JP5336957B2 - Magnetic material, method of manufacturing magnetic material, and antenna module - Google Patents
Magnetic material, method of manufacturing magnetic material, and antenna module Download PDFInfo
- Publication number
- JP5336957B2 JP5336957B2 JP2009163635A JP2009163635A JP5336957B2 JP 5336957 B2 JP5336957 B2 JP 5336957B2 JP 2009163635 A JP2009163635 A JP 2009163635A JP 2009163635 A JP2009163635 A JP 2009163635A JP 5336957 B2 JP5336957 B2 JP 5336957B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- ferrite plate
- magnetic material
- antenna
- transmitter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、発信器から発信される磁界を受けて、当該発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナコイルが実装されたアンテナ基板に重畳する位置に配置され、発信器から発信される磁界をアンテナコイルに引き込む磁性材料、その製造方法、及び、この磁性材料が組み込まれたアンテナモジュールに関する。 The present invention receives a magnetic field transmitted from a transmitter, and is disposed at a position overlapping an antenna substrate on which an antenna coil that is inductively coupled to the transmitter and can communicate is mounted, and is transmitted from the transmitter. The present invention relates to a magnetic material that draws the antenna coil into the antenna coil, a manufacturing method thereof, and an antenna module incorporating the magnetic material.
RFID(Radio Frequency Identification)用のアンテナモジュールとして、次のような数種類のものが従来から用いられている。第1に、FPC(Flexible Printed Circuit)やリジット基板を用いてコイルパターンを平面上に作成したアンテナモジュールがある。第2に、丸線を巻き線にしてコイルを作成したアンテナモジュールがある。第3に、FPCやFFC(Flexible Flat Cable)などをハーネスにして、そのハーネスをリング状にしてコイルを形成したアンテナモジュールがある。 The following several types of antenna modules for RFID (Radio Frequency Identification) have been conventionally used. First, there is an antenna module in which a coil pattern is created on a plane using an FPC (Flexible Printed Circuit) or a rigid substrate. Secondly, there is an antenna module in which a coil is formed by winding a round wire. Third, there is an antenna module in which an FPC, FFC (Flexible Flat Cable) or the like is used as a harness, and the harness is formed in a ring shape to form a coil.
上述したアンテナモジュールは、部品の配置、形状を考慮した設計により、適宜選択されて、電子機器に組み込まれて使用されている。 The above-described antenna module is appropriately selected by a design that takes into account the arrangement and shape of components, and is used by being incorporated in an electronic device.
電子機器内にアンテナモジュールを配置する場合、電子機器の金属製筐体や内部部品に使用されている金属の影響を受けないようにするため、透磁率が比較的高く、損失係数が小さいフェライト製の磁性材料をアンテナまたはその周辺に取り付けている(特許文献1)。 When an antenna module is placed in an electronic device, it is made of ferrite with a relatively high permeability and low loss factor so as not to be affected by the metal used in the metal casing and internal parts of the electronic device. The magnetic material is attached to the antenna or its periphery (Patent Document 1).
このようにして、磁気特性が良好なフェライト製の磁性材料は、アンテナモジュールに重畳するように配置することによって、磁界がアンテナモジュールの周囲に配置されている金属内に入り渦電流となり、熱に変わることを防ぐ。また、フェライト製の磁性材料は、良好な通信性能が得られるように、形状や組合せ等の最適化が行われている。また、携帯電話機などの携帯型電子機器の薄型化が進む中で、フェライト製の磁性材料は、アンテナモジュールと貼り合せた状態で、できるだけ薄くなるようにすることが望まれる。 In this way, a magnetic material made of ferrite with good magnetic properties is placed so as to overlap the antenna module, so that the magnetic field enters the metal around the antenna module and becomes an eddy current, which generates heat. Prevent change. Moreover, the magnetic material made of ferrite has been optimized in terms of shape, combination, etc. so as to obtain good communication performance. In addition, as portable electronic devices such as cellular phones are becoming thinner, it is desired that the magnetic material made of ferrite be as thin as possible in a state of being bonded to the antenna module.
上述したように、アンテナをFPCなどの可撓性のある電子材料で平面形状にして作成し、このアンテナ基板に、電子機器内での渦電流や熱の発生を防止する目的で、フェライト製の磁性材料が取り付けられる場合がある。ここで、磁性材料として使用されるフェライトは、機器内に組み込む際のサイズ上の制約から、アンテナ基板の外周形状と同一の形状に加工する必要がある。 As described above, the antenna is made of a flexible electronic material such as FPC in a planar shape, and this antenna substrate is made of ferrite for the purpose of preventing the generation of eddy current and heat in the electronic device. Magnetic material may be attached. Here, the ferrite used as the magnetic material needs to be processed into the same shape as the outer peripheral shape of the antenna substrate due to size restrictions when incorporated in the device.
具体的に、磁性材料として使用されるフェライトを加工する方法は、大きく分けて2つの方法がある。第一の加工方法は、フェライトを焼結する前のグリーンシート状態で加工し焼結する方法である。第二の加工方法は、フェライトを焼結した後に加工する方法である。前者は焼結時に収縮がおこり規定サイズからのずれが生じやすいという問題がある。後者は、寸法がほぼ規定通りになるが、図6(A)に示すようなフェライト板200の加工面201を金型202により切断すると、図6(B)に示すように加工面で欠け204が発生し機器内部での粉落ちの問題が発生する可能性がある。
Specifically, there are roughly two methods for processing ferrite used as a magnetic material. The first processing method is a method of processing and sintering in a green sheet state before sintering the ferrite. The second processing method is a method of processing after sintering the ferrite. The former has a problem in that shrinkage occurs during sintering and deviation from a specified size is likely to occur. In the latter case, the dimensions are almost as specified. However, when the processed
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、良好な磁気特性を維持しつつ、フェライト板の表面が保護された所望とするサイズの磁性材料、この磁性材料の製造方法、及び、この磁性材料が組み込まれたアンテナモジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and while maintaining good magnetic properties, a magnetic material of a desired size in which the surface of the ferrite plate is protected, a method for producing the magnetic material, And it aims at providing the antenna module incorporating this magnetic material.
