线圈30的搭载位置引起的耦合度的变化较小。结果,能抑制作为增益天线50(天线谐振电路)发挥作用的第1线圈导体L1及第2线圈导体L2的谐振频率的变动,能抑制RFIC模块10(由RFIC元件40和供电线圈 30形成的谐振电路)的谐振频率的变动。因此,能够使可通信距离稳定。
[0100] (b)本实施方式所涉及的天线装置101中,供电线圈30收纳在由第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b包围的凹部内,因此,与在增益天线50 的表面搭载RFIC模块10的供电线圈30的情况相比,能够实现薄型化的天线装置。
[0101] (c)本实施方式所涉及的天线装置101中,第1线圈导体L1及第2线圈导体L2作为针对供电线圈30的增益天线50发挥作用。该第1线圈导体L1及第2 线圈导体L2由第1线圈导体L1及第2线圈导体L2的电感分量和在第1线圈导体L1及第2线圈导体L2间形成的电容分量来构成天线谐振电路。因此,天线装置101中,不需要谐振电路构成用的电容元件,容易制造且实现了低成本化。
[0102] (d)本实施方式所涉及的天线装置101中,供电线圈30在俯视时不与第1 小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b重叠。即,供电线圈30的导体面和第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的导体面不相对。另外,天线装置101仅在至少供电线圈30和金属薄板即第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的端面相对。因此,在第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b和供电线圈30之间发生的电容分量能够被抑制,能抑制增益天线50的谐振频率及由RFIC元件40和供电线圈30形成的谐振电路的谐振频率的变动。由此,能够提高与通信对方的天线线圈的耦合度。
[0103] (e)本实施方式所涉及的天线装置101构成为:在基材层1粘贴金属薄板即第2线圈导体L2,第1线圈导体与第2线圈导体L2重叠,隔着绝缘性的粘接层62粘贴至金属薄板即第1线圈导体L1。因此,与将第1线圈导体L1及第2线圈导体L2通过Al箔的刻蚀等来图案化的情况相比,能够容易地构成增益天线50(天线谐振电路)。另外,与在基材层1的两侧的主面分别设置第1线圈导体L1及第2线圈导体L2而构成增益天线50(天线谐振电路)的情况相比,能够实现薄型化的天线装置。
[0104] (f)本实施方式所涉及的天线装置101,第1小径环状导体的匝数实质为 1,第2小径环状导体的匝数实质为1。由此,能减小第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b和RFIC模块10的供电线圈30之间发生的互感M。因此,相对于第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b,即使供电线圈30的搭载位置有稍许偏差,也能够减小互感M的变动。由此,结果,能抑制增益天线50(天线谐振电路)及RFIC模块10的谐振频率的变动。
[0105] (g)本实施方式中,与供电线圈30经由磁场耦合的第1小径环状导体L1b 及第2小径环状导体L2b在俯视时配置在大径环状导体形成区域Lle内。因此,相对于基材层1的增益天线50(天线谐振电路)的线圈开口能够形成得较大,能够使与通信对方的天线线圈交链的磁通量增多。即,能够提高与通信对方的天线线圈的耦合度。
