JP2008205557A

JP2008205557A - Antenna device

Info

Publication number: JP2008205557A
Application number: JP2007036107A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakamura; 浩一中村; Hatsuhiro Yano; 初弘矢野; Fumio Fukushima; 二三夫福島; Kuniaki Kiyosue; 邦昭清末; Yasuhiro Saeki; 安弘佐伯
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2008-09-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device for an RFID system, wherein a defect rate can drastically be improved and the cost of the device can be reduced. <P>SOLUTION: The antenna device 1 includes a base material 3 where an antenna part 2 configured by a loop antenna element is formed on one surface, a matching circuit 4 connected to the antenna part 2 to adjust and set a resonance frequency and a magnetic sheet 6 arranged close to the other surface of the base material 3, and is used for an RFID system. The matching circuit 4 can be replaceably arranged/fixed on the base material 3. Concretely, the matching circuit 4 can be replaceably arranged on any one of the outside, above and inside positions of the antenna part 2. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、非接触で通信を行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）システムで使用するアンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device used in an RFID (Radio Frequency Identification) system that performs non-contact communication.

ＲＦＩＤシステムでは、ＩＣカードやＩＣタグなどの無線通信媒体とリーダーやリーダー・ライターなどの無線通信媒体処理装置とが電磁誘導方式やマイクロ波方式による通信を行うが、無線通信媒体や無線通信媒体処理装置に用いられる従来のアンテナ装置としては、例えば（特許文献１）に開示されたものが知られている。以下、図１５を参照して、その概要を説明する。 In the RFID system, a wireless communication medium such as an IC card or an IC tag and a wireless communication medium processing device such as a reader or a reader / writer perform communication by an electromagnetic induction method or a microwave method. As a conventional antenna device used for the device, for example, one disclosed in (Patent Document 1) is known. The outline will be described below with reference to FIG.

図１５は、無線通信媒体や無線通信媒体処理装置に用いられる従来のアンテナ装置を説明する分解斜視図である。図１５において、無線通信媒体や無線通信媒体処理装置に用いられる従来のアンテナ装置１０１は、基本的には、基材１０２の上面に、所定形状のループアンテナ素子からなるアンテナ部１０３と、アンテナ部１０３に接続される整合回路１０４とを設けた構成である。整合回路１０４には、端子接続部１０５と、整合素子としてチップコンデンサ１０６とが設けられている。 FIG. 15 is an exploded perspective view for explaining a conventional antenna device used for a wireless communication medium or a wireless communication medium processing device. In FIG. 15, a conventional antenna device 101 used for a wireless communication medium or a wireless communication medium processing device basically includes an antenna unit 103 formed of a loop antenna element having a predetermined shape on the upper surface of a base material 102, and an antenna unit. 103 is provided with a matching circuit 104 connected to 103. The matching circuit 104 is provided with a terminal connection portion 105 and a chip capacitor 106 as a matching element.

ところが、この構成では、周囲に在る金属の影響を受け易いので、磁界が弱くなり、通信に必要な相互インダクタンスが不十分となって、通信距離が短くなる、あるいは、通信ができなくなるということが起こる。 However, this configuration is susceptible to the influence of surrounding metal, so the magnetic field becomes weak, the mutual inductance necessary for communication becomes insufficient, the communication distance becomes short, or communication becomes impossible. Happens.

そこで、金属の影響を受け難くするため、図１５では、フェライトなどからなる磁性シート１０７を基材１０２の下面に保護部材１０８を介して貼着する構成例が示されているが、この磁性シート１０７をアンテナ部１０３に近接して、あるいは、当接して配置し、アンテナ部１０３の発する磁界を強化する措置を講じている。 Therefore, in order to make it less susceptible to the influence of metal, FIG. 15 shows a configuration example in which a magnetic sheet 107 made of ferrite or the like is attached to the lower surface of the base material 102 via a protective member 108. 107 is arranged close to or in contact with the antenna unit 103 to take measures to strengthen the magnetic field generated by the antenna unit 103.

一方、無線通信媒体や無線通信媒体処理装置に用いられるアンテナ装置では、通信の安定性を確保するため、共振周波数を所望の周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）に合わせ込む必要がある。
特開２００２−２９８０９５号公報 On the other hand, in an antenna device used for a wireless communication medium or a wireless communication medium processing device, it is necessary to adjust the resonance frequency to a desired frequency (for example, 13.56 MHz) in order to ensure communication stability.
JP 2002-298095 A

しかしながら、上記したように、周囲にある金属の影響を受け難くするために、磁性シート１０７をアンテナ部１０３に近接させ、あるいは、当接させて設置する措置を採る場合、アンテナ部１０３のコイル近傍では非常に強い磁界が生ずるので、磁性シート１０７のアンテナ部１０３に対する配置位置関係が僅かでもずれると、アンテナ装置１０１の共振周波数が大きく変化してしまうので、その配置位置の位置合わせが面倒であり、整合回路１０４のチップコンデンサ１０６を厳選して精密に共振周波数を合わせ込むことを行っているが、整合回路１０４は、基材１０２に固定配置されているので、チップコンデンサ１０６による調整には限界がある。そのため、従来では、共振周波数ずれによる不良品が多く発生し、生産性の向上が図れないという問題がある。 However, as described above, in order to make the magnetic sheet 107 less prone to the influence of surrounding metal, when the magnetic sheet 107 is placed close to or in contact with the antenna portion 103, the vicinity of the coil of the antenna portion 103 is taken. Then, since a very strong magnetic field is generated, if the positional relationship of the magnetic sheet 107 with respect to the antenna unit 103 is slightly shifted, the resonance frequency of the antenna device 101 is greatly changed. The chip capacitor 106 of the matching circuit 104 is carefully selected and the resonance frequency is precisely adjusted. However, since the matching circuit 104 is fixedly disposed on the base material 102, adjustment by the chip capacitor 106 is limited. There is. For this reason, conventionally, there are many defective products due to resonance frequency deviation, and there is a problem that productivity cannot be improved.

