专利名称：磁性体天线和rf标签以及安装有该rf标签的基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于利用磁场成分对信息进行通信的磁性体天线和RF标签，该磁性体天线和RF(射频)标签为与现有技术相比实现了通信灵敏度的提高的磁性体天线和RF 标签。
背景技术：
使用磁性体发送接收电磁波的天线(以下称作“磁性体天线”)是将导线卷绕在芯部(磁性体)成为线圈，从外部到来的磁场成分贯通磁性体使线圈发生感应而转换为电压 (或电流)的天线，广泛应用于小型收音机、TV(电视机)中。另外，近年来也应用在逐渐普及的被称作RF标签的非接触型的物体识别装置中。当频率更高时，在RF标签中，不使用磁性体，而是使用平面与识别对象物平行的环形线圈(loop coil)作为天线，频率进一步变高时(UHF频段、微波频段)，与包括RF标签检测磁场成分相比，更广泛地使用检测电场成分的电场天线(偶极天线、电介质天线)。这样的环形天线或电场天线，当金属物接近时，在金属物产生映射(image)(镜像效应)，由于与天线为相反的相位，所以产生天线的灵敏度损失的问题。另一方面，作为用于发送接收磁场成分的磁性体天线，已知有将电极材料呈线圈 (coil)状地形成在以磁性层为中心的芯部，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有导电层的磁性体天线(专利文献 1)。该磁性体天线即使在与金属物接触的情况下，也能够维持作为天线的特性。另外，还已知有在一个芯部形成多个线圈且将它们并联接线做成天线的技术(专利文献2)。专利文献1 日本特开2007-19891号公报专利文献2 日本特开平9-64634号公报
发明内容
发明要解决的课题在上述专利文献1记载的方法中，在尺寸上有限制的条件下难以实现更长的通信距离。另外，在上述专利文献2的记载中，由于其目的在于防止因线圈电阻的增加而导致线圈特性降低，对于提高通信灵敏度没有任何记载。因此，本发明的目的在于得到能够将被谐振频率限制的线圈的电感(inductance) 提高到现有以上的程度从而使通信灵敏度提高的磁性体天线。用于解决课题的技术手段上述技术课题能够通过如下所述的本发明来解决。S卩，本发明的RF标签，构成为在用于利用电磁感应方式发送接收信息的磁性体天线安装有IC，上述RF标签的特征在于上述磁性体天线，在一个磁性体芯部形成有多个线圈，上述线圈的电感L1满足下述关系式(1)，上述各线圈在电路上并联连接，并且与磁性体芯部串联地配置，磁性体天线的合成电感Ltl满足下述关系式0)，关系式(1)是=L1 ^ 1/ 动作频率)2X(IC电容+天线的寄生电容))，关系式(2)是Ltl彡 Λ4π2Χ(动作频率)2X(IC电容+天线的寄生电容))，其中，L1是1个线圈的电感，Ltl是磁性体天线的合成电感(本发明1)。另外，在本发明中，用树脂覆盖本发明1所述的RF标签(本发明2)。另外，本发明的磁性体天线，是在权利要求1上述的RF标签中使用的磁性体天线， 上述磁性体天线的特征在于当上述磁性体天线安装有IC时，在一个磁性体芯部形成有多个其电感L1满足下述关系式(1)的线圈，上述各线圈在电路上并联连接，并且与磁性体芯部串联地配置，磁性体天线的合成电感Ltl满足下述关系式0)，关系式(1)是=L1 ^ 1/
