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1、磁性体天线和rf标签以及安装有该rf标签的基板的制作方法专利名称：磁性体天线和rf标签以及安装有该rf标签的基板的制作方法技术领域：本发明涉及用于利用磁场成分对信息进行通信的磁性体天线和RF标签，该磁性体天线和RF(射频)标签为与现有技术相比实现了通信灵敏度的提高的磁性体天线和RF 标签。背景技术：使用磁性体发送接收电磁波的天线(以下称作“磁性体天线”)是将导线卷绕在芯部(磁性体)成为线圈，从外部到来的磁场成分贯通磁性体使线圈发生感应而转换为电压 (或电流)的天线，广泛应用于小型收音机、TV(电视机)中。另外，近年来也应用在逐渐普及的被称作RF标签的非接触型的物体识别装置中。当频率更高时，在R
2、F标签中，不使用磁性体，而是使用平面与识别对象物平行的环形线圈(loop coil)作为天线，频率进一步变高时(UHF频段、微波频段)，与包括RF标签检测磁场成分相比，更广泛地使用检测电场成分的电场天线(偶极天线、电介质天线)。这样的环形天线或电场天线，当金属物接近时，在金属物产生映射(image)(镜像效应)，由于与天线为相反的相位，所以产生天线的灵敏度损失的问题。另一方面，作为用于发送接收磁场成分的磁性体天线，已知有将电极材料呈线圈 (coil)状地形成在以磁性层为中心的芯部，在形成有线圈状的电极材料的一个或两个外侧面形成绝缘层，在上述绝缘层的一个或两个外侧面设置有导电层的磁性体天线(专利
3、文献 1)。该磁性体天线即使在与金属物接触的情况下，也能够维持作为天线的特性。另外，还已知有在一个芯部形成多个线圈且将它们并联接线做成天线的技术(专利文献2)。专利文献1 日本特开2007-19891号公报专利文献2 日本特开平9-64634号公报发明内容发明要解决的课题在上述专利文献1记载的方法中，在尺寸上有限制的条件下难以实现更长的通信距离。另外，在上述专利文献2的记载中，由于其目的在于防止因线圈电阻的增加而导致线圈特性降低，对于提高通信灵敏度没有任何记载。因此，本发明的目的在于得到能够将被谐振频率限制的线圈的电感(inductance) 提高到现有以上的程度从而使通信灵敏度提高的磁性体天
4、线。用于解决课题的技术手段上述技术课题能够通过如下所述的本发明来解决。S卩，本发明的RF标签，构成为在用于利用电磁感应方式发送接收信息的磁性体天线安装有IC，上述RF标签的特征在于上述磁性体天线，在一个磁性体芯部形成有多个线圈，上述线圈的电感L1满足下述关系式(1)，上述各线圈在电路上并联连接，并且与磁性体芯部串联地配置，磁性体天线的合成电感Ltl满足下述关系式0)，关系式(1)是=L1 1/ 动作频率)2X(IC电容+天线的寄生电容)，关系式(2)是Ltl彡 42(动作频率)2X(IC电容+天线的寄生电容)，其中，L1是1个线圈的电感，Ltl是磁性体天线的合成电感(本发明1)。另外，在本发明
5、中，用树脂覆盖本发明1所述的RF标签(本发明2)。另外，本发明的磁性体天线，是在权利要求1上述的RF标签中使用的磁性体天线， 上述磁性体天线的特征在于当上述磁性体天线安装有IC时，在一个磁性体芯部形成有多个其电感L1满足下述关系式(1)的线圈，上述各线圈在电路上并联连接，并且与磁性体芯部串联地配置，磁性体天线的合成电感Ltl满足下述关系式0)，关系式(1)是=L1 1/动作频率)2X(IC电容+天线的寄生电容)，关系式(2)是Ltl彡 42(动作频率)2X(IC电容+天线的寄生电容)，其中，L1是1个线圈的电感，Ltl是磁性体天线的合成电感(本发明3)。另外，本发明是安装有本发明1或2所述的R
