TWI791061B - Lc共振天線 - Google Patents
Lc共振天線 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI791061B TWI791061B TW107138997A TW107138997A TWI791061B TW I791061 B TWI791061 B TW I791061B TW 107138997 A TW107138997 A TW 107138997A TW 107138997 A TW107138997 A TW 107138997A TW I791061 B TWI791061 B TW I791061B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- inductor
- layer
- capacitor
- resonant antenna
- electrode plate
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 52
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 75
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 23
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 32
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/22—Capacitive coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
- H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/40—Radiating elements coated with or embedded in protective material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/24—Inductive coupling
- H04B5/26—Inductive coupling using coils
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
- H04B5/72—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for local intradevice communication
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
Abstract
本發明之LC共振天線具備有:設有線圈狀之電感器的電感器層;及設有電容器而且積層在該電感器層的電容器層,前述電容器具有複數個電極板,前述複數個電極板在前述電感器層與前述電容器層的積層方向與前述電感器排列,且以與該積層方向呈正交的面方向擴展,前述電感器形成為線圈中心的軸線方向與前述積層方向一致或大致一致,在前述複數個電極板形成有磁通可通過的通過區域,前述通過區域是在前述積層方向上與被前述電感器包圍的內側區域相對應的區域。
Description
[關連申請案的相互參照]
本案主張根據日本特願2017-212896號的優先權,藉由引用而被組入在本案說明書的記載。
本發明關於用以傳送接收電波的LC共振天線。
自以往以來已提供各種設在電子機器或物品等的小型天線。在該天線有例如專利文獻1所揭示之被組入在與讀取器/寫入器以非接觸進行通訊的資訊載體的LC共振天線。
前述LC共振天線具備有:薄板狀的絕緣基板;形成在該絕緣基板的表面(以下稱為基板表面)的升壓線圈(所謂電感器);及連接於該升壓線圈的電容器。
升壓線圈形成為在絕緣基板的外周周圍的區域由外周部朝向內周部形成螺旋。此外,升壓線圈所包圍的區域形成為未形成有升壓線圈的非形成區域。
電容器具有:形成在基板表面的表側導體膜、及形成在基板背面(以下稱為基板背面)的背側導體
膜。
表側導體膜形成在基板表面的非形成區域內,連接於升壓線圈的內周側的一端。接著,背側導體膜被配置在基板背面中與前述非形成區域相對應的區域。
如上所示,在前述LC共振天線中,電容器設在升壓線圈的內周側亦即非形成區域。
在習知的LC共振天線中,資訊載體與讀取器/寫入器進行通訊時,若電流流至升壓線圈,會發生欲穿過藉由該升壓線圈所包圍的區域,亦即非形成區域的磁通。
但是,在習知的LC共振天線中,非形成區域被設在該區域內的電容器部分堵塞,因此欲穿過非形成區域內的磁通被電容器所遮蔽。
因此,在習知的LC共振天線中,因通過升壓線圈所包圍的區域內的磁通減少的部分,磁場強度衰減,因此通訊距離受到限制造成問題。其中,如上所示之問題為適用在具備電感器與電容器的LC共振天線全體的問題,而非侷限於具有升壓線圈的天線。
[專利文獻1]日本特開2004-287767號公報
因此,本發明鑑於該實際情況,課題在提供可抑制通
過電感器的內側的磁通的減少而伸長通訊距離的LC共振天線。
