专利名称：磁性体天线、安装有该磁性体天线的基板和rf标签的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用磁场成分进行信息通信的磁性体天线，该磁性体天线是可同时 实现小型化和通信灵敏度增加的磁性体天线。而且，即使附加天线的对象物是金属，也 不会受到较大影响，而能够灵敏度良好地对信号进行发送接收。
背景技术：
使用磁性体对电磁波进行发送接收的天线(以下称为“磁性体天线”)，是将导 线卷绕在芯部(磁性体)上而做成线圈，是使来自外部的磁场成分贯通磁性体，在线圈中 感应出电压(或电流)的天线，广泛应用于小型收音机和电视。此外，近年来也应用在 逐渐普及的被称为“RF标签”的非接触型的物体识别装置中。当频率变高时，在RF标签中，将不使用磁性体的识别对象物与平面平行的环形 线圈作为天线使用，当频率进一步变高(UHF带和微波带)时，与含有RF标签而检测磁 场成分相比，更为广泛使用的是检测电场成分的电场天线(偶极天线和电介质天线)。这样的环形天线和电场天线，在金属物靠近时，对金属物产生映像(镜像效 应)，形成与天线相反的相位，因此会产生丧失天线灵敏度的问题。另一方面，已知有这样的磁性体天线(专利文献1)，用于对磁场成分进行发送 接收，在以磁性层为中心的芯部呈线圈状地形成电极材料，在形成有线圈状的电极材料 的一个或两个外侧面形成绝缘层，上述绝缘层的一个或两个外侧面设置有导电层。该磁 性体天线，即使在与金属物接触的情况下，也能够维持天线的特性。
此外，已知作为天线的芯部配置有磁性体和树脂等非磁性体(专利文献2 4)。
专利文献1 专利文献2 专利文献3 专利文献4
日本特开2007-19891号公报 日本特开平6-59046号公报 日本特开2003-110340号公报 日本特开2003-283231号公报
发明内容
在上述专利文献1所记载的方法中，在需要远通信距离的情况下，难以同时满 足小型化和足够的灵敏度。此外，在上述专利文献2 4所记载的方法中，由于用不能在高温制造处理中使 用的树脂材料分割磁性层，所以不能采用烧结密度高的软磁性铁氧体材料。此外，通过 采用LTCC技术的叠层方法得到的磁性体芯部或磁性体天线，难以制造。因此，本发明的目的在于提供一种磁性体天线，即使该磁性体天线与金属物接 触的情况下，也能够维持天线的特性，并且即使以有限的大小也能够通过降低去磁的影 响，来提高磁性体芯部的实效透磁率，进一步提高灵敏度，实现小型化。上述技术课题，能够由如下的本发明实现。S卩，本发明的磁性体天线，其利用电磁感应方式对信息进行发送接收，其特征
3在于上述磁性体天线构成为以包含磁性体和非磁性体的芯部为中心，电极材料形成 为线圈状，在形成有线圈状的电极材料的一个或两个外侧面形成绝缘层，其中，与磁通 量垂直的芯部的截面形成为磁性体被非磁性体分割。(本发明1)。此外，本发明的磁性体天线，其利用电磁感应方式对信息进行发送接收，其特 征在于上述磁性体天线构成为以包含磁性体和非磁性体的芯部为中心，电极材料形 成为线圈状，在形成有线圈状的电极材料的一个或两个外侧面或外周形成绝缘层，在上 述绝缘层的一个或两个外侧面设置导电层，其中，与磁通量垂直的芯部的截面形成为磁 性体被非磁性体分割。(本发明2)。此外，本发明1或2记载的磁性体天线中，非磁性层是非磁性铁氧体和/或玻璃 系陶瓷。(本发明3)。此外，本发明1 3中任一项记载的磁性体天线中，上述芯部是由磁性体和非磁 性体经叠层而形成的(本发明4)。此外，本发明1 3中任一项记载的磁性体天线中，上述芯部的截面由磁性层和 非磁性层呈格子状地配置而成(本发明5)。