KR20090051096A

KR20090051096A - 안테나 소자 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20090051096A
Application number: KR1020097005269A
Authority: KR
Inventors: 다까시 하수누마; 게이이찌로 노무라; 아라따 다나까; 다까끼 나이또; 다께시 기무라
Original assignee: 타이코 일렉트로닉스 레이켐 케이. 케이.; 타이코 일렉트로닉스 에이엠피 케이.케이.
Priority date: 2006-08-14
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2009-05-20
Also published as: EP2063489A1; EP2063489A4; CN101501930A; JPWO2008020574A1; WO2008020574A1; TW200828679A

Abstract

RFID(Radio Frequency Identification) 시스템을 구성하는 태그에 이용한다,보다 간단하게 제조할 수 있는 안테나 소자를 제공한다. 안테나 소자(10)는, (A) 자성 재료 및 폴리머 재료를 포함하여 이루어지는 자성 조성물로부터 형성된 층 형상 자성 요소(20), 및 (B) 층 형상 자성 요소의 한쪽의 표면 위에 배치된 안테나 배선(30)을 갖는다.

자성 재료, 폴리머 재료, 층 형상 자성 요소, 안테나 배선, 금속박

Description

안테나 소자 및 그 제조 방법{ANTENNA DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은, 안테나 소자, 특히 RFID(Radio Frequency Identification) 시스템에 이용하는 장치에 이용할 수 있는 안테나 소자, 예를 들면 IC 태그에 이용할 수 있는 안테나 소자, 리더/라이터에 이용하는 안테나 소자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 그와 같은 안테나 소자를 갖는 전자 장치, 예를 들면 무선 태그 또는 IC 태그(휴대 전화이어도 됨) 및 그것과의 송수신에 이용하는 리더/라이터 등에 관한 것이다.

RFID 시스템이 다양한 분야에서 사용되기 시작하고, 그 편리성이 실증되고 있다. 그 결과, 또 다른 많은 분야에서 RFID 시스템을 활용하여 그 편리성을 향수할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 그 반면, RFID 시스템에 관련되는 기술에 관해서, 문제점이 다양하게 지적되어, 금후 해결하는 것이 요망되고 있다.

그와 같은 문제점의 하나로, RFID 시스템을 구성하는 유닛인, 태그, 리더/라이터 등이 갖는 안테나의 문제가 있다. 안테나는, 전자 유도 작용을 이용함으로써, 신호의 송수신 및/또는 전력의 공급에 이용되고 있다.

이와 같은 안테나는, 그것이 배치되는 환경에 따라서 큰 영향을 받는 것이 알려져 있다. 특히, 안테나의 옆에 금속제 물품이 존재하면, 리더/라이터에서는 그 안테나에 의해 발생하는 자속에 의해 금속면에 와전류가 흐르고, 그 결과, 반송파가 크게 감쇠하고, 또한, 태그에서는 그 안테나를 관통하는 자속의 강도가 감쇠하여 교신 불능으로 되는 경우가 있다.

이와 같은 금속제 물품에 의해 생기는 영향을 억제하는 것을 목적으로 하여, 자성 재료로 형성된 부재를 안테나와 조합하는 것이 제안되어 있다. 예를 들면, 금속 물품에 의한, 통신에의 악영향을 방지함과 함께, 점유하는 공간부를 작게 하는 것을 목적으로 하여, 안테나의 아래에 플렉시블 시트 형상의 자성체를 배치한 비접촉형 IC 카드 리더/라이터가 제안되어 있다(하기 특허 문헌 1 참조). 이 리더/라이터에서는, 안테나와 시트 형상의 자성체를 양면 테이프에 의해 접합하고 있다.

또한, 베이스 기재의 한쪽의 면에 설치된 안테나 및 IC 칩을 갖고, 안테나 및 IC 칩의 적어도 한쪽을 덮도록 자성체층이 배치되어 있는 비접촉형 데이터 수송신체 제안되어 있다(하기 특허 문헌 2 참조). 이 데이터 수송신체에서, 자성체층에 의해 그와 같이 덮음으로써, 금속을 포함하는 물품에 접한 경우라도, 충분한 유도 기전력이 발생한다고 기재되어 있다.

