CN103620869B - 线圈天线及通信终端装置 - Google Patents

Abstract

为了能抑制导体损耗并确保通信距离，本发明的线圈天线包括：具有至少包含第一主面的第一外周面的磁芯（1）；形成在第一外周面并对规定的卷绕轴的四周进行卷绕的第一线圈导体（2）；层叠在第一主面上、至少具有与该第一主面大致平行的第一面、并且由磁导率比磁芯低的材料构成的第一基材层（3）；以及至少形成第一面上的第二线圈导体（4）。第二线圈导体（4）的两端与第一主面上的第一线圈导体（2）相连，第一主面上的第一线圈导体（2）中电流流动的方向与第一面上的第二线圈导体中电流流动的方向彼此大致相同。

Description

线圈天线及通信终端装置

技术领域

本发明涉及包括形成在磁芯周围的线圈导体的线圈天线、以及具备该线圈天线的通信终端装置。

背景技术

在上述线圈天线中，若通信对象侧产生的磁场与线圈产生交链，则会在该线圈两端产生感应电动势。上述通信终端装置对叠加在该感应电动势中的数据进行重放，由此接收来自通信对象侧的数据。此外，在线圈天线中，若有电流流过线圈，则会在线圈周边产生磁场。通信终端装置利用该磁场将数据发送给通信对象。以往，作为这种线圈天线，有例如下述专利文献1～3所记载的线圈天线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003－284476号公报

专利文献2：日本专利特开2003－283231号公报

专利文献3：日本专利特开2007－19891号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在使上述线圈天线小型化的情况下，考虑例如减小线圈的线宽、或在磁芯中使用高磁导率的材料。然而，若减小线圈线宽，则不能忽略导体损耗的影响。此外，若在磁芯中使用高磁导率的材料，则磁场会被封闭，因此无法确保足够的通信距离。

因此，本发明的目的在于提供一种能抑制导体损耗、并能确保通信距离的线圈天线、以及具备该线圈天线的通信终端装置。

解决技术问题所采用的技术方案

为了能实现上述目的，本发明的一个方面在于一种线圈天线，包括：磁芯，该磁芯具有至少包含第一主面的第一外周面；第一线圈导体，该第一线圈导体形成在所述第一外周面上，并对规定的卷绕轴的四周进行卷绕；第一基材层，该第一基材层层叠在所述第一主面上，至少具有与该第一主面大致平行的第一面，并由磁导率低于所述磁芯的材料构成；以及第二线圈导体，该第二线圈导体至少形成在所述第一面上。

这里，所述第二线圈导体的两端与所述第一主面上的所述第一线圈导体相连，所述第一主面上的所述第一线圈导体中电流流动的方向与所述第一面上的所述第二线圈导体中电流流动的方向彼此大致相同。

此外，上述线圈天线例如装载在通信终端装置中。

发明效果

根据上述方面，能抑制导体损耗并确保通信距离。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的线圈天线的立体图。

图2是图1的线圈天线的分解图。

图3是表示由多个磁性体层构成的磁芯的立体图。

图4是从箭头B的方向观察到的沿图1的线A-A'的纵向截面的图。

图5是从箭头D的方向观察到的沿图1的线C-C'的纵向截面的图。

图6是表示具备图1的线圈天线的通信终端装置的示意图。

图7是表示图6的增益天线的详细结构的示意图。

图8是表示图6的增益天线与供电电路的等效电路的图。

图9(a)、图9(b)是表示有无图6的增益天线的磁性体片材所产生的效果的示意图。

图10(a)～图10(c)是表示图6的增益天线的替代例的示意图。

图11是表示第一变形例所涉及的线圈天线的立体图。

图12是图11的线圈天线的分解图。

图13是表示第二变形例所涉及的线圈天线的立体图。

图14是图13的线圈天线的分解图。

图15是表示第三变形例所涉及的线圈天线的立体图。

图16是图15的线圈天线的分解图。

图17是表示第四变形例所涉及的线圈天线的立体图。

图18是图17的线圈天线的分解图。

图19(a)、图19(b)是表示图17的线圈天线的效果的示意图。

图20是表示第五变形例所涉及的线圈天线的立体图。

图21是图20的线圈天线的分解图。

图22是表示第六变形例所涉及的线圈天线的立体图。

图23是图22的线圈天线的分解图。

图24是从箭头D的方向观察到的沿图22的线C-C'的纵向截面的图。

图25是表示第七变形例所涉及的线圈天线的立体图。

图26是图25的线圈天线的分解图。

图27是从箭头D的方向观察到的沿图25的线C-C'的纵向截面的图。

图28是表示第八变形例所涉及的线圈天线的立体图。

图29是图28的线圈天线的分解图。

图30是从箭头D的方向观察到的沿图28的线C-C'的纵向截面的图。

图31是表示第九变形例所涉及的线圈天线的立体图。

图32是图31的线圈天线的分解图。

图33是从箭头D的方向观察到的沿图31的线C-C'的纵向截面的图。

图34是表示第十变形例所涉及的线圈天线的立体图。

图35是图34的线圈天线的分解图。

图36是从箭头D的方向观察到的沿图35的线C-C'的纵向截面的图。

图37是进行非接触通信的模块的等效电路图。

图38是表示图37的模块的具体结构的图。

具体实施方式

(引言)