此外，本发明1 3中任一项记载的磁性体天线中，上述芯部的截面为在多个圆 形的磁性体的各个的外侧形成非磁性体而成(本发明6)。此外，本发明1 6中任一项记载的磁性体天线中，在上述芯部的截面中，磁性 体的全部面积与非磁性体的全部面积之比小于等于1.0 (本发明7)。此外，本发明的基板，安装有本发明1 7中任一项记载的磁性体天线(本发明 8)。此外，本发明的通信设备，安装有本发明1 7中任一项记载的磁性体天线(本 发明9)。此外，本发明的RF标签，在权利要求1 7中任一项上述的磁性体天线上安装 有IC (本发明10)。发明效果本发明的磁性体天线，是灵敏度得以增强的磁性体天线，即使远距离也能够进 行通信，而且磁性体天线即使与金属物接近、接触，通信灵敏度的变化也较小，因此适 于作为13.56MHz的RFID等用途的磁性体天线。本发明的磁性体天线，即使是小型的，也具有高的通信灵敏度，因此能够没有 利用空间限制地应用于各种便携设备、容器、金属部件、基板、金属制工具、金属模具 等各种用途。
图1是本发明的磁性体天线的立体图。图2是本发明的磁性体天线的立体图。图3是表示本发明中的芯部是状态的概念图。图4是本发明的磁性体天线的芯部部分的叠层结构图。图5是表示本发明的磁性体天线的叠层结构的概念图。
图6是表示本发明的磁性体天线的叠层结构的概念图。图7是表示本发明的磁性体天线的叠层结构的概念图。图8是表示本发明的磁性体天线的叠层结构的概念图。图9是表示本发明的磁性体天线的叠层结构的概念图。图10是表示本发明的磁性体天线的叠层结构的概念图。图11是将本发明的磁性体天线安装在基板上时的概念图。图12是表示本发明的磁性体天线的其他方式的概念图。图13是表示本发明的磁性体天线的其他方式的概念图。附图标记说明1 通孔2电极层(线圈电极)3线圈开放端面4 线圈5磁性层6绝缘层7导电层8非磁性层9IC连接用电极层IOIC11电容器电极12电容器13磁力线的方向14基板连接用电极层15 基板
具体实施例方式下面对本发明的磁性体天线进行说明。本发明的磁性体天线的概略图如图1、图5所示。如图1所示，本发明的磁性体 天线基本构成为以由磁性体(5)和非磁性体(8)构成的芯部作为中心，在芯部的外侧呈 线圈状(卷线状)地形成电极材料，在形成有线圈状的电极材料的一个或两个外侧面形成 绝缘层。上述芯部，为磁性体被非磁性体分割的结构。此外，本发明的磁性体天线，如图2、图6所示，也可以基本构成为以由磁性 体(5)和非磁性体⑶构成的芯部作为中心，在芯部的外侧呈线圈状(卷线状)地形成电 极材料，在形成有线圈状的电极材料的一个或两个外侧面形成绝缘层，在上述绝缘层的 一个或两个外侧面设置导电层(7)。通过形成导电层，即使在金属物体靠近磁性体天线 时，也能够使得磁性体天线的特性变化变小，共振频率的变化变小。在本发明的磁性体天线中，只要芯部的相对于贯通该磁性体天线的磁通量垂直 地切断而成的截面的状态，是磁性体被非磁性体分割的状态，则无论何种状态均可，例 如是图3(a) (d)所示的状态。
