JP2002222398A - 非接触データキャリア - Google Patents
非接触データキャリアInfo
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- JP2002222398A JP2002222398A JP2001017530A JP2001017530A JP2002222398A JP 2002222398 A JP2002222398 A JP 2002222398A JP 2001017530 A JP2001017530 A JP 2001017530A JP 2001017530 A JP2001017530 A JP 2001017530A JP 2002222398 A JP2002222398 A JP 2002222398A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アンテナ機能を低下させることなく小型化を図
る。 【解決手段】質問器と交信するためのアンテナ３０や電
源発生回路を含む各種電子部品がＩＣチップ化され１つ
の回路基板４０にボンディングされてから樹脂封止され
て成り、封止樹脂板２８は比誘電率εrが１０〜１００
になるように誘電率の高い材料２９が混入されている。
る。 【解決手段】質問器と交信するためのアンテナ３０や電
源発生回路を含む各種電子部品がＩＣチップ化され１つ
の回路基板４０にボンディングされてから樹脂封止され
て成り、封止樹脂板２８は比誘電率εrが１０〜１００
になるように誘電率の高い材料２９が混入されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は非接触データキャ
リアに係り、特に小型・軽量且つ薄型で無電源にて通信
できる非接触データキャリアに関する。
リアに係り、特に小型・軽量且つ薄型で無電源にて通信
できる非接触データキャリアに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型且つ無電源で通信できる非接
触データキャリアが開発され実用化されており、入退場
管理、物流仕分け制御、駐車場管理、セキュリティ（例
えば遊技機の不正防止）などに利用されている。このよ
うな非接触データキャリアは、質問器との間で情報交信
するためのデータキャリアシステムの応答器として用い
られ、アンテナや電源発生回路を含む様々な電子部品が
ＩＣチップ化され１つの回路基板にボンディングされて
から樹脂封止され、ラベル形やカード形に形成されてい
る。したがって、商用電源や小型電池を使用することな
く小型化が図れるので、簡単に設置することが可能とな
る。
触データキャリアが開発され実用化されており、入退場
管理、物流仕分け制御、駐車場管理、セキュリティ（例
えば遊技機の不正防止）などに利用されている。このよ
うな非接触データキャリアは、質問器との間で情報交信
するためのデータキャリアシステムの応答器として用い
られ、アンテナや電源発生回路を含む様々な電子部品が
ＩＣチップ化され１つの回路基板にボンディングされて
から樹脂封止され、ラベル形やカード形に形成されてい
る。したがって、商用電源や小型電池を使用することな
く小型化が図れるので、簡単に設置することが可能とな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな非接触データキャリアでは、通信に使用する電磁波
の周波数の関係からアンテナの小型化に限度があるの
で、既存の非接触データキャリアよりも、さらに小型な
ものを望んでいる社会、産業などに応えることができな
かった。また、この既存の非接触データキャリアに用い
られるアンテナでは指向性があるので、設置方向や使用
する場所がある程度限られていた。
うな非接触データキャリアでは、通信に使用する電磁波
の周波数の関係からアンテナの小型化に限度があるの
で、既存の非接触データキャリアよりも、さらに小型な
ものを望んでいる社会、産業などに応えることができな
かった。また、この既存の非接触データキャリアに用い
られるアンテナでは指向性があるので、設置方向や使用
する場所がある程度限られていた。
【０００４】本発明はこのような従来の難点を解決する
ためになされたもので、アンテナ機能を低下させること
なく小型化が図れる非接触データキャリアを提供するこ
とを目的とする。
ためになされたもので、アンテナ機能を低下させること
なく小型化が図れる非接触データキャリアを提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の非接触データキャリアは、質問器と交信するための
アンテナや電源発生回路を含む各種電子部品がＩＣチッ
プ化され１つの回路基板にボンディングされてから樹脂
封止されて成る非接触データキャリアであって、回路基
板あるいは封止樹脂の何れか一方には、比誘電率εrが
