JP2008042519A - 磁性シート、並びにアンテナ装置及びアンテナ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 脆弱材料であるフェライト焼結体を用いながらも高い剛性を実現することができ、優れた通信特性を実現することができるアンテナ装置を提供する。
【解決手段】 アンテナモジュールは、アンテナ基板上に実装されたアンテナコイルを覆うように複数の平板状のフェライト焼結体２１を敷き詰めて形成された磁芯部材２０を備える。フェライト焼結体２１は、その厚さをＤ［μｍ］とし、主面の面積をＡ［ｍｍ^２］とし、長軸の長さをＬ１［ｍｍ］とし、短軸の長さをＬ２［ｍｍ］としたとき、２＜Ｄ／Ａ、且つ、０＜Ｌ１＜５×２^１／２、且つ、１≦Ｌ１／Ｌ２≦２の条件を満たす大きさに形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＩＣカードやＩＣタグ等に用いて好適な磁性シート、並びにアンテナ装置及びアンテナ装置の製造方法に関する。

従来から、いわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）と称される個体管理を行うシステムが各種業界で注目されている。このＲＦＩＤシステムは、トランスポンダと称される各種データを読み出し及び／又は書き込み可能に記憶するとともに通信機能を有する小型の非接触型集積回路（Integrated Circuit；以下、ＩＣという。）デバイスと所定のリーダ／ライタとの間で無線通信を行うことにより、トランスポンダに対して非接触でデータの読み出し及び／又は書き込みを行う技術である。このＲＦＩＤシステムは、例えば、トランスポンダをＩＣタグとして構成し、このＩＣタグを商品に取り付けることによって生産・物流管理を行う用途の他、トランスポンダをＩＣカードとして構成し、交通機関の料金徴収や身分証明書、さらには電子マネーといった様々な用途への適用が期待されている。

ここで、ＩＣカードやＩＣタグとしては、情報を記憶したＩＣチップと共振用のコンデンサとをアンテナコイルに電気的に接続したものが知られている。これらは、リーダ／ライタの送受信アンテナからアンテナコイルへと所定の周波数の電波を発信することによってＩＣチップに記憶された情報が読み取られたり、特定周波数の電波に対して共振するか否かによって識別又は監視されたりするように構成されている。これに加えて、ＩＣカードやＩＣタグの多くは、ＩＣチップに記憶されている情報を更新したり、履歴情報等を書き込んだりすることが可能に構成されている。

このようなＩＣカードやＩＣタグとしては、平面内に渦巻き状に巻回されたアンテナコイルに対して、当該アンテナコイルの平面と略平行となるように軟磁性材料を挿入したアンテナモジュールが開示されている（例えば、特許文献１等参照。）。このアンテナモジュールにおいては、アモルファスシートや電磁鋼板からなる軟磁性材料を、アンテナコイルの平面と略平行となるように挿入することにより、当該アンテナモジュール全体の薄層化を図っている。

しかしながら、かかるアンテナモジュールにおいては、軟磁性材料がアモルファスシートや電磁鋼板からなるため、キャリア周波数が１００ｋＨｚ程度の場合には使用可能なＱ値が得られるが、キャリア周波数が数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ程度に高周波となる場合には、軟磁性材料であるアモルファスシートや電磁鋼板に渦電流が発生し、Ｑ値が低下するという問題がある。そのため、このアンテナモジュールは、１３．５６ＭＨｚのキャリア周波数で動作するＲＦＩＤ技術を利用したＩＣカードやＩＣタグには適用することができない。

これに対して、従来から、高周波に対応できる軟磁性材料としてフェライト焼結体が知られている。しかしながら、フェライト焼結体は、脆性材料であることから、近年のＩＣカードやＩＣタグの薄型化への要求に対応するために薄く形成した場合には、割れやすいものとなり、耐衝撃性が極めて低いという問題がある。そこで、軟磁性金属、アモルファス又はフェライトの粉末若しくはフレークと、プラスチック又はゴムとの複合材によって軟磁性材料を形成することにより、脆弱なフェライト焼結体を用いる場合に比べて剛性が高く且つ比較的高い周波数においても使用し得るようにしたアンテナコイルが提案されている（例えば、特許文献２等参照。）。

また、特許文献３には、平面内に渦巻き状に巻回されたアンテナコイルと、当該アンテナコイルの平面と略平行となるように配設したフェライト焼結体とを積層して構成されるアンテナモジュールが開示されている。

なお、特許文献２に記載されたアンテナコイルは、様々な通信機器に組み込まれる場合があるため、識別する物品以外であっても周辺に金属物が存在する場合には、その影響を受けやすくなる。この影響を回避するために、通信面の裏面（被着面）に金属製のシールド板を貼付し、金属物による通信特性の変動を抑制するようにした技術が提案されている。しかしながら、この技術においては、シールド板によってアンテナコイルの通信特性の変動は抑制されるものの、このことは、逆に、シールド板によってアンテナコイルの通信特性を一定のレベルに低下させていることにもなる。

