CN105846060A - 天线模块封装体、天线模块封装电路、电池组及移动装置 - Google Patents

天线模块封装体、天线模块封装电路、电池组及移动装置 Download PDF

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黃镐石
金荣奭
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Abstract

本发明提供天线模块封装体、天线模块封装电路、电池组及移动装置。所述天线模块封装体包括基板、无线卡结算天线结构体、NFC天线结构体以及无线充电天线结构体，其中，所述无线卡结算天线结构体和所述NFC天线结构体共用第一天线芯片，所述天线模块封装电路包括：第一路径，具备彼此电连接的第一电感器以及第一电容器，能够执行无线卡结算天线功能；第二路径，能够执行NFC天线功能；以及第三路径，能够执行无线充电天线功能，其中，第一路径和第二路径共用第一电感器，所述第一电感器能够执行无线卡结算天线功能以及NFC天线功能中的至少一个或者同时执行两个天线功能。

Description

天线模块封装体、天线模块封装电路、电池组及移动装置
技术领域
本发明涉及天线模块封装体(Antenna module package)以及天线模块封装电路，更具体地，涉及一种能够提高天线性能的天线模块封装体、天线模块封装电路、包括该天线模块封装体的电池组以及包括该天线模块封装体的移动装置。
背景技术
以往，主要是在线下使用信用卡，因此VAN企业发达，然而随着互联网的发展，在线购物、交易量剧增，由此登场了在线结算市场、即PG相关企业。基于互联网购物市场的高速增长，在线PG结算市场呈现出高速增长的势头。
最近，智能手机的风靡不仅引起了通信设备的发展，甚至对社会、经济、个人的生活方式也产生了影响，并且对结算方式也产生了重大影响。例如，不仅是交通费支付，还扩大到小额结算、金融交易等通过智能手机进行的移动结算领域。
自从2010年起智能手机设备的普及扩大，增加了社会化商务、数字内容等通过移动端进行的购买活动。并且，移动结算市场的规模在三年内出现了超过10倍的高速增长。然而，因个人私生活保护以及安全问题等原因，迫切需要新型的移动支付结算服务。
发明内容
所要解决的技术问题
本发明旨在解决包括上述问题在内的各种问题，其目的在于，提供一种能够解决个人安全问题并且提高天线性能的天线模块封装体、天线模块封装电路、包括该天线模块封装体的电池组以及包括该天线模块封装体的移动装置。但是，这些技术问题只是作为示例，本发明的范围并不限定于此。
解决技术问题的方案
根据本发明的一实施方式，提供一种天线模块封装体。所述天线模块封装体可以包括：基板；无线卡结算天线结构体，其安装在所述基板上，并且具备第一天线芯片以及与所述第一天线芯片电连接的无线卡结算匹配元件；NFC(近场通信)天线结构体，其安装在所述基板上，共用所述第一天线芯片，并且具备与所述第一天线芯片电连接的NFC扩展环状天线以及NFC匹配元件；以及无线充电天线结构体，其安装在所述基板上，并且具备第二天线芯片以及与所述第二天线芯片电连接的无线充电扩展环状天线以及无线充电匹配元件。
所述基板具备多个端子，所述多个端子可以包括：天线端子，能够安装所述第一天线芯片；无线卡结算接线端子，能够与电池保护电路封装体的外部连接端子中的一部分或者主板电连接，并且能够安装所述无线卡结算匹配元件；以及NFC接线端子，能够与所述电池保护电路封装体的外部连接端子中的一部分或者所述主板电连接，并且能够安装所述NFC匹配元件。
所述多个端子可以进一步包括：天线端子，能够安装所述第二天线芯片；以及无线充电接线端子，能够与所述电池保护电路封装体的外部连接端子中的一部分或者所述主板电连接，并且能够安装所述无线充电匹配元件。
可以进一步包括密封件，其密封所述无线卡结算天线结构体、所述NFC天线结构体以及所述无线充电天线结构体，并使所述无线卡结算接线端子、所述NFC接线端子以及所述无线充电接线端子的至少一部分露出。
所述基板可以具备贯通所述基板的过孔(Via pattern)，所述无线卡结算匹配元件能够通过所述过孔与所述第一天线芯片、所述无线卡结算接线端子电连接，所述NFC匹配元件能够通过所述过孔与所述第一天线芯片、所述NFC扩展环状天线以及所述NFC接线端子电连接。
所述无线充电匹配元件能够通过所述过孔与所述第二天线芯片、所述无线充电扩展环状天线以及所述无线充电接线端子电连接。
NFC扩展环状天线的长度可以被设定为，使得在NFC扩展环状天线上产生的电感值与在所述第一天线芯片上产生的电感值的比值大于等于13％。
可以共用所述第一天线芯片，以确保不同于所述无线卡结算频段的NFC天线频段中的电感值。
