WO2019163675A1 - アンテナ装置及び電子機器 - Google Patents

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WO2019163675A1
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市川 敬一
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention generally relates to an antenna device and an electronic device, and more particularly to an antenna device including a coil conductor and an electronic device including the antenna device.
  • Patent Document 1 discloses a coil for non-contact charging.
  • An object of the present invention is to provide an antenna device and an electronic apparatus that can improve heat dissipation while ensuring the ease of passing a magnetic flux to the opening of a coil conductor.
  • the antenna device performs wireless transmission by magnetic field coupling.
  • the antenna device includes a base material, a coil conductor, and a heat radiating conductor.
  • the coil conductor is provided on the base material and is wound in a spiral shape.
  • the heat radiating conductor is connected to the coil conductor.
  • the heat radiating conductor has a connection end and an open end. The connection end is connected to the coil conductor. The open end is different from the connection end.
  • An electronic device includes an antenna device, a circuit board, and a housing.
  • the antenna device performs wireless transmission by magnetic field coupling.
  • the circuit board has a system circuit for operating the antenna device.
  • the housing accommodates the antenna device and the circuit board.
  • the antenna device includes a base material, a coil conductor, and a heat radiating conductor.
  • the coil conductor is provided on the base material and is wound in a spiral shape.
  • the heat radiating conductor is connected to the coil conductor.
  • the heat radiating conductor has a connection end and an open end. The connection end is connected to the coil conductor. The open end is different from the connection end.
  • heat dissipation can be improved while ensuring the ease of passing the magnetic flux to the opening of the coil conductor.
  • FIG. 1A is a front view of an antenna device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1B is a sectional view taken along line X1-X1 of FIG. 1A in the antenna device same as above.
  • FIG. 2 is a front view of a second coil conductor portion and a heat radiating conductor of the antenna device same as above.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the antenna device.
  • FIG. 4A is a front view of the electronic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 4B is a cross-sectional view taken along line Y1-Y1 of FIG. 4A in the electronic apparatus same as above.
  • 4C is a cross-sectional view taken along line Y2-Y2 of FIG.
  • FIG. 5A is a front view of a second coil conductor portion and a heat radiating conductor of the antenna device according to Modification 1 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5B is a front view of the second coil conductor portion and the heat dissipating conductor of the antenna device according to Modification 2 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5C is a front view of the second coil conductor portion and the heat dissipating conductor of the antenna device according to Modification 3 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6A is a front view of an antenna apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line X2-X2 of FIG. 6A in the antenna device same as above.
  • FIG. 7 is a front view of the second coil conductor portion of the antenna device.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the operation of the antenna device.
  • FIG. 9A is a front view of an antenna apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • 9B is a cross-sectional view taken along line X3-X3 of FIG. 9A in the antenna device same as above.
  • FIG. 10 is a front view of the second coil conductor and the heat dissipating conductor of the antenna device same as above.
  • FIG. 11 is a front view of a second coil conductor portion and a heat radiating conductor of an antenna device according to a modification of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A is a front view of an antenna apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • 12B is a cross-sectional view taken along line X4-X4 of FIG. 12A in the antenna device same as above.
  • 1B is a cross-sectional view taken along line X1-X1, which is a broken line shown in FIG. 1A, the cross-sectional direction of FIG. 1B changes midway.
  • 4B is a cross-sectional view taken along line Y1-Y1, which is a broken line shown in FIG. 4A, the cross-sectional direction of FIG. 4B changes midway.
  • FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line Y2-Y2 that is a broken line shown in FIG. 4A, the cross-sectional direction of FIG. 4C changes midway.
  • 6B is a cross-sectional view taken along line X2-X2, which is a broken line shown in FIG. 6A, the cross-sectional direction of FIG. 6B changes midway.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line X3-X3, which is a broken line shown in FIG. 9A, and therefore the cross-sectional direction of FIG. 9B changes midway.
  • 12B is a cross-sectional view taken along line X4-X4, which is a broken line shown in FIG. 12A, and therefore the cross-sectional direction of FIG. 12B changes midway.
  • the “antenna device” is an antenna device used in a “wireless transmission system”.
  • the “wireless transmission system” is a system that performs wireless transmission by magnetic field coupling with a transmission partner (antenna of an external device).
  • Transmission includes both the transmission and reception of signals and the transmission and reception of power.
  • the “wireless transmission system” includes both the short-range wireless communication system and the wireless power feeding system. Since the antenna device performs wireless transmission by magnetic field coupling, the length of the current path of the antenna device, that is, the line length of the coil conductor described later, is sufficiently smaller than the wavelength ⁇ at the frequency used for wireless transmission, and is ⁇ / 10 or less. It is.
  • the wavelength ⁇ here is an effective wavelength considering the wavelength shortening effect due to the dielectric properties and permeability of the substrate on which the coil conductor is provided. Both ends of the coil conductor are connected to a power feeding circuit, and a substantially uniform current flows through the current path of the antenna device, that is, the coil conductor.
  • NFC Near Field Communication
  • the frequency band used in short-range wireless communication is, for example, the HF band, particularly 13.56 MHz and a frequency band in the vicinity thereof.
  • a wireless power feeding method used for the “antenna device” for example, there is a magnetic field coupling method such as an electromagnetic induction method and a magnetic field resonance method.
  • an electromagnetic induction wireless power supply standard for example, there is a standard “Qi (registered trademark)” established by WPC (Wireless Power Consortium).
  • the frequency band used in the electromagnetic induction method is included, for example, in a range of 110 kHz to 205 kHz and a frequency band in the vicinity of the above range.
  • a magnetic resonance standard wireless power supply standard for example, there is a standard “AirFuel Resonant” formulated by AirFuel (registered trademark) Alliance.
  • a frequency band used in the magnetic field resonance method is, for example, a 6.78 MHz band or a 100 kHz band.
  • Embodiment 1 (1) Overall Configuration of Antenna Device First, the overall configuration of the antenna device according to Embodiment 1 will be described with reference to the drawings.
  • the antenna device 1 includes a base material 2, coil conductors 3, and a plurality (four in the illustrated example) of heat radiation conductors 4.
  • the coil conductor 3 is provided on the base material 2 and is wound in a spiral shape.
  • Each of the plurality of heat dissipating conductors 4 is connected to the coil conductor 3.
  • each heat radiating conductor 4 has a connection end 41 and a plurality (12 in the illustrated example) of open ends 42.
  • the connection end 41 is connected to the coil conductor 3.
  • Each open end 42 is an end different from the connection end 41.
  • the antenna apparatus 1 performs transmission by magnetic field coupling.
  • heat dissipation can be improved while ensuring the ease of passing the magnetic flux to the opening of the coil conductor 3.
  • the antenna device 1 is mounted on an electronic device 7 as shown in FIGS. 4A to 4C.
  • the antenna device 1 includes a base material 2, a coil conductor 3, a plurality (four in the illustrated example) of heat radiation conductors 4, a magnetic body 5, and a heat diffusion member 6. Prepare.
  • the antenna device 1 further includes two connection terminals 11 (see FIG. 2), a first protective layer (not shown), and a second protective layer (not shown).
  • the antenna device 1 is formed in, for example, a square shape in a plan view from the first direction D1.
  • the substrate 2 is formed in a plate shape or a sheet shape from an electrically insulating material such as a resin. Two main surfaces 22 are provided. Examples of the electrical insulating material used for the substrate 2 include polyimide, PET (Poly Ethylene Terephthalate), and liquid crystal polymer (LCP).
  • the base material 2 has a square shape in plan view from the first direction D1. The base material 2 is large enough to provide the coil conductor 3.
  • the coil conductor 3 is provided on the substrate 2 and is wound in a spiral shape.
  • the coil conductor 3 has an opening 34. More specifically, the coil conductor 3 includes a first coil conductor portion 31, a second coil conductor portion 32, and a plurality of via conductors 33. In order to reduce the resistance component of the coil conductor 3, the first coil conductor portion 31 and the second coil conductor portion 32 are electrically connected in parallel, and the first coil conductor portion 31 and the second coil conductor portion 32 are connected. A plurality of via conductors 33 are electrically connected to each other.
  • the first coil conductor portion 31 is provided in a spiral shape around the first axis along the first direction D1 as shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the first coil conductor portion 31 is provided, for example, in a state wound seven times.
  • the 1st coil conductor part 31 is provided in the 1st main surface 21 of the base material 2 with copper or aluminum.
  • the first coil conductor portion 31 is provided on the first main surface 21 of the substrate 2 by forming a copper film or an aluminum film on the first main surface 21 of the substrate 2 by etching or printing.
  • the second coil conductor portion 32 is provided in a spiral shape around the second axis along the first direction D1, as shown in FIGS. 1B and 2.
  • the second coil conductor portion 32 is provided, for example, in a state wound seven times.
  • the second coil conductor portion 32 is made of, for example, copper or aluminum.
  • the second main surface 22 of the substrate 2 (see FIG. 1B. In the first direction D1, the second main surface 22 of the substrate 2 is the first main surface 21. Is closer to the magnetic body 5).
  • a copper film or an aluminum film is formed on the second main surface 22 of the substrate 2 by etching or printing, so that the second coil conductor portion 32 is provided on the second main surface 22 of the substrate 2.
  • the first main surface 21 of the substrate 2 and the second main surface 22 of the substrate 2 are substantially parallel to each other. Further, the first main surface 21 of the base material 2 and the second main surface 22 of the base material 2 face each other, the normal direction of the first main surface 21 of the base material 2 and the second main surface 22 of the base material 2. The normal direction substantially coincides with the first direction D1.
  • the coil conductor portions (the first coil conductor portion 31 and the second coil conductor portion 32) provided in a spiral shape are wound a plurality of times around the winding axis in a spiral shape on one plane.
  • a two-dimensional coil conductor having a shape that is wound a plurality of times in a spiral shape around the winding axis. It may be. 1A and 2 show a two-dimensional coil conductor.
  • the first coil conductor portion 31 is provided at a position farther from the magnetic body 5 than the second coil conductor portion 32 in the first direction D1 (an upper position in FIG. 1B).
  • the second coil conductor portion 32 is provided at a position closer to the magnetic body 5 than the first coil conductor portion 31 (a lower position in FIG. 1B) in the first direction D1. That is, the second coil conductor portion 32 is closer to the magnetic body 5 than the first coil conductor portion 31.
  • the second coil conductor portion 32 is in a position overlapping the first coil conductor portion 31 in plan view from the first direction D1.
  • the second coil conductor portion 32 is formed along the first coil conductor portion 31 in a plan view from the first direction D1.
  • the second coil conductor portion 32 is not formed to intersect the first coil conductor portion 31, but the longitudinal direction of the second coil conductor portion 32 is substantially the same as the longitudinal direction of the first coil conductor portion 31. It is formed to be parallel.
  • the second coil conductor portion 32 overlaps the first coil conductor portion 31, thereby increasing the opening 34 surrounded by the first coil conductor portion 31 and the second coil conductor portion 32. It can suppress that the coil conductor 3 becomes large.