特開２０００−４８１５２号公報 特開２００２−３２５０１３号公報 特開２０００−１１３１４２号公報

現在、１３．６５ＭＨｚのキャリア周波数で動作するＲＦＩＤ技術を用いたＩＣカードやＩＣタグにおいては、できるだけ長い通信距離を実現することや、リーダ／ライタと相対する場合の平面状の広い通信エリアでの確実な動作環境を実現することが要求されている。

しかしながら、上述した特許文献２に記載されたアンテナコイルにおいては、軟磁性材料としてフェライト焼結体を用いた同じ構成のアンテナコイルと比較して、通信特性が劣化することが確認されている。したがって、通信特性が良好なフェライト焼結体を用いたアンテナモジュールの実現が待望されている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、脆弱材料であるフェライト焼結体を用いながらも高い剛性を実現することができ、優れた通信特性を実現することができる磁性シート、並びにアンテナ装置及びアンテナ装置の製造方法を提供することを目的とする。

本願出願人は、フェライト焼結体に関して鋭意研究を重ねた結果、高い剛性と優れた通信特性とをともに実現することができるフェライト焼結体の大きさを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、上述した目的を達成する本発明にかかる磁性シートは、複数の平板状のフェライト焼結体を敷き詰めて形成されており、上記フェライト焼結体は、その厚さをＤ［μｍ］とし、主面の面積をＡ［ｍｍ^２］とし、長軸の長さをＬ１［ｍｍ］とし、短軸の長さをＬ２［ｍｍ］としたとき、
２＜Ｄ／Ａ、且つ、０＜Ｌ１＜５×２^１／２、且つ、１≦Ｌ１／Ｌ２≦２
の条件を満たす大きさに形成されていることを特徴としている。

このような本発明にかかる磁性シートにおいては、フェライト焼結体の主面の大きさが所定値よりも小さくなることから、良好な通信特性を保ちながらも、厚さが薄くてもひびが入ったり割れたりしにくくなり、湾曲もしにくくなる。

具体的には、上記フェライト焼結体は、通信特性の観点と薄型化の要求とをともに満足するために、その主面の１辺が５ｍｍ未満であり、且つ、厚さが５０μｍ以上５５０μｍ未満であるものが望ましい。

ここで、複数の上記フェライト焼結体は、電磁波の透過損失が少ない材料からなる接合剤によって互いに接合されるのが望ましく、比誘電率が５００未満の低誘電体からなる接合剤によって互いに接合されるのが特に望ましい。

また、複数の上記フェライト焼結体は、当該磁性シートの厚み方向に複数積層した積層体としてもよい。本発明にかかる磁性シートは、アンテナモジュールに適用した場合に、フェライト焼結体の層数に応じてインダクタンスが変化することから、通信距離を変化させることができる。すなわち、本発明にかかる磁性シートは、様々な通信特性に対応することが可能となり、その設計自由度を大幅に高めることができる。

さらに、複数の上記フェライト焼結体は、廃材を少なくするとともに薄型化の要求に対応する観点から、同一平面内に間隙が生じないように充填して敷き詰められているのが望ましい。さらにまた、複数の上記フェライト焼結体は、その主面形状によっては、同一平面内に敷き詰めようとすると間隙が生じてしまう場合があるが、かかる場合には、本発明にかかる磁性シートにおいては、間隙が生じないように段違いに複数の上記フェライト焼結体を積層したり、同一平面内に敷き詰められた複数の上記フェライト焼結体の間隙に所定の磁性粉が混入されたバインダを添加したりしてもよい。

また、上述した目的を達成する本発明にかかるアンテナ装置は、アンテナコイルを有するアンテナ装置であって、上記アンテナコイルが実装されたアンテナ基板と、上記アンテナコイルを覆うように複数の平板状のフェライト焼結体を敷き詰めて形成された磁性シートとが、互いにその主面を接合した状態で配設され、上記フェライト焼結体は、その厚さをＤ［μｍ］とし、主面の面積をＡ［ｍｍ^２］とし、長軸の長さをＬ１［ｍｍ］とし、短軸の長さをＬ２［ｍｍ］としたとき、
２＜Ｄ／Ａ、且つ、０＜Ｌ１＜５×２^１／２、且つ、１≦Ｌ１／Ｌ２≦２
の条件を満たす大きさに形成されていることを特徴としている。

このような本発明にかかるアンテナ装置においては、フェライト焼結体の主面の大きさが所定値よりも小さくなることから、良好な通信特性を保ちながらも、厚さが薄くてもひびが入ったり割れたりしにくくなり、湾曲もしにくくなる。