本發明之LC共振天線具備有:設有線圈狀之電感器的電感器層;及設有電容器而且積層在該電感器層的電容器層,前述電容器具有複數個電極板,前述複數個電極板在前述電感器層與前述電容器層的積層方向與前述電感器排列,且在與該積層方向呈正交的面方向擴展,前述電感器形成為線圈中心的軸線方向與前述積層方向一致或大致一致,在前述複數個電極板形成有磁通可通過的通過區域,前述通過區域是在前述積層方向上與被前述電感器包圍的內側區域相對應的區域。
此外,在本發明之LC共振天線中,亦可在前述複數個電極板形成有磁通可通過且與前述通過區域呈連續的擴張區域,該擴張區域形成為由前述通過區域延伸至前述面方向中的前述電極板的外周端。
1:共振天線
2:介電質層
3:電感器層
4:電容器層
5:基底層
6:覆蓋層
7:封裝層
30:電感器
31:電感器形成層
40:電容器
50:金屬層
60:基準面
70:周壁層
300:外周連接端部
301:內周連接端部
302:外周線部
303:中間線部
304:內周線部
305:內側接點部
310:電感器形成面
310a:第一通孔(外周側第一通孔)
310b:第一通孔(內周側第一通孔)
400:電極板
401:第一電極板
401a:第一內周端
401b:第一對向端
402:第二電極板
402a:第二內周端
402b:第二對向端
410:中間層
410a:第二通孔
700:內周面
701:設置用凹部
A:開口比率
C:晶片
P:交點
S1:非形成區域
S2a:第一內部區域
S2b:第一鄰接區域
S3a:第二內部區域
S3b:第二鄰接區域
VL:假想直線
SH1:第一薄片
SH2:第二薄片
SH3:第三薄片
SH4:第四薄片
SH5:第五薄片
圖1為本發明之一實施形態之LC共振天線的平面圖。
圖2為圖1的II-II線中的剖面圖。
圖3為同實施形態之LC共振天線的電感器層的平面
圖。
圖4為同實施形態之LC共振天線的電感器的平面圖。
圖5為同實施形態之LC共振天線的電容器層的平面圖。
圖6為同實施形態之LC共振天線的電極板及基底層的平面圖。
圖7為實施例1之LC共振天線的平面圖。
圖8為實施例2之LC共振天線的平面圖。
圖9為實施例3之LC共振天線的平面圖。
圖10為實施例4之LC共振天線的平面圖。
圖11為實施例5之LC共振天線的平面圖。
圖12為比較例之LC共振天線的平面圖。
圖13為實施例1~5及比較例的通訊距離的通訊距離的模擬試驗的結果的圖表。
圖14為實施例6、7之LC共振天線及比較例2之LC共振天線的通訊距離的模擬試驗的結果的圖表。
以下一邊參照所附圖示,一邊說明本發明之一實施形態之LC共振天線。本實施形態之LC共振天線為例如RFID標籤、或被組入在通訊機器等物品的小型天線。
其中,在本實施形態中,以LC共振天線為與IC晶片本身一體形成的晶載天線的升壓天線、或由IC晶片與線圈所成之供電線圈的升壓天線為前提,進行以下
說明。
如圖1、及圖2所示,LC共振天線具有:積層薄片的介電質層2、及設在該介電質層2的共振電路(不編號)。
如圖2所示,介電質層2為積層:在其中一面形成有構成電容器40的電極板400而且在另一面形成有矩形狀的金屬層50的第一薄片SH1、在其中一面形成有構成電容器40的其他電極板400的第二薄片SH2、在其中一面形成有電感器30的第三薄片SH3、用以覆蓋電感器30的第四薄片SH4、及環狀(本實施形態中為角環狀)的第五薄片SH5,藉由相互熱壓接,且使其燒結來製作。在本實施形態中,將形成在第二薄片SH2的電極板400稱為第一電極板401,將形成在第一薄片SH1的電極板400稱為第二電極板402。
此外,若以第一薄片SH1的厚度方向為基準來進行說明,介電質層2相對於第一薄片SH1的前述其中一面,將第二薄片SH2、第三薄片SH3、第四薄片SH4、第五薄片SH5依序以前述厚度方向積層,在第二電極板402重疊第二薄片SH2之與前述其中一面為相反側的另一面,在該第二薄片SH2的第一電極板401重疊第三薄片SH3之與前述其中一面為相反側的另一面。
其中,在本實施形態中,將第一薄片SH1與形成在該第一薄片SH1的金屬層50稱為基底層5,將第二電極板402與第二薄片SH2與第一電極板401稱為電容器
層4,將第三薄片SH3與電感器30稱為電感器層3,將第四薄片SH4稱為覆蓋層6,將第五薄片SH5稱為封裝層7來進行以下說明。此外,在本實施形態中,將電感器層3與電容器層4相疊合的方向稱為積層方向,將相對該積層方向呈正交的方向稱為面方向來進行以下說明。
其中,第一至第五薄片材SH1~SH5的各個可由單一薄片所構成,亦可藉由積層複數薄片來構成。
如圖3所示,在電感器層3設有線圈狀(本實施形態中為漩渦狀)的電感器30。
本實施形態之電感器層3由電感器30、及用以形成該電感器30的電感器形成層31所構成。電感器形成層31為第三薄片SH3。
在前述積層方向中的電感器形成層31的其中一層面形成有電感器30。接著,前述積層方向中的電感器形成層31的另一層面與電容器層4相對向。在本實施形態中,如圖3所示,將電感器層3中的前述一層面稱為電感器形成面而標註符號「310」,將前述另一層面稱為對向面,來進行以下說明。
此外,在電感器形成層31形成有在前述積層方向貫穿的一對通孔(以下稱為第一通孔)310a、310b。
一對第一通孔310a、310b由各個的形成位置至電感器30的線圈中心(電感器30的捲繞中心)的距離不同。其中,在本實施形態中,將遠離線圈中心的第一通
孔310a稱為外周側第一通孔310a,將接近線圈中心的第一通孔310b稱為內周側第一通孔310b。
