JP2001325571A - Noncontact communication type information carrier - Google Patents

Noncontact communication type information carrier

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JP2001325571A
JP2001325571A JP2000124599A JP2000124599A JP2001325571A JP 2001325571 A JP2001325571 A JP 2001325571A JP 2000124599 A JP2000124599 A JP 2000124599A JP 2000124599 A JP2000124599 A JP 2000124599A JP 2001325571 A JP2001325571 A JP 2001325571A
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JP
Japan
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coil
antenna coil
information carrier
type information
communication type
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Withdrawn
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JP2000124599A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomonori Kanai
友範 金井
Yuji Kikuchi
裕二 菊地
Ryuzo Fukao
隆三 深尾
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noncontact communication type information carrier which is inexpensive and has excellent communication characteristics. SOLUTION: The noncontact communication type information carrier is equipped with an IC element 2 which has an antenna coil 1 formed in one body, a booster coil 3 composed of a 1st coil 3a which is coupled with the antenna coil 1 mainly electromagnetically and a 2nd coil 3b which is electrically connected to the 1st coil 3a and coupled with an antenna coil that a reader writer is equipped with, and a base which carries those IC element 2 and booster coil 3; and the external diameter of the 1st coil is made larger than the external diameter of the antenna coil formed integrally with the IC element. The external diameter of the 1st coil 3a is preferably 1.3 to 7.5 times as large as the external diameter of the antenna coil 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基体上にアンテナ
コイルが一体形成されたIC素子とブースタコイルとを
担持してなる非接触通信式情報担体に係り、特に、IC
素子に一体形成されたアンテナコイルとブースタコイル
との間の電磁結合の最適化手段に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact communication type information carrier having a booster coil and an IC element in which an antenna coil is integrally formed on a base.
The present invention relates to means for optimizing electromagnetic coupling between an antenna coil and a booster coil formed integrally with an element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、所定形状の基体内にIC素子
と当該IC素子の端子部に電気的に接続されたアンテナ
コイルとを備え、リーダライタからの電力の受給及びリ
ーダライタとの間の信号の送受信を電磁波を用いて非接
触で行う非接触式の情報担体が知られている。この種の
情報担体としては、その外形により、カード形、コイン
形又はボタン形などがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, an IC element and an antenna coil electrically connected to a terminal portion of the IC element are provided in a base having a predetermined shape, so that power is received from a reader / writer and the distance between the reader / writer and the reader / writer is reduced. 2. Description of the Related Art A non-contact information carrier that transmits and receives signals in a non-contact manner using electromagnetic waves is known. As this type of information carrier, there are a card shape, a coin shape, a button shape and the like depending on the outer shape.

【0003】従来、この種の情報担体としては、アンテ
ナコイルを基体にパターン形成したもの、或いは、巻線
からなるアンテナコイルを基体に担持したものが用いら
れているが、近年に至って、アンテナコイルとIC素子
との接続点の保護処理や防湿対策が不要で安価に作成で
きること、及び基体に曲げやねじれ等のストレスが作用
した場合にもコイルに断線を生じることがなく耐久性に
優れることから、IC素子自体にアンテナコイルが一体
形成されたIC素子を基体に搭載したものが提案されて
いる。
Heretofore, as this type of information carrier, a carrier in which an antenna coil is formed in a pattern on a base, or a carrier in which an antenna coil composed of a winding is carried on a base, has been used. It does not require protection treatment of the connection point between the IC and the IC element and does not require moisture proof measures, and can be manufactured at low cost. Also, even if stress such as bending or torsion is applied to the base, the coil does not break and has excellent durability. There has been proposed a device in which an IC element in which an antenna coil is integrally formed with the IC element itself is mounted on a base.

【0004】アンテナコイルをIC素子に一体形成した
場合、アンテナコイルを基体にパターン形成したり、巻
線からなるアンテナコイルを基体に担持する場合に比べ
て、コイルの巻径や導体幅が小さくなり、巻数について
も自ずと限界があるため、リーダライタとの間の通信距
離を大きくすることが困難で、必要な通信距離を確保す
ることできない場合がある。そこで、従来より、特開平
8−532904号公報等に記載されているように、I
C素子に一体形成されたアンテナコイルとリーダライタ
に備えられたアンテナコイルとの間に、IC素子に一体
形成されたアンテナコイルとほぼ同一寸法に形成された
第1コイルと、当該第1コイルと電気的に接続され、基
体とほぼ同一寸法に形成された第2コイルとからなる導
体ループを配置し、アンテナコイル間の電磁誘導結合を
強化する技術が提案されている。
When the antenna coil is formed integrally with the IC element, the winding diameter and the conductor width of the coil are smaller than when the antenna coil is patterned on the base or the antenna coil composed of a winding is carried on the base. Since the number of turns is naturally limited, it is difficult to increase the communication distance with the reader / writer, and the necessary communication distance may not be secured. Therefore, conventionally, as described in JP-A-8-532904 and the like,
A first coil having substantially the same size as the antenna coil integrally formed with the IC element, between the antenna coil formed integrally with the C element and the antenna coil provided in the reader / writer; A technique has been proposed in which a conductor loop, which is electrically connected to a base and has a second coil formed to have substantially the same dimensions, is disposed to enhance electromagnetic induction coupling between antenna coils.