이 데이터 수송신체는, 베이스 기재에 금속박을 접합한 후에, 도전성박을 에칭함으로써 안테나 패턴을 형성함과 함게, IC 칩을 실장하고, 마지막으로, 자성 재료를 도포하고, 건조·고화시킴으로써 제조된다.

특허 문헌 1 : 일본 특개 2002-298095호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특개 2006-113750호 공보

<발명의 개시>

<발명이 해결하고자 하는 과제>

RFID 시스템은, 휴대 전화 등의 휴대 전자 기기에서 보다 널리 사용될 것이 기대되고 있으며, 그를 위해서는, 시스템을 구성하는 태그, 리더/라이터 등에 포함되는 안테나 소자를 보다 컴팩트하게 하는 것이 바람직하고, 또한, 안테나 소자를 보다 간단히 제조할 수 있도록 하는 것이 요망된다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

안테나 소자에 대해서 예의 검토한 결과, 상기 과제는,

(A) 자성 재료 및 폴리머 재료를 포함하여 이루어지는 자성 조성물로부터 형성된 층 형상 자성 요소(예를 들면, 플레이트 형상, 시트 형상 또는 필름 형상의 자성 요소)와,

(B) 층 형상 자성 요소의 적어도 한쪽의 표면 위에 배치된 안테나 배선

을 갖고 이루어지는 안테나 소자에 의해 해결되는 것이 발견되었다.

본 발명은, 층 형상 자성 요소 및 그 위에 배치된 안테나 배선을 갖고 이루어지는 안테나 소자의 제조 방법으로서,

(1) 자성 재료 및 폴리머 재료를 포함하여 이루어지는 자성 조성물로부터 층 형상 자성 요소를 얻는 공정과,

(2) 층 형상 자성 요소의 적어도 한쪽의 표면 위에 금속박을 직접적으로 부착하는 공정과,

(3) 금속박을 에칭하여 소정의 패턴을 갖는 안테나 배선을 형성하는 공정

을 포함하여 이루어지는 안테나 소자의 제조 방법을 제공한다. 이 제조 방법에 의해, 상기 및 후술하는 본 발명의 안테나 소자를 알맞게 제조할 수 있다.

본 발명은, 전술 및 후술의 본 발명의 안테나 소자를 갖는 전자 장치, 특히 IC 태그, IC 태그를 갖는 휴대 전자 기기(예를 들면 휴대 전화, 노트형 PC, PDA(휴대 정보 단말기) 등), IC 태그와의 수송신에 이용하는 리더/라이터도 제공한다.

<발명의 효과>

본 발명의 안테나 소자는, 안테나 배선이 층 형상 자성 요소에 직접 부착되어 있다. 따라서, 안테나 배선과 층 형상 자성 요소 사이에 개재하는 것(예를 들면 양면 접착 테이프, 접착제에 유래하는 수지층)이 존재하지 않고, 또한, 베이스 기재와 같은 다른 요소를 필요로 하지 않으므로, 안테나 소자를 보다 얇게, 따라서, 보다 컴팩트하게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나 소자의 제조 방법에서는, 층 형상 자성 요소에 금속박을 직접적으로 부착하고, 그 후, 에칭함으로써 안테나 배선을 갖는 층 형상 자성 요소를 얻을 수 있으므로, 층 형상 자성 요소에의 금속박의 부착이 간단해지고, 또한, 베이스 기재를 필요로 하지 않으므로, 안테나 소자의 제조가 보다 간편해진다.

도 1은 본 발명의 안테나 소자의 모식적 사시도를 도시한다.

도 2는 본 발명의 안테나 소자의 제조 방법의 플로우 다이어그램(공정도)을 도시한다.

<부호의 설명>

10 : 안테나 소자

20 : 층 형상 자성 요소

30 : 안테나 배선

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

다음으로, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 안테나 소자를 모식적 사시도로 나타낸다. 도 2는 본 발명의 안테나 소자의 제조 방법을 플로우 시트로 모식적으로 나타낸다.

