明 細 書 Specification
アンテナ素子およびその製造方法 Antenna element and manufacturing method thereof
技術分野 Technical field
[0001] 本発明は、アンテナ素子、特に RFID (Radio Frequency Identification)システムに 用いる装置に用いることができるアンテナ素子、例えば ICタグに用いることができるァ ンテナ素子、リーダー/ライターに用いるアンテナ素子に関する。更に、本発明は、 そのようなアンテナ素子を有する電子装置、例えば無線タグまたは ICタグ (携帯電話 であってもよい)およびそれとの送受信に用いるリーダー/ライタ一等に関する。 背景技術 The present invention relates to an antenna element, in particular, an antenna element that can be used in an apparatus used in an RFID (Radio Frequency Identification) system, for example, an antenna element that can be used in an IC tag, and an antenna element that is used in a reader / writer. Furthermore, the present invention relates to an electronic device having such an antenna element, for example, a wireless tag or an IC tag (which may be a mobile phone) and a reader / writer used for transmission / reception with the electronic tag. Background art
[0002] RFIDシステムが種々の分野において使用され始め、その利便性が実証されてい る。その結果、更に別の多くの分野において RFIDシステムを活用してその利便性を 享受できるものと期待されている。その反面、 RFIDシステムに関連する技術に関して 、問題点が種々指摘され、今後解決することが望まれている。 [0002] RFID systems have begun to be used in various fields, and their convenience has been demonstrated. As a result, it is expected that the convenience of using RFID systems can be enjoyed in many other fields. On the other hand, various problems have been pointed out regarding technologies related to RFID systems, and it is hoped that they will be solved in the future.
[0003] そのような問題点の 1つに、 RFIDシステムを構成するユニットである、タグ、リーダ 一/ライタ一等が有するアンテナの問題がある。アンテナは、電磁誘導作用を利用 することによって、信号の送受信および/または電力の供給に利用されている。 [0003] One such problem is the problem of the antennas of tags, readers / writers, etc., which are units constituting an RFID system. Antennas are used to send and receive signals and / or supply power by using electromagnetic induction.
[0004] このようなアンテナは、それが配置される環境によって大きな影響を受けることが知 られている。特に、アンテナのそばに金属製物品が存在すると、リーダー/ライター においてはそのアンテナにより発生する磁束によって金属面に渦電流が流れ、その 結果、搬送波が大きく減衰し、また、タグにおいてはそのアンテナを貫通する磁束の 強度が減衰して交信不能となることがある。 [0004] It is known that such an antenna is greatly affected by the environment in which it is placed. In particular, when a metal article is present near the antenna, an eddy current flows on the metal surface due to the magnetic flux generated by the antenna in the reader / writer, and as a result, the carrier wave is greatly attenuated. The strength of the magnetic flux penetrating may be attenuated and communication may become impossible.
[0005] このような金属製物品によって生じる影響を抑制することを目的として、磁性材料で 形成された部材をアンテナと組み合わせることが提案されている。例えば、金属物品 による、通信への悪影響を防止すると共に、占有する空間部を小さくすることを目的と して、アンテナの下にフレキシブルシート状の磁性体を配置した非接触型 ICカードリ ーダ/ライタが提案されている(下記特許文献 1参照)。このリーダ/ライタでは、アン テナとシート状の磁性体を両面テープによって貼り合わせている。
[0006] 更に、ベース基材の一方の面に設けられたアンテナおよび ICチップを有し、アンテ ナおよび ICチップの少なくとも一方を覆うように磁性体層が配置されている非接触型 データ受送信体が提案されてレ、る (下記特許文献 2参照)。このデータ受送信体にお いて、磁性体層によってそのように覆うことによって、金属を含む物品に接した場合で あっても、十分な誘導起電力が発生すると記載されている。 [0005] For the purpose of suppressing the influence caused by such a metal article, it has been proposed to combine a member formed of a magnetic material with an antenna. For example, a non-contact IC card reader / magnet with a flexible sheet-like magnetic material placed under the antenna for the purpose of preventing adverse effects on communications caused by metal articles and reducing the occupied space. A writer has been proposed (see Patent Document 1 below). In this reader / writer, the antenna and sheet-like magnetic material are bonded together with double-sided tape. [0006] Furthermore, non-contact data transmission / reception has an antenna and an IC chip provided on one surface of a base substrate, and a magnetic layer is disposed so as to cover at least one of the antenna and the IC chip. The body has been proposed (see Patent Document 2 below). In this data receiving / transmitting body, it is described that a sufficient induced electromotive force is generated even when the data receiving / transmitting body is covered with a magnetic layer so as to be in contact with an article containing metal.
[0007] このデータ受送信体は、ベース基材に金属箔を貼り合わせた後に、導電性箔をェ ツチングすることによってアンテナパターンを形成すると共に、 ICチップを実装し、最 後に、磁性材料を塗布して、乾燥 '固化させることによって製造される。 [0007] In this data transmitting / receiving body, after a metal foil is bonded to a base substrate, an antenna pattern is formed by etching a conductive foil, an IC chip is mounted, and finally a magnetic material is applied. Manufactured by applying and drying 'solidify'.
特許文献 1 :特開 2002— 298095号公報 Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2002-298095
特許文献 2:特開 2006— 113750号公報 Patent Document 2: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-113750
発明の開示 Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題 Problems to be solved by the invention
[0008] RFIDシステムは、携帯電話等の携帯電子機器においてより広く使用されることが 期待されており、そのためには、システムを構成するタグ、リーダー/ライタ一等に含 まれるアンテナ素子をよりコンパクトにすることが望ましぐまた、アンテナ素子をより簡 単に製造できるようにすることが望まれる。 [0008] The RFID system is expected to be used more widely in portable electronic devices such as mobile phones. For this purpose, the antenna elements included in the tags, readers / writers, etc. that make up the system are used. It is desirable to make it compact, and it is desirable to make it easier to manufacture antenna elements.
