WO2016006508A1 - プリント配線板、アンテナ及びワイヤレス給電装置 - Google Patents

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正彦 高地
哲也 下村
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住友電工プリントサーキット株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a printed wiring board, an antenna, and a wireless power feeding device.
  • a wireless (non-contact type) power feeding device using an electromagnetic induction phenomenon is known.
  • a power receiving antenna (secondary coil) is disposed at a position facing the power feeding antenna (primary coil), and a current is supplied to the power receiving antenna by a magnetic flux generated by passing a current through the power feeding antenna. Is generated.
  • Such an antenna is becoming popular as a charging device for portable devices (see, for example, Patent Document 1).
  • Such antennas for portable devices are required to be able to realize small and efficient power transmission.
  • the thickness of the coil must be increased in order to improve the inductance per unit area, and thus there is a limit to the miniaturization of the antenna.
  • the number of turns of the coil is simply increased, the potential difference between one end and the other end of the coil increases, and a non-uniform magnetic field is generated, resulting in a decrease in the efficiency of electrical transmission and reception.
  • a similar problem may occur in a transformer (transformer) using a conventional coil of enameled wire.
  • the present invention has been made based on the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a printed wiring board, an antenna, and a wireless power feeding device that are small and can efficiently transfer electricity.
  • a printed wiring board which has been made to solve the above problems, is a printed wiring comprising alternately one or more insulating layers mainly composed of a synthetic resin and a plurality of conductive layers having a circuit pattern.
  • a plurality of circuit patterns of the plurality of conductive layers are configured to form a spiral pattern in plan view, and the plurality of circuit patterns form a single closed loop and the spiral pattern
  • the plurality of through holes are connected so that the direction of the entire current is counterclockwise or clockwise.
  • an antenna according to one embodiment of the present invention made to solve the above-described problem is an antenna including the above printed wiring board.
  • a wireless power feeding apparatus made to solve the above-described problem is a wireless power feeding apparatus that includes a power feeder and a power receiver, and the power feeder and the power receiver have the antenna.
  • the printed wiring board, antenna, and wireless power feeding device of the present invention are small and can efficiently transfer electricity.
  • FIG. 1 is a schematic exploded perspective view showing a printed wiring board according to an aspect of the present invention.
  • FIG. 2A is a schematic plan view of the printed wiring board of FIG.
  • FIG. 2B is a partially enlarged view of FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a schematic partial sectional view taken along line AA in FIG. 2A.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing a printed wiring board according to a mode different from FIG. 2A.
  • a printed wiring board is a printed wiring board that includes alternately one or more insulating layers mainly composed of a synthetic resin and a plurality of conductive layers having a circuit pattern, and the plurality of conductive layers.
  • the circuit patterns of the layer are configured to form a spiral pattern in plan view, and the circuit patterns form a single closed loop and the current direction of the entire spiral pattern is counterclockwise. Alternatively, they are connected by a plurality of through holes so as to be clockwise.
  • the printed wiring board includes a plurality of conductive layers having circuit patterns alternately stacked on one or a plurality of insulating layers, and one coil (swirl pattern circuit) for transferring electricity is constituted by the circuit pattern.
  • the printed wiring board can increase the number of turns of the coil and adjust the inductance while suppressing an increase in the area and thickness of the coil, and thus can be reduced in size while increasing the coupling coefficient.
  • the printed wiring board includes a plurality of circuit patterns that form a coil straddling a plurality of conductive layers, and a plurality of circuit patterns of each conductive layer are alternately connected by through-holes. The potential difference between the layers (the potential difference in the axial direction of the coil) is reduced. As a result, the printed wiring board can suppress the variation in the magnetic field and improve the electricity transfer efficiency.
  • a pair of conductive layers may be stacked on both sides of the insulating layer.
  • laminating a pair of conductive layers on both sides of a single insulating layer it is possible to form a coil that can transfer electricity efficiently and reliably at low cost with ease and reliability.
  • the spiral pattern may include a plurality of multi-row circuits and bridge circuits arranged in a multi-row manner.
  • the multi-row circuit is formed in a first multi-row circuit formed in a conductive layer on one side of the insulating layer and a conductive layer on the other side of the insulating layer, and the first multi-row circuit A second multi-row circuit adjacent to the circuit is provided, and the bridging circuit connects an end of the first multi-row circuit and an end of the second multi-row circuit.
  • the length of the plurality of multi-row circuits is preferably less than one turn of the spiral pattern.
  • any one point of the circuit pattern of the conductive layer on one side of the insulating layer and the circuit pattern of the conductive layer on the other side of the insulating layer are 1
  • the difference in voltage from the point closest to the point may be 50% or less of the voltage drop amount of the entire spiral pattern.
  • a part of the plurality of circuit patterns of the plurality of conductive layers overlap in plan view in 70% or more of the total length of the spiral pattern. In this way, by overlapping a part of the plurality of circuit patterns in plan view, it is possible to further promote the downsizing of the coil and the improvement of the efficiency of transferring electricity.
  • the one or more insulating layers may be flexible.
  • flexibility to the insulating layer, it becomes possible to arrange the coil in a curved surface shape, and it becomes easy to mount on a wearable terminal or the like.
  • the antenna according to another embodiment of the present invention is an antenna including the printed wiring board.
  • the antenna includes the printed wiring board, it can be miniaturized and can efficiently transfer and receive electricity.
  • another aspect of the present invention is a wireless power feeder that includes a power feeder and a power receiver, and the power feeder and the power receiver have the antenna.
  • the wireless power feeder includes a power feeder and a power receiver each having the antenna, the wireless power feeder can be miniaturized and remarkably excellent in power transfer efficiency.
  • the “main component” is a component having the highest content, for example, a component occupying 50% by mass or more in the material.
  • the term “spiral shape” is not limited to a strict spiral shape, and a plurality of arcs or a part of a plurality of polygons are arranged in multiple rows, and one end and an inner side of an outer arc or a part of a polygon are arranged. It is a concept including a shape in which one end of a part of an arc or a polygon is connected by a straight line or a curve. “Single closed loop” means a single continuous circuit having no branches or breakpoints.
  • the “front and back” in the printed wiring board means a direction in which the first conductive layer lamination side is the front and the opposite side to the first conductive layer lamination side is the printed wiring board thickness direction. It does not mean the front or back of the board in use.
  • the printed wiring board shown in FIGS. 1, 2A, 2B and 3 is a so-called flexible printed wiring board having flexibility, and has a single insulating layer mainly composed of a synthetic resin and a two-layer circuit pattern.
  • a main body part provided alternately with a conductive layer and a jumper part stacked on the main body part are provided.
  • the printed wiring board includes a first insulating layer 1, a first conductive layer 2 stacked on the surface of the first insulating layer 1, and a first layer stacked on the back surface of the first insulating layer 1.
  • Two conductive layers 3 are provided as a main body.
  • the printed wiring board includes a second insulating layer 4 stacked on the back surface of the second conductive layer 3 and a jumper portion including a third conductive layer 5 stacked on the back surface side of the second insulating layer 4.
  • a first cover lay 6 stacked on the surface of the first conductive layer 2 and a second cover lay 7 stacked on the back surface of the third conductive layer 5 are further provided.
  • the display of the first coverlay 6 is omitted in order to make the drawings easier to see.
  • the first insulating layer 1 has flexibility and electrical insulation, and is a layer mainly composed of a synthetic resin for preventing a short circuit due to electrical contact between the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3. is there.
  • the first insulating layer 1 is also a base film (base material) for forming the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3.
  • the material of the first insulating layer 1 is not particularly limited as long as it has flexibility and insulation, but a low dielectric constant synthetic resin film formed in a sheet shape can be adopted.