電感器30使用例如以金、銀、銅、或該等的合金的任一者為主成分的導電材料(本實施形態中為導電糊膏),藉由以薄膜狀形成在電感器形成面310的導體圖案所構成。其中,電感器30若例如以網版印刷印刷在電感器形成面310即可。此外,電感器30亦可以其他印刷方法(凹版、凸版、噴墨)形成,若以印刷以外的手段可得預定的圖案形狀,亦可以任何手段來進行圖案形成。
本實施形態之電感器30在設定在電感器形成面310的該電感器30的設置空間之中,在沿著外周緣的環狀區域內,藉由形成為漩渦狀的導體線所構成。因此,設置空間的中央部側(比環狀區域較為內側)形成為未形成有電感器30(導體圖案)的非形成區域S1。關於非形成區域S1,容後敘述。
在本實施形態中,電感器30的外周側的一端部(外周連接端部)300形成在對應外周側第一通孔310a的位置,電感器30的內周側的一端部(內周連接端部)301形成在對應內周側第一通孔310b的位置。
此外,導體線包含有:由對應外周側第一通孔310a的位置以直線狀延伸(在本實施形態中為沿著電感器形成層31的外周端的一邊以直線狀延伸)的外周線部302;由該外周線部302延伸而且以朝向內側的方式捲成漩渦的中間線部303;及由該中間線部303的前端朝向內
周側第一通孔310b以直線狀延伸的內周線部304。
其中,在本實施形態之導體線另外包含有以在內周線部304的前端呈連續的方式形成的內側接點部305,該內側接點部305形成在與內周側第一通孔310b相對應的位置。因此,在本實施形態中,外周連接端部300由外周線部302的長邊方向中的一端部所構成,內周連接端部301由內側接點部305所構成。
列舉示意圖,說明非形成區域S1。如圖4所示,非形成區域S1若將以內周線部304的內側的端邊(線寬方向中的內側的端邊)為基準而以與該端邊為同方向延伸的假想線設為假想直線VL,且將該假想直線VL與中間線部303的內側的端邊最初交叉的點設為交點P時,藉由內周線部304的內側的端邊、由該內周線部304的內側的端邊與中間線部303的內側的端邊的交點至前述交點P的部分、接著前述假想直線VL所區劃的區域。其中,內側接點部305局部進入至非形成區域S1,該部分形成為非形成區域S1。
如圖2所示,電容器層4在前述積層方向(換言之為電感器30的線圈中心的軸線方向)積層在電感器層3,設有電容器40。
本實施形態之電容器層4具有:一對電極板400、及介在於該一對電極板400之間的中間層410。因此,在本實施形態中,一對電極板400間的距離依中間層410的厚度(前述積層方向中的厚度)來決定。其中,中間
層410由第二薄片SH2所構成。
一對電極板400之中配置在電感器層3側的電極板400(以下稱為第一電極板401)形成為平坦的薄板狀,在前述積層方向中,被夾入在電感器層3與中間層410。
如圖5所示,第一電極板401被設在平面視下與前述設置空間相重疊的位置。若更具體說明之,第一電極板401被設在平面視下與環狀區域的一部分或全部相重疊的位置。
此外,第一電極板401被配置在平面視下與外周側第一通孔310a相重疊的位置(在積層方向中與外周側第一通孔310a相對應的位置),透過外周側第一通孔310a,對外周連接端部300作電性連接。
此外,在本實施形態之第一電極板401,如圖5所示,形成有:形成在比外周緣部更為內側的內部區域(第一內部區域)S2a;及相對該第一內部區域S2a,以前述面方向呈連續(鄰接)的鄰接區域(第一鄰接區域)S2b。
第一內部區域S2a為形成為在前述積層方向呈開放的區域。此外,在平面視下,第一內部區域S2a形成為矩形狀的區域,且形成在收容在前述非形成區域S1內的位置。因此,第一電極板401的內周端(以下稱為第一內周端)401a亦形成在平面視下收容在非形成區域S1內的位置。
第一鄰接區域S2b形成為由第一內部區域S2a沿著前述面方向朝向外方延伸,此外,形成為在第一電極板401的外周端朝向前述面方向呈開放。
在本實施形態之第一電極板401中,藉由以外周緣部的一部分形成非連續的方式形成切口來形成第一鄰接區域S2b。伴隨此,在第一電極板401的外周緣部形成有在彼此之間隔著間隔相對向的一對對向端(以下稱為第一對向端)401b。
以透過中間層410與第一電極板401在前述積層方向排列的方式作配置(配置成在平面視下相重疊)的電極板(以下稱為第二電極板)402形成為平坦的薄板狀。此外,如圖2所示,第二電極板402在前述積層方向,被夾入在中間層410的前述積層方向中的另一側的層面與後述之基底層。
第二電極板402被配置在平面視下與內周側第一通孔310b相重疊的位置(在積層方向中與內周側第一通孔310b相對應的位置),透過內周側第一通孔310b而對內周連接端部301作電性連接。
此外,在實施形態之第二電極板402形成有:形成在比周緣部更為內側的內部區域(第二內部區域)S3a;及相對該第二內部區域S3a,在前述面方向呈連續(鄰接)的鄰接區域(第二鄰接區域)S3b。
第二內部區域S3a為形成為在前述積層方向呈開放的區域。此外,在平面視下,第二內部區域S3a在
平面視下形成為矩形狀的區域,形成在收容在第一內部區域S2a內的位置。因此,第二內部區域S3a形成在平面視下亦收容在非形成區域S1內的位置。伴隨此,在本實施形態中,第二電極板402的內周端(以下稱為第二內周端)402a亦形成在收容在第一內部區域S2a及非形成區域S1內的位置。
