JP2002183690A

JP2002183690A - 非接触ｉｃタグ装置

Info

Publication number: JP2002183690A
Application number: JP2000376040A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kikuchi; 裕二菊地; Tomonori Kanai; 友範金井; Ryuzo Fukao; 隆三深尾
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2002-06-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ブースタコイルの巻線パターンを最適化し、
細長形にして通信距離が大きい非接触ＩＣタグ装置を提
供する。【解決手段】非接触ＩＣタグ装置を、アンテナコイル
１が一体形成されたＩＣ素子２と、ブースタコイル３及
び静電容量接続パッド４ａ，４ｂが形成された絶縁部材
５と、前記静電容量接続パッド４ａ，４ｂに接続された
チップコンデンサ６と、これらＩＣ素子２、チップコン
デンサ６及び絶縁部材５を一体にケーシングする基体７
とから形成する。ブースタコイル３を、ＩＣ素子２に一
体形成されたアンテナコイル１と主に電磁結合する第１
コイル３ａと、図示しないリーダライタに備えられたア
ンテナコイルと主に電磁結合する第２コイル３ｂとから
構成し、第１コイル３ａを、第２コイル３ｂの形成領域
外に形成する。第１コイル３ａの外径は、第２コイル３
ｂの内径よりも大きくする。これら各コイル３ａ，３ｂ
の外周端は、絶縁部材５の表面側で接続し、内周端は絶
縁部材５の裏面側に形成されたリード１５及びスルーホ
ール１６，１７を介して接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナコイルが
一体形成されたＩＣ素子とブースタコイルとを有する非
接触ＩＣタグ装置に係り、特に、一辺の幅が狭い細長形
の非接触ＩＣタグ装置に好適なブースタコイルの構成に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、絶縁性の基体内にＩＣ素子と
当該ＩＣ素子の端子部に電気的に接続されたアンテナコ
イルとを備え、リーダライタからの電力の受給及びリー
ダライタとの間のデジタル信号の送受信を電磁波を用い
て非接触で行う非接触式のタグ装置が知られている。

【０００３】従来、この種の非接触ＩＣタグ装置として
は、アンテナコイルを絶縁部材にパターン形成したも
の、或いは、巻線からなるアンテナコイルを絶縁部材に
担持したものが用いられているが、近年に至って、アン
テナコイルとＩＣ素子との接続点の保護処理や防湿対策
が不要で安価に作成できること、及び絶縁部材に曲げや
ねじれ等のストレスが作用した場合にもコイルに断線を
生じることがなく耐久性に優れることなどから、ＩＣ素
子自体にアンテナコイルが一体形成されたＩＣ素子を絶
縁部材上に搭載したものが提案されている。

【０００４】アンテナコイルをＩＣ素子に一体形成した
場合、アンテナコイルを絶縁部材にパターン形成した
り、巻線からなるアンテナコイルを絶縁部材に担持する
場合に比べて、コイルの巻径や導体幅が小さくなり、巻
数についても自ずと限界があるため、リーダライタとの
間の通信距離を大きくすることが困難で、必要な通信距
離を確保することできない場合がある。そこで、従来よ
り、特開平１０−５０６７４０号公報等に記載されてい
るように、ＩＣ素子に一体形成されたアンテナコイルと
リーダライタに備えられたアンテナコイルとの間に、各
アンテナコイル間の電磁誘導結合を強化するための導体
ループを配置する技術が提案されている。

【０００５】なお、本明細書においては、このアンテナ
コイル間の電磁結合を強化するための導体ループを、
「ブースタコイル」という。

【０００６】前記公知例に記載のブースタコイルは、Ｉ
Ｃ素子に一体形成されたアンテナコイルとほぼ同一寸法
に形成され、ＩＣ素子に一体形成されたアンテナコイル
と主に電磁結合する第１コイルと、当該第１コイルと電
気的に接続され、絶縁部材の寸法範囲で当該第１コイル
よりも大型に形成されて、リーダライタに備えられたア
ンテナコイルと主に電磁結合する１ターンの第２コイル
とを有する構成になっている。本構成のブースタコイル
を用いることによって、非接触ＩＣタグ装置とリーダラ
イタとの間の通信距離を数ｃｍにすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、非接触ＩＣ
タグ装置は、交通、流通及び情報通信などの各分野で普
及が進んでおり、通信距離の拡大が強く求められている
と共に、各種の形状及び各種サイズのものが求められて
いる。