この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、不良率を大幅に改善することができ、しかも装置の低コスト化が可能なＲＦＩＤシステム用のアンテナ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an antenna device for an RFID system that can greatly improve the defect rate and can reduce the cost of the device.

上述した目的を達成するために、この発明は、ループアンテナ素子で構成されるアンテナ部が一方の面に設けられる基材と、前記アンテナ部に接続されて共振周波数を調整設定するための整合回路と、前記基材の他方の面に近接して配置される磁性シートとを備え、ＲＦＩＤシステムで使用されるアンテナ装置において、前記整合回路は、前記基材に対して交換可能に配置・固定できるようになっていることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the present invention includes a base material on which one side of an antenna unit composed of a loop antenna element is provided, and a matching circuit for adjusting and setting a resonance frequency connected to the antenna unit. And a magnetic sheet disposed in proximity to the other surface of the base material, and in the antenna device used in the RFID system, the matching circuit can be disposed and fixed to the base material in a replaceable manner. It is characterized by that.

この発明によれば、基材と磁性シートとのを貼り合せた際に生じる共振周波数の変動に対して、最適な整合回路を選択して取り付けることによって共振周波数の変動をなくすことができるので、アンテナ装置の製造過程での不良率を大幅に改善することができ、廃棄不良品が無くなることによって、生産性の向上が図れる。また、従来のように基材と磁性シートとの貼り合せ不適当に起因して廃棄する製品がなくなり、環境に十分配慮した製品にすることができる。 According to the present invention, the resonance frequency fluctuation can be eliminated by selecting and attaching the optimum matching circuit to the resonance frequency fluctuation caused when the base material and the magnetic sheet are bonded together. The defect rate in the manufacturing process of the antenna device can be greatly improved, and the productivity can be improved by eliminating defective products. Further, there is no product to be discarded due to improper bonding between the base material and the magnetic sheet as in the prior art, and the product can be made with sufficient consideration for the environment.

この発明によれば、不良率を大幅に改善することができ、生産性の向上が図れるという効果を奏する。 According to the present invention, the defect rate can be greatly improved, and the productivity can be improved.

以下に図面を参照して、この発明にかかるアンテナ装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an antenna device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the drawings.

（実施の形態）
図１は、この発明の一実施の形態によるアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図１に示すように、この実施の形態によるアンテナ装置１は、アンテナ部２が一方の板面（図示例では上面）に配設される基材３と、アンテナ部２と後述する関係で配置・接続される整合回路４と、基材３の下面に直接、または、スペーサ５を介して取り付けられる磁性シート６とを備えている。 (Embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the antenna device 1 according to this embodiment includes a base material 3 on which an antenna unit 2 is disposed on one plate surface (upper surface in the illustrated example) and a relationship with the antenna unit 2 described later. A matching circuit 4 to be connected and a magnetic sheet 6 attached to the lower surface of the base material 3 directly or via a spacer 5 are provided.

以下では、まず、各構成要素の素性について説明し、その後、製造手順について説明するが、このアンテナ装置１は、ＩＣカードやＩＣタグなどの無線通信媒体と、リーダーやリーダーライターなどの無線通信媒体処理装置との双方に格納されても良く、何れか一方に格納されても良い。 In the following, first, the features of each component will be described, and then the manufacturing procedure will be described. The antenna device 1 includes a wireless communication medium such as an IC card and an IC tag, and a wireless communication medium such as a reader and a reader / writer. It may be stored in both the processing apparatus and may be stored in either one.

アンテナ部２は、導電体をスパイラル状に巻回したループアンテナで構成される。スパイラルの構造としては、中央に開口部があれば良く、その形状は、円形、略矩形、多角形など、任意の形状で良い。スパイラル構造とすることで、十分な磁界を発生させて、誘導電力の発生と相互インダクタンスによる無線通信媒体と無線通信媒体処理装置との通信が可能となる。なお、図１では、送受信兼用として１つのループアンテナを示すが、受信用と送信用とを設けても良い。 The antenna unit 2 is configured by a loop antenna in which a conductor is wound in a spiral shape. As a spiral structure, it is only necessary to have an opening in the center, and the shape may be any shape such as a circle, a substantially rectangle, or a polygon. By adopting the spiral structure, a sufficient magnetic field is generated, and the communication between the wireless communication medium and the wireless communication medium processing device by the generation of inductive power and mutual inductance becomes possible. In FIG. 1, one loop antenna is shown for both transmission and reception, but reception and transmission may be provided.

また、アンテナ部２の材質としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル等の導電性金属であり、それらの線材、板材、箔材等から適宜選択することができる。基材３上へのアンテナパターンは、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷によって形成することができる。 Moreover, as a material of the antenna part 2, it is conductive metals, such as gold | metal | money, silver, copper, aluminum, nickel, and can be suitably selected from those wire materials, board | plate materials, foil materials, etc. The antenna pattern on the substrate 3 can be formed by metal wire, metal foil, conductive paste, plating transfer, sputtering, vapor deposition, or screen printing.

次に、基材３は、ポリイミド、ＰＥＴ、ガラエポ等の基板材で形成することが可能である。基材３をポリイミド、ＰＥＴ等のフィルム材にて形成すれば、薄くて柔軟性を有するアンテナ部２を形成することができる。また、ポリイミド、ＰＥＴ等のフィルムは、コストが安いので、低価格のアンテナ装置１を作製することが可能となる。 Next, the base material 3 can be formed of a substrate material such as polyimide, PET, or glass epoxy. If the base material 3 is formed of a film material such as polyimide or PET, the thin and flexible antenna portion 2 can be formed. In addition, since films such as polyimide and PET are low in cost, the low-cost antenna device 1 can be manufactured.

