JP4872713B2 - Non-contact data carrier device - Google Patents
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Description
本発明は、保持されたデータを非接触で読み出し可能な非接触式データキャリア装置に係り、特に、アンテナパターンを配線層に有する配線基板にICチップが実装された非接触式データキャリアを主部品として有する非接触式データキャリア装置に関する。 The present invention relates to data held in a readable non-contact data carrier equipment in a non-contact, in particular, the main non-contact data carrier IC chip on a wiring board is mounted with an antenna pattern to the wiring layer It relates to the non-contact data carrier equipment having as a component.
データを格納可能なICチップとこれを実装した配線基板とからなり、配線基板にはアンテナパターンを形成した配線層が備えられている構成の非接触式データキャリアが、近年、物品のタグ情報のキャリアとして用いられている。このような構成では、配線パターンを微細化する技術を用いてアンテナパターンを小さく形成することが可能であり、全体として小型化が実現する。 A non-contact type data carrier having a configuration in which an IC chip capable of storing data and a wiring board on which the IC chip is mounted is provided, and a wiring layer having an antenna pattern formed on the wiring board has been used in recent years. Used as a carrier. In such a configuration, the antenna pattern can be formed small by using a technique for miniaturizing the wiring pattern, and the overall size can be reduced.
一方、より長い通信距離が求められる用途では、アンテナの口径を大きく構成することが効果的であるものの、この場合により安価に製造可能とすることも大きな要素である。そこで、上記の小型の非接触式データキャリアを主部品として利用して、開口面積の大きなアンテナパターンを有する基板(以下、ブースターアンテナ基板ともいう)と組み合わせる構成が考えられる。ブースターアンテナ基板では、求められる機能に応じてより安価な構成を採用し、これに、大量に生産されることでコストダウンが図られた小型の非接触式データキャリアを組み合わせる。 On the other hand, in applications where a longer communication distance is required, it is effective to make the antenna aperture larger, but in this case, it is also a great factor to enable manufacture at a lower cost. Therefore, a configuration in which the small non-contact data carrier is used as a main component and combined with a substrate having an antenna pattern with a large opening area (hereinafter also referred to as a booster antenna substrate) can be considered. The booster antenna board adopts a cheaper configuration according to the required function, and is combined with a small non-contact type data carrier that has been manufactured in large quantities and reduced in cost.
下記特許文献1には、ブースターアンテナ基板を有する「非接触式ICタグ装置」が開示されている。この構成のブースターアンテナ基板は、リーダライタ側との通信をするための大口径のアンテナコイルと、IC側のアンテナパターンと電磁結合をするための小口径のアンテナコイルとを有している。小口径のアンテナコイルによりIC側のアンテナパターンとの電磁結合を良好に確保することができるが、ブースターアンテナ基板にも細密なパターン形成が必要でありコスト的には高くなる。
本発明は、保持されたデータを非接触で読み出し可能な非接触式データキャリア装置において、安価な構成でより長い通信距離に対応できる非接触式データキャリア装置を提供することを目的とする。 The present invention Oite the retained data in a readable non-contact data carrier equipment in a non-contact, intended to provide a non-contact data carrier equipment to accommodate a longer communication distance with an inexpensive configuration And
上記の課題を解決するため、本発明に係る非接触式データキャリア装置は、データを格納可能なICチップと、該ICチップが実装され、かつ、該ICチップに接続されたアンテナパターンを有する配線層を含む配線基板とを備え、前記アンテナパターンが、互いに平行する直線部分を、互いにほぼ直交する2方向に少なくとも備えた渦巻き状の形状である非接触式データキャリアと、前記アンテナパターンの最外形より平面形状が大きく、かつ、アンテナがパターン形成された絶縁基板を備え、前記アンテナが、互いに平行する複数の直線パターンを、互いにほぼ直交する2方向に少なくとも備えた複数巻きの単一のコイルパターンであるブースターアンテナ基板と、を具備し、前記アンテナパターンの前記直線部分の一方を含む前記配線基板における領域が前記アンテナの前記直線パターンの一方を含む前記絶縁基板における領域と重なりを有しかつ該直線部分の一方と該直線パターンの一方とがほぼ平行になり、前記アンテナパターンの前記直線部分の他方を含む前記配線基板における領域が前記アンテナの前記直線パターンの他方を含む前記絶縁基板の領域と重なりを有しかつ該直線部分の他方と該直線パターンの他方とがほぼ平行になるように、前記非接触式データキャリアが前記ブースターアンテナ基板に対して重なり位置しており、前記アンテナの前記直線パターンの前記互いにほぼ直交する2方向による角のパターンを含む前記絶縁基板における領域であって前記非接触式データキャリアの前記アンテナパターンを含む前記配線基板における領域に重なる部分における該角のパターンが、前記アンテナパターンの前記直線部分の前記互いにほぼ直交する2方向による角のアンテナパターンを含む前記配線基板における領域であって前記ブースターアンテナ基板の前記アンテナを含む前記絶縁基板における領域に重なる部分における該角のアンテナパターンと同等の丸みを有していることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a non-contact data carrier device according to the present invention includes an IC chip capable of storing data, and a wiring having the IC chip mounted thereon and an antenna pattern connected to the IC chip. A non-contact data carrier having a spiral shape in which the antenna pattern includes at least two linear portions parallel to each other in two directions substantially orthogonal to each other, and an outermost shape of the antenna pattern. A multi- turn single coil pattern having an insulating substrate on which a planar shape is larger and an antenna is patterned, and the antenna includes a plurality of linear patterns parallel to each other at least in two directions substantially orthogonal to each other comprising a booster antenna substrate is, and the wiring including the one of the linear portion of the antenna pattern Ri said insulating having an overlap with the region in the substrate and one and is substantially parallel to the name of one and the straight line patterns of straight line partial region including the one of the linear pattern of the antenna in the plate, the straight line of the antenna pattern A region in the wiring board including the other of the portions overlaps with a region of the insulating substrate including the other of the linear patterns of the antenna, and the other of the linear portions and the other of the linear patterns are substantially parallel to each other. Further, the non-contact data carrier is located in an overlapping position with respect to the booster antenna substrate, and includes a region in the insulating substrate including a pattern of corners in two directions substantially orthogonal to the linear pattern of the antenna. In a portion of the non-contact data carrier that overlaps the area of the wiring board including the antenna pattern. In the insulating substrate including the antenna of the booster antenna substrate, the corner pattern is a region in the wiring substrate including the antenna pattern of the corner in two directions substantially orthogonal to each other of the linear portion of the antenna pattern. It has a roundness equivalent to the antenna pattern at the corner in the portion overlapping the region .
