CN109818426B - 无线充电装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种无线充电装置，包括一柔性基材，位于该柔性基材上的一第一无线充电线圈、一第一近场通讯线圈，该无线充电装置还包括至少一无线充电模块及至少一近场通讯模块，该无线充电模块包括一第一匹配线路及至少一与该第一匹配线路电性连接的无线充电电源芯片，每个该近场通讯模块包括一第二匹配线路及至少一与该第二匹配线路电性连接的近场通讯控制芯片，该第一匹配线路及该第二匹配线路均形成在该柔性基材上。本发明还涉及一种无线充电装置的制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电装置领域，尤其涉及一种集成了无线充电模块及近场通讯模块的无线充电装置的无线充电装置及其制作方法。
背景技术
无线充电(Wireless Power Consortium，WPC)是在两个物体之间用电磁场传递能量的技术。用于无线充电的无线充电器和被充电的电子器件都包括感应线圈。充电器件的感应线圈产生交流电，通过电磁感应在电子器件的感应线圈中产生一定的电流，从而将能量从充电器转移到电子器件。
近场通讯(Near Field Communication，NFC)是一种新型的标准化的近距离无线通信技术。它利用磁场感应原理，使电子设备在近距离内实现互联互通。基于射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术，NFC提供辨识协议媒介，以实现可靠的数据传输。通过NFC，使用者可进行直观的、安全的、非接触式交易，可读取信息，亦可藉由简单的接触或接近即可与其它电子设备连接。
在现有技术中，NFC及WPC线圈一般是设置在机壳后盖内，但这会增加产品的厚度，不符合电子产品薄型化的趋势。也有高端电子产品如高端手机将NFC及WPC线圈与柔性基板作整合，但重要的芯片仍设置在主板上，不利于评估与调试，开发时间比较长。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种集成了WPC模块与NFC模块，且利于评估与调试、开发时间短的无线充电装置。
一种无线充电装置，包括一柔性基材，位于该柔性基材上的一第一无线充电线圈、一第一近场通讯线圈，该无线充电装置还包括至少一无线充电模块及至少一近场通讯模块，该无线充电模块包括一第一匹配线路及至少一与该第一匹配线路电性连接的无线充电电源芯片，每个该近场通讯模块包括一第二匹配线路及至少一与该第二匹配线路电性连接的近场通讯控制芯片，该第一匹配线路及该第二匹配线路均形成在该柔性基材上。
进一步地，第一近场通讯线圈环绕该第一无线充电线圈，该无线充电模块及该近场通讯模块均位于该第一近场通讯线圈的外侧。
进一步地，该第一无线充电线圈的厚度≥55um，该第一近场通讯线圈的厚度≤35um，该第一匹配线路及该第二匹配线路的厚度均≤18um。
进一步地，该柔性基材包括一第一表面及一与该第一表面相背的第二表面，该第一无线充电线圈、该第一近场通讯线圈、该无线充电模块及该近场通讯模块均形成在该第一表面上，该无线充电装置还包括位于该第二表面上的一第二无线充电线圈、一第二近场通讯线圈及一第三匹配线路，该第二无线充电线圈与该第一无线充电线圈位置相对，该第二近场通讯线圈与该第一近场通讯线圈位置相对，该第三匹配线路与该第一匹配线路及该第二匹配线路位置相对。
本发明还提供一种无线充电装置的制作方法，包括步骤：
提供一覆铜基板，该覆铜基板包括一柔性基材及一形成在该柔性基材上的第一铜箔层；认为地将该覆铜基板分为三部分：无线充电线圈区域、近场通讯线圈区域及匹配线路区域，其中，该近场通讯线圈区域环绕该无线充电线圈区域，该匹配线路区域环绕该近场通讯线圈区域；
在该第一铜箔层的远离该柔性基材的表面上电镀形成一第一电镀铜层，该第一电镀铜层位于该无线充电线圈区域内；
将该第一铜箔层及该第一电镀铜层分别制作形成第一无线充电线圈、第一近场通讯线圈、第一匹配线路及第二匹配线路；及
在该第一匹配线路上贴装至少一无线充电电源芯片及在该第二匹配线路上贴装至少一近场通讯控制芯片。
进一步地，该第一近场通讯线圈环绕该第一无线充电线圈，该第一匹配线路、该第二匹配线路均位于该第一近场通讯线圈的外侧。
进一步地，在将该第一铜箔层分别制作形成该第一无线充电线圈、该第一近场通讯线圈、该第一匹配线路及该第二匹配线路的步骤之前，还包括步骤：对该第一铜箔层及该第一电镀铜层进行局部减铜处理。
进一步地，位于该无线充电线圈区域内的该第一电镀铜层未被蚀刻，位于该近场通讯线圈区域内的该第一铜箔层未被蚀刻，位于该匹配线路区域内的该第一铜箔层被部分蚀刻。
进一步地，位于该无线充电线圈区域内的该第一铜箔层及该第一电镀铜层的厚度之和≥55um；位于该近场通讯线圈区域内的该第一铜箔层的厚度≤35um；位于该匹配线路区域内的蚀刻后的该第一铜箔层的厚度≤18um。
进一步地，该覆铜基板还包括一形成在该柔性基材层一表面上且与该第一铜箔层相背的第二铜箔层，在形成该第一电镀铜层的步骤的同时，还包括步骤，在该第二铜箔层的表面电镀形成一第二电镀铜层；在形成该第一无线充电线圈、该第一近场通讯线圈、该第一匹配线路及该第二匹配线路的步骤的同时，还包括步骤：将该第二铜箔层及该第二电镀铜层制作形成第二无线充电线圈、第二近场通讯线及至少一第三匹配线路，该第二无线充电线圈与该第一无线充电线圈位置相对，该第二近场通讯线圈与该第一近场通讯线圈位置相对，该第三匹配线路与该第一匹配线路及该第二匹配线路位置相对。
本发明提供的无线充电装置及其制作方法，将该无线充电电源芯片及该近场通讯控制芯片分别与其对应的匹配线路整合成模组，使得该无线充电电源芯片、该近场通讯控制芯片、该无线充电线圈及该近场通讯线圈高密度集成在该柔性基材上，1)模块化有利于评估和调试整体功能的快速完成,并有利于电气功能的合并仿真；2)整合后的模块，可以单独评估模块的功能，而无须等到整机完成后才能够一并评估功能，可以减少开发时间；3)模块化有利于降低产品的厚度，利于产品的薄型化发展趋势。
附图说明
图1为本发明提供的一种无线充电装置的俯视图。
图2为图1所示的无线充电装置的沿II-II的剖视图。
图3是图1所示的无线充电装置的沿III-III的剖视图
图4是本发明提供的一种双面覆铜基板的剖视图。
图5是在图4所示的双面覆铜基板上形成通孔后的剖视图。
图6是在图5所示的双面覆铜基板上形成电镀铜层后的剖视图。
图7是对图6所形成的电镀铜层作局部减铜后的剖视图。
图8是将覆铜层及电镀铜层形成线路，进而形成NFC线圈、WPC线圈及匹配线路后的剖视图。
图9是在图8形成的线路上形成覆盖膜后的剖视图。
图10是在图8所示的匹配线路上化金，分别形成第一化金层及第二化金层后的剖视图。
图11是在匹配线路的背面贴合补强板后的剖视图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为能进一步阐述本发明达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图1-11及较佳实施方式，对本发明提供的无线充电装置及其制作方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，作出如下详细说明。
请参阅图1-3，本发明提供一种无线充电装置100，该无线充电装置100用于接收外部射频信号并接受外部充电设备的充电。
人为地将该无线充电装置100划分为三个区域，依次是：WPC线圈区域110、NFC线圈区域120、匹配线路区域130。
其中，该NFC线圈区域120环绕该WPC线圈区域110，该匹配线路区域130环绕该NFC线圈区域120。
在本实施例中，该无线充电装置100包括一柔性基材11及位于该柔性基材11上的至少一第一WPC线圈21、至少一第一NFC线圈23、至少一WPC模块25及至少一NFC模块26。
该柔性基材11的材质可以为聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneNaphthalate，PEN)、聚乙烯(polyethylene，PE)、特氟龙(Teflon)、液晶高分子聚合物(liquid crystal polymer，LCP)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride polymer，PVC)等可挠性材料中的一种。
其中，该柔性基材11包括一第一表面111及一与该第一表面111相背的第二表面112。
其中，该第一WPC线圈21、该第一NFC线圈23、该WPC模块25及该NFC模块26位于该第一表面111上。
其中，该第一WPC线圈21位于该WPC线圈区域110内，该第一NFC线圈23位于该NFC线圈区域120内，该WPC模块25及该NFC模块26位于该匹配线路区域130内。