１０〜１００になるように誘電率の高い材料が混入され
ているものである。
明の非接触データキャリアは、質問器と交信するための
アンテナや電源発生回路を含む各種電子部品がＩＣチッ
プ化され１つの回路基板にボンディングされてから樹脂
封止されて成る非接触データキャリアであって、回路基
板あるいは封止樹脂の何れか一方には、比誘電率εrが
１０〜１００になるように誘電率の高い材料が混入され
ているものである。
【０００６】このような非接触データキャリアによれ
ば、回路基板あるいは封止樹脂が高誘電率になることか
ら電磁波の波長を自由空間の１／√εr（εrは比誘電
率）に短縮できるので、アンテナを小型化でき、結果、
データキャリア自体の小型化を図ることができると共
に、誘電率の高い材料を混入して、回路基板あるいは封
止樹脂の比誘電率を高くしているので、当該回路基板あ
るいは封止樹脂の可撓性を損なうことなく小型化を達成
できる。
ば、回路基板あるいは封止樹脂が高誘電率になることか
ら電磁波の波長を自由空間の１／√εr（εrは比誘電
率）に短縮できるので、アンテナを小型化でき、結果、
データキャリア自体の小型化を図ることができると共
に、誘電率の高い材料を混入して、回路基板あるいは封
止樹脂の比誘電率を高くしているので、当該回路基板あ
るいは封止樹脂の可撓性を損なうことなく小型化を達成
できる。
【０００７】また、本発明の非接触データキャリアは、
質問器と交信するためのアンテナや電源発生回路を含む
各種電子部品がＩＣチップ化され１つの回路基板にボン
ディングされてから樹脂封止されて成る非接触データキ
ャリアであって、回路基板にはアンテナのパターン形状
から成るスルーホールが形成され、スルーホール化され
たアンテナのパターンにはアンテナが内設され、アンテ
ナのパターンに内設されたアンテナは比誘電率εrが１
０〜１００になるように誘電率の高い材料が混入されて
いる樹脂にて封止されているものである。
質問器と交信するためのアンテナや電源発生回路を含む
各種電子部品がＩＣチップ化され１つの回路基板にボン
ディングされてから樹脂封止されて成る非接触データキ
ャリアであって、回路基板にはアンテナのパターン形状
から成るスルーホールが形成され、スルーホール化され
たアンテナのパターンにはアンテナが内設され、アンテ
ナのパターンに内設されたアンテナは比誘電率εrが１
０〜１００になるように誘電率の高い材料が混入されて
いる樹脂にて封止されているものである。
【０００８】このような非接触データキャリアによれ
ば、アンテナをスルーホール化されたアンテナのパター
ンに封止する樹脂が高誘電率になることから電磁波の波
長を自由空間の１／√εr（εrは比誘電率）に短縮でき
るので、アンテナを小型化でき、結果、データキャリア
自体の小型化を図ることができ、而も回路基板あるいは
封止樹脂の可撓性を損なうことなく小型化を達成でき
る。
ば、アンテナをスルーホール化されたアンテナのパター
ンに封止する樹脂が高誘電率になることから電磁波の波
長を自由空間の１／√εr（εrは比誘電率）に短縮でき
るので、アンテナを小型化でき、結果、データキャリア
自体の小型化を図ることができ、而も回路基板あるいは
封止樹脂の可撓性を損なうことなく小型化を達成でき
る。
【０００９】また、本発明の非接触データキャリアは、
質問器と交信するためのアンテナや電源発生回路を含む
各種電子部品がＩＣチップ化され１つの回路基板にボン
ディングされてから樹脂封止されて成る非接触データキ
ャリアであって、回路基板の側面は、比誘電率εrが１
０〜１００になるように誘電率の高い材料が混入されて
いる樹脂にて覆設されているものである。
質問器と交信するためのアンテナや電源発生回路を含む
各種電子部品がＩＣチップ化され１つの回路基板にボン
ディングされてから樹脂封止されて成る非接触データキ
ャリアであって、回路基板の側面は、比誘電率εrが１
０〜１００になるように誘電率の高い材料が混入されて
いる樹脂にて覆設されているものである。
【００１０】このような非接触データキャリアによれ
ば、回路基板の側面を覆設する樹脂が高誘電率になるこ
とから電磁波の波長を自由空間の１／√εr（εrは比誘
電率）に短縮できるので、アンテナを小型化でき、結
果、データキャリア自体の小型化を図ることができ、而
も回路基板あるいは封止樹脂の可撓性を損なうことなく
小型化を達成できる。
ば、回路基板の側面を覆設する樹脂が高誘電率になるこ
とから電磁波の波長を自由空間の１／√εr（εrは比誘
電率）に短縮できるので、アンテナを小型化でき、結
果、データキャリア自体の小型化を図ることができ、而
も回路基板あるいは封止樹脂の可撓性を損なうことなく
小型化を達成できる。
【００１１】また、本発明の非接触データキャリアにお
いて誘電率の高い材料は、粉体であることが好ましい。
これにより、回路基板あるいは封止樹脂を製造する際、
誘電率の高い材料の均質で均一な混合制御を行うことが