【０００８】通信距離の拡大を図るためには、ＩＣ素子
に一体形成されたアンテナコイルと主に電磁結合する第
１コイル及びリーダライタに備えられたアンテナコイル
と主に電磁結合する第２コイルの巻数を多くすること、
並びに、第１コイルのサイズを最適化することが必要不
可欠であるが、従来のように第１コイルの外周に第２コ
イルを配置するという構成によると、例えばＣＤ収納ボ
ックスのインデックス部分に装着されるような一辺の長
さが６ｍｍ程度の非接触ＩＣタグ装置に適用した場合、
第１コイル及び第２コイルの巻数を増加することが難し
く、通信距離の拡大を図ることができない。また、本願
発明者らの実験によると、第１コイルの直径（矩形スパ
イラル状の第１コイルについては、一辺の長さ）は、Ｉ
Ｃ素子に一体形成されたアンテナコイルの直径の２〜３
倍にした場合の方が同一径にした場合よりも良好な通信
特性が得られることが確認されており、このような事情
から第１コイルの直径を大型化すると、それに伴って第
２コイルを形成するためのスペースが小さくなるため、
第２のコイルの巻数が減少して、やはり通信距離の拡大
を図ることが困難になる。

【０００９】本発明は、かかる従来技術の不備を解決す
るためになされたものであって、その課題は、ブースタ
コイルの巻線パターンを最適化し、細長形にして通信距
離が大きい非接触ＩＣタグ装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、第１に、アンテナコイルが一体形成され
たＩＣ素子と、前記ＩＣ素子に一体形成されたアンテナ
コイルとリーダライタに備えられたアンテナコイルとの
電磁結合を強化するブースタコイルと、これらＩＣ素子
及びブースタコイルを担持する絶縁部材とを備えた非接
触ＩＣタグ装置において、前記ブースタコイルを、前記
ＩＣ素子に一体形成されたアンテナコイルと主に電磁結
合する第１コイルと、当該第１コイルと電気的に接続さ
れ、前記リーダライタに備えられたアンテナコイルと主
に電磁結合する第２コイルとから構成し、前記第１コイ
ルの外径を前記第２コイルの内径よりも大きく形成する
という構成にした。

【００１１】このように、ブースタコイルを、ＩＣ素子
に一体形成されたアンテナコイルと主に電磁結合する第
１コイルと、当該第１コイルと電気的に接続され、リー
ダライタに備えられたアンテナコイルと主に電磁結合す
る第２コイルとから構成し、第１コイルの外周を第２コ
イルの内周よりも大きく形成すると、第２コイルの巻数
を減少することなく、第１コイルの巻径の拡大を図るこ
とができるので、非接触ＩＣタグ装置の通信距離を拡大
することができる。

【００１２】本発明は、前記の課題を解決するため、第
２に、前記絶縁基板の表面に前記第２コイルを渦巻き状
に形成し、当該絶縁基板の表面の前記第２コイルの内部
に前記第１コイルの一部を渦巻き状に形成すると共に、
前記絶縁基板の裏面に前記第１コイルの他の一部を渦巻
き状に形成し、当該第１コイルの他の一部の外周を前記
第２コイルの内周よりも大きく形成するという構成にし
た。

【００１３】このように、第１コイルを絶縁基板の第２
コイル形成面側に形成される部分とその裏面に形成され
る部分とから構成すると、絶縁基板の裏面に形成される
部分については、第２コイルのサイズに関係なく、絶縁
基板の面積の範囲で自由に形成することができるので、
第１コイルの直径及び巻数の増加を図ることができて、
非接触ＩＣタグ装置の通信距離を拡大することができ
る。

【００１４】本発明は、前記の課題を解決するため、第
３に、前記絶縁基板の表面に前記第２コイルを渦巻き状
に形成し、当該絶縁基板の表面の前記第２コイルの外部
に前記第１コイルを渦巻き状に形成すると共に、前記絶
縁基板の裏面に前記第１コイルと前記第２コイルとを接
続するリードを形成するという構成にした。

【００１５】このように、第２コイルの外部に第１コイ
ルを形成すると、絶縁基板の表面における第１コイルの
形成エリアと第２コイルの形成エリアとを分離すること
ができ、第１コイルを第２コイルのサイズに関係なく、
絶縁基板の面積の範囲で自由に形成することができるの
で、第１コイルの直径及び巻数の増加を図ることができ
て、非接触ＩＣタグ装置の通信距離を拡大することがで
きる。

