TWI638499B - Communication control device and mounting substrate - Google Patents

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TWI638499B
TWI638499B TW103117680A TW103117680A TWI638499B TW I638499 B TWI638499 B TW I638499B TW 103117680 A TW103117680 A TW 103117680A TW 103117680 A TW103117680 A TW 103117680A TW I638499 B TWI638499 B TW I638499B
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communication
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澀谷祐貴
佐佐木英樹
佃龍明
清水忠
土橋雅裕
西園晉二
久保田博子
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日商瑞薩電子股份有限公司
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Abstract

本發明係一種通信控制裝置,其係將連接天線之天線電極、電源電路、及通信電路安裝於安裝基板而成者,天線電極係配置於安裝基板之主面中之一個角部,通信電路係配置於共有角部之主面之第1邊側,電源電路係配置於與第1邊對向之第2邊側。進而,連接天線電極與通信電路之第1信號路徑係沿第1邊延伸,連接天線電極與電源電路之第2信號路徑係沿共有角部且與第1邊正交之第3邊延伸。藉此,可一方面抑制通信控制裝置之特性降低,一方面實現通信控制裝置之小型化。

Description

通信控制裝置及安裝基板
本發明係關於一種經由天線進行通信之通信控制裝置及安裝基板、例如適用於共用一個天線切換地進行電力之送電、受電與用於資訊傳遞之通信的通信控制裝置而有效之技術。
根據智慧型手機等移動終端或家電製品之完全無繩化之需求,而不斷發展使用不經由電源線等以非接觸之形式對移動終端等供給電力之非接觸電力傳輸的系統(以下稱為「無線供電系統」)之實用化。例如,已知有利用相隔地配置之天線(線圈)間之電磁感應之電磁感應方式或利用電磁場之共振耦合之電磁共振方式等的無線供電系統。又,作為關於藉由無線進行資訊傳輸之非接觸通信技術之標準規格,已知有NFC(Near Field Communication,近距離無線通信),且依據NFC標準之小型移動終端裝置亦開始普及。
作為用以進行經由電磁波之資料之收發及電力之接收之先前技術,例如,專利文獻1中揭示有如下半導體裝置:藉由第1天線電路進行資料之收發,並利用藉由第2天線電路而接收之電磁波之電力驅動內部電路。又,專利文獻2中揭示有使用一個天線進行非接觸通信與非接觸充電之技術。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-234551號公報
[專利文獻2]日本專利特開2011-30404號公報
無線供電系統係包括傳送電力之送電側裝置及獲取所傳送之電力之受電側裝置。受電側裝置包括形成有電源部與通信部之通信控制裝置(通信模組),該電源部係用以基於經由天線接收到之電力產生所期望之電壓等,該通信部係用以經由天線進行資料之收發。例如成為受電側裝置之移動終端可藉由電源部,而基於經由天線獲取之電力進行內部電路之驅動或電池之充電等,且可藉由通信部而與送電側裝置等之間進行資料通信。近年來,不斷地發展如下無線供電系統(以下稱為「NFC方式無線供電系統」)之開發:共用NFC之通信中使用之天線與電磁共振方式之無線供電中使用之天線,切換地進行電力之送電、受電與用於資訊傳遞之通信。NFC方式無線供電系統係電源部與通信部共用一個天線。
先前,如NFC方式無線供電系統般使用一個天線切換地進行電力之送電、受電與用於資訊傳遞之通信的通信模組係多數情況下電源部與通信部形成於單個之安裝基板,導致通信模組之大規模化。
為了實現通信模組之小型化,本案發明者對於在一個安裝基板形成電源部與通信部之情況進行了研究。然而,顯而易見,若僅單純地將電源部與通信部形成於同一安裝基板,則通信模組之特性降低。例如,存在電源部中所產生之雜訊經由安裝基板傳播至通信部,從而對通信部之通信特性造成不良影響之虞。
以下說明用於解決此種問題之方法等,但其他課題及新穎之特徵應根據本說明書之敍述及隨附圖式而明確。
簡單地說明本案中揭示之實施形態中之代表性者之概要,則如 下所述。
即,本通信控制裝置係將連接天線之天線電極、連接於天線電極之電源電路、及連接於天線電極之通信電路安裝於安裝基板。天線電極係配置於安裝基板之第1主面上之一個角部。通信電路係配置於共有角部之第1主面之第1邊側。電源電路係配置於與第1邊對向之第2邊側。連接天線電極與通信電路之第1信號路徑係沿著第1邊延伸。連接天線電極與電源電路之第2信號路徑係沿著共有角部且與第1邊正交之第3邊延伸。
簡單地說明藉由本案中揭示之實施形態中之代表性者而獲得之效果,則如下所述。
即,可一方面抑制通信控制裝置之特性降低,一方面實現通信控制裝置之小型化。
1‧‧‧無線供電系統
2‧‧‧受電側裝置
3‧‧‧送電側裝置
10‧‧‧通信控制裝置(通信模組)
10A、10B、10C、10D、10E‧‧‧通信控制裝置
11、35‧‧‧天線
12、32‧‧‧電源電路
13‧‧‧電池
14~17、34‧‧‧匹配電路
18‧‧‧開關部
19‧‧‧整流電路
20‧‧‧電源IC
21‧‧‧通信電路
22‧‧‧電壓控制部
23‧‧‧線圈(電感器)
24‧‧‧內部電路
25‧‧‧檢測部
31‧‧‧NFC控制部
33‧‧‧驅動電路
41‧‧‧通信系統路徑
42‧‧‧供電系統路徑
100、101、102、103、104、105、600‧‧‧安裝基板
201‧‧‧電壓產生部
201a‧‧‧第1主面(正面)
201b‧‧‧第2主面(背面)
202‧‧‧交換調整器控制器部
203‧‧‧串聯穩壓器
204‧‧‧選擇器
205‧‧‧充電控制電路
206、212‧‧‧控制部
207‧‧‧NFC電源部(NFC_VREG)
210‧‧‧通信部
211‧‧‧記憶體部
220‧‧‧交換電晶體
221‧‧‧PWM比較器
222‧‧‧誤差放大器
224‧‧‧基準電壓
223‧‧‧二極體
231、TCP、TCN‧‧‧電極
232‧‧‧焊接凸塊
250~253、350~353、450~453、500~504、510~513‧‧‧區域
400‧‧‧用以配置微調電容器CTX之區域
AP、AN‧‧‧天線電極
COUT、CRECT‧‧‧電容
CP1~CP4、CN1~CN4、CT‧‧‧電容元件
CR1‧‧‧角部
CTX‧‧‧微調電容器
GP10~GP40、GP21‧‧‧接地圖案(接地平面)
GP11、GP12、GP22、GP23、GP24、GP31、GP32、GP41、GP42‧‧‧接地圖案
L1~L4‧‧‧導電層
LRCT‧‧‧連接匹配電路15與整流電路19 之信號圖案(信號路徑)
LRx‧‧‧接收用信號路徑
LTx‧‧‧傳送用信號路徑
ND1‧‧‧節點
OUT1、OUT2、IN‧‧‧電源IC20之外部端子
P‧‧‧熱源
Rxp、Rxn‧‧‧通信電路之接收用端子
S1~S4‧‧‧邊
SL10A、SL10B‧‧‧GP10之狹縫
SL11A、SL11B‧‧‧GP11之狹縫
SL12A、SL12B‧‧‧GP12之狹縫
SL20A~SL20C‧‧‧GP20之狹縫
SL22A~SL22C‧‧‧GP22之狹縫
SL24A、SL24B‧‧‧GP24之狹縫
SL30A~SL30C‧‧‧GP30之狹縫
SL31A~SL31C‧‧‧GP31之狹縫
SL32A、SL32B‧‧‧GP32之狹縫
SL40A~SL40C‧‧‧GP40之狹縫
SL41A~SL41C‧‧‧GP41之狹縫
SL42A、SL42B‧‧‧GP42之狹縫
SWN、SWP‧‧‧交換電路
Txn、Txp‧‧‧通信電路之傳送用端子
XGP2‧‧‧無接地圖案之區域
圖1係例示搭載有實施形態1之通信控制裝置之無線供電系統之圖。
圖2係例示包括電源IC20、外置電容COUT、及線圈23之降壓型交換調整器(switching regulator)之方塊圖。
圖3係例示構成通信控制裝置10之安裝基板100之模式性剖面之說明圖。
圖4係表示實施形態1之安裝基板100之佈局配置之概略之說明圖。
圖5係例示安裝基板100之導電層L1之俯視圖。
圖6係例示安裝基板100之導電層L2之俯視圖。
圖7係例示安裝基板100之導電層L3之俯視圖。
圖8係例示安裝基板100之導電層L4之俯視圖。
圖9係例示連接有微調電容器(trimmer condenser)CTX之情形時之安裝基板100之導電層L4的俯視圖。
圖10係例示安裝基板101之導電層L1之俯視圖。
圖11係例示安裝基板101之導電層L2之俯視圖。
圖12係例示安裝基板101之導電層L3之俯視圖。
圖13係例示安裝基板101之導電層L4之俯視圖。
圖14係例示安裝基板中之熱傳導之傾向之說明圖。
圖15係例示於接地圖案形成有狹縫之情形時之安裝基板中之熱傳導之傾向的說明圖。
圖16係表示實施形態3之安裝基板102之佈局配置之概略之說明圖。
圖17係例示安裝基板102之導電層L1之俯視圖。
圖18係例示安裝基板102之導電層L2之俯視圖。
圖19係例示安裝基板102之導電層L3之俯視圖。
圖20係例示安裝基板102之導電層L4之俯視圖。
圖21係例示安裝基板103之導電層L1之俯視圖。
圖22係例示安裝基板103之導電層L2之俯視圖。
圖23係例示安裝基板103之導電層L3之俯視圖。
圖24係例示安裝基板103之導電層L4之俯視圖。
圖25係表示實施形態5之安裝基板104之佈局配置之概略之說明圖。
圖26係例示安裝基板104之導電層L1之俯視圖。
圖27係例示安裝基板104之導電層L2之俯視圖。
圖28係例示安裝基板104之導電層L3之俯視圖。
圖29係例示安裝基板104之導電層L4之俯視圖。
圖30係例示安裝基板105之導電層L1之俯視圖。
圖31係例示安裝基板105之導電層L2之俯視圖。
圖32係例示安裝基板105之導電層L3之俯視圖。
圖33係例示安裝基板105之導電層L4之俯視圖。
1.實施形態之概要
首先,對本案中揭示之代表性實施形態說明概要。在對於代表性實施形態之概要說明中標註括號所參照之圖式中之參照符號係僅例示帶有該參照符號之構成要素之概念中所含者。
[1](具有自安裝基板上之共用天線電極延伸之供電系統路徑與通信系統路徑正交之配置的通信模組)
代表性實施形態之通信控制裝置(10(10A、10B、10C))係將連接天線(11)之天線電極(AP、AN)、連接於上述天線電極之電源電路(12)、及連接於上述天線電極之通信電路(21)安裝於安裝基板(100(101、102、103))。上述天線電極係配置於上述安裝基板之第1主面(正面)上之一個角部(CR1)。上述通信電路係配置於共有上述角部之上述第1主面之第1邊(S1)側。上述電源電路係配置於與上述第1邊對向之第2邊(S3)側。連接上述天線電極與上述通信電路之第1信號路徑(41)係沿著上述第1邊延伸。連接上述天線電極與上述電源電路之第2信號路徑(42)係沿著共有上述角部且與上述第1邊正交之第3邊(S2)延伸。