以下，在对本发明各实施方式所涉及的线圈天线进行说明之前，定义各图所示的X轴、Y轴、Z轴。X轴、Y轴、Z轴表示线圈天线的左右方向(横方向)、前后方向(纵方向)以及上下方向(高度方向或厚度方向)。

(实施方式1的结构)

图1和图2中，线圈天线包括磁芯1、第一线圈导体2、第一基材层3、至少一个第二线圈导体4、第一绝缘体层5、第一外部电极6a、第二外部电极6b、第一过孔电极7a、以及第二过孔电极7b。

磁芯1由磁导率μ_h相对较高(例如100以上)的磁性材料构成。作为这种磁性材料，有Ni-Zn-Cu类铁氧体。该磁芯1大致具有长方体形状。其横向尺寸、纵向尺寸以及高度例如约为5mm、10mm以及0.55mm。此外，磁芯1由与卷绕轴At大致平行的外周面Fs、与该卷绕轴At正交的前端面以及后端面构成。

如图2所明示的那样，外周面Fs由上表面F11、右侧面F12、下表面F13以及左侧面F14构成。上表面F11以及下表面F13与XY平面大致平行，并在上下方向上相对。右侧面F12以及左侧面F14与YZ平面大致平行，并在左右方向上相对。在后面的说明中，有时会将上表面F11称为第一主面F11，将下表面F13称为第二主面F13。

第一线圈导体2形成例如由银那样的导电材料构成的螺旋线圈。具体而言，第一线圈导体2形成在外周面Fs上，并呈螺旋状地卷绕在卷绕轴At的四周。在图1的示例中，匝数为四，第一线圈导体2的各匝大致由形成于右侧面F12的导体图案2a、形成于第一主面F11的导体图案2b、形成于左侧面F14的导体图案2c、形成于第二主面F13的导体图案2d构成。另外，在图1、图2中，为方便图示，仅对一匝导体图案标注了参照标号。

上述磁芯1可以制作成不经过层叠而最初便具有上述尺寸的块体，也可以如图3所示，通过层叠多个磁性体层1a来制作。另外，图3中，为便于图示，仅对两个磁性体层标注了参照标号1a。此外，各磁性体层1a的厚度可以彼此相同，也可以不同。通过由多个磁性体层1a构成，因此能简单地调整磁芯1的高度，并能抑制脆性。

再次参照图1及图2。第一基材层3例如由绝缘材料构成。绝缘体的磁导率接近真空或大气中的磁导率μ₀，且比上述磁芯1的磁导率μ_h要小。该第一基材层3层叠在形成有第一线圈导体2的第一主面F11上，在上下方向上具有规定的厚度。该厚度与磁芯1的横向尺寸相比足够小，例如为100μm～1000μm。另外，第一基材层3的横向尺寸和纵向尺寸的值与磁芯1实质相同。

如图2所明示的那样，该第一基材层3至少具有接合面F21、第一面F22、右侧面F23、以及左侧面F24。接合面F21以及第一面F22与XY平面大致平行。接合面F21与第一主面F11相抵接，第一面F22在上下方向上与接合面F21相对。右侧面F23以及左侧面F24与YZ平面大致平行，是将接合面F21以及第一面F22连接起来的面。

另外，本实施方式中，假设第一基材层3由绝缘材料构成来进行说明，但并不限于此，第一基材层3也可以由电介质材料、磁导率比上述磁导率μ_h低的磁性材料构成。此外，第一基材层3也可以由在使用温度(例如25℃)下、相对磁导率比上述磁芯1低的材料构成。这里，当第一基材层3由磁性材料构成时，与磁芯1同样，使用Ni-Zn-Cu类铁氧体。该情况下，为了减小磁导率，在制作第一基材层3时混入规定的添加物。

第二线圈导体4例如由银那样的导电材料构成，并由导体图案4a～4c构成。各导体图案4a～4c的线宽彼此相同，各导体图案2a～2d也相同。这里，线宽是指沿卷绕轴At方向的宽度。

此外，如图4、图5所示，导体图案4a形成在第一面F22上，使得与构成第一线圈导体2的一匝的导体图案2b大致平行，并且从第一主面F11的法线N方向俯视时与该导体图案2b重合。

导体图案4b、4c形成在右侧面F23以及左侧面F24上，使得导体图案4a的一端以及另一端与导体图案2b的一端以及另一端相连。

本实施方式中，第二线圈导体4对应于第一线圈导体2的各匝而形成。换言之，第一基材层3上形成有四匝第二线圈导体4。

第一绝缘体层5在本实施方式中由与第一基材层3相同的绝缘材料构成，至少具有接合面F31和背面F32。接合面F31上层叠有磁芯1，该磁芯1上形成有第一线圈导体2。背面F32在上下方向上与接合面F31相对，该背面F32的前段部分以及后端部分形成有第一外部电极6a以及第二外部电极6b。