본 발명의 안테나 소자(10)는, 자성 재료 및 폴리머 재료를 포함하여 이루어지는 자성 조성물로 형성된 층 형상 자성 요소(20), 및 층 형상 자성 요소(20)의 한쪽의 표면 위에 배치된 안테나 배선(30)을 갖고 이루어진다. 층 형상 자성 요소(20)는, 면 형상의 넓이를 갖는 어느 적절한 형태이어도 되고, 예를 들면, 플레이트 형상, 시트 형상, 필름 형상 등이어도 된다. 따라서, 본 명세서에서, 용어 「표면」이란 그와 같은 넓이를 규정하는 면, 즉, 주표면을 의미하고, 층 형상 자성 요소(30)는, 2개의 표면을 양측에 갖는다. 따라서, 본 발명의 안테나 소자는, 층 형상 자성 요소의 한쪽의 표면에 안테나 배선을 갖는 양태, 및 층 형상 자성 요소의 양측의 표면에 안테나 배선을 갖는 양태의 쌍방을 포함한다.

층 형상 자성 요소를 구성하는 자성 재료로서는, 안테나 소자에서의 안테나의 기능(즉, 수송신 기능 및/또는 전력 공급 기능)을 발휘할 수 있는 것으로서 제안되어 있는 다양한 자성 재료를 이용할 수 있다. 특히, 자속을 수속하는 기능을 갖는 재료, 즉, 투자율이 우수한 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로 사용하는 것이 바람직한 자성 재료로서는, 철-규소 합금, 소위 페라이트라고 불리고 있는 자성 재료, 특히 Mn-Zn 페라이트, Ni-Zn 페라이트, 철-니켈 합금, 특히 퍼멀로이, 센더스트 합금, 아몰퍼스 합금, 바람직하게는 철기 아몰퍼스 합금으로 불리고 있는 자성 재료, 특히 Fe를 주성분으로 하여 Si, B, Cu, Nb를 첨가한 것을 예시할 수 있다. 보다 구체적으로는, TDK 주식회사로부터 복합 전자 실드재로서 시판되고 있는 IRL(TDK 주식회사의 상품명), 히따찌 금속 주식회사로부터 시판되고 있는 파인메트 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 자성 재료는, 어느 적절한 형태이어도 되고, 예를 들면 입자 형상, 플레이크 형상이어도 된다.

자성 재료층을 구성하는 폴리머 재료는, 자성 재료와의 조합에 의해 안테나 소자에서의 안테나의 기능(즉, 수송신 기능 및/또는 전력 공급 기능)을 향상시킬 수 있는 것으로서 제안되어 있는 다양한 폴리머 재료를 이용할 수 있다. 특히, 자속을 수속하는 기능을 갖는 자성 재료에 악영향을 주지 않거나, 혹은 좋은 영향을 주는 폴리머 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로 사용하는 것이 바람직한 폴리머 재료로서는, 결정성 폴리머이어도, 혹은 비정질 폴리머이어도 되고, 예를 들면, 폴리에틸렌(PE), 염소화 폴리에틸렌, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리불화비닐리덴, 폴리스틸렌, 폴리옥시 메틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머(EVA), 에틸렌-부틸 아크릴레이트 코폴리머(EBA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 나일론, 아크릴로니트릴-부타젠-스틸렌 타폴리머(ABS) 등의 열가소성 폴리머가 있다. 또한, 열가소성 엘라스토머도 폴리머 재료로서 사 용할 수 있다.

전술한 바와 같은 자성 재료 및 폴리머 재료를 포함하는 자성 조성물은, 본 발명의 안테나 소자가 안테나의 기능을 발휘할 수 있는 한, 이들 성분을 어느 적절한 비율로 포함하여 이루어져도 된다. 예를 들면, 자성 조성물은, 60∼95 질량부의 자성 재료 및 40∼5 질량부의 폴리머 재료를 포함하여 이루어지고, 보다 바람직하게는 75∼92 질량부의 자성 재료 및 25∼8 질량부의 폴리머 재료를 포함하여 이루어진다. 또한, 필요에 따라서, 자성 조성물은, 추가의 성분(예를 들면, 폴리머 재료용의 가소제(예를 들면 염소화 파라핀, 에폭시화 대두유, 올레핀계 왁스), 유기/무기 난연제 등)를 포함하여도 된다.

