JP2007043621A - ANTENNA DEVICE AND ANTENNA DEVICE MANUFACTURING METHOD - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、薄型で軽量化を図り、低コストで生産性の優れた高性能のアンテナ一体型磁性シートを搭載したアンテナ装置及びアンテナ装置の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、非接触でデータの通信を行うRFIDシステムにおけるアンテナ装置であって、磁性部材と磁性部材に設けられたアンテナと磁性部材に設けられた整合回路と磁性部材に設けられた端子接続部を有し、磁性部材と前記磁性部材に設けられたアンテナと磁性部材に設けられた整合回路と磁性部材に設けられた端子接続部の少なくとも1つ、または全部が、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、テープ、またはフィルムの少なくとも1つの手段をもちいることによりコーティングされた構成にすることにより生産性の向上を図り、かつ通信特性を向上させたアンテナ装置である。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide an antenna device mounted with a high-performance antenna-integrated magnetic sheet that is thin and lightweight, is low in cost, and has excellent productivity, and a method for manufacturing the antenna device.
The present invention relates to an antenna device in an RFID system that performs data communication without contact, and is provided in a magnetic member, an antenna provided in the magnetic member, a matching circuit provided in the magnetic member, and the magnetic member. At least one or all of the magnetic member, the antenna provided on the magnetic member, the matching circuit provided on the magnetic member, and the terminal connection provided on the magnetic member are made of resin, ultraviolet rays Productivity by forming a coated structure by using at least one of curable resin, visible light curable resin, thermoplastic resin, thermosetting resin, heat resistant resin, synthetic rubber, tape, or film. This is an antenna device that improves communication characteristics and improves communication characteristics.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、RF−ID、即ちICカードやICタグなどの無線通信媒体との通信を行う無線通信媒体処理装置に用いるアンテナ、あるいは無線通信媒体そのものに搭載されるアンテナなどにおいて、電磁誘導方式、マイクロ波方式での通信性を向上させると共に、破損に強い、アンテナ装置およびアンテナ装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an RF-ID, that is, an antenna used for a wireless communication medium processing apparatus that performs communication with a wireless communication medium such as an IC card or an IC tag, or an antenna mounted on the wireless communication medium itself, and the like, The present invention relates to an antenna device and a method for manufacturing the antenna device, which improve communication characteristics in a microwave system and are resistant to breakage.
図12は、従来の技術におけるアンテナ装置の分解状態での斜視図である。従来、電磁誘導方式等による無線通信媒体との通信を行う無線通信処理装置や、無線通信媒体そのものに用いられるアンテナ装置100は、図12に示すように、周囲にある金属の影響を受け、磁界が弱くなり、通信に必要な相互インダクタンスが不十分となって、通信距離が短くなったり、通信ができなくなるという障害があった。そこで、金属の影響を受けないように、アンテナパターン102と金属とを樹脂スペーサー105等により離隔させたり、あるいは、フェライトなどによる磁性部材104をアンテナパターン102に近接、あるいは当接させて設置し、アンテナパターン102の発する磁界を強化するなどの工夫がなされていた。 FIG. 12 is a perspective view of an antenna device according to a conventional technique in an exploded state. Conventionally, as shown in FIG. 12, a wireless communication processing device that performs communication with a wireless communication medium using an electromagnetic induction method or the like, and an antenna device 100 used for the wireless communication medium itself are affected by surrounding metal and are subjected to a magnetic field. However, the mutual inductance required for communication becomes insufficient, and the communication distance is shortened or communication cannot be performed. Therefore, in order not to be affected by the metal, the antenna pattern 102 and the metal are separated from each other by the resin spacer 105 or the like, or the magnetic member 104 made of ferrite or the like is placed close to or in contact with the antenna pattern 102, Some ideas have been made such as strengthening the magnetic field generated by the antenna pattern 102.
ここで、樹脂スペーサー105等を使用する場合は、設置時の調整や、その調整にまつわる作業性等が煩雑になるなど問題があった。また、磁性部材104は焼結された硬度のあるフェライトのバルク材料などが用いられていたが、落下時の割れや加工性が劣る問題があった。 Here, when the resin spacer 105 or the like is used, there are problems such as complicated adjustment during installation and workability related to the adjustment. The magnetic member 104 is made of a sintered bulk material of ferrite having hardness, but has a problem that cracking at the time of dropping and workability are inferior.
このように、磁界を強化することを実現しつつ、破損への耐久性を持たせるために、たとえば、フレキシブル状の磁性体をアンテナの底面や、側面に設置するものが提案されている(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、(特許文献1)に示されるフレキシブル状の磁性体は、金属系磁性粉末のセンダストや、パーマロイ等を使用するために、十分な形状に加工できる加工性を確保するためには、十分な量の有機材料を混合させる必要があり、このような有機材料が多く含まれたフレキシブル磁性体では、アンテナ近傍に配置しても、磁界強化が不十分であり、近年求められている無線通信媒体処理装置の通信距離拡張には不十分である問題があった。 However, the flexible magnetic material shown in (Patent Document 1) is sufficient to ensure workability that can be processed into a sufficient shape in order to use sendust, permalloy, or the like of metallic magnetic powder. In a flexible magnetic body containing a large amount of such organic material, the magnetic field is not sufficiently strengthened even if it is placed in the vicinity of the antenna. There was a problem that it was insufficient for extending the communication distance of the processing device.
また、金属系磁性粉末と有機材料とから構成されるフレキシブル磁性体では、焼結させたフェライトほどではないが、加工性が悪く、コスト高になり、また破損への耐久性も未だ不十分である問題があった。 In addition, a flexible magnetic body composed of metallic magnetic powder and organic material is not as good as sintered ferrite, but it has poor processability, high cost, and durability against breakage is still insufficient. There was a problem.
更に、加工性の悪さに加えて、絶縁抵抗が低くなるために、漏れ電流や外界からの電界の影響を受けやすく、アンテナや無線通信媒体処理装置の誤動作の原因となったりする問題もあった。 Furthermore, in addition to poor workability, the insulation resistance is low, so there is a problem that it is easily affected by leakage current and the electric field from the outside world, which may cause malfunction of the antenna and the wireless communication medium processing device. .
加えて、絶縁抵抗が低いために、磁性体上に導電部材を回路パターンとして形成できず、アンテナと処理装置を接続するための、整合回路などの種々の回路などを磁性体上に組み込むことができず、装置の小型化などの点で不十分であるといった問題もあった。 In addition, since the insulation resistance is low, the conductive member cannot be formed as a circuit pattern on the magnetic material, and various circuits such as a matching circuit for connecting the antenna and the processing device can be incorporated on the magnetic material. There is also a problem that it is not possible in terms of downsizing the apparatus.
本発明は、上記の問題に鑑み、電磁誘導方式やマイクロ波方式を用いて通信を行うアンテナにおいて、その周囲の金属の影響を排除して、磁界強化を実現しつつ、柔軟性を有し、かつ耐久性の高い、アンテナ装置およびアンテナ装置の製造方法を提供することを目的とする。 In consideration of the above problems, the present invention eliminates the influence of surrounding metal in an antenna that performs communication using an electromagnetic induction method or a microwave method, and has flexibility while realizing magnetic field enhancement, It is another object of the present invention to provide an antenna device and a method for manufacturing the antenna device that are highly durable.
本発明は、磁性粉体をシート状に焼成した磁性部材と、磁性部材の少なくとも一方の面を保持する保持部材と、磁性部材及び保持部材の少なくとも一方に設けられたアンテナと、保持部材で保持された磁性部材とアンテナとを被覆する、樹脂性の保護部材とを備えた構成とする。 The present invention provides a magnetic member obtained by firing magnetic powder into a sheet, a holding member that holds at least one surface of the magnetic member, an antenna provided on at least one of the magnetic member and the holding member, and the holding member. And a resinous protective member that covers the magnetic member and the antenna.