また、本発明にかかるアンテナ装置においては、上記アンテナ基板と接合する上記磁性シートの主面とは逆の主面に、所定の金属製のシールド板を接合してもよい。これにより、本発明にかかるアンテナ装置においては、被取付体の取り付け部に金属物が存在する場合であっても、その金属物の影響を受けず、また、アンテナコイルの動作時に発生する電波が被取付体に対して侵入するのをシールド板によって阻止することができ、当該被取付体の誤作動を防止することができる。さらに、本発明にかかるアンテナ装置においては、シールド板を設けることにより、被取付体の取り付け部における金属物の量や配置が異なる場合であっても、アンテナコイルが受ける影響のバラツキを排除することができ、安定した通信特性を確保することが可能となる。

なお、本発明にかかるアンテナ装置は、上記アンテナコイルが外部のＩＣチップと電気的に接続されるように構成されてもよく、また、上記アンテナ基板にＩＣチップ搭載面を形成しておき、上記アンテナコイルが上記ＩＣチップ搭載面に搭載されたＩＣチップと電気的に接続されるように構成されてもよい。本発明にかかるアンテナ装置においては、前者の構成の場合には、ＩＣチップを内蔵する必要がないことから、より薄型化を図ることが可能となり、後者の構成の場合には、ＩＣチップとの外部接続を必要としないことから、設計自由度を高くすることができるとともに、被取付体に対する取り付け作業を容易にすることができる。

さらに、上述した目的を達成する本発明にかかるアンテナ装置の製造方法は、アンテナコイルを有するアンテナ装置の製造方法であって、アンテナ基板上に実装された上記アンテナコイルを覆うように複数の平板状のフェライト焼結体を敷き詰める工程と、所定の接合剤を介して複数の上記フェライト焼結体を厚み方向に複数積層する工程と、積層した上記フェライト焼結体に所定の金属製のシールド板を接合する工程とを備え、上記フェライト焼結体は、その厚さをＤ［μｍ］とし、主面の面積をＡ［ｍｍ^２］とし、長軸の長さをＬ１［ｍｍ］とし、短軸の長さをＬ２［ｍｍ］としたとき、
２＜Ｄ／Ａ、且つ、０＜Ｌ１＜５×２^１／２、且つ、１≦Ｌ１／Ｌ２≦２
の条件を満たす大きさに形成されたものであることを特徴としている。

このような本発明にかかるアンテナ装置の製造方法においては、フェライト焼結体の主面の大きさが所定値よりも小さくなることから、良好な通信特性を保ちながらも、厚さが薄くてもひびが入ったり割れたりしにくく、湾曲もしにくいアンテナ装置を製造することができる。また、本発明にかかるアンテナ装置の製造方法においては、フェライト焼結体を敷き詰めて製造することから、フェライト焼結体の型抜き工程が不要となり、型抜き時にひびが入ったりする事態を招来することがなく、廃材を減らして歩留まりを向上させることができる。

本発明によれば、フェライト焼結体の主面の大きさが所定値よりも小さくなることから、脆弱材料であるフェライト焼結体を用いながらも高い剛性を実現することができ、優れた通信特性を実現することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

この実施の形態は、いわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システムにおいて用いられ、各種データを読み出し及び／又は書き込み可能に記憶するとともに通信機能を有し、所定のリーダ／ライタとの間で無線通信を行うことにより、当該リーダ／ライタによって非接触でデータの読み出し及び／又は書き込みが行われるアンテナモジュールである。特に、このアンテナモジュールは、ＩＣ（Integrated Circuit）カードやＩＣタグ等、薄板状に形成されるものであり、磁芯部材としてフェライト焼結体を用いながらも高い剛性を実現することができるものである。

アンテナモジュールは、図１(ａ)に平面図及び図１(ｂ)に側面図を示すように、その内部に、アンテナコイルを実装したアンテナ基板１０と、磁性シートとしての磁芯部材２０とが、互いにその主面を接合した状態で配設される。

アンテナ基板１０は、図１(ａ)に示すように、所定の絶縁材料からなるベースフィルム１１と、このベースフィルム１１の面上に渦巻き状に形成された銅又はアルミニウム等からなるアンテナコイルとしての空芯コイル部１２とから構成される。

ベースフィルム１１は、通信面となる主面が略矩形状のシート状に形成される。このベースフィルム１１は、プリント配線基板の基材として一般に用いられるものであれば、その種類を問わずいずれを用いても構成することができる。具体的には、ベースフィルム１１としては、米国電気製造業者協会（National Electrical Manufacturers Association；ＮＥＭＡ）による記号ＸＸＰ，ＸＰＣ等として規定されている紙フェノール基板、同記号ＦＲ−２として規定されている紙ポリエステル基板、同記号ＦＲ−３として規定されている紙エポキシ基板、同記号ＣＥＭ−１として規定されているガラス紙コンポジットエポキシ基板、同記号ＣＨＥ−３として規定されているガラス不織紙コンポジットエポキシ基板、同記号Ｇ−１０として規定されているガラス布エポキシ基板、同記号ＦＲ−４として規定されているガラス布エポキシ基板といった銅箔やアルミニウム等の所定の導電体箔が片面又は両面に施された自己支持性を有するいわゆるリジッド基板を用いることができる。また、ベースフィルム１１としては、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ等のフレキシブル性を有する樹脂フィルムを用いてもよい。