根据本发明的另一实施方式，提供一种天线模块封装电路。所述天线模块封装电路可以包括：第一路径，其具备彼此电连接的第一电感器以及第一电容器，能够执行无线卡结算天线功能；第二路径，其具备彼此电连接的所述第一电感器、第二电感器以及第二电容器，能够执行NFC天线功能；以及第三路径，其具备彼此电连接的第三电感器以及第三电容器，能够执行无线充电天线功能，所述第一路径和所述第二路径共用所述第一电感器，所述第一电感器能够执行所述无线卡结算天线功能以及所述NFC天线功能中的至少一个天线功能或者同时执行所述两个天线功能。
所述第一路径的频段的电感值可以小于所述第二路径的频段的电感值，并且所述第二路径的频段的电感值可以小于所述第三路径的频段的电感值。
根据本发明的又一实施方式，提供一种电池组。所述电池组可以包括：电池单体；电池保护电路元件，其与所述电池单体电连接，并且包括保护电路、场效应晶体管以及至少一个无源元件；以及天线模块封装体，其与所述电池保护电路元件电连接，所述天线模块封装体包括：基板；无线卡结算天线结构体，安装在所述基板上，并且具备第一天线芯片以及与所述第一天线芯片电连接的无线卡结算匹配元件；NFC天线结构体，安装在所述基板上，共用所述第一天线芯片，并且具备与所述第一天线芯片电连接的NFC扩展环状天线以及NFC匹配元件；以及无线充电天线结构体，安装在所述基板上，并且具备第二天线芯片以及与所述第二天线芯片电连接的无线充电扩展环状天线以及无线充电匹配元件。
根据本发明的又一实施方式，提供一种移动装置。所述移动装置可以包括：主板；所述天线模块封装体，与所述主板电连接；以及控制部，配置在所述主板上，用于额外提供无线卡结算的安全功能。
发明效果
根据如上所述构成的本发明的一实施例，能够实现一种天线模块封装体、天线模块封装电路、包括该天线模块封装体的电池组以及包括该天线模块封装体的移动装置，该天线模块封装体同时具备无线卡结算天线、NFC天线以及无线充电天线，其有利于集成化以及小型化，并且能够解决个人安全问题，能够提高天线性能。当然，本发明的保护范围并不限定于这些效果。
附图说明
图1a以及图1b是概略示出构成本发明的一实施例涉及的天线模块封装体的子模块的示意图。
图1c以及图1d是概略示出本发明的一实施例涉及的天线模块封装体的示意图。
图2a以及图2b是概略示出通过密封件密封图1c以及图1d中示出的天线模块封装体的结构的示意图。
图3是概略示出本发明的一实施例涉及的天线模块封装电路的示意图。附图标记：
100：子模块
140：第一天线芯片
200：基板
245：NFC匹配元件
247：无线充电匹配元件
248：第二天线芯片
249：无线卡结算匹配元件
346：NFC扩展环状天线
348：无线充电扩展环状天线
400：第一天线端子
412：第二天线端子
420：NFC匹配元件连接端子
422：无线充电匹配元件连接端子
424：无线卡结算匹配元件连接端子
430：NFC接线端子
432：无线充电接线端子
434：无线卡结算接线端子
500：过孔
900：密封件
1000：天线模块封装体
1100：NFC天线结构体
1200：无线充电天线结构体
1300：无线卡结算天线结构体
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。但是，本发明并不被以下公开的实施例所限定，而是可以以各种不同形式实现，下面的实施例是为了使本发明的公开更加完整，并且向普通技术人员完整地告知本发明的范畴而提供。此外，为了便于说明，在附图中构成要素的尺寸有可能被放大或缩小。
在整篇说明书中，当描述诸如膜、区域或者基板等一构成要素与其它构成要素“在之上”、“连接”、“层叠”或者“耦合”时，可以解释为所述一构成要素直接与其它构成要素“在之上”、“连接”、“层叠”或者“耦合”，或者存在介于它们之间的其它构成要素。与此相反，当描述一构成要素与其它构成要素“直接在之上”、“直接连接”、“直接层叠”或者“直接耦合”时，应解释为不存在介于它们之间的其它构成要素。相同的附图标记表示相同的要素。如在本说明书中所使用的方式，术语“以及/或者”表示包括所列举的项中的某一个以及一个以上的所有组合。
在本说明书中，第一、第二等术语用来说明各种构件、部件、区域、层以及/或者部分，然而很显而易见，这些构件、部件、区域、层以及/或者部分不应被这些术语限定。这些术语只是用来区分一个构件、部件、区域、层或者部分与其它区域、层或者部分。因此，上述的第一构件、部件、区域、层或者部分可以在不脱离本发明思想的情况下表示第二构件、部件、区域、层或者部分。
此外，诸如“上的”或者“上侧的”以及“下的”或者“下侧的”等相对术语，如图所示，是为了描述某些要素相对于其它要素的关系而使用。可以理解为，相对术语所要表达的是除了附图中所描述的方向之外还包括元件的其它方向。例如，当附图中元件翻转(turn over)时，被描述为存在于其它要素的上部的面上的要素将会具有存在于所述其它要素的下部的面上的方向。因此，基于附图的具体方向，举例的术语“上的”可以包括“上的”以及“下的”方向。如果元件朝向另一方向(相对于其它方向旋转90度)，则可以随之解释本说明书中所采用的相对说明。