本発明は、磁性部材をシート状に形成しても、磁性部材は保持部材で保持されているので、磁性部材にアンテナを設ける際や、保護部材で、磁性部材とアンテナとを被覆する際に、磁性部材の破損を抑制ことが出来る。これにより、磁性部材の取り扱いを容易にしながら、アンテナ装置の薄型化を可能にすることが出来る。 In the present invention, even when the magnetic member is formed in a sheet shape, the magnetic member is held by the holding member. Therefore, when the antenna is provided on the magnetic member or when the magnetic member and the antenna are covered with the protective member, The damage of the magnetic member can be suppressed. Thereby, it is possible to make the antenna device thinner while facilitating the handling of the magnetic member.
本発明の請求項1に記載の発明は、磁性粉体をシート状に焼成した磁性部材と、磁性部材の少なくとも一方の面を保持する保持部材と、磁性部材及び保持部材の少なくとも一方に設けられたアンテナと、保持部材で保持された磁性部材とアンテナとを被覆する、樹脂性の保護部材とを備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 1 of the present invention is provided on at least one of a magnetic member obtained by firing magnetic powder into a sheet, a holding member that holds at least one surface of the magnetic member, and the magnetic member and the holding member. And a resinous protection member that covers the antenna and the magnetic member held by the holding member.
この構成によれば、磁性部材をシート状に形成しても、磁性部材は保持部材で保持されているので、磁性部材にアンテナを設ける際や、保護部材で、磁性部材とアンテナとを被覆する際に、磁性部材の破損を抑制ことが出来る。これにより、磁性部材の取り扱いを容易にしながら、アンテナ装置の薄型化を可能にすることが出来る。 According to this configuration, even if the magnetic member is formed in a sheet shape, the magnetic member is held by the holding member, and therefore, when the antenna is provided on the magnetic member or the protective member covers the magnetic member and the antenna. At this time, the breakage of the magnetic member can be suppressed. Thereby, it is possible to make the antenna device thinner while facilitating the handling of the magnetic member.
本発明の請求項2に記載の発明は、保持部材は、磁性部材の両面を保持することを特徴とする。 The invention according to claim 2 of the present invention is characterized in that the holding member holds both surfaces of the magnetic member.
この構成によれば、磁性部材の破損を更に抑制することが出来るので、磁性部材の取り扱いを更に容易にすることが出来る。 According to this configuration, since the breakage of the magnetic member can be further suppressed, the handling of the magnetic member can be further facilitated.
本発明の請求項3に記載の発明は、保持部材は、樹脂性であり、磁性部材を被覆する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 3 of the present invention is characterized in that the holding member is resinous and covers the magnetic member.
この構成によれば、保護部材で、磁性部材とアンテナとを被覆する際に、磁性部材が破損した場合であっても、磁性部材から発生する破損粉の飛散を抑制することが出来る。 According to this configuration, even when the magnetic member is damaged when the magnetic member and the antenna are covered with the protective member, it is possible to suppress scattering of the broken powder generated from the magnetic member.
本発明の請求項4に記載の発明は、保持部材は、紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする。 The invention according to claim 4 of the present invention is characterized in that the holding member is an ultraviolet curable resin.
この構成によれば、樹脂を紫外線で硬化させることが出来るので、磁性部材に負荷を出来るだけ掛けないようにすることが出来、磁性部材の破損を更に抑制ことが出来る。 According to this configuration, since the resin can be cured with ultraviolet rays, it is possible to prevent the magnetic member from being loaded as much as possible, and to further prevent the magnetic member from being damaged.
本発明の請求項5に記載の発明は、アンテナは、ループアンテナであり、ループアンテナは、いずれかの一端に接続された整合回路を有することを特徴とする。 The invention according to claim 5 of the present invention is characterized in that the antenna is a loop antenna, and the loop antenna has a matching circuit connected to one end thereof.
この構成によれば、使用する周波数帯域の周期が比較的長い(例えば13.56MHz)場合であっても、ループ長を短く出来るので、薄型化を可能としながら、アンテナ装置の小型化を可能とすることが出来る。 According to this configuration, even when the period of the frequency band to be used is relatively long (for example, 13.56 MHz), the loop length can be shortened, so that the antenna device can be downsized while being thinned. I can do it.
本発明の請求項6に記載の発明は、磁性部材は、複数の磁性ブロックで構成されたことを特徴とする。 The invention according to claim 6 of the present invention is characterized in that the magnetic member is composed of a plurality of magnetic blocks.
この構成によれば、磁性部材を破損させることなく、磁性部材とアンテナとを、保護部材で被覆することが出来る。これにより、磁性部材の取り扱いを更に容易にすることが出来る。 According to this configuration, the magnetic member and the antenna can be covered with the protective member without damaging the magnetic member. Thereby, handling of a magnetic member can be made still easier.
本発明の請求項7に記載の発明は、磁性部材は、Ni−Zn系フェライト、または、Mn−Zn系フェライトの磁性粉体で焼成されたことを特徴とする。 The invention according to claim 7 of the present invention is characterized in that the magnetic member is fired with a magnetic powder of Ni—Zn based ferrite or Mn—Zn based ferrite.
この構成によれば、磁性部材はフェライトで構成されるので、磁界の損失を低下させることが出来る。これにより、アンテナ装置の薄型化を可能としながら、通信距離を向上させることが出来る。 According to this configuration, since the magnetic member is made of ferrite, the loss of the magnetic field can be reduced. As a result, the communication distance can be improved while the antenna device can be thinned.
本発明の請求項8に記載の発明は、磁性部材は、Fe2O3、ZnO、NiO、CuO、または、Fe2O3、ZnO、MnO、CuOの磁性粉体で焼成されたことを特徴とする。 The invention according to claim 8 of the present invention is characterized in that the magnetic member is fired with magnetic powder of Fe 2 O 3 , ZnO, NiO, CuO, or Fe 2 O 3 , ZnO, MnO, CuO. And
この構成によれば、磁性部材はフェライトで構成されるので、磁界の損失を低下させることが出来る。これにより、アンテナ装置の薄型化を可能としながら、通信距離を向上させることが出来る。 According to this configuration, since the magnetic member is made of ferrite, the loss of the magnetic field can be reduced. As a result, the communication distance can be improved while the antenna device can be thinned.
本発明の請求項9に記載の発明は、磁性部材は、複数からなり、保持部材は、積層された複数の磁性部材の少なくとも一方の面を保持し、アンテナは、積層された複数の磁性部材及び保持部材の少なくとも一方に設けられ、保護部材は、積層された複数の磁性部材とアンテナとを被覆することを特徴とする。 According to the ninth aspect of the present invention, the magnetic member includes a plurality of members, the holding member holds at least one surface of the plurality of stacked magnetic members, and the antenna includes the plurality of stacked magnetic members. The protective member is provided on at least one of the holding member and covers the plurality of stacked magnetic members and the antenna.
この構成によれば、磁性部材が積層されるので、磁界の損失を低下させることが出来る。これにより、アンテナ装置の薄型化を可能としながら、通信距離を向上させることが出来る。 According to this configuration, since the magnetic member is laminated, the loss of the magnetic field can be reduced. As a result, the communication distance can be improved while the antenna device can be thinned.
本発明の請求項10に記載の発明は、磁性粉体をシート状に焼成して、磁性部材を形成し、形成された磁性部材の少なくとも一方の面を保持部材で保持し、磁性部材及び保持部材の少なくとも一方にアンテナを設け、保持部材で保持された磁性部材とアンテナとを、樹脂性の保護部材で被覆することを特徴とする。 According to the tenth aspect of the present invention, the magnetic powder is baked into a sheet shape to form a magnetic member, and at least one surface of the formed magnetic member is held by the holding member, and the magnetic member and the holding member are held. An antenna is provided on at least one of the members, and the magnetic member held by the holding member and the antenna are covered with a resinous protective member.