动作频率)2X(IC电容+天线的寄生电容))，关系式(2)是Ltl彡 Λ4π2Χ(动作频率)2X(IC电容+天线的寄生电容))，其中，L1是1个线圈的电感，Ltl是磁性体天线的合成电感(本发明3)。另外，本发明是安装有本发明1或2所述的RF标签的基板(本发明4)。另外，本发明是使用本发明1或2所述的RF标签的通信系统(本发明5)。发明的效果本发明的RF标签是灵敏度进一步提高的RF标签，即使在长距离的情况下也能够进行通信，适于用作13. 56MHz的RFID (射频识别系统)等用途的RF标签。本发明的磁性体天线或RF标签具有高通信灵敏度，因此能够应用于各种便携式设备、容器、金属部件、基板、金属制工具、模具等各种用途。
图1是本发明的磁性体天线的概念图。图2是本发明的磁性体天线的立体图。图3是表示本发明中的被非磁性体分割的芯部的状态的概念图。图4是表示本发明的磁性体天线的其他方式的概念图。图5是表示本发明的磁性体天线的其他方式的概念图。图6是表示本发明的磁性体天线的层叠结构的概念图。图7是表示本发明的磁性体天线的层叠结构的概念图。图8是表示将本发明的磁性体天线安装于基板的情况的概念图。图9是表示本发明的磁性体天线的线圈部分的层叠结构图。附图标记说明1 通孔2:电极层(线圈电极)3 芯部4 线圈4-1 线圈的最小单位4-2 线圈开放端面5 磁性层
6 绝缘层
7:导电层
8 非磁性层
9: IC连接用电极层(端子)
10 :ic
11 电容器电极
12 电容器
14:基板连接用电极层
15 基板
20 磁性体天线(磁性天线)
具体实施例方式
对本发明的磁性体天线进行描述。 图1和图2表示本发明的磁性体天线(磁体天线)的概略图。如图1和图2所示，本发明的磁性体天线00)的基本构造为以由磁性体构成的芯部(3)为中心，在芯部 (3)的外侧将电极材料形成为线圈状(绕线状)，多个线圈并联地电连接，并且线圈 (4-1)串联配置在同一芯部(3)(在图1和图2中为4个线圈，但在本发明中对线圈的数量没有限定)。本发明的磁性体天线的各线圈G-1)的电感L1，在将IC安装于磁性体天线时，满足下述关系式(1)。〈关系式(1)>L1彡1Λ4 π 2 X (动作频率)2 X (IC电容+天线的寄生电容))如果磁性体天线的各线圈G-1)的电感L1不满足上述关系式(1)，则不能够提高通信灵敏度。优选各线圈的电感L1为磁性体天线的合成电感Ltl的2倍以上，进一步优选为 3倍以上。本发明的磁性体天线的合成电感Ltl，在将IC安装于磁性体天线时，满足下述关系式⑵。< 关系式(2) >Ltl彡1/ ((4 π 2 X (动作频率)2 X (IC电容+天线的寄生电容))如果磁性体天线的合成电感Ltl不满足上述关系式(2)，则不能够将安装有IC的RF 标签的谐振频率调整为动作频率，因此不能够提高通信灵敏度。满足上述关系式的磁性体天线能够通过控制构成芯部的材料的透磁率、线圈的卷绕数(绕线数)、线圈的截面积、线圈的长度等来制作。如图3所示，上述芯部也可以为构成芯部的磁性体被非磁性体分割的结构。在本发明的磁性体天线中，在由非磁性体分割磁性体芯部的情况下，与贯通该磁性体天线的磁束垂直地切断的截面的状态，只要是磁性体被非磁性体分割的状态即可，可以为任意状态，例如为图3(a) (d)所示的状态。图4是表示本发明的磁性体天线的其他方式的概略图。如图4所示，本发明的磁性体天线00)的基本结构可以为以由磁性体构成的芯部(3)为中心，在芯部(3)的外侧将电极材料以成为线圈状(绕线状)(2)的方式形成，多个线圈并联地电连接，线圈 (4-1)与同一芯部(3)串联地配置，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(6)，在上述绝缘层(6)的一个或两个外侧面设置有导电层(7)。通过形成导电层 (7)，即使金属物接近磁性体天线，磁性体天线的特性变化减小，也能够使谐振频率的变化减小。进而，在导电层(7)的外侧也可以设置绝缘层(6)。图5是表示本发明的磁性体天线的其他方式的概略图。