JPS63193894A - Thin-film electromagnetic transducer - Google Patents

Thin-film electromagnetic transducer

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JPS63193894A
JPS63193894A JP62025315A JP2531587A JPS63193894A JP S63193894 A JPS63193894 A JP S63193894A JP 62025315 A JP62025315 A JP 62025315A JP 2531587 A JP2531587 A JP 2531587A JP S63193894 A JPS63193894 A JP S63193894A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
coil
magnetic
electromagnetic transducer
rod
Prior art date
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Pending
Application number
JP62025315A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
大田 俊彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS63193894A publication Critical patent/JPS63193894A/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、ICカード等に内蔵した半導体メモリの出
力電気信号を磁気信号に変換し、読取り装置の磁気ヘッ
ドに伝達するために、前記カードに内蔵された薄膜電磁
変換器に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) This invention converts an output electrical signal from a semiconductor memory built into an IC card or the like into a magnetic signal, and transmits the signal to a magnetic head of a reading device. The present invention relates to a thin film electromagnetic transducer built into the card.

(従来の技術) 近年、非磁性のカード状媒体に、大容量の半導体メモリ
を内蔵させて種々のデータ管理に利用できるICカード
が開発されている。上記半導体メモリに記憶された情報
を読み出す場合、従来の方法は、読出し側である外部装
置の電気的端子と、カードに設けられた端子とを機械的
に接続して読み出していた。しかしながら、カードの使
用回数や使用環境等を考慮すると、機械的接続方法は、
接点の信頼性に問題がある。
(Prior Art) In recent years, IC cards have been developed in which a non-magnetic card-like medium has a built-in large-capacity semiconductor memory and can be used for various data management. When reading information stored in the semiconductor memory, the conventional method is to mechanically connect an electrical terminal of an external device on the reading side and a terminal provided on the card. However, considering the number of times the card is used and the environment in which it is used, the mechanical connection method is
There is a problem with the reliability of the contacts.

この欠点を解決する方法として、カード内部の電気信号
を一旦磁気信号に変換し、これを外部の読取りコイルで
読取るという非接触による接続方法が提案されている。
As a method to solve this drawback, a contactless connection method has been proposed in which the electrical signal inside the card is once converted into a magnetic signal, and this signal is read by an external reading coil.

第4図は非接触方式による信号伝達装置であり、カード
11側と、読取り装置21側には、面対称に複数の結合
コイルが設けられている。コイル12と22とは読出し
コイルであり、コイル13と23とは書込みコイル、コ
イル14と24とは読出し書込み切換信号伝達用のリー
ドライトコイル、コイル15と25とはパワークロッタ
コイルであり、電力供給用に利用される。同図(b)は
、上下対応関係にあるコイルが最も近接している状態を
示している。
FIG. 4 shows a non-contact type signal transmission device, in which a plurality of coupling coils are provided on the card 11 side and the reading device 21 side in plane symmetry. Coils 12 and 22 are read coils, coils 13 and 23 are write coils, coils 14 and 24 are read/write coils for transmitting read/write switching signals, and coils 15 and 25 are power crotter coils. Used for power supply. FIG. 4B shows a state in which the coils in a vertical correspondence relationship are closest to each other.

(発明が解決しようとする問題点) 上記したカードの電磁変換方式による電磁変換出力を、
磁気ストライブ付きのカードを読取る現行の読取り装置
の磁気ヘッドで読取ろうとすると、以下のような問題が
ある。
(Problem to be solved by the invention) The electromagnetic conversion output by the electromagnetic conversion method of the above card is
When attempting to read a card with a magnetic stripe using the magnetic head of a current reader, the following problems arise.

即ち、第4図に示すように、1個のコイルLから発生す
る磁束は、コイルLの中心では同位相であるため、その
磁路方向は読取り磁気ヘッドHの半コアHa、Hb内で
、再生出力を弱め合う方向に形成される。この結果、コ
イルLの中心付近に読取り磁気ヘッドHを配置すると、
巻線Cからの再生出力はほとんど零になってしまう。こ
のような現象を避けるために、コイルLの最外周の外に
読取り磁気ヘッドHを配置すると、半コアHa。
That is, as shown in FIG. 4, the magnetic flux generated from one coil L has the same phase at the center of the coil L, so the magnetic path direction is within the half cores Ha and Hb of the reading magnetic head H. They are formed in a direction that weakens the playback output. As a result, if the reading magnetic head H is placed near the center of the coil L,
The reproduction output from the winding C becomes almost zero. In order to avoid such a phenomenon, if the read magnetic head H is placed outside the outermost periphery of the coil L, a half core Ha.