本说明书中所使用的术语只是用来说明具体的实施例，并非旨在限定本发明。如在本说明书中所使用的方式，除非文章中明确指出其它情况，否则单数表示可以包括复数表示。此外，在本说明书所使用的“包括(comprise)”以及/或者“包括的(comprising)”具体表示存在所描述的形状、数字、步骤、动作、构件、要素以及/或者其组合，并不排除存在或增加一个以上的其它形状、数字、步骤、动作、构件、要素以及/或者其组合。
下面，参照概略示出本发明的理想实施例的附图，对本发明的实施例进行说明。例如，在附图中，根据制造技术以及/或者公差(tolerance)，可预料所示出的形状的变化。因此，本发明思想的实施例不应解释为局限于本说明书中所示出的范围的具体形状，例如，应当包括制造导致的形状变化。
图1a以及图1b是概略示出构成本发明的一实施例涉及的天线模块封装体的子模块的示意图，图1c以及图1d是概略示出本发明的一实施例涉及的天线模块封装体的示意图。
参照图1a以及图1b，构成本发明的一实施例涉及的天线模块封装体的子模块100，作为基板200可以包括印刷电路板(PCB)。可以在所述基板200的上部面200a以及/或者下部面200b上形成多个端子。例如，如图1b所示，可以在基板200的下部面200b上设有NFC接线端子430、无线充电接线端子432以及无线卡结算接线端子434。NFC接线端子430、无线充电接线端子432以及无线卡结算接线端子434可以由导电垫片构成，并且可以与电池保护电路封装体的外部连接端子中的一部分或者主板电连接。例如，所述外部连接端子中的一部分可以是NFC端子以及CF端子。
此外，NFC接线端子430，无线充电接线端子432以及无线卡结算接线端子434可以直接连接于主机组。其中，所述主板可以包括与电池组电连接从而能够从电池组接收电源或者向电池组供给电源的电子装置(例如，智能手机、移动手机、智能触控板、平板电脑)的主板。下面，也可以将所述主板称为主机组。
另一方面，在子模块100中，基板200的上部面200a上还可以设有至少一个第一天线端子400以及至少一个第二天线端子412。可以在第一天线端子400上安装至少一个如图1c中示出的第一天线芯片140。此外，可以在第二天线端子412上安装至少一个第二天线芯片248。即，可以通过表面安装技术将至少一个第一天线芯片140以及第二天线芯片248安装在基板200表面的至少一部分的所述第一天线端子400或者第二天线端子412上。而且，可以利用导电线图案将第一天线芯片140、第二天线芯片248与多个匹配元件电连接。此外，可以共用第一天线芯片140，以便确保不同于所述无线卡结算频段的NFC天线频段的电感值。第二天线芯片248可以独立于第一天线芯片140，以确保无线充电频段的电感值。
在子模块100的基板200的多个端子中，可以在第一天线端子400和无线卡结算接线端子434之间进一步设置NFC匹配元件连接端子420而电连接。可以采用表面安装技术将无线卡结算匹配元件249安装在无线卡结算匹配元件连接端子424上。无线卡结算匹配元件249可以由至少一个电容器构成。
此外，在子模块100的基板200的多个端子中，可以在第一天线端子400和NFC接线端子430之间进一步设置NFC匹配元件连接端子420而电连接。可以采用表面安装技术将NFC匹配元件245安装在NFC匹配元件连接端子420上。NFC匹配元件245可以由至少一个电容器构成。
此外，在子模块100的基板200的多个端子中，可以在第二天线端子412和无线充电接线端子432之间进一步设置无线充电匹配元件连接端子422而电连接。可以采用表面安装技术将无线充电匹配元件247安装在无线充电匹配元件连接端子422上。无线充电匹配元件247可以由至少一个电容器构成。
另一方面，参照图1c以及图1d，在本发明的一实施例涉及的天线模块封装体1000中，可以在安装至少一个第一天线芯片140的基板200的同一面上，即在基板200的上部面200a上形成有多个匹配元件245、247、249以及NFC扩展环状天线346、无线充电扩展环状天线348。
例如，天线模块封装体1000可以包括安装在基板200的上部面200a上并且能够在无线卡结算频段谐振的至少一个第一天线芯片140以及与所述至少一个第一天线芯片140电连接的多个无线卡结算匹配元件249，以便能够执行无线卡结算天线功能。其中，所述无线卡结算频段是作为移动结算用而使用的频段，是指能够将借记卡或信用卡信息与智能手机应用程序和连接于智能手机而使用的单独的外部设备进行无线传输的频段。
可以采用表面安装技术将第一天线芯片140安装在图1a中示出的第一天线端子400以及基板200的至少一部分上。可以利用导电线图案将所述第一天线芯片140的两端与多个无线卡结算匹配元件249电连接。此外，可以通过贯通基板的过孔500将第一天线芯片140以及多个无线卡结算匹配元件249与无线卡结算接线端子434电连接，从而能够在无线卡结算频段谐振。所述无线卡结算天线功能，可以在驱动集成电路或者智能手机等本体所包含的控制部控制安全功能。在此，无线卡结算用天线功能是指，在作为移动结算用而使用的频段下，通过在能够将借记卡或信用卡信息与智能手机应用程序和连接智能手机而使用的单独的外部设备进行无线传输的频段谐振，从而将借记卡或信用卡信息磁安全传输(Magnetic Secure Transmission)的技术。