본 발명의 안테나 소자에서, 안테나 배선(30)은, 예를 들면 도시한 바와 같이 층 형상 자성 요소(20)의 한쪽의 표면 위에 배치되어 있다. 후술하는 다른 양태에서는, 쌍방의 표면 형상으로 배치되어 있어도 된다. 어느 양태에서도, 안테나 배선(30)은 층 형상 자성 요소(20)에 직접적으로 부착되어 있다. 「표면 위에」 라는 용어는, 안테나 배선이 자성층 형상 요소의 표면으로부터 돌출되어 있는 것을 의미한다. 또한, 「직접적으로」라는 용어는, 안테나 배선과 층 형상 자성 요소가 서로 접촉한 상태에서 결합하고 있는, 즉, 직접 결합하고 있는 것을 의미한다. 또한, 안테나 배선은, 어느 적절한 형상이어도 되고, 예를 들면 도시한 바와 같이 스파이럴 형상(각형의 스파이럴 형상)이다. 다른 형상, 예를 들면 루프, 헤리컬, 모노폴, 다이폴, 패치, 슬롯 형상 등이어도 된다.

본 발명의 안테나 소자는, 안테나 배선 외에, 필요한 전자 부품(IC 칩, 컨덴 서, 칩 저항기 등) 및 그것과의 전기적인 접속에 필요한 다른 배선을 적절히 갖고있어도 된다. 이와 같은 전자 부품 및 다른 배선은, 필요에 따라서 층 형상 자성 요소의 어느 면에 배치하여도 된다. 일 양태에서는, 안테나 배선이 존재하는, 층 형상 자성 요소의 표면에 이들의 전자 부품 및 다른 배선이 존재한다. 다른 양태에서는, 층 형상 자성 요소의 반대의 표면에 이들의 전자 부품 및 다른 배선의 적어도 일부분이 존재하면 되고, 이 경우, 층 형상 자성 요소에 관통 구멍을 형성하고 거기에 도전성 요소(도전성 수지, 수지 땜납 등)을 매설하거나, 혹은 관통 구멍의 내측에 도전성 금속의 도금층을 형성하여 층 형상 자성 요소의 표면에 존재하는 안테나 배선과 전자 부품 및 다른 배선 사이의 전기적 접속을 확보하여도 된다.

전술한 바와 같이 층 형상 자성 요소의 표면으로부터 안테나 배선이 돌출된 구조는, 전술 및 후술의 본 발명의 안테나 소자의 제조 방법에 의해 제조함으로써 고유적으로 얻어진다. 즉, 층 형상 자성 요소 위에, 안테나 배선의 전구체로서의 금속박을 접착하고, 그 후, 안테나 배선에 대응하는 부분만이 남도록 금속박을 에칭함으로써, 결과적으로 그와 같은 구조가 얻어진다.

따라서, 본 발명의 안테나 소자의 제조 방법은, 층 형상 자성 요소에 금속박을 직접적으로 부착(예를 들면 열 압착)하여 안테나 소자 전구체를 얻는 공정(도 2의 공정 (2)), 및 금속박을 에칭하여 소정의 패턴을 갖는 안테나 배선(또는 안테나 회로)을 형성하여 안테나 소자를 얻는 공정(도 3의 공정(3))을 포함하여 이루어진다.

층 형상 자성 요소는, 전술한 자성 조성물을 층 형상으로 성형하는 공정(도 2의 공정 (1))에 의해 얻을 수 있다. 바람직한 일 양태에서는, 프레스 성형 또는 압축 성형에 의해 매엽 형태로 층 형상 자성 요소를 얻을 수 있다. 예를 들면, 층 형상 요소의 소정의 두께에 대응하는 공극 내에, 자성 조성물을 충전하고 이것을 가압/가열함으로써, 소정 두께의 층 형상 요소를 얻을 수 있다. 다른 바람직한 양태에서는, 자성 조성물을 가열 하에서 압출 성형함으로써 층 형상 자성 요소를 얻을 수 있고, 이 경우, 긴(또는 연속) 층 형상 자성 요소로 할 수 있다. 또한, 어느 양태에서도, 필요에 따라서, 가열 상태에 있는 층 형상 자성 요소를 냉각하여도 된다.