6、F标签的基板(本发明4)。另外，本发明是使用本发明1或2所述的RF标签的通信系统(本发明5)。发明的效果本发明的RF标签是灵敏度进一步提高的RF标签，即使在长距离的情况下也能够进行通信，适于用作13. 56MHz的RFID (射频识别系统)等用途的RF标签。本发明的磁性体天线或RF标签具有高通信灵敏度，因此能够应用于各种便携式设备、容器、金属部件、基板、金属制工具、模具等各种用途。图1是本发明的磁性体天线的概念图。图2是本发明的磁性体天线的立体图。图3是表示本发明中的被非磁性体分割的芯部的状态的概念图。图4是表示本发明的磁性体天线的其他方式的概念图。图5是表示本发明的磁性体天线的其他方式的概念
7、图。图6是表示本发明的磁性体天线的层叠结构的概念图。图7是表示本发明的磁性体天线的层叠结构的概念图。图8是表示将本发明的磁性体天线安装于基板的情况的概念图。图9是表示本发明的磁性体天线的线圈部分的层叠结构图。附图标记说明1 通孔2:电极层(线圈电极)3 芯部4 线圈4-1 线圈的最小单位4-2 线圈开放端面5 磁性层6 绝缘层7:导电层8 非磁性层9: IC连接用电极层(端子)10 :ic11 电容器电极12 电容器14:基板连接用电极层15 基板20 磁性体天线(磁性天线)具体实施例方式对本发明的磁性体天线进行描述。 图1和图2表示本发明的磁性体天线(磁体天线)的概略图。如图1和图2所示，本
8、发明的磁性体天线00)的基本构造为以由磁性体构成的芯部(3)为中心，在芯部 (3)的外侧将电极材料形成为线圈状(绕线状)，多个线圈并联地电连接，并且线圈 (4-1)串联配置在同一芯部(3)(在图1和图2中为4个线圈，但在本发明中对线圈的数量没有限定)。本发明的磁性体天线的各线圈G-1)的电感L1，在将IC安装于磁性体天线时，满足下述关系式(1)。关系式(1)L1彡14 2 X (动作频率)2 X (IC电容+天线的寄生电容)如果磁性体天线的各线圈G-1)的电感L1不满足上述关系式(1)，则不能够提高通信灵敏度。优选各线圈的电感L1为磁性体天线的合成电感Ltl的2倍以上，进一步优选为 3倍以上。
9、本发明的磁性体天线的合成电感Ltl，在将IC安装于磁性体天线时，满足下述关系式。Ltl彡1/ (4 2 X (动作频率)2 X (IC电容+天线的寄生电容)如果磁性体天线的合成电感Ltl不满足上述关系式(2)，则不能够将安装有IC的RF 标签的谐振频率调整为动作频率，因此不能够提高通信灵敏度。满足上述关系式的磁性体天线能够通过控制构成芯部的材料的透磁率、线圈的卷绕数(绕线数)、线圈的截面积、线圈的长度等来制作。如图3所示，上述芯部也可以为构成芯部的磁性体被非磁性体分割的结构。在本发明的磁性体天线中，在由非磁性体分割磁性体芯部的情况下，与贯通该磁性体天线的磁束垂直地切断的截面的状态，只要是磁性体
10、被非磁性体分割的状态即可，可以为任意状态，例如为图3(a) (d)所示的状态。图4是表示本发明的磁性体天线的其他方式的概略图。如图4所示，本发明的磁性体天线00)的基本结构可以为以由磁性体构成的芯部(3)为中心，在芯部(3)的外侧将电极材料以成为线圈状(绕线状)(2)的方式形成，多个线圈并联地电连接，线圈 (4-1)与同一芯部(3)串联地配置，在形成有线圈状的电极材料的一个或两个外侧面形成绝缘层(6)，在上述绝缘层(6)的一个或两个外侧面设置有导电层(7)。通过形成导电层 (7)，即使金属物接近磁性体天线，磁性体天线的特性变化减小，也能够使谐振频率的变化减小。进而，在导电层(7)的外侧也可以设
11、置绝缘层(6)。图5是表示本发明的磁性体天线的其他方式的概略图。如图5所述，本发明的磁性体天线00)的基本结构也可以为以由磁性体构成的芯部(3)为中心，在芯部(3)的外侧将电极材料以成为线圈状(绕线状)(2)的方式形成，多个线圈并联地电连接，线圈与同一芯部(3)串联地配置，在形成有线圈状的电极材料的一个或两个外侧面形成有绝缘层(6)，在上述绝缘层(6)的一个或两个外侧面设置有导电层(7)，进而也可以在导电层(7)的外侧设置磁性层(5)。通过形成磁性层(5)，在金属接近时的磁性体天线的特性变化进一步减小，从而能够使谐振频率的变动减小。此外，也可以为不具有导电层(7)的层叠结构。另外，如图6的概略
12、图所示，本发明的磁性体天线也可以构成为在夹持线圈(4) 的上下面的绝缘层(6)的一个或两个外侧面配置电容器电极(11)。此外，图6的概略图所示的磁性体天线中，也可以使形成在绝缘层的上表面的电容器，为通过印刷平行电极或梳形电极来得到的电容器，进而也可以将该电容器和线圈引线端子并联或串联连接。另外，如图7的概略图所示，也可以在配置有电容器电极(11)的外侧面进一步设置绝缘层(6)，在该绝缘层(6)的外侧面形成兼作IC芯片连接端子的电极层(9)，以夹持该绝缘层(6)的方式形成电容器，与IC芯片连接端子并联或串联连接。另外，如图2所示，本发明的磁性体天线中，在绝缘层(6)的上表面形成能够与IC 芯片(
13、10)连接的端子(9)即可。此外，也可以将IC芯片连接端子(9)与线圈引线端子并联或串联连接地一体烧制。本发明的磁性体天线能够使用Ni-Si类铁氧体等作为芯部的磁性材料。在使用 Ni-Zn 类铁氧体的情况下，优选为 Fe2O3 45 49. 5mol %、NiO 9. 0 45. Omol %、&0 0. 5 35. Omol CuO 4. 5 15. Omol的组成，可以选择在所使用的频段中材料的透磁率高、磁性损耗降低的铁氧体组成。在选择了超出必要程度的高透磁率材料时，磁性损耗增加，因此不再适合于天线。例如，选择在RFID的用途中在13. 56MHz下的透磁率为70 120、在民用F
14、M广播发送接收用途中在IOOMHz下的透磁率为10 30的铁氧体组成时，磁性损耗少，因而优选。本发明的磁性体天线，能够使用ai类铁氧体等非磁性铁氧体、硼硅酸类玻璃、锌类玻璃或铅类玻璃等的玻璃类陶瓷、或者将非磁性铁氧体和玻璃类陶瓷适量混合而得到的材料等，作为芯部的非磁性材料。对于在非磁性铁氧体中使用的铁氧体粉末，选择烧结体的体积固有电阻为 IO8Qcm以上的Si类铁氧体组成即可。优选为1 45 49. 5mol %、SiO 17. 0 22. Omo 1%, CuO 4. 5 15. Omol%的组成。在玻璃类陶瓷的情况下，对于所使用的玻璃类陶瓷粉末，选择线膨胀系数与使用的磁性体的线膨胀系数差别
15、不大的组成即可。具体而言是与作为磁性体使用的软磁性铁氧体的线膨胀系数的差为士 5ppm/C以内的组成。接着对本发明的RF标签进行描述。本发明的RF标签是将IC与上述磁性体天线连接的结构。在图2所示的立体图中， 是能够在磁性体天线安装IC的方式，但只要是将磁性体天线与另外设置的IC以电路连接的方式即可。如图2所示，本发明的RF标签也可以在磁性体天线的绝缘层(6)的上表面形成能够连接IC芯片(10)的端子(9)，将IC芯片连接端子与线圈引线端子并联或串联连接地一体烧成。如图2所示，形成有上述IC芯片连接端子的磁性体天线能够通过如下方式得到 在形成有电极层的线圈(4)的至少一个面的绝缘层(6)设置通
16、孔(1)，将电极材料注入该通孔(1)中，与线圈的两端连接，在该绝缘层的表面由电极材料形成线圈引线端子和IC 芯片连接端子并一体烧成。本发明的RF标签的并联连接的线圈的一个线圈的电感L1满足下述关系式1，并且合成电感Ltl满足下述关系式2。关系式(1)L1彡14 2 X (动作频率)2 X (IC电容+天线的寄生电容)L0 1/(4 Ji2X (动作频率)2X (IC电容+天线的寄生电容)本发明的RF标签也可以被以下树脂覆盖，S卩，聚苯乙烯(polystyrene)树脂、丙烯腈一苯乙烯(acrylonitrile-styrene，AS)树脂、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯(acryloni trile-butadiene-styrene, ABS)丰对月旨、丙;1；希酸(acryl)丰对月旨、聚乙；！；希(polyethylene)丰对脂、聚丙烯(polypropylene)树脂、聚酰胺(polyamide)树脂、聚缩醛(po
