TW201445596A - 線圈模組、天線裝置及電子機器 - Google Patents

Abstract

提供一種採用對磁飽和強之材料及構造以實現小型、薄型化之線圈模組。具備含有磁性粒子之磁性樹脂層(4a)、及螺旋線圈(2)，磁性樹脂層(4a)含有球狀、或以長徑與短徑之比表示之尺寸比為6以下之旋轉橢圓體狀之形狀之磁性粒子。

Description

線圈模組、天線裝置及電子機器

本發明係關於一種具備由螺旋線圈與磁屏蔽材構成之磁屏蔽層之線圈模組，尤其是關於具有含有磁性粒子之磁性樹脂層作為磁屏蔽層之線圈模組、使用該線圈模組之天線裝置及電子機器。本申請以2013年3月19日在日本申請之日本專利申請號特願2013-056045為基礎主張優先權，參照該申請並將其內容援用於本申請。

近年之無線通訊機器，搭載了電話通訊用天線、GPS用天線、無線LAN/BLUETOOTH(註冊商標)用天線、以及稱為RFID(Radio Frequency Identification)之複數個RF天線。除了此等以外，伴隨著非接觸充電之導入，亦開始搭載電力傳送用之天線線圈。使用非接觸充電方式之電力傳送方式，可舉出電磁感應方式、電波收訊方式、磁共振方式等。此等皆是利用一次側線圈與二次側線圈間之電磁感應或磁共振，上述RFID也是利用電磁感應。

此等天線，即使是被設計為在單一天線在目標頻率可以得到最大特性，但若實際上構裝在電子機器，不易獲得目標之特性。其原因在於天線周邊之磁場成分與位於周邊之金屬等干涉(耦合)，因為天線線圈之電感實質上減少，諧振頻率將會偏移。又，因電感實質上減少，收訊靈敏度也會降低。作為此等之對策，藉由在天線線圈與存在於其周邊之金屬之 間插入磁屏蔽材，將從天線線圈產生之磁通聚集於磁屏蔽材，藉此可以使金屬干涉之狀況降低。

非專利文獻1：伊志嶺、渡邊、上野、前田、德岡、「高頻對應低損耗壓粉磁心材料之開發」、SEI technical review、2011年1月、第178號、P121~127

非專利文獻2：Wireless Power Consortium, 「System Description Wireless PowerTransfer」, Volume I: Low Power, Part1: Interface definition, Version1.1.1, July 2012.

用於非接觸通訊或非接觸充電之磁屏蔽材，一般而言若透磁率高則屏蔽性能良好，因此主要使用高透磁率之肥粒鐵或金屬磁性箔。然而，在施加強直流磁場之環境下使用此等磁屏蔽材之情形，磁性體引起磁飽和，實際上之透磁率降低。例如，在非專利文獻1報告了在肥粒鐵芯，磁飽和造成之直流重疊特性降低顯著。又，在高飽和磁通密度之金屬磁性箔，一般而言厚度較薄為數10μm，因此若不重疊10片來使用，則同樣地會產生磁飽和之問題。

關於電磁感應型之非接觸充電，在無線充電聯盟(Wireless Power Consortium、WPC)已規定安裝有磁鐵之送訊線圈單元(非專利文獻2記載之設計A1)，且已市售。欲製作薄型之線圈單元之情形，必須使磁屏蔽之厚度變薄，但上述磁飽和變顯著，線圈之電感大幅地降低。因此，受電線圈側之諧振頻率大幅地偏移，產生從一次側往二次側之傳送電力之傳送效率降低或受電線圈之發熱增加之問題。再者，在諧振頻率之偏移顯著之情 形，會有傳送本身無法進行之問題。

因此，本發明之目的在於提供一種採用對磁飽和強之材料及構造以實現小型、薄型化之線圈模組。

作為用以解決上述課題之手段，本發明之線圈模組具備含有磁性材料之磁屏蔽層、及螺旋線圈。此外，磁屏蔽層具有含有磁性粒子之一個以上之磁性樹脂層。又，磁性樹脂層含有球狀、或以長徑與短徑之比表示之尺寸比為6以下之旋轉橢圓體狀之形狀之磁性粒子。

作為用以解決上述課題之手段，本發明之天線裝置具備含有磁性材料之磁屏蔽層、及具有螺旋線圈之線圈模組。此外，線圈模組之磁屏蔽層具有含有磁性粒子之一個以上之磁性樹脂層。又，磁性樹脂層含有球狀、或以長徑與短徑之比表示之尺寸比為6以下之旋轉橢圓體狀之形狀之磁性粒子。