如上所示,第二內部區域S3a形成在平面視下與第一內部區域S2a相重疊的位置(收容在第一內部區域S2a內的位置),藉由在平面視下,第一內部區域S2a與第二內部區域S3a相重疊的區域,構成由電感器30所發生的磁通可通過的通過區域。其中,第一內部區域S2a、第二內部區域S3a若為磁通可通過的區域即可,例如亦可在內部存在磁通可通過的材料。
第二鄰接區域S3b形成為由第二內部區域S3a沿著前述面方向朝向外方延伸,此外,形成為在第二電極板402的外周端,朝向前述面方向呈開放。
在本實施形態之第二電極板402中,藉由以外周緣部的一部分成為非連續的方式形成切口,形成第二鄰接區域S3b。伴隨此,在第二電極板402的外周緣部形成有在彼此之間隔著間隔相對向的一對對向端(以下稱為第二對向端)402b。
此外,第二鄰接區域S3b形成在平面視下與第一內部區域S2a、及第一鄰接區域S2b相重疊的位置(收容在第一鄰接區域S2b內的位置)。因此,藉由第一內部
區域S2a、及第一鄰接區域S2b與第二鄰接區域S3b在平面視下相重疊的區域,構成由通過區域朝向前述面方向(前述面方向中的外側)延伸而且磁通可通過的擴張區域。其中,在本實施形態中,在平面視下,有第二鄰接區域S3b與第一鄰接區域S2b相重疊的區域,但是第二鄰接區域S3b與第一鄰接區域S2b亦可不一定重疊。此外,在本實施形態中,在平面視下,第一鄰接區域S2b形成為包含第二鄰接區域S3b,但是亦可例如第二鄰接區域S3b形成為包含第一鄰接區域S2b。此外,第一鄰接區域S2b、第二鄰接區域S3b若為磁通可通過的區域即可,亦可例如在內部存在磁通可通過的材料。
此外,在LC共振天線1中,在平面視下,通過區域及擴張區域與非形成區域S1相重疊的區域中,不會有由電感器30所發生的磁通被妨礙的情形而流通。因此,在本實施形態中,將通過區域及擴張區域之中,在平面視下位於非形成區域S1內的區域總稱為通過容許區域。
在中間層410在前述積層方向對應內周側第一通孔310b及第二電極板402的位置形成有通孔(以下稱為第二通孔)410a。因此,在本實施形態中,透過內周側第一通孔310b與第二通孔410a,電感器30的內周連接端部301與第二電極板402作電性連接。
如上所示,在本實施形態之LC共振天線1中,將外周連接端部300與第一電極板401作電性連接,而且將內周連接端部301與第二電極板402作電性連接,
藉此構成將電感器30與電容器40作電性連接的共振電路。
在本實施形態之介電質層2,除了電感器層3及電容器層4之外,另外包含有:被積層在電容器層4中的中間層410的另一層面(中間層410之與電感器層3側為相反側的層面)的基底層5;被積層在電感器層3上的覆蓋層6;及被積層在該覆蓋層6上的封裝層7。
在基底層5中,前述積層方向中的一側層面與中間層410的前述另一側層面相對向。此外,在基底層5的前述積層方向中的另一側層面設有底面視形狀為矩形狀的金屬層50。
在覆蓋層6包含有:與電感器形成面310相對向的層面亦即覆蓋面;及在前述積層方向中與該覆蓋面為相反側的層面亦即基準面60,介電質層2的外面的一部分由基準面60所構成。其中,基準面60係指相對電感器層3為與電容器層4位於前述積層方向中的相反側的平面之中,在前述積層方向最接近電感器30的平面,在本實施形態中指在覆蓋層6的外面(上面)之中,後述之周壁層70所包圍的平面。
封裝層7具有被積層在覆蓋層6的基準面60上的環狀的周壁層70。
在本實施形態中,藉由周壁層70的內周面700、及覆蓋層6的基準面60之中對應周壁層70的開口的區域,形成有一個設置用凹部701。
其中,在基準面60可積層一個周壁層70,亦可積層二個以上的周壁層70。
設置用凹部701為用以設置IC晶片C的空間,例如,在基準面60載置IC晶片C之後,在設置用凹部701填充樹脂,藉此可將IC晶片C與LC共振天線1一體形成。其中,IC晶片C亦可為由IC晶片及線圈所成之供電線圈。
本實施形態之LC共振天線1的構成如以上所示。接著,說明本實施形態之LC共振天線1的製造方法。
成為構成介電質層2的薄片的薄片材藉由將漿體塗布在膠帶而使其乾燥來製作。漿體為將陶瓷粉末、玻璃粉末(低熔點玻璃料)、有機黏合劑、有機溶劑攪拌而製作者。
其中,薄片材以厚度遍及全體成為一定的方式予以製作,因此按構成介電質層2的各層的每個薄片的厚度,製作各個薄片材。
使薄片材乾燥後,將膠帶剝離而去除,接著,由薄片材切出預定大小的薄片。其中,在本實施形態中,將由薄片材切出的薄片稱為生胚薄片。
接著,在電感器層3用的生胚薄片,藉由衝孔或雷射,形成作為外周側第一通孔310a、內周側第一通孔310b的貫穿孔。接著,在作為中間層410的生胚薄片,藉由衝孔或雷射,形成作為第二通孔410a的貫穿孔。
此外,在電感器層3用的生胚薄片,藉由使用導電糊膏的網版印刷,形成配合電感器30的形狀的圖案。此時,在外周側第一通孔310a、內周側第一通孔310b填充導電糊膏。接著,使構成圖案的導電糊膏、及填充在外周側第一通孔310a、內周側第一通孔310b的導電糊膏乾燥。
在中間層410用的生胚薄片,以導電糊膏印刷第一電極板401,且在第二通孔410a填充導電糊膏。接著,使構成第一電極板401的導電糊膏、及填充在第二通孔410a的導電糊膏乾燥。
在基底層5用的生胚薄片的其中一面,以導電糊膏印刷第二電極板402,且在另一面印刷金屬層50。
其中,在電感器層3用的生胚薄片形成有LC共振天線1複數個份的電感器30圖案、及外周側第一通孔310a、內周側第一通孔310b。