この構成によれば、磁性部材をシート状に形成しても、磁性部材は保持部材で保持されているので、磁性部材の破損を抑制しながら、磁性部材とアンテナとを、保護部材で被覆することが出来る。これにより、薄型化を可能としたアンテナ装置を容易に製造することが出来る。 According to this configuration, even if the magnetic member is formed into a sheet shape, the magnetic member is held by the holding member, so that the magnetic member and the antenna are covered with the protective member while suppressing damage to the magnetic member. I can do it. Thereby, an antenna device that can be made thin can be easily manufactured.
本発明の請求項11に記載の発明は、磁性粉体をシート状に焼成して、複数の磁性部材を複数、形成し、形成された複数の磁性部材を積層し、積層された複数の磁性部材の少なくとも一方の面を保持部材で保持し、積層された複数の磁性部材及び保持部材の少なくとも一方にアンテナを設け、積層された複数の磁性部材とアンテナとを、樹脂性の保護部材で被覆することを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, a magnetic powder is baked into a sheet shape, a plurality of magnetic members are formed, a plurality of magnetic members formed are stacked, and a plurality of stacked magnetic members are formed. At least one surface of the member is held by a holding member, an antenna is provided on at least one of the laminated magnetic members and the holding member, and the laminated magnetic members and the antenna are covered with a resinous protective member It is characterized by doing.
この構成によれば、磁性部材を積層するので、通信距離を向上させながら、薄型化を可能としたアンテナ装置を容易に製造することが出来る。 According to this configuration, since the magnetic members are laminated, it is possible to easily manufacture an antenna device that can be thinned while improving the communication distance.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
まず、本発明のアンテナ装置の形状、構造について説明する。
(Embodiment 1)
First, the shape and structure of the antenna device of the present invention will be described.
図1は本発明の実施の形態1におけるアンテナ装置の斜視図、図2〜図3は本発明の実施の形態1におけるアンテナ装置の構造断面図である。図2〜図3は、図1のA−A断面を示す。 FIG. 1 is a perspective view of an antenna device according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 3 are sectional views of the structure of the antenna device according to the first embodiment of the present invention. 2 to 3 show an AA cross section of FIG.
図1に表されたアンテナ装置1は、フェライト系磁性体を主成分とした磁性部材2、およびアンテナ3や整合回路4や端子接続部5やスルーホール6や保護部材7などが形成されたアンテナ装置であり、このアンテナ装置は、ICカ−ドやICタグなどの無線通信媒体に格納されてもよく、リーダーやリーダーライターなどの無線通信媒体処理装置に格納されてもよい。 An antenna device 1 shown in FIG. 1 includes an antenna in which a magnetic member 2 mainly composed of a ferrite-based magnetic material, an antenna 3, a matching circuit 4, a terminal connection portion 5, a through hole 6, a protective member 7, and the like are formed. The antenna device may be stored in a wireless communication medium such as an IC card or an IC tag, or may be stored in a wireless communication medium processing device such as a reader or a reader / writer.
1はアンテナ装置、2は磁性部材、3はアンテナ、4は整合回路、5は端子接続部、6はスルーホール、7は保護部材である。 Reference numeral 1 denotes an antenna device, 2 denotes a magnetic member, 3 denotes an antenna, 4 denotes a matching circuit, 5 denotes a terminal connection portion, 6 denotes a through hole, and 7 denotes a protective member.
まず、図1を用いてアンテナ装置を構成する各部の詳細について説明する。 First, details of each part of the antenna device will be described with reference to FIG.
まず、磁性部材2について説明する。 First, the magnetic member 2 will be described.
磁性部材2はアンテナ装置1の素子を構成する形態を有するものであり、フェライトやパ−マロイ、センダスト、珪素合板等の金属材料で構成される。 The magnetic member 2 has a form constituting an element of the antenna device 1 and is made of a metal material such as ferrite, permalloy, sendust, or silicon plywood.
磁性部材2としては、軟磁性フェライトが好ましく、フェライト粉体を乾式プレス成形し、焼成することにより焼成体、高密度のフェライト焼成体とすることができ、軟磁性フェライトの密度が3.5g/cm3以上であることが好ましい。更に軟磁性フェライトの磁性体の大きさが、結晶粒界以上であることが好ましい。また磁性部材2は、0.05mm〜1mm程度で形成されるシ−ト状(あるいは板状、膜状、層状)のものである。 The magnetic member 2 is preferably soft magnetic ferrite, and can be made into a fired body or a high-density ferrite fired body by dry press molding and firing ferrite powder, and the density of the soft magnetic ferrite is 3.5 g / It is preferable that it is cm 3 or more. Furthermore, it is preferable that the size of the magnetic body of the soft magnetic ferrite is not less than the crystal grain boundary. The magnetic member 2 has a sheet shape (or plate shape, film shape, layer shape) formed with a thickness of about 0.05 mm to 1 mm.
軟磁性フェライトとしては、Ni−ZnO3、ZnO、NiO、CuO、または、Fe2O3、ZnO、MnO、CuOからなっていてもよい。更に、アモルファス合金、パ−マロイ、電磁鋼、珪素鉄、Fe−Al合金、センダスト合金のいずれかの磁性体の単層であってもよく、フェライト、アモルファス箔、パ−マロイ、電磁鋼、センダストの積層体であってもよく、また、様々な磁性体を組み合わせた積層体であってもよい。 The soft magnetic ferrite may be made of Ni—ZnO 3 , ZnO, NiO, CuO, or Fe 2 O 3 , ZnO, MnO, CuO. Furthermore, it may be a single layer of any magnetic material of amorphous alloy, permalloy, electromagnetic steel, silicon iron, Fe-Al alloy, sendust alloy, ferrite, amorphous foil, permalloy, electromagnetic steel, sendust The laminated body of these, and the laminated body which combined various magnetic bodies may be sufficient.
磁性部材2は、保持部材で被覆されている。保持部材は樹脂性であり、ここでは、紫外線硬化型樹脂である。なお、樹脂の種類は、必ずしも紫外線硬化型樹脂である必要はなく、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂など、各種の樹脂を利用することが可能である。 The magnetic member 2 is covered with a holding member. The holding member is resinous, and here is an ultraviolet curable resin. Note that the type of the resin is not necessarily an ultraviolet curable resin, and various resins such as a visible light curable resin, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a heat resistant resin can be used.
なお、保持部材は、必ずしも樹脂で被覆する必要はなく、例えば、シート状(あるいはフィルム状)の保持部材で磁性部材2を保持させてもよい。また、磁性部材2の少なくとも一方の面を保持すればよく、2枚のシート状の保持部材で磁性部材2を挟んで両面を保持してもよく、あるいは、1枚のシート状の保持部材で磁性部材2の一方の面を保持してもよい。 Note that the holding member does not necessarily need to be coated with resin, and for example, the magnetic member 2 may be held by a sheet-like (or film-like) holding member. Further, it is sufficient that at least one surface of the magnetic member 2 is held, and both surfaces may be held with the magnetic member 2 sandwiched between two sheet-like holding members, or a single sheet-like holding member. One surface of the magnetic member 2 may be held.
図4は本発明の実施の形態1における単層磁性部材の断面図、図5は本発明の実施の形態1における積層磁性部材の断面図、図6は本発明の実施の形態1における積層磁性部材の断面図、図7は本発明の実施の形態1における分割磁性部材の断面図である。なお、図4ないし図8では、図2及び図3と同様に、アンテナ、整合回路、端子接続部などが実装されているが、ここではこれらを省略して示している。 4 is a cross-sectional view of the single-layer magnetic member according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of the laminated magnetic member according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 6 is a laminated magnetic member according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 7 is a sectional view of the divided magnetic member according to the first embodiment of the present invention. 4 to 8, an antenna, a matching circuit, a terminal connection portion, and the like are mounted as in FIGS. 2 and 3, but these are omitted here.