このようなベースフィルム１１の表面には、放射電極となる空芯コイル部体１２が露出形成されて構成される。具体的には、アンテナ基板１０においては、ベースフィルム１１の面上に、当該ベースフィルム１１の各辺に沿って巻回された渦巻き状の空芯コイル部１２が形成されている。そして、渦巻き状の空芯コイル部１２における最内周側の端部と、当該空芯コイル部１２における最外周側の端部は、それぞれ、ベースフィルム１１の一部に形成された連結部１１ａに設けられた信号線１３ａ，１３ｂに電気的に接続される。アンテナ基板１０は、かかる信号線１３ａ，１３ｂを介して、図示しない外部のＩＣチップと電気的に接続される。なお、ＩＣチップは、例えば、同調用及び平滑用のコンデンサ、ダイオードブリッジ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、並びにＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）といった、アンテナモジュールの機能を実現するための各種部材を単一の半導体チップ等として集積回路化したものである。また、ベースフィルム１１には、その表裏面を電気的に接続するためのスルーホールが穿設されてもよい。さらに、ベースフィルム１１の表裏面は、当該アンテナ基板１０を保護するために、所定の絶縁材料からなるオーバーコート材によって被覆されるのが望ましい。

一方、磁芯部材２０は、図２に示すように、複数の平板状のフェライト焼結体２１を敷き詰めた磁性シートとして構成される。フェライト焼結体２１は、それぞれ、アンテナ基板１０における空芯コイル部１２とその周辺を覆うように敷き詰められた状態で配設される。例えば、フェライト焼結体２１は、同図に示すように、その主面が正方形状である場合には、碁盤目状に敷き詰められた状態で配設される。なお、フェライト焼結体２１は、当該磁芯部材２０の厚み方向に複数積層した積層体としてもよい。かかるフェライト焼結体２１は、外部から与えられる磁界が微弱であっても強く磁化する性質を有することから、空芯コイル部１２の周囲に金属物が存在したとしても、当該金属物に磁界が漏れることなく吸収することができる。

ここで、個々のフェライト焼結体２１の大きさは、後に詳述するが、本願出願人が鋭意行った研究によって規定されたものとされる。また、フェライト焼結体２１の主面は、その形状に限定されるものではなく、例えば、多角形、楕円形、円形等、規定された大きさの条件を満たすものであれば、任意の形状とすることができる。なお、磁芯部材２０においては、廃材を少なくするとともに薄型化の要求に対応する観点から、フェライト焼結体２１を同一平面内で間隙が生じないように充填して敷き詰めるのが望ましいが、当該フェライト焼結体２１の主面形状が楕円形や円形等の場合には、同一平面内に敷き詰めようとすると間隙が生じてしまう。この場合、磁芯部材２０においては、間隙が生じないようにフェライト焼結体２１を段違いに積層したり、同一平面内に敷き詰めた複数のフェライト焼結体２１の間隙に所定の磁性粉が混入されたバインダを添加したりすればよい。また、複数のフェライト焼結体２１を互いに接合する接合剤としては、両面テープや、シリコン系接着剤や紫外線硬化接着剤等の接着剤を用いることができる。また、磁芯部材２０においては、フェライト焼結体２１を配設した状態で所定の封止剤を用いて封止してもよい。なお、接合剤としては、電磁波の透過損失が少ない材料からなるものを用いるのが望ましく、具体的には、比誘電率が５００未満の低誘電体からなるものを用いるのが望ましい。

このようなフェライト焼結体２１は、いわゆるグリーンシートの状態で切断され、焼成されるが、厚さが薄いために焼成時に湾曲したりすることがある。かかる湾曲は、当該フェライト焼結体２１を積層する際にその層間に生じる間隙が大きくなる事態を招来するとともに、アンテナモジュール全体の厚さが厚くなる事態を招来するために望ましくない。また、かかる湾曲は、通信特性を劣化させるという問題も誘発する。そのため、フェライト焼結体２１の湾曲は、当該フェライト焼結体２１の厚さの半分以下となるようにするのが望ましく、具体的には、当該フェライト焼結体２１の厚さの２０％以下となるようにするのがより望ましい。ただし、フェライト焼結体２１の主面の大きさは、後述するように、所定の条件を満たすものとすることにより、所定値よりも小さくなる。そのため、グリーンシートの状態でかかる大きさに切断されて焼成されたフェライト焼結体２１は、湾曲しにくいものとなる。