假設並排地形成有連接天線電極與電源電路之第2信號路徑和連接天線電極與通信電路之第1信號路徑,則由第2信號路徑產生之磁場與第1信號路徑交鏈,導致雜訊電流流入第1信號路徑。相對於此,根據本通信控制裝置,即便於同一基板上安裝有電源電路與通信電路之情形時,亦因自第2信號路徑產生之磁場不與第1信號路徑交鏈,而可抑制第2信號路徑至第1信號路徑之雜訊,從而通信電路不易受到來自 電源電路之雜訊之影響。又,與為了抑制雜訊之影響而單純地將第1信號路徑與第2信號路徑隔開地形成之情形相比,可使基板面積變小。即,可一方面抑制通信控制裝置之特性降低,一方面實現通信控制裝置之小型化。
[2](具有天線至整流電路之信號線路與通信系統路徑正交之配置)
於項目1之通信控制裝置中,上述電源電路包含:整流電路(19、CRECT),其將供給至上述天線電極之交流信號進行整流;及DC/DC(Direct Current/Direct Current,直流/直流)轉換器(22),其基於經上述整流電路整流之電壓而產生直流電壓。上述第2信號路徑係包含用以將信號自上述天線電極傳輸至上述整流電路之信號路徑(LRCT)。上述整流電路係沿著上述第3邊配置。上述DC/DC轉換器係相對於上述整流電路在與上述第3邊對向之第4邊(S4)之方向上相隔地配置。
據此,可有效地抑制雜訊自可能成為最大雜訊源之整流電路及連接於該整流電路之信號配線等傳播至通信電路或第1信號路徑。又,可藉由以上述方式配置DC/DC轉換器與整流電路,而使基板面積進一步變小。
[3](在與通信系統路徑及供電系統路徑形成於同一導電層之GND(ground)圖案形成狹縫)
於項目2之通信控制裝置(10A、10C)中,上述安裝基板係包含複數個導電層(L1~L4)之多層基板。上述天線電極、上述電源電路、上述通信電路、上述第1信號路徑、上述第2信號路徑、及用以連接於接地電位之第1接地圖案(GP10)係形成於上述安裝基板之形成上述第1主面之第1導電層(L1)。上述第1接地圖案係形成於上述第1信號路徑及上述第2信號路徑之周邊。上述第1接地圖案具有沿著上述第2信號路徑之至少一部分形成於由上述第1信號路徑與上述第2信號路徑相夾之 區域之狹縫(SL10A、SL10B)。
據此,可使自第2信號路徑經由第1接地圖案傳播至第1信號路徑之雜訊變小。
[4](於與第1導電層不同的導電層之GND圖案中沿供電系統路徑形成狹縫)
於項目3之通信控制裝置中,用以連接於接地電位之第2接地圖案(GP20、GP30、GP40)以於俯視下與形成於上述第1導電層之上述第1信號路徑及上述第2信號路徑具有重疊之方式,形成於與上述第1導電層不同之第2導電層(L2、L3、L4)。上述第2接地圖案具有沿著上述第2信號路徑之至少一部分形成於俯視下由上述第1信號路徑與上述第2信號路徑相夾之區域之狹縫(SL20A、SL30A、SL40A)。
據此,可使自第2信號路徑經由第2接地圖案傳播至第1信號路徑之雜訊變小。
[5](於與第1導電層不同的導電層之GND圖案中沿通信系統路徑形成狹縫)
於項目4之通信控制裝置中,上述第2接地圖案具有沿著上述第1信號路徑之至少一部分形成於俯視下由上述第1信號路徑與上述第2信號路徑相夾之區域之狹縫(SL20B、SL30B、SL40B)。
據此,可使自第2信號路徑經由第2接地圖案傳播至第1信號路徑之雜訊進一步變小。
[6](於與第1導電層鄰接之配線裝置形成狹縫)
於項目4或5之通信控制裝置中,上述第2導電層係鄰接於上述第1導電層之層(L2)。
據此,可有效地抑制自第2信號路徑經由第2接地圖案傳播至第1信號路徑之雜訊。可認為此情況存在如下傾向:自第2信號路徑發出之雜訊容易經由最接近第1導電層之第2導電層之接地圖案傳播至第1 信號路徑。
[7](狹縫寬度為3W以上)
於項目5或6之通信控制裝置中,形成於上述第1接地圖案及上述第2接地圖案之狹縫之寬度,設為形成於上述基板上之信號配線之最小線寬之3倍以上之大小。
據此,可有效地抑制經由接地圖案之雜訊傳播(串擾)。
[8](於單一之導電層形成通信系統路徑之接收側路徑)
於項目1至7中任一項之通信控制裝置(10(10A))中,上述第1信號路徑包含:接收用信號路徑(LRx),其將由上述天線接收到之信號經由上述天線電極供給至上述通信電路;及傳送用信號路徑(LTx),其將自上述通信電路傳送之信號經由上述天線電極供給至天線。上述接收用信號路徑係以不經由除上述第1導電層以外之導電層(L2、L3、L4)而將上述天線電極與上述通信電路連接之方式形成。
據此,由天線接收之信號於單一之導電層中被傳播至通信電路,因此,可使形成於天線電極與通信電路之間之信號路徑之寄生電阻或寄生電容、寄生電感變小,從而可進一步抑制通信電路之通信特性降低。
[9](於單一之導電層形成供電系統路徑)
於項目1至7中任一項之通信控制裝置(10B(10C))中,上述第2信號路徑係以不經由除上述第1導電層以外之導電層(L2、L3、L4)而將上述天線電極與上述電源電路連接之方式形成。
據此,由天線接收之信號於單一之導電層中被傳播至電源電路,因此,可使形成於天線電極與電源電路之間之信號路徑之寄生電阻或寄生電容、寄生電感變小,從而有助於電源電路之電力轉換效率之提昇。
[10](於背面形成用以連接微調電容器之電極)
於項目4至9中任一項之通信控制裝置中,上述第1信號路徑包含用以將上述天線與上述通信電路之間之阻抗進行匹配之匹配電路(17)。上述匹配電路係包含電容元件(CT)而構成。上述安裝基板具有用以與上述電容元件並聯地連接可變電容之電極(TCP、TCN)。上述電容元件係配置於上述第1導電層(L1)。用以連接上述可變電容之電極係形成於第3導電層(L4),該第3導電層(L4)形成與上述第1主面對向之第2主面(背面)。
據此,易於調整匹配電路之電容值。又,由於無需在安裝面確保用以配置可變電容(例如微調電容器)之空間,因此有助於安裝基板之小型化。
[11](傳送信號路徑之匹配電路)
於項目10之通信控制裝置中,上述匹配電路(17)係配置於上述傳送用信號路徑上。
據此,易於調整自通信電路輸出之傳送信號之特性。
[12](無線供電與資料通信之切換)
於項目1至11中任一項之通信控制裝置中,上述第1信號路徑包含交換電路(18、SWP、SWN),該交換電路(18、SWP、SWN)係交換上述天線電極與上述通信電路之間之連接與切斷。上述交換電路係於上述通信電路經由上述天線進行通信之情形時,將上述天線電極與上述通信電路之間連接,且於上述電源電路基於由上述天線接收之交流信號而產生直流電壓之情形時,將上述天線電極與上述通信電路之間切斷。
據此,可防止在電源電路之供電動作時,對通信裝置施加具有較大電力之信號,從而破壞通信電路。
[13](於TX與RX之間形成狹縫)
於項目7至12中任一項之通信控制裝置中,上述第2接地圖案 (GP20、GP30、GP40)具有狹縫(SL20C、SL30C、SL40C),該狹縫(SL20C、SL30C、SL40C)係形成於俯視下由上述接收用信號路徑與上述傳送用信號路徑相夾之區域。
據此,可防止接收用信號路徑與傳送用信號路徑之間之雜訊傳播。
[14](於交換調整器用控制器IC與線圈之間形成狹縫)
於項目4至13中任一項之通信控制裝置中,上述DC/DC轉換器包含線圈(23)與半導體裝置(20),該半導體裝置(20)係用以藉由將流入上述線圈之電流進行開關控制而實現交換調整器。用以連接於接地電位之第3接地圖案(GP21、GP23)係以俯視下與配置於上述第1導電層之上述半導體裝置之至少一部分具有重疊之方式,形成於上述第2導電層。上述第2接地圖案與上述第3接地圖案係配置成於與配置上述線圈之區域在俯視下具有重疊之範圍,形成無接地圖案之區域(XGP2)。
據此,於交換調整器之動作時由線圈產生之熱不易經由上述第3接地圖案傳導至半導體裝置,因此可抑制半導體裝置之溫度上升。
[15](具有自安裝基板上之共通天線電極延伸之供電系統路徑與通信系統路徑對向之配置的通信模組)
與項目1至14不同之代表性實施形態之通信控制裝置(10D(10E))係將連接天線(11)之天線電極(AP、AN)、連接於上述天線電極之電源電路(12)、及連接於上述天線電極之通信電路(21)安裝於長方形狀之安裝基板(102)。上述天線電極、上述電源電路、及上述通信電路係於上述安裝基板之主面上沿著上述主面之一個長邊(S1)配置。上述通信電路係相對於上述天線電極配置於與上述長邊正交之一短邊(S4)側。上述電源電路係相對於上述天線電極配置於與上述長邊正交之另一短邊(S2)側。用以連接上述天線電極與上述通信電路之間之第1信 號路徑(41)係沿著上述長邊(S1)延伸至上述一短邊(S4)側。用以連接上述天線電極與上述電源電路之間之第2信號路徑(42)係沿著上述長邊(S1)延伸至上述另一短邊(S2)側。
據此,即便於在同一基板上並排地形成有連接天線電極與電源電路之第2信號路徑和連接天線電極與通信電路之第1信號路徑之情形時,第2信號路徑亦形成為自第1信號路徑分離,故而,第1信號路徑不易受到第2信號路徑中產生之磁場之影響。藉此,可抑制第2信號路徑至第1信號路徑之雜訊,從而通信電路不易受到來自電源電路之雜訊影響。又,與為了抑制雜訊之影響而單純地將第1信號路徑與第2信號路徑相隔地形成之情形時相比,可使基板面積變小。又,例如,若將本通信裝置應用於能夠以由上述電源電路產生之電壓進行電池充電之移動終端等系統,則可結合電池側面之形狀,將安裝基板形成為長方形狀,因此,移動終端等中之安裝基板之配置自由度提昇。
[16](在與通信系統路徑及供電系統路徑形成於同一導電層之GND圖案形成狹縫)
於項目15之通信控制裝置(10E)中,上述安裝基板係包含複數個導電層(L1~L4)之多層基板。上述天線電極、上述電源電路、上述通信電路、上述第1信號路徑、上述第2信號路徑、及用以連接於接地電位之第1接地圖案(GP12)係形成於上述安裝基板之形成上述第1主面之第1導電層(L1)。上述第1接地圖案係形成於上述第1信號路徑及上述第2信號路徑之周邊。上述第1接地圖案具有狹縫(SL12A、SL12B),該狹縫(SL12A、SL12B)係以將上述天線電極作為邊界分成兩個區域之方式形成。
據此,可使自第2信號路徑經由第1接地圖案傳播至第1信號路徑之雜訊變小。
[17](在形成於與通信系統路徑及供電系統路徑不同之導電層之 GND圖案形成狹縫)
於項目16之通信控制裝置中,用以連接於接地電位之第2接地圖案(GP23、GP32、GP42)係以於俯視下與形成於上述第1導電層之上述第1信號路徑及上述第2信號路徑具有重疊之方式,形成於與上述第1導電層不同之第2導電層(L2~L4)。上述第2接地圖案具有狹縫(SL23A、SL32A、SL42A),該狹縫(SL23A、SL32A、SL42A)係以於俯視下將上述天線電極作為邊界分成上述一短邊側之區域與上述另一短邊側之區域之方式形成。
據此,可使自第2信號路徑經由第2接地圖案傳播至第1信號路徑之雜訊變小。
[18](於與第1導電層鄰接之配線裝置形成狹縫)
於項目17之通信控制裝置中,上述第2導電層係鄰接於上述第1導電層之層(L2)。
據此,可有效地抑制自第2信號路徑經由第2接地圖案傳播至第1信號路徑之雜訊。
[19](狹縫寬度為3W以上)
於項目17或18之通信控制裝置中,形成於上述第1接地圖案及上述第2接地圖案之狹縫之寬度設為形成於上述基板上之信號配線之最小線寬之3倍以上之大小。