此外，第一绝缘体层5上的第一外部电极6a上形成有从背面F32贯穿至接合面F31的通孔，该通孔中形成有第一过孔电极7a。同样，第一绝缘体层5上的第二外部电极6b上也形成有通孔，该通孔中形成有第二过孔电极7b。第一过孔电极7a与第一线圈导体2的一端相连，第二过孔电极7b与第一线圈导体2的另一端相连。

(实施方式1的制造方法)

接着，对上述线圈天线的制造方法的一个示例进行说明。该制造方法由下述(1)～(6)的工序构成。

(1)例如为了在烧结后获得所期望的磁导率μ_h(例如100以上)，利用球磨机将铁氧体预烧粉与粘接剂、增塑剂等一同进行混合。利用刮刀法对由此得到的浆料进行成形加工，以在烧结时达到规定尺寸，由此得到成为磁芯1的基础的第一片材。

(2)利用激光、冲压加工在由上述(1)得到的第一片材上形成导体图案2a、2c用的通孔，并在这些通孔内填充例如由Ag构成的电极糊料。然后在第一片材的表面对电极糊料进行丝网印刷，其结果，形成了导体图案2b、2d。层叠期望片数的上述第一片材。

(3)为了制作第一基材层3以及第一绝缘体层5，利用球磨机将铁氧体预烧粉与粘接剂、增塑剂等一同进行混合。利用刮刀法等对由此获得的浆料进行成形加工，其结果，得到成为第一基材层3以及第一绝缘体层5的基础的第二片材。

(4)在由上述(3)得到的第二片材上形成上述第一及第二过孔电极7a、7b用的通孔。在该通孔中填充电极糊料，形成上述第一及第二过孔电极7a、7b。此外，为了在烧结后达到所期望的厚度，依次对形成有第一及第二过孔电极7a、7b的第二片材进行压接。由此制作出第一绝缘体层5。

(5)在由上述(3)得到的第二片材上形成导体图案4b、4c用的通孔，并在通孔中填充电极糊料。然后，在第二片材上、形成第一面F22的部分，对电极糊料进行丝网印刷等，形成导体图案4a。依次对上述第二片材进行压接。由此制作出第一基材层3。

(6)将上述第一绝缘体层5、磁芯1以及第一基材层3一起进行加压压接，在例如900℃、2小时的条件下进行烧成后，进行切割。其结果，得到上述线圈天线。

(实施方式1的作用、效果)

将上述线圈天线用于13.56MHz频带的NFC(NearFieldCommunication：近场通信)所对应的通信终端装置。这里，图6中示出了打开壳体盖板91时通信终端装置9的壳体92内所收纳的各种元器件、各种构件。该通信终端装置9为典型的移动电话，壳体92内部例如包括印刷布线板93、线圈天线94、IC芯片95以及增益天线96。除此以外，壳体92内部还高密度地安装、配置有电池组、照相机、UHF频带天线、各种电路元件，但它们并非本发明的主要部分，因此省略说明。

线圈天线94与参照图1及图2说明的内容相同，如图6、图7所示，与IC芯片95一起安装在印刷布线板93上。此外，如图8的等效电路所示，线圈天线94的两端连接有IC芯片95，IC芯片95并联连接有电容器97。这些线圈天线94、IC芯片95以及电容器97构成供电电路98。这里，若将线圈天线94的电感值设为L1，将电容器97的电容值设为C1，则供电电路的谐振频率取决于L1、C1。另外，图8中示出了线圈天线94的电阻分量R1。有时也根据需要在线圈天线94与IC芯片95之间连接匹配电路。

此外，增益天线96安装在壳体盖板91上，使得在壳体92被壳体盖板91关闭时，该增益天线96配置在线圈天线94的上方。该增益天线96在图7的示例中为平面的螺旋线圈等，是为了增加线圈天线94的通信距离而设置的。增益天线96的开口尺寸(横向尺寸×纵向尺寸)比线圈天线94的开口尺寸(横向尺寸×高度)要大。

如图7的右侧所示，增益天线96中，在绝缘片材75a的表面以及背面形成有互为反向卷绕的第一平面线圈导体75b以及第二平面线圈导体75c。此外，绝缘片材75a的下表面贴附有磁性体片材75d。当没有该磁性体片材75d时，如图9(a)所示，来自通信对象侧的磁通(虚线箭头表示)不通过增益天线96的附近，到达印刷布线板93。其结果，在印刷布线板93上产生涡流、与安装元器件的不需要的耦合，导致通信终端装置9的通信特性变差。与此相对，若具有磁性体片材75d，则如图9(b)所示，磁通通过磁性体片材75d的内部，不会到达印刷布线板93，因此能防止上述那样通信终端装置9的通信特性的劣化。

