專利名稱：磁性體天線、安裝有該磁性體天線的基板和rf標簽的制作方法
技術領域：
本發明涉及利用磁場成分進行信息通信的磁性體天線，該磁性體天線是可同時 實現小型化和通信靈敏度增加的磁性體天線。而且，即使附加天線的對象物是金屬，也 不會受到較大影響，而能夠靈敏度良好地對信號進行發送接收。
背景技術：
使用磁性體對電磁波進行發送接收的天線(以下稱為“磁性體天線”)，是將導 線卷繞在芯部(磁性體)上而做成線圈，是使來自外部的磁場成分貫通磁性體，在線圈中 感應出電壓(或電流)的天線，廣泛應用于小型收音機和電視。此外，近年來也應用在 逐漸普及的被稱為“RF標簽”的非接觸型的物體識別裝置中。當頻率變高時，在RF標簽中，將不使用磁性體的識別對象物與平面平行的環形 線圈作為天線使用，當頻率進一步變高(UHF帶和微波帶)時，與含有RF標簽而檢測磁 場成分相比，更為廣泛使用的是檢測電場成分的電場天線(偶極天線和電介質天線)。這樣的環形天線和電場天線，在金屬物靠近時，對金屬物產生映像(鏡像效 應)，形成與天線相反的相位，因此會產生喪失天線靈敏度的問題。另一方面，已知有這樣的磁性體天線(專利文獻1)，用于對磁場成分進行發送 接收，在以磁性層為中心的芯部呈線圈狀地形成電極材料，在形成有線圈狀的電極材料 的一個或兩個外側面形成絕緣層，上述絕緣層的一個或兩個外側面設置有導電層。該磁 性體天線，即使在與金屬物接觸的情況下，也能夠維持天線的特性。
此外，已知作為天線的芯部配置有磁性體和樹脂等非磁性體(專利文獻2 4)。
專利文獻1 專利文獻2 專利文獻3 專利文獻4
日本特開2007-19891號公報 日本特開平6-59046號公報 日本特開2003-110340號公報 日本特開2003-283231號公報
發明內容
在上述專利文獻1所記載的方法中，在需要遠通信距離的情況下，難以同時滿 足小型化和足夠的靈敏度。此外，在上述專利文獻2 4所記載的方法中，由于用不能在高溫制造處理中使 用的樹脂材料分割磁性層，所以不能采用燒結密度高的軟磁性鐵氧體材料。此外，通過 采用LTCC技術的疊層方法得到的磁性體芯部或磁性體天線，難以制造。因此，本發明的目的在于提供一種磁性體天線，即使該磁性體天線與金屬物接 觸的情況下，也能夠維持天線的特性，并且即使以有限的大小也能夠通過降低去磁的影 響，來提高磁性體芯部的實效透磁率，進一步提高靈敏度，實現小型化。上述技術課題，能夠由如下的本發明實現。S卩，本發明的磁性體天線，其利用電磁感應方式對信息進行發送接收，其特征
3在于上述磁性體天線構成為以包含磁性體和非磁性體的芯部為中心，電極材料形成 為線圈狀，在形成有線圈狀的電極材料的一個或兩個外側面形成絕緣層，其中，與磁通 量垂直的芯部的截面形成為磁性體被非磁性體分割。(本發明1)。此外，本發明的磁性體天線，其利用電磁感應方式對信息進行發送接收，其特 征在于上述磁性體天線構成為以包含磁性體和非磁性體的芯部為中心，電極材料形 成為線圈狀，在形成有線圈狀的電極材料的一個或兩個外側面或外周形成絕緣層，在上 述絕緣層的一個或兩個外側面設置導電層，其中，與磁通量垂直的芯部的截面形成為磁 性體被非磁性體分割。(本發明2)。此外，本發明1或2記載的磁性體天線中，非磁性層是非磁性鐵氧體和/或玻璃 系陶瓷。(本發明3)。此外，本發明1 3中任一項記載的磁性體天線中，上述芯部是由磁性體和非磁 性體經疊層而形成的(本發明4)。此外，本發明1 3中任一項記載的磁性體天線中，上述芯部的截面由磁性層和 非磁性層呈格子狀地配置而成(本發明5)。