따라서, 본 발명의 안테나 소자의 제조 방법은, 일 양태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이,

(1) 자성 재료 및 폴리머 재료를 포함하여 이루어지는 자성 조성물을 층 형상으로 압출하여 압출물을 얻는 공정,

(2) 압출물 위에 금속박을 직접적으로 부착하는 공정, 및

을 포함하여 이루어진다.

이와 같은 본 발명의 제조 방법의 플로우 다이어그램을 도 2에 도시한다. 또한, 도 2에서는, 자성 조성물을 얻는 공정도 도시하고 있다. 이 공정에서는, 자성 재료와 폴리머 재료를 적절한 혼합/혼련 수단(예를 들면 반바리 믹서나 2축 혼련기 등)에 의해 혼합하여, 이들이 균질하게 섞인 자성 조성물을 얻는다. 이 조성물을 성형하여(예를 들면 압출 성형하여) 층 형상 자성 요소를 얻는다.

층 형상 자성 요소에의 금속박의 직접적인 부착은, 층 형상 자성 요소 위에 금속박을 배치하고, 예를 들면 열 프레스를 이용하여, 열 압착에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 이 경우, 미리 제조해 둔 층 형상 자성 요소에 금속박을 부착하는 경우에는, 예를 들면 층 형상 자성 요소를 가열한다. 적어도 금속박을 배치하는 표면을 적어도 폴리머 재료의 연화 온도로, 바람직하게는 용융 온도로 가열한다. 층 형상 자성 요소의 가열에 관해서는, 그것 단독으로 가열하여도, 금속박이 위에 배치되어 있는 상태에서 가열하여도 된다. 또한, 필요에 따라서, 금속박도 가열하여도 된다.

압출에 의해 층 형상 자성 요소를 얻는 경우, 압출에 의해 층 형상 자성 요소를 얻은 직후로서, 층 형상 자성 요소가 아직 비교적 고온일 때에, 금속박을 열압착하고, 따라서, 압출한 직후에, 금속박을 열 압착하는 것이 바람직하다. 이 경우, 압출 및 열 압착을 연속적 프로세스로서 실시하는 것이 효율적이므로 특히 바람직하다. 이 경우, 필요에 따라서 층 형상 자성 요소를, 특히 그 표면을 가열하여도 된다. 이 때문에, 예를 들면 가열 롤러를 사용하여도 된다.

또한, 사용하는 금속박은, 그 표면 내, 층 형상 자성 요소에 접촉하는 표면이 노듈러(혹은 노듈) 또는 혹 형상의 돌기를 갖는 것이 바람직하고, 층 형상 자성 요소와의 충분한 결합 강도를 확보할 수 있다. 그와 같은 금속박은, 전착에 의해 혹 형상의 금속 돌기를 석출시킴으로써 표면에 요철을 형성한 금속박, 소위 전해 금속박(예를 들면 전해 동박)으로서 시판되고 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 금속박의 요철면이 층 형상 자성 요소에 접촉하도록 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 요철 표면을 이용하면, 금속박과 층 형상 자성 요소 사이의 접착성이 혹의 앵커 효과에 의해 향상된다.

본 발명의 안테나 소자의 제조 방법에서, 금속박을 부착하고 에칭에 의해 안테나 배선의 패턴을 형성할 때, 금속박은 복수의 안테나 배선을 형성할 수 있을 정도로 충분한 영역을 갖고, 따라서, 에칭에 의해 복수의 안테나 배선을 형성한다. 이 경우, 에칭 후, 개개의 안테나 배선을 갖는 층 형상 자성 요소로 분할하여 개개의 안테나 소자를 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 안테나 소자는, 안테나 배선 외에, 필요한 전자 부품(예를 들면 IC 칩, 컨덴서 등)을 갖고 있어도 되고, 그와 같은 전자 부품과 안테나 배선을 소정과 같이 접속하는 다른 배선을 갖고 있어도 된다. 그와 같은 배선도, 필요에 따라서, 안테나 배선을 형성하는 에칭 시에 동시에 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 전자 부품의 실장은, 에칭에 의해 안테나 배선 및 다른 필요한 배선을 형성한 후에 실시하는 것이 바람직하다. 에칭에 의해 복수의 안테나 배선을 형성하는 경우, 개개의 안테나 소자로 분할하기 전에, 실장을 실시하는 것이 바람직하다.