  • the main component of the synthetic resin film include polyimide, polyethylene terephthalate, liquid crystal polymer, and fluororesin.
  • the lower limit of the average thickness of the first insulating layer 1 is preferably 5 ⁇ m and more preferably 10 ⁇ m. Moreover, as an upper limit of the average thickness of the 1st insulating layer 1, 50 micrometers is preferable and 40 micrometers is more preferable. When the average thickness of the 1st insulating layer 1 is less than the said minimum, there exists a possibility that the insulation strength of the 1st insulating layer 1 may become inadequate. On the other hand, when the average thickness of the first insulating layer 1 exceeds the upper limit, the printed wiring board may be unnecessarily thick.
  • the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3 are layers made of a conductive material, and are laminated in pairs on both surfaces of the first insulating layer 1.
  • the first conductive layer 2 has a first circuit pattern 2a
  • the second conductive layer 3 has a second circuit pattern 3a.
  • the material of the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3 is not particularly limited as long as it has conductivity, but a material having a small electric resistance is preferable.
  • the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3 can be formed of copper, silver, platinum, nickel, or the like.
  • the surfaces of the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3 may be plated with gold, silver, tin, nickel, or the like.
  • the conductive layer may be formed by printing with a paste, ink, or the like containing a metal such as copper, silver, or nickel.
  • the lower limit of the average thickness of the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3 is preferably 0.1 ⁇ m, and more preferably 1 ⁇ m. Moreover, as an upper limit of the average thickness of the 1st conductive layer 2 and the 2nd conductive layer 3, 100 micrometers is preferable and 80 micrometers is more preferable.
  • the average thickness of the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3 is less than the lower limit, the internal resistance may increase and the loss may be excessive, and the first conductive layer 2 and the second conductive layer 2 may not have sufficient strength. 2 There is a possibility that the conductive layer 3 is likely to tear.
  • the average thickness of the 1st conductive layer 2 and the 2nd conductive layer 3 exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the said printed wiring board may become thick unnecessarily and may inhibit flexibility.
  • the first circuit pattern 2a of the first conductive layer 2 and the second circuit pattern 3a of the second conductive layer 3 are configured to form a spiral pattern S in plan view. These circuit patterns 2a and 3a are electrically connected to each other by a plurality of loop forming through holes 8 so as to form a single closed loop and so that the current direction of the entire spiral pattern S is counterclockwise or clockwise. It is connected to the.
  • the spiral pattern S includes a plurality of multi-row circuits arranged in multi-rows, one multi-row circuit of the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3, and the multi-row circuit. And a bridging circuit for connecting the ends of the multi-row circuit of the other conductive layer adjacent to each other.
  • the multi-row circuit is a circuit in which partial circles (arcs) having different radii are concentrically arranged in a multi-row shape.
  • the bridging circuit specifically connects the end of one multi-row circuit and the end of the multi-row circuit adjacent to the multi-row circuit in plan view. In the pattern of FIG.
  • a bridge circuit that is the loop formation through hole 8 itself, a circuit that extends from the end of the multi-row circuit of the first conductive layer 2 and is connected to the loop formation through hole 8, and the loop formation through hole Bridge circuits composed of circuits extending from 8 and connected to the ends of the multi-row circuit of the second conductive layer 3 are alternately formed.
  • the spiral pattern S is arranged between a plurality of concentric arc-shaped first multi-row circuit groups in the first circuit pattern 2a and the multi-row circuits of the first multi-row circuit group in plan view.
  • the multi-row circuits of the first multi-row circuit group and the second multi-row circuit group have bridge circuits connected to both ends except for the outermost and innermost multi-row circuits.
  • the spiral pattern S forms a single closed loop in which a plurality of multi-row circuits are connected in a substantially spiral shape, and the current direction of the entire pattern is counterclockwise or clockwise.
  • a portion extending from the end of the multi-row circuit and connected to the loop forming through hole 8 is formed from the outer periphery of the spiral pattern S toward the inner periphery.
  • crosslinking circuit is not specifically limited, For example, it can be set as the radial direction of the circular arc of a multi-row circuit.
  • the multi-row circuits of the first multi-row circuit group and the second multi-row circuit group overlap in plan view.
  • the circuit patterns of the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3 overlap in plan view in 70% or more of the total length of the spiral pattern S.
  • 80% or more of the full length of the spiral pattern S is preferable, and 90% or more is more preferable.
  • the projection area of the multi-row circuit of the second circuit pattern 3a is included in the projection area of the multi-row circuit of the first circuit pattern 2a, so that the coupling coefficient of the coil can be increased.
  • the 1st conductive layer 2 is the 1st connection terminal connected to one edge part (edge part which is not connected with a bridge circuit) of the outermost periphery multi-row circuit of the 1st circuit pattern 2a.
  • 9 and a second connection terminal 10 electrically connected by a terminal connection through hole 12 and a third intermediate terminal 11c of the third conductive layer 5 described later.
  • the first connection terminal 9 and the second connection terminal 10 constitute a pair of connection terminals of the spiral pattern S.
  • the second conductive layer 3 has a first intermediate terminal 11a connected to one end (an end not connected to the bridging circuit) of the innermost multi-row circuit of the second circuit pattern 3a.
  • the first intermediate terminal 11 a is electrically connected to a second intermediate terminal 11 b of the third conductive layer 5 described later and a terminal connection through hole 12.
  • the lower limit of the average width of the multi-row circuit and the bridge circuit (excluding the loop forming through hole 8) of the first circuit pattern 2a and the second circuit pattern 3a is preferably 0.03 mm, and more preferably 0.2 mm.
  • crosslinking circuit 1.5 mm is preferable and 1.25 mm is more preferable.
  • the printed wiring board may be unnecessarily large.
  • the width of the bridge circuit excluding the multi-row circuit and the loop formation through hole 8 is constant.
  • the average interval (insulation distance) of the multi-row circuit in plan view that is, the average interval of the arc portions (loops) constituting the spiral pattern S is not particularly limited, but for example 0.02 mm or more and 4.5 mm or less. Can do.
  • the number of turns (the number of turns) of the spiral pattern S depends on the intended use of the printed wiring board and the required inductance. It is designed appropriately, for example, 2 or more and 500 or less.
  • the length of the plurality of multi-row circuits is preferably 0.05 turns or more and less than 1 turn of the spiral pattern S.
  • the length of the multi-row circuit is greater than or equal to the above upper limit, the potential difference reducing effect between the conductive layers may be insufficient.
  • the length of the multi-row circuit is less than the above lower limit, the number of through holes increases, which may make it difficult to adjust the inductance and resistance of the spiral pattern S, and the printed wiring board is unnecessarily large. There is a risk.
  • the voltage difference between any one point of the circuit pattern of one conductive layer and the point closest to the one point of the circuit pattern of the other conductive layer is the spiral. It may be 50% or less of the voltage drop amount of the entire pattern.
  • the upper limit of the voltage difference is more preferably 35% of the total voltage drop amount of the spiral pattern S, and more preferably 20%. Further, the range in which the voltage difference is not more than the upper limit is more preferably 80% or more, and further preferably 90% or more of the total length of the spiral pattern. When the voltage difference exceeds the upper limit, the variation in the magnetic field becomes large, and there is a possibility that the improvement of the electricity transfer efficiency of the printed wiring board will be insufficient.
  • the loop formation through hole 8 penetrates the first conductive layer 2, the first insulating layer 1 and the second conductive layer 3, and electrically connects the first circuit pattern 2a and the second circuit pattern 3a.
  • the loop-forming through hole 8 can be formed by forming a through hole in a laminated body in which the above layers are laminated and plating the through hole with a metal such as copper. It can also be formed by injecting silver paste, copper paste or the like into the through-holes and curing by heating.