此外，本發明1 3中任一項記載的磁性體天線中，上述芯部的截面為在多個圓 形的磁性體的各個的外側形成非磁性體而成(本發明6)。此外，本發明1 6中任一項記載的磁性體天線中，在上述芯部的截面中，磁性 體的全部面積與非磁性體的全部面積之比小于等于1.0 (本發明7)。此外，本發明的基板，安裝有本發明1 7中任一項記載的磁性體天線(本發明 8)。此外，本發明的通信設備，安裝有本發明1 7中任一項記載的磁性體天線(本 發明9)。此外，本發明的RF標簽，在權利要求1 7中任一項上述的磁性體天線上安裝 有IC (本發明10)。發明效果本發明的磁性體天線，是靈敏度得以增強的磁性體天線，即使遠距離也能夠進 行通信，而且磁性體天線即使與金屬物接近、接觸，通信靈敏度的變化也較小，因此適 于作為13.56MHz的RFID等用途的磁性體天線。本發明的磁性體天線，即使是小型的，也具有高的通信靈敏度，因此能夠沒有 利用空間限制地應用于各種便攜設備、容器、金屬部件、基板、金屬制工具、金屬模具 等各種用途。
圖1是本發明的磁性體天線的立體圖。圖2是本發明的磁性體天線的立體圖。圖3是表示本發明中的芯部是狀態的概念圖。圖4是本發明的磁性體天線的芯部部分的疊層結構圖。圖5是表示本發明的磁性體天線的疊層結構的概念圖。
圖6是表示本發明的磁性體天線的疊層結構的概念圖。圖7是表示本發明的磁性體天線的疊層結構的概念圖。圖8是表示本發明的磁性體天線的疊層結構的概念圖。圖9是表示本發明的磁性體天線的疊層結構的概念圖。圖10是表示本發明的磁性體天線的疊層結構的概念圖。圖11是將本發明的磁性體天線安裝在基板上時的概念圖。圖12是表示本發明的磁性體天線的其他方式的概念圖。圖13是表示本發明的磁性體天線的其他方式的概念圖。附圖標記說明1 通孔2電極層(線圈電極)3線圈開放端面4 線圈5磁性層6絕緣層7導電層8非磁性層9IC連接用電極層IOIC11電容器電極12電容器13磁力線的方向14基板連接用電極層15 基板
具體實施例方式下面對本發明的磁性體天線進行說明。本發明的磁性體天線的概略圖如圖1、圖5所示。如圖1所示，本發明的磁性體 天線基本構成為以由磁性體(5)和非磁性體(8)構成的芯部作為中心，在芯部的外側呈 線圈狀(卷線狀)地形成電極材料，在形成有線圈狀的電極材料的一個或兩個外側面形成 絕緣層。上述芯部，為磁性體被非磁性體分割的結構。此外，本發明的磁性體天線，如圖2、圖6所示，也可以基本構成為以由磁性 體(5)和非磁性體⑶構成的芯部作為中心，在芯部的外側呈線圈狀(卷線狀)地形成電 極材料，在形成有線圈狀的電極材料的一個或兩個外側面形成絕緣層，在上述絕緣層的 一個或兩個外側面設置導電層(7)。通過形成導電層，即使在金屬物體靠近磁性體天線 時，也能夠使得磁性體天線的特性變化變小，共振頻率的變化變小。在本發明的磁性體天線中，只要芯部的相對于貫通該磁性體天線的磁通量垂直 地切斷而成的截面的狀態，是磁性體被非磁性體分割的狀態，則無論何種狀態均可，例 如是圖3(a) (d)所示的狀態。
圖3(a) (d)是表示芯部的狀態的概念圖。在圖3(a) (d)中，截面A是表 示從截面A方向觀看圖1的磁性體天線時的截面。此外，截面B是表示從截面B方向觀 看圖1的磁性體天線時的截面。本發明的磁性體天線，上述芯部可以是磁性層和非磁性層疊層地形成的狀態， 例如如圖3(a)所示的疊層狀態。這種情況下，磁性層和非磁性層優選磁性層一層與非磁性層一層的厚度之比小 于等于1.0。在非磁性層過厚的情況下，由于芯部內的磁性體的比例降低，所以不利于磁 性體天線的小型化。更優選的范圍是小于等于0.5，更優選小于等于0.2。