【００１６】本発明は、前記の課題を解決するため、第
４に、前記第１コイルと第２コイルとの間に静電容量を
直列に挿入するという構成にした。

【００１７】このように、第１コイルと第２コイルとの
間に静電容量を直列に挿入すると、これら第１コイル及
び第２コイルから構成されるブースタコイルのインダク
タンスをＬ、挿入された静電容量のキャパシタンスをＣ
としたとき、ｆ０＝１／｛２π√（ＬＣ）｝で表される
所要の周波数で非接触ＩＣタグ装置を共振させることが
できるので、非接触ＩＣタグ装置の通信距離を拡大する
ことができる。

【００１８】本発明は、前記の課題を解決するため、第
５に、前記絶縁基板の表面に前記第２コイルを渦巻き状
に形成し、当該絶縁基板の表面の前記第２コイルの外部
に前記第１コイルを渦巻き状に形成すると共に、前記絶
縁基板の裏面に、前記絶縁基板の表面側から見て巻線方
向が前記第２コイルと逆向きの導線を前記第２コイルと
対向に形成するという構成にした。

【００１９】このように、第２コイルの外部に第１コイ
ルを形成すると、絶縁基板の表面における第１コイルの
形成エリアと第２コイルの形成エリアとを分離すること
ができ、第１コイルを第２コイルのサイズに関係なく、
絶縁基板の面積の範囲で自由に形成することができるの
で、第１コイルの直径及び巻数の増加を図ることができ
て、非接触ＩＣタグ装置の通信距離を拡大することがで
きる。また、絶縁基板を介して第２コイルを構成する導
体と他の導体とを対向に形成すると、これらの各導体間
に静電容量が形成されるので、チップコンデンサ等の搭
載を省略することができ、非接触ＩＣタグ装置の薄形化
及び低コスト化を図ることができる。

【００２０】本発明は、前記の課題を解決するため、第
６に、前記第１コイル及び／又は第２コイルの一辺の長
さを５ｍｍとし、前記ブースタコイルの長さを５０ｍｍ
に形成するという構成にした。

【００２１】このように、第１コイル及び／又は第２コ
イルの一辺の長さを５ｍｍとし、これら第１コイル及び
第２コイルで構成されるブースタコイルの長さを５０ｍ
ｍに形成すると、例えばＣＤ収納ボックスのインデック
ス部分に装着可能な一辺の長さが５〜６ｍｍ程度の非接
触ＩＣタグ装置を得ることができる。

【００２２】本発明は、前記の課題を解決するため、第
７に、前記第１コイルの一辺の長さを前記ＩＣ素子に一
体形成されたアンテナコイルの一辺の長さの２倍乃至３
倍に形成するという構成にした。

【００２３】このように、第１コイルの一辺の長さをＩ
Ｃ素子に一体形成されたアンテナコイルの一辺の長さの
２倍乃至３倍に形成すると、第１コイルとＩＣ素子に一
体形成されたアンテナコイルとの電磁結合の範囲が広が
るので、非接触ＩＣタグ装置の製造工程において、第１
コイルの形成位置に対するＩＣ素子の設定位置がずれた
場合や、第１コイルの形状又は導体幅にばらつきを生じ
た場合にも、第１コイルに生じる誘導起電力の低下を少
なくすることができ、通信特性のばらつきが小さい非接
触ＩＣタグ装置を得ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】〈第１実施形態例〉第１実施形態
例に係る非接触ＩＣタグ装置を、図１乃至図４に基づい
て説明する。図１は第１実施形態例に係る非接触ＩＣタ
グ装置の断面図、図２は第１実施形態例に係る非接触Ｉ
Ｃタグ装置に備えられる絶縁部材の表面図、図３は第１
実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置に備えられる絶縁
部材の表面側から裏面側を見た透視図、図４は第１実施
形態例に係る非接触ＩＣタグ装置に搭載されるＩＣ素子
の斜視図である。

【００２５】図１に示すように、本例の非接触ＩＣタグ
装置は、アンテナコイル１が一体形成されたＩＣ素子２
と、ブースタコイル３及び静電容量接続パッド４ａ，４
ｂが形成された絶縁部材５と、前記静電容量接続パッド
４ａ，４ｂに接続されたチップコンデンサ６と、これら
ＩＣ素子２、チップコンデンサ６及び絶縁部材５を一体
にケーシングする基体７とからなる。