도면을 참조한 상기 설명에서는, 층 형상 자성 요소의 한쪽의 표면에 안테나 배선이 존재하였지만, 본 발명의 안테나 소자의 다른 양태에서는, 안테나 배선은, 층 형상 자성 요소의 양측의 표면에 갖는다. 전술한 안테나 소자의 제조 방법의 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 이 안테나 소자는, 층 형상 자성 요소의 양측에 금속박을 직접적으로 부착하고, 그 후, 금속박을 에칭함으로써 형성할 수 있다.

층 형상 자성 요소의 한쪽의 표면에 금속박을 부착하는 경우에, 열 압착을 이용하는 것이 바람직하지만, 이 때, 층 형상 자성 요소 및 금속박의 쌍방이 가열되고, 그 후, 냉각되게 된다. 이들의 열 팽창율(특히 선팽창)이 상이하기 때문에, 냉각된 상태에서는, 열 압착한 층 형상 자성 요소와 금속박의 복합체는, 외관상 평탄하여도, 팽창율의 차이에 기인하는 내부 응력을 포함한 상태에 있다. 그 후, 금속박을 에칭함으로써 그 일부를 제거하면, 내부 응력이 현재화되어, 휘어짐이 발생할 가능성이 있다.

그러나, 상기 다른 양태와 같이 층 형상 자성 요소의 양측에 금속박을 부착하는 경우, 팽창율의 차가 있어도 층 형상 자성 요소의 양측에 금속박이 존재하므로, 내부 응력이 양측에서 실질적으로 상쇄되어, 양방의 표면에 금속박을 갖는 층 형상 자성 요소는, 한쪽에만 금속층을 갖는 경우와 비교하여, 평탄성이 우수하게 된다. 에칭에 의해 금속박을 안테나 배선에 가공한 후이어도, 양측에 안테나 배선이 존재하는 쪽이 내부 응력의 상쇄 효과가 있을 수 있기 때문에, 평탄성에서는 우수하게 된다. 이 의미에서, 본 발명의 안테나 소자에서는, 층 형상 자성 요소의 양측에 안테나 배선이 존재하는 것이 바람직하다. 이 경우, 층 형상 자성 요소를 통하여 실질적으로 대향하도록 안테나 배선을 형성하는, 즉, 한쪽의 안테나 배선 위에 층 형상 자성 요소를 통하여 다른 쪽의 안테나 배선이 존재하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 한쪽의 안테나 배선이, 다른 쪽의 배선층에 바람직하게는 실질 적으로 적어도 부분적으로 겹치는, 바람직하게는 실질적으로 정확히 겹치는 것이 바람직하다.

또한, 양측에 안테나 배선이 존재하는 경우에는, 한쪽의 안테나 배선의 단부에서 층 형상 자성 요소에 관통 구멍을 형성하고, 그 구멍에 도전성 요소(도전성 수지, 수지 땜납 등)를 매설하여, 혹은 관통 구멍의 내측에 도전성 금속의 도금층을 형성하여 층 형상 자성 요소의 쌍방의 표면간의 안테나 배선의 전기적 접속을 확보하여도 된다.

또한, 층 형상 자성 요소의 양측에 안테나 배선이 존재함으로써, 동일한 사이즈의 층 형상 자성 요소를 이용하는 경우, 안테나 배선의 절대 길이를 보다 길게 할 수 있다. 이것은, 안테나 소자의 사이즈를 보다 작게 할 수 있는 것을 의미한다. 절대 길이가 길어지기 때문에, 인덕턴스/캐패시턴스의 조정 몫을 보다 많이 확보하는 것이 가능하게 되고, 또한, 안테나 배선의 디자인 자유도가 향상되게 되어, 층 형상 자성 요소의 한쪽 면에의 안테나 배선 형성보다도 안테나 배선 형성상 받는 기하학적 제약을 받기 어렵게 하는 것이 가능하게 된다.