作為用以解決上述課題之手段，本發明之電子機器具備含有磁性材料之磁屏蔽層、及具有螺旋線圈之線圈模組。此外，線圈模組之磁屏蔽層具有含有磁性粒子之一個以上之磁性樹脂層。又，磁性樹脂層含有球狀、或以長徑與短徑之比表示之尺寸比為6以下之旋轉橢圓體狀之形狀之磁性粒子。

本發明之線圈模組，由於在磁屏蔽層之全部或一部分具有磁飽和造成之磁氣特性之劣化較少之磁性樹脂層，因此即使在施加較強磁場之環境下，線圈電感之變化亦較少，能穩定地進行通訊。

本發明之天線裝置，由於在磁屏蔽層之全部或一部分具有磁飽和造成之磁氣特性之劣化較少之磁性樹脂層，因此即使在施加較強磁場 之環境下，線圈電感之變化亦較少，能穩定地進行通訊。

本發明之電子機器，由於在磁屏蔽層之全部或一部分具有磁飽和造成之磁氣特性之劣化較少之磁性樹脂層，因此即使在施加較強磁場之環境下，線圈電感之變化亦較少，能穩定地進行通訊。

1‧‧‧導線

2‧‧‧螺旋線圈

3a,3b‧‧‧引出部

3c,3d‧‧‧端子部

4‧‧‧磁屏蔽層

4a‧‧‧磁性樹脂層

4b‧‧‧磁性層

5‧‧‧接著層

10,10a,10b,20‧‧‧線圈模組

21‧‧‧缺口部

30‧‧‧送訊線圈單元

30a‧‧‧螺旋線圈

30b‧‧‧磁屏蔽

31‧‧‧金屬板

40‧‧‧磁鐵

120‧‧‧一次側天線部

121‧‧‧系統控制部

122‧‧‧收發訊控制部

123‧‧‧解調部

124‧‧‧調變部

125‧‧‧送訊訊號部

140‧‧‧非接觸通訊裝置

150‧‧‧非接觸通訊模組

160‧‧‧二次側天線部

161‧‧‧系統控制部

163‧‧‧調變部

164‧‧‧解調部

165‧‧‧收訊控制部

166‧‧‧整流部

167‧‧‧定電壓部

168‧‧‧外部電源

169‧‧‧電池

170‧‧‧充電控制部

180‧‧‧非接觸充電裝置

190‧‧‧受電裝置

圖1A係本發明一實施形態之線圈模組之俯視圖。圖1B係圖1A之AA’線之剖面圖。

圖2A係本發明一實施形態之變形例之線圈模組之俯視圖。圖2B係圖2A之AA’線之剖面圖。

圖3A係本發明一實施形態之另一變形例之線圈模組之俯視圖。圖3B係圖3A之AA’線之剖面圖。

圖4A係本發明另一實施形態之線圈模組之俯視圖。圖4B係圖4A之AA’線之剖面圖。

圖5係顯示使用線圈模組之非接觸通訊系統之構成例之方塊圖。

圖6係顯示諧振電路之主要部之方塊圖。

圖7係顯示使用線圈模組之非接觸充電系統之構成例之方塊圖。

圖8A及圖8B係顯示本發明之特性評估用之線圈模組之構成之側視圖。圖8A係顯示單一之線圈模組之構成之側視圖，圖8B係顯示具備產生直流磁場之磁鐵之送訊線圈單元與線圈模組之側視圖。

圖9A及圖9B係將相對於未施加直流磁場之情形之線圈之電感值之施加直流磁場之情形之電感之變化值作為電感之相對值△L，使磁屏蔽層之厚 度變化來描繪△L之圖表。圖9A係顯示將球狀非晶質合金使用於磁性樹脂層使相對透磁率為20程度之情形之△L，圖9B係顯示將球狀鋁矽鐵粉使用於磁性樹脂層使相對透磁率為15程度之情形之△L。

圖10A及圖10B係使磁屏蔽層之厚度變化來描繪電感之相對值△L之比較例之圖表。圖10A係顯示將長徑/短徑約50之鋁矽鐵粉使用於磁屏蔽層使相對透磁率為100程度之情形之△L，圖10B係顯示將MnZn肥粒鐵使用於磁屏蔽層使相對透磁率為1500程度之情形之△L。

