CN107408221A

CN107408221A - 电子电路和通信装置

Info

Publication number: CN107408221A
Application number: CN201680017755.XA
Authority: CN
Inventors: 酒井雄儿
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2017-11-28
Also published as: JPWO2016158123A1; WO2016158123A1

Abstract

[问题]为了提供能够在抑制制造成本增加的同时提高通信特性的一种电子电路和一种通信装置。[解决方案]提供一种电路，其包括：桥部分，其设在与设有天线线圈的表面相对的表面上并且将所述天线线圈与集成电路(IC)芯片电连接；以及第一电容器部分，其设于所述相对表面上并且形成电容器。所述桥部分与所述天线线圈的第一连接点、所述桥部分与所述IC芯片的第二连接点以及所述第一电容器部分彼此相邻并且整体地设置。

Description

电子电路和通信装置

技术领域

本公开涉及一种电子电路和一种通信装置。

背景技术

近年来，与读者/作者执行非接触通信的通信装置已经得到广泛使用。此类通信装置被称为，例如，集成电路(IC)卡、无线IC标签、射频识别(RFID)标签等。

在执行非接触通信的通信装置之中，已知一种通信装置，该通信装置包括执行数据等的读取和写入的IC芯片、螺旋天线，以及被称为“桥部分”并且连接IC芯片和螺旋天线的接线。

例如，专利文献1公开一种通信装置，其中设于正面上的IC芯片连接到类似地设于正面上的螺旋天线线圈部分的一个端部，并且经由设于背面上的桥部分连接到天线线圈部分的另一端部。

通常，通过执行金属箔蚀刻、金属浆印刷等来制造此类通信装置的电路。

引文列表

专利文献

专利文献1：JP 2011-238016A

发明内容

技术问题

然而，在由专利文献1所公开的通信装置代表的相关技术的通信装置中，难以在抑制制造成本增加的同时提高通信特性。例如，在通过蚀刻形成电路的情况下，由于铜箔通常用作将被蚀刻的金属箔，而它通常比可以使用的其他金属昂贵，因此，通信装置的制造成本往往增加。此外，在通过金属浆印刷形成电路的情况下，由于金属浆比用于蚀刻的金属箔便宜，但金属浆的导体电路通常比用于蚀刻的金属箔高，因此，通信特性可能较低。

就这点而言，本公开提议一种电子电路和一种通信装置，它们新颖并且经过改良而且能够在抑制制造成本增加的同时提高通信特性。

问题的解决方案

根据本公开，提供一种电路，其包括：桥部分，其设在与设有天线线圈的表面相对的表面上并且将天线线圈与集成电路(IC)芯片电连接；以及第一电容器部分，其设于该相对表面上并且形成电容器。桥部分与天线线圈的第一连接点、桥部分与IC芯片的第二连接点，以及第一电容器部分彼此相邻并且整体地设置。

此外，根据本公开，提供一种通信装置，其包括：天线线圈；集成电路(IC)芯片，其设在设有天线线圈的表面上；桥部分，其设在与设有天线线圈的表面相对的表面上并且将天线线圈与IC芯片电连接；以及第一电容器部分，其设在设有天线线圈的表面和相对表面上并且形成电容器。桥部分与天线线圈的第一连接点、桥部分与IC芯片的第二连接点，以及设在相对表面上的第一电容器部分彼此相邻并且整体地设置。

本发明的有益效果

如上所述，根据本公开，提供能够在抑制制造成本增加的同时提高通信特性的一种电子电路和一种通信装置。应注意，上述效果未必是限制性的。连同或代替上述效果，可以实现本说明书中描述的效果或者可从本说明书中得到的其他效果中的任一个。

附图说明

[图1]图1是用于描述根据相关技术的通信装置的电路的电路图。

[图2]图2是用于描述使用金属箔蚀刻来制造电路的方法的图。

[图3]图3是用于描述使用金属浆印刷来制造电路的方法的图。

[图4]图4是示意性地示出根据本公开的实施例的通信装置的电路的电路图。

[图5]图5是示意性地示出根据相关技术的通信装置的电路的实例的电路图。

[图6]图6是示意性地示出根据相关技术的通信装置的电路的另一实例的电路图。

[图7]图7是示意性地示出根据实施例的第一更改后实例的通信装置的电路的电路图。

[图8]图8是示意性地示出根据实施例的第二更改后实例的通信装置的电路的电路图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的一个或多个实施例。在本说明书和附图中，用相同的参考编号表示基本上具有相同功能和结构的结构元件，并且省略这些结构元件的重复说明。