图3(a) (d)是表示芯部的状态的概念图。在图3(a) (d)中，截面A是表 示从截面A方向观看图1的磁性体天线时的截面。此外，截面B是表示从截面B方向观 看图1的磁性体天线时的截面。本发明的磁性体天线，上述芯部可以是磁性层和非磁性层叠层地形成的状态， 例如如图3(a)所示的叠层状态。这种情况下，磁性层和非磁性层优选磁性层一层与非磁性层一层的厚度之比小 于等于1.0。在非磁性层过厚的情况下，由于芯部内的磁性体的比例降低，所以不利于磁 性体天线的小型化。更优选的范围是小于等于0.5，更优选小于等于0.2。本发明的磁性体天线中，上述芯部的截面如图3(b)所示，也可以形成为磁性层 和非磁性层呈格子状地配置。本发明的磁性体天线中，上述芯部的横截面如图3(c)所示，也可以形成为不仅 在横向上也在纵向上由非磁性层分割磁性层的结构。本发明的磁性体天线中，上述芯部的横截面如图3(d)所示，也可以形成为多个 棒状的各磁性体以固定间隔配置在非磁性体内的结构。本发明的磁性体天线优选，在上述芯部的截面中，所有磁性体与所有非磁性体 的面积之比(所有磁性体/所有非磁性体)小于等于1.0。在非磁性层超过上述范围较大 的情况下，由于芯部内的磁性体的比率降低，所以不利于磁性体天线的小型化。更优选 的范围小于等于0.5，进一步优选小于等于0.2。本发明的磁性体天线中，形成图1所示的磁性体天线的芯部的磁性层的一个截 面积(S)与磁性体天线的长度(L)之比(S/L)优选小于等于0.3。上述面积比(S/L)超 过0.3的情况下，则难以降低去磁的影响。本发明的磁性体天线，能够使用Ni Zn系铁氧体等作为芯部的磁性体。在使用 Ni Zn系铁氧体的情况下，优选诸如45 49.5mol%的Fe203、9.0 45.0mol%的NiO、 0.5 35.0mol%的ZnO、4.5 15.0mol%的CuO的组成，可以选择在所使用的频带作为 材料的透磁率高、磁性损失低的铁氧体组成。使用超出必要的高透磁率的材料时，由于 磁性损失增加，所以不适用于天线。例如，选择在RFID标签用途中13.56MHz下的透磁率为70 120，且在民用FM 广播接收用途中IOOMHz下的透磁率为10 30的铁氧体组成时，由于磁性损失少，所以 优选。本发明的磁性体天线，在芯部的非磁性体中，能够使用将Zn系铁氧体等非磁性 铁氧体、硼硅酸盐系玻璃、锌系玻璃或铅系玻璃等玻璃系陶瓷，或非磁性铁氧体和玻璃 系陶瓷适量混合而成的物质。在非磁性铁氧体使用的铁氧体粉末中，可以选择烧成体的体积固有电阻大于等 于IO8 Ω cm的Zn系铁氧体组成。优选45 49.5mol %的Fe203、17.0 22.0mol %的ZnO> 4.5 15.0mol%的CuO的组成。在玻璃系陶瓷的情况下，在所使用的玻璃系陶瓷粉末中，可以选择线膨胀系数 与所使用的磁性体的线膨胀系数没有较大差异的组成。具体地说，是与作为磁性体使用 的软磁性铁氧体的线膨胀系数的差为士 5ppm/°C以内的组成。本发明的图3(a)所示的具有芯部的磁性体天线，例如能够通过以下方法制造。
首先，形成磁性层，该磁性层叠层有使混合了磁性粉末和粘合剂的混合物成为 片状而得到的单层或多层。此外，形成非磁性层，该非磁性层叠层有使混合了非磁性粉末和粘合剂的混合 物成为片状而得到的单层或多层。接着，如图4所示，以使整体的厚度成为期望的厚度的方式交替地叠层磁性层
(5)和非磁性层(8)。然后，在叠层而成的磁性层和非磁性层中开设期望数量的通孔(1)。注入电极材 料。此外，在与通孔成直角的两个面，以与通孔连接形成线圈状(卷线状)的方式形成 电极层(2)。利用注入通孔中的电极材料和电极层，以磁性层成为长方形的芯部的方式形 成线圈。这时，形成线圈的磁性层的两端在磁性回路上开放(图4中3)。接下来，如图1或图5所示，在形成有电极层的线圈的上下表面形成绝缘层