  • the plurality of via conductors 33 are connected in parallel to each other between the first coil conductor portion 31 and the second coil conductor portion 32, and penetrate the base material 2. As shown in FIG. 1A, the plurality of via conductors 33 are provided at different positions in plan view from the first direction D1, and the first coil conductor portion 31 and the second coil conductor portion 32 are electrically connected to each other. Connect. The plurality of via conductors 33 are provided at different positions inside the base material 2.
  • the first coil conductor portion 31 and the second coil conductor portion 32 are electrically connected by a plurality of via conductors 33.
  • the current flows through the via conductor 33 in the first direction D1 (in the direction from the first coil conductor portion 31 toward the second coil conductor portion 32, or from the second coil conductor portion 32 toward the first coil conductor portion 31). Therefore, the resistance component can be reduced as compared with the case where the coil conductor is configured by only the first coil conductor portion 31 or only the second coil conductor portion 32.
  • heat generated in the first coil conductor portion 31 is transmitted from the first coil conductor portion 31 to the second coil conductor portion 32 through the plurality of via conductors 33.
  • connection Terminal As shown in FIG. 2, the two connection terminals 11 are connected to a circuit board 71 (see FIG. 4A) of the electronic device 7 and a coil conductor 3 in order to electrically connect them. It is formed on the material 2 (see FIG. 1A). The two connection terminals 11 are connected to both ends of the coil conductor 3 and are formed so as to be electrically insulated from other than the both ends of the coil conductor 3.
  • a 1st protective layer (not shown) covers the 1st coil conductor part 31 provided in the 1st main surface 21 of substrate 2, and from external force etc.
  • the first coil conductor portion 31 is protected.
  • the first protective layer is formed in a plate shape or a sheet shape from an electrically insulating material such as a resin. In a plan view from the first direction D1, the planar shape of the first protective layer is substantially the same as that of the substrate 2.
  • the 1st protective layer is affixed on the 1st main surface 21 of the base material 2 through the contact bonding layer which is not shown in figure.
  • the second protective layer (not shown) covers the second coil conductor portion 32 provided on the second main surface 22 of the base material 2 and protects the second coil conductor portion 32 from external force or the like. Similar to the first protective layer, the second protective layer is formed in a plate shape or a sheet shape from an electrically insulating material such as a resin. In the plan view from the first direction D1, the planar shape of the second protective layer is substantially the same as that of the substrate 2. The second protective layer is affixed to the second main surface 22 of the substrate 2 via an adhesive layer (not shown).
  • the magnetic body 5 is provided so as to face the second coil conductor portion 32 in the first direction D1.
  • the magnetic body 5 is formed in a square plate shape or a square sheet shape from a ferromagnetic material such as ferrite.
  • the magnetic body 5 has a first main surface 51 and a second main surface 52.
  • the magnetic body 5 has a higher magnetic permeability than the base material 2. Examples of the ferromagnetic material used for the magnetic body 5 include Ni—Zn—Cu ferrite and hexagonal ferrite.
  • the first main surface 51 of the magnetic body 5 and the second main surface 52 of the magnetic body 5 are substantially parallel to each other.
  • the first main surface 51 of the magnetic body 5 and the second main surface 52 of the magnetic body 5 face each other, and the normal direction of the first main surface 51 of the magnetic body 5 and the second main surface 52 of the magnetic body 5
  • the normal direction substantially coincides with the first direction D1.
  • the magnetic body 5 is closer to the second coil conductor portion 32 than the first coil conductor portion 31.
  • the first main surface 51 of the magnetic body 5 faces the second coil conductor portion 32 in the first direction D1
  • the second main surface 52 of the magnetic body 5 faces the heat diffusion member 6 in the first direction D1.
  • Each of the plurality of heat radiation conductors 4 is connected to the coil conductor 3 as shown in FIGS. 1A, 1B, and 2. More specifically, each heat radiating conductor 4 is directly connected to the second coil conductor portion 32 of the coil conductor 3.
  • connection end 41 has a connection end 41 and a plurality (12 in the illustrated example) of open ends 42.
  • the connection end 41 is connected to the coil conductor 3. More specifically, the connection end 41 is directly connected to the second coil conductor portion 32 of the coil conductor 3.
  • the plurality of open ends 42 are different from the connection ends 41. Thereby, heat dissipation can be improved, ensuring the ease of the magnetic flux passing to the opening 34 of the coil conductor 3.
  • connection end refers to an end connected to a conductor
  • open end refers to an end not connected to a conductor.
  • each radiating conductor 4 is connected to the coil conductor 3 at one location of the connection end 41, and each radiating conductor 4 is not provided with a plurality of connection ends 41. Therefore, a loop-shaped current path is not formed by a part of each heat radiating conductor 4 and a part of the coil conductor 3. Thereby, heat dissipation can be improved, ensuring the ease of the magnetic flux passing to the opening 34 of the coil conductor 3.
  • Each heat radiating conductor 4 has a first conductor portion 43 and a plurality (12 in the illustrated example) of second conductor portions 44.
  • the first conductor portion 43 is connected to the connection end 41 and extends from the connection end 41 in a direction crossing the winding direction D2 of the coil conductor 3 in a plan view of the coil conductor 3.
  • Each of the plurality of second conductor portions 44 is connected to the first conductor portion 43 and extends from the first conductor portion 43 along the winding direction D2 of the coil conductor 3 in plan view of the coil conductor 3.
  • the winding direction D ⁇ b> 2 of the coil conductor 3 is the same as the direction along the current path of the coil conductor 3.
  • Each heat-dissipating conductor 4 of Embodiment 1 is located in the opening 34 of the coil conductor 3 in the planar view of the base material 2.
  • each heat radiating conductor 4 is located in the opening of the second coil conductor portion 32 in a plan view from the first direction D1. Further, each heat radiating conductor 4 is located not only in the opening of the second coil conductor portion 32 but also in the opening of the first coil conductor portion 31 in a plan view from the first direction D1.
  • connection end 41 of each heat radiating conductor 4 is a portion where at least one of the plurality of via conductors 33 and the first coil conductor portion 31 or the second coil conductor portion 32 are connected in a plan view from the first direction D1. It exists adjacent (close). In other words, at least one of the plurality of via conductors 33 exists at a portion where the coil conductor 3 and the heat dissipation conductor 4 are connected. Thereby, not only the heat generated in the second coil conductor portion 32 but also the heat generated in the first coil conductor portion 31 can be transmitted to the heat radiating conductor 4.
  • the thermal diffusion member 6 shown in FIGS. 1A and 1B is a member having a higher thermal conductivity than the base material 2.
  • the heat diffusion member 6 is a heat diffusion sheet such as graphite, for example.
  • the heat diffusing member 6 overlaps at least the heat dissipating conductor 4 in plan view of the base material 2. More specifically, the heat diffusing member 6 overlaps the plurality of heat radiating conductors 4 via the magnetic body 5 on the main surface 61 side.
  • the heat diffusion member 6 extends from the opening 34 of the coil conductor 3 to the outside of the outer periphery of the coil conductor 3 across the coil conductor 3 in a plan view of the substrate 2.
  • the heat diffusing member 6 may not extend outward from the outer periphery of the coil conductor 3. In short, it is sufficient that the heat diffusing member 6 overlaps at least the heat radiating conductor 4.
  • the heat generated in the second coil conductor portion 32 of the coil conductor 3 is transmitted to the heat radiating conductor 4 provided on the second main surface 22 of the base member 2, similarly to the second coil conductor portion 32.
  • the heat transmitted to the heat radiating conductor 4 is transmitted from the heat radiating conductor 4 to the magnetic body 5 while being transmitted through the heat radiating conductor 4 toward the center of gravity of the coil conductor 3.
  • the heat transmitted to the magnetic body 5 is transmitted to the heat diffusing member 6 while diffusing in the magnetic body 5.
  • the heat transmitted to the heat diffusing member 6 is diffused in the heat diffusing member 6.
  • the heat generated in the first coil conductor portion 31 of the coil conductor 3 is transmitted to the second coil conductor portion 32 through the plurality of via conductors 33.
  • the heat transmitted to the second coil conductor portion 32 through the plurality of via conductors 33 is transmitted to the heat radiating conductor 4.
  • the heat transmitted to the heat radiating conductor 4 is transmitted from the heat radiating conductor 4 to the magnetic body 5 while being transmitted through the heat radiating conductor 4 toward the center of gravity of the coil conductor 3.
  • the heat transmitted to the magnetic body 5 is transmitted to the heat diffusing member 6 while diffusing in the magnetic body 5.
  • the heat transmitted to the heat diffusing member 6 is diffused in the heat diffusing member 6.
  • the heat generated in the coil conductor 3 can be radiated to the outside by the heat radiating conductor 4.
  • the electronic device 7 includes the antenna device 1, a circuit board 71, and a housing 72, as shown in FIGS. 4A to 4C.
  • the electronic device 7 is, for example, a mobile phone including a smartphone, a wearable device, a wristwatch type terminal, headphones, or a hearing aid.
  • the circuit board 71 has a system circuit for operating the antenna device 1.
  • the housing 72 accommodates the antenna device 1 and the circuit board 71.
  • the casing 72 has a rectangular parallelepiped shape, and has a longitudinal direction D31, a lateral direction D32, and a height direction D33.
  • the electronic device 7 includes a circuit element 73 provided on the circuit board 71, a battery 74 for driving the electronic device 7, and a display device 75 for displaying predetermined information.
  • the antenna device 1 is accommodated in the casing 72 such that the axial direction (first direction D1) of the coil conductor 3 is along the height direction D33, and includes the heat diffusion member 6 as described above.
  • the heat diffusing member 6 overlaps at least the heat radiating conductor 4 in a plan view of the base material 2, and the edge of the housing 72 in the short direction D 32 of the housing 72. It extends to. Thereby, the heat generated in the coil conductor 3 is transmitted to the heat radiating conductor 4. Then, the heat transferred to the heat radiating conductor 4 is transferred from the heat radiating conductor 4 to the heat diffusing member 6 and further transferred to the housing 72.
  • the heat diffusing member 6 is preferably in direct contact with the edge of the housing 72, but the heat diffusing member 6 and the edge of the housing 72 may not be in direct contact. A predetermined gap may be formed between the extended end of the casing 72 and the casing 72.
  • the heat dissipating conductor 4 connected to the coil conductor 3 is provided. Thereby, heat dissipation can be improved, ensuring the ease of the magnetic flux passing to the opening 34 of the coil conductor 3.
  • the heat dissipating conductor 4 includes a first conductor portion 43 extending in a direction intersecting with the winding direction D2 of the coil conductor 3. Thereby, heat can be transferred to a region having a low temperature (a region close to the center of gravity of the coil conductor 3).
  • the heat radiating conductor 4 has the second conductor portion 44 extending along the winding direction D2 of the coil conductor 3.
  • the heat radiating conductor 4 is located in the opening 34 of the coil conductor 3 in a plan view of the base material 2. Thereby, heat dissipation can be improved without changing the area of the whole antenna device 1.
