(57)【要約】【課題】全体構造がコンパクトで、パッケージ生産が容易になる。【解決手段】積層配置された第１回路基板、磁気遮断シート及びコイルを含む。第１回路基板の側面にワイヤレス充電受信モジュールが配置され、別の側面に第１接点が設けられ、コイルは第１回路基板のワイヤレス充電受信モジュールが設けられた側面に積層配置され、コイルの外形寸法が第１回路基板の外形寸法以下である。コイルと第１回路基板との間に磁気遮断シートが配置されている。分離又は並列配置されていた充電受信モジュールとコイルが積層配置され、そして両者の間に磁気遮断シートが配置されて磁気的に分離させ、外部と接続する第１回路基板に第１接点が設けられる。メーカが使用する際には、自社の装置に設けた接点を第１回路基板上の第１接点と電気的に接続するだけで、当該装置にワイヤレス充電機能を備えさせることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層配置された第１回路基板、磁気遮断シート及びコイルを含み、
前記第１回路基板の側面に前記ワイヤレス充電受信モジュールが設けられ、別の側面に第１接点が設けられ、
前記コイルは、前記第１回路基板の前記ワイヤレス充電受信モジュールが設けられた前記側面に積層配置され、前記コイルの外形寸法が前記第１回路基板の外形寸法以下であり、
前記コイルと前記第１回路基板との間に磁気遮断シートが配置されていることを特徴とする一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置。
【請求項２】
前記第１回路基板は、第１領域及び前記第１領域の周囲にある第２領域を含み、前記第１領域に前記ワイヤレス充電受信モジュールが配置され、前記磁気遮断シートには前記第１回路基板の前記第１領域に対応して貫通孔が設けられ、前記コイルが前記第１回路基板の前記第２領域に積層配置されていることを特徴とする請求項１に記載の一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置。
【請求項３】
前記第１領域は、前記第１回路基板の中央部に設けられ、前記コイルは前記第１領域の周囲にある前記第２領域に積層配置されていることを特徴とする請求項２に記載の一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置。
【請求項４】
少なくとも二つの層を備えた第２回路基板を含み、各層には環状配線が設けられ、隣接した層の環状配線同士が前記第２回路基板に形成されたビアホールを介して電気的に接続されて前記コイルを構成し、前記第２回路基板の外形寸法が前記第１回路基板の外形寸法以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置。
【請求項５】
前記第２回路基板の側面に第２接点が設けられ、前記第２回路基板中の前記環状配線が前記第２接点と電気的に接続され、前記第２回路基板の前記第２接点が設けられた側面が、前記第１回路基板の前記ワイヤレス充電受信モジュールが設けられた側面に積層配置され、前記第１回路基板において前記第２接点に対応する位置には第３接点が設けられ、前記第３接点が前記ワイヤレス充電受信モジュールと電気的に接続され、前記第２接点と前記第３接点とがはんだペーストを介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置。
【請求項６】
前記第２接点は、前記第２回路基板の前記環状配線の周囲に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置。
【請求項７】
前記第１回路基板、前記磁気遮断シート及び前記コイルが、積層型の一体化パッケージとなっていることを特徴とする請求項１〜３、５及び６のいずれか１項に記載の一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置。
【請求項８】
前記第１回路基板、前記磁気遮断シート及び前記コイルで形成されたパッケージの全体形状が、ＳＩＭカードと同じ形状であることを特徴とする請求項７に記載の一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置。
【請求項９】
前記第１回路基板、前記磁気遮断シート及び前記コイルで形成されたパッケージの全体形状が、ＭＭＣ、ＭＳ、ＳＤ、ＴＦ、ＣＦ又はＸＱＤ型のメモリカードと同じ形状であることを特徴とする請求項７に記載の一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置。