[0106] (h)本实施方式的天线装置101中,匝数分别实质为1。由此,第1大径环状导体L1a及第2大径环状导体L2a的匝数较少,因此能够确保增益天线 50(天线部AP)的有效线圈开口较宽,能够使第1大径环状导体L1a及第2大径环状导体L2a的线宽形成得较宽。因此,即使相对配置的第1大径环状导体 L1a和第2大径环状导体L2a的形成位置存在偏差,也能抑制在第1大径环状导体L1a和第2大径环状导体L2a之间发生的电容Ca的变动。由此,抑制由第 1线圈导体L1和第2线圈导体L2构成的增益天线50(天线谐振电路)的谐振频率的变动。另外,第1大径环状导体L1a及第2大径环状导体L2a的电阻分量较低,因此,能够获得Q值高的增益天线50。
[0107] (i)本实施方式中,第1线圈导体L1(第1大径环状导体L1a、第1小径环状导体L1b)及第2线圈导体L2(第2大径环状导体L2a、第2小径环状导体L2b) 的匝数分别实质为1。因此,相同导体彼此不相邻,实质上不产生线间电容。由此,能抑制由于在增益天线50(天线谐振电路)附着滴等而产生的电容分量的变化。因此,能够将本实用新型的天线装置用在水滴等附着可能性较高或水分多的生鲜食材的包装上贴付的标签等。
[0108] (j)第1小径环状导体L1b在俯视时与第1大径环状导体L1a的卷绕方向同向地卷绕,第2小径环状导体L2b在俯视时与第2大径环状导体L2a的卷绕方向同向地卷绕。通过该结构,流过第1小径环状导体L1b的电流i1b的方向及流过第2小径环状导体L2b的电流i2b的方向与流过第1大径环状导体L1a 的电流i1a的方向及流过第2大径环状导体L2a的电流i2a的方向变得相同。由此,无法利用在第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b发生的磁场来抵消在第1大径环状导体L1a及第2大径环状导体L2a发生的磁场。因此,能够确保增益天线50(天线部AP)的有效线圈开口的面积较大,提高与通信对方的天线线圈的耦合度,增大通信距离。
[0109] (k)本实施方式中RFIC模块10是将RFIC元件40及供电线圈30单片化的结构。因此,仅在第1小径环状导体L1b的线圈开口及第2小径环状导体L2b 的线圈开口的内侧配置RFIC模块10,就能够容易地构成天线装置。
[0110] (l)本实施方式的RFIC模块10构成为具备由多个基材层层叠而成的层叠体20,供电线圈30形成在层叠体20的内部,RFIC元件40搭载于层叠体20 的表面。通过该结果,能够容易地变更供电线圈30的匝数,因此能够获得期望的电感值。另外,也可以将RFIC元件40搭载(安装)在层叠体20的内部来构成。
[0111] (m)本实施方式所涉及的天线装置101中,第1小径环状导体L1b、第2 小径环状导体L2b及供电线圈30的卷绕轴配置在同一轴上。因此,能够提高第1线圈导体L1及第2线圈导体L2和RFIC模块10之间的耦合度,能提高与通信对方的天线线圈的耦合度。
[0112] 本实施方式所涉及的天线装置101以例如以下的工序来制造。图10是依次表示天线装置101的制造工序的截面图。
[0113] 首先,如图10中的(1)所示,准备粘贴金属箔的基材层1。具体地说,在基材层1的一个主面上,即实质上整个面上经由粘接层61配置(粘贴)金属箔L1s。金属箔L1s例如是Al箔。如上文所述,基材层1具有绝缘性,例如是 PET片材,但也可以是被涂覆后的纸等。另外,如上文所述,粘接层61具有绝缘性和粘接性,例如是双面粘接片材,但也可以是由具有粘接性的粘接剂形成的层等。
[0114] 接着,如图10中的(2)所示,通过刻蚀等使粘贴在基材层1的一个主面上的金属箔L1s图案化,形成第1线圈导体L1(第1大径环状导体L1a及第1小径环状导体L1b)。第1线圈导体L1具有第2大径环状导体L1a和与第1大径环状导体L1a的第1端(图5中的E11)连接的第1小径环状导体L1b。
[0115] 接着,通过金属薄板的冲孔加工来形成第2线圈导体L2。第2线圈导体 L2具有第2大径环状导体L2a、和与第2大径环状导体L2a的第1端(图5中的 E21)连接的第2小径环状导体L2b。如上文所述,第2线圈导体L2例如是Al箔。