できる。
いて誘電率の高い材料は、粉体であることが好ましい。
これにより、回路基板あるいは封止樹脂を製造する際、
誘電率の高い材料の均質で均一な混合制御を行うことが
できる。
【００１２】また、本発明の非接触データキャリアにお
いて誘電率の高い材料は、バリウム、チタン、ケイ素か
ら選ばれる少なくとも１種の元素を含む化合物であるこ
とが好ましい。このような化合物は比誘電率を非常に高
くすることができる。
いて誘電率の高い材料は、バリウム、チタン、ケイ素か
ら選ばれる少なくとも１種の元素を含む化合物であるこ
とが好ましい。このような化合物は比誘電率を非常に高
くすることができる。
【００１３】また、本発明の非接触データキャリアにお
いてアンテナは、ダイポールアンテナであることが好ま
しい。これは、アンテナ利得を大きくでき、而も形成が
容易だからである。このダイポールアンテナは、回路基
板の何れか一方の平面上の各端部に設置されていること
が好ましい。これにより、伝送できる情報量が多くなる
１GHz以上の周波数の電磁波を、交信電波に使用しても
幅広い方向で交信することが可能になる。
いてアンテナは、ダイポールアンテナであることが好ま
しい。これは、アンテナ利得を大きくでき、而も形成が
容易だからである。このダイポールアンテナは、回路基
板の何れか一方の平面上の各端部に設置されていること
が好ましい。これにより、伝送できる情報量が多くなる
１GHz以上の周波数の電磁波を、交信電波に使用しても
幅広い方向で交信することが可能になる。
【００１４】また、本発明の非接触データキャリアにお
いてアンテナは金属導体にスロットが形成されたスロッ
トアンテナであることが好ましい。これにより、低伝送
損失、高利得などのアンテナ特性を薄型の平面構造で実
現できる。
いてアンテナは金属導体にスロットが形成されたスロッ
トアンテナであることが好ましい。これにより、低伝送
損失、高利得などのアンテナ特性を薄型の平面構造で実
現できる。
【００１５】また、本発明の非接触データキャリアにお
いてアンテナは回路基板の両平面に設けられ、この２つ
のアンテナは交差するように配置されていることが好ま
しい。これにより、伝送できる情報量が多くなる１GHz
以上の周波数の電磁波を、交信電波に使用しても幅広い
方向で交信することが可能になる。
いてアンテナは回路基板の両平面に設けられ、この２つ
のアンテナは交差するように配置されていることが好ま
しい。これにより、伝送できる情報量が多くなる１GHz
以上の周波数の電磁波を、交信電波に使用しても幅広い
方向で交信することが可能になる。
【００１６】また、本発明の非接触データキャリアにお
いて回路基板が円形の場合には、アンテナとしてループ
アンテナが当該回路基板の円周上に沿って設けられるこ
とが好ましい。これにより、伝送できる情報量が多くな
る１GHz以上の周波数の電磁波を、交信電波に使用して
も３６０度の全方位で交信することが可能になる。
いて回路基板が円形の場合には、アンテナとしてループ
アンテナが当該回路基板の円周上に沿って設けられるこ
とが好ましい。これにより、伝送できる情報量が多くな
る１GHz以上の周波数の電磁波を、交信電波に使用して
も３６０度の全方位で交信することが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の非接触データキャ
リアにおける好ましい実施の形態例について図面を参照
して説明する。
リアにおける好ましい実施の形態例について図面を参照
して説明する。
【００１８】本発明の非接触データキャリアは例えば図
３に示すように、質問器１から送信されてきた質問用搬
送波Ｃ１を受信する受信部２１と、受信部２１で受信さ
れた質問用搬送波Ｃ１から質問信号Ｓ１を復調する復調
部２２と、復調部２２で復調された質問信号Ｓ１に対応
する応答信号Ｓ２を出力する制御部２３と、制御部２３
から出力された応答信号Ｓ２を変調して応答用搬送波Ｃ
２を生成する変調部２５と、変調部２５で生成された応
答用搬送波Ｃ２を質問器１に送信する送信部２５と、受
信部２１で受信された質問用搬送波Ｃ１の電力を直流電
流に変換して動作電源が必要な各部へ電源として供給す
る電源部２６とを備えている。
３に示すように、質問器１から送信されてきた質問用搬
送波Ｃ１を受信する受信部２１と、受信部２１で受信さ
れた質問用搬送波Ｃ１から質問信号Ｓ１を復調する復調
部２２と、復調部２２で復調された質問信号Ｓ１に対応
する応答信号Ｓ２を出力する制御部２３と、制御部２３
から出力された応答信号Ｓ２を変調して応答用搬送波Ｃ
２を生成する変調部２５と、変調部２５で生成された応
答用搬送波Ｃ２を質問器１に送信する送信部２５と、受
信部２１で受信された質問用搬送波Ｃ１の電力を直流電
流に変換して動作電源が必要な各部へ電源として供給す
る電源部２６とを備えている。
【００１９】受信部２１は電磁波のエネルギを吸収して