すなわち、この装置は、非接触式データキャリアとブースターアンテナ基板とを具備し、非接触式データキャリアには、データ格納用のICチップと、アンテナパターンを有する配線層を含む配線基板とが備えられている。一方、この配線基板より大きな平面形状のブースターアンテナ基板は、絶縁基板を備え、この絶縁基板上にアンテナがパターン形成されている。非接触式データキャリアのアンテナパターンとブースターアンテナ基板のアンテナとはともに、互いに平行する複数の直線のパターンを備えており、これらを含む基板領域が重なりかつ複数の直線のパターン同士がほぼ平行になるように、非接触式データキャリアとブースターアンテナ基板とが位置している。ここでブースターアンテナ基板のアンテナは複数巻きの単一のコイルパターンである。 That is, this apparatus includes a non-contact type data carrier and a booster antenna substrate, and the non-contact type data carrier includes an IC chip for storing data and a wiring substrate including a wiring layer having an antenna pattern. ing. On the other hand, a booster antenna substrate having a planar shape larger than the wiring substrate includes an insulating substrate, and the antenna is patterned on the insulating substrate. Both the antenna pattern of the non-contact type data carrier and the antenna of the booster antenna board are provided with a plurality of linear patterns parallel to each other, the substrate areas including these are overlapped, and the plurality of linear patterns are substantially parallel to each other. Thus, the non-contact type data carrier and the booster antenna substrate are located. Here, the antenna of the booster antenna substrate is a single coil pattern of a plurality of turns.
したがって、ブースターアンテナ基板のアンテナは特に細密なパターンであることまでは要せず安価である。すなわち、ブースターアンテナ基板のアンテナは、単一のコイルパターンであり、リーダライタ側との通信をするため大口径に形成され得る。ここで、このアンテナの位置および形状を、非接触式データキャリアのアンテナパターンの位置および形状との関係として、上記のように所定に設定することで、これらの電磁結合を良好に維持する。この電磁結合を行うために、リーダライタ側との通信距離を確保するためのアンテナとは別のアンテナを要しない。 Therefore, the antenna on the booster antenna substrate does not require a particularly fine pattern and is inexpensive. That is, the antenna of the booster antenna substrate is a single coil pattern and can be formed in a large diameter for communication with the reader / writer side. Here, the electromagnetic coupling is favorably maintained by setting the position and shape of the antenna as predetermined as described above as the relationship with the position and shape of the antenna pattern of the non-contact data carrier. In order to perform this electromagnetic coupling, an antenna different from the antenna for securing the communication distance with the reader / writer side is not required.
本発明によれば、保持されたデータを非接触で読み出し可能な非接触式データキャリア装置において、安価な構成でより長い通信距離に対応できる。 According to the present invention, Oite the retained data to the non-contact data carrier equipment is readable in a non-contact, it corresponds to a longer communication distance with an inexpensive configuration.
本発明の実施態様として、前記非接触式データキャリアの前記アンテナパターンが、前記ブースターアンテナ基板の前記アンテナの最外形より外側にはみださないように、前記非接触式データキャリアが前記ブースターアンテナ基板に対して重なり位置している、とすることができる。このように構成することで、非接触式データキャリア装置全体としての平面的な大きさをより小さくすることができる。 As an embodiment of the present invention, the non-contact type data carrier is connected to the booster antenna so that the antenna pattern of the non-contact type data carrier does not protrude outside the outermost outer shape of the antenna of the booster antenna substrate. It can be said that it is located overlapping with the substrate. By comprising in this way, the planar magnitude | size as the whole non-contact-type data carrier apparatus can be made smaller.
ここで、前記アンテナの前記直線パターンの前記互いにほぼ直交する2方向による角のパターンを含む前記絶縁基板における領域であって前記非接触式データキャリアの前記アンテナパターンを含む前記絶縁基板における領域に重ならない部分における該角のパターンが、前記アンテナの前記直線パターンの前記互いにほぼ直交する2方向による角のパターンを含む前記絶縁基板における領域であって前記非接触式データキャリアの前記アンテナパターンを含む前記絶縁基板における領域に重なる部分における該角のパターンと同等の丸みを有している、とすることができる。 Here, the linear pattern of the antenna overlaps the region on the insulating substrate that includes a pattern of corners in two directions substantially orthogonal to each other, and the region on the insulating substrate includes the antenna pattern of the non-contact data carrier. The corner pattern in the non-conforming portion is a region in the insulating substrate including a pattern of corners in two directions substantially orthogonal to the linear pattern of the antenna, and includes the antenna pattern of the non-contact data carrier. It can be said that it has the same roundness as the pattern of the corners in the portion overlapping the region in the insulating substrate.
このようにすれば、ブースターアンテナ基板における2方向の直線パターンによる角のパターンが、丸みという意味ですべて揃っているので、間隔の広狭がないパターン形成が可能であり不良発生を減らせる。 In this way, since the corner patterns formed by the two-way linear patterns on the booster antenna substrate are all rounded, a pattern can be formed without wide and narrow intervals, and the occurrence of defects can be reduced.