此外,在中間層410用的生胚薄片形成有LC共振天線1複數個份的第一電極板401、及第二通孔410a。同樣地,在基底層5用的生胚薄片被印刷LC共振天線1複數個份的第二電極板402、金屬層50。
製作構成介電質層2的各薄片之後,將各薄片依預定的順序積層,在該狀態下將各薄片進行熱壓接,藉此製作一個積層體,此外,使該積層體燒結,藉此製作燒結體。
燒結中的製程,首先,將積層體所包含的
有機物,以玻璃成分的軟化點以下的溫度,例如500℃前後去除之後,以依玻璃成分或在配線部所使用的導電材料的熔點來決定的溫度,例如800~1050℃進行燒成。
其中,在燒結體的表面露出的導電部(本實施形態中為金屬層50),首先施行Ni(鎳)的無電解鍍敷,接著施行Au(金)的無電解鍍敷。
接著,將相對一個燒結體所形成的複數LC共振天線1,藉由切割器,一個一個地切出。如上所示,製造LC共振天線1。
其中,LC共振天線1製造時,若薄片的厚度改變,欲抑制不均的第一電極板401與第二電極板402的距離(電極板間距離)、或前述積層方向中的電感器30與電容器40(具體而言為電容器40的第一電極板401)之間的距離、電感器30與基準面60之間的距離亦會改變,因此用以將經由各製造工序之後的薄片的厚度形成為所希望厚度的控制極為重要。
例如,在將薄片彼此熱壓接的工序(熱壓接工序)、或將薄片燒結的工序(燒結工序)中,因收縮等的影響,薄片的厚度改變,此外,在印刷電感器30、或第一電極板401、第二電極板402、金屬層50的工序(印刷工序)中,因導體圖案的形狀、或尺寸、通孔的位置等的影響,薄片的厚度會改變。
因此,在本實施形態中,在製作薄片材的工序,亦即在膠帶塗布漿體的工序(塗布工序)中,考慮在
熱壓接工序、燒結工序、印刷工序的薄片的厚度變化來調整塗布在膠帶的漿體的厚度,藉此使得所製造的LC共振天線1的各薄片的厚度成為所希望的尺寸。更具體而言,漿體藉由刮刀法而被塗布在膠帶,藉由調整此時的刀片的刀尖的高度,可調整薄片的厚度。
其中,在後工序中,亦以厚度的變化安定而恒常成為相同值的變化的方式,控制各後工序的製造條件為佳。
如以上所示,藉由本實施形態之LC共振天線1,由電感器30所發生的磁通以通過該電感器30所包圍的內側區域的方式流通。
此外,在前述LC共振天線1中,以在前述積層方向,以電感器30與電容器40(電極板400)排列的方式作配置,但是在電極板400形成有磁通可通過的通過區域,前述通過區域是與在前述積層方向上與電感器30所包圍的內側區域相對應的區域,因此可使得欲通過藉由電感器30所包圍的內側區域的磁通的流動不會被電極板400遮蔽。
因此,本實施形態之LC共振天線1可達成可抑制通過電感器30的內側的磁通的減少而伸長通訊距離的優異效果。
此外,在電極板400形成有由通過區域延伸至前述面方向中的外周端的擴張區域,因此電極板400的通過區域周圍的部分在周方向成為不連續。
因此,在LC共振天線1中,由電感器30所發生的磁通通過通過區域時,不會發生在電極板400的通過區域周圍周繞的渦電流。
因此,LC共振天線1藉由使其不會發生減弱通過通過區域的磁通的渦電流,可抑制通過電感器的內側的磁通減弱的情形。
其中,本發明之LC共振天線並非為限定於上述一實施形態者,可在未脫離本發明之要旨的範圍內進行各種變更,自不待言。
在上述實施形態中,以晶載天線的升壓天線或由IC晶片與線圈所成之供電線圈的升壓天線為前提,來進行LC共振天線1的說明,但是並非為限定於此者,LC共振天線1亦可形成為例如未一體形成有天線的IC晶片的主天線。
在上述實施形態中,電感器30形成為漩渦狀,惟並非限定於該構成。例如,電感器30亦可為螺旋狀。其中,若構成螺旋狀的電感器30,例如,藉由導電材料,將形成在個別層的層面的複數圖案彼此連接即可。
在上述實施形態中雖未特別提及,電感器30、或電容器40的第一電極板401、第二電極板402的前述面方向中的尺寸可適當變更。
在上述實施形態中,在覆蓋層6積層有封裝層7,但是在覆蓋層6亦可未積層有封裝層7。其中,在覆蓋層6積層有封裝層7者較容易將IC晶片C與LC共振天線1
一體形成。
在上述實施形態中,在介電質層2(基底層5)積層有金屬層50,但是在基底層5亦可未積層有金屬層50。其中,若將LC共振天線1形成為包含有金屬層50的構造,可預先考慮因金屬所致之對共振頻率的影響來設計共振電路,因此即使在金屬製的構造物等安裝LC共振天線1,亦可防止共振頻率產生變化的情形。
[實施例1]
以下列舉實施例及比較例而更加詳細說明本發明,但是本發明並非為限定於該等之例者。
(實施例1)
如圖7所示,準備與上述實施形態同樣的構造的LC共振天線1作為實施例1。此外,在實施例1中,若將非形成區域S1的面積設為Hac、通過容許區域的面積設為Hai時,以下述式1中所求之開口比率A成為66.83%的方式所構成。
(實施例2)
如圖8所示,為與上述實施形態同樣的構造,備妥構成為式1中所求之開口比率A成為93.35%的LC共振天線1作為實施例2。
(實施例3)
如圖9所示,為與上述實施形態同樣的構造,備妥構成為式1中所求之開口比率A成為40.31%的LC共振天線1作為實施例3。
(實施例4)
如圖10所示,為與上述實施形態同樣的構造,備妥構成為式1中所求之開口比率A成為14.51%的LC共振天線1作為實施例4。
(實施例5)
如圖11所示,為與上述實施形態同樣的構造,備妥構成為式1中所求之開口比率A成為2.74%的LC共振天線1作為實施例5。