【0005】なお、本明細書においては、この種のアン
テナコイル間の電磁結合を強化するための導体ループ
を、「ブースタコイル」という。
[0005] In this specification, a conductor loop for enhancing electromagnetic coupling between antenna coils of this type is referred to as a "booster coil".

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】IC素子に一体形成さ
れたアンテナコイルとブースタコイルを構成する第1コ
イルとを同一寸法に形成すると、理論上、これらのコイ
ル間における結合係数が最大になり、これらのコイル間
における通信特性を最適化することができる。
If the antenna coil formed integrally with the IC element and the first coil constituting the booster coil are formed to have the same dimensions, the coupling coefficient between these coils theoretically becomes maximum, The communication characteristics between these coils can be optimized.

【0007】しかるに、本願発明者らは、実験の結果、
IC素子に一体形成されたアンテナコイルとブースタコ
イルを構成する第1コイルとを同一寸法に形成しても、
必ずしもこれら両コイル間の結合係数が最大にならず、
これら両コイル間の通信特性を最適化することができな
いという事実を知得した。これは、IC素子に一体形成
されるアンテナコイルは、光学的手段等をもって高精度
に形成されるのに対して、ブースタコイルは、通常、印
刷やエッチング等の手段で形成されるので、見掛け上、
IC素子に一体形成されたアンテナコイルとブースタコ
イルを構成する第1コイルとを同一寸法に形成しても、
微視的に見ると、両コイルの線幅やコイル形状に大きな
相違が生じるためであると考察される。
However, as a result of the experiment, the present inventors
Even if the antenna coil formed integrally with the IC element and the first coil forming the booster coil are formed to have the same dimensions,
The coupling coefficient between these two coils is not always the maximum,
We have learned that the communication characteristics between these two coils cannot be optimized. This is because the antenna coil formed integrally with the IC element is formed with high precision by optical means or the like, whereas the booster coil is usually formed by means such as printing or etching. ,
Even if the antenna coil formed integrally with the IC element and the first coil constituting the booster coil are formed to have the same dimensions,
Microscopically, it is considered that this is because a great difference occurs in the line width and the coil shape of both coils.

【0008】なお、ブースタコイルについても、アンテ
ナコイルと同様に、光学的手段等を用いて高精度に形成
すれば、かかる不都合は発生せず、理論通り、アンテナ
コイルと第1コイルとを同一寸法に形成することによっ
て、これら両コイル間の結合係数を最大にでき、これら
両コイル間の通信特性を最適化できると思われるが、ブ
ースタコイルを光学的手段等を用いて高精度に形成する
ことは、非接触通信式情報担体が高コスト化するため、
到底実用性がない。
In the case of the booster coil, similarly to the antenna coil, if it is formed with high precision using optical means or the like, such a disadvantage does not occur, and the antenna coil and the first coil have the same dimensions as in theory. It is thought that the coupling coefficient between these two coils can be maximized and the communication characteristics between these two coils can be optimized by forming them.However, it is necessary to form the booster coils with high precision using optical means. Is because the cost of non-contact communication type information carrier increases,
There is no practicality at all.

【0009】また、IC素子に一体形成されたアンテナ
コイルとブースタコイルを構成する第1コイルとを同一
寸法に形成すると、これらアンテナコイルと第1コイル
との設定間隔の変動及び中心の位置ずれに対する出力電
圧の変化割合が大きくなるため、製品である非接触通信
式情報担体の通信特性にバラツキが生じやすいという問
題がある。また、かかる不都合を防止するためには、第
1コイルに対するIC素子の実装精度を厳密に管理しな
くてはならず、非接触通信式情報担体の能率的な製造が
困難になって非接触通信式情報担体が高コスト化する。
Further, when the antenna coil formed integrally with the IC element and the first coil forming the booster coil are formed to have the same dimensions, the variation in the set interval between the antenna coil and the first coil and the displacement of the center can be prevented. Since the rate of change of the output voltage becomes large, there is a problem that the communication characteristics of the non-contact communication type information carrier as a product tend to vary. Also, in order to prevent such inconveniences, it is necessary to strictly control the mounting accuracy of the IC element with respect to the first coil. The cost of the formula information carrier increases.

【0010】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
ものであって、その課題は、安価にして良好な通信特性
を有する非接触通信式情報担体を提供することにある。
The present invention has been made based on such knowledge, and an object thereof is to provide a non-contact communication type information carrier which is inexpensive and has good communication characteristics.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、アンテナコイルが一体形成されたIC素
子と、前記アンテナコイルと主に電磁結合する第1コイ
ル及び当該第1コイルと電気的に接続されリーダライタ
に備えられたアンテナコイルと主に電磁結合する第2コ
イルとからなるブースタコイルと、これらIC素子及び
ブースタコイルを担持する基体とを備えた非接触通信式
情報担体において、前記第1コイルの外径を、前記IC
素子に一体形成されたアンテナコイルの外径よりも大き
くしたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an IC element having an antenna coil formed integrally therewith, a first coil mainly electromagnetically coupled to the antenna coil, and a first coil. In a non-contact communication type information carrier comprising a booster coil comprising an antenna coil electrically connected to a second coil mainly electromagnetically coupled to an antenna coil provided in a reader / writer, and a base carrying the IC element and the booster coil. , The outer diameter of the first coil is determined by the IC
It is characterized in that the outer diameter is larger than the outer diameter of the antenna coil formed integrally with the element.

