JP2003046321A - 磁芯部材及びそれを用いたrfid用タグ - Google Patents

磁芯部材及びそれを用いたrfid用タグ

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JP2003046321A
JP2003046321A JP2001233432A JP2001233432A JP2003046321A JP 2003046321 A JP2003046321 A JP 2003046321A JP 2001233432 A JP2001233432 A JP 2001233432A JP 2001233432 A JP2001233432 A JP 2001233432A JP 2003046321 A JP2003046321 A JP 2003046321A
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magnetic
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Takanori Endo
貴則 遠藤
Seiro Hachiman
誠朗 八幡
Takashi Tsuchida
隆 土田
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01047Silver [Ag]

Abstract

(57)【要約】 【課題】比較的高温の環境雰囲気中においても十分にそ
の機能を発揮する。 【解決手段】耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性フレー
クと耐熱性プラスチックからなる複合材によりRFID
用タグ11の磁芯部材12aが形成される。耐熱性プラ
スチックはポリイミド、エポキシ、又はポリフェニール
スルフォイドである。耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁
性フレークは、鉄系合金、フェライト又はアモルファス
からなる粉末又はフレークが挙げられ、表面に保護被膜
を有する純鉄の粉末又はフレークであっても良い。鉄系
合金にあっては、8wt%〜40wt%のクロムを含む
か、更に0.1wt%〜10wt%のシリコンとを含む
ことが好ましい。RFID用タグは、この磁芯部材12
aと、磁芯部材12aに巻回されたコイル本体12b
と、コイル本体12bに電気的に接続され物品16に固
有の情報が記憶可能に構成されたICチップ13とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、RFID(無線周
波数識別:Radio Frequency Identification)技術を用
いたタグに用いられる磁芯部材及びそれを用いたRFI
D用タグに関する。更に詳しくは、比較的高温の環境雰
囲気中において使用可能なタグに用いられる磁芯部材及
びそれを用いたRFID用タグに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、螺旋状に巻回されたコイル本体か
らなるアンテナコイルと、このアンテナコイルのコイル
本体に電気的に接続され管理対象の物品に関する情報が
記憶されたICチップとを備えたタグが知られている。
例えば製造工程においてこのタグを使用する例を挙げる
と、このタグが製造ラインの当初流される部品に予め取
付けられ、その部品が製造ラインにおいて組み立て又は
加工が行われるたびにその履歴をICチップに記憶さ
せ、その物品における製造状況の管理を行う管理手段が
知られている。しかし、上述した従来のタグでは、管理
対象の物品が金属により形成されている場合、金属製の
物品の影響を受けるのを回避するため、タグと物品との
間に厚さが5〜10mmであって電気絶縁性を有するス
ペーサを挿入した状態で、タグを物品に固定する必要が
あり、金属製の物品とアンテナコイルとの間隔が比較的
大きいため、アンテナコイルが管理対象の物品から大き
く突出する不具合があった。このため、物品の搬送中に
アンテナコイルが周囲の物に接触するおそれがあった。
【0003】この点を解消するために、磁性粉末又は磁
性フレークとプラスチックからなる複合材により磁芯部
材を構成し、この磁芯部材とこの磁芯部材の軸線を中心
として螺旋状に巻回されたコイル本体とによりアンテナ
コイルを構成してアンテナコイルの感受性を高め、タグ
と物品との間に挿入されるスペーサの厚さを薄くして管
理対象の物品からアンテナコイルが突出する突出量を低
減することが考えられる。一方、製造ラインで組み立て
られる物品が例えば塗装工程や洗浄工程を伴う場合に
は、その物品に当初から取付けられているタグも塗装工
程後の比較的高温な雰囲気中でその塗装された塗料を乾
燥硬化させる乾燥工程や、洗浄工程後における比較的高
温な雰囲気中でその洗浄液を揮発させる乾燥工程に曝さ