(6)。将所得到的片以成为期望的形状的方式，在通孔和线圈开放端面切断并一体烧 成，或一体烧成后在通孔和线圈开放端面切断，进行制造(LTCC技术)。此外，本发明的图3(b)所示的具有芯部的磁性体天线例如能够通过以下方法进 行制造。首先，形成磁性层，该磁性层叠层有使混合了磁性粉末和粘合剂的混合物成为 片状而得到的单层或多层。此外，形成非磁性层，该非磁性层叠层有使混合了非磁性粉末和粘合剂的混合 物成为片状而得到的单层或多层。用陶瓷生片叠层体切断机等切断机将所得到的磁性层和非磁性层的片切断为期 望的宽度。将切断后的片按照磁性层、非磁性层的顺序，在制作叠层体的下一个工序中以 适当大小的片状进行排列加压接合。以使上述片在上下方向上也成为磁性层、非磁性层的顺序的方式叠层片，磁性 层和非磁性层叠层为期望的厚度。接着，与上述同样地，开设通孔并注入电极材料，并且形成电极层，形成线圈 状，形成绝缘层，进行切断/烧成或烧成/切断。此外，本发明的图3(c)所示的具有芯部的磁性体天线，例如能够通过以下方法 进行制造。首先，形成磁性层，该磁性层叠层有使混合了磁性粉末和粘合剂的混合物成为 片状而得到的单层或多层。用陶瓷生片叠层体切断机等切断机将所得到的磁性层和非磁性层的片切断为期 望的宽度。将切断后的片按照磁性层、非磁性层的顺序，在制作叠层体的下一个工序中以 适当大小的片状进行排列加压接合。将上述片和未切断的非磁性层片依次叠层，磁性层和非磁性层叠层为期望的厚度。接着，与上述同样地，开设通孔、并注入电极材料，并且形成电极层，形成线圈状，形成绝缘层，进行切断/烧成或烧成/切断。此外，本发明的图3(d)所示的具有芯部的磁性体天线，例如能够通过以下的方 法进行制造。首先，将混合了磁性粉末和粘合剂的混合物形成期望粗细的棒状。将所得到的棒状的磁性体在碟状容器上以固定间隔排成一列，注入混合了非磁 性粉末和粘合剂的混合物，制成一个片。在制成的片中夹着非磁性片来进行叠层，并使叠层体成为期望的厚度。接着，与上述同样地，开设通孔、并注入电极材料，并且形成电极层，形成线 圈状，形成绝缘层，进行切断/烧成或烧成/切断。此外，本发明的图2、图6所示的磁性体天线，例如能够通过以下的方法制造。首先，形成磁性层，该磁性层叠层有使混合了磁性粉末和粘合剂的混合物成为 片状而得到的单层或多层。。此外，形成非磁性层，该非磁性层叠层有使混合了非磁性粉末和粘合剂的混合 物成为片状而得到的单层或多层。接着，如图4所示，以整体的厚度成为期望的厚度的方式交替地叠层磁性层(5) 和非磁性层(8)。然后，在叠层后的磁性层(5)和非磁性层(8)中开设期望数量的通孔(1)。在上 述各通孔(1)中注入电极材料。此外，在与通孔成直角的两个面，以与通孔连接形成线 圈状(卷线状)的方式形成电极层(2)。利用注入通孔中的电极材料和电极层，以磁性 层成为长方形的芯部的方式形成线圈。这时，形成线圈的磁性层的两端在磁性回路上开 放。然后，如图2所示，在形成有电极层的线圈的上下表面形成绝缘层(6)。进而，在上述绝缘层中的一层或两层的上面(外侧面)形成导电层(7)。将所得到的片以成为期望的形状的方式，在通孔和线圈开放端面切断并一体烧 成，或一体烧成后在通孔和线圈开放端面切断，进行制造(LTCC技术)。另外，在必要的情况下，也能够在线圈的整个外周形成导电层。此外，本发明的磁性体天线，如图7的概略图所示，也可以在绝缘层的表面上 用电极材料形成线圈引线端子和IC芯片连接端子(9)，以安装IC(10)。形成有上述IC芯片连接端子的磁性体天线，在形成有电极层的线圈(4)的至少 一个面的绝缘层(6)上设置通孔(1)，将电极材料注入该通孔(1)，与线圈(4)的两端连 接，在该绝缘层的表面用电极材料形成线圈引线端子和IC芯片连接端子，进行一体烧成 (烧制)而获得。此外，本发明的磁性体天线，也可以在导电层的外侧面设置绝缘层。进而，在 该绝缘层的外侧面，也可以设置磁性层或绝缘层。由此，即使金属物体靠近磁性体天线，也能够使得磁性体天线的特性变化较 小，共振频率的变化变得更小。此外，本发明的磁性体天线如图8的概念图所示，也可以将夹着线圈(4)的上下 面的绝缘层(6)的一侧或两侧的外侧面配置电容器电极(11)。另外，如图8或图9的概念图所示，磁性体天线，也可以使形成在绝缘层上面的