【００２６】ＩＣ素子２は、図４に示すように、入出力
端子２ａの形成面に、ポリイミド樹脂膜等からなる絶縁
層２ｂを介して矩形スパイラル状のアンテナコイル１を
一体に形成してなる。アンテナコイル１は、フォトレジ
スト法、即ち、ＩＣ素子２の絶縁層２ｂ上に導電性金属
材料をスパッタリング又は真空蒸着し、ＩＣ素子２（よ
り実際的には、個々のＩＣ素子に分割される以前の完成
ウエハ）の絶縁層形成面に、フォトレジスト層を均一の
厚さに形成し、このフォトレジスト層に所要のコイルパ
ターンを露光・現像した後、フォトレジスト層をマスク
としてエッチングし、しかる後に、フォトレジスト層を
除去して入出力端子４ａの形成面に導電性金属材料から
なるコイルパターンを形成するといった方法で形成する
ことができる。なお、コイルパターンの電気抵抗を減少
するため、導電性金属膜の表面に銅めっき層を形成する
こともできる。

【００２７】なお、図４の例では、アンテナコイル１が
複数のターン数を有する矩形スパイラル状に形成されて
いるが、当該アンテナコイル１のターン数や平面形状は
これに限定されるものではない。即ち、ターン数に関し
ては、１ターン以上の任意のターン数とすることがで
き、平面形状に関しては、角部に斜線状又は円弧状の面
取りが施された矩形や円形など、任意の形状に形成でき
る。

【００２８】ブースタコイル３は、図２及び図３に示す
ように、ＩＣ素子２に一体形成されたアンテナコイル１
と主に電磁結合する第１コイル３ａと、当該第１コイル
３ａと電気的に接続され、図示しないリーダライタに備
えられたアンテナコイルと主に電磁結合する第２コイル
３ｂとから構成されており、前記第１コイル３ａは、絶
縁部材５の表面側に前記第２コイル３ｂと共に形成され
た表面側第１コイル３ａ_１と、絶縁部材５の裏面側に
形成された裏面側第１コイル３ａ_２とから構成されて
いる。ブースタコイル３のターン数を増加し、非接触Ｉ
Ｃタグの通信距離を拡大するため、ブースタコイル３を
構成する導線の導線幅は１００μｍ、導線間のスペース
幅は１５０μｍ程度にすることが好ましい。

【００２９】前記第２コイル３ｂは、図示しないリーダ
ライタに備えられたアンテナコイルとの間の良好な電磁
誘導結合を確保するため、絶縁部材５の平面積の範囲内
でなるべく大型に形成される。例えば、一辺の長さが６
ｍｍ程度のＣＤ収納ボックスのインデックス部分に装着
される非接触ＩＣタグ装置については、前記第２コイル
２ｂは、短辺の長さが５ｍｍで、長辺の長さが５０ｍｍ
の矩形スパイラル状に形成される。表面側第１コイル３
ａ_１は、図２に示すように、前記第２コイル２ｂの内
周部分に形成される。これに対して、裏面側第１コイル
３ａ_２は、図３に示すように、その外径が前記第２コ
イル２ｂの短辺側の外径と同一寸法に形成され、裏面側
第１コイル３ａ_２の外径が前記第２コイル２ｂの短辺
側の内径よりも大きくなっている。ＩＣ素子２は、図１
及び図３に示すように、アンテナコイル１を裏面側第１
コイル３ａ_２と対向に向けて、絶縁部材５の裏面側に
設定される。ＩＣ素子２は、一辺の長さが２ｍｍ程度の
角形に形成されるため、一辺の長さが５ｍｍ程度の矩形
スパイラル状に形成された裏面側第１コイル３ａ_２は、
アンテナコイル１の外径の約２〜３倍になる。

【００３０】表面側第１コイル３ａ_１の内周端と裏面
側第１コイル３ａ_２の内周端は、スルーホール１１を
介して接続され、裏面側第１コイル３ａ_２の外周端と
第２コイル３ｂの内周端はスルーホール１２を介して接
続される。また、表面側第１コイル３ａ_１の外周端と
第１の静電容量接続パッド４ａは、スルーホール１３を
介して接続され、第２コイル３ｂの外周端と第２の静電
容量接続パッド４ｂは、スルーホール１４を介して接続
される。

