JP5172762B2 - Antenna circuit, IC inlet, IC tag, and capacity adjustment method of antenna circuit - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナ回路、ICインレット、ICタグ、およびアンテナ回路の容量調整方法に関するものである。 The present invention relates to an antenna circuit, an IC inlet, an IC tag, and a capacity adjustment method for the antenna circuit.
近年、管理対象の人や商品(被着体)に取付け、これら管理対象の流通等を管理する非接触型のICタグが普及している。この非接触型のICタグは、内蔵するICチップにデータを記憶させることができ、電波を介して非接触で質問機と交信することにより、管理するデータを質問機と交換できるものである。 In recent years, non-contact type IC tags that are attached to a person to be managed or a product (adhered body) and manage distribution and the like of the management object have become widespread. This non-contact type IC tag can store data in a built-in IC chip, and can exchange data to be managed with an interrogator by communicating with the interrogator in a non-contact manner via radio waves.
非接触型のICタグの利用分野としては、例えば各種の交通機関の定期券、企業の建物等における人の入出管理、商品の在庫管理、物流管理等多岐にわたる。これらの利用分野に応じて各種の形態のものがある。 Fields of use of non-contact type IC tags are diverse, such as, for example, commuter pass for various transportation facilities, management of people in and out of a company building, inventory management of goods, logistics management, and the like. There are various types according to these fields of use.
非接触型のICタグは、主にICチップとアンテナ回路とを備えた構成となっている。ICチップとアンテナ回路で構成されるICタグの共振周波数(f)は、主として、ICチップの静電容量(C)とアンテナ回路のインダクタンス(L)とによって決定される。その関係は以下の式(1)で表される。 The non-contact type IC tag mainly includes an IC chip and an antenna circuit. The resonance frequency (f) of an IC tag composed of an IC chip and an antenna circuit is mainly determined by the capacitance (C) of the IC chip and the inductance (L) of the antenna circuit. The relationship is represented by the following formula (1).
f=1/{2π(LC)1/2}・・・(1) f = 1 / {2π (LC) 1/2 } (1)
上記式(1)より、共振周波数fを調整するためには、静電容量(C)とインダクタンス(L)の少なくとも一方を調整しなければならない。ICタグにおいて、静電容量は通常ICチップ固有の値であり、ICタグ全体での静電容量を変化させるためにはアンテナ回路側で静電容量(C)を修正しなければならない。また、ICタグのインダクタンス(L)を変化させるためには、アンテナ回路の巻き数を増減させたり回路長を変化させたりしなければならない。 From the above equation (1), in order to adjust the resonance frequency f, at least one of the capacitance (C) and the inductance (L) must be adjusted. In an IC tag, the capacitance is usually a value unique to the IC chip. In order to change the capacitance of the entire IC tag, the capacitance (C) must be corrected on the antenna circuit side. Further, in order to change the inductance (L) of the IC tag, it is necessary to increase or decrease the number of turns of the antenna circuit or change the circuit length.
従来、かかるICタグの共振周波数を調整する方法として以下のものが提案されている。例えば、特許文献1では、1ターン以上の矩形形状のループで構成されるアンテナコイルの最内周のループに、ループの一辺と該一辺に隣り合う辺から分岐する分岐配線とを短絡する複数のトリミング用配線を略平行に形成し、このトリミング用配線が順次切断されて、アンテナコイルのインダクタンスを調整する技術が開示されている。 Conventionally, the following has been proposed as a method of adjusting the resonance frequency of such an IC tag. For example, in Patent Document 1, a plurality of short-circuited one side of the loop and a branch wiring branching from a side adjacent to the one side of the innermost loop of the antenna coil configured by a rectangular loop of one turn or more A technique is disclosed in which trimming wirings are formed substantially in parallel and the trimming wirings are sequentially cut to adjust the inductance of the antenna coil.
特許文献2では、基材の一方の面に第1の電極パターンを形成し、基材の他方の面に配設されるブリッジ回路に櫛形構造の電極を含む第2の電極パターンを形成し、第1の電極パターンと前記基材と前記第2の電極パターンとで前記コンデンサを形成し、櫛形構造の電極をトリミングすることにより共振周波数を調整する技術が開示されている。
In
しかしながら、特許文献1では、コイル部分の面積を増やす必要があるため、回路サイズが小さい場合に効果が少なく、高精度に共振周波数を調整することができないという問題がある。また、特許文献2では、両面配線パターンとしているので、回路両面を導通させるための工程が増えるため低コストに製造することができないという問題がある。
However, in Patent Document 1, since it is necessary to increase the area of the coil portion, there is a problem that the effect is small when the circuit size is small, and the resonance frequency cannot be adjusted with high accuracy. Moreover, since the
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、低コストかつ高精度に共振周波数の調整を行うことが可能なアンテナ回路、ICインレット、ICタグ、およびアンテナ回路の容量調整方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an antenna circuit, an IC inlet, an IC tag, and an antenna circuit capacity adjustment method capable of adjusting the resonance frequency with low cost and high accuracy. For the purpose.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るアンテナ回路は、導電材料がループ状にその両端が開放して形成されたアンテナ配線からなり、当該アンテナ配線の両端に電子部品を接続した場合に閉回路を形成するアンテナ部と、前記閉回路外に設けられ、かつ、その一端側が前記アンテナ配線に接続され、当該アンテナ配線に沿って形成される容量調整用配線と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an antenna circuit according to the present invention comprises an antenna wiring formed by opening a conductive material in a loop shape at both ends, and an electronic component at both ends of the antenna wiring. An antenna portion that forms a closed circuit when connected, and a capacitance adjustment wiring that is provided outside the closed circuit and that has one end connected to the antenna wiring and formed along the antenna wiring. It is characterized by having.
また、本発明に係るアンテナ回路は、前記容量調整用配線は、前記アンテナ配線の内側、外側、および配線間の少なくとも1つに形成されることを特徴とする。 Moreover, the antenna circuit according to the present invention is characterized in that the capacitance adjusting wiring is formed on at least one of the inside, the outside, and the wiring of the antenna wiring.
また、本発明に係るICインレットは、前記アンテナ回路と、前記アンテナ配線の両端に接続した電子部品と、を備えたことを特徴とする。 The IC inlet according to the present invention includes the antenna circuit and electronic components connected to both ends of the antenna wiring.
また、本発明に係るICタグは、前記ICインレットを備えることを特徴とする。 In addition, an IC tag according to the present invention includes the IC inlet.
また、本発明に係るアンテナ回路の容量調整方法は、前記アンテナ回路は、導電材料がループ状にその両端が開放して形成されたアンテナ配線からなり、当該アンテナ配線の両端に電子部品を接続した場合に閉回路を形成するアンテナ部と、前記閉回路外に設けられ、かつ、その一端側が前記アンテナ配線に接続され、当該アンテナ配線に沿って形成される容量調整用配線と、を備え、前記容量調整用配線の長さを変化させることにより、前記アンテナ回路の容量を調整することを特徴とする。 Further, in the antenna circuit capacity adjustment method according to the present invention, the antenna circuit is composed of an antenna wiring in which a conductive material is formed in a loop shape with both ends open, and electronic components are connected to both ends of the antenna wiring. An antenna portion that forms a closed circuit in the case, and a capacitance adjusting wiring that is provided outside the closed circuit and has one end connected to the antenna wiring and formed along the antenna wiring, The capacity of the antenna circuit is adjusted by changing the length of the capacity adjustment wiring.
本発明によれば、アンテナ回路の容量を低コストかつ高精度に調整することができ、低コストかつ高精度に共振周波数の調整を行うことが可能なアンテナ回路、ICインレット、ICタグ、およびアンテナ回路の容量調整方法を提供することが可能になるという効果を奏する。 According to the present invention, an antenna circuit, an IC inlet, an IC tag, and an antenna that can adjust the capacity of the antenna circuit with low cost and high accuracy and can adjust the resonance frequency with low cost and high accuracy. The circuit capacity adjustment method can be provided.
以下に、この発明に係るアンテナ回路、ICインレット、ICタグ、およびアンテナ回路の容量調整方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの又は実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, embodiments of an antenna circuit, an IC inlet, an IC tag, and a capacity adjustment method for an antenna circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or that are substantially the same.
本実施の形態に係るアンテナ回路は、導電材料がループ状にその両端が開放して形成されたアンテナ配線からなり、当該アンテナ配線の両端に電子部品(例えば、ICチップ)を接続した場合に閉回路を形成するアンテナ部(例えば、面状コイル)と、当該閉回路外に設けられ、かつ、その一端側がアンテナ配線に接続され、当該アンテナ配線に沿って形成される容量調整用配線(例えば、調整用コイル)とが設けられ、容量調整配線の長さを変化させることで、所望の共振周波数を得ることができるようにしたものである。 The antenna circuit according to the present embodiment is composed of an antenna wiring formed of a conductive material in a loop shape with both ends open, and is closed when an electronic component (for example, an IC chip) is connected to both ends of the antenna wiring. An antenna portion (for example, a planar coil) that forms a circuit, and a capacitance adjusting wiring (for example, a wiring that is provided outside the closed circuit and that has one end connected to the antenna wiring and formed along the antenna wiring. Adjustment coil), and a desired resonance frequency can be obtained by changing the length of the capacitance adjustment wiring.
(アンテナ回路、ICインレット)
図1−1は、本発明の実施の形態に係るアンテナ回路の概略の構成を示す平面図である。図1−2は、図1−1のA−A断面構成を示す図である。図2−1は、本実施の形態に係るICインレットの概略の構成を示す平面図である。図2−2は、図2−1のA−A断面構成を示す図である。図3は、図2−1のICインレットの等価回路を示す図である。
(Antenna circuit, IC inlet)
1-1 is a plan view showing a schematic configuration of an antenna circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 1-2 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration along the line AA in FIG. 1-1. FIG. 2-1 is a plan view illustrating a schematic configuration of the IC inlet according to the present embodiment. FIG. 2B is a diagram illustrating a cross-sectional configuration along the line AA in FIG. FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of the IC inlet of FIG. 2-1.
図1−1および図1−2において、アンテナ回路1は、回路基材11の上に、面状コイル(アンテナ部)12と、パッド13a、13bと、ジャンパー14と、絶縁レジスト18と、ICチップ実装用接続体15と、外付けコンデンサ16と、および調整用コイル17(容量調整用配線)とを備えて構成されている。アンテナ回路1は、開回路であり、ICチップ実装用接続体15にICチップが実装されると閉回路となるものである。
1-1 and FIG. 1-2, the antenna circuit 1 includes a planar coil (antenna portion) 12,
図2−1および図2−2において、ICインレット2は、図1−1および図1−2に示すアンテナ回路1のICチップ実装用接続体15にICチップ21(電子部品)が実装された状態の回路をいう。本実施の形態では、単一のアンテナ回路1に1個のICチップ21を備えた場合を例示するが、複数個のICチップ21を実装することにしてもよい。
2A and 2B, the
電子部品であるICチップ21は、当該IDタグに固有なコードなどのデータを格納しているものであり、図示しない質問器からの質問電波の受信により、格納しているデータの送信動作を行うものである。このようなICチップ21による送受信処理に必要なエネルギーを、面状コイル12によるインダクタンス(L成分)と、ICチップ21、外付けコンデンサ16,および調整用コイル17等が有する静電容量(C成分)の共振により質問電波から得ている。
The
回路基材11としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリカーボネートなどの合成樹脂フィルムや、上質紙、コート紙、グラシン紙、不織布などの紙材等のシート材料を用いることができる。回路基材11の厚さは、特に限定されないが、5〜300μmが好ましく、10〜200μmが特に好ましい。
As the
アンテナ部をなす面状コイル12は、主としてアンテナ機能や電力供給機能を担う。面状コイル12は、導電材料がループ状(環状)にその両端が開放して形成されたアンテナ配線であり、略円形を呈している。面状コイル12は、被覆銅線をコイル状に巻く方法、導電性ペーストをコイル状に印刷する方法、回路基材11にラミネートされた銅箔等の導電性金属層をエッチングによりコイル状に形成する方法等により形成することができる。また、導電性ペーストとしては、金、銀、ニッケル等の金属粒子をバインダーに分散させたもの等を適用できる。また、バインダーとしては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を適用できる。面状コイル12のターン数、線幅、線間は、所望の共振周波数の取得に応じて任意に設定することができる。
The
面状コイル12の外側に位置する端部(最外端部)は、パッド13a、ジャンパー14およびパット13bを介して、面状コイル12の内側に位置するICチップ実装用接続体15の一方の電極部に接続される。また、面状コイル12の内側に位置する端部(最内端部)は、ICチップ実装用接続体15の他方の電極部に接続される。パッド13a、13bとしては、例えば、銅、アルミ等の金属や、銀ペースト等の導電性インクなどの導電材料等を適用できる。
The end portion (outermost end portion) located outside the
ジャンパー14は、面状コイル12の外側端部と内側端部との電気的な接続を行うためのものである。ジャンパー14としては、例えば、金、銀、ニッケルなどの金属粒子を分散させた導電性ペースト又は導電性インクを適用できる。
The
ジャンパー14の下部には絶縁レジスト18が配設されている。絶縁レジスト18は、ジャンパー14と面状コイル12の各ループとの間に絶縁を施しているものである。絶縁レジスト18としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂などを主成分とする絶縁性の樹脂を適用できる。なお、回路基板11のパット13a、13bが形成される位置の回路基材11に貫通孔を形成して、ジャンパー14を回路基材11における面状コイル12が形成される面の反対側の面から引き回して、パット13a、13b間を導通させる構成としてもよい。これにより、調整用コイル17の長さを調整する場合に加工が容易となる場合がある。
An insulating resist 18 is disposed below the
ICチップ実装用接続体15は、ICチップ21を実装させるための一対の電極部からなるものである。ICチップ実装用接続体15の電極部としては、例えば、銅、アルミ等の金属や、銀ペースト等の導電性インクなどの導電材料等を適用できる。
The IC
ICチップ実装用接続体15の電極部にICチップ21を実装する場合は、ICチップ実装用接続体15の電極部に、接続材を用いてICチップ21を接続する。この接続材としては、ハンダ、異方導電性接着剤、および異方導電性接着フィルム等を適用できる。この異方導電性接着剤、異方導電性接着フィルムとしては、金属粒子などを分散させたエポキシ樹脂などを主成分としたものなどを用いることができる。
When the
外付けコンデンサ16は、アンテナ回路1とICチップ21とで形成される閉回路に並列に接続されており、具体的には、パット13bと面状コイル12の最内端部間に接続されている。外付けコンデンサ16の容量は、所望の共振周波数の取得に応じて任意に設定することができる。なお、本実施の形態において、外付けコンデンサ16は必ずしも必須の構成要素ではなく、調整用コイル17のみで容量を調整可能な場合は、不要である。
The
容量調整用配線である調整用コイル17は、ICインレット2の共振周波数のC成分を調整するためのものであり、面状コイル12とICチップ21とで形成される閉回路外に設けられ、かつ、その一端側が面状コイル12と接続され、面状コイル12に沿って形成され、その他端側は面状コイル12と接続されない。調整用コイル17は、隣接する面状コイル12との間で容量を形成する。調整用コイル17の長さ、位置、数、線幅、線間は、所望の共振周波数の取得に応じて任意に設定することができる。調整用コイル17は、例えば、面状コイル12と同一の材料を使用することができる。
The
ここで、面状コイル12のインダクタンスをL、ICチップ21の静電容量をC1、外付けコンデンサ16の静電容量をC2,調整用コイル17が形成する浮遊容量をC3とした場合、ICインレット2は、図3の等価回路で表すことができる。また、ICインレット2の共振周波数(f)は、下式(2)で表すことができる。
Here, when the inductance of the
f=1/{2π(L(C1+C2+C3))1/2}・・・(2) f = 1 / {2π (L (C1 + C2 + C3)) 1/2 } (2)
上記式(2)から分かるように、調整用コイル17が形成する容量C3を大きくすれば、共振周波数fを低くすることができ、また、容量C3を小さくすれば、共振周波数fを高くすることができる。
As can be seen from the above equation (2), the resonance frequency f can be lowered by increasing the capacitance C3 formed by the
本実施の形態では、この調整用コイル17の長さを変化させることで、調整用コイル17が形成する容量を調整することにより、所望の共振周波数を得ることができる。調整用コイル17の長さを調整する方法としては、例えば、(1)アンテナ回路1に調整用コイル17を形成しないでおき、後から所望の共振周波数を得るのに必要な長さの調整用コイル17を形成する方法や、(2)アンテナ回路1に調整用コイル17を長めに形成しておき、後から所望の共振周波数を得るために、調整用コイル17を切断する方法等がある。
In the present embodiment, a desired resonance frequency can be obtained by adjusting the capacitance formed by the
(ICタグ)
次に、本実施の形態のICタグの構成を図面を参照しながら説明する。本明細書および特許請求の範囲において、ICタグとは、IC接着ラベルおよびICカードをも含むものであり、ICインレットに対して所定の加工を施したものをいい、ICインレットを樹脂封止したIC封止体も含む。以下、本実施の形態のICインレットをIC接着ラベルおよびICカードの形態に加工した例を説明する。
(IC tag)
Next, the configuration of the IC tag of this embodiment will be described with reference to the drawings. In the present specification and claims, an IC tag includes an IC adhesive label and an IC card, and refers to an IC inlet that has been subjected to predetermined processing, and the IC inlet is sealed with resin. An IC sealing body is also included. Hereinafter, an example in which the IC inlet according to the present embodiment is processed into an IC adhesive label and an IC card will be described.
[IC接着ラベル]
図4−1は、IC接着ラベルの一例を示す断面図である。同図において、IC接着ラベル3は、図2−2に示すICインレット2の上面に、面状コイル12、調整用コイル17、およびICチップ21等を覆って接着剤層31が形成され、更に、接着剤層31の上面に剥離材32が剥離自在に貼着されている。なお、本明細書において、接着剤とは通常の接着剤と粘着剤とを含む概念である。なお、接着剤層31としては、フィルム、紙、不織布等を中芯として、その中芯の両面に接着剤層を有する形態のものを用いてもよい。
[IC adhesive label]
FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating an example of an IC adhesive label. In the figure, an IC adhesive label 3 has an adhesive layer 31 formed on the upper surface of the
接着剤層31は、ICチップ21やアンテナ回路1の上を覆うと共にこれらの凹凸に追従してこれらを接着剤層31中に埋入させて封止する機能を有する。接着剤層31としては、公知の接着材を制限なく使用することができ、具体的には、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、天然ゴムや合成ゴム系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、ポリオレフィン系接着剤、ポリエステル系接着剤、エチレン−酢酸ビニル系接着剤等を例示できる。
The adhesive layer 31 has a function of covering the
例えば、接着剤層31を剥離材32の剥離処理面上に塗布し、その後、ICインレット2の回路形成面に貼り合わせることで形成することができる。接着剤の塗布量は、5〜300g/m2が好ましく、10〜100g/m2が特に好ましい。
For example, it can be formed by applying the adhesive layer 31 on the release treatment surface of the release material 32 and then bonding the adhesive layer 31 to the circuit formation surface of the
剥離材32としては、公知の材料を使用することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの各種樹脂よりなるフィルムや、ポリエチレンラミネート紙、ポリプロピレンラミネート紙、クレーコート紙、樹脂コート紙、グラシン紙等の各種紙材を基材とし、この基材の接着剤層との接合面に必要により剥離処理が施されたものを使用することができる。この場合、剥離処理が施された形態の代表例としては、シリコーン系樹脂、長鎖アルキル系樹脂、フッ素系樹脂等の剥離剤よりなる剥離剤層の形成が挙げられる。剥離材の厚みは特に制限されず、適宜選定すればよい。 A known material can be used as the release material 32. For example, films made of various resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polyethylene laminated paper, polypropylene laminated paper, clay coated paper, resin Various paper materials such as coated paper and glassine paper can be used as the base material, and the surface of the base material bonded to the adhesive layer can be peeled off if necessary. In this case, a representative example of the form subjected to the release treatment includes formation of a release agent layer made of a release agent such as a silicone resin, a long-chain alkyl resin, or a fluorine resin. The thickness of the release material is not particularly limited and may be appropriately selected.
つぎに、IC接着ラベル3の使用方法につき説明する。まず、IC接着ラベル3の剥離材32を接着剤層31から剥がし、データ管理対象物である不図示の被着体にIC接着ラベル3を貼着する。これにより、ICタグ3は使用できる状態となり、質問機とデータを交換することにより、被着体の各種管理を行える状態になる。 Next, a method for using the IC adhesive label 3 will be described. First, the release material 32 of the IC adhesive label 3 is peeled off from the adhesive layer 31, and the IC adhesive label 3 is attached to an adherend (not shown) that is a data management object. As a result, the IC tag 3 can be used, and by exchanging data with the interrogator, various types of management of the adherend can be performed.
図4−2は、IC接着ラベルの他の例を示す断面図である。図4−2において、図4−1と同等部分は同一符号を付してある。図4−2に示す例では、IC接着ラベル3は、ICインレット2の回路基材11のアンテナ回路形成面と反対側の面に接着剤層33が形成されており、この接着剤層33に表面基材34が貼着されている。接着剤層33の材料は接着剤層31と同様のものを利用することができる。
FIG. 4B is a cross-sectional view of another example of the IC adhesive label. In FIG. 4B, the same parts as those in FIG. In the example shown in FIG. 4B, the IC adhesive label 3 has an adhesive layer 33 formed on the surface opposite to the antenna circuit forming surface of the
表面基材34は、商品名等の可視情報を印字することができるものが好ましく、表面に印字することに適しているものであれば特に制限はない。例えば、合成樹脂フィルム、合成紙、不織布、紙、あるいは、これらの表面に感熱記録、感圧記録、熱転写記録、レーザー光記録、インクジェット記録用の各種記録層を形成したものでもよい。 The surface base material 34 is preferably capable of printing visible information such as a trade name, and is not particularly limited as long as it is suitable for printing on the surface. For example, a synthetic resin film, synthetic paper, non-woven fabric, paper, or a surface on which various recording layers for thermal recording, pressure-sensitive recording, thermal transfer recording, laser light recording, and inkjet recording are formed may be used.
[ICカード]
本発明のICインレットは、更に、非接触型のICカードの形態に構成することもできる。図5−1は、ICカードの一例を示す断面図である。図5−1に示す例では、ICカード4は、図2−2に示すICインレット2の面状コイル12、調整用コイル17、およびICチップ21等が樹脂層41で封止されて、カード形状に形成されている。この樹脂層41は、ICインレット2の表面保護層として機能している。
[IC card]
The IC inlet of the present invention can also be configured in the form of a non-contact type IC card. FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating an example of an IC card. In the example shown in FIG. 5A, the IC card 4 is formed by sealing the
樹脂層41は、例えば、射出成型により形成することができる。射出成型条件自体は、公知のものである。樹脂層41に用いる樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル−ブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等が好ましい。 The resin layer 41 can be formed by, for example, injection molding. The injection molding conditions themselves are known. The resin used for the resin layer 41 is preferably polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyacrylonitrile-butadiene, polyethylene, polypropylene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, or the like.
このICカード4の用途としては、キャッシュカード、クレジットカード、会員証、社員証、入退室管理カード、定期券等が例示される。 Examples of the use of the IC card 4 include cash cards, credit cards, membership cards, employee cards, entrance / exit management cards, and commuter passes.
図5−2は、ICカードの他の例を示す断面図である。図5−2において、図5−1と同等部分は同一符号を付してある。図5−2に示す例では、ICカード4は、図2−2に示すICインレット2を、その周縁部44を接着した2枚の表面基材42、43内に封入したカードの形態に形成されている。表面基材42、43の周縁44の接着方法としては、熱融着や各種接着剤を用いる接着方法が例示される。
FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating another example of the IC card. In FIG. 5B, the same parts as those in FIG. In the example shown in FIG. 5B, the IC card 4 is formed in the form of a card in which the
表面基材42,43としては、特に制限はないが、上質紙、コート紙等の紙や、合成樹脂フィルム等が好ましい。合成樹脂フィルムを構成する樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリブテン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアセタール、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等を例示できる。表面基材の厚みは10〜500μmが好ましく、特に50〜400μmが好ましい。 The surface substrates 42 and 43 are not particularly limited, but paper such as high-quality paper and coated paper, synthetic resin films, and the like are preferable. Resin materials constituting the synthetic resin film include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyester, polyvinyl acetate, polybutene, polyacrylate ester, polymethacrylate ester, polyacrylonitrile, polyimide, polycarbonate, polyamide, ethylene- Examples include vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetal, polyethylene terephthalate, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, and the like. 10-500 micrometers is preferable and, as for the thickness of a surface base material, 50-400 micrometers is especially preferable.
(ICインレットおよびICタグの製造方法)
次に、本実施の形態に係るICインレット2およびICタグ(IC接着ラベル3,ICカード4)の製造方法の一例を説明する。
(IC inlet and IC tag manufacturing method)
Next, an example of a method for manufacturing the
本実施の形態に係るICタグは、概ね以下に説明する第1工程〜第5工程により製造することができる。以下の製造方法では、所望の共振周波数を得るための調整用コイル5の長さが製造前の実験等で予め分かっている場合について説明する。 The IC tag according to the present embodiment can be manufactured generally by the first to fifth steps described below. In the following manufacturing method, a case will be described in which the length of the adjustment coil 5 for obtaining a desired resonance frequency is known in advance by an experiment before manufacturing.
第1工程(導電層の形成工程):回路基材11となるシート材料上に、アンテナ回路1の面状コイル12、パッド13a、13b、ICチップ実装用接続体15、および外付けコンデンサ16(導電部分)、所望の共振周波数を得るための所定長の調整用コイル5からなる導電層を同時に形成する。
First step (conductive layer forming step): On the sheet material to be the
この導電層の形成は、回路基材11上に予め打抜きなどで所定のコイル形状に形成した銅箔やアルミ箔を接着層(図示しない)を介して貼り合わせによる形成方法、又は回路基材11上に、例えばイオンプレーティングや蒸着などで金属層を形成した後に、その金属層に対してスクリーン印刷等によるエッチングレジスト印刷を行い、露出部をエッチング処理することにより、コイル状に形成する形成方法、あるいは銀ペーストなどの金属ペーストを用いて所定のコイル形状にスクリーン印刷等による形成等の形成方法を適用することができ、導電材料の種類も限定されるものではない。なお、導電層の形成方法において、予め銅箔やアルミ箔などに接着層が作製されているものを用いても良い。
The conductive layer is formed by a method of bonding a copper foil or aluminum foil previously formed into a predetermined coil shape on the
第2工程(絶縁層の形成工程):パッド13a、13bの間の、面状コイル12と調整用コイル17の上面を覆うように、アンテナ回路1の絶縁レジスト18となる絶縁層を形成する。この絶縁層の形成方法も、既存のいかなる方法を適用することができ、絶縁材料の種類も限定されるものではない。なお、形成される面積が小さいので、スクリーン印刷が適用しやすい。
Second step (insulating layer forming step): An insulating layer to be the insulating resist 18 of the antenna circuit 1 is formed so as to cover the upper surfaces of the
第3工程(ジャンパーの形成工程):パッド13a、13b、絶縁レジスト18の上面に、アンテナ回路1のジャンパー14となる導電層を形成する。この導電層の形成は、金属ペーストを用いたスクリーン印刷等による印刷処理、金属箔の貼り付けなどのいずれかの形成方法を適用することができ、導電材料の種類も限定されるものではない。以上の第1工程〜第3工程が、アンテナ回路1の形成工程である。
Third step (jumper forming step): A conductive layer to be the
第4工程(ICチップの実装工程):アンテナ回路1のICチップ実装用接続体15の電極部の所定の位置に、フリップチップ実装機を用いて、接合材料を付けて所定のICチップ21を実装する。接合材料には、異方導電性ペーストを使用することができる。これによりICインレット2が作製される。
Fourth step (IC chip mounting step): A
第5工程(ICタグ加工工程):電気的な回路要素の形成や実装が終了すると、接着材や樹脂等を用いて、ICインレット2の表皮被覆等を行い、例えば、カード状、ラベル状、シール状などの任意の形状に作製する。
Fifth step (IC tag processing step): When the formation and mounting of the electrical circuit elements is completed, the surface of the
(実施例)
上記実施の形態のICインレット2を作製して、その共振周波数を測定した実施例を説明する。図6−1〜図6−5は、ICインレット2の実施例を説明するための図であり、比較例および実施例1〜実施例4のICインレット2の構成例をそれぞれ説明するための平面図である。
(Example)
An example in which the
比較例では、回路基材11としての50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)に接着剤を介して35mmの銅箔を貼り合わせたCu/PET(ニッカン工業製ニカフレックス)にスクリーン印刷法によりレジストパターンを印刷し、エッチングすることにより、図6−1に示すように、回路基材11上に、面状コイル12を、最外径直径50mm、線幅400μm、線間300μmの銅配線を螺旋を描くように8ターンを形成すると共に、外付けコンデンサ16として、面積8mm2の両面パターンを有するアンテナ回路1を形成した。波線で示すジャンパー14は、面状コイル12を形成した面と反対側の面に、スルーホールにより、銀ペースト(東洋紡績製DW250L−1)を用いて形成した。調整用コイル17は形成されていない。このアンテナ回路1に、フリップチップ実装機(九州松下製、FB30T-M)を使用し、接合材料には異方導電性ペースト(京セラケミカル製、TAP0402E)を用い、NXP社製RFID用ICチップmifare(形式名MF1IC S50)を熱圧着して実装した。
In the comparative example, a resist pattern was formed by screen printing on Cu / PET (Nikaflex manufactured by Nikkan Kogyo Co., Ltd.), in which a 35 mm copper foil was bonded to a 50 μm polyethylene terephthalate film (PET) as the
図6−2〜図6−5に示すように、実施例1〜4では、図6−1に示す比較例に係るICインレット2に、面状コイル12の最内端部から調整用コイル17を1ターン目の半分(約139mm)、1ターン目の全部(約278mm)、2ターン目の半分(約137mm)、2ターン目の全部(約274mm)をそれぞれ形成した。
As shown in FIGS. 6-2 to 6-5, in Examples 1 to 4, the
以上のように形成されたICインレット2の共振周波数f、コイルインダクタンスL(μH)、外付けコンデンサ16およびICチップ21の容量C「pF]、および浮遊容量[pF]を測定した。浮遊容量[pF]は、ICインレット2で外付けコンデンサ16およびICチップ21の容量C「pF]を減じた値で、調整用コイル17による容量を含むものである。この結果を表1に示す。
The resonance frequency f of the
比較例および実施例1〜4では、面状コイル12のコイルインダクタンスL(μH)=5.41μH、外付けコンデンサ16およびICチップ21の容量C「pF]=21.6pFは同じである。
In the comparative example and Examples 1 to 4, the coil inductance L (μH) = 5.41 μH of the
比較例は、調整用コイル17のないICインレット2であり、浮遊容量[pF]=3.3pFであり、共振周波数f[MHz]=13.70MHzとなった。
The comparative example is the
実施例1は、調整用コイル17の1ターン目の半分(約139mm)を追加したICインレット2であり、浮遊容量[pF]=4.1pFであり、共振周波数f[MHz]=13.50MHzとなった。
The first embodiment is an
実施例2は、調整用コイル17の1ターン目の全部(約278mm)を追加したICインレット2であり、浮遊容量[pF]=4.9pFであり、共振周波数f[MHz]=13.30MHzとなった。
Example 2 is an
実施例3は、調整用コイル17の2ターン目の半分(約137mm)を、実施例2にさらに追加したICインレット2であり、浮遊容量[pF]=5.3pFであり、共振周波数f[MHz]=13.18MHzとなった。
The third embodiment is an
実施例4は、調整用コイル17の2ターン目の全部(約274mm)を、実施例2にさらに追加したICインレット2であり、浮遊容量[pF]=5.7pFであり、共振周波数f[MHz]=13.09MHzとなった。
Example 4 is the
以上より、調整用コイル17の長さを大きくしていくことで、実際に、共振周波数fを小さくする方向に調整できることが確認された。このようにして、所望の共振周波数が得られる調整用コイル17の長さを探索して、その長さに調整用コイル17を形成する。なお、長めに形成した調整用コイル17を切断または除去して共振周波数を大きくする方向に調整して、所望の共振周波数を得ることにしてもよい。
From the above, it was confirmed that the resonance frequency f can actually be adjusted in the direction of decreasing by increasing the length of the
また、調整用コイル17の長さを調整する場合に、製造するICインレット2の全てに対して共振周波数を検出して、調整用コイル17の長さ調整(特性調整)を行ってもよいし、以下のような製品ロット単位に処理しても良い。例えば、同一時期に同一機械で製造されたようなほぼ同一の特性を有するとみなせるICインレット2の製品ロット(例えば100個)から、所定個数(例えば3個)のICインレット2を抜き取り、これら抜き取られた所定個数のICインレット2から、調整用コイル17の長さを決定し、その製品ロットのICインレット2の全てに対し、決定した長さの調整用コイルを形成することにしても良い。
Further, when adjusting the length of the
(変形例1)
図1−1に示す例では、調整用コイル17を、面状コイル12の内側に形成した例を示したが、他の位置に形成してもよく、また、複数形成してもよい。図7および図8は、アンテナ回路1の調整用コイル17の配置位置の変形例を示す図である。図7および図8において、図1−1と同等機能を有する部位には同一符号を付してある。例えば、図7に示すように、調整用コイル17を、面状コイル12の外側に形成してもよい。これにより、内側に調整用コイル17を配置するスペースがない場合でも調整用コイル17を形成することができる。
(Modification 1)
In the example illustrated in FIG. 1A, the
また、図8に示すように、調整用コイル17を、面状コイル12の配線間に形成することにしてもよい。これにより、内側および外側に調整用コイル17のスペースがない場合でも調整用コイル17を形成することができる。
Further, as shown in FIG. 8, the
なお、調整用コイル17は、調整容量およびスペース等を考慮して、面状コイル12の内側、外側、およびコイル間の少なくとも1つに配置すればよく、また、これらを組み合わせて配置してもよい。
The
(変形例2)
図1−1に示す例では、面状コイル12および調整用コイル17の形状を円形としたが、利用態様に応じて他の形状としてもよい。他の形状としては、例えば、矩形、三角形、四角形、六角形などとしてもよい。図9は、アンテナ回路1の面状コイル12および調整用コイル17の形状の変形例を示す図である。図7および図8において、図1−1と同等機能を有する部位には同一符号を付してある。図9に示す例では、面状コイル12および調整用コイル17の形状を矩形としたものである。
(Modification 2)
In the example illustrated in FIG. 1A, the
(実施の形態の効果)
上記実施の形態によれば、導電材料がループ状にその両端が開放して形成され、当該両端にICチップを接続した場合に閉回路を形成する面状コイルと、当該閉回路外で、かつ、その一端側を面状コイルに接続し、当該面状コイルに沿って浮遊容量を形成するための調整用コイルを設け、調整用コイルの長さを調整して浮遊容量を調整することで、共振周波数を調整することとしたので、低コスト、簡単、かつ高精度に共振周波数の調整を行うことが可能となる。
(Effect of embodiment)
According to the above embodiment, the conductive material is formed in a loop shape with its both ends open, and a planar coil that forms a closed circuit when an IC chip is connected to both ends, outside the closed circuit, and By connecting the one end side to the planar coil, providing an adjustment coil for forming the stray capacitance along the planar coil, and adjusting the stray capacitance by adjusting the length of the adjustment coil, Since the resonance frequency is adjusted, the resonance frequency can be adjusted with low cost, simple and high accuracy.
また、上記実施の形態によれば、調整用コイルを面状コイルの内側、外側、および配線間の少なくとも1つに形成することとしたので、調整容量およびスペース等を考慮して調整用コイルをレイアウトすることが可能となる。 Further, according to the above embodiment, since the adjustment coil is formed on at least one of the inside and outside of the planar coil and between the wirings, the adjustment coil is considered in consideration of the adjustment capacity and the space. Layout becomes possible.
以上のように、本発明に係るアンテナ回路、ICインレット、ICタグ、およびアンテナ回路の容量調整方法は、アンテナを作製する場合に有用であり、特に、非接触型のIC接着ラベルおよびICカードに適している。 As described above, the antenna circuit, the IC inlet, the IC tag, and the capacity adjustment method for the antenna circuit according to the present invention are useful for manufacturing an antenna, and particularly for non-contact type IC adhesive labels and IC cards. Is suitable.
1 アンテナ回路
2 ICインレット
3 IC接着ラベル
4 ICカード
11 回路基材
12 面状コイル(アンテナ部)
13a、13b パッド
14 ジャンパー
15 ICチップ実装用接続体
16 外付けコンデンサ
17 調整用コイル(容量調整用配線)
18 絶縁レジスト
21 ICチップ(電子部品)
31、33 接着剤層
32 剥離材
41 樹脂層
42、43 表面基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
13a,
18 Insulation resist 21 IC chip (electronic parts)
31, 33 Adhesive layer 32 Release material 41
Claims (5)
前記閉回路外に設けられ、かつ、その一端側が前記アンテナ配線に接続され、当該アンテナ配線に沿って形成される容量調整用配線と、
を備えたことを特徴とするアンテナ回路。 An antenna portion that is formed of an antenna wiring formed by opening a conductive material in a loop shape at both ends thereof, and forming a closed circuit when electronic components are connected to both ends of the antenna wiring; and
Capacitance adjustment wiring provided outside the closed circuit and having one end connected to the antenna wiring and formed along the antenna wiring;
An antenna circuit comprising:
前記アンテナ配線の両端に接続した電子部品と、
を備えたことを特徴とするICインレット。 An antenna circuit according to claim 1;
Electronic components connected to both ends of the antenna wiring;
An IC inlet characterized by comprising:
前記アンテナ回路は、
導電材料がループ状にその両端が開放して形成されたアンテナ配線からなり、当該アンテナ配線の両端に電子部品を接続した場合に閉回路を形成するアンテナ部と、
前記閉回路外に設けられ、かつ、その一端側が前記アンテナ配線に接続され、当該アンテナ配線に沿って形成される容量調整用配線と、
を備え、
前記容量調整用配線の長さを変化させることにより、容量を調整することを特徴とするアンテナ回路の容量調整方法。
A capacity adjustment method for an antenna circuit,
The antenna circuit is
An antenna portion that is formed of an antenna wiring formed by opening a conductive material in a loop shape at both ends thereof, and forming a closed circuit when electronic components are connected to both ends of the antenna wiring; and
Capacitance adjustment wiring provided outside the closed circuit and having one end connected to the antenna wiring and formed along the antenna wiring;
With
A method of adjusting a capacity of an antenna circuit, wherein the capacity is adjusted by changing a length of the capacity adjusting wiring.
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