JP5746543B2 - Non-contact communication medium - Google Patents

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Description

本発明は、少なくとも1つのICチップ、及びアンテナを有し、外部の装置との間で非接触で情報の送受信を行うことが可能な非接触通信媒体に関する。   The present invention relates to a non-contact communication medium having at least one IC chip and an antenna and capable of transmitting / receiving information to / from an external device in a non-contact manner.

情報を記憶し、外部の装置との間で情報の送受信ができる非接触通信媒体は、情報の記憶と送受信を制御する機能を有するICと、電磁波の送受信を行うアンテナとからなり、ICカードやICタグとして広く普及している。このような非接触通信媒体による個体識別技術は、RFID(Radio Frequency IDentification)と呼ばれ、電磁誘導や電波を介して通信が行われる。その通信の無線周波数としては、電磁誘導で通信を行う場合は125kHz帯や13.56MHz帯が使用され、電波で通信を行う場合は800MHz帯から1000MHz帯、2400MHz帯などを使用したものが多い。特に、電磁誘導で13.56MHz帯を使用した非接触通信媒体は、電子マネーや交通乗車券などとして実用化されている。このような電磁誘導を利用したRFIDの技術の具体例が特許文献1などに開示されている。   A non-contact communication medium capable of storing information and transmitting / receiving information to / from an external device includes an IC having a function of controlling storage and transmission / reception of information and an antenna for transmitting / receiving electromagnetic waves, Widely used as an IC tag. Such an individual identification technique using a non-contact communication medium is called RFID (Radio Frequency IDentification), and communication is performed via electromagnetic induction or radio waves. As the radio frequency of the communication, the 125 kHz band and the 13.56 MHz band are used when communicating by electromagnetic induction, and the 800 MHz band to the 1000 MHz band, the 2400 MHz band, and the like are often used when communicating by radio waves. In particular, a non-contact communication medium using the 13.56 MHz band by electromagnetic induction has been put into practical use as electronic money, a traffic ticket or the like. A specific example of RFID technology using such electromagnetic induction is disclosed in Patent Document 1 and the like.

図11は従来の電磁誘導を利用した非接触通信媒体と外部の読取装置との間の通信の原理を説明する斜視図である。読取装置200に設置されたアンテナコイル201に電流が流れることにより、磁界が発生する。その発生した磁束50を介して、アンテナコイル201と非接触通信媒体100に設置されたアンテナコイル101とが電磁誘導により結合し、読取装置200から非接触通信媒体100への非接触での電力供給が可能となる。さらに、読取装置200のアンテナコイル201に流れる電流に変化を与えることで、磁界にも変化を与えることができるため、非接触通信媒体100へ信号を送信することが可能となる。また、非接触通信媒体100において、アンテナコイル101の負荷に変化を与えることにより、読取装置200のアンテナコイル201の負荷も変化するため、読取装置200でその負荷変動を検知することにより、非接触通信媒体100からの信号を受信することが出来る。   FIG. 11 is a perspective view for explaining the principle of communication between a non-contact communication medium using conventional electromagnetic induction and an external reader. When a current flows through the antenna coil 201 installed in the reader 200, a magnetic field is generated. Via the generated magnetic flux 50, the antenna coil 201 and the antenna coil 101 installed in the non-contact communication medium 100 are coupled by electromagnetic induction, and power is supplied from the reader 200 to the non-contact communication medium 100 in a non-contact manner. Is possible. Furthermore, since the magnetic field can be changed by changing the current flowing through the antenna coil 201 of the reading device 200, a signal can be transmitted to the non-contact communication medium 100. Further, in the non-contact communication medium 100, since the load of the antenna coil 201 of the reading device 200 is changed by changing the load of the antenna coil 101, the reading device 200 detects the change in the load, thereby making contactless. A signal from the communication medium 100 can be received.

このような電磁誘導を利用した非接触通信媒体においては、上述のように磁界を介しての通信となるため、周囲に金属が存在することにより通信が乱れるという問題がある。そこで非接触通信媒体に磁性体を組み合わせることによりこの問題を解決しようとする試みもなされており、このような技術の一例が特許文献2に開示されている。   In such a non-contact communication medium using electromagnetic induction, since communication is performed via a magnetic field as described above, there is a problem that communication is disturbed due to the presence of metal in the surroundings. Therefore, attempts have been made to solve this problem by combining a magnetic material with a non-contact communication medium, and an example of such a technique is disclosed in Patent Document 2.

従来の非接触通信媒体は、たとえば、フィルム上に接着した金属箔をエッチングすることによりアンテナが形成されたアンテナシート上に、ICチップを接着剤で固定して電気的に接続し、そのアンテナシートの両面に樹脂シートを接着して型抜きするなどの方法で製造される。また、近年では、携帯端末にアンテナと非接触通信用のICチップを搭載し、携帯端末自体を非接触通信媒体として機能させる技術も実現されている。この技術を用いれば、携帯端末内にあらかじめ複数のアプリケーションを搭載したり、通信回線を通じて新しいアプリケーションをダウンロードしたりすることによって、1つの携帯端末を複数の通信媒体のように機能させることが可能になる。   A conventional non-contact communication medium is, for example, electrically connected by fixing an IC chip with an adhesive on an antenna sheet on which an antenna is formed by etching a metal foil adhered on a film. It is manufactured by a method such as die-bonding by adhering a resin sheet on both sides. In recent years, a technology has also been realized in which an antenna and an IC chip for non-contact communication are mounted on a mobile terminal and the mobile terminal itself functions as a non-contact communication medium. By using this technology, it is possible to make one mobile terminal function like multiple communication media by installing a plurality of applications in the mobile terminal in advance or downloading a new application through a communication line. Become.

一方、非接触通信では、その電力供給能力や通信速度に制限があるため、より高速の通信が求められる場合や、ICを動作させるためにより大きな電力を必要とするような場合には、接触通信のための外部端子を設けた接触型の通信媒体が採用される。たとえば、セキュリティのため高度な暗号化を必要とする場合などにこのような接触型の通信媒体が使用され、金融機関のキャッシュカードやクレジットカードなどに採用されている。また、近年の携帯端末にはSIM(Subscriber Identify Module)カードと呼ばれる小型の接触通信媒体が搭載されており、SIMカード内のメモリに保持した番号により、通信事業者が加入者情報の識別をしている。非接触通信媒体には、上述のような接触通信用の外部端子を併せ持つものも存在しており、特許文献3などに開示されている。   On the other hand, in non-contact communication, its power supply capability and communication speed are limited, so contact communication is required when higher speed communication is required or when more power is required to operate the IC. A contact-type communication medium provided with an external terminal is used. For example, such a contact-type communication medium is used when a high level of encryption is required for security, and is used for cash cards and credit cards of financial institutions. In addition, recent portable terminals are equipped with a small contact communication medium called a SIM (Subscriber Identity Module) card, and a communication carrier identifies subscriber information based on a number stored in a memory in the SIM card. ing. Some non-contact communication media have an external terminal for contact communication as described above, which is disclosed in Patent Document 3 and the like.

特開平4−256089号公報JP-A-4-256089 特開平8−16745号公報JP-A-8-16745 特開昭60−179891号公報JP 60-179891 A

しかしながら、電磁誘導により通信を行う非接触通信媒体は、媒体の周囲の環境によってその通信性能が影響を受け、特に金属が近づくと、通信距離が極端に短くなったり、もしくは通信できなくなってしまうという問題がある。さらに、アンテナの大きさが小さくなるにしたがって通信距離が短くなってしまうという問題もある。たとえば、電磁誘導を利用する場合、その通信は磁界を介して行われ、金属は磁界を妨げるため、アンテナと金属が密着すると通信はほとんど不可能となる。また、発生する磁界の強さはアンテナの大きさに依存するため、一般に用いられるICカードのサイズに比して媒体のサイズを大幅に小さくした場合にも、通信距離は著しく短くなってしまう。一方、非接触通信媒体に対しては、小型化の要求や、装置の内部などの金属が多い環境で使用したいという要求がある。また、SIMカードに適用する場合には、接触通信用の外部端子がアンテナに近接して配置されることとなる。   However, non-contact communication media that perform communication by electromagnetic induction are affected by the communication performance of the surrounding environment, especially when the metal approaches, the communication distance becomes extremely short or communication becomes impossible There's a problem. Further, there is a problem that the communication distance becomes shorter as the size of the antenna becomes smaller. For example, when electromagnetic induction is used, the communication is performed via a magnetic field, and metal interferes with the magnetic field. Therefore, when the antenna and the metal are in close contact, communication is almost impossible. In addition, since the strength of the generated magnetic field depends on the size of the antenna, the communication distance is significantly shortened even when the size of the medium is greatly reduced compared to the size of a generally used IC card. On the other hand, non-contact communication media are required to be miniaturized and used in environments where there are many metals, such as the inside of an apparatus. In addition, when applied to a SIM card, the external terminal for contact communication is arranged close to the antenna.