另一方面，除了上述的无线卡结算天线功能之外，为了使天线模块封装体1000还能够执行NFC天线功能，可以在安装第一天线芯片140的基板200的同一面上，即在基板200的上部面200a上形成有NFC扩展环状天线346。天线模块封装体1000可以进一步包括多个NFC匹配元件245。由此，可利用贯通基板200的过孔500以及导电线图案将NFC扩展环状天线346的一端与至少一个第一天线芯片140、NFC匹配元件245以及NFC接线端子430电连接。在此，过孔500的具体结构或者技术已是公知的，因此省略对其的详细说明。
即，参照图1c，包括NFC扩展环状天线346以及NFC匹配元件245的执行NFC天线功能的NFC天线结构体1100和包括无线卡结算匹配元件249的执行无线卡结算天线功能的无线卡结算天线结构体1300可以共用第一天线芯片140。
第一天线芯片140的一端可以与NFC扩展环状天线346电连接，并且第一天线芯片140的另一端可以与多个NFC匹配元件245电连接。此外，NFC匹配元件245的一端可以与NFC扩展环状天线346电连接。可以在基板200的上部面200a的最外缘附近或者基板200的一部分以至少折弯一次的方式形成NFC扩展环状天线346。可以通过贯通基板200的至少两个过孔500将第一天线芯片140、NFC匹配元件245、NFC扩展环状天线346以及NFC接线端子430相互电连接。
此外，除了上述的功能之外，天线模块封装体1000还能够执行无线充电天线功能。可以在与第一天线芯片140分开安装第二天线芯片248的基板200的同一面上，即在基板200的上部面200a上形成有无线充电扩展环状天线348。天线模块封装体1000可以进一步包括多个无线充电匹配元件247。由此，可利用贯通基板200的过孔500以及导电线图案将无线充电扩展环状天线348的一端与至少一个第二天线芯片248、无线充电匹配元件247以及无线充电接线端子432相互电连接。
即，参照图1c，包括NFC扩展环状天线346、NFC匹配元件245的NFC天线结构体1100和包括无线卡结算匹配元件249的无线卡结算天线结构体1300可以共用第一天线芯片140。
第一天线芯片140的一端可以与NFC扩展环状天线346电连接，并且第一天线芯片140的另一端可以与多个NFC匹配元件245电连接。可以在基板200的上部面200a或者基板200的一部分以至少折弯一次的方式形成NFC扩展环状天线346。可以通过贯通基板200的至少两个过孔500将第一天线芯片140、NFC扩展环状天线346以及NFC接线端子430相互电连接。
此外，可以在基板200的上部面200a上以基板200的上部侧的中心为轴(垂直于基板200面的轴)按逆时针方向旋转以卷绕多数圈的导电线图案，由此形成NFC扩展环状天线346以及无线充电扩展环状天线348。
在此，虽然未图示，NFC扩展环状天线346以及无线充电扩展环状天线348也可以形成在与安装第一天线芯片140以及第二天线芯片248的基板200的一面相反的另一面上。
即，可以以垂直于基板200的中心轴为中心按逆时针方向旋转以形成多个线，并利用设置在基板200上的过孔500来形成无线充电扩展环状天线348。NFC扩展环状天线346环绕无线充电扩展环状天线348的最外缘而形成环路，并且能够通过与连接于无线充电扩展环状天线348的过孔500形成在不同区域的过孔500与其它部分电连接。在此，环路具有能够产生电感(inductance)的任意形状。此外所述环路无须局限于闭环(closed loop)。
另一方面，NFC扩展环状天线346的长度可以设定为，使得在NFC扩展环状天线346上产生的电感值与在图3中示出的第一天线芯片140上产生的电感值的比值大于等于13％。
图1a中示出的导电线图案，即NFC扩展环状天线346具有能够产生电感的形状，例如，可以具有能够产生电感的环路的至少一部分形状。电感是表示因流经电路的电流变化而由电磁感应产生的逆起电力比值的量，其单位是H(亨利)。
本发明人已确认，为了使NFC扩展环状天线346并不仅仅是单纯的导电图案而实质上发挥辅助天线的作用，在NFC扩展环状天线346上产生的电感值应超过在第一天线芯片140上产生的电感值的规定比值以上。
表1的实验结果示出了，当在第一天线芯片140上产生的电感值为0.56μH时，根据在NFC扩展环状天线346上产生的电感值大小，NFC辅助天线是否发挥作用。
【表1】
参照实验例1，当形成环路的NFC扩展环状天线346的长度为34mm时，在NFC扩展环状天线346上产生的电感值为0.04μH，然而NFC扩展环状天线346未能发挥NFC辅助天线的作用。即，当在NFC扩展环状天线346上产生的电感值仅为在第一天线芯片140上产生的电感值的6％时，虽然导入了由NFC扩展环状天线346构成的扩展环状天线，但并未实现NFC识别距离的改善。
