CN107134354A - 无线充电线圈及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及线圈天线技术领域，公开了一种无线充电线圈及其制作方法。本发明中，包含，双面铜板、设置在双面铜板的第一铜板面上的第一线圈、设置在双面铜板的第二铜板面上的第二线圈、和设置在双面铜板上的至少一个通孔；其中，通孔中设有导电体，第一线圈与第二线圈通过导电体互连导通。充分利用了双面铜板的背面铜板材料，因此无需增加正面铜板厚度，降低了无线充电线圈的整体厚度，且增大了线圈的横截面积，减小了线圈电阻，降低了无线充电线圈的阻抗，当无线充电线圈用作WPC线圈或者PMA线圈进行无线充电时，提高了无线充电的效率；或者当该无线充电线圈用作为NFC线圈时，提高了NFC近距离无线通信的无线通信效率。
Description
技术领域
本发明涉及线圈天线技术领域，特别涉及一种无线充电线圈技术。
背景技术
目前，在电子设备中，部分电子设备支持近距离无线通信技术(Near FieldCommunication，简称NFC)、以及无线充电，其中，无线充电标准有Qi标准、Power Matters Alliance(PMA)标准，Qi标准是由无线充电联盟(WirelessPower Consortium，简称WPC)推出的“无线充电”标准，其使用的无线充电线圈简称为WPC线圈，Power Matters Alliance(PMA)标准使用的无线充电线圈简称为PMA线圈，NFC所使用的线圈简称为NFC线圈。现有技术是利用双面铜板蚀刻工艺制作成NFC线圈、WPC线圈或者PMA线圈，在双面铜板正面线圈走线结构示意图，如图1所示，包含连接盘101，线圈102，铜板正面103，双面铜板背面结构示意图，如图2所示，包含跳线201，铜板背面202。
现有技术在制作NFC线圈、WPC线圈或者PMA线圈时，存在以下问题：
1、双面铜板背面的铜层基本上全部被蚀刻掉，只存在跳线，材料利用率较低，造成了材料的浪费。
2、由于只有正面有线圈走线，而线圈电阻与线圈的厚度(横截面积)成反比，为了尽可能减小线圈电阻，一般采取的措施为正面铜板采用加厚设计，以增加正面线圈的厚度，由于线圈的厚度受铜板厚度的限制，所以整体上电阻还是偏大，不利于NFC近距离无线通信效率、或者无线充电的充电效率。此外，由于增加了正面铜板的厚度，也造成了无线充电线圈整体厚度的增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线充电线圈及其制作方法，充分的利用了双面铜板材料的背面铜板，因此无需增加正面铜板厚度，降低了无线充电线圈的整体厚度，此外，在不增加线圈长度的情况下，增大了有效线圈的横截面积，减小了线圈电阻，降低了无线充电线圈的阻抗。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种无线充电线圈，包含：双面铜板、设置在双面铜板的第一铜板面上的第一线圈、设置在双面铜板的第二铜板面上的第二线圈、和设置在双面铜板上的至少一个通孔；其中，通孔中设有导电体，第一线圈与第二线圈通过导电体互连导通。
本发明的实施方式还提供了一种无线充电线圈的制作方法，包含以下步骤：提供一双面铜板；在双面铜板的第一铜板面上制作出第一线圈，在双面铜板的第二铜板面上制作出第二线圈，并在双面铜板上生成至少一个通孔；通孔中设有导电体，第一线圈通过导电体与第二线圈互连导通。
本发明实施方式相对于现有技术而言，在双面铜板第一铜板面及第二铜板面上分别制作有第一线圈和第二线圈，两线圈通过通孔中导电体互连导通，充分的利用了双面铜板的第二铜板面，即充分利用了铜板背面材料，因此无需增加正面铜板厚度，降低了无线充电线圈的整体厚度，此外，在不增加线圈长度的情况下，增加了线圈的厚度，也即是增大了有效线圈的横截面积，降低了线圈的电阻，当无线充电线圈用作WPC线圈或者PMA线圈进行无线充电时，提高了无线充电的效率；或者当该无线充电线圈用作为NFC线圈时，提高了NFC近距离无线通信的无线通信效率。
作为进一步改进，第二铜板面上还设有跳线区域，跳线区域用于隔绝第二线圈与位于第二铜板面上的跳线之间的导通。设置跳线区域可以保证第二线圈的正常工作，防止出现短路。
作为进一步改进，第一线圈中的各圈走线与第二线圈中的各圈走线一一对应；通孔的数量大于或等于第一线圈的走线圈数；其中，每圈走线上分别设有至少一个通孔；第一线圈的各圈走线分别通过位于本圈走线上的通孔，与第二线圈的相应走线互连导通。使得第一线圈与第二线圈通过相对应的通孔导通，在不增加线圈长度的情况下，增加线圈的厚度，增大了线圈的横截面积，减小线圈的电阻，降低线圈的阻抗。