如图5所述，本发明的磁性体天线00)的基本结构也可以为以由磁性体构成的芯部(3)为中心，在芯部(3)的外侧将电极材料以成为线圈状(绕线状)(2)的方式形成，多个线圈并联地电连接，线圈与同一芯部(3)串联地配置，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(6)，在上述绝缘层(6)的一个或两个外侧面设置有导电层(7)，进而也可以在导电层(7)的外侧设置磁性层(5)。通过形成磁性层(5)，在金属接近时的磁性体天线的特性变化进一步减小，从而能够使谐振频率的变动减小。此外，也可以为不具有导电层(7)的层叠结构。另外，如图6的概略图所示，本发明的磁性体天线也可以构成为在夹持线圈(4) 的上下面的绝缘层(6)的一个或两个外侧面配置电容器电极(11)。此外，图6的概略图所示的磁性体天线中，也可以使形成在绝缘层的上表面的电容器，为通过印刷平行电极或梳形电极来得到的电容器，进而也可以将该电容器和线圈引线端子并联或串联连接。另外，如图7的概略图所示，也可以在配置有电容器电极(11)的外侧面进一步设置绝缘层(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(9)，以夹持该绝缘层(6)的方式形成电容器，与IC芯片连接端子并联或串联连接。另外，如图2所示，本发明的磁性体天线中，在绝缘层(6)的上表面形成能够与IC 芯片(10)连接的端子(9)即可。此外，也可以将IC芯片连接端子(9)与线圈引线端子并联或串联连接地一体烧制。本发明的磁性体天线能够使用Ni-Si类铁氧体等作为芯部的磁性材料。在使用 Ni-Zn 类铁氧体的情况下，优选为 Fe2O3 45 49. 5mol %、NiO 9. 0 45. Omol %、&ι0 0. 5 35. Omol CuO 4. 5 15. Omol^的组成，可以选择在所使用的频段中材料的透磁率高、磁性损耗降低的铁氧体组成。在选择了超出必要程度的高透磁率材料时，磁性损耗增加，因此不再适合于天线。例如，选择在RFID的用途中在13. 56MHz下的透磁率为70 120、在民用FM广播发送接收用途中在IOOMHz下的透磁率为10 30的铁氧体组成时，磁性损耗少，因而优选。本发明的磁性体天线，能够使用ai类铁氧体等非磁性铁氧体、硼硅酸类玻璃、锌类玻璃或铅类玻璃等的玻璃类陶瓷、或者将非磁性铁氧体和玻璃类陶瓷适量混合而得到的材料等，作为芯部的非磁性材料。对于在非磁性铁氧体中使用的铁氧体粉末，选择烧结体的体积固有电阻为 IO8Qcm以上的Si类铁氧体组成即可。优选为1 45 49. 5mol %、SiO 17. 0 22. Omo 1%, CuO 4. 5 15. Omol%的组成。在玻璃类陶瓷的情况下，对于所使用的玻璃类陶瓷粉末，选择线膨胀系数与使用的磁性体的线膨胀系数差别不大的组成即可。具体而言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。接着对本发明的RF标签进行描述。本发明的RF标签是将IC与上述磁性体天线连接的结构。在图2所示的立体图中， 是能够在磁性体天线安装IC的方式，但只要是将磁性体天线与另外设置的IC以电路连接的方式即可。如图2所示，本发明的RF标签也可以在磁性体天线的绝缘层(6)的上表面形成能够连接IC芯片(10)的端子(9)，将IC芯片连接端子与线圈引线端子并联或串联连接地一体烧成。如图2所示，形成有上述IC芯片连接端子的磁性体天线能够通过如下方式得到 在形成有电极层的线圈(4)的至少一个面的绝缘层(6)设置通孔(1)，将电极材料注入该通孔(1)中，与线圈的两端连接，在该绝缘层的表面由电极材料形成线圈引线端子和IC 芯片连接端子并一体烧成。