描述将按下列顺序进行：

1.相关技术和问题

2.根据本公开的实施例的通信装置

2-1.通信装置的配置

2-2.更改后实例

3.总结

<1.相关技术和问题>

首先，将参考图1描述根据相关技术的通信装置和根据相关技术的通信装置的问题。图1是用于描述根据相关技术的通信装置的电路的电路图。

如图1所示，根据相关技术的通信装置通常包括正面电路400、背面电路500、导电点600、置于正面电路400与背面电路500之间的薄膜700(图1中未示出)，以及IC芯片(未示出)。

正面电路400包括正面线圈部分410、正面电容器部分420以及正面IC芯片安装部分430。此外，背面电路500包括背面桥部分510和背面电容器部分520。

正面线圈部分410通过在施加磁场时导致的电磁感应来生成电力。电容器由正面电容器部分420和背面电容器部分520形成。通信装置的操作频率根据电容器的电容而改变。

正面IC芯片安装部分430A是正面线圈部分410内部的端部，并且正面IC芯片安装部分430B经由导电点600A、背面桥部分510和导电点600B电连接到正面线圈部分410外部的端部。在下列描述中，术语“连接”包括电连接。

因此，由正面线圈部分410生成的电力供应到安装在正面IC芯片安装部分430上的IC芯片，并且IC芯片利用所述电力进行操作。

在这里，通常通过执行金属箔蚀刻、金属浆印刷等来制造此类通信装置的电路。具体而言，金属箔蚀刻通常用于制造诸如操作频率为13.56MHz的非接触式卡等电路。此外，将参考图2和图3详细地描述制造通信装置的方法。图2是用于描述使用金属箔蚀刻来制造电路的方法的图，并且图3是用于描述使用金属浆印刷来制造电路的方法的图。

(金属箔蚀刻)

在金属箔蚀刻中，首先，将金属箔附接到薄膜的两面。例如，如图2的左图所示，金属箔40附接到薄膜700的正面，并且金属箔50附接到背面。此外，将诸如铜或铝等金属用作金属箔，并且在通信装置是信用卡(EMV标准卡)的情况下，一般使用铜来确保接触端子的可靠性。

随后，通过蚀刻来移除除了电路之外的部分。例如，如图2的右图所示，通过蚀刻移除正面上的金属箔40的一部分和背面上的金属箔50的一部分，并且相应地形成正面电路400和背面电路500。

如上所述，在金属箔蚀刻中，由于通过移除附接到薄膜的金属箔来形成电路，因此，金属箔的量(也就是，材料成本)几乎不受电路的面积影响。然而，通常用作金属箔的铜箔比其他材料昂贵，因此，铜箔的制造成本往往增加。

(金属浆印刷)

另一方面，有一种被称为金属浆印刷的制造方法。在这里，将详细地描述其中将金属浆印刷和上述金属箔的蚀刻组合使用的制造方法(下文也称为“组合制造方法”)。例如，在组合制造方法中，将金属箔蚀刻用于薄膜700的一面，并且将金属浆印刷用于薄膜700的另一面。

具体而言，在组合制造方法中，首先将金属箔附接到薄膜的一面。例如，如图3的左图所示，将金属箔40附接到薄膜700的正面。将铜箔用作金属箔。

随后，通过蚀刻来移除附接有金属箔的一面上的除了电路之外的部分。例如，如图2的中间图所示，由于通过蚀刻移除了正面上的金属箔40的一部分，因此形成正面电路400。

随后，使用金属浆将电路印刷在与附接有金属箔的一面相对的面上。例如，如图3的右图所示，通过利用金属浆来涂覆与经历蚀刻的面相对的面来形成电路。金属浆通常比金属箔便宜，但具有高导体电阻。