  • the average diameter of the loop forming through hole 8 is appropriately selected in consideration of processability, conduction characteristics, and the like, and may be, for example, 20 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less.
  • the second insulating layer 4 forms the jumper portion of the spiral pattern S together with the third conductive layer 5 laminated on the back surface thereof.
  • the second insulating layer 4 has flexibility and electrical insulation and is a layer mainly composed of a synthetic resin for preventing a short circuit due to electrical contact between the second conductive layer 3 and the third conductive layer 5. is there.
  • the second insulating layer 4 has an adhesive layer 4a on the surface thereof, and is laminated on the back surfaces of the first insulating layer 1 and the second conductive layer 3 via the adhesive layer 4a.
  • the synthetic resin used for the second insulating layer 4 can be the same as that of the first insulating layer 1, and the average thickness of the second insulating layer 4 can be the same as that of the first conductive layer 2.
  • the material and average thickness of the adhesive layer 4a of the second insulating layer 4 can be the same as those of the adhesive layer 14 of the first cover lay 6 and the second cover lay 7 described later.
  • the third conductive layer 5 is a layer made of a conductive material, and is laminated on the back surface of the second insulating layer 4.
  • the third conductive layer 5 has a connection wiring pattern 5a.
  • the material of the third conductive layer 5 can be the same as that of the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3.
  • the average thickness of the third conductive layer 5 can be the same as that of the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3.
  • the connection wiring pattern 5 a is a linear wiring that connects the first intermediate terminal 11 a of the second conductive layer 3 and the second connection terminal 10 of the first conductive layer 2.
  • the third conductive layer 5 has a second intermediate terminal 11b at one end of the connection wiring pattern 5a at a position overlapping the first intermediate terminal 11a in plan view, and the second end at the other end of the connection wiring pattern 5a.
  • a third intermediate terminal 11c is provided at a position overlapping the connection terminal 10 in plan view.
  • the first intermediate terminal 11a and the second intermediate terminal 11b, and the second connection terminal 10 and the third intermediate terminal 11c are electrically connected through the terminal connection through holes 12, respectively.
  • the terminal connection through hole 12 penetrates each insulating layer and conductive layer as necessary, and electrically connects the intermediate terminals or the connection terminals as described above.
  • the method of forming the terminal connection through hole 12 is the same as that of the loop formation through hole 8.
  • the average diameter of the terminal connection through hole 12 can be the same as that of the loop formation through hole 8.
  • the first cover lay 6 and the second cover lay 7 mainly protect the first conductive layer 2 and the third conductive layer 5 in the printed wiring board.
  • the first cover lay 6 and the second cover lay 7 each have a cover film 13 and an adhesive layer 14.
  • the first cover lay 6 is formed with two openings 15 for allowing access to the first connection terminal 9 and the second connection terminal 10.
  • the cover film 13 has flexibility and insulation.
  • the main component of the cover film 13 include polyimide, epoxy resin, phenol resin, acrylic resin, polyester, thermoplastic polyimide, polyethylene terephthalate, fluororesin, and liquid crystal polymer.
  • polyimide is preferable from the viewpoint of heat resistance, but the cover film 13 preferably includes a high dielectric constant material as a main component.
  • the cover film 13 may contain a resin other than the main component, a weathering agent, an antistatic agent, and the like.
  • the lower limit of the average thickness of the cover film 13 is not particularly limited, but is preferably 3 ⁇ m and more preferably 10 ⁇ m. Moreover, as an upper limit of the average thickness of the cover film 13, although it does not specifically limit, 500 micrometers is preferable and 150 micrometers is more preferable.
  • the average thickness of the cover film 13 is less than the above lower limit, the protection of the first conductive layer 2, the third conductive layer 5 and the like may be insufficient, and the cover film 13 is required to have insulating properties. May have insufficient insulation.
  • the average thickness of the cover film 13 exceeds the above upper limit, the protective effect of the first conductive layer 2 and the third conductive layer 5 may be reduced, and the flexibility of the cover film 13 may be reduced. May be sufficient.
  • Adhesive layer Although it does not specifically limit as an adhesive agent which comprises the contact bonding layer 14, The thing excellent in the softness
  • the adhesive include various resin adhesives such as epoxy resin, polyimide, polyester, phenol resin, polyurethane, acrylic resin, melamine resin, and polyamideimide.
  • the lower limit of the average thickness of the adhesive layer 14 is preferably 5 ⁇ m and more preferably 10 ⁇ m. Moreover, as an upper limit of the average thickness of the contact bonding layer 14, 50 micrometers is preferable and 40 micrometers is more preferable.
  • the average thickness of the adhesive layer 14 is less than the above lower limit, the first conductive layer 2, the first insulating layer 1, the third conductive layer 5, and the second insulating layer 4 of the first cover lay 6 and the second cover lay 7. There is a risk that the adhesive strength to the above will be insufficient.
  • the average thickness of the adhesive layer 14 exceeds the above upper limit, the printed wiring board becomes unnecessarily thick, which may impair flexibility.
  • the printed wiring board can be easily and reliably manufactured by a manufacturing method including, for example, a conductive layer forming step, a first through hole forming step, a jumper portion stacking step, a second through hole forming step, and a cover lay stacking step.
  • a conductive material is laminated on both surfaces of the first insulating layer 1 to form the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3, and a conductive material is laminated on the back surface of the second insulating layer 4.
  • a third conductive layer 5 is formed. Connection of the first circuit pattern 2 a of the first conductive layer 2, the first connection terminal 9 and the second connection terminal 10, the second circuit pattern 3 a and the first intermediate terminal 11 a of the second conductive layer 3, and the third conductive layer 5.
  • the planar shapes of the wiring pattern 5a, the second intermediate terminal 11b, and the third intermediate terminal 11c can be formed by an appropriate method according to the method of laminating the conductive material.
  • each pattern can be formed by masking and etching a metal film laminated on the insulating layer.
  • the metal film may be formed by attaching a metal foil or the like to the insulating layer with an adhesive or the like, or by depositing a metal on the insulating layer.
  • the circuit pattern and the terminal can be formed by a printing technique.
  • a loop forming through hole 8 penetrating the first insulating layer 1, the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3 is formed.
  • the loop formation through hole 8 can be formed by making a through hole in the first insulating layer 1, the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3 and plating the through hole with a metal such as copper. It can also be formed by injecting silver paste, copper paste or the like into the through-holes and heating and curing. Etching, laser processing, punching, or the like can be applied as the through hole forming method. Further, a resin or the like may be filled in the cavity inside the loop forming through hole 8 for reinforcement.
  • the third conductive layer 5 is formed on the back surface of the second conductive layer 3 of the stacked body of the first insulating layer 1, the first conductive layer 2, and the second conductive layer 3 in which the loop formation through hole 8 is formed.
  • the second insulating layer 4 formed on the back surface is laminated via the adhesive layer 4a. At this time, the stacking position is adjusted so that the second intermediate terminal 11b and the first intermediate terminal 11a overlap in plan view, and the third intermediate terminal 11c and the second connection terminal 10 overlap in plan view.
  • the terminal connection through hole 12 that penetrates the first insulating layer 1, the first conductive layer 2 and the second conductive layer 3, and the second insulating layer 4 and the third conductive layer 5 as necessary.
  • the method for forming the terminal connection through hole 12 can be the same as the method for forming the loop formation through hole 8 described above.
  • the first cover lay 6 is stacked on the surface of the first conductive layer 2, and the second cover lay 7 is stacked on the back surface of the third conductive layer 5.
  • the first cover lay 6 and the second cover lay 7 cover the first insulating layer 1 and the first conductive layer 2, and the second insulating layer 4 and the third conductive layer 5 through the adhesive layer 14. It can be formed by sticking the film 13.
  • the printed wiring board includes a plurality of conductive layers 2 and 3 having circuit patterns 2a and 3a alternately stacked on a single first insulating layer 1, and electricity is exchanged by the circuit patterns 2a and 3a. Two coils (a spiral pattern circuit) are formed. As a result, the printed wiring board can increase the number of turns of the coil and adjust the inductance while suppressing an increase in the area and thickness of the coil, and thus can be reduced in size while increasing the coupling coefficient.
  • a plurality of circuit patterns 2a and 3a constituting a coil are formed across a plurality of conductive layers 2 and 3, and between the circuit patterns 2a and 3a of these conductive layers 2 and 3 are formed. By alternately connecting the loop formation through holes 8, the potential difference between the conductive layers (potential difference in the axial direction of the coil) is reduced. As a result, the printed wiring board can suppress the variation in the magnetic field and improve the electricity transfer efficiency.
  • the printed wiring board is formed by laminating a pair of conductive layers 2 and 3 on both sides of a single first insulating layer 1, and forming a plurality of multi-row circuits and bridge circuits on these conductive layers 2 and 3.
  • the spiral pattern S can be efficiently formed with a small number of members, and further miniaturization and efficiency improvement of the coil can be further promoted.
  • An antenna including the printed wiring board can promote downsizing by the above-described action of the printed wiring board and can efficiently transmit and receive electricity. Accordingly, it can be suitably used as a wireless power receiving antenna or a communication antenna for a portable device or the like.
  • the printed wiring board can be used as a transformer in addition to the antenna described above.
  • a wireless power feeding apparatus that includes a power feeder and a power receiver, and the power feeder and the power receiver have the antenna, has high power transfer efficiency because each of the power feeder and the power receiver exhibits high power transfer efficiency.
  • the wireless power feeder can reduce the size of the power feeder and the power receiver.
  • the first circuit pattern of the first conductive layer and the second circuit pattern of the second conductive layer overlap each other in plan view in 70% or more of the total length of the spiral pattern.
  • the first circuit pattern 2a and the second circuit pattern 3a do not have to overlap in plan view.
  • a loop forming through hole 8 is directly connected to one end of a multi-row circuit of one circuit pattern, and the multi-row of another circuit pattern is connected to the other circuit pattern side of the loop forming through hole 8 via a bridge circuit.
  • the spiral pattern of the above embodiment is formed of a plurality of arc-shaped multi-row circuits and the outer diameter is circular
  • the outer shape of the spiral pattern may be polygonal.
  • the plurality of multi-row circuits have a partial shape of a plurality of similar polygons having the same centroid position.
  • a pair of conductive layers having circuit patterns are laminated on both sides of a single insulating layer, and a spiral pattern is formed by the circuit patterns of these conductive layers.
  • Three or more conductive layers may be alternately stacked on three or more insulating layers to form a spiral pattern from three or more circuit patterns.
  • the loop-forming through holes connect the multi-row circuits between the conductive layers in order so that the multi-row circuits of the conductive layers form a closed loop.
  • the through hole connecting the plurality of circuit patterns may be a blind via hole.
  • the printed wiring board may be formed by laminating a plurality of insulating layers in which conductive layers are laminated only on one side.
  • the spiral pattern of the printed wiring board may have a planar shape in which a plurality of multi-row circuits are smoothly continuous without having a bridging circuit.
  • the jumper portion that performs electrical connection between the innermost peripheral terminal of the spiral pattern and the connection terminal outside the spiral pattern includes the insulating layer and the conductive layer as described above. It is not limited to those.
  • the innermost intermediate terminal and the outer connection terminal may be connected by a lead and solder that bypasses the insulating layer.
  • the conductive layer forming the pair of connection terminals of the spiral pattern (the first connection terminal and the second connection terminal in the above embodiment) and the planar position thereof can be arbitrarily selected.
  • the printed wiring board may include a magnetic sheet on the outer surface side of the outermost insulating layer.
  • a magnetic sheet By disposing the magnetic material sheet on the outer surface side of the insulating layer in this manner, it is possible to prevent the magnetic flux generated by the spiral pattern from being interrupted and affecting the surrounding circuits.
  • a magnetic sheet having a relative permeability of 80 or more the inductance per unit area can be increased and further miniaturization can be achieved.
  • this magnetic material sheet for example, a material in which a ferromagnetic material is dispersed in a synthetic resin can be used, and a commercially available material such as a noise suppression sheet can be used.
  • the printed wiring board is not limited to a flexible printed wiring board having flexibility, and may be a rigid printed wiring board.
  • the printed wiring board of the present invention is small and can efficiently transfer electricity, it can be suitably used as a power feeding antenna, a power receiving antenna, or a transformer of a portable device.

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Abstract

　本発明の一態様に係るプリント配線板は、合成樹脂を主成分とする一以上の絶縁層と、回路パターンを有する複数の導電層とを交互に備えるプリント配線板であって、上記複数の導電層の複数の回路パターンが、平面視で渦巻き状パターンを形成するよう構成され、これら複数の回路パターンが、単一の閉ループを構成するようかつ上記渦巻き状パターン全体の電流の向きが反時計回り又は時計回りとなるよう複数のスルーホールで接続されている。好ましくは、絶縁層の両面側に一対の導電層が積層される。また、上記渦巻き状パターンが、多列状に配設される複数の多列回路と、一方の導電層の一の多列回路及びこの多列回路に隣接する他方の導電層の多列回路の端部同士を接続する架橋回路とを有する。

Description

プリント配線板、アンテナ及びワイヤレス給電装置
　本発明は、プリント配線板、アンテナ及びワイヤレス給電装置に関する。
　近年、近距離無線通信（ＮＦＣ：Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）技術を利用したＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムや非接触ＩＣカード等の普及に伴い、コイル回路をアンテナとして使用する装置が広く利用されている。このような装置として、例えば電磁誘導現象を利用したワイヤレス（非接触式）の給電装置が知られている。このワイヤレス給電装置は、給電用アンテナ（一次側コイル）と対向する位置に受電用アンテナ（二次側コイル）を配置し、給電用アンテナに電流を流すことで生じる磁束により受電用アンテナに電流を発生させるものである。このようなアンテナは、携帯機器の充電装置として普及しつつある（例えば特許文献１参照）。
特開平１１－２６６５４５号公報
　このような携帯機器向けのアンテナには、小型で効率的な電力伝送が実現できることが求められる。しかし、従来のエナメル線を用いたコイルでアンテナを形成した場合、単位面積当たりのインダクタンスを向上させるにはコイルの厚さを大きくせざるを得ないため、アンテナの小型化に限度がある。また、コイルの巻き数を単純に増やすと、コイルの一端と他端との電位差が大きくなり、不均一な磁界が発生し電気授受の効率低下を招く。また、同様の課題は従来のエナメル線のコイルを用いたトランス（変圧器）でも生じ得る。
　本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、小型でかつ効率よく電気の授受を行うことができるプリント配線板、アンテナ及びワイヤレス給電装置の提供を目的とする。
　上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るプリント配線板は、合成樹脂を主成分とする一以上の絶縁層と、回路パターンを有する複数の導電層とを交互に備えるプリント配線板であって、上記複数の導電層の複数の回路パターンが、平面視で渦巻き状パターンを形成するよう構成され、これら複数の回路パターンが、単一の閉ループを構成するようかつ上記渦巻き状パターン全体の電流の向きが反時計回り又は時計回りとなるよう複数のスルーホールで接続されている。
　また、上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るアンテナは、上記プリント配線板を備えるアンテナである。
　さらに、上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るワイヤレス給電装置は、給電器と受電器とを備え、この給電器及び受電器が上記アンテナを有するワイヤレス給電装置である。
　本発明のプリント配線板、アンテナ及びワイヤレス給電装置は、小型でかつ効率よく電気の授受を行うことができる。
図１は、本発明の一態様に係るプリント配線板を示す模式的分解斜視図である。 図２Ａは、図１のプリント配線板の模式的平面図である。 図２Ｂは、図２Ａの部分拡大図である。 図３は、図２ＡのＡ－Ａ線での模式的部分断面図である。 図４は、図２Ａとは異なる態様に係るプリント配線板を示す模式的平面図である。
［本発明の実施形態の説明］
　本発明の一態様に係るプリント配線板は、合成樹脂を主成分とする一以上の絶縁層と、回路パターンを有する複数の導電層とを交互に備えるプリント配線板であって、上記複数の導電層の複数の回路パターンが、平面視で渦巻き状パターンを形成するよう構成され、これら複数の回路パターンが、単一の閉ループを構成するようかつ上記渦巻き状パターン全体の電流の向きが反時計回り又は時計回りとなるよう複数のスルーホールで接続されている。
　当該プリント配線板は、１又は複数の絶縁層に交互に積層される回路パターンを有する複数の導電層を備え、この回路パターンにより電気の授受を行う１つのコイル（渦巻き状パターン回路）が構成される。これにより、当該プリント配線板は、コイルの面積や厚みの増加を抑止しつつコイルの巻き数増加及びインダクタンス調整ができるため、結合係数を高めつつ小型化が可能である。また、当該プリント配線板は、コイルを構成する複数の回路パターンが複数の導電層に跨って形成されており、各導電層の複数の回路パターン間を交互にスルーホールで接続することで、導電層間の電位差（コイルの軸方向の電位差）が低減される。その結果、当該プリント配線板は、磁界のバラツキを抑えて電気の授受効率を向上させることができる。
　上記絶縁層の両面側に一対の導電層が積層されるとよい。このように単一の絶縁層の両面側に一対の導電層を積層することで、低コストで容易かつ確実に小型で効率よく電気の授受が可能なコイルを形成することができる。
　上記渦巻き状パターンは、多列状に配設される複数の多列回路と架橋回路とを備えるとよい。上記多列回路は、上記絶縁層の一方の面側の導電層に形成された第１の多列回路と上記絶縁層の他方の面側の導電層に形成され、かつ上記第１の多列回路に隣接する第２の多列回路を有し、上記架橋回路は、第１の多列回路の端部と第２の多列回路の端部とを接続する。このように一対の導電層に複数の多列回路とそれらを接続する架橋回路とを形成することで、渦巻き状パターンを効率よく形成することができ、コイルの小型化と効率向上とをさらに促進することができる。
　上記複数の多列回路の長さとしては、渦巻き状パターンの１ターン未満が好ましい。このように多列回路の長さを上記範囲とすることで、磁界のバラツキをより抑制でき、電気の授受効率をさらに高めることができる。
　上記渦巻き状パターンの全長の７０％以上において、上記絶縁層の一方の面側の導電層の回路パターンの任意の１点と、上記絶縁層の他方の面側の導電層の回路パターンの上記１点に最も近接する点との電圧の差異が上記渦巻き状パターン全体の電圧降下量の５０％以下であるとよい。このように一対の導電層の回路パターン間の電圧降下量を上記上限以下とすることで、磁界のバラツキをより抑制でき、電気の授受効率をさらに高めることができる。
　上記渦巻き状パターンの全長の７０％以上において、上記複数の導電層の複数の回路パターンの一部が平面視で重複しているとよい。このように複数の回路パターンの一部を平面視で重複させることで、コイルの小型化及び電気の授受効率向上をさらに促進することができる。
　上記一以上の絶縁層が可撓性を有するとよい。このように絶縁層に可撓性を持たせることで、曲面状にコイルを配設することが可能となり、ウェアラブル端末等への搭載が容易となる。
　また、別の本発明の一態様に係る当該アンテナは、当該プリント配線板を備えるアンテナである。
　当該アンテナは、当該プリント配線板を備えるため、小型化できると共に効率よく電気の授受を行うことができる。
　さらに、別の本発明の一態様に係るワイヤレス給電装置は、給電器と受電器とを備え、この給電器及び受電器が当該アンテナを有するワイヤレス給電装置である。
　当該ワイヤレス給電装置は、それぞれ当該アンテナを有する給電器と受電器とを備えるため、小型化できると共に、電気の授受効率に著しく優れる。
　なお、「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、例えば材料中５０質量％以上を占める成分を指す。「渦巻き状」とは、厳密な渦巻き形状に限定されず、複数の円弧又は複数の多角形の一部が多列状に配設され、外側の円弧又は多角形の一部の一端と内側の円弧又は多角形の一部の一端とが直線又は曲線で接続された形状も含む概念である。「単一の閉ループ」とは、分岐又は分断点を有しない連続した一つの回路を意味する。
［本発明の実施形態の詳細］
　以下、本発明に係るプリント配線板の一実施形態について図面を参照しつつ詳説する。なお、プリント配線板における「表裏」は、プリント配線板の厚さ方向のうち、第１導電層積層側を表、第１導電層積層側と反対側を裏とする方向を意味し、プリント配線板の使用状態における表裏を意味するものではない。
　図１、図２Ａ，２Ｂ及び図３の当該プリント配線板は、可撓性を有するいわゆるフレキシブルプリント配線板であり、合成樹脂を主成分とする単一の絶縁層と回路パターンを有する２層の導電層とを交互に備える本体部、及びこの本体部に積層されるジャンパー部を備える。具体的には、当該プリント配線板は、第１絶縁層１と、この第１絶縁層１の表面に積層される第１導電層２と、上記第１絶縁層１の裏面に積層される第２導電層３とを本体部として備える。また、当該プリント配線板は、第２導電層３の裏面に積層される第２絶縁層４とこの第２絶縁層４の裏面側に積層される第３導電層５とを備えるジャンパー部、第１導電層２の表面に積層される第１カバーレイ６及び第３導電層５の裏面に積層される第２カバーレイ７をさらに備える。なお、図２Ａ，２Ｂでは図を見やすくするために第１カバーレイ６の表示を省略している。
＜第１絶縁層＞
　第１絶縁層１は、可撓性及び電気絶縁性を有し、第１導電層２と第２導電層３との電気的接触による短絡を防止するための合成樹脂を主成分とする層である。また、第１絶縁層１は第１導電層２及び第２導電層３を形成するためのベースフィルム（基材）でもある。
　第１絶縁層１の材質としては、可撓性及び絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、シート状に形成された低誘電率の合成樹脂フィルムを採用できる。この合成樹脂フィルムの主成分としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー、フッ素樹脂等が挙げられる。
　第１絶縁層１の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。また、第１絶縁層１の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。第１絶縁層１の平均厚さが上記下限未満である場合、第１絶縁層１の絶縁強度が不十分となるおそれがある。一方、第１絶縁層１の平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板が無用に厚くなるおそれがある。
＜第１導電層及び第２導電層＞
　第１導電層２及び第２導電層３は、導電性を有する材料からなる層であり、第１絶縁層１の両面に一対で積層される。第１導電層２は、第１回路パターン２ａを有し、第２導電層３は、第２回路パターン３ａを有する。
　これら第１導電層２及び第２導電層３の材質としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、電気抵抗が小さいものが好ましい。例えば第１導電層２及び第２導電層３は銅、銀、白金、ニッケル等によって形成することができる。また、第１導電層２及び第２導電層３の表面に金、銀、錫、ニッケル等でメッキを行ってもよい。また、銅、銀、ニッケル等の金属を配合したペースト、インキ等で印刷して導電層を形成してもよい。
　第１導電層２及び第２導電層３の平均厚さの下限としては、０．１μｍが好ましく、１μｍがより好ましい。また、第１導電層２及び第２導電層３の平均厚さの上限としては、１００μｍが好ましく、８０μｍがより好ましい。第１導電層２及び第２導電層３の平均厚さが上記下限未満である場合、内部抵抗が大きくなり損失が過大となるおそれがあると共に、強度が不足して第１導電層２及び第２導電層３が断裂しやすくなるおそれがある。また、第１導電層２及び第２導電層３の平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板が無用に厚くなるおそれや、可撓性を阻害するおそれがある。
　上記第１導電層２の第１回路パターン２ａ及び第２導電層３の第２回路パターン３ａは、平面視で渦巻き状パターンＳを形成するよう構成されている。また、これらの回路パターン２ａ，３ａは、単一の閉ループを構成するようかつ上記渦巻き状パターンＳ全体の電流の向きが反時計回り又は時計回りとなるよう複数のループ形成スルーホール８で電気的に接続されている。
　上記渦巻き状パターンＳは、多列状に配設される複数の多列回路と、上記一対の第１導電層２及び第２導電層３のうち一方の一の多列回路及びこの多列回路に隣接する他方の導電層の多列回路の端部同士を接続する架橋回路とを有する。上記多列回路は、具体的には半径の異なる部分円（円弧）状の回路が同心で多列状に配設されたものである。また、上記架橋回路は、具体的には１つの多列回路の端部と平面視でこの多列回路に隣接する多列回路の端部とを接続している。なお、図２Ａのパターンでは、ループ形成スルーホール８自体である架橋回路と、第１導電層２の多列回路の端部から延伸しループ形成スルーホール８に接続する回路及びこのループ形成スルーホール８から延伸し第２導電層３の多列回路の端部に接続する回路からなる架橋回路とが、交互に形成されている。
　さらに具体的に説明すると、渦巻き状パターンＳは、第１回路パターン２ａ内の複数の同心円弧状の第１多列回路群と、平面視で上記第１多列回路群の多列回路間に配設される第２回路パターン３ａ内の複数の同心円弧状の第２多列回路群と、第１回路パターン２ａ又は第２回路パターン３ａの一部で構成され、上記第１多列回路群と第２多列回路群とを接続する複数の架橋回路とを有する。第１多列回路群及び第２多列回路群の多列回路は、最外周及び最内周の多列回路を除いて、両端に架橋回路が接続される。これにより、渦巻き状パターンＳは、複数の多列回路が略渦巻き状に接続された単一の閉ループを構成し、かつパターン全体の電流の向きが反時計回り又は時計回りとなる。また、上記架橋回路のうち、多列回路の端部から延伸してループ形成スルーホール８に接続する部分は、渦巻き状パターンＳの外周から内周に向かって形成される。なお、架橋回路の平面視での架橋方向（多列回路の接続方向）は特に限定されないが、例えば多列回路の円弧の半径方向とすることができる。
　また、上記第１多列回路群及び第２多列回路群の多列回路は平面視で重複している。ここで、渦巻き状パターンＳ全長における架橋回路が占める割合は小さいため、渦巻き状パターンＳの全長の７０％以上において第１導電層２及び第２導電層３の回路パターンが平面視で重複する。なお、第１導電層２及び第２導電層３の回路パターンが平面視で重複する範囲としては、渦巻き状パターンＳの全長の８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。このように第１回路パターン２ａの多列回路の投影領域に第２回路パターン３ａの多列回路の投影領域が含まれるようにすることで、コイルの結合係数を高めることができる。