【請求項１０】
前記第１回路基板、前記磁気遮断シート及び前記コイルで形成されたパッケージの全体形状及び前記第１回路基板上にある前記第１接点の構造が、ＵＳＢ、１３９４又はＬｉｇｈｔｎｉｎｇインターフェイスであるデータストレージのインターフェイスと同じであることを特徴とする請求項７に記載の一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤレス充電分野に関し、特に一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型電子製品の普及に伴い、消費者には係る製品の充電方式に対して新たなニーズが生じている。従来の充電ケーブルは、携帯型電子製品の”最後の一本のケーブル”になり、この最後のケーブルをなくせるワイヤレス充電技術が多くの消費者に好まれる。ワイヤレス充電技術は、操作が簡単で、ケーブルの乱雑さを回避し、充電コネクタの仕様に制約されず、さらに、高湿度と高濃度粉塵環境に適用するように充電口をパッケージすることができるなどの利点を有し、現在は携帯電話機及び電動歯ブラシなどのような携帯型商品に応用されている。各業者は、戦略的提携（例えばワイヤレス充電協会ＷＰＣなど）を構成して様々なワイヤレス充電仕様（例えばＱｉなど）を発展させて市場のニーズを満たしている。ワイヤレス充電機能を備える携帯型電子製品は、その製品内部に必ず電磁波を受信してそれを電気エネルギーに変換することができる一組のワイヤレス充電受信モジュールが取り付けられ、さらに変換後の電気エネルギーを製品内部の電池に伝送して充電する。係る電磁波は、製品外部にあるワイヤレス充電送信機からのものである。
【０００３】
従来の技術では、製品にワイヤレス充電機能を備えさせる必要がある場合、ワイヤレス充電受信モジュールは、フル同期整流器（Full synchronous rectifier)、低ドロップアウト線形レギュレータ（Low-Dropout linear regulator；ＬＤＯ)、マイクロコントローラ（micro control unit；ＭＣＵ)、通信変調モジュール（Communication modulation module)、コイル、及び、抵抗及び容量などを含む受動部品を備えた必要な複数の機能ブロックを構成しなければならず、これらの機能ブロックは、図１に示すような第１プリント回路基板（Print Circuit Board；ＰＣＢ)に取り付けられ、またさらに第１プリント回路基板の配線によって互いに接続される。図１のワイヤレス充電受信モジュール２００において、上記の各機能ブロックは別々にパッケージされた集積回路である。ワイヤレス充電受信モジュール２００に含まれた機能ブロックが多いため、ワイヤレス充電受信モジュールを支持する第１プリント回路基板の配置が煩雑で、形状が不規則で、体積を縮小させにくい。そのため、自社の製品にワイヤレス充電受信モジュールを取り付けようとする製造者にとって、製品内部統合上の困難が生じるだけでなく、ワイヤレス充電機能を備えた製品の仕様がワイヤレス充電受信モジュールの体積と重量に制限されて縮小及び軽量化がしにくくなるという直接の影響を与える。したがって、本分野において、ユーザが自己システムとワイヤレス充電受信モジュールを統合する際の困難度を低減させ、同時にワイヤレス充電モジュールの増設による製品体積の占有度を低減させ又は改善するような解決手段が必要になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上記欠陥を克服し、構造がコンパクトな一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は下記のように達成される。一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置は、積層配置された第１回路基板、磁気遮断シート及びコイルを含み、前記第１回路基板の側面に前記ワイヤレス充電受信モジュールが設けられ、別の側面に第１接点が設けられ、前記コイルは、第１回路基板のワイヤレス充電受信モジュールが設けられた側面に積層配置され、コイルの外形寸法が第１回路基板の外形寸法以下であり、前記コイルと第１回路基板との間に磁気遮断シートが配置されている。
【０００６】
上記構造において、前記第１回路基板は、第１領域及び第１領域の周囲にある第２領域を含み、前記第１領域に前記ワイヤレス充電受信モジュールが配置され、前記磁気遮断シートには第１回路基板の第１領域に対応して貫通孔が設けられ、前記コイルが第１回路基板の第２領域に積層配置されていてよい。