  • a magnetic body 5 at least partially overlapping the coil conductor 3 is provided. Thereby, a desired inductance can be obtained.
  • the magnetic body 5 since the magnetic body 5 is provided, heat can be transmitted from the coil conductor 3 to the magnetic body 5, so that heat dissipation can be improved.
  • a heat diffusing member 6 having a higher thermal conductivity than that of the substrate 2 is provided so as to overlap the heat radiating conductor 4.
  • the heat diffusion member 6 extends from the opening 34 of the coil conductor 3 to the outside of the outermost periphery of the coil conductor 3. Thereby, the heat dissipation in the thermal diffusion member 6 can further be improved.
  • the first coil conductor portion 31 and the second coil conductor portion 32 are connected in parallel by a plurality of via conductors 33. Thereby, the resistance component of the coil conductor 3 can be reduced.
  • At least one of the plurality of via conductors 33 exists in a portion where the coil conductor 3 and the heat radiating conductor 4 are connected. Thereby, the heat conduction from the 1st coil conductor part 31 and the 2nd coil conductor part 32 to the thermal radiation conductor 4 can be improved.
  • the heat diffusion member 6 extends to the edge of the casing 72. Therefore, since heat conduction from the heat diffusing member 6 to the housing
  • casing 72 can be improved, heat dissipation can further be improved.
  • the antenna device 1 includes a plurality (two in the illustrated example) of heat radiation conductors 4A having a shape as illustrated in FIG. 5A instead of the plurality of heat radiation conductors 4 (see FIG. 2). May be.
  • Each heat radiating conductor 4A has a connection end 41A and a plurality of open ends 42A.
  • Each heat radiating conductor 4A includes a first conductor portion 43A and a plurality (12 in the illustrated example) of second conductor portions 44A.
  • 43 A of 1st conductor parts are connected to the connection end 41A, and the winding direction D2 (refer FIG. 1A) of the coil conductor 3 from the connection end 41A is planar view of the coil conductor 3 (2nd coil conductor part 32).
  • Each of the plurality of second conductor portions 44A is connected to the first conductor portion 43A, and the coil conductor 3 is wound from the first conductor portion 43A in a plan view of the coil conductor 3 (second coil conductor portion 32). It extends along the direction D2.
  • the antenna device 1 may include a plurality of (12 in the illustrated example) heat radiation conductors 4B having a shape as illustrated in FIG. 5B instead of the plurality of heat radiation conductors 4.
  • Each heat dissipation conductor 4B has a connection end 41B, an open end 42B, and a first conductor portion 43B.
  • the first conductor portion 43B is connected to the connection end 41B, and in a plan view of the coil conductor 3 (second coil conductor portion 32), the winding direction D2 (see FIG. 1A) of the coil conductor 3 from the connection end 41B. It extends in the intersecting direction.
  • the antenna device 1 may include a heat radiating conductor 4C having a shape shown in FIG. 5C instead of the plurality of heat radiating conductors 4.
  • 4 C of thermal radiation conductors have the connection end 41C, the open end 42C, and the meander-shaped conductor part 45 connected to the connection end 41C.
  • the antenna device 1 may not include the magnetic body 5. That is, the magnetic body 5 is not an essential configuration.
  • the shape of the coil conductor 3 is not limited to a circular shape.
  • the coil conductor 3 may be formed in an elliptical shape in a plan view from the first direction D1, or may be formed in a rectangular shape such as a rectangular shape or a square shape. Alternatively, the coil conductor 3 may be formed in a polygonal shape other than a quadrangle.
  • the coil conductor 3 is not limited to the two-layer structure of the first coil conductor portion 31 and the second coil conductor portion 32, and may have a structure of three or more layers. In short, the coil conductor 3 may include three or more coil conductor portions.
  • the number of loops (number of turns) of the first coil conductor portion 31 is not limited to seven.
  • the 1st coil conductor part 31 may be provided in the state wound 6 times or less, and may be provided in the state wound more than 8 times.
  • the number of loops (number of turns) of the second coil conductor portion 32 is not limited to seven.
  • the second coil conductor portion 32 may be provided in a state of being wound six times or less, or may be provided in a state of being wound eight times or more.
  • the antenna device 1 may include a base material made of, for example, a magnetic material instead of the base material 2 made of an electrically insulating material such as resin. Even when the base material is formed of a magnetic material, the coil conductor 3 is directly formed on the base material of the magnetic material. Moreover, when a base material is formed with the magnetic material, a base material and the magnetic body 5 can be combined. Thereby, the thickness of the antenna device 1 in the first direction D1 can be reduced.
  • the antenna device 1 according to each of the above modifications also has the same effect as the antenna device 1 according to the first embodiment.
  • the antenna device 1a according to the second embodiment is different from the first embodiment in that a plurality (four in the illustrated example) of the heat radiating conductors 4a are connected to the first coil conductor portion 31. This is different from the antenna device 1 according to (see FIGS. 1A and 1B).
  • the same components as those of the antenna device 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the antenna device 1a includes a plurality (four in the illustrated example) of heat dissipation conductors 4a as shown in FIGS. 6A and 6B in place of the plurality of heat dissipation conductors 4.
  • each heat radiating conductor 4 a is provided on the first main surface 21 of the base 2. That is, each heat radiating conductor 4 a is provided adjacent to the first coil conductor portion 31 of the coil conductor 3. Similarly to the heat radiating conductor 4, each heat radiating conductor 4 a includes a connection end 41 a, a plurality (12 in the illustrated example) open ends 42 a, a first conductor portion 43 a, and a plurality (12 in the illustrated example) second conductor. Part 44a.
  • the radiation conductor 4a of Embodiment 2 description is abbreviate
  • the heat generated in the first coil conductor portion 31 of the coil conductor 3 is transmitted to the heat dissipating conductor 4 a provided on the first main surface 21 of the substrate 2, similarly to the first coil conductor portion 31.
  • the heat transmitted to the heat radiating conductor 4 a is radiated to the outside while being transmitted through the heat radiating conductor 4 a toward the center of gravity of the coil conductor 3.
  • the heat generated in the second coil conductor portion 32 of the coil conductor 3 is transmitted to the first coil conductor portion 31 through the plurality of via conductors 33.
  • the heat transmitted to the first coil conductor portion 31 through the plurality of via conductors 33 is transmitted to the heat radiating conductor 4a.
  • the heat transmitted to the heat radiating conductor 4a is radiated to the outside from the heat radiating conductor 4a while being transmitted through the heat radiating conductor 4a toward the center of gravity of the coil conductor 3.
  • the heat generated in the coil conductor 3 can be dissipated to the outside by the heat dissipating conductor 4a.
  • heat dissipation can be improved while ensuring the ease of passing the magnetic flux to the opening 34 of the coil conductor 3.
  • positioned at the 2nd main surface 52 side (back side) of the magnetic body 5 spreads, the parasitic capacitance of a coil can be reduced and the loss by parasitic capacitance can be reduced. Can do.
  • the antenna device 1a may include heat dissipating conductors 4A to 4C as shown in FIGS. 5A to 5C.
  • heat dissipation can be improved while ensuring the ease of passing the magnetic flux to the opening 34 of the coil conductor 3. Further, the parasitic capacitance of the coil can be reduced, and loss due to the parasitic capacitance can be reduced.
  • the antenna device 1b according to the third embodiment is provided with a plurality of (four in the illustrated example) heat dissipating conductors 8 on the outer side of the coil conductor 3. 1 (see FIGS. 1A and 1B).
  • the same components as those of the antenna device 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the antenna device 1b includes a plurality of (four in the illustrated example) heat radiation conductors 8 as shown in FIGS. 9A, 9B and 10 in addition to the plurality of heat radiation conductors 4.
  • Each of the plurality of heat dissipating conductors 8 is located outside the outermost periphery of the coil conductor 3. Each heat radiating conductor 8 is directly connected to the second coil conductor portion 32 of the coil conductor 3.
  • Each radiating conductor 8 has a connection end 81 and a plurality (12 in the illustrated example) of open ends 82.
  • the connection end 81 is connected to the coil conductor 3.
  • the plurality of open ends 82 are different from the connection ends 81.
  • Each heat radiating conductor 8 has a first conductor portion 83 and a plurality (12 in the illustrated example) of second conductor portions 84.
  • the first conductor portion 83 is connected to the connection end 81 and extends in a direction intersecting the winding direction D2 of the coil conductor 3 in a plan view of the coil conductor 3.
  • Each of the plurality of second conductor portions 84 extends from the first conductor portion 83 along the winding direction D2 of the coil conductor 3 in a plan view of the coil conductor 3.
  • the heat dissipating conductor 8 is located outside the outermost periphery of the coil conductor 3. Thereby, since the thermal radiation conductor 8 can be formed using the area larger than the opening 34 of the coil conductor 3, heat dissipation can be improved further.
  • the antenna device 1b is not limited to including both the plurality of heat dissipation conductors 4 and the plurality of heat dissipation conductors 8, but as illustrated in FIG. Only one heat radiation conductor 8 may be provided.
  • the number of heat radiation conductors 8 is not limited to four, but may be three or less, or may be five or more. In short, the antenna device 1b only needs to include at least one heat radiating conductor 8.
  • the radiating conductor 8 has a larger current fluctuation on the coil conductor 3 than the connection terminal 11 with a large potential fluctuation. It is preferable to arrange so as to be close to the connection terminal 11 having a small potential fluctuation. The influence on the circuit due to the parasitic capacitance caused by the heat dissipating conductor 8 and other metal can be reduced.
  • the antenna device 1b may include heat radiation conductors 4A to 4C as shown in FIGS. 5A to 5C instead of the plurality of heat radiation conductors 4.
  • the antenna device 1c according to the fourth embodiment is different from the antenna device 1 according to the first embodiment (see FIGS. 1A and 1B) in that a coil conductor 9 is provided together with the coil conductor 3 as shown in FIGS. 12A and 12B. To do.
  • the same components as those of the antenna device 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the antenna device 1c according to Embodiment 4 includes a coil conductor 9, as shown in FIGS. 12A and 12B.
  • the antenna device 1c further includes two connection terminals 12.
  • the coil conductor 9 is provided outside the outermost periphery of the coil conductor 3, and is used as an antenna for short-range wireless communication. More specifically, the coil conductor 9 is provided on the first main surface 21 of the substrate 2.
  • the two connection terminals 12 are formed on the base material 2 in order to electrically connect the circuit board 71 (see FIG. 4A) of the electronic device 7 and the coil conductor 9 as shown in FIG. 12A.
  • the two connection terminals 12 are connected to both ends of the coil conductor 9 and are formed so as to be electrically insulated from other than the both ends of the coil conductor 9.
  • FIG. 4A the usage example of the antenna device 1c which concerns on Embodiment 4 is used for the electronic device 7 (refer FIG. 4A) similarly to the antenna device 1 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 4A the usage example of the antenna device 1c which concerns on Embodiment 4 is used for the electronic device 7 (refer FIG. 4A) similarly to the antenna device 1 which concerns on Embodiment 1.