圖11A及圖11B係測定在磁性樹脂層加上磁性層之情形之電感值之差異之圖表。圖11A係相對於磁屏蔽層之厚度來描繪無直流磁場之情形之電感之測定值之圖，圖11B係相對於磁屏蔽層之厚度來描繪有直流磁場之情形之電感之測定值之圖。

以下，針對用以實施本發明之形態，一邊參照圖式一邊詳細說明。另外，本發明，並非僅限定於以下之實施形態，在不偏離本發明之概要範圍內當然有各種變更之可能。

(第1實施形態)

(線圈模組之構成)

如圖1A及圖1B所示，線圈模組10具備將導線1捲繞成漩渦狀形成之螺旋線圈2、及由含有磁性粒子之樹脂構成之磁性樹脂層4a。螺旋線圈2，在導線1之端部具有引出部3a,3b，藉由將整流電路等連接於引出部3a,3b，構成非接觸充電電路之二次側電路。如圖1B所示，螺旋線圈2之內徑側之引出部3a通過捲繞之導線1之下面側，與導線1交叉地通過設在磁性樹脂 層4a之缺口部21，引出至螺旋線圈2之外徑側。

如圖2A及圖2B所示，在線圈模組10，在後述製造方法中， 亦可在磁性樹脂層4a硬化前以將引出部3a埋設於磁性樹脂層4a之方式載置螺旋線圈2。

此外，螺旋線圈2，如圖1A等所示，形成為長方形狀，但 當然亦可形成為圓形或橢圓形、其他任意形狀，由磁性樹脂層4a等構成之磁屏蔽層之平面形狀亦可為任意。

磁性樹脂層4a，含有由軟磁性粉末所構成之磁性粒子與作 為黏合劑之樹脂。磁性粒子為肥粒鐵等之氧化物磁性體，Fe系、Co系、Ni系、Fe-Ni系、Fe-Co系、Fe-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Al系、Fe-Ni-Si-Al系等之結晶系，微結晶系金屬磁性體，或是Fe-Si-B系、Fe-Si-B-Cr系、Co-Si-B系、Co-Zr系、Co-Nb系、Co-Ta系等之非晶質金屬磁性體之粒子。在磁性樹脂層4a，除了上述磁性粒子以外，亦可含有用以使熱傳導性或粒子填充性提升之填劑。

在用於磁性樹脂層4a之磁性粒子，使用粒徑數μm~200μm 之球狀、或細長(長筒型)或扁平(圓盤型)之旋轉橢圓體形狀且其尺寸比(長徑/短徑)為6以下之粉末。此時，不僅單體之磁性粉，亦可混合使用粉徑、材質、尺寸比不同之粉末。上述磁性粒子之中，尤其是使用金屬磁性粒子之情形，複透磁率具有頻率特性，若動作頻率變高則因表皮效應而產生損耗，因此與使用之頻率之頻帶對應地調整粒徑及形狀。又，磁性樹脂層4a之粒子形狀從球形到尺寸比較小之旋轉橢圓體，為反磁場係數大對來自外部之磁場不易飽和之形狀。由於該等反磁場係數大之粒子透過樹脂形成磁性樹 脂層4a，因此具有即使在磁場較大之環境下磁飽和之影響亦較少之磁氣特性。

又，磁性樹脂層4a係將磁性粒子與樹脂加以混練而形成， 在硬化後亦具有適度之柔軟性，因此可配合電子機器之筐體內部之形狀來加工並搭載。

線圈模組10之電感值雖由磁性樹脂層4a之實部平均透磁率 (以下，僅稱為平均透磁率)決定，但此平均透磁率可藉由磁性粉與樹脂之混合比率調整。磁性樹脂層4a之平均透磁率與配合之磁性粉之透磁率之關係相對於配合量遵循一般之對數混合法則，因此磁性粉之填充率以粒子間之相互作用逐漸增加之體積填充率40vol%以上為佳。此外，磁性樹脂層4a之熱傳導特性亦與磁性粉之填充率之增加一起提升，因此為了提升磁性粉之填充率，作為磁性樹脂層4a，可使用將金屬磁性粉、樹脂及潤滑劑等混合後壓縮成型之壓粉磁心。

黏合劑，使用因熱、紫外線照射等會硬化之樹脂等。作為黏 合劑，例如可使用環氧樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、不飽和聚脂等之樹脂，或是矽氧橡膠、聚氨酯橡膠、丙烯酸酯橡膠、丁基橡膠、乙烯丙烯橡膠等周知之材料。但當然並不限於此等。另外，在上述之樹脂或是橡膠，適量加入阻燃劑、反應調整材、交聯劑或是矽烷耦合劑等之表面處理劑亦可。