【０００７】
上記構造において、前記第１領域は、第１回路基板の中央部に設けられ、前記コイルは第１領域の周囲にある第２領域に積層配置されていてよい。
【０００８】
上記構造において、少なくとも二つの層を備えた第２回路基板を含み、各層には環状配線が設けられ、隣接した層の環状配線同士が第２回路基板に形成されたビアホールを介して電気的に接続されて前記コイルを構成し、前記第２回路基板の外形寸法が第１回路基板の外形寸法以下であってよい。
【０００９】
上記構造において、前記第２回路の側面に第２接点が設けられ、第２回路基板中の環状配線が第２接点と電気的に接続され、第２回路基板の第２接点が設けられた側面が、第１回路基板のワイヤレス充電受信モジュールが設けられた側面に積層配置され、第１回路基板において第２接点に対応する位置には第３接点が設けられ、第３接点が前記ワイヤレス充電受信モジュールと電気的に接続され、前記第２接点と第３接点とがはんだペーストを介して電気的に接続されていてよい。
【００１０】
上記構造において、前記第２接点は、第２回路基板の環状配線の周囲に設けられていてよい。
【００１１】
上記構造において、前記第１回路基板、磁気遮断シート及びコイルが、積層型の一体化パッケージを形成していてよい。
【００１２】
上記構造において、前記第１回路基板、磁気遮断シート及びコイルで形成されたパッケージの全体形状が、ＳＩＭカードと同じ形状であってよい。
【００１３】
上記構造において、前記第１回路基板、磁気遮断シート及びコイルで形成されたパッケージの全体形状が、ＭＭＣ、ＭＳ、ＳＤ、ＴＦ、ＣＦ又はＸＱＤ型のメモリカードと同じであってよい。
【００１４】
上記構造において、前記第１回路基板、磁気遮断シート及びコイルで形成されたパッケージの全体形状及び第１回路基板上にある第１接点の構造が、ＵＳＢ、１３９４又はＬｉｇｈｔｎｉｎｇインターフェイスであるデータストレージのインターフェイスと同じであってよい。
【００１５】
一般的なワイヤレス充電装置と比べた本発明の有益な効果は、従来は分離又は並列配置されていたワイヤレス充電受信モジュールとコイルを積層配置し、そして両者の間に磁気遮断シートを配置して磁気的に分離させ、外部と接続する第１回路基板に第１接点が設けられることにより、全体構造がコンパクトで且つパッケージ生産が容易になり、メーカが使用する際には、自社の装置に設けた接点を第１回路基板上の第１接点と電気的に接続するだけで、当該装置にワイヤレス充電機能を備えさせることができ、非常に便利である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】既存の技術におけるワイヤレス充電装置の外観図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る構造を示した図である。
【図３】本発明の他の実施形態における第１回路基板の一側面を示した図である。
【図４】本発明の他の実施形態における第１回路基板の別の側面を示した図である。
【図５】本発明の他の実施形態における磁気遮断シートの表面を示した図である。
【図６】本発明の他の実施形態における第２回路基板の一側面を示した図である。
【図７】本発明の他の実施形態における第２回路基板の別の側面を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の技術内容、構造的特徴、実現する目的及び効果を詳細に説明するために、実施形態と添付の図面を用いて詳しく説明する。
【００１８】
本発明は、一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置に関し、この充電装置は積層配置された第１回路基板、磁気遮断シート及びコイルを含む。
【００１９】
第１回路基板、磁気遮断シート及びコイルは積層配置された一体化パッケージである。即ち、上記３つのものは、積層の形態を採用して一体に結合され、例えばエポキシ樹脂等の材料によってパッケージされ、最終的に完全な機能モジュールになる一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置を形成する。このモジュールは独立でワイヤレス充電の受信機能を実現できる。最小限に既存の製品設計を変更する条件の下で、ワイヤレス充電機能を既存の製品に融合させることに有利である。
【００２０】
図２は、多層コイル３が第１回路基板１の一側面にパッケージされる構造を示した図である。
【００２１】
さらに、第１回路基板、磁気遮断シート及びコイルのパッケージ仕様は現行のＳＩＭカード、各種類のメモリカードやデータのインターフェースの仕様と同じであってよく、それにより上記スロットを備えた製品に直接使用することができる。