上述した課題を解決するため、本発明は、発信器から発信される磁界を受けて、発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナコイルが実装されたアンテナ基板に重畳する位置に配置され、発信器から発信される磁界をアンテナコイルに引き込む磁性材料において、磁性金属を焼結して板状に加工したフェライト板からなり、フェライト板の側面には、磁性合金からなる磁性シートが、アンテナコイルの外周部と重畳するように巻回されており、フェライト板の上下面には、フェライト板の側面に巻回される磁性シートを含むようにして、有機性樹脂フィルムが貼着されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention is arranged at a position where an antenna coil that receives a magnetic field transmitted from a transmitter and is inductively coupled with the transmitter and capable of communicating with the antenna substrate is mounted. A magnetic material that draws a magnetic field transmitted from a transmitter into an antenna coil, which is made of a ferrite plate that is obtained by sintering a magnetic metal and processing it into a plate shape. The organic resin film is attached to the upper and lower surfaces of the ferrite plate so as to include a magnetic sheet wound on the side surface of the ferrite plate. And
また、本発明は、発信器から発信される磁界を受けて、発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナコイルが実装されたアンテナ基板に重畳する位置に配置され、発信器から発信される磁界をアンテナコイルに引き込む磁性材料の製造方法において、第1の有機性樹脂フィルムに、磁性合金からなる磁性シートを、アンテナコイルの外周部と重畳するように巻回させて貼着させ、磁性金属を焼結して、磁性シートが巻回された有機性樹脂フィルムに形成される凹部と形状が一致する板状に加工したフェライト板を、凹部に係合するように配置し、フェライト板に、フェライト板の側面に位置される磁性シートを含むようにして、第2の有機性樹脂フィルムを貼着することを特徴とする。 Further, the present invention is arranged at a position where an antenna coil that receives a magnetic field transmitted from the transmitter and is inductively coupled with the transmitter and capable of communicating is superimposed on the antenna substrate, and is transmitted from the transmitter. In the method of manufacturing a magnetic material that draws a magnetic field into an antenna coil, a magnetic sheet made of a magnetic alloy is wound around and adhered to the first organic resin film so as to overlap with the outer peripheral portion of the antenna coil. The ferrite plate processed into a plate shape that matches the shape of the recess formed in the organic resin film on which the magnetic sheet is wound is disposed so as to engage with the recess, The second organic resin film is pasted so as to include a magnetic sheet positioned on the side surface of the ferrite plate.
また、本発明は、発信器から発信される磁界を受けて、発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナコイルが実装されたアンテナ基板と、発信器から発信される磁界をアンテナコイルに引き込むように、アンテナ基板に重畳する位置に配置される磁性材料とを備え、磁性材料は、磁性金属を焼結して板状に加工したフェライト板からなり、フェライト板の側面には、磁性合金からなる磁性シートが、アンテナコイルの外周部と重畳するように巻回されており、フェライト板の上下面には、フェライト板の側面に巻回される磁性シートを含むようにして、有機性樹脂フィルムが貼着されていることを特徴とする。 The present invention also includes an antenna substrate on which an antenna coil that receives a magnetic field transmitted from a transmitter and is inductively coupled with the transmitter to enable communication, and a magnetic field transmitted from the transmitter is drawn into the antenna coil. The magnetic material is arranged at a position overlapping with the antenna substrate, and the magnetic material is made of a ferrite plate obtained by sintering a magnetic metal to be processed into a plate shape. The magnetic sheet is wound so as to overlap the outer periphery of the antenna coil, and the organic resin film is pasted on the upper and lower surfaces of the ferrite plate so as to include the magnetic sheet wound on the side surface of the ferrite plate. It is characterized by being worn.
本発明は、フェライト板の側面に、磁性合金からなる磁性シートが、アンテナコイルの外周部と重畳するように巻回されているので、アンテナコイルの外周部分に磁界を引き込ませる良好な磁気特性を維持しつつ、フェライト板の側面を保護することができ、さらに、フェライト板の上下面に有機性樹脂フィルムが貼着されているので、フェライト板の表面が露出することなく保護され、所望とするサイズの磁性材料を提供することができる。 In the present invention, a magnetic sheet made of a magnetic alloy is wound on the side surface of the ferrite plate so as to overlap with the outer peripheral portion of the antenna coil. While maintaining, the side of the ferrite plate can be protected, and further, since the organic resin film is stuck on the upper and lower surfaces of the ferrite plate, the surface of the ferrite plate is protected without being exposed and desired A magnetic material of a size can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明が適用されたアンテナモジュールは、電磁波を発信する発信器との間で発生する電磁誘導により通信可能状態となる装置であって、例えば図1に示すようなRFID(Radio Frequency Identification)用の無線通信システム100に組み込まれて使用される。
