JP2000293649A

JP2000293649A - 非接触タグ

Info

Publication number: JP2000293649A
Application number: JP11098686A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Imagawa; 敏幸今川; Minoru Ozeki; 実大関
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】周波数同調用の大きな面積を有するコンデン
サを不要とする。【解決手段】表面のアンテナ導体１２０により形成さ
れるアンテナコイルと、裏面のアンテナ導体１３０によ
り形成されるアンテナコイルとが、所定の誘電率を有す
るアンテナ基板１１０を挟んで、互いに対向している。
このため、アンテナコイル間に浮遊容量が発生する。こ
の浮遊容量とアンテナコイルのインダクタンスにより、
並列共振回路が構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非接触タグに関し、
特にアンテナ基板にアンテナコイルを形成する非接触タ
グに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、定期券や、テレホンカード等のカ
ードが広く普及しているが、その大部分は、磁気カード
に代表される接触型カードである。現在、このようなカ
ードシステムは、磁気カード等の接触型カードから無線
を用いた非接触型カードへと移行しつつある。

【０００３】非接触型カード（以下、非接触タグとす
る。）では、誘電体基板表面に種々の回路パターンが形
成され、これが多層構造をとっている。このような非接
触タグ用のアンテナ基板では、一般的に、アンテナ線路
に静電容量を接続し、所望の周波数に同調させる技術が
用いられている。この周波数同調用容量は、ポリイミド
（ＰＩ）やペット（ＰＥＴ）材の両面に形成した２極の
コンデンサ電極（面積）にて所望の容量を形成してい
る。

【０００４】従来の非接触タグ用アンテナについて説明
する。図８は、従来の非接触タグ用アンテナ基板の平面
図である。従来の非接触タグ用アンテナは、誘電体であ
るアンテナ基板２１０上に、Ｃｕ、Ａｌ、銀ペースト材
料等でアンテナ導体２２０及び裏面のアンテナ導体２３
０を構成し、所望の最適インダクタンスを形成してい
る。また、アンテナ基板２１０の基材を挟む形で表面と
裏面に必要とする一定のコンデンサ電極２６０を設けて
いる。アンテナ導体２２０は、ＩＣ２４０上のＡ点から
スタートし、アンテナ導体での交差を防止するため、Ｂ
点に達すると、スルーホールにて裏面のアンテナ導体２
３０を経由し、Ｃ点に到達する。Ｃ点に達した後、スル
ーホールにて再び表面に接続され、ＩＣのＣ点に接続さ
れる。

【０００５】上記説明の非接触タグ用アンテナ基板の構
造について、図９を用いて詳細に説明する。図９は、従
来の非接触タグ用アンテナ基板の側面図である。図８と
同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。表面の
アンテナ導体２２０はアンテナ基板２１０の表面上に、
裏面のアンテナ導体２３０はアンテナ基板２１０の裏面
上に形成されている。また、表面のアンテナ導体２２０
と裏面のアンテナ導体２３０は、Ｃ点等のスルーホール
２５０によって接続している。コンデンサ電極２６０
は、一定の誘電率を有する樹脂等のアンテナ基板２１０
の基材を挟む形で表面と裏面に設けられている。表面と
裏面のコンデンサ電極２６０間の距離を利用し、周波数
同調用の静電容量を形成している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の非接触
タグ用アンテナは、コンデンサ電極がアンテナコイルの
内部に形成されるため、電磁界が充分に透過できないと
いう問題がある。従来の非接触タグ用アンテナは、コン
デンサ電極面積が大きい。電磁界誘導を利用する近接ま
たは近傍非接触タグにおいては、電磁界がアンテナ導体
の内部を通過するが、コンデンサ電極の面積そのものの
大きさが一種の遮蔽作用として働く。このため、到達通
信距離が損なわれていた。

【０００７】また、コンデンサ電極面積が大きいため、
電極間の基材の間に一旦湿度が透過してしまうと、その
まま閉じ込められてしまい、コンデンサ中心部の湿度が
長時間下がらなかった。結果的に誘電率が大きくなり、
同調周波数が低いほうにズレた状態が長時間続いてしま
うという問題があった。

【０００８】このようなコンデンサ電極の面積の遮蔽作
用を防止するため、小型のチップコンデンサを使用した
ものがある。しかしながら、チップコンデンサは衝撃や
たわみ等の機械的衝撃に弱く、又価格がアップするとい
う問題があった。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、周波数同調用の大きな面積を有するコンデン
サ電極を必要としない非接触タグを提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、アンテナ基板上にアンテナコイルを形成
する非接触タグにおいて、所定の誘電率を有する誘電体
基板と、前記誘電体基板の表面に平面状にコイルを形成
する第１のアンテナ導体と、前記第１のアンテナ導体の
形成された前記誘電体基板表面とは反対側の裏面に平面
状にコイルを形成する第２のアンテナ導体と、を備えた
アンテナ基板を有することを特徴とする非接触タグ、が
提供される。