此外，在第一平面线圈导体75b与第二平面线圈导体75c之间产生线间电容，如图8的等效电路所示，相当于第一平面线圈导体75b以及第二平面线圈导体75c经由电容器75e、75f相连。这里，将第一平面线圈导体75b的电感值设为L2，将第二平面线圈导体75c的电感值设为L3，将电容器75e的电容值设为C2，将电容器75f的电容值设为C3。该情况下，增益天线96的谐振频率取决于L2、L3、C2、C3。

如图8所示，在上述通信终端装置9中，由IC芯片95向线圈天线94提供电流I。如图4所示，该电流I首先流过第一线圈导体2的导体图案2a。之后，一部分电流I流过第一线圈导体2的导体图案2b，另一部分流过第二线圈导体4的导体图案4b、4a、4c。之后，流过第二线圈导体4的电流Ia与流过第一线圈导体2的电流Ib在同一方向上流动，并合流，从而流过导体图案2c。

由此，第二线圈导体4从第一线圈导体2开始分叉，以夹着第一基材层3与第一线圈导体2大致平行的方式设置，并合流至第一线圈导体2。因此，与现有技术相比，能实质上使电流路径的截面积增大相当于第二线圈导体4的截面积的量，因此能减轻导体损耗的影响。

这里，为了减轻导体损耗的影响，考虑在丝网印刷时对第一线圈导体涂厚，从而增大其截面积。然而，以和构成相邻匝的导体图案之间的窄间隙以及高纵横比对第一线圈导体涂厚在实际的制造方法上较为困难的。因此，像本实施方式那样将电流路径一分为二在减轻导体损耗影响的层面上是较为实用的。

此外，第一线圈导体2以及第二线圈导体4夹着低磁导率的第一基材层3而接近。此外，流过第一线圈导体2的电流和流过第二线圈导体4的电流几乎在同一方向上流动。由此，在两线圈导体2、4周围产生的磁场如图8所示那样相互耦合。另外，由于第一面F22侧的磁导率相对较低，因此，磁力线会在第一面F22的法线N的方向上扩张。换言之，线圈天线94在第一面F22的法线N的方向上具有较强的指向性，能确保自第一面F22起在法线N方向上足够的通信距离。

(附记事项1)

在实施方式1中，增益天线96构成为利用两个第一平面线圈导体75b与第二平面线圈导体75c的线间电容来与它们进行谐振。然而并不限于此，增益天线96也可以如下所示那样。

如图10(a)所示，增益天线96可以通过在一个平面线圈导体75g的两端连接电容器元件75h来得到。此外，也可以如图10(b)那样，增益天线96通过在图7所示的第一平面线圈导体75b上贴附第二绝缘片材75i，并在该第二绝缘片材75i上形成第三平面线圈导体75j来得到。平面线圈导体的层数可以是若干层。此外，如图10(c)那样，也可以不将增益天线96设置在壳体92的内部，而利用MID方法等，在壳体盖板91的表面及背面逐个绘制平面线圈导体75k、75l来实现增益天线96。

(第一变形例)

在上述实施方式1中，经由第一基材层3在磁芯1的第一主面F11上设置了第二线圈导体4。然而并不限于此，也可以如图11、图12所示，线圈天线在图1、图2所示结构的基础上，进一步包括第二基材层101以及第三线圈导体102。

第二基材层101优选为材料以及尺寸与第一基材层3相同。该第二基材层101层叠在第一基材层3的第一面F22上，并如图12所明示的那样，具有接合面F41、第二面F42、右侧面F43、以及左侧面F44。接合面F41以及第二面F42与XY平面大致平行。接合面F41与第一面F22相抵接，第二面F42在上下方向上与接合面F41相对。右侧面F43以及左侧面F44与YZ平面大致平行，是将接合面F41以及第二面F42连接起来的面。

第三线圈导体102优选为材料、线宽与第二线圈导体4相同，该第三线圈导体102由导体图案102a～102c构成。导体图案102a形成在第二面F42上，使得与导体图案2b大致平行，并且从第一主面F11的法线方向俯视时与该导体图案2b重合。导体图案102b、102c形成在右侧面F43以及左侧面F44上，使得导体图案102a的一端以及另一端与导体图案4b、4c相连。本实施方式中，第三线圈导体102也与第二线圈导体4同样，对应于第一线圈导体2的各匝而形成。

(第一变形例的作用、效果)

第一变形例的线圈天线与实施方式1的线圈天线相比，不同点主要在于经由第二基材层101添加了第三线圈导体102。因此，与实施方式1相比，能实质上使电流路径的截面积增大相当于第三线圈导体102的截面积的量，因此能进一步减轻导体损耗的影响。此外，由于线圈天线能进一步增强向第二面F42的法线方向的指向性，因此能确保足够的通信距离。

(第二变形例)

在上述实施方式1中，经由第一基材层3在磁芯1的第一主面F11上设置了第二线圈导体4。然而并不限于此，也可以如图13、图14所示，线圈天线可以在图1、图2所示结构的基础上，进一步包括第三基材层201以及第四线圈导体202。