このようなアンテナ基板１０及び磁芯部材２０を備えるアンテナモジュールは、後述するように、例えば、非接触型の商品識別用タグとして用いられたり、通信機器における通信ユニットの一部として組み込まれたりする。

さて、このようなアンテナモジュールにおいて、フェライト焼結体２１は、上述したように、所定の大きさに形成される。すなわち、フェライト焼結体１２は、その厚さをＤ［μｍ］とし、主面の面積をＡ［ｍｍ^２］とし、長軸の長さをＬ１［ｍｍ］とし、短軸の長さをＬ２［ｍｍ］としたとき、
２＜Ｄ／Ａ、且つ、０＜Ｌ１＜５×２^１／２、且つ、１≦Ｌ１／Ｌ２≦２
の条件を満たす大きさに形成される。なお、長軸の長さとは、フェライト焼結体２１の主面を画定する直線部分のうち最長部分の長さを意味する。また、短軸の長さとは、フェライト焼結体２１の主面が多角形の場合には、任意の２つの頂点を結ぶ直線部分であって長軸と交わる部分のうち最短部分の長さを意味する。具体的には、フェライト焼結体２１の主面が図３(ａ)に示すような正方形である場合には、同図中ａで示す部分が長軸となり、同図中ｂで示す部分が短軸となり、Ｌ１／Ｌ２＝２^１／２＝√２となる。また、フェライト焼結体２１の主面が図３(ｂ)に示すような長方形である場合には、同図中ａで示す部分が長軸となり、同図中ｂで示す部分が短軸となる。さらに、フェライト焼結体２１の主面が図３(ｃ)に示すような多角形である場合には、同図中ａで示す部分が長軸となり、同図中ｂで示す部分が短軸となる。さらに、フェライト焼結体２１の主面が楕円形の場合には、長軸径が長軸の長さとなり、短軸径が短軸の長さとなる。さらにまた、フェライト焼結体２１の主面が円形の場合には、長軸及び短軸とも直径となり、Ｌ１／Ｌ２＝１となる。

具体的には、フェライト焼結体２１としては、その主面が正方形状のものを用いる場合には、１辺が５［ｍｍ］未満であり且つ厚さが５０［μｍ］以上５５０［μｍ］未満であるものを用いるのが現実的である。ここで、厚さの下限値を５０［μｍ］としているのは、通信距離の観点からフェライト焼結体２１の磁気的特性が発揮できる限界値が５０［μｍ］であるためである。また、厚さの上限値を５５０［μｍ］としているのは、アンテナモジュールの薄型化の要求に対応するためである。

このようなフェライト焼結体２１を用いた磁芯部材２０を備えるアンテナモジュールは、例えば非接触型の商品識別用タグとして用いることができる。この場合、アンテナモジュールに接続されるＩＣチップには、被取付体としての当該商品に関する所定の識別データが記録される。かかるアンテナモジュールを使用するにあたって当該アンテナモジュールは、フェライト焼結体２１側の表面に介装された感圧性接着フィルム等を介して識別対象商品に取り付けられる。そして、アンテナモジュールは、当該商品の物流過程及び在庫管理等の際の搬送過程で、図示しないリーダ／ライタから送信された通信電波を受信するのに応じて、ＩＣチップに記録されている情報のうち該当する情報を読み出し、その情報をリーダ／ライタへと送信する。

このようにして商品に取り付けられたアンテナモジュールは、商品と空芯コイル部１２との間にフェライト焼結体２１が介装されているため、当該商品の被着面が金属材で構成されている場合であっても、インダクタンスの低下を防止することができる。これにより、このアンテナモジュールは、空芯コイル部１２によって所定の誘導電圧を発生させることができ、この誘導電圧をＩＣチップへと与えることにより、リーダ／ライタによって確実に識別データを読み取らせることができる。

また、かかるアンテナモジュールは、被取付体としての通信機器に組み込むこともできる。なお、ここでいう通信機器としては、ＩＣカードやＩＣタグ等のＩＣ記録媒体の読み取りや当該ＩＣ記録媒体に対する書き込みを行う通信ユニットを内蔵した携帯電話機や携帯情報端末機（Personal Digital Assistant；ＰＤＡ）といった携帯無線通信端末機が好適である。この場合、アンテナモジュールは、通信ユニットの一部として通信機器に組み込まれる。具体的には、アンテナモジュールは、図４に示すように、アンテナ基板１０、磁芯部材２０、及び金属製のシールド板３０の順に積層され、互いにその主面を接合した状態で配設される。なお、金属製のシールド板３０は、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、マグネシウム合金等から構成され、両面テープ等を介して、アンテナ基板１０と接合する磁芯部材２０の主面とは逆の主面に接合されている。