하기의 자성 재료 및 폴리머 재료를 사용하였다:

·자성 재료

파인메트(등록 상표) FP-FT-5M(히따찌 금속 주식회사제, 편평 형상 자성 필러, 평균 입경 : 30-41㎛, 외관 밀도 : 0.5-0.7g/㎤, 탭 밀도 : 1.0-1.4g/㎤)

·폴리머 재료

다이소락(등록 상표) C-130(염소화 폴리에틸렌, 다이소 주식회사제, 진밀도 : 1.11g/㎤)

이들 자성 재료 및 폴리머 재료를 전자 천평으로 하기의 표 1에 나타내는 비율로 되도록 칭량하고, 샘플 용기 내에서 플라스틱제 주걱에 의해 1분간 혼합하여 혼합 분말을 얻었다.

그 후, 분말 혼련기(도요세이키제작소제, 라보 프라스토밀 : 형식 50C150, 블레이드 R60B)에 혼합 분말을 45cc 투입하고, 설정 온도 : 100℃, 블레이드 회전수 : 60회전(매분)으로 15분간 혼련하여, 혼련 덩어리를 얻었다.

전술한 바와 같이 하여 얻어진 혼련 덩어리를 철판/테플론 시트/두께 조정 스페이서(SUS제, 두께 0.5㎜)+혼련 덩어리/테플론 시트/철판이라고 하는 샌드위치 구조로 하여, 열 압력 프레스기(토호 프레스 제작소제, 유압 성형기 : 형식 T-1)를 이용하여, 설정 온도 100℃ 및 설정 압력 : 1㎫에서, 3분간 예비 프레스한 후, 15㎫에서 4분간 본 프레스를 행하였다. 그 후, 칠러에서 설정 온도 22℃의 물을 순환시킨 냉각 프레스기(토호 프레스 제작소제, 유압 성형기 : 형식 T-1)를 사용하여 1㎫에서 4분간 냉각 프레스를 행하여, 12㎝×12㎝의 자성 시트(두께 : 0.4-0.6㎜)를 층 형상 자성 요소로서 얻었다.

층 형상 자성 요소의 자성 특성의 평가

전술한 바와 같이 하여 얻어진 층 형상 자성 요소로부터 시험 샘플(15㎜×5㎜)을 잘라내고, 하기의 장치를 이용하여 그 투자율 및 포화 자속 밀도를 측정하였다:

투자율 측정 : 초고주파수 대역 투자율 측정 장치 PMF-3000(료와 전자 주식회사제)

포화 자속 밀도 측정 : 진동 시료형 자력계(VSM) BHV-50H(리켄 전자 주식회사제)

시험 샘플의 14㎒대에서의 투자율(단위 : H/m) 및 포화 자속 밀도(단위 : G)의 측정 결과를 이하의 표 2에 나타낸다.

다음으로, 열 압력 프레스기를 이용하여, 실시예 1 및 실시예 2의 자성 시트의 한쪽 면에, 한쪽이 조화 처리 및 니켈계 화합물로 처리된 전해 동박(후쿠다 금속 박분 공업제, CF-T8GD-STD-35, 두께 35㎛)을 열 압착하였다.

프레스 조건으로서 철판/실리콘 러버/테플론 시트/두께 조정 스페이서(SUS제, 두께 0.5㎜)+자성 시트+전해 동박/테플론 시트/실리콘 러버/철판이라고 하는 샌드위치 구조로 하여, 열 압력 프레스기(토호 프레스 제작소제, 유압 성형기 : 형식 T-1)로 120℃, 4㎫, 4분간 프레스하였다. 또한, 전해 동박의 노듈면(요철을 갖는 조면)을 자성 시트에 인접시켰다.

그 후, 칠러에서 설정 온도 22℃의 물을 순환시킨 냉각 프레스기(토호 프레스 제작소 유압 성형기 형식 T-1)를 사용하여 1㎫에서 4분간 냉각 프레스를 행하여, 10㎝×10㎝의 동박을 갖는 자성 시트를 제작하였다.

전술한 바와 같이 하여 얻어진 동박을 갖는 자성 시트에 관하여, 앞과 마찬가지로 하여, 시험 샘플에 대하여 투자율 및 포화 자속 밀도를 측정하였다. 측정 결과를 이하의 표 3에 나타낸다.

표 2와 표 3의 측정 결과를 비교하면 명백해지는 바와 같이, 투자율 및 포화 자속 밀도는, 동박을 부착함으로써, 모두 향상되어 있는 것을 알 수 있다.