【００１１】このような構成の非接触タグは、第１のア
ンテナ導体により形成されるアンテナコイルと、第２の
アンテナ導体により形成されるアンテナコイルとが、所
定の誘電率を有する誘電体基板を挟んで、互いに対向し
ている。このため、アンテナコイル間に浮遊容量が発生
する。この浮遊容量とアンテナコイルのインダクタンス
により、並列共振回路が構成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態で
ある非接触タグ用アンテナ基板の平面図である。

【００１３】本発明に係る非接触タグ用のアンテナ基板
の表面は、一定の誘電率を有するアンテナ基板１１０上
に、Ｃｕ、Ａｌ、銀ペースト材料等でアンテナ導体１２
０が構成されている。アンテナ導体１２０は、スルーホ
ールを介してアンテナ基板１１０裏面に形成された裏面
のアンテナ導体１３０に接続している。また、アンテナ
導体１２０の始点及び終点は、ＩＣ１４０に接続してい
る。

【００１４】アンテナ基板１１０は、所定の誘電率を有
する誘電体であり、表面及び裏面の両面にエッチング又
はスパッターなどによりアンテナ導体１２０及び１３０
が印刷されている。アンテナ導体１２０は、アンテナ基
板１１０の表面に所定のアンテナ導体幅と導体面積でｎ
回巻きのアンテナコイルを形成している。アンテナ導体
間は１００ミクロン以下として形成されるアンテナコイ
ル信号線路間に容量を持たせるように、近接エッチング
がされている。裏面のアンテナ導体１３０は、アンテナ
基板１１０の裏面、すなわちアンテナ導体１２０がアン
テナコイルを形成している面の反対面に、アンテナ導体
１２０と同様、所定のアンテナ導体幅と導体面積でアン
テナコイルを形成している。ここで、Ａ点は、ＩＣ１４
０との接続電極であり、アンテナコイルの始点になる。
Ｉ点は、スルーホールで、表面のアンテナ導体１２０と
裏面のアンテナ導体１３０の接続点である。Ｊ点は、Ｉ
Ｃ１４０との接続電極及びスルーホールである。

【００１５】さらに、アンテナ基板１１０の両面に形成
されるアンテナコイルについて、図２を用いて説明す
る。図２は、本発明の一実施の形態である非接触タグ用
アンテナ基板の側面図である。図１と同じものには同じ
番号を付し、説明は省略する。表面のアンテナ導体１２
０と裏面のアンテナ導体１３０は、誘電体であるアンテ
ナ基板を挟んで対向している。また、スルーホール１５
０を介して接続している。

【００１６】表面のアンテナ導体１２０の形成するアン
テナコイルと、裏面のアンテナ導体１３０の形成するア
ンテナコイルの関係について説明する。まず、表面につ
いて説明する。図３は、本発明の一実施の形態である非
接触タグのアンテナ基板表面に形成されたアンテナコイ
ルの平面図である。図１と同じものには同じ番号を付
し、説明は省略する。アンテナコイル１２１は、表面の
アンテナ導体１２０によって形成されている。ＩＣ１４
０と接続するＡ点を始点として、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、
Ｇ、Ｈ、Ｉと続き、Ｉからスルーホールを介して裏面に
接続する。

【００１７】次に裏面について説明する。図４は、本発
明の一実施の形態である非接触タグのアンテナ基板裏面
に形成されたアンテナコイルの平面図である。図４は、
表面側から見た裏面図となっている。また、図１と同じ
ものには同じ番号を付し、説明は省略する。アンテナコ
イル１３１は、裏面のアンテナ導体１３０によって形成
されている。アンテナコイル１３１は、スルーホールを
介して表面のアンテナコイル１２１のＩ点とｋ点で接続
し、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、ｑ、ｒと続き、ｓからスルー
ホールを介して表面に接続する。

【００１８】ここで、Ｂ点とｐ点、Ｃ点とｑ点、Ｆ点と
ｌ点は、同一の角であることを示している。このよう
に、裏面のアンテナコイル１３１は、表面のアンテナコ
イル１２１に重なるように形成されている。図５は、図
３及び図４に示した本発明の一実施の形態である非接触
タグのアンテナ基板の側面図である。アンテナコイル１
２１を形成する表面のアンテナ導体１２０と、アンテナ
コイル１３１を形成する裏面のアンテナ導体１３０と
が、所定の誘電率を有するアンテナ基板１１０を挟んで
いる。表面のアンテナコイル１２１と裏面のアンテナコ
イル１３１は、誘電体（アンテナ基板１１０）を介して
お互いに対向しているので、両者間には浮遊容量が発生
する。