そこで、本発明の課題は、小型でかつ周囲の影響を受けにくく、長い通信距離を確保できる非接触通信媒体を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a non-contact communication medium that is small in size and hardly affected by the surroundings and can ensure a long communication distance.

上記課題を解決するために、本発明による非接触通信媒体は、多層構造を有し、外部の装置との間で電磁誘導を利用して情報の送受信を行う機能を有する非接触通信媒体であって、前記情報の送受信を制御する機能を有するICと、前記ICに接続されたアンテナコイルと、前記アンテナコイル及び前記ICのいずれにも結線されていない共振コイルと、前記共振コイルに接続されたコンデンサと、磁性体とを具備し、前記アンテナコイルと、前記共振コイルと、前記磁性体とが、それぞれ別の層内に配置され、前記アンテナコイルを有する層が、前記共振コイルを有する層と前記磁性体を有する層との間に配置され、前記アンテナコイルと前記共振コイルとが電磁的に結合し、前記磁性体には穴が設けられ、前記磁性体を有する層の前記穴の位置に前記ICが配置されることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明による非接触通信媒体は、多層構造を有し、外部の装置との間で電磁誘導を利用して情報の送受信を行う機能を有する非接触通信媒体であって、前記情報の送受信を制御する機能を有するICと、前記ICに接続されたアンテナコイルと、前記アンテナコイル及び前記ICのいずれにも結線されていない共振コイルと、前記共振コイルに接続されたコンデンサと、磁性体とを具備し、前記アンテナコイルと、前記共振コイルと、前記磁性体とが、それぞれ別の層内に配置され、前記アンテナコイルを有する層が、前記共振コイルを有する層と前記磁性体を有する層との間に配置され、前記アンテナコイルと前記共振コイルとが電磁的に結合し、前記アンテナコイルと前記共振コイルは、多層の導体層を有する基板のそれぞれ異なる導体層に形成され、前記アンテナコイルの始点と終点を短絡する第1の短絡用電極と、前記共振コイルの始点と終点を短絡する第2の短絡用電極とが、前記多層の導体層を有する基板の同じ導体層に形成されることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明による非接触通信媒体は、多層構造を有し、外部の装置との間で電磁誘導を利用して情報の送受信を行う機能を有する非接触通信媒体であって、前記情報の送受信を制御する機能を有するICと、前記ICに接続されたアンテナコイルと、前記アンテナコイル及び前記ICのいずれにも結線されていない共振コイルと、前記共振コイルに接続されたコンデンサと、磁性体とを具備し、前記アンテナコイルと、前記共振コイルと、前記磁性体とが、それぞれ別の層内に配置され、前記アンテナコイルを有する層が、前記共振コイルを有する層と前記磁性体を有する層との間に配置され、前記アンテナコイルと前記共振コイルとが電磁的に結合し、外部端子を有し、前記外部端子への接触により外部の装置との間で情報の送受信を行う機能を有し、前記外部端子は、前記磁性体の前記アンテナコイルを有する層が配置された側とは反対側に配置されていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明による非接触通信媒体は、多層構造を有し、外部の装置との間で電磁誘導を利用して情報の送受信を行う機能を有する非接触通信媒体であって、前記情報の送受信を制御する機能を有するICと、前記ICに接続されたアンテナコイルと、前記アンテナコイル及び前記ICのいずれにも結線されていない共振コイルと、前記共振コイルに接続されたコンデンサと、磁性体とを具備し、前記アンテナコイルと、前記共振コイルと、前記磁性体とが、それぞれ別の層内に配置され、前記共振コイルの外形の最大寸法及び最小寸法は、それぞれ前記アンテナコイルの外形の最大寸法及び最小寸法のそれぞれ90%〜110%で、前記アンテナコイルと前記共振コイルとが電磁的に結合し、前記磁性体には穴が設けられ、前記磁性体を有する層の前記穴の位置に前記ICが配置されることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明による非接触通信媒体は、多層構造を有し、外部の装置との間で電磁誘導を利用して情報の送受信を行う機能を有する非接触通信媒体であって、前記情報の送受信を制御する機能を有するICと、前記ICに接続されたアンテナコイルと、前記アンテナコイル及び前記ICのいずれにも結線されていない共振コイルと、前記共振コイルに接続されたコンデンサを具備し、前記アンテナコイルと、前記共振コイルが、それぞれ別の層内に配置され、前記共振コイルの外形の最大寸法及び最小寸法は、それぞれ前記アンテナコイルの外形の最大寸法及び最小寸法のそれぞれ90%〜110%で、前記アンテナコイルと前記共振コイルとが電磁的に結合し、前記アンテナコイルと前記共振コイルは、多層の導体層を有する基板のそれぞれ異なる導体層に形成され、アンテナコイルの始点と終点を短絡する第1の短絡用電極と、前記共振コイルの始点と終点を短絡する第2の短絡用電極とが、前記多層の導体層を有する基板の同じ導体層に形成されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a non-contact communication medium according to the present invention is a non-contact communication medium having a multilayer structure and having a function of transmitting and receiving information to and from an external device using electromagnetic induction. An IC having a function of controlling transmission / reception of the information, an antenna coil connected to the IC, a resonance coil not connected to any of the antenna coil and the IC, and connected to the resonance coil A capacitor and a magnetic body, wherein the antenna coil, the resonance coil, and the magnetic body are disposed in different layers, and the layer having the antenna coil is a layer having the resonance coil; wherein disposed between the layer having a magnetic, said antenna coil and said resonant coil electromagnetically coupled, wherein the magnetic body is provided with holes, the holes in the layer having the magnetic body The IC is characterized in that it is arranged at a position.
In order to solve the above problems, a non-contact communication medium according to the present invention is a non-contact communication medium having a multilayer structure and having a function of transmitting and receiving information to and from an external device using electromagnetic induction. An IC having a function of controlling transmission / reception of the information, an antenna coil connected to the IC, a resonance coil not connected to any of the antenna coil and the IC, and connected to the resonance coil A capacitor and a magnetic body, wherein the antenna coil, the resonance coil, and the magnetic body are disposed in different layers, and the layer having the antenna coil is a layer having the resonance coil; The antenna coil and the resonance coil are electromagnetically coupled to each other, and the antenna coil and the resonance coil have a multi-layered conductor layer. A first short-circuit electrode that is formed on different conductor layers of the substrate and short-circuits the start point and end point of the antenna coil, and a second short-circuit electrode that short-circuits the start point and end point of the resonance coil are formed of the multilayer It is formed in the same conductor layer of the board | substrate which has a conductor layer, It is characterized by the above-mentioned.
In order to solve the above problems, a non-contact communication medium according to the present invention is a non-contact communication medium having a multilayer structure and having a function of transmitting and receiving information to and from an external device using electromagnetic induction. An IC having a function of controlling transmission / reception of the information, an antenna coil connected to the IC, a resonance coil not connected to any of the antenna coil and the IC, and connected to the resonance coil A capacitor and a magnetic body, wherein the antenna coil, the resonance coil, and the magnetic body are disposed in different layers, and the layer having the antenna coil is a layer having the resonance coil; The antenna coil and the resonance coil are electromagnetically coupled to each other, and have an external terminal, and contact with the external device by contact with the external terminal. In having a function of transmitting and receiving information, said external terminal, said the layer having the antenna coil of the magnetic material is disposed side, characterized in that it is arranged on the opposite side.
In order to solve the above problems, a non-contact communication medium according to the present invention is a non-contact communication medium having a multilayer structure and having a function of transmitting and receiving information to and from an external device using electromagnetic induction. An IC having a function of controlling transmission / reception of the information, an antenna coil connected to the IC, a resonance coil not connected to any of the antenna coil and the IC, and connected to the resonance coil A capacitor and a magnetic body, wherein the antenna coil, the resonance coil, and the magnetic body are disposed in different layers, and the maximum dimension and the minimum dimension of the outer shape of the resonance coil are The antenna coil and the resonance coil are electromagnetically coupled at 90% to 110% of the maximum and minimum dimensions of the outer shape of the antenna coil, respectively, and a hole is provided in the magnetic body. It is, wherein the IC to the position of the holes in the layer having the magnetic body is disposed.
In order to solve the above problems, a non-contact communication medium according to the present invention is a non-contact communication medium having a multilayer structure and having a function of transmitting and receiving information to and from an external device using electromagnetic induction. An IC having a function of controlling transmission / reception of the information, an antenna coil connected to the IC, a resonance coil not connected to any of the antenna coil and the IC, and connected to the resonance coil The antenna coil and the resonance coil are disposed in different layers, respectively, and the maximum dimension and the minimum dimension of the outer shape of the resonance coil are respectively the maximum dimension and the minimum dimension of the antenna coil. The antenna coil and the resonance coil are electromagnetically coupled at 90% to 110%, respectively, and the antenna coil and the resonance coil have a multi-layered conductor layer. A first short-circuiting electrode that is formed on different conductor layers of the substrate and short-circuits the start and end points of the antenna coil, and a second short-circuiting electrode that short-circuits the start and end points of the resonance coil, It is formed in the same conductor layer of the board | substrate which has a conductor layer, It is characterized by the above-mentioned.