更には、図4に示されているようにフェライト、アモルファス合金、パーマロイ、電磁鋼、珪素鉄、Fe−Al合金、センダスト合金の単体、または図5に示されているように積層体を樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、テープ、またはフィルムの少なくとも1つの手段によりコーティングをおこなった(被覆させた)ものでもよく、また図6に示されているようにコーティングされた磁性体を積層させたものでもよく、図8に示されているように積層された磁性部材2をプレスしたり、積層された磁性部材2に熱をかけてプレスをおこなって磁性部材2を形成してもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 4, ferrite, amorphous alloy, permalloy, electromagnetic steel, silicon iron, Fe—Al alloy, sendust alloy alone, or laminate as shown in FIG. It may be coated (coated) by at least one means of ultraviolet curable resin, visible light curable resin, thermoplastic resin, thermosetting resin, heat resistant resin, synthetic rubber, tape, or film, 6 may be formed by laminating coated magnetic bodies, and the laminated magnetic member 2 may be pressed or laminated on the laminated magnetic member 2 as shown in FIG. The magnetic member 2 may be formed by applying heat and pressing.
また、フェライト、アモルファス箔、パーマロイ、電磁鋼、センダスト単体および積層体が図7に示されているように磁性ブロック10の集合体であってもよく、整合配置することにより、磁性部材2総厚に対して磁性体を効率よく形成できる。更には、全ての磁性ブロック10がその上下面を略同一面となるように配置することで、磁性シートに要求される厚み寸法や、機械的強度、その他の物理的性能の範囲において磁性体の最大限の体積を利用することができ、また、磁性体層全体における磁性ブロック10の比表面積が小さくなるため、保護部材7の量を少なくすることができ、高い磁気性能を得ることができる。 Further, ferrite, amorphous foil, permalloy, electromagnetic steel, Sendust simple substance and laminated body may be an aggregate of magnetic blocks 10 as shown in FIG. In contrast, the magnetic material can be formed efficiently. Furthermore, by arranging all the magnetic blocks 10 so that the upper and lower surfaces thereof are substantially the same surface, the thickness of the magnetic body required for the magnetic sheet, the mechanical strength, and other physical performance ranges. Since the maximum volume can be utilized and the specific surface area of the magnetic block 10 in the entire magnetic layer is reduced, the amount of the protective member 7 can be reduced, and high magnetic performance can be obtained.
本発明の磁性部材2は、図4〜図8に示されているように単層、多層構造、または磁性ブロックからなり、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、テープ、またはフィルムの少なくとも1つの手段によりコーティングをおこなうことで、柔軟性が高くて耐久性に優れる上、表面抵抗が高く、表面にパターン印刷やめっきなどによる回路形成をおこなうことが容易であり、層間にまたがるスルーホールを形成するのも容易である。このためアンテナ3の端子接続部5を任意の場所に形成することができる。 The magnetic member 2 of the present invention is composed of a single layer, a multilayer structure, or a magnetic block as shown in FIGS. 4 to 8, and is made of resin, ultraviolet curable resin, visible light curable resin, thermoplastic resin, heat Coating with at least one of curable resin, heat resistant resin, synthetic rubber, tape, or film provides high flexibility and durability, high surface resistance, pattern printing and plating on the surface, etc. It is easy to form a circuit by the above, and it is also easy to form a through hole between layers. For this reason, the terminal connection part 5 of the antenna 3 can be formed in arbitrary places.
また、保護部材7によりコーティングされた磁性部材2は、適度な柔軟性を有しているので、パンチング等により、容易に打ち抜き成形加工ができるので、複雑な形状の加工も低コストで、しかも大量に成形できるという特徴も有する。 Further, since the magnetic member 2 coated with the protective member 7 has appropriate flexibility, it can be easily punched and formed by punching or the like, so that complicated shapes can be processed at low cost and in large quantities. It can also be molded into
また、通常、磁性部材の焼成体は非常に脆い為、焼成体上にアンテナや整合回路や端子接続部を形成することができないのであるが、あらかじめ磁性部材を樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、テープ、またはフィルムによりコーティングすることで、磁性部材の上にアンテナや整合回路や端子接続部を形成することができ、アンテナ装置の小型化および薄型化を可能とする。 In addition, since the sintered body of the magnetic member is usually very brittle, it is impossible to form an antenna, a matching circuit, or a terminal connection portion on the sintered body. By coating with a curable resin, thermoplastic resin, thermosetting resin, heat resistant resin, synthetic rubber, tape, or film, an antenna, matching circuit, and terminal connection can be formed on the magnetic member. The antenna device can be reduced in size and thickness.
更に、磁性部材2の形状としては、略三角柱、略四角柱、略円柱、略球等の形状で構成されていてもよい。 Furthermore, as the shape of the magnetic member 2, it may be formed in a shape such as a substantially triangular prism, a substantially quadrangular prism, a substantially cylindrical shape, or a substantially spherical shape.
次に、アンテナ3について説明する。 Next, the antenna 3 will be described.
3はアンテナのアンテナパターンであり、ループアンテナ構造となっている。ループアンテナの構造としては、中央に開口部を備えたループ形状であればよく、その形状は円形または略矩形または多角形のいずれであってもよい。ループアンテナ構造とすることで、十分な磁界を発生させて、誘導電力の発生と相互インダクタンスによる無線通信媒体と無線通信媒体処理装置との通信を可能とするものである。 Reference numeral 3 denotes an antenna pattern of the antenna, which has a loop antenna structure. The loop antenna may have a loop shape with an opening at the center, and the shape may be circular, substantially rectangular, or polygonal. By adopting the loop antenna structure, a sufficient magnetic field is generated to enable communication between the wireless communication medium and the wireless communication medium processing device by the generation of inductive power and mutual inductance.
また、磁性部材2の表面抵抗が大きいことから、磁性部材2の表面もしくは内部に直接回路を形成できるので、アンテナ3や整合回路4や端子接続部5を直接磁性部材2に形成することが可能である。 Further, since the surface resistance of the magnetic member 2 is large, a circuit can be formed directly on or inside the magnetic member 2, so that the antenna 3, the matching circuit 4, and the terminal connection portion 5 can be formed directly on the magnetic member 2. It is.
さらに、ループアンテナの材質としては、金、銀、銅、アルミ、ニッケル等の導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材、または金属製筒材等から適宜選択することができ、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷により形成することができる。これにより、従来は磁性部材2とは別体で形成する必要があったのに対して、磁性部材2と一体でアンテナ3や整合回路4や端子接続部5を形成することができるので、非常に薄型のアンテナ装置1を形成することができる。 Furthermore, as a material of the loop antenna, it can be appropriately selected from conductive metal wire material such as gold, silver, copper, aluminum, nickel, metal plate material, metal foil material, metal tube material, etc. It can be formed by metal wire, metal foil, conductive paste, plating transfer, sputtering, vapor deposition, or screen printing. As a result, the antenna 3, the matching circuit 4, and the terminal connection portion 5 can be formed integrally with the magnetic member 2, whereas it has conventionally been necessary to form the magnetic member 2 separately from the magnetic member 2. A thin antenna device 1 can be formed.
次に、整合回路4について説明する。 Next, the matching circuit 4 will be described.