如上所述，在金属浆印刷中，利用比金属箔便宜的金属浆来执行涂覆，因此制造成本低于金属箔蚀刻。然而，由于金属浆具有比金属箔高的导体电阻，因此，与金属箔的情况相比，通信特性更可能降低。此外，在金属浆印刷中，制造成本根据所施加的金属浆的量(也就是，电路的面积)而波动，因此，取决于电路的图案形状，抑制制造成本的效果可减小。

因此，在根据相关技术的通信装置中，难以在抑制制造成本增加的同时提高通信特性。

就这点而言，本公开提供一种能够在抑制制造成本增加的同时提高通信特性的通信装置。在下文中，将详细描述根据本公开的实施例的通信装置。

<2.根据本公开的实施例的通信装置>

已经描述了根据相关技术的通信装置和根据相关技术的通信装置的问题。接下来，将描述根据本公开的实施例的通信装置和通信装置的电路10。

<2-1.通信装置的配置>

首先，将参考图4描述根据本公开的实施例的通信装置的电路10。图4是示意性地示出根据本公开的实施例的通信装置的电路10的电路图。

通信装置包括电路10和IC芯片。电路10包括如图4所示的正面电路100、背面电路200和导电点300，以及薄膜(未示出)。

(电路的正面)

正面电路100包括正面线圈部分110、正面电容器部分120以及正面IC芯片安装部分130。正面电路100由金属箔蚀刻形成。

正面线圈部分110作为天线线圈在电路10中生成电力。具体而言，正面线圈部分110导致在施加操作频率的磁场时发生电磁感应，并且通过电磁感应生成电力。例如，正面线圈部分110采用螺旋形状并且缠绕若干次，例如，约三圈，如图4所示。

正面电容器部分120与背面电容器部分220形成电容器。具体而言，正面电容器部分120和背面电容器部分220设在它们与插入在它们之间的薄膜形成一对的位置，并且它们的重叠部分起到电容器的作用。例如，如图4所示的正面电容器部分120与背面电容器部分220之间的矩形重叠部分起到电容器的作用。通信装置的操作频率根据将要形成的电容器的电容(也就是，每个重叠部分的面积)而改变。

将IC芯片布置在正面IC芯片安装部分130上。具体而言，正面IC芯片安装部分130A是正面线圈部分110内部的端部，并且正面IC芯片安装部分130B经由导电点300A、背面桥部分210和导电点300B连接到正面线圈部分110外部的端部。因此，正面IC芯片安装部分130A和130B中的每一个连接到所布置的IC芯片。

(电路的背面)

背面电路200包括背面桥部分210和背面电容器部分220。背面电路200由金属浆印刷形成。例如，金属浆可以是诸如银、铜或铝等金属的粒子与树脂的混合物。因此，电阻值比由铜箔形成的正面电路200高。

背面桥部分210将正面线圈部分110与IC芯片连接。具体而言，背面桥部分210将导电点300A与导电点300B连接，所述导电点300A与正面线圈部分110外部的端部连接，所述导电点300B与正面IC芯片安装部分130B连接。

背面电容器部分220与正面电容器部分120形成电容器，如上所述。

接下来，将详细描述电路10的背面桥部分210和背面电容器部分220。在下列描述中，将电路10与根据相关技术的通信装置的电路进行比较。图5是示意性地示出根据相关技术的通信装置的电路的实例的电路图，并且图6是示意性地示出根据相关技术的通信装置的电路的另一实例的电路图。

首先，背面桥部分210与正面线圈部分110的第一连接点、背面桥部分210与IC芯片的第二连接点以及背面电容器部分220整体地设在相邻位置。例如，跟正面线圈部分110外部的端部连接的导电点300A与用作第一连接点的背面桥部分210(下文也称为“连接点A”)之间的连接位置、跟正面IC芯片安装部分130B连接的导电点300B与用作第二连接点的背面桥部分210(下文也称为“连接点B”)，以及背面电容器部分220彼此邻近，如图4所示。连接点A和B以及背面桥部分210的背面电容器部分220形成有较大宽度。