本发明的RF标签的并联连接的线圈的一个线圈的电感L1满足下述关系式1，并且合成电感Ltl满足下述关系式2。〈关系式(1)>L1彡1Λ4 π 2 X (动作频率)2 X (IC电容+天线的寄生电容))< 关系式(2) >L0^ 1/(4 Ji2X (动作频率)2X (IC电容+天线的寄生电容))本发明的RF标签也可以被以下树脂覆盖，S卩，聚苯乙烯(polystyrene)树脂、丙烯腈一苯乙烯(acrylonitrile-styrene，AS)树脂、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯(acryloni trile-butadiene-styrene, ABS)丰对月旨、丙;1；希酸(acryl)丰对月旨、聚乙；！；希(polyethylene)丰对脂、聚丙烯(polypropylene)树脂、聚酰胺(polyamide)树脂、聚缩醛(polyacetal)树脂、 聚碳酸酯(polycarbonate)树脂、氯乙烯树脂、改性聚亚苯醚(modified polyphenylene ether)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate)树脂、聚苯硫醚 (polyphenylene sulfide)树脂等树脂。接着，对本发明的磁性体天线的制造方法进行描述。首先，形成磁性层，该磁性层是使混合有磁性粉末和粘合剂(binder)的混合物成为片状的单层或多层层叠而成。接着如图2所示，用上述磁性层( 进行叠层，以使整体的厚度达到所期望的厚度。接着，如图9所示，在叠层所得的磁性层开设期望数量的通孔(1)。将电极材料注入各个上述通孔(1)中。另外，在与通孔垂直的两个面，以与通孔连接地成为线圈状(绕线状)的方式形成电极层( 。通过注入通孔的电极材料和电极层，以使磁性层成为长方形的芯部的方式形成多个线圈G-1)。然后，多个线圈以在电路上并联的方式连接。此时，成为如下结构，即，形成多个串联配置的线圈的两端的线圈的磁性层的两端在磁路上开放的结构(4-2)。接着，如图2所示，在形成有电极层(2)的线圈的上下表面形成绝缘层(6)。能够通过将所得到的片以成为期望形状的方式，在通孔(1)和线圈开放端面 (4-2)进行切断并一体化烧制，或者一体化烧制后在通孔和线圈开放端面进行切断来制造(LTCC 技术)。本发明的具有图3所示的芯部的磁性体天线，例如能够通过下面的方法制造。首先，形成磁性层，该磁性层是使混合有磁性粉末和粘合剂的混合物成为片状的单层或多层层叠而成。另外，形成非磁性层，该非磁性层是使混合有非磁性粉末和粘合剂的混合物成为片状的单层或多层层叠而成。接着，如图3(a)所示，以整体的厚度达到期望厚度的方式，将磁性层( 和非磁性层⑶交替层叠。接着，在叠层所得的磁性层和非磁性层开设期望数量的通孔(1)。将电极材料注入各个上述通孔(1)中。另外，在与通孔垂直的两个面，以与通孔连接地成为线圈状(绕线状)的方式形成电极层( 。通过注入通孔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。此时，成为以下结构，即，形成线圈的磁性层的两端在磁路上开放的结构(图9)。接着，如图2所示，在形成有电极层的线圈的上下面形成绝缘层(6)。能够通过将所得到的片以成为期望形状的方式，在通孔和线圈开放端面进行切断并一体化烧制，或者一体化烧制后在通孔和线圈开放端面进行切断来制造(LTCC技术)。本发明的导电层(7)可以以任何方法形成，但是例如优选通过印刷、刷毛涂敷等通常的方法形成。或者也能够通过粘贴在形成有金属板的绝缘层的外侧而赋予同样的效^ ο形成导电层的材料或作为注入通孔的电极材料，优选Ag膏，能够使用其他的Ag类