4は整合回路を示したものである。整合回路はコンデンサからなり、例えば、積層セラミックコンデンサなどのチップコンデンサである。この整合回路4を接続することにより、設置場所の周囲の金属等によるアンテナ特性への影響を受けにくくするともに不整合による定在波の発生を抑えることで動作の安定した損失の少ないアンテナ装置1となる。また、使用する周波数帯域の周期が比較的長い(例えば13.56MHz)場合であっても、ループ長を短く出来るので、薄型化を可能としながら、アンテナ装置の小型化を可能とすることが出来る。 Reference numeral 4 denotes a matching circuit. The matching circuit is composed of a capacitor, for example, a chip capacitor such as a multilayer ceramic capacitor. By connecting the matching circuit 4, the antenna device 1 is less susceptible to the influence of the antenna characteristics due to the metal around the installation place, and is stable in operation by suppressing the occurrence of standing waves due to mismatching. It becomes. Further, even when the frequency band used is relatively long (for example, 13.56 MHz), the loop length can be shortened, so that the antenna device can be reduced in size while being reduced in thickness. .
次に、端子接続部5について説明する。 Next, the terminal connection part 5 is demonstrated.
5は端子接続部を示したものであり、磁性部材2の表面抵抗が大きいことから、磁性部材2の表面に直接形成できる。端子接続部5は、図1に示されているようにループの両側に形成されてもよく、ループの端部で対向するように形成されてもよい。 Reference numeral 5 denotes a terminal connection portion. Since the surface resistance of the magnetic member 2 is large, it can be directly formed on the surface of the magnetic member 2. The terminal connection portion 5 may be formed on both sides of the loop as shown in FIG. 1, or may be formed to face each other at the end of the loop.
また、端子接続部5の材質としては、金、銀、銅、アルミ、ニッケル等の導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材、または金属製筒材等から適宜選択することができ、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷により形成することができる。 Further, the material of the terminal connection portion 5 may be appropriately selected from conductive metal wire materials such as gold, silver, copper, aluminum and nickel, metal plate materials, metal foil materials, metal cylinder materials, and the like. It can be formed by metal wire, metal foil, conductive paste, plating transfer, sputtering, vapor deposition, or screen printing.
次に、スルーホール6について説明する。 Next, the through hole 6 will be described.
6はスルーホールを示したものであり、磁性部材2の表面に形成されたアンテナ3と整合回路4と端子接続部5を導通接続するために用いられる。 Reference numeral 6 denotes a through hole, which is used to electrically connect the antenna 3 formed on the surface of the magnetic member 2, the matching circuit 4, and the terminal connection portion 5.
また、スルーホール6の材質としては、金、銀、銅、アルミ、ニッケル等の導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材、または金属製筒材等から適宜選択することができ、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷により形成することができる。 The material of the through hole 6 can be appropriately selected from conductive metal wire such as gold, silver, copper, aluminum, nickel, metal plate, metal foil, or metal cylinder. , Metal wire, metal foil, conductive paste, plating transfer, sputtering, vapor deposition, or screen printing.
次に、保護部材7について説明する。 Next, the protection member 7 will be described.
7は保護部材を示したものであり、保護部材7は、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、テープ、またはフィルムの少なくとも1つの手段がもちいられ、アンテナ装置1およびアンテナ装置1を構成する各部品の曲げやたわみ等に対する柔軟性だけではなく、耐熱性、耐湿性等の耐候性を考慮して選定をおこなってもよい。また、アンテナ装置1およびアンテナ装置1を構成する各部品の片面、両面、片側面、両側面または全面が、保護部材7によりコーティングされているものである。 Reference numeral 7 denotes a protective member. The protective member 7 is made of a resin, an ultraviolet curable resin, a visible light curable resin, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a heat resistant resin, a synthetic rubber, a tape, or a film. Even if at least one means is used and selection is made in consideration of weather resistance such as heat resistance and moisture resistance as well as flexibility with respect to bending and bending of the antenna device 1 and each component constituting the antenna device 1 Good. In addition, one side, both sides, one side, both sides, or the entire surface of each component constituting the antenna device 1 and the antenna device 1 are coated with the protective member 7.
特に焼成体の磁性部材2は、通常、曲げやたわみ等に対して破壊されてしまうのに対して、焼成体の磁性部材2の片面、両面、片側面、両側面または全面が、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、テープ、またはフィルム等の保護部材7によりコーティングをすると優れた柔軟性を有するようになり、しかも表面抵抗が高く、表面にパタ−ン印刷やめっきなどによる回路形成をおこなうことが容易になる。 In particular, the magnetic member 2 of the fired body is normally broken by bending, bending, or the like, whereas one side, both sides, one side, both sides, or the entire surface of the magnetic member 2 of the fired body is made of resin, ultraviolet rays When coated with a protective member 7 such as a curable resin, visible light curable resin, thermoplastic resin, thermosetting resin, heat resistant resin, synthetic rubber, tape, or film, it will have excellent flexibility. The surface resistance is high, and it becomes easy to form a circuit by pattern printing or plating on the surface.
また、保護部材7によりコーティングされた磁性部材2は、適度な柔軟性を有しているので、パンチング等により、容易に打ち抜き成形加工ができるので、複雑な形状の加工も低コストで、しかも大量に成形できるという特徴も有する。 Further, since the magnetic member 2 coated with the protective member 7 has appropriate flexibility, it can be easily punched and formed by punching or the like, so that complicated shapes can be processed at low cost and in large quantities. It can also be molded into
次に、アンテナ装置1の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the antenna device 1 will be described.
磁性部材2の焼成体はNi−Zn系フェライトまたは、Mn−Zn系フェライトからなるものであり、Ni−Zn系フェライトでは、具体的には、Fe2O3を48.5mol%、ZnOを20.55mol%、NiOを20.55mol%、CuOを10.40mol%の組成比率で配合し、750℃から900℃の範囲にて4時間焼成したものである。 The sintered body of the magnetic member 2 is made of Ni—Zn-based ferrite or Mn—Zn-based ferrite. Specifically, in the Ni—Zn-based ferrite, specifically, 48.5 mol% of Fe 2 O 3 and 20 of ZnO are used. 0.55 mol%, NiO 20.55 mol%, and CuO 10.40 mol% in a composition ratio, and calcined in the range of 750 ° C. to 900 ° C. for 4 hours.
上記組成の磁性仮焼粉体(磁性粉体)3000gと、水溶性結合材としてメトローズ60SH4000(信越化学工業製)135gと、油性可塑材としてセラミゾールC−08(日本油脂製)270gと、蒸留水340gをミキサーにて20分混合し、さらに3本ロールを3回パスさせて、はい土とした。このはい土を5℃にて96時間保存、熟成した後、真空押し出し成型装置にて約3mmの厚みのシートを作製する。 3000 g of magnetic calcined powder (magnetic powder) having the above composition, 135 g of Metrolose 60SH4000 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a water-soluble binder, 270 g of ceramisole C-08 (manufactured by Nippon Oil & Fats) as an oily plastic material, and distilled water 340 g was mixed with a mixer for 20 minutes, and three rolls were further passed three times to form a soil. This soil is stored and aged at 5 ° C. for 96 hours, and then a sheet having a thickness of about 3 mm is produced by a vacuum extrusion molding apparatus.
次に、このシートを95℃のドラム式乾燥機の表面をパスさせることにより、乾燥させ、所定の寸法に切断して、厚さ2.8mmのシートを作製し、900℃にて3時間焼成して、厚み2.5mmの焼成体を作製した。 Next, this sheet is dried by passing the surface of a drum dryer at 95 ° C., cut to a predetermined size, and a sheet having a thickness of 2.8 mm is produced, and baked at 900 ° C. for 3 hours. Thus, a fired body having a thickness of 2.5 mm was produced.