電気回路のエネルギに変換する受信アンテナを備え、送
信部２５は電気回路のエネルギを電磁波のエネルギに変
換して空間に放射する送信アンテナを備えているが、１
つのアンテナで送受信させることもできる。このような
アンテナとしては、アンテナ利得が大きく、而も形成が
容易な平面アンテナであるダイポールアンテナがよい。
電気回路のエネルギに変換する受信アンテナを備え、送
信部２５は電気回路のエネルギを電磁波のエネルギに変
換して空間に放射する送信アンテナを備えているが、１
つのアンテナで送受信させることもできる。このような
アンテナとしては、アンテナ利得が大きく、而も形成が
容易な平面アンテナであるダイポールアンテナがよい。
【００２０】制御部２３は、質問器１から送信されてき
た質問信号Ｓ１に基づき記憶部２７に記憶された情報を
読み出して、その情報を含んだ応答信号Ｓ２として出力
することができる。また、通信内容に応じて様々なデー
タ伝送方式、例えば誤り制御方式やスペクトラム拡散通
信方式等を用いて、データエラーなどを回避できる信頼
性のあるデータ通信ができるように通信制御を行う。
た質問信号Ｓ１に基づき記憶部２７に記憶された情報を
読み出して、その情報を含んだ応答信号Ｓ２として出力
することができる。また、通信内容に応じて様々なデー
タ伝送方式、例えば誤り制御方式やスペクトラム拡散通
信方式等を用いて、データエラーなどを回避できる信頼
性のあるデータ通信ができるように通信制御を行う。
【００２１】このような非接触データキャリア２は、受
信部２１、復調部２２、制御部２３、記憶部２７、変調
部２４、送信部２５および電源部２６がＩＣチップ化さ
れ１つの回路基板４０（図１）にボンディングされてか
ら樹脂封止されて成るものである。なお、ボンディング
は、ワイヤボンディング法、ワイヤレスボンディング法
（フリップチップ方式、ビームリード方式など）の何れ
でもよく、小型・薄型化できればよい。
信部２１、復調部２２、制御部２３、記憶部２７、変調
部２４、送信部２５および電源部２６がＩＣチップ化さ
れ１つの回路基板４０（図１）にボンディングされてか
ら樹脂封止されて成るものである。なお、ボンディング
は、ワイヤボンディング法、ワイヤレスボンディング法
（フリップチップ方式、ビームリード方式など）の何れ
でもよく、小型・薄型化できればよい。
【００２２】このように形成された封止樹脂板は図１に
示すように、比誘電率εrが１０〜１００になるように
誘電率の高い材料２９が混入されている。この誘電率の
高い材料としては、バリウム、チタン、ケイ素から選ば
れる少なくとも１種の元素を含む化合物が用いられ、例
えば酸化バリウム（BaO）、二酸化チタン（TiO2）、チ
タン酸（Ti(OH)4）、チタン酸バリウム（BaTiO3）、チ
タン酸ジルコン酸鉛（Pb(ZrTi)O3）、チタン酸鉛（PbTi
O3）、チタン酸ビスマス酸（Bi4Ti3O12）、バリウムマ
グネシウムフッ素（BaMgF4）などの比誘電率が非常に高
い化合物が考えられる。また、封止樹脂板２８の材料と
しては、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹
脂、あるいは電気絶縁性、耐湿性、可撓性、寸法安定性
などに優れているポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、
エポキシ樹脂、テフロン（登録商標）樹脂などの何れか
の樹脂から成るフレキシブルやリジットのプリント基板
に用いられる樹脂が考えられる。また、封止樹脂板２８
を強化するために、ガラス布を基材として形成させても
よい。
示すように、比誘電率εrが１０〜１００になるように
誘電率の高い材料２９が混入されている。この誘電率の
高い材料としては、バリウム、チタン、ケイ素から選ば
れる少なくとも１種の元素を含む化合物が用いられ、例
えば酸化バリウム（BaO）、二酸化チタン（TiO2）、チ
タン酸（Ti(OH)4）、チタン酸バリウム（BaTiO3）、チ
タン酸ジルコン酸鉛（Pb(ZrTi)O3）、チタン酸鉛（PbTi
O3）、チタン酸ビスマス酸（Bi4Ti3O12）、バリウムマ
グネシウムフッ素（BaMgF4）などの比誘電率が非常に高
い化合物が考えられる。また、封止樹脂板２８の材料と
しては、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹
脂、あるいは電気絶縁性、耐湿性、可撓性、寸法安定性
などに優れているポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、
エポキシ樹脂、テフロン（登録商標）樹脂などの何れか
の樹脂から成るフレキシブルやリジットのプリント基板
に用いられる樹脂が考えられる。また、封止樹脂板２８
を強化するために、ガラス布を基材として形成させても
よい。
【００２３】このような比誘電率εrが１０〜１００に