課題を解決するための手段 Means for solving the problem
[0009] アンテナ素子について鋭意検討した結果、上記課題は、 [0009] As a result of intensive studies on the antenna element, the above problem is
(A)磁性材料およびポリマー材料を含んで成る磁性組成物から形成された層状磁 性要素(例えば、プレート状、シート状またはフィルム状の磁性要素)、ならびに (A) a layered magnetic element formed from a magnetic composition comprising a magnetic material and a polymer material (eg, a plate-like, sheet-like or film-like magnetic element), and
(B)層状磁性要素の少なくとも一方の表面上に配置されたアンテナ配線 を有して成るアンテナ素子 (B) An antenna element having an antenna wiring disposed on at least one surface of the layered magnetic element
により解決されることが見出された。 Was found to be solved.
[0010] 本発明は、層状磁性要素およびその上に配置されたアンテナ配線を有して成るァ ンテナ素子の製造方法であって、 [0010] The present invention is a method of manufacturing an antenna element having a layered magnetic element and an antenna wiring disposed thereon,
(1)磁性材料およびポリマー材料を含んで成る磁性組成物から層状磁性要素を得 る工程、 (1) obtaining a layered magnetic element from a magnetic composition comprising a magnetic material and a polymer material;
(2)層状磁性要素の少なくとも一方の表面上に金属箔を直接的に付着する工程、
ならびに (2) a step of directly attaching a metal foil on at least one surface of the layered magnetic element; And
(3)金属箔をエッチングして所定のパターンを有するアンテナ配線を形成する工程 を含んで成るアンテナ素子の製造方法を提供する。この製造方法によって、上記お よび後述する本発明のアンテナ素子を好都合に製造できる。 (3) Provided is a method for manufacturing an antenna element, which includes a step of etching a metal foil to form an antenna wiring having a predetermined pattern. By this manufacturing method, the antenna element of the present invention described above and later can be conveniently manufactured.
[0011] 本発明は、上述および後述の本発明のアンテナ素子を有する電子装置、特に ICタ グ、 ICタグを有する携帯電子機器 (例えば携帯電話、ノート型 PC、 PDA (携帯情報 端末)等)、 ICタグとの受送信に用いるリーダー/ライターをも提供する。 [0011] The present invention relates to an electronic device having the antenna element of the present invention described above and below. We also provide readers / writers for sending and receiving with IC tags.
発明の効果 The invention's effect
[0012] 本発明のアンテナ素子は、アンテナ配線が層状磁性要素に直接取り付けられてい る。従って、アンテナ配線と層状磁性要素との間に介在するもの(例えば両面接着テ ープ、接着剤に由来する樹脂層)が存在せず、また、ベース基材のような他の要素を 必要としないので、アンテナ素子をより薄ぐ従って、よりコンパクトに形成できる。 In the antenna element of the present invention, the antenna wiring is directly attached to the layered magnetic element. Therefore, there is no interposition between the antenna wiring and the layered magnetic element (for example, double-sided adhesive tape, resin layer derived from adhesive), and other elements such as a base substrate are required. Therefore, the antenna element is thinner, so that it can be formed more compactly.
[0013] 更に、本発明のアンテナ素子の製造方法では、層状磁性要素に金属箔を直接的 に付着し、その後、エッチングすることによってアンテナ配線を有する層状磁性要素 を得ることができるので、層状磁性要素への金属箔の付着が簡単になり、また、ベー ス基材を必要としないので、アンテナ素子の製造がより簡便になる。 [0013] Furthermore, in the method for manufacturing an antenna element of the present invention, a layered magnetic element having antenna wiring can be obtained by directly attaching a metal foil to the layered magnetic element and then etching it. The attachment of the metal foil to the element is simplified, and since no base material is required, the antenna element can be manufactured more easily.
図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings
[0014] [図 1]図 1は、本発明のアンテナ素子の模式的斜視図を示す。 FIG. 1 is a schematic perspective view of an antenna element of the present invention.
[図 2]図 2は、本発明のアンテナ素子の製造方法のフローダイヤグラム(工程図)を示 す。 [FIG. 2] FIG. 2 shows a flow diagram (process diagram) of the manufacturing method of the antenna element of the present invention.
符号の説明 Explanation of symbols
[0015] 10· · ·アンテナ素子、 20· · ·層状磁性要素、 30· · ·アンテナ配線。 [0015] 10 · · · antenna element, 20 · · · layered magnetic element, 30 · · · antenna wiring.
発明を実施するための形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0016] 次に、図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。図 1は、本発明のアンテナ素 子を模式的斜視図にて示す。図 2は、本発明のアンテナ素子の製造方法をフローシ ートにて模式的に示す。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic perspective view of the antenna element of the present invention. FIG. 2 schematically shows a manufacturing method of the antenna element of the present invention in a flow sheet.
[0017] 本発明のアンテナ素子 10は、磁性材料およびポリマー材料を含んで成る磁性組成
物から形成された層状磁性要素 20、ならびに層状磁性要素 20の一方の表面上に 配置されたアンテナ配線 30を有して成る。層状磁性要素 20は、面状の広がりを有す るいずれの適当な形態であってもよぐ例えば、プレート状、シート状、フィルム状等 であってよい。従って、本明細書において、用語「表面」とはそのような広がりを規定 する面、即ち、主表面を意味し、層状磁性要素 30は、 2つの表面を両側に有する。 従って、本発明のアンテナ素子は、層状磁性要素の一方の表面にアンテナ配線を有 する態様、および層状磁性要素の両側の表面にアンテナ配線を有する態様の双方 を包含する。 [0017] The antenna element 10 of the present invention includes a magnetic composition comprising a magnetic material and a polymer material. A layered magnetic element 20 formed from a material, and an antenna wiring 30 disposed on one surface of the layered magnetic element 20. The layered magnetic element 20 may have any suitable shape having a planar spread, for example, a plate shape, a sheet shape, or a film shape. Accordingly, in this specification, the term “surface” means a surface defining such a spread, that is, a main surface, and the layered magnetic element 30 has two surfaces on both sides. Therefore, the antenna element of the present invention includes both an aspect in which the antenna wiring is provided on one surface of the layered magnetic element and an aspect in which the antenna wiring is provided on both surfaces of the layered magnetic element.