[0116] 接着,如图10中的(3)所示,在第1线圈导体L1(第1大径环状导体L1a 及第1小径环状导体L1b)上形成粘接层62。具体地说,通过丝网印刷等在第 1线圈导体L1上形成粘接层62。粘接层62具有绝缘性和粘接性,例如是通过印刷而被图案化了的粘接剂等。
[0117] 然后,使第2线圈导体L2与第1线圈导体L1重叠并进行粘贴以使其隔着绝缘性的粘接层62相对。具体地说,粘贴为使第1大径环状导体L1a和第2大径环状导体L2a包夹粘接层62并相对配置,第1小径环状导体L1b和第2小径环状导体L2b包夹粘接层62并相对配置。另外,通过将第1小径环状导体L1b、粘接层62及第2小径环状导体L2b重叠并粘贴,如图10中的(3)所示,形成凹部(空腔部)。如上文所述,该凹部(空腔部)相当于小径环状导体线圈开口的内侧Lcp。
[0118] 接着,如图10中的(4)所示,在基材层1配置RFIC模块10。具体而言,将RFIC模块10安装(粘贴)至基材层1的粘接层61,且配置在小径环状导体线圈开口的内侧Lcp。换言之,RFIC模块10收纳在由第1小径环状导体L1b及第 2小径环状导体L2b包围的凹部(小径环状导体线圈开口的内侧Lcp)内。
[0119] 另外,本实施方式中,示出了将RFIC模块10安装(粘贴)在基材层1的粘接层61且配置在小径环状导体线圈开口的内侧Lcp的例子,但是不限于该结构。如后文详述,也可以将与RFIC元件连接的供电线圈安装(粘贴)在基材层1的粘接层61,且配置在小径环状导体线圈开口的内侧Lcp。
[0120] 接着,根据需要,如图10中的(5)所示,为了保护RFIC模块10、第1线圈导体L1及第2线圈导体L2等不受外部施加的冲击、外力等的影响,设置密封层63。密封层63具有绝缘性,例如是树脂,也可以是双面粘接片材或具有粘接性的粘接剂等。
[0121] 接着,根据需要,如图10中的(6)所示,在密封层63上设置保护层2。保护层2例如是PET片材,也可以是被涂覆后的纸或剥离纸等。密封层63是双面粘接片材或具有粘接性的粘接剂等,且保护层2为剥离纸时,通过剥离保护层2使具有粘接性的密封层63露出,能够将天线装置101粘贴至其他构件。
[0122] 另外,上述的工序在母基板状态下进行处理。最后,将母基板分离为单个的天线装置单位(单片)。
[0123] 根据上述制造方法,即使供电线圈30的搭载位置有若干偏移,也能够抑制增益天线50的谐振频率的变动及由RFIC元件40和供电线圈30形成的谐振电路的谐振频率的变动,且容易制造薄型化天线装置101。
[0124] 《第2实施方式》
[0125] 参照各图说明第2实施方式所涉及的天线装置。图11(A)是第2实施方式所涉及的天线装置102的截面图,图11(B)是表示天线装置102中的RFIC模块的安装部分的截面详细图。图11中,为了容易理解图及原理,简化并图示天线装置102的构造。
[0126] 第2实施方式所涉及的天线装置102的第1线圈导体L1及第2线圈导体L2 的形状不同于第1实施方式所涉及的天线装置101。其他结构与第1实施方式所涉及的天线装置101相同。
[0127] 以下,说明与第1实施方式所涉及的天线装置101不同的部分。
[0128] 如图11(A)及图11(B)所示,第1大径环状导体L1a与第2大径环状导体 L2a相比,线宽形成得更宽。另外,第1小径环状导体L1b与第2小径环状导体L2b相比,线宽形成得更宽。即,第1线圈导体L1与第2线圈导体L2相比,线宽形成得更宽。
[0129] 即使是这样的结构,天线装置102与第1实施方式所涉及的天线装置101 的基本结构相同,也能够起到与天线装置101同样的作用效果。
[0130] 另外,本实施方式所涉及的天线装置102中,第1线圈导体L1与第2线圈导体L2相比,线宽形成得更宽。根据该结构,即使第1线圈导体L1和第2线圈导体L2的形成位置存在偏差,第1线圈导体L1和第2线圈导体L2之间产生的电容分量(第1大径环状导体L1a和第2大径环状导体L2a之间产生的电容及第1小径环状导体L1b和第2小径环状导体L2b之间发生的电容)也保持一定,能够减小谐振频率的偏差。