  • the heat dissipation can be improved while ensuring the ease of passing the magnetic flux to the opening 34 of the coil conductor 3. Further, the heat dissipating conductor 4 is disposed in the opening 34 of the coil conductor 3, and the heat dissipating conductor 4 is not disposed on the outer peripheral side of the coil conductor 3. Can be reduced.
  • the antenna device 1c as the plurality of coil antennas, for example, there may be antennas of power feeding methods of different standards. Specifically, the antenna device 1c may include both a Qi antenna and an A4WP antenna as a plurality of coil antennas.
  • the antenna device 1c may include the heat radiating conductors 4A to 4C as shown in FIGS. 5A to 5C instead of the plurality of heat radiating conductors 4.
  • the antenna device (1; 1a; 1b; 1c) performs wireless transmission by magnetic field coupling.
  • the antenna device (1; 1a; 1b; 1c) includes a base material (2), a coil conductor (3), and a heat radiating conductor (4; 4A to 4C; 4a; 8).
  • the coil conductor (3) is provided on the base material (2) and is wound in a spiral shape.
  • the heat dissipating conductors (4; 4A to 4C; 4a; 8) are connected to the coil conductor (3).
  • the heat dissipating conductor (4; 4A to 4C; 4a; 8) has a connection end (41; 41A to 41C; 41a; 81) and an open end (42; 42A to 42C; 42a; 82).
  • connection ends (41; 41A to 41C; 41a; 81) are connected to the coil conductor (3).
  • the open ends (42; 42A to 42C; 42a; 82) are different from the connection ends (41; 41A to 41C; 41a; 81).
  • the antenna device (1; 1a; 1b; 1c) according to the first aspect, it is possible to improve heat dissipation while ensuring the ease of passing the magnetic flux to the opening (34) of the coil conductor (3). .
  • the heat dissipating conductor (4; 4A; 4B; 4a; 8) is the first conductor part (43; 43A; 43B). 43a; 83).
  • the first conductor portion (43; 43A; 43B; 43a; 83) is connected to the connection end (41; 41A; 41B; 41a; 81), and in the plan view of the coil conductor (3), the connection end (41 41A; 41B; 41a; 81) extending in a direction intersecting the winding direction (D2) of the coil conductor (3).
  • heat can be transferred to a region having a low temperature (a region close to the center of gravity of the coil conductor (3)).
  • the heat dissipating conductor (4; 4A; 4a; 8) is the second conductor portion (44; 44A; 44a; 84).
  • the second conductor portion (44; 44A; 44a; 84) is connected to the first conductor portion (43; 43A; 43a; 83), and the coil conductor is connected to the first conductor portion (43; 43A; 43a; 83).
  • the coil conductor (3) extends along the winding direction (D2).
  • the heat dissipation area can be increased, so that the heat dissipation can be enhanced in a limited space.
  • the coil conductor (3) has an opening (34).
  • the heat dissipating conductor (4; 4A to 4C; 4a) is located in the opening (34) of the coil conductor (3) in a plan view of the substrate (2).
  • the heat dissipation can be improved without changing the entire area of the antenna device (1; 1a; 1c).
  • the heat dissipating conductor (8) is the outermost part of the coil conductor (3) in plan view of the base material (2). Located outside the outer periphery.
  • the heat dissipating conductor (8) can be formed using a larger area than the opening (34) of the coil conductor (3), the heat dissipation is further improved. be able to.
  • the antenna device (1; 1a; 1b; 1c) according to the sixth aspect further includes a magnetic body (5) in any one of the first to fifth aspects. At least a part of the magnetic body (5) overlaps with the coil conductor (3) in a plan view of the base material (2).
  • a desired inductance can be obtained.
  • heat can be transmitted from the coil conductor (3) to the magnetic body (5), so that heat dissipation can be improved. it can.
  • the antenna device (1) according to the seventh aspect further includes a heat diffusion member (6) in any one of the first to sixth aspects.
  • the heat diffusion member (6) is a member having a higher thermal conductivity than the base material (2).
  • the heat diffusion member (6) overlaps at least the heat dissipating conductor (4; 4A to 4C) in a plan view of the base material (2).
  • the heat transferred to the heat radiating conductor (4; 4A to 4C) can be transferred to the heat diffusing member (6). Can do.
  • the antenna device (1) according to the eighth aspect further includes a magnetic body (5) and a heat diffusion member (6) in the first aspect. At least a part of the magnetic body (5) overlaps with the coil conductor (3) in a plan view of the base material (2).
  • the heat diffusion member (6) is a member having a higher thermal conductivity than the base material (2).
  • the coil conductor (3) has an opening (34).
  • the heat dissipating conductor (4; 4A to 4C) is located in the opening (34) of the coil conductor (3) in plan view of the base material (2).
  • the heat diffusion member (6) extends from the opening (34) to the outer side of the outermost periphery of the coil conductor (3) across the coil conductor (3) in a plan view of the substrate (2).
  • the heat dissipation in the heat diffusion member (6) can be further enhanced.
  • the base material (2) includes a first main surface (21) and It has a 2nd main surface (22).
  • the coil conductor (3) includes a first coil conductor portion (31), a second coil conductor portion (32), and a plurality of via conductors (33).
  • the first coil conductor (31) is provided on the first main surface (21).
  • the second coil conductor (32) is provided on the second main surface (22).
  • the plurality of via conductors (33) connect the first coil conductor portion (31) and the second coil conductor portion (32).
  • the resistance component of the coil conductor (3) can be reduced.
  • At least one of the plurality of via conductors (33) includes the coil conductor (3) and the heat radiating conductor (4; 4A). -4C; 4a; 8) are present at the connecting portion.
  • the heat conduction to 8) can be improved.
  • the antenna device (1; 1a; 1b; 1c) in any one of the first to tenth aspects, is used in a wireless charging system. .