本發明的磁性體天線中，上述芯部的截面如圖3(b)所示，也可以形成為磁性層 和非磁性層呈格子狀地配置。本發明的磁性體天線中，上述芯部的橫截面如圖3(c)所示，也可以形成為不僅 在橫向上也在縱向上由非磁性層分割磁性層的結構。本發明的磁性體天線中，上述芯部的橫截面如圖3(d)所示，也可以形成為多個 棒狀的各磁性體以固定間隔配置在非磁性體內的結構。本發明的磁性體天線優選，在上述芯部的截面中，所有磁性體與所有非磁性體 的面積之比(所有磁性體/所有非磁性體)小于等于1.0。在非磁性層超過上述范圍較大 的情況下，由于芯部內的磁性體的比率降低，所以不利于磁性體天線的小型化。更優選 的范圍小于等于0.5，進一步優選小于等于0.2。本發明的磁性體天線中，形成圖1所示的磁性體天線的芯部的磁性層的一個截 面積(S)與磁性體天線的長度(L)之比(S/L)優選小于等于0.3。上述面積比(S/L)超 過0.3的情況下，則難以降低去磁的影響。本發明的磁性體天線，能夠使用Ni Zn系鐵氧體等作為芯部的磁性體。在使用 Ni Zn系鐵氧體的情況下，優選諸如45 49.5mol%的Fe203、9.0 45.0mol%的NiO、 0.5 35.0mol%的ZnO、4.5 15.0mol%的CuO的組成，可以選擇在所使用的頻帶作為 材料的透磁率高、磁性損失低的鐵氧體組成。使用超出必要的高透磁率的材料時，由于 磁性損失增加，所以不適用于天線。例如，選擇在RFID標簽用途中13.56MHz下的透磁率為70 120，且在民用FM 廣播接收用途中IOOMHz下的透磁率為10 30的鐵氧體組成時，由于磁性損失少，所以 優選。本發明的磁性體天線，在芯部的非磁性體中，能夠使用將Zn系鐵氧體等非磁性 鐵氧體、硼硅酸鹽系玻璃、鋅系玻璃或鉛系玻璃等玻璃系陶瓷，或非磁性鐵氧體和玻璃 系陶瓷適量混合而成的物質。在非磁性鐵氧體使用的鐵氧體粉末中，可以選擇燒成體的體積固有電阻大于等 于IO8 Ω cm的Zn系鐵氧體組成。優選45 49.5mol %的Fe203、17.0 22.0mol %的ZnO> 4.5 15.0mol%的CuO的組成。在玻璃系陶瓷的情況下，在所使用的玻璃系陶瓷粉末中，可以選擇線膨脹系數 與所使用的磁性體的線膨脹系數沒有較大差異的組成。具體地說，是與作為磁性體使用 的軟磁性鐵氧體的線膨脹系數的差為士 5ppm/°C以內的組成。本發明的圖3(a)所示的具有芯部的磁性體天線，例如能夠通過以下方法制造。
首先，形成磁性層，該磁性層疊層有使混合了磁性粉末和粘合劑的混合物成為 片狀而得到的單層或多層。此外，形成非磁性層，該非磁性層疊層有使混合了非磁性粉末和粘合劑的混合 物成為片狀而得到的單層或多層。接著，如圖4所示，以使整體的厚度成為期望的厚度的方式交替地疊層磁性層
(5)和非磁性層(8)。然后，在疊層而成的磁性層和非磁性層中開設期望數量的通孔(1)。注入電極材 料。此外，在與通孔成直角的兩個面，以與通孔連接形成線圈狀(卷線狀)的方式形成 電極層(2)。利用注入通孔中的電極材料和電極層，以磁性層成為長方形的芯部的方式形 成線圈。這時，形成線圈的磁性層的兩端在磁性回路上開放(圖4中3)。接下來，如圖1或圖5所示，在形成有電極層的線圈的上下表面形成絕緣層