なるように誘電率の高い材料が混入されている封止樹脂
板２８を製造するには、この誘電率の高い材料を均質で
均一な混合制御が行えるように、予め粉体（例えば０．
５μm〜３００μmの粒子）にして封止樹脂板の材料と調
合させるとよい。この際、誘電率の高い材料の比誘電率
と、封止樹脂板の材料の比誘電率とを考慮して、封止樹
脂板の材料に対する誘電率の高い材料の調合割合を決定
する。調合後、混合して成形する。なお、封止樹脂板の
材料が粘性のあるレジン樹脂であるエポキシ樹脂の場合
には、成形後、焼結させる。また、成形条件や焼結条件
は使用される材料などにより決定される。
なるように誘電率の高い材料が混入されている封止樹脂
板２８を製造するには、この誘電率の高い材料を均質で
均一な混合制御が行えるように、予め粉体（例えば０．
５μm〜３００μmの粒子）にして封止樹脂板の材料と調
合させるとよい。この際、誘電率の高い材料の比誘電率
と、封止樹脂板の材料の比誘電率とを考慮して、封止樹
脂板の材料に対する誘電率の高い材料の調合割合を決定
する。調合後、混合して成形する。なお、封止樹脂板の
材料が粘性のあるレジン樹脂であるエポキシ樹脂の場合
には、成形後、焼結させる。また、成形条件や焼結条件
は使用される材料などにより決定される。
【００２４】このように、封止樹脂板２８が高誘電率に
なることから電磁波の波長を自由空間の１／√εr（εr
は比誘電率）に短縮できるので、封止樹脂板２８の面上
で平面のダイポールアンテナ３０を小型化でき、結果、
データキャリア自体の小型化を図ることができると共
に、誘電率の高い材料を混入して、封止樹脂板２８の誘
電率を高くしているので、封止樹脂板２８の可撓性を損
なうことなく小型化を達成できる。
なることから電磁波の波長を自由空間の１／√εr（εr
は比誘電率）に短縮できるので、封止樹脂板２８の面上
で平面のダイポールアンテナ３０を小型化でき、結果、
データキャリア自体の小型化を図ることができると共
に、誘電率の高い材料を混入して、封止樹脂板２８の誘
電率を高くしているので、封止樹脂板２８の可撓性を損
なうことなく小型化を達成できる。
【００２５】なお、比誘電率εrが１０〜１００に限定
されているのは、１０より下であるとアンテナの小型化
を図れなくなるからであり、１００より上であるとアン
テナを大幅に小型化することは可能ではあるが、その効
果が対数的になるからである。
されているのは、１０より下であるとアンテナの小型化
を図れなくなるからであり、１００より上であるとアン
テナを大幅に小型化することは可能ではあるが、その効
果が対数的になるからである。
【００２６】また、図２に示すように、回路基板４０が
封止樹脂板と同じような樹脂の場合には、当該回路基板
４０に比誘電率εrが１０〜１００になるように誘電率
の高い材料２９を混入してもよい。そして、回路基板４
０のＩＣチップがボンディングされている側４０ａに樹
脂板５０を重ねて樹脂封止する。これにより、回路基板
４０が高誘電率になることから電磁波の波長を自由空間
の１／√εrに短縮できるので、封止樹脂板を高誘電率
にした場合と同様に、平面のダイポールアンテナ３０を
小型化でき、結果、データキャリア自体の小型化を図る
ことができると共に、回路基板４０の可撓性を保つこと
ができる。
封止樹脂板と同じような樹脂の場合には、当該回路基板
４０に比誘電率εrが１０〜１００になるように誘電率
の高い材料２９を混入してもよい。そして、回路基板４
０のＩＣチップがボンディングされている側４０ａに樹
脂板５０を重ねて樹脂封止する。これにより、回路基板
４０が高誘電率になることから電磁波の波長を自由空間
の１／√εrに短縮できるので、封止樹脂板を高誘電率
にした場合と同様に、平面のダイポールアンテナ３０を
小型化でき、結果、データキャリア自体の小型化を図る
ことができると共に、回路基板４０の可撓性を保つこと
ができる。
【００２７】次に、本発明の非接触データキャリアのア
ンテナを、従来の非接触データキャリアのアンテナより
小さくできる理由について詳述する。
ンテナを、従来の非接触データキャリアのアンテナより
小さくできる理由について詳述する。
【００２８】図４に示すように、質問器と交信するため
の電磁波が同一周波数とすると、例えば封止樹脂板２８
の比誘電率が３の時の電磁波の波長より、比誘電率が３
０の時の電磁波の波長が短くなる。これは、電磁波の伝
播速度ｖを、
の電磁波が同一周波数とすると、例えば封止樹脂板２８
の比誘電率が３の時の電磁波の波長より、比誘電率が３
０の時の電磁波の波長が短くなる。これは、電磁波の伝
播速度ｖを、
【００２９】
【数１】
【００３０】と表すことができるからである。ここで、
εrは比誘電率、ε0は真空中の誘電率、μrは比透磁
率、μ0は真空中の透磁率である。即ち、真空中の誘電
率ε0、真空中の透磁率μ0を一定とし、比透磁率μrを
１．０とすると、比誘電率εrが３から３０まで大きく
なると、電磁波の伝播速度ｖは増加したことになり、事
