線圈印刷電路板、受電模塊、電池單元及受電通信模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及線圈印刷電路板、受電模塊、電池單元及受電通信模塊。
【背景技術】
[0002]作為無線供給電力的技術，公知有電磁感應方式、磁場共振方式以及電波接收方式的無線供電系統(tǒng)。例如，在對內(nèi)置于便攜式電話等移動設備的二次電池進行充電的充電裝置的領域中，特別是電磁感應方式和磁場共振方式的無線供電系統(tǒng)被大量使用。在電磁感應方式和磁場共振方式的無線供電系統(tǒng)中，在輸電線圈與受電線圈之間進行無線輸電及無線受電。在作為無線供電系統(tǒng)的世界標準規(guī)格的“Qi”中，利用電磁感應方式以10kHz?200kHz左右的頻帶進行無線輸電及無線受電。
[0003]上述受電線圈以例如接近二次電池的狀態(tài)內(nèi)置于移動設備。二次電池有像鋰離子電池這樣在超過容許值的溫度環(huán)境下容易明顯劣化的電池。因此，為了防止這樣的二次電池的劣化，需要即使以10kHz?200kHz左右的頻帶進行使用也不會發(fā)熱至超過容許值的溫度那樣的受電線圈。
[0004]受電線圈的電阻成分越大，無線供電時的受電線圈的發(fā)熱量越高。另外，由于集膚效應和鄰近效應，頻率越大，受電線圈的電阻成分越大。
[0005]在專利文獻I所記載的空心線圈中，在電絕緣薄膜的一面上呈漩渦狀形成有布線圖案。這樣，將僅在電絕緣薄膜的一面上形成有漩渦狀布線圖案的線圈稱作單層線圈。采用單層線圈可抑制鄰近效應。因而，在作為受電線圈使用單層線圈的情況下，無論所使用的頻帶多大都能夠抑制受電線圈的發(fā)熱量上升。
[0006]專利文獻1:日本特開2002 - 325013號公報
[0007]專利文獻2:美國專利申請公開第2008/0262611號說明書
[0008]非專利文獻1:Xuehong Yu, Florian Herrault, Chang-Hyeon Ji, Seong-HyokKim, Mark G.Allen Gianpaolo Lisi，Luu Nguyen, and David 1.Anderson, “Watt-LevelWireless Power Transfer Based on Stacked Flex Circuit Technology，，Proc.0f 2011Electronic Components and Technology Conference, pp.2185-2191
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]發(fā)明要解決的問題
[0010]內(nèi)置于移動設備的受電線圈的最大外徑需要設計得比該移動設備的尺寸小。因此，在作為受電線圈使用上述單層線圈的情況下，難以增大布線圖案的寬度、間隔以及匝數(shù)。另一方面，在無線供電系統(tǒng)中，要求增大每單位時間可供電的電量。由此，能夠縮短內(nèi)置于移動設備的二次電池的充電時間。
[0011]因此，為了增大每單位時間可供電的電量，考慮通過增大布線圖案的厚度來增大單層線圈的電流容量。
[0012]但是，布線圖案的尺寸精度隨著布線圖案的厚度增大而降低。另外，布線圖案的形成工序隨著布線圖案的厚度增大而復雜化。因而，實際上很難使用單層線圈來作為受電線圈。
[0013]在專利文獻2所記載的雙層金屬構(gòu)造中，呈漩渦狀形成的兩個布線圖案以串聯(lián)且相互重疊的方式進行配置。采用雙層金屬構(gòu)造，兩個布線圖案被層疊。因此，與具有相同最大外徑的上述單層線圈相比，能夠?qū)⑿纬捎诟鲗拥牟季€圖案的匝數(shù)設為1/2。由此，能夠增大布線圖案的寬度和間隔。因而，不必增大布線圖案的厚度。
[0014]但是，在雙層金屬構(gòu)造中，由于鄰近效應，各層中的布線圖案的電阻值變大。另外，兩個層中的布線圖案整體的合成電阻值與兩個層中的布線圖案的電阻值之和相等。因此，由于鄰近效應，頻率越大，雙層金屬構(gòu)造的電阻成分越增大。
[0015]與此相對，在非專利文獻I所記載的撓性電路中，呈漩渦狀形成的四個布線圖案以并聯(lián)且相互重疊的方式進行配置。并聯(lián)的四個布線圖案整體的合成電阻值與四個布線圖案的電阻值各自的倒數(shù)之和的倒數(shù)相等。因而，即使由于鄰近效應而使各層中的布線圖案的電阻值變大，四個布線圖案整體的合成電阻值也不會明顯變大。