An antenna module to which the present invention is applied is a device that is in a communicable state by electromagnetic induction generated with a transmitter that transmits electromagnetic waves. For example, the antenna module for RFID (Radio Frequency Identification) as shown in FIG. It is incorporated into the
無線通信システム100は、本発明が適用されたアンテナモジュール1と、アンテナモジュール1に対するアクセスを行うリーダーライター2とからなる。
The
リーダーライター2は、アンテナモジュール1に対して磁界を発信する発信器として機能し、具体的には、アンテナモジュール1に向けて磁界を発信するアンテナ2aと、アンテナ2aを介して誘導結合されたアンテナモジュール1と通信を行う制御基板2bとを備える。
The reader /
すなわち、リーダーライター2は、アンテナ2aと電気的に接続された制御基板2bが配設されている。この制御基板2bには、一又は複数の集積回路チップ等の電子部品からなる制御回路が実装されている。この制御回路は、アンテナモジュール1から受信されたデータに基づいて、各種の処理を実行する。例えば、制御回路は、アンテナモジュール1にデータを書き込む場合、データを符号化し、符号化したデータに基づいて、所定の周波数(例えば、13.56MHz)の搬送波を変調し、変調した変調信号を増幅し、増幅した変調信号でアンテナ2aを駆動する。また、制御回路は、アンテナモジュール1からデータを読み出す場合、アンテナ2aで受信されたデータの変調信号を増幅し、増幅したデータの変調信号を復調し、復調したデータを復号する。なお、制御回路では、一般的なリーダーライターで用いられる符号化方式及び変調方式が用いられ、例えば、マンチェスタ符号化方式やASK(Amplitude Shift Keying)変調方式が用いられている。
That is, the reader /
電子機器の筐体3内部に組み込まれるアンテナモジュール1は、誘導結合されたリーダーライター2との間で通信可能となるアンテナコイル11aが実装されたアンテナ基板11と、磁界をアンテナコイル11aに引き込むためアンテナ基板11と重畳する位置に形成された磁性材料12と、アンテナコイル11aに流れる電流により駆動してリーダーライター2との間で通信を行う通信処理部13とを備える。
The
アンテナ基板11には、例えばフレキシブルフラットケーブルなどの可撓性の導線を捲装することによって形成されるアンテナコイル11aと、アンテナコイル11aと通信処理部13とを電気的に接続する端子部11bとが実装されている。
On the
アンテナコイル11aは、リーダーライター2から発信される磁界を受けると、リーダーライター2と誘導結合によって磁気的に結合され、変調された電磁波を受信して、端子部11bを介して受信信号を通信処理部13に供給する。
When the antenna coil 11a receives a magnetic field transmitted from the reader /
磁性材料12は、アンテナ基板11と重畳する位置に形成され、リーダーライター2から発信される磁界をアンテナコイル11aに引き込む。具体的に、磁性材料12は、携帯型電子機器の筐体3内部に設けられた金属部品がリーダーライター2から発信される磁界を跳ね返したり、渦電流を発生するのを抑制するために、磁界が放射されてくる方向の反対側に貼り付けた構造をとる。
The
通信処理部13は、アンテナコイル11aに流れる電流により駆動し、リーダーライター2との間で通信を行う。具体的に、通信処理部13は、受信された変調信号を復調し、復調したデータを復号して、復号したデータを、当該通信処理部13が有する内部メモリに書き込む。また、通信処理部13は、リーダーライター2に送信するデータを内部メモリから読み出し、読み出したデータを符号化し、符号化したデータに基づいて搬送波を変調し、誘導結合によって磁気的に結合されたアンテナコイル11aを介して変調された電波をリーダーライター2に送信する。
The
以上のような構成からなる無線通信システム100において、以下では、磁性材料12の構成について注目して説明する。
In the
本実施形態に係るアンテナモジュール1では、良好な通信特性を実現する観点から、磁性材料12の材料として、磁性金属を焼結したフェライト板を用いている。このように、フェライト板を用いるのは、例えばFe−Si−Cr系などの磁性合金に比べて損失係数が小さいため、アンテナコイル11aに磁界を効率よく引き込むことができるからである。
In the
フェライト板の形状を加工する方法には、大きく分けて2通りある。第一の加工方法は、フェライト板を焼結する前のグリーンシート状態で加工し焼結する方法である。第二の加工方法は、フェライト板を焼結した後に、所望とする規定の形状に加工する方法である。第一の加工方法は焼結時に収縮がおこり規定サイズからのずれが生じやすいという問題がある。第二の加工方法は、寸法がほぼ規定通りになるが、加工面で欠けが発生し、組み込まれた電子機器内部で粉落ちが発生するという問題がある。 There are roughly two methods for processing the shape of the ferrite plate. The first processing method is a method of processing and sintering in a green sheet state before sintering the ferrite plate. The second processing method is a method of processing a ferrite plate into a desired specified shape after sintering. The first processing method has a problem that shrinkage occurs during sintering and deviation from a specified size is likely to occur. In the second processing method, the dimensions are almost as specified, but there is a problem that chipping occurs on the processed surface and powder falling occurs inside the incorporated electronic device.
また、次のような理由から、磁性材料12は、規定サイズに加工する必要性がある。すなわち、アンテナモジュール1は、電子機器に組み込まれる際に形状やサイズが制約されるため、磁性材料12は、アンテナ基板11と略同一形状に形成され、アンテナ基板11に重畳するように配置する必要があるからである。
Moreover, the
このように、磁性材料12は、アンテナ基板11と略同一形状に形成されることが要求されるため、上述した第1の加工方法では、焼結工程で寸法の変化が発生するため、所望とする形状となるように、精度良く加工することができない。
Thus, since the
また、第二の加工方法では、寸法がほぼ規定通りになるが、加工面で欠けが発生するため、加工面を保護する必要がある。加工面を保護する方法としては、液状の保護剤で加工面を塗布する方法、有機性樹脂フィルム等の固体で加工面を覆う方法がある。まず、液状の保護剤を薄く塗布する方法は、端面の割れの程度が大きい場合は十分に保護することができない。また液状の保護剤を厚く塗ると寸法上の問題がでてくる。また、有機性樹脂フイルム等を加工面に付着させる方法では、破砕の程度が大きい場合フィルムを付着していない部分から、フェライト粉末の粉落ちが発生してしまう。 In the second processing method, the dimensions are almost as specified, but chipping occurs on the processed surface, and the processed surface needs to be protected. As a method of protecting the processed surface, there are a method of applying the processed surface with a liquid protective agent and a method of covering the processed surface with a solid such as an organic resin film. First, the method of thinly applying a liquid protective agent cannot be sufficiently protected when the degree of cracking of the end face is large. In addition, if a liquid protective agent is applied thickly, a dimensional problem appears. Further, in the method of attaching an organic resin film or the like to the processed surface, when the degree of crushing is large, the powder of the ferrite powder is generated from the portion where the film is not attached.