　また、図１に示すように、第１導電層２は、第１回路パターン２ａの最外周の多列回路の一方の端部（架橋回路と接続されない端部）に接続される第１接続端子９と、後述する第３導電層５の第３中間端子１１ｃと端子接続スルーホール１２によって電気的に接続される第２接続端子１０とを有する。この第１接続端子９及び第２接続端子１０は、渦巻き状パターンＳの一対の接続端子を構成する。また、第２導電層３は、第２回路パターン３ａの最内周の多列回路の一方の端部（架橋回路と接続されない端部）に接続される第１中間端子１１ａを有する。この第１中間端子１１ａは、後述する第３導電層５の第２中間端子１１ｂと端子接続スルーホール１２によって電気的に接続される。
　第１回路パターン２ａ及び第２回路パターン３ａの多列回路及び架橋回路（ループ形成スルーホール８を除く）の平均幅の下限としては、０．０３ｍｍが好ましく、０．２ｍｍがより好ましい。また、多列回路及び架橋回路の平均幅の上限としては、１．５ｍｍが好ましく、１．２５ｍｍがより好ましい。多列回路及び架橋回路の平均幅が上記下限未満である場合、多列回路及び架橋回路の機械的強度が不足し、破断するおそれがある。一方、多列回路及び架橋回路の平均幅が上記上限を超える場合、当該プリント配線板が無用に大きくなるおそれがある。なお、本実施形態においては多列回路及びループ形成スルーホール８を除いた架橋回路の幅は一定とすることが好ましい。
　平面視での多列回路の平均間隔（絶縁距離）、すなわち渦巻きパターンＳを構成する円弧部分（ループ）の平均間隔としては、特に限定されないが、例えば０．０２ｍｍ以上４．５ｍｍ以下とすることができる。
　渦巻きパターンＳ（第１回路パターン２ａの多列回路及び第２回路パターン３ａの多列回路全体）のターン数（巻き数）としては、当該プリント配線板の使用用途や求められるインダクタンス等に応じて適宜設計され、例えば２以上５００以下である。
　上記複数の多列回路の長さとしては、渦巻き状パターンＳの０．０５ターン以上、１ターン未満が好ましい。多列回路の長さが上記上限以上の場合、導電層間の電位差の低減効果が不十分となるおそれがある。逆に、多列回路の長さが上記下限未満の場合、スルーホールの数が増大するため、渦巻き状パターンＳのインダクタンス、抵抗の調整が困難になるおそれや、当該プリント配線板が不要に大きくなるおそれがある。
　上記渦巻き状パターンの全長の７０％以上において、一方の導電層の回路パターンの任意の１点と、他方の導電層の回路パターンの上記１点に最も近接する点との電圧の差異が上記渦巻き状パターン全体の電圧降下量の５０％以下であるとよい。上記電圧の差異の上限としては、渦巻き状パターンＳ全体の電圧降下量の３５％がより好ましく、２０％がさらに好ましい。また、上記電圧の差異が上記上限以下となる範囲としては、上記渦巻き状パターンの全長の８０％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。上記電圧の差異が上記上限を超える場合、磁界のバラツキが大きくなり、当該プリント配線板の電気の授受効率の向上が不十分となるおそれがある。
＜ループ形成スルーホール＞
　ループ形成スルーホール８は、第１導電層２、第１絶縁層１及び第２導電層３を貫通し、第１回路パターン２ａと第２回路パターン３ａとの間を電気的に接続する。このループ形成スルーホール８は、上記各層を積層した積層体に貫通孔を形成し、この貫通孔に銅等の金属メッキをすることで形成できる。また、銀ペースト、銅ペースト等を貫通孔に注入して加熱硬化させることによっても形成できる。ループ形成スルーホール８の平均径は、加工性、導通特性等を考慮して適宜選択されるが、例えば２０μｍ以上２０００μｍ以下とすることができる。
＜第２絶縁層＞
　第２絶縁層４は、その裏面に積層される第３導電層５とで上記渦巻き状パターンＳのジャンパー部を構成する。第２絶縁層４は、可撓性及び電気絶縁性を有し、第２導電層３と第３導電層５との電気的接触による短絡を防止するための合成樹脂を主成分とする層である。
　また、第２絶縁層４は、その表面に接着層４ａを有し、この接着層４ａを介し第１絶縁層１及び第２導電層３の裏面に積層される。
　第２絶縁層４に用いる合成樹脂は、上記第１絶縁層１と同様のものを用いることができ、第２絶縁層４の平均厚さは第１導電層２と同様とすることができる。また、第２絶縁層４の接着層４ａの材質及び平均厚さは、後述する第１カバーレイ６及び第２カバーレイ７の接着層１４と同様とすることができる。
＜第３導電層＞
　第３導電層５は、導電性を有する材料からなる層であり、第２絶縁層４の裏面に積層される。この第３導電層５は、接続配線パターン５ａを有する。
　第３導電層５の材質は、第１導電層２及び第２導電層３と同様のものを用いることができる。また、第３導電層５の平均厚さは第１導電層２及び第２導電層３と同様とすることができる。
　上記接続配線パターン５ａは、第２導電層３の第１中間端子１１ａと第１導電層２の第２接続端子１０とを接続する線状の配線である。また、第３導電層５は、接続配線パターン５ａの一端で上記第１中間端子１１ａと平面視で重複する位置に第２中間端子１１ｂを有し、接続配線パターン５ａの他端で上記第２接続端子１０と平面視で重複する位置に第３中間端子１１ｃを有する。
　第１中間端子１１ａ及び第２中間端子１１ｂ、並びに第２接続端子１０及び第３中間端子１１ｃは、それぞれ端子接続スルーホール１２を介して電気的に接続される。
＜端子接続スルーホール＞
　端子接続スルーホール１２は、各絶縁層及び導電層を必要に応じて貫通し、上述のように中間端子同士又は接続端子同士を電気的に接続する。この端子接続スルーホール１２の形成方法は、上記ループ形成スルーホール８と同様である。また、端子接続スルーホール１２の平均径は、上記ループ形成スルーホール８と同様とすることができる。
＜カバーレイ＞
　第１カバーレイ６及び第２カバーレイ７は、当該プリント配線板において主に第１導電層２及び第３導電層５を保護するものである。これらの第１カバーレイ６及び第２カバーレイ７は、カバーフィルム１３と接着層１４とをそれぞれ有する。また、第１カバーレイ６には、第１接続端子９及び第２接続端子１０にアクセスできるようにするための２つの開口１５が形成されている。
（カバーフィルム）
　カバーフィルム１３は、可撓性及び絶縁性を有する。カバーフィルム１３の主成分としては、例えばポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、熱可塑性ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、フッ素樹脂、液晶ポリマー等が挙げられる。耐熱性の観点からはこれらの中でもポリイミドが好ましいが、カバーフィルム１３は高誘電率材料を主成分とすることが好ましい。また、このカバーフィルム１３は、主成分以外の他の樹脂、耐候剤、帯電防止剤等を含有してもよい。
　カバーフィルム１３の平均厚さの下限としては、特に限定されないが、３μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。また、カバーフィルム１３の平均厚さの上限としては、特に限定されないが、５００μｍが好ましく、１５０μｍがより好ましい。カバーフィルム１３の平均厚さが上記下限未満である場合、第１導電層２、第３導電層５等の保護が不十分となるおそれがあると共に、カバーフィルム１３に絶縁性が求められる場合には絶縁性が不十分となるおそれがある。一方、カバーフィルム１３の平均厚さが上記上限を超える場合、第１導電層２、第３導電層５等の保護効果の上積みが少なくなるおそれがあると共に、カバーフィルム１３の可撓性が不十分となるおそれがある。
（接着層）
　接着層１４を構成する接着剤としては、特に限定されるものではないが、柔軟性や耐熱性に優れたものが好ましい。かかる接着剤としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエステル、フェノール樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミドイミド等の各種の樹脂系接着剤が挙げられる。
　接着層１４の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。また、接着層１４の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。接着層１４の平均厚さが上記下限未満である場合、第１カバーレイ６及び第２カバーレイ７の第１導電層２、第１絶縁層１、第３導電層５、第２絶縁層４等に対する接着強度が不十分となるおそれがある。一方、接着層１４の平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板が無用に厚くなり、可撓性を損なうおそれがある。
＜製造方法＞
　当該プリント配線板は、例えば導電層形成工程、第１スルーホール形成工程、ジャンパー部積層工程、第２スルーホール形成工程及びカバーレイ積層工程を備える製造方法によって容易かつ確実に製造できる。
（導電層形成工程）
　導電層形成工程において、第１絶縁層１の両面に導電材料を積層して第１導電層２及び第２導電層３を形成すると共に、第２絶縁層４の裏面に導電材料を積層して第３導電層５を形成する。第１導電層２の第１回路パターン２ａ、第１接続端子９及び第２接続端子１０、第２導電層３の第２回路パターン３ａ及び第１中間端子１１ａ、並びに第３導電層５の接続配線パターン５ａ、第２中間端子１１ｂ及び第３中間端子１１ｃの平面形状は、導電性材料の積層方法等に応じて適当な方法により形成できる。例えば絶縁層に積層した金属膜にマスキングを施してエッチングすることで、各パターンを形成できる。この金属膜の形成方法は、例えば金属箔等を絶縁層に接着剤等により貼着してもよく、絶縁層に金属を蒸着して形成してもよい。また、各導電層を導電性ペーストで形成する場合には、印刷技術によって上記回路パターンや端子を形成できる。
（第１スルーホール形成工程）