実上の波長短縮が行われたことになるからである。した
がって、この波長短縮に対応させてダイポールアンテナ
３０の長さｌを短くすることができる。
εrは比誘電率、ε0は真空中の誘電率、μrは比透磁
率、μ0は真空中の透磁率である。即ち、真空中の誘電
率ε0、真空中の透磁率μ0を一定とし、比透磁率μrを
１．０とすると、比誘電率εrが３から３０まで大きく
なると、電磁波の伝播速度ｖは増加したことになり、事
実上の波長短縮が行われたことになるからである。した
がって、この波長短縮に対応させてダイポールアンテナ
３０の長さｌを短くすることができる。
【００３１】なお、図５（ａ）に示すように、ダイポー
ルアンテナ３１を回路基板４１の各端部４１ａ、４１
ｂ、４１ｃ、４１ｄに設置すれば、放射領域を増やすこ
とができるので、伝送できる情報量が多くなる１GHz以
上の周波数の電磁波を、交信電波に使用しても幅広い方
向で交信することが可能となる。
ルアンテナ３１を回路基板４１の各端部４１ａ、４１
ｂ、４１ｃ、４１ｄに設置すれば、放射領域を増やすこ
とができるので、伝送できる情報量が多くなる１GHz以
上の周波数の電磁波を、交信電波に使用しても幅広い方
向で交信することが可能となる。
【００３２】また、図５（ｂ）に示すように、回路基板
４２が円形の場合には、アンテナとしてループアンテナ
３２を当該回路基板４２の円周上に沿って設けるとよ
い。これにより、伝送できる情報量が多くなる１GHz以
上の周波数の電磁波を、交信電波に使用しても３６０度
の全方位で交信することが可能となる。
４２が円形の場合には、アンテナとしてループアンテナ
３２を当該回路基板４２の円周上に沿って設けるとよ
い。これにより、伝送できる情報量が多くなる１GHz以
上の周波数の電磁波を、交信電波に使用しても３６０度
の全方位で交信することが可能となる。
【００３３】また、アンテナはダイポールアンテナやル
ープアンテナに限らず、図５（ｃ）に示すように、金属
導体３３にスロット３３ａが形成されたスロットアンテ
ナ３４を回路基板４３に設けてもよい。スロットアンテ
ナ３４は、低伝送損失、高利得などのアンテナ特性を薄
型の平面構造で実現でき、また、スロット素子を多数配
列したスロットアレーにすることにより、複数のスロッ
ト素子を順次スキャン制御できるようになるので、３６
０度の全方位で交信することが可能になる。
ープアンテナに限らず、図５（ｃ）に示すように、金属
導体３３にスロット３３ａが形成されたスロットアンテ
ナ３４を回路基板４３に設けてもよい。スロットアンテ
ナ３４は、低伝送損失、高利得などのアンテナ特性を薄
型の平面構造で実現でき、また、スロット素子を多数配
列したスロットアレーにすることにより、複数のスロッ
ト素子を順次スキャン制御できるようになるので、３６
０度の全方位で交信することが可能になる。
【００３４】また、上述したダイポールアンテナ、ルー
プアンテナ、スロットアンテナなどのアンテナを図６に
示すように、回路基板４４の両面４４sf、４４rsに設
け、この２つのアンテナ３５、３６を交差するように配
置すれば、これらアンテナ３５、３６の放射パターンも
交差するようになるので、伝送できる情報量が多くなる
１GHz以上の周波数の電磁波を、交信電波に使用しても
幅広い方向で交信することが可能になる。
プアンテナ、スロットアンテナなどのアンテナを図６に
示すように、回路基板４４の両面４４sf、４４rsに設
け、この２つのアンテナ３５、３６を交差するように配
置すれば、これらアンテナ３５、３６の放射パターンも
交差するようになるので、伝送できる情報量が多くなる
１GHz以上の周波数の電磁波を、交信電波に使用しても
幅広い方向で交信することが可能になる。
【００３５】さらに、上述した本発明の非接触データキ
ャリアの好ましい実施の形態例においては、誘電率の高
い材料を回路基板あるいは封止樹脂に混入させていた
が、これに限らず、図７に示すように、回路基板４５の
側面を比誘電率εrが１０〜１００になるように誘電率
の高い材料が混入されている樹脂２００にて覆設したり
（図７（ａ）、（ｂ））、あるいは回路基板４５にアン
テナのパターン形状から成るスルーホールを形成し、こ
のスルーホール化されたアンテナのパターン４５ａにア
ンテナ３７を内設し、このアンテナのパターン４５ａに
内設されたアンテナ３７を比誘電率εrが１０〜１００
になるように誘電率の高い材料が混入されている樹脂２
１０にて封止したりすることにより（図７（ｂ））、回
路基板の側面を覆設する樹脂やアンテナのパターンに内
設されたアンテナを封止する樹脂が高誘電率になること
から電磁波の波長を自由空間の１／√εrに短縮できる
ので、アンテナを小型化でき、結果、データキャリア自
体の小型化を図ることができ、而も回路基板あるいは封
止樹脂の可撓性を損なうことなく小型化を達成できる。
ャリアの好ましい実施の形態例においては、誘電率の高