次に、整合回路４は、基本的には、整合素子（チップコンデンサやチップインダクタ）７の複数個がアンテナ部２の各電極を橋渡しする形で実装され、その個数を変えてインピーダンスの整合が図れ、また、その値を変えて共振周波数の調整が行える構成になっている。これによって、整合回路４は、アンテナ装置１の共振周波数を所望の周波数に微調整し、また不整合による定在波の発生を抑えて動作の安定した損失の少ないアンテナ装置１を実現する機能を有している。 Next, the matching circuit 4 is basically mounted in such a manner that a plurality of matching elements (chip capacitors or chip inductors) 7 bridge each electrode of the antenna unit 2, and impedance matching is achieved by changing the number of the matching circuits 4. In addition, the resonance frequency can be adjusted by changing the value. Thus, the matching circuit 4 finely adjusts the resonance frequency of the antenna device 1 to a desired frequency, and suppresses the generation of a standing wave due to mismatching, thereby realizing the function of realizing the antenna device 1 with stable operation and low loss. Have.

次に、整合回路４は、この実施の形態では、従来例（図１５）のように基材３に固定配置されるのでなく、アンテナ部２の外側（図２参照）、アンテナ部２の直上（図４参照）、アンテナ部２の内側（図５参照）の何れかに交換可能に配置できるようになっている。 Next, in this embodiment, the matching circuit 4 is not fixedly disposed on the base material 3 as in the conventional example (FIG. 15), but on the outside of the antenna unit 2 (see FIG. 2), directly above the antenna unit 2. (Refer to FIG. 4), and can be arranged so as to be exchangeable either inside the antenna unit 2 (see FIG. 5).

図１に示す整合回路４は、図２と同様に、アンテナ部２の外側に配置する場合の構成を示している。このケースでは、基材３の側端に接続用突部３ａが設けられ、整合回路４には対応するコネクタ８が設けられる。 The matching circuit 4 shown in FIG. 1 shows a configuration in the case of being arranged outside the antenna unit 2 as in FIG. In this case, a connecting projection 3 a is provided at the side end of the base material 3, and a matching connector 8 is provided in the matching circuit 4.

そして、図３に示すように、アンテナ部２の接続用突部３ａ側では、絶縁層１０に挟まれた導線（以降、「ジャンパー線」という）２ｂをアンテナパターン２ａを跨ぐように設け、その一端部を接続用突部３ａ上に延在させた構成を採る。これによって、整合回路４は、基材３に着脱自在の態様でアンテナ部２の外側に配置でき、整合回路４の交換が行えるようになる。 Then, as shown in FIG. 3, on the connection protrusion 3a side of the antenna portion 2, a conductive wire (hereinafter referred to as a “jumper wire”) 2b sandwiched between the insulating layers 10 is provided so as to straddle the antenna pattern 2a. The structure which extended the one end part on the protrusion 3a for connection is taken. Accordingly, the matching circuit 4 can be disposed outside the antenna unit 2 in a manner that it can be attached to and detached from the base material 3, and the matching circuit 4 can be replaced.

なお、図１、図２では、整合回路４に、アンテナ部２と外部とを接続する端子接続部９も設ける場合が示されているが、端子接続部９の配置態様にも各種ある（図９、図１０参照）。 1 and 2, the matching circuit 4 is also provided with a terminal connection portion 9 for connecting the antenna portion 2 and the outside, but there are various arrangement modes of the terminal connection portion 9 (see FIG. 1). 9, see FIG.

また、図４に示すように、整合回路４は、アンテナ部２の直上に、交換可能に配置することができる。調整作業は、整合回路４を、ピンを用いて基材３に仮接続して行う。そして、周波数調整後は、整合回路４を、鉛フリーの半田または半田ペーストを用いて基材３に固定する。このケースでは、整合素子７は、アンテナ部２に直接接続することができるので、アンテナ部２に、図３に示したジャンパー線２ｂを設ける必要がなく、装置の低コスト化が図れる。 Further, as shown in FIG. 4, the matching circuit 4 can be disposed so as to be replaceable immediately above the antenna unit 2. The adjustment work is performed by temporarily connecting the matching circuit 4 to the base material 3 using pins. After the frequency adjustment, the matching circuit 4 is fixed to the base material 3 using lead-free solder or solder paste. In this case, since the matching element 7 can be directly connected to the antenna unit 2, the antenna unit 2 does not need to be provided with the jumper wire 2b shown in FIG. 3, and the cost of the apparatus can be reduced.

また、図５に示すように、整合回路４は、アンテナ部２の内側に、交換可能に配置することができる。調整作業は、整合回路４を、ピンを用いて基材３に仮接続して行う。そして、周波数調整後は、整合回路４を、鉛フリーの半田または半田ペーストを用いて基材３に固定する。このケースでも、整合素子７は、アンテナ部２に直接接続することができるので、アンテナ部２に、図３に示したジャンパー線２ｂを設ける必要がなく、装置の低コスト化が図れる。 In addition, as shown in FIG. 5, the matching circuit 4 can be disposed inside the antenna unit 2 in a replaceable manner. The adjustment work is performed by temporarily connecting the matching circuit 4 to the base material 3 using pins. After the frequency adjustment, the matching circuit 4 is fixed to the base material 3 using lead-free solder or solder paste. Even in this case, since the matching element 7 can be directly connected to the antenna unit 2, it is not necessary to provide the jumper wire 2 b shown in FIG. 3 in the antenna unit 2, and the cost of the apparatus can be reduced.

この整合回路４の構成としては、図１，図２，図４，図５では、複数の整合素子７が実装される場合を示したが、図６や図７に示す構成を採る場合もある。図６や図７は、図１や図２に示す「整合回路４をアンテナ部の外側に配置」する場合の構成が示されている。図６や図７に示すように、周波数調整を行う分布定数回路１１に周波数調整用パターン１２やスタブ１３がレーザーやルーター等の機械加工によるトリミング１４によって形成され、分布定数回路１１の途中に協働して周波数調整を行う整合素子７が接続されている。また、分布定数回路１１の一端側にコネクタ８が設けられ、他端側に端子接続部９が形成されている。 As the configuration of the matching circuit 4, FIGS. 1, 2, 4, and 5 show the case where a plurality of matching elements 7 are mounted. However, the configuration shown in FIGS. 6 and 7 may be adopted. . 6 and 7 show a configuration in the case where “the matching circuit 4 is arranged outside the antenna portion” shown in FIG. 1 and FIG. As shown in FIGS. 6 and 7, a frequency adjustment pattern 12 and a stub 13 are formed in a distributed constant circuit 11 for frequency adjustment by trimming 14 by machining such as a laser or a router. A matching element 7 that operates to adjust the frequency is connected. Further, a connector 8 is provided on one end side of the distributed constant circuit 11, and a terminal connection portion 9 is formed on the other end side.