れる。これらの乾燥工程では、通常物品を150℃〜2
50℃の雰囲気中に所定時間放置するため、このような
物品に取付けられるタグに関しては、150℃〜250
℃の比較的高温な雰囲気中であっても、十分にその機能
を発揮しうること、即ち耐熱性が要求される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、複合材を構成
する一般的なプラスチックの耐熱性は150℃以下であ
るため、上述した複合材から作られた磁芯部材も耐熱性
を持つものではなく、この複合材からなる磁芯部材を有
するタグを150℃〜250℃の比較的高温な雰囲気中
に曝すと、磁芯部材が変形及び劣化してタグがその機能
を発揮することができない不具合がある。この点を解消
するために、例えば磁芯部材として耐熱性を有するアモ
ルファス箔等の金属材料を使用すれば磁芯部材の耐熱性
を確保することはできるけれども、RFID技術に使用
される無線周波数は一般的に高いMHz級の周波数が用
いられる。このため、金属材料を用いた磁芯部材を有す
るアンテナコイルはMHz級の周波数に対応することが
できず、そのような磁芯部材を有するアンテナコイルを
RFID用タグに用いることはできない問題点がある。
本発明の目的は、比較的高温の環境雰囲気中においても
十分にその機能を発揮し得る磁芯部材及びそれを用いた
RFID用タグを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
図1及び図2に示すように、RFID用タグ11の磁芯
部材12aの改良である。その特徴ある構成は、耐熱性
の磁性粉末又は耐熱性の磁性フレークと耐熱性プラスチ
ックからなる複合材により形成されたところにある。こ
の請求項1に係る磁芯部材は、耐熱性磁性粉末又は耐熱
性磁性フレークが耐熱性を有するプラスチックに分散さ
れて作られるため、全体として耐熱性を有するものにな
り、150℃〜250℃の雰囲気中にあっても変形や劣
化することはなく、比較的高い高温雰囲気中においても
その特性を十分に維持し得る磁芯部材を得ることが可能
になる。
【0006】請求項2に係る発明は、請求項1に係る発
明であって、耐熱性プラスチックがポリイミド、エポキ
シ、ポリフェニールスルフォイド又はフェノールである
磁芯部材である。この請求項2に係る磁芯部材では、磁
性粉末又は磁性フレークを分散させるプラスチックが、
比較的高温の雰囲気中にあっても変形及び劣化等するこ
となく、磁性粉末又は磁性フレークは高温雰囲気中にあ
っても確実に分散され、高温雰囲気中における磁芯部材
としての特性を十分に維持することが可能になる。
【0007】請求項3に係る発明は、請求項1又は2に
係る発明であって、耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性
フレークが、8wt%〜40wt%のクロムを含む鉄系
合金からなる粉末又はフレークである磁芯部材である。
請求項4に係る発明は、請求項1又は2に係る発明であ
って、耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性フレークが8
wt%〜40wt%のクロムと0.1wt%〜10wt
%のシリコンとを含む鉄系合金からなる粉末又はフレー
クであるRFID用タグの磁芯部材である。
【0008】請求項3に係る磁芯部材では、8wt%〜
40wt%のクロムを鉄に添加することにより高温酸化
を防止でき、電気抵抗を増し高周波で渦電流損を低減す
ることができる。請求項4に係る磁芯部材では、上述し
たクロムとともに、0.1wt%〜10wt%のシリコ
ンを添加することにより、高温酸化に対する抵抗と固有
抵抗が更に増し、透磁率も上昇させることができる。ま
た、シリコンを添加することにより溶湯の流動性を増
し、微細な粉末を容易にアトマイズ法で製造することが
可能になる。
【0009】請求項5に係る発明は、請求項1又は2に
係る発明であって、耐熱性の磁性粉末がフェライトから
なる粉末である磁芯部材である。この請求項5に係る磁
性部材では、耐熱性の磁性粉末としてフェライトからな
る粉末を用いるので、高温における酸化及び変質の恐れ
を防止することができる。また、フェライトの透磁率の
温度係数は大きいけれども、複合材とすると温度係数は
少なくなり、高温での共振周波数の変化は少ない。この
ため、乾燥機等から取り出し直後の製造が室温まで冷却
しない状態でも、情報の読み書きが可能になる。
【0010】請求項6に係る発明は、請求項1又は2に
係る発明であって、耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性
フレークがアモルファスからなる粉末又はフレークであ
る磁芯部材である。この請求項6に係る磁芯部材では、
比較的高い透磁率を有する磁芯部材を得ることができ
る。但し、アモルファスからなる粉末又はフレークを機