  • the electronic device (7) includes an antenna device (1; 1a; 1b; 1c), a circuit board (71), and a housing (72).
  • the antenna devices (1; 1a; 1b; 1c) perform wireless transmission by magnetic field coupling.
  • the circuit board (71) has a system circuit for operating the antenna devices (1; 1a; 1b; 1c).
  • the housing (72) accommodates the antenna device (1; 1a; 1b; 1c) and the circuit board (71).
  • the antenna device (1; 1a; 1b; 1c) includes a base material (2), a coil conductor (3), and a heat radiating conductor (4; 4A to 4C; 4a; 8).
  • the coil conductor (3) is provided on the base material (2) and is wound in a spiral shape.
  • the heat dissipating conductors (4; 4A to 4C; 4a; 8) are connected to the coil conductor (3).
  • the heat dissipating conductor (4; 4A to 4C; 4a; 8) has a connection end (41; 41A to 41C; 41a; 81) and an open end (42; 42A to 42C; 42a; 82).
  • the connection ends (41; 41A to 41C; 41a; 81) are connected to the coil conductor (3).
  • the open ends (42; 42A to 42C; 42a; 82) are different from the connection ends (41; 41A to 41C; 41a; 81).
  • the electronic device (7) in the antenna device (1; 1a; 1b; 1c), while ensuring the ease of passing the magnetic flux to the opening (34) of the coil conductor (3), Heat dissipation can be improved.
  • the housing (72) has a longitudinal direction and a short direction.
  • the antenna device (1; 1a; 1b; 1c) further includes a heat diffusion member (6).
  • the heat diffusion member (6) is a member having a higher thermal conductivity than the base material (2).
  • at least the heat dissipating conductors (4; 4A to 4C; 4a; 8) are connected to the coil conductor (3) in a plan view of the substrate (2). It overlaps with the heat dissipating conductors (4; 4A to 4C; 4a; 8) and extends to the edge of the casing (72) in the short direction (D32) of the casing (72).
  • heat conduction from the heat diffusing member (6) to the housing (72) can be increased, so that heat dissipation can be further improved.

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Abstract

コイル導体の開口への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高める。アンテナ装置(1)は、磁界結合による通信を行う。アンテナ装置(1)は、基材(2)と、コイル導体(3)と、放熱導体(4)とを備える。コイル導体(3)は、基材(2)に設けられており、スパイラル状に巻回されている。放熱導体(4)は、コイル導体(3)に接続されている。放熱導体(4)は、接続端(41)と、開放端(42)とを有する。接続端(41)は、コイル導体(3)に接続されている。開放端(42)は、接続端(41)とは異なる端である。

Description

アンテナ装置及び電子機器
 本発明は、一般にアンテナ装置及び電子機器に関し、より詳細には、コイル導体を備えるアンテナ装置、及びアンテナ装置を備える電子機器に関する。
 従来、コイル導体を備えるアンテナ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、非接触充電用のコイルが開示されている。
国際公開第2015/147133号
 ところで、アンテナ装置が小型になるにつれてコイル導体の厚さも薄くする必要がある。コイル導体の厚さが薄くなると、コイル導体の放熱性が十分得られなくなる。つまり、コイル導体の表面温度の上昇を抑止しにくくなる。特にコイル導体の中心にあるコイル開口に近い部分の温度上昇を低減させることが要求される。
 しかしながら、特許文献1に記載された従来のアンテナ装置では、十分な放熱性を高めることが難しい。また、放熱性を高めることを目的として、コイル導体の開口内に金属板が設けられると、コイル導体の開口を磁束が通りにくくなり、十分な伝送特性が得られない。
 本発明の目的は、コイル導体の開口への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高めることができるアンテナ装置及び電子機器を提供することにある。
 本発明の一態様に係るアンテナ装置は、磁界結合による無線伝送を行う。前記アンテナ装置は、基材と、コイル導体と、放熱導体とを備える。前記コイル導体は、前記基材に設けられており、スパイラル状に巻回されている。前記放熱導体は、前記コイル導体に接続されている。前記放熱導体は、接続端と、開放端とを有する。前記接続端は、前記コイル導体に接続されている。前記開放端は、前記接続端とは異なる。
 本発明の一態様に係る電子機器は、アンテナ装置と、回路基板と、筐体とを備える。前記アンテナ装置は、磁界結合による無線伝送を行う。前記回路基板は、前記アンテナ装置を動作させるためのシステム回路を有する。前記筐体は、前記アンテナ装置及び前記回路基板を収容する。前記アンテナ装置は、基材と、コイル導体と、放熱導体とを備える。前記コイル導体は、前記基材に設けられており、スパイラル状に巻回されている。前記放熱導体は、前記コイル導体に接続されている。前記放熱導体は、接続端と、開放端とを有する。前記接続端は、前記コイル導体に接続されている。前記開放端は、前記接続端とは異なる。
 本発明の上記態様に係るアンテナ装置及び電子機器によれば、コイル導体の開口への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高めることができる。
図1Aは、本発明の実施形態1に係るアンテナ装置の正面図である。図1Bは、同上のアンテナ装置における図1AのX1-X1線の断面図である。 図2は、同上のアンテナ装置の第2コイル導体部及び放熱導体の正面図である。 図3は、同上のアンテナ装置の動作を説明するための概略図である。 図4Aは、本発明の実施形態1に係る電子機器の正面図である。図4Bは、同上の電子機器における図4AのY1-Y1線の断面図である。図4Cは、同上の電子機器における図4AのY2-Y2線の断面図である。 図5Aは、本発明の実施形態1の変形例1に係るアンテナ装置の第2コイル導体部及び放熱導体の正面図である。図5Bは、本発明の実施形態1の変形例2に係るアンテナ装置の第2コイル導体部及び放熱導体の正面図である。図5Cは、本発明の実施形態1の変形例3に係るアンテナ装置の第2コイル導体部及び放熱導体の正面図である。 図6Aは、本発明の実施形態2に係るアンテナ装置の正面図である。図6Bは、同上のアンテナ装置における図6AのX2-X2線の断面図である。 図7は、同上のアンテナ装置の第2コイル導体部の正面図である。 図8は、同上のアンテナ装置の動作を説明するための概略図である。 図9Aは、本発明の実施形態3に係るアンテナ装置の正面図である。図9Bは、同上のアンテナ装置における図9AのX3-X3線の断面図である。 図10は、同上のアンテナ装置の第2コイル導体部及び放熱導体の正面図である。 図11は、本発明の実施形態3の変形例に係るアンテナ装置の第2コイル導体部及び放熱導体の正面図である。 図12Aは、本発明の実施形態4に係るアンテナ装置の正面図である。図12Bは、同上のアンテナ装置における図12AのX4-X4線の断面図である。
 以下、実施形態1~4に係るアンテナ装置及び電子機器について、図面を参照して説明する。下記の実施形態等において説明する図面は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、図1Bは、図1Aに示されている折れ線であるX1-X1線の断面図であるため、図1Bの断面方向は、途中で変わっている。図4Bは、図4Aに示されている折れ線であるY1-Y1線の断面図であるため、図4Bの断面方向は、途中で変わっている。図4Cは、図4Aに示されている折れ線であるY2-Y2線の断面図であるため、図4Cの断面方向は、途中で変わっている。図6Bは、図6Aに示されている折れ線であるX2-X2線の断面図であるため、図6Bの断面方向は、途中で変わっている。図9Bは、図9Aに示されている折れ線であるX3-X3線の断面図であるため、図9Bの断面方向は、途中で変わっている。図12Bは、図12Aに示されている折れ線であるX4-X4線の断面図であるため、図12Bの断面方向は、途中で変わっている。
 各実施形態に係る「アンテナ装置」は、「無線伝送システム」に用いられるアンテナ装置である。ここで、「無線伝送システム」は、伝送相手(外部機器のアンテナ)と、磁界結合による無線伝送を行うシステムである。「伝送」は、信号の送受信と電力の送受信との両方の意味を含む。また、「無線伝送システム」は、近距離無線通信システムと無線給電システムとの両方の意味を含む。アンテナ装置は磁界結合による無線伝送を行うため、アンテナ装置の電流経路の長さつまり後述のコイル導体の線路長は、無線伝送で使用する周波数における波長λに比べて十分に小さく、λ/10以下である。したがって、無線伝送の使用周波数帯においては電磁波の放射効率は低い。なお、ここでいう波長λは、コイル導体が設けられている基材の誘電性及び透磁性による波長短縮効果を考慮した実効的な波長である。コイル導体の両端は、給電回路に接続され、アンテナ装置の電流経路つまりコイル導体には、ほぼ一様な大きさの電流が流れる。
 また、各実施形態に係る「アンテナ装置」に用いられる近距離無線通信としては、例えばNFC(Near Field Communication)がある。近距離無線通信で使用される周波数帯は、例えばHF帯であり、特に13.56MHz及びその近傍の周波数帯である。
 また、各実施形態に係る「アンテナ装置」に用いられる無線給電の方式としては、例えば、電磁誘導方式及び磁界共鳴方式のような磁界結合方式がある。電磁誘導方式の無線給電規格としては、例えばWPC(Wireless Power Consortium)の策定する規格「Qi(登録商標)」がある。電磁誘導方式で使用される周波数帯は、例えば110kHz以上205kHz以下の範囲及び上記範囲の近傍の周波数帯に含まれている。磁界共鳴方式の無線給電規格としては、例えば、AirFuel(登録商標) Allianceの策定する規格「AirFuel Resonant」がある。磁界共鳴方式で使用される周波数帯は、例えば6.78MHz帯又は100kHz帯である。
 (実施形態1)
 (1)アンテナ装置の全体構成
 まず、実施形態1に係るアンテナ装置の全体構成について、図面を参照して説明する。
 実施形態1に係るアンテナ装置1は、図1A及び図1Bに示すように、基材2と、コイル導体3と、複数(図示例では4つ)の放熱導体4とを備える。コイル導体3は、基材2に設けられており、スパイラル状に巻回されている。複数の放熱導体4の各々は、コイル導体3に接続されている。
 このようなアンテナ装置1において、各放熱導体4は、接続端41と、複数(図示例では12個)の開放端42とを有する。接続端41は、コイル導体3に接続されている。各開放端42は、接続端41とは異なる端である。
 そして、アンテナ装置1は、磁界結合による伝送を行う。
 このようなアンテナ装置1によれば、コイル導体3の開口への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高めることができる。
 アンテナ装置1は、図4A~図4Cに示すように、電子機器7に搭載される。
 (2)アンテナ装置の各構成要素
 次に、実施形態1に係るアンテナ装置1の各構成要素について、図面を参照して説明する。
 アンテナ装置1は、図1A及び図1Bに示すように、基材2と、コイル導体3と、複数(図示例では4つ)の放熱導体4と、磁性体5と、熱拡散部材6とを備える。また、アンテナ装置1は、2つの接続端子11(図2参照)と、第1保護層(図示せず)と、第2保護層(図示せず)とを更に備える。アンテナ装置1は、第1方向D1からの平面視で、例えば正方形状に形成されている。
 (2.1)基材