據此,可有效地抑制經由接地圖案之雜訊傳播(串擾)。
[20](具有自共用天線電極延伸之供電系統路徑與通信系統路徑正交之配置之安裝基板)
代表性實施形態之安裝基板(100~103)係用以安裝電源電路(12)與通信電路(21)之基板,該電源電路(12)係用以基於經由天線(11)接收到之電力而產生期望之電壓,該通信電路(21)係用以經由上述天線進行資料之收發。本安裝基板包含:天線電極(AP、AN),其係用以連 接上述天線;第1信號路徑(41),其係用以連接上述天線電極與上述通信電路;及第2信號路徑(42),其係用以連接上述天線電極與上述電源電路。上述天線電極係配置於上述安裝基板之第1主面(正面)中之一個角部(CR1)。上述第1信號路徑係沿著共有上述角部之第1邊(S1)延伸。上述第2信號路徑係沿著共有上述角部且與上述第1邊正交之第2邊(S2)延伸。
據此,與電源電路安裝於同一基板上之通信電路不易受到電源電路中產生之雜訊之影響。又,與為了抑制雜訊之影響而單純地將第1信號路徑與第2信號路徑相隔地形成之情形相比,可使基板面積變小。
[21](具有天線至整流電路之信號線路與通信系統路徑正交之配置)
項目20之安裝基板包含用以形成上述通信電路之區域、及用以形成上述電源電路之區域。用以形成上述電源電路之區域包含用以形成整流電路(19)與DC/DC轉換器(22)之區域,該整流電路(19)係將供給至上述天線電極之交流信號進行整流,該DC/DC轉換器(22)係基於經上述整流電路整流之電壓,產生直流電壓。上述第2信號路徑包含用以將信號自上述天線電極傳輸至上述整流電路之信號路徑(LRCT)。用以形成上述通信電路之區域係配置於上述第1邊側。用以形成上述整流電路之區域係沿上述第2邊形成。用以形成上述DC/DC轉換器之區域係相對於用以形成上述整流電路之區域在與上述第2邊對向之第3邊(S4)之方向上相隔地形成。
據此,可抑制雜訊自可能成為最大雜訊源之整流電路之輸入線傳播至通信電路。又,可藉由將DC/DC轉換器相對於配置於第2邊側之整流電路在相反側之第3邊之方向上相隔地配置,而使基板面積進一步變小。
[22](於與通信系統路徑及供電系統路徑形成於同一導電層之GND圖案形成狹縫)
於項目21之安裝基板中,上述安裝基板係包含複數個導電層(L1~L4)之多層基板。上述天線電極、用以形成上述電源電路之區域、用以形成上述通信電路之區域、上述第1信號路徑、上述第2信號路徑、及用以連接於接地電位之第1接地圖案(GP10)係形成於上述安裝基板之形成上述第1主面之第1導電層(L1)。上述第1接地圖案係形成於上述第1信號路徑及上述第2信號路徑之周邊。上述第1接地圖案具有沿著上述第2信號路徑之至少一部分形成於由上述第1信號路徑與上述第2信號路徑相夾之區域之狹縫(SL10A、SL10B)。
據此,可使自第2信號路徑經由第1接地圖案傳播至第1信號路徑之雜訊變小。
[23](於與第1導電層不同的導電層之GND圖案中沿著供電系統路徑形成狹縫)
於項目22之安裝基板中,用以連接於接地電位之第2接地圖案(GP20、GP30、GP40)係以於俯視下與形成於上述第1導電層之上述第1信號路徑及上述第2信號路徑具有重疊之方式,形成於與上述第1導電層不同之第2導電層(L2~L4)。上述第2接地圖案具有沿著上述第2信號路徑之至少一部分形成於俯視下由上述第1信號路徑與上述第2信號路徑相夾之區域之狹縫(SL20A、SL30A、SL40A)。
據此,可使自第2信號路徑經由第2接地圖案傳播至第1信號路徑之雜訊變小。
[24](於與第1導電層不同的導電層之GND圖案中沿著通信系統路徑形成狹縫)
於項目23之安裝基板中,上述第2接地圖案具有沿著上述第1信號路徑之至少一部分形成於俯視下由上述第1信號路徑與上述第2信號 路徑相夾之區域之狹縫(SL20B、SL30B、SL40B)。
據此,可使自第2信號路徑經由第2接地圖案傳播至第1信號路徑之雜訊進一步變小。
[25](於與第1導電層鄰接之配線裝置形成狹縫)
於項目24之安裝基板中,上述第2導電層係鄰接於上述第1導電層之層(L2)。
據此,可有效地抑制自第2信號路徑經由第2接地圖案傳播至第1信號路徑之雜訊。此乃將如下傾向考慮在內者:自第2信號路徑發出之雜訊容易經由最接近第1導電層之第2導電層之接地圖案傳播至第1信號路徑。
[26](於背面形成有用以連接微調電容器之電極之通信裝置)
與項目1至19不同之代表性實施形態之通信控制裝置(10(10A~10C))係將連接天線(11)之天線電極(AP、AN)、連接於上述天線電極之電源電路(12)、及連接於上述天線電極之通信電路(21)安裝於安裝基板(100)。上述安裝基板具有用以安裝電路零件之第1主面(正面,L1)及與上述第1主面對向之第2主面(背面,L4)。於上述第1主面形成有上述電源電路、上述通信電路、上述天線電極、以及連接於上述天線電極與上述通信電路之間且包含電容元件(CT)而構成之匹配電路(17)。於上述第2主面,形成有用以與上述電容元件並聯地連接可變電容(CTX)之電極(TCP、TCN)。
據此,易於調整匹配電路之電容值。又,無需於安裝面確保用以配置可變電容(例如微調電容器)之空間,因此可使安裝基板之面積變小,從而有助於通信控制裝置之小型化。
[27](於背面形成有用以連接微調電容器之電極之安裝基板)
與項目20至25不同之代表性實施形態之安裝基板(100(101~103))係用以安裝電源電路(12)與通信電路(21)之基板,該電源電路(12)係 用以基於經由天線(11)接收之電力,產生所期望之電壓,該通信電路(21)係用以經由上述天線進行資料之收發。本安裝基板具有用以安裝電路零件之第1主面(正面,L1)、及與上述第1主面對向之第2主面(背面,L4)。於上述第1主面形成有用以連接上述天線之天線電極(AP、AN)、用以形成上述電源電路之區域、用以形成上述通信電路之區域、以及作為將上述天線與上述通信電路之間之阻抗進行匹配之匹配電路(17)且用以配置電容元件(CT)之區域。於上述第2主面,形成有用以與上述電容元件並聯地連接可變電容(CTX)之電極(TCP、TCN)。
據此,易於調整匹配電路之電容值。又,無需於安裝面確保用以配置可變電容(例如微調電容器)之空間,因此可使安裝基板之面積變小,從而有助於通信控制裝置之小型化。
2.本案中之記載形式
於本案中,實施態樣之記載視需要,為方便起見而存在分成複數個部分進行記載之情形,但除特別註明並非如此之主旨之情形以外,該等係單一例之各部分且一者為另一者之一部分詳情或一部分、或者全部之變化例等,而並非相互獨立不同者。又,於用以說明實施發明之形態之所有圖中,對具有相同功能之要素標註相同符號,且省略其重複之說明。
進而,於本案中,提及「半導體裝置」或「半導體積體電路裝置」時,主要表示各種電晶體(主動元件)單體、及以其等為中心將電阻、電容器等集成於半導體晶片等(例如單晶矽基板)上者、以及將半導體晶片等封裝者。此處,作為各種電晶體之代表性者,可例示以MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,金屬氧化物半導體場效應電晶體)為代表之MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor,金屬絕緣半導體場效應電晶體)。此時,作為積體電路構成之代表性者,可例示以將N通道型 MISFET與P通道型MISFET組合而成之CMOS(Complemetary Metal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)型積體電路為代表之CMIS(Complemetary Metal Insulator Semiconductor,互補金屬絕緣半導體)型積體電路。
同樣地,於實施態樣等之記載中,關於材料、組成等,即便稱為「包含A之X」等,但除特別註明並非如此之主旨之情形及根據文理顯然並非如此之情形以外,並不排除將除A以外之要素作為主要構成要素之一者。
同樣地,關於圖形、位置、屬性等將進行較佳之例示,當然,除特別註明並非如此之主旨之情形及根據文理顯然並非如此之情形以外,並非嚴格地限定於此。
進而,於提及特定之數值、數量時,亦除特別註明並非如此之主旨之情形、理論上限定於該數量之情形、及根據文理顯然並非如此之情形以外,既可為超過該特定數值之數值,亦可為未達該特定數值之數值。
3.實施形態之詳情
對實施形態更詳細地進行敍述。
《實施形態1》
<無線供電系統之構成>
圖1中例示搭載有實施形態1之通信控制裝置之無線供電系統。該圖所示之無線供電系統1包含送電側之無線通信裝置(以下稱為「送電側裝置」)3、及受電側之無線通信裝置(以下稱為「受電側裝置」)2。無線供電系統2係可藉由近距離無線通信,而於送電側裝置3與受電側裝置2之間相互地進行資料之傳送與接收。該近距離無線通信係例如NFC之近距離無線通信(以下簡稱為「NFC通信」)。又,無線供電系統1係設為可自送電側裝置3對受電側裝置2進行非接觸(無 線)之電力供給。雖無特別限制,但無線供電系統1係電磁共振方式之無線供電系統,且設為可共用NFC之通信中使用之天線與電磁共振方式之無線供電中使用之天線,切換地進行電力之送電、受電與用於資訊傳遞之通信。
送電側裝置3係包含例如NFC控制部(NFC_CNT)31、電源電路(REG_CIR)32、驅動電路(DRV_CIR)33、匹配電路(MTC)34、及天線35而構成。NFC控制部31係進行用於與受電側裝置2之間之通信之統一控制。例如,控制NFC通信與無線之電力傳送之切換,並且進行用於NFC通信中之資料收發之各種處理。NFC控制部31並無特別限制,但包括具備NFC通信功能之微電腦。例如,NFC控制部31於NFC通信之信號接收時,藉由天線35而將自受電側裝置2傳送之信號經由匹配電路34擷取至NFC控制部31內,且於NFC通信之信號傳送時,將應傳送之資料賦予至驅動電路33,藉此自天線35傳送信號。
匹配電路34係用以進行天線35與連接於該天線35之內部電路之間之阻抗匹配之電路,且例如並聯連接於天線35而形成共振電路。雖無特別限制,但天線35為線圈天線。該圖中例示了天線35係用於進行電力之傳送與NFC通信之信號收發之共用天線的情形,但天線周邊之構成並無特別限定。例如,亦可為如下構成:單個地設置接收與應傳送之電力量相應之交流信號之供電線圈、與上述供電線圈磁性耦合且與電容一同地構成共振電路之共振線圈(未連接於焊墊或電極)、及用以進行NFC通信之線圈天線,且將各個線圈於高度方向上重疊配置。驅動電路33係產生用以驅動天線35之驅動信號。例如,於NFC通信中之信號之傳送時,與自NFC控制部31賦予之應傳送之資料對應地產生驅動信號,且於電力之傳送時,產生與應供給之電力之大小對應之驅動信號。藉由該驅動信號而激發天線35。又,驅動電路33係將例如自電源電路32輸出之輸出電壓VOUT作為電源進行動作。
電源電路32係基於例如自電源轉換器(power adapter)或通用串列匯流排(USB,Universal Serial Bus)等供給之輸入電壓VIN1,產生成為送電側裝置3內之各功能部之動作電源之複數個電壓。例如產生成為驅動電路32之動作電源之電壓VOUT、或成為NFC控制部1之動作電源之電壓等。