(比較例)
如圖12所示,為與上述實施形態同樣的層構造,備妥構成為式1中所求之開口比率A成為0%的LC共振天線1作為比較例。比較例的LC共振天線為以電極板400構成電容器40者,該電極板400由圖12所示之第一電極板401及第二電極板402所構成,在第一電極板401沒有上述實施形態中所說明的第一內部區域S2a與第一鄰接區域S2b,在第二電極402沒有上述實施形態中所說明的第二內部區域S3a與第二鄰接區域S3b,均未形成有通過區域或擴張區域的電極板。
(通訊距離的模擬試驗)
模擬計算實施例1~5、及比較例的LC共振天線1的通訊距離。在模擬計算中,針對實施例1~5、及比較例的LC
共振天線1,算出在相同磁場強度的通訊距離。其中,磁場強度設定為在進行通訊方面被認為是最低限所需的0.0200A/m。此外,通訊距離的基準形成為LC共振天線1的表面。
(通訊距離的模擬試驗的評估)
將通訊距離的模擬試驗的結果顯示於圖13。其中,在圖13中,在實施例1~5的LC共振天線1的試驗的結果(通訊距離)標註符號「P1~P5」,在比較例的LC共振天線1的試驗的結果(通訊距離)標註符號「P6」。
如圖13所示,若將比較例的LC共振天線1的通訊距離P6、與實施例1~5的LC共振天線1的通訊距離P1~5相比較,可知在構成電容器40的電極板400形成有通過區域及擴張區域者的通訊距離較長。
此外,若將實施例1~5的LC共振天線1的通訊距離P1~P5進行比較,可知隨著開口比率A變大,通訊距離亦會變長,但是在構成為開口比率A成為66.83%的LC共振天線1、與構成為開口比率A大於66.83%的LC共振天線1之間,通訊距離不會改變。此外,由圖13所示之通訊距離的模擬試驗的結果可知,開口比率以2%以上為佳,更佳為30%以上,以60%以上為最佳。
(因在電容器的電極板設有開口所為之通訊距離的改善性的模擬試驗)
接著,針對關於通訊距離的改善性的模擬試驗,進行說明。
在該試驗中,針對上述實施例2、3及比較例的各個,一邊使前述積層方向中的電感器30與電容器40(具體而言為電容器40的第一電極板401)之間的距離(間隔)改變,一邊藉由將電磁界進行模擬計算而求出通訊距離。關於實施例2、3、及比較例,將求出通訊距離時的電感器30與電容器40的間隔顯示於下表1。
(因在電容器的電極板設有開口所為之通訊距離的改善性的模擬試驗的評估)
如圖14所示,可知在比較例的LC共振天線中,若電感器30與未形成有開口的電容器40的間隔狹窄,由於通訊距離衰減,因此若電感器30與電容器40的間隔狹窄,由電感器30所發生的磁通被電容器40所遮蔽。其中,圖14中的橫軸D1表示電感器30與電容器的第一電極板401的距離。
此外,隨著電感器30與電容器40的間隔狹窄,相對於實施例2、3的LC共振天線的通訊距離,比較例的LC共振天線的通訊距離大幅衰減,因此若電容器40位於由電感器30所發生的磁通所通過的範圍內時,藉由在電容器40形成開口,可知該磁通流通變佳,此外,電
感器30與電容器40的間隔愈窄,因形成開口所致之磁通流通的改善效果愈高。
接著,若電感器30與電容器40的間隔狹窄,由於相較於實施例2的LC共振天線的通訊距離,實施例3的LC共振天線的通訊距離較為衰減,因此可知藉由開口比率A變高,磁通流通的改善效果會提高。
3:電感器層
30:電感器
31:電感器形成層
300:外周連接端部
301:內周連接端部
302:外周線部
303:中間線部
304:內周線部
305:內側接點部
310:電感器形成面
402:第二電極板
S1:非形成區域
S3a:第二內部區域
S3b:第二鄰接區域
Claims (5)
- 一種LC共振天線,其具備有:設有線圈狀之電感器的電感器層;及設有電容器而且積層在該電感器層的電容器層,前述電容器具有複數個電極板,前述複數個電極板在前述電感器層與前述電容器層的積層方向與前述電感器排列,且在與該積層方向呈正交的面方向擴展,前述電感器形成為線圈中心的軸線方向與前述積層方向一致或大致一致,在前述複數個電極板形成有磁通可通過的通過區域,前述通過區域是在前述積層方向上與被前述電感器包圍的內側區域相對應的位置上以前述積層方向貫穿。
- 如請求項1之LC共振天線,其中在前述複數個電極板中包含有比被前述電感器包圍的內側區域更大的電極板。
- 如請求項1之LC共振天線,其中在前述電容層中設有一個前述電容器,前述複數個電極板是一對電極板。
- 如請求項2之LC共振天線,其中在前述電容層中設有一個前述電容器,前述複數個電極板是一對電極板。
- 如請求項1至4中任一項之LC共振天線,其中在前述複數個電極板形成有磁通可通過且與前述通過區域呈連續的擴張區域, 該擴張區域形成為由前述通過區域延伸至前述面方向中的前述電極板的外周端。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017-212896 | 2017-11-02 | ||
JP2017212896A JP6473210B1 (ja) | 2017-11-02 | 2017-11-02 | Lc共振アンテナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201924139A TW201924139A (zh) | 2019-06-16 |
TWI791061B true TWI791061B (zh) | 2023-02-01 |