与此相反，参照实验例4，当形成环路的NFC扩展环状天线346的长度为47mm时，在NFC扩展环状天线346上产生的电感值为0.08μH，此时NFC扩展环状天线346发挥了NFC辅助天线的作用。即，当在NFC扩展环状天线346上产生的电感值达到在第一天线芯片140上产生的电感值的13％时，通过由NFC扩展环状天线346构成的扩展环状天线实现了NFC识别距离的改善。
综合实验例1至实验例5，确认到，当确保构成扩展环状天线的NFC扩展环状天线346的长度在规定长度以上，以使在NFC扩展环状天线346上产生的电感值与在第一天线芯片140上产生的电感值的比值为规定比值(例如，13％)以上时，通过由NFC扩展环状天线346构成的扩展环状天线实现了NFC识别距离的改善。
如上所述，如参照表1所述，确认到，当确保扩展环状天线的长度在规定长度以上，以使在NFC扩展环状天线346上产生的电感值与在第一天线芯片140上产生的电感值的比值为规定比值(例如，13％)以上时，通过扩展环状天线实现了NFC识别距离的改善。
此外，例如，可以利用发生在第一天线芯片140和NFC匹配元件245的电容器的谐振来生成13.56MHz的NFC通信用频段，从而与NFC设备进行通信。
另一方面，第一天线芯片140相当于电感器。在此，虽然未图示，在天线模块封装体1000内可以内置NFC控制集成电路部以及第二电容部。并且，也可以将天线模块封装体1000内置于USIM芯片内，从而实现单芯片化。
此外，例如，第一天线芯片140可以支持近场通信(NFC：Near FieldCommunication)。可以包括能够在NFC频段谐振的电感器，并且具有各种绕组线结构。例如，如图1c的(a)以及(b)所示，可以是芯片形式。第一天线芯片140可以包括能够在NFC频段谐振的电感器。
进而，本发明的实施例涉及的第一天线芯片140可以进一步包括选自第一电容部、第二电容部以及NFC控制集成电路部中的至少一个。
此外，关于本发明的比较例涉及的NFC天线，在组装电池组的过程中，配置薄膜状的NFC天线并通过焊接工序进行接合，然而，通过导入本发明的一实施例涉及的第一天线芯片140，能够省略天线焊接工序，也可以安装芯片形式的第一天线芯片140并密封，从而在整体结构的角度提高剪切强度。
另一方面，参照图1c的(a)、(b)，包括能够在规定的频段谐振的电感器的第一天线芯片140可以具有各种绕组线结构。例如，所述规定的频段为NFC频段的情况，如下所述。
作为第一例，图1c的(a)所示的绕组线结构包括具有第一卷绕方向的线圈。例如，所述绕组线结构包括具有第一卷绕方向的线圈140c，该线圈140c沿着与x轴方向以及z轴方向平行的方向以环绕镍铁氧体材料的铁芯140a和绕线管140b的方式卷绕。在这种情况下，与NFC读取器联动而产生的感应磁场的方向与y轴方向平行时，能够实现近场通信。
作为第二例，可以相互隔着间距配置多个包括图1c的(b)所示的绕组线结构的第一天线芯片140。如果NFC天线具有芯片形式，则可以具备多个包括NFC天线的芯片。对于各绕组线结构的说明与在第一例中所述的内容相同。即，多个第一天线芯片140可以分别包括如图1c的(a)所示的、都具有相同的所述第一卷绕方向的线圈140c。另一方面，作为变形的实施例，如果NFC天线具有芯片形式，则可以具备单个包括NFC天线的芯片，并且在所述单个芯片内配置有多个如图1c的(a)所示的绕组线结构体。具有这种绕组线结构的情况下，比起第一例的第一天线芯片140的情况，能够期待改善近场通信灵敏度的效果。
作为第三例，可以包括彼此隔着间距的多个第一天线芯片140，所述多个第一天线芯片140中的一部分第一天线芯片140包括如图1c的(a)所示的、具有第一卷绕方向的线圈140c，所述多个第一天线芯片140中的其余第一天线芯片140包括如图1c的(b)所示的、具有与所述第一卷绕方向垂直的第二卷绕方向的线圈140c。例如，具有所述第一卷绕方向的绕组线结构包括线圈140c，该线圈140c沿着与x轴方向以及z轴方向平行的方向以环绕镍铁氧体材料的铁芯140a和绕线管140b的方式卷绕；具有所述第二卷绕方向的绕组线结构包括线圈246c，该线圈246c沿着与y轴方向以及z轴方向平行的方向以环绕镍铁氧体材料的铁芯140a和绕线管140b的方式卷绕。
如果NFC天线具有芯片形式，则可以同时具备具有所述第一卷绕方向的绕组线结构的芯片形式的第一天线结构体和具有所述第二卷绕方向的绕组线结构的芯片形式的第二天线结构体。作为另一例，可以在包括第一天线芯片140的单个芯片内同时设有包括具有所述第一卷绕方向的线圈140c的绕组线结构和包括具有所述第二卷绕方向的线圈140c的绕组线结构。具有这种绕组线结构的情况下，即便不相互平行而是形成任意角度也能够实现近场通信，并且能够期待改善近场通信灵敏度的效果。
另一方面，对于构成第一天线芯片140的绕组线(winding wire)结构，以将线圈卷绕在铁芯上的结构为例进行了说明。然而，基于本发明技术思想的第一天线芯片140并不局限于这种卷绕结构，例如，也可以通过导电物质的构图来实现。