い材料を回路基板あるいは封止樹脂に混入させていた
が、これに限らず、図７に示すように、回路基板４５の
側面を比誘電率εrが１０〜１００になるように誘電率
の高い材料が混入されている樹脂２００にて覆設したり
（図７（ａ）、（ｂ））、あるいは回路基板４５にアン
テナのパターン形状から成るスルーホールを形成し、こ
のスルーホール化されたアンテナのパターン４５ａにア
ンテナ３７を内設し、このアンテナのパターン４５ａに
内設されたアンテナ３７を比誘電率εrが１０〜１００
になるように誘電率の高い材料が混入されている樹脂２
１０にて封止したりすることにより（図７（ｂ））、回
路基板の側面を覆設する樹脂やアンテナのパターンに内
設されたアンテナを封止する樹脂が高誘電率になること
から電磁波の波長を自由空間の１／√εrに短縮できる
ので、アンテナを小型化でき、結果、データキャリア自
体の小型化を図ることができ、而も回路基板あるいは封
止樹脂の可撓性を損なうことなく小型化を達成できる。
【００３６】なお、これら誘電率の高い材料が混入され
ている回路基板、封止樹脂あるいは回路基板の側面を覆
設する樹脂は、複合して使用したとしても交信のための
電磁波の波長を短縮できるので、アンテナを小型化でき
る。
ている回路基板、封止樹脂あるいは回路基板の側面を覆
設する樹脂は、複合して使用したとしても交信のための
電磁波の波長を短縮できるので、アンテナを小型化でき
る。
【００３７】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の非接触
データキャリアによれば、回路基板、封止樹脂あるいは
回路基板の側面を覆設する樹脂自体が高誘電率になるこ
とから交信のための電磁波の波長を短縮できるので、同
一周波数の電磁波にてアンテナを従来のものに比べて小
型化できる。したがって、高速・大容量の情報伝送がで
きる１GHz〜３GHzの周波数の電磁波、特に我が国（日本
国）の無線局の免許を受けずに使用できる２．４５GHz
の周波数の電磁波で交信するデータキャリアのアンテナ
も、従来の比誘電率が低い回路基板あるいは封止樹脂を
用いたデータキャリアのアンテナより小型化できるの
で、機器の小型化につながるメリットがある。
データキャリアによれば、回路基板、封止樹脂あるいは
回路基板の側面を覆設する樹脂自体が高誘電率になるこ
とから交信のための電磁波の波長を短縮できるので、同
一周波数の電磁波にてアンテナを従来のものに比べて小
型化できる。したがって、高速・大容量の情報伝送がで
きる１GHz〜３GHzの周波数の電磁波、特に我が国（日本
国）の無線局の免許を受けずに使用できる２．４５GHz
の周波数の電磁波で交信するデータキャリアのアンテナ
も、従来の比誘電率が低い回路基板あるいは封止樹脂を
用いたデータキャリアのアンテナより小型化できるの
で、機器の小型化につながるメリットがある。
【図１】本発明の非接触データキャリアにおける好まし
い実施の形態例を示す説明図。
い実施の形態例を示す説明図。
【図２】本発明の非接触データキャリアにおける他の好
ましい実施の形態例を示す説明図。
ましい実施の形態例を示す説明図。
【図３】本発明の非接触データキャリアに適用される回
路ブロック図。
路ブロック図。
【図４】本発明の非接触データキャリアによる波長短縮
の原理を示す説明図。
の原理を示す説明図。
【図５】本発明の非接触データキャリアにおける他の好
ましい実施の形態例を示す説明図。
ましい実施の形態例を示す説明図。
【図６】本発明の非接触データキャリアにおける他の好
ましい実施の形態例を示す説明図。
ましい実施の形態例を示す説明図。
【図７】本発明の非接触データキャリアにおける他の好
ましい実施の形態例を示す説明図。
ましい実施の形態例を示す説明図。
１・・・・・質問器 ２・・・・・非接触データキャリア ２８・・・・・封止樹脂板 ２９・・・・・誘電率の高い材料 ３０・・・・・ダイポールアンテナ ３２・・・・・ループアンテナ ３３・・・・・金属導体 ３３ａ・・・・・スロット ３４・・・・・スロットアンテナ ３５、３６、３７・・・・・アンテナ ４０、４１、４２、４４、４５・・・・・回路基板 ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ・・・・・回路基板の各端
部 ４４sf・・・・・回路基板の表面 ４４rs・・・・・回路基板の裏面 ４５ａ・・・・・スルーホール化されたアンテナのパターン ２００・・・・・覆設樹脂 ２１０・・・・・封止樹脂
部 ４４sf・・・・・回路基板の表面 ４４rs・・・・・回路基板の裏面 ４５ａ・・・・・スルーホール化されたアンテナのパターン ２００・・・・・覆設樹脂 ２１０・・・・・封止樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C005 MA19 MB06 NA09 RA16 5B035 BA03 BB09 CA01 CA12 CA23