[0018] 層状磁性要素を構成する磁性材料としては、アンテナ素子におけるアンテナの機 能 (即ち、受送信機能および/または電力供給機能)を発揮することができるものとし て提案されている種々の磁性材料を用いることができる。特に、磁束を収束する機能 を有する材料、即ち、透磁率に優れた材料を用いることが望ましい。具体的に使用す るのが好ましい磁性材料としては、鉄一ケィ素合金、いわゆるフェライトと呼ばれてい る磁性材料、特に Mn— Znフェライト、 Ni— Znフェライト、鉄一ニッケル合金、特にパ 一マロイ、センダスト合金、アモルファス合金、好ましくは鉄基アモルファス合金と呼ば れている磁性材料、特に Feを主成分として Si、 B、 Cu、 Nbを添加したものを例示で きる。より具体的には、 TDK株式会社力も複合電磁シールド材として市販されている IRL (TDK株式会社の商品名)、 日立金属株式会社から市販されているファインメッ ト等を使用できる。このような磁性材料は、いずれの適当な形態であってもよぐ例え ば粒状、フレーク状であってよい。 [0018] As the magnetic material constituting the layered magnetic element, various magnetic materials proposed as those capable of exhibiting the antenna function (that is, the function of receiving and transmitting and / or the power supply) in the antenna element. Materials can be used. In particular, it is desirable to use a material having a function of converging magnetic flux, that is, a material having excellent magnetic permeability. Specific examples of magnetic materials that are preferably used include iron-cathenium alloys, so-called ferrite magnetic materials, particularly Mn-Zn ferrite, Ni-Zn ferrite, iron-nickel alloy, especially permalloy. Examples thereof include magnetic materials called sendust alloys, amorphous alloys, and preferably iron-based amorphous alloys, particularly those containing Si, B, Cu, and Nb containing Fe as a main component. More specifically, TDK Corporation can use IRL (trade name of TDK Corporation) marketed as a composite electromagnetic shielding material, FineMet marketed by Hitachi Metals Co., Ltd., etc. Such a magnetic material may be in any suitable form, for example granular or flaky.
[0019] 磁性材料層を構成するポリマー材料は、磁性材料との組み合わせによってアンテ ナ素子におけるアンテナの機能(即ち、受送信機能および/または電力供給機能) を向上させることができるとして提案されている種々のポリマー材料を用いることがで きる。特に、磁束を収束する機能を有する磁性材料に悪影響を与えない、あるいは 好影響を与えるポリマー材料を用いることが望ましい。具体的に使用するのが好まし いポリマー材料としては、結晶性ポリマーであっても、あるいは非晶性ポリマーであつ てもよく、例えば、ポリエチレン(PE)、塩素化ポリエチレン、ポリフエ二レンサルフアイ ド(PPS)、ポリプロピレン、ポリ塩化ビュル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ
ォキシメチレン、エチレン ビュルアセテートコポリマー(EVA)、エチレンーブチノレ アタリレートコポリマー(EBA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ナイロン、アタリ口 二トリル ブタジエン スチレンターポリマー(ABS)等の熱可塑性ポリマーがある。 また、熱可塑性エラストマ一もポリマー材料として使用できる。 [0019] The polymer material constituting the magnetic material layer is proposed as an antenna function (that is, a transmission / reception function and / or a power supply function) in the antenna element can be improved in combination with the magnetic material. A variety of polymer materials can be used. In particular, it is desirable to use a polymer material that does not adversely affect or has a positive effect on the magnetic material having the function of converging the magnetic flux. Specifically, the polymer material that is preferably used may be a crystalline polymer or an amorphous polymer. For example, polyethylene (PE), chlorinated polyethylene, polyethylene sulfide ( PPS), polypropylene, poly (vinyl chloride), polyvinylidene fluoride, polystyrene, poly There are thermoplastic polymers such as oxymethylene, ethylene butylacetate copolymer (EVA), ethylene-butynole acrylate copolymer (EBA), polyethylene terephthalate (PET), nylon, attalyl nitrile butadiene styrene terpolymer (ABS). A thermoplastic elastomer can also be used as the polymer material.
[0020] 上述のような磁性材料およびポリマー材料を含む磁性組成物は、本発明のアンテ ナ素子がアンテナの機能を発揮できる限り、これらの成分をいずれの適当な割合で 含んで成ってもよい。例えば、磁性組成物は、 60〜95質量部の磁性材料および 40 〜5質量部のポリマー材料を含んで成り、より好ましくは 75〜92質量部の磁性材料 および 25〜8質量部のポリマー材料を含んで成る。尚、必要に応じて、磁性組成物 は、追加の成分 (例えば、ポリマー材料用の可塑剤(例えば塩素化パラフィン、ェポ キシ化大豆油、ォレフィン系ワックス)、有機/無機難燃剤等)を含んでよい。 [0020] The magnetic composition containing the magnetic material and the polymer material as described above may contain these components in any appropriate ratio as long as the antenna element of the present invention can exhibit the function of the antenna. . For example, the magnetic composition comprises 60-95 parts by weight of magnetic material and 40-5 parts by weight of polymer material, more preferably 75-92 parts by weight of magnetic material and 25-8 parts by weight of polymer material. Comprising. If necessary, the magnetic composition may contain additional components (for example, plasticizers for polymer materials (eg, chlorinated paraffin, epoxidized soybean oil, olefinic wax), organic / inorganic flame retardants, etc.). May include.