【００２２】
次に、本発明の技術的解決手段を容易に理解するため、図３〜７に基づいて本発明の実施形態を詳しく説明する。図３〜７の実施形態において製品はＳＩＭカードに類似する構造にパッケージングされるが、実際の構造はこれらの図面によって示されたものに限らない。
【００２３】
この一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置においては、第１回路基板１の一側面にワイヤレス充電受信モジュール１１が設けられ、別側面に第１接点１２が設けられている。第１接点１２は主に適用装置側の電池と電気的に接続するために用いられ、動作状態では電流を安定的に電池へ供給することができる。
【００２４】
コイル３は、第１回路基板１のワイヤレス充電受信モジュール１１が設けられた側面に積層配置される。コイル３の外形寸法は、第１回路基板１の外形寸法以下である。
【００２５】
コイル３と第１回路基板１との間には、磁気遮断シート２が配置されている。この磁気遮断シート２の主な機能は磁力線の方向を制限することであって、高透磁率を有する材料が採用される。磁気遮断シート２は、磁気遮断シート２の背後にある第１回路基板１上のワイヤレス充電受信モジュール１１を保護する機能を果たす。
【００２６】
磁気遮断シート２としては高温に耐えうる耐熱材料を選択することが好ましく、同時に透磁率が４５以上で、抵抗が１ＧΩ以上であることが要求される。
【００２７】
このように、本発明の技術的解決手段によると、従来は分離又は並列配置されていたワイヤレス充電受信モジュール１１とコイル３を積層配置し、そして両者の間に磁気遮断シート２を配置して磁気的に分離させ、外部と接続する第１回路基板１に第１接点１２が設けられる。これによって、全体構造がコンパクトで且つパッケージ生産が容易になり、メーカが使用する際には、自社の装置に設けた接点を第１回路基板１上の第１接点１２と電気的に接続するだけで、当該装置にワイヤレス充電機能を備えさせることができ、非常に便利である。
【００２８】
実施形態として、第１回路基板１の一側面には第１領域１３があり、第１領域１３の周囲が第２領域１４となっている。第１回路基板１の第１領域１３にワイヤレス充電受信モジュール１１が設けられ、コイル３が第１回路基板１の第２領域１４に積層配置され、さらに、第１回路基板１の第１領域１３に対応して磁気遮断シート２には貫通孔２１が設けられている。このような構造は、一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置全体の厚さを最大限に縮小することに有効である。それは、装置全体にとって、厚さに一番影響与えるのがワイヤレス充電受信モジュール１１のチップ、コンデンサ、抵抗などを含む各部品の高さであるからである。このため第１回路基板１、磁気遮断シート２及びコイル３を簡単に重ね合わせるだけでは、３つの部品それぞれの厚さを合計したものになるに過ぎない。本実施形態においては、コイル３の中心にスペースがあり且つコイル３ができるだけ大きく巻回されるべきであるという構造の特徴を十分に利用して、ワイヤレス充電受信モジュール１１の別々となった部品をコイル内のスペースに集中的に配置し、それにより製品全体の厚さが小さくなり、当該製品がさらに応用価値を有するようになる。
【００２９】
このように、本実施形態の装置は３つの手段を採用する。まず生産時において第１回路基板１の第１領域１３にワイヤレス充電受信モジュール１１の複数の部品を配置する。次にこれらの部品に高透磁率材料からなる磁気遮断シート２を貼り合わせ、磁力線による充電回線の背後の部品に対する影響を回避することができる。最後に、磁気遮断シート２の上方に、磁力線を受信する機能を有するコイル３を配置する。これら３つの部品は、積層された形態で一つに結合されるため、全体の厚さを増加させない。しかる後、エポキシ樹脂などの材料でパッケージ化を行い、最終的に完全な機能モジュールになる一体化パッケージ型ワイヤレス充電装置を形成する。このモジュールは単独でワイヤレス充電の受信機能を実現することができる。
【００３０】
本実施形態において、第１領域１３は第１回路基板１の中央部に設けられ、コイル３は第１領域１３の周囲を囲む第２領域１４上に積層配置されている。ワイヤレス充電受信モジュール１１を第１回路基板１の中央部に配置することにより、第１回路基板１のスペースを最大限に利用することができ、しかもできるだけコイル３を大きく巻回させることができるので、ワイヤレス受信の効果を強めることができる。