1(bに非対称な磁束が流れるので、再生出力は零にな
らないが、コイルLから発生した磁束のごく一部しか有
効に作用していないので伝達効率が非常に悪い。
Since an asymmetrical magnetic flux flows through 1(b), the reproducing output does not become zero, but since only a small portion of the magnetic flux generated from the coil L acts effectively, the transmission efficiency is very poor.

そこでこの発明は、有効磁束の発生能力を増大するも、
できるだけ小電力で有効磁束を発生することのできる薄
膜電磁変換器を提供することを目的とする。
Therefore, although this invention increases the ability to generate effective magnetic flux,
It is an object of the present invention to provide a thin film electromagnetic transducer that can generate effective magnetic flux with as little electric power as possible.

[発明の構成〕 (問題点を解決するための手段) この発明は、非磁性基板と、該非磁性基板上に薄膜技術
を用いて形成された、棒状の軟磁性薄膜と、該棒状の軟
磁性薄膜に対して立体的にヘリカルに周回するようにま
かれた薄膜コイルと、該薄膜コイルを覆う電気的絶縁膜
と、該コイルに通電するための引出し線と、該引出し線
と他の回路との接続用パッドとからなり、前記ヘリカル
コイルに通電することで、該棒状の軟磁性薄膜から磁界
が発生するように構成するものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a non-magnetic substrate, a rod-shaped soft magnetic thin film formed on the non-magnetic substrate using thin film technology, and a rod-shaped soft magnetic thin film formed on the non-magnetic substrate using thin film technology. A thin film coil wound helically around the thin film in three dimensions, an electrical insulating film covering the thin film coil, a lead wire for energizing the coil, and a connection between the lead wire and other circuits. A magnetic field is generated from the rod-shaped soft magnetic thin film by energizing the helical coil.

(作用) 上記の手段により、棒状の軟磁性薄膜と読取り磁気ヘッ
ドとの配置関係は、磁束が効率よく伝達される磁路方向
とtす、コイル抵抗が少なくて小電力でよく、かつ発生
磁束の利用効率の高い薄膜電磁変換器とすることができ
る。
(Function) With the above means, the arrangement relationship between the rod-shaped soft magnetic thin film and the reading magnetic head is set in the magnetic path direction in which the magnetic flux is efficiently transmitted, the coil resistance is small, and small electric power is required, and the generated magnetic flux is can be made into a thin film electromagnetic transducer with high utilization efficiency.

(実施例) 以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例であり、30は非磁性基板
であり、この非磁性基板30の電磁変換部は、軟磁性薄
膜32を、コイル31a部とコイル31b部とが、ヘリ
カル巻きして構成されている。コイル31a部と31b
部とは、ヘリカルコイル31を形成しており、薄膜技術
により形成されている。このヘリカルコイル31の引出
し線31c、31dも同様に薄膜技術により形成され、
引出し端部は、他の回路に接続するための接続用パッド
33.34に接続されている。ヘリカルコイル31と棒
状の軟磁性薄膜32は、同図(b)に示すように絶縁層
35.36により絶縁されている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which 30 is a non-magnetic substrate, and the electromagnetic transducer section of the non-magnetic substrate 30 has a soft magnetic thin film 32 formed by helically winding a coil 31a section and a coil 31b section. It is configured as follows. Coil 31a and 31b
The helical coil 31 is formed using thin film technology. The lead wires 31c and 31d of this helical coil 31 are also formed by thin film technology,
The drawer ends are connected to connection pads 33, 34 for connection to other circuits. The helical coil 31 and the rod-shaped soft magnetic thin film 32 are insulated by insulating layers 35 and 36, as shown in FIG.

次に上記薄膜電磁変換器が形成される工程を第2図を参
照しながら説明する。
Next, the process of forming the thin film electromagnetic transducer will be explained with reference to FIG.