[0021] 本発明のアンテナ素子において、アンテナ配線 30は、例えば図示するように層状 磁性要素 20の一方の表面上に配置されている。後述する別の態様では、双方の表 面状に配置されていてもよい。いずれの態様においても、アンテナ配線 30は層状磁 性要素 20に直接的に付着している。「表面上に」なる用語は、アンテナ配線が磁性 層状要素の表面から突出していることを意味する。また、「直接的に」なる用語は、ァ ンテナ配線と層状磁性要素とが相互に接触した状態で結合している、即ち、直接結 合していることを意味する。尚、アンテナ配線は、いずれの適当な形状であってもよく 、例えば図示するようにスパイラル形状(角形のスパイラル形状)である。他の形状、 例えばループ、ヘリカル、モノポール、ダイポール、パッチ、スロット形状等であっても よい。 In the antenna element of the present invention, the antenna wiring 30 is disposed on one surface of the layered magnetic element 20 as shown in the figure, for example. In another aspect described later, they may be arranged on both surface shapes. In either embodiment, the antenna wiring 30 is directly attached to the layered magnetic element 20. The term “on the surface” means that the antenna wiring protrudes from the surface of the magnetic layered element. The term “directly” means that the antenna wiring and the layered magnetic element are coupled in contact with each other, that is, directly coupled. The antenna wiring may have any suitable shape, for example, a spiral shape (a square spiral shape) as illustrated. Other shapes such as loop, helical, monopole, dipole, patch, slot shape, etc. may be used.
[0022] 本発明のアンテナ素子は、アンテナ配線に加えて、必要な電子部品(ICチップ、コ ンデンサ、チップ抵抗器等)およびそれとの電気的な接続に必要な他の配線を適宜 有してよい。このような電子部品および他の配線は、必要に応じて層状磁性要素の いずれの面に配置してもよい。 1つの態様では、アンテナ配線が存在する、層状磁性 要素の表面にこれらの電子部品および他の配線が存在する。別の態様では、層状 磁性要素の反対の表面にこれらの電子部品および他の配線の少なくとも一部分が存 在してよく、この場合、層状磁性要素に貫通孔を設けてそこに導電性要素 (導電性樹
脂、樹脂ハンダ等)を埋設して、あるいは貫通孔の内側に導電性金属のメツキ層を形 成して層状磁性要素の表面に存在するアンテナ配線と電子部品および他の配線と の間の電気的接続を確保してょレ、。 [0022] The antenna element of the present invention appropriately includes necessary electronic components (IC chip, capacitor, chip resistor, etc.) and other wiring necessary for electrical connection with the antenna wiring in addition to the antenna wiring. Good. Such electronic components and other wirings may be arranged on either side of the layered magnetic element as required. In one embodiment, these electronic components and other wiring are present on the surface of the layered magnetic element where the antenna wiring is present. In another aspect, there may be at least a portion of these electronic components and other wiring on the opposite surface of the layered magnetic element, in which case the layered magnetic element is provided with a through hole in which the conductive element (conductive Sex tree Such as grease, resin solder, etc.), or a conductive metal plating layer is formed inside the through hole, and the electrical connection between the antenna wiring existing on the surface of the layered magnetic element and the electronic component and other wiring Secure connection.
[0023] 上述のように層状磁性要素の表面からアンテナ配線が突出した構造は、上述およ び後述の本発明のアンテナ素子の製造方法によって製造することによって固有的に 得られる。即ち、層状磁性要素上に、アンテナ配線の前駆体としての金属箔を貼り付 け、その後、アンテナ配線に対応する部分のみが残るように金属箔をエッチングする ことによって、結果的にそのような構造が得られる。 [0023] The structure in which the antenna wiring protrudes from the surface of the layered magnetic element as described above is inherently obtained by manufacturing the antenna element according to the present invention described above and below. That is, by attaching a metal foil as a precursor of the antenna wiring on the layered magnetic element, and then etching the metal foil so that only a portion corresponding to the antenna wiring remains, such a structure is obtained. Is obtained.
[0024] 従って、本発明のアンテナ素子の製造方法は、層状磁性要素に金属箔を直接的 に付着(例えば熱圧着)してアンテナ素子前駆体を得る工程(図 2の工程(2) )、およ び金属箔をエッチングして所定のパターンを有するアンテナ配線ほたはアンテナ回 路)を形成してアンテナ素子を得る工程(図 3の工程(3) )を含んで成る。 Therefore, the method for manufacturing an antenna element according to the present invention includes a step of obtaining an antenna element precursor by directly attaching (for example, thermocompression bonding) a metal foil to a layered magnetic element (step (2) in FIG. 2), And an antenna wiring or antenna circuit having a predetermined pattern by etching the metal foil to obtain an antenna element (step (3) in FIG. 3).
[0025] 層状磁性要素は、上述の磁性組成物を層状に成形する工程(図 2の工程(1) )によ つて得ること力 Sできる。好ましい 1つの態様では、プレス成形または圧縮成形によって 枚葉形態で層状磁性要素を得ることができる。例えば、層状要素の所定の厚さに対 応する空隙内に、磁性組成物を充填してこれを加圧/加熱することによって、所定の 厚さの層状要素を得ることができる。別の好ましい態様では、磁性組成物を加熱下で 押出成形することによって層状磁性要素を得ることができ、この場合、長尺 (または連 続)の層状磁性要素とできる。尚、いずれの態様においても、必要に応じて、加熱状 態にある層状磁性要素を冷却してもよい。 [0025] The layered magnetic element can obtain a force S obtained by the step of forming the above-described magnetic composition into a layer (step (1) in FIG. 2). In a preferred embodiment, the layered magnetic element can be obtained in a sheet form by press molding or compression molding. For example, a layered element having a predetermined thickness can be obtained by filling a magnetic composition in a gap corresponding to a predetermined thickness of the layered element and pressurizing / heating the magnetic composition. In another preferred embodiment, the layered magnetic element can be obtained by extruding the magnetic composition under heating, and in this case, it can be a long (or continuous) layered magnetic element. In any of the embodiments, the layered magnetic element in the heated state may be cooled as necessary.