このような問題点を踏まえ、本実施形態に係る磁性材料12は、磁気特性の劣化を抑えつつ、上述したフェライト板からの粉落ちを防止する観点から、フェライト板の表面が露出しないようにするため、次のようにして製造される。
In view of such problems, the
このような条件下において、磁性材料12は、次のような製造工程に従って製造される。
Under such conditions, the
図2(A)の断面図に示すように、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの有機性樹脂からなる有機性樹脂フィルム121に、磁性合金からなる磁性シート122を、磁性シート122の外周部が、アンテナ基板11に実装されたアンテナコイル11aの外周部11cと重畳するように巻回させながら、ADHなどのアクリル系接着シート123を用いて貼着させる。
As shown in the sectional view of FIG. 2A, an
ここで、磁性シート122は、Fe−Si−Cr系、Fe−Si−Al系、Fe−Ni系、アモルファス系などの磁性合金を用いて構成される。特に、磁性シート122は、ケイ素を含むFe−Si−Cr系やFe−Si−Alなどの磁性合金からなり、磁性合金は、扁平磁性粉であり、有機性樹脂中に分散、混合されている。有機性樹脂の種類によっては、磁性シートに可塑性を付与することも可能である。よって、ケイ素を含むFe−Si−Cr系やFe−Si−Alなどの磁性合金からなる磁性シート122を用いることで、アンテナ基板11に実装されたアンテナコイル11aの外周部11cと重畳するように巻回することが容易となり、本製造工程を行うのに適している。
Here, the
また、磁性シート122の幅、すなわち面方向の長さは、できるだけ小さくすることにより、後述するフェライト板124の幅を大きくすることが、通信特性を良くする観点から望ましい。
In addition, it is desirable from the viewpoint of improving communication characteristics that the width of the
また、磁性材料12の薄型化を図る観点から、有機性樹脂フィルム121、アクリル系接着シート123は、膜厚ができるだけ薄いものが好ましい。また、磁性シート122は、その膜厚が、後述するフェライト板124の厚さと同程度のものが、フェライト板124の側面が露出しないように保護する観点から好ましい。
Further, from the viewpoint of reducing the thickness of the
上述したようにして、アクリル系接着シート123を介して磁性シート122が巻回された有機性樹脂フィルム121には、その内部に凹部121aが形成される。
As described above, the
続いて、図2(B)の断面図に示すように、フェライト材料を焼結して、凹部121aと一致する板状に加工したフェライト板124を、凹部121aに係合するように配置する。なお、フェライト板124は、単に凹部121aに配置するようにしてもよいが、図2(B)に示すようにアクリル系接着シート125を介して接着させることが、フェライト板124の表面を保護する観点から特に好ましい。
Subsequently, as shown in the cross-sectional view of FIG. 2B, the
続いて、図2(C)の断面図に示すように、凹部121aに係合されたフェライト板124には、このフェライト板124の側面に位置される磁性シート122を含むようにして、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの有機性樹脂からなる有機性樹脂フィルム126を、アクリル系接着シート127を用いて貼着する。
Subsequently, as shown in the cross-sectional view of FIG. 2C, the
以上のような製造工程により、フェライト板124の側面に磁性シート122がアンテナコイル11aの外周部11cと重畳するように巻回され、フェライト板124の上下面には、磁性シート122を含むようにして有機性樹脂フィルム121、126が貼着されているので、フェライト板124の表面が露出することなく保護された所望とするサイズの磁性材料12を製造することができる。
Through the manufacturing process as described above, the
また、磁性材料12は、フェライト板124の側面に、磁性シート122がアンテナコイル11aの外周部11cと重畳するように巻回されているので、フェライト板124の側面から剥離しうるフェライト粉末が拡散するのを防止することができる。
Further, since the
ここで、フェライト板124の側面を単に保護するという点では、磁性シート122の代わりにPETなどのフィルムを用いてもよいが、このような有機性樹脂フィルムには、磁界を引き込む特性がないため、通信特性を劣化させてしまう。これに対して、本実施形態に係る磁性材料12は、フェライト板124の側面に、磁性シート122がアンテナコイル11aの外周部11cと重畳するように巻回されることによって、アンテナコイル11aの外周部11cに磁界を引き込ませる良好な磁気特性を維持することができる。
Here, in terms of simply protecting the side surface of the
このようにして、フェライト板124の側面に磁性シート122を巻回することで、アンテナコイル11aに磁界を引き込ませる特性の劣化を抑えることができるが、フェライト板124と磁性シート122と比較した場合、フェライト板124の方が損失係数が低いので、磁性材料12全体で良好な磁性特性を実現する観点から、磁性シート122の幅は、できるだけ小さい方が好ましい。これに対して、フェライト板124の外形を被覆するフィルム材ができるだけ剥がれにくくするという観点では、磁性シート122の幅は、できるだけ大きい方が好ましい。
In this way, by winding the
本願の発明者らは、上述した2つの観点に注目して、磁性シート122で囲まれる面積をフェライト板124の面積で除した面積比が、6.64以下の範囲では、良好な磁気特性を実現できることを見出した。
The inventors of the present application pay attention to the above-described two viewpoints, and when the area ratio obtained by dividing the area surrounded by the
以下では、図3に示すようなアンテナ基板101に対して、上述した設計指針に基づいて製造した磁性材料の特性を評価した。
Below, the characteristics of the magnetic material manufactured based on the design guidelines described above were evaluated for the