 基材2は、図1A及び図1Bに示すように、樹脂などの電気絶縁材料により板状又はシート状に形成されており、互いに対向する第1主面21及び第2主面22を有する。基材2に用いられる電気絶縁材料としては、例えば、ポリイミド、PET(Poly Ethylene Terephthalate:ポリエチレンテレフタレート)又は液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer:LCP)がある。基材2は、第1方向D1からの平面視で正方形状である。基材2の大きさは、コイル導体3が設けられるのに十分な大きさである。
 (2.2)コイル導体
 コイル導体3は、図1A、図1B、及び図2に示すように、基材2に設けられており、スパイラル状に巻回されている。コイル導体3は、開口34を有する。より詳細には、コイル導体3は、第1コイル導体部31と、第2コイル導体部32と、複数のビア導体33とを備える。コイル導体3の抵抗成分を低減するために、第1コイル導体部31と第2コイル導体部32とが電気的に並列に接続されており、第1コイル導体部31と第2コイル導体部32とを複数のビア導体33が電気的に接続している。
 第1コイル導体部31は、図1A及び図1Bに示すように、第1方向D1に沿った第1軸の周りにスパイラル状に設けられている。第1コイル導体部31は、例えば7回巻かれた状態に設けられている。第1コイル導体部31は、銅又はアルミニウムなどにより、基材2の第1主面21に設けられている。例えば、エッチング又は印刷により、銅膜又はアルミニウム膜が基材2の第1主面21上に形成されることによって、第1コイル導体部31が基材2の第1主面21に設けられる。
 第2コイル導体部32は、第1コイル導体部31と同様、図1B及び図2に示すように、第1方向D1に沿った第2軸の周りにスパイラル状に設けられている。第2コイル導体部32は、例えば7回巻かれた状態に設けられている。第2コイル導体部32は、銅又はアルミニウムなどにより、基材2の第2主面22(図1B参照。第1方向D1において、基材2の第2主面22は、第1主面21に比べて磁性体5に近い)に設けられている。例えば、エッチング又は印刷により、銅膜又はアルミニウム膜が基材2の第2主面22上に形成されることによって、第2コイル導体部32が基材2の第2主面22に設けられる。なお、基材2の第1主面21及び基材2の第2主面22は互いに略平行である。また、基材2の第1主面21及び基材2の第2主面22は互いに対面し、基材2の第1主面21の法線方向及び基材2の第2主面22の法線方向は第1方向D1と略一致する。
 ここで、スパイラル状に設けられているコイル導体部(第1コイル導体部31、第2コイル導体部32)は、一の平面上において巻回軸の周りに渦巻き状に複数回巻回されているような形状の2次元のコイル導体であってもよいし、あるいは、巻回軸の周りに巻回軸に沿ってらせん状に複数回巻回されているような形状の3次元のコイル導体であってもよい。図1A及び図2は、2次元のコイル導体を示す。
 第1コイル導体部31は、図1Bに示すように、第1方向D1において、第2コイル導体部32よりも磁性体5から遠い位置(図1Bでは上側の位置)に設けられている。一方、第2コイル導体部32は、第1方向D1において、第1コイル導体部31よりも磁性体5に近い位置(図1Bでは下側の位置)に設けられている。つまり、第2コイル導体部32は、第1コイル導体部31に比べて、磁性体5に近接する。
 第2コイル導体部32は、第1方向D1からの平面視で、第1コイル導体部31と重なる位置にある。そして、第2コイル導体部32は、第1方向D1からの平面視で、第1コイル導体部31に沿って形成されている。言い換えると、第2コイル導体部32は、第1コイル導体部31と交差して形成されているのではなく、第2コイル導体部32の長手方向が第1コイル導体部31の長手方向と略平行になるように形成されている。
 上記のように、第2コイル導体部32が第1コイル導体部31と重なっていることにより、第1コイル導体部31及び第2コイル導体部32で囲まれている開口34を大きくしつつ、コイル導体3が大きくなることを抑制することができる。
 複数のビア導体33は、第1コイル導体部31と第2コイル導体部32との間に互いに並列に接続されており、基材2を貫通する。複数のビア導体33は、図1Aに示すように、第1方向D1からの平面視で互いに異なる位置に設けられており、第1コイル導体部31と第2コイル導体部32とを電気的に接続させる。複数のビア導体33は、基材2の内部において互いに異なる位置に設けられている。
 第1コイル導体部31と第2コイル導体部32とは、複数のビア導体33により、電気的に接続されている。これにより、ビア導体33を介して電流が第1方向D1(第1コイル導体部31から第2コイル導体部32に向かう方向、又は、第2コイル導体部32から第1コイル導体部31に向かう方向)に流れることができるため、第1コイル導体部31のみ、あるいは、第2コイル導体部32のみでコイル導体が構成されている場合に比べて、抵抗成分を小さくすることができる。
 さらに、複数のビア導体33を介して、第1コイル導体部31で発生した熱が第1コイル導体部31から第2コイル導体部32へ伝達する。
 (2.3)接続端子
 2つの接続端子11は、図2に示すように、電子機器7の後述の回路基板71(図4A参照)とコイル導体3とを電気的に接続するために、基材2(図1A参照)に形成されている。2つの接続端子11は、コイル導体3の両端に接続されており、コイル導体3の両端以外と電気的に絶縁するように形成されている。
 (2.4)第1保護層及び第2保護層
 第1保護層(図示せず)は、基材2の第1主面21に設けられた第1コイル導体部31を覆い、外力などから第1コイル導体部31を保護する。第1保護層は、樹脂などの電気絶縁材料により板状又はシート状に形成されている。第1方向D1からの平面視において、第1保護層の平面形状は、基材2と略同じ形状である。第1保護層は、図示しない接着層を介して基材2の第1主面21に貼付されている。
 第2保護層(図示せず)は、基材2の第2主面22に設けられた第2コイル導体部32を覆い、外力などから第2コイル導体部32を保護する。第2保護層は、第1保護層と同様、樹脂などの電気絶縁材料により板状又はシート状に形成されている。第1方向D1からの平面視において、第2保護層の平面形状は、基材2と略同じ形状である。第2保護層は、図示しない接着層を介して基材2の第2主面22に貼付されている。
 (2.5)磁性体
 磁性体5では、図1A及び図1Bに示すように、基材2の平面視で、少なくとも一部がコイル導体3と重なる。より詳細には、磁性体5は、第1方向D1において第2コイル導体部32と対向するように設けられている。磁性体5は、フェライトなどの強磁性材料により四角形の板状又は四角形のシート状に形成されている。磁性体5は、第1主面51と、第2主面52とを有する。磁性体5は、基材2よりも高い透磁率を有する。磁性体5に用いられる強磁性材料としては、例えばNi-Zn-Cu系フェライト又は六方晶系フェライトがある。なお、実施形態1においては、磁性体5の第1主面51及び磁性体5の第2主面52は、互いに略平行である。また、磁性体5の第1主面51及び磁性体5の第2主面52は互いに対面し、磁性体5の第1主面51の法線方向及び磁性体5の第2主面52の法線方向は第1方向D1と略一致する。
 磁性体5は、第1コイル導体部31に比べて第2コイル導体部32に近接する。磁性体5の第1主面51は、第1方向D1において第2コイル導体部32と対面し、磁性体5の第2主面52は、第1方向D1において熱拡散部材6と対面する。
 (2.6)放熱導体
 複数の放熱導体4の各々は、図1A、図1B、及び図2に示すように、コイル導体3に接続されている。より詳細には、各放熱導体4は、コイル導体3のうちの第2コイル導体部32に直接接続されている。
 各放熱導体4は、接続端41と、複数(図示例では12個)の開放端42とを有する。接続端41は、コイル導体3に接続されている。より詳細には、接続端41は、コイル導体3のうちの第2コイル導体部32に直接接続されている。複数の開放端42は、接続端41とは異なる端である。これにより、コイル導体3の開口34への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高めることができる。本明細書において、「接続端」は導体に接続されている端を指し、また「開放端」は導体に接続されていない端を指す。
 また、各放熱導体4は、接続端41の1箇所でコイル導体3と接続されており、各放熱導体4では、接続端41は複数設けられていない。したがって、各放熱導体4の一部とコイル導体3の一部による、ループ状の電流経路が形成されない。これにより、コイル導体3の開口34への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高めることができる。
 各放熱導体4は、第1導体部43と、複数(図示例では12本)の第2導体部44とを有する。第1導体部43は、接続端41に接続されており、コイル導体3の平面視で、接続端41からコイル導体3の巻回方向D2と交差する方向に延びている。複数の第2導体部44の各々は、第1導体部43に接続されており、コイル導体3の平面視で、第1導体部43からコイル導体3の巻回方向D2に沿って延びている。ここで、コイル導体3の巻回方向D2は、コイル導体3の電流経路に沿う方向と同じである。
 実施形態1の各放熱導体4は、基材2の平面視で、コイル導体3の開口34内に位置する。実施形態1では、各放熱導体4は、第1方向D1からの平面視において、第2コイル導体部32の開口内に位置する。また、各放熱導体4は、第1方向D1からの平面視において、第2コイル導体部32の開口内に位置するだけでなく、第1コイル導体部31の開口内にも位置する。
 各放熱導体4の接続端41は、第1方向D1からの平面視において、複数のビア導体33のうちの少なくとも1つと第1コイル導体部31又は第2コイル導体部32とが接続する部分に隣接(近接)して存在する。言い換えれば、複数のビア導体33のうち少なくとも1つは、コイル導体3と放熱導体4とが接続する部分に存在する。これにより、第2コイル導体部32で発生した熱だけでなく、第1コイル導体部31で発生した熱も放熱導体4に伝えることができる。すなわち、第1コイル導体部31と第2コイル導体部32とで発生した熱が集中するビア導体33と、放熱導体4の接続端41とを近づけて配置することで、熱を効率的に放熱導体4に伝えることができる。
 (2.7)熱拡散部材
 図1A及び図1Bに示す熱拡散部材6は、基材2よりも熱伝導率の高い部材である。熱拡散部材6は、例えばグラファイトなどの熱拡散シートである。
 熱拡散部材6では、基材2の平面視で、少なくとも放熱導体4と重なる。より詳細には、熱拡散部材6は、主面61側において、磁性体5を介して複数の放熱導体4と重なる。
 熱拡散部材6は、基材2の平面視で、コイル導体3の開口34からコイル導体3を跨いでコイル導体3の外周よりも外側まで延びている。なお、熱拡散部材6は、コイル導体3の外周よりも外側に延びていなくてもよい。要するに、熱拡散部材6は、少なくとも放熱導体4と重なっていればよい。
 (3)アンテナ装置の熱伝導
 次に、アンテナ装置1における熱の伝導について図3を参照して説明する。図3の矢印は、熱の流れの一例を示す。
 まず、コイル導体3の第2コイル導体部32で発生した熱は、第2コイル導体部32と同様に基材2の第2主面22に設けられている放熱導体4へ伝わる。放熱導体4へ伝わった熱は、放熱導体4内をコイル導体3の重心に向かって伝わりつつ、放熱導体4から磁性体5へ伝わる。磁性体5へ伝わった熱は、磁性体5内を拡散しつつ、熱拡散部材6へ伝わる。熱拡散部材6に伝わった熱は、熱拡散部材6内で拡散する。
 一方、コイル導体3の第1コイル導体部31で発生した熱は、複数のビア導体33を介して第2コイル導体部32へ伝わる。複数のビア導体33を介して第2コイル導体部32へ伝わった熱は、放熱導体4へ伝わる。放熱導体4へ伝わった熱は、放熱導体4内をコイル導体3の重心に向かって伝わりつつ、放熱導体4から磁性体5へ伝わる。磁性体5へ伝わった熱は、磁性体5内を拡散しつつ、熱拡散部材6へ伝わる。熱拡散部材6に伝わった熱は、熱拡散部材6内で拡散する。
 これにより、コイル導体3で発生した熱を放熱導体4により外部に放熱させることができる。
 (4)電子機器
 電子機器7は、図4A~図4Cに示すように、アンテナ装置1と、回路基板71と、筐体72とを備える。電子機器7は、例えば、スマートフォンを含む携帯電話、ウェアラブル機器、腕時計型端末、ヘッドフォン又は補聴器である。回路基板71は、アンテナ装置1を動作させるためのシステム回路を有する。筐体72は、アンテナ装置1及び回路基板71を収容する。筐体72は、直方体状であり、長手方向D31と短手方向D32と高さ方向D33とを有する。さらに、電子機器7は、回路基板71に設けられた回路素子73と、電子機器7を駆動するためのバッテリ74と、所定の情報を表示するディスプレイデバイス75とを備える。アンテナ装置1は、コイル導体3の軸方向(第1方向D1)が高さ方向D33に沿うように筐体72に収容されており、上述したように、熱拡散部材6を備える。
 筐体72に収容されているアンテナ装置1において、熱拡散部材6は、基材2の平面視で、少なくとも放熱導体4と重なり、筐体72の短手方向D32に筐体72の縁端部に至るまで延びている。これにより、コイル導体3で発生した熱は放熱導体4へ伝わる。そして、放熱導体4へ伝わった熱は、放熱導体4から熱拡散部材6へ伝わり、さらに、筐体72へ伝わる。熱拡散部材6は、筐体72の縁端部に直接接触していることが好ましいが、熱拡散部材6と筐体72の縁端部が直接接触していなくてもよく、熱拡散部材6と筐体72の延端部との間に所定の間隙が形成されていてもよい。
 (5)効果
 以上説明したように、実施形態1に係るアンテナ装置1では、コイル導体3に接続されている放熱導体4が設けられている。これにより、コイル導体3の開口34への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高めることができる。
 実施形態1に係るアンテナ装置1では、放熱導体4が、コイル導体3の巻回方向D2と交差する方向に延びている第1導体部43を有する。これにより、温度が低い領域(コイル導体3の重心に近い領域)に熱を伝達することができる。