この焼成体に、保持部材である紫外線硬化樹脂を全面にスクリーン印刷機によりスクリーン印刷をおこない、20〜150μmの膜厚の紫外線硬化樹脂を磁性部材2の焼成体に形成する。紫外線硬化樹脂は、透明のアクリル系の樹脂でしかも500〜6000mPa・Sの粘度を有する。保持部材である紫外線硬化樹脂は、取り扱いが容易で、環境負荷物質等が含まれておらず環境汚染防止として有効な素材である。焼成体に紫外線硬化樹脂を成膜後、紫外線照射機にて10秒間紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂を硬化させる。 The fired body is subjected to screen printing on the entire surface with an ultraviolet curable resin as a holding member by a screen printer, and an ultraviolet curable resin having a film thickness of 20 to 150 μm is formed on the fired body of the magnetic member 2. The ultraviolet curable resin is a transparent acrylic resin and has a viscosity of 500 to 6000 mPa · S. The UV curable resin as the holding member is easy to handle and contains no environmentally hazardous substances and is an effective material for preventing environmental pollution. After the ultraviolet curable resin is formed on the fired body, the ultraviolet curable resin is cured by irradiating ultraviolet rays for 10 seconds with an ultraviolet irradiator.
紫外線樹脂を全面にコーティングすることにより磁性部材2の焼成体は、外部応力や衝撃に対してクラックや割れや欠け等の発生を防止することができ、磁性部材2が柔軟性を有して、破損しにくく、特にアンテナに近接、当接させて用いた場合に、製造時や使用時、あるいは運搬時における耐衝撃性、耐久性を向上させることが可能となる。加えて、加工性がよくなり、加工時の負荷も少なくなるので、低コストも実現できるものである。 By coating the entire surface with an ultraviolet resin, the fired body of the magnetic member 2 can prevent the occurrence of cracks, cracks, chips, etc. with respect to external stress and impact, and the magnetic member 2 has flexibility, It is difficult to break, and particularly when used close to or in contact with the antenna, it is possible to improve the impact resistance and durability during manufacture, use, or transportation. In addition, the workability is improved and the load during processing is reduced, so that low cost can be realized.
次に、紫外線硬化樹脂をコーティングした磁性部材2を2〜3層積層させる。磁性部材2を積層させる際に層の間に熱硬化性樹脂を均一に磁性部材2に塗布し、150℃で1時間高温槽に入れ樹脂を硬化させる。その後、プレス装置9により1.5MPaの圧力を加える。圧力を加えることで磁性部材2の膜厚が200〜500μmとなり、緻密でしかも磁気特性に優れた磁性部材2を作製することができる。 Next, two to three layers of the magnetic member 2 coated with the ultraviolet curable resin are laminated. When the magnetic member 2 is laminated, a thermosetting resin is uniformly applied to the magnetic member 2 between the layers, and is put in a high-temperature bath at 150 ° C. for 1 hour to cure the resin. Thereafter, a pressure of 1.5 MPa is applied by the press device 9. By applying pressure, the film thickness of the magnetic member 2 becomes 200 to 500 μm, and the magnetic member 2 that is dense and excellent in magnetic properties can be produced.
この磁性部材2を打抜き加工機にて打抜き、磁性部材2の成形体を作製する。通常、磁性部材2の焼成体は非常に脆く、打抜き加工が不可能であったのに対し、磁性部材2に紫外線硬化樹脂をコーティングすることにより、磁性部材2の粒子間に紫外線硬化樹脂が入る込むことで、非常に優れた柔軟性を磁性部材2が有するようになり、容易に打抜き加工ができるようになり、しかも寸法精度に優れた磁性部材2を作製することが可能となる。 This magnetic member 2 is punched with a punching machine to produce a molded body of the magnetic member 2. Normally, the fired body of the magnetic member 2 is very brittle and cannot be punched. On the other hand, by coating the magnetic member 2 with an ultraviolet curable resin, the ultraviolet curable resin enters between the particles of the magnetic member 2. As a result, the magnetic member 2 has very excellent flexibility, can be easily punched, and the magnetic member 2 with excellent dimensional accuracy can be manufactured.
磁性部材2の打抜き加工後、パンチングによりスルーホール6を形成する。スルーホール6の材質としては、銅の導電性ペーストを用いて形成する。 After punching the magnetic member 2, the through hole 6 is formed by punching. The through hole 6 is formed using a copper conductive paste.
その後、磁性部材2の上にアンテナ3である銅箔のループアンテナを転写法により磁性部材2上に形成する。磁性部材2が磁性材料を使った900℃の焼成体であるため、絶縁抵抗が高いことから、磁性部材2上に直接アンテナ3を形成する。 Thereafter, a copper foil loop antenna as the antenna 3 is formed on the magnetic member 2 by the transfer method. Since the magnetic member 2 is a sintered body of 900 ° C. using a magnetic material and has high insulation resistance, the antenna 3 is formed directly on the magnetic member 2.
なお、積層された複数の磁性部材2を更に、保護部材7で被覆させてもよい。この場合は、保護部材7は、既に説明したとおり、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂など、各種の樹脂を利用することが可能である。 The plurality of laminated magnetic members 2 may be further covered with a protective member 7. In this case, as described above, the protective member 7 can use various resins such as an ultraviolet curable resin, a visible light curable resin, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a heat resistant resin. .
こうすることで、アンテナ3を磁性部材2に接触させることで、従来のアンテナ基板を用いたアンテナ装置よりも、磁界強度を強めることができ、通信距離を伸ばすことが可能となる。 Thus, by bringing the antenna 3 into contact with the magnetic member 2, the magnetic field strength can be increased and the communication distance can be increased as compared with the conventional antenna device using the antenna substrate.
さらに、磁性部材2の上にアンテナ3、整合回路4及び端子接続部5などの種々の回路を形成する。磁性部材2の上にアンテナ3、整合回路4及び端子接続部5などの種々の回路を形成することができることから、アンテナ装置1の小型化ができる効果がある。 Further, various circuits such as an antenna 3, a matching circuit 4, and a terminal connection portion 5 are formed on the magnetic member 2. Since various circuits such as the antenna 3, the matching circuit 4, and the terminal connection portion 5 can be formed on the magnetic member 2, the antenna device 1 can be reduced in size.
最後に端子接続部5を除くアンテナ装置1の全面に、紫外線硬化樹脂をスクリーン印刷機によりスクリーン印刷をおこない、アンテナ装置1を紫外線硬化樹脂にてコーティングをおこなう。このような工程を経てアンテナ装置1が完成する。 Finally, the entire surface of the antenna device 1 excluding the terminal connection portion 5 is screen-printed with an ultraviolet curable resin by a screen printer, and the antenna device 1 is coated with the ultraviolet curable resin. The antenna device 1 is completed through such steps.
次に本実施の形態の磁性部材2と、センダストやパーマロイ等の金属系磁性体の焼成体との柔軟性の比較を行った。 Next, a comparison was made between the flexibility of the magnetic member 2 of the present embodiment and a fired body of a metallic magnetic material such as Sendust or Permalloy.
比較方法は、各比較片を90度に折り曲げ、その繰り返しでの性状変化を調べた。比較結果を(表1)に示す。(表1)に示す「本発明の実施例」は図4と同様な磁性部材、(表1)に示す「比較例」はコーティングされていない磁性部材である In the comparison method, each comparison piece was bent at 90 degrees, and the property change was repeated. The comparison results are shown in (Table 1). “Example of the present invention” shown in Table 1 is a magnetic member similar to FIG. 4, and “Comparative Example” shown in Table 1 is an uncoated magnetic member.
この表から、本実施の形態の磁性部材2では、柔軟性が比較例に比べ非常に優れていることがわかる。これは、焼成体の磁性部材2が紫外線硬化樹脂により全面をコーティングされると、焼成体の磁性部材2の表面から磁性材料の粒子と粒子の間に紫外線硬化樹脂が入り込むことにより、非常に優れた柔軟性を得ることができるためである。 From this table, it can be seen that the magnetic member 2 of the present embodiment is very excellent in flexibility as compared with the comparative example. This is because when the entire surface of the sintered magnetic member 2 is coated with an ultraviolet curable resin, the ultraviolet curable resin enters between the particles of the magnetic material from the surface of the magnetic member 2 of the sintered body. This is because flexibility can be obtained.