ここで、前記ICの内部または外部の少なくとも一方に前記アンテナコイルに接続されたコンデンサを有し、前記共振コイルと前記共振コイルに接続されたコンデンサにより構成される共振回路の共振周波数が、前記アンテナコイルと前記ICの内部または外部のコンデンサにより構成される共振回路の共振周波数より低いことが望ましい。   Here, at least one of the inside and outside of the IC has a capacitor connected to the antenna coil, and a resonance frequency of a resonance circuit constituted by the resonance coil and a capacitor connected to the resonance coil is equal to the antenna. It is desirable that the resonance frequency be lower than that of a resonance circuit constituted by a coil and a capacitor inside or outside the IC.

また、前記共振コイルの外形の最大寸法及び最小寸法は、それぞれ前記アンテナコイルの外形の最大寸法及び最小寸法のそれぞれ90%〜110%であってもよい。   In addition, the maximum dimension and the minimum dimension of the outer shape of the resonance coil may be 90% to 110% of the maximum dimension and the minimum dimension of the outer shape of the antenna coil, respectively.

また、前記アンテナコイルと前記共振コイルは、多層の導体層を有する基板のそれぞれ異なる導体層に形成されていてもよい。または、前記共振コイルと前記アンテナコイルとが、フレキシブルな基板に並置されて形成され、前記フレキシブルな基板を前記共振コイルと前記アンテナコイルとの間で折り曲げることにより、前記共振コイルと前記アンテナコイルとが互いに隣接する層に配置されていてもよい。   The antenna coil and the resonance coil may be formed on different conductor layers of a substrate having a multilayer conductor layer. Alternatively, the resonance coil and the antenna coil are formed side by side on a flexible substrate, and the flexible substrate is bent between the resonance coil and the antenna coil to thereby form the resonance coil and the antenna coil. May be arranged in layers adjacent to each other.

ここで、全体の厚さが0.84mm以下であることが望ましい。   Here, the total thickness is desirably 0.84 mm or less.

また、外部端子を有し、前記外部端子への接触により外部の装置との間で情報の送受信を行う機能を有していてもよく、さらに、SIMカードとしての機能を有していてもよい。   Further, it may have an external terminal, may have a function of transmitting / receiving information to / from an external device by contact with the external terminal, and may further have a function as a SIM card. .

上記のように、本発明の非接触通信媒体は、磁性体、アンテナコイル、共振コイルをこの順にそれぞれ別の層に配置することにより、磁性体によって磁性体の外側にある金属が磁性体の内側のアンテナコイルに及ぼす影響を抑制し、さらに、共振コイルと共振コイルに接続されたコンデンサによる共振回路に磁界エネルギーを一度滞留させ、それとアンテナコイルを結合させることによって発生する磁界を強め、通信距離を拡大させる効果を有している。   As described above, the contactless communication medium of the present invention has a magnetic body, an antenna coil, and a resonance coil arranged in separate layers in this order so that the metal on the outside of the magnetic body is placed inside the magnetic body by the magnetic body. In addition, the magnetic field energy is temporarily retained in the resonance circuit of the resonance coil and the capacitor connected to the resonance coil, and the magnetic field generated by combining it with the antenna coil is strengthened to reduce the communication distance. Has the effect of expanding.

さらに、共振コイルと共振コイルに接続されたコンデンサにより構成される共振回路の共振周波数が、アンテナコイルとICの内部または外部のコンデンサにより構成される共振回路の共振周波数より低くなるようにすることにより、通信距離をより長くすることができる。   Furthermore, the resonance frequency of the resonance circuit composed of the resonance coil and the capacitor connected to the resonance coil is made lower than the resonance frequency of the resonance circuit composed of the antenna coil and the capacitor inside or outside the IC. The communication distance can be made longer.

また、非接触通信媒体を小型化する場合、その通信距離を最大化するためにはアンテナコイルは可能な限り大きくした方がよく、同様に共振コイルも可能な限り大きくした方がより高いQ値が得られること、さらに、アンテナコイルと共振コイルの結合を強くするためにもアンテナコイルと共振コイルは同様な形状であることが望ましいことから、アンテナコイルと共振コイルの外形はほぼ同じ寸法であることが望ましい。詳しくは、共振コイルの外形の最大寸法及び最小寸法は、それぞれアンテナコイルの外形の最大寸法及び最小寸法のそれぞれ90〜110%であることが望ましい。   Also, when miniaturizing a non-contact communication medium, it is better to make the antenna coil as large as possible in order to maximize the communication distance, and similarly, the higher the Q value when the resonance coil is made as large as possible. In addition, it is desirable that the antenna coil and the resonance coil have the same shape in order to strengthen the coupling between the antenna coil and the resonance coil. It is desirable. Specifically, it is desirable that the maximum dimension and the minimum dimension of the outer shape of the resonance coil are 90 to 110% of the maximum dimension and the minimum dimension of the outer shape of the antenna coil, respectively.

本発明による非接触通信媒体の製造方法を考える場合、アンテナコイルと共振コイルとが隣り合う層に配置されているので、それらを1つの多層基板内で形成することにより、製造の簡略化が図れる。また、1枚のフレキシブルな基板にアンテナコイルと共振コイルとを形成し、それを折り曲げることによりそれらを隣り合う層に配置でき、これによっても製造の簡略化が可能である。   When considering the method of manufacturing a non-contact communication medium according to the present invention, since the antenna coil and the resonance coil are arranged in adjacent layers, the manufacturing can be simplified by forming them in one multilayer substrate. . Further, an antenna coil and a resonance coil are formed on a single flexible substrate, and the antenna coil and the resonance coil can be bent and placed in adjacent layers, which also simplifies manufacturing.

本発明による非接触通信媒体では、外部の金属の影響を抑制しているため、たとえば接触通信用の外部端子を有する場合でも、その外部端子を磁性体の外側に配置することにより、その金属部分の影響を受けにくくすることができる。また非接触通信媒体を装置内に搭載する場合、その装置内の他の回路による影響を抑制できる。たとえば携帯端末に用いられているSIMカード等に本発明を適用することにより、非接触通信機能を併せ持つSIMカードが得られる。   In the non-contact communication medium according to the present invention, since the influence of external metal is suppressed, even when the external terminal for contact communication is provided, for example, by arranging the external terminal outside the magnetic body, the metal portion Can be less affected by In addition, when a non-contact communication medium is mounted in the apparatus, the influence of other circuits in the apparatus can be suppressed. For example, by applying the present invention to a SIM card or the like used for a portable terminal, a SIM card having a non-contact communication function can be obtained.