[0026] 従って、本発明のアンテナ素子の製造方法は、 1つの態様では、図 2に示すように [0026] Therefore, in one embodiment, the method for manufacturing an antenna element of the present invention is as shown in FIG.
( 1 )磁性材料およびポリマー材料を含んで成る磁性組成物を層状に押し出して押 出物を得る工程、 (1) A step of extruding a magnetic composition comprising a magnetic material and a polymer material into a layer to obtain an extrudate,
(2)押出物上に金属箔を直接的に付着する工程、ならびに (2) a step of directly attaching a metal foil on the extrudate, and
(3)金属箔をエッチングして所定のパターンを有するアンテナ配線を形成する工程 を含んで成る。 (3) A step of etching the metal foil to form an antenna wiring having a predetermined pattern.
[0027] このような本発明の製造方法のフローダイヤグラムを図 2に示す。尚、図 2では、磁
性組成物を得る工程をも図示している。この工程では、磁性材料とポリマー材料とを 適当な混合/混練手段 (例えばバンバリ一ミキサーや二軸混練機等)によって混合し 、これらが均質に混ざった磁性組成物を得る。この組成物を成形して (例えば押出成 形して)層状磁性要素を得る。 [0027] Fig. 2 shows a flow diagram of the production method of the present invention. In Fig. 2, the magnetic The process of obtaining a sex composition is also illustrated. In this step, the magnetic material and the polymer material are mixed by an appropriate mixing / kneading means (for example, a Banbury mixer or a twin screw kneader) to obtain a magnetic composition in which they are homogeneously mixed. This composition is molded (eg, extruded) to obtain a layered magnetic element.
[0028] 層状磁性要素への金属箔の直接的な付着は、層状磁性要素上に金属箔を配置し 、例えば熱プレスを用いて、熱圧着によって実施するのが好ましい。この場合、予め 製造しておいた層状磁性要素に金属箔を付着する場合は、例えば層状磁性要素を 加熱する。少なくとも金属箔を配置する表面を少なくともポリマー材料の軟化温度に 、好ましくは溶融温度に加熱する。層状磁性要素の加熱に関しては、それ単独で加 熱しても、金属箔が上に配置されている状態で加熱してもよい。尚、必要に応じて、 金属箔も加熱してよい。 [0028] The direct adhesion of the metal foil to the layered magnetic element is preferably carried out by placing the metal foil on the layered magnetic element and performing, for example, thermocompression using a hot press. In this case, when the metal foil is attached to the layered magnetic element manufactured in advance, for example, the layered magnetic element is heated. At least the surface on which the metal foil is placed is heated to at least the softening temperature of the polymer material, preferably to the melting temperature. Regarding the heating of the layered magnetic element, it may be heated alone or in a state where the metal foil is disposed on the layered magnetic element. In addition, you may heat a metal foil as needed.
[0029] 押出によって層状磁性要素を得る場合、押出によって層状磁性要素を得た直後で あって、層状磁性要素がまだ比較的高温であるときに、金属箔を熱圧着する、従って 、押し出した直後に、金属箔を熱圧着するのが好ましい。この場合、押出および熱圧 着を連続的プロセスとして実施するのが効率的であるので特に好ましレ、。この場合、 必要に応じて層状磁性要素を、特にその表面を加熱してよい。このために、例えば 加熱ローラーを使用してよい。 [0029] When a layered magnetic element is obtained by extrusion, immediately after obtaining the layered magnetic element by extrusion, when the layered magnetic element is still at a relatively high temperature, the metal foil is thermocompression bonded, and thus immediately after extrusion. Further, it is preferable that the metal foil is thermocompression bonded. In this case, it is particularly preferred because it is efficient to carry out extrusion and hot pressing as a continuous process. In this case, the layered magnetic element, in particular its surface, may be heated if necessary. For this purpose, for example, a heating roller may be used.
[0030] 尚、使用する金属箔は、その表面の内、層状磁性要素に接触する表面がノジユラ 一(もしくはノジュール)または瘤状の突起を有するものが好ましぐ層状磁性要素と の十分な結合強度が確保できる。そのような金属箔は、電着によって瘤状の金属突 起を析出させることによって表面に凹凸を設けた金属箔、いわゆる電解金属箔 (例え ば電解銅箔)として市販されているものを使用するのが好ましい。この場合、金属箔 の凹凸面が層状磁性要素に接触するように配置するのが好ましい。このような凹凸表 面を用いると、金属箔と層状磁性要素との間の接着性が瘤のアンカー効果によって 向上する。 [0030] It should be noted that the metal foil to be used has sufficient coupling with the layered magnetic element in which the surface in contact with the layered magnetic element preferably has a nodular (or nodule) or knob-like projection is preferred. Strength can be secured. As such a metal foil, a metal foil that is provided with irregularities on its surface by depositing a bump-like metal protrusion by electrodeposition, that is, a so-called electrolytic metal foil (for example, an electrolytic copper foil) is used. Is preferred. In this case, it is preferable to arrange the metal foil so that the uneven surface is in contact with the layered magnetic element. When such a concavo-convex surface is used, the adhesion between the metal foil and the layered magnetic element is improved by the anchor effect of the knob.
[0031] 本発明のアンテナ素子の製造方法において、金属箔を付着してエッチングによつ てアンテナ配線のパターンを形成する際、金属箔は複数のアンテナ配線を形成でき る程に十分な領域を有し、従って、エッチングによって複数のアンテナ配線を形成す
る。この場合、エッチングの後、個々のアンテナ配線を有する層状磁性要素に分割し て個々のアンテナ素子を得ることができる。 [0031] In the method for manufacturing an antenna element of the present invention, when a metal foil is attached and an antenna wiring pattern is formed by etching, the metal foil has an area sufficient to form a plurality of antenna wirings. Therefore, multiple antenna wiring is formed by etching The In this case, after the etching, the individual antenna elements can be obtained by dividing into layered magnetic elements having individual antenna wirings.