これによっても、整合回路４は、アンテナ装置１の共振周波数を所望の周波数に微調整し、また不整合による定在波の発生を抑えて動作の安定した損失の少ないアンテナ装置１を実現することができる。 Also by this, the matching circuit 4 finely adjusts the resonance frequency of the antenna device 1 to a desired frequency, and realizes the antenna device 1 with stable operation and low loss by suppressing the occurrence of standing waves due to mismatching. Can do.

次に、端子接続部９は、アンテナ部２の両端部に接続されるが、図１，図２，図６〜図８に示すように整合回路４内に設ける場合の他、図９に示すようにアンテナ部２の内側における基材３上に設けても良く、また、図１０に示すようにアンテナ部２の配置位置における基材３上に設けても良い。図９に示す場合、端子接続部９は、アンテナループの端部で端子同士が互いに対向するように配置される。また、図１０に示す場合、端子接続部９は、アンテナループの両側に配置される。図１０に示す整合回路４は、アンテナ部２の直上任意位置に配置されるものである。 Next, although the terminal connection part 9 is connected to both ends of the antenna part 2, it is shown in FIG. 9 in addition to the case where it is provided in the matching circuit 4 as shown in FIGS. 1, 2, 6 to 8. Thus, it may be provided on the base material 3 inside the antenna portion 2, or may be provided on the base material 3 at the arrangement position of the antenna portion 2 as shown in FIG. 10. In the case shown in FIG. 9, the terminal connection portion 9 is arranged so that the terminals face each other at the end of the antenna loop. Further, in the case shown in FIG. 10, the terminal connection portions 9 are arranged on both sides of the antenna loop. The matching circuit 4 shown in FIG. 10 is arranged at an arbitrary position directly above the antenna unit 2.

また、端子接続部９の材質としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル等の導電性金属であり、それらの線材、板材、箔材等から適宜選択することができる。端子接続部９は、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷によって形成することができる。 Moreover, as a material of the terminal connection part 9, they are electroconductive metals, such as gold | metal | money, silver, copper, aluminum, nickel, and can be suitably selected from those wire materials, board | plate materials, foil materials, etc. The terminal connection portion 9 can be formed by metal wire, metal foil, conductive paste, plating transfer, sputtering, vapor deposition, or screen printing.

次に、磁性シート６は、フェライト系磁性体を主成分とする磁性材で構成され、それを厚さ０．０５ｍｍ〜３ｍｍ程度のシート状（あるいは板状、膜状、層状）に形成し、その平面形状を基材３の平面形状とほぼ同じ形態にしたものである。ここで、磁性材固片の集合体構成とするときは、磁性シート６総厚に対して磁性体を効率よくシート状に形成できる。また、磁性シート６に要求される厚み寸法や、機械的強度、その他の物理的性能の範囲において磁性体の最大限の体積を利用することができ、高い磁気性能を得ることができる。 Next, the magnetic sheet 6 is composed of a magnetic material mainly composed of a ferrite-based magnetic material, and is formed into a sheet shape (or plate shape, film shape, layer shape) having a thickness of about 0.05 mm to 3 mm, The planar shape is substantially the same as the planar shape of the substrate 3. Here, when it is set as the aggregate structure of a magnetic material solid piece, a magnetic body can be efficiently formed in a sheet form with respect to the magnetic sheet 6 total thickness. In addition, the maximum volume of the magnetic material can be used within the range of thickness dimension, mechanical strength, and other physical performance required for the magnetic sheet 6, and high magnetic performance can be obtained.

そして、図１１や図１２に示すように、シート状の内容としては、単層構成（図１１参照）、多層構成（図１２参照）、磁性材固片の集合体構成の何れかを採るが、両面が保護部材１５，１６によってコーティングされている。但し、図１に示すように、基材３と磁性シート６の間にスペーサー５を用いる場合は、磁性シート６の両面を保護部材１５、１６でコーティングする必要はなく、スペーサー５と対面しない片面のみにコーティングを行う。 And as shown in FIG.11 and FIG.12, although the sheet-like content takes any of a single layer structure (refer FIG. 11), a multilayer structure (refer FIG. 12), and the aggregate structure of a magnetic material solid piece. Both sides are coated with protective members 15 and 16. However, as shown in FIG. 1, when the spacer 5 is used between the base material 3 and the magnetic sheet 6, it is not necessary to coat both surfaces of the magnetic sheet 6 with the protective members 15 and 16, and one side that does not face the spacer 5. Only coat.

さて、磁性材には、各種あるが、まず、フェライトやパーマロイ、センダスト、珪素合板等を用いることができる。その中でも、軟磁性フェライトが好ましい。軟磁性フェライトには、Ｎｉ−ＺｎＯ₃、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯで構成されるもの、または、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＭｎＯ、ＣｕＯで構成されるものがある。何れでも良いが、軟磁性フェライトは、フェライト粉体を乾式プレス成形し、焼成することにより高密度のフェライト焼成体とすることができる。この軟磁性フェライトは、密度が３．５ｇ／ｃｍ³以上であることが好ましく、磁性体の大きさが結晶粒界以上であることが好ましい。 There are various types of magnetic materials. First, ferrite, permalloy, sendust, silicon plywood, or the like can be used. Among these, soft magnetic ferrite is preferable. Some soft magnetic ferrites are composed of Ni—ZnO ₃ , ZnO, NiO, and CuO, and others are composed of Fe ₂ O ₃ , ZnO, MnO, and CuO. In any case, soft magnetic ferrite can be formed into a high-density ferrite fired body by dry press-molding and firing ferrite powder. The soft magnetic ferrite preferably has a density of 3.5 g / cm ³ or more, and the magnetic material preferably has a grain boundary or more.