アンテナ基板101は、図3に示すように、外形形状が36[mm]×29[mm]、厚さが0.09[mm]であって、次のようなアンテナコイル102と、端子部103とが実装されている。
As shown in FIG. 3, the
アンテナコイル102は、その形状が、36[mm]×29[mm]の矩形領域からなる。アンテナコイル102は、膜厚が35[μm]のCuに25[μm]のPI(polyimide)が被覆され、幅が0.31[mm]の導線が、隣接する導線間で0.12[mm]のスペース、すなわち、パターンピッチが0.42[mm]で、巻き線数が4となるように巻回されて形成されるものである。
The
このような構成からなるアンテナ基板101に実装されたアンテナコイル102に磁界を引き込むために、磁性材料12と重畳する重畳領域104を設定した。この重畳領域は、その最外周部分が、アンテナコイル102の最外周の導線の配置位置から面方向に更に0.3[mm]外側に位置する領域である。具体的に、重畳領域104は、図4に示すように、横36[mm]、縦29[mm]からなる略矩形形状である。磁性材料は、重畳領域104と外形形状が一致するようにフェライト板104aに磁性シート104bが巻回されて形成されるものである。このような重畳領域104を規定サイズとして磁性材料を製造するものとした。
In order to draw a magnetic field into the
また、磁性材料においては、発振周波数が13.56MHzの磁界における比複素透磁率が次の値のフェライト板、及び、磁性シートを用いた。すなわち、フェライト板は、比複素透磁率の実数部μ’が119、虚数部μ”が1.33のものを用いた。磁性シートは、Fe−Si−Cr製であって、比複素透磁率の実数部μ’が40、虚数部μ”が1のものを用いた。 As the magnetic material, a ferrite plate and a magnetic sheet having a relative complex permeability of the following value in a magnetic field with an oscillation frequency of 13.56 MHz were used. That is, the ferrite plate used had a complex part with a real part μ ′ of 119 and an imaginary part μ ″ of 1.33. The magnetic sheet was made of Fe—Si—Cr and had a relative complex permeability. The real part μ ′ is 40 and the imaginary part μ ″ is 1.
上述した設計指針に基づいて製造された磁性材料A〜Cは、次のような構成を有する。 Magnetic materials A to C manufactured based on the design guidelines described above have the following configuration.
<磁性材料A>
磁性材料Aは、厚さが0.1[mm]のフェライト板からなり、このフェライト板の側面に、重畳領域104の外周形状と一致するように、面方向の幅が0.1[mm]のFe−Si−Cr製の磁性シートが巻回され、フェライト板の上下面に磁性シートを含むようにして厚さが0.04[mm]のPET製のフィルムが貼着されたものである。この磁性材料Aの、磁性シートで囲まれる面積を、この磁性シートにより巻回されるフェライト板の面積で除した面積比は1.34である。なお、各部材を接着する接着剤として、厚さが0.03[mm]のアクリル系ADHシートを用いた。
<Magnetic material A>
The magnetic material A is made of a ferrite plate having a thickness of 0.1 [mm], and the width in the plane direction is 0.1 [mm] so as to coincide with the outer peripheral shape of the
<磁性材料B>
磁性材料Bは、厚さが0.1[mm]のフェライト板からなり、このフェライト板の側面に、重畳領域104の外周形状と一致するように、面方向の幅が0.2[mm]のFe−Si−Cr製の磁性シートが巻回され、フェライト板の上下面に磁性シートを含むようにして厚さが0.04[mm]のPET製のフィルムが貼着されたものである。この磁性材料Bの、磁性シートで囲まれる面積を、この磁性シートにより巻回されるフェライト板の面積で除した面積比は2.68である。なお、各部材を接着する接着剤として、厚さが0.03[mm]のアクリル系ADHシートを用いた。
<Magnetic material B>
The magnetic material B is made of a ferrite plate having a thickness of 0.1 [mm], and the width in the plane direction is 0.2 [mm] so as to coincide with the outer peripheral shape of the
<磁性材料C>
磁性材料Cは、厚さが0.1[mm]のフェライト板からなり、このフェライト板の側面に、重畳領域104の外周形状と一致するように、面方向の幅が0.5[mm]のFe−Si−Cr製の磁性シートが巻回され、フェライト板の上下面に磁性シートを含むようにして、厚さが0.04[mm]のPET製のフィルムが貼着されたものである。この磁性材料Cの、磁性シートで囲まれる面積を、この磁性シートにより巻回されるフェライト板の面積で除した面積比は6.64である。なお、各部材を接着する接着剤として、厚さが0.03[mm]のアクリル系ADHシートを用いた。
<Magnetic material C>
The magnetic material C is made of a ferrite plate having a thickness of 0.1 [mm], and the width in the plane direction is 0.5 [mm] so as to coincide with the outer peripheral shape of the
上述した磁性材料A〜Cの通信特性について評価するため、次のような構成を有する比較対象の磁性材料D〜Gを用いた。 In order to evaluate the communication characteristics of the magnetic materials A to C described above, the comparative magnetic materials D to G having the following configurations were used.