以上のように、本発明によれば、小型でかつ周囲の影響を受けにくく、長い通信距離を確保できる非接触通信媒体が得られる。   As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a non-contact communication medium that is small in size and hardly affected by the surroundings and can ensure a long communication distance.

本発明による非接触通信媒体の原理を説明するために示す模式的な断面図。The typical sectional view shown in order to explain the principle of the non-contact communication medium by the present invention. 磁性体がない場合の磁束の変化を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the change of the magnetic flux when there is no magnetic body. 本発明の実施例1の非接触通信媒体における多層構造の全体構成を示す斜視図。The perspective view which shows the whole multilayer structure in the non-contact communication medium of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の非接触通信媒体における共振コイルを有する層の斜視図。The perspective view of the layer which has a resonance coil in the non-contact communication medium of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の非接触通信媒体におけるアンテナコイルを有する層の斜視図。The perspective view of the layer which has an antenna coil in the non-contact communication medium of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の非接触通信媒体における磁性体の斜視図。The perspective view of the magnetic body in the non-contact communication medium of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の非接触通信媒体におけるアンテナコイルによる共振回路の共振周波数と通信距離との関係を、共振コイルによる共振回路の共振周波数をパラメータとして示す図。The figure which shows the relationship between the resonant frequency of the resonant circuit by the antenna coil and communication distance in the non-contact communication medium of Example 1 of this invention using the resonant frequency of the resonant circuit by a resonant coil as a parameter. 本発明の実施例2の非接触通信媒体におけるアンテナコイルを有する層と共振コイルを有する層の模式的な断面図。The typical sectional view of the layer which has an antenna coil, and the layer which has a resonance coil in the non-contact communication medium of Example 2 of the present invention. 本発明の実施例3の非接触通信媒体におけるアンテナコイルを有する層と共振コイルを有する層の模式的な断面図。The typical sectional view of the layer which has an antenna coil, and the layer which has a resonance coil in the non-contact communication medium of Example 3 of the present invention. 本発明の実施例4の非接触通信媒体の分解斜視図。The disassembled perspective view of the non-contact communication medium of Example 4 of this invention. 従来の電磁誘導を利用した非接触通信媒体と外部の読取装置との間の通信の原理を説明する斜視図。The perspective view explaining the principle of communication between the non-contact communication medium using the conventional electromagnetic induction, and an external reader.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明による非接触通信媒体の原理を説明するために示す模式的な断面図である。図1においてはICと共振コイルに接続されたコンデンサは省略して示しているが、図1のように、本発明の非接触通信媒体は、多層構造を有し、外部の装置との間で電磁誘導を利用して情報の送受信を行う機能を有する非接触通信媒体であって、前記情報の送受信を制御する機能を有するICと、そのICに接続されたアンテナコイル2と、アンテナコイル2及びICのいずれにも結線されていない共振コイル1と、共振コイル1に接続されたコンデンサと、磁性体3とを具備している。アンテナコイル2と、共振コイル1と、磁性体3とが、それぞれ別の層内に配置され、アンテナコイル2を有する層が、共振コイル1を有する層と磁性体3を有する層との間に配置され、アンテナコイル2と共振コイル1とが電磁的に結合している。なお、図1においては、磁性体3の外側に金属体40が近接して存在する場合を示している。   FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining the principle of a non-contact communication medium according to the present invention. In FIG. 1, the capacitor connected to the IC and the resonance coil is omitted, but as shown in FIG. 1, the non-contact communication medium of the present invention has a multi-layer structure and is connected to an external device. A non-contact communication medium having a function of transmitting and receiving information using electromagnetic induction, an IC having a function of controlling transmission and reception of the information, an antenna coil 2 connected to the IC, an antenna coil 2 and A resonance coil 1 that is not connected to any of the ICs, a capacitor connected to the resonance coil 1, and a magnetic body 3 are provided. The antenna coil 2, the resonance coil 1, and the magnetic body 3 are disposed in different layers, and the layer having the antenna coil 2 is interposed between the layer having the resonance coil 1 and the layer having the magnetic body 3. The antenna coil 2 and the resonance coil 1 are electromagnetically coupled. Note that FIG. 1 shows a case where the metal body 40 is close to the outside of the magnetic body 3.

図1において、共振コイル1が外部の読取装置と結合し、さらにアンテナコイル2がその共振コイル1と結合することによって、単にアンテナコイル2のみが読取装置と結合するよりも高い効率が得られる、すなわち通信距離が伸びるという効果がある。このような技術として、多段ループアンテナなどが知られているが、多段ループアンテナの場合、各段のループアンテナ間の距離は約1/4波長必要である。一方、本発明では、アンテナコイル2と共振コイル1間は、ほぼ密着していても効果があり、薄型化が可能となる。共振コイル1の作製方法としては、銅線を基材に埋めこんで形成する方法や基材上に金属箔を接着した後エッチングによって形成する方法がある。さらに、基材に導電性ペーストを印刷して形成してもよい。エッチングや印刷によって形成する場合、コイルの始点と終点を結線するためにコイル上を跨いで配線する場合は、基材の裏面にその配線部分を形成し、表面と裏面間はスルーホールや超音波かしめ等の方法で電気的に接続される。または、コイル上の配線部分の表面に絶縁性のレジストを設置した後、その上に配線を印刷してもよい。アンテナコイル2も共振コイル1と同様な作製方法で実現できる。   In FIG. 1, the resonance coil 1 is coupled to an external reader, and the antenna coil 2 is coupled to the resonance coil 1. Thus, higher efficiency can be obtained than when only the antenna coil 2 is coupled to the reader. That is, there is an effect that the communication distance is increased. As such a technique, a multi-stage loop antenna or the like is known. In the case of a multi-stage loop antenna, the distance between the loop antennas at each stage needs about ¼ wavelength. On the other hand, in the present invention, the antenna coil 2 and the resonance coil 1 are effective even if they are almost in close contact with each other, and the thickness can be reduced. As a method for producing the resonance coil 1, there are a method in which a copper wire is embedded in a base material and a method in which a metal foil is bonded on the base material and then formed by etching. Furthermore, you may form by printing an electrically conductive paste on a base material. When forming by etching or printing, when wiring across the coil to connect the start point and end point of the coil, the wiring part is formed on the back surface of the substrate, and between the front surface and the back surface, through holes or ultrasonic waves It is electrically connected by a method such as caulking. Or after installing an insulating resist on the surface of the wiring portion on the coil, the wiring may be printed thereon. The antenna coil 2 can also be realized by the same manufacturing method as the resonance coil 1.

本発明の非接触通信媒体では、磁性体3によって、その外側の金属の影響を抑制することが出来る。図1に示すように、金属体40が近接して置かれた場合でも、磁性体3があることにより、磁性体3内に磁路が生じるため、金属体40に入射する磁束が減り、結果として磁界強度の劣化を抑制できる。図2は磁性体がない場合の磁束の変化を模式的に示す断面図である。共振コイル1及びアンテナコイル2により発生した磁界の磁束50が金属体40にぶつかった場合、図2に示すように、金属体40上に渦電流51が発生し、熱となってエネルギーが消費されるため、磁束50の強度が弱くなってしまう。   In the non-contact communication medium of the present invention, the magnetic body 3 can suppress the influence of the outer metal. As shown in FIG. 1, even when the metal body 40 is placed close to the magnetic body 3, a magnetic path is generated in the magnetic body 3 due to the presence of the magnetic body 3, so that the magnetic flux incident on the metal body 40 is reduced. As a result, deterioration of the magnetic field strength can be suppressed. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a change in magnetic flux when there is no magnetic material. When the magnetic flux 50 generated by the resonance coil 1 and the antenna coil 2 hits the metal body 40, an eddy current 51 is generated on the metal body 40 as shown in FIG. Therefore, the strength of the magnetic flux 50 is weakened.