[0131] 《第3实施方式》
[0132] 参照各图说明第3实施方式所涉及的天线装置。图12是第3实施方式所涉及的天线装置103的外观立体图。图13(A)是图12中的A-A截面图,图 13(B)是表示天线装置103中的RFIC模块的安装部分的截面详细图。图13中,为了容易理解图及原理,简化并图示天线装置103的结构。
[0133] 第3实施方式所涉及的天线装置103的第1线圈导体L1及第2线圈导体L2 的形状不同于第1实施方式所涉及的天线装置101。另外,天线装置103相对于天线装置101的不同点在于具备RFIC模块10a,并且RFIC模块相对于基材层1的搭载位置不同。而且,天线装置103相对于天线装置101、102的不同点在于以RFIC模块上下颠倒的状态配置(粘贴)于基材层1的主面。其他结构与第1实施方式所涉及的天线装置101相同。
[0134] 以下,说明不同于第1实施方式所涉及的天线装置101的部分。
[0135] 如图12所示,天线装置103中,第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b形成在基材层1的外周端的一边(图12中的基材层1的下侧的一边)的中间附近。
[0136] 另外,RFIC模块10a具备RFIC元件40、层叠体20、形成在层叠体20的内部的供电线圈30、接触通信用的外部电极70a、70b、70c、70d、70e、70f、 70g、70h及密封树脂5。
[0137] 接触通信用的外部电极70a~70h是平板状的金属薄板,经由未图示的粘接层配置(粘贴)在与安装了RFIC元件40的层叠体20的面不同的面。接触通信用的外部电极70a~70h例如是使表面被Ni/Au等覆了的Cu箔。接触通信用的外部电极70a~70h通过未图示的层叠体20内的层间连接导体或引线接合等与RFIC元件40连接并电导通。
[0138] 密封树脂5保护RFIC元件40不受外部施加的冲击、外力等的影响。通过具备密封树脂5,能够提高RFIC元件40的电连接的可靠性和RFIC模块10a的机械强度。另外,本实施方式中,说明了密封树脂5完全覆盖安装了RFIC元件40的层叠体20的面(图13中的层叠体20的下侧的面)的结构,但是不限于该结构。
[0139] 如图13(A)及图13(B)所示,RFIC模块10a经由粘接层61配置(粘贴)在密封树脂5(RFIC元件40)侧基材层1的主面。即使在该情况下,与天线装置101 同样地,供电线圈30收纳在由第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b 包围的凹部(小径环状导体线圈开口的内侧Lcp)内。从而,供电线圈30配置成使其卷绕方向沿着第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的卷绕轴方向,且其外径尺寸处于第1小径环状导体L1b及第2小径环状导体L2b的线圈开口的内侧。
[0140] 本实施方式中,在保护层2中俯视时与RFIC模块10a重叠的位置设有孔。该孔形成为与接触通信用的外部电极70a~70h实质相同的形状。因此,如图12及图13所示,本实施方式所涉及的天线装置103构成为是接触通信用的外部电极70a~70h埋设于天线装置103的一个主面(图13中的上侧的主面) 并从保护层2露出。
[0141] 即使这样的结构,天线装置103与第1实施方式所涉及的天线装置101 的基本结构相同,也能够起到与天线装置101同样的作用效果。另外,本实施方式所涉及的天线装置103中,不仅能进行非接触的近距离无线通信,而且也能够通过接触通信用的外部电极70a~70h与通信对方(卡读写侧)的电极物理接触进行通信。
[0142] 另外,如本实施方式所示,RFIC模块10a和增益天线50(天线谐振电路) 的耦合部的位置不限于第1线圈导体L1及第2线圈导体L2的角部,可适宜变更。