Family
ID=65443119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW107138997A TWI791061B (zh) | 2017-11-02 | 2018-11-02 | Lc共振天線 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11258160B2 (zh) |
EP (1) | EP3694051A4 (zh) |
JP (1) | JP6473210B1 (zh) |
CN (1) | CN111279551B (zh) |
TW (1) | TWI791061B (zh) |
WO (1) | WO2019088253A1 (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090009007A1 (en) * | 2006-04-26 | 2009-01-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Product including power supply circuit board |
CN104025463A (zh) * | 2012-02-01 | 2014-09-03 | 株式会社村田制作所 | 天线装置及无线通信装置 |
CN204721322U (zh) * | 2013-01-22 | 2015-10-21 | 株式会社村田制作所 | Lc复合元器件 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06333741A (ja) * | 1993-05-27 | 1994-12-02 | Yunibeele:Kk | 共鳴素子 |
JPH1131913A (ja) * | 1997-05-15 | 1999-02-02 | Murata Mfg Co Ltd | チップアンテナ及びそれを用いた移動体通信機 |
JP4034676B2 (ja) | 2003-03-20 | 2008-01-16 | 日立マクセル株式会社 | 非接触通信式情報担体 |
JP2006319223A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Murata Mfg Co Ltd | 積層コイル |
CN101901955B (zh) * | 2006-01-19 | 2014-11-26 | 株式会社村田制作所 | 供电电路 |
CN101351924A (zh) * | 2006-01-19 | 2009-01-21 | 株式会社村田制作所 | 无线ic器件以及无线ic器件用零件 |
US7519328B2 (en) | 2006-01-19 | 2009-04-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Wireless IC device and component for wireless IC device |
JP2008016877A (ja) | 2006-06-30 | 2008-01-24 | Toshiba Corp | デジタル放送受信機及び入力切替方法 |
CN102780084B (zh) * | 2006-04-14 | 2016-03-02 | 株式会社村田制作所 | 天线 |
TWI338448B (en) * | 2006-06-28 | 2011-03-01 | Richwave Technology Corp | Lc resonant circuit |
TW200908430A (en) * | 2007-05-18 | 2009-02-16 | Murata Manufacturing Co | Stacked bandpass filter |
JP2009200748A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Fujikura Ltd | コイルアンテナ装置、非接触式電子カード及び携帯通信機器 |
JP2010056998A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Sony Corp | 通信装置、製造装置および方法 |
WO2010087429A1 (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | 株式会社村田製作所 | アンテナ及び無線icデバイス |
JP5652470B2 (ja) * | 2010-03-03 | 2015-01-14 | 株式会社村田製作所 | 無線通信モジュール及び無線通信デバイス |
JP2011193245A (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Murata Mfg Co Ltd | アンテナ装置、無線通信デバイス及び無線通信端末 |
JP5737413B2 (ja) * | 2011-09-20 | 2015-06-17 | 株式会社村田製作所 | 通信端末装置 |