また、磁性材としては、アモルファス合金やアモルファス箔、パーマロイ、電磁鋼、珪素鉄、Ｆｅ−Ａｌ合金、センダスト合金のいずれかの磁性体を単独で用いても良く、または、様々な磁性体を組み合わせて用いても良い。 In addition, as a magnetic material, any magnetic material of amorphous alloy, amorphous foil, permalloy, electromagnetic steel, silicon iron, Fe-Al alloy, Sendust alloy may be used alone, or various magnetic materials may be combined. May be used.

ここで、磁性シート６のコーティングに用いる保護部材１５，１６は、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルムの少なくとも１つの手段で構成される。これらの手段で構成される保護部材１５，１６は、柔軟性が高く耐久性に優れる上に、表面抵抗が高いので、表面にパターン印刷やめっきなどによる回路形成を行うことが容易である。 Here, the protective members 15 and 16 used for coating the magnetic sheet 6 are resin, ultraviolet curable resin, visible light curable resin, thermoplastic resin, thermosetting resin, heat resistant resin, synthetic rubber, double-sided tape, and adhesive. It consists of at least one means of layer or film. Since the protective members 15 and 16 constituted by these means are flexible and excellent in durability and have high surface resistance, it is easy to form a circuit by pattern printing or plating on the surface.

このとき、保護部材１５，１６は、磁性シート６の曲げや撓み等に対する柔軟性だけではなく、耐熱性、耐湿性等の耐候性を考慮して選定を行っても良い。なお、この保護部材１５，１６は、アンテナ装置１の全体、及び、アンテナ装置１を構成する各部品の片面、両面、片側面、両側面または全面のコーティングにも用いることができる。 At this time, the protection members 15 and 16 may be selected in consideration of not only flexibility with respect to bending and bending of the magnetic sheet 6 but also weather resistance such as heat resistance and moisture resistance. The protective members 15 and 16 can also be used for coating the entire antenna device 1 and one side, both sides, one side, both sides, or the entire surface of each component constituting the antenna device 1.

このような特性を有する保護部材１５，１６によってコーティングされた磁性シート６は、曲げや撓みに弱い焼成体であっても適度な柔軟性を有するようになるので、パンチング等によって容易に打ち抜き成形加工ができる。したがって、低コストで、しかも大量に成形できる。 Since the magnetic sheet 6 coated with the protective members 15 and 16 having such characteristics has an appropriate flexibility even if it is a fired body that is weak against bending and bending, it is easily stamped and formed by punching or the like. Can do. Therefore, it can be molded at a low cost and in large quantities.

そして、このような特性を有する保護部材１５，１６によってコーティングされた磁性シート６は、図１３や図１４に示す方法で、柔軟性や加工性を良くすることができる。すなわち、図１３に示すように、保護部材１５，１６の一方側（図示例では保護部材１５側）の面上にローラー１７を押し当てて相対移動させることで、磁性シート６を粉砕することを行う。 The magnetic sheet 6 coated with the protective members 15 and 16 having such characteristics can be improved in flexibility and workability by the method shown in FIGS. That is, as shown in FIG. 13, the magnetic sheet 6 is crushed by pressing the roller 17 on the surface of one side of the protective members 15 and 16 (the protective member 15 side in the illustrated example) and moving the roller 17 relatively. Do.

これによれば、磁性シート６に柔軟性を与えることができ、保護部材１５，１６の上記した柔軟性と相俟って磁性シート６の加工性が良くなり、加工時の負荷も少なくなり、製品の低コスト化も実現できる。また、磁性シート６は粉砕によって隙間ができるので、その隙間に保護部材が入り込んでバインダーの役割を果たすようになる。その結果、磁性シート６に更に柔軟性を持たせることが可能となる。 According to this, the magnetic sheet 6 can be given flexibility, and the workability of the magnetic sheet 6 is improved in combination with the above-described flexibility of the protective members 15 and 16, and the load during processing is reduced. Product costs can also be reduced. Further, since the magnetic sheet 6 has a gap by pulverization, a protective member enters the gap and plays a role of a binder. As a result, the magnetic sheet 6 can be further flexible.

また、図１４に示すように、磁性シート６に多数のスリット１８を適宜間隔で設けてから保護部材１５，１６でコーティングする、あるいは、磁性シート６の一方の面（図示例では下面）に保護部材１６をコーティングしておき、他方の面（図示例では上面）に多数のスリット１８を適宜間隔で設けてから保護部材１５をコーティングする。このようにすれば、磁性シート６を容易に分割することができるので、柔軟性及び加工性に優れた磁性シート６が実現できる。 Further, as shown in FIG. 14, the magnetic sheet 6 is provided with a large number of slits 18 at appropriate intervals and then coated with protective members 15 and 16, or is protected on one surface (lower surface in the illustrated example) of the magnetic sheet 6. The member 16 is coated, and a number of slits 18 are provided on the other surface (upper surface in the illustrated example) at appropriate intervals, and then the protective member 15 is coated. In this way, the magnetic sheet 6 can be easily divided, so that the magnetic sheet 6 excellent in flexibility and workability can be realized.

次に、スペーサー５は、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルムの少なくとも１つの手段で構成される。何れの手段を採用するかは、曲げや撓み等に対する柔軟性だけでなく、耐熱性、耐湿性等の耐候性を考慮して選定を行っても良い。 Next, the spacer 5 is at least one means of resin, ultraviolet curable resin, visible light curable resin, thermoplastic resin, thermosetting resin, heat resistant resin, synthetic rubber, double-sided tape, adhesive layer, or film. Composed. Which means is adopted may be selected in consideration of weather resistance such as heat resistance and moisture resistance as well as flexibility for bending and bending.