【００３１】なお、図１及び図３の例では、ブースタコ
イル３が複数のターン数を有する矩形スパイラル状に形
成されているが、ブースタコイル３のターン数や平面形
状はこれに限定されるものではなく、前述のアンテナコ
イル１と同様に、任意のターン数及び形状に形成するこ
とができる。

【００３２】チップコンデンサ６としては、ＩＣ素子２
に一体形成されたアンテナコイル１及びブースタコイル
３を含む系において、アンテナコイル１の両端に最大電
圧が得られる静電容量をもつものが用いられる。

【００３３】絶縁部材５は、所要の誘電率と剛性とをも
った絶縁材料をもって形成される。絶縁部材５を構成す
るに好適な絶縁材料としては、一例として、ガラスエポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチ
レンテレフタレート樹脂（以下、ＰＥＴと略称する。）
又は塩化ビニル樹脂などを挙げることができる。

【００３４】基体７は、カバーシート８と接着剤層９と
をもって構成される。このうち、カバーシート７は、紙
やプラスチックシートなど、任意のシート状材料をもっ
て形成することができるが、廃棄しても分解し、焼却し
てもダイオキシン等の有害物質を発生しないことから、
紙をもって形成することが最も好ましい。カバーシート
材料としてプラスチックシートを用いる場合には、焼却
してもダイオキシン等の有害物質を発生しないことか
ら、ＰＥＴのような塩素を含まないプラスチックシート
を用いることが特に好ましい。一方、接着剤層９を構成
する接着剤としては、硬化後に所要の硬度を有する任意
の接着剤を用いることができるが、ブースタコイル１、
アンテナコイル３及びＩＣ素子４の保護効果を高めるた
め、例えばエポキシ樹脂のように吸湿性の低い樹脂材料
を用いることが特に好ましい。

【００３５】前記第１実施形態例に係る非接触ＩＣタグ
装置は、絶縁部材５の表面側に第２コイル３ｂと表面側
第１コイル３ａ_１とを形成し、絶縁部材５の裏面側に
裏面側第１コイル３ａ_２を形成したので、裏面側第１
コイル３ａ_２を第２コイル２ｂのサイズに関係なく絶
縁部材５の平面積の範囲で自由に形成することができ、
第１コイル３ａの直径及び巻数を増加できて、非接触Ｉ
Ｃタグ装置の通信距離を拡大することができる。また、
前記第１実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置は、第１
コイル３ａと第２コイル３ｂとの間にチップコンデンサ
６を直列に挿入したので、これら第１コイル３ａ及び第
２コイル３ｂから構成されるブースタコイル３のインダ
クタンスをＬ、挿入されたチップコンデンサ６のキャパ
シタンスをＣとしたとき、ｆ０＝１／｛２π√（Ｌ
Ｃ）｝で表される所要の周波数で非接触ＩＣタグ装置を
共振させることができて、非接触ＩＣタグ装置の通信距
離を拡大することができる。さらに、前記第１実施形態
例に係る非接触ＩＣタグ装置は、裏面側第１コイル３ａ
_２の外径をアンテナコイル１の一辺の長さの２倍乃至
３倍に形成したので、第１コイル３ａとアンテナコイル
１との電磁結合の範囲を広げることができ、非接触ＩＣ
タグ装置の製造工程において、第１コイル３ａの形成位
置に対するＩＣ素子２の設定位置がずれた場合や、第１
コイル３ａの形状又は導体幅にばらつきを生じた場合に
も、第１コイル３ａに生じる誘導起電力の低下を少なく
することができ、通信特性のばらつきが小さい非接触Ｉ
Ｃタグ装置を得ることができる。

【００３６】〈第２実施形態例〉第２実施形態例に係る
非接触ＩＣタグ装置を、図５乃至図７に基づいて説明す
る。図５は第２実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置の
断面図、図６は第２実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装
置に備えられる絶縁部材の表面図、図７は第２実施形態
例に係る非接触ＩＣタグ装置に備えられる絶縁部材の表
面側から裏面側を見た透視図である。

【００３７】図５に示すように、本例の非接触ＩＣタグ
装置も、アンテナコイル１が一体形成されたＩＣ素子２
と、ブースタコイル３及び静電容量接続パッド４ａ，４
ｂが形成された絶縁部材５と、前記静電容量接続パッド
４ａ，４ｂに接続されたチップコンデンサ６と、これら
ＩＣ素子２、チップコンデンサ６及び絶縁部材５を一体
にケーシングする基体７とからなる。