m2図(a)は、ヘリカルコイル31の下半分であるコ
イル31a部が、薄膜技術により形成された状態を示し
ている。このときに、接続用パッド33.34、引出し
線31c、31dも同時に形成される。コイル31a部
は、複数の薄膜線が平行に配列した形で形成される。次
に、同図(b)に示すように、8102、有機物等の絶
縁膜35が上記コイル31a部を覆うように形成される
。そしてこの上に、同図(C)に示すようにコイル31
8部の線を横切り、軟磁性薄膜32が形成される。この
実施例では、PeNiをスパッタリングにより5μ厘の
厚さに形成し、イオンミーリングで幅111111.長
さ3mmにパターンニングした。次に、これを覆うよう
に5i02、有機物等の絶縁膜36を形成し、コイル3
1a部を構成した線の端部に対応する部分をエツチング
により除き、スルーホールを形成する。このスルーホー
ルは、絶縁膜36の上に形成されるヘリカルコイル31
の上半分であるコイル31b部とコイル31a部とを接
続するためのものである。コイル31b部も、スパッタ
リングとイオンミーリングでコイル31b部と同様に形
成される。これにより第1図に示したような、薄膜電磁
変換部が形成される。同図は、コイル31b部が露出し
て示されているが、更にこの上に保護絶縁膜が形成され
る。
Figure m2 (a) shows a state in which the lower half of the helical coil 31, the coil 31a section, is formed by thin film technology. At this time, connection pads 33 and 34 and lead lines 31c and 31d are also formed at the same time. The coil 31a section is formed of a plurality of thin film wires arranged in parallel. Next, as shown in FIG. 3B, an insulating film 35 made of organic material or the like 8102 is formed to cover the coil 31a portion. Then, on top of this, a coil 31 is placed as shown in the same figure (C).
A soft magnetic thin film 32 is formed across the 8th line. In this example, PeNi was formed to a thickness of 5 μm by sputtering, and a width of 111111 μm was formed by ion milling. It was patterned to a length of 3 mm. Next, an insulating film 36 such as 5i02 and an organic material is formed to cover this, and the coil 3
A portion corresponding to the end of the wire forming part 1a is removed by etching to form a through hole. This through hole is connected to the helical coil 31 formed on the insulating film 36.
This is for connecting the upper half of the coil 31b and the coil 31a. The coil 31b section is also formed by sputtering and ion milling in the same manner as the coil 31b section. As a result, a thin film electromagnetic transducer as shown in FIG. 1 is formed. Although the coil 31b portion is shown exposed in this figure, a protective insulating film is further formed on this.

上記のように構成される薄膜電磁変換器によると、パッ
ド33.34に入力信号を供給したとき、基板の上面側
に発生する磁束の方向は、第1図(c)に示すようにコ
イルの一方向に流れる電流に対して、一方向であり、電
流方向と磁束方向とが1対1の関係にある。交流信号を
スパイラルコイルに供給すれば、交流に応じて磁束の方
向が変化する。従来のものであると第5図に示すように
したように読取り磁気ヘッドのコアに対して逆方向の磁
束が発生し、検出出力を零にしてしまうが、本発明の変
換器では、読取り磁気ヘッド40のコアに流れる磁束は
、スパイラルコイルに流れる電流方向が一方向である限
り一定の方向である。
According to the thin film electromagnetic transducer configured as described above, when an input signal is supplied to the pads 33 and 34, the direction of the magnetic flux generated on the top surface of the substrate is as shown in FIG. 1(c). The current flows in one direction, and the current direction and the magnetic flux direction have a one-to-one relationship. If an alternating current signal is supplied to the spiral coil, the direction of the magnetic flux will change depending on the alternating current. In the conventional converter, magnetic flux is generated in the opposite direction to the core of the reading magnetic head as shown in FIG. 5, reducing the detection output to zero, but in the converter of the present invention, The magnetic flux flowing through the core of the head 40 is in a constant direction as long as the current flowing through the spiral coil is in one direction.

したがって、読取り磁気ヘッド40に対する電磁結合が
、効率の良い状態となり、磁気ヘッド40の再生出力も
高いレベルで得られる。このことは、従来のもの程大き
い駆動電力を要しないことを意味し、ICカードの電池
消耗を低減するのにも有効である。また、コイル電流と
コアの磁束方向とを上記した1対1の関係にする方法と
して、互いに逆方向に巻回された一対のスパイラルコイ
ルを平面的に併設して形成し、これらを直列に接続し、
一方のスパイラルコイルの中心から他方のスパイラルコ
イルの中心に向かって磁路が形成されるようにする方法
も考えられる。この方法であると、スパイラルコイルを
平面的に形成して所定のターン数を得るので、比較的長
い線路長を必要とし電力を多く必要とする。しかし、本
発明のヘリカルコイルであると、線路長は、平面的なス
パイラルコイル方式に比べて立体的に巻かれるので、同
じターン数を得るにも短い線路長でよい。このことも、
低電力で、有効な磁束を発生するのに貢献している。
Therefore, the electromagnetic coupling to the read magnetic head 40 is in a highly efficient state, and the reproduction output of the magnetic head 40 can also be obtained at a high level. This means that it does not require as much driving power as the conventional one, and is also effective in reducing battery consumption of the IC card. In addition, as a method to achieve the above-mentioned one-to-one relationship between the coil current and the magnetic flux direction of the core, a pair of spiral coils wound in opposite directions are arranged side by side in a plane, and these are connected in series. death,
Another possible method is to form a magnetic path from the center of one spiral coil toward the center of the other spiral coil. In this method, the spiral coil is formed in a planar manner to obtain a predetermined number of turns, which requires a relatively long line length and a large amount of electric power. However, with the helical coil of the present invention, the line length is three-dimensionally wound compared to the planar spiral coil system, so a shorter line length is sufficient to obtain the same number of turns. This also
It contributes to generating effective magnetic flux with low power consumption.

第3図は、この発明の装置の使用方法を示している。I
Cカード50は、実施例で説明した電磁変換器部51を
有し、この電磁変換器51に対しては、ICカード50
に内蔵されたICメモリ53からのデータが、増幅器5
4を介して供給される。データは増幅器54において電
流変換され、スパイラルコイルに供給されるので、この
電磁変換器52において磁気信号に変換される。この磁
気信号に対しては、読取り磁気ヘッド55が感応し、そ
の出力端子55a、55b間には、データに対応した再
生出力信号を得ることができる。
FIG. 3 shows how to use the device of the invention. I
The C card 50 has the electromagnetic converter section 51 described in the embodiment, and the IC card 50 has the electromagnetic converter section 51 described in the embodiment.
The data from the IC memory 53 built into the amplifier 5
4. The data is converted into a current in the amplifier 54 and supplied to the spiral coil, whereupon it is converted into a magnetic signal in the electromagnetic transducer 52. The reading magnetic head 55 is sensitive to this magnetic signal, and a reproduced output signal corresponding to the data can be obtained between its output terminals 55a and 55b.

[発明の効果〕 以上説明したように、この発明は、有効磁束の発生能力
を増大するも、できるだけ小電力で有効磁束を発生する
ことのできる薄膜電磁変換器を提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention can provide a thin film electromagnetic transducer that can increase the effective magnetic flux generation capability and generate effective magnetic flux with as little electric power as possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示す構成説明図であり、
同図(a)は外観図、同図(b)は同図(a)のA−A
線の断面図、同図(c)は動作説明図、第2図は本発明
の電磁変換器の製造工程を説明するために示した説明図
、第3図はこの発明の電磁変換器の使用例を示す図、第
4図は従来の電磁変換器の構成説明図、第5図は従来の
電磁変換器の問題点を説明するための説明図である。 30・・・非磁性基板、31・・・ヘリカルコイル、3
2・・・軟磁性薄膜、33.34・・・接続用パッド。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 2 口 第2図 第3図
FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing one embodiment of the present invention,
Figure (a) is an external view, Figure (b) is A-A in Figure (a).
2 is an explanatory diagram showing the manufacturing process of the electromagnetic transducer of the present invention, and Fig. 3 is a diagram showing the use of the electromagnetic transducer of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of the configuration of a conventional electromagnetic converter, and FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the problems of the conventional electromagnetic converter. 30... Nonmagnetic substrate, 31... Helical coil, 3
2... Soft magnetic thin film, 33.34... Connection pad. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue No. 2 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 非磁性基板と、該非磁性基板上に薄膜技術を用いて形成
された、棒状の軟磁性薄膜と、該棒状の軟磁性薄膜を立
体的にヘリカルに周回するようにまかれた薄膜コイルと
、該薄膜コイルを覆う電気的絶縁膜と、該コイルに通電
するための引出し線と、該引出し線と他の回路との接続
用パッドとからなり、前記ヘリカルコイルに通電するこ
とで、該棒状の軟磁性薄膜から磁界が発生するように構
成したことを特徴とする薄膜電磁変換器。
A non-magnetic substrate, a rod-shaped soft magnetic thin film formed on the non-magnetic substrate using thin film technology, a thin film coil wound helically around the rod-shaped soft magnetic thin film in three dimensions; It consists of an electrical insulating film covering a thin film coil, a lead wire for energizing the coil, and a pad for connecting the lead wire to another circuit.By energizing the helical coil, the rod-shaped soft A thin film electromagnetic transducer characterized by being configured such that a magnetic field is generated from a magnetic thin film.
JP62025315A 1987-02-05 1987-02-05 Thin-film electromagnetic transducer Pending JPS63193894A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62025315A JPS63193894A (en) 1987-02-05 1987-02-05 Thin-film electromagnetic transducer

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JP62025315A JPS63193894A (en) 1987-02-05 1987-02-05 Thin-film electromagnetic transducer

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017522211A (en) * 2014-07-14 2017-08-10 ブリリアンツ カンパニー リミテッド Multimagnetic card and magnetic cell manufacturing method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017522211A (en) * 2014-07-14 2017-08-10 ブリリアンツ カンパニー リミテッド Multimagnetic card and magnetic cell manufacturing method

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