【0012】実験によると、第1コイルの外径は、IC
素子に一体形成されたアンテナコイルの外径の1.3倍
乃至7.5倍にした場合に良好な結果が得られた。
According to an experiment, the outer diameter of the first coil is equal to
Good results were obtained when the outer diameter of the antenna coil formed integrally with the element was 1.3 to 7.5 times.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る非接触通信式
情報担体の実施形態例を、図1乃至図4に基づいて説明
する。図1は実施形態例に係る非接触通信式情報担体の
断面図、図2は実施形態例に係る非接触通信式情報担体
に搭載されるIC素子の斜視図、図3は実施形態例に係
る非接触通信式情報担体に搭載されるIC素子の平面
図、図4は実施形態例に係る非接触通信式情報担体に搭
載されるブースタコイルのパターン図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A non-contact communication type information carrier according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a non-contact communication type information carrier according to an embodiment, FIG. 2 is a perspective view of an IC element mounted on the non-contact communication type information carrier according to the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a plan view of an IC element mounted on the non-contact communication type information carrier, and FIG. 4 is a pattern diagram of a booster coil mounted on the non-contact communication type information carrier according to the embodiment.

【0014】図1に示すように、本例の非接触通信式情
報担体は、アンテナコイル1が一体形成されたIC素子
2と、ブースタコイル3が形成された絶縁基板4と、こ
れらIC素子2及び絶縁基板4を一体に担持する基体5
とからなる。
As shown in FIG. 1, a non-contact communication type information carrier of this embodiment comprises an IC element 2 on which an antenna coil 1 is integrally formed, an insulating substrate 4 on which a booster coil 3 is formed, And base 5 integrally supporting insulating substrate 4
Consists of

【0015】IC素子2は、図2及び図3に示すよう
に、入出力端子2aの形成面に、ポリイミド樹脂膜等か
らなる絶縁層2bを介して矩形スパイラル状のアンテナ
コイル1を一体に形成してなる。アンテナコイル1は、
フォトレジスト法、即ち、IC素子2(より実際的に
は、個々のIC素子に分割される以前の完成ウエハ)の
絶縁層形成面に、入出力端子形成部を除いてフォトレジ
スト層を均一の厚さに形成し、このフォトレジスト層に
所要のコイルパターンを露光・現像した後、フォトレジ
スト層をマスクとしてIC素子2の絶縁層2b上に導電
性金属材料をスパッタリング又は真空蒸着し、しかる後
に、フォトレジスト層を除去して入出力端子4aの形成
面に導電性金属材料からなるコイルパターンを形成する
といった方法で形成することができる。なお、コイルパ
ターンの電気抵抗を減少するため、導電性金属膜の表面
に銅のめっき層を形成することもできる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the IC element 2 has a rectangular spiral antenna coil 1 integrally formed on an input / output terminal 2a forming surface with an insulating layer 2b made of a polyimide resin film or the like interposed therebetween. Do it. The antenna coil 1 is
The photoresist method, that is, the photoresist layer is uniformly formed on the insulating layer forming surface of the IC element 2 (more practically, the completed wafer before being divided into individual IC elements) except for the input / output terminal forming portion. The photoresist layer is exposed and developed with a required coil pattern, and then a conductive metal material is sputtered or vacuum-deposited on the insulating layer 2b of the IC element 2 using the photoresist layer as a mask. Alternatively, the photoresist layer may be removed to form a coil pattern made of a conductive metal material on the surface on which the input / output terminals 4a are formed. In order to reduce the electric resistance of the coil pattern, a copper plating layer may be formed on the surface of the conductive metal film.

【0016】なお、図2及び図3の例では、アンテナコ
イル1が複数のターン数を有する矩形スパイラル状に形
成されているが、当該アンテナコイル1のターン数や平
面形状はこれに限定されるものではない。即ち、ターン
数に関しては、1ターン以上の任意のターン数とするこ
とができ、平面形状に関しては、角部に斜線状又は円弧
状の面取りが施された矩形や円形など、任意の形状に形
成できる。
In the examples shown in FIGS. 2 and 3, the antenna coil 1 is formed in a rectangular spiral shape having a plurality of turns, but the number of turns and the planar shape of the antenna coil 1 are not limited thereto. Not something. That is, the number of turns can be any number of one or more turns, and the planar shape can be formed into an arbitrary shape such as a rectangle or a circle with oblique or arcuate chamfers at the corners. it can.

【0017】ブースタコイル3は、図1及び図4に示す
ように、巻径が小さな第1コイル3aと巻径が大きな第
2コイル3bとから構成されており、互いに電気的に接
続されている。第1コイル3aは、IC素子2に一体形
成されたアンテナコイル1と主に電磁結合されるコイル
であり、その平面形状及び寸法が、IC素子2に一体形
成されたアンテナコイル1と相似形に形成される。一
方、第2コイル3bは、リーダライタに備えられたアン
テナコイル(図5参照)と主に電磁結合するコイルであ
り、その平面形状及び寸法は、基体5内に収まる範囲で
なるべく大きく形成される。なお、図4の例では、第1
コイル3a及び第2コイル3bが共に複数のターン数を
有する矩形スパイラル状に形成されているが、各コイル
3a,3bのターン数や平面形状はこれに限定されるも
のではなく、前述のアンテナコイル1と同様に、任意の
ターン数及び形状に形成することができる。
As shown in FIGS. 1 and 4, the booster coil 3 is composed of a first coil 3a having a small winding diameter and a second coil 3b having a large winding diameter, and is electrically connected to each other. . The first coil 3a is a coil mainly electromagnetically coupled to the antenna coil 1 integrally formed on the IC element 2, and has a planar shape and dimensions similar to those of the antenna coil 1 integrally formed on the IC element 2. It is formed. On the other hand, the second coil 3b is a coil mainly electromagnetically coupled to an antenna coil (see FIG. 5) provided in the reader / writer, and its planar shape and dimensions are formed as large as possible within the range of the base 5. . In the example of FIG.
Although the coil 3a and the second coil 3b are both formed in a rectangular spiral shape having a plurality of turns, the number of turns and the planar shape of each of the coils 3a and 3b are not limited thereto, and the above-described antenna coil is used. As in the case of 1, it can be formed into an arbitrary number of turns and a shape.