【００３８】本例のブースタコイル３は、図６に示すよ
うに、ＩＣ素子２に一体形成されたアンテナコイル１と
主に電磁結合する第１コイル３ａと、図示しないリーダ
ライタに備えられたアンテナコイルと主に電磁結合する
第２コイル３ｂとが共に絶縁部材５の表面側に形成され
ている。第１コイル３ａは、第２コイル３ｂの形成領域
外に形成され、これら第１コイル３ａの外周端と第２コ
イル３ｂの外周端とは、絶縁部材５の表面側で接続され
ている。絶縁部材５の表面側の前記第２コイル３ｂの形
成領域内には、静電容量接続パッド４ａ，４ｂが形成さ
れ、第１の静電容量接続パッド４ａは、第２コイル３ｂ
の内周端に接続されている。絶縁部材５の裏面側には、
図７に示すように、第１コイル３ａの内周端と第２の静
電容量接続パッド４ｂとを接続するリード１５が形成さ
れており、当該リード１５の一端と前記第１コイル３ａ
の内周端とがスルーホール１６を介して接続され、当該
リード１５の他端と前記第２の静電容量接続パッド４ｂ
とがスルーホール１７を介して接続されている。ＩＣ素
子２は、図５及び図６に示すように、アンテナコイル１
を第１コイル３ａと対向に向けて、絶縁部材５の表面側
に設定される。

【００３９】その他については、第１実施形態例に係る
非接触ＩＣタグ装置と同じであるので、対応する部分に
同一の符号を付して説明を省略する。本例の非接触ＩＣ
タグ装置も、第１実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置
と同様の効果を有する。

【００４０】〈第３実施形態例〉第３実施形態例に係る
非接触ＩＣタグ装置を、図８乃至図１０に基づいて説明
する。図８は第３実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置
の断面図、図９は第３実施形態例に係る非接触ＩＣタグ
装置に備えられる絶縁部材の表面図、図１０は第３実施
形態例に係る非接触ＩＣタグ装置に備えられる絶縁部材
の表面側から裏面側を見た透視図である。

【００４１】図８に示すように、本例の非接触ＩＣタグ
装置は、アンテナコイル１が一体形成されたＩＣ素子２
と、ブースタコイル３及び静電容量形成用導体１８が形
成された絶縁部材５と、これらＩＣ素子２及び絶縁部材
５を一体にケーシングする基体７とからなる。

【００４２】本例のブースタコイル３も、図９に示すよ
うに、ＩＣ素子２に一体形成されたアンテナコイル１と
主に電磁結合する第１コイル３ａと、図示しないリーダ
ライタに備えられたアンテナコイルと主に電磁結合する
第２コイル３ｂとが共に絶縁部材５の表面側に形成され
ている。第１コイル３ａは、第２コイル３ｂの形成領域
外に形成され、これら第１コイル３ａの外周端と第２コ
イル３ｂの外周端とは、絶縁部材５の表面側で接続され
ている。絶縁部材５の裏面側には、図１０に示すよう
に、前記第２コイル３ｂとほぼ同形同大のコイル状に形
成され、巻線方向が前記第２コイル３ｂとは逆向きにさ
れた静電容量形成用導体１８が形成され、当該静電容量
形成用導体１８の外周端と前記第１コイル３ａの内周端
とがスルーホール１９を介して接続されている。前記第
２コイル３ｂを構成する導体と前記静電容量形成用導体
１８とは、絶縁部材５を介して対向に配置され、これら
各導体間に静電容量を形成している。その静電容量は、
ＩＣ素子２に一体形成されたアンテナコイル１及びブー
スタコイル３を含む系において、アンテナコイル１の両
端に最大電圧が得られるように調整される。

【００４３】なお、前記前記第２コイル３ｂを構成する
導体の導体幅と前記静電容量形成用導体１８の導体幅と
は、同一にすることもできるし、互いに異ならせること
もできる。各導体の導体幅を互いに異ならせた場合に
は、製造上、第２コイル３ｂを構成する導体の形成位置
と静電容量形成用導体１８の形成位置とが導体幅の差の
範囲でずれたとしても静電容量の値が変化しないので、
非接触ＩＣタグ装置の通信特性のばらつきを小さくする
ことができる。