このようなアンテナモジュールは、アンテナ基板１０，１０'上に実装された空芯コイル部１２を覆うように複数の平板状のフェライト焼結体２１を敷き詰め、必要に応じて、所定の接合剤を介して複数のフェライト焼結体２１を厚み方向に複数積層し、フェライト焼結体２１に所定の金属製のシールド板３０を接合することにより、製造することができる。そして、アンテナモジュールは、例えば図５に示すように、通信面となるアンテナ基板１０とは反対側のシールド板３０の側を被着面とし、このシールド板３０側の表面に介装された感圧性接着フィルム等を介して通信機器に形成された所定の取り付け部４０に取り付けられる。

これにより、アンテナモジュールにおいては、アンテナコイルの動作時に発生する電波が通信機器に対して侵入するのをシールド板３０によって阻止することができ、当該通信機器の誤作動を防止することができる。

ここで、取り付け部４０の周辺及び上面には、通信機器の筐体部品や配線部品等の金属物４１が設けられているのが通常である。すなわち、アンテナモジュールは、かかる金属物４１に包囲された状態で通信機器に組み込まれることが多い。しかしながら、アンテナモジュールにおいては、通信機器の取り付け部４０との間に金属物４１が存在する場合であっても、空芯コイル部１２に向けて放射される通信電波をフェライト焼結体２１によって吸収することができるため、金属物４１側への磁界の漏れを抑制することができる。したがって、アンテナモジュールにおいては、金属物４１における漏れ磁界に起因する渦電流の発生を抑制することができ、通信特性の劣化を防止することができる。また、アンテナモジュールにおいては、シールド板３０を設けることにより、通信機器の取り付け部４０における金属物４１の量や配置が異なる場合であっても、アンテナコイルが受ける影響のバラツキを排除することができ、安定した通信特性を確保することが可能となる。すなわち、アンテナモジュールにおいては、シールド板３０を設けることにより、アンテナコイルの設置環境にかかわらず、所望の通信特性を発揮することが可能となる。

［実施例］
本願出願人は、実際にアンテナモジュールを構成し、これを市販の携帯電話機（ＳＯ５０６ｉｃ；ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社製）に取り付けて落下試験を行い、そのときのフェライト焼結体の状態を調べるとともに、通信特性についても測定した。

具体的には、図６に示すように、アンテナモジュール５０を取り付けた携帯電話機６０の当該アンテナモジュール５０が設けられている側が下側になるように当該携帯電話機６０を垂直にした状態であって、且つ、アンテナモジュール５０が設けられていない携帯電話機６０の上側を所定のクリップ７０を用いて固定した状態を、落下前の初期状態とした。そして、この初期状態から携帯電話機６０を１５０ｃｍの高さから５回自然落下させた後、当該携帯電話機６０を分解してアンテナモジュール５０を取り出してフェライト焼結体の状態を確認し、フェライト焼結体が割れていない場合、割れて欠落した部分がある場合、及び割れて破損している場合の３つの類型に分類し、評価をそれぞれ"○"、"△"、"×"とした。なお、落下点には、コンクリート床の上層に、厚さが２ｍｍであり且つ硬度が９８以上（タイプＤデュロメータ）の硬質プラスチックを敷設した。また、フェライト焼結体としては、上述した条件を満たすものとして、主面が１．２［ｍｍ］×１．２［ｍｍ］の正方形であり且つ厚さが１３０［μｍ］であるもの、主面が３［ｍｍ］×３［ｍｍ］の正方形であり且つ厚さが３００［μｍ］であるもの、主面が１．４［ｍｍ］×１．４［ｍｍ］の正方形であり且つ厚さが１９０［μｍ］であるもの、主面が２［ｍｍ］×２［ｍｍ］の正方形であり且つ厚さが４００［μｍ］であるものの４種類を用意した。また、比較例として用いるフェライト焼結体としては、主面が５［ｍｍ］×５［ｍｍ］の正方形であり且つ厚さが１３０［μｍ］であるもの、主面が１０［ｍｍ］×１０［ｍｍ］の正方形であり且つ厚さが１３０［μｍ］であるものの２種類を用意した。さらに、複数のフェライト焼結体を互いに接合する接合剤としては、両面テープ又はシリコン系接着剤を用意した。この結果を次表１乃至次表３に示す。

上表１からわかるように、上述した条件を満たすフェライト焼結体を用いて構成されるアンテナモジュール（実施例１乃至実施例４）は、いずれもフェライト焼結体が割れることがなく、剛性が高いという結果が得られた。また、これらの実施例１乃至実施例４においては、通信距離については実用上問題がなかった。これに対して、上表３からわかるように、上述した条件を満たさないフェライト焼結体を用いて構成されるアンテナモジュール（比較例１乃至比較例４）は、いずれもフェライト焼結体が割れてしまい、剛性が低いという結果が得られた。さらに、実施例１で用いたフェライト焼結体を積層した場合における通信距離の変化についても測定した結果、上表２に示すように、層数が増えるほど、インダクタンスが大きくなり、Ｑ値も大きくなることから、通信距離が長くなるという結果が得られた。