【0018】このブースタコイル1は、絶縁基板4の片
面に形成された均一厚さの導電性金属層にエッチングを
施して所要のコイルパターンを形成するエッチング法
や、絶縁基板4の片面に導電性インクを用いて所要のコ
イルパターンを印刷形成する印刷法をもって形成するこ
とができる。
The booster coil 1 is formed by etching a conductive metal layer having a uniform thickness formed on one surface of the insulating substrate 4 to form a required coil pattern, or by forming a conductive film on one surface of the insulating substrate 4. It can be formed by a printing method of printing and forming a required coil pattern using ink.

【0019】第1コイル3aの外径Do2は、IC素子
2に一体形成されたアンテナコイル1の外径Do1より
も大きく、アンテナコイル1の外径の1.3倍乃至7.
5倍に形成される。なお、本明細書において、コイルの
外径とは、平面形状が矩形であるか円形であるかに関わ
りなく、複数ターンのコイルにあっては最外周に巻回さ
れた導線間の寸法をいい、1ターンのコイルにあっては
当該コイルを構成する導線間の寸法をいう。また、コイ
ルの内径とは、平面形状が矩形であるか円形であるかに
関わりなく、複数ターンのコイルにあっては最内周に巻
回された導線間の寸法をいい、1ターンのコイルにあっ
ては当該コイルを構成する導線間の寸法をいう。
The outer diameter Do2 of the first coil 3a is larger than the outer diameter Do1 of the antenna coil 1 formed integrally with the IC element 2, and is 1.3 to 7.0 times the outer diameter of the antenna coil 1.
It is formed five times. In the present specification, the outer diameter of the coil refers to the dimension between the conductive wires wound on the outermost periphery in the case of a coil having a plurality of turns, regardless of whether the planar shape is rectangular or circular. In the case of a one-turn coil, it refers to the dimension between the conductors constituting the coil. In addition, the inner diameter of the coil refers to the dimension between the conductors wound on the innermost circumference in the case of a coil having a plurality of turns, regardless of whether the planar shape is rectangular or circular. Means the dimension between the conductors constituting the coil.

【0020】絶縁基板4は、所要の絶縁性と剛性とをも
った絶縁材料をもって形成される。絶縁基板4を構成す
るに好適な絶縁材料としては、一例として、ガラスエポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチ
レンテレフタレート樹脂(以下、PETと略称する。)
又は塩化ビニル樹脂などを挙げることができる。
The insulating substrate 4 is formed of an insulating material having required insulation and rigidity. As an insulating material suitable for forming the insulating substrate 4, for example, glass epoxy resin, polyimide resin, polyamide resin, polyethylene terephthalate resin (hereinafter abbreviated as PET).
Alternatively, a vinyl chloride resin or the like can be used.

【0021】IC素子2は、図1に示すように、アンテ
ナコイル1を絶縁基板4側に向け、かつアンテナコイル
1と第1コイル3aとを同心にして、絶縁基板4のブー
スタコイル形成面側に設定される。
As shown in FIG. 1, the IC element 2 has the antenna coil 1 directed toward the insulating substrate 4 and the antenna coil 1 and the first coil 3a concentric with each other. Is set to

【0022】基体5は、カバーシート6と接着剤層7と
をもって構成される。このうち、カバーシート6は、紙
やプラスチックシートなど、任意のシート状材料をもっ
て形成することができるが、廃棄しても分解し、焼却し
てもダイオキシン等の有害物質を発生しないことから、
紙をもって形成することが最も好ましい。カバーシート
材料としてプラスチックシートを用いる場合には、焼却
してもダイオキシン等の有害物質を発生しないことか
ら、PETのような塩素を含まないプラスチックシート
を用いることが特に好ましい。一方、接着剤層7を構成
する接着剤としては、硬化後に所要の硬度を有する任意
の接着剤を用いることができるが、ブースタコイル1、
アンテナコイル3及びIC素子4の保護効果を高めるた
め、例えばエポキシ樹脂のように吸湿性の低い樹脂材料
を用いることが特に好ましい。
The base 5 includes a cover sheet 6 and an adhesive layer 7. Among these, the cover sheet 6 can be formed of any sheet-like material such as paper or plastic sheet. However, since the cover sheet 6 is decomposed even if discarded and does not generate harmful substances such as dioxin even when incinerated,
Most preferably, it is formed of paper. When a plastic sheet is used as the cover sheet material, it is particularly preferable to use a chlorine-free plastic sheet such as PET because PET does not generate harmful substances such as dioxin even when incinerated. On the other hand, as the adhesive constituting the adhesive layer 7, any adhesive having a required hardness after curing can be used.
In order to enhance the protection effect of the antenna coil 3 and the IC element 4, it is particularly preferable to use a resin material having low hygroscopicity such as an epoxy resin.