(6)。將所得到的片以成為期望的形狀的方式，在通孔和線圈開放端面切斷并一體燒 成，或一體燒成后在通孔和線圈開放端面切斷，進行制造(LTCC技術)。此外，本發明的圖3(b)所示的具有芯部的磁性體天線例如能夠通過以下方法進 行制造。首先，形成磁性層，該磁性層疊層有使混合了磁性粉末和粘合劑的混合物成為 片狀而得到的單層或多層。此外，形成非磁性層，該非磁性層疊層有使混合了非磁性粉末和粘合劑的混合 物成為片狀而得到的單層或多層。用陶瓷生片疊層體切斷機等切斷機將所得到的磁性層和非磁性層的片切斷為期 望的寬度。將切斷后的片按照磁性層、非磁性層的順序，在制作疊層體的下一個工序中以 適當大小的片狀進行排列加壓接合。以使上述片在上下方向上也成為磁性層、非磁性層的順序的方式疊層片，磁性 層和非磁性層疊層為期望的厚度。接著，與上述同樣地，開設通孔并注入電極材料，并且形成電極層，形成線圈 狀，形成絕緣層，進行切斷/燒成或燒成/切斷。此外，本發明的圖3(c)所示的具有芯部的磁性體天線，例如能夠通過以下方法 進行制造。首先，形成磁性層，該磁性層疊層有使混合了磁性粉末和粘合劑的混合物成為 片狀而得到的單層或多層。用陶瓷生片疊層體切斷機等切斷機將所得到的磁性層和非磁性層的片切斷為期 望的寬度。將切斷后的片按照磁性層、非磁性層的順序，在制作疊層體的下一個工序中以 適當大小的片狀進行排列加壓接合。將上述片和未切斷的非磁性層片依次疊層，磁性層和非磁性層疊層為期望的厚度。接著，與上述同樣地，開設通孔、并注入電極材料，并且形成電極層，形成線圈狀，形成絕緣層，進行切斷/燒成或燒成/切斷。此外，本發明的圖3(d)所示的具有芯部的磁性體天線，例如能夠通過以下的方 法進行制造。首先，將混合了磁性粉末和粘合劑的混合物形成期望粗細的棒狀。將所得到的棒狀的磁性體在碟狀容器上以固定間隔排成一列，注入混合了非磁 性粉末和粘合劑的混合物，制成一個片。在制成的片中夾著非磁性片來進行疊層，并使疊層體成為期望的厚度。接著，與上述同樣地，開設通孔、并注入電極材料，并且形成電極層，形成線 圈狀，形成絕緣層，進行切斷/燒成或燒成/切斷。此外，本發明的圖2、圖6所示的磁性體天線，例如能夠通過以下的方法制造。首先，形成磁性層，該磁性層疊層有使混合了磁性粉末和粘合劑的混合物成為 片狀而得到的單層或多層。。此外，形成非磁性層，該非磁性層疊層有使混合了非磁性粉末和粘合劑的混合 物成為片狀而得到的單層或多層。接著，如圖4所示，以整體的厚度成為期望的厚度的方式交替地疊層磁性層(5) 和非磁性層(8)。然后，在疊層后的磁性層(5)和非磁性層(8)中開設期望數量的通孔(1)。在上 述各通孔(1)中注入電極材料。此外，在與通孔成直角的兩個面，以與通孔連接形成線 圈狀(卷線狀)的方式形成電極層(2)。利用注入通孔中的電極材料和電極層，以磁性 層成為長方形的芯部的方式形成線圈。這時，形成線圈的磁性層的兩端在磁性回路上開 放。然后，如圖2所示，在形成有電極層的線圈的上下表面形成絕緣層(6)。進而，在上述絕緣層中的一層或兩層的上面(外側面)形成導電層(7)。將所得到的片以成為期望的形狀的方式，在通孔和線圈開放端面切斷并一體燒 成，或一體燒成后在通孔和線圈開放端面切斷，進行制造(LTCC技術)。另外，在必要的情況下，也能夠在線圈的整個外周形成導電層。此外，本發明的磁性體天線，如圖7的概略圖所示，也可以在絕緣層的表面上 用電極材料形成線圈引線端子和IC芯片連接端子(9)，以安裝IC(10)。形成有上述IC芯片連接端子的磁性體天線，在形成有電極層的線圈(4)的至少 一個面的絕緣層(6)上設置通孔(1)，將電極材料注入該通孔(1)，與線圈(4)的兩端連 接，在該絕緣層的表面用電極材料形成線圈引線端子和IC芯片連接端子，進行一體燒成 (燒制)而獲得。此外，本發明的磁性體天線，也可以在導電層的外側面設置絕緣層。進而，在 該絕緣層的外側面，也可以設置磁性層或絕緣層。由此，即使金屬物體靠近磁性體天線，也能夠使得磁性體天線的特性變化較 小，共振頻率的變化變得更小。此外，本發明的磁性體天線如圖8的概念圖所示，也可以將夾著線圈(4)的上下 面的絕緣層(6)的一側或兩側的外側面配置電容器電極(11)。另外，如圖8或圖9的概念圖所示，磁性體天線，也可以使形成在絕緣層上面的