8电容器为通过印刷平行电极或梳型电极而成的电容器，进而，该电容器与线圈引线端子 可以并联或串联地连接。此外，如图10的概念图所示，也可以在配置有电容器电极(11)的外侧面还设置 有绝缘层(6)，在该绝缘层(6)的外侧面形成兼作IC芯片连接端子的电极层(11)，将绝 缘层(6)夹入，由此形成电容，与IC芯片连接端子并联或串联地连接。此外，本发明的磁性体天线，也可以在绝缘层(6)的上表面印刷平行电极或梳 型电极来形成电容，与线圈引线端子并联或串联地连接。此外，本发明的磁性体天线，如图7所示，也可以在绝缘层(6)的上表面设置能 够与IC芯片(10)连接的端子结构，将IC芯片连接端子与线圈引线端子并联或串联地连 接并一体烧成。此外，本发明的磁性体天线，也可以在绝缘层的上表面形成设置可变电容器的 端子，将线圈引线端子与线圈引线端子并联或串联地连接。本发明的磁性体天线中，形成线圈的芯部的被非磁性层分割的磁性层的整体厚 度优选为0.1 5.0mm，绝缘层的一层的膜厚优选为0.01 0.2mm。此外，本发明的磁 性体天线中，形成线圈的芯部的被非磁性层分割的磁性层与绝缘层的膜厚之比(磁性层/ 绝缘层的一层)优选为0.5 500。此外，本发明的磁性体天线中，也可以在被非磁性层分割的磁性层和由电极层 形成的线圈的外侧形成磁性层、绝缘层。这种情况下，各个膜厚优选为0.05 0.5mm。导电层可以用各种方法形成，例如，优选用印刷、刷涂等常用方法来形成。或 者，在形成有金属板的绝缘层的外侧粘贴也能够得到同样的效果。作为形成导电层的材料，或注入通孔的电极材料，能够适用Ag膏，使用其他的 Ag系合金膏等金属系导电膏。在形成在绝缘层的外侧的情况下，导电层(7)的膜厚优选为0.001 0.1mm。本发明的磁性体天线如图12所示，用于对磁场成分进行发送接收，其特征在 于被非磁性层分割的磁性层的形状是方形或长方形的线圈，在线圈的轴方向上以大致 均等的间隔在大致的平面上呈放射状地配置多个，而且在相对的所有线圈的内侧的一端 呈放射状地配置的中心处用磁性层连接，朝向外侧的另一端开放，以使各个相对的线圈 的一端的极性相同的方式串联或并联地连接，在该磁性体天线中，可以在平面地配置的 线圈的上下表面的一个面或两个面设置绝缘层，根据需要在一个绝缘层的外侧面设置导 电层。本发明的磁性体天线，如图13所示，用于对磁场成分进行发送接收，其特征在 于被非磁性层分割的磁性层的形状是方形或长方形的线圈，在线圈的轴方向上呈放射 状地以大致均等的间隔大致平面地配置多个，而且在相对的所有线圈的一端呈放射状地 配置的周围用磁性层连接，在内侧相对的另一端开放，以各个相对的线圈的一端极性相 同的方式串联或并联地连接，可以在平面地配置的线圈的上下表面的一个面或两个面设 置绝缘层，根据需要在一个绝缘层的外侧面设置导电层。本发明的磁性体天线，如图11的概念图所示，也可以在线圈⑷的下面的绝缘 层(6)设置通孔，在该通孔中注入电极材料，与线圈(4)的两端连接，在该下表面用电极 材料形成基板连接端子(12)并一体烧成。这种情况下，能够容易地与陶瓷、树脂等的基