また、実施態様として、前記非接触式データキャリアの前記アンテナパターンの前記直線部分が、少なくとも、「コ」の字の形状で備えられており、前記非接触式データキャリアに重なり位置している前記ブースターアンテナ基板の前記直線パターンが、少なくとも、前記非接触式データキャリアの前記アンテナパターンの前記「コ」の字の形状に重なるように局所的な「コ」の字の形状で備えられている、とすることができる。 Further, as an embodiment, the linear portion of the antenna pattern of the non-contact type data carrier is provided with at least a “U” shape, and is positioned overlapping the non-contact type data carrier. The linear pattern of the booster antenna substrate is provided in a local `` U '' shape so as to overlap at least the `` U '' shape of the antenna pattern of the non-contact data carrier, It can be.
このようにすれば、アンテナの直線パターンによる局所的な「コ」の字の形状部分が、非接触式データキャリアのアンテナパターンと対向する距離を伸ばすことになるので、より密な電磁結合が可能である。よってさらに通信距離を伸ばすことに貢献できる。 In this way, the local “U” -shaped part of the antenna's linear pattern extends the distance facing the antenna pattern of the non-contact type data carrier, enabling closer electromagnetic coupling. It is. Therefore, it can contribute to further extending the communication distance.
ここで、前記ブースターアンテナ基板の前記アンテナが、外周から内周へ至る周回の連続パターンを有し、該周回の連続パターンが、最外周のパターンが方向転換する部位で内周側のパターンのすべてが該最外周のパターンとほぼ同距離を保って方向転換するパターンである、とすることができる。 Here, the antenna of the booster antenna substrate has a continuous pattern of circulation from the outer periphery to the inner periphery, and all the patterns on the inner periphery side in the region where the outermost pattern changes direction is the continuous pattern of the periphery. Is a pattern that changes direction while maintaining substantially the same distance as the outermost peripheral pattern.
このようにすれば、ブースターアンテナ基板のアンテナの最外形を規定するその最外周のパターンに沿う広がりで内側のパターンが方向転換するので、実質的なアンテナの口径がほとんど狭まらず、通信距離確保への影響が少ない。 In this way, the inner pattern changes direction along the outermost pattern that defines the antenna outer shape of the booster antenna board, so that the substantial aperture of the antenna is hardly reduced and the communication distance is reduced. There is little impact on securing.
ここで、前記ブースターアンテナ基板の前記アンテナが、前記「コ」の字の形状の端部から外出するパターン部位において、該「コ」の字の形状の該端部までの方向に対して90度超180度未満の方向で外出している、とすることができる。このようなアンテナのパターン形状にすれば、「コ」の字を設けたことによるアンテナの実質的口径減を、より小さく抑えることができる。よって通信距離の確保上好ましい。 Here, in the pattern part where the antenna of the booster antenna substrate goes out from the end portion of the “U” shape, it is 90 degrees with respect to the direction to the end portion of the “U” shape. It is possible to go out in a direction of less than 180 degrees. With such an antenna pattern shape, the substantial aperture reduction of the antenna due to the provision of the “U” shape can be further reduced. Therefore, it is preferable for securing a communication distance.
また、実施態様として、前記ブースターアンテナ基板が、前記非接触式データキャリアが重なり位置すべき位置を案内するアライメントマークを有している、とすることができる。このようなアライメントマークを設けることで、生産性の向上および組み立ての位置精度向上に寄与することができる。アライメントマークは、アンテナが設けられた側とは反対の面上に設けるようにしてもよい。この場合、非接触式データキャリアをブースターアンテナ基板のアンテナがパターン形成されていない面上に位置させる構成に適する。非接触式データキャリアをアンテナがパターン形成されていない面上へ載置すれば、アンテナの存在による段差に影響されず傾かずに位置させることができる。よって、垂直方向において非接触式データキャリアとブースターアンテナとのより好ましい位置関係が得られる。 As an embodiment, the booster antenna substrate may include an alignment mark that guides a position where the non-contact data carrier should overlap. By providing such an alignment mark, it is possible to contribute to improvement of productivity and improvement of positional accuracy of assembly. The alignment mark may be provided on the surface opposite to the side where the antenna is provided. In this case, it is suitable for the configuration in which the non-contact type data carrier is positioned on the surface of the booster antenna substrate where the antenna is not patterned. If the non-contact type data carrier is placed on the surface where the antenna is not patterned, it can be positioned without being affected by the step due to the presence of the antenna. Therefore, a more preferable positional relationship between the non-contact data carrier and the booster antenna can be obtained in the vertical direction.
また、実施態様として、前記ブースターアンテナ基板の前記絶縁基板が、パターン形成されて対向位置する2つのランドを備え、前記絶縁基板の前記アンテナが、前記対向位置する2つのランドに接続され、かつ、該対向位置する2つのランドを介してパターンとして不連続になっており、該対向位置する2つのランド上に実装された導電部材をさらに具備する、とすることができる。このような2つのランドを備えることで、このブースターアンテナ基板を、直接にICを電気的に実装する製品用の基板として供することも可能になる。 Further, as an embodiment, the insulating substrate of the booster antenna substrate includes two lands that are patterned and face each other, and the antenna of the insulating substrate is connected to the two lands that face each other, and It may be discontinuous as a pattern through the two lands located opposite to each other, and may further include a conductive member mounted on the two lands located opposite to each other. By providing such two lands, this booster antenna substrate can be provided as a substrate for a product on which an IC is directly mounted.
また、実施態様として、前記非接触式データキャリアと前記ブースターアンテナ基板との間に設けられた接着樹脂層をさらに具備する、とすることができる。非接触式データキャリアをブースターアンテナ基板上に固定するためのひとつの態様である。 Further, as an embodiment, an adhesive resin layer provided between the non-contact type data carrier and the booster antenna substrate can be further provided. It is one aspect for fixing a non-contact type data carrier on a booster antenna substrate.