8電容器為通過印刷平行電極或梳型電極而成的電容器，進而，該電容器與線圈引線端子 可以并聯或串聯地連接。此外，如圖10的概念圖所示，也可以在配置有電容器電極(11)的外側面還設置 有絕緣層(6)，在該絕緣層(6)的外側面形成兼作IC芯片連接端子的電極層(11)，將絕 緣層(6)夾入，由此形成電容，與IC芯片連接端子并聯或串聯地連接。此外，本發明的磁性體天線，也可以在絕緣層(6)的上表面印刷平行電極或梳 型電極來形成電容，與線圈引線端子并聯或串聯地連接。此外，本發明的磁性體天線，如圖7所示，也可以在絕緣層(6)的上表面設置能 夠與IC芯片(10)連接的端子結構，將IC芯片連接端子與線圈引線端子并聯或串聯地連 接并一體燒成。此外，本發明的磁性體天線，也可以在絕緣層的上表面形成設置可變電容器的 端子，將線圈引線端子與線圈引線端子并聯或串聯地連接。本發明的磁性體天線中，形成線圈的芯部的被非磁性層分割的磁性層的整體厚 度優選為0.1 5.0mm，絕緣層的一層的膜厚優選為0.01 0.2mm。此外，本發明的磁 性體天線中，形成線圈的芯部的被非磁性層分割的磁性層與絕緣層的膜厚之比(磁性層/ 絕緣層的一層)優選為0.5 500。此外，本發明的磁性體天線中，也可以在被非磁性層分割的磁性層和由電極層 形成的線圈的外側形成磁性層、絕緣層。這種情況下，各個膜厚優選為0.05 0.5mm。導電層可以用各種方法形成，例如，優選用印刷、刷涂等常用方法來形成。或 者，在形成有金屬板的絕緣層的外側粘貼也能夠得到同樣的效果。作為形成導電層的材料，或注入通孔的電極材料，能夠適用Ag膏，使用其他的 Ag系合金膏等金屬系導電膏。在形成在絕緣層的外側的情況下，導電層(7)的膜厚優選為0.001 0.1mm。本發明的磁性體天線如圖12所示，用于對磁場成分進行發送接收，其特征在 于被非磁性層分割的磁性層的形狀是方形或長方形的線圈，在線圈的軸方向上以大致 均等的間隔在大致的平面上呈放射狀地配置多個，而且在相對的所有線圈的內側的一端 呈放射狀地配置的中心處用磁性層連接，朝向外側的另一端開放，以使各個相對的線圈 的一端的極性相同的方式串聯或并聯地連接，在該磁性體天線中，可以在平面地配置的 線圈的上下表面的一個面或兩個面設置絕緣層，根據需要在一個絕緣層的外側面設置導 電層。本發明的磁性體天線，如圖13所示，用于對磁場成分進行發送接收，其特征在 于被非磁性層分割的磁性層的形狀是方形或長方形的線圈，在線圈的軸方向上呈放射 狀地以大致均等的間隔大致平面地配置多個，而且在相對的所有線圈的一端呈放射狀地 配置的周圍用磁性層連接，在內側相對的另一端開放，以各個相對的線圈的一端極性相 同的方式串聯或并聯地連接，可以在平面地配置的線圈的上下表面的一個面或兩個面設 置絕緣層，根據需要在一個絕緣層的外側面設置導電層。本發明的磁性體天線，如圖11的概念圖所示，也可以在線圈⑷的下面的絕緣 層(6)設置通孔，在該通孔中注入電極材料，與線圈(4)的兩端連接，在該下表面用電極 材料形成基板連接端子(12)并一體燒成。這種情況下，能夠容易地與陶瓷、樹脂等的基
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板接合。另外，作為基板，能夠使用將上述各種材料復合而得到的材料、含有金屬的材料等。此外，安裝了本發明的磁性體天線的基板，其特征在于，以粘合劑、粘接劑等 或釬焊等方法將磁性體天線固定在基板(15)表面。本發明中，能夠通過將部件安裝在多 層配線基板時通常采用的方法，將磁性體天線與其他部件同時安裝，提高量產性。在多層配線基板中內置有由導體構成的配線，對天線施加與金屬相同的影響。 在安裝有本發明的磁性體天線的基板，由于磁性體天線具有如上所述的構造，不會受到 金屬的影響，即使是在多層配線基板等的內部或表面形成有由導體構成的配線的基板， 也不會受此影響。IC可以在圖11中的磁性體天線上面的絕緣層上形成IC芯片連接端子以進行連 接，如圖11所示，也可以以與磁性體天線的下面的基板連接端子(14)連接的方式在基板 內形成配線，經由基板內配線進行連接。此外，還可以經由與下面的基板連接端子(14) 連接的基板內配線與讀寫器連接，能夠作為讀寫器使用。此外，在本發明中，為了提高強度，可以用樹脂包覆本發明的磁性體天線或在 磁性體天線上安裝有IC的RF標簽。此外，在本發明中，能夠在通信設備中設置本發明的磁性體天線。此外，在本發明中，能夠在包裝容器中設置本發明的磁性體天線。此外，在本發明中，能夠在工具、螺栓等金屬部件上設置本發明的磁性體天 線。< 作用 >本發明的磁性體天線，由于芯部的磁性體被非磁性體分割，所以能夠抑制隨著 去磁的產生而引起實效透磁率降低、即通信靈敏度降低，而且由于盡可能地減小了非磁 性體的比例，所以能夠將因磁性體的比例減小引起的通信靈敏度的降低也抑制到最小限度。實施例下面參照附圖，基于發明的實施方式詳細地對本發明進行說明。[磁性體天線1]作為磁性層(5)用，在900°C燒結后用球磨機混合作為13.56MHz下的材料的 透磁率為 100 的 Ni-Zn-Cu 鐵氧體預燒粉(48.5mol% 的 Fe203、25mol% 的 NiO、16mol% 的ZnO、10.5mol%的Cu0)100重量份、丁醛樹脂8重量份、可塑劑5重量份、溶劑80重 量份，制造出料漿(slurry)。將得到的料漿用刮刀在PET膜上以150mm見方、且燒結時 的厚度為0.1mm的方式進行片成型。作為非磁性層(8)用，用球磨機混合硼硅酸鹽玻璃(86 89wt%的Si02、7 10wt%&B203、0.5 7_%的K2O) 100重量份、丁醛樹脂8重量份、可塑劑5重量份、 溶劑80重量份，制造出料漿。將得到的料漿用刮刀在PET膜上以150mm見方、且燒結 時的厚度為0.05mm的方式進行片成型。此外，作為絕緣層(6)用也同樣地，用球磨機混合Zn-Cu鐵氧體預燒粉 (48.5mol% 的 Fe203、41mol% 的 ZnO、10.5mol% 的 CuO) 100 重量份、丁醛樹脂 8 重量 份、可塑劑5重量份、溶劑80重量份，制造出料漿。將得到的料漿用刮刀在PET膜上以
10與磁性層相同的尺寸和厚度進行片成型。接著，如圖4所示，將磁性層(5)用生片(green sheet)和非磁性層(8)用生片疊 層而成的片，逐片地加壓接合以成為一個片，然后開設通孔(1)并在其中填充Ag膏，在 與通孔⑴成直角的兩個面印刷Ag膏并疊層10片，形成芯部⑷。接著，如圖2所示，在芯部(4)的上下表面疊層絕緣層(6)用生片，在一個面疊 層用Ag膏印刷有導電層(7)的絕緣層(6)用生片。將疊層后的生片集中加壓接合，在通孔和線圈開放端面3切斷，以900度進行2 個小時的一體燒成，制成尺寸為橫IOmmX縱3mm且線圈匝數為23匝(圈)的磁性體天 線樣品1。