受電側裝置2係例如移動終端等小型行動機器,且可進行NFC通信及無線供電(非接觸供電)之電池充電。受電側裝置2包含例如天線11、通信控制裝置10、電池13、及內部電路(EC)24。天線11係例如線圈天線,且藉由利用送電側裝置3之天線35產生之電磁波之共振作用而產生電動勢(交流信號),並且進行NFC通信之信號之傳送及接收。內部電路24係用以實現作為受電側裝置2(例如智慧型手機等)之特有功能之電子電路。電池13係可基於直流電壓進行充電之二次電池。雖無特別限制,但電池13係設為例如單芯之電池(4.0~4.2V),且設為例如鋰離子電池。
通信控制裝置10係切換地進行使用一個天線11進行電力之接收之供電動作、與用於資訊傳遞之通信之通信動作。具體而言,通信控制裝置10係於資料通信時經由天線11進行資料之收發,於供電時基於經由天線11接收之電力,產生所期望之電壓,並且藉由所產生之電壓進行通信控制裝置10內之各區塊之驅動或內部電路24之驅動、及電池13之充電等。
具體而言,通信控制裝置10係以天線電極AP、AN、匹配電路14~17、電源電路12、開關部18、及通信電路21等安裝於安裝基板100而成之通信模組而構成。
天線電極(天線端子(Antenna terminal)、或天線極板(Antenna pads))AP、AN被連接天線11。天線11之一端係連接於天線電極AP,另一端係連接於天線AN。天線電極AP、AN係與通信電路21電性連 接,並且與電源電路12電性連接。以下,將連接天線電極AP、AN與通信電路21之信號路徑(於天線電極AP、AN與通信電路21之間傳遞信號之路徑)稱為“通信系統路徑”,將連接天線電極AP、AN與電源電路12之信號路徑(於天線電極AP、AN與電源電路12之間傳遞信號之路徑)稱為“供電系統路徑”。通信系統路徑41不僅包含連接於天線電極AP、AN與通信電路21之間之各種信號線(配線圖案),而且亦包含連接於該等信號線之匹配電路14、16、17或開關部18等。又,通信系統路徑41係包含將由天線11接收之信號經由天線電極AP、AN供給至通信電路21之接收用信號路徑LRx、及將自通信電路21傳送之信號經由天線電極AP、AN供給至天線11之傳送用信號路徑LTx。接收用信號路徑LRx包含匹配電路14、開關部18、及匹配電路16、以及將該等之間連接之各種信號線(配線圖案)。傳送用信號路徑LTx包含匹配電路14、開關部18、及匹配電路17、以及將該等之間連接之各種信號線(配線圖案)。供電系統路徑42不僅包含連接於天線電極AP、AN與電源電路12之間之各種信號線(配線圖案),而且亦包含連接於該等信號線之匹配電路14、15等。
通信電路21係經由天線11而與送電側裝置3之間進行NFC通信。具體而言,通信電路21包含通信部(CM_CIR)210、記憶體部(MRY)211、及控制部(CNT_CIR)212。通信部210係進行NFC通信之信號收發。例如,通信部210係於NFC通信之資料接收時,自正側之外部端子Rxp與負側之外部端子Rxn輸入由天線11接收之信號,並將所輸入之類比信號轉換為數位信號,賦予至控制部212。又,於NFC通信之資料傳送時,通信部210將自控制部212賦予之資料(數位信號)轉換為類比信號,自正側之外部端子TXp與負側之外部端子Txn輸出。控制部212例如包括中央處理裝置(CPU),且藉由執行程式,而進行應由NFC通信傳送之資料之產生或基於所接收之資料之各種資料處理。 記憶體部211包含ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)或RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)等。於上述ROM中儲存由上述中央處理裝置執行之程式。上述RAM係用於上述中央處理裝置中進行之運算處理之作業區域等。雖無特別限制,但通信電路21係藉由鑄模樹脂等絕緣性樹脂而將利用公知之CMOS積體電路之製造技術形成於如1個單晶矽之半導體基板之半導體晶片密封所得之BGA(Ball Grid Array,球柵陣列)型封裝之半導體裝置。
匹配電路14、15係用以將天線11與電源電路12之間之阻抗進行匹配之電路。匹配電路14、16、17係用以將天線11與通信電路12之間之阻抗進行匹配之電路。匹配電路14~17係包含例如電容元件或電感器等而構成。例如,匹配電路14包含串聯地連接於天線端子AP、AN與電源電路12之間之電容元件CP1、CN1,且匹配電路15包含串聯地連接於天線端子AP、AN與電源電路12之間之電容元件CP2、CN2。匹配電路16包含串聯地連接於天線端子AP、AN與通信電路21之外部端子Rxp、Rxn之間之電容元件CP3、CN3。匹配電路17包含串聯地連接於天線端子AP、AN與通信電路21之外部端子Txp、Txn之間之電容元件CP4、CN4、及連接於傳送端子Txp、Txn之間之電容CT。詳情於下文敍述,但用以與電容CT並聯地連接可變電容(微調電容器)CTX之電極TCP、TCN係形成於傳送信號路徑LTx上。再者,匹配電路14~17並不限定於圖1中例示之電路構成,而可進行各種變更以獲得所期望之特性。
電源電路12係進行如下控制:基於經由天線11所接收之交流信號產生各種直流電壓,並且將產生之直流電壓供給至受電側裝置2中之各功能部。具體而言,電源電路12包含整流電路(RECT_CIR)19、電容CRECT、電壓控制部22、及檢測部(SEN)25。
整流電路19係將經由天線11獲得之交流信號進行整流,輸出至節 點ND1。雖無特別限制,但整流電路19係使用4個整流二極體而構成之橋接型全波整流電路。電容CRECT係連接於節點ND1與接地節點之間之穩定化電容。藉此,將經整流電路19整流之電壓(節點ND1之電壓)平滑化。
檢測部25係檢測供給至整流電路19之信號之電壓位準。
電壓控制部22基於節點ND1之電壓產生穩定之直流電壓,並且進行內部電路24之動作電源之供給、或對電池13之充電電壓之供給、通信電路21之動作電源之供給等。電壓控制部22係包含電源IC20、外置於電源IC20之電容COUT或線圈23等而構成。電源IC20並無特別限制,但其係藉由鑄模樹脂等絕緣性樹脂而將利用公知之CMOS積體電路之製造技術形成於如1個單晶矽之半導體基板之半導體晶片進行密封所得之BGA型封裝之半導體裝置。電源IC20包含電壓產生部201、選擇器(SEL)204、充電控制電路(CHG_CNT)205、控制部(CNT_CIR)206、及NFC電源部(NFC_VREG)207。
電壓產生部201包含交換調整器控制器部(SWREG)202及串聯穩壓器(LDO;Low Drop Out)203。串聯穩壓器203係將供給至節點ND1之電壓降壓後輸出。交換調整器控制器部202係與外置於電源IC20之電容COUT及線圈23一同地實現例如交換調整器等之DC/DC轉換器。
圖2係例示包括電源IC20、外置電容COUT及線圈23之降壓型交換調整器之方塊圖。如該圖所示,交換調整器控制器部202包含誤差放大器222、PWM比較器221、基準電壓224、二極體223、及交換電晶體220。於電源IC20之外部端子OUT1與外部端子OUT2之間連接有線圈23,且於外部端子OUT2與接地節點之間連接有輸出電容COUT。交換電晶體220係配置於連接於節點ND1之電源IC20之外部端子IN與外部端子OUT1之間。誤差放大器222產生與外部端子OUT2之電壓與基準電壓224之差對應之誤差電壓。PWM比較器221產生與上述誤差 電壓對應之脈衝寬度之PWM信號。交換電晶體220係藉由PWM信號而交換。藉此,交換流入線圈23之電流,從而於外部端子OUT2產生將節點ND1之電壓降壓所得之直流電壓。
選擇器204係將藉由LDO203而產生之直流電壓與藉由交換調整器控制器部202而輸出至外部端子OUT2之直流電壓中之任一者選擇輸出。自選擇器204輸出之電壓係分別供給至例如充電控制電路205、內部電路24、及NFC電源部207。充電控制電路205係基於選擇器204之輸出電壓進行電池13之充電。NFC電源部207係產生通信電路21之動作電源。控制部206係進行電源IC20之統一控制,並且根據檢測部25之檢測結果控制開關部18。
開關部18包含:交換電路SWP,其設置於天線電極AP與通信電路21之外部端子Rxp、Txp之間;及交換電路SWN,其設置於天線電極AN與通信電路21之外部端子Rxn、Txn之間。於經由天線11進行通信之情形時,交換電路SWP、SWN將天線電極AP、AN與通信電路21之間連接。另一方面,於電源電路22基於由天線11接收之交流信號產生直流電壓之情形時,交換電路SWP、SWN將天線電極AP、AN與通信電路21之間切斷。更具體而言,控制部206監視檢測部25之檢測結果,且於判斷由天線11所接收之信號之電力超過特定閾值之情形時,使交換電路SWP、SWN斷開,於判斷未超過特定閾值之情形時,使交換電路SWP、SWN接通。據此,可防止電源電路12之供電動作時,對通信電路21施加具有較大電力之信號而破壞通信電路21。
<通信控制裝置之安裝基板之概要>
圖3係例示構成通信控制裝置10之安裝基板100之模式性剖面之說明圖。
安裝基板100係具有多相配線基板結構,且於以例如玻璃纖維布為基材且含浸有環氧樹脂之絕緣基板形成有複數個導電層之增層基 板。該圖中,作為一例,例示有具有第1導電層(Layer1(L1)至第4導電層(Layer4(L4))之4個導電層之安裝基板100,但該導電層之數量並無特別限制。作為形成於導電層L1~L4之配線圖案之金屬構件,可採用銅(Cu)或鋁(Al)等。
具體而言,安裝基板100具有:第1主面(正面)201a,其包含被安裝電源IC20、通信電路21、及線圈23等電子零件之導電層L1;及第2主面(背面)201b,其包含導電層L4,且與第1主面201a對向。又,安裝基板100係於第1主面201a與第2主面202b之間具有第2及第3導電層L2、L3。
雖無特別限制,但安裝基板100設為例如以第1主面201a(正面)為安裝面之單面安裝之基板。於第1導電層L1,形成用以安裝各種電子零件之區域、或用以經由焊接凸塊232而與各種電子零件電性連接之電極231、用以將電子零件間電性連接之信號線(配線圖案)等。據此,構成通信控制裝置10之各種電子零件集中地形成於安裝基板之單側,因此,與於安裝基板之兩面安裝電子零件之情形相比,可較薄地形成通信模組。又,因未於安裝面之背面(第2主面201b)安裝零件,而易於將第2主面201b作為接觸面(支持面)配置於接收側裝置2之殼體內(對殼體之螺固等),從而亦易於進行回焊。
<安裝基板中之零件之佈局配置>
於在通信控制裝置10中進行無線供電方式之電池13之充電之情形時,首先,藉由通信控制裝置10於與傳送側裝置3之間進行NFC通信,而進行電池之餘量資訊或用於無線供電之各種資訊之交換,從而決定傳送側裝置3所應傳送之電力量。其後,自送電側裝置3傳送與上述決定之電力量對應之交流信號,受電側裝置2自該交流信號接收電力,進行電池13之充電。於電池13之充電時,較大電力量之交流信號將經由天線輸入至受電側裝置2,因此,藉由利用檢測部25偵測電壓 之上升,使開關部18斷開,而防止對通信電路21輸入大電力之信號,從而保護通信電路21。另一方面,於NFC通信時,自傳送側裝置3傳送電力量相對較小之交流信號,電源電路12基於該交流信號產生電壓。此時,通信電路21將由電源電路12產生之電壓作為動作電源進行動作,藉此實現NFC通信。於該NFC通信時,被供給電源電路12中之交流信號之整流電路19(整流電路19之輸入線或整流電路19內部之信號配線等)成為最大之雜訊源。因此,存在雜訊自整流電路19或連接於該整流電路19之信號配線等傳播至通信系統路徑41及通信電路21,從而對通信電路21之通信特性造成不良影響之虞。因此,本實施形態之通信控制裝置10係將用以抑制雜訊自安裝基板100中之電源電路12向通信系統路徑41及通信電路21傳播的佈局配置設為如下所述。
圖4係例示實施形態1之安裝基板100之模式性佈局配置之說明圖。
如該圖所示,天線電極AP、AN係配置於安裝基板100之第1主面201a中之一個角部CR1。通信電路21係配置於共有角部CR1之邊S1側,且電源電路12係配置於與邊S1對向之邊S3側。又,通信系統路徑41係沿著邊S1延伸,且供電系統路徑42係沿著共有角部CR1且與邊S1正交之邊S2延伸。
假設並排地形成有供電系統路徑42與通信系統路徑41,則供電系統路徑42中產生之磁場與通信系統路徑41交鏈,從而雜訊電流流入通信系統路徑41。相對於此,根據圖4之佈局配置,自供電系統路徑42產生之磁場不與通信系統路徑41交鏈,因此可抑制自供電系統路徑42朝向通信系統路徑41之雜訊,從而通信電路21不易受到來自電源電路12之雜訊之影響。又,與為了抑制雜訊之影響而單純地將通信系統路徑41與供電系統路徑42相隔地形成之情形相比,可使基板面積變小。使用圖5至9對該情況進行詳細說明。
圖5係例示安裝基板100之導電層L1之俯視圖,圖6係例示安裝基板100之導電層L2之俯視圖,圖7係例示安裝基板100之導電層L3之俯視圖。又,圖8係例示安裝基板100之導電層L4之俯視圖,圖9係例示連接有微調電容器CTX之情形時之安裝基板100之導電層L4之俯視圖。再者,為便於說明及易於理解,而於圖5至8中僅圖示形成於天線電極AP、AN、通信電路21、及電源IC20之周邊之配線圖案或電路零件等之說明所需之部分,除此以外之部分省略圖示。
如圖5所示,於構成第1主面201a之導電層L1形成天線電極AP、AN、構成電源電路12之電源IC20及線圈(電感器)23、通信電路21、形成通信路徑41之匹配電路14、16、17、開關部18及各種配線圖案、構成供電系統路徑42之匹配電路15及各種配線圖案。
如圖5所示,天線電極AP、AN係沿著邊S2並列地配置於角部CR1。開關部18、匹配電路16、17、通信電路21係配置於邊S1側。通信系統路徑41係以天線電極AP、AN為基點,沿著邊S1在邊S4之方向延長地形成。整流電路19、電容CRECT、檢測部25、線圈23、及電源IC20係配置於邊S3側。
整流電路19及電容CRECT係沿著邊S2配置,且電壓控制部22係相對於整流電路19及電容CRECT在與邊S2對向之邊S4之方向上相隔地配置。又,供電系統路徑42係以天線電極AP、AN為基點,沿著邊S2在邊S3之方向上延長地形成。供電系統路徑42包含例如匹配電路15、及連接匹配電路15與整流電路19之配線圖案LRCT。據此,可有效地抑制雜訊自可能成為最大雜訊源之整流電路19及其輸入線向通信電路21及通信系統路徑41傳播。又,可藉由以上述方式配置整流電路19與電壓控制部22而使基板面積進一步變小。
檢測部25係形成於由通信系統路徑41與供電系統路徑42相夾之區域。藉此,可有效地利用該區域。
於除形成有電子零件或連接該等電子零件之配線圖案之區域以外之區域,形成用以連接於接地電位之接地圖案(接地平面)。例如圖5所示,於導電層L1中之通信系統路徑41與供電系統路徑42之周邊形成接地圖案GP10。接地圖案GP10係例如以包圍通信電路21及電源IC20等半導體裝置或其他電子零件、信號配線、電極之方式形成。又,如圖6所示,於與導電層L1鄰接之導電層L2形成接地圖案GP20。接地圖案GP20係例如以俯視下與形成於導電層L1之通信系統路徑41及供電系統路徑42之至少一部分具有重疊之方式形成。同樣地,如圖7、8所示,以俯視下與通信系統路徑41及供電系統路徑42之至少一部分具有重疊之方式,於導電層L3形成用以連接於接地電位之接地圖案GP30,且於導電層L4形成用以連接於接地電位之接地圖案GP40。
<形成於單一導電層之接收用信號路徑LRx>
如上所述,通信系統路徑41包含接收用信號路徑LRx及傳送用信號路徑LTx。接收用信號路徑LRx係以不經由除導電層L1以外之導電層L2~L4而與天線電極AP、AN及通信電路21連接之方式形成。具體而言,如圖5至8所示,天線電極AP、AN與通信電路21之外部端子Rxp、Rxn係經由配置於導電層L1之匹配電路14、交換電路SWP、SWN、及匹配電路16、與形成於將其等之間連接之導電層L1之配線圖案而連接。據此,可抑制形成於天線電極AP、AN與通信電路21之間之信號路徑之寄生電阻或寄生電容、寄生電感所致之阻抗之非連續點之產生,因此可抑制供給至通信電路21之接收信號之劣化,從而可提昇通信控制裝置10之通信特性。
較理想為,傳送用信號路徑LTx亦與接收用信號路徑LRx同樣地形成於單一之導電層。然而,根據於單一之導電層形成接收用信號路徑LRx與傳送用信號路徑LTx之兩者之困難性(配線拉繞之困難性),將傳送用信號路徑LTx經由除導電層L1以外之導電層而形成。於圖5至8 中,作為一例,圖示有如下傳送用信號路徑LTx,該傳送用信號路徑LTx係以如下方式形成:自開關部18之通信電路側之節點經由形成於導電層L2~L4之配線圖案而連接於匹配電路17。
NFC通信中通信控制裝置10所接收之接收信號係多數情況下信號位準(電力)小於自通信控制裝置10傳送之傳送信號,。因此,如上所述,於單一之導電層形成接收用信號路徑LRx,且橫跨複數個導電層形成傳送用信號路徑LTx之構成係於一面使配線之拉繞變得容易,一面使通信控制裝置10之通信特性提昇之方面較為有效。
<微調電容器連接用之電極>
在NFC通信中自通信控制裝置10傳送之傳送信號係其波形之形狀必須滿足NFC通信之標準。因此,先前係於通信控制裝置10之製造階段,在安裝基板100上安裝各種零件後,調整形成於傳送用信號路徑LTx上之匹配電路17之電容元件之電容值,藉此,決定可獲得滿足標準之信號波形之電容值。例如,安裝微調電容器作為構成匹配電路17之電容元件之一,且使該微調電容器之電容值可變地確認每個電容值之傳送波形,藉此,決定微調電容器之最佳電容值。或者,藉由更換焊接於安裝基板之構成匹配電路17之電容元件(晶片電容器)而使電容值可變地確認每個電容元件之傳送波形,藉此,決定最佳電容值之電容元件。然而,根據前者之方法,雖然易於進行匹配電路17之電容值之調整,但必須於安裝基板之安裝面確保用以安裝規模比晶片電容器大之微調電容器之空間,因此,存在安裝基板之面積變大之問題。又,根據後者之方法,導致耗費以人工作業更換晶片電容器之工時。
因此,本實施形態之安裝基板100係如圖8所示,於導電層L4形成用以與構成傳送用信號路徑LTx上之匹配電路17之電容元件CT並聯地連接可變電容(微調電容器)之電極TCP、TCN。據此,於通信控制裝置10之製造階段中,例如可於背面(導電層L4)連接微調電容器而決 定匹配電路17之最佳電容值,其後將微調電容器自安裝基板拆除,將對應於該電容值之晶片電容器作為匹配電路17之電容元件CT安裝於安裝面(導電層L1)。藉此,可省去如上所述地以人工作業更換晶片電容器之工時,從而匹配電路17之電容值之調整變得容易。又,如圖9所示,於背面(導電層L4)形成用以配置微調電容器CTX之區域400與電極TCN、TCP,因此無需於安裝面(導電層L1)確保用以配置微調電容器CTX之空間。藉此,可使安裝面之面積變小,從而有助於安裝基板之小型化。
以上,根據實施形態1之通信控制裝置,可一方面抑制通信控制裝置之特性降低,一方面實現通信控制裝置之小型化。
≪實施形態2≫
<形成有用以抑制雜訊傳播之狹縫之接地圖案>
實施形態2之通信控制裝置之安裝基板係於在接地圖案GP10~GP40之特定區域形成狹縫之方面不同於實施形態1之安裝基板。再者,實施形態2之通信控制裝置10A之電路構成係與實施形態1之通信控制裝置10相同,因此省略其詳細說明。
圖10至13中例示實施形態2之通信控制裝置10A中之安裝基板101之各導電層之俯視圖。
圖10係例示安裝基板101之導電層L1之俯視圖,圖11係例示安裝基板101之導電層L2之俯視圖,圖12係例示安裝基板101之導電層L3之俯視圖,圖13係例示安裝基板101之導電層L4之俯視圖。再者,為便於說明及易於理解,而於圖10至13中僅圖示形成於天線電極AP、AN、通信電路21、及電源IC20之周邊之配線圖案或電路零件等之說明所需之部分,而除此以外之部分省略圖示。
如圖10所示,形成於導電層L1之接地圖案GP10係將狹縫沿著供電系統路徑42之至少一部分形成於由通信系統路徑41與供電系統路徑 42相夾之區域。例如,於接地圖案GP10中,在由匹配電路19及電容CRECT與檢測電路25相夾之區域形成狹縫SL10A,且在由匹配電路15、配線圖案LRCT、整流電路19及電容CRECT與開關部18相夾之區域形成狹縫SL10B。據此,可使自供電系統路徑42經由接地圖案GP10傳播至通信系統路徑41及通信電路12之雜訊變小。
如圖11至13所示,接地圖案GP20、GP30、GP40係將狹縫沿著供電系統路徑42之至少一部分形成於俯視下由通信系統路徑41與供電系統路徑42相夾之區域。例如圖11所示,於接地圖案GP30中,在俯視下與導電層L1中之供電系統路徑42(匹配電路15、整流電路19、及配線圖案LRCT)重疊之區域250和俯視下與導電層L1中之檢測部25重疊之區域251之間,形成狹縫SL20A。又,如圖12所示,於接地圖案GP30中,在俯視下與導電層L1中之供電系統路徑42(匹配電路15、整流電路19、及配線圖案LRCT)重疊之區域350和俯視下與檢測部25重疊之區域351之間,形成狹縫SL30A。又,如圖13所示,於接地圖案GP40中,在俯視下與導電層L1中之供電系統路徑42(匹配電路15、整流電路19、及配線圖案LRCT)重疊之區域450和俯視下與導電層L1中之檢測部25重疊之區域451之間,形成狹縫SL40A。
據此,可使自供電系統路徑42經由接地圖案GP20、GP30、GP40傳播至通信系統路徑41及通信電路12之雜訊變小。尤其,導電層L2之接地圖案GP20係相較導電層L1之接地圖案GP10而大範圍地形成,且導電層L2與導電層L1鄰接,因此,若考慮到雜訊容易經由導電層L2傳播至通信電路12等情形,則較有效的是如上所述地於導電層L2之接地圖案GP20形成狹縫。藉此,可有效地抑制傳播至通信系統路徑41之雜訊。
進而,如圖11至13所示,接地圖案GP20、GP30、GP40係將狹縫沿著通信系統路徑41之至少一部分形成於俯視下由通信系統路徑41與 供電系統路徑42相夾之區域。例如圖11所示,於接地圖案GP20中,在俯視下與導電層L1中之傳送系統信號路徑LTx(匹配電路17及連接匹配電路17與通信電路21之外部端子Txp、Txn之配線圖案)重疊之區域252和區域251之間,形成狹縫SL20B。又,如圖12所示,於接地圖案GP30中,在俯視下與導電層L1中之傳送系統信號路徑LTx(匹配電路17及連接匹配電路17與通信電路21之外部端子Txp、Txn之配線圖案)重疊之區域352和區域351之間,形成狹縫SL30B。又,如圖13所示,於接地圖案GP40中,在俯視下與導電層L1中之傳送系統信號路徑LTx(匹配電路17及連接匹配電路17與通信電路21之外部端子Txp、Txn之配線圖案)重疊之區域452和區域451之間,形成狹縫SL40B。
據此,可使自供電系統路徑42經由接地圖案GP20、GP30、GP40傳播至通信系統路徑41及通信電路12之雜訊進一步變小。