전술한 바와 같이 하여 얻어진 각 동박을 갖는 자성 시트를 에칭 처리하여, 도 1에 도시한 바와 같은 스파이럴 안테나 패턴을 자성 시트 위에 형성하여, 본 발명의 안테나 소자를 얻었다. 그 후, LCR METER 4263A(HEWLETT TPACKARD제)를 이용하여, 안테나 양 끝에 측정 프로브를 배치하고, 그 인덕턴스 L 및 Q값을 10㎑의 주파수에서 측정하였다. 그 결과를 이하의 표 4에 나타낸다.

표 4의 측정 결과로부터, 스파이럴 안테나 패턴을 갖는 본 발명의 안테나 소자는, 충분한 인덕턴스 L 및 Q값을 나타내고, 따라서, 안테나 소자로서의 기능을 하는 것을 알 수 있었다.

본 발명은, 보다 간편하게 제조할 수 있는 안테나 소자를 제공하고, 또한, 그와 같은 안테나 소자의 제조 방법을 제공한다.

Claims

(A) 자성 재료 및 폴리머 재료를 포함하여 이루어지는 자성 조성물로 형성된 층 형상 자성 요소, 및

(B) 층 형상 자성 요소의 적어도 한쪽의 표면 위에 배치된 안테나 배선

을 갖고 이루어지는 안테나 소자.
제1항에 있어서,

안테나 배선은, 층 형상 자성 요소의 표면으로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서,

자성 재료는, 철-규소 합금, 페라이트, 철-니켈 합금, 센더스트 합금, 및 아몰퍼스 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 안테나 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

폴리머 재료는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리불화비닐리덴, 폴리스틸렌, 폴리옥시메틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 에틸렌-부틸 아크릴레이트 코폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론, 아크릴로니트릴-부타젠-스틸렌 타폴리머, 및 폴리페닐렌 설파이드로부터 선택되는 적어도 1종인 안테나 소자.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

안테나 배선은, 요철면이 층 형상 자성 요소에 접촉하는 전해 금속박으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

안테나 배선은, 열 압착에 의해 층 형상 자성 요소의 표면 위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

자성 조성물은, 60∼95 질량부의 자성 재료 및 40∼5 질량부의 폴리머 재료를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

안테나 배선에 접속된 IC 칩을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
층 형상 자성 요소 및 그 위에 배치된 안테나 배선을 갖고 이루어지는 안테나 소자의 제조 방법으로서,

(1) 자성 재료 및 폴리머 재료를 포함하여 이루어지는 자성 조성물로부터 층 형상 자성 요소를 얻는 공정,

(2) 층 형상 자성 요소의 적어도 한쪽의 표면 위에 금속박을 직접적으로 부착하는 공정, 및

(3) 금속박을 에칭하여 소정의 패턴을 갖는 안테나 배선을 형성하는 공정

을 포함하여 이루어지는 안테나 소자의 제조 방법.
제9항에 있어서,

압출에 의해 층 형상 자성 요소를 얻은 직후에, 금속박을 열 압착함으로써, 공정 (1) 및 공정 (2)를 연속적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 안테나 소자의 제조 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,

공정 (2)는, 압출물 위에 금속박을 배치하고, 그 후, 열 압착함으로써 실시하는 것을 특징으로 하는 안테나 소자의 제조 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

공정 (3)에서 복수의 안테나 배선을 형성하는 것을 특징으로 하는 안테나 소자의 제조 방법.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

공정 (3) 후, 각 안테나 배선에 대응하는 소정의 IC 칩을 층 형상 자성 요소위에 배치하고, 각 IC 칩과 각 안테나 배선을 소정과 같이 전기적으로 접속함으로써 IC 칩을 실장하는 것을 특징으로 하는 안테나 소자의 제조 방법.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

복수의 안테나 배선이 형성되어 있는 경우, 실장 후에, 단일의 안테나 배선을 갖는 개개의 안테나 소자로 분할하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 소자의 제조 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 안테나 소자를 갖고 이루어지는 RFID 시스템용 IC 태그.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 안테나 소자를 갖고 이루어지는 RFID 시스템용 리더/라이터.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 안테나 소자를 갖고 이루어지는 휴대 전자 기기.