【００１９】この浮遊容量を含むアンテナコイル１２
１、１３１の等価回路について説明する。図６は、本発
明の一実施の形態である非接触タグのアンテナ基板の等
価回路図である。等価回路は、Ｌ１＋Ｌ２＋…Ｌｎ（ｎ
＝１、２、…、Ｎ：Ｎは整数、以下同様とする）の合成
であるインダクタと、Ｃ１＋Ｃ２＋…Ｃｎの合成である
キャパシタとによって構成される並列共振回路を形成す
る。

【００２０】以上のように、誘電体基板を挟んでアンテ
ナコイルを形成することによって生じる浮遊容量を用い
て同調回路を形成することができる。このため、周波数
同調用の静電容量を設ける必要がなくなる。

【００２１】また、上記説明の表面のアンテナ導体１２
０、及び裏面のアンテナ導体１３０の信号線路幅、間
隔、あるいは間に挟まれる誘電体のアンテナ基板１１０
の誘電率を適当な値に設定することにより、同調周波数
を制御することができる。これにより、所望の周波数に
対する同調回路を形成することができる。

【００２２】さらに、アンテナ導体１２０と裏面のアン
テナ導体１３０に挟まれるアンテナ基板１１０に、所定
の誘電率を有する防湿コート膜を塗布することによっ
て、所望の周波数に適した容量を形成し、周波数同調回
路を構成することができる。

【００２３】上記の説明ではアンテナ基板１１０に所定
の誘電率を有する防湿コート膜を塗布するとしたが、ア
ンテナコイルが形成されたアンテナ基板上に防湿性の保
護コート膜を塗布することもできる。図７は、本発明の
一実施の形態である非接触タグのアンテナ基板の側面図
である。所定の誘電率を有するアンテナ基板１１０を挟
んで、表面のアンテナ導体１２０と裏面のアンテナ導体
１３０がアンテナコイルを形成している。さらに外側に
は、防湿性の保護コート材１６０が塗布されている。こ
のように、防湿性の保護コート材１６０を塗布すること
により、湿度対策を行うことができるばかりでなく、同
調用の容量を形成することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、アンテ
ナコイルが所定の誘電率を有する誘電体を挟んで、互い
に対向して形成されているため、アンテナコイル間に浮
遊容量が発生する。この浮遊容量とアンテナコイルのイ
ンダクタンスにより、並列共振回路が構成され、周波数
同調用の静電容量を不要にする。

【００２５】このように、周波数同調用の静電容量とし
て大きな電極面積を有するコンデンサを必要としないた
め、アンテナ導体の内部に電磁界の放射を妨害する要因
が減少する。このため、非接触タグの通信距離を拡大す
ることが可能となる。また、チップコンデンサを用いな
いため、機械的破壊に対しても強い。さらに、透水して
も、比較的短時間にドライな状態に戻ることができるた
め、周波数ズレに強くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である非接触タグ用アン
テナ基板の平面図である。

【図２】本発明の一実施の形態である非接触タグ用アン
テナ基板の側面図である。

【図３】本発明の一実施の形態である非接触タグのアン
テナ基板表面に形成されたアンテナコイルの平面図であ
る。

【図４】本発明の一実施の形態である非接触タグのアン
テナ基板裏面に形成されたアンテナコイルの平面図であ
る。

【図５】本発明の一実施の形態である非接触タグのアン
テナ基板の側面図である。

【図６】本発明の一実施の形態である非接触タグのアン
テナ基板の等価回路図である。

【図７】本発明の一実施の形態である非接触タグのアン
テナ基板の側面図である。

【図８】従来の非接触タグ用アンテナ基板の平面図であ
る。

【図９】従来の非接触タグ用アンテナ基板の側面図であ
る。

【符号の説明】

１１０…アンテナ基板、１２０…アンテナ導体（表
面）、１３０…裏面のアンテナ導体、１４０…ＩＣ、１
５０…スルーホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｈ０４Ｂ 5/02 Ｈ０４Ｂ 5/02 Ｆターム(参考） 5B035 BB09 CA01 CA23 5J045 AA01 AB05 DA10 EA07 FA01 GA02 GA05 HA03 KA07 LA01 MA07 5J046 AA07 AA19 AB11 AB13 CA09 CA10 CA11 CA12 5K012 AA01 AC06 AC07 BA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アンテナ基板上にアンテナコイルを形成
する非接触タグにおいて、所定の誘電率を有する誘電体基板と、前記誘電体基板の表面に平面状にコイルを形成する第１
のアンテナ導体と、前記第１のアンテナ導体の形成された前記誘電体基板表
面とは反対側の裏面に平面状にコイルを形成する第２の
アンテナ導体と、を備えたアンテナ基板を有することを特徴とする非接触
タグ。
【請求項２】前記第１のアンテナ導体と前記第２のア
ンテナ導体は、前記誘電体基板を挟んで対向するように
形成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触
タグ。
【請求項３】前記アンテナ基板は、所定の誘電率を有
する防湿コート樹脂膜を塗布されることを特徴とする請
求項１記載の非接触タグ。