【0023】以下、本発明に係る非接触通信式情報担体
のより具体的な実施例を挙げ、本発明の効果を明らかに
する。
Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified by giving more specific examples of the non-contact communication type information carrier according to the present invention.

【0024】[0024]

【実施例】〈第1実施例〉厚さが550μmのIC素子
2に、外径Do1が2.3mmで、ピッチp1が15μ
m、ターン数が46のアンテナコイル1をフォトレジス
ト法により形成した。当該アンテナコイル1を構成する
導体は、スパッタリングによってIC素子2上に形成さ
れたコイルパターンに銅を電解めっきしたもので、その
厚さは、約5μmであった。
<First Embodiment> An IC element 2 having a thickness of 550 μm has an outer diameter Do1 of 2.3 mm and a pitch p1 of 15 μm.
The antenna coil 1 having m turns and 46 turns was formed by a photoresist method. The conductor forming the antenna coil 1 was obtained by electrolytically plating copper on a coil pattern formed on the IC element 2 by sputtering, and the thickness was about 5 μm.

【0025】厚さが100μmのガラスエポキシ板4
に、外径Do2が5.35mm、内径Di2が0.6m
m、ターン数が8の第1コイル3aと、縦方向の外径D
o3Sが20mm、横方向の外径Do3Lが23mm、
ピッチp2が250μmの第2コイル3bとからなるブ
ースタコイル3を、エッチング法によって形成した。ブ
ースタコイル3の元になる導体としては、厚さが18μ
mの銅箔を用いた。
Glass epoxy plate 4 having a thickness of 100 μm
Has an outer diameter Do2 of 5.35 mm and an inner diameter Di2 of 0.6 m
m, the number of turns of the first coil 3a, and the outer diameter D in the vertical direction.
o3S is 20 mm, lateral outer diameter Do3L is 23 mm,
The booster coil 3 including the second coil 3b having a pitch p2 of 250 μm was formed by an etching method. The conductor serving as a source of the booster coil 3 has a thickness of 18 μm.
m of copper foil was used.

【0026】アンテナコイル1を絶縁基板4側に向け、
かつアンテナコイル1と第1コイル3aとを同心にし
て、IC素子2を絶縁基板4のブースタコイル形成面側
に設定し、これらIC素子2及び絶縁基板4を、片面に
エポキシ系接着剤が塗布されたPET製のカバーシート
6でケーシングして、タグ形の非接触通信式情報担体A
を得た。
When the antenna coil 1 is directed toward the insulating substrate 4,
Further, the antenna coil 1 and the first coil 3a are concentric, and the IC element 2 is set on the side of the insulating substrate 4 on which the booster coil is formed. The IC element 2 and the insulating substrate 4 are coated on one side with an epoxy adhesive. Of the tag-shaped non-contact communication type information carrier A
I got

【0027】〈第2実施例〉第1コイル3aの外径Do
2が7.85mmで、その他については第1実施例に係
る非接触通信式情報担体Aと同様の非接触通信式情報担
体Bを作製した。
<Second Embodiment> Outer diameter Do of first coil 3a
2. A non-contact communication type information carrier B similar to the non-contact communication type information carrier A according to the first example was manufactured.

【0028】〈第3実施例〉第1コイル3aの外径Do
2が10.35mmで、その他については第1実施例に
係る非接触通信式情報担体Aと同様の非接触通信式情報
担体Cを作製した。
<Third Embodiment> Outer diameter Do of first coil 3a
A non-contact communication type information carrier C similar to the non-contact communication type information carrier A according to the first example was manufactured.

【0029】〈第4実施例〉第1コイル3aの外径Do
2が15.35mmで、その他については第1実施例に
係る非接触通信式情報担体Aと同様の非接触通信式情報
担体Dを作製した。
<Fourth Embodiment> Outer diameter Do of first coil 3a
A non-contact communication type information carrier D similar to the non-contact communication type information carrier A according to the first example was manufactured.

【0030】〈第1比較例〉第1コイル3aの外径Do
2が3.85mmで、その他については第1実施例に係
る非接触通信式情報担体Aと同様の非接触通信式情報担
体Eを作製した。
<First Comparative Example> Outer diameter Do of first coil 3a
2. A non-contact communication type information carrier E similar to the non-contact communication type information carrier A according to the first example was manufactured.

【0031】〈第2比較例〉第1コイル3aの外径Do
2が18mmで、その他については第1実施例に係る非
接触通信式情報担体Aと同様の非接触通信式情報担体F
を作製した。
<Second Comparative Example> Outer diameter Do of first coil 3a
2 is 18 mm, and otherwise the same non-contact communication type information carrier F as the non-contact communication type information carrier A according to the first embodiment.
Was prepared.

【0032】表1に、前記各実施例及び比較例に係る非
接触通信式情報担体の、IC素子2に一体形成されたア
ンテナコイル1の外径Do1とブースタコイル3を構成
する第1コイル3aの外径Do2との比(Do2/Do
1)を示す。
Table 1 shows the outer diameter Do1 of the antenna coil 1 integrally formed with the IC element 2 and the first coil 3a constituting the booster coil 3 of the non-contact communication type information carrier according to each of the above embodiments and comparative examples. Ratio to the outer diameter Do2 (Do2 / Do)
1) is shown.