[0143] 另外,本实施方式中,说明了在基材层1配置(粘贴)RFIC模块10a的密封树脂5(RFIC元件40)的例子,但是不限于该结构。如上述的实施方式所涉及的天线装置101、天线装置102那样,也可以在基材层1配置(粘贴)RFIC模块10的层叠体20。
[0144] 另外,本实施方式中,说明了在层叠体20上具备RFIC模块10a的接触通信用的外部电极70a~70h的例子,但是不限于该结构。接触通信用的外部电极也可以是设置在密封树脂5上的结构。而且,本实施方式中,示出了RFIC 模块10a的接触通信用的外部电极有8个的例子,但是不限于该结构,RFIC 模块10a的接触通信用的外部电极的数量及形状等可适宜变更。
[0145] 《第4实施方式》
[0146] 参照各图说明第4实施方式所涉及的天线装置。图14(A)是第4实施方式所涉及的天线装置104的外观立体图,图14(B)是天线装置104的分解立体图。图15是天线装置104的俯视图。另外,图15中,为了避免图的复杂化,省略基材层1及RFIC模块10b的图示。
[0147] 第4实施方式所涉及的天线装置104与第1实施方式所涉及的天线装置 101的不同点在于第2线圈导体L2具备第2中间线圈导体。另外,RFIC模块10b 与RFIC模块10的不同点在于具备密封树脂层5。其他结构与天线装置101实质相同。
[0148] 天线装置104具备基材层1、第1线圈导体L1、第2线圈导体L2、RFIC模块10b。
[0149] 第1线圈导体L1是在基材层1的背面配置(粘贴)的金属薄板,具有第1 大径环状导体L1a及第1小径环状导体L1b。第1大径环状导体L1a是沿着基材层1的外周边缘以环状卷绕的金属薄板。第1小径环状导体L1b是以比第1大径环状导体L1a小的内外径的环状卷绕的金属薄板,配置在第1大径环状导体L1a的线圈开口的内侧。
[0150] 本实施方式中,第1小径环状导体L1b位于第1大径环状导体L1a的线圈开口的内侧中央,因此,第1大径环状导体L1a的卷绕轴与第1小径环状导体 L1b的卷绕轴一致。第1大径环状导体L1a的第1端L11经由第1大径环状导体 L1a和比第1小径环状导体L1b的线宽要细的第1连接导体L1c,与第1小径环状导体L1b连接。
[0151] 第2线圈导体L2是配置(粘贴)在基材层1的表面的金属薄板,具有第2 大径环状导体L2a、第2小径环状导体L2b及第2中间线圈导体L2c。第2大径环状导体L2a是沿着基材层1的外周边缘以环状卷绕的金属薄板。第2中间线圈导体L2c是匝数约为3的螺旋状的金属薄板,配置在第2大径环状导体L2a 的线圈开口的内侧。第2小径环状导体L2b是以比第2大径环状导体L2a及第2 中间线圈导体L2c小的内外径的环状来卷绕的金属薄板,配置在第2中间线圈导体L2c的线圈开口的内侧。
[0152] 本实施方式中,第2小径环状导体L2b位于第2中间线圈导体L2c的线圈开口的内侧中央,且第2中间线圈导体L2c位于第1大径环状导体L1a的线圈开口的内侧中央。因此,第2大径环状导体L2a的卷绕轴、第2中间线圈导体 L2c的卷绕轴及第2小径环状导体L2b的卷绕轴一致。第2中间线圈导体L2c的线宽比第2大径环状导体L2a及第2小径环状导体L2b细。第2大径环状导体 L2a的第1端L21经由第2中间线圈导体L2c与第2小径环状导体L2b连接。另外,本实施方式中,通过在基材层1中搭载RFIC模块10b的区域设置凹陷,消除由RFIC模块10b的厚度引起的凸部。尤其在基材层1比RFIC模块10b厚的情况下,能够消除由RFIC模块
10b的厚度引起的凸部,仅通过在图14的天线装置的上下面粘贴平板片材就能够形成平坦的附带RFIC模块的卡片。
[0153] 这里,参照各图说明本实施方式所涉及的RFIC模块10b的结构。图16(A) 是RFIC模块10b的俯视图,图16(B)是图16(A)中的B-B截面图。图17是表示 RFIC模块10b具备的供电线圈30A的导体图案的立体图。
[0154] RFIC模块10b具备RFIC元件40、层叠体20、形成在层叠体20的供电线圈 30A及密封树脂5。