(為了簡化圖示，圖1和圖4中線圈的匝數顯示為7匝。也為了簡化圖示， 磁性層的疊層片數顯示為3層。以下其他的附圖中也一樣。)在該磁性體天線的線圈兩端連接探針，測量頻率為IMHz下的電感(L1),以與 相同形狀的空芯線圈的電感(Ltl)之比(L1ZXtl)作為實效透磁率進行測量。進而，在該磁性體天線的線圈兩端連接RF標簽用IC，與IC并聯地連接電容 器，將共振頻率調整為13.56MHz，制作RF標簽，測量用貼附在金屬板上輸出為IOOmW 的讀/寫器進行通信的距離。各測量方法如下。[共振頻率的測量和調整方法]就共振頻率而言，將一匝線圈連接到阻抗分析儀429IA(AgilentTechnology株式
會社制)，使其與RF標簽結合，具有被測定的阻抗的峰值頻率，形成為共振頻率。[通信距離的測量方法]就通信距離而言，將輸出為IOOmW的讀/寫器(Takaya株式會社制，產品型號 TR3-A201/TR3-D002A)的天線水平地固定，使RF標簽的長度方向與天線垂直地位于其 上方，將13.56MHz下能夠進行通信的盡可能高的位置時的天線與RF標簽的垂直方向的 距離設為通信距離。[磁性體天線2]在與實施例1同樣地制造出的磁性層(5)用生片上以0.02mm的厚度印刷玻璃陶
瓷的膏，疊層10層。在磁性層(5)用生片上開設通孔(1)，在其中填充Ag膏，在與通孔(1)成直角 的兩個面印刷Ag膏并疊層，形成線圈(4)。接著，在芯部⑷的一個面將用Ag膏印刷導電層(7)而成的絕緣層(6)用生片 疊層。在另一個面，為了與線圈的兩端相連接，開設通孔并在其中填充Ag膏，并且在與 通孔⑴成直角的表層用Ag膏印刷連接線圈引線端子和IC的IC芯片連接端子(9)的形 狀，疊層絕緣層(6)用生片。將以上的生片集中加壓接合，在通孔(1)和線圈開放端面 (3)切斷，以900°C進行2個小時的一體燒成，制成尺寸為橫IOmmX縱3mm且線圈匝數 為23匝的磁性體天線樣品2。在該磁性體天線的線圈兩端連接探針，測量頻率為IMHz下的電感(L1),以與 相同形狀的空芯線圈的電感(Ltl)之比(L1ZXtl)作為實效透磁率進行測量。在該磁性體天線的線圈兩端連接RFID標簽用IC，進一步與IC并聯地連接 電容，將共振頻率調整為13.56MHz，制成RF標簽，測量用貼付在金屬板上的輸出為 IOOmW的讀/寫器進行通信的距離和共振頻率。
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[磁性體天線3]<圖3(b)的方式>將與實施例1同樣地制造出的磁性層(5)用生片和非磁性層⑶用的玻璃陶瓷的 生片，分別以相同的厚度0.1mm成膜。將得到的片分別以0.1mm的寬度由陶瓷生片疊層 體切斷機(UHT株式會社制G-CUT)切斷。接著，磁性層和非磁性層順序地排列成一個 片狀進行加壓接合。進行準備，使得在縱向上也以磁性層和非磁性層順序的方式將所得 到的片疊層10層以能夠加壓接合，如圖4所示，在逐個片中開設通孔(1)，在其中填充 Ag膏，并且在與通孔(1)成直角的兩個面印刷Ag膏并疊層10層，形成線圈(4)。在所得到的線圈中，與實施例1同樣地形成絕緣層，由此形成磁性體天線。[磁性體天線4]<圖3(C)的方式>與實施例1同樣地制造出的磁性層(5)用生片和非磁性層⑶用的玻璃陶瓷的生 片，分別以磁性層(5)用生片0.1mm的厚度和玻璃陶瓷的生片0.05mm的厚度，進行成 膜。將得到的片分別以0.1mm的寬度由陶瓷生片疊層體切斷機(G-CUT/UHT)切斷。 