無線充電線圈及其製作方法與流程

2023-09-09 22:53:20

本發明涉及線圈天線技術領域，特別涉及一種無線充電線圈技術。

背景技術：

目前，在電子設備中，部分電子設備支持近距離無線通信技術(nearfieldcommunication，簡稱nfc)、以及無線充電，其中，無線充電標準有qi標準、powermattersalliance(pma)標準，qi標準是由無線充電聯盟(wirelesspowerconsortium，簡稱wpc)推出的「無線充電」標準，其使用的無線充電線圈簡稱為wpc線圈，powermattersalliance(pma)標準使用的無線充電線圈簡稱為pma線圈，nfc所使用的線圈簡稱為nfc線圈。現有技術是利用雙面銅板蝕刻工藝製作成nfc線圈、wpc線圈或者pma線圈，在雙面銅板正面線圈走線結構示意圖，如圖1所示，包含連接盤101，線圈102，銅板正面103，雙面銅板背面結構示意圖，如圖2所示，包含跳線201，銅板背面202。

現有技術在製作nfc線圈、wpc線圈或者pma線圈時，存在以下問題：

1、雙面銅板背面的銅層基本上全部被蝕刻掉，只存在跳線，材料利用率較低，造成了材料的浪費。

2、由於只有正面有線圈走線，而線圈電阻與線圈的厚度(橫截面積)成反比，為了儘可能減小線圈電阻，一般採取的措施為正面銅板採用加厚設計，以增加正面線圈的厚度，由於線圈的厚度受銅板厚度的限制，所以整體上電阻還是偏大，不利於nfc近距離無線通信效率、或者無線充電的充電效率。此外，由於增加了正面銅板的厚度，也造成了無線充電線圈整體厚度的 增加。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種無線充電線圈及其製作方法，充分的利用了雙面銅板材料的背面銅板，因此無需增加正面銅板厚度，降低了無線充電線圈的整體厚度，此外，在不增加線圈長度的情況下，增大了有效線圈的橫截面積，減小了線圈電阻，降低了無線充電線圈的阻抗。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種無線充電線圈，包含：雙面銅板、設置在雙面銅板的第一銅板面上的第一線圈、設置在雙面銅板的第二銅板面上的第二線圈、和設置在雙面銅板上的至少一個通孔；其中，通孔中設有導電體，第一線圈與第二線圈通過導電體互連導通。

本發明的實施方式還提供了一種無線充電線圈的製作方法，包含以下步驟：提供一雙面銅板；在雙面銅板的第一銅板面上製作出第一線圈，在雙面銅板的第二銅板面上製作出第二線圈，並在雙面銅板上生成至少一個通孔；通孔中設有導電體，第一線圈通過導電體與第二線圈互連導通。

本發明實施方式相對於現有技術而言，在雙面銅板第一銅板面及第二銅板面上分別製作有第一線圈和第二線圈，兩線圈通過通孔中導電體互連導通，充分的利用了雙面銅板的第二銅板面，即充分利用了銅板背面材料，因此無需增加正面銅板厚度，降低了無線充電線圈的整體厚度，此外，在不增加線圈長度的情況下，增加了線圈的厚度，也即是增大了有效線圈的橫截面積，降低了線圈的電阻，當無線充電線圈用作wpc線圈或者pma線圈進行無線充電時，提高了無線充電的效率；或者當該無線充電線圈用作為nfc線圈時，提高了nfc近距離無線通信的無線通信效率。

作為進一步改進，第二銅板面上還設有跳線區域，跳線區域用於隔絕第二線圈與位於第二銅板面上的跳線之間的導通。設置跳線區域可以保證第二 線圈的正常工作，防止出現短路。

作為進一步改進，第一線圈中的各圈走線與第二線圈中的各圈走線一一對應；通孔的數量大於或等於第一線圈的走線圈數；其中，每圈走線上分別設有至少一個通孔；第一線圈的各圈走線分別通過位於本圈走線上的通孔，與第二線圈的相應走線互連導通。使得第一線圈與第二線圈通過相對應的通孔導通，在不增加線圈長度的情況下，增加線圈的厚度，增大了線圈的橫截面積，減小線圈的電阻，降低線圈的阻抗。

作為進一步改進，所述每圈走線上設有的所述通孔的個數小於或等於2個。使得無線充電線圈的製作工藝複雜程度與低阻抗效果之間達到較好的平衡。

作為進一步改進，第一線圈中的各圈走線之間設有預設間隔距離。通過預設間隔距離減小各圈走線之間的相互幹擾。

作為進一步改進，第一銅板面上設置有一組連接盤，第一線圈的第一埠連接至連接盤，第一線圈的第二埠通過通孔連接至第二銅板面上的跳線，並通過跳線連接至連接盤。無線充電線圈通過連接盤可以與電子設備中的電路進行連接。

附圖說明

圖1是根據現有技術的線圈正面走線示意圖；

圖2是根據現有技術的線圈背面走線示意圖；

圖3是根據本發明第一實施方式的無線充電線圈的第一線圈的結構示意圖；

圖4是根據本發明第一實施方式的無線充電線圈的第二線圈的結構示意圖；

圖5是根據本發明第三實施方式的無線充電線圈的製作方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基於以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。

本發明的第一實施方式涉及一種無線充電線圈，包含：雙面銅板、設置在雙面銅板的第一銅板面上的第一線圈、設置在雙面銅板的第二銅板面上的第二線圈、和設置在雙面銅板上的至少一個通孔；其中，通孔中設有導電體，第一線圈與第二線圈通過所述導電體互連導通。

無線充電線圈的第一線圈的結構示意圖如圖3所示，第一線圈303位於第一銅板面302上，在第一線圈303各圈走線之間設有預設間隔距離，以保證各圈走線之間互不幹擾，在各圈走線上設置有通孔304，通孔304的數量大於等於第一線圈303的走線圈數。為了方便線圈與電子設備中的電路連接，在第一銅板面302上端還設置有一組連接盤301。

無線充電線圈還包含第二線圈，第二線圈的結構示意圖如圖4所述，第二線圈403位於第二銅板面402上，在第二銅板面402的跳線區域404中還設置有跳線401，跳線區域404使得第二線圈403各線圈走線之間互相之間不導通，各圈走線之間呈相互獨立關係，跳線區域404還用於隔絕第二線圈403與位於第二銅板面402上的跳線401之間的導通，防止第二線圈403與跳線401之間出現短路。

第一線圈303中的各圈走線與第二線圈403中的各圈走線一一對應，各圈走線可以呈螺旋形布置，在第一線圈303每圈走線上分別設置的至少一個 通孔304，第一線圈303的各圈走線分別通過位於本線圈走線上的通孔中的導電體與第二線圈403的相對應走線互連導通，其中，導電體可以為銅、鎳等。第一線圈303與第二線圈403導通之後，相當於在不增加線圈長度的情況下，增大了線圈的厚度，也即是增大了線圈的橫截面積，從而可以降低線圈的電阻，減小了無線充電線圈的阻抗，線圈電阻的計算公式如下：

其中，r為電阻，ρ為電阻率，l為線圈長度，s為線圈橫截面接。

第一線圈303的兩端分別連接至連接盤301上，具體的說，第一線圈303第一埠連接至連接盤，第一線圈303的第二埠通過通孔304連接至第二銅板面402上的跳線401，並通過跳線401連接至連接盤301。

無線充電線圈通過連接盤301連接至電子設備上，進行nfc通信，或者無線充電。

需要說明的是，本實施方式中所提到的無線充電線圈，既可以作為wpc線圈或者pma線圈進行無線充電，又可以作為nfc線圈，進行近距離無線通信。

不難發現，通過本實施方式，在雙面銅板第一銅板面及第二銅板面上分別製作有第一線圈和第二線圈，兩線圈通過通孔中導電體互連導通，充分的利用了雙面銅板背面材料，即充分利用了第二銅板面材料，因此無需增加正面銅板厚度，降低了無線充電線圈的整體厚度，此外，在不增加線圈長度的情況下，增加了線圈的厚度，也即是增大了有效線圈的橫截面積，降低了線圈的電阻，當無線充電線圈用作wpc線圈或者pma線圈進行無線充電時，提高了無線充電的效率；或者當該無線充電線圈用作為nfc線圈時，提高了nfc近距離無線通信的無線通信效率。

本發明第二實施方式涉及一種無線充電線圈，第二實施方式在第一實施 方式的基礎上進行了改進，主要改進之處在於，每圈走線上的通孔數量小於等於2個。可以保證無線充電線圈的製作工藝複雜度與低阻抗效果之間達到較好的平衡。

具體的說，每圈走線上通孔的數量為2個，通孔分別位於第二線圈各圈走線的兩端。通孔數量越多，無線充電線圈的阻抗越小，但是無線充電線圈的製作工藝越複雜，成本越高，通孔的數量取為2個，可以在保證第一線圈與第二線圈的導通的前提下，使得無線充電線圈的低阻抗效果與通孔的製作工藝複雜度達到較好的平衡。

本發明第三實施方式涉及一種無線充電線圈的製作方法，其流程如圖5所示，具體步驟如下：

步驟501，提供一雙面銅板。

步驟502，在第一銅板面上製作出第一線圈，在第二銅板面上製作出第二線圈。

具體的說，可以通過蝕刻工藝在雙面銅板的第一銅板面上蝕刻出第一線圈，第一線圈各圈走線之間設有預設間隔距離，設置預設間隔距離可以減小各圈走線之間的互相干擾，線圈可以為螺旋狀布置。同樣原理，通過蝕刻工藝在雙面銅板的第二銅板面上蝕刻出第二線圈，且第二線圈中的各圈走線與第一線圈中的各圈走線一一對應。

步驟503，在第二銅板面上製作跳線區域。可以通過蝕刻工藝蝕將跳線區域所在位置上的銅蝕刻掉，從而得到跳線區域，跳線區域用於隔絕第二線圈與位於第二銅板面上的跳線之間的導通，如圖4所示，第二線圈各圈走線在該跳線區域內均中斷，該跳線區域內只設置有一跳線。

步驟504，在雙面銅板上生成至少一個通孔。在第一線圈每圈走線上分別設有至少一個通孔，在通孔中設有導電體，第一線圈的各圈走線分別通過位於本圈走線上的通孔，與第二線圈的相應走線互連導通。通孔的數量大於 或等於第一線圈的走線圈數，在本實施方式中，在保證第一線圈與第二線圈能中各對應走線互連導通的情況下，降低通孔設置的製作工序，各圈走線上設的通孔數量小於等於2個，在製作過程中，可以設置2個，2各通孔分別位於第二線圈各圈走線的兩端所在的銅面位置。

此外，在第二銅板面上還設置有一組連接盤，方便線圈與電子設備中的電路連接，在第一線圈中包含有第一埠和第二埠，第一埠直接連接至連接盤，第二埠通過通孔連接至第二銅板面上的跳線一端，在跳線另一端所在雙面銅板位置處也設有通孔，跳線另一端通過此處的通孔連接至位於第一銅面上的連接盤。通過無線充電線圈通過該連接盤連接至電子設備中的電路中，進行工作。

通過本實施方式製作出的無線充電線圈，充分的利用了雙面銅板，避免了材料浪費，尤其是充分的利用了第二銅板面，在第二銅板面上製作出的第二線圈，通過通孔導通第一線圈和第二線圈，因此無需增加正面銅板的厚度，即可增加無線充電線圈的厚度，即在不增加線圈有效長度和雙面銅板厚度的情況下，增大了線圈的橫截面積，從而達到減小線圈電阻，降低阻抗，提高無線充電線圈無線充電的效率或者線圈作為nfc線圈使用時進行近距離通信的通信效率。

不難發現，本實施方式為與第二實施方式相對應的方法實施例，本實施方式可與第二實施方式互相配合實施。第二實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效，為了減少重複，這裡不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第一實施方式中。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現時可以合併為一個步驟或者對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關係，都在本專利的保護範圍內。

本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本發明的具體 實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和範圍。