TWM512263U - 具可調性之晶片型ｎｆｃ天線 - Google Patents

Description

具可調性之晶片型NFC天線

本創作係有關於一種NFC天線，尤指一種可極小化並維持輻射增益特性之晶片型NFC天線。

按，近場通訊(Near Field Communication，NFC)是一種高頻無線通訊技術，其工作頻率為13.56MHz，NFC允許電子設備進行非接觸式點對點數據傳輸，一個具備NFC功能的終端設備如智慧型手機其內部通常包含有一NFC晶片與一NFC天線，其中，習知的NFC天線通常為線圈的型式，請參閱第一圖所示，其係由一軟性電路板(Flexible Print Circuit，FPC)10與一具有磁性的鐵氧體片(ferrite sheet)11所構成，其中，天線的線圈2係繞設於軟性電路板10的一面，該鐵氧體片11則貼設於軟性電路板10的另一面，主要作為磁屏蔽材料之用，又NFC天線係採用近場天線的設計原理，透過電感耦合的方式來實現數據交換。

習用NFC天線雖可實現感應交換數據之功能，但其線圈2係位於同一水平面地繞設於軟性電路板10上，受限於輻射能量的要求，使得線圈2的繞線範圍與面積難以任意縮小，導致天線的微型化空間有限；此外，習用NFC天線無法如同一般電子元件那樣直接焊置在終端設備的電路板上，必須另外安排其容置空間，如此將影響設備在厚度上可優化的程 度，不利於產品薄型化的趨勢，是故，如何針對上述問題加以改進，即為本案創作人欲解決之技術困難點所在。

有鑑於現有的NFC天線，其屬於薄片型的線圈型式，導致體積較大且無法直接焊置在電路板上，造成產品厚度增加，因此本創作之目的在於發展一種可實現極小化並維持輻射增益特性之NFC天線。

為達成以上之目的，本創作係提供一種具可調性之晶片型NFC天線，其包含：一第一非導磁介電板體，其下表面分別設有一第一端電極及一第二端電極：一第二非導磁介電板體，位於該第一非導磁介電板體上方；一線圈板體組件，堆疊設置於該第一非導磁介電板體與第二非導磁介電板體之間，係由數個第三非導磁介電板體與第四非導磁介電板體從上而下依序交互堆疊而成，該第三非導磁介電板體上表面設有一線圈圖案層，該線圈圖案層的圖案為連續的長條狀，且該線圈圖案層所圍繞的區域範圍內設有一第一磁性層，該第四非導磁介電板體上表面設有一與該與第一磁性層的範圍大小相對應的第二磁性層。

藉由上述結構，本創作可大幅縮小天線的體積與空間佔用，同時也可透過表面黏著技術直接焊置在電子裝置之電路板上，且該第二非導磁介電板體可保護線圈圖案層同時不會遮蔽或衰減天線的輻射效果，進而使本創作可達到極小化及提高產品壽命與保持良好增益特性之功效。

〔習用〕

10‧‧‧軟性電路板

11‧‧‧鐵氧體片

2‧‧‧線圈

〔本創作〕

3‧‧‧第一非導磁介電板體

31‧‧‧起始貫孔

32‧‧‧結尾貫孔

33‧‧‧第一端電極

34‧‧‧第二端電極

4‧‧‧第二非導磁介電板體

5‧‧‧線圈板體組件

51‧‧‧第三非導磁介電板體

511‧‧‧第一貫孔

512‧‧‧第二貫孔

52‧‧‧第四非導磁介電板體

53‧‧‧線圈圖案層

531‧‧‧頭端

532‧‧‧尾端

54‧‧‧第一磁性層

55‧‧‧第二磁性層

6‧‧‧電路板

7‧‧‧NFC晶片

第一圖係習用NFC天線之結構示意圖。

第二圖係本創作之分解示意圖。

第三圖係本創作之組合示意圖。

第四圖係本創作各線圈圖案層之連接關係的剖視示意圖。

第五圖係本創作可直接焊置於電路板之示意圖。

請參閱第二圖、第三圖所示，本創作係提供一種具可調性之晶片型NFC天線，其包含：一第一非導磁介電板體3，該第一非導磁介電板體3具體可為由不導磁的陶瓷鐵氧體材料所製成的板體，該第一非導磁介電板體3分別設有一起始貫孔(via)31與一結尾貫孔32，又該第一非導磁介電板體3下表面與該起始貫孔31及結尾貫孔32相對應的位置分別設有一第一端電極33及一第二端電極34，該第一端電極33與第二端電極34可為端銀層；一第二非導磁介電板體4，該第二非導磁介電板體4係位於該第一非導磁介電板體3上方，該第二非導磁介電板體4的材質可與第一非導磁介電板體3的材質相同；一線圈板體組件5，該線圈板體組件5係堆疊設置於該第一非導磁介電板體3與第二非導磁介電板體4之間，該線圈板體組件5係由數個第三非導磁介電板體51與第四非導磁介電板體52從上而下依序交互堆疊而成，其中，該第三非導磁介電板體51上表面設有一線圈圖案層53(通常係為由銀膠印刷而成的線路圖案)，該線圈圖案層53的圖案為連續的長條狀，且該線圈圖案層53所圍繞的區域範圍內設有一第一磁性層54，該第四非導磁介電板體52上表面設有一與該與第一磁性層的範圍大小相對應的 第二磁性層55，又該第三非導磁介電板體51與第四非導磁介電板體52的數量可依需求增減變化，以達到調整天線輻射能量或磁感應量的效果，惟所述線圈板體組件5中，位於最上層及最下層的介電板體係限定為第三非導磁介電板體51，且任意兩個相鄰的第三非導磁介電板體51之間係插置有該第四非導磁介電板體52；此外，各該第三非導磁介電板體51與各該第四非導磁介電板體52均分別設有一第一貫孔511與一第二貫孔512，其中，請再配合參閱第四圖所示，位於最上層的線圈圖案層53的頭端531係依序通過各該第一貫孔511、起始貫孔31而與第一端電極33電性連接，而任意相鄰的兩層線圈圖案層53中，上層的線圈圖案層53的尾端532係透過第二貫孔512而與下層的線圈圖案層53的頭端531電性連接，又，位於最下層的線圈圖案層53的尾端532則依序痛過第二貫孔512、結尾貫孔32而與第二端電極34電性連接，如此，該線圈板體組件5內的所有線圈圖案層53即可形成一完整的線圈，而各磁性層則相當於鐵芯(core)，用以加強磁耦合效果，具體而言，本創作係以類似積層式晶片電感(Multi Layer Chip Inductor)的製程工藝來實現的；另外，值得注意的是，位於不同的第三非導磁介電板體51上的線圈圖案層53，其線路圖案可以是不同的，例如本實施例即揭示了三種不同線路圖案的線圈圖案層53並由上而下依序堆疊，在本實施例的設計中，若需要增加第三非導磁介電板體51與第四非導磁介電板體52的數量時(即增加線圈數量或繞線匝數)，只需再依序交錯堆疊最後兩種線路圖案的第三非導磁介電板體51即可，惟本創作實際上對於線圈圖案層53可採用 的線路圖案之種類數量與線路軌跡形狀並不加以限定；請再參閱第二圖與第四圖所示，藉由各第三非導磁介電板體51其線圈圖案層53係堆疊設置且其圖案為連續的長條狀，又該第一非導磁介電板體3下表面設有第一端電極33及第二端電極34，而使本創作可實現一種積層晶片型式的NFC天線，從而大幅縮小天線的體積與空間佔用，同時，請再配合參閱第五圖所示，本創作也可透過表面黏著技術(SMT)直接焊置在一具備NFC功能的電子裝置(如智慧型手機)之電路板6上，並直接與一NFC晶片7相耦接，進而使本創作可達到極小化及縮小電子裝置體積之功效；此外，再藉由該線圈圖案層53為連續的長條狀，故堆疊後所形成的線圈其繞設延伸方向係朝垂直方向(即如第三圖中的Z軸方向)，又透過各磁性層僅設置於線圈圖案層53所圍繞的區域範圍內，且線圈板體組件5上方設有不導磁的第二非導磁介電板體4，亦即，該第二非導磁介電板體4與線圈的繞設延伸方向相互垂直，因此該第二非導磁介電板體4除了具有保護線圈圖案層53的作用，同時也不會遮蔽或衰減天線(線圈)的輻射效果，俾使本創作的天線可同時維持良好的輻射增益特性，進而使本創作可兼具大幅提高產品壽命及保持良好增益特性之功效。

3‧‧‧第一非導磁介電板體

33‧‧‧第一端電極

34‧‧‧第二端電極

4‧‧‧第二非導磁介電板體

5‧‧‧線圈板體組件

53‧‧‧線圈圖案層

Claims (4)

1. 一種具可調性之晶片型NFC天線，其包含：一第一非導磁介電板體，又該第一非導磁介電板體下表面分別設有一第一端電極及一第二端電極；一第二非導磁介電板體，該第二非導磁介電板體位於該第一非導磁介電板體上方；一線圈板體組件，該線圈板體組件係堆疊設置於該第一非導磁介電板體與第二非導磁介電板體之間，該線圈板體組件係由數個第三非導磁介電板體與第四非導磁介電板體從上而下依序交互堆疊而成，該第三非導磁介電板體上表面設有一線圈圖案層，該線圈圖案層的圖案為連續的長條狀，且該線圈圖案層所圍繞的區域範圍內設有一第一磁性層，該第四非導磁介電板體上表面設有一與該與第一磁性層的範圍大小相對應的第二磁性層，惟所述線圈板體組件中，位於最上層及最下層的介電板體係限定為第三非導磁介電板體，且任意兩個相鄰的第三非導磁介電板體之間係插置有該第四非導磁介電板體，又位於最上層的線圈圖案層其頭端透過貫孔與第一端電極電性連接，位於最下層的線圈圖案層其尾端透過貫孔與第二端電極電性連接，而上層的線圈圖案層其尾端則透過貫孔與相鄰下層的線圈圖案層其頭端電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具可調性之晶片型NFC天線，其中該第一端電極與第二端電極為端銀層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具可調性之晶片型NFC天線，其中該第二非導磁介電板體與線圈圖案層所形成的線圈其繞設延伸方向相互垂直。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具可調性之晶片型NFC天線，其中所述各非導磁介電板體為由不導磁的陶瓷鐵氧體材料所製成的板體。