械的に処理して得る場合には、その処理に起因して生じ
たひずみを除去するために、一旦焼鈍してアモルファス
の本来的特性を復帰させておくことが好ましい。
【0011】請求項7に係る発明は、請求項1又は2に
係る発明であって、耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性
フレークが表面に保護被膜を有する純鉄の粉末又はフレ
ークである磁芯部材である。この請求項7に係る磁芯部
材では、保護皮膜が純鉄からなる粉末又はフレークの高
温酸化を防止することができる。
【0012】請求項8に係る発明は、請求項1ないし7
いずれかに係る発明であって、複合材を射出成形又は圧
縮成形することにより形成された磁芯部材である。請求
項9に係る発明は、請求項1ないし7いずれかに係る発
明であって、複合材を耐熱性樹脂フィルム又はシートに
塗布乾燥することにより作られた塗膜を有する磁芯部材
である。この請求項8及び請求項9に係る発明では、磁
芯部材を比較的容易に得ることができる。特に複合材を
塗布乾燥することにより比較的薄い磁芯部材を得ること
ができる。ここで、複合材を塗布乾燥させる場合、その
フィルム又はシートと、そのフィルム又はシートに塗布
された複合材からなる塗膜とにより形成されたものを磁
芯部材としてもよく、またフィルム又はシートから塗膜
を剥離してその塗膜のみを磁芯部材としてもよい。塗膜
のみを磁芯部材とする場合、複合材を塗布するフィルム
又はシートには、予め離型材を塗布しておくことが好ま
しい。
【0013】請求項10に係る発明は、物品16に取付
けられかつ板状又は棒状に形成された請求項1ないし8
いずれか記載の磁芯部材12aと、磁芯部材12aにこ
の磁芯部材12aの軸芯を中心として螺旋状に巻回され
たコイル本体12bと、コイル本体12bに電気的に接
続され物品16に固有の情報が記憶可能に構成されたI
Cチップ13とを備えたRFID用タグである。請求項
11に係る発明は、図4に示すように、物品16に取付
けられかつ板状に形成された請求項1ないし9いずれか
記載の磁芯部材62aと、磁芯部材62aの表面に積層
されるように渦巻き状に巻回されたコイル本体62b
と、コイル本体62bに電気的に接続され物品16に固
有の情報が記憶可能に構成されたICチップ13とを備
えたRFID用タグである。この請求項10及び請求項
11に係るRFID用タグでは、比較的薄いRFID用
タグを得ることができるとともに、比較的高温な雰囲気
中においても十分にその機能を発揮しうるRFID用タ
グを得ることができる。特に請求項11に係るRFID
用タグでは、コイル本体62bを磁芯部材62aの表面
に積層されるように渦巻き状に巻回するので、特に薄い
RFID用タグを得ることができる。
【0014】請求項12に係る発明は、請求項11に係
る発明であって、図8に示すように、コイル本体62b
が耐熱性樹脂フィルムからなる基材64上に渦巻き状に
巻回され、コイル本体62bがその基材64を介して磁
芯部材62aの表面に積層されたRFID用タグであ
る。この請求項12に係るRFID用タグでは、耐熱性
樹脂フィルムからなる基材64に螺旋状に巻回された空
芯のコイル本体とICチップからなる従来のRFID用
タグを、本発明の磁芯部材62aに積層させることによ
り、耐熱性を有しかつ物品からの突出量を低減させた新
たなRFID用タグとすることができる。
【0015】請求項13に係る発明は、請求項10ない
し12いずれかに係る発明であって、磁芯部材12aが
取付けられる物品16の取付面16aと磁芯部材12a
との間に導電性材料により形成された導電板23が介装
されたRFID用タグである。この請求項13に記載さ
れたRFID用タグでは、タグを取付ける物品16の取
付面16aが金属により形成されていても、その取付面
16aとアンテナコイル12の間に介在する導電板23
により金属からなる取付面16aからアンテナコイル1
2が遮蔽され、アンテナコイル12が金属からなる取付
面16aによる影響を受けない。この場合、アンテナコ
イル12は導電板23による影響により共振周波数が変
化するが、予め導電板23を存在させた状態で所望の周
波数となるアンテナコイル12を得ておくことにより、
導電板23の存在する状態で正常に作動するタグが得ら
れる。なお、導電板23は銅又はアルミニウムから作ら
れることが好ましい。
【0016】請求項14に係る発明は、請求項13に係
る発明であって、導電板23の厚さが0.008〜3m
mであるRFID用タグである。この請求項14に係る
RFID用タグでは、導電板23の存在に拘わらず、タ
グを著しく突出させることなく物品の取付面に直接接着
させることができ、物品16の搬送中にタグが周囲の物
に接触するのを防止できる。ここで、導電板23の厚さ
が0.008mm未満であると、その導電板23の入手
が困難になり、その厚さが3mmを越えると、タグの物