【0033】[0033]

【表1】 以下、前記各実施例及び比較例に係る非接触通信式情報
担体A〜Fについて行った通信特性試験の結果について
説明する。図5は通信特性試験装置の構成図であって、
リーダライタに備えられたアンテナコイル11と、非接
触通信式情報担体A〜Fと、IC素子2と一体形成され
たアンテナコイル1に接続された半波整流回路12とか
ら構成されている。アンテナコイル11は、直径が40
mmの1ターン空心コイルであり、当該アンテナコイル
11とブースタコイル3を構成する第2コイル3bとを
同心に配置し、これら各コイル間の距離を20mmに固
定した。
[Table 1] Hereinafter, the results of the communication characteristic tests performed on the non-contact communication type information carriers A to F according to each of the above Examples and Comparative Examples will be described. FIG. 5 is a configuration diagram of a communication characteristic test apparatus,
It comprises an antenna coil 11 provided in a reader / writer, non-contact communication information carriers A to F, and a half-wave rectifier circuit 12 connected to the antenna coil 1 integrally formed with the IC element 2. The antenna coil 11 has a diameter of 40
The antenna coil 11 and the second coil 3b constituting the booster coil 3 are arranged concentrically, and the distance between these coils is fixed to 20 mm.

【0034】試験は、まず、アンテナコイル1と第1コ
イル3aとの設定間隔が一定に調整された非接触通信式
情報担体A〜Fにつき、アンテナコイル11にキャリア
周波数が13.56MHzで電圧Vantが18.5V
の信号を与えて、半波整流回路12の整流後の出力電圧
Vddを測定することによって行った。その試験結果を
図6に示す。
In the test, first, for the non-contact communication type information carriers A to F in which the set interval between the antenna coil 1 and the first coil 3a is adjusted to be constant, the antenna coil 11 has a carrier frequency of 13.56 MHz and a voltage Vant. Is 18.5V
, And measuring the rectified output voltage Vdd of the half-wave rectifier circuit 12. FIG. 6 shows the test results.

【0035】図6の横軸はアンテナコイル1の外径Do
1と第1コイル3aの外径Do2との比(Do2/Do
1)であり、図6の縦軸は半波整流回路12の整流後の
出力電圧Vddである。この図から明らかなように、比
較例に係る非接触通信式情報担体E,Fはいずれも出力
電圧Vddが11vに達しないのに対して、実施例に係
る非接触通信式情報担体A〜Dはいずれも出力電圧Vd
dが11v以上になっており、第1コイル3aの外径D
o2をアンテナコイル1の外径Do1の1.3倍乃至
7.5倍にすると、非接触通信式情報担体の通信特性が
改善されることが判る。
The horizontal axis in FIG. 6 is the outer diameter Do of the antenna coil 1.
1 and the outer diameter Do2 of the first coil 3a (Do2 / Do).
1), and the vertical axis in FIG. 6 is the rectified output voltage Vdd of the half-wave rectifier circuit 12. As is clear from this figure, the output voltage Vdd of each of the non-contact communication information carriers E and F according to the comparative example does not reach 11 V, whereas the non-contact communication information carriers A to D according to the embodiment. Are output voltage Vd
d is 11v or more, and the outer diameter D of the first coil 3a
It can be seen that when o2 is 1.3 to 7.5 times the outer diameter Do1 of the antenna coil 1, the communication characteristics of the non-contact communication type information carrier are improved.

【0036】第1コイル3aの外径Do2をアンテナコ
イル1の外径Do1よりも大きくした場合に出力電圧V
ddが改善されるのは、外径Do2の増加に伴って第1
コイル3aのターン数が増加し、アンテナコイル1に与
えられる電磁エネルギが増加するためであると思われ
る。一方、第1コイル3aの外径Do2がアンテナコイ
ル1の外径Do1に比べて過大になった場合に出力電圧
Vddが低下するのは、外径Do2の増加に伴ってイン
ダクタンスと抵抗値が増加し、アンテナコイル1に与え
られる電磁エネルギがかえって減少するためであると思
われる。
When the outer diameter Do2 of the first coil 3a is larger than the outer diameter Do1 of the antenna coil 1, the output voltage V
dd is improved as the outer diameter Do2 increases.
This is probably because the number of turns of the coil 3a increases and the electromagnetic energy applied to the antenna coil 1 increases. On the other hand, when the outer diameter Do2 of the first coil 3a becomes excessively larger than the outer diameter Do1 of the antenna coil 1, the output voltage Vdd decreases because the inductance and the resistance value increase with the increase of the outer diameter Do2. However, it is considered that the electromagnetic energy applied to the antenna coil 1 is rather reduced.

【0037】次に、アンテナコイル1と第1コイル3a
との設定間隔が0.1mm、0.2mm、0.3mm、
0.4mmに調整された非接触通信式情報担体A〜Fに
つき、同じくアンテナコイル11にキャリア周波数が1
3.56MHzで電圧Vantが18.5Vの信号を与
えて、半波整流回路12の整流後の出力電圧Vddを測
定した。その試験結果を図7に示す。
Next, the antenna coil 1 and the first coil 3a
0.1mm, 0.2mm, 0.3mm,
For each of the non-contact communication type information carriers A to F adjusted to 0.4 mm, the carrier frequency of the antenna coil 11 is also 1
A signal having a voltage Vant of 18.5 V at 3.56 MHz was applied, and the rectified output voltage Vdd of the half-wave rectifier circuit 12 was measured. FIG. 7 shows the test results.