上述のように、本発明においては磁性体3があることにより磁界強度の劣化を抑制でき、この効果はアンテナコイル2と共振コイル1の両方に良好な作用をもたらすため、通信距離を伸張させる効果はより高まる。磁性体3としては、フェライトや可撓性のある磁性シートなどが使用できる。磁性体3は、コイルに電流が流れることによって生じる磁界に作用するため、コイル線の直下にある場合に最も大きい効果が得られる。よって、磁性体3の中央部分など、コイル線の直下以外の部分に穴を開けても磁束の劣化抑制の効果は保存されるので、その穴の部分にICや他の構成部品を配置することによって、媒体の厚みを小さくすることもできる。これにより、一般的に使用されている基板部材を用いても媒体の厚みを抑えることができ、たとえばISO/IEC 7810で規定されているICカードの厚さ0.68mm以上0.84mm以下の規格を満たすことができる。   As described above, in the present invention, the presence of the magnetic body 3 can suppress the deterioration of the magnetic field strength, and this effect brings about a good effect on both the antenna coil 2 and the resonance coil 1. Will rise more. As the magnetic body 3, ferrite, a flexible magnetic sheet, or the like can be used. Since the magnetic body 3 acts on a magnetic field generated by a current flowing through the coil, the greatest effect can be obtained when it is directly under the coil wire. Therefore, even if a hole is made in a portion other than the portion directly below the coil wire, such as the central portion of the magnetic body 3, the effect of suppressing the deterioration of magnetic flux is preserved, so an IC or other component is placed in the hole portion. Thus, the thickness of the medium can be reduced. Accordingly, the thickness of the medium can be suppressed even when a generally used substrate member is used. For example, a standard of an IC card thickness of 0.68 mm or more and 0.84 mm or less stipulated in ISO / IEC 7810 Can be met.

以上のように、本発明により、それぞれ別の層内に配置された、磁性体、アンテナコイル、共振コイルなどを具備することにより、小型でかつ周囲の影響を受けにくく、長い通信距離を確保できる非接触通信媒体が得られる。   As described above, according to the present invention, by providing a magnetic body, an antenna coil, a resonance coil, etc., disposed in different layers, it is small and hardly affected by the surroundings, and a long communication distance can be secured. A contactless communication medium is obtained.

以下、本発明の具体的な実施例について説明する。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.

先ず、本発明による非接触通信媒体の実施例1について説明する。図3は、本発明の実施例1の非接触通信媒体における多層構造の全体構成を示す斜視図である。図4は本発明の実施例1の非接触通信媒体における共振コイルを有する層の斜視図、図5は本発明の実施例1の非接触通信媒体におけるアンテナコイルを有する層の斜視図、図6は本発明の実施例1の非接触通信媒体における磁性体の斜視図である。図3のように、実施例1では、共振コイルを有する層10、アンテナコイルを有する層20、磁性体30がこの順に積層されて構成されている。図4及び図5において、共振コイル11及びアンテナコイル21は、それぞれ、ポリイミドフィルムからなる基材13及び23の両面に接着された銅箔をエッチングして形成した。基材13及び23の厚みは50μm、大きさは30×40mmであり、銅箔の厚みは30μmである。共振コイル11のターン数は2ターン、アンテナコイル21のターン数は2ターンである。共振コイル11には、容量200pFのセラミックコンデンサ12を半田付けにより接続し、共振回路を形成する。一方、アンテナコイル21を設置した基材23には、アンテナコイル21と接続される通信制御用のIC22を設置する。IC22は、ISO/IEC 14443 Type−Aで規定される通信規約に準拠した2mm角のチップのICを採用し、アンテナコイル21とはフリップチップ実装によって接続した。通信に使用する無線周波数は13.56MHzである。図6において、磁性体30としては厚み200μm、比透磁率80のフェライト板を採用した。磁性体30には4mm角の穴31を開け、アンテナコイル用の基材23と磁性体30を貼り合わせた際に、IC22が穴31に入ることにより、全体の厚みを抑制し、突起部の無い構造とした。アンテナコイル用の基材23(図5)と磁性体30との貼り合わせ、及びアンテナコイル用の基材23と共振コイル用の基材13(図4)の貼り合わせには、厚み50μmの両面テープを使用した。さらに、この磁性体30の下には厚み150μmの両面テープ(図示せず)と厚み100μmの剥離紙60(図3)を設置し、実施例1の非接触通信媒体を物品に貼り付けて使用できるようにした。剥離紙60を加えた実施例1の非接触通信媒体の全体の厚さは約0.7mmとなった。   First, Embodiment 1 of the non-contact communication medium according to the present invention will be described. FIG. 3 is a perspective view showing the overall configuration of the multilayer structure in the non-contact communication medium according to the first embodiment of the present invention. 4 is a perspective view of a layer having a resonance coil in the non-contact communication medium according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of a layer having an antenna coil in the non-contact communication medium according to the first embodiment of the present invention. These are the perspective views of the magnetic body in the non-contact communication medium of Example 1 of this invention. As shown in FIG. 3, in the first embodiment, the layer 10 having the resonance coil, the layer 20 having the antenna coil, and the magnetic body 30 are laminated in this order. 4 and 5, the resonance coil 11 and the antenna coil 21 were formed by etching copper foils bonded to both surfaces of base materials 13 and 23 made of polyimide film, respectively. The thickness of the base materials 13 and 23 is 50 μm, the size is 30 × 40 mm, and the thickness of the copper foil is 30 μm. The number of turns of the resonance coil 11 is 2, and the number of turns of the antenna coil 21 is 2. A ceramic capacitor 12 having a capacity of 200 pF is connected to the resonance coil 11 by soldering to form a resonance circuit. On the other hand, a communication control IC 22 connected to the antenna coil 21 is installed on the base material 23 on which the antenna coil 21 is installed. The IC 22 is a 2 mm square chip IC that complies with the communication protocol defined by ISO / IEC 14443 Type-A, and is connected to the antenna coil 21 by flip chip mounting. The radio frequency used for communication is 13.56 MHz. In FIG. 6, a ferrite plate having a thickness of 200 μm and a relative permeability of 80 is used as the magnetic body 30. A hole 31 of 4 mm square is formed in the magnetic body 30, and when the antenna coil base material 23 and the magnetic body 30 are bonded together, the IC 22 enters the hole 31, thereby suppressing the overall thickness and the protrusion portion. There was no structure. Both the antenna coil substrate 23 (FIG. 5) and the magnetic body 30 are bonded together, and the antenna coil substrate 23 and the resonance coil substrate 13 (FIG. 4) are bonded. Tape was used. Further, a double-sided tape (not shown) having a thickness of 150 μm and a release paper 60 (FIG. 3) having a thickness of 100 μm are installed under the magnetic body 30, and the non-contact communication medium of Example 1 is attached to an article for use. I was able to do it. The total thickness of the non-contact communication medium of Example 1 including the release paper 60 was about 0.7 mm.

実施例1の非接触通信媒体と従来の非接触通信媒体とを、電子機器の組み立てラインにおいて部品に貼り付けて使用し、製造管理用途における比較評価を行った。従来の非接触通信媒体は、その部品が組み立てられて電子機器のケースの中に入ってしまうと、機器内部の金属の影響と、部品からケースまでに10mm以上の距離が生じるために読み取りができなかった。一方、実施例1の非接触通信媒体は、機器を組み立てた後もケースの外側からの読み取りが可能であり、組み立て後の部品トレース管理が可能となった。   The non-contact communication medium of Example 1 and the conventional non-contact communication medium were used by being affixed to components in an assembly line of an electronic device, and a comparative evaluation in manufacturing management application was performed. Conventional non-contact communication media can be read when the parts are assembled into an electronic device case because of the influence of metal inside the device and a distance of 10 mm or more from the component to the case. There wasn't. On the other hand, the non-contact communication medium of Example 1 can be read from the outside of the case even after the device is assembled, and component trace management after the assembly is possible.