接著，磁性層和非磁性層順序地排列成一個片狀進行加壓接合。進行準備，使得將得到 的片和玻璃陶瓷的生片交替地每10片進行疊層以能夠加壓接合，如圖4所示，在逐個片 中開設通孔(1)，在其中填充Ag膏，并且在與通孔(1)成直角的兩個面印刷Ag膏并疊層 10片，形成線圈(4)。在所得到的線圈中，與實施例1同樣地形成絕緣層，形成磁性體天線。[磁性體天線5]<圖3(d)的方式>使用與實施例1同樣地制造出的料漿，制造出磁性層(5)用的棒狀的磁性體。 將制成的棒狀的磁性體排列在容器內，注入非磁性玻璃陶瓷的料漿，制成厚度為Imm的 片。進行準備，將得到的片和玻璃陶瓷的生片疊層10片并加壓接合。如圖4所示，在 逐個片上開設通孔(1)，在其中填充Ag膏，并且在與通孔(1)成直角的兩個面印刷Ag膏 并疊層10片，形成線圈(4)。在所得到的線圈中，與實施例1同樣地形成絕緣層，形成磁性體天線。[磁性體天線6比較例]將與實施例1同樣地制造出的磁性層(5)用生片直接疊層10片。實效透磁率為 10.5，用IOOmW的讀/寫器進行通信的距離為6.0cm。[表1]
1權利要求
1.一種磁性體天線，其利用電磁感應方式對信息進行發送接收，其特征在于所述磁性體天線構成為以包含磁性體和非磁性體的芯部為中心，電極材料形成為 線圈狀，在形成有線圈狀的電極材料的一個或兩個外側面形成絕緣層，其中，與磁通量 垂直的芯部的截面被形成為磁性體被非磁性體分割。
2.—種磁性體天線，其利用電磁感應方式對信息進行發送接收，其特征在于所述磁性體天線構成為以包含磁性體和非磁性體的芯部為中心，電極材料形成為 線圈狀，在形成有線圈狀的電極材料的一個或兩個外側面或外周形成絕緣層，在所述絕 緣層的一個或兩個外側面設置導電層，其中，與磁通量垂直的芯部的截面被形成為磁性 體被非磁性體分割。
3.如權利要求1或2所述的磁性體天線，其特征在于 非磁性層是非磁性鐵氧體和/或玻璃系陶瓷。
4.如權利要求1 3中任一項所述的磁性體天線，其特征在于 所述芯部是由疊層磁性體和非磁性體經疊層而形成的。
5.如權利要求1 3中任一項所述的磁性體天線，其特征在于 所述芯部的截面由磁性層和非磁性層呈格子狀地配置而成。
6.如權利要求1 3中任一項所述的磁性體天線，其特征在于所述芯部的截面為在多個圓形的磁性體的各個的外側形成非磁性體而成。
7.如權利要求1 6中任一項所述的磁性體天線，其特征在于在所述芯部的截面中，磁性體的全部面積與非磁性體的全部面積之比小于等于1.0。
8.—種基板，其特征在于安裝有權利要求1 7中任一項所述的磁性體天線。
9.一種通信設備，其特征在于安裝有權利要求1 7中任一項所述的磁性體天線。
10.—種RF標簽，其特征在于在權利要求1 7中任一項所述的磁性體天線上安裝有IC。
全文摘要
本發明提供磁性體天線、安裝有該磁性體天線的基板和RF標簽。該磁性體天線利用磁場成分進行信息通信，是一種可同時實現高通信靈敏度和小型化的磁性體天線。磁性體天線利用電磁感應方式對信息進行發送接收，構成為以由磁性體和非磁性體構成的芯部為中心，電極材料形成為線圈狀，在形成有線圈狀的電極材料的一個或兩個外側面形成有絕緣層，在該磁性體天線中，與磁通量垂直的芯部的截面形成為磁性體被非磁性體分割。
文檔編號G06K19/07GK102017302SQ20098011420
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月22日 優先權日2008年4月25日
發明者佐藤由郎, 土井孝紀, 木村哲也, 香嶋純 申請人:戶田工業株式會社