 実施形態1に係るアンテナ装置1では、放熱導体4が、コイル導体3の巻回方向D2に沿って延びている第2導体部44を有する。これにより、放熱領域を増やすことができるので、限られたスペースで放熱性を高めることができる。
 実施形態1に係るアンテナ装置1では、基材2の平面視で、放熱導体4がコイル導体3の開口34内に位置する。これにより、アンテナ装置1全体の面積を変えずに放熱性を向上させることができる。
 実施形態1に係るアンテナ装置1では、少なくとも一部がコイル導体3と重なる磁性体5が設けられている。これにより、所望のインダクタンスを得ることができる。
 また、実施形態1に係るアンテナ装置1では、磁性体5が設けられていることにより、コイル導体3から磁性体5へ熱を伝達させることができるので、放熱性を高めることができる。
 実施形態1に係るアンテナ装置1では、基材2より熱伝導率の高い熱拡散部材6が放熱導体4と重なって設けられている。これにより、放熱導体4へ伝達された熱を熱拡散部材6へ伝達することができるので、放熱性をより高めることができる。
 実施形態1に係るアンテナ装置1では、熱拡散部材6がコイル導体3の開口34からコイル導体3の最外周よりも外側まで延びている。これにより、熱拡散部材6における放熱性を更に高めることができる。
 実施形態1に係るアンテナ装置1では、第1コイル導体部31と第2コイル導体部32とが複数のビア導体33によって並列接続されている。これにより、コイル導体3の抵抗成分を低減させることができる。
 実施形態1に係るアンテナ装置1では、複数のビア導体33の少なくとも1つがコイル導体3と放熱導体4とが接続する部分に存在する。これにより、第1コイル導体部31及び第2コイル導体部32から放熱導体4への熱伝導を向上させることができる。
 実施形態1に係る電子機器7では、熱拡散部材6が筐体72の縁端部まで延びている。これにより、熱拡散部材6から筐体72への熱伝導を高めることができるので、放熱性を更に高めることができる。
 (6)変形例
 以下、実施形態1の変形例について説明する。
 実施形態1の変形例1として、アンテナ装置1は、複数の放熱導体4(図2参照)に代えて、図5Aに示すような形状の複数(図示例では2つ)の放熱導体4Aを備えてもよい。各放熱導体4Aは、接続端41Aと、複数の開放端42Aとを有する。各放熱導体4Aは、第1導体部43Aと、複数(図示例では12本)の第2導体部44Aとを有する。第1導体部43Aは、接続端41Aに接続されており、コイル導体3(第2コイル導体部32)の平面視で、接続端41Aからコイル導体3の巻回方向D2(図1A参照)と交差する方向に延びている。複数の第2導体部44Aの各々は、第1導体部43Aに接続されており、コイル導体3(第2コイル導体部32)の平面視で、第1導体部43Aからコイル導体3の巻回方向D2に沿って延びている。
 実施形態1の変形例2として、アンテナ装置1は、複数の放熱導体4に代えて、図5Bに示すような形状の複数(図示例では12個)の放熱導体4Bを備えてもよい。各放熱導体4Bは、接続端41Bと、開放端42Bと、第1導体部43Bとを有する。第1導体部43Bは、接続端41Bに接続されており、コイル導体3(第2コイル導体部32)の平面視で、接続端41Bからコイル導体3の巻回方向D2(図1A参照)と交差する方向に延びている。
 実施形態1の変形例3として、アンテナ装置1は、複数の放熱導体4に代えて、図5Cに示すような形状の放熱導体4Cを備えてもよい。放熱導体4Cは、接続端41Cと、開放端42Cと、接続端41Cに接続されているミアンダ形状の導体部45とを有する。
 実施形態1の他の変形例として、アンテナ装置1は、磁性体5を備えなくてもよい。つまり、磁性体5は必須の構成ではない。
 コイル導体3の形状は、円状に限定されない。コイル導体3は、第1方向D1からの平面視で、楕円状に形成されてもよいし、長方形状又は正方形状のような四角形状に形成されていてもよい。あるいは、コイル導体3は、四角形以外の多角形状に形成されていてもよい。
 また、コイル導体3は、第1コイル導体部31と第2コイル導体部32との2層構造には限定されず、3層以上の構造であってもよい。要するに、コイル導体3は、3つ以上のコイル導体部を含んでもよい。
 さらに、第1コイル導体部31のループ数(巻回数)は7回に限定されない。第1コイル導体部31は、6回以下に巻かれた状態に設けられていてもよいし、8回以上巻かれた状態に設けられていてもよい。
 同様に、第2コイル導体部32のループ数(巻回数)も7回に限定されない。第2コイル導体部32は、6回以下に巻かれた状態に設けられていてもよいし、8回以上巻かれた状態に設けられていてもよい。
 また、アンテナ装置1は、樹脂などの電気絶縁材料により形成されている基材2に代えて、例えば磁性材料により形成されている基材を備えてもよい。基材が磁性材料により形成されている場合においても、コイル導体3は、磁性材料の基材に直接形成される。また、基材が磁性材料で形成されている場合、基材と磁性体5とを兼用することができる。これにより、アンテナ装置1の第1方向D1の厚みを低減させることができる。
 上記の各変形例に係るアンテナ装置1においても、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様の効果を奏する。
 (実施形態2)
 実施形態2に係るアンテナ装置1aは、図6A及び図6Bに示すように、複数(図示例では4つ)の放熱導体4aが第1コイル導体部31に接続されている点で、実施形態1に係るアンテナ装置1(図1A及び図1B参照)と相違する。なお、実施形態2に係るアンテナ装置1aに関し、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
 アンテナ装置1aは、複数の放熱導体4に代えて、図6A及び図6Bに示すような複数(図示例では4つ)の放熱導体4aを備える。
 複数の放熱導体4aの各々は、基材2の第1主面21上に設けられている。つまり、各放熱導体4aは、コイル導体3の第1コイル導体部31に隣接して設けられている。各放熱導体4aは、放熱導体4と同様、接続端41aと、複数(図示例では12個)の開放端42aと、第1導体部43aと、複数(図示例では12本)の第2導体部44aとを有する。なお、実施形態2の放熱導体4aに関し、実施形態1の放熱導体4(図1A及び図1B参照)と同様の構成及び機能については説明を省略する。図7に示すように、実施形態2の第2コイル導体部32には、放熱導体4aが直接接続されていない。
 次に、実施形態2に係るアンテナ装置1aにおける熱の伝導について図8を参照して説明する。図8の矢印は、熱の流れの一例を示す。
 まず、コイル導体3の第1コイル導体部31で発生した熱は、第1コイル導体部31と同様に基材2の第1主面21に設けられている放熱導体4aへ伝わる。放熱導体4aへ伝わった熱は、放熱導体4a内をコイル導体3の重心に向かって伝わりつつ、外部へ放射される。
 一方、コイル導体3の第2コイル導体部32で発生した熱は、複数のビア導体33を介して第1コイル導体部31へ伝わる。複数のビア導体33を介して第1コイル導体部31へ伝わった熱は、放熱導体4aへ伝わる。放熱導体4aへ伝わった熱は、放熱導体4a内をコイル導体3の重心に向かって伝わりつつ、放熱導体4aから外部へ放射される。
 これにより、コイル導体3で発生した熱を放熱導体4aにより外部に放熱させることができる。
 なお、実施形態2に係るアンテナ装置1aの使用例については、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様、電子機器7(図4A参照)に用いられる。
 以上説明したように、実施形態2に係るアンテナ装置1aにおいても、コイル導体3の開口34への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高めることができる。また、放熱導体4aと磁性体5の第2主面52側(裏側)に配置される導体との間隔が広がるので、コイルの寄生容量を低減することができ、寄生容量による損失を低減することができる。
 実施形態2の変形例として、アンテナ装置1aは、図5A~図5Cに示すような放熱導体4A~4Cを備えてもよい。
 上記の各変形例に係るアンテナ装置1aにおいても、実施形態2に係るアンテナ装置1aと同様、コイル導体3の開口34への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高めることができる。また、コイルの寄生容量を低減することができ、寄生容量による損失を低減することができる。
 (実施形態3)
 実施形態3に係るアンテナ装置1bは、図9A及び図9Bに示すように、コイル導体3の外側に複数(図示例では4つ)の放熱導体8を備える点で、実施形態1に係るアンテナ装置1(図1A及び図1B参照)と相違する。なお、実施形態3に係るアンテナ装置1bに関し、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
 アンテナ装置1bは、複数の放熱導体4に加えて、図9A、図9B及び図10に示すような複数(図示例では4つ)の放熱導体8を備える。
 複数の放熱導体8の各々は、コイル導体3の最外周よりも外側に位置する。各放熱導体8は、コイル導体3のうちの第2コイル導体部32に直接接続されている。
 各放熱導体8は、接続端81と、複数(図示例では12個)の開放端82とを有する。接続端81は、コイル導体3に接続されている。複数の開放端82は、接続端81とは異なる端である。
 各放熱導体8は、第1導体部83と、複数(図示例では12本)の第2導体部84とを有する。第1導体部83は、接続端81に接続されており、コイル導体3の平面視で、コイル導体3の巻回方向D2と交差する方向に延びている。複数の第2導体部84の各々は、コイル導体3の平面視で、第1導体部83からコイル導体3の巻回方向D2に沿って延びている。
 なお、実施形態3に係るアンテナ装置1bの使用例については、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様、電子機器7(図4A参照)に用いられる。
 実施形態3に係るアンテナ装置1bでは、放熱導体8がコイル導体3の最外周よりも外側に位置する。これにより、コイル導体3の開口34よりも広い面積を用いて放熱導体8を形成することができるので、放熱性を更に高めることができる。
 なお、実施形態3の変形例として、アンテナ装置1bは、複数の放熱導体4と複数の放熱導体8との両方を備えることに限定されず、図11に示すように、複数(図示例では4つ)の放熱導体8のみを備えてもよい。
 また、放熱導体8の数は、4つに限定されず、3つ以下であってもよいし、5つ以上であってもよい。要するに、アンテナ装置1bは、少なくとも1つの放熱導体8を備えていればよい。
 また、Qiで利用される場合等、2つの接続端子11の電位変動の大きさが異なる場合には、放熱導体8はコイル導体3上の電流経路において、電位変動の大きい接続端子11よりも、電位変動の小さい接続端子11の近くになるように配置されるのが好ましい。放熱導体8と他の金属によって生じる寄生容量による回路への影響を低減することができる。
 実施形態3の変形例として、アンテナ装置1bは、複数の放熱導体4に代えて、図5A~図5Cに示すような放熱導体4A~4Cを備えてもよい。
 上記の各変形例に係るアンテナ装置1bにおいても、実施形態3に係るアンテナ装置1bと同様の効果を奏する。
 (実施形態4)
 実施形態4に係るアンテナ装置1cは、図12A及び図12Bに示すように、コイル導体3と共にコイル導体9を備える点で、実施形態1に係るアンテナ装置1(図1A及び図1B参照)と相違する。なお、実施形態4に係るアンテナ装置1cに関し、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
 実施形態4に係るアンテナ装置1cは、図12A及び図12Bに示すように、コイル導体9を備える。また、アンテナ装置1cは、2つの接続端子12を更に備える。
 コイル導体9は、コイル導体3の最外周よりも外側に設けられており、近距離無線通信用のアンテナとして用いられる。より詳細には、コイル導体9は、基材2の第1主面21上に設けられている。
 2つの接続端子12は、図12Aに示すように、電子機器7の回路基板71(図4A参照)とコイル導体9とを電気的に接続するために、基材2に形成されている。2つの接続端子12は、コイル導体9の両端に接続されており、コイル導体9の両端以外と電気的に絶縁するように形成されている。
 なお、実施形態4に係るアンテナ装置1cの使用例は、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様、電子機器7(図4A参照)に用いられる。
 以上説明した実施形態4に係るアンテナ装置1cにおいても、コイル導体3の開口34への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高めることができる。さらに、コイル導体3の開口34内に放熱導体4が配置され、コイル導体3の外周側には放熱導体4が配置されない構成をとることで、放熱導体4とコイル導体9とが導通する可能性を低減させることができる。
 なお、アンテナ装置1cにおいて、複数のコイルアンテナとして、例えば、異なる規格の給電方式のアンテナがあってもよい。具体的には、アンテナ装置1cは、複数のコイルアンテナとして、Qi用のアンテナとA4WP用のアンテナとの両方を備えてもよい。
 実施形態4の変形例として、アンテナ装置1cは、複数の放熱導体4に代えて、図5A~図5Cに示すような放熱導体4A~4Cを備えてもよい。
 上記の各変形例に係るアンテナ装置1cにおいても、実施形態4に係るアンテナ装置1cと同様の効果を奏する。
 (まとめ)
 以上説明した実施形態及び変形例より以下の態様が開示されている。