【0038】図7の横軸はアンテナコイル1と第1コイ
ル3aとの設定間隔であり、図7の縦軸はアンテナコイ
ル1と第1コイル3aとの設定間隔が0.1mmに調整
された非接触通信式情報担体について得られた出力電圧
Vddの値(Vdd0.1)によって規格化された出力
電圧の値(Vdd/Vdd0.1 )である。この図か
ら明らかなように、アンテナコイル1の外径Do1と第
1コイル3aの外径Do2との比(Do2/Do1)が
1.3倍よりも小さい第1比較例に係る非接触通信式情
報担体Eは、アンテナコイル1と第1コイル3aとの設
定間隔が大きくなるにしたがって規格化された出力電圧
の値が急激に低下するのに対して、アンテナコイル1の
外径Do1と第1コイル3aの外径Do2との比(Do
2/Do1)が1.3倍よりも大きい各実施例に係る非
接触通信式情報担体A〜D及び第2比較例に係る非接触
通信式情報担体Fは、規格化された出力電圧の値が比較
的安定している。
The horizontal axis in FIG. 7 is the set interval between the antenna coil 1 and the first coil 3a, and the vertical axis in FIG. 7 is the set interval between the antenna coil 1 and the first coil 3a adjusted to 0.1 mm. This is the output voltage value (Vdd / Vdd 0.1 ) normalized by the output voltage Vdd value (Vdd 0.1 ) obtained for the contactless communication information carrier. As is clear from this figure, the non-contact communication type according to the first comparative example in which the ratio (Do2 / Do1) of the outer diameter Do1 of the antenna coil 1 to the outer diameter Do2 of the first coil 3a is smaller than 1.3 times. The information carrier E shows that the standardized output voltage value sharply decreases as the set interval between the antenna coil 1 and the first coil 3a increases, while the outer diameter Do1 of the antenna coil 1 and the first The ratio of the coil 3a to the outer diameter Do2 (Do
The non-contact communication information carriers A to D according to the embodiments and the non-contact communication information carrier F according to the second comparative example, in which 2 / Do1) is greater than 1.3 times, have the standardized output voltage values. Is relatively stable.

【0039】これは、アンテナコイル1の外径Do1と
第1コイル3aの外径Do2との比(Do2/Do1)
が小さい場合には、アンテナコイル1と第1コイル3a
との設定間隔が大きくなるにしたがって減衰する磁界の
影響を直接的に受けて出力電圧Vddが急激に低下する
が、アンテナコイル1の外径Do1と第1コイル3aの
外径Do2との比(Do2/Do1)が大きい場合に
は、アンテナコイル1と第1コイル3aとの設定間隔が
大きくなるにしたがって磁界が減衰しても、その減衰分
が第1コイル3aの直径を大きくすることによって補償
されるために、出力電圧Vddが低下しないか、低下し
てもその低下率が緩和されるためであると考えられる。
即ち、コイルから発生する磁界Hと、コイルに流れる電
流Iと、コイルの半径Rと、コイルからの距離dとの間
には下記の(1)式に示す関係があり、コイルに流れる
電流Iとコイルの半径Rとを一定とした場合、コイルか
らの距離dが大きくなると磁界Hが急激に小さくなる。
しかし、磁界は、コイルからの距離dが大きくなるほど
広がるので、第1コイル3aの直径を大きくすることに
よって、磁界の低下分を補償して大きな出力電圧Vdd
が得られる。
This is the ratio of the outer diameter Do1 of the antenna coil 1 to the outer diameter Do2 of the first coil 3a (Do2 / Do1).
Is smaller, the antenna coil 1 and the first coil 3a
The output voltage Vdd sharply decreases due to the effect of the magnetic field that attenuates as the set interval increases, but the ratio of the outer diameter Do1 of the antenna coil 1 to the outer diameter Do2 of the first coil 3a ( When Do2 / Do1) is large, even if the magnetic field is attenuated as the set interval between the antenna coil 1 and the first coil 3a increases, the attenuation is compensated by increasing the diameter of the first coil 3a. Therefore, it is considered that the output voltage Vdd does not decrease, or even if the output voltage Vdd decreases, the decrease rate is reduced.
That is, the magnetic field H generated from the coil, the current I flowing through the coil, the radius R of the coil, and the distance d from the coil have a relationship expressed by the following equation (1). And the radius R of the coil is constant, the magnetic field H sharply decreases as the distance d from the coil increases.
However, the magnetic field spreads as the distance d from the coil increases. Therefore, by increasing the diameter of the first coil 3a, the decrease in the magnetic field is compensated and the large output voltage Vdd is obtained.
Is obtained.