此外，背面桥部分210的连接点设在下列位置：连接点之间的距离等于或小于其中正面线圈部分110插入在它们之间的任何其他配置中的距离。例如，如图4所示，导电点300A和导电点300B(也就是，连接点A和连接点B)设在尽可能靠近彼此的位置，其中正面线圈部分110插入在它们之间。在连接点A和连接点B的布置中发生安装不对准，但准许安装不对准。

另一方面，在根据相关技术的通信装置的实例中，如图5所示，背面桥部分510与导电点600A的连接点、背面桥部分510与导电点600B的连接点，以及背面电容器部分520彼此相邻。然而，背面桥部分510与导电点600A的连接点和背面桥部分510与导电点600B的连接点由灯丝(诸如，比连接点细的接线)的背面桥部分510连接。

在根据相关技术的通信装置的另一实例中，如图6所示，背面桥部分510与导电点600B的连接点和背面电容器部分520彼此相邻。然而，背面桥部分510设置成跨立于IC芯片的安装位置上，并且背面桥部分510与导电点600B的连接点、背面电容器部分520，以及背面桥部分510与导电点600A的连接点彼此不相邻。类似于图5所示的根据相关技术的通信装置的实例，背面桥部分510与导电点600A的连接点和背面桥部分510与导电点600B的连接点由灯丝(诸如，比连接点薄的接线)的背面桥部分510连接。此外，与导电点600B的连接点和背面电容器部分520类似地由灯丝(诸如，比连接点细的接线)连接。

回到参考图4的电路10的描述，使用矩形电路10的中心短边方向作为轴线，将背面桥部分210和背面电容器部分220设在与布置有IC芯片的边角相对的边角。例如，如图4所示，使用电路10的中心短边方向作为轴线，正面IC芯片安装部分130设置成使得IC芯片布置在电路10的左上角，并且背面桥部分210和背面电容器部分220设在与IC芯片的安装位置相对的面上的右上角。

另一方面，在根据相关技术的通信装置的实例中，如图5所示，正面IC芯片安装部分430设置成使得IC芯片布置在电路的右上角，并且背面桥部分510和背面电容器部分520从IC芯片的安装位置沿着电路的短边设在向下方向上，也就是，设在电路的右下角。

在根据相关技术的通信装置的另一实例中，如图6所示，背面桥部分510和背面电容器部分520沿着电路的长边设在向左方向上，与对应于正面上的IC芯片的安装位置的位置相邻，也就是，设在电路的中心附近。

此外，在之后描述的压印区域不设在电路10中的情况下，使用电路10的中心长边方向作为轴线，IC芯片、背面桥部分210和背面电容器部分220可以设在不同的对应边角处。此外，IC芯片、背面桥部分210和背面电容器部分220可以设于在电路10的中心上对角线居中的边角处。

如上所述，根据本公开的实施例，通信装置的电路10设在与设有正面线圈部分110的表面相对的表面上，并且包括将正面线圈部分110与IC芯片电连接的背面桥部分210，以及设在相对表面上并且形成电容器的背面电容器部分220。此外，背面桥部分210与正面线圈部分110的第一连接点、背面桥部分210与IC芯片的第二连接点以及背面电容器部分220彼此相邻并且整体地设置。因此，如果背面桥部分210的连接点之间的长度减小，那么电阻值降低并且通信特性提高。此外，如果背面电路200的面积减小，那么在材料成本取决于背面电路200的面积而改变的情况下，材料成本降低。因此，有可能在抑制制造成本增加的同时提高通信特性。

第一连接点和第二连接点设在下列位置：第一连接点与第二连接点之间的距离等于或小于其中正面线圈部分110对应的位置插入在它们之间的任何其他布置中的距离。因此，有可能通过进一步降低电阻值来进一步提高通信特性。

此外，使用矩形电路10的中心短边方向作为轴线，背面桥部分210和背面电容器部分220设在与布置有IC芯片的边角相对的边角处。因此，有可能通过将IC芯片、背面桥部分210和背面电容器部分220布置在电路10的对应边角处来防止作用于电路10的中心附近的应力的影响，诸如，弯曲应力或扭转应力。此外，也有可能通过将电路10的中心短边方向用作轴线而将IC芯片、背面桥部分210和背面电容器部分220布置在对称边角来避开之后将描述的压印区域。