また、実施態様として、前記ブースターアンテナ基板の前記絶縁基板の材質がPET(ポリエチレンテレフタレート)であり、該絶縁基板上にパターン形成された前記アンテナの材質がアルミニウムであり、前記ブースターアンテナ基板が、前記絶縁基板の一部領域を誘電体とするように両面にキャパシタとしての電極パターンをさらに備え、該電極パターンが電気的に前記アンテナに接続されている、とすることができる。これはブースターアンテナ基板を安価にするための具体例である。これによれば、材質的にも構成部品的にも安価になる。 Further, as an embodiment, the material of the insulating substrate of the booster antenna substrate is PET (polyethylene terephthalate), the material of the antenna patterned on the insulating substrate is aluminum, and the booster antenna substrate is An electrode pattern as a capacitor may be further provided on both surfaces so that a partial region of the insulating substrate is a dielectric, and the electrode pattern is electrically connected to the antenna. This is a specific example for reducing the cost of the booster antenna substrate. According to this, both the material and the components are inexpensive.
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る非接触式データキャリア装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。より具体的に、図1(a)に示す平面図内に示したA−Aa位置、B−Ba位置、C−Ca位置の断面が、それぞれ、図1(b)、(c)、(d)である。この非接触式データキャリア装置は、絶縁基板11上にパターン形成されたアンテナ12を備えるブースターアンテナ基板と、小型の非接触式データキャリア15とを概略構成として有している。小型の非接触式データキャリア15については以下、小型タグとも言う。
Based on the above, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view schematically showing the configuration of a non-contact data carrier device according to an embodiment of the present invention. More specifically, the cross-sections at the A-Aa position, B-Ba position, and C-Ca position shown in the plan view shown in FIG. 1A are respectively shown in FIGS. 1B, 1C, and 1D. ). This non-contact type data carrier device has a booster antenna substrate including an
ブースターアンテナ基板には、アンテナ12の他に、キャパシタ13、貫通導電接続部14が設けられる。ブースターアンテナ基板の絶縁基板11は、例えば、厚さ数10μmのPETやポリイミドからなる(このほか、FR−4やガラスエポキシ基板を採用することもできる)。その面積は、例えば、一般のカードサイズの半分程度であり、このような大きさにすることによりアンテナ12の開口面積を十分に取り、リーダライタ側との十分な通信距離の確保を図る。
In addition to the
アンテナ12は、導電材料(例えばアルミニウム)を材質として、複数巻きの単一のコイルパターンになるように形成されており、その外周側は、貫通導電接続部14を介して裏面に導通し、さらに裏面側のパターンによりキャパシタ電極パターン13bに導通している。アンテナ12の内周側は、キャパシタ電極パターン13aに導通している。貫通導電接続部14は、絶縁基板11を貫通して設けられた、両面のパターン間を電気的に導通する充填構造の導電部材である。
The
キャパシタ電極パターン13bとキャパシタ電極パターン13aとは、絶縁基板11を介して対向位置しており、その対向面積によりキャパシタ13として静電容量が所定になるようになっている。キャパシタ13の誘電体には、キャパシタ電極パターン13bとキャパシタ電極パターン13aとに挟まれて位置する絶縁基板11がそのまま利用される。アンテナ12とキャパシタ13とにより共振回路が構成され、その共振周波数はリーダライタ側との通信に用いられる周波数にほぼ一致する。このような絶縁基板12、アンテナ13、キャパシタ14、貫通導電接続部14による構成は、要素数が少なく微細加工も不要なので、またそれらの材質を考えても非常に安価にできる利点がある。
The capacitor electrode pattern 13b and the capacitor electrode pattern 13a are opposed to each other with the insulating
アンテナ12は、互いに平行する複数の直線パターンを有する形状であり、この直線パターンの一部に重なるように小型タグ15が位置している。ここで小型タグ15の絶縁基板11上への固定のため、それらの間に接着樹脂層16(例えば熱硬化性のエポキシ樹脂)を設けている。小型タグ15の位置およびその内部構成については再度述べるが、概略的には、アンテナ12の直線パターンに平行に重なるように小型タグ15内に備えられているアンテナパターンの直線部分が位置している。このような位置関係により、アンテナ12と小型タグ15内のアンテナパターンとの確実な電磁結合を図る。この電磁結合により、ブースターアンテナ基板を介するリーダライタと小型タグ15との通信が可能になっている。
The
なお、この非接触式データキャリア装置の図示は、構造が分かりやすいようにして示したものであり、実際の使用場面の形態としては、両面にラミネート素材を積層したりカード様の形態に仕上げるなどして、保護性を増した形態が考えられる。 This non-contact type data carrier device is shown in an easy-to-understand structure, and the actual usage situation is such that a laminate material is laminated on both sides or finished in a card-like form. Thus, a form with increased protection can be considered.
図2は、図1中に示した非接触式データキャリア15(小型タグ)の構成を模式的に示す平面図である。小型タグ15は、例えば5mm角程度の大きさを有し、配線基板としての近年のパターン微細化技術や微細な縦方向導電技術を適用して小型・安価に大量製造することができる。小型タグ15の構成は、図示するように、配線基板151、アンテナパターン152、データキャリアICチップ153、ボンディングワイヤ154、モールド樹脂155を有する構成である。
FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the non-contact data carrier 15 (small tag) shown in FIG. The
データキャリアICチップ153は、主たる内部構成要素として、通信回路部(不図示)とメモリ部(不図示)とを有する。通信回路部は、ボンディングワイヤ154を介してアンテナパターン152に接続され、このアンテナパターン152を介して外部からのデータ読み出し指令信号を受信しかつこれに反応してメモリ部に格納されたデータの出力の仲介を行う。データキャリアICチップ153は、配線基板151のほぼ中央に位置して実装されさらに外気からの保護のためモールド樹脂155により封止されている。
The data
アンテナパターン152は、渦巻き状の形状を有し、図示の外周端は縦方向導電体用ランド152bとなっている。このランド152bは、その下側に位置する縦方向導電体に電気的に接続しており、この縦方向導電体は、裏面に設けられた不図示のアンテナパターンの外周端に電気的に接続している。不図示の裏面アンテナパターンは、アンテナパターン152と同じ向きで渦巻き状に形成されその内周端が縦方向導電体を介して縦方向導電体用ランド152aに電気的に接続している。以上のように、アンテナパターン152と裏面アンテナパターンとにより、ICチップ153から見て一巡のアンテナパターンが形成されている。
The
なお、配線基板151として多層配線基板を採用し、このような一巡のアンテナパターンを、各配線層に設けた各アンテナパターンを直列させて構成することもできる。このような多層配線基板の採用により、アンテナパターンの外部との電磁結合度を増すことができ、信頼性の増加した通信への貢献になる。 In addition, a multilayer wiring board is employ | adopted as the wiring board 151, and such a round antenna pattern can also be comprised by connecting each antenna pattern provided in each wiring layer in series. By employing such a multilayer wiring board, the degree of electromagnetic coupling with the outside of the antenna pattern can be increased, which contributes to communication with increased reliability.
渦巻き状の形状のアンテナパターン152は、互いに平行する直線部分を少なくとも有している。小型タグ15としてブースターアンテナ基板との位置関係は、アンテナパターン152のその直線部分がブースターアンテナ基板に設けられたアンテナ12の直線パターンと重なり平行になるように設定される。なお、アンテナパターン152が渦巻き状の形状であることから、アンテナパターン152には上記の直線部分とは誘導される起電力の向きが逆になる部分が必然的にあるが、この逆の部分がブースターアンテナ基板のアンテナ12の直線パターンとは重ならないように小型タグ15を位置させるのが好ましい。このような重なりがあると、アンテナ12からのアンテナパターン152への(あるいはその逆方向の)電磁誘導が打ち消される結果になるからである。
The
また、図1に示したように、小型タグ15のアンテナパターン152がブースターアンテナ基板のアンテナ12の最外形より外側にはみださないように、小型タグ15をブースターアンテナ基板に対して位置させるのがより好ましい。このようにすれば、非接触式データキャリア装置全体として平面的な大きさをより小さくできるからである。
Further, as shown in FIG. 1, the
小型タグ15としては、図2に示した構成のものに限らず利用することができる。例えば、すでに述べたように多層配線基板を採用することのほかに、データキャリアICチップ153の実装をフリップチップ実装とすること、モールド樹脂155に代えて配線基板151上全面に形成された樹脂層とすること、配線基板151中にデータキャリアICチップ153を埋め込み基板内蔵すること、アンテナパターン152の形状を矩形状ではなくそれ以上の多角形とすることやその一部に曲線パターンを導入すること、などは適宜採用することができる。
The
次に、本発明の別の実施形態について図3を参照して説明する。図3は、本発明の別の実施形態に係る非接触式データキャリア装置の構成を模式的に示す平面図である。図3において、すでに説明した図中に示した構成要素と同じものには同一符号を付しその説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a plan view schematically showing a configuration of a non-contact type data carrier device according to another embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
この実施形態では、電磁結合を生む、ブースターアンテナ基板のアンテナ12と小型タグ15のアンテナパターン152との対向距離をより長くし、これによりさらに通信距離を伸ばすことを意図する。このため、小型タグ15のアンテナパターン152の直線部分が、互いにほぼ直交する2方向に少なくとも備えられており、ブースターアンテナ基板のアンテナ12の直線パターンが、互いにほぼ直交する2方向に少なくとも備えられている形態を利用して、次のようにこれらを配置する。
In this embodiment, it is intended to increase the facing distance between the
すなわち、図示するように、まず、アンテナパターン152の直線部分の一方を含む配線基板151における領域がアンテナ12の直線パターンの一方を含む絶縁基板11における領域と重なりを有しかつ該直線部分の一方と該直線パターンの一方とがほぼ平行になるように、小型タグ15をブースターアンテナ基板に対して重ねて位置させる。さらに、アンテナパターン152の直線部分の他方を含む配線基板151における領域がアンテナ12の直線パターンの他方を含む絶縁基板12の領域と重なりを有しかつ該直線部分の他方と該直線パターンの他方とがほぼ平行になるように、小型タグ15をブースターアンテナ基板に対して重ねて位置させる。
That is, as shown in the drawing, first, an area in the wiring substrate 151 including one of the linear portions of the
換言すると、図示の場合、小型タグ15における矩形のアンテナパターン152の2辺がブースターアンテナ基板のアンテナ12と重なり電磁誘導を受けるような配置である。このような位置関係により、図1に示した実施形態に比べてパターン間の電磁的な結合度は倍近くになる。よって図1に示した実施形態より通信距離は延長する。
In other words, in the illustrated case, the two sides of the
次に、本発明のさらに別の実施形態について図4を参照して説明する。図4は、本発明の一実施形態に係るブースターアンテナ基板の構成を模式的に示す平面図である。図4において、すでに説明した図中に示した構成要素と同じものには同一符号を付しその説明を省略する。なお図4では小型タグ15については仮想線で示す。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a plan view schematically showing the configuration of the booster antenna substrate according to the embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 4, the
この実施形態では、ブースターアンテナ基板のアンテナ12aが、図示するように、小型タグ15に重なりを有する角の部分で丸みをより排除したパターンになっている。例えばこの部分における丸みは、小型タグ15におけるアンテナパターン152の角のパターンと同程度の丸みにすることができる。このようなアンテナ12aによれば、絶縁基板11のアンテナ12aと配線基板151のアンテナパターン152とで、角のパターンによる重なりがそれらの丸みを含めて一致するので、より密な電磁結合が得られる。よって、さらに通信距離を伸ばすことに貢献できる。
In this embodiment, the antenna 12a of the booster antenna substrate has a pattern in which roundness is further eliminated at the corner portion overlapping the
次に、本発明のさらに別の実施形態について図5を参照して説明する。図5は、本発明の別の実施形態に係るブースターアンテナ基板の構成を模式的に示す平面図である。図5において、すでに説明した図中に示した構成要素と同じものには同一符号を付しその説明を省略する。なお図5でも小型タグ15については仮想線で示す。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a plan view schematically showing a configuration of a booster antenna substrate according to another embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 5, the
この実施形態では、ブースターアンテナ基板のアンテナ12bが、図示するように、小型タグ15に重なりを有する角の部分を含む角の部分ですべて丸みをより排除したパターンになっている。例えばこの部分における丸みは、小型タグ15におけるアンテナパターン152の角のパターンと同程度の丸みにすることができる。このようにすれば、ブースターアンテナ基板における2方向の直線パターンによる角のパターンが、丸みという意味ですべて揃っているので、間隔の広狭がないパターン形成が可能であり製造時の不良発生を減らせる。
In this embodiment, the antenna 12b of the booster antenna substrate has a pattern in which all roundness is eliminated in the corner portion including the corner portion overlapping the