具体地，该第一NFC线圈23环绕该第一WPC线圈21，该WPC模块25及该NFC模块26均位于该第一NFC线圈23的外侧。
在本实施例中，该WPC模块25与该NFC模块26相邻设置。
其中，该第一WPC线圈21的厚度≥55um，以满足充电电流的需求。该第一NFC线圈23的厚度≤35um。
其中，该WPC模块25包括一第一匹配线路251及至少一WPC电源芯片252。至少一该WPC电源芯片252与该第一匹配线路251电连接。
该第一匹配线路251的厚度≤18um，以利于线路密集型设计。
其中，该NFC模块26包括一第二匹配线路261及至少一NFC控制芯片262。至少一该NFC控制芯片262与该第二匹配线路261电连接。
其中，该第一匹配线路251及该第二匹配线路261为同一个匹配线路的不同部分。也即是说，该第一匹配线路251及该第二匹配线路261均位于该柔性基材11的该第一表面111上，且均位于该匹配线路区域130内，该第二匹配线路261的厚度≤18um，以利于线路密集型设计。
该无线充电装置100还包括一第二WPC线圈22、一第二NFC线圈24及第三匹配线路27。
其中，该第二WPC线圈22、该第二NFC线圈24及该第三匹配线路27位于该第二表面112上。该第二WPC线圈22与该第一WPC线圈21位置相对，该第二NFC线圈24与该第一NFC线圈23位置相对，该第三匹配线路27与该第一匹配线路251及该第二匹配线路261位置相对。
其中，该第二WPC线圈22的厚度≥55um，该第二NFC线圈24的厚度≤35um，该第三匹配线路27的厚度≤18um。
该无线充电装置100还包括至少一导电通孔17，该导电通孔17电连接该第一匹配线路251/该第二匹配线路261及该第三匹配线路27。
该无线充电装置100还包括一第一覆盖膜28及一第二覆盖膜29。
其中，该第一覆盖膜28覆盖该第一WPC线圈21、该第一NFC线圈23、该第一匹配线路251及该第二匹配线路261。
其中，该第一覆盖膜28包括至少一第一开口281及至少一第二开口282，部分该第一匹配线路251从该第一开口281内裸露出来，部分该第二匹配线路261从该第二开口282内裸露出来。
定义从该第一开口281内裸露出来的部分该第一匹配线路251为该无线充电装置100的第一焊垫2511。
定义从该第二开口282内裸露出来的部分该第二匹配线路261为该无线充电装置100的第二焊垫2611。
每个该第一焊垫2511及该第二焊垫2611上还分别形成有一第一化金层2512及第二化金层2612，该第一化金层2512、及该第二化金层2612分别用于保护该第一焊垫2511及该第二焊垫2611。
其中，该第二覆盖膜29覆盖该第二WPC线圈22、该第二NFC线圈24及该第三匹配线路27。
该无线充电装置100还包括至少一第一补强板30及至少一第二补强板40，该第一补强板30及该第二补强板40位于该第二覆盖膜29上且分别与该第一焊垫2511及该第二焊垫2611位置相对。
该第一补强板30及该第二补强板40用于增强该柔性基材11，以便于贴装该WPC电源芯片252及该NFC控制芯片262。
在其他实施例中，该无线充电装置100还可以不包括该第二WPC线圈22、该第二NFC线圈24、该第三匹配线路27及该第二覆盖膜29。
请参阅图1-11，本发明还提供一种无线充电装置100的制作方法，其包括如下步骤：
第一步，请参阅图4，提供一覆铜基板10。
其中，该覆铜基板10可以为双面覆铜基板，也可以为单面覆铜基板。在本实施例中，该覆铜基板10为双面覆铜基板。
具体地，该覆铜基板10包括一柔性基材11、一第一铜箔层12及一第二铜箔层13。
其中，该柔性基材11的材质可以为聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneNaphthalate，PEN)、聚乙烯(polyethylene，PE)、特氟龙(Teflon)、液晶高分子聚合物(liquid crystal polymer，LCP)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride polymer，PVC)等可挠性材料中的一种。
其中，该柔性基材11包括一第一表面111及一与该第一表面111相背的第二表面112。该第一铜箔层12位于该第一表面111上，该第二铜箔层13位于该第二表面112上。
人为地将该覆铜基板10分为三个区：WPC线圈区域110、NFC线圈区域120及匹配线路区域130。