　第１スルーホール形成工程において、第１絶縁層１、第１導電層２及び第２導電層３を貫通するループ形成スルーホール８を形成する。ループ形成スルーホール８は、上記第１絶縁層１、第１導電層２及び第２導電層３に貫通孔を穿設し、この貫通孔に銅等の金属メッキをすることで形成できる。また、貫通孔に銀ペースト、銅ペースト等を注入して加熱硬化させることによっても形成できる。上記貫通孔の穿設方法としては、エッチング加工、レーザー加工、パンチング加工等が適用できる。さらに、補強のため、ループ形成スルーホール８内部の空洞に樹脂等を充填してもよい。
（ジャンパー部積層工程）
　ジャンパー部積層工程において、ループ形成スルーホール８を形成した第１絶縁層１、第１導電層２及び第２導電層３の積層体の第２導電層３の裏面に、第３導電層５を裏面に形成した第２絶縁層４を接着層４ａを介して積層する。このとき、第２中間端子１１ｂと第１中間端子１１ａとが平面視で重複し、第３中間端子１１ｃと第２接続端子１０とが平面視で重複するように積層位置を調節する。
（第２スルーホール形成工程）
　第２スルーホール形成工程において、必要に応じて第１絶縁層１、第１導電層２及び第２導電層３、並びに第２絶縁層４及び第３導電層５を貫通する端子接続スルーホール１２を形成する。この端子接続スルーホール１２の形成方法は、上述のループ形成スルーホール８の形成方法と同様とすることができる。
（カバーレイ積層工程）
　カバーレイ積層工程において、第１導電層２の表面に第１カバーレイ６を積層すると共に、第３導電層５の裏面に第２カバーレイ７を積層する。具体的には、第１カバーレイ６及び第２カバーレイ７は、第１絶縁層１及び第１導電層２、並びに第２絶縁層４及び第３導電層５に接着層１４を介してカバーフィルム１３を貼着することで形成できる。
＜利点＞
　当該プリント配線板は、単一の第１絶縁層１に交互に積層される回路パターン２ａ，３ａを有する複数の導電層２，３を備え、この回路パターン２ａ，３ａにより電気の授受を行う１つのコイル（渦巻き状パターン回路）が構成される。これにより、当該プリント配線板は、コイルの面積や厚みの増加を抑止しつつコイルの巻き数増加及びインダクタンス調整ができるため、結合係数を高めつつ小型化が可能である。また、当該プリント配線板は、コイルを構成する複数の回路パターン２ａ，３ａが複数の導電層２，３に跨って形成されており、これらの導電層２，３の回路パターン２ａ，３ａ間を交互にループ形成スルーホール８で接続することで、導電層間の電位差（コイルの軸方向の電位差）が低減される。その結果、当該プリント配線板は、磁界のバラツキを抑えて電気の授受効率を向上させることができる。
　また、当該プリント配線板は、単一の第１絶縁層１の両面側に一対の導電層２，３を積層し、これらの導電層２，３に複数の多列回路と架橋回路とを形成することで、渦巻き状パターンＳを少ない部材で効率よく形成することができ、コイルの小型化と効率向上とをさらに促進することができる。
＜アンテナ＞
　当該プリント配線板を備えるアンテナは、上述した当該プリント配線板の作用により小型化を促進できると共に効率よく電気の授受を行うことができる。従って、携帯機器等のワイヤレス受電用アンテナや通信用アンテナとして好適に用いることができる。
　なお、当該プリント配線板は、上述のアンテナの他に、トランスとしても使用可能である。
＜ワイヤレス給電装置＞
　給電器と受電器とを備え、この給電器及び受電器が当該アンテナを有するワイヤレス給電装置は、給電器及び受電器それぞれが高い電気の授受効率を発揮するため、電気の授受効率に著しく優れる。また、当該ワイヤレス給電装置は、給電器及び受電器をそれぞれ小型化することができる。
［その他の実施形態］
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　上記実施形態では、第１導電層の第１回路パターンと、第２導電層の第２回路パターンとが上記渦巻き状パターンの全長の７０％以上において平面視で重複する構成としたが、図４に示すプリント配線板のように、第１回路パターン２ａ及び第２回路パターン３ａが平面視で重複しなくてもよい。この場合、例えば一方の回路パターンの多列回路の一端に直接ループ形成スルーホール８を接続し、このループ形成スルーホール８の他の回路パターン側に架橋回路を介して他の回路パターンの多列回路を接続することで、第１回路パターン２ａ及び第２回路パターン３ａにより単一の閉ループを構成することができる。
　また、上記実施形態の渦巻き状パターンは、複数の円弧状の多列回路から形成され、外径が円形状であるものとしたが、渦巻き状パターンの外形は多角形状であってもよい。この場合、複数の多列回路は、重心位置が等しい複数の相似多角形の一部形状となる。
　さらに、上記実施形態では単一の絶縁層の両面側に回路パターンを有する一対の導電層を積層し、これらの導電層の回路パターンで渦巻き状パターンを形成したが、当該プリント配線板は、２層以上の絶縁層に３層以上の導電層を交互に積層し、３以上の回路パターンから渦巻き状パターンを形成してもよい。この場合、ループ形成スルーホールは、各導電層が有する多列回路が閉ループを形成するよう、これらの導電層間の多列回路を順番に接続する。このように２層以上の絶縁層及び３層以上の導電層を用いて渦巻き状パターンを形成することで、磁界のバラツキをより抑えて電気の授受効率向上をさらに促進することができる。なお、複数の回路パターンを接続するスルーホールはブラインドビアホールとしてもよい。
　また、当該プリント配線板は、片面側のみに導電層を積層した複数の絶縁層を積層して形成してもよい。
　さらに、当該プリント配線板の渦巻き状パターンは、架橋回路を有さず、複数の多列回路が滑らかに連続した平面形状であってもよい。
　また、当該プリント配線板において、渦巻き状パターンの最内周の中間端子と、渦巻き状パターン外側の接続端子との電気的接続を行うジャンパー部は、上述のような絶縁層及び導電層を有する構成のものに限定されない。例えば最内周の中間端子と、外側の接続端子とを絶縁層を迂回して接続するリードとハンダとで接続してもよい。なお、渦巻き状パターンの一対の接続端子（上記実施形態では第１接続端子及び第２接続端子）を形成する導電層及びその平面位置は任意に選択することができる。
　さらに、当該プリント配線板は、最外側の絶縁層の外面側に磁性体シートを備えてもよい。このように絶縁層の外面側に磁性体シートを配設することで、渦巻き状パターンが生む磁束を遮断して周囲の回路に影響を与えることを防止できる。特に、比透磁率が８０以上の磁性体シートを用いることで、単位面積当たりのインダクタンスを増加させてさらなる小型化を図ることができる。この磁性体シートとしては、例えば合成樹脂中に強磁性体を分散したものが使用でき、ノイズ抑制シート等の名称で市販されているものが利用可能である。
　また、当該プリント配線板は、可撓性を有するフレキシブルプリント配線板に限定されず、リジッドのプリント配線板であってもよい。
　以上のように、本発明のプリント配線板は、小型でかつ効率よく電気の授受を行うことができるため、携帯機器の給電用アンテナ又は受電用アンテナやトランスとして好適に使用できる。
１　第１絶縁層、２　第１導電層、２ａ　第１回路パターン、３　第２導電層、３ａ　第２回路パターン、４　第２絶縁層、４ａ　接着層、５　第３導電層、５ａ　接続配線パターン、６　第１カバーレイ、７　第２カバーレイ、８　ループ形成スルーホール、９　第１接続端子、１０　第２接続端子、１１ａ　第１中間端子、１１ｂ　第２中間端子、１１ｃ　第３中間端子、１２　端子接続スルーホール、１３　カバーフィルム、１４　接着層、１５　開口

Claims (9)

  1. 　合成樹脂を主成分とする一以上の絶縁層と、
    　回路パターンを有する複数の導電層と
    　を交互に備えるプリント配線板であって、
    　前記複数の導電層の複数の回路パターンが、平面視で渦巻き状パターンを形成するよう構成され、
    　前記複数の回路パターンが、単一の閉ループを構成するようかつ前記渦巻き状パターン全体の電流の向きが反時計回り又は時計回りとなるよう複数のスルーホールで接続されているプリント配線板。
  2. 　前記絶縁層の両面側に一対の導電層が積層される請求項１に記載のプリント配線板。
  3. 　前記渦巻き状パターンは、多列状に配設される複数の多列回路と架橋回路を備え、
    　前記多列回路は、前記絶縁層の一方の面側の導電層に形成された第１の多列回路と前記絶縁層の他方の面側の導電層に形成され、かつ前記第１の多列回路に隣接する第２の多列回路を有し、
    　前記架橋回路は、前記第１の多列回路の端部と前記第２の多列回路の端部とを接続する請求項２に記載のプリント配線板。
  4. 　前記複数の多列回路の長さが渦巻き状パターンの１ターン未満である請求項３に記載のプリント配線板。
  5. 　前記渦巻き状パターンの全長の７０％以上において、前記絶縁層の一方の面側の導電層の回路パターンの任意の１点と、前記絶縁層の他方の面側の導電層の回路パターンの上記１点に最も近接する点との電圧の差異が、前記渦巻き状パターン全体の電圧降下量の５０％以下である請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のプリント配線板。
  6. 　前記渦巻き状パターンの全長の７０％以上において、前記複数の導電層の複数の回路パターンが平面視で重複している請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプリント配線板。
  7. 　前記一以上の絶縁層が可撓性を有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプリント配線板。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプリント配線板を備えるアンテナ。
  9. 　給電器と受電器とを備え、
    　前記給電器及び受電器が請求項８に記載のアンテナを有するワイヤレス給電装置。
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