品からの突出量が増大する。ここで導電板23の更に好
ましい厚さは0.05〜1mmである。
【0017】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図1及び図2に示すように、本発明
のRFID用タグの磁芯部材12aは、耐熱性の磁性粉
末又は耐熱性の磁性フレークと耐熱性プラスチックから
なる複合材により形成されたものである。ここで、RF
ID用タグ11は物品16に取付けられて使用されるも
のであり、物品16毎に異なる固有の情報が記憶された
ICチップ13と、ICチップ13に電気的に接続され
たアンテナコイル12とを備える。アンテナコイル12
は上述の磁芯部材12aと、この磁芯部材12aに巻回
されたコイル本体12bとを備えるものである。耐熱性
プラスチックとしては、ポリイミド、エポキシ、又はポ
リフェニールスルフォイドが好ましい。また熱硬化性樹
脂であるフェノールであっても良い。
【0018】耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性フレー
クとしては、鉄系合金、フェライト又はアモルファスか
らなる粉末又はフレークが挙げられる。鉄系合金にあっ
ては、8wt%〜40wt%のクロムを含む鉄系合金が
好ましい。複合材では磁性体が導電材であっても、プラ
スチックの中で孤立しているので、材料全体としては渦
電流は発生しないが、磁性体の内部では局部的な渦電流
が発生するので、磁性体自体の固有抵抗も高い方が望ま
しい。このため、8wt%〜40wt%のクロムを鉄に
添加することにより高温酸化を防止でき、電気抵抗を増
し高周波で渦電流損を低減することができる。ここでク
ロムが8wt%未満であると高温酸化を効果的に防止す
ること及び渦電流損を十分に低減することが困難にな
り、クロムが40wt%を越えると、得られた磁芯部材
12aが脆くなるとともに飽和磁束密度が低下する。ク
ロムの更に好ましい添加範囲は10wt%〜25wt%
である。
【0019】また、鉄系合金にあっては、8wt%〜4
0wt%のクロムと0.1wt%〜10wt%のシリコ
ンとを含む鉄系合金も好ましい。上述したクロムととも
に、シリコンを添加することにより高温酸化に対する抵
抗と固有抵抗が更に増し、透磁率も上昇させることがで
きる。また、シリコンの添加は溶湯の流動性を増し、微
細な粉末を容易にアトマイズ法で製造できるようにな
る。ここで、シリコンが0.1wt%未満であると高温
酸化に対する抵抗と固有抵抗を十分に高めることが困難
となり、シリコンが10wt%を越えると、得られた磁
芯部材12aが脆くなり又飽和磁束密度も下がるので、
適当ではない。この場合におけるシリコンの更に好まし
い添加範囲は1wt%〜3wt%である。なお、得られ
る磁芯部材12aの飽和磁束密度を上げるため、この鉄
系合金にコバルトを添加しても良く、透磁率と電気抵抗
を増すため、ニッケル、銅等を添加しても良い。鉄系金
属粉末の製法は水アトマイズ法が適当であり、鉄系金属
フレークは水アトマイズした粉末をボールミル、アトラ
イター等を用い機械的に粉砕し、必要に応じて焼鈍する
ことにより得られる。
【0020】一方、耐熱性の磁性粉末としてフェライト
からなる粉末を用いれば、高温における酸化及び変質の
恐れを防止することができる。フェライトの透磁率の温
度係数は大きいけれども、複合材とすると温度係数は少
なくなり、高温での共振周波数の変化は少ない。このた
め、乾燥機等から取り出し直後の製造が室温まで冷却し
ない状態でも、情報の読み書きが可能になる。フェライ
トの粉末は焼結したフェライトを機械的に粉砕して得
る。この場合、フェライトは余り微細に粉砕すると変質
し、正常な特性が得られないので、やや粗く粉砕するこ
とが好ましい。その一方で、余り粒径が大きいと、射出
成形等の加工が困難となるので、10μm〜100μm
の範囲における粒径が好ましい。
【0021】また、耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性
フレークとして、アモルファスからなる粉末又はフレー
クを用いることもできる。アモルファスは、Fe,C
o,Ni,の合金にB,Si等を添加し急冷して製造す
ることができる。アモルファス粉末の場合には、水アト
マイズ法を用いて製造する。アモルファスフレークの場
合には溶湯粒を水冷した銅に衝突させて製造する。又
は、アモルファス粉、フレークをボールミル等で機械的
に処理しても得られる、この場合は、フレークにはひず
みがあり、磁性特性が低下しているので焼鈍してアモル
ファスの本来的特性を復帰させることが好ましい。更
に、耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性フレークとし
て、表面に燐酸塩皮膜、四三酸化鉄等の保護被膜を有す
る純鉄の粉末又はフレークを用いることもできる。純鉄