与此相反，图1c中示出的无线充电扩展环状天线348可以通过环路形式的导电线图案来实现。若无线充电扩展环状天线348的两个末端与无线充电接线端子432接触，则能够与所述无线充电匹配元件247的电容器电连接而形成闭环。例如，可以利用在第一天线芯片140和无线充电匹配元件247的电容器产生的谐振来生成125kHz的无线充电通信用频段，从而能够与无线充电设备进行通信。
参照图1c的(c)、(d)，包括能够在规定的频段谐振的电感器的第二天线芯片248可以具有各种绕组线结构。第二天线芯片248与参照图1c的(a)、(b)所述的第一天线芯片140是相同的结构，因此，省略对于第二天线芯片248的详细说明。
另一方面，可以利用在第二天线芯片248和无线卡结算匹配元件249的电容器产生的谐振，例如生成约250kHz的无线卡结算用频段，以与移动结算系统进行通信。在此，也可以根据国内或国外的无线收发频段的使用许可与否而变更所述约250kHz的无线卡结算用频段。
此外，天线模块封装体1000除了NFC扩展环状天线346和无线充电扩展环状天线348之外还可以串联额外的电感器或芯片，以确保电感值。
综上，天线模块封装体1000可以包括：无线卡结算天线结构体1300，其安装在基板200上，并且具备至少一个第一天线芯片140以及与至少一个第一天线芯片140电连接的无线卡结算匹配元件249；NFC天线结构体1100，其安装在基板200上，共用至少一个第一天线芯片140，并且具备与至少一个第一天线芯片140电连接的NFC扩展环状天线346以及NFC匹配元件245。此外，可以包括无线充电天线结构体1200，其具备与至少一个第二天线芯片248电连接的无线充电扩展环状天线348以及无线充电匹配元件247。
图2a以及图2b是概略示出由密封件密封图1c以及图1d中示出的天线模块封装体的结构的示意图。
参照图2a以及图2b，可以由密封件900密封上述的天线模块封装体1000的至少一部分，从而保护所述天线模块封装体1000。例如，可以利用密封件900密封图1c以及图1d中示出的天线模块封装体1000的正面。即，根据图2a，对于天线模块封装体的正面1000a，可以由密封件900密封包括形成在图1c中示出的天线模块封装体1000上部面的至少一个第一天线芯片140、NFC匹配元件245、NFC扩展环状天线346、第二天线芯片248、无线充电匹配元件247、无线充电扩展环状天线348以及无线卡结算匹配元件249的所有部分。
另一方面，根据图2b，对于天线模块封装体的背面1000b，可以以露出NFC接线端子430、无线充电接线端子432以及无线卡结算接线端子434的至少一部分的方式进行密封。可以使NFC接线端子430、无线充电接线端子432以及无线卡结算接线端子434的表面部露出，以便能够与电池保护电路封装体的外部连接端子中的一部分或者主机组直接接触而电连接。
图3是概略示出本发明的一实施例涉及的天线模块封装电路的示意图。
参照图3，本发明的一实施例涉及的天线模块封装电路2100可以包括第一路径，所述第一路径具备彼此电连接的第一电感器L1以及第一电容器C1，能够执行无线卡结算天线功能。此外，可以包括第二路径，所述第二路径共用第一电感器L1，并且具备彼此电连接的第一电感器L1、第二电感器L2以及第二电容器C2，能够执行NFC天线功能。可以额外包括第三路径，所述第三路径具备彼此电连接的第三电感器L3、第四电感器L4以及第三电容器C3，能够执行无线充电天线功能。
此外，第一电感器L1可以执行所述无线卡结算天线功能以及所述NFC天线功能中的至少一种功能，或者同时执行所述两个天线功能。此外，所述第一电容器C1以及所述第二电容器C2可以分别包括至少一个电容器。
具体而言，能够执行所述无线卡结算天线功能的第一路径的两端由无线卡结算接线端子M+、M-构成，所述无线卡结算接线端子M+、M-可以与电池保护电路封装体的外部连接端子或者主机组连接。通过电连接所述无线卡结算接线端子M+、M-和第一电感器L1、第一电容器C1，从而能够确保电感值，以便执行磁安全连接功能。
此外，能够执行NFC天线功能的第二路径的两端由NFC接线端子N+、N-构成，所述NFC接线端子N+、N-可以与电池保护电路封装体的外部连接端子或者主机组连接。通过电连接所述NFC接线端子N+、N-和第一电感器L1、第二电感器L2以及第二电容器C2，从而能够确保电感值，以便执行NFC天线功能。
最后，能够执行所述无线充电天线功能的第三路径的两端由无线充电接线端子W+、W-构成，所述无线充电接线端子W+、W-可以与电池保护电路封装体的外部连接端子或者主机组连接。由于具备与所述无线充电接线端子W+、W-彼此电连接的第三电感器L3以及第三电容器，从而能够执行无线充电天线功能。或者，通过电连接所述无线充电接线端子W+、W-和第三电感器L3、第四电感器L4以及第三电容器C3，从而能够确保电感值，以便执行无线充电天线功能。第三电容器C3可以由至少一个电容器形成。