これらの結果から、アンテナモジュールにおいては、上述した条件を満たす大きさのフェライト焼結体を用い、当該アンテナモジュールに要求される厚みを満足する範囲でフェライト焼結体を積層することにより、剛性が高く且つ優れた通信特性を実現することができることがわかった。

以上説明したように、本発明の実施の形態として示したアンテナモジュールは、フェライト焼結体の大きさを規定することにより、脆弱材料であるフェライト焼結体を用いながらも高い剛性を実現することができ、優れた通信特性を実現することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、アンテナモジュールが外部のＩＣチップと電気的に接続するタイプであるものとして説明したが、本発明は、ＩＣチップをアンテナ基板に搭載するタイプであっても適用することができる。

具体的には、アンテナモジュールとしては、図７(ａ)に平面図及び図７(ｂ)に側面図を示すように、ＩＣチップ１５を備えるものであってもよい。すなわち、かかるアンテナモジュールは、磁芯部材２０との被着面となるアンテナ基板１０'を構成するベースフィルム１１の主面の一部に、例えばウレタン樹脂等からなるコア材を配設することにより、ＩＣチップ搭載面を形成し、このＩＣチップ搭載面に搭載されたＩＣチップ１５と、空芯コイル部１２における両端部とを電気的に接続して構成される。このようなアンテナモジュールも、非接触型の商品識別用タグや通信機器における通信ユニットの用途に用いることができる。特に、かかるアンテナモジュールは、通信機器に組み込む場合には、例えば図８に示すように、アンテナ基板１０'、磁芯部材２０、及び金属製のシールド板３０の順に積層され、互いにその主面を接合した状態で配設される。そして、アンテナモジュールは、先に図５に示したように、通信面となるアンテナ基板１０'とは反対側のシールド板３０の側を被着面とし、このシールド板３０側の表面に介装された感圧性接着フィルム等を介して通信機器に形成された所定の取り付け部４０に取り付けられる。なお、ＩＣチップ搭載部は、アンテナ基板１０の通信面となる側に設けてもよい。ただし、アンテナモジュールにおいては、図７(ａ)及び図７(ｂ)に示すように、空芯コイル部１２が形成された面の裏面にＩＣチップ搭載部を形成することにより、当該空芯コイル部１２が形成された面にＩＣチップ搭載部を形成する領域として十分な領域を確保することが困難である場合であっても、ＩＣチップ搭載部を形成する領域を十分に確保することが可能となる。また、アンテナモジュールにおいては、空芯コイル部１２の最内周領域にＩＣチップ搭載部を形成する必要もなく、空芯コイル部１２の形状等に応じて、ＩＣチップ搭載部を任意の位置に形成することもできる。

さらに、上述した実施の形態では、同じ大きさのフェライト焼結体２１を敷き詰める場合について説明したが、本発明は、例えば、空芯コイル部１２の周辺部分は小さいフェライト焼結体２１を用いる一方で、その他の部分については耐衝撃性が少なくてもよいことから大きめのフェライト焼結体２１を敷き詰める、といったように、上述した条件を満たす大きさであれば、異なる大きさや形状のフェライト焼結体２１を敷き詰めるようにしてもよい。

さらにまた、上述した実施の形態では、ＩＣカードやＩＣタグとして用いられるアンテナモジュールについて説明したが、本発明は、かかるＩＣカードやＩＣタグとしての形状に限らず、用途に応じたその他各種の形状にも適用することが可能である。

このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の実施の形態として示すアンテナモジュールをアンテナ基板側からみたときの平面図である。 本発明の実施の形態として示すアンテナモジュールの側面図である。 本発明の実施の形態として示すアンテナモジュールを磁芯部材側からみたときの底面図である。 フェライト焼結体の形状について用いる用語の意味について説明するための図であり、主面が正方形であるフェライト焼結体の平面図である。 フェライト焼結体の形状について用いる用語の意味について説明するための図であり、主面が長方形であるフェライト焼結体の平面図である。 フェライト焼結体の形状について用いる用語の意味について説明するための図であり、主面が多角形であるフェライト焼結体の平面図である。 本発明の実施の形態として示すアンテナモジュールの側面図であり、図１(ａ)及び図１(ｂ)に示すアンテナモジュールにシールド板を設けた構成を説明する図である。 図４に示すアンテナモジュールを通信機器に組み込んだときの様子を説明する図である。 落下試験の様子を説明するための図である。 本発明の実施の形態として示すアンテナモジュールをアンテナ基板側からみたときの平面図であり、図１(ａ)に示す構成とは異なるアンテナモジュールの平面図である。 本発明の実施の形態として示すアンテナモジュールの側面図であり、図１(ｂ)に示す構成とは異なるアンテナモジュールの側面図である。 本発明の実施の形態として示すアンテナモジュールの側面図であり、図７(ａ)及び図７(ｂ)に示すアンテナモジュールにシールド板を設けた構成を説明する図である。