からなる粉末又はフレークの表面に保護被膜を形成した
ものは、その保護皮膜により高温酸化を防止することが
でき、比較的高温の雰囲気中においてもその磁性特性を
得ることが可能になる。
【0022】上述した耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁
性フレークと耐熱性プラスチックからなる複合材により
磁芯部材12aを形成する場合、複合材を射出成形又は
圧縮成形することが好ましい。但し、必要とされる透磁
率が比較的低い場合には、耐熱性を有するフィルム又は
シートに複合材を塗布乾燥させることもできる。この場
合、例えば、硬化前のエポキシ樹脂をアセトンに溶解し
磁性粉又は磁性フレークを混合したものをプラスチック
フィルムに塗布し、アセトンを蒸発させた後、加熱して
エポキシを硬化させることもできる。ポリイミド等の耐
熱性プラスチックフィルムに塗布すれば、そのフィルム
とそのフィルムに塗布された複合材からなる塗膜とによ
りそのまま磁芯部材12aとして使用できる。一方、フ
ィルム又はシートに予め離型材を塗布しておき、フィル
ム又はシートから塗膜を剥離してその塗膜のみを磁芯部
材12aとしても良い。
【0023】このように形成された磁芯部材12aは、
耐熱性を有し薄くしても割れ難い。また磁性粉末又は磁
性フレークがプラスチックに分散されている、即ち磁性
粉又はフレークがプラスチックにより相互に絶縁されて
いるため、磁芯部材12a全体としては導電性を有する
ことはなく、高周波の電波を受けても渦電流は発生しな
い。
【0024】次に、上述した磁芯部材を用いた本発明の
RFID用タグを説明する。図1及び図2に示すよう
に、この実施の形態におけるRFID用タグ11は、上
述した複合材を射出成形又は圧縮成形することにより板
状に形成された磁芯部材12aと、この磁芯部材12a
にこの磁芯部材12aの軸芯を中心として螺旋状に巻回
されたコイル本体12bと、コイル本体12bに電気的
に接続され物品16に固有の情報が記憶可能に構成され
たICチップ13とを備える。この実施の形態における
コイル本体12bは、ポリイミド等の耐熱性樹脂により
被覆された銅線を磁芯部材に巻回することにより作ら
れ、このコイル本体12bと磁芯部材12aとによりタ
グ用アンテナ12が形成される。コイル本体12bと1
Cチップ13の接続は、いわゆる低錫はんだ又は銀合金
はんだを用いて接続される。ここで、低錫はんだとして
は、融点が268℃〜301℃の10%Snはんだ及び
融点が300℃〜314℃の5%Snはんだが挙げら
れ、銀合金はんだとしては、融点が304℃〜370℃
の2.5%Ag−Pbはんだ及び融点が304℃〜37
0℃の5%Ag−Pbはんだが挙げられる。
【0025】なお、図1及び図2の符号21及び22は
タグ用アンテナ12及びICチップ13を収容するケー
スであり、このケースはコイル本体12b及びICチッ
プ13が接着されたケース本体21と、タグ11を覆う
ようにケース本体21に嵌着された蓋22とを有する。
このケース21,22はポリイミド、エポキシ、ポリフ
ェニールスルフォイド又はフェノールのような耐熱性プ
ラスチックにより形成される。また符号23は、磁芯部
材12aが取付けられる物品16の取付面16aと磁芯
部材12aとの間に介装された導電性材料により形成さ
れた導電板23であり、この導電板23はタグ用アンテ
ナ12を鋼板製の物品16から電磁遮蔽する機能を有
し、この導電板23は銅又はアルミニウムにより形成さ
れる。導電板23はケース本体21より一回り大きく又
は略同一に形成され、その固有抵抗は1.59×10-6
〜8×10-6Ω・cm、好ましくは1.59×10-6
3×10-6Ω・cmであることが好ましい。また導電板
23の厚さは0.008〜3mm、好ましくは0.05
〜0.5mmである。
【0026】ICチップ13は図3に示すように、電源
回路13bと、無線周波数(RF)回路13cと、変調
回路13dと、復調回路13eと、CPU13fと、こ
のCPU13fに接続され物品16に固有の情報が記憶
されるメモリ13aとを有する。電源回路13bはコン
デンサ(図示せず)を内蔵し、このコンデンサはタグ用
アンテナ12とともに共振回路を形成する。このコンデ
ンサにはタグ用アンテナ12が特定の周波数の電波(上
記共振回路が共振する周波数)を受信したときにその相
互誘導作用で生じる電力が充電される。電源回路13b
はこの電力を整流し安定化してCPU13fに供給し、
ICチップ13を活性化する。メモリ13aはROM
(read only memory)、RAM(ramdom-access memor
y)及びEEPROM(electrically erasable program
mable read only memory)を含み、CPU13fの制御
の下で後述するコンピュータ14からの電波のデータ通
信による読出しコマンドに応じて記憶されたデータの読