另一方面，在此，电感器(inductor)可以理解为存储或释放磁能的元件，电容器(capacitor)可以理解为存储或释放电能的元件。在天线模块封装电路2100中，根据所设计的所述电感器和所述电容器的连接结构(串联或者并联)，会具有相反的值。
所述电感器和所述电容器的频率特性正好相反，如果所述电感器和所述电容器被串联，则当在特定频率(谐振频率)的频段阻抗值变得相同时，相互推拉的力形成平衡。即，当阻抗值最小时，所施加的信号(电流)具有最大值，并且在特定频段发生谐振。
与此相反，如果所述电感器和所述电容器被并联，则在阻抗值最大时，所施加的信号(电流)具有最小值，并且屏蔽特定频段。
在天线模块封装电路2100中，若比较各通信区域的电感器的电感值大小，则最大的是无线充电频段的电感值，其次是NFC频段的电感值，最小的是无线卡结算频段的电感值。因此，根据各天线的通信区域的电感值的电路结构，可以通过下述的数学式1至数学式3来表示。
[数学式1]
LMST＝L1
其中，LMST是与无线卡结算频段对应的电感器的电感值，L1是第一电感器的电感值。
[数学式2]
LNFC＝L1+L2
其中，LNFC是与NFC频段对应的电感器的电感值，L1是第一电感器的电感值，L2是第二电感器的电感值。
[数学式3]
LWPC＝L3+L4
其中，LWPC是与无线充电频段对应的电感器的电感值，L3是第三电感器的电感值，L4是第四电感器的电感值。
因此，通过在至少一个电感器上相互串联多个电感器，从而能够增大各通信区域的电感器的电感值。或者，通过在至少一个电感器上相互并联多个电感器，从而能够减小各通信区域的电感器的电感值。
即，在所述第一路径的频段的电感值小于所述第二路径的频段的电感值，并且在所述第二路径的频段的电感值小于所述第三路径的频段的电感值，因此，比起无线卡结算用天线，NFC用天线可以由串联更多电感器的电路构成。此外，比起所述NFC用天线，无线充电用天线可以由串联更多电感器的电路构成。在此，所述电感器例如可以由印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路板(FPCB)或者线圈(coil)等各种材料来实现。
另一方面，提供本发明的另一实施方式涉及的电池组。在此，虽然未图示，所述电池组可以包括电池单体。此外，可以包括电池保护电路元件以及天线模块封装体，所述电池保护电路元件包括保护电路、场效应晶体管(FET)以及至少一个无源元件，并且与所述电池单体连接，所述天线模块封装体与所述电池保护电路元件电连接。
如参照图1c及图1d所述，所述天线模块封装体1000可以包括无线卡结算天线结构体1300，所述无线卡结算天线结构体1300安装在基板200上，并且具备第一天线芯片140以及与第一天线芯片140电连接的无线卡结算匹配元件249。此外，可以包括NFC天线结构体1100以及无线充电天线结构体1200，所述NFC天线结构体1100安装在同一个基板200上，共用第一天线芯片140，并且具备与第一天线芯片140电连接的NFC扩展环状天线346以及NFC匹配元件245，所述无线充电天线结构体1200安装在同一个基板200上，并且具备第二天线芯片248以及与第二天线芯片248电连接的无线充电扩展环状天线348以及无线充电匹配元件247。
此外，提供本发明的又一实施方式涉及的移动装置。在此，虽然未图示，所述移动装置可以包括：主板；天线模块封装体1000，如参照图1a至图1d所述，其与所述主板电连接；以及控制部，配置在所述主板上，用于额外提供无线卡结算的安全功能。在此，天线模块封装体1000可以配置在电池组中，以接收电源。或者也可以配置在除了所述电池组之外的其它要素中。所述主板是移动装置的主板，所述控制部可以以芯片等形式配置在所述主板上，从用能够执行安全功能或者控制各种天线功能。
如上所述，当利用现有的NFC天线以及无线充电天线时，由于使用RF天线，因此天线本身的尺寸而使安装位置极其受限。此外，当采用金属体(metalbody)制造电池组时，天线性能会降低。并且，当使用天线芯片时，由于天线尺寸小，根据天线芯片尺寸的识别距离受限，因此，降低天线性能。
为了解决这些问题，本发明的实施例涉及的天线模块封装体能够实现集成化、小型化，并且能够对天线位置的选定赋予自由度。此外，使用多个天线芯片的天线阵列或者使用多个天线芯片的天线阵列和扩展环状天线相结合，从而能够扩大天线的识别范围以及距离，因此，能够提供天线性能提高的天线模块封装体。
此外，除了上述的NFC天线功能以及无线充电天线功能之外，可以附加无线卡结算天线功能，从而实现单芯片化(one chip)。因此，能够发挥各天线功能的NFC天线结构体电路共用无线卡结算天线结构体所具备的第一天线芯片，从而能够最大限度地减少用于天线模块封装体进行传输的面积。此外，通过确保不同于所述频段的其它频段的相应电感值，从而除了上述的天线功能之外，能够通过电感器执行各种频段(多频段)的天线功能。