形成螺旋線圈2之導線1，在5W程度之充電輸出容量之情 形，用在120kHz程度之頻率時，較佳為，使用0.20mm~0.45mm之徑之由Cu或以Cu為主成分之合金構成之單線。或者，為了降低導線1之表皮效 應，亦可使用將較上述單線細之細線捆束複數條之並行線、編線，亦可使用厚度薄之平角線或是扁平線作為1層或是2層之α卷。

再者，為了使線圈部變薄，亦可使用在由電介質材料構成之 基板之單面或兩面圖案化製作之FPC(Flexible printed circuit)線圈作為螺旋線圈2。亦即，如圖3A及圖3B所示，線圈模組10b具備在由電介質基材構成之基板6之一面呈漩渦狀圖案形成有由導電體構成之導線1之螺旋線圈2、與由含有磁性粒子之樹脂構成之磁性樹脂層4a。在導線之兩端具備用以進行與外部電路之連接之端子部3c,3d。在基板6之兩面對導線1進行圖案配線，分別透過貫通孔加以串聯，藉此可增加匝數。又，藉由使在兩面圖案配線之導線1透過貫通孔加以並聯，亦可增加電流容量。藉由使用積層基板作為基板，亦可進一步多層化，藉由多層配線可進一步增加匝數或電流容量。

螺旋線圈2係透過接著層5與磁屏蔽層4連接。作為接著層 5，例如可使用環氧樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、不飽和聚脂等之樹脂，或是矽氧橡膠、聚氨酯橡膠、丙烯酸酯橡膠、丁基橡膠、乙烯丙烯橡膠等周知之材料。接著層5可藉由直接塗布形成，但亦可藉由在基材之兩面黏貼形成有接著性之層之兩面帶來形成。

(線圈模組之製造方法)

首先，製作磁性樹脂層4a之片材。將磁性粉末與黏合劑即樹脂或橡膠混練而成者塗布於經PET等剝離處理之片材上，以刮刀法(doctor blade method)等獲得既定厚度之未硬化片材。

之後，進行加熱或加壓加熱處理，完成由硬化之磁性樹脂層 4a構成之磁屏蔽層之片材。此片材製作亦可使用擠出法，再者，可使用使片材之材料即磁性粉末與黏合劑等之混練物流入成型模具之方法、射出成型法等。

接著，在上述片材上形成接著層5，將螺旋線圈2載置於既 定位置，從螺旋線圈2上面以一定壓力按壓而完成線圈模組10。在接著層5主要以藉由熱而硬化之類型之黏合劑構成之情形，在加壓時進行加熱處理。亦即，接著層5進行之上述板材與螺旋線圈2之接合，係藉由在加壓時或加壓後附加接著層5之黏合劑硬化之條件而完成。接著層5只要形成在上述板材與螺旋線圈2接觸之區域即足夠，但若未產生特別之缺陷，亦可形成在包含上述區域之上述板材之一部分之面或者整面。又，上述之例中，接著層5雖形成在板材側，但亦可形成在螺旋線圈2側，與上述板材接合。

(第2實施形態)

(線圈模組之構成)

如圖4A及圖4B所示，本發明之線圈模組20具備將導線1捲繞成漩渦狀形成之螺旋線圈2、及由含有磁性粒子之樹脂構成之磁性樹脂層4a、磁性層4b。螺旋線圈2，在導線1之端部具有引出部3a,3b，藉由將整流電路等連接於引出部3a,3b，構成非接觸充電電路之二次側電路。如圖4B所示，螺旋線圈2之內徑側之引出部3a與捲繞之導線1交叉地通過設在磁性樹脂層4a及磁性層4b之缺口部21，引出至螺旋線圈2之外徑側。圖2中，在磁性樹脂層4a、磁性層4b形成有缺口部21，但與第1實施形態同樣地，亦可不設置缺口部，將引出部3a埋設在磁性樹脂層4a或磁性層4b、或者兩 方之層。

磁性樹脂層4a及磁性層4b，含有由軟磁性粉末所構成之磁 性粒子與作為黏合劑之樹脂。磁性粒子為肥粒鐵等之氧化物磁性體，Fe系、Co系、Ni系、Fe-Ni系、Fe-Co系、Fe-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Al系、Fe-Ni-Si-Al系等之結晶系，微結晶系金屬磁性體，或是Fe-Si-B系、Fe-Si-B-C系、Co-Si-B系、Co-Zr系、Co-Nb系、Co-Ta系等之非晶質金屬磁性體之粒子。