作为进一步改进，所述每圈走线上设有的所述通孔的个数小于或等于2个。使得无线充电线圈的制作工艺复杂程度与低阻抗效果之间达到较好的平衡。
作为进一步改进，第一线圈中的各圈走线之间设有预设间隔距离。通过预设间隔距离减小各圈走线之间的相互干扰。
作为进一步改进，第一铜板面上设置有一组连接盘，第一线圈的第一端口连接至连接盘，第一线圈的第二端口通过通孔连接至第二铜板面上的跳线，并通过跳线连接至连接盘。无线充电线圈通过连接盘可以与电子设备中的电路进行连接。
附图说明
图1是根据现有技术的线圈正面走线示意图；
图2是根据现有技术的线圈背面走线示意图；
图3是根据本发明第一实施方式的无线充电线圈的第一线圈的结构示意图；
图4是根据本发明第一实施方式的无线充电线圈的第二线圈的结构示意图；
图5是根据本发明第三实施方式的无线充电线圈的制作方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种无线充电线圈，包含：双面铜板、设置在双面铜板的第一铜板面上的第一线圈、设置在双面铜板的第二铜板面上的第二线圈、和设置在双面铜板上的至少一个通孔；其中，通孔中设有导电体，第一线圈与第二线圈通过所述导电体互连导通。
无线充电线圈的第一线圈的结构示意图如图3所示，第一线圈303位于第一铜板面302上，在第一线圈303各圈走线之间设有预设间隔距离，以保证各圈走线之间互不干扰，在各圈走线上设置有通孔304，通孔304的数量大于等于第一线圈303的走线圈数。为了方便线圈与电子设备中的电路连接，在第一铜板面302上端还设置有一组连接盘301。
无线充电线圈还包含第二线圈，第二线圈的结构示意图如图4所述，第二线圈403位于第二铜板面402上，在第二铜板面402的跳线区域404中还设置有跳线401，跳线区域404使得第二线圈403各线圈走线之间互相之间不导通，各圈走线之间呈相互独立关系，跳线区域404还用于隔绝第二线圈403与位于第二铜板面402上的跳线401之间的导通，防止第二线圈403与跳线401之间出现短路。
第一线圈303中的各圈走线与第二线圈403中的各圈走线一一对应，各圈走线可以呈螺旋形布置，在第一线圈303每圈走线上分别设置的至少一个通孔304，第一线圈303的各圈走线分别通过位于本线圈走线上的通孔中的导电体与第二线圈403的相对应走线互连导通，其中，导电体可以为铜、镍等。第一线圈303与第二线圈403导通之后，相当于在不增加线圈长度的情况下，增大了线圈的厚度，也即是增大了线圈的横截面积，从而可以降低线圈的电阻，减小了无线充电线圈的阻抗，线圈电阻的计算公式如下：
其中，R为电阻，ρ为电阻率，L为线圈长度，S为线圈横截面接。
第一线圈303的两端分别连接至连接盘301上，具体的说，第一线圈303第一端口连接至连接盘，第一线圈303的第二端口通过通孔304连接至第二铜板面402上的跳线401，并通过跳线401连接至连接盘301。
无线充电线圈通过连接盘301连接至电子设备上，进行NFC通信，或者无线充电。
需要说明的是，本实施方式中所提到的无线充电线圈，既可以作为WPC线圈或者PMA线圈进行无线充电，又可以作为NFC线圈，进行近距离无线通信。
不难发现，通过本实施方式，在双面铜板第一铜板面及第二铜板面上分别制作有第一线圈和第二线圈，两线圈通过通孔中导电体互连导通，充分的利用了双面铜板背面材料，即充分利用了第二铜板面材料，因此无需增加正面铜板厚度，降低了无线充电线圈的整体厚度，此外，在不增加线圈长度的情况下，增加了线圈的厚度，也即是增大了有效线圈的横截面积，降低了线圈的电阻，当无线充电线圈用作WPC线圈或者PMA线圈进行无线充电时，提高了无线充电的效率；或者当该无线充电线圈用作为NFC线圈时，提高了NFC近距离无线通信的无线通信效率。
本发明第二实施方式涉及一种无线充电线圈，第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于，每圈走线上的通孔数量小于等于2个。可以保证无线充电线圈的制作工艺复杂度与低阻抗效果之间达到较好的平衡。
具体的说，每圈走线上通孔的数量为2个，通孔分别位于第二线圈各圈走线的两端。通孔数量越多，无线充电线圈的阻抗越小，但是无线充电线圈的制作工艺越复杂，成本越高，通孔的数量取为2个，可以在保证第一线圈与第二线圈的导通的前提下，使得无线充电线圈的低阻抗效果与通孔的制作工艺复杂度达到较好的平衡。
本发明第三实施方式涉及一种无线充电线圈的制作方法，其流程如图5所示，具体步骤如下：
步骤501，提供一双面铜板。
步骤502，在第一铜板面上制作出第一线圈，在第二铜板面上制作出第二线圈。