[0155] 层叠体20是将4个电介质片材层叠而成的多层基板。供电线圈30A由分别形成在4个电介质片材的螺旋状的供电线圈导体30a、30b、30c、30d、第 1连接电极31、第2连接电极32及层间连接导体V31、V32、V33、V34构成。
[0156] 具体地说,第1连接电极31与供电线圈导体30a的第1端连接,供电线圈导体30a的第2端经由层间连接导体V31与供电线圈导体30b的第1端连接。供电线圈导体30b的第2端经由层间连接导体V32与供电线圈导体30c的第1端连接,供电线圈导体30c的第2端经由层间连接导体V33与供电线圈导体30d 的第1端连接,供电线圈导体30d的第2端经由层间连接导体V34与第2连接电极32连接。
[0157] 第1连接电极31及第2连接电极32如图16(B)所示,经由导电性粘接材料 64分别与RFIC元件40连接。密封树脂5形成在安装了RFIC元件40的层叠体20 的面上(图16(B)中的层叠体20的顶面)。如图16(B)所示,RFIC元件40埋设于密封树脂5。
[0158] 上述RFIC模块10b如图14(A)所示,配置为使供电线圈30A的外形尺寸在俯视时处于第1小径环状导体L1b的线圈开口及第2小径环状导体L2b的线圈开口的内侧。
[0159] 图18是天线装置104的等效电路图。
[0160] 第1线圈导体L1及第2线圈导体L2如图18所示,由第1线圈导体L1及第2 线圈导体L2的电感分量(L1a,L1b,L2a,L2b,L2c)和第1线圈导体L1及第2 线圈导体L2之间发生的电容分量(电容Ca,Cb)构成天线谐振电路。另外,第2中间线圈导体L2c的电感分量比第2大径环状导体L2a、第2小径环状导体 L2b的电感分量大。
[0161] 根据本实施方式,除了上述的实施方式所示的作用、效果以外,还可以实现如下效果。
[0162] 本实施方式所涉及的天线装置104具备连接在第2大径环状导体和第2 小径环状导体之间的第2中间线圈导体L2c。存在第1大径环状导体L1a及第2 大径环状导体L2a的匝数较少,用于构成天线谐振电路的第1线圈导体L1及第2线圈导体L2的电感分量不足的情况。但是,本实施方式中,通过该结构,容易确保用于构成天线谐振电路所需的电感分量。
[0163] 本实施方式中,第2中间线圈导体L2c的线宽比第2大径环状导体L2a及第2小径环状导体L2b的线宽细。通过该结构,能够容易地在有限的空间内形成为了确保期望的电感分量而具有所需匝数的中间线圈导体。
[0164] 天线装置104中,第2大径环状导体L2a的线宽比与第2大径环状导体L2a 相对配置的第1大径环状导体L1a的线宽粗。通过该结构,即使相对配置的第1大径环状导体L1a和第2大径环状导体L2a的形成位置存在偏差,第1大径环状导体L1a和第2大径环状导体L2a之间产生的电容Ca(电容量)的变动也被抑制。即,第1大径环状导体L1a和第2大径环状导体L2a的形成位置即使产生稍许偏差,电容Ca的变动也被抑制。由此,由第1线圈导体L1和第2线圈导体L2构成的增益天线50(天线谐振电路)的谐振频率的变动被抑制。
[0165] 另外,天线装置104中,第2小径环状导体L2b的线宽比与第2小径环状导体L2b相对配置的第1小径环状导体L1b的线宽粗。通过该结构,即使相互相对配置的第1小径环状导体L1b和第2小径环状导体L2b的形成位置存在偏差,第1小径环状导体L1b和第2小径环状导体L2b之间产生的电容Cb(电容量)的变动也被抑制。即,第1小径环状导体L1b和第2小径环状导体L2b的形成位置即使产生稍许偏差,电容Cb的变动也被抑制。由此,由第1线圈导体L1和第2线圈导体L2构成的增益天线50(天线谐振电路)的谐振频率的变动被抑制。
[0166] 另外,本实施方式中,第1线圈导体L1不具备中间线圈导体。即,天线装置104中,第1线圈导体L1具备的中间线圈导体的导体面和第2中间线圈导体L2c的导体面不相对。该结构中,比大径环状导体及小径环状导体的线宽都要细的中间线圈导体彼此不相对,因此,抑制了相对配置的第1线圈导体 L1和第2线圈导体L2的形成位置的偏差导致的电容的变动。