在用於磁性樹脂層4a之磁性粒子，使用粒徑數μm~200μm 之球狀、或細長(長筒型)或扁平(圓盤型)之旋轉橢圓體形狀且其尺寸比(長徑/短徑)為6以下之粉末，但不僅單體之磁性粉，亦可混合使用粉徑、材質、尺寸比不同之粉末。磁性樹脂層4a之粒子形狀從球形到尺寸比較小之旋轉橢圓體，為反磁場係數大對來自外部之磁場不易飽和之形狀。由於該等反磁場係數大之粒子透過樹脂形成磁性樹脂層4a，因此具有即使在磁場較大之環境下磁飽和之影響亦較少之磁氣特性。

磁性層4b可使用在透磁率高之鋁矽鐵粉、坡莫合金、非晶 質等之金屬磁性體、或MnZn系肥粒鐵、NiZn系肥粒鐵、或者用於磁性樹脂層4a之磁性粒子添加少量黏合劑並壓縮成型而製作之壓粉成型材料。 又，磁性層4b亦可為高度填充有磁性粒子之磁性樹脂層。磁性層4b係用以進一步提升線圈之電感值而設置，平均透磁率設計成較磁性樹脂層4a大。 若為保持上述關係者，則磁性體之種類、形狀、大小、構造等不限，可採用作為磁性層4b。

磁性層4b係用以提升磁屏蔽性能、有效提升線圈之電感值 而設置。是以，圖4A及圖4B所示之例中，雖設在磁性樹脂層4a之與搭載 螺旋線圈2之面相反側之面，但亦可設在磁性樹脂層4a上配置成夾在螺旋線圈2與磁性樹脂層4a之間。又，磁性層4b亦可為一部分或全部埋入在磁性樹脂層4a中之形態。

黏合劑，使用因熱、紫外線照射等會硬化之樹脂等。作為黏 合劑，例如可使用環氧樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、不飽和聚脂等之樹脂，或是矽氧橡膠、聚氨酯橡膠、丙烯酸酯橡膠、丁基橡膠、乙烯丙烯橡膠等周知之材料。但當然並不限於此等。另外，在上述之樹脂或是橡膠，適量加入阻燃劑、反應調整材、交聯劑或是矽烷耦合劑等之表面處理劑亦可。

形成螺旋線圈2之導線1，在5W程度之充電輸出容量之情 形，用在120kHz程度之頻率時，較佳為，使用0.20mm~0.45mm之徑之由Cu或以Cu為主成分之合金構成之單線。或者，為了降低導線1之表皮效應，亦可使用將較上述單線細之細線捆束複數條之並行線、編線，亦可使用厚度薄之平角線或是扁平線作為1層或是2層之α卷。再者，為了使線圈部變薄，亦可使用在電介質基之單面或兩面將導體較薄地圖案化製作之FPC(Flexible printed circuit)線圈。

此外，在上述線圈模組，雖說明具有一個螺旋線圈2者，但 並不限於此，例如，亦可為在線圈模組之內徑側或外徑側具備其他天線模組之構成。又，上述線圈模組，可適用於非接觸電力傳送(非接觸充電)用天線單元，可搭載於各種電子機器。

(構成非接觸通訊系統及非接觸充電系統之情形之具體例) (非接觸通訊裝置之構成例)

本發明一實施形態之線圈模組10，作為諧振線圈(天線)，構成由諧振電容器與諧振電路構成之天線裝置。此外，將構成之天線裝置搭載於非接觸通訊裝置，以非接觸方式進行此與其他非接觸通訊裝置之通訊。非接觸通訊裝置係例如搭載於行動電話之NFC(Near Field Communication)等之非接觸通訊模組150。又，其他非接觸通訊裝置係例如非接觸通訊系統中之讀寫器140。

如圖5所示，非接觸通訊模組150具備包含由諧振電容器與 作為諧振線圈作用之線圈模組10構成之諧振電路之二次側天線部160。非接觸通訊模組150具備為了將從讀寫器140傳送而來之交流訊號用作為各區塊之電源而進行整流以轉換成直流電力之整流部166、及產生與各區塊對應之電壓之定電壓部167。非接觸通訊模組150具備藉由定電壓部167所供應之直流電力動作之解調部164與調變部163與收訊控制部165，又，具備控制整體之動作之系統控制部161。藉由二次側天線部160接收之訊號被整流部166轉換成直流電力，且被解調器解調，藉由系統控制部161解析來自讀寫器140之送訊資料。又，藉由系統控制部161產生非接觸通訊模組150之送訊資料，送訊資料被調變部163調變成用以傳送至讀寫器140之訊號，透過二次側天線部160傳送。在收訊控制部165，根據系統控制部161之控制，產生用以進行二次側天線部160之諧振頻率之調整之訊號，可配合通訊狀態進行諧振頻率之調整。