 第1の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)は、磁界結合による無線伝送を行う。アンテナ装置(1;1a;1b;1c)は、基材(2)と、コイル導体(3)と、放熱導体(4;4A~4C;4a;8)とを備える。コイル導体(3)は、基材(2)に設けられており、スパイラル状に巻回されている。放熱導体(4;4A~4C;4a;8)は、コイル導体(3)に接続されている。放熱導体(4;4A~4C;4a;8)は、接続端(41;41A~41C;41a;81)と、開放端(42;42A~42C;42a;82)とを有する。接続端(41;41A~41C;41a;81)は、コイル導体(3)に接続されている。開放端(42;42A~42C;42a;82)は、接続端(41;41A~41C;41a;81)とは異なる端である。
 第1の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)によれば、コイル導体(3)の開口(34)への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高めることができる。
 第2の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)では、第1の態様において、放熱導体(4;4A;4B;4a;8)は、第1導体部(43;43A;43B;43a;83)を有する。第1導体部(43;43A;43B;43a;83)は、接続端(41;41A;41B;41a;81)に接続されており、コイル導体(3)の平面視で、接続端(41;41A;41B;41a;81)からコイル導体(3)の巻回方向(D2)と交差する方向に延びている。
 第2の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)によれば、温度が低い領域(コイル導体(3)の重心に近い領域)に熱を伝達することができる。
 第3の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)では、第2の態様において、放熱導体(4;4A;4a;8)は、第2導体部(44;44A;44a;84)を更に有する。第2導体部(44;44A;44a;84)は、第1導体部(43;43A;43a;83)に接続されており、第1導体部(43;43A;43a;83)からコイル導体(3)の平面視で、コイル導体(3)の巻回方向(D2)に沿って延びている。
 第3の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)によれば、放熱領域を増やすことができるので、限られたスペースで放熱性を高めることができる。
 第4の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1c)では、第1~3の態様のいずれか1つにおいて、コイル導体(3)は、開口(34)を有する。放熱導体(4;4A~4C;4a)は、基材(2)の平面視で、コイル導体(3)の開口(34)内に位置する。
 第4の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1c)によれば、アンテナ装置(1;1a;1c)全体の面積を変えずに放熱性を向上させることができる。
 第5の態様に係るアンテナ装置(1b)では、第1~4の態様のいずれか1つにおいて、放熱導体(8)は、基材(2)の平面視で、コイル導体(3)の最外周よりも外側に位置する。
 第5の態様に係るアンテナ装置(1b)によれば、コイル導体(3)の開口(34)よりも広い面積を用いて放熱導体(8)を形成することができるので、放熱性を更に高めることができる。
 第6の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)は、第1~5の態様のいずれか1つにおいて、磁性体(5)を更に備える。磁性体(5)の少なくとも一部は、基材(2)の平面視で、コイル導体(3)と重なる。
 第6の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)によれば、所望のインダクタンスを得ることができる。
 また、第6の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)によれば、コイル導体(3)から磁性体(5)へ熱を伝達させることができるので、放熱性を高めることができる。
 第7の態様に係るアンテナ装置(1)は、第1~6の態様のいずれか1つにおいて、熱拡散部材(6)を更に備える。熱拡散部材(6)は、基材(2)よりも熱伝導率の高い部材である。熱拡散部材(6)は、基材(2)の平面視で、少なくとも放熱導体(4;4A~4C)と重なる。
 第7の態様に係るアンテナ装置(1)によれば、放熱導体(4;4A~4C)へ伝達された熱を熱拡散部材(6)へ伝達することができるので、放熱性をより高めることができる。
 第8の態様に係るアンテナ装置(1)は、第1の態様において、磁性体(5)と、熱拡散部材(6)とを更に備える。磁性体(5)の少なくとも一部は、基材(2)の平面視で、コイル導体(3)と重なる。熱拡散部材(6)は、基材(2)よりも熱伝導率の高い部材である。コイル導体(3)は、開口(34)を有する。放熱導体(4;4A~4C)は、基材(2)の平面視で、コイル導体(3)の開口(34)内に位置する。熱拡散部材(6)は、基材(2)の平面視で、開口(34)からコイル導体(3)を跨いでコイル導体(3)の最外周よりも外側まで延びている。
 第8の態様に係るアンテナ装置(1)によれば、熱拡散部材(6)における放熱性を更に高めることができる。
 第9の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)では、第1~8の態様のいずれか1つにおいて、基材(2)は、互いに対向する第1主面(21)及び第2主面(22)を有する。コイル導体(3)は、第1コイル導体部(31)と、第2コイル導体部(32)と、複数のビア導体(33)とを含む。第1コイル導体部(31)は、第1主面(21)に設けられている。第2コイル導体部(32)は、第2主面(22)に設けられている。複数のビア導体(33)は、第1コイル導体部(31)と第2コイル導体部(32)とを接続する。
 第9の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)によれば、コイル導体(3)の抵抗成分を低減させることができる。
 第10の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)では、第9の態様において、複数のビア導体(33)の少なくとも1つは、コイル導体(3)と放熱導体(4;4A~4C;4a;8)とが接続する部分に存在する。
 第10の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)によれば、第1コイル導体部(31)及び第2コイル導体部(32)から放熱導体(4;4A~4C;4a;8)への熱伝導を向上させることができる。
 第11の態様に係るアンテナ装置(1;1a;1b;1c)では、第1~10の態様のいずれか1つにおいて、アンテナ装置(1;1a;1b;1c)は無線充電システムに用いられる。
 第12の態様に係る電子機器(7)は、アンテナ装置(1;1a;1b;1c)と、回路基板(71)と、筐体(72)とを備える。アンテナ装置(1;1a;1b;1c)は、磁界結合による無線伝送を行う。回路基板(71)は、アンテナ装置(1;1a;1b;1c)を動作させるためのシステム回路を有する。筐体(72)は、アンテナ装置(1;1a;1b;1c)及び回路基板(71)を収容する。アンテナ装置(1;1a;1b;1c)は、基材(2)と、コイル導体(3)と、放熱導体(4;4A~4C;4a;8)とを備える。コイル導体(3)は、基材(2)に設けられており、スパイラル状に巻回されている。放熱導体(4;4A~4C;4a;8)は、コイル導体(3)に接続されている。放熱導体(4;4A~4C;4a;8)は、接続端(41;41A~41C;41a;81)と、開放端(42;42A~42C;42a;82)とを有する。接続端(41;41A~41C;41a;81)は、コイル導体(3)に接続されている。開放端(42;42A~42C;42a;82)は、接続端(41;41A~41C;41a;81)とは異なる端である。
 第12の態様に係る電子機器(7)によれば、アンテナ装置(1;1a;1b;1c)において、コイル導体(3)の開口(34)への磁束の通りやすさを確保しつつ、放熱性を高めることができる。
 第13の態様に係る電子機器(7)では、第12の態様において、筐体(72)は、長手方向と短手方向とを有する。アンテナ装置(1;1a;1b;1c)は、熱拡散部材(6)を更に備える。熱拡散部材(6)は、基材(2)よりも熱伝導率の高い部材である。熱拡散部材(6)は、基材(2)の平面視で、少なくとも放熱導体(4;4A~4C;4a;8)は、コイル導体(3)に接続されている。放熱導体(4;4A~4C;4a;8)と重なり、筐体(72)の短手方向(D32)における筐体(72)の縁端部まで延びている。
 第13の態様に係る電子機器(7)によれば、熱拡散部材(6)から筐体(72)への熱伝導を高めることができるので、放熱性を更に高めることができる。
 1 アンテナ装置
 2 基材
 21 第1主面
 22 第2主面
 3 コイル導体
 31 第1コイル導体部
 32 第2コイル導体部
 33 ビア導体
 34 開口
 4,4A,4B,4C,4a 放熱導体
 41,41A,41B,41C,41a 接続端
 42,42A,42B,42C,42a 開放端
 43,43A,43B 第1導体部
 44,44A,44a 第2導体部
 5 磁性体
 6 熱拡散部材
 7 電子機器
 71 回路基板
 72 筐体
 8 放熱導体
 81 接続端
 82 開放端
 83 第1導体部
 84 第2導体部
 D2 巻回方向
 D31 長手方向
 D32 短手方向

Claims (13)

  1.  磁界結合による無線伝送を行うアンテナ装置であって、
     基材と、
     前記基材に設けられておりスパイラル状に巻回されたコイル導体と、
     前記コイル導体に接続されている放熱導体と、を備え、
     前記放熱導体は、
      前記コイル導体に接続されている接続端と、
      前記接続端とは異なる開放端と、を有する、
     アンテナ装置。
  2.  前記放熱導体は、前記接続端に接続されており前記コイル導体の平面視で前記接続端から前記コイル導体の巻回方向と交差する方向に延びている第1導体部を有する、
     請求項1に記載のアンテナ装置。
  3.  前記放熱導体は、前記第1導体部に接続されており前記コイル導体の平面視で前記第1導体部から前記コイル導体の巻回方向に沿って延びている第2導体部を更に有する、
     請求項2に記載のアンテナ装置。
  4.  前記コイル導体は、開口を有し、
     前記放熱導体は、前記基材の平面視で、前記コイル導体の前記開口内に位置する、
     請求項1~3のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  5.  前記放熱導体は、前記基材の平面視で、前記コイル導体の最外周よりも外側に位置する、
     請求項1~4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  6.  前記基材の平面視で少なくとも一部が前記コイル導体と重なる磁性体を更に備える、
     請求項1~5のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  7.  前記基材よりも熱伝導率の高い熱拡散部材を更に備え、
     前記熱拡散部材は、前記基材の平面視で、少なくとも前記放熱導体と重なる、
     請求項1~6のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  8.  前記基材の平面視で少なくとも一部が前記コイル導体と重なる磁性体と、
     前記基材よりも熱伝導率の高い熱拡散部材とを、更に備え、
     前記コイル導体は、開口を有し、
     前記放熱導体は、前記基材の平面視で、前記コイル導体の前記開口内に位置し、
     前記熱拡散部材は、前記基材の平面視で、前記開口から前記コイル導体を跨いで前記コイル導体の最外周よりも外側まで延びている、
     請求項1に記載のアンテナ装置。
  9.  前記基材は、互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、
     前記コイル導体は、
      前記第1主面に設けられている第1コイル導体部と、
      前記第2主面に設けられている第2コイル導体部と、
      前記第1コイル導体部と前記第2コイル導体部とを接続する複数のビア導体と、を含む、
     請求項1~8のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  10.  前記複数のビア導体の少なくとも1つは、前記コイル導体と前記放熱導体とが接続する部分に存在する、
     請求項9に記載のアンテナ装置。
  11.  前記アンテナ装置は無線充電システムに用いられる、
     請求項1~10のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  12.  磁界結合による無線伝送を行うアンテナ装置と、
     前記アンテナ装置を動作させるためのシステム回路を有する回路基板と、
     前記アンテナ装置及び前記回路基板を収容する筐体と、を備え、
     前記アンテナ装置は、
      基材と、
      前記基材に設けられておりスパイラル状に巻回されたコイル導体と、
      前記コイル導体に接続されている放熱導体と、を備え、
     前記放熱導体は、
      前記コイル導体に接続されている接続端と、
      前記接続端とは異なる開放端と、を有する、
     電子機器。
  13.  前記筐体は、長手方向と短手方向とを有し、
     前記アンテナ装置は、前記基材よりも熱伝導率の高い熱拡散部材を更に備え、
     前記熱拡散部材は、前記基材の平面視で、少なくとも前記放熱導体と重なり、前記筐体の短手方向における前記筐体の縁端部まで延びている、
     請求項12に記載の電子機器。
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