Claims (10)
- 【請求項１】質問器と交信するためのアンテナや電源発
生回路を含む各種電子部品がＩＣチップ化され１つの回
路基板にボンディングされてから樹脂封止されて成る非
接触データキャリアであって、 前記回路基板あるいは前記封止樹脂の何れか一方には、
比誘電率εrが１０〜１００になるように誘電率の高い
材料が混入されていることを特徴とする非接触データキ
ャリア。 - 【請求項２】質問器と交信するためのアンテナや電源発
生回路を含む各種電子部品がＩＣチップ化され１つの回
路基板にボンディングされてから樹脂封止されて成る非
接触データキャリアであって、 前記回路基板には前記アンテナのパターン形状から成る
スルーホールが形成され、前記スルーホール化された前
記アンテナのパターンには前記アンテナが内設され、前
記アンテナのパターンに内設された前記アンテナは比誘
電率εrが１０〜１００になるように誘電率の高い材料
が混入されている樹脂にて封止されていることを特徴と
する非接触データキャリア。 - 【請求項３】質問器と交信するためのアンテナや電源発
生回路を含む各種電子部品がＩＣチップ化され１つの回
路基板にボンディングされてから樹脂封止されて成る非
接触データキャリアであって、 前記回路基板の側面は、前記比誘電率εrが１０〜１０
０になるように誘電率の高い材料が混入されている前記
樹脂にて覆設されていることを特徴とする非接触データ
キャリア。 - 【請求項４】前記誘電率の高い材料は粉体であることを
特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の非接触
データキャリア。 - 【請求項５】前記誘電率の高い材料は、バリウム、チタ
ン、ケイ素から選ばれる少なくとも１種の元素を含む化
合物であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１
項に記載の非接触データキャリア。 - 【請求項６】前記アンテナはダイポールアンテナである
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の
非接触データキャリア。 - 【請求項７】前記アンテナは金属導体にスロットが形成
されたスロットアンテナであることを特徴とする請求項
１乃至５の何れか１項に記載の非接触データキャリア。 - 【請求項８】前記アンテナは前記回路基板の両平面に設
けられ、この２つのアンテナは交差するように配置され
ていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に
記載の非接触データキャリア。 - 【請求項９】前記ダイポールアンテナは前記回路基板の
何れか一方の平面上の各端部に設置されていることを特
徴とする請求項６記載の非接触データキャリア。 - 【請求項１０】前記回路基板が円形の場合には、前記ア
ンテナとしてループアンテナが当該回路基板の円周上に
沿って設けられることを特徴とする請求項１乃至５の何
れか１項に記載の非接触データキャリア。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001017530A JP2002222398A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 非接触データキャリア |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001017530A JP2002222398A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 非接触データキャリア |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002222398A true JP2002222398A (ja) | 2002-08-09 |
Family
ID=18883723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001017530A Pending JP2002222398A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 非接触データキャリア |
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| Country | Link |
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- 2001-01-25 JP JP2001017530A patent/JP2002222398A/ja active Pending
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