進而,如圖11至13所示,接地圖案GP20、GP30、GP40係將狹縫沿著通信系統路徑41之至少一部分形成於俯視下由接收用信號路徑LRx與傳送用信號路徑LTx相夾之區域。例如圖11所示,接地圖案GP20係於俯視下與接收系統信號路徑LTx(匹配電路16及連接匹配電路16與通信電路21之外部端子Rxp、Rxn之配線圖案)重疊之區域253和區域252之間形成狹縫SL20C。又,如圖12所示,接地圖案GP30係於俯視下與接收系統信號路徑LTx重疊之區域353和區域352之間形成狹縫SL30C。又,如圖13所示,接地圖案GP40係於俯視下與接收系統信號路徑LTx重疊之區域453和區域452之間形成狹縫SL40C。據此,可防止接收用信號路徑LRx與傳送用信號路徑LTx之間之雜訊傳播。
較佳為,形成於接地圖案GP20~GP40之狹縫(SL20A等)之寬度設為形成於安裝基板101上之信號配線之最小線寬之3倍以上之大小。例如圖10所示,於將傳送用信號路徑LTx中之連接匹配電路17與通信電路21之配線圖案之配線寬度設為W時,將狹縫SL20B設為3W以上之 寬度。據此,可抑制信號線間之串擾,因此可有效地抑制經由接地圖案GP20~GP40之雜訊傳播。
<用以抑制熱傳導之狹縫>
如上所述,於通信控制裝置10之供電時,藉由包括電源IC與外置於該電源IC之線圈23及電容COUT等之DC-DC轉換器(降壓型交換調整器)而將由天線11接收之電力轉換為所期望之電壓,從而用於電池13之充電。此時,線圈23中流入較大之電流,因此,線圈23之發熱量變得大於其他電子零件。
圖14係例示安裝基板中之熱傳導之傾向之說明圖。該圖所示之參照符號P係表示配置於安裝基板600之熱源。如該圖所示,由熱源P產生之熱係自熱源P呈同心圓狀傳導。距離熱源P最近之區域500溫度最高,如區域501、502、503、504般,溫度隨著遠離熱源P而降低。此處,於將熱源P設為線圈23之情形時,配置於線圈23之附近之電源IC20容易受到來自線圈23之熱之影響,因此,存在供電時之電力之轉換效率降低之虞。
熱係如通常所知地容易經由金屬而傳導。於安裝基板之情形時,熱主要經由大範圍地形成之接地圖案而傳導。因此,可藉由於接地圖案形成狹縫而抑制熱傳導。
圖15係例示於安裝基板之接地圖案形成有狹縫之情形時之熱傳導之傾向之說明圖。該圖所示之參照符號S表示形成於安裝基板600之接地圖案之狹縫。如該圖所示,由熱源P產生之熱自熱源P呈同心圓狀傳導,但存在於與將狹縫作為邊界配置熱源P之區域510相反之區域511,熱變得難以傳導之傾向。例如,於將熱源P設為線圈23之情形時,假設即便於線圈23之附近配置有電源IC20,在形成於線圈23與電源IC20之周邊或上下鄰接之導電層之接地圖案中,亦可藉由於線圈23與電源IC20之間形成狹縫S,而使由線圈23產生之熱不易傳導至電源 IC20。
具體而言,實施形態2之安裝基板101係如圖11所示,於導電層L2中,與接地圖案GP20另行地形成俯視下與配置於導電層L1之電源IC20之至少一部分具有重疊之接地圖案GP21。接地圖案GP20與GP21係配置成在俯視下與導電層L1之配置線圈23之區域具有重疊之範圍,形成無接地圖案之區域XGP2。據此,接地圖案GP21不會與產生熱之線圈23之較多部分具有重疊,因此由線圈23產生之熱不易經由接地圖案GP21傳導至電源IC20。藉此,即便於電源IC20配置於線圈23之附近之情形時,亦可防止伴隨線圈23之發熱而導致電源IC20之特性降低,從而可抑制供電時之電力轉換效率之降低。
以上,根據實施形態2之通信控制裝置,可藉由於形成於導電層L1~L4之接地圖案適當地形成狹縫,而有效地抑制經由接地圖案之雜訊之傳播及熱傳導。
≪實施形態3≫
<形成於單一導電層之供電系統路徑>
實施形態3之通信控制裝置之安裝基板係於在單一之導電層形成供電系統路徑42,且橫跨複數個導電層形成通信系統路徑41之方面不同於實施形態1之安裝基板。再者,實施形態3之通信控制裝置之電路構成係與實施形態1之通信控制裝置相同,因此省略其詳細說明。
圖16係表示實施形態3之通信控制裝置10B中之安裝基板102之佈局配置之概略之說明圖。如該圖所示,天線電極AP、AN係沿著邊S1並列地配置於角部CR1。供電系統路徑42係以天線電極AP、AN為基點沿著邊S2在邊S3之方向上直線地延長而形成。此處,所謂直線係指信號之傳遞方向未變化90度以上。
使用圖17至20對具體佈局配置進行詳細說明。
圖17係例示安裝基板102之導電層L1之俯視圖,圖18係例示安裝 基板102之導電層L2之俯視圖,圖19係例示安裝基板102之導電層L3之俯視圖。又,圖20係例示安裝基板102之導電層L4之俯視圖。再者,為便於說明及易於理解,圖17至20中僅圖示形成於天線電極AP、AN、通信電路21、及電源IC20之周邊之配線圖案或電路零件等之說明所需之部分,而除此以外之部分省略圖示。
如圖17所示,供電系統路徑42係以不經由除導電層L1以外之導電層L2~L4而將天線電極AP、AN與整流電路19連接之方式形成。具體而言,天線電極AP、AN與整流電路19係經由配置於導電層L1之匹配電路14、15,利用形成於導電層L1之配線圖案而連接。據此,可抑制形成於天線電極AP、AN與整流電路19之間之信號路徑之寄生電阻或寄生電容、寄生電感所致之阻抗之非連續點之產生,因此可抑制供給至整流電路19之接收信號之劣化。藉此,有助於電源電路之電力之轉換效率之提昇。
再者,通信系統路徑41亦較佳為與供電系統路徑42同樣地形成於單一之導電層,但根據於單一之導電層形成通信系統路徑41與供電系統路徑42之兩者之困難性(配線之拉繞之困難性),而將通信系統路徑41經由除導電層L1以外之導電層而形成。於圖17至20中,作為一例,例示通信系統路徑41中之匹配電路14與開關部18之間之信號路徑經由導電層L2~L4而形成之情形。
其他電子零件之佈局配置設為與實施形態1之安裝基板100相同。又,安裝基板102係與安裝基板100同樣地於導電層L1~L4中,在除形成電子零件或連接該等電子零件之配線圖案之區域以外之區域形成接地圖案GP11、GP22、GP31、GP41。
以上,根據實施形態3之通信控制裝置,可與實施形態1同樣地,一方面抑制通信控制裝置之特性降低,一方面實現通信控制裝置之小型化。又,於單一之導電層形成供電系統路徑42,因此有助於供 電時之電力轉換效率之提昇。
≪實施形態4≫
<形成有用以抑制雜訊傳播之狹縫之接地圖案>
實施形態4之通信控制裝置之安裝基板係於在接地圖案GP11、GP22、GP31、GP41之特定區域形成狹縫之方面不同於實施形態3之安裝基板102。再者,實施形態4之通信控制裝置之電路構成因與實施形態3之通信控制裝置相同,而省略其詳細說明。
圖21至24中例示實施形態4之通信控制裝置10C中之安裝基板103之各導電層之俯視圖。
圖21係例示安裝基板103之導電層L1之俯視圖,圖22係例示安裝基板103之導電層L2之俯視圖,圖23係例示安裝基板103之導電層L3之俯視圖,圖24係例示安裝基板103之導電層L4之俯視圖。再者,為便於說明及易於理解,圖21至24中僅圖示形成於天線電極AP、AN、通信電路21、及電源IC20之周邊之配線圖案或電路零件等之說明所需之部分,除此以外之部分省略圖示。
如圖21至24所示,各接地圖案GP11、GP22、GP31、GP41係與實施形態2之GP10~GP40同樣地於特定位置形成狹縫。
例如圖21所示,導電層L1之接地圖案GP11係與實施形態2之接地圖案GP10之狹縫SL10A、SL10B同樣地形成狹縫SL20A、SL20B。又,如圖22所示,導電層L2之接地圖案GP22係與接地圖案GP20之狹縫SL20A~SL20C同樣地形成狹縫SL22A~SL22C。又,如圖23所示,導電層L3之接地圖案GP31係與接地圖案GP30之狹縫SL30A~SL30C同樣地形成狹縫SL31A~SL31C。又,如圖24所示,導電層L4之接地圖案GP41係與接地圖案GP40之狹縫SL40A~SL40C同樣地形成狹縫SL41A~SL41C。據此,可與實施形態2同樣地,使經由接地圖案傳播之雜訊變小。
進而,如圖22所示,於導電層L2進而形成接地圖案GP23。與實施形態2之接地圖案GP21同樣地,接地圖案GP22與GP23配置成於俯視下與導電層L1之配置線圈23之區域具有重疊之範圍,形成無接地圖案之區域XGP2。據此,即便於電源IC20配置於線圈23之附近之情形時,亦可防止伴隨線圈23之發熱導致電源IC20之特性降低,從而可抑制供電時之電力轉換效率之降低。
以上,根據實施形態4之通信控制裝置,可與實施形態2之安裝基板101同樣地,有效地抑制經由接地圖案之雜訊之傳播及熱傳導。
≪實施形態5≫
(具有供電系統路徑與通信系統路徑對向之配置之安裝基板)
實施形態5之通信控制裝置係於在安裝基板中具有供電系統路徑42與通信系統路徑41對向之配置之方面不同於實施形態1至4之通信控制裝置。
實施形態5之通信控制裝置10D之電路構成係於匹配電路15不經由匹配電路14而與天線電極AP、AN連接之方面不同於實施形態1之通信控制裝置10,除此以外設為相同之電路構成。
圖25係表示實施形態5之通信控制裝置10D中之安裝基板104之佈局配置之概略之說明圖。該圖所示之安裝基板104係與實施形態1之安裝基板100同樣地包含4個導電層L1~L4而構成。又,雖無特別限制,但安裝基板104設為單面安裝用之基板,且於形成一個主面(正面)之導電層L1主要安裝電子零件,且於形成背面之導電層L4不安裝電子零件。
如該圖所示,安裝基板104係設為長方形狀之基板。天線電極AP、AN、電源電路12及通信電路21係於安裝基板104之主面(正面)沿該主面之一個長邊S1配置。通信電路21係相對於天線電極AN、AP配置於與長邊S1正交之一短邊S4側。另一方面,電源電路12係相對於天 線電極AN、AP配置於與長邊S1正交之另一短邊S2側。用以連接天線電極AN、AP與通信電路21之間之通信系統路徑41係沿長邊S1延伸至短邊S4側。另一方面,用以連接天線電極AN、AP與電源電路12之間之供電系統路徑42係沿長邊S1延伸至短邊S2側。
據此,即便於同一基板上並排地形成有供電系統路徑42與通信系統路徑41之情形時,亦因通信系統路徑41以與供電系統路徑42分離之方式形成,故而通信系統路徑41不易受到在供電系統路徑42中產生之磁場之影響。藉此,可抑制自供電系統路徑42至通信系統路徑41之雜訊,從而通信電路21不易受到來自電源電路12之雜訊之影響。又,與為了抑制雜訊之影響而單純地將通信系統路徑41與供電系統路徑42相隔地形成之情形相比,可使基板面積變小。使用圖26至29對該情況進行詳細說明。
圖26係例示安裝基板104之導電層L1之俯視圖,圖27係例示安裝基板104之導電層L2之俯視圖,圖28係例示安裝基板104之導電層L3之俯視圖。又,圖29係例示安裝基板104之導電層L4之俯視圖。再者,為便於說明及易於理解,而於圖26至29中僅圖示形成於天線電極AP、AN、通信電路21、及電源IC20之周邊之配線圖案或電路零件等之說明所需之部分,除此以外之部分省略圖示。
如圖26所示,於構成主面之導電層L1,形成天線電極AP、AN、構成電源電路12之電源IC20及線圈23、通信電路21、形成通信路徑41之匹配電路14、16、17、開關部18及各種配線圖案、構成供電系統路徑42之匹配電路15及各種配線圖案。