[0016]但是，在非專利文獻I的撓性電路中，用于向四個布線圖案供給電流的兩個端子設于呈漩渦狀形成的布線圖案的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。因此，在將非專利文獻I的撓性電路安裝于移動設備的情況下，需要在布線圖案的內(nèi)側(cè)的端子上連接跳線。這種跳線的連接操作較復雜，對移動設備的組裝工序帶來了制約。
[0017]本發(fā)明的目的在于提供能夠在較寬的頻帶內(nèi)抑制電阻成分增大、并且能夠?qū)崿F(xiàn)與其他電子設備之間的連接操作的容易化的線圈印刷電路板、具有該線圈印刷電路板的受電模塊、具有該受電模塊的電池單元以及具有該電池單元的受電通信模塊。
_8] 用于解決問題的方案
[0019](I)基于本發(fā)明的一技術方案的線圈印刷電路板包括:第I絕緣層，其具有彼此相對的第I面及第2面；第I線圈部，其在第I絕緣層的第I面上的第I區(qū)域內(nèi)形成為漩渦狀；第2線圈部，其在第I絕緣層的第2面上的第2區(qū)域內(nèi)形成為漩渦狀；第I端子，其形成于第I面上的比第I區(qū)域靠外側(cè)的位置或第2面上的比第2區(qū)域靠外側(cè)的位置，并電連接于第I線圈部的外側(cè)端部；以及第2端子，其形成于第I面上的比第I區(qū)域靠外側(cè)的位置或第2面上的比第2區(qū)域靠外側(cè)的位置；第I線圈部及第2線圈部電并聯(lián)，在第I面上設有從第I線圈部的內(nèi)側(cè)端部到第I區(qū)域的外部的路徑與第I線圈部相交叉的一個或多個交叉區(qū)域，第I線圈部被各個交叉區(qū)域截斷，以在路徑上從第I線圈部的內(nèi)側(cè)端部延伸至第I區(qū)域的外部的方式在第I面上形成有引出部，引出部配置為，在各個交叉區(qū)域內(nèi)從第I線圈部的被截斷的一部分及另一部分之間穿過，第2端子在第I區(qū)域的外部電連接于引出部，第I絕緣層在各個交叉區(qū)域內(nèi)具有第I通孔及第2通孔，第I線圈部的被各個交叉區(qū)域截斷的一部分及另一部分分別經(jīng)由第I通孔及第2通孔電連接于第2線圈部。
[0020]在該線圈印刷電路板中，在第I絕緣層的第I面上的第I區(qū)域形成有第I線圈部。在第I絕緣層的第2面上的第2區(qū)域形成有第2線圈部。第2線圈部與第I線圈部電并聯(lián)。在第I面上設有從第I線圈部的內(nèi)側(cè)端部到第I區(qū)域的外部的路徑與第I線圈部相交叉的一個或多個交叉區(qū)域。第I線圈部被一個或多個交叉區(qū)域截斷。第I絕緣層在各個交叉區(qū)域內(nèi)具有第I通孔及第2通孔。第I線圈部的被各個交叉區(qū)域截斷的一部分及另一部分分別經(jīng)由第I通孔及第2通孔電連接于第2線圈部。從而，第I線圈部的被各個交叉區(qū)域截斷的一部分及另一部分經(jīng)由第2線圈部的一部分電連接。由此，第I線圈部具有電連續(xù)性。
[0021]第I端子形成于第I面上的比第I區(qū)域靠外側(cè)的位置或第2面上的比第2區(qū)域靠外側(cè)的位置，并與第I線圈部的外側(cè)端部電連接。第2端子形成于第I面上的比第I區(qū)域靠外側(cè)的位置或第2面上的比第2區(qū)域靠外側(cè)的位置。引出部以在第I面上的各個交叉區(qū)域內(nèi)從第I線圈部的被截斷的一部分和另一部分之間的穿過方式從第I線圈部的內(nèi)側(cè)端部延伸至第I區(qū)域的外部。第2端子形成于第I面上的比第I區(qū)域靠外側(cè)的位置或第2面上的比第2區(qū)域靠外側(cè)的位置，在第I區(qū)域的外部電連接于引出部。由此，第I線圈部的外側(cè)端部和內(nèi)側(cè)端部分別電連接于第I端子及第2端子。
[0022]由于鄰近效應，頻率越高，第I線圈部及第2線圈部的電阻值越大。第I線圈部及第2線圈部的除了被各個交叉區(qū)域截斷的部分以外的部分并聯(lián)。另一方面，在各個交叉區(qū)域內(nèi)，第I線圈部及第2線圈部包含公共線路的部分。在該情況下，第I線圈部及第2線圈部這二者整體的合成電阻值小于第I線圈部及第2線圈部各自的電阻值。因此，即使因鄰近效應而使第I線圈部及第2線圈部的電阻值變大，第I線圈部及第2線圈部這二者整體的合成電阻值也不會顯著變大。因而，在較寬的頻帶內(nèi)抑制了電阻成分的增大。