アンテナ部２を設けた基材３の下面と磁性シート６との間に、低透磁率、低誘電率のスペーサー５を配置することで、基材３と磁性シート６との密着度変動による共振周波数の変動を低減することができる。なお、磁性シート６に形成される保護部材１５，１６のうち、スペーサー５と対面する保護部材、図示例で言えば、保護部材１５の厚さが３０μｍ以上であれば、スペーサー５を特に設ける必要性はない。 By arranging a spacer 5 having a low magnetic permeability and a low dielectric constant between the lower surface of the base material 3 provided with the antenna unit 2 and the magnetic sheet 6, resonance due to a variation in the degree of adhesion between the base material 3 and the magnetic sheet 6. Frequency fluctuations can be reduced. Of the protective members 15 and 16 formed on the magnetic sheet 6, the protective member facing the spacer 5, in the illustrated example, if the thickness of the protective member 15 is 30 μm or more, the spacer 5 needs to be particularly provided. There is no sex.

次に、以上のように構成されるアンテナ装置１の製造手順について説明する。アンテナ部２を搭載した基材３と、整合回路４と、磁性シート６とは、それぞれ、個別の工程で作製される。ここでは、磁性シート６の作製手順を説明する。アンテナ部２を搭載した基材３と整合回路４は、出来上がっているとする。 Next, a manufacturing procedure of the antenna device 1 configured as described above will be described. The base material 3 on which the antenna unit 2 is mounted, the matching circuit 4 and the magnetic sheet 6 are each produced in separate steps. Here, the production procedure of the magnetic sheet 6 will be described. It is assumed that the base material 3 on which the antenna unit 2 is mounted and the matching circuit 4 are completed.

磁性シート６は、例えば、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの焼成体、または、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの焼成体である。Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの焼成体は、具体的には、Ｆｅ₂Ｏ₃を４８．５ｍｏｌ％、ＺｎＯを２０．５５ｍｏｌ％、ＮｉＯを２０．５５ｍｏｌ％、ＣｕＯを１０．４０ｍｏｌ％の組成比率で配合し、７５０℃から９００℃の範囲にて４時間焼成したものである。このような焼成体の磁性シート６は、次のようにして作製される。 The magnetic sheet 6 is, for example, a sintered body of Ni—Zn ferrite or a sintered body of Mn—Zn ferrite. Sintered body of Ni-Zn ferrite is compounded specifically, Fe ₂ O ₃ and 48.5 mol%, ZnO of 20.55mol%, 20.55mol% of NiO, the CuO in the composition ratio of 10.40Mol% And calcined in the range of 750 ° C. to 900 ° C. for 4 hours. The sintered magnetic sheet 6 is produced as follows.

すなわち、上記組成の磁性仮焼粉体３０００ｇと、水溶性結合材としてメトローズ６０ＳＨ４０００（信越化学工業製）１３５ｇと、油性可塑材としてセラミゾールＣ−０８（日本油脂製）２７０ｇと、蒸留水３４０ｇをミキサーにて２０分混合し、さらに３本ロールを３回パスさせて、はい土とした。このはい土を５℃にて９６時間保存、熟成した後、真空押し出し成型装置にて約３ｍｍの厚みのシートを作製する。 That is, 3000 g of magnetic calcined powder having the above composition, 135 g of Metrolose 60SH4000 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a water-soluble binder, 270 g of ceramisole C-08 (manufactured by Nippon Oil & Fats) as an oily plastic material, and 340 g of distilled water. And mixed for 20 minutes and further passed three rolls three times to form a soil. This soil is stored and aged at 5 ° C. for 96 hours, and then a sheet having a thickness of about 3 mm is produced by a vacuum extrusion molding apparatus.

このシートを９５℃のドラム式乾燥機の表面をパスさせることで乾燥させ、所定の寸法に切断して厚さ０．９ｍｍのシートを作製し、９００℃にて３時間焼成して、厚み０．８ｍｍの焼成体を作製した。 This sheet is dried by passing the surface of a drum type dryer at 95 ° C., cut to a predetermined size to produce a sheet having a thickness of 0.9 mm, fired at 900 ° C. for 3 hours, and having a thickness of 0 An 8 mm fired body was produced.

そして、この焼成体を両面テープに貼り付け、その後、焼成体の上に保護テープを貼り合わせてローラー１７を通過させて焼成体を粉砕する。この粉砕した磁性シート６をプレス加工機等により打ち抜き加工を行って基材３の平面形状とほぼ同じ大きさの磁性シート６を得る。 And this baking body is affixed on a double-sided tape, Then, a protective tape is bonded together on a baking body, the roller 17 is passed, and a baking body is grind | pulverized. The pulverized magnetic sheet 6 is punched by a press machine or the like to obtain a magnetic sheet 6 having the same size as the planar shape of the substrate 3.

次に、図１に示す例で言えば、アンテナ部２を設けた基材３の下面にスペーサー５を介して磁性シート６を貼り合せる。最後に、整合素子７を実装し最適化された整合回路４のコネクタ８を基材３の接続用突部３ａに装着することで、整合回路４をアンテナ部２の外側に配置し、この状態で、アンテナ装置１の共振周波数を合わせ込む。整合回路４は、着脱自在であるので、つまり、交換可能であるので、簡単に、最適な共振周波数に合わせ込むことができ、調整不良品が生ずることはない。 Next, in the example illustrated in FIG. 1, the magnetic sheet 6 is bonded to the lower surface of the base material 3 provided with the antenna portion 2 via the spacer 5. Finally, the matching circuit 4 is mounted outside the antenna unit 2 by mounting the matching circuit 4 connector 8 optimized by mounting the matching element 7 on the connection projection 3a of the base member 3. Thus, the resonance frequency of the antenna device 1 is adjusted. Since the matching circuit 4 is detachable, that is, replaceable, the matching circuit 4 can be easily adjusted to the optimum resonance frequency, and a poorly adjusted product does not occur.

図１に示すアンテナ装置１は、このような工程を経て完成する。そして、当該アンテナ装置１をＩＣカードやＩＣタグなどの無線通信媒体や、リーダーやリーダー・ライターなどの無線通信媒体処理装置に搭載する場合には、ループアンテナが形成された基材３に両面テープ、接着剤、粘着層、または樹脂等を塗布することで、搭載対象機器の必要な箇所に貼り付ける。 The antenna device 1 shown in FIG. 1 is completed through such steps. When the antenna device 1 is mounted on a wireless communication medium such as an IC card or an IC tag or a wireless communication medium processing device such as a reader or a reader / writer, a double-sided tape is attached to the base material 3 on which the loop antenna is formed. By applying an adhesive, a pressure-sensitive adhesive layer, a resin, or the like, it is pasted to a required portion of the target device.