[0032] 上述のように、本発明のアンテナ素子は、アンテナ配線に加えて、必要な電子部品 [0032] As described above, the antenna element of the present invention includes necessary electronic components in addition to the antenna wiring.
(例えば ICチップ、コンデンサ等)を有してよぐそのような電子部品とアンテナ配線と を所定のように接続する他の配線を有してよい。そのような配線も、必要に応じて、ァ ンテナ配線を形成するエッチングの時に同時に形成するのが好ましい。 Such an electronic component having an antenna (for example, an IC chip, a capacitor, etc.) and other wiring for connecting the antenna wiring in a predetermined manner may be provided. Such wiring is preferably formed at the same time as the etching for forming the antenna wiring, if necessary.
[0033] 尚、電子部品の実装は、エッチングによってアンテナ配線および他の必要な配線を 形成した後に実施するのが好ましい。エッチングによって複数のアンテナ配線を形成 する場合、個々のアンテナ素子に分割する前に、実装を実施するのが好ましい。 [0033] The mounting of the electronic component is preferably performed after the antenna wiring and other necessary wiring are formed by etching. When a plurality of antenna wirings are formed by etching, it is preferable to implement mounting before dividing into individual antenna elements.
[0034] 図面を参照した上記説明においては、層状磁性要素の一方の表面にアンテナ配 線が存在した力 本発明のアンテナ素子の別の態様では、アンテナ配線は、層状磁 性要素の両側の表面に有する。上述のアンテナ素子の製造方法の説明から理解で きるように、このアンテナ素子は、層状磁性要素の両側に金属箔を直接的に付着し、 その後、金属箔をエッチングすることによって形成できる。 [0034] In the above description with reference to the drawings, the force in which the antenna wiring is present on one surface of the layered magnetic element In another aspect of the antenna element of the present invention, the antenna wiring is provided on the surfaces on both sides of the layered magnetic element. Have. As can be understood from the above description of the method for manufacturing an antenna element, this antenna element can be formed by directly attaching a metal foil to both sides of a layered magnetic element and then etching the metal foil.
[0035] 層状磁性要素の一方の表面に金属箔を付着する場合に、熱圧着を用いることが好 ましいが、この時、層状磁性要素および金属箔の双方が加熱され、その後、冷却され ることになる。これらの熱膨張率(特に線膨張)が異なるため、冷却された状態では、 熱圧着した層状磁性要素と金属箔との複合体は、見掛け上平坦であっても、膨張率 の違いに起因する内部応力を含んで状態にある。その後、金属箔をエッチングする ことによってその一部を除去すると、内部応力が顕在化して、反りを生じる可能性が ある。 [0035] When the metal foil is attached to one surface of the layered magnetic element, it is preferable to use thermocompression bonding. At this time, both the layered magnetic element and the metal foil are heated and then cooled. It will be. Because of their different coefficients of thermal expansion (especially linear expansion), in the cooled state, the composite of the thermocompression-bonded layered magnetic element and metal foil is caused by the difference in coefficient of expansion, even though it is apparently flat. It is in a state including internal stress. Then, if a part of the metal foil is removed by etching, the internal stress becomes obvious, which may cause warpage.
[0036] しかしながら、上記別の態様のように層状磁性要素の両側に金属箔を付着する場 合、膨張率の差があっても層状磁性要素の両側に金属箔が存在するので、内部応 力が両側で実質的に相殺されて、両方の表面に金属箔を有する層状磁性要素は、 片方のみに金属層を有する場合と比較して、平坦性に優れることになる。エッチング によって金属箔をアンテナ配線に加工した後であっても、両側にアンテナ配線が存 在する方が内部応力の相殺効果が有り得るため、平坦性では優れることになる。この 意味で、本発明のアンテナ素子では、層状磁性要素の両側にアンテナ配線が存在
するのが好ましい。この場合、層状磁性要素を介して実質的に対向するようにアンテ ナ配線を形成する、即ち、一方のアンテナ配線の上に層状磁性要素を介して他方の アンテナ配線が存在するのが好ましい。例えば、一方のアンテナ配線が、他方の配 線層に好ましくは実質的に少なくとも部分的に重なる、好ましくは実質的に丁度重な るのが好ましい。 [0036] However, when the metal foil is attached to both sides of the layered magnetic element as in another embodiment, the metal foil exists on both sides of the layered magnetic element even if there is a difference in expansion coefficient. Are substantially canceled out on both sides, and the layered magnetic element having the metal foil on both surfaces is excellent in flatness as compared with the case of having the metal layer only on one side. Even after the metal foil is processed into the antenna wiring by etching, the presence of the antenna wiring on both sides can have an effect of canceling out the internal stress, so that the flatness is excellent. In this sense, the antenna element of the present invention has antenna wiring on both sides of the layered magnetic element. It is preferable to do this. In this case, it is preferable that the antenna wiring is formed so as to be substantially opposed via the layered magnetic element, that is, the other antenna wiring exists via the layered magnetic element on one antenna wiring. For example, it is preferred that one antenna wiring preferably overlaps at least partially, preferably substantially just overlaps the other wiring layer.
[0037] 尚、両側にアンテナ配線が存在する場合は、一方のアンテナ配線の端部にて層状 磁性要素に貫通孔を設け、その孔に導電性要素 (導電性樹脂、樹脂ハンダ等)を埋 設して、あるいは貫通孔の内側に導電性金属のメツキ層を形成して層状磁性要素の 双方の表面間のアンテナ配線の電気的接続を確保してよい。 [0037] When antenna wiring exists on both sides, a through-hole is provided in the layered magnetic element at the end of one antenna wiring, and a conductive element (conductive resin, resin solder, etc.) is embedded in the hole. Alternatively, a conductive metal plating layer may be formed inside the through hole to ensure electrical connection of the antenna wiring between both surfaces of the layered magnetic element.