出しを行うとともに、コンピュータ14からの書込みコ
マンドに応じてデータの書込みが行われる。
【0027】このように構成されたRFID用タグ11
の使用状態を説明する。図3に示すように、この実施の
形態におけるRFID用タグ11は、コンピュータ14
又はこのコンピュータ14にネットワークを介して接続
されたコンピュータ14と送受信可能に構成され、IC
チップ13のメモリ13a(図3)には物品16に固有
の情報が記憶される。一方、コンピュータ14は上記I
Cチップ13に記憶された情報を読出しかつICチップ
13に追加情報を書込むように構成され、タグ用アンテ
ナ12と相互誘導作用する送受信アンテナ24と、送受
信アンテナ24から電波を発信させかつ送受信アンテナ
24の受けた電波を処理する処理部25と、ICチップ
13に記憶された情報を表示する表示部26を有する
(図3)。送受信アンテナ24はタグ用アンテナ12に
電波を送信しかつそのタグ用アンテナ12からの電波を
受信可能に構成される。また処理部25は送受信アンテ
ナ24に接続され、バッテリを内蔵する電源回路25a
と、無線周波数(RF)回路25bと、変調回路25c
と、復調回路25dと、CPU25eと、このCPU2
5eに接続されICチップ13から読取った情報を記憶
するメモリ25fとを有する(図3)。また処理部25
のCPU25fには入力部25gが接続され、この入力
部25gにより入力された追加情報はICチップ13に
書込み可能に構成される。
【0028】コンピュータ14の送受信アンテナ24か
らタグ用アンテナ12に向けて物品16に固有の情報
(製造工程等)を特定周波数の電波により送信する。物
品16固有の情報は2値化されたデジタル信号としてコ
ンピュータ14から発せられる。デジタル信号は、図示
しない信号発生器から発せられ変調回路25cで変調さ
れ、RF回路25bではこの変調した信号を増幅して送
受信アンテナ24から送信する。この変調には例えばA
SK(振幅変調)、FSK(周波数変調)又はPSK
(位相変調)が挙げられる。コンピュータ14から送信
された電波はタグ用アンテナ12に受信され、この受信
により、電源回路13bのコンデンサには送受信アンテ
ナ24とタグ用アンテナ12の相互誘導作用で生じる電
力が充電される。この結果、電源回路13bは電力を整
流し安定化して、CPU13fに供給し、ICチップ1
3を活性化する。次いでICチップ13のRF回路13
cでは復調に必要な信号のみを取込み、復調回路13e
で物品16固有の情報のデジタル信号を再現させて、C
PU13fによりこのデジタル信号をメモリ13aに書
込む。
【0029】次いで上記タグ11を物品16の取付部1
6aに固着した後に(図1〜図3)、製造ライン27に
流すと、製造ライン27のコンピュータ14により上記
タグ11のICチップ13に記憶された情報が読出され
る。具体的にはコンピュータ14の送受信アンテナ24
からタグ用アンテナ12に向けて2値化されたデジタル
信号の質問信号を特定周波数の電波により送信する。コ
ンピュータ14から発せられるデジタル信号は、変調回
路25cで変調を受け、RF回路25bでこの変調した
信号を増幅して送受信アンテナ24から送信される。送
信された質問信号の電波はタグ用アンテナ12に受信さ
れ、この受信により電源回路13bのコンデンサに電力
が充電される。電源回路13bは電力をCPU13fに
供給し、ICチップ13を活性化し、RF回路13cを
介して復調回路13eで元のデジタル信号の質問信号を
再現させる。CPU13fはこの質問信号に基づいてメ
モリ13aに記憶されていたその物品16固有の情報を
送信する。この情報の送信は2値化されたデータ信号を
ICチップ13の変調回路13dで変調し、RF回路1
3cで増幅してタグ用アンテナ12から送出することに
より行われる。送信されたデータはコンピュータ14の
送受信アンテナ24が受信し、処理部25はタグ11か
らの物品16固有の情報を表示部26に表示する。
【0030】その物品16固有の情報に基づいてその物
品16を所定の色で塗装し、その後に電気炉に搬入して
乾燥する。このときタグ11は物品16とともに200
℃程度の高温になるけれども、磁芯部材12a、ケース
21,22が耐熱性プラスチックにより形成されている
ため、これらの部材が軟化することはない。この結果、
タグ用アンテナ12の特性が変化しないので、コンピュ
ータ14を用いてタグ11のICチップ13に記憶され
た物品16固有の情報を読出したり、或いはタグ11の
ICチップ13に追加情報を書込むことができる。
【0031】なお、上述した実施の形態では、磁芯部材
12aが取付けられる物品16の取付面16aと磁芯部
材12aとの間に導電性材料により形成された導電板2
3を介装させた例を示したが、物品が非導電性である場
合又はタグ11を物品の非導電性の部分に取付ける場合
には、上述した導電板23を介装させることなくタグ1