其中，该NFC线圈区域120环绕该WPC线圈区域110，该匹配线路区域130环绕该NFC线圈区域120。第二步，请参阅图5，在该覆铜基板10的该匹配线路区域130形成至少一贯穿该覆铜基板10的贯通孔14。
其中，该贯通孔14可以通过机械钻孔或激光钻孔的方式形成。
在本实施例中，该贯通孔14通过机械钻孔形成。
第三步，请参阅图6，在该第一铜箔层12的远离该柔性基材11的表面电镀形成一第一电镀铜层15，在该第二铜箔层13的远离该柔性基材11的表面电镀形成一第二电镀铜层16并将该贯通孔14做作形成导电通孔17。
其中，该第一电镀铜层15及该第二电镀铜层16位于该WPC线圈区域110内。
第四步，请参阅图7，对该第一铜箔层12及该第二铜箔层13进行局部减铜处理。
其中，位于该WPC线圈区域110内的该第一电镀铜层15及该第二电镀铜层16未被蚀刻，位于该NFC线圈区域120内的该第一铜箔层12及该第二铜箔层13未被蚀刻，位于该匹配线路区域130内的该第一铜箔层12及该第二铜箔层13被部分蚀刻。
具体地，位于该WPC线圈区域110内的该第一铜箔层12及该第一电镀铜层15的厚度之和≥55um，位于该WPC线圈区域110内的该第二铜箔层13及该第二电镀铜层16的厚度之和≥55um；位于该NFC线圈区域120内的该第一铜箔层12及该第二铜箔层13的厚度均≤35um；位于该匹配线路区域130内的蚀刻后的该第一铜箔层12及第二铜箔层13的厚度均≤18um。
第五步，请参阅图8，将该第一铜箔层12及该第一电镀铜层15分别制作形成第一WPC线圈21、第一NFC线圈23、第一匹配线路251及第二匹配线路261，将该第二铜箔层13及该第二电镀铜层16分别制作形成第二WPC线圈22、第二NFC线圈24及第三匹配线路27。
其中，该第一WPC线圈21及该第二WPC线圈22位于该WPC线圈区域110内，该第一NFC线圈23及该第二NFC线圈24位于该NFC线圈区域120内，该第一匹配线路251、该第二匹配线路261及该第三匹配线路27位于该匹配线路区域130内。
其中，该第一NFC线圈23环绕该第一WPC线圈21，该第一匹配线路251、该第二匹配线路261均位于该第一NFC线圈23的外侧。
在本实施例中，该第一匹配线路251及该第二匹配线路261为同一个匹配线路的不同部分。
其中，该第二WPC线圈22与该第一WPC线圈21位置相对，该第二NFC线圈24与该第一NFC线圈23位置相对，该第三匹配线路27与该第一匹配线路251及该第二匹配线路261位置相对。
第六步，请参阅图9，在该第一WPC线圈21、该第一NFC线圈23、该第一匹配线路251及该第二匹配线路261的远离该柔性基材11的表面上形成一第一覆盖膜28，在该第二WPC线圈22、该第二NFC线圈24及该第三匹配线路27的远离该柔性基材11的表面上形成一第二覆盖膜29。
其中，该第一覆盖膜28包括至少一第一开口281及至少一第二开口282，部分该第一匹配线路251从该第一开口281内裸露出来，部分该第二匹配线路261从该第二开口282内裸露出来。
定义从该第一开口281内裸露出来的部分该第一匹配线路251为该无线充电装置100的第一焊垫2511。
定义从该第二开口282内裸露出来的部分该第二匹配线路261为该无线充电装置100的第二焊垫2611。
第七步，请参阅图10，在该第一焊垫2511及该第二焊垫2611的裸露表面上分别形成一第一化金层2512及第二化金层2612，该第一化金层2512及第二化金层2612分别用于保护该第一焊垫2511及该第二焊垫2611。
第八步，请参阅图11，在该第二覆盖膜29的与每个该第一焊垫2511及每个该第二焊垫2611对应的位置分别形成一第一补强板30及一第二补强板40。
该第一补强板30及该第二补强板40用于增强该柔性基材11。
第九步，请参阅图1、图2及图3，在每个该第一化金层2512上贴装一WPC电源芯片252，在每个该第二化金层2612上贴装一NFC控制芯片262。
本发明提供的无线充电装置100及其制作方法，将该WPC电源芯片252及该NFC控制芯片262分别与其对应的第一匹配线路251、第二匹配线路261整合成模组，使得该WPC电源芯片252、该NFC控制芯片262、该第一WPC线圈21、第二WPC线圈22及该第一NFC线圈23、第二NFC线圈24高密度集成在该柔性基材11上，1)模块化有利于评估和调试整体功能的快速完成,并有利于电气功能的合并仿真；2)整合后的模块，可以单独评估模块的功能，而无须等到整机完成后才能够一并评估功能，可以减少开发时间；3)模块化有利于降低产品的厚度，利于产品的薄型化发展趋势。