<磁性材料D>
磁性材料Dは、厚さが0.1[mm]のフェライト板からなり、このフェライト板の側面に、重畳領域104の外周形状と一致するように、面方向の幅が0.2[mm]のPET製のフィルムが巻回され、フェライト板の上下面に、フェライト板の側面に巻回されたフィルムを含むようにして、厚さが0.04[mm]のPET製のフィルムが貼着されたものである。なお、各部材を接着する接着剤として、厚さが0.03[mm]のアクリル系ADHシートを用いた。
<Magnetic material D>
The magnetic material D is made of a ferrite plate having a thickness of 0.1 [mm], and the width in the surface direction is 0.2 [mm] so as to coincide with the outer peripheral shape of the
<磁性材料E>
磁性材料Eは、厚さが0.1[mm]のフェライト板からなり、このフェライト板の側面に、重畳領域104の外周形状と一致するように、面方向の幅が0.5[mm]のPET製のフィルムが巻回され、フェライト板の上下面に、フェライト板の側面に巻回されたフィルムを含むようにして、厚さが0.04[mm]のPET製のフィルムが貼着されたものである。なお、各部材を接着する接着剤として、厚さが0.03[mm]のアクリル系ADHシートを用いた。
<Magnetic material E>
The magnetic material E is made of a ferrite plate having a thickness of 0.1 [mm], and the width in the plane direction is 0.5 [mm] so as to coincide with the outer peripheral shape of the
<磁性材料F>
磁性材料Fは、厚さが0.1[mm]で、重畳領域104の外周形状と一致するフェライト板からなり、フェライト板の上下面に厚さが0.04[mm]のPET製のフィルムが貼着されたものである。なお、各部材を接着する接着剤として、厚さが0.03[mm]のアクリル系ADHシートを用いた。
<Magnetic material F>
The magnetic material F is made of a ferrite plate having a thickness of 0.1 [mm] and matching the outer peripheral shape of the
<磁性材料G>
磁性材料Gは、フェライト板に代えて磁性シートの側面に、重畳領域104の外周形状と一致するように、面方向の幅が0.1[mm]のFe−Si−Cr製の磁性シートが巻回され、フェライト板の上下面に磁性シートを含むようにして厚さが0.04[mm]のPET製のフィルムが貼着されたものである。なお、各部材を接着する接着剤として、厚さが0.03[mm]のアクリル系ADHシートを用いた。
<Magnetic material G>
The magnetic material G is a magnetic sheet made of Fe—Si—Cr having a width in the surface direction of 0.1 [mm] so as to coincide with the outer peripheral shape of the
<評価>
上述した磁性材料A〜Gに対して、フェライト板の被覆性の評価指標としてフェライト粉末の粉落ちの有無と、各磁性材料が組み込まれたアンテナモジュールの通信特性について、下記の表1を用いて評価した。ここで、「最大通信可能距離」とは、発振周波数が13.56[MHz]において、リーダライタとアンテナモジュール間で通信可能な最大距離を示す値であり、この値が大きいほど通信特性がよい。
<Evaluation>
With respect to the magnetic materials A to G described above, with respect to the presence or absence of ferrite powder powder as an evaluation index of the coverage of the ferrite plate, and the communication characteristics of the antenna module incorporating each magnetic material, the following Table 1 is used. evaluated. Here, the “maximum communicable distance” is a value indicating the maximum communicable distance between the reader / writer and the antenna module at an oscillation frequency of 13.56 [MHz]. The larger this value, the better the communication characteristics. .
また、リーダーライターから発信される磁界の周波数は、上述したように13.56MHzであるが、誘導結合により通信が行われているときには、13.56MHzよりも高い周波数成分用いて通信が行われる。そこで、アンテナモジュールの動特性を図5に示す。図5において、横軸は、磁界の周波数を示し、縦軸は、周波数に応じた最大通信可能距離を示し、各グラフB〜Gは、それぞれ磁性材料B〜Gに対応する通信特性を示している。なお、磁性材料Aの通信特性は、磁性材料Bと同様の特性を示すので、便宜上図5中において示さず省略した。 The frequency of the magnetic field transmitted from the reader / writer is 13.56 MHz as described above. However, when communication is performed by inductive coupling, communication is performed using a frequency component higher than 13.56 MHz. Therefore, the dynamic characteristics of the antenna module are shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the frequency of the magnetic field, the vertical axis indicates the maximum communicable distance according to the frequency, and the graphs B to G indicate the communication characteristics corresponding to the magnetic materials B to G, respectively. Yes. In addition, since the communication characteristic of the magnetic material A shows the characteristic similar to the magnetic material B, it did not show in FIG.
比較例に係る磁性材料Fは、評価を行った例の中で磁性材料に占めるフェライト板の大きさが最も大きいため、良好な通信特性を実現するが、フェライト板の側面が保護されていないので、フェライト粉末の粉落ちが生じてしまった。 The magnetic material F according to the comparative example realizes good communication characteristics because the size of the ferrite plate occupying the magnetic material is the largest among the evaluated examples, but the side surface of the ferrite plate is not protected. The ferrite powder has fallen off.
これに対して、実施例に係る磁性材料A〜C、及び、比較例に係る磁性材料D、E、Gは、フェライト板が磁性シートと有機性樹脂フィルムに覆われているので、フェライト粉末の粉落ちがなかった。 On the other hand, the magnetic materials A to C according to the examples and the magnetic materials D, E, and G according to the comparative examples are formed of the ferrite powder because the ferrite plate is covered with the magnetic sheet and the organic resin film. There was no powder fall.
また、実施例に係る磁性材料A〜Cは、最大通信可能距離が磁性材料Fと同様であり、アンテナ基板の外周部分の磁気特性を十分に維持できた。 In addition, the magnetic materials A to C according to the example had the maximum communicable distance similar to that of the magnetic material F, and could sufficiently maintain the magnetic characteristics of the outer peripheral portion of the antenna substrate.
これに対して、比較例に係る磁性材料Dは、最大通信可能距離が実施例に係る磁性材料A〜Cに比べて短く、アンテナ基板の外周部分の磁気特性の劣化を十分に抑制することができなかった。また、比較例に係る磁性材料Eは、フェライト板に巻回されるフィルムの幅が同じである磁性材料Cに比べて最大通信可能距離が短く、アンテナ基板の外周部分の磁気特性を十分に維持できなかった。 On the other hand, the magnetic material D according to the comparative example has a shorter maximum communicable distance than the magnetic materials A to C according to the example, and sufficiently suppresses the deterioration of the magnetic characteristics of the outer peripheral portion of the antenna substrate. could not. In addition, the magnetic material E according to the comparative example has a shorter maximum communicable distance than the magnetic material C in which the width of the film wound around the ferrite plate is the same, and sufficiently maintains the magnetic characteristics of the outer peripheral portion of the antenna substrate. could not.