又，非接觸通訊系統之讀寫器140，具備包含具有由諧振電容器構成之可變容量電路與線圈模組10之諧振電路之一次側天線部120。讀寫器140具備控制讀寫器140之動作之系統控制部121、根據系統控制部 121之指令進行送訊訊號之調變之調變部124、及將藉由來自調變部124之送訊訊號調變之載波訊號往一次側天線部120送出之送訊訊號部125。再者，讀寫器140具備將藉由送訊訊號部125送出之已調變之載波訊號解調之解調部123。

圖6係顯示二次側天線部160之構成例。二次側天線部160 包含由構成諧振容量之可變容量電容器CS1,CP1,CS2,CP2、及形成電感器之線圈模組10構成之串並聯諧振電路。關於一次側天線部120，亦具備同樣之構成。

可變容量電路之各電容器CS1,CP1,CS2,CP2被收訊控制部 165(在讀寫器140之情形為收發訊控制部122)控制直流偏壓電壓，設定成適當之容量值，與線圈模組10(Lant)一起被調整諧振頻率。

(非接觸通訊裝置之動作)

接著，說明分別具備由包含線圈模組10之諧振電路構成之一次側天線部120及二次側天線部160之讀寫器140及非接觸通訊模組150之動作。

讀寫器140根據被送訊訊號部125送出之載波訊號進行與一 次側天線部120之阻抗匹配，根據收訊側即非接觸通訊模組150之收訊狀態進行諧振電路之諧振頻率之調整。在調變部124，用在一般讀寫器之調變方式、編碼方式係曼徹斯特(Manchester)編碼方式或ASK(Amplitude Shift Keying，振幅移位鍵控)調變方式等。載波頻率典型而言係13.56MHz。

傳送之載波訊號，收發訊控制部122以藉由監測送訊電壓、 送訊電流獲得阻抗匹配之方式控制一次側天線部120之可變電壓Vc，進行阻抗調整。

從讀寫器140傳送之訊號被非接觸通訊模組150之二次側天 線部160接收，訊號被解調部164解調。解調之訊號之內容藉由系統控制部161判斷，系統控制部161根據其結果產生回應訊號。此外，收訊控制部165根據收訊訊號之振幅或電壓/電流相位調整二次側天線部160之諧振參數等，能調整諧振頻率以使收訊狀態成為最佳。

非接觸通訊模組150藉由調變部163調變回應訊號，藉由二 次側天線部160往讀寫器140傳送。讀寫器140以解調部123解調被一次側天線部120接收之回應訊號，根據解調之內容，藉由系統控制部121執行必要之處理。

(非接觸充電裝置及受電裝置之構成例)

使用本發明之線圈模組10之諧振電路可構成藉由非接觸充電裝置180以非接觸方式對內設在行動電話等之行動終端之二次電池進行充電之受電裝置190。作為非接觸充電之方式，可應用電磁感應方式或磁共振等。

圖7係顯示由本發明適用之行動終端等之受電裝置190、及以非接觸方式對受電裝置190進行充電之非接觸充電裝置180構成之非接觸充電系統之構成例。

受電裝置190具備與上述非接觸通訊模組150大致相同之構成。又，非接觸充電裝置180之構成與上述讀寫器140之構成大致相同。是以，作為讀寫器140、非接觸通訊模組150，關於具有與圖5記載之區塊相同功能者，以相同符號顯示。此處，在讀寫器140，收發訊之載波頻率在大多數情形為13.56MHz，相對於此，在非接觸充電裝置180會有100kHz~數百kHz之情形。

非接觸充電裝置180根據被送訊訊號部125送出之載波訊號 進行與一次側天線部120之阻抗匹配，根據收訊側即非接觸通訊模組之收訊狀態進行諧振電路之諧振頻率之調整。

傳送之載波訊號，收發訊控制部122以藉由監測送訊電壓、 送訊電流獲得阻抗匹配之方式控制一次側天線部120之可變電壓Vc，進行阻抗調整。

受電裝置190以整流部166整流被二次側天線部160接收之 訊號，依據充電控制部170之控制將整流後之直流電壓對電池169進行充電。即使是二次側天線部160無接收訊號之情形，亦可藉由AC適配器等之外部電源168驅動充電控制部170而對電池169進行充電。