また、本発明では、ICの内部または外部の少なくとも一方にアンテナコイルに接続されたコンデンサを有する。図7は、本発明の実施例1の非接触通信媒体におけるアンテナコイルとそれに接続されたコンデンサにより構成される共振回路の共振周波数と通信距離との関係を、共振コイルと共振コイルに接続されたコンデンサにより構成される共振回路の共振周波数をパラメータとして示す図である。なお、図7においては、共振コイルによる共振回路がない場合の結果も合わせて示している。実施例1においては、通信に使用する無線周波数13.56MHzに対して、アンテナコイルによる共振回路の共振周波数が21MHz、共振コイルによる共振回路の共振周波数が15MHzのときに最も長い通信距離が得られた。図7において、共振コイルによる共振回路を設置した場合は、共振コイルによる共振回路の共振周波数が20MHzの場合を除いて、共振コイルがない従来の非接触通信媒体の場合よりも長い通信距離が得られている。さらに、共振コイルによる共振回路の共振周波数とアンテナコイルによる共振回路の共振周波数が、無線周波数より高く、かつ、共振コイルによる共振回路の共振周波数がアンテナコイルによる共振回路の共振周波数より低いときに、通信距離を伸張する上でより大きな効果が得られることを見出した。   In the present invention, at least one of the inside and the outside of the IC has a capacitor connected to the antenna coil. FIG. 7 shows the relationship between the resonance frequency and the communication distance of the resonance circuit composed of the antenna coil and the capacitor connected to the antenna coil in the non-contact communication medium according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the resonant frequency of the resonant circuit comprised by a capacitor | condenser as a parameter. FIG. 7 also shows the result when there is no resonance circuit by the resonance coil. In the first embodiment, the longest communication distance can be obtained when the resonance frequency of the resonance circuit using the antenna coil is 21 MHz and the resonance frequency of the resonance circuit using the resonance coil is 15 MHz with respect to the radio frequency of 13.56 MHz used for communication. It was. In FIG. 7, when a resonance circuit using a resonance coil is installed, a communication distance longer than that of a conventional non-contact communication medium without a resonance coil is obtained except when the resonance frequency of the resonance circuit using a resonance coil is 20 MHz. It has been. Furthermore, when the resonance frequency of the resonance circuit by the resonance coil and the resonance frequency of the resonance circuit by the antenna coil are higher than the radio frequency, and the resonance frequency of the resonance circuit by the resonance coil is lower than the resonance frequency of the resonance circuit by the antenna coil, It has been found that a greater effect can be obtained in extending the communication distance.

なお、実施例1に係る非接触通信媒体において、図4及び図5のような共振コイル11やアンテナコイル21は、先に述べたような銅線や導電ペーストの印刷などの方法によっても形成できる。基材13及び23の材料としては、ガラスエポキシ基板や、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムなども採用できる。さらに、図6のような磁性体30としては、軟磁性材料を樹脂と混合して作製した磁性体も採用できる。   In the non-contact communication medium according to the first embodiment, the resonance coil 11 and the antenna coil 21 as shown in FIGS. 4 and 5 can be formed by a method such as printing of copper wire or conductive paste as described above. . As a material for the base materials 13 and 23, a glass epoxy substrate, a PET (polyethylene terephthalate) film, or the like can be employed. Furthermore, as the magnetic body 30 as shown in FIG. 6, a magnetic body produced by mixing a soft magnetic material with a resin can be employed.

次に、本発明による非接触通信媒体の実施例2について説明する。図8は、本発明の実施例2の非接触通信媒体におけるアンテナコイルを有する層と共振コイルを有する層の模式的な断面図である。図8において、共振コイル111及びアンテナコイル121は、ガラスエポキシからなる2層の基材層とそれらの層の表面及び間に配置された3層の金属層とからなる1枚の基板内に形成されている。共振コイル111は、基材113の表面にコイルパターンが形成され、アンテナコイル121は基材123の表面にコイルパターンが形成されている。共振コイル111及びアンテナコイル121は、コイルパターンの始点と終点を最終的に短絡する必要があるため、基材113と基材123の間の金属層に短絡用電極71を形成し、スルーホール70を介してそれぞれの基材の表面と裏面とを接続することで短絡している。この場合、図8のように、共振コイル111とアンテナコイル121のそれぞれの短絡用電極71が重ならないように配置をすることで、共振コイル111とアンテナコイル121で短絡用の金属層を共用し、1枚の基板内で共振コイル111とアンテナコイル121の両方を実現している。なお、磁性体はアンテナコイル121が設置された基材123の下側に配置される。   Next, a second embodiment of the non-contact communication medium according to the present invention will be described. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a layer having an antenna coil and a layer having a resonance coil in the non-contact communication medium according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, the resonance coil 111 and the antenna coil 121 are formed in a single substrate composed of two base layers made of glass epoxy and three metal layers disposed between and on the surfaces of those layers. Has been. The resonance coil 111 has a coil pattern formed on the surface of the base material 113, and the antenna coil 121 has a coil pattern formed on the surface of the base material 123. Since the resonance coil 111 and the antenna coil 121 need to finally short-circuit the start point and the end point of the coil pattern, the short-circuit electrode 71 is formed on the metal layer between the base material 113 and the base material 123, and the through hole 70. It is short-circuited by connecting the surface and back surface of each base material via. In this case, as shown in FIG. 8, by arranging the shorting electrodes 71 of the resonance coil 111 and the antenna coil 121 so as not to overlap, the resonance coil 111 and the antenna coil 121 share a shorting metal layer. Both the resonance coil 111 and the antenna coil 121 are realized in one substrate. The magnetic body is disposed below the base material 123 on which the antenna coil 121 is installed.

図9は、本発明の実施例3の非接触通信媒体におけるアンテナコイルを有する層と共振コイルを有する層の模式的な断面図である。実施例3においては、共振コイル111及びアンテナコイル121を1枚のPETフィルムからなる基材43上に並置して形成し、その後、基材43を共振コイル111とアンテナコイル121の間で折り曲げることにより、共振コイル111とアンテナコイル121を隣り合う層に配置する構造を実現したものである。この方法によれば、必要な基材を減らすことが可能となり、また共振コイル111と接続されるセラミックコンデンサ12と、アンテナコイル121に接続されるIC22を同じ面に設置することができるため、自動マウント機でセラミックコンデンサ12とIC22を設置する際に、工程時間を短縮できるなどの利点がある。   FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a layer having an antenna coil and a layer having a resonance coil in the non-contact communication medium according to the third embodiment of the present invention. In Example 3, the resonance coil 111 and the antenna coil 121 are formed side by side on the base material 43 made of a single PET film, and then the base material 43 is bent between the resonance coil 111 and the antenna coil 121. Thus, a structure in which the resonance coil 111 and the antenna coil 121 are arranged in adjacent layers is realized. According to this method, the necessary base material can be reduced, and the ceramic capacitor 12 connected to the resonance coil 111 and the IC 22 connected to the antenna coil 121 can be installed on the same surface. When the ceramic capacitor 12 and the IC 22 are installed by the mounting machine, there is an advantage that the process time can be shortened.