[0167] 另外,本实施方式中,示出了第2线圈导体L2具备中间线圈导体(第2 中间线圈导体L2c)的结构例,但是不限于此。也可以是第1线圈导体L1具备第1中间线圈导体,第1大径环状导体L1a的第1端经由第1中间线圈导体与第 1小径环状导体连接的结构。另外,也可以是第1线圈导体L1及第2线圈导体 L2双方都具备中间线圈导体的结构。在该情况下,优选地,比大径环状导体及小径环状导体的线宽都要细的中间线圈导体彼此不相对。
[0168] 《其他实施方式》
[0169] 上述的实施方式中,说明了构成增益天线50的第1线圈导体及第2线圈导体的形状在俯视时为矩形的例子,但是不限于该结构。构成增益天线50 的第1线圈导体及第2线圈导体的形状可适宜变更为俯视时的多边形、圆形、椭圆形等。
[0170] 同样,上述的实施方式中,示出了基材层1的形状在俯视时为矩形的例子,但是不限于该结构。基材层1的形状可适宜变更为俯视时的多边形、圆形、椭圆形等。
[0171] 另外,上述的实施方式中,示出了第1大径环状导体L1a及第2大径环状导体L2a沿基材层1的外周大致环绕一周的例子,但是不限于该结构。相对于基材层1的第1大径环状导体L1a及第2大径环状导体L2a的形状及大小等可适宜变更。
[0172] 另外,本实用新型的天线装置中,保护层2不是必须的结构。通过形成除去了保护层2的结构,能够实现柔性且薄型化的天线装置。而且,本实用新型的天线装置中,密封层63不是必须的结构。通过形成除去了密封层63 的结构,能够实现柔性且薄型化的天线装置。
[0173] 另外,上述实施方式中,示出了将RFIC元件40及供电线圈30单片化的 RFIC模块10的例子,但是不限于该结构。也可以不是RFIC元件40安装在具有供电线圈30的层叠体20的上部来形成一体的结构,而是RFIC元件40和供电线圈30配置在不同位置的结构。例如,也可以是供电线圈30配置在小径环状导体线圈开口的内侧Lcp,RFIC元件40配置在小径环状导体线圈开口的内侧Lcp外的结构。
[0174] 另外,作为本实用新型的天线装置,例示了卡片型器件,但是该天线装置也可以用作组装进便携通信终端等电子设备的天线。
[0175] 标号说明
[0176] AP 天线部
[0177] CP 耦合部
[0178] Ca,Cb 电容
[0179] E11 第1大径环状导体的第1端
[0180] E12 第1大径环状导体的第2端
[0181] E21 第2大径环状导体的第1端
[0182] E22 第2大径环状导体的第2端
[0183] i0,i1a,i1b,i2a,i2b 电流
[0184] KCP 耦合度
[0185] L1 第1线圈导体
[0186] L2 第2线圈导体
[0187] L1a 第1大径环状导体
[0188] L1b 第1小径环状导体
[0189] L2a 第2大径环状导体
[0190] L2b 第2小径环状导体
[0191] L2c 第2中间线圈导体
[0192] Lcp 小径环状导体线圈开口的内侧
[0193] Lle 大径环状导体形成区域
[0194] M,Ma,Mb 互感
[0195] 1 基材层
[0196] 2 保护层
[0197] 5 密封树脂
[0198] 10,10a,10b RFIC模块
[0199] 20 层叠体
[0200] 30,30A 供电线圈
[0201] 30a,30b,30c,30d 供电线圈导体
[0202] V31,V32,V33,V34 层间连接导体
[0203] 40 RFIC元件
[0204] 50 增益天线
[0205] 61,62 粘接层
[0206] 63 密封层
[0207] 70a,70b,70c,70d,70e,70f,70g,70h 外部电极
[0208] 101,102,103,104 天线装置。
QQ群二维码
意见反馈