如圖26所示,天線電極AP、AN係沿著與邊S2平行之方向並列地配置於安裝基板104之中央部分。通信系統之電路係自天線電極AP、AN朝向邊S4側以匹配電路14、開關部18、匹配電路16、17、通信電路21之順序進行配置。又,通信系統路徑41係以天線電極AP、AN為 基點沿著邊S1在邊S4之方向上延長而形成。另一方面,供電系統之電路係自天線電極AP、AN朝向邊S2側以匹配電路15、整流電路19、電容CRECT、線圈23、電源IC20之順序進行配置。又,電源系路徑42係以天線電極AP、AN為基點沿著邊S1在邊S2之方向上延長而形成。
據此,可藉由將供電系統路徑42與通信系統路徑41相對於天線電極AP、AN對向地配置,而有效地抑制雜訊自可能成為最大雜訊源之整流電路19之輸入線傳播至通信電路21及通信系統路徑41。又,可藉由設為如上所述之對向配置,而使安裝基板成為細長之形狀。據此,例如可結合搭載於接收側裝置2之電池13之側面之形狀,細長地形成安裝基板104,因此受電側裝置2內之安裝基板104之配置自由度提昇。
於除形成電子零件或連接該等電子零件之配線圖案之區域以外之區域,與實施形態1至4之安裝基板100等同樣地形成接地圖案。例如,如圖26所示,於導電層L1,以包圍通信電路21及電源IC20等半導體裝置或其他電子零件、信號配線、電極之方式形成接地圖案GP12。又,如圖27所示,於導電層L2,以俯視下與形成於導電層L1之通信系統路徑41及供電系統路徑42之至少一部分具有重疊之方式形成接地圖案GP24。同樣地,如圖28、29所示,以俯視下與通信系統路徑41及供電系統路徑42之至少一部分具有重疊之方式,於導電層L3形成接地圖案GP32,於導電層L4形成接地圖案GP42。
於安裝基板104中,供電系統路徑42以不經由除導電層L1以外之導電層L2~L4而將天線電極AP、AN與整流電路19連接之方式形成。具體而言,天線電極AP、AN與整流電路19係經由配置於導電層L1之匹配電路15,利用形成於導電層L1之配線圖案而連接。據此,可與實施形態3同樣地,抑制供給至整流電路19之接收信號之劣化,從而有助於通信控制裝置10D中之供電時之電力轉換效率之提高。
又,接收用信號路徑LRx係以不經由除導電層L1以外之導電層L2~L4而將天線電極AP、AN與通信電路21連接之方式形成。具體而言,如圖26所示,天線電極AP、AN與通信電路21之外部端子Rxp、Rxn係經由配置於導電層L1之匹配電路14、交換電路SWP、SWN及匹配電路16與形成於將其等之間連接之導電層L1之配線圖案而連接。據此,可與實施形態1同樣地,抑制供給至通信電路21之接收信號之劣化,從而有助於通信控制裝置10D之通信特性之提昇。
以上,根據實施形態5之通信控制裝置,可一方面抑制通信控制裝置之特性降低,一方面實現通信控制裝置之小型化。
≪實施形態6≫
<形成有用以抑制雜訊傳播之狹縫之接地圖案>
實施形態6之通信控制裝置之安裝基板係於在接地圖案GP12、GP24、GP32、GP42之特定區域形成狹縫之方面不同於實施形態5之安裝基板10D。再者,實施形態6之通信控制裝置10E之電路構成係與實施形態5之通信控制裝置相同,因此省略其詳細說明。
於圖30至34中例示實施形態6之安裝基板105之各導電層之俯視圖。
圖30係例示安裝基板105之導電層L1之俯視圖,圖31係例示安裝基板105之導電層L2之俯視圖,圖32係例示安裝基板105之導電層L3之俯視圖,圖33係例示安裝基板105之導電層L4之俯視圖。再者,為便於說明及易於理解,而於圖30至33中僅圖示形成於天線電極AP、AN、通信電路21、及電源IC20之周邊之配線圖案或電路零件等之說明所需之部分,且除此以外之部分省略圖示。
如圖30所示,形成於導電層L1之接地圖案GP12係以將天線電極AP、AN作為邊界,將接地圖案GP12分成兩個區域之方式形成狹縫SL12A、SL12B。據此,可使自供電系統路徑42經由接地圖案GP12傳 播至通信系統路徑41及通信電路12之雜訊變小。
又,如圖31至33所示,接地圖案GP24、GP32、GP42係以於俯視下將天線電極AP、AN作為邊界,將該接地圖案分成短邊S2側之區域與短邊S4側之區域之方式,形成狹縫SL24A、SL32A、SL42A。例如,以與天線電極AP、AN重疊之方式形成狹縫SL24A、SL32A、SL42A。據此,可使自供電系統路徑42經由接地圖案GP24、GP32、GP42傳播至通信系統路徑41及通信電路12之雜訊變小。尤其,可藉由於與導電層L1鄰接之導電層L2之接地圖案GP24形成狹縫SL24A,而有效地抑制傳播至通信系統路徑41之雜訊。
進而,如圖31至33所示,接地圖案GP24、GP32、GP42係於俯視下由接收用信號路徑LRx與傳送用信號路徑LTx相夾之區域形成狹縫SL24B、SL32B、SL42B。據此,可防止接收用信號路徑LRx與傳送用信號路徑LTx之間之雜訊傳播。
較佳為,形成於接地圖案GP12、GP24、GP32、GP42之狹縫(SL12A、SL24A等)之寬度設為形成於安裝基板105上之信號配線之最小線寬之3倍以上之大小。據此,如上所述,可有效地抑制經由接地圖案之雜訊傳播。例如,上述狹縫之寬度設為天線電極AN、AP之寬度以上之大小。
以上,根據實施形態6之安裝基板105,可藉由於形成於導電層L1~L4之接地圖案適當地形成狹縫,而有效地抑制經由接地圖案之雜訊之傳播。
以上,基於實施形態具體地說明了由本發明者實施之發明,但本發明並不限定於此,當然,可於不脫離其主旨之範圍內進行各種變更。
例如,實施形態1至6中例示之將連接於天線之供電系統路徑與受電系路徑正交地配置之構成、及將供電系統路徑與受電系路徑對向 地配置之構成不僅可應用於NFC方式無線供電系統,而且亦可應用於非接觸型之IC卡等。又,上述構成不僅可應用於構成受電側裝置2之通信控制裝置之安裝基板,而且亦可應用於構成送電側裝置3之安裝基板。據此,可與受電側裝置2同樣地,一方面抑制送電側裝置3之通信特性降低,一方面實現送電側裝置3之安裝基板之小型化。
又,於實施形態1至6中,例示了由電源IC20、外置線圈23、及電容COUT構成降壓型交換調整器之情形,但交換調整器之方式並無特別限定。例如,可為升壓型交換調整器,亦可為絕緣型交換調整器。
[產業上之可利用性]
本發明不僅可應用於NFC方式無線供電系統,而且可廣泛地應用於共用一個天線切換地進行電力之傳送或接收與用於資訊傳遞之通信之系統。

Claims (11)

  1. 一種通信控制裝置,其係於安裝基板上安裝有連接天線之天線電極、連接於上述天線電極之電源電路、及連接於上述天線電極之通信電路者;且上述天線電極係配置於上述安裝基板之第1主面之一個角部;上述通信電路係配置於共有上述角部之上述第1主面之第1邊側;上述電源電路係配置於與上述第1邊對向之第2邊側;連接上述天線電極與上述通信電路之第1信號路徑係沿著上述第1邊延伸;連接上述天線電極與上述電源電路之第2信號路徑係沿著共有上述角部且與上述第1邊正交之第3邊延伸;其中上述電源電路包含:整流電路,其係將供給至上述天線電極之交流信號進行整流;及DC/DC轉換器,其基於經上述整流電路整流之電壓而產生直流電壓;上述第2信號路徑包含用以將信號自上述天線電極傳送至上述整流電路之信號路徑;上述整流電路係沿上述第3邊配置;上述DC/DC轉換器係:相對於上述整流電路,在與上述第3邊對向之第4邊之方向上相隔地配置;上述安裝基板係包含複數個導電層之多層基板;且上述天線電極、上述電源電路、上述通信電路、上述第1信號路徑、上述第2信號路徑、及用以連接於接地電位之第1接地圖 案係形成於上述安裝基板之形成上述第1主面之第1導電層;上述第1接地圖案係形成於上述第1信號路徑及上述第2信號路徑之周邊;上述第1接地圖案具有:狹縫(slit),其沿著上述第2信號路徑之至少一部分而形成於位在上述第1信號路徑與上述第2信號路徑之間的區域;用以連接於接地電位之第2接地圖案係以於俯視下與形成於上述第1導電層之上述第1信號路徑及上述第2信號路徑具有重疊之方式形成於與上述第1導電層不同之第2導電層;上述第2接地圖案具有:狹縫,其於俯視下沿著上述第2信號路徑之至少一部分而形成於位在上述第1信號路徑與上述第2信號路徑之間的區域;上述DC/DC轉換器包含線圈及半導體裝置,該半導體裝置係用於藉由將流入上述線圈之電流進行交換(switching)控制而實現交換調整器(switching regulator);用以連接於上述接地電位之第3接地圖案係以於俯視下與配置於上述第1導電層之上述半導體裝置之至少一部分具有重疊之方式形成於上述第2導電層;上述第2接地圖案與上述第3接地圖案係配置為:於與配置上述線圈之區域在俯視下具有重疊之範圍,形成無接地圖案之區域。
  2. 如請求項1之通信控制裝置,其中上述第2接地圖案具有:狹縫,其於俯視下沿著上述第1信號路徑之至少一部分而形成於位於上述第1信號路徑與上述第2信號路徑之間之區域。
  3. 如請求項1之通信控制裝置,其中 上述第2導電層係鄰接於上述第1導電層之層。
  4. 如請求項3之通信控制裝置,其中形成於上述第1接地圖案及上述第2接地圖案之狹縫之寬度係:設為形成於上述基板上之信號配線之最小線寬之3倍以上之大小。
  5. 如請求項1之通信控制裝置,其中上述第1信號路徑包含將由上述天線接收到之信號經由上述天線電極供給至上述通信電路之接收用信號路徑、及將自上述通信電路傳送之信號經由上述天線電極供給至上述天線之傳送用信號路徑;上述接收用信號路徑係以不經由除上述第1導電層以外之導電層而將上述天線電極與上述通信電路連接之方式形成。
  6. 如請求項1之通信控制裝置,其中上述第2信號路徑係以不經由除上述第1導電層以外之導電層而將上述天線電極與上述電源電路連接之方式形成。
  7. 如請求項1之通信控制裝置,其中上述第1信號路徑包含用以將上述天線與上述通信電路之間之阻抗進行匹配之匹配電路;上述匹配電路係包含電容元件而構成;上述安裝基板具有用以將上述電容元件與可變電容並聯地連接之電極;上述電容元件係配置於上述第1導電層;用以連接上述可變電容之電極係形成於第3導電層,該第3導電層形成與上述第1主面對向之第2主面。
  8. 如請求項7之通信控制裝置,其中上述第1信號路徑包含將由上述天線接收到之信號經由上述天 線電極供給至上述通信電路之接收用信號路徑、及將自上述通信電路傳送之信號經由上述天線電極供給至上述天線之傳送用信號路徑;上述匹配電路係配置於上述傳送用信號路徑上。
  9. 如請求項1之通信控制裝置,其中上述第1信號路徑包含交換電路,該交換電路係交換上述天線電極與上述通信電路之間之連接與切斷;上述交換電路係於上述通信電路經由上述天線進行通信之情形時,將上述天線電極與上述通信電路之間連接,且於上述電源電路基於由上述天線接收到之交流信號而產生直流電壓之情形時,將上述天線電極與上述通信電路之間切斷。
  10. 如請求項4之通信控制裝置,其中上述第1信號路徑包含將由上述天線接收到之信號經由上述天線電極供給至上述通信電路之接收用信號路徑、及將自上述通信電路傳送之信號經由上述天線電極供給至上述天線之傳送用信號路徑;上述第2接地圖案具有:狹縫,該狹縫係形成於俯視下位於上述接收用信號路徑與上述傳送用信號路徑之間之區域。