背面桥部分210的材料和背面电容器部分220的材料与正面线圈部分110的材料不同。因此，有可能通过为正面电路100和背面电路200选择合适的材料来调整通信特性和制造成本。

此外，背面桥部分210和背面电容器部分220由金属浆形成。因此，与使用金属箔的情况相比，有可能降低制造成本。此外，有可能通过减小背面电路200的面积来进一步提高降低制造成本的效果。

<2-2.更改后实例>

上文已经描述了本公开的实施例。本实施例不限于上述实例。下文将描述本实施例的第一和第二更改后实例。

(第一更改后实例)

作为本实施例的第一更改后实例，背面桥部分210和背面电容器部分220可以设在IC芯片附近。具体而言，背面桥部分210和背面电容器部分220设置成使得设在设有正面线圈部分110的表面上并且与背面电容器部分220形成一对的正面电容器部分120与IC芯片相邻。将参考图7详细地描述根据更改后实例的电路10。图7是示意性地示出根据本实施例的第一更改后实例的通信装置的电路10的电路图。

例如，如图7所示，正面IC芯片安装部分130设置成使得IC芯片布置在电路10的左上角。背面桥部分210和背面电容器部分220从与IC芯片的安装位置对应的位置沿着电路10的长边设在向右方向上，也就是，设在电路10的上部中心部分附近，以便IC芯片和正面电容器部分120彼此相邻。

此外，只要IC芯片和正面电容器部分120彼此相邻，背面桥部分210和背面电容器部分220可以设在其他位置。例如，背面桥部分210和背面电容器部分220可以从图7所示的IC芯片的安装位置沿着电路10的短边设在向下方向上。

如上所述，根据本实施例的第一更改后实例，背面桥部分210和背面电容器部分220设置成使得设在设有正面线圈部分110的表面上并且与背面电容器部分220形成一对的正面电容器部分120与IC芯片相邻。因此，有可能通过减小从经由背面桥部分210连接的正面线圈部分110的端部到正面IC芯片安装部分130的长度来降低电阻值并且提高通信特性。此外，有可能通过在靠近正面线圈部分110的端部的位置形成电容器容易地设计其中考虑操作频率的电路。

(第二更改后实例)

作为本实施例的第二更改后实例，正面线圈部分110可以形成以避开压印区域。具体而言，正面线圈部分110包括设置成避开压印区域的指向IC芯片的接线。此外，将参考图8详细地描述根据更改后实例的电路10。图8是示意性地示出根据本实施例的第二更改后实例的通信装置的电路10的电路图。

压印区域表示在通信装置的外部上执行压印过程的区域。例如，压印区域可以是由图8中示出的虚线环绕的区域20A和20B。

在这里，如果压印区域和正面线圈部分110重叠，那么重叠部分中的正面线圈部分110可能会被压印过程损坏。因此，在难以绕开压印区域的情况下，重叠区域中的正面线圈部分110的宽度通常增加，以承受压印过程。例如，与图8所示的压印区域20B重叠的正面线圈部分110的一部分形成为比其他部分宽。

另一方面，如果有可能绕开压印区域，例如，在正面电路100中的接线有空间的情况下，正面线圈部分110进行接线以避开压印区域。例如，如图8所示，正面线圈部分110包括从电路10的短边朝向正面IC芯片安装位置130B延伸的接线，并且所述接线设置成避开压印区域20A。在图8中，正面线圈部分110的圈数是约3.5圈，大于图4中的圈数。

如上所述，根据本实施例的第二更改后实例，正面线圈部分110包括设置成避开压印区域的指向IC芯片的接线。因此，在有压印区域的情况下，在不增加正面线圈部分110的面积的情况下调整正面线圈部分110的圈数，也就是，正面线圈部分110的电感，因此有可能在抑制制造成本增加的同时执行柔性电路设计。

<3.总结>

如上所述，根据本公开的实施例，背面桥部分210的连接点之间的长度减小，因此，电阻值降低并且通信特性提高。此外，当背面电路200的面积减小时，在材料成本取决于背面电路200的面积而改变的情况下，材料成本将降低。因此，有可能在抑制制造成本增加的同时提高通信特性。