次に、本発明のさらに別の実施形態について図6を参照して説明する。図6は、本発明のさらに別の実施形態に係るブースターアンテナ基板の構成を模式的に示す平面図である。図6において、すでに説明した図中に示した構成要素と同じものには同一符号を付しその説明を省略する。なお図6でも小型タグ15については仮想線で示す。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a plan view schematically showing a configuration of a booster antenna substrate according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 6, the
この実施形態は、小型タグ15のアンテナパターン152の直線部分が、少なくとも、「コ」の字の形状で備えられている形態であることを前提にこれを利用する。具体的には、図示するように、小型タグ15に重なり位置しているブースターアンテナ基板のアンテナ12cの直線パターンが、小型タグ15におけるアンテナパターン152の「コ」の字の形状に重なるように局所的な「コ」の字の形状で備えられている。
This embodiment is used on the assumption that the linear portion of the
これによれば、アンテナ12cの直線パターンによる局所的な「コ」の字の形状部分が、小型タグ15のアンテナパターン152と対向する距離を伸ばすことになるので、より密な電磁結合が可能である。よってさらに通信距離を伸ばすことに貢献できる。
According to this, since the local “U” -shaped portion of the linear pattern of the
次に、本発明のさらに別の実施形態について図7を参照して説明する。図7は、本発明のさらに別の実施形態に係るブースターアンテナ基板の構成を模式的に示す平面図である。図7において、すでに説明した図中に示した構成要素と同じものには同一符号を付しその説明を省略する。なお図7でも小型タグ15については仮想線で示す。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a plan view schematically showing a configuration of a booster antenna substrate according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 7, the
この実施形態は、図6において説明したものと「コ」の字の形状の部分において同じであるが、ブースターアンテナ基板のアンテナ12dが、外周から内周へ至る周回の連続パターンを有し、該周回の連続パターンが、最外周のパターンが方向転換する部位で内周側のパターンのすべてが該最外周のパターンとほぼ同距離を保って方向転換するパターンである、という点で異なっている。図6に示したものは、アンテナ12cがその左上の方向転換の部位において、内周側のパターンのすべてが最外周のパターンとほぼ同距離を保っているわけではない。
This embodiment is the same as that described in FIG. 6 in the portion of the “U” shape, but the antenna 12d of the booster antenna substrate has a continuous pattern of circulation from the outer periphery to the inner periphery, The circular continuous pattern is different in that the pattern on the inner peripheral side is a pattern in which the direction of the outermost peripheral pattern changes direction while maintaining almost the same distance as the outermost peripheral pattern. In the example shown in FIG. 6, not all of the patterns on the inner peripheral side maintain the same distance as the pattern on the outermost periphery at the position where the
図7に示すようなパターンにアンテナ12dを構成することにより、アンテナ12dの最外形を規定するその最外周のパターンに沿う広がりで内側のパターンが方向転換するので、実質的なアンテナの口径がほとんど狭まらず、通信距離低下が避けられる。 By configuring the antenna 12d in a pattern as shown in FIG. 7, the inner pattern changes direction along the outermost peripheral pattern that defines the outermost shape of the antenna 12d. The communication distance is not reduced without being narrowed.
次に、本発明のさらに別の実施形態について図8を参照して説明する。図8は、本発明のさらに別の実施形態に係るブースターアンテナ基板の構成を模式的に示す平面図である。図8において、すでに説明した図中に示した構成要素と同じものには同一符号を付しその説明を省略する。なお図8でも小型タグ15については仮想線で示す。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a plan view schematically showing a configuration of a booster antenna substrate according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same components as those shown in the already described figures are designated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 8, the
この実施形態も、図6において説明したものと「コ」の字の形状の部分において同じであるが、ブースターアンテナ基板のアンテナ12eが、「コ」の字の形状の端部から外出するパターン部位において、該「コ」の字の形状の該端部までの方向に対して90度超180度未満の方向で外出している、という点で異なっている。 This embodiment is also the same as that described in FIG. 6 in the portion of the “U” shape, but the pattern portion where the antenna 12e of the booster antenna board goes out from the end portion of the “U” shape. However, it is different in that it goes out in the direction of more than 90 degrees and less than 180 degrees with respect to the direction to the end of the “U” shape.
このようなパターンにアンテナ12eを構成することにより、「コ」の字を設けたことによる実質的口径減を、より小さく抑えることができる。よって通信距離の確保上好ましい。 By configuring the antenna 12e in such a pattern, a substantial decrease in the aperture due to the provision of the “U” shape can be further reduced. Therefore, it is preferable for securing a communication distance.