符号の説明

１０ アンテナ基板
１１ ベースフィルム
１１ａ 連結部
１２ 空芯コイル部
１３ａ，１３ｂ 信号線
１５ ＩＣチップ
２０ 磁芯部材
２１ フェライト焼結体
３０ シールド板
４０ 取り付け部
４１ 金属物
５０ アンテナモジュール
６０ 携帯電話機
７０ クリップ

Claims (13)

1. 複数の平板状のフェライト焼結体を敷き詰めて形成されており、
   上記フェライト焼結体は、その厚さをＤ［μｍ］とし、主面の面積をＡ［ｍｍ^２］とし、長軸の長さをＬ１［ｍｍ］とし、短軸の長さをＬ２［ｍｍ］としたとき、
   ２＜Ｄ／Ａ、且つ、０＜Ｌ１＜５×２^１／２、且つ、１≦Ｌ１／Ｌ２≦２
   の条件を満たす大きさに形成されていること
   を特徴とする磁性シート。
2. 上記フェライト焼結体は、その主面の１辺が５ｍｍ未満であり、且つ、厚さが５０μｍ以上５５０μｍ未満であること
   を特徴とする請求項１記載の磁性シート。
3. 複数の上記フェライト焼結体は、比誘電率が５００未満の低誘電体からなる接合剤によって互いに接合されていること
   を特徴とする請求項１記載の磁性シート。
4. 複数の上記フェライト焼結体は、同一平面内に間隙が生じないように充填して敷き詰められていること
   を特徴とする請求項１記載の磁性シート。
5. 複数の上記フェライト焼結体は、当該磁性シートの厚み方向に複数積層した積層体とされること
   を特徴とする請求項１記載の磁性シート。
6. 複数の上記フェライト焼結体は、間隙が生じないように段違いに積層されていること
   を特徴とする請求項５記載の磁性シート。
7. 同一平面内に敷き詰められた複数の上記フェライト焼結体の間隙に所定の磁性粉が混入されたバインダが添加されていること
   を特徴とする請求項１記載の磁性シート。
8. アンテナコイルを有するアンテナ装置であって、
   上記アンテナコイルが実装されたアンテナ基板と、上記アンテナコイルを覆うように複数の平板状のフェライト焼結体を敷き詰めて形成された磁性シートとが、互いにその主面を接合した状態で配設され、
   上記フェライト焼結体は、その厚さをＤ［μｍ］とし、主面の面積をＡ［ｍｍ^２］とし、長軸の長さをＬ１［ｍｍ］とし、短軸の長さをＬ２［ｍｍ］としたとき、
   ２＜Ｄ／Ａ、且つ、０＜Ｌ１＜５×２^１／２、且つ、１≦Ｌ１／Ｌ２≦２
   の条件を満たす大きさに形成されていること
   を特徴とするアンテナ装置。
9. 上記磁性シートは、複数の上記フェライト焼結体によって上記アンテナコイルの周囲を覆うように配設されていること
   を特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
10. 上記アンテナ基板と接合する上記磁性シートの主面とは逆の主面に、所定の金属製のシールド板が接合されていること
    を特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
11. 上記アンテナコイルは、外部のＩＣチップと電気的に接続されること
    を特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
12. 上記アンテナ基板には、ＩＣチップ搭載面が形成されており、
    上記アンテナコイルは、上記ＩＣチップ搭載面に搭載されたＩＣチップと電気的に接続されること
    を特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
13. アンテナコイルを有するアンテナ装置の製造方法であって、
    アンテナ基板上に実装された上記アンテナコイルを覆うように複数の平板状のフェライト焼結体を敷き詰める工程と、
    所定の接合剤を介して複数の上記フェライト焼結体を厚み方向に複数積層する工程と、
    積層した上記フェライト焼結体に所定の金属製のシールド板を接合する工程とを備え、
    上記フェライト焼結体は、その厚さをＤ［μｍ］とし、主面の面積をＡ［ｍｍ^２］とし、長軸の長さをＬ１［ｍｍ］とし、短軸の長さをＬ２［ｍｍ］としたとき、
    ２＜Ｄ／Ａ、且つ、０＜Ｌ１＜５×２^１／２、且つ、１≦Ｌ１／Ｌ２≦２
    の条件を満たす大きさに形成されたものであること
    を特徴とするアンテナ装置の製造方法。