第三基材层201优选为材料以及尺寸与第一基材层3相同。该第三基材层201层叠在磁芯1的第二主面F13的下方，具有接合面F51、第三面F52、以及将它们连接起来的右侧面F53以及左侧面F54。接合面F51以及第三面F52与XY平面大致平行，并在上下方向上相对。接合面F51与第二主面F13相抵接。

第四线圈导体202优选为材料、线宽与第二线圈导体4相同，该第四线圈导体202由导体图案202a～202c构成。导体图案202a形成在第三面F52上，与导体图案2d大致平行，并且从第二主面F13的法线方向俯视时与该导体图案2d重合。导体图案202b形成在右侧面F53上，将导体图案202a的一端与导体图案2a相连。导体图案202c形成在左侧面F54上，将导体图案202a的另一端与导体图案2c相连。

这里，本变形例中，导体图案2d是一匝导体图案2a～2d中的最后一个。由此，若以导体图案202c连接的匝为基准，则导体图案202b与相邻匝的导体图案2a相连。此外，第四线圈导体202也与第二线圈导体4同样，对应于第一线圈导体2的各匝而形成。

另外，本变形例与实施方式1的不同之处在于，第一绝缘体层5与第三基材层201的第三面F52相接合。

(第二变形例的作用、效果)

第二变形例与实施方式1相比，能实质上使电流路径的截面积增大相当于第四线圈导体202的截面积的量，因此能减轻导体损耗的影响。此外，线圈天线除了第一面F22以外，还能增强向第三面F52的法线方向的指向性，因此能在多个方向上确保足够的通信距离。

(附记事项)

上述第二变形例对在实施方式1中添加第三基材层201以及第四线圈导体202进行了说明，但并不限于此，也可以在第一变形例中添加第三基材层201以及第四线圈导体202。

(第三变形例)

在上述实施方式1中，使导体图案4a的线宽与导体图案2b的线宽相同。然而并不限于此，也可以如图15、图16所示，使导体图案4a的线宽大于导体图案2b的线宽。该情况下，与实施方式1相比能进一步减轻导体损耗的影响。然而，若线宽过大，则线圈天线的谐振频率会因相邻导体图案4a间的线间电容而下降，因此需要注意。

(附记事项)

上述第三变形例对实施方式1的导体图案4a与导体图案2b的线宽的关系进行了说明。然而并不限于此，也可以使第一变形例的第三线圈导体102、第二变形例的第四线圈导体202的线宽比第一线圈导体2大。

(第四变形例)

在上述实施方式1中，使导体图案4a～4c的线宽彼此相同，且导体图案2a～2d的线宽彼此相同。然而并不限于此，也可以如图17、图18所示，使导体图案4a的线宽小于导体图案4b、4c的线宽，使导体图案2b的线宽小于导体图案2a、2c的线宽。这里，如图19(a)所示，将导体图案4a的卷绕轴At(Y轴方向)的中心线设为Ca，将导体图案2b的卷绕轴At(Y轴方向)的中心线设为Cb。优选以如下方式形成导体图案4a、2b，即，从第一主面F11的法线N的方向俯视时，中心线Ca、Cb不重合。由此，能提高线圈天线上表面的平坦度。其原因在于，实际的导体图案4a、2b的厚度并不均匀，而如图19(b)那样，在中心线Ca、Cb的部分最大。因此，若像上述那样俯视时中心线Ca、Cb重合，则线圈天线上表面的平坦度会变差。

(附记事项)

上述第四变形例对实施方式1的导体图案4a与导体图案2b的线宽的关系进行了说明。然而并不限于此，也可以使第三线圈导体102、第四线圈导体202的线宽如第四变形例那样。

(第五变形例)

在上述实施方式1中，经由第一基材层3在磁芯1的第一主面F11上设置了第二线圈导体4。然而并不限于此，也可以如图20、图21所示，线圈天线可以在图1、图2所示结构的基础上，进一步包括绝缘层的典型例、即第二绝缘体层301以及电子元器件302。

第二绝缘体层301优选为材料与第一绝缘体层5相同。该第二绝缘体层301例如层叠在第一基材层3的第一面F22上，并至少具有接合面F61以及安装面F62。接合面F61与安装面F62在上下方向上相对。接合面F61与第一面F22相接合。

电子元器件302例如是电容器元件、电阻元件、电感器元件，并安装在安装面F62上。该电子元器件302例如连接在第一线圈导体2的两端。此外，也可以在安装面62上形成利用电极图案形成的电容器元件、电阻元件、电感器元件来代替电子元器件302。

(附记事项)

上述第五变形例对在实施方式1中设置第二绝缘体层301以及电子元器件302进行了说明。然而并不限于此，也可以在第一～第四变形例中设置同样的第二绝缘体层以及电子元器件。

(第六变形例)