JP6172137B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2017-08-02 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置 |
JP6380321B2 (ja) * | 2015-09-29 | 2018-08-29 | 株式会社村田製作所 | Lc並列共振器および積層帯域通過フィルタ |
-
2017
- 2017-11-02 JP JP2017212896A patent/JP6473210B1/ja active Active
-
2018
- 2018-11-02 CN CN201880068491.XA patent/CN111279551B/zh active Active
- 2018-11-02 US US16/760,597 patent/US11258160B2/en active Active
- 2018-11-02 WO PCT/JP2018/040843 patent/WO2019088253A1/ja unknown
- 2018-11-02 TW TW107138997A patent/TWI791061B/zh active
- 2018-11-02 EP EP18872238.3A patent/EP3694051A4/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090009007A1 (en) * | 2006-04-26 | 2009-01-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Product including power supply circuit board |
CN104025463A (zh) * | 2012-02-01 | 2014-09-03 | 株式会社村田制作所 | 天线装置及无线通信装置 |
CN204721322U (zh) * | 2013-01-22 | 2015-10-21 | 株式会社村田制作所 | Lc复合元器件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6473210B1 (ja) | 2019-02-20 |
EP3694051A4 (en) | 2020-08-26 |
TW201924139A (zh) | 2019-06-16 |
JP2019087814A (ja) | 2019-06-06 |
WO2019088253A1 (ja) | 2019-05-09 |
CN111279551A (zh) | 2020-06-12 |
US11258160B2 (en) | 2022-02-22 |
EP3694051A1 (en) | 2020-08-12 |
US20210218123A1 (en) | 2021-07-15 |
CN111279551B (zh) | 2022-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10170836B2 (en) | Coil antenna device and antenna module | |
KR101670184B1 (ko) | 적층 전자부품 및 그 제조방법 | |
US6990729B2 (en) | Method for forming an inductor | |
US20080136574A1 (en) | Embedded inductor devices and fabrication methods thereof | |
US11133126B2 (en) | Coil component | |
KR20170032057A (ko) | 적층 전자부품 | |
US9748652B2 (en) | Manufacturing method for a magnetic material core-embedded resin multilayer board | |
JP2007325054A (ja) | アンテナ装置 | |
US20180211765A1 (en) | Thin inductor | |
US20190156977A1 (en) | Coil component | |
US11258155B2 (en) | Multilayer electronic component | |
KR20150089279A (ko) | 칩형 코일 부품 | |
KR20160040446A (ko) | 적층 인덕터 | |
TWI791061B (zh) | Lc共振天線 | |
TWI779126B (zh) | Lc共振天線 | |
WO2015166835A1 (ja) | アンテナ装置および通信端末装置 | |
JP5617614B2 (ja) | コイル内蔵基板 | |
US11056758B2 (en) | Directional coupler and radio-frequency module | |
JP2019024186A (ja) | Rfidタグおよびそれを備えた物品 | |
JP2004071962A (ja) | 積層インダクタ | |
KR101942721B1 (ko) | 칩 인덕터 및 그 제조방법 |