次に、本発明のさらに別の実施形態について図9を参照して説明する。図9は、本発明のさらに別の実施形態に係るブースターアンテナ基板の構成を模式的に示す平面図である。図9において、すでに説明した図中に示した構成要素と同じものには同一符号を付しその説明を省略する。なお図9でも小型タグ15については仮想線で示す。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a plan view schematically showing a configuration of a booster antenna substrate according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIG. 9, the
この実施形態では、ブースターアンテナ基板の絶縁基板11に小型タグ15の配置位置案内のためアライメントマーク17を設ける。アライメントマーク17は、アンテナ12bをパターン形成するための例えばアルミニウム層のエッチング工程で同時に形成することができる。アライメントマーク17を設けることで、生産性の向上および組み立ての位置精度向上に寄与できる。例えばマシンビジョンを利用する組み立て工程時や、目視で組み立てを行う場合にも利用できる。
In this embodiment, an
次に、本発明のさらに別の実施形態について図10を参照して説明する。図10は、本発明のさらに別の実施形態に係る非接触式データキャリア装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。より具体的に、図10(a)に示す平面図内に示したD−Da位置の断面が、図10(b)である。図10において、すでに説明した図中に示した構成要素と同じものには同一符号を付しその説明を省略する。 Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a plan view and a cross-sectional view schematically showing the configuration of a non-contact data carrier device according to still another embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 10B shows a cross section at the D-Da position shown in the plan view shown in FIG. In FIG. 10, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
この実施形態は、小型タグ15の配置位置を絶縁基板11のアンテナ12の形成された側の面とは反対の側の面上としたものである。なお、小型タグ15の配置位置を案内するためのアライメントマーク17a、17bをやはり上記反対側の面上に設けている。このように反対面上に小型タグ15を位置させれば、アンテナ12の存在による段差に影響され傾くことなく小型タグ15を位置させることができる。よって、垂直方向において小型タグ15とブースターアンテナ基板とのばらつきの小さいより好ましい位置関係が得られる。
In this embodiment, the
次に、本発明のさらに別の実施形態について図11を参照して説明する。図11は、本発明のさらに別の実施形態に係る非接触式データキャリア装置の構成を模式的に示す平面図である。図11において、すでに説明した図中に示した構成要素と同じものには同一符号を付しその説明を省略する。 Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a plan view schematically showing a configuration of a non-contact type data carrier device according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 11, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
この実施形態では、ブースターアンテナ基板の絶縁基板11が、パターン形成されて対向位置する2つのランド32a、32bを備え、絶縁基板11のアンテナ22がこの2つのランド32a、32bに接続されている。さらに、絶縁基板11のアンテナ22は、2つのランド32a、32bを介してパターンとして不連続になっており、2つのランド32a、32b上に導電ダミー素子32(導電部材)を実装させている。
In this embodiment, the insulating
この実施形態でアンテナ22は、例えば銅のパターンである。ランド32a、32b上には適当なめっき層が配されていてもよいが少なくとも地金の層部分はやはり例えば銅である。同じく、キャパシタ23を構成するキャパシタ電極パターン23a、23bも例えば銅パターンである。また、絶縁基板11の裏面のパターンに接続して貫通導電接続部25が設けられ、この貫通導電接続部25に接続した表側のパターンがアンテナ22の内周側とランド33a、33bを介して対向位置している。この非接触式データキャリア装置ではランド33a、33b上には何も実装しない。
In this embodiment, the
図11に図示する形態は、電気的には、図1に示した実施形態と全く同じになる。したがって、図1での説明と同様な作用および効果を有する。加えて、このようなブースターアンテナ基板は、ランド32a、32b、33a、33bを備えることで、絶縁基板11上に直接に(小型タグ15を用いず)データキャリアICチップを電気的に実装する製品用の基板として用いることができる。すなわち、このような用途では、ランド32a、32b上に、導電ダミー素子32に代えてデータキャリアICチップを実装(例えばフリップ実装)し、ランド33a、33b上には導電ダミー素子を実装してキャパシタ23を電気的に機能させないようにする。このブースターアンテナ基板をこのように利用可能とすることで、製品間で共通部品化がなされコスト削減に寄与することができる。
The form shown in FIG. 11 is electrically the same as the embodiment shown in FIG. Therefore, it has the same operation and effect as described in FIG. In addition, such a booster antenna substrate is provided with
次に、本発明のさらに別の実施形態について図12を参照して説明する。図12は、本発明のさらに別の実施形態に係るブースターアンテナ基板の構成を模式的に示す平面図である。図12において、すでに説明した図中に示した構成要素と同じものには同一符号を付しその説明を省略する。なお図12では小型タグ15については仮想線で示す。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a plan view schematically showing a configuration of a booster antenna substrate according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 12, the
この実施形態は、ブースターアンテナ基板として図11に示したものと同じく、小型タグ15を載せるタイプのものと、小型タグ15を載せず直接にデータキャリアICチップを実装するタイプのものとで兼用することができるアンテナ基板である。図12(a)が小型タグ15を載せる製品の場合を図示し、図12(b)が小型タグ15を載せず直接にデータキャリアICチップを実装する製品の場合を図示している。
In this embodiment, as shown in FIG. 11 as the booster antenna substrate, the type in which the
アンテナ42に局所的な「コ」の字の形状部分があることは図6、図7、図8に示した実施形態と同様である。また、アンテナ42の外周端が貫通導電接続部44を介して裏面に導通し、さらに裏面側のパターンによりキャパシタ43の一方の端子に導通している。また、絶縁基板41のこの裏面側のパターンに接続して貫通導電接続部45が設けられ、この貫通導電接続部45に接続した表側のパターンがアンテナ42の内周側とランドを介して対向位置している。
It is the same as that of embodiment shown in FIG.6, FIG.7, FIG.8 that the
小型タグ15を載せる製品の場合には、図12(a)に示すように、導電ダミー素子32を実装することにより、アンテナ42の内周端に導通してキャパシタ43の他方の端子を接続させる。これにより、アンテナ42とキャパシタ43との電気的接続関係は図1に示した実施形態と同じになる。
In the case of a product on which the
一方、小型タグ15を載せず直接にデータキャリアICチップを実装する製品の場合には、図12(b)に示すように、貫通導電接続部45に接続した表側のパターンとアンテナ42の内周側との間にデータキャリアICチップ52を実装(例えばフリップ実装)する。これにより、キャパシタ43は電気的には機能せず、ICチップ52の両端子間にアンテナ42が接続された構成になる。
On the other hand, in the case of a product in which the data carrier IC chip is directly mounted without mounting the
11…絶縁基板、12,12a,12b,12c,12d,12e…アンテナ、13…キャパシタ、13a,13b…キャパシタ電極パターン、14…貫通導電接続部、15…非接触式データキャリア(小型タグ)、16…接着樹脂層、17,17a,17b…アライメントマーク、22…アンテナ、23…キャパシタ、23a,23b…キャパシタ電極パターン、24…貫通導電接続部、25…貫通導電接続部、32…導電ダミー素子、32a,32b…ランド、33a,33b…ランド、41…絶縁基板、42…アンテナ、43…キャパシタ、44…貫通導電接続部、45…貫通導電接続部、52…データキャリアICチップ、151…配線基板、152…アンテナパターン、152a,152b…縦方向導電体用ランド、153…データキャリアICチップ、154…ボンディングワイヤ、155…モールド樹脂。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記アンテナパターンの最外形より平面形状が大きく、かつ、アンテナがパターン形成された絶縁基板を備え、前記アンテナが、互いに平行する複数の直線パターンを、互いにほぼ直交する2方向に少なくとも備えた複数巻きの単一のコイルパターンであるブースターアンテナ基板と、を具備し、
前記アンテナパターンの前記直線部分の一方を含む前記配線基板における領域が前記アンテナの前記直線パターンの一方を含む前記絶縁基板における領域と重なりを有しかつ該直線部分の一方と該直線パターンの一方とがほぼ平行になり、前記アンテナパターンの前記直線部分の他方を含む前記配線基板における領域が前記アンテナの前記直線パターンの他方を含む前記絶縁基板の領域と重なりを有しかつ該直線部分の他方と該直線パターンの他方とがほぼ平行になるように、前記非接触式データキャリアが前記ブースターアンテナ基板に対して重なり位置しており、
前記アンテナの前記直線パターンの前記互いにほぼ直交する2方向による角のパターンを含む前記絶縁基板における領域であって前記非接触式データキャリアの前記アンテナパターンを含む前記配線基板における領域に重なる部分における該角のパターンが、前記アンテナパターンの前記直線部分の前記互いにほぼ直交する2方向による角のアンテナパターンを含む前記配線基板における領域であって前記ブースターアンテナ基板の前記アンテナを含む前記絶縁基板における領域に重なる部分における該角のアンテナパターンと同等の丸みを有していること
を特徴とする非接触式データキャリア装置。 An IC chip capable of storing data; and a wiring board including the wiring layer having the antenna pattern mounted on the IC chip and connected to the IC chip, wherein the antenna pattern includes linear portions parallel to each other. A non-contact data carrier having a spiral shape provided at least in two directions substantially orthogonal to each other ;
A plurality of windings each having a planar shape larger than the outermost shape of the antenna pattern and including an insulating substrate on which the antenna is patterned, wherein the antenna includes a plurality of linear patterns parallel to each other in at least two directions substantially orthogonal to each other. anda booster antenna substrate is a single coil pattern,
One of a one and a straight line pattern of said have regions with overlapping in the insulating substrate and the linearly partial area in the wiring board includes one of said linear pattern of said antenna including one of the linear portion of the antenna pattern Ri but substantially parallel name, the other of said straight portion the insulating substrate region and having an overlap and the straight line portion area in the wiring board including the other of the linear pattern of the antenna including the other of said antenna pattern And the non-contact data carrier is positioned so as to overlap with the booster antenna substrate so that the other of the linear patterns is substantially parallel ,
The region in the insulating substrate that includes the pattern of corners in two directions that are substantially orthogonal to each other of the linear pattern of the antenna, and the portion that overlaps the region in the wiring substrate that includes the antenna pattern of the non-contact data carrier A corner pattern is a region in the wiring board that includes the antenna pattern of the corners in two directions that are substantially orthogonal to each other of the linear portion of the antenna pattern, and a region in the insulating substrate that includes the antenna of the booster antenna substrate. A non-contact type data carrier device having roundness equivalent to the antenna pattern of the corner in the overlapping portion .
前記非接触式データキャリアに重なり位置している前記ブースターアンテナ基板の前記直線パターンが、少なくとも、前記非接触式データキャリアの前記アンテナパターンの前記「コ」の字の形状に重なるように局所的な「コ」の字の形状で備えられていること
を特徴とする請求項1記載の非接触式データキャリア装置。 The linear portion of the antenna pattern of the non-contact data carrier is provided at least in the shape of a “U”;
The linear pattern of the booster antenna substrate positioned overlapping the non-contact type data carrier is at least locally overlapped with the “U” shape of the antenna pattern of the non-contact type data carrier. The non-contact type data carrier device according to claim 1, wherein the non-contact type data carrier device is provided in a “U” shape.
前記絶縁基板の前記アンテナが、前記対向位置する2つのランドに接続され、かつ、該対向位置する2つのランドを介してパターンとして不連続になっており、
該対向位置する2つのランド上に実装された導電部材をさらに具備すること
を特徴とする請求項1記載の非接触式データキャリア装置。 The insulating substrate of the booster antenna substrate includes two lands that are patterned and face each other,
The antenna of the insulating substrate is connected to the two lands facing each other and is discontinuous as a pattern through the two lands facing each other.
The non-contact type data carrier device according to claim 1, further comprising a conductive member mounted on the two lands facing each other.
該絶縁基板上にパターン形成された前記アンテナの材質がアルミニウムであり、
前記ブースターアンテナ基板が、前記絶縁基板の一部領域を誘電体とするように両面にキャパシタとしての電極パターンをさらに備え、該電極パターンが電気的に前記アンテナに接続されていること
を特徴とする請求項1記載の非接触式データキャリア装置。 The material of the insulating substrate of the booster antenna substrate is PET,
The material of the antenna patterned on the insulating substrate is aluminum,
The booster antenna substrate further includes an electrode pattern as a capacitor on both sides so that a partial region of the insulating substrate is a dielectric, and the electrode pattern is electrically connected to the antenna. The non-contact type data carrier device according to claim 1.
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