上述实施方式1中，在磁芯1的第一主面F11上形成多个导体图案2b，在第一基材层3的第一面F22上形成多个导体图案4a。这里，在从第一主面F11的法线方向俯视时，各导体图案4a与一匝导体图案2b重合。换言之，导体图案4a与导体图案2b具有一对一的关系。然而并不限于此，也可以如图22及图23所示，在第一主面F22上形成两个导体图案4a。更具体而言，在从第一主面F11的法线方向俯视时，一个导体图案4a与多个导体图案2b中、形成在Y轴负方向侧端部的导体图案2b重合，该Y轴负方向侧端部的导体图案2b的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。此外，在从第一主面F11的法线方向俯视时，另一个导体图案4a与形成在Y轴正方向侧端部的导体图案2b重合，该Y轴正方向侧端部的导体图案2b的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。

这里，图24示出沿图22的线C-C'的线圈天线纵向截面上Z轴正方向侧的一部分，用虚线示出了由线圈天线所形成的磁力线的一个示例。本变形例中，由上述内容明确可知，导体图案4a设置在线圈天线的Y轴方向两端部。因此，若向线圈天线供电，则所形成的磁力线如图24所示，在线圈天线的Y轴方向两端部分向Z轴正方向相对较大地扩张，而在线圈天线的Y轴方向中央部分则并未向Z轴正方向扩张较多。换言之，线圈天线具有较强的从Y轴方向两端部分向Z轴正方向的指向性，因而能在该部分确保足够的通信距离。

(第七变形例)

另外，在第六变形例中，导体图案4a设置在线圈天线的Y轴方向两端部。然而并不限于此，也可以如图25及图26所示，在第一主面F22上较Y轴方向中心偏向负方向一侧形成两个导体图案4a。更具体而言，在从第一主面F11的法线方向俯视时，一个导体图案4a与形成在Y轴负方向侧最端部的导体图案2b重合，该导体图案2b的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。此外，在从第一主面F11的法线方向俯视时，另一个导体图案4a与形成在Y轴正方向侧端部起的第二个导体图案2b重合，该导体图案2b的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。

图27示出沿图25的线C-C'的线圈天线纵向截面上Z轴正方向侧的一部分，用虚线示出了由该线圈天线所形成的磁力线的一个示例。本变形例中，由上述内容明确可知，两个导体图案4a设置在线圈天线的Y轴负方向附近。因此，若向线圈天线供电，则所形成的磁力线如图27所示，在线圈天线的Y轴方向负方向附近的部分向Z轴正方向相对较大地扩张，而在线圈天线的Y轴正方向附近的部分则并未向Z轴正方向扩张较多。换言之，线圈天线具有较强的从Y轴负方向附近的部分向Z轴正方向的指向性，因而能在该部分确保足够的通信距离。

(第八变形例)

上述第二变形例中，在磁芯1的第一主面F11上设置第二线圈导体4，在第二主面F13上设置第四线圈导体202。这里，第二线圈导体4所包含的导体图案4a与导体图案2b具有一对一的关系，第四线圈导体202所包含的202a与导体图案2d具有一对一的关系。另外，一对一的关系如第六变形例中说明的那样。然而并不限于此，也可以如图28以及图29所示，在第一面F22上形成例如一个导体图案4a，在第三面F52上形成例如一个导体图案202a。更具体而言，在从第一主面F11的法线方向俯视时，该导体图案4a与形成在Y轴负方向侧端部的导体图案2b重合，该Y轴负方向侧端部的导体图案2b的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。此外，在从第二主面F13的法线方向俯视时，导体图案202a与形成在Y轴正方向侧端部的导体图案2d重合，该导体图案2d的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。

这里，图30示出了沿图28的线C-C'的线圈天线纵向截面，并用虚线示出了以线圈天线为基准形成在Z轴正方向侧的磁力线的一个示例、以及形成在Z轴负方向侧的磁力线的一个示例。在本变形例中，由上述内容明确可知，导体图案4a设置在线圈天线的Y轴负方向端部，导体图案202a设置在线圈天线的Y轴正方向端部。因此，若向线圈天线供电，则形成在Z轴正方向侧的磁力线如图30所示，在线圈天线的Y轴负方向侧端部向Z轴正方向相对较大地扩张。此外，如图30所示，形成在Z轴负方向侧的磁力线在线圈天线的Y轴正方向侧端部向Z轴负方向相对较大地扩张。换言之，线圈天线在连接导体图案4a、202a的方向上具有较强的指向性，因而能在该部分确保足够的通信距离。

(第九变形例)

上述第二变形例中，在磁芯1的第一主面F11上设置第二线圈导体4，在第二主面F13上设置第四线圈导体202。这里，第二线圈导体4所包含的导体图案4a与导体图案2b具有一对一的关系，第四线圈导体202所包含的202a与导体图案2d具有一对一的关系(上述)。然而并不限于此，也可以如图31以及图32所示，在第一面F22上形成例如两个导体图案4a，在第三面F52上形成例如两个导体图案202a。