以上、説明したように、この実施の形態では、アンテナ部に接続する整合回路を基材に対して交換可能に配置できるようにしたので、（１）〜（４）ような効果が得られる。 As described above, in this embodiment, since the matching circuit connected to the antenna unit can be arranged to be replaceable with respect to the base material, the effects (1) to (4) can be obtained.

（１）基材と磁性シートとのを貼り合せた際に生じる共振周波数の変動に対して、最適な整合回路を選択して取り付けることによって共振周波数の変動をなくすことができるので、アンテナ装置の製造過程での不良率を大幅に改善することができ、廃棄不良品が無くなることによって、生産性の向上を図ることが可能になる。 (1) The resonance frequency fluctuation can be eliminated by selecting and attaching the optimum matching circuit to the resonance frequency fluctuation caused when the base material and the magnetic sheet are bonded to each other. The defect rate in the manufacturing process can be greatly improved, and it becomes possible to improve productivity by eliminating defective products.

したがって、図１５に示した従来のアンテナ装置では、基材と磁性シートとの貼り合せが不適当で特性不良となった製品は、すべて廃棄しなければならなかったが、この実施の形態によるアンテナ装置では、整合回路を交換するだけで特性不良をなくすことができるので、不良品として廃棄する製品がなくなり、環境に十分配慮した製品にすることができる。 Therefore, in the conventional antenna device shown in FIG. 15, all the products in which the bonding between the base material and the magnetic sheet is inappropriate and the characteristic is poor must be discarded. In the apparatus, the characteristic defect can be eliminated simply by exchanging the matching circuit. Therefore, there is no product to be discarded as a defective product, and the product can be made in consideration of the environment.

（２）整合回路への整合素子の交換搭載が容易になるので、調整作業の容易化が図れ、また、整合回路の再生利用が簡単にできるようになる。 (2) Since the matching element can be easily exchanged and mounted on the matching circuit, the adjustment work can be facilitated, and the matching circuit can be easily reused.

（３）客先の仕様により、整合回路の有るアンテナ装置と整合回路の無いアンテナ装置とを作製する場合に、整合回路の取り付け、取り外しによって容易に仕様変更に対応することができるので、製造工程を簡素化することができる。 (3) When manufacturing an antenna device with a matching circuit and an antenna device without a matching circuit according to customer specifications, it is possible to easily cope with specification changes by attaching and removing the matching circuit. Can be simplified.

（４）基材には、ＰＥＴ等の安価な材料を用いることができるので、アンテナ装置のコストを大幅に低減することが可能となる。 (4) Since an inexpensive material such as PET can be used for the base material, the cost of the antenna device can be significantly reduced.

そして、整合回路の配置場所に関しては、整合回路をアンテナ部の外側に設ける場合には、アンテナ部に特別な引き出し用導線を設ける必要があるが、容易に整合回路の取り外しが可能であり、アンテナ装置の生産性を大幅に向上することができる。また、整合回路をアンテナ部の直上に設ける場合には、上記した特別な引き出し用導線を設ける必要がないので、低コストにアンテナ装置を生産することができる。そして、整合回路をアンテナ部の内部に設ける場合には、上記２つのケースよりも低コストで、しかも小型化が図れるようになる。 As for the location of the matching circuit, when the matching circuit is provided outside the antenna unit, it is necessary to provide a special lead wire in the antenna unit. However, the matching circuit can be easily removed, The productivity of the apparatus can be greatly improved. Further, when the matching circuit is provided immediately above the antenna portion, it is not necessary to provide the above-described special lead wire, so that the antenna device can be produced at low cost. When the matching circuit is provided inside the antenna unit, the cost can be reduced and the size can be reduced as compared with the above two cases.

また、整合回路の構成に関しては、チップコンデンサまたはチップインダクタの何れかである整合素子を搭載し、端子接続部は搭載しない構成とすることができるので、整合回路を小型化することができ、生産性に優れたアンテナ装置を作製することができる。そして、端子接続部も搭載する場合は、アンテナ部を設ける基材は、端子接続部を設けないので、ＰＥＴ等の安価な材料を用いることができ、アンテナ装置のコストを大幅に低減することができる。 As for the configuration of the matching circuit, a matching element that is either a chip capacitor or a chip inductor can be mounted, and the terminal connection portion can be omitted. Therefore, the matching circuit can be reduced in size and produced. An antenna device with excellent performance can be manufactured. And when a terminal connection part is also mounted, since the base material on which the antenna part is provided does not provide the terminal connection part, an inexpensive material such as PET can be used, and the cost of the antenna device can be greatly reduced. it can.

また、整合回路は、整合素子及び端子接続部に加えて共振周波数を調整する分布定数回路を搭載した構成とすることができ、分布定数回路には共振周波数を調整するパターンやスタブを設けることができる。これによって、周波数調整時に、各種の周波数用に用意した多数の整合回路の中から適切な整合回路を簡単に選択して交換することができるようになる。 Further, the matching circuit can be configured to include a distributed constant circuit for adjusting the resonance frequency in addition to the matching element and the terminal connection portion, and the distributed constant circuit may be provided with a pattern or stub for adjusting the resonance frequency. it can. This makes it possible to easily select and replace an appropriate matching circuit from a large number of matching circuits prepared for various frequencies during frequency adjustment.

そして、端子接続部は、整合回路ではなく、アンテナ部を設ける基材に配置することができるので、整合回路を小型化することができ、生産性に優れたアンテナ装置を製造することが可能となる。 And since a terminal connection part can be arrange | positioned to the base material which provides an antenna part instead of a matching circuit, a matching circuit can be reduced in size and it is possible to manufacture the antenna apparatus excellent in productivity. Become.