上文已参考附图描述了本公开的优选实施例，然而本公开不限于上述实例。本领域的技术人员可以在所附权利要求书的范围内找出各种变化和更改，并且应理解，它们自然都在本公开的技术范围内。

例如，在以上实施例中，假设正面电容器部分120和背面电容器部分220的形状(下文也称为“电容器形状”)是矩形，但本技术不限于此实例。例如，只要确保所需的电容，电容器可以具有任何其他形状。确切地说，电容器可以具有圆形形状、椭圆形形状或者另一多边形形状。

另外，本说明书中描述的效果仅仅是说明性或例示效果，而不限制。也就是说，连同或代替上述效果，根据本公开的技术可以实现本领域的技术人员从本说明书的描述中明白的其他效果。

另外，本技术也可以配置如下：

(1)一种电路，其包括：

桥部分，其设在与设有天线线圈的表面相对的表面上，并且将所述天线线圈与集成电路(IC)芯片电连接；以及

第一电容器部分，其设在所述相对表面上并且形成电容器，

其中所述桥部分与所述天线线圈的第一连接点、所述桥部分与所述IC芯片的第二连接点，以及所述第一电容器部分彼此相邻并且整体地设置。

(2)根据(1)所述的电路，

其中所述第一连接点和所述第二连接点设在下列位置：所述第一连接点与所述第二连接点之间的距离等于或小于其中与所述天线线圈对应的位置插入在它们之间的任何其他布置中的距离。

(3)根据(1)或(2)所述的电路，

其中使用矩形电路的中心短边方向作为轴线，所述桥部分和所述第一电容器部分设在与设置有所述IC芯片的边角相对的边角处。

(4)根据(1)或(2)所述的电路，

其中所述桥部分和所述第一电容器部分设置成使得设在设有所述天线线圈的所述表面上并且与所述第一电容器部分形成一对的第二电容器部分与所述IC芯片相邻。

(5)根据(1)到(4)中任一项所述的电路，

其中所述桥部分的材料和所述第一电容器部分的材料与所述天线线圈的材料不同。

(6)根据(5)所述的电路，

其中所述桥部分和所述第一电容器部分由金属浆形成。

(7)根据(1)到(6)中任一项所述的电路，其还包括：

所述天线线圈包括指向所述IC芯片的接线，

其中指向所述IC芯片的所述接线形成以避开压印区域。

(8)一种通信装置，其包括：

天线线圈；

集成电路(IC)芯片，其设在设有所述天线线圈的表面上；

桥部分，其设在与设有所述天线线圈的所述表面相对的表面上，并且将所述天线线圈与所述IC芯片电连接；以及

第一电容器部分，其设在设有所述天线线圈的所述表面和所述相对表面上并且形成电容器，

其中所述桥部分与所述天线线圈的第一连接点、所述桥部分与所述IC芯片的第二连接点，以及设在所述相对表面上的所述第一电容器部分彼此相邻并且整体地设置。

参考编号列表

10 电路

100 正面电路

110 正面线圈部分

120 正面电容器部分

130 正面IC芯片安装部分

200 背面电路

210 桥部分

220 背面电容器部分

300 导电点。

Claims

1.一种电路，其包括：

第一电容器部分，其设在所述相对表面上并且形成电容器，

其中所述桥部分与所述天线线圈的第一连接点、所述桥部分与所述IC芯片的第二连接点以及所述第一电容器部分彼此相邻并且整体地设置。

2.根据权利要求1所述的电路，

3.根据权利要求1所述的电路，

4.根据权利要求1所述的电路，

5.根据权利要求1所述的电路，

6.根据权利要求5所述的电路，

其中所述桥部分和所述第一电容器部分由金属浆形成。

7.根据权利要求1所述的电路，其还包括：

所述天线线圈包括指向所述IC芯片的接线，

其中指向所述IC芯片的所述接线形成为避开压印区域。

8.一种通信装置，其包括：

天线线圈；

集成电路(IC)芯片，其设在设有所述天线线圈的表面上；

其中所述桥部分与所述天线线圈的第一连接点、所述桥部分与所述IC芯片的第二连接点以及设在所述相对表面上的所述第一电容器部分彼此相邻并且整体地设置。