[0038] 尚、層状磁性要素の両側にアンテナ配線が存在することによって、同じサイズの層 状磁性要素を用いる場合、アンテナ配線の絶対長をより長くすることができる。これは 、アンテナ素子のサイズをより小さくできることを意味する。絶対長が長くなるため、ィ ンダクタンス /キャパシタンスの調整しろをより多く確保することが可能となり、また、ァ ンテナ配線のデザイン自由度が向上することとなり、層状磁性要素の片面へのアンテ ナ配線形成よりもアンテナ配線形成上受ける幾何学的制約を受けに《することが可 能となる。 [0038] It should be noted that the presence of antenna wiring on both sides of the layered magnetic element makes it possible to make the absolute length of the antenna wiring longer when using layered magnetic elements of the same size. This means that the size of the antenna element can be further reduced. Since the absolute length becomes longer, it becomes possible to secure more allowance for inductance / capacitance adjustment, and the design flexibility of the antenna wiring is improved, so that the antenna wiring can be formed on one side of the layered magnetic element. Rather than the geometrical constraints imposed on antenna wiring formation.
実施例 Example
[0039] 層状磁性要素の製造 [0039] Manufacture of layered magnetic elements
下記の磁性材料およびポリマー材料を使用した: The following magnetic and polymer materials were used:
•磁性材料 • Magnetic materials
ファインメット (登録商標) FP— FT— 5M (日立金属株式会社製、扁平状磁性フイラ 一、平均粒径: 30— 41 m、見かけ密度: 0· 5 - 0. 7g/cm3、タップ密度: 1. 0—1 . 4gZ cmノ Finemet (registered trademark) FP—FT—5M (manufactured by Hitachi Metals, flat magnetic filler, average particle size: 30—41 m, apparent density: 0.5 · 0.7 g / cm 3 , tap density: 1. 0—1.4 gZ cm
'ポリマー材料 'Polymer material
ダイソラック (登録商標) C— 130 (塩素化ポリエチレン、ダイソー株式会社製、真密 度: 1. l lg/ cm ) Diasolac (registered trademark) C-130 (chlorinated polyethylene, manufactured by Daiso Corporation, true density: 1. l lg / cm)
[0040] これらの磁性材料およびポリマー材料を電子天秤にて下記の表 1に示す割合とな るように秤量し、サンプル容器内にてプラスチック製ヘラによって 1分間混合して混合
粉末を得た。 [0040] These magnetic materials and polymer materials are weighed with an electronic balance so that the proportions shown in Table 1 below are obtained, and mixed in a sample container for 1 minute with a plastic spatula. A powder was obtained.
[0041] 表 1
[0041] Table 1
[0042] その後、粉末混練機 (東洋精機製作所製、ラボプラストミル:型式 50C150、ブレー ド R60B)に混合粉末を 45cc投入し、設定温度: 100°C、ブレード回転数: 60回転( 毎分)で 15分間混練し、混練塊を得た。 [0042] Thereafter, 45 cc of the mixed powder was charged into a powder kneader (Toyo Seiki Seisakusho, Labo Plast Mill: Model 50C150, Blade R60B), set temperature: 100 ° C, blade rotation speed: 60 rotations (per minute) And kneading for 15 minutes to obtain a kneaded mass.
[0043] 上述にように得られた混練塊を鉄板/テフロンシート/厚み調整スぺーサー(SUS 製、厚さ 0. 5mm) +混練塊/テフロンシート/鉄板というサンドイッチ構造にして、 熱圧力プレス機 (東邦プレス製作所製、油圧成形機:型式 T 1)を用いて、設定温 度 100°C及び設定圧力: IMPaにて、 3分間予備プレスした後、 15MPaにて 4分間 本プレスを行った。その後、チラ一にて設定温度 22°Cの水を循環させた冷却プレス 機 (東邦プレス製作所製、油圧成形機:型式 T 1)を使用し IMPaにて 4分間冷却 プレスを行い、 12cmxl2cmの磁性シート(厚さ: 0. 4-0. 6mm)を層状磁性要素と して得た。 [0043] The kneaded mass obtained as described above was made into a sandwich structure of iron plate / Teflon sheet / thickness adjusting spacer (made of SUS, thickness 0.5 mm) + kneaded mass / Teflon sheet / iron plate, Machine (Toho Press Mfg. Co., Ltd., hydraulic molding machine: Model T1), pre-pressed for 3 minutes at a preset temperature of 100 ° C and a preset pressure of IMPa for 4 minutes at 15 MPa. . Then, using a cooling press machine (Toho Press Mfg. Co., Ltd., hydraulic molding machine: Model T1) with water circulating at a set temperature of 22 ° C in a chiller, it was cooled and pressed at IMPa for 4 minutes, and 12cmxl2cm magnetic Sheets (thickness: 0.4-0. 6 mm) were obtained as layered magnetic elements.
[0044] 層状磁性要素の磁性特性の評価 [0044] Evaluation of magnetic properties of layered magnetic elements
上述のようにして得られた層状磁性要素から試験サンプル(15mm X 5mm)を切り 出し、下記の装置を用いてその透磁率及び飽和磁束密度を測定した: A test sample (15 mm × 5 mm) was cut out from the layered magnetic element obtained as described above, and its permeability and saturation magnetic flux density were measured using the following apparatus:
透磁率測定:超高周波数帯域透磁率測定装置 PMF— 3000 (凌和電子株式会社 製) Permeability measurement: PMF-3000 (manufactured by Ryowa Denshi Co., Ltd.)