加えて、アンテナ部を設ける基材と磁性シートとの間にスペーサーを設ける場合には、磁性シートとアンテナ部が設けられた基材との貼り合せる時に生じる密着度変動による共振周波数のずれを緩和することができ、アンテナ装置における特性不良を低減することが可能となる。 In addition, when a spacer is provided between the base material on which the antenna portion is provided and the magnetic sheet, the shift in resonance frequency due to variation in adhesion caused when the magnetic sheet is attached to the base material on which the antenna portion is provided is reduced. Therefore, it is possible to reduce characteristic defects in the antenna device.

以上のように、この発明にかかるアンテナ装置は、ＲＦＩＤシステム用のアンテナ装置において、製造過程での不良率を大幅に改善して生産性の向上を図るとともに、装置コストの低減を図るのに有用である。 As described above, the antenna device according to the present invention is useful for improving the productivity by greatly improving the defect rate in the manufacturing process and reducing the device cost in the antenna device for the RFID system. It is.

この発明の一実施の形態によるアンテナ装置の構成を示す分解斜視図1 is an exploded perspective view showing a configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention. 整合回路の配置例（その１：アンテナ部の外側）を示す図The figure which shows the example of arrangement | positioning of a matching circuit (the 1: outside of an antenna part) 図２に示す整合回路の配置態様におけるアンテナ部の構成を示す一部拡大図The elements on larger scale which show the structure of the antenna part in the arrangement | positioning aspect of the matching circuit shown in FIG. 整合回路の配置例（その２：アンテナ部の直上）を示す図Diagram showing an example of matching circuit layout (part 2: directly above the antenna section) 整合回路の配置例（その３：アンテナ部の内側）を示す図A diagram showing an example of the arrangement of the matching circuit (part 3: inside the antenna section) 整合回路の構成例（その１）を示す図The figure which shows the structural example (the 1) of a matching circuit 整合回路の構成例（その２）を示す図The figure which shows the structural example (the 2) of a matching circuit 端子接続部の配置例（その１：整合回路に配置）を示す図A diagram showing an example of the arrangement of terminal connections (part 1: arranged in a matching circuit) 端子接続部の配置例（その２：アンテナ部の内側における基材に配置）を示す図The figure which shows the example of arrangement | positioning of the terminal connection part (the 2nd: arrangement | positioning to the base material inside an antenna part) 端子接続部の配置例（その３：アンテナ部の形成場所における基材に配置）を示す図The figure which shows the example of arrangement | positioning of the terminal connection part (the 3rd: arrangement | positioning to the base material in the formation place of an antenna part) 磁性シートの構成例（その１：単層構成）を示す図The figure which shows the structural example (the 1: single layer structure) of a magnetic sheet 磁性シートの構成例（その２：多層構成）を示す図A diagram showing a configuration example (part 2: multi-layer configuration) of a magnetic sheet 磁性シートに柔軟性と加工性を付与する構成例（その１）を示す図The figure which shows the structural example (the 1) which provides a softness | flexibility and workability to a magnetic sheet 磁性シートに柔軟性と加工性を付与する構成例（その２）を示す図The figure which shows the structural example (the 2) which gives a softness | flexibility and workability to a magnetic sheet 無線通信媒体や無線通信媒体処理装置に用いられる従来のアンテナ装置を説明する分解斜視図Exploded perspective view for explaining a conventional antenna device used in a wireless communication medium or a wireless communication medium processing device

Explanation of symbols

１アンテナ装置
２アンテナ部
２ａアンテナパターン
２ｂ導線（ジャンパー線）
３基材
３ａ接続用突部
４整合回路
５スペーサー（低透磁率部材）
６磁性シート
７整合素子（チップコンデンサ、チップインダクタ）
８コネクタ
９端子接続部
１０絶縁層
１１分布定数回路
１２周波数調整用パターン
１３スタブ
１５，１６保護部材
１７ローラー
１８スリット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna apparatus 2 Antenna part 2a Antenna pattern 2b Conductor (jumper wire)
3 Base 3a Protrusion for connection 4 Matching circuit 5 Spacer (low magnetic permeability member)
6 Magnetic sheet 7 Matching element (chip capacitor, chip inductor)
8 Connector 9 Terminal Connection 10 Insulating Layer 11 Distributed Constant Circuit 12 Frequency Adjustment Pattern 13 Stub 15, 16 Protection Member 17 Roller 18 Slit

Claims

A base material provided with an antenna portion formed of a loop antenna element on one surface, a matching circuit connected to the antenna portion for adjusting and setting a resonance frequency, and close to the other surface of the base material In an antenna device used in an RFID system, including a magnetic sheet disposed,
The antenna device according to claim 1, wherein the matching circuit is replaceable with respect to the substrate.

The antenna device according to claim 1, wherein a low magnetic permeability member is provided between the base material and the magnetic sheet.

The antenna device according to claim 1, wherein the matching circuit is disposed outside the antenna unit, and the antenna unit is provided with a conductive wire for connection to the matching circuit.

The antenna device according to claim 1, wherein the matching circuit is disposed immediately above the antenna unit.

The antenna device according to claim 1, wherein the matching circuit is disposed inside the antenna unit.

The antenna device according to claim 2, wherein the matching circuit includes a matching element for adjusting and setting a resonance frequency.

5. The matching circuit according to claim 2, wherein the matching circuit includes a matching element for adjusting and setting a resonance frequency, and a terminal connection unit that bridges the antenna unit and the outside. The antenna device described in 1.

The matching circuit includes a distributed constant circuit for adjusting and setting a resonance frequency, a matching element for adjusting and setting the resonance frequency in cooperation with the distributed constant circuit, and a bridge between the antenna unit and the outside. The antenna device according to claim 2, wherein the antenna device includes a terminal connection portion to be performed.

The antenna device according to claim 7, wherein the distributed constant circuit is provided with a pattern for adjusting a resonance frequency.

The antenna device according to claim 7, wherein the distributed constant circuit is provided with a stub for adjusting a resonance frequency.

5. The antenna device according to claim 2, wherein a terminal connection portion that bridges the antenna portion and the outside is provided on the base material.

The antenna device according to claim 1, wherein the magnetic sheet has a configuration in which one side or both sides are covered with a protective member and is rich in flexibility and workability.