【００３１】
また、本実施形態のワイヤレス充電装置は、第２回路基板４を含み、第２回路基板４は少なくとも２つの層（２層、４層又は８層などの多層基板が可能である）を含み、第２回路基板４の各層では巻き線の巻回形態により環状配線が形成されている。この環状配線の直径は、十分な電流が通過できるような大きさであって、直流抵抗が比較的小さいことに注意すべきである。各層の環状配線は第２回路基板４に設けられたビアホール４１によって電気的に接続され、それによりコイル３の長さが増加する。すべての環状配線によってコイル３が構成されている。また、第２回路基板４の外形寸法は、第１回路基板１の外形寸法以下となっている。
【００３２】
本実施形態によると、本来単独で巻かれるコイル３を少なくとも２つの層を含む第２回路基板４の中に入れ込んだ設計としているため、製品の強度が増すだけでなく、製品パッケージの利便性及びパッケージ後の強度の増強にも有利となる。
【００３３】
さらに、本実施形態では、上述した構造における接続を容易にするため、第２回路基板４の一側面に第２接点４２が設けられ、第２回路基板４における環状配線が第２接点４２と電気的に接続され、第２回路基板４の第２接点４２が設けられた側面が第１回路基板１においてワイヤレス充電受信モジュール１１が設けられた側面に積層配置され、第１回路基板１において第２接点４２に対応する位置に第３接点１５が設けられ、第３接点１５がワイヤレス充電受信モジュール１１と電気的に接続されている。第２接点４２と第３接点１５とはブロック状又は球状であってよく、両者の間ははんだペーストを介して電気的に接続されている。これによって、パッケージの過程における第１回路基板１と第２回路基板４との間の電気的な接続が実現され、したがって、誘導コイル３がワイヤレス充電受信モジュール１１に接続される。
【００３４】
本実施形態において、第２接点４２は第２回路基板４の環状配線の周囲に設けられている。この構造によって、製品のスペースを効果的に利用し、同時に第２回路基板４に設けられた環状配線への影響を最小限に低下させることができる。
【００３５】
本実施形態では、図３に示すように、第１回路基板１、磁気遮断シート２及びコイル３を含むパッケージの全体形状はＳＩＭカードに類似しており、第１回路基板１は第１接点１２を２つ含む。
【００３６】
実施形態では、第１回路基板１、磁気遮断シート２及びコイル３を含むパッケージの全体形状及び第１回路基板１における接点１２の構造は、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カードと同じである。
【００３７】
一実施形態では、第１回路基板１、磁気遮断シート２及びコイル３を含むパッケージの全体形状及び第１回路基板における第１接点１２の構造は、メモリカードと同じで、前記メモリカードはＭＳ（メモリースティック：登録商標）、ＭＭＣ（マルチメディアカード：登録商標）、ＳＤ（エスディーカード：登録商標）、ＴＦ（トランスフラッシュ：登録商標）、ＣＦ（コンパクトフラッシュ：登録商標 ）又はＸＱＤ（エックスキューディー：登録商標）型メモリカードである。
【００３８】
一実施形態では、第１回路基板１、磁気遮断シート２及びコイル３を含むパッケージの全体形状及び第１回路基板１における第１接点１２の構造は、データストレージのインターフェイスと同じで、前記データストレージのインターフェイスはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、１３９４（IEEE1394）又はＬｉｇｈｔｎｉｎｇ（ライトニング：登録商標 ）インターフェイスである。
【００３９】
以上説明したのは本発明の実施形態であり、それにより本発明の技術的範囲が制限されることはなく、本発明の明細書及び図面の内容を利用して完成した等価構造又は等価プロセス変換、又は直接若しくは間接的にその他の関連する技術分野を運用するものは、いずれも同様に本発明の保護の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１  第１回路基板
１１  ワイヤレス充電受信モジュール
１２  第１接点
１３  第１領域
１４  第２領域
１５  第３接点
２  磁気遮断シート
２１  貫通孔
３  コイル
４  第２回路基板
４１  ビアホール
４２  第２接点
２００  ワイヤレス充電受信モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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