図10は、本発明の実施例4の非接触通信媒体の分解斜視図である。実施例4は外部の装置との間で接触通信を行う機能も有しており、そのための外部端子を有する非接触通信媒体である。図10において、実施例4は、共振コイルを有する層210、アンテナコイルを有する層220、磁性体230に加えて、裏面に接触通信用の外部端子81を設置した基板80から構成されている。基板80は基材83上に、アンテナコイル221と接続される非接触通信用のIC22と、接触通信用の外部端子81に接続される接触通信用のIC24とを設置している。外部端子81は、基材83のICの実装面の裏面に形成される。磁性体230の中央には穴231を設け、2つのICと磁性体230とが物理的に干渉しないように配置されている。また、アンテナコイル221が設けられた基材223には、接続用電極72が形成され、基材80上に設置した接続ピン73と接触することにより、アンテナコイル221が非接触通信用のIC22と電気的に接続される。なお、アンテナコイル221とIC22の接続は、アンテナコイル用の基材223にタブ状の端子部を形成し、これを基板80の部分で折り曲げて半田付け等の手段により接続してもよい。共振コイル211は基材213上に実施例1の共振コイルと同様な方法で形成されている。   FIG. 10 is an exploded perspective view of the non-contact communication medium according to the fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment also has a function of performing contact communication with an external device, and is a non-contact communication medium having an external terminal for that purpose. In FIG. 10, the fourth embodiment is configured by a substrate 80 in which an external terminal 81 for contact communication is provided on the back surface in addition to a layer 210 having a resonance coil, a layer 220 having an antenna coil, and a magnetic body 230. The substrate 80 is provided with a non-contact communication IC 22 connected to the antenna coil 221 and a contact communication IC 24 connected to the contact communication external terminal 81 on a base 83. The external terminal 81 is formed on the back surface of the IC mounting surface of the base material 83. A hole 231 is provided in the center of the magnetic body 230 so that the two ICs and the magnetic body 230 are not physically interfered with each other. In addition, the base electrode 223 provided with the antenna coil 221 is formed with a connection electrode 72, and the antenna coil 221 is connected to the IC 22 for non-contact communication by contacting the connection pin 73 installed on the base material 80. Electrically connected. The antenna coil 221 and the IC 22 may be connected by forming a tab-shaped terminal portion on the antenna coil base material 223, bending the portion at the portion of the substrate 80, and connecting by means such as soldering. The resonance coil 211 is formed on the base material 213 in the same manner as the resonance coil of the first embodiment.

実施例4の非接触通信媒体において、接触通信用のIC24としてSIMカードの機能を有するICを搭載し、携帯電話用のSIMカードとして使用可能とした。この場合、上記のように構成した非接触通信媒体をプラスチックからなるケース90に封止した。これを携帯電話に搭載した状態で、外部の読取装置との間で通信が可能であることを確認し、その通信距離は30mmであった。   In the non-contact communication medium of Example 4, an IC having a SIM card function was mounted as an IC 24 for contact communication so that it could be used as a SIM card for a mobile phone. In this case, the non-contact communication medium configured as described above was sealed in a case 90 made of plastic. With this mounted on a mobile phone, it was confirmed that communication was possible with an external reader, and the communication distance was 30 mm.

以上のように、本発明の非接触通信媒体は、たとえば小型の金属製品に貼付して物品管理に利用することが可能になり、また、非接触通信機能を持つSIMカード等にも利用できる。   As described above, the non-contact communication medium of the present invention can be used for article management by being attached to a small metal product, for example, and can also be used for a SIM card having a non-contact communication function.

なお、本発明の非接触通信媒体は、上記の実施例に示したものに限定されるものではないことはいうまでもなく、目的や用途に応じて設計変更可能である。例えば、アンテナコイルや共振コイルの形状、各層内での配置、それを搭載する基材の形状や材料、磁性体の形状や材料などは任意に設計変更可能である。また、実施例に記載した部材以外の部品や部材を、必要とする機能、性能、用途に応じて追加することも可能である。   Note that the contactless communication medium of the present invention is not limited to the one shown in the above embodiment, and can be changed in design according to the purpose and application. For example, the shape of the antenna coil and the resonance coil, the arrangement in each layer, the shape and material of the substrate on which the antenna coil is mounted, the shape and material of the magnetic body, and the like can be arbitrarily changed. Moreover, it is also possible to add components and members other than the members described in the embodiments according to required functions, performances, and uses.

1、11、111、211 共振コイル
2、21,101,102、121、201、221 アンテナコイル
3、30、230 磁性体
10、210 共振コイルを有する層
12 セラミックコンデンサ
13、23、33、43、83、113、123、213、223 基材
20、220 アンテナコイルを有する層
22、24 IC
31、231 穴
40 金属体
50 磁束
51 渦電流
60 剥離紙
70 スルーホール
71 短絡用電極
72 接続用電極
73 接続ピン
80 基板
81 外部端子
90 ケース
100 非接触通信媒体
200 読取装置
1, 11, 111, 211 Resonant coil 2, 21, 101, 102, 121, 201, 221 Antenna coil 3, 30, 230 Magnetic body 10, 210 Layer 12 having resonant coil Ceramic capacitors 13, 23, 33, 43, 83, 113, 123, 213, 223 Base material 20, 220 Layer 22, 24 IC with antenna coil
31 and 231 hole 40 metal body 50 magnetic flux 51 eddy current 60 release paper 70 through hole 71 short-circuit electrode 72 connection electrode 73 connection pin 80 substrate 81 external terminal 90 case 100 non-contact communication medium 200 reader

Claims (11)