1を直接その非導電性部分に取付けても良い。また、上
述した実施の形態における図2では、平板状の磁芯部材
12aを表したが、磁芯部材12aは棒状のものであっ
てもよい。複合材を射出成形又は圧縮成型することによ
り磁芯部材12aを形成する場合には、棒状の磁芯部材
12aの断面を円形、四角形、三角形又は楕円形のよう
に使用用途に応じて最適な形状にすることもできる。
【0032】また、上述した実施の形態では、磁芯部材
12aの軸芯を中心としてコイル本体12bを螺旋状に
巻回した例を示したが、図4及び図5に示すように、磁
芯部材62aを円板状に形成し、この磁芯部材62aの
表面に積層されるようにコイル本体62bを渦巻き状に
巻回しても良い。コイル本体62bは、図示しないフィ
ルムに接着された銅箔又はアルミ箔のエッチングにより
形成することが好ましく、このコイル本体62bは磁芯
部材62aの表面に接着されることにより磁芯部材62
aの表面に積層される。このタグ61の磁芯部材62a
には直接蓋22が接着され、タグ61を極めて薄いもの
にしている。このため、このタグ61を接着剤又は両面
粘着テープを介して物品16に取付けても、タグ61は
物品16から極めて僅かしか突出しないため、その取付
強度を十分に確保できる。
【0033】図6及び図7に示すように、タグ61を取
付ける物品16の部分16aが導電性である場合には、
タグ61と物品16との間に導電性材料により形成され
た導電板63を介装することができる。導電板63を介
装させると、コンピュータ14の送受信アンテナ24か
らタグ61のアンテナコイル62に向って発信した電波
は、その導電板63により物品16へ通過が遮蔽される
ため、その物品の取付面16aに渦電流が発生すること
を防止できる。更に、磁芯部材62aの表面に積層され
るようにコイル本体62bを渦巻き状に巻回する場合、
図8に示すように、耐熱性フィルムからなる円板状の基
材64の表面に渦巻き状に形成されたコイル本体62b
とそのコイル本体62bと電気的に接続されたICチッ
プ13とを有する従来のRFIDタグ71を、本発明の
磁芯部材62aに積層して耐熱性を有する新たなRFI
D用タグとすることもできる。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、耐
熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性フレークと耐熱性プラ
スチックからなる複合材によりRFID用タグ11の磁
芯部材を形成したので、その磁芯部材は、耐熱性磁性粉
末又は耐熱性磁性フレークが耐熱性を有するプラスチッ
クに分散されて作られ、全体として耐熱性を有するもの
になり、150℃〜250℃の雰囲気中にあっても変形
や劣化することはなく、比較的高い高温雰囲気中におい
てもその特性を十分に維持し得ることが可能になる。
【0035】RFID用タグは、この磁芯部材と、この
磁芯部材に巻回されたコイル本体と、コイル本体に電気
的に接続され物品に固有の情報が記憶可能に構成された
ICチップとを備えるので、比較的薄いRFID用タグ
を得ることができるとともに、比較的高温な雰囲気中に
おいても十分にその機能を発揮しうるRFID用タグを
得ることができる。コイル本体が耐熱性樹脂フィルムか
らなる基材上に渦巻き状に巻回された従来から存在する
ものである場合には、その基材を介して磁芯部材の表面
にコイル本体を積層すれば、従来からあるRFID用タ
グを耐熱性を備える本発明のRFID用タグに容易にす
ることができる。なお、磁芯部材が取付けられる物品の
取付面が金属である場合には、そのの取付面と磁芯部材
との間に導電性材料により形成された導電板を介装すれ
ば、その取付面が金属により形成されていても、その取
付面とアンテナコイルの間に介在する導電板により金属
からなる取付面からアンテナコイルを遮蔽することがで
き、アンテナコイルが金属からなる取付面による影響を
回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のRFID用タグを示す図2のA−A線
断面図。
【図2】図1のB−B線断面図。
【図3】そのタグ用アンテナに送受信アンテナを対向さ
せた状態を示すRFID用タグ及びコンピュータの回路
構成図。
【図4】本発明の別のRFID用タグを示す図5のE−
E線断面図。
【図5】そのタグを収容するケースの蓋を取除いた状態
を示す図4のF矢視図。
【図6】その別のタグに導電板を設けた図7のG−G線
断面図。
【図7】そのタグを収容するケースの蓋を取除いた状態
を示す図6のH矢視図。
【図8】コイル本体が基材上に渦巻き状に巻回され、コ
イル本体がその基材を介して磁芯部材の表面に積層され
たRFID用タグを示す斜視図。
【符号の説明】
11,61 RFID用タグ 12a,62a 磁芯部材 12b,62b コイル本体 13 ICチップ 16 物品 23,63 導電板 64 基材