更具体而言，在从第一主面F11的法线方向俯视时，一个导体图案4a与形成在Y轴负方向侧端部的导体图案2b重合，该导体图案2b的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。在从第一主面F11的法线方向俯视时，另一个导体图案4a与形成在Y轴正方向侧端部的导体图案2b重合，该导体图案2b的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。

此外，在从第二主面F13的法线方向俯视时，一个导体图案202a与形成在Y轴正方向侧端部的导体图案2d重合，该导体图案2d的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。在从第二主面F13的法线方向俯视时，另一个导体图案202a与Y轴正方向侧端部起的第二个导体图案2d重合，该导体图案2d的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。

这里，图33示出了沿图31的线C-C'的线圈天线纵向截面，并用虚线示出了以线圈天线为基准形成在Z轴正方向侧的磁力线的一个示例、以及形成在Z轴负方向侧的磁力线的一个示例。在本变形例中，由上述内容明确可知，导体图案4a设置在线圈天线的Y轴正方向侧端部以及负方向侧端部，导体图案202a设置在线圈天线的Y轴正方向端部附近。因此，若向线圈天线供电，则形成在Z轴正方向侧的磁力线如图33所示，在线圈天线的Y轴方向两端部向Z轴正方向相对较大地扩张。此外，如图33所示，形成在Z轴负方向侧的磁力线在线圈天线的Y轴正方向端部附近向Z轴负方向相对较大地扩张。换言之，线圈天线在线圈天线的Y轴方向两端部具有较强的向Z轴正方向的指向性，并且在线圈天线的Y轴正方向端部附近具有较强的向Z轴负方向的指向性，因而能在该部分确保足够的通信距离。

(第十变形例)

上述第二变形例中，在磁芯1的第一主面F11上设置第二线圈导体4，在第二主面F13上设置第四线圈导体202。这里，第二线圈导体4所包含的导体图案4a与导体图案2b具有一对一的关系，第四线圈导体202所包含的202a与导体图案2d具有一对一的关系(上述)。然而并不限于此，也可以如图34以及图35所示，在第一面F22上形成例如两个导体图案4a，在第三面F52上形成例如一个导体图案202a。

更具体而言，在从第一主面F11的法线方向俯视时，一个导体图案4a与形成在Y轴正方向侧端部的导体图案2b重合，该导体图案2b的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。在从第一主面F11的法线方向俯视时，另一个导体图案4a与形成在Y轴正方向侧端部起的第二个导体图案2b重合，该导体图案2b的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。

此外，在从第二主面F13的法线方向俯视时，一个导体图案202a与形成在Y轴正方向侧端部的导体图案2d重合，该导体图案2d的一端以及另一端通过导体图案4b、4c电连接。

这里，图36示出了沿图34的线C-C'的线圈天线的纵向截面，并用虚线示出了以线圈天线为基准形成在Z轴正方向侧的磁力线的一个示例、以及形成在Z轴负方向侧的磁力线的一个示例。在本变形例中，由上述内容明确可知，导体图案4a设置在线圈天线的Y轴正方向侧端部附近，导体图案202a设置在线圈天线的Y轴正方向侧端部附近。因此，若向线圈天线供电，则形成在Z轴正方向侧的磁力线如图36所示，在线圈天线的Y轴正方向端部附近向Z轴正方向相对较大地扩张。此外，如图36所示，形成在Z轴负方向侧的磁力线在线圈天线的Y轴正方向端部向Z轴负方向相对较大地扩张。换言之，线圈天线在Y轴正方向两端部附近具有较强的向Z轴正方向以及负方向的指向性，因而能在该部分确保足够的通信距离。

(第十一变形例)

如上所述，将实施方式以及各变形例中说明的线圈天线用于例如基于13.56MHz频带的NFC(NearFieldCommunication：近场通信)的非接触通信。图37是表示进行非接触通信的模块的等效电路的图。图38是表示图37的模块的结构例的示意图。图37和图38中，模块在基板512上包括RFIC芯片502、包含电感器503、504以及电容器505～507的匹配电路、以及包含电容器508、电感器509、510以及线圈天线511的谐振电路。谐振电路利用由RFIC芯片502提供的高频信号进行谐振。这里，谐振频率取决于线圈天线511的L值、电感器509、510的L值、以及电容器508的电容。此外，为了使RFIC芯片502与谐振电路的阻抗相匹配，在它们之间设置匹配电路。

然而，线圈天线511的大小与模块的通信距离之间通常具有相关关系。由此，为了确保通信距离，希望增大线圈天线511。然而，由于安装模块的无线通信设备的小型化、薄型化等，导致难以确保用来安装模块的空间。此外，在本实施方式、变形例中，为了获得较大的L值，线圈天线511具有磁芯。该磁芯有时由硬且脆的材料制成，从可靠性的角度出发，磁芯的形状受到了限制。由此，特别是在仅采用线圈天线511的情况下，难以应用于小型化、薄型化的无线通信设备。因此，本变形例中，在基板512上的空闲空间513中安装与线圈天线511串联连接的电感器509、510来使模块整体的L值增大。另外，电感器509、510可以是图示那样的贴片电感器，也可以是弯曲图案或螺旋电极。