  11. 一種安裝基板,其係用以安裝電源電路與通信電路者,該電源電路係用以基於經由天線接收到之電力而產生期望之電壓,該通信電路係用以經由上述天線進行資料之收發;且上述安裝基板包含:天線電極,其係用以連接上述天線;第1信號路徑,其係用以連接上述天線電極與上述通信電路;及第2信號路徑,其係用以連接上述天線電極與上述電源電路;且上述天線電極係配置於上述安裝基板之第1主面之一個角部; 上述第1信號路徑係沿著共有上述角部之第1邊延伸;上述第2信號路徑係沿著共有上述角部且與上述第1邊正交之第2邊延伸;其中上述電源電路包含:整流電路,其係將供給至上述天線電極之交流信號進行整流;及DC/DC轉換器,其基於經上述整流電路整流之電壓而產生直流電壓;上述第2信號路徑包含用以將信號自上述天線電極傳送至上述整流電路之信號路徑;上述整流電路係沿上述第2邊配置;上述DC/DC轉換器係:相對於上述整流電路,在與上述第2邊對向之第3邊之方向上相隔地配置;上述安裝基板係包含複數個導電層之多層基板;上述天線電極、上述電源電路、上述通信電路、上述第1信號路徑、上述第2信號路徑、及用以連接於接地電位之第1接地圖案係形成於上述安裝基板之形成上述第1主面之第1導電層;上述第1接地圖案係形成於上述第1信號路徑及上述第2信號路徑之周邊;上述第1接地圖案具有:狹縫,其沿著上述第2信號路徑之至少一部分而形成於位於上述第1信號路徑與上述第2信號路徑之間之區域;用以連接於接地電位之第2接地圖案係以於俯視下與形成於上述第1導電層之上述第1信號路徑及上述第2信號路徑具有重疊之方式形成於與上述第1導電層不同之第2導電層;且上述第2接地圖案具有:狹縫,其於俯視下沿著上述第2信號 路徑之至少一部分而形成於位於上述第1信號路徑與上述第2信號路徑之間之區域;上述DC/DC轉換器包含線圈及半導體裝置,該半導體裝置係用於藉由將流入上述線圈之電流進行交換控制而實現交換調整器;用以連接於上述接地電位之第3接地圖案係以於俯視下與配置於上述第1導電層之上述半導體裝置之至少一部分具有重疊之方式形成於上述第2導電層;上述第2接地圖案與上述第3接地圖案係配置為:於與配置上述線圈之區域在俯視下具有重疊之範圍,形成無接地圖案之區域。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016051961A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 ルネサスエレクトロニクス株式会社 通信用電子装置
JP6512799B2 (ja) * 2014-11-27 2019-05-15 キヤノン株式会社 給電装置、制御方法及びプログラム
FR3032076A1 (fr) * 2015-01-26 2016-07-29 Stmicroelectronics Rousset Procede de gestion de la communication sans contact et de la charge sans contact au sein d'un systeme, et systeme correspondant
JP6540087B2 (ja) * 2015-02-24 2019-07-10 セイコーエプソン株式会社 回路装置及び電子機器
JP6414642B2 (ja) * 2015-07-10 2018-10-31 株式会社村田製作所 送電装置およびワイヤレス給電システム
JP2017112706A (ja) * 2015-12-16 2017-06-22 東芝テック株式会社 携帯端末装置
US10056332B2 (en) * 2016-09-05 2018-08-21 Renesas Electronics Corporation Electronic device with delamination resistant wiring board
US10277061B1 (en) * 2018-03-08 2019-04-30 Nxp B.V. Wireless device
JP7122902B2 (ja) * 2018-07-27 2022-08-22 日本電産サンキョー株式会社 非接触式通信モジュールおよびカードリーダ
JP7383890B2 (ja) * 2019-03-20 2023-11-21 オムロン株式会社 非接触給電装置
JP2021197647A (ja) * 2020-06-16 2021-12-27 株式会社村田製作所 電力増幅モジュール
JP2021197893A (ja) * 2020-06-18 2021-12-27 オムロン株式会社 絶縁型共振回路装置及び非接触給電システム
JP6875595B1 (ja) * 2020-07-09 2021-05-26 日本たばこ産業株式会社 エアロゾル吸引器の電源ユニット
EP3937337B1 (en) 2020-07-09 2022-11-09 Japan Tobacco Inc. Power supply unit for aerosol inhaler comprising a temperature sensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200540929A (en) * 2004-02-25 2005-12-16 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device
US20080093935A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-24 Toshihiko Saito Semiconductor device
CN101197009A (zh) * 2006-12-07 2008-06-11 株式会社半导体能源研究所 半导体装置
JP2008147573A (ja) * 2006-12-13 2008-06-26 Nec System Technologies Ltd 多層基板装置
TW201030943A (en) * 2008-10-02 2010-08-16 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3181710B2 (ja) 1992-08-31 2001-07-03 株式会社日立製作所 多層プリント回路基板モジュールおよび多層プリント回路基板装置
JPH09232790A (ja) 1996-02-26 1997-09-05 Fuji Electric Co Ltd プリント基板回路のシールド方法
JP4536496B2 (ja) 2003-12-19 2010-09-01 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置及び半導体装置の駆動方法
US7471188B2 (en) 2003-12-19 2008-12-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and driving method thereof
US7863718B2 (en) * 2005-02-16 2011-01-04 Hitachi, Ltd. Electronic tag chip
WO2007105607A1 (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
WO2007108371A1 (en) 2006-03-15 2007-09-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US7541213B2 (en) * 2006-07-21 2009-06-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP5092354B2 (ja) 2006-10-30 2012-12-05 日本電気株式会社 両面プリント配線基板、電子機器及び両面プリント配線基板の製造方法
US7889528B2 (en) * 2006-11-29 2011-02-15 Semiconductor Energy Laroratory Co., Ltd. Rectifier circuit, power supply circuit, and semiconductor device
JP2008271188A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Toshiba Corp 無線機
JP2011030404A (ja) 2009-06-22 2011-02-10 Felica Networks Inc 情報処理装置、プログラム、および情報処理システム
JP5636662B2 (ja) 2009-10-07 2014-12-10 株式会社村田製作所 高周波モジュール
DE102010061351A1 (de) * 2010-12-20 2012-06-21 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Kompakter, eine NFC-Kommunikationsmöglichkeit aufweisender ID-Geber eines Kraftfahrzeug-Zugangssystems
US9184509B2 (en) * 2011-01-26 2015-11-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Antenna device and wireless communication apparatus
WO2013054596A1 (ja) 2011-10-13 2013-04-18 株式会社村田製作所 分波装置
GB2510509A (en) 2011-10-28 2014-08-06 Murata Manufacturing Co Power reception device, power transmission device, and wireless power transmission system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200540929A (en) * 2004-02-25 2005-12-16 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device
US20080093935A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-24 Toshihiko Saito Semiconductor device
CN101197009A (zh) * 2006-12-07 2008-06-11 株式会社半导体能源研究所 半导体装置
JP2008147573A (ja) * 2006-12-13 2008-06-26 Nec System Technologies Ltd 多層基板装置
TW201030943A (en) * 2008-10-02 2010-08-16 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device

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