合金膏等金属类导电性膏。在形成于绝缘层的外侧的情况下，导电层(7)的膜厚优选为0. 001 0. 1mm。如图8的概略图所示，本发明的磁性体天线，也可以在线圈(4)的下表面的绝缘层 (6)设置通孔，将电极材料注入该通孔中，与线圈(4)两端连接，在其下表面由电极材料形成基板连接端子(14)并一体化烧制。此时，能够容易地与陶瓷、树脂等的基板接合。此外， 能够使用将上述各种材料复合化而得到的材料、含有金属的材料等作为基板。另外，本发明的安装有磁性体天线的基板的特征在于通过粘接剂、粘合剂或者焊接(软钎焊)等方法将磁性体天线固定在基板(1 的表面。在本发明中，能够通过向多层配线基板安装部件时一般使用的方法，将磁性体天线与其他部件同时安装，量产性高。在多层配线基板，内置有由导体构成的配线，对天线施加与金属相同的影响。在本发明的安装有磁性体天线的基板，由于磁性体天线为上述那样的结构，因此不受金属的影响，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，也不会受到其影响。如上述图2所示，对于IC，可以在上表面的绝缘层上形成IC芯片连接端子进行连接，也可以如图8所示，以与磁性体天线的下表面的基板连接端子(14)连接的方式在基板内形成配线，通过基板内配线进行连接。另外，也可以通过与下表面的基板连接端子(14) 连接的基板内配线，与读写器(reader writer)连接，能够作为读写器使用。另外，在本发明中，能够在通信设备中设置本发明的磁性体天线。另外，在本发明中，能够在包装容器中设置本发明的磁性体天线。
另外，在本发明中，能够在工具、螺栓等金属部件设置本发明的磁性体天线。(作用)本发明的磁性体天线，通过将以一个磁性体芯部为中心，电极材料为线圈状的方式形成的多个线圈在电路上并联连接，线圈设计成与共用的磁性体芯部串联配置，由此将所使用的谐振频率受到限制的线圈的电感L1尽可能地提高，磁性体天线的合成电感Ltl按谐振频率进行控制，因此能够将通信灵敏度的下降抑制在最小限度内。在线圈感应的电动势e，用电流的单位时间的变化量dl/dt，以下述式(3)表示，〈式(3)>e = -L(dI/dt)因此，线圈的电感L越大，感应的电动势也越大。一般而言，在13. 56MHz的RFID用途等的磁性体天线中，谐振频率fQ由下述式(4) 决定。〈式f0 = 1/(2 π X (LXC) “ (1/2))从而，存在如下限制，由于所安装的IC的电容、天线自身的寄生电容，因此必须使线圈的电感Ltl为某个限制值以下。另一方面，将RF标签和读/写器(reader/writer)结合而引起的标签的感应电压，用互感M以下述式( 表示。〈式(5)>e = -M (dl/dt) = k ((L1L2) “ (1/2)) X (dl/dt)L1 读/写器的天线的电感L2:标签的天线的电感于是，使标签的天线的电感变大时，能够使标签中感应的电压增大，能够提高耦合度。在本发明中将多个线圈并联连接，因此磁性体天线的合成电感Ltl，在各线圈的电感！^等效(等价)时，如下述式(6)所示。〈式(6)>Ltl = L1 ( 一个线圈)/线圈的个数于是，能够设计为当线圈的个数增加时，与之相伴地并联连接的一个线圈的电感 L1增大。在本发明中，以使各线圈的电感L1增大，另一方面使磁性体天线自身的合成电感 L0适于谐振频率的方式，将各线圈连接进行调整，由此能够提高磁性体天线的通信灵敏度。如在专利文献2中记载的那样，并联连接的相互相邻的线圈彼此耦合时，与式(4) 相比合成电感变大，电路的Q(值)也变大。较大地设计Q，作为谐振电路由于使在线圈接收的电力(功率)提高Q倍而优选， 但是当取超出必要的值时，由于外部环境、IC等的差异引起的变动而使由频率偏差导致的通信灵敏度的变化增大，因此设计为满足下述式(7)即可。〈式(7)>Q = 13. 56MHz/(使用频段)