───────────────────────────────────────────────────── 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) H01F 17/04 H01L 25/00 B H01L 25/00 G06K 19/00 K (72)発明者 八幡 誠朗 東京都文京区小石川1丁目12番14号 三菱 マテリアル株式会社RF−ID事業センタ ー内 (72)発明者 土田 隆 東京都文京区小石川1丁目12番14号 三菱 マテリアル株式会社RF−ID事業センタ ー内 Fターム(参考) 5B035 AA07 BA05 BB09 CA02 CA23 5E041 AA11 AB00 BB03 CA10 5E070 AA20 CB12

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 RFID用タグ(11)の磁芯部材(12a)に
    おいて、 耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性フレークと耐熱性プ
    ラスチックからなる複合材により形成されたことを特徴
    とする磁芯部材。
  2. 【請求項2】 耐熱性プラスチックがポリイミド、エポ
    キシ、ポリフェニールスルフォイド又はフェノールであ
    る請求項1記載の磁芯部材。
  3. 【請求項3】 耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性フレ
    ークが、8wt%〜40wt%のクロムを含む鉄系合金
    からなる粉末又はフレークである請求項1又は2記載の
    磁芯部材。
  4. 【請求項4】 耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性フレ
    ークが8wt%〜40wt%のクロムと0.1wt%〜
    10wt%のシリコンとを含む鉄系合金からなる粉末又
    はフレークである請求項1又は2記載の磁芯部材。
  5. 【請求項5】 耐熱性の磁性粉末がフェライトからなる
    粉末である請求項1又は2記載の磁芯部材。
  6. 【請求項6】 耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性フレ
    ークがアモルファスからなる粉末又はフレークである請
    求項1又は2記載の磁芯部材。
  7. 【請求項7】 耐熱性の磁性粉末又は耐熱性の磁性フレ
    ークが表面に保護被膜を有する純鉄の粉末又はフレーク
    である請求項1又は2記載の磁芯部材。
  8. 【請求項8】 複合材を射出成形又は圧縮成形すること
    により形成された請求項1ないし7いずれか記載の磁芯
    部材。
  9. 【請求項9】 複合材を耐熱性樹脂フィルム又はシート
    に塗布乾燥させることにより作られた塗膜を有する請求
    項1ないし7いずれか記載の磁芯部材。
  10. 【請求項10】 物品(16)に取付けられかつ板状又は棒
    状に形成された請求項1ないし8いずれか記載の磁芯部
    材(12a)と、 前記磁芯部材(12a)にこの磁芯部材(12a)の軸芯を中心と
    して螺旋状に巻回されたコイル本体(12b)と、 前記コイル本体(12b)に電気的に接続され前記物品(16)
    に固有の情報が記憶可能に構成されたICチップ(13)と
    を備えたRFID用タグ。
  11. 【請求項11】 物品(16)に取付けられかつ板状に形成
    された請求項1ないし9いずれか記載の磁芯部材(62a)
    と、 前記磁芯部材(62a)の表面に積層されるように渦巻き状
    に巻回されたコイル本体(62b)と、 前記コイル本体(62b)に電気的に接続され前記物品(16)
    に固有の情報が記憶可能に構成されたICチップ(13)と
    を備えたRFID用タグ。
  12. 【請求項12】 コイル本体(62b)が耐熱性樹脂フィル
    ムからなる基材(64)上に渦巻き状に巻回され、 前記コイル本体(62b)が前記基材(64)を介して磁芯部材
    (62a)の表面に積層された請求項11記載のRFID用
    タグ。
  13. 【請求項13】 磁芯部材(12a)が取付けられる物品(1
    6)の取付面(16a)と前記磁芯部材(12a)との間に導電性材
    料により形成された導電板(23,63)が介装された請求項
    10ないし12いずれか記載のRFID用タグ。
  14. 【請求項14】 導電板(23,63)の厚さが0.008〜
    3mmである請求項13記載のRFID用タグ。
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