【００４４】ＩＣ素子２は、図８及び図９に示すよう
に、アンテナコイル１を第１コイル３ａと対向に向け
て、絶縁部材５の表面側に設定される。

【００４５】その他については、第１実施形態例に係る
非接触ＩＣタグ装置と同じであるので、対応する部分に
同一の符号を付して説明を省略する。

【００４６】本例の非接触ＩＣタグ装置は、前記各実施
形態例に係る非接触ＩＣタグ装置と同様の効果を有する
ほか、絶縁基板を介して第２コイル３ｂと静電容量形成
用導体１８とを対向に形成したので、これらの各導体間
に所要の静電容量を形成することができて、チップコン
デンサの搭載を省略することができ、非接触ＩＣタグ装
置の薄形化及び低コスト化を図ることができる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、ブースタコイ
ルを、ＩＣ素子に一体形成されたアンテナコイルと主に
電磁結合する第１コイルと、当該第１コイルと電気的に
接続され、リーダライタに備えられたアンテナコイルと
主に電磁結合する第２コイルとから構成し、第１コイル
の外周を第２コイルの内周よりも大きく形成したので、
第２コイルの巻数を減少することなく第１コイルの巻径
の拡大を図ることができて、非接触ＩＣタグ装置の通信
距離を拡大することができる。

【００４８】請求項２に記載の発明は、第１コイルを絶
縁基板の第２コイル形成面側に形成される部分とその裏
面に形成される部分とから構成したので、絶縁基板の裏
面に形成される部分については、第２コイルのサイズに
関係なく、絶縁基板の面積の範囲で自由に形成すること
ができ、第１コイルの直径及び巻数の増加を図ることが
できて、非接触ＩＣタグ装置の通信距離を拡大すること
ができる。

【００４９】請求項３に記載の発明は、第２コイルの外
部に第１コイルを形成したので、絶縁基板の表面におけ
る第１コイルの形成エリアと第２コイルの形成エリアと
を分離することができ、第１コイルを第２コイルのサイ
ズに関係なく、絶縁基板の面積の範囲で自由に形成する
ことができることから、第１コイルの直径及び巻数の増
加を図ることができて、非接触ＩＣタグ装置の通信距離
を拡大することができる。

【００５０】請求項４に記載の発明は、第１コイルと第
２コイルとの間に静電容量を直列に挿入したので、これ
ら第１コイル及び第２コイルから構成されるブースタコ
イルのインダクタンスをＬ、挿入された静電容量のキャ
パシタンスをＣとしたとき、ｆ０＝１／｛２π√（Ｌ
Ｃ）｝で表される所要の周波数で非接触ＩＣタグ装置を
共振させることができて、非接触ＩＣタグ装置の通信距
離を拡大することができる。

【００５１】請求項５に記載の発明は、第２コイルの外
部に第１コイルを形成したので、絶縁基板の表面におけ
る第１コイルの形成エリアと第２コイルの形成エリアと
を分離することができ、第１コイルを第２コイルのサイ
ズに関係なく、絶縁基板の面積の範囲で自由に形成する
ことができることから、第１コイルの直径及び巻数の増
加を図ることができて、非接触ＩＣタグ装置の通信距離
を拡大することができる。また、絶縁基板を介して第２
コイルを構成する導体と他の導体とを対向に形成したの
で、これらの各導体間に必要な静電容量を形成すること
ができ、チップコンデンサ等の搭載を省略することがで
きて、非接触ＩＣタグ装置の薄形化及び低コスト化を図
ることができる。

【００５２】請求項６に記載の発明は、第１コイル及び
／又は第２コイルの一辺の長さを５ｍｍとし、これら第
１コイル及び第２コイルで構成されるブースタコイルの
長さを５０ｍｍに形成したので、例えばＣＤ収納ボック
スのインデックス部分に装着可能な非接触ＩＣタグ装置
を得ることができる。

【００５３】請求項７に記載の発明は、第１コイルの一
辺の長さをＩＣ素子に一体形成されたアンテナコイルの
一辺の長さの２倍乃至３倍に形成したので、第１コイル
とＩＣ素子に一体形成されたアンテナコイルとの電磁結
合の範囲を広げることができ、非接触ＩＣタグ装置の製
造工程において、第１コイルの形成位置に対するＩＣ素
子の設定位置がずれた場合や、第１コイルの形状又は導
体幅にばらつきを生じた場合にも、第１コイルに生じる
誘導起電力の低下を少なくすることができ、通信特性の
ばらつきが小さい非接触ＩＣタグ装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置の断
面図である。

