TWI521802B - A magnetic antenna and an RF tag, and a substrate on which the RF tag is mounted - Google Patents

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TWI521802B TW099102635A TW99102635A TWI521802B TW I521802 B TWI521802 B TW I521802B TW 099102635 A TW099102635 A TW 099102635A TW 99102635 A TW99102635 A TW 99102635A TW I521802 B TWI521802 B TW I521802B
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Description

磁性體天線及RF標籤以及安裝該RF標籤的基板
本發明是關於一種利用磁場成分而用以通訊資訊的磁性體天線及RF標籤者，該磁性體天線及RF標籤，是與習知技術比較實現提昇通訊感度的磁性體天線及RF標籤。
使用磁性體進行收發電磁波的的天線(以下，稱為「磁性體天線」)，是將導線繞線於磁心(磁性體)而製作線圈，將從外部飛來的磁場成分貫通於磁性體，感應於線圈且轉換成電壓(或電流)的天線，在小型收音機或電視機被廣泛地利用。又，近年來，被利用於稱為普及的RF標籤的非接觸型的物體識別裝置。
當頻率成為更高，則在RF標籤，未使用磁性體而平面與識別對象物成為平行的環形線圈被使用作為天線，又，當頻率成為再高(UHF頻帶或微波頻帶)，則包含RF標籤以檢測電場成分的電場天線(偶極天線或介質天線)比檢測磁場成分還要廣泛地被使用。
此種環形天線或電場天線是當接近金屬物，則在金屬物產生影像(米勒效應)，而與天線成為反相位，產生喪失天線的感度的缺點問題。
另一方面，眾知用以收發磁場成分的磁性體天線，在以磁性層作為中心的磁心線圈狀地形成電極材料，在形成線圈狀的電極材料的一方或雙方的外側面形成絕緣層。又在上述絕緣層的一方或雙方的外側面設置導電層的磁性體天線(專利文獻1)。該磁性體天線是即使接觸於金屬物時，也可維持作為天線的特性者。
又，眾知在一個磁心形成複數線圈，並聯地結線作成天線(專利文獻2)。
專利文獻1：日本特開2007-19891號公報
專利文獻2：日本特開平9-64634號公報
在上述專利文獻1所記載的方法中，在尺寸上有限制的條件下限難得到更長的話務距離。
又，在上述專利文獻2記載上，以防止依繞組的電阻增加所致的線圈特性的降低作為目的之故，因而並未記載有關於提高通訊感度。
在此，本發明是可將藉由諧振頻率所限制的線圈的電感增大至迄今還要大，而得到提昇通訊感度的磁性體天線作為目的。
上述技術性課題，是藉由如下的本發明可達成。
亦即，本發明是一種RF標籤，屬於在利用電磁感應方式且用以收發資訊的磁性體天線安裝IC的RF標籤，其特徵為：上述磁性體天線是在一個磁性體磁心，形成電感L1滿足關係式(1)的複數個線圈，上述各線圈是電路上並聯地連接，且串聯地配置於磁性體磁心，磁性體天線的合成電感L0滿足關係式(2)(本發明1)。
<關係式(1)>
L1≧1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))(L1：線圈1個的電感)
<關係式(2)>
L0≦1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))(L0：磁性體天線的合成電感)。
又，本發明是將本發明1所述的RF標籤以樹脂被覆的RF標籤(本發明2)。
又，本發明是一種磁性體天線，屬於使用於本發明1所述的RF標籤的磁性體天線，其特徵為：該磁性體天線是安裝IC之際，在一個磁性體磁心，形成電感L1滿足關係式(1)的複數個線圈，上述各線圈是電路上並聯地連接，且串聯地配置於磁性體磁心，磁性體天線的合成電感L0滿足關係式(2)(本發明3)。
<關係式(1)>
L1≧1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))(L1：線圈1個的電感)
<關係式(2)>
L0≦1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))(L0：磁性體天線的合成電感)。
又，本發明是一種基板，安裝本發明1或2所述的RF標籤(本發明4)。
又，本發明是一種通訊系統，使用本發明1或2所述的RF標籤(本發明5)。
本發明的RF標籤，是更提昇感度的RF標籤，即可長遠距離也可進行通訊，適用作為13.56MHz的RFID用途等的RF標籤。
本發明的磁性體天線或RF標籤，是具有高通訊感度之故，因而可使用於各種攜帶機器、容器、金屬零件、基板、金屬製工具、金屬模具等的各種用途。
針對於本發明的磁性體天線加以說明。
將本發明的磁性體天線的概略圖表示於第1圖及第2圖。如第1圖及第2圖所示地，本發明的磁性體天線(20)，是以磁性體所成的磁心(3)作為中心，在磁心(3)的外側線圈狀(繞組狀)地形成電極材料，複數線圈(4-1)並聯地被電性連接，且線圈(4-1)是串聯地配置於同一磁心(3)作為基本構造。在第1圖及第2圖是成為4個線圈，惟本發明中，並不被限定著線圈數者。
本發明的磁性體天線的各線圈(4-1)的電感L1，是在磁性體天線安裝IC之際，滿足下述關係式(1)者。
<關係式(1)>
L1≧1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))
磁性體天線的各線圈(4-1)的電感L1若滿足上述關係式(1)，則無法提昇通訊感度。較佳是各線圈的電感L1為磁性體天線的合成電感L0的兩倍以上較佳，更佳為3倍以上。
本發明的磁性體天線的磁性體天線的合成電感L0，是在磁性體天線安裝IC之際，滿足下述關係式(2)者。
<關係式(2)>
L0≦1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))
若磁性體天線的合成電感L0未滿足上述關係(2)，則無法將安裝IC的RF標籤的諧振頻率調整成動作頻率之故，因而無法提昇通訊感度。滿足上述關係式的磁性體天線，是控制成為磁心的材料的導磁率、線圈的繞數、線圈的斷面積；線圈的長度就可加以製作。
如第3圖所示地，上述磁心是構成磁心的磁性體成為被分割成非磁性體的構造也可以。
在本發明的磁性體天線中，以非磁性體進行分割磁性體磁心時，對於貫通該磁性體天線的磁通垂直地切割的斷面的狀態，若磁性體藉由非磁性體所分割的狀態，則成為任何狀態都可以，例如，表示於第3(a)圖至第3(d)圖的狀態。
將表示於圖示本發明的磁性體天線的另一態樣的概略圖表示於第4圖。如第4圖所示地，本發明的磁性體天線(20)，是以磁性體所成的磁心(3)作為中心，在磁心(3)的外側線圈狀(繞組狀)地形成電極材料(2)，複數線圈(4-1)並聯地被電性連接，線圈(4-1)是串聯地配置於同一磁心(3)，在形成線圈狀的電極材料的一方或雙方的外側面形成絕緣層(6)，且在上述絕緣層(6)的一方或雙方的外側面設置導電層(7)作為基本構造也可以。藉由形成導電層(7)，即使金屬物接近於磁性體天線，磁性體天線的特性變化變小，而可減小諧振頻率的變化。又，在導電層(7)的外側設置絕緣層(6)也可以。
將表示於圖示本發明的磁性體天線的又一態樣的概略圖表示於第5圖。如第5圖所示地，本發明的磁性體天線(20)，是以磁性體所成的磁心(3)作為中心，在磁心(3)的外側線圈狀(繞組狀)地形成電極材料(2)，複數線圈(4-1)並聯地被電性連接，線圈(4-1)是串聯地配置於同一磁心(3)，在形成線圈狀的電極材料的一方或雙方的外側面形成絕緣層(6)，且在上述絕緣層(6)的一方或雙方的外側面設置導電層(7)，又，在導電層(7)的外側設置磁性層(5)也可以。藉由形成磁性層(5)，金屬接近時的磁性體天線的特性變化變更小，而可減低諧振頻率的變動。又，除了導電層(7)的積層構造也可以。
又，本發明的磁性體天線是如第6圖的概略圖所示地，在夾住線圈(4)的上下面的絕緣層(6)的一方或雙方的外側面配置電容器電極(11)也可以。
又，表示於第6圖的概略圖的磁性體天線，是將形成於絕緣層上面的電容器，印刷平行電極或是梳型電極作為電容器也可以，又，並聯或串聯地連接該電容器與線圈引出線端子也可以。
又，如第7圖的概略圖所示地，在配置電容器電極(11)的外側面設置絕緣層(6)，而在該絕緣層(6)的外側面形成兼具IC晶片連接端子的電極層(9)而夾住該絕緣層(6)的方式形成電容器，而與IC晶片連接端子並聯或串聯地連接也可以。
又，如第2圖所示地，本發明的磁性體天線，是在絕緣層(6)上面形成可連接有IC晶片(10)的端子(9)就可以。又，並聯或串聯地連接IC晶片連接端子(9)與線圈引出線端子而一體燒成也可以。
本發明的磁性體天線是在磁心的磁性材料，可使用Ni-Zn系鐵酸鹽等。使用Ni-Zn系鐵酸鹽磁體時，則作成Fe2O3 45～49.5莫耳%，NiO 9.0～45.0莫耳%，ZnO 0.5～35.0莫耳%，CuO 4.5～15.0莫耳%的組成較佳，選擇在所使用的頻帶作為材料的導磁率高，磁性損失變低的鐵酸鹽磁體組成較佳。作成必需以上的高導磁率的材料，則增加磁性損失之故，因而不適用於天線。
例如，在RFID標籤用途選擇13.56MHz的導磁率成為70～120，而在民生FM廣播接收用途選擇100MHz的導磁率成為10～30的鐵酸鹽磁體組成會減少磁性損失較少。
本發明的磁性體天線是在磁心的非磁性材料，可使用適當量混合Zn系鐵酸鹽磁體的非磁性鐵酸鹽磁體，硼矽酸系玻璃、鋅系玻璃或鉛系玻璃等的玻璃系陶瓷，或是非磁性鐵酸鹽磁體與玻璃系陶瓷者等。
在使用於非磁性鐵酸鹽磁體的鐵酸鹽磁體粉末，選擇燒結體的體積固有電阻成為108Ωcm以上的Zn系鐵酸鹽磁體組成較佳。具Fe2O3 45～49.5莫耳%，ZnO 17.0～22.0莫耳%CuO 4.5～15.0莫耳%的組成較佳。
玻璃系陶瓷時，在所使用的玻璃系陶瓷粉末，線膨脹係數選擇與所使用的磁性體的線膨脹係數不會有很大不同的組成較佳。具體上與使用作為磁性體的軟磁性鐵酸鹽磁體的線膨脹係數之相差為±5ppm/℃以內的組成。
以下，針對於本發明的RF標籤加以說明。
本發明的RF標籤，是在上述磁性體天線連接IC者。表示於第2圖的立體圖，是在磁性體天線可安裝IC的形態，惟將與磁性體天線另外地設置的IC以電路連接的形態的任一形態也可以。
如第2圖所示地，本發明的RF標籤，是在磁性體天線的絕緣層(6)上面形成可連接有IC晶片(10)的端子(9)，且並聯或串聯地連接IC晶片連接端子與線圈引出線端子而一體燒成也可以。
如第2圖所示地，形成上述IC晶片連接端子的磁性體天線，是在形成電極層的線圈(4)的至少一方的一面的絕緣層(6)設置通孔(1)，而在此通孔(1)流進電極材料，與線圈(4)的兩端連接，在該絕緣層的表面以電極材料形成線圈引出線端子與IC晶片連接端子而一體燒成可得到。
本發明的RF標籤的並聯地連接的線圈1個的電感L1是滿足下述關係式1，而且合成電感L0是滿足下述關係式2。
<關係式(1)>
L1≧1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))
<關係式(2)>
L0≦1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))
本發明的RF標籤，是藉由聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丙烯酸聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚縮醛、聚碳酸酯、氯乙烯、變性聚苯醚、聚對苯二甲酸丁酯、聚苯硫醚等樹脂進行被覆也可以。
以下，針對於本發明的磁性體天線的製造方法加以說明。
首先，形成將混合磁性粉末及黏結劑的混合物作成片狀的單層或積層複數層的磁性層。
以下，如第2圖所示地，使用上述磁性層(5)，使得全體的厚度積層成所期望的厚度。
之後，如第9圖所示地，在所積層的磁性層開設所期望數的通孔(1)。將電極材料分別流進上述通孔(1)。又，在與通孔成為直角的兩面，與通孔連接而成為線圈狀(繞組狀)的方式形成電極層(2)。藉由流進通孔的電極材料與電極層，磁性層成為長方形的磁心的方式形成複數個線圈(4-1)。又，複數個線圈(4-1)連接於電路上成為並聯。這時候，形成串聯地配置複數個線圈的兩端的線圈的磁性層的兩端在磁性迴路上成為開放的構成(4-2)。
然後，如第2圖所示地，在形成電極層(2)的線圈的上下面形成絕緣層(6)。
將所得到的片，成為所期望的形狀，在通孔(1)與線圈開放端面(4-2)切斷而一體燒成，或是在一體燒成後藉由在通孔與線圈開放端面切斷而可加以製造(LTCC技術)。
具有表示於本發明的第3圖的磁性體天線，是例如藉由以下的方法可加以製造。
首先，形成將混合磁性粉末及黏結劑的混合物作成片狀的單層或積層複數層的磁性層。
另外，形成將混合非磁性粉末及黏結劑的混合物作成片狀地單體或積層複數層的非磁性層。
之後，如第3(a)圖所示地，交互地積層磁性層(5)與非磁性層(8)使得全體厚度成為所期望的厚度。
然後，在所積層的磁性層及非磁性層開設所期望數的通孔(1)。將電極材料分別流進上述通孔。又，在與通孔成為直角的兩面，與通孔連接而成為線圈狀(繞組狀)的方式形成電極層(2)。藉由流進通孔的電極材料與電極層，磁性層成為長方形的磁心的方式形成線圈。這時候，形成線圈的磁性層的兩端成為在磁性迴路上成為開放的構成(第9圖)。
然後，如第2圖所示地，在形成電極層的線圈的上下面形成絕緣層(6)。
將所得到的片，成為所期望的形狀，在通孔與線圈開放端面切斷而一體燒成，或是在一體燒成後藉由在通孔與線圈開放端面切斷而可加以製造(LTCC技術)。
本發明的導電層(7)是以任何手段所形成都可以，惟例如以印刷，刷毛塗敷等通常方法所形成較佳。或是黏貼於形成金屬板的絕緣層的外側也可給予同樣的效果。
作為形成導電層的材料，或是流進通孔的電極材料，適用Ag糊，可使用其他的Ag系合金糊等金屬系導電性糊。
形成於絕緣層的外側時，導電層(7)的膜厚是0.001～0.1mm較佳。
如第8圖的概略圖所示地，本發明的磁性體天線，是在線圈(4)下面的絕緣層(6)設置通孔，將電極材料流進其通孔，與線圈(4)的兩端連接，而在其下表面以電極材料形成基板連接用電極層(14)一體燒成也可以。這時候，容易地可接合於陶瓷，樹脂等的基板。又，作為基板，可使用複合化上述各種材料者，含有金屬者等。
又，安裝本發明的磁性體天線的基板，是以接著劑、黏著劑、或是焊接等的手段，在基板(15)的表面固定有磁性體天線，為其特徵者。在本發明中，零件安裝至多層配線基板之際，以一般所使用的手段就與其他零件同時地可安裝磁性體天線，而大量生產性高。
在多層配線基板內設有以導體所構成的配線，而對於天線給予與金屬相同影響。在安裝本發明的磁性體天線的基板中，磁性體天線為如上述的構造之故，因而不會受到金屬的影響，即使在多層配線基板等的內部或表面形成有以導體所構成的配線的基板，也不會受到其影響。
IC是如上述第2圖所示地，在上面的絕緣層上形成IC晶片連接端子而加以連接也可以，或是如第8圖所示地，連接於磁性體天線下面的基板連接用電極層(14)的方式在基板內形成配線，而經由基板內配線加以連接也可以。又，經由被連接於下面的基板連接用電極層(14)的基板內配線，與讀寫機連接也可以，而可使用作為讀寫機。
又，在本發明中，在通訊機器可設置本發明的磁性體天線。
又，在本發明中，在包裝容器可設置本發明的磁性體天線。
又，在本發明中，在工具或螺栓等的金屬零件可設置本發明的磁性體天線。
<作用>
本發明的磁性體天線，是以一個磁性體磁心作為中心將使得電極材料形成作為線圈狀的複數線圈並聯地連接於電路上，而線圈是串聯配置於共有的磁性體磁心，而將在所使用的諧振頻率上受到限制的線圈的電感L1儘量地設計成較大，磁性體天線的合成電感L0是被控制在諧振頻率之故，因而可將通訊感度的降低抑制成最小限。
被誘發在線圈的電動勢e是使用電流的單位時間的變化量dI/dt，而以下述式(3)所表示。
<式(3)>
e=-L(dI/dt)
因此，若線圈的電感L愈大，則所誘發的電動勢也變大。
一般，在13.56MHz的RFID用途等的磁性體天線，諧振頻率f0以下式(4)被決定。
<式(4)>
f0=1/(2π×(L×C)^　(1/2))
所以，為了安裝的IC的電容或天線本體的寄生電容，必須將線圈的電感L0限制在某一限制值以下。
另一方面，耦合RF標籤與讀取機/寫入機所致的標籤的誘發電壓是使用相互電感M而以下式(5)所表示。
<式(5)>
e=-M(dI/dt)=k((L1L2)^　(1/2))×(dI/dt)
L1：讀取機/寫入機的天線的電感
L2：標籤的天線的電感
在此，若增加標籤的天線的電感，則可增加被誘發在標籤的電壓，而可提高耦合度。
在本發明以並聯地連接複數線圈之故，因而磁性體天線的合成電感L0，是各線圈的電感L1為等值時，則成為如下式(6)所述者。
<式(6)>
L0=L1(線圈1個分量)/線圈的個數
因此，若增加線圈的個數，則可將隨著其而並聯地連接的一個線圈的電感L1設計成較大。
在本發明中，增加各線圈的電感L1，另一方面，磁性體天線本體的合成電感L0是適合於諧振頻率的方式藉由連接各線圈而加以調整，作成可提昇磁性體天線的通訊感度者。
如專利文獻2所述地，若耦合並聯地連接的相鄰接的線圈彼此間，則合成電感是成為比式(4)還要大，而電路的Q也變大。
將Q設計成較大，作為諧振電路，可將以線圈所受到電力作成Q倍之故，因而較期盼，惟若採用必需以上，則以外部環境或IC等參差不齊所致的變動會使得頻率偏差所致的通訊感度的變動變大之故，因而設計成為下式(7)就可以。
<式(7)>
Q=13.56MHz/(利用的頻帶)
(實施例)
以下一面參照所附圖式，一面依據發明的實施形態來詳述本發明。
「磁性體天線1」
作為磁性層(5)，以球磨粉機混合在900℃燒結後作為13.56MHz的材料的導磁率成為100的Ni-Zn-Cu鐵酸鹽磁體煅燒粉(Fe2O3 48.5莫耳%，NiO 25莫耳%，ZnO 16莫耳%，CuO 10.5莫耳%)100重量部，丁縮醛樹脂8重量部，可塑劑5重量部，溶劑80重量部而製造漿料。將所製的漿料以刮刀在PET薄膜上以150mm四方，片成形成燒結時的厚度成為0.1mm。
又，作為絕緣層(6)用，同樣地以球磨粉機混合Zn-Cu鐵酸鹽磁體煅燒粉(Fe2O3 48.5莫耳%，ZnO 41莫耳%，CuO 10.5莫耳%)100重量部，丁縮醛樹脂8重量部，可塑劑5重量部，溶劑80重量部而製造漿料。將所製的漿料以刮刀在PET薄膜上片成形成與磁性層同樣的尺寸與厚度。
之後，如第9圖所示地，在磁性層(5)用軟質陶瓷片開設通孔(1)而將Ag糊充填於其中，且在與通孔(1)成為直角的兩面印刷Ag糊而積層10枚，形成5個線圈(4-1)並聯地連接。
然後，如第4圖所示地，將絕緣層(6)用軟質陶瓷片積層於線圈(4-1)的上下面，而在一方的一面積層以Ag糊印刷導電層(7)的絕緣層用軟質陶瓷片。
匯集加壓接著所積層的軟質陶瓷片，而在通孔與線圈開放端面(4-2)切斷，在900℃一體燒成兩小時，俾製作圈數23匝的線圈並聯地連接5個的磁性體天線1(橫30mm×縱4mm的尺寸)。[在圖中，線圈圈數是簡化表示。又，磁性層的積層枚數是簡化。針對於以下的圖式也同樣]。
又，在該磁性體天線1的線圈兩端連接RF標籤用IC(IC的電容：23.5pF)，又與IC並聯地連接電容器而將諧振頻率調整成13.56MHz俾製作RF標籤，測定在輸出100mW的讀取機/寫入機進行通訊的距離。
將各測定方法整理成以下。
[諧振頻率的測定與調整方法]
諧振頻率是在「阿茲連得技術」股份有限公司所製的阻抗分析器4291A連接1匝線圈，耦合此線圈與RF標籤，而以所測定的阻抗的峰值作為諧振頻率。
磁性體天線的合成電感及電容器成分的電容是使用「阿茲連得技術」股份有限公司所製的阻抗分析器4291A進行測定，又，各線圈的電感及寄生電容，是切斷並聯地連接所製作的複數線圈的配線，僅針對於1個線圈進行測定。
[通訊距離的測定方法]
通訊距離是將輸出100mW的讀取機/寫入機股份有限公司高屋所製，製品名稱TR3-A201/TR3-C201)的天線固定成水平，而在其上方將RF標籤的長度方向對於天線垂直地位置而將以13.56MHz可通訊的高位置時的天線與RF標籤的垂直方向的距離作為通訊距離。
「磁性體天線2」
作為磁性層(5)，以球磨粉機混合在900℃燒結後作為13.56MHz的材料的導磁率成為100的Ni-Zn-Cu鐵酸鹽磁體煅燒粉(Fe2O3 48.5莫耳%，NiO 25莫耳%，ZnO 16莫耳%，CuO 10.5莫耳%)100重量部，丁縮醛樹脂8重量部，可塑劑5重量部，溶劑80重量部而製造漿料。將所製的漿料以刮刀在PET薄膜上以150mm四方，片成形成燒結時的厚度成為0.1mm。
作為非磁性層(8)，以球磨粉機混合硼矽酸玻璃(SiO2 86～89wt%，B2O3 7～10wt%，K2O 0.5～7wt%)100重量部，丁縮醛樹脂8重量部，可塑劑5重量部，溶劑80重量部而製造漿料。將所製造的漿料以刮刀在PET薄膜上以150mm四方，片成形成燒結時的厚度成為0.05mm。
又，作為絕緣層(6)用，同樣地以球磨粉機混合Zn-Cu鐵酸鹽磁體煅燒粉(Fe2O3 48.5莫耳%，ZnO 41莫耳%，CuO 10.5莫耳%)100重量部，丁縮醛樹脂8重量部，可塑劑5重量部，溶劑80重量部而製造漿料。將所製的漿料以刮刀在PET薄膜上片成形成與磁性層同樣的尺寸與厚度。
之後，如第3(a)圖所示地，加壓接著積層磁性層(5)用軟質陶瓷片與非磁性層(8)用軟質陶瓷片的片各1枚1枚地進行，作成1枚片之後，開設通孔(1)而在其中填充Ag糊，且在與通孔(1)成為直角的兩面印刷Ag糊，經積層10枚，以形成線圈(4)。
然後，如第4圖所示地，將絕緣層(6)用軟質陶瓷片積層於線圈(4)的上下面，而在一方的一面積層以Ag糊印刷導電層(7)的絕緣層用軟質陶瓷片。
匯集加壓接著所積層的軟質陶瓷片，而在通孔與線圈開放端面(4-2)切斷，在900℃一體燒成兩小時，俾製作圈數23匝的線圈並聯地連接5個的磁性體天線2(橫30mm×縱4mm的尺寸)。
作成與磁性體天線1同樣，連接RF標籤用IC，又與IC並聯地連接電容器而將諧振頻率調整成13.56MHz俾製作RF標籤。針對於所得到的RF標籤，測定在輸出100mW的讀取機/寫入機進行通訊的距離。
[磁性體天線3]
在與實施例1同樣地製造的磁性層(5)用軟質陶瓷片以厚度0.02mm印刷玻璃陶瓷的糊，並積層10層。
在上述磁性層(5)用軟質陶瓷片開設通孔(1)而在其中填充銀糊，且在與通孔(1)成為直角的兩面印刷銀糊並予以積層，以形成線圈(4)。
然後，在線圈(4)的一方的一面，積層以銀糊印刷導電層(7)所構成的絕緣層(6)用軟質陶瓷片。在另一方的一面開設通孔而可連接於線圈的兩端，在其中填充銀糊，且在與通孔(1)成為直角的表層以銀糊印刷成為線圈引出線端子與連接IC的IC晶片連接端子(9)的形狀，積層絕緣層(6)用軟質陶瓷片。
匯集加壓接著以上的軟質陶瓷片，而在通孔(1)與線圈開放端面(4-2)切斷，在900℃一體燒成兩小時，俾製作圈數23匝的線圈並聯地連接5個的磁性體天線3(橫10mm×縱3mm的尺寸)。
在該磁性體天線的線圈兩端連接RF標籤用IC，又與IC並聯地連接電容器而將諧振頻率調整成13.56MHz俾製作RF標籤，測定在輸出100mW的讀取機/寫入機進行通訊的距離。
結果，磁性體天線3是12.0cm的通訊距離。黏貼金屬板時的通訊距離是10.5cm。
[磁性體天線4]
以同樣的厚度0.1mm分別成膜與實施例1同樣地製造的磁性層(5)用軟質陶瓷片與非磁性層(8)用的玻璃陶瓷的軟質陶瓷片。使用陶瓷軟質陶瓷片積層體切斷機(UHT股份有限公司所製G-CUT)以0.1mm寬度分別切斷所得到的片。然後，如第3(b)圖所示地，磁性層與非磁性層成為順序的方式1枚的片狀地排列進行加壓接著。在縱方向也使得磁性層與非磁性層成為順序地重疊10枚所得的片而準備可加壓接著，對一個一個的片開設通孔(1)，而在其中填充銀糊，且在與通孔(1)成為直角的兩面印刷銀糊積層10枚，以形成線圈(4)。
在所得到的線圈，作成與磁性體天線1同樣而形成絕緣層，作為並聯地連接5個線圈的磁性體天線4。
[磁性體天線5]
以同樣的厚度0.1mm分別成膜與實施例1同樣地製造的磁性層(5)用軟質陶瓷片與非磁性層(8)用的玻璃陶瓷的軟質陶瓷片。使用陶瓷軟質陶瓷片積層體切斷機(G-CUT/UHT)以0.1mm寬度分別切斷所得到的片。然後，如第3(c)圖所示地，磁性層與非磁性層成為順序的方式1枚的片狀地排列進行加壓接著。交互地重疊各10枚所得到的片與玻璃陶瓷的軟質陶瓷片而準備可加壓接著，對一個一個的片開設通孔(1)，而在其中填充銀糊，且在與通孔(1)成為直角的兩面印刷銀糊積層10枚，以形成線圈(4)。
在所得到的線圈，作成與磁性體天線1同樣而形成絕緣層，作為並聯地連接5個線圈的磁性體天線5。
[磁性體天線6]
使用與實施例1同樣地所製造的漿料，進行製作磁性層(5)用的棒狀磁性體。將如第3(d)圖所示地所製作的棒狀磁性體排列於容器內，流進非磁性玻璃陶瓷的漿料，進行製作1mm的片。重疊10枚所得到的片與玻璃陶瓷的軟質陶瓷片而準備可加壓接著，如第4圖所示地，對一個一個的片開設通孔(1)，而在其中填充銀糊，且在與通孔(1)成為直角的兩面印刷銀糊積層10枚，以形成線圈(4)。
在所得到的線圈，作成與磁性體天線1同樣而形成絕緣層，作為並聯地連接5個線圈的磁性體天線6。
[磁性體天線7比較例]
除了可形成1個圈數23匝的線圈之外，與上述磁性體天線1同樣地製造。在100mW的讀取機/寫入機通訊的距離是6.0cm。
將所得到的磁性體天線的諸特性表示於表1。
如表1所示地，本發明的RF標籤(磁性體天線1～6)，是任何1個線圈的電感L1比1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))還要大，且磁性層天線的合成電感L0比1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))還要小的情形被確認。又，本發明的RF標籤(磁性體天線1～6)，是通訊距離都被確認較長。
本發明的磁性體天線是即使將線圈的電感都設計成較大，也可調整諧振頻率，而以非磁性體來分割磁心時，則實效的導磁率高，又可兩立小型化與提昇通訊感度的天線的情形被確認。
[產業上的利用可能性]
本發明的RF標籤，是感度更提昇感度的RF標籤，即使長距離也可進行通訊，最適用作為13.56MHz的RFID用途等的RF標籤。又，本發明的磁性體天線或RF標籤，是具有高通訊感度之故，因而可使用於各種攜帶機器、容器、金屬零件、基板、金屬製工具、金屬模具等的各種用途。
1．．．通孔
2．．．電極層(線圈電極)
3．．．磁心
4．．．線圈
4-1．．．線圈的最小單位
4-2．．．線圈開放端面
5．．．磁性層
6．．．絕緣層
7．．．導電層
8．．．非磁性層
9．．．IC連接用電極層(端子)
10．．．IC
11．．．電容器電極
12．．．電容器
14．．．基板連接用電極層
15．．．基板
20．．．磁性體天線
第1圖是本發明的磁性體天線的概念圖。
第2圖是本發明的磁性體天線的立體圖。
第3(a)圖至第3(d)圖是表示以本發明的非磁性體所分割的磁心的狀態的概念圖。
第4圖是表示本發明的磁性體天線的其他態樣的概念圖。
第5圖是表示本發明的磁性體天線的其他態樣的概念圖。
第6圖是表示本發明的磁性體天線的積層構造的概念圖。
第7圖是表示本發明的磁性體天線的積層構造的概念圖。
第8圖是表示將本發明的磁性體天線安裝於基板時的概念圖。
第9圖是表示本發明的磁性體天線的線圈部分的積層構成圖。

Claims (5)

  1. 一種RF標籤，屬於在利用電磁感應方式且用以收發資訊的磁性體天線安裝IC的RF標籤，其特徵為：上述磁性體天線是在一個磁性體磁心，形成電感L1滿足關係式(1)的複數個線圈，上述各線圈是在電路上並聯地連接，且串聯地配置於磁性體磁心，磁性體天線的合成電感L0滿足關係式(2)，<關係式(1)>L1≧1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))(L1：線圈1個的電感)<關係式(2)>L0≦1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))(L0：磁性體天線的合成電感)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的RF標籤，其係以樹脂被覆者。
  3. 一種磁性體天線，屬於使用於申請專利範圍第1項所述的RF標籤的磁性體天線，其特徵為：該磁性體天線是安裝IC之際，在一個磁性體磁心，形成電感L1滿足關係式(1)的複數個線圈，上述各線圈是在電路上並聯地連接，且串聯地配置於磁性體磁心，磁性體天線的合成電感L0滿足關係式(2)，<關係式(1)>L1≧1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))(L1：線圈1個的電感)<關係式(2)>L0≦1/(4π2×(動作頻率)2×(IC電容+天線的寄生電容))(L0：磁性體天線的合成電感)。
  4. 一種基板，其特徵為：安裝申請專利範圍第1項或第2項所述的RF標籤。
  5. 一種通訊系統，其特徵為：安裝申請專利範圍第1項或第2項所述的RF標籤。
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