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板接合。另外，作为基板，能够使用将上述各种材料复合而得到的材料、含有金属的材料等。此外，安装了本发明的磁性体天线的基板，其特征在于，以粘合剂、粘接剂等 或钎焊等方法将磁性体天线固定在基板(15)表面。本发明中，能够通过将部件安装在多 层配线基板时通常采用的方法，将磁性体天线与其他部件同时安装，提高量产性。在多层配线基板中内置有由导体构成的配线，对天线施加与金属相同的影响。 在安装有本发明的磁性体天线的基板，由于磁性体天线具有如上所述的构造，不会受到 金属的影响，即使是在多层配线基板等的内部或表面形成有由导体构成的配线的基板， 也不会受此影响。IC可以在图11中的磁性体天线上面的绝缘层上形成IC芯片连接端子以进行连 接，如图11所示，也可以以与磁性体天线的下面的基板连接端子(14)连接的方式在基板 内形成配线，经由基板内配线进行连接。此外，还可以经由与下面的基板连接端子(14) 连接的基板内配线与读写器连接，能够作为读写器使用。此外，在本发明中，为了提高强度，可以用树脂包覆本发明的磁性体天线或在 磁性体天线上安装有IC的RF标签。此外，在本发明中，能够在通信设备中设置本发明的磁性体天线。此外，在本发明中，能够在包装容器中设置本发明的磁性体天线。此外，在本发明中，能够在工具、螺栓等金属部件上设置本发明的磁性体天 线。< 作用 >本发明的磁性体天线，由于芯部的磁性体被非磁性体分割，所以能够抑制随着 去磁的产生而引起实效透磁率降低、即通信灵敏度降低，而且由于尽可能地减小了非磁 性体的比例，所以能够将因磁性体的比例减小引起的通信灵敏度的降低也抑制到最小限度。实施例下面参照附图，基于发明的实施方式详细地对本发明进行说明。[磁性体天线1]作为磁性层(5)用，在900°C烧结后用球磨机混合作为13.56MHz下的材料的 透磁率为 100 的 Ni-Zn-Cu 铁氧体预烧粉(48.5mol% 的 Fe203、25mol% 的 NiO、16mol% 的ZnO、10.5mol%的Cu0)100重量份、丁醛树脂8重量份、可塑剂5重量份、溶剂80重 量份，制造出料浆(slurry)。将得到的料浆用刮刀在PET膜上以150mm见方、且烧结时 的厚度为0.1mm的方式进行片成型。作为非磁性层(8)用，用球磨机混合硼硅酸盐玻璃(86 89wt%的Si02、7 10wt%&B203、0.5 7_%的K2O) 100重量份、丁醛树脂8重量份、可塑剂5重量份、 溶剂80重量份，制造出料浆。将得到的料浆用刮刀在PET膜上以150mm见方、且烧结 时的厚度为0.05mm的方式进行片成型。此外，作为绝缘层(6)用也同样地，用球磨机混合Zn-Cu铁氧体预烧粉 (48.5mol% 的 Fe203、41mol% 的 ZnO、10.5mol% 的 CuO) 100 重量份、丁醛树脂 8 重量 份、可塑剂5重量份、溶剂80重量份，制造出料浆。将得到的料浆用刮刀在PET膜上以
10与磁性层相同的尺寸和厚度进行片成型。接着，如图4所示，将磁性层(5)用生片(green sheet)和非磁性层(8)用生片叠 层而成的片，逐片地加压接合以成为一个片，然后开设通孔(1)并在其中填充Ag膏，在 与通孔⑴成直角的两个面印刷Ag膏并叠层10片，形成芯部⑷。接着，如图2所示，在芯部(4)的上下表面叠层绝缘层(6)用生片，在一个面叠 层用Ag膏印刷有导电层(7)的绝缘层(6)用生片。将叠层后的生片集中加压接合，在通孔和线圈开放端面3切断，以900度进行2 个小时的一体烧成，制成尺寸为横IOmmX纵3mm且线圈匝数为23匝(圈)的磁性体天 线样品1。