此外，能够提供一种电池组，其包括：电池单体；电池保护电路元件，包括保护电路、场效应晶体管(FET)以及至少一个无源元件，与所述电池单体电连接；以及如参照图1a至图1d所述的天线模块封装体1000。另一方面，能够提供一种移动装置，其包括与移动装置的主板电连接的天线模块封装体以及能够额外提供无线卡结算安全功能的控制部，并且独立设置所述天线模块封装体而不是设置在电池组中。
参照附图中示出的一实施例对本发明进行了说明，然而这只是作为示例，应理解为，本发明所属技术领域的普通技术人员能够基于此进行各种变形以及等同的其它实施例。因此，本发明的实际技术保护范围应当由所附的权利要求书的技术思想而定。

Claims (12)

1.一种天线模块封装体，其特征在于，包括：
基板；
无线卡结算天线结构体，其安装在所述基板上，并且具备第一天线芯片以及与所述第一天线芯片电连接的无线卡结算匹配元件；
NFC天线结构体，其安装在所述基板上，共用所述第一天线芯片，并具备与所述第一天线芯片电连接的NFC扩展环状天线以及NFC匹配元件；以及
无线充电天线结构体，其安装在所述基板上，并具备第二天线芯片以及与所述第二天线芯片电连接的无线充电扩展环状天线以及无线充电匹配元件。
2.根据权利要求1所述的天线模块封装体，其特征在于，
所述基板具备多个端子，
所述多个端子包括：
天线端子，能够安装所述第一天线芯片；
无线卡结算接线端子，能够与电池保护电路封装体的外部连接端子中的一部分或者主板电连接，并且能够安装所述无线卡结算匹配元件；以及
NFC接线端子，能够与所述电池保护电路封装体的外部连接端子中的一部分或者所述主板电连接，并且能够安装所述NFC匹配元件。
3.根据权利要求2所述的天线模块封装体，其特征在于，
所述多个端子进一步包括：
天线端子，能够安装所述第二天线芯片；以及
无线充电接线端子，能够与所述电池保护电路封装体的外部连接端子中的一部分或者所述主板电连接，并且能够安装所述无线充电匹配元件。
4.根据权利要求3所述的天线模块封装体，其特征在于，进一步包括：
密封件，其密封所述无线卡结算天线结构体、所述NFC天线结构体以及所述无线充电天线结构体，并使所述无线卡结算接线端子、所述NFC接线端子以及所述无线充电接线端子的至少一部分露出。
5.根据权利要求3所述的天线模块封装体，其特征在于，
所述基板具备贯通所述基板的过孔，
所述无线卡结算匹配元件能够通过所述过孔与所述第一天线芯片、所述无线卡结算接线端子电连接，所述NFC匹配元件能够通过所述过孔与所述第一天线芯片、所述NFC扩展环状天线以及所述NFC接线端子电连接。
6.根据权利要求5所述的天线模块封装体，其特征在于，
所述无线充电匹配元件能够通过所述过孔与所述第二天线芯片、所述无线充电扩展环状天线以及所述无线充电接线端子电连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线模块封装体，其特征在于，
NFC扩展环状天线的长度被设定为，使得在NFC扩展环状天线上产生的电感值与在所述第一天线芯片上产生的电感值的比值大于等于13％。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的天线模块封装体，其特征在于，
共用所述第一天线芯片，以确保不同于所述无线卡结算频段的NFC天线频段中的电感值。
9.一种天线模块封装电路，其特征在于，包括：
第一路径，其具备彼此电连接的第一电感器以及第一电容器，能够执行无线卡结算天线功能；
第二路径，其具备彼此电连接的所述第一电感器、第二电感器以及第二电容器，能够执行NFC天线功能；以及
第三路径，其具备彼此电连接的第三电感器以及第三电容器，能够执行无线充电天线功能，
所述第一路径和所述第二路径共用所述第一电感器，所述第一电感器能够执行所述无线卡结算天线功能以及所述NFC天线功能中的至少一个天线功能或者同时执行所述两个天线功能。
10.根据权利要求9所述的天线模块封装电路，其特征在于，
所述第一路径的频段的电感值小于所述第二路径的频段的电感值，并且所述第二路径的频段的电感值小于所述第三路径的频段的电感值。
11.一种电池组，其特征在于，包括：
电池单体；
电池保护电路元件，其与所述电池单体电连接，并且包括保护电路、场效应晶体管以及至少一个无源元件；以及
天线模块封装体，其与所述电池保护电路元件电连接，
所述天线模块封装体包括：基板；无线卡结算天线结构体，安装在所述基板上，并且具备第一天线芯片以及与所述第一天线芯片电连接的无线卡结算匹配元件；NFC天线结构体，其安装在所述基板上，共用所述第一天线芯片，并且具备与所述第一天线芯片电连接的NFC扩展环状天线以及NFC匹配元件；以及无线充电天线结构体，安装在所述基板上，并且具备第二天线芯片以及与所述第二天线芯片电连接的无线充电扩展环状天线以及无线充电匹配元件。
12.一种移动装置，其特征在于，包括：
主板；
权利要求1至6中任一项所述的天线模块封装体，其与所述主板电连接；以及
控制部，配置在所述主板上，用于额外提供无线卡结算的安全功能。
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