從非接觸充電裝置180傳送之訊號被二次側天線部160接 收，訊號被解調部164解調。解調之訊號之內容藉由系統控制部161判斷，系統控制部161根據其結果產生回應訊號。此外，收訊控制部165根據收訊訊號之振幅或電壓/電流相位調整二次側天線部160之諧振參數等，能調整諧振頻率以使收訊狀態成為最佳。

(實施例)

(第1實施形態之線圈模組10之特性評估)

針對賦予線圈之電感值之磁飽和之影響，對本發明第1實施形態之線圈模組10之特性進行評估。此處，假設非接觸供電用途進行評估。圖8A及圖8B係顯示測定時之評估線圈之構成。

圖8A中，顯示評估無外部直流磁場之狀態之受電線圈單元之構成。受電線圈單元係本申請發明一實施形態之線圈模組10，具備螺旋 線圈2與磁性樹脂層4a。在磁性樹脂層4a之與搭載螺旋線圈2之面相反側之面配置有模造電池組之金屬板31。受電線圈單元係14T之長方形線圈(外徑31×43mm)。

圖8B中，顯示評估有磁鐵造成之外部直流磁場之狀態之受 電線圈單元之構成。與圖8A之情形相同，受電線圈單元係本申請發明一實施形態之線圈模組10，具備螺旋線圈2與磁性樹脂層4a。在磁性樹脂層4a之與搭載螺旋線圈2之面相反側之面配置有模造電池組之金屬板31。以與受電線圈單元(線圈模組10)對向之方式配置有送電線圈單元。送電線圈單元具備螺旋線圈30a與磁屏蔽材30b，配置成中心軸與受電線圈單元之中心一致。在送電線圈單元30之中心配置有用以產生直流磁場之磁鐵40。安裝有該磁鐵之送電線圈單元係根據非專利文獻2記載之設計A1作成。藉由在受電線圈單元與送電線圈單元之間配置厚度2.5mm之丙烯酸板設定一定之分離距離。使用Agilent公司之阻抗分析儀4294A對各情形在改變磁性樹脂層4a之構成之情況下測定線圈之電感值。

圖9及圖10係顯示對搭載有使用各種磁性材料之磁屏蔽層 之受電線圈單元之電感值進行測定者。以百分比表示相對於無直流磁場狀態下之電感之測定值之有直流磁場狀態下之電感之測定值之變化量，稱為電感之相對值。改變磁屏蔽層之厚度tm，描繪電感之相對值。負的電感之相對值表示電感值降低，正的情形，表示電感值增加。

(實施例1)

圖9A係顯示作為磁屏蔽層使用配合有尺寸比(長徑/短徑)為6以下之球狀非晶質粉之具有平均透磁率20程度之磁性樹脂層4a之情形之電感之相對 值。

(實施例2)

圖9B係顯示作為磁屏蔽層使用配合有尺寸比(長徑/短徑)為6以下之球狀鋁矽鐵粉粉之具有平均透磁率16程度之磁性樹脂層4a之情形之電感之相對值。

(比較例1)

圖10A係顯示作為磁屏蔽層使用將鋁矽鐵粉系之尺寸比(長徑/短徑)為50程度之扁平粉與黏合劑混合製作之具有平均透磁率100程度之磁性片之情形之電感之相對值。

(比較例2)

圖10B係顯示作為磁屏蔽層使用透磁率1500程度之MzZn系之塊體肥粒鐵之情形之電感之相對值。

(結果)

如圖9A及圖9B所示，將使用球狀之磁性粉之磁性樹脂層4a作為磁屏蔽層之本發明實施形態之構成例中，線圈之電感值即使施加直流磁場亦幾乎不會降低。此外，電感值成為正之原因在於，構成送電線圈單元之磁屏蔽層較大，因此磁通聚集在受電線圈單元附近。

另一方面，如圖10A所示，作為磁屏蔽層使用由扁平形狀之磁性粉構成之磁性片之情形，因安裝在送訊線圈單元之磁鐵之直流磁場之影響，在磁屏蔽層產生磁飽和，電感值大幅地降低。由於屏蔽層愈薄愈容易磁飽和，因此此傾向更為顯著。