(为了简化图示，图1和图4中线圈的匝数显示为7匝。也为了简化图示， 磁性层的叠层片数显示为3层。以下其他的附图中也一样。)在该磁性体天线的线圈两端连接探针，测量频率为IMHz下的电感(L1),以与 相同形状的空芯线圈的电感(Ltl)之比(L1ZXtl)作为实效透磁率进行测量。进而，在该磁性体天线的线圈两端连接RF标签用IC，与IC并联地连接电容 器，将共振频率调整为13.56MHz，制作RF标签，测量用贴附在金属板上输出为IOOmW 的读/写器进行通信的距离。各测量方法如下。[共振频率的测量和调整方法]就共振频率而言，将一匝线圈连接到阻抗分析仪429IA(AgilentTechnology株式
会社制)，使其与RF标签结合，具有被测定的阻抗的峰值频率，形成为共振频率。[通信距离的测量方法]就通信距离而言，将输出为IOOmW的读/写器(Takaya株式会社制，产品型号 TR3-A201/TR3-D002A)的天线水平地固定，使RF标签的长度方向与天线垂直地位于其 上方，将13.56MHz下能够进行通信的尽可能高的位置时的天线与RF标签的垂直方向的 距离设为通信距离。[磁性体天线2]在与实施例1同样地制造出的磁性层(5)用生片上以0.02mm的厚度印刷玻璃陶
瓷的膏，叠层10层。在磁性层(5)用生片上开设通孔(1)，在其中填充Ag膏，在与通孔(1)成直角 的两个面印刷Ag膏并叠层，形成线圈(4)。接着，在芯部⑷的一个面将用Ag膏印刷导电层(7)而成的绝缘层(6)用生片 叠层。在另一个面，为了与线圈的两端相连接，开设通孔并在其中填充Ag膏，并且在与 通孔⑴成直角的表层用Ag膏印刷连接线圈引线端子和IC的IC芯片连接端子(9)的形 状，叠层绝缘层(6)用生片。将以上的生片集中加压接合，在通孔(1)和线圈开放端面 (3)切断，以900°C进行2个小时的一体烧成，制成尺寸为横IOmmX纵3mm且线圈匝数 为23匝的磁性体天线样品2。在该磁性体天线的线圈两端连接探针，测量频率为IMHz下的电感(L1),以与 相同形状的空芯线圈的电感(Ltl)之比(L1ZXtl)作为实效透磁率进行测量。在该磁性体天线的线圈两端连接RFID标签用IC，进一步与IC并联地连接 电容，将共振频率调整为13.56MHz，制成RF标签，测量用贴付在金属板上的输出为 IOOmW的读/写器进行通信的距离和共振频率。
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[磁性体天线3]<图3(b)的方式>将与实施例1同样地制造出的磁性层(5)用生片和非磁性层⑶用的玻璃陶瓷的 生片，分别以相同的厚度0.1mm成膜。将得到的片分别以0.1mm的宽度由陶瓷生片叠层 体切断机(UHT株式会社制G-CUT)切断。接着，磁性层和非磁性层顺序地排列成一个 片状进行加压接合。进行准备，使得在纵向上也以磁性层和非磁性层顺序的方式将所得 到的片叠层10层以能够加压接合，如图4所示，在逐个片中开设通孔(1)，在其中填充 Ag膏，并且在与通孔(1)成直角的两个面印刷Ag膏并叠层10层，形成线圈(4)。在所得到的线圈中，与实施例1同样地形成绝缘层，由此形成磁性体天线。[磁性体天线4]<图3(C)的方式>与实施例1同样地制造出的磁性层(5)用生片和非磁性层⑶用的玻璃陶瓷的生 片，分别以磁性层(5)用生片0.1mm的厚度和玻璃陶瓷的生片0.05mm的厚度，进行成 膜。将得到的片分别以0.1mm的宽度由陶瓷生片叠层体切断机(G-CUT/UHT)切断。 