实施例下面参照附图，基于本发明的实施方式对本发明进行详细的说明。(磁性体天线1)使用磁性层(5)，在900°C烧结后，将作为13. 56MHz下的材料的透磁率为100的 Ni-Zn-Cu 铁氧体预烧粉(Fe2O3 48. 5mol%,Ni025mol%,ZnO 16mol%,Cu0 10. 5mol% ) 100 重量份、丁缩醛(butyral)树脂8重量份、可塑剂5重量份、溶剂80重量份用球磨机(ball mill)混合来制造出料浆(slurry，浆体)。用刮刀将制成的料浆在PET膜上以150mm见方、 烧结时的厚度为0. Imm的方式进行片成型。另外，作为绝缘层(6)用，同样地将Si-Cu铁氧体预烧粉(i^e20348. 5mol%, ZnO 41mol%, CuO 10. 5mol% ) 100重量份、丁缩醛(butyral)树脂8重量份、可塑剂5重量份、 溶剂80重量份用球磨机混合来制造出料浆。用刮刀将制成的料浆在PET膜上以与磁性层同样的尺寸和厚度进行片成型。接着，如图9所示，在磁性层(5)用生片(green sheet，原料片)开设通孔(1)，在其中填充Ag膏，并且在与通孔⑴垂直的两面印刷Ag膏，层叠10片，将5个线圈(4-1)并联连接地形成。接着，如图4所示，将绝缘层(6)用生片在线圈的上下面层叠，在一面层叠用Ag膏印刷有导电层(7)的绝缘层用生片。将层叠的生片集中进行加压粘接，在通孔和线圈开放端面(4-2)进行切断，在 900°C下进行2小时的一体化烧制，制成5个卷数为23匝的线圈并联连接的磁性体天线 1(横30mmX纵4mm的尺寸)。(图中线圈卷数简化表示。另外，磁性层的层叠片数简化表示。以下其他的图中也同样。)进而，在该磁性体天线1的线圈两端连接RF标签用IC (IC的电容23. 5pF)，进而与IC并联地连接电容器，将谐振频率调整为13. 56MHz，制成RF标签，测定用输出为IOOmW 的读/写器进行通信的距离。在下面总结各测定方法。(谐振频率的测定和调整方法)对于谐振频率，通过将1匝线圈与Agilent Technologies ( 7夕l· >卜歹夕7 口 ”一)公司的阻抗分析仪连接，使其与RF标签耦合，使被测定的阻抗的峰值频率成为谐振频率。磁性体天线的合成电感和电容器成分的电容使用Agilent Technologies公司的阻抗分析仪4291A进行测定。另外，各线圈的电感和寄生电容，通过切断将制作出的多个线圈并联连接的配线，仅针对1个线圈进行测定。(通信距离的测定方法)通信距离的测定方法是，将输出为IOOmW的读/写器(TAKAYA(夕力~ )公司制， 产品名TR3-A201/TR3-C201)的天线水平固定，在其上方使RF标签的长度方向相对于天线垂直，将在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，作为通信距离。(磁性体天线2)作为磁性层(5)用，在900°C烧结后，将作为13. 56MHz下的材料的透磁率为100的Ni-Zn-Cu 铁氧体预烧粉(Fe2O3 48. 5mol%,Ni025mol%,ZnO 16mol%,Cu0 10. 5mol% ) 100 重量份、丁缩醛(butyral)树脂8重量份、可塑剂5重量份、溶剂80重量份用球磨机混合并制造出料浆。