工业上的实用性

本发明所涉及的天线装置能抑制导体损耗并确保通信距离，适用于NFC(NearFieldCommunication)、FeliCa等所使用的通信终端装置、或者小型收音机等主要在VHF频带以下的频率下使用的小型收音机。

标号说明

1磁芯

1a磁性体层

2第一线圈导体

3第一基材层

4第二线圈导体

5第一绝缘体层

6a第一外部电极

6b第二外部电极

7a第一过孔电极

7b第二过孔电极

9通信终端装置

91壳体盖板

92壳体

93印刷布线板

94线圈天线

95IC芯片

96增益天线

97电容器

98供电电路

101第二基材层

102第三线圈导体

201第三基材层

202第四线圈导体

301第二绝缘体层

302电子元器件

Claims (10)

1.一种线圈天线，其特征在于，包括：

磁芯，该磁芯具有至少包含第一主面的第一外周面；

第一线圈导体，该第一线圈导体形成在所述第一外周面上，并对规定的卷绕轴的四周进行卷绕；

第一基材层，该第一基材层层叠在所述第一主面上，至少具有与该第一主面大致平行的第一面，并由磁导率低于所述磁芯的材料构成；以及

第二线圈导体，该第二线圈导体至少形成在所述第一面上，

所述第二线圈导体的两端与所述第一主面上的所述第一线圈导体相连，

利用所述第一线圈导体和所述第二线圈导体，电流路径一分为二，

所述第一主面上的所述第一线圈导体中电流流动的方向与所述第一面上的所述第二线圈导体中电流流动的方向彼此大致相同。

2.如权利要求1所述的线圈天线，其特征在于，

所述磁芯是由多个磁性体层构成的层叠体。

3.如权利要求1或2所述的线圈天线，其特征在于，

包括第二基材层，该第二基材层层叠在所述第一面上，至少具有与所述第一主面大致平行的第二面，并由磁导率低于所述磁芯的材料构成；以及

第三线圈导体，该第三线圈导体至少形成在所述第二面上，

所述第三线圈导体的两端与所述第一面上的所述第二线圈导体相连，

所述第一主面上的所述第一线圈导体中电流流动的方向与所述第二面上的所述第三线圈导体中电流流动的方向彼此大致相同。

4.如权利要求1或2所述的线圈天线，其特征在于，

所述第一外周面还包含第二主面，

所述线圈天线还包括：

第三基材层，该第三基材层层叠在所述第二主面上，至少具有与该第二主面大致平行的第三面，并由磁导率低于所述磁芯的材料构成；以及

第四线圈导体，该第四线圈导体至少形成在所述第三面上，

所述第四线圈导体的两端与所述第二主面上的所述第一线圈导体相连，

所述第二主面上的所述第一线圈导体中电流流动的方向与所述第三面上的所述第四线圈导体中电流流动的方向彼此大致相同。

5.如权利要求1或2所述的线圈天线，其特征在于，

形成在所述第一主面上的所述第一线圈导体的线宽以及形成在所述第一面上的所述第二线圈导体的线宽互不相同。

6.如权利要求1或2所述的线圈天线，其特征在于，

从所述第一主面的法线方向俯视时,形成在所述第一主面上的所述第一线圈导体的中心线与所述第一面上的所述第二线圈导体的中心线不重合。

7.如权利要求1或2所述的线圈天线，其特征在于，还包括：

绝缘层，该绝缘层层叠在所述第一面上；以及

电子元器件，该电子元器件设置在所述绝缘层上。

8.如权利要求1或2所述的线圈天线，其特征在于，

形成在所述第一面上的所述第二线圈导体的数量比所述第一线圈导体的匝数少。

9.如权利要求4所述的线圈天线，其特征在于，

形成在所述第三面上的所述第四线圈导体的数量比所述第一线圈导体的匝数少。

10.一种通信终端装置，其特征在于，包括：

集成电路，该集成电路利用发送数据生成调制后的高频信号，或者根据接收高频信号对数据进行重放；以及

线圈天线，该线圈天线提供由所述集成电路所生成的高频信号，或者将来自空间的接收高频信号输出到集成电路，

所述线圈天线包括：

磁芯，该磁芯具有至少包含第一主面的第一外周面；

第一线圈导体，该第一线圈导体形成在所述第一外周面上，并对规定的卷绕轴的四周进行卷绕；

第一基材层，该第一基材层层叠在所述第一主面上，至少具有与该第一主面大致平行的第一面，并由磁导率低于所述磁芯的材料构成；以及

第二线圈导体，该第二线圈导体至少形成在所述第一面上，

所述第二线圈导体的两端与形成在所述第一主面上的所述第一线圈导体相连，

利用所述第一线圈导体和所述第二线圈导体，电流路径一分为二，

所述第一主面上的所述第一线圈导体中电流流动的方向与所述第一面上的所述第二线圈导体中电流流动的方向彼此大致相同。