【図２】第１実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置に備
えられる絶縁部材の表面図である。

【図３】第１実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置に備
えられる絶縁部材の表面側から裏面側を見た透視図であ
る。

【図４】第１実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置に搭
載されるＩＣ素子の斜視図である。

【図５】第２実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置の断
面図である。

【図６】第２実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置に備
えられる絶縁部材の表面図である。

【図７】第２実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置に備
えられる絶縁部材の表面側から裏面側を見た透視図であ
る。

【図８】第３実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置の断
面図である。

【図９】第３実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置に備
えられる絶縁部材の表面図である。

【図１０】第３実施形態例に係る非接触ＩＣタグ装置に
備えられる絶縁部材の表面側から裏面側を見た透視図で
ある。

【符号の説明】

１アンテナコイル２ＩＣ素子３ブースタコイル３ａ第１コイル３ｂ第２コイル４ａ，４ｂ静電容量接続パッド５絶縁部材６チップコンデンサ３表面パターン７絶縁部材８カバーシート９接着剤層１１〜１４，１６，１７スルーホール１５リード１８静電容量形成用導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者深尾隆三大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内Ｆターム(参考） 2C005 MA18 MA40 MB06 NA08 NB03 PA18 5B035 BA03 BB09 CA01 CA23 5K012 AA01 AA07 AB03 AC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アンテナコイルが一体形成されたＩＣ素
子と、前記ＩＣ素子に一体形成されたアンテナコイルと
リーダライタに備えられたアンテナコイルとの電磁結合
を強化するブースタコイルと、これらＩＣ素子及びブー
スタコイルを担持する絶縁部材とを備えた非接触ＩＣタ
グ装置において、前記ブースタコイルを、前記ＩＣ素子
に一体形成されたアンテナコイルと主に電磁結合する第
１コイルと、当該第１コイルと電気的に接続され、前記
リーダライタに備えられたアンテナコイルと主に電磁結
合する第２コイルとから構成し、前記第１コイルの外径
を前記第２コイルの内径よりも大きく形成したことを特
徴とする非接触ＩＣタグ装置。
【請求項２】請求項１に記載の非接触ＩＣタグ装置に
おいて、前記絶縁基板の表面に前記第２コイルを渦巻き
状に形成し、当該絶縁基板の表面の前記第２コイルの内
部に前記第１コイルの一部を渦巻き状に形成すると共
に、前記絶縁基板の裏面に前記第１コイルの他の一部を
渦巻き状に形成し、当該第１コイルの他の一部の外周を
前記第２コイルの内周よりも大きく形成したことを特徴
とする非接触ＩＣタグ装置。
【請求項３】請求項１に記載の非接触ＩＣタグ装置に
おいて、前記絶縁基板の表面に前記第２コイルを渦巻き
状に形成し、当該絶縁基板の表面の前記第２コイルの外
部に前記第１コイルを渦巻き状に形成すると共に、前記
絶縁基板の裏面に前記第１コイルと前記第２コイルとを
接続するリードを形成したことを特徴とする非接触ＩＣ
タグ装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の非接
触ＩＣタグ装置において、前記第１コイルと第２コイル
との間に静電容量を直列に挿入したことを特徴とする非
接触ＩＣタグ装置。
【請求項５】請求項１に記載の非接触ＩＣタグ装置に
おいて、前記絶縁基板の表面に前記第２コイルを渦巻き
状に形成し、当該絶縁基板の表面の前記第２コイルの外
部に前記第１コイルを渦巻き状に形成すると共に、前記
絶縁基板の裏面に、前記絶縁基板の表面側から見て巻線
方向が前記第２コイルと逆向きの導線を前記第２コイル
と対向に形成したことを特徴とする非接触ＩＣタグ装
置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の非接
触ＩＣタグ装置において、前記第１コイル及び／又は第
２コイルの一辺の長さを５ｍｍとし、前記ブースタコイ
ルの長さを５０ｍｍにしたことを特徴とする非接触ＩＣ
タグ装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の非接
触ＩＣタグ装置において、前記第１コイルの一辺の長さ
を前記ＩＣ素子に一体形成されたアンテナコイルの一辺
の長さの２倍乃至３倍に形成したことを特徴とする非接
触ＩＣタグ装置。