以上所述，仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明任何形式上的限制，虽然本发明已是较佳实施方式揭露如上，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种无线充电装置，包括一柔性基材，位于该柔性基材上的一第一无线充电线圈、一第一近场通讯线圈，其特征在于，该近场通讯线圈区域环绕该无线充电线圈区域；该无线充电装置还包括至少一无线充电模块及至少一近场通讯模块，该无线充电模块包括一第一匹配线路及至少一与该第一匹配线路电性连接的无线充电电源芯片，每个该近场通讯模块包括一第二匹配线路及至少一与该第二匹配线路电性连接的近场通讯控制芯片，该柔性基材包括一第一表面及一与该第一表面相背的第二表面，该第一无线充电线圈、该第一近场通讯线圈、该无线充电模块及该近场通讯模块均形成在该第一表面上，该第一匹配线路及该第二匹配线路均形成在该第一表面上，该无线充电装置还包括位于该第二表面上的一第二无线充电线圈、一第二近场通讯线圈及一第三匹配线路，该第二无线充电线圈与该第一无线充电线圈位置相对，该第二近场通讯线圈与该第一近场通讯线圈位置相对，该第三匹配线路与该第一匹配线路及该第二匹配线路位置相对。
2.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，第一近场通讯线圈环绕该第一无线充电线圈，该无线充电模块及该近场通讯模块均位于该第一近场通讯线圈的外侧。
3.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，该第一无线充电线圈的厚度≥55um，该第一近场通讯线圈的厚度≤35um，该第一匹配线路及该第二匹配线路的厚度均≤18um。
4.一种无线充电装置的制作方法，包括步骤：
提供一覆铜基板，该覆铜基板包括一柔性基材及一形成在该柔性基材上的第一铜箔层；将该覆铜基板分为三部分：无线充电线圈区域、近场通讯线圈区域及匹配线路区域，其中，该近场通讯线圈区域环绕该无线充电线圈区域，该匹配线路区域环绕该近场通讯线圈区域；
在该第一铜箔层的远离该柔性基材的表面上电镀形成一第一电镀铜层，该第一电镀铜层位于该无线充电线圈区域内；
将该第一铜箔层及该第一电镀铜层分别制作形成第一无线充电线圈、第一近场通讯线圈、第一匹配线路及第二匹配线路；及
在该第一匹配线路上贴装至少一无线充电电源芯片及在该第二匹配线路上贴装至少一近场通讯控制芯片。
5.如权利要求4所述的无线充电装置的制作方法，其特征在于，该第一近场通讯线圈环绕该第一无线充电线圈，该第一匹配线路、该第二匹配线路均位于该第一近场通讯线圈的外侧。
6.如权利要求4所述的无线充电装置的制作方法，其特征在于，在将该第一铜箔层制作形成该第一无线充电线圈、该第一近场通讯线圈、该第一匹配线路及该第二匹配线路的步骤之前，还包括步骤：对该第一铜箔层进行局部减铜处理。
7.如权利要求6所述的无线充电装置的制作方法，其特征在于，位于该无线充电线圈区域内的该第一电镀铜层未被蚀刻，位于该近场通讯线圈区域内的该第一铜箔层未被蚀刻，位于该匹配线路区域内的该第一铜箔层被部分蚀刻。
8.如权利要求7所述的无线充电装置的制作方法，其特征在于，位于该无线充电线圈区域内的该第一铜箔层及该第一电镀铜层的厚度之和≥55um；位于该近场通讯线圈区域内的该第一铜箔层的厚度≤35um；位于该匹配线路区域内的蚀刻后的该第一铜箔层的厚度≤18um。
9.如权利要求4所述的无线充电装置的制作方法，其特征在于，该覆铜基板还包括一形成在该柔性基材一表面上且与该第一铜箔层相背的第二铜箔层，在形成该第一电镀铜层的步骤的同时，还包括步骤：
在该第二铜箔层的表面电镀形成一第二电镀铜层；在形成该第一无线充电线圈、该第一近场通讯线圈、该第一匹配线路及该第二匹配线路的步骤的同时，还包括步骤：
将该第二铜箔层及该第二电镀铜层制作形成第二无线充电线圈、第二近场通讯线圈及至少一第三匹配线路，该第二无线充电线圈与该第一无线充电线圈位置相对，该第二近场通讯线圈与该第一近场通讯线圈位置相对，该第三匹配线路与该第一匹配线路及该第二匹配线路位置相对。
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