用刮刀将制成的料浆在PET膜上以150mm见方、烧结时的厚度为0. Imm的方式进行片成型。另外，作为非磁性层(8)用，将硼硅酸玻璃(SiO2 86 89wt%,B203 7 IOwt K2O 0. 5 7wt% ) 100重量份、丁缩醛(butyral)树脂8重量份、可塑剂5重量份、溶剂80 重量份用球磨机混合来制造出料浆。用刮刀将制成的料浆在PET膜上以150mm见方、烧结时的厚度为0. 05mm的方式进行片成型。另夕卜，作为绝缘层(6)用，同样地将Si-Cu铁氧体预烧粉(F%0348 . 5mol%, ZnO 41mol%, CuO 10. 5mol% ) 100重量份、丁缩醛(butyral)树脂8重量份、可塑剂5重量份、 溶剂80重量份用球磨机混合来制造出料浆。用刮刀将制成的料浆在PET膜上以与磁性层同样的尺寸和厚度进行片成型。接着，如图3(a)所示，将磁性层(5)用生片与非磁性层(8)用生片层叠而成的片， 每次各1片地加压粘接，作为1个片(Sheet)，然后开设通孔(1)并在其中填充Ag膏，并且在与通孔⑴垂直的两面印刷Ag膏，层叠10片，形成线圈0)。接着，如图4所示，将绝缘层(6)用生片在线圈的上下面层叠，在一个面层叠用Ag膏印刷有导电层(7)的绝缘层用生片。将层叠的生片集中进行加压粘接，在通孔和线圈开放端面(4-2)进行切断，900°C 下进行2小时的一体化烧制，制成将5个卷数23匝的线圈并联连接的磁性体天线2(横 30mm X纵4mm的尺寸)。与磁性体天线1同样地，连接RF标签用IC，进而与IC并联地连接电容器，将谐振频率调整为13. 56MHz，从而制成RF标签。针对所得到的RF标签，测定用输出为IOOmW的读 /写器进行通信的距离。(磁性体天线3)在与实施例1同样地制造出的磁性层(5)用生片，以0. 02mm的厚度印刷玻璃陶瓷膏(paste)，层叠10层。在上述磁性层(5)用生片开设通孔⑴并在其中填充Ag膏，并且在与通孔1垂直的两面印刷Ag膏并层叠，从而形成线圈0)。接着，在线圈(4)的一个面，层叠用Ag膏印刷导电层(7)而构成的绝缘层(6)用生片。在另一个面以与线圈的两端连接的方式开设通孔并在其中填充Ag膏，并且在与通孔 (1)垂直的表层，以成为将线圈引线端子与IC连接的IC芯片连接端子(9)的形状印刷Ag 膏，层叠绝缘层(6)用生片。将以上的生片集中进行加压粘接，在通孔(1)和线圈开放端面(4-2)进行切断， 900°C下进行2小时的一体化烧制，制成将5个卷数为23匝的线圈并联连接的磁性体天线 3 (横IOmmX纵3mm的尺寸)。在该磁性体天线的线圈两端连接RF标签用IC，进而与IC并联地连接电容器，将谐振频率调整为13. 56MHz，制成RF标签，测定用输出为IOOmW的读/写器进行通信的距离。其结果是，磁性体天线3为12. Ocm的通信距离。金属板粘贴时的通信距离为 10. 5cm0
(磁性体天线4)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(8)用玻璃陶瓷生片，分别以相同的厚度0. Imm成膜。将所得到的片分别以0. Imm宽度用陶瓷生片层叠体切割机(UHT公司制G-CUT)切断。接着，如图3 (b)所示，磁性层和非磁性层依次呈1个片状 (单片状)地排列，进行加压粘接。以将所得到的片在纵向上也能够使磁性层和非磁性层依次堆叠10片并加压粘接的方式进行准备，在每一个片开设通孔(1)并在其中填充^Vg膏，并且在与通孔⑴垂直的两个面印刷Ag膏，层叠10片，形成线圈0)。在所得到的线圈，与磁性体天线1同样地形成绝缘层，制成将5个线圈并联连接的磁性体天线4。