接着，磁性层和非磁性层顺序地排列成一个片状进行加压接合。进行准备，使得将得到 的片和玻璃陶瓷的生片交替地每10片进行叠层以能够加压接合，如图4所示，在逐个片 中开设通孔(1)，在其中填充Ag膏，并且在与通孔(1)成直角的两个面印刷Ag膏并叠层 10片，形成线圈(4)。在所得到的线圈中，与实施例1同样地形成绝缘层，形成磁性体天线。[磁性体天线5]<图3(d)的方式>使用与实施例1同样地制造出的料浆，制造出磁性层(5)用的棒状的磁性体。 将制成的棒状的磁性体排列在容器内，注入非磁性玻璃陶瓷的料浆，制成厚度为Imm的 片。进行准备，将得到的片和玻璃陶瓷的生片叠层10片并加压接合。如图4所示，在 逐个片上开设通孔(1)，在其中填充Ag膏，并且在与通孔(1)成直角的两个面印刷Ag膏 并叠层10片，形成线圈(4)。在所得到的线圈中，与实施例1同样地形成绝缘层，形成磁性体天线。[磁性体天线6比较例]将与实施例1同样地制造出的磁性层(5)用生片直接叠层10片。实效透磁率为 10.5，用IOOmW的读/写器进行通信的距离为6.0cm。[表1]
1权利要求
1.一种磁性体天线，其利用电磁感应方式对信息进行发送接收，其特征在于所述磁性体天线构成为以包含磁性体和非磁性体的芯部为中心，电极材料形成为 线圈状，在形成有线圈状的电极材料的一个或两个外侧面形成绝缘层，其中，与磁通量 垂直的芯部的截面被形成为磁性体被非磁性体分割。
2.—种磁性体天线，其利用电磁感应方式对信息进行发送接收，其特征在于所述磁性体天线构成为以包含磁性体和非磁性体的芯部为中心，电极材料形成为 线圈状，在形成有线圈状的电极材料的一个或两个外侧面或外周形成绝缘层，在所述绝 缘层的一个或两个外侧面设置导电层，其中，与磁通量垂直的芯部的截面被形成为磁性 体被非磁性体分割。
3.如权利要求1或2所述的磁性体天线，其特征在于 非磁性层是非磁性铁氧体和/或玻璃系陶瓷。
4.如权利要求1 3中任一项所述的磁性体天线，其特征在于 所述芯部是由叠层磁性体和非磁性体经叠层而形成的。
5.如权利要求1 3中任一项所述的磁性体天线，其特征在于 所述芯部的截面由磁性层和非磁性层呈格子状地配置而成。
6.如权利要求1 3中任一项所述的磁性体天线，其特征在于所述芯部的截面为在多个圆形的磁性体的各个的外侧形成非磁性体而成。
7.如权利要求1 6中任一项所述的磁性体天线，其特征在于在所述芯部的截面中，磁性体的全部面积与非磁性体的全部面积之比小于等于1.0。
8.—种基板，其特征在于安装有权利要求1 7中任一项所述的磁性体天线。
9.一种通信设备，其特征在于安装有权利要求1 7中任一项所述的磁性体天线。
10.—种RF标签，其特征在于在权利要求1 7中任一项所述的磁性体天线上安装有IC。
全文摘要
本发明提供磁性体天线、安装有该磁性体天线的基板和RF标签。该磁性体天线利用磁场成分进行信息通信，是一种可同时实现高通信灵敏度和小型化的磁性体天线。磁性体天线利用电磁感应方式对信息进行发送接收，构成为以由磁性体和非磁性体构成的芯部为中心，电极材料形成为线圈状，在形成有线圈状的电极材料的一个或两个外侧面形成有绝缘层，在该磁性体天线中，与磁通量垂直的芯部的截面形成为磁性体被非磁性体分割。
文档编号G06K19/07GK102017302SQ20098011420
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月22日 优先权日2008年4月25日
发明者佐藤由郎, 土井孝纪, 木村哲也, 香嶋纯 申请人:户田工业株式会社