具体的说，可以通过蚀刻工艺在双面铜板的第一铜板面上蚀刻出第一线圈，第一线圈各圈走线之间设有预设间隔距离，设置预设间隔距离可以减小各圈走线之间的互相干扰，线圈可以为螺旋状布置。同样原理，通过蚀刻工艺在双面铜板的第二铜板面上蚀刻出第二线圈，且第二线圈中的各圈走线与第一线圈中的各圈走线一一对应。
步骤503，在第二铜板面上制作跳线区域。可以通过蚀刻工艺蚀将跳线区域所在位置上的铜蚀刻掉，从而得到跳线区域，跳线区域用于隔绝第二线圈与位于第二铜板面上的跳线之间的导通，如图4所示，第二线圈各圈走线在该跳线区域内均中断，该跳线区域内只设置有一跳线。
步骤504，在双面铜板上生成至少一个通孔。在第一线圈每圈走线上分别设有至少一个通孔，在通孔中设有导电体，第一线圈的各圈走线分别通过位于本圈走线上的通孔，与第二线圈的相应走线互连导通。通孔的数量大于或等于第一线圈的走线圈数，在本实施方式中，在保证第一线圈与第二线圈能中各对应走线互连导通的情况下，降低通孔设置的制作工序，各圈走线上设的通孔数量小于等于2个，在制作过程中，可以设置2个，2各通孔分别位于第二线圈各圈走线的两端所在的铜面位置。
此外，在第二铜板面上还设置有一组连接盘，方便线圈与电子设备中的电路连接，在第一线圈中包含有第一端口和第二端口，第一端口直接连接至连接盘，第二端口通过通孔连接至第二铜板面上的跳线一端，在跳线另一端所在双面铜板位置处也设有通孔，跳线另一端通过此处的通孔连接至位于第一铜面上的连接盘。通过无线充电线圈通过该连接盘连接至电子设备中的电路中，进行工作。
通过本实施方式制作出的无线充电线圈，充分的利用了双面铜板，避免了材料浪费，尤其是充分的利用了第二铜板面，在第二铜板面上制作出的第二线圈，通过通孔导通第一线圈和第二线圈，因此无需增加正面铜板的厚度，即可增加无线充电线圈的厚度，即在不增加线圈有效长度和双面铜板厚度的情况下，增大了线圈的横截面积，从而达到减小线圈电阻，降低阻抗，提高无线充电线圈无线充电的效率或者线圈作为NFC线圈使用时进行近距离通信的通信效率。
不难发现，本实施方式为与第二实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种无线充电线圈，其特征在于，包含：
双面铜板、设置在所述双面铜板的第一铜板面上的第一线圈、设置在所述双面铜板的第二铜板面上的第二线圈、和设置在所述双面铜板上的至少一个通孔；
其中，所述通孔中设有导电体，所述第一线圈与所述第二线圈通过所述导电体互连导通。
2.根据权利要求1所述的无线充电线圈，其特征在于，
所述第二铜板面上还设有跳线区域，所述跳线区域用于隔绝所述第二线圈与位于所述第二铜板面上的跳线之间的导通。
3.根据权利要求1所述的无线充电线圈，其特征在于，所述第一线圈中的各圈走线与所述第二线圈中的各圈走线一一对应；
所述通孔的数量大于或等于所述第一线圈的走线圈数；
其中，每圈走线上分别设有至少一个所述通孔；所述第一线圈的各圈走线分别通过位于本圈走线上的通孔，与所述第二线圈的相应走线互连导通。
4.根据权利要求3所述的无线充电线圈，其特征在于，
所述每圈走线上设有的所述通孔的个数小于或等于2个。
5.根据权利要求1所述的无线充电线圈，其特征在于，所述第一线圈中的各圈走线之间设有预设间隔距离。
6.根据权利要求2所述的无线充电线圈，其特征在于，所述第一铜板面上设置有一组连接盘，所述第一线圈的第一端口连接至所述连接盘，所述第一线圈的第二端口通过所述通孔连接至所述第二铜板面上的跳线，并通过所述跳线连接至所述连接盘。
7.一种无线充电线圈的制作方法，其特征在于，包含以下步骤：
提供一双面铜板；
在所述双面铜板的第一铜板面上制作出第一线圈，在所述双面铜板的第二铜板面上制作出第二线圈，并在所述双面铜板上生成至少一个通孔；
所述通孔中设有导电体，所述第一线圈通过所述导电体与所述第二线圈互连导通。
8.根据权利要求7所述的无线充电线圈的制作方法，其特征在于，还包含：
在所述双面铜板的第二铜板面上制作跳线区域，所述跳线区域用于隔绝所述第二线圈与位于所述第二铜板面上的跳线之间的导通。
9.根据权利要求8所述的无线充电线圈的制作方法，其特征在于，所述第一线圈中的各圈走线与所述第二线圈中的各圈走线一一对应；所述通孔的数量大于或等于所述第一线圈的走线圈数；
在所述双面铜板上生成至少一个通孔的步骤中，在每圈走线上分别设置至少一个所述通孔；
所述第一线圈的各圈走线分别通过位于本圈走线上的通孔，与所述第二线圈的相应走线互连导通。
10.根据权利要求7所述的无线充电线圈的制作方法，其特征在于，所述每圈走线上设有的所述通孔的个数小于或等于2个。
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