【0040】[0040]

【数1】 (Equation 1)

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の非接触通
信式情報担体は、ブースタコイルを構成する第1コイル
の外径を、IC素子に一体形成されたアンテナコイルの
外径よりも大きくしたので、リーダライタに備えられた
アンテナコイルより放射され、ブースタコイルにて中継
された電磁エネルギを効率よくIC素子に一体形成され
たアンテナコイルに吸収させることができ、通信距離の
改善やリーダライタにおける消費電力の低減を図ること
ができる。また、ブースタコイルを構成する第1コイル
の外径をIC素子に一体形成されたアンテナコイルの外
径よりも大きくしたことから、これらアンテナコイルと
第1コイルとの設定間隔が変動したり、各コイルの中心
位置がずれた場合にも、出力電圧の低下を防止又は緩和
することができ、非接触通信式情報担体の通信特性のバ
ラツキを小さくすることができると共に、第1コイルに
対するIC素子の実装精度を厳密に管理する必要がな
く、非接触通信式情報担体の能率的な製造が可能になる
ことから、非接触通信式情報担体の低コスト化を図るこ
とができる。
As described above, in the non-contact communication type information carrier of the present invention, the outer diameter of the first coil constituting the booster coil is larger than the outer diameter of the antenna coil formed integrally with the IC element. Therefore, the electromagnetic energy radiated from the antenna coil provided in the reader / writer and relayed by the booster coil can be efficiently absorbed by the antenna coil formed integrally with the IC element, thereby improving the communication distance and improving the reader / writer. , Power consumption can be reduced. Further, since the outer diameter of the first coil constituting the booster coil is made larger than the outer diameter of the antenna coil formed integrally with the IC element, the set interval between these antenna coils and the first coil fluctuates. Even when the center position of the coil is displaced, it is possible to prevent or reduce a decrease in the output voltage, to reduce the variation in the communication characteristics of the non-contact communication type information carrier, and to make the IC element to the first coil smaller. Since it is not necessary to strictly control the mounting accuracy and it is possible to efficiently manufacture the non-contact communication type information carrier, the cost of the non-contact communication type information carrier can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態例に係る非接触通信式情報担体の断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view of a non-contact communication type information carrier according to an embodiment.

【図2】実施形態例に係る非接触通信式情報担体に搭載
されるIC素子の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of an IC element mounted on the non-contact communication type information carrier according to the embodiment.

【図3】実施形態例に係る非接触通信式情報担体に搭載
されるIC素子の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of an IC element mounted on the non-contact communication type information carrier according to the embodiment.

【図4】実施形態例に係る非接触通信式情報担体に搭載
されるブースタコイルのパターン図である。
FIG. 4 is a pattern diagram of a booster coil mounted on the non-contact communication type information carrier according to the embodiment.

【図5】通信特性試験装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a communication characteristic test device.

【図6】通信特性試験結果を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing a communication characteristic test result.

【図7】IC素子に一体形成されたアンテナコイルとブ
ースタコイルを構成する第1コイルとの設定間隔に対す
る出力電圧変化の試験結果を示すグラフ図である。
FIG. 7 is a graph showing a test result of a change in output voltage with respect to a set interval between an antenna coil formed integrally with an IC element and a first coil constituting a booster coil.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アンテナコイル 2 IC素子 3 ブースタコイル 3a 第1コイル 3b 第2コイル 4 絶縁基板 5 基体 6 カバーシート 7 接着剤層 Reference Signs List 1 antenna coil 2 IC element 3 booster coil 3a first coil 3b second coil 4 insulating substrate 5 base 6 cover sheet 7 adhesive layer

───────────────────────────────────────────────────── 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) H01Q 7/00 G06K 19/00 K (72)発明者 深尾 隆三 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 Fターム(参考) 2C005 MA19 MA29 MA40 NA09 PA01 PA15 PA19 RA30 TA22 5B035 AA00 BA05 BB09 CA01 CA23 5J046 AA03 AA09 AA19 AB11 PA07 QA02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01Q 7/00 G06K 19/00 K (72) Inventor Ryuzo Fukao 1-88 Ushitora 1-chome Ushitora, Ibaraki-shi, Osaka F-term in Hitachi Maxell, Ltd. (reference) 2C005 MA19 MA29 MA40 NA09 PA01 PA15 PA19 RA30 TA22 5B035 AA00 BA05 BB09 CA01 CA23 5J046 AA03 AA09 AA19 AB11 PA07 QA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アンテナコイルが一体形成されたIC素
子と、前記アンテナコイルと主に電磁結合する第1コイ
ル及び当該第1コイルと電気的に接続されリーダライタ
に備えられたアンテナコイルと主に電磁結合する第2コ
イルとからなるブースタコイルと、これらIC素子及び
ブースタコイルを担持する基体とを備えた非接触通信式
情報担体において、前記第1コイルの外径を、前記IC
素子に一体形成されたアンテナコイルの外径よりも大き
くしたことを特徴とする非接触通信式情報担体。
1. An IC element in which an antenna coil is integrally formed, a first coil mainly electromagnetically coupled to the antenna coil, and an antenna coil electrically connected to the first coil and provided in a reader / writer. In a non-contact communication type information carrier including a booster coil composed of a second coil that is electromagnetically coupled and a base that carries the IC element and the booster coil, the outside diameter of the first coil is set to the IC
A non-contact communication type information carrier, wherein the outer diameter of an antenna coil formed integrally with an element is larger than an outer diameter of the antenna coil.
【請求項2】 請求項1に記載の非接触通信式情報担体
において、前記第1コイルの外径を、前記アンテナコイ
ルの外径の1.3倍乃至7.5倍にしたことを特徴とす
る非接触通信式情報担体。
2. The non-contact communication type information carrier according to claim 1, wherein an outer diameter of said first coil is 1.3 to 7.5 times an outer diameter of said antenna coil. Non-contact communication type information carrier.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006209616A (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Toppan Forms Co Ltd Contactless ic label
JP2006209617A (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Toppan Forms Co Ltd Contactless ic label
JP2006209653A (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Toppan Forms Co Ltd Base material for non-contact communication and production method therefor

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