また、フェライト板を用いず、磁性シートのみからなる磁性材料Gは、粉落ちが生じることはないが、十分な磁気特性を維持できなかった。 Moreover, although the ferrite material was not used and the magnetic material G which consists only of a magnetic sheet did not produce powder fall, it was not able to maintain sufficient magnetic characteristics.
この評価から明らかなように、フェライト板の側面を単に保護するという点では、上述した磁性材料Eのように、磁性シートの代わりにPETなどのフィルムを用いてもよいが、このフィルムには、磁界を引き込む特性がないため、通信特性を維持できなかった。なお、磁性材料Dが良好な通信特性を実現できているのは、フェライト板の側面に巻回されているPETフィルムの幅が、アンテナコイルの最外周の導線をフェライト板が重畳するように調整されているからである。すなわち、このPETフィルムの幅が、磁性材料Eのように、0.3[mm]以上となると、アンテナコイルの最外周の導線がフェライト板に重畳しなくなり、結果として良好な通信特性を維持できない。 As is clear from this evaluation, in terms of simply protecting the side surface of the ferrite plate, a film such as PET may be used instead of the magnetic sheet like the magnetic material E described above. Communication characteristics could not be maintained due to lack of magnetic field pulling characteristics. Note that the magnetic material D achieves good communication characteristics because the width of the PET film wound around the side surface of the ferrite plate is adjusted so that the ferrite plate overlaps the outermost conductor wire of the antenna coil Because it is. That is, when the width of the PET film is 0.3 [mm] or more like the magnetic material E, the outermost conductor of the antenna coil does not overlap the ferrite plate, and as a result, good communication characteristics cannot be maintained. .
これに対して、磁性材料A〜Cは、フェライト板の側面に、磁性シートがアンテナコイル11の外周部と重畳するように巻回されることによって、アンテナコイルの外周部がフェライト板と重畳されていなくても、磁性シートと重畳しているのでアンテナ基板の外周部分の磁気特性の劣化を抑えることができた。
On the other hand, the magnetic materials A to C are wound on the side surface of the ferrite plate so that the magnetic sheet overlaps with the outer peripheral portion of the
以上の結果から明らかなように、磁性シートで囲まれる面積を、この磁性シートにより巻回されるフェライト板の面積で除した面積比が6.64以下となるように製造された磁性材料A〜Cは、フェライト板の外形を覆う樹脂製材料をできるだけ剥がれにくく、且つ、良好な通信特性を実現できた。 As is clear from the above results, the magnetic materials A to B manufactured so that the area ratio obtained by dividing the area surrounded by the magnetic sheet by the area of the ferrite plate wound by the magnetic sheet is 6.64 or less. C was as difficult as possible to peel off the resin material covering the outer shape of the ferrite plate, and good communication characteristics could be realized.
なお、上記の実施例においては、フェライト板の側面に均等な幅で磁性シートを巻回しているが、これに限定されるものではない。すなわち、磁性材料において、磁性シートで囲まれる面積を、この磁性シートにより巻回されるフェライト板の面積で除した面積比が6.64以下であれば、アンテナコイルの最外周の導線がフェライト板に重畳するか否かに拘わらず、フェライト板の外形を覆う樹脂製材料をできるだけ剥がれにくく、且つ、良好な通信特性を実現できる。 In the above embodiment, the magnetic sheet is wound with a uniform width on the side surface of the ferrite plate, but the present invention is not limited to this. That is, in the magnetic material, if the area ratio obtained by dividing the area surrounded by the magnetic sheet by the area of the ferrite plate wound by the magnetic sheet is 6.64 or less, the outermost conductor of the antenna coil is the ferrite plate. Regardless of whether or not they are superimposed on each other, the resin material covering the outer shape of the ferrite plate is hardly peeled off as much as possible, and good communication characteristics can be realized.
1 アンテナモジュール、2 リーダーライター、2a アンテナ、2b 制御基板、3 筐体、11 アンテナ基板、11a アンテナコイル、11b 端子部、11c 外周部、12 磁性材料、13 通信処理部、100 無線通信システム、101 アンテナ基板、102 アンテナコイル、103 端子部、104 重畳領域、121 有機性樹脂フィルム、121a 凹部、122 磁性シート、123 アクリル系接着シート、124 フェライト板、125 アクリル系接着シート、126 有機性樹脂フィルム、127 アクリル系接着シート、200 フェライト板、201 加工面、202 金型、204 欠け
DESCRIPTION OF
Claims (6)
磁性金属を焼結して板状に加工したフェライト板からなり、
上記フェライト板の側面には、磁性合金からなる磁性シートが、上記アンテナコイルの外周部と重畳するように巻回されており、
上記フェライト板の上下面には、該フェライト板の側面に巻回される磁性シートを含むようにして、有機性樹脂フィルムが貼着されていることを特徴とする磁性材料。 The magnetic field transmitted from the transmitter is arranged at a position overlapping the antenna substrate on which the antenna coil that receives the magnetic field transmitted from the transmitter and is inductively coupled with the transmitter and becomes communicable is mounted. In the magnetic material that is drawn into the coil,
It consists of a ferrite plate that is made by sintering magnetic metal and processing it into a plate shape.
On the side surface of the ferrite plate, a magnetic sheet made of a magnetic alloy is wound so as to overlap with the outer periphery of the antenna coil,
An organic resin film is attached to the upper and lower surfaces of the ferrite plate so as to include a magnetic sheet wound around the side surface of the ferrite plate.