飽和磁束密度測定:振動試料型磁力計 (VSM) BHV- 50H (理研電子株式会社 製) Saturation magnetic flux density measurement: Vibration sample type magnetometer (VSM) BHV-50H (manufactured by Riken Denshi Co., Ltd.)
試験サンプルの 14MHz帯での透磁率(単位: H/m)及び飽和磁束密度(単位: G )の測定結果を以下の表 2に示す。 The measurement results of permeability (unit: H / m) and saturation magnetic flux density (unit: G) in the 14MHz band of the test sample are shown in Table 2 below.
[0045] ¾ 2 [0045] ¾ 2
実施例 1 実施例 2 Example 1 Example 2
透磁率 (@ 1 4 MH z ) 3〇 . 7 0 4 3 . 0 0 Permeability (@ 14 MHz) 3〇 7 0 4 3. 0 0
飽和磁束密度 (G) 2 9 8 6 2 6 7 4
[0046] 次に、熱圧力プレス機を用いて、実施例 1および実施例 2の磁性シートの片面に、 片側が粗化処理及びニッケル系化合物にて処理された電解銅箔 (福田金属箔粉ェ 業製、 CF—T8GD— STD— 35、厚さ 35 m)を熱圧着した。 Saturation magnetic flux density (G) 2 9 8 6 2 6 7 4 Next, an electrolytic copper foil (Fukuda metal foil powder) on one side of the magnetic sheet of Example 1 and Example 2 treated on one side with a roughening treatment and a nickel-based compound using a thermal pressure press. CF-T8GD-STD-35, 35 m thick) was manufactured by thermocompression bonding.
[0047] プレス条件として鉄板/シリコーンラバー/テフロンシート/厚み調整スぺーサー( SUS製、厚さ 0· 5mm) +磁性シート +電解銅箔/テフロンシート/シリコーンラバ 一/鉄板というサンドイッチ構造にして、熱圧力プレス機 (東邦プレス製作所製、油圧 成形機:型式 T 1)にて 120°C、 4MPa、 4分間プレスした。尚、電解銅箔のノジユー ル面(凹凸を有する粗面)を磁性シートに隣接させた。 [0047] As a pressing condition, a sandwich structure of iron plate / silicone rubber / Teflon sheet / thickness adjusting spacer (made of SUS, thickness 0.5 mm) + magnetic sheet + electrolytic copper foil / Teflon sheet / silicone rubber / iron plate Then, it was pressed at 120 ° C., 4 MPa, for 4 minutes with a thermal pressure press (manufactured by Toho Press Mfg. Co., Ltd., hydraulic molding machine: model T1). The nodule surface (rough surface with irregularities) of the electrolytic copper foil was adjacent to the magnetic sheet.
[0048] その後、チラ一にて設定温度 22°Cの水を循環させた冷却プレス機 (東邦プレス製 作所油圧成形機型式 T-1)を使用し IMPaにて 4分間冷却プレスを行い、 lOcm X 10cmの銅箔付き磁性シートを作製した。 [0048] After that, using a cooling press machine (Toho Press's hydraulic molding machine model T-1) in which water at a set temperature of 22 ° C was circulated with a chiller, a cooling press was performed at IMPa for 4 minutes, A magnetic sheet with copper foil of lOcm × 10 cm was prepared.
[0049] 上述にようにして得られた銅箔付き磁性シートに関して、先と同様にして、試験サン プルにつ!/、て透磁率及び飽和磁束密度を測定した。測定結果を以下の表 3に結果 を示す。 [0049] With respect to the magnetic sheet with copper foil obtained as described above, the magnetic permeability and saturation magnetic flux density were measured for the test sample in the same manner as described above. The measurement results are shown in Table 3 below.
[0050] 表 3
[0050] Table 3
[0051] 表 2と表 3の測定結果を比較すると明らかなように、透磁率および飽和磁束密度は、 銅箔を付着することによって、共に向上していることが分かる。 [0051] As is apparent from the comparison of the measurement results in Table 2 and Table 3, it can be seen that both the magnetic permeability and the saturation magnetic flux density are improved by attaching the copper foil.
[0052] 上述のようにして得られた各銅箔つき磁性シートをエッチング処理して、図 1に示す ようなスパイラルアンテナ 'パターンを磁性シート上に形成し、本発明のアンテナ素子 を得た。その後、 LCR METER 4263A (HEWLETT PACKARD製)を用いて 、アンテナ両端に測定プローブを配置し、そのインダクタンス Lおよび Q値を 10kHz の周波数にて測定した。その結果を以下の表 4に示す。 [0052] Each magnetic sheet with copper foil obtained as described above was etched to form a spiral antenna pattern as shown in Fig. 1 on the magnetic sheet to obtain the antenna element of the present invention. Then, using LCR METER 4263A (manufactured by HEWLETT PACKARD), measurement probes were arranged at both ends of the antenna, and the inductance L and Q values were measured at a frequency of 10 kHz. The results are shown in Table 4 below.
[0053] 表 4 [0053] Table 4
実施例 1 実施例 2 Example 1 Example 2
L 8 6 . 3 H 1 4 . 9 H L 8 6. 3 H 1 4. 9 H
Q 8 . 7 4 . 9
[0054] 表 4の測定結果から、スパイラルアンテナ 'パターンを持つ本発明のアンテナ素子 は、十分なインダクタンス Lおよび Q値を示し、従って、アンテナ素子としての機能を 果たすことが分かる。 Q 8. 7 4. 9 [0054] From the measurement results in Table 4, it can be seen that the antenna element of the present invention having a spiral antenna pattern exhibits sufficient inductance L and Q values, and thus functions as an antenna element.
産業上の利用可能性 Industrial applicability
[0055] 本発明は、より簡便に製造できるアンテナ素子を提供し、また、そのようなアンテナ 素子の製造方法を提供する。
[0055] The present invention provides an antenna element that can be more easily manufactured, and also provides a method for manufacturing such an antenna element.