さらに、無線通信媒体処理用アンテナ装置を用いて、本実施の形態の磁性部材2と、センダストやパーマロイ等の金属系磁性体粉末を有機結合材で練り固めた磁性部材2との特性比較を行った。 Further, using the wireless communication medium processing antenna device, the magnetic member 2 of the present embodiment is compared with the magnetic member 2 obtained by kneading a metal-based magnetic powder such as Sendust or Permalloy with an organic binder. It was.
図9に本発明の実施の形態1における無線通信媒体処理用アンテナ装置のアンテナユニットの断面図、図10に本発明の実施の形態1における無線通信媒体処理用アンテナ装置のアンテナユニットの斜視図を示す。51はアンテナユニット、52はケーブル、53はリーダーライター装置、54はRFユニットである。ここで磁性部材2の形状は、40mm×30mm×2mmである。また、アンテナ3は、厚み1mmの銅製ループアンテナで、上記磁性部材2の上に設置した。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the antenna unit of the wireless communication medium processing antenna device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a perspective view of the antenna unit of the wireless communication medium processing antenna device according to the first embodiment of the present invention. Show. 51 is an antenna unit, 52 is a cable, 53 is a reader / writer device, and 54 is an RF unit. Here, the shape of the magnetic member 2 is 40 mm × 30 mm × 2 mm. The antenna 3 was a copper loop antenna having a thickness of 1 mm and was installed on the magnetic member 2.
ここでアンテナユニット51からの実際の磁束の発生、さらにアンテナユニット51の底部に金属が存在する場合の磁性部材の効果について説明する。 Here, the actual generation of magnetic flux from the antenna unit 51 and the effect of the magnetic member when metal is present at the bottom of the antenna unit 51 will be described.
図11に無線通信媒体処理用アンテナ装置(アンテナユニット)の磁性部材2の有無での磁束の発生図を示す。図11(a)は磁性部材2がある場合、図11(b)は磁性部材2がない場合である。 FIG. 11 shows a magnetic flux generation diagram with and without the magnetic member 2 of the radio communication medium processing antenna device (antenna unit). FIG. 11A shows a case where the magnetic member 2 is present, and FIG. 11B shows a case where the magnetic member 2 is not present.
55は磁束、56は金属材である。57は磁性のない基板である。アンテナユニットに信号を入力するとアンテナ近傍に磁束55が発生する。この場合、図11(a)に示すように、アンテナユニット内に磁性部材2が設置されていると金属材56の影響を受けることなく磁束55が拡張し、通信距離が伸びる。しかし、図11(b)に示すように、ユニット内に磁性部材2が無いと、金属内を通過する磁束55の周りに渦電流が発生し、熱に変換されるので、磁束が縮小して、通信距離が伸びなくなる。よって、アンテナユニット51内に磁性部材2を設置することは、非常に重要となり、磁性部材2の磁気特性が通信距離の拡張を左右する。 55 is a magnetic flux and 56 is a metal material. Reference numeral 57 denotes a non-magnetic substrate. When a signal is input to the antenna unit, a magnetic flux 55 is generated near the antenna. In this case, as shown in FIG. 11A, when the magnetic member 2 is installed in the antenna unit, the magnetic flux 55 is expanded without being affected by the metal material 56, and the communication distance is extended. However, as shown in FIG. 11B, if there is no magnetic member 2 in the unit, an eddy current is generated around the magnetic flux 55 passing through the metal and converted into heat. Communication distance will not increase. Therefore, it is very important to install the magnetic member 2 in the antenna unit 51, and the magnetic characteristics of the magnetic member 2 influence the expansion of the communication distance.
そこで、このアンテナユニット51の出力2.5Wとして、無線通信媒体の例としてのICタグを用いて、上記磁性部材2での通信距離を測定した。測定結果を(表2)に示す。(表2)に示す「本発明の実施例」は図4に示すアンテナ装置、(表2)に示す「比較例」は図12に示す従来のアンテナ装置である。 Therefore, the communication distance of the magnetic member 2 was measured using an IC tag as an example of a wireless communication medium as an output of 2.5 W of the antenna unit 51. The measurement results are shown in (Table 2). “Example of the present invention” shown in Table 2 is the antenna device shown in FIG. 4, and “Comparative example” shown in Table 2 is the conventional antenna device shown in FIG.
この表から、本実施の形態の磁性部材2では、130mmまで通信距離が拡張しており、比較例に比べ優れていることがわかる。これは磁性部材2が緻密な焼成体で形成されているため、磁束55が拡張し、通信距離が伸びるからである。 From this table, it can be seen that in the magnetic member 2 of the present embodiment, the communication distance is extended to 130 mm, which is superior to the comparative example. This is because the magnetic member 2 is formed of a dense fired body, so that the magnetic flux 55 is expanded and the communication distance is extended.
また、磁性部材の積層した場合の通信距離を(表3)に示す。(表2)に示す「本発明の実施例」は図4に示すアンテナ装置、(表2)に示す「比較例」は図12に示す従来のアンテナ装置である。 The communication distance when the magnetic members are stacked is shown in (Table 3). “Example of the present invention” shown in Table 2 is the antenna device shown in FIG. 4, and “Comparative example” shown in Table 2 is the conventional antenna device shown in FIG.
(表3)では、磁性部材の積層数を変えて通信距離を測定しており、積層数を1枚構成→2枚構成→3枚構成と増やすと、通信距離が、103.0mm→123.0mm→132.5mmに増大している。なお、(表3)中の「セルシート品」は、1枚構成で複数の磁性ブロックで構成されている磁性部材であり、(表3)中の「セル樹脂コート品」は、「セルシート品」をコーティングした磁性部材である。 In (Table 3), the communication distance is measured by changing the number of stacked magnetic members, and when the number of stacked layers is increased from 1 sheet configuration → 2 sheets configuration → 3 sheets configuration, the communication distance is 103.0 mm → 123. It increases from 0 mm to 132.5 mm. In addition, the “cell sheet product” in (Table 3) is a magnetic member made up of a plurality of magnetic blocks in a single sheet configuration, and the “cell resin coated product” in (Table 3) is “cell sheet” Product ".
以上より、無線通信媒体処理用アンテナ装置を、商品棚や、商品籠として利用した場合に、適切に商品管理を行うことが可能となる。 As described above, when the wireless communication medium processing antenna device is used as a product shelf or a product basket, product management can be performed appropriately.
例えば、商品が医薬品などの場合には、これらの商品に付するICタグなどに、予めその名称、有効期限、納入日などを設定しておき、箱状体を医薬品収納棚として利用する場合には、医薬品の在庫管理が容易になり、例えば有効期限直前の薬をあらかじめ廃棄し、どの薬がどの程度残っているかを収納しているだけで確認できるようになる。同様に、商品を書籍や食料品などとした場合であっても同じである。このため、棚卸などの効率が非常に向上するメリットがある。 For example, when the product is a medicine, the name, expiration date, delivery date, etc. are set in advance on the IC tag attached to these products, and the box-shaped body is used as a medicine storage shelf. Can easily manage the inventory of medicines, for example, by discarding medicines immediately before the expiration date in advance and storing only how much medicines remain. Similarly, the same applies to the case where the product is a book or food. For this reason, there is a merit that efficiency such as inventory is greatly improved.