(磁性体天线5)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(8)用玻璃陶瓷生片，分别以相同的厚度0. Imm成膜。将所得到的片分别以0. Imm的宽度用陶瓷生片层叠体切割机(G-CUT/UHT)切断。接着，如图3(c)所示，磁性层和非磁性层依次呈1个片状地排列，并加压粘接。以能够将所得到的片与玻璃陶瓷生片各10片地交替堆叠并加压粘接的方式进行准备，在每一个片开设通孔⑴并在其中填充Ag膏，并且在与通孔⑴垂直的两个面印刷Ag膏，层叠10片，形成线圈(4)。在所得到的线圈，与磁性体天线1同样地形成绝缘层，制成将5个线圈并联连接的磁性体天线5。(磁性体天线6)用与实施例1同样地制造出的料浆，制作磁性层(5)用的棒状的磁性体。将如图 3(d)所示那样制成的棒状的磁性体在容器内排列，注入非磁性玻璃陶瓷的料浆，制成厚度 Imm的片。以能够将所得到的片与玻璃陶瓷生片堆叠10片并加压粘接的方式进行准备，如图4所示，在每一个片开设通孔⑴并在其中填充Ag膏，并且在与通孔⑴垂直的两个面印刷Ag膏，层叠10片，形成线圈(4)。在所得到的线圈，与磁性体天线1同样地形成绝缘层，制成将5个线圈并联连接的磁性体天线6。(磁性体天线7比较例)能够形成一个卷数为23匝的线圈，除此之外与上述磁性体天线1同样地制造。用 IOOmff的读/写器进行通信的距离为6. Ocm0所得到的磁性体天线的各特性如表1所示。(表1)
权利要求
1.一种RF标签，构成为在用于利用电磁感应方式发送接收信息的磁性体天线安装有 IC，所述RF标签的特征在于所述磁性体天线，在一个磁性体芯部形成有多个线圈，所述线圈的电感L1满足下述关系式(1)，所述各线圈在电路上并联连接，并且与磁性体芯部串联地配置，磁性体天线的合成电感Ltl满足下述关系式0)， 关系式⑴是L1 ^ 1/(4 π 2X (动作频率)2X (IC电容+天线的寄生电容))， 关系式⑵是L0^ 1/(4 π2Χ (动作频率)2X (IC电容+天线的寄生电容))， 其中，L1是1个线圈的电感，Ltl是磁性体天线的合成电感。
2.如权利要求1所述的RF标签，其特征在于 所述RF标签被树脂覆盖。
3.一种磁性体天线，是在权利要求1所述的RF标签中使用的磁性体天线，所述磁性体天线的特征在于当所述磁性体天线安装有IC时，在一个磁性体芯部形成有多个线圈，所述线圈的电感 L1满足下述关系式(1)，所述各线圈在电路上并联连接，并且与磁性体芯部串联地配置，磁性体天线的合成电感Ltl满足下述关系式0)， 关系式⑴是L1 ^ 1/(4 π 2X (动作频率)2X (IC电容+天线的寄生电容))， 关系式⑵是L0^ 1/(4 π2Χ (动作频率)2X (IC电容+天线的寄生电容))， 其中，L1是1个线圈的电感，Ltl是磁性体天线的合成电感。
4.一种基板，其特征在于安装有权利要求1或2所述的RF标签。
5.一种通信系统，其特征在于 使用权利要求1或2所述的RF标签。
全文摘要
本发明涉及一种RF标签，是在用于利用电磁感应方式发送接收信息的磁性体天线安装有IC的RF标签，该RF标签的特征在于在上述磁性体天线中，在一个磁性体芯部形成有多个其电感(L1)满足特定的关系式的线圈，上述各线圈在电路上并联连接，并且与磁性体芯部串联配置，磁性体天线的合成电感(L0)满足特定的关系式。本发明的RF标签是用于利用磁场成分进行信息通信的磁性体天线，能够兼顾小型化和通信灵敏度的提高。
文档编号G06K19/07GK102301529SQ201080005938
公开日2011年12月28日 申请日期2010年1月28日 优先权日2009年1月30日
发明者佐藤由郎, 大前诚司, 木村哲也, 香嶋纯 申请人:户田工业株式会社