如圖10B所示，作為磁屏蔽層使用肥粒鐵之情形，與圖10A 之情形相同，電感值大幅地降低。

如上述，藉由本發明之構成，即使安裝磁鐵之送訊線圈單元或者在有較大直流磁場之環境，線圈電感之變化亦較少，是以受電模組之諧振頻率之變化較少，能穩定地傳送電力。

(第2實施形態之線圈模組20之特性評估)

使用與用在上述線圈模組10之評估之圖8A及圖8B所示者相同之受電線圈單元。受電線圈單元係14T之長方形線圈(外徑31mm×43mm)。

作為特性評估之方法，作為磁屏蔽層4a，測定僅磁性樹脂層4a之情形與在磁性樹脂層4a之下面黏貼50μm厚之磁性層4b之情形之線圈之電感值。又，在各情形，改變磁性樹脂層4a之厚度測定電感值。是以，磁屏蔽層4整體之厚度為在磁性樹脂層4a加上磁性層4b之厚度50μm。

(實施例3)

評估用之受電線圈單元(線圈模組20)之磁性樹脂層4a係使用配合有尺寸比為6以下之球狀之非晶質粉之平均透磁率30程度者，磁性層4b係使用將鋁矽鐵粉系之尺寸比為50程度之扁平粉與黏合劑混合製作之透磁率100程度者。

圖11A及圖11B係顯示描繪相對於磁屏蔽層4之厚度tm之電感值L之圖表。此外，電感值係使用Agilent公司之阻抗分析儀4294A測定，描繪為在非接觸通電系統一般使用之頻率120kHz之電感值。

圖11A係顯示未施加直流磁場之情形、亦即圖8A之受電線圈單元之構成之情形之線圈之電感值之測定結果。圖11B係顯示藉由磁鐵施加直流磁場之圖8B之受電線圈單元之構成之情形之電感值之測定結果。

(結果)

如圖11A所示，藉由將磁性樹脂層4a之一部分以薄磁性層4b置換，能使線圈之電感值提升。

另一方面，如圖11B所示，若藉由磁鐵施加直流磁場，則磁飽和之影響較大，因此任一線圈之電感值皆下降。雖磁性層4b相較於磁性樹脂層4a使電感增加之效果較高，但相反地在施加強磁場之狀態-下磁性樹脂層4a使電感提升之效果較高，因此藉由調整上述二個層之比例，可將對磁屏蔽性或電路之諧振條件影響較強之線圈電感與其磁飽和特性調整成所欲性能。

如上述，本發明之線圈模組中，由於具有對磁飽和強之磁性樹脂層，因此即使在施加較強磁場之環境下，線圈電感之變化亦較少，能穩定地供應電力。又，藉由調整磁性樹脂層與磁性層之厚度，可調整線圈電感之大小與在強磁場環境下之線圈電感之變化率之平衡。

1‧‧‧導線

2‧‧‧螺旋線圈

3a,3b‧‧‧引出部

4a‧‧‧磁性樹脂層

5‧‧‧接著層

10‧‧‧線圈模組

21‧‧‧缺口部

Claims (9)

1. 一種線圈模組，具備：磁屏蔽層，含有磁性材料；以及螺旋線圈；該磁屏蔽層具有含有磁性粒子之一個以上之磁性樹脂層；該磁性樹脂層含有球狀、或以長徑與短徑之比表示之尺寸比為6以下之旋轉橢圓體狀之形狀之磁性粒子。
2. 如申請專利範圍第1項之線圈模組，其中，該磁屏蔽層進一步具有含有磁氣特性與該磁性樹脂層不同之磁性材料之磁性層。
3. 如申請專利範圍第1或2項之線圈模組，其中，該磁性樹脂層係含有金屬磁性粉末與樹脂與潤滑劑且將該等混合後壓縮成型之壓粉磁心。
4. 如申請專利範圍第1或2項之線圈模組，其中，該磁性樹脂層係藉由將該磁性粒子及樹脂混練形成而具有柔軟性。
5. 如申請專利範圍第1項之線圈模組，其中，該磁屏蔽層收容該螺旋線圈之往該線圈模組之厚度方向突出之端子。
6. 如申請專利範圍第1項之線圈模組，其中，該螺旋線圈係由形成在基板之至少一面之導電層之圖案之線圈構成。
7. 如申請專利範圍第1項之線圈模組，其中，在該線圈模組之內徑側或外徑側具備其他線圈模組。
8. 一種天線裝置，具備申請專利範圍第1至7項中任一項之線圈模組。
9. 一種電子機器，具備申請專利範圍第1至7項中任一項之線圈模組。