このように、磁性部材2を、板状やシート状などに加工して、ICタグなどを始めとする無線通信媒体に組み込まれるアンテナや、この無線通信媒体との通信を行うアンテナの背面や底面、側面などの位置に近接、又は当接させた形態とすることで、従来の金属系磁性粉体を用いた磁性部材2よりも、周囲の金属の影響を回避して、その磁界強度を強めることができ、通信距離を伸ばすことが可能となる。更にその上、フェライトや金属系磁性粉体を用いた場合に比べて、柔軟性の高い磁性部材2とすることができるため、製造時や運搬時、あるいは使用時に損傷などが生じにくく、耐久性の高いアンテナユニットを形成することができる。これにより、無線通信媒体、および無線通信媒体処理装置の性能と耐久性の同時向上を実現することが可能となるものである。 As described above, the magnetic member 2 is processed into a plate shape, a sheet shape, or the like, and an antenna incorporated in a wireless communication medium such as an IC tag or the like, or a rear surface or a bottom surface of an antenna that performs communication with the wireless communication medium. By adopting a form close to or in contact with a position such as a side surface, the influence of surrounding metal is avoided and the magnetic field strength is increased as compared with the magnetic member 2 using the conventional metal-based magnetic powder. And the communication distance can be increased. In addition, since the magnetic member 2 can be made more flexible than when ferrite or metal-based magnetic powder is used, it is less likely to be damaged during manufacture, transportation, or use, and durability. A high antenna unit can be formed. As a result, it is possible to simultaneously improve the performance and durability of the wireless communication medium and the wireless communication medium processing device.
なお、磁性部材2の外側(アンテナと共に磁性部材を挟む位置に)金属部材を設けることで、シールドの役割を有し、外側にアンテナから発せられる磁界の漏洩を防止できるメリットがある。これにより。例えばアンテナの内側のみに存在する無線通信媒体のみとのやり取りを行いたい場合に好適である。 In addition, by providing a metal member outside the magnetic member 2 (at a position where the magnetic member is sandwiched with the antenna), it has a merit of having a role of a shield and preventing leakage of a magnetic field emitted from the antenna on the outside. By this. For example, it is suitable when it is desired to exchange only with a wireless communication medium existing only inside the antenna.
本発明は、商品棚などに収納される非接触ICカードやICタグなどの無線通信媒体に電力と送信データを供給し、無線通信媒体から受信データを負荷変動により取得する無線通信媒体処理装置であって、特に自動で商品管理、書籍管理等が可能となる収納棚、展示棚以外の医薬品管理、危険物管理、貴重品管理システム等々などの、通信範囲を拡大させることが必要な用途にも適用できる。 The present invention is a wireless communication medium processing apparatus that supplies power and transmission data to a wireless communication medium such as a non-contact IC card or IC tag stored in a product shelf and obtains reception data from the wireless communication medium due to load fluctuations. Especially for applications that need to expand the communication range, such as storage shelves that enable automatic product management and book management, medicine management other than display shelves, dangerous goods management, valuables management system, etc. Applicable.
1 アンテナ装置
2 磁性部材
3 アンテナ
4 整合回路
5 端子接続部
6 スルーホール
7 保護部材
8 チップコンデンサー
9 プレス装置
10 磁性ブロック
100 アンテナ装置
101 樹脂ケース(本体)
102 アンテナパターン
103 整合回路
104 磁性材部
105 樹脂スペーサー
106 金属板
107 樹脂ケース(裏ブタ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna apparatus 2 Magnetic member 3 Antenna 4 Matching circuit 5 Terminal connection part 6 Through hole 7 Protection member 8 Chip capacitor 9 Press apparatus 10 Magnetic block 100 Antenna apparatus 101 Resin case (main body)
102 Antenna pattern 103 Matching circuit 104 Magnetic material part 105 Resin spacer 106 Metal plate 107 Resin case (rear cover)
Claims (11)
前記磁性部材の少なくとも一方の面を保持する保持部材と、
前記磁性部材及び前記保持部材の少なくとも一方に設けられたアンテナと、
前記保持部材で保持された磁性部材と前記アンテナとを被覆する、樹脂性の保護部材とを備えた、
ことを特徴とするアンテナ装置。 A magnetic member obtained by firing magnetic powder into a sheet;
A holding member for holding at least one surface of the magnetic member;
An antenna provided on at least one of the magnetic member and the holding member;
A resinous protection member that covers the antenna and the magnetic member held by the holding member,
An antenna device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。 The holding member holds both surfaces of the magnetic member;
The antenna device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2記載のアンテナ装置。 The holding member is resinous and covers the magnetic member;
The antenna device according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項3記載のアンテナ装置。 The holding member is an ultraviolet curable resin.
The antenna device according to claim 3.
前記ループアンテナは、いずれかの一端に接続された整合回路を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項に記載のアンテナ装置。 The antenna is a loop antenna;
The loop antenna has a matching circuit connected to one end,
The antenna device according to any one of claims 1 to 4, wherein the antenna device is provided.
ことを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項に記載のアンテナ装置。 The magnetic member is composed of a plurality of magnetic blocks.
The antenna device according to any one of claims 1 to 5, wherein
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項に記載のアンテナ装置。 The magnetic member was fired with the magnetic powder of Ni-Zn ferrite or Mn-Zn ferrite,
The antenna device according to claim 1, wherein the antenna device is an antenna device.
ことを特徴とする請求項7記載のアンテナ装置。 The magnetic member was fired with the magnetic powder of Fe 2 O 3 , ZnO, NiO, CuO or Fe 2 O 3 , ZnO, MnO, CuO,
The antenna device according to claim 7.
前記保持部材は、積層された複数の前記磁性部材の少なくとも一方の面を保持し、
前記アンテナは、積層された前記複数の磁性部材及び前記保持部材の少なくとも一方に設けられ、
前記保護部材は、積層された前記複数の磁性部材と前記アンテナとを被覆する、
ことを特徴とする請求項1ないし8いずれか1項に記載のアンテナ装置。 The magnetic member comprises a plurality of
The holding member holds at least one surface of the plurality of laminated magnetic members,
The antenna is provided on at least one of the plurality of laminated magnetic members and the holding member,
The protective member covers the plurality of magnetic members stacked and the antenna.
The antenna device according to claim 1, wherein the antenna device is an antenna device.
形成された前記磁性部材の少なくとも一方の面を保持部材で保持し、
前記磁性部材及び前記保持部材の少なくとも一方にアンテナを設け、
前記保持部材で保持された磁性部材と前記アンテナとを、樹脂性の保護部材で被覆する、
ことを特徴とするアンテナ装置の製造方法。 The magnetic powder is fired into a sheet to form a magnetic member,
Holding at least one surface of the formed magnetic member with a holding member;
An antenna is provided on at least one of the magnetic member and the holding member,
Covering the magnetic member held by the holding member and the antenna with a resinous protective member,
A method for manufacturing an antenna device.
形成された前記複数の磁性部材を積層し、
積層された前記複数の磁性部材の少なくとも一方の面を保持部材で保持し、
積層された前記複数の磁性部材及び前記保持部材の少なくとも一方にアンテナを設け、
積層された前記複数の磁性部材と前記アンテナとを、樹脂性の保護部材で被覆する、
ことを特徴とする請求項10記載のアンテナ装置の製造方法。 A plurality of the magnetic members are formed by firing magnetic powder into a sheet,
Laminating the plurality of magnetic members formed,
Holding at least one surface of the plurality of laminated magnetic members with a holding member;
An antenna is provided on at least one of the plurality of magnetic members and the holding member stacked,
The plurality of laminated magnetic members and the antenna are covered with a resinous protective member.
The method of manufacturing an antenna device according to claim 10.
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| JP2005228179A JP2007043621A (en) | 2005-08-05 | 2005-08-05 | ANTENNA DEVICE AND ANTENNA DEVICE MANUFACTURING METHOD |
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