[0023]另外，第I端子形成于第I絕緣層的比第I區(qū)域靠外側(cè)的位置，且第2端子形成于第I絕緣層的比第2區(qū)域靠外側(cè)的位置，并且，第I線圈部的內(nèi)側(cè)端部利用引出部連接于第2端子。在該情況下，無需使用跳線等連接構(gòu)件將第I線圈部的內(nèi)側(cè)端部引出至第I線圈部的外側(cè)。由此，第I線圈部與其他電子設備之間的連接操作容易。
[0024]其結(jié)果是，在較寬的頻帶內(nèi)抑制了電阻成分的增大，并且，與其他電子設備之間的連接操作容易。
[0025](2)也可以是，第I絕緣層在第I線圈部的內(nèi)側(cè)端部與第2線圈部的內(nèi)側(cè)端部之間具有第3通孔，第I線圈部的內(nèi)側(cè)端部與第2線圈部的內(nèi)側(cè)端部經(jīng)由第3通孔相互電連接。
[0026]在該情況下，無需使用跳線等連接構(gòu)件，第2線圈部的內(nèi)側(cè)端部就可電連接于第I線圈部的內(nèi)側(cè)端部。第3通孔能夠在與第I通孔及第2通孔共同的工序中形成。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)元件個數(shù)的削減及線圈印刷電路板的制造工序數(shù)的減少。
[0027](3)也可以是，第I絕緣層在第I線圈部的外側(cè)端部與第2線圈部的外側(cè)端部之間具有第4通孔，第I線圈部的外側(cè)端部與第2線圈部的外側(cè)端部經(jīng)由第4通孔相互電連接。
[0028]在該情況下，無需使用跳線等連接構(gòu)件，第2線圈部的外側(cè)端部就可電連接于第I線圈部的外側(cè)端部。第4通孔能夠在與第I通孔及第2通孔共同的工序中形成。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)元件個數(shù)的削減及線圈印刷電路板的制造工序數(shù)的減少。
[0029](4)也可以是，引出部具有比第I線圈部的寬度大的寬度。
[0030]在該情況下，無需使引出部的厚度大于第I線圈部的厚度，就能夠使引出部的每單位長度的電阻值小于第I線圈部的每單位長度的電阻值。由此，能夠防止第I端子與第2端子之間的電阻值因引出部而增大。
[0031](5)也可以是，線圈印刷電路板還包括:一個或多個第2絕緣層，每個該第2絕緣層具有彼此相對的第3面及第4面；以及第3線圈部，其在各個第2絕緣層的第4面上的第3區(qū)域內(nèi)形成為漩渦狀；第3線圈部與第2線圈部電并聯(lián)，各個第2絕緣層以第3面比第4面靠近第2面的方式層疊在第I絕緣層的第2面上或其他第2絕緣層的第4面上，并具有在與第I絕緣層的第I通孔重疊位置的形成的第5通孔以及在與第I絕緣層的第2通孔重疊位置形成的第6通孔，第I端子形成于第I面上的比第I區(qū)域靠外側(cè)的位置，或形成于設置在距第I絕緣層最遠的位置的第2絕緣層的第4面上的比第3區(qū)域靠外側(cè)的位置，第2端子形成于第I面上的比第I區(qū)域靠外側(cè)的位置，或形成于設置在距第I絕緣層最遠的位置的第2絕緣層的第4面上的比第3區(qū)域靠外側(cè)的位置，第I線圈部的被各個交叉區(qū)域截斷的一部分經(jīng)由第I通孔及第5通孔電連接于各個第2絕緣層的第3線圈部，第I線圈部的被各個交叉區(qū)域截斷的另一部分經(jīng)由第2通孔及第6通孔電連接于各個第2絕緣層的第3線圈部。
[0032]在該情況下，第I線圈部的被各個交叉區(qū)域截斷的一部分經(jīng)由第I通孔及第5通孔電連接于各個第2絕緣層的第3線圈部。另外，第I線圈部的被各個交叉區(qū)域截斷的另一部分經(jīng)由第2通孔及第6通孔電連接于各個第2絕緣層的第3線圈部。從而，第I線圈部的被各個交叉區(qū)域截斷的一部分和另一部分之間經(jīng)由各個第2絕緣層的第3線圈部的一部分電連接。另外，各個第2絕緣層的第3線圈部與第2線圈部電并聯(lián)。據(jù)此，對于各個第2絕緣層的第3線圈部以及第I絕緣層的第I線圈部及第2線圈部，除了被各個交叉區(qū)域截斷的部分以外的部分并聯(lián)。
[0033]—個或多個第2絕緣層的第3線圈部以及第I絕緣層的第I線圈部及第2線圈部它們整體的合成電阻值與一個或