多層構造を有し、外部の装置との間で電磁誘導を利用して情報の送受信を行う機能を有する非接触通信媒体であって、前記情報の送受信を制御する機能を有するICと、前記ICに接続されたアンテナコイルと、前記アンテナコイル及び前記ICのいずれにも結線されていない共振コイルと、前記共振コイルに接続されたコンデンサと、磁性体とを具備し、前記アンテナコイルと、前記共振コイルと、前記磁性体とが、それぞれ別の層内に配置され、前記アンテナコイルを有する層が、前記共振コイルを有する層と前記磁性体を有する層との間に配置され、前記アンテナコイルと前記共振コイルとが電磁的に結合し
前記磁性体には穴が設けられ、前記磁性体を有する層の前記穴の位置に前記ICが配置されることを特徴とする非接触通信媒体。
A non-contact communication medium having a multilayer structure and having a function of transmitting / receiving information to / from an external device using electromagnetic induction, the IC having a function of controlling the transmission / reception of the information, and the IC An antenna coil connected to the antenna coil, a resonance coil not connected to any of the antenna coil and the IC, a capacitor connected to the resonance coil, and a magnetic body, the antenna coil, and the resonance The coil and the magnetic body are disposed in different layers, and the layer having the antenna coil is disposed between the layer having the resonance coil and the layer having the magnetic body, and Electromagnetically coupled to the resonant coil ;
A contactless communication medium , wherein a hole is provided in the magnetic body, and the IC is disposed at the position of the hole in the layer having the magnetic body .
前記アンテナコイルが形成され、前記ICが実装された基板を備え、  The antenna coil is formed, and includes a substrate on which the IC is mounted.
前記基板の前記ICの実装面と前記磁性体とが貼り合わされたことを特徴とする請求項1に記載の非接触通信媒体。  The contactless communication medium according to claim 1, wherein a mounting surface of the IC of the substrate and the magnetic body are bonded together.
前記アンテナコイルと前記共振コイルは、多層の導体層を有する基板のそれぞれ異なる導体層に形成され
前記アンテナコイルの始点と終点を短絡する第1の短絡用電極と、前記共振コイルの始点と終点を短絡する第2の短絡用電極とが、前記多層の導体層を有する基板の同じ導体層に形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の非接触通信媒体。
The antenna coil and the resonance coil are formed on different conductor layers of a substrate having a multilayer conductor layer ,
A first short-circuit electrode that short-circuits the start point and end point of the antenna coil and a second short-circuit electrode that short-circuits the start point and end point of the resonance coil are formed on the same conductor layer of the substrate having the multilayer conductor layer. The contactless communication medium according to claim 1, wherein the contactless communication medium is formed.
多層構造を有し、外部の装置との間で電磁誘導を利用して情報の送受信を行う機能を有する非接触通信媒体であって、前記情報の送受信を制御する機能を有するICと、前記ICに接続されたアンテナコイルと、前記アンテナコイル及び前記ICのいずれにも結線されていない共振コイルと、前記共振コイルに接続されたコンデンサと、磁性体とを具備し、前記アンテナコイルと、前記共振コイルと、前記磁性体とが、それぞれ別の層内に配置され、前記アンテナコイルを有する層が、前記共振コイルを有する層と前記磁性体を有する層との間に配置され、前記アンテナコイルと前記共振コイルとが電磁的に結合し、
前記アンテナコイルと前記共振コイルは、多層の導体層を有する基板のそれぞれ異なる導体層に形成され、
前記アンテナコイルの始点と終点を短絡する第1の短絡用電極と、前記共振コイルの始点と終点を短絡する第2の短絡用電極とが、前記多層の導体層を有する基板の同じ導体層に形成されることを特徴とする非接触通信媒体。
A non-contact communication medium having a multilayer structure and having a function of transmitting / receiving information to / from an external device using electromagnetic induction, the IC having a function of controlling the transmission / reception of the information, and the IC An antenna coil connected to the antenna coil, a resonance coil not connected to any of the antenna coil and the IC, a capacitor connected to the resonance coil, and a magnetic body, the antenna coil, and the resonance The coil and the magnetic body are disposed in different layers, and the layer having the antenna coil is disposed between the layer having the resonance coil and the layer having the magnetic body, and Electromagnetically coupled to the resonant coil;
The antenna coil and the resonance coil are formed on different conductor layers of a substrate having a multilayer conductor layer,
A first short-circuit electrode that short-circuits the start point and end point of the antenna coil and a second short-circuit electrode that short-circuits the start point and end point of the resonance coil are formed on the same conductor layer of the substrate having the multilayer conductor layer. noncontact communication medium, characterized in that it is formed.
外部端子を有し、前記外部端子への接触により外部の装置との間で情報の送受信を行う機能を有し、
前記外部端子は、前記磁性体の前記アンテナコイルを有する層が配置された側とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の非接触通信媒体。
Has an external terminal, have a function of transmitting and receiving information to and from an external device by contact to said external terminal,
5. The non-contact communication according to claim 1, wherein the external terminal is disposed on a side opposite to a side where the layer having the antenna coil of the magnetic body is disposed. Medium.
多層構造を有し、外部の装置との間で電磁誘導を利用して情報の送受信を行う機能を有する非接触通信媒体であって、前記情報の送受信を制御する機能を有するICと、前記ICに接続されたアンテナコイルと、前記アンテナコイル及び前記ICのいずれにも結線されていない共振コイルと、前記共振コイルに接続されたコンデンサと、磁性体とを具備し、前記アンテナコイルと、前記共振コイルと、前記磁性体とが、それぞれ別の層内に配置され、前記アンテナコイルを有する層が、前記共振コイルを有する層と前記磁性体を有する層との間に配置され、前記アンテナコイルと前記共振コイルとが電磁的に結合し、  A non-contact communication medium having a multilayer structure and having a function of transmitting / receiving information to / from an external device using electromagnetic induction, the IC having a function of controlling the transmission / reception of the information, and the IC An antenna coil connected to the antenna coil, a resonance coil not connected to any of the antenna coil and the IC, a capacitor connected to the resonance coil, and a magnetic body, the antenna coil, and the resonance The coil and the magnetic body are disposed in different layers, and the layer having the antenna coil is disposed between the layer having the resonance coil and the layer having the magnetic body, and Electromagnetically coupled to the resonant coil;
外部端子を有し、前記外部端子への接触により外部の装置との間で情報の送受信を行う機能を有し、  Having an external terminal, having a function of transmitting and receiving information to and from an external device by contact with the external terminal,
前記外部端子は、前記磁性体の前記アンテナコイルを有する層が配置された側とは反対側に配置されていることを特徴とする非接触通信媒体。  The non-contact communication medium, wherein the external terminal is disposed on a side opposite to a side where the layer having the antenna coil of the magnetic body is disposed.
SIMカードの機能を有することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の非接触通信媒体。 The contactless communication medium according to claim 5 or 6 , which has a SIM card function. 前記共振コイルの外形の最大寸法及び最小寸法は、それぞれ前記アンテナコイルの外形の最大寸法及び最小寸法のそれぞれ90%〜110%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の非接触通信媒体。 Maximum dimension and minimum dimension of the outer shape of the resonant coil, in any one of claims 1-7, characterized in that 90% to 110% respectively of the maximum dimension and minimum dimension of the outer shape of each of the antenna coils The contactless communication medium as described. 多層構造を有し、外部の装置との間で電磁誘導を利用して情報の送受信を行う機能を有する非接触通信媒体であって、前記情報の送受信を制御する機能を有するICと、前記ICに接続されたアンテナコイルと、前記アンテナコイル及び前記ICのいずれにも結線されていない共振コイルと、前記共振コイルに接続されたコンデンサと、磁性体とを具備し、前記アンテナコイルと、前記共振コイルと、前記磁性体とが、それぞれ別の層内に配置され、前記共振コイルの外形の最大寸法及び最小寸法は、それぞれ前記アンテナコイルの外形の最大寸法及び最小寸法のそれぞれ90%〜110%で、前記アンテナコイルと前記共振コイルとが電磁的に結合し
前記磁性体には穴が設けられ、前記磁性体を有する層の前記穴の位置に前記ICが配置されることを特徴とする非接触通信媒体。
A non-contact communication medium having a multilayer structure and having a function of transmitting / receiving information to / from an external device using electromagnetic induction, the IC having a function of controlling the transmission / reception of the information, and the IC An antenna coil connected to the antenna coil, a resonance coil not connected to any of the antenna coil and the IC, a capacitor connected to the resonance coil, and a magnetic body , the antenna coil, and the resonance The coil and the magnetic body are disposed in different layers , respectively, and the maximum and minimum dimensions of the external shape of the resonance coil are 90% to 110% of the maximum and minimum dimensions of the external shape of the antenna coil, respectively. The antenna coil and the resonance coil are electromagnetically coupled ,
A contactless communication medium , wherein a hole is provided in the magnetic body, and the IC is disposed at the position of the hole in the layer having the magnetic body .
多層構造を有し、外部の装置との間で電磁誘導を利用して情報の送受信を行う機能を有する非接触通信媒体であって、前記情報の送受信を制御する機能を有するICと、前記ICに接続されたアンテナコイルと、前記アンテナコイル及び前記ICのいずれにも結線されていない共振コイルと、前記共振コイルに接続されたコンデンサを具備し、前記アンテナコイルと、前記共振コイルが、それぞれ別の層内に配置され、前記共振コイルの外形の最大寸法及び最小寸法は、それぞれ前記アンテナコイルの外形の最大寸法及び最小寸法のそれぞれ90%〜110%で、前記アンテナコイルと前記共振コイルとが電磁的に結合し、
前記アンテナコイルと前記共振コイルは、多層の導体層を有する基板のそれぞれ異なる導体層に形成され、
前記アンテナコイルの始点と終点を短絡する第1の短絡用電極と、前記共振コイルの始点と終点を短絡する第2の短絡用電極とが、前記多層の導体層を有する基板の同じ導体層に形成されることを特徴とする非接触通信媒体。
A non-contact communication medium having a multilayer structure and having a function of transmitting / receiving information to / from an external device using electromagnetic induction, the IC having a function of controlling the transmission / reception of the information, and the IC An antenna coil connected to the antenna coil, a resonance coil not connected to any of the antenna coil and the IC, and a capacitor connected to the resonance coil. The antenna coil and the resonance coil are separately provided. The maximum and minimum dimensions of the outer shape of the resonance coil are 90% to 110% of the maximum and minimum dimensions of the antenna coil respectively, and the antenna coil and the resonance coil are Electromagnetically coupled,
The antenna coil and the resonance coil are formed on different conductor layers of a substrate having a multilayer conductor layer,
A first short-circuit electrode that short-circuits the start point and end point of the antenna coil and a second short-circuit electrode that short-circuits the start point and end point of the resonance coil are formed on the same conductor layer of the substrate having the multilayer conductor layer. noncontact communication medium, characterized in that it is formed.
前記ICの内部または外部の少なくとも一方に前記アンテナコイルに接続されたコンデンサを有し、前記共振コイルと前記共振コイルに接続されたコンデンサにより構成される共振回路の共振周波数が、前記アンテナコイルと前記ICの内部または外部のコンデンサにより構成される共振回路の共振周波数より低いことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の非接触通信媒体。 A resonance frequency of a resonance circuit including a capacitor connected to the antenna coil inside or outside the IC, the resonance circuit including the resonance coil and the capacitor connected to the resonance coil is contactless communication medium according to any one of claims 1 to 10, characterized in that lower than the resonance frequency of the resonance circuit constituted by an internal or external capacitor to the IC.
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