上記フェライト板は、上記発信器から発信される磁界の発振周波数における損失係数が、上記磁性シートよりも小さいことを特徴とする請求項1記載の磁性材料。 The magnetic sheet is made of a magnetic alloy containing silicon,
2. The magnetic material according to claim 1, wherein the ferrite plate has a loss coefficient at an oscillation frequency of a magnetic field transmitted from the transmitter smaller than that of the magnetic sheet.
第1の有機性樹脂フィルムに、磁性合金からなる磁性シートを、上記アンテナコイルの外周部と重畳するように巻回させて貼着させ、
磁性金属を焼結して、上記磁性シートが巻回された有機性樹脂フィルムに形成される凹部と形状が一致する板状に加工したフェライト板を、該凹部に係合するように配置し、
上記フェライト板に、該フェライト板の側面に位置される上記磁性シートを含むようにして、第2の有機性樹脂フィルムを貼着することを特徴とする磁性材料の製造方法。 The magnetic field transmitted from the transmitter is arranged at a position overlapping the antenna substrate on which the antenna coil that receives the magnetic field transmitted from the transmitter and is inductively coupled with the transmitter and becomes communicable is mounted. In the manufacturing method of the magnetic material drawn into the coil,
On the first organic resin film, a magnetic sheet made of a magnetic alloy is wound and pasted so as to overlap with the outer periphery of the antenna coil,
Sintering the magnetic metal, placing the ferrite plate processed into a plate shape that matches the shape of the recess formed in the organic resin film wound with the magnetic sheet, so as to engage with the recess,
A method for producing a magnetic material, comprising: adhering a second organic resin film to the ferrite plate so as to include the magnetic sheet positioned on a side surface of the ferrite plate.
上記発信器から発信される磁界を上記アンテナコイルに引き込むように、上記アンテナ基板に重畳する位置に配置される磁性材料とを備え、
上記磁性材料は、磁性金属を焼結して板状に加工したフェライト板からなり、
上記フェライト板の側面には、磁性合金からなる磁性シートが、上記アンテナコイルの外周部と重畳するように巻回されており、
上記フェライト板の上下面には、該フェライト板の側面に巻回される磁性シートを含むようにして、有機性樹脂フィルムが貼着されていることを特徴とするアンテナモジュール。 An antenna substrate mounted with an antenna coil that receives a magnetic field transmitted from a transmitter and is inductively coupled with the transmitter to enable communication;
A magnetic material disposed at a position overlapping the antenna substrate so as to draw a magnetic field transmitted from the transmitter into the antenna coil;
The magnetic material is a ferrite plate obtained by sintering a magnetic metal and processing it into a plate shape.
On the side surface of the ferrite plate, a magnetic sheet made of a magnetic alloy is wound so as to overlap with the outer periphery of the antenna coil,
An antenna module, wherein an organic resin film is attached to the upper and lower surfaces of the ferrite plate so as to include a magnetic sheet wound around a side surface of the ferrite plate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009163635A JP5336957B2 (en) | 2009-06-01 | 2009-07-10 | Magnetic material, method of manufacturing magnetic material, and antenna module |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009132221 | 2009-06-01 | ||
JP2009132221 | 2009-06-01 | ||
JP2009163635A JP5336957B2 (en) | 2009-06-01 | 2009-07-10 | Magnetic material, method of manufacturing magnetic material, and antenna module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011015376A JP2011015376A (en) | 2011-01-20 |
JP5336957B2 true JP5336957B2 (en) | 2013-11-06 |
Family
ID=43593765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009163635A Active JP5336957B2 (en) | 2009-06-01 | 2009-07-10 | Magnetic material, method of manufacturing magnetic material, and antenna module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5336957B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6110656B2 (en) * | 2012-12-21 | 2017-04-05 | デクセリアルズ株式会社 | Wireless communication system, antenna module, and electronic device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006050265A (en) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Sony Corp | Magnetic core member for antenna module, antenna module and personal digital assistant provided therewith |
-
2009
- 2009-07-10 JP JP2009163635A patent/JP5336957B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011015376A (en) | 2011-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7405709B2 (en) | Magnetic core member, antenna module, and mobile communication terminal having the same | |
TWI618298B (en) | Composite coil module and electronic machine | |
KR102091132B1 (en) | Wireless communication system, antenna module and electronic device | |
US9627128B2 (en) | Antenna module, communication device and method of manufacturing antenna module | |
JP6223067B2 (en) | Electronics | |
CN103703616A (en) | Antenna | |
KR20150068400A (en) | Composite coil module and portable apparatus | |
US9252488B2 (en) | Antenna apparatus and communication apparatus | |
JP2013115647A (en) | Antenna device, communication device, and manufacturing method for antenna device | |
KR102067549B1 (en) | Electronic device and coil module | |
WO2018100975A1 (en) | Combined coil module and magnetic sheet | |
EP2911243B1 (en) | Electronic device and antenna device | |
EP2787575A1 (en) | Antenna apparatus and communication apparatus | |
JP2011066759A (en) | Antenna device and communication device | |
WO2010131683A1 (en) | Antenna device | |
JP5336957B2 (en) | Magnetic material, method of manufacturing magnetic material, and antenna module | |
JP2008042519A (en) | Magnetic sheet, antenna system, and method of manufacturing antenna system | |
JP5508724B2 (en) | ANTENNA STRUCTURE, COMMUNICATION DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING ANTENNA STRUCTURE | |
JP5484720B2 (en) | Antenna module and manufacturing method thereof | |
JP6282692B2 (en) | Communication device | |
JP2008040862A (en) | Rfid reader/writer | |
JP2011066760A (en) | Antenna device and communication device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120601 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130502 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130709 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130802 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5336957 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |