TWI520430B - A composite magnetic antenna and an RF tag, a metal part provided with the composite magnetic antenna or an RF tag, a metal tool - Google Patents

A composite magnetic antenna and an RF tag, a metal part provided with the composite magnetic antenna or an RF tag, a metal tool Download PDF

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Description

複合磁性體天線及RF標籤，設置有該複合磁性體天線或RF標籤之金屬零件、金屬工具
本發明係關於用以利用磁場成分而將資訊予以通訊之磁性體天線及使用此之RF標籤，該磁性體標籤係形成以金屬物或導電物包圍除線圈長邊方向之一端之外的周圍，依此可以利用在以往之RF標籤中無法利用之金屬掩埋，保持充分之通訊敏感度。
使用磁性體收發電磁波之天線(以下，稱為「磁性體天線」)係在磁心(磁性體)捲繞導線製作線圈，使自外部飛來之磁場成分貫通於磁性體，並使線圈感應而變換成電壓(或是電流)的天線，廣泛使用於小型收音機或TV。再者，近年來，則普遍利用於被稱為RF標籤之非接觸型之物體識別裝置。
當頻率變的更高時，在RF標籤中，係不使用磁性體，以與識別對象物平面成為平行之平面環狀線圈當作天線使用，並且當頻率變高時(UHF頻帶或微波頻帶)，比起包含RF標籤檢測出磁場成分，更廣泛使用檢測電場成分之電場天線(偶極天線或電介質天線)。
如此之平面環狀天線或電場天線當金屬物接近時，產生金屬物受損(米勒效應；Miller effect)，因與天線成為相反相位，故產生失去天線之敏感度的問題。
另外，所知的有用以收發磁場成分之磁性體天線，係以磁性層為中心之磁心而將電極材料形成線圈狀，在形成有線圈狀之電極材料之一方或雙方之外側面形成絕緣層，並在上述絕緣層之一方或雙方之外側面設置有導電層的磁型體天線(專利文獻1)。該磁性體天線即使接觸於金屬物之時，亦維持當作天線之特性。再者，所知的有特定標籤或磁性體天線之設置狀態的標籤或天線(專利文獻2~4)。
[專利文獻1]日本特開2007-19891號公報
[專利文獻2]日本特開2002-207980號公報
[專利文獻3]日本特開2004-36234號公報
[專利文獻4]日本特開2005-198255號公報
在上述專利文獻1之記載方法中，雖然考慮到朝特定方向貼在金屬上之用途的對策，但是於埋入金屬零件或金屬工具時，則無法維持充份之敏感度。
再者，在上述專利文獻2之記載方法中，係以設置在對象物表面為目的，並無考慮到埋入對象物中使用。
再者，在上述專利範圍3及4所記載之方法中，雖然記載著以磁性體覆蓋磁性體天線之周邊，但是係以藉由覆蓋鐵氧體(ferrite)材料提高敏感度為目的，並非解決外部周邊之金屬或導體之影響。
在此，本發明之目的係取得即使埋入小型且在金屬開小直徑之孔的狀態，亦可以維持特性的由磁性體天線所構成之複合RF標籤或複合磁性體天線。
上述技術性課題，係可以藉由下述般之本發明而達成。
即是，本發明為利用電磁感應方式用以收發資訊的複合RF標籤，其特徵為：該複合RF標籤係由安裝有IC之磁性體天線和被形成在該磁性體天線之周圍的絕緣物和金屬物或導電物所構成，上述磁性體天線係被形成以由磁性體所構成之磁心為中心而電極材料成為線圈狀，上述絕緣物被形成在除磁性體天線之線圈長邊方向一端之外的周圍，上述金屬物或導電物被形成在上述絕緣物之外側(本發明1)。
再者，本發明為利用電磁感應方式用以收發資訊的複合RF標籤，其特徵為：該複合RF標籤係由安裝有IC之磁性體天線和被形成在該磁性體天線之周圍的絕緣物和金屬物或導電物所構成，上述磁性體天線係被形成以由磁性體和非磁性體所構成之磁心為中心而電極材料成為線圈狀，上述絕緣物被形成在除磁性體天線之線圈長邊方向一端之外的周圍，上述金屬物或導電物被形成在上述絕緣物之外側(本發明2)。
再者，本發明係在本發明1所記載之複合RF標籤中，上述金屬物或導電物之形狀為圓形之時，金屬物或導電物之內徑為磁性體天線剖面之最長長度的1.0倍以上(本發明3)。
再者，本發明係在本發明1所記載之複合標籤中，上述金屬物或導電物之深度方向之長度，為磁性體天線之長邊方向之長度的1.0倍以上(本發明4)。
再者，本發明為利用電磁感應方式用以收發資訊的複合磁性體天線，其特徵為：該複合磁性體天線係由被形成在磁性體天線和該磁性體天線之周圍的絕緣物和金屬物或導電物所構成，上述磁性體天線係被形成以由磁性體或磁性體和非磁性體所構成之磁心為中心而電極材料成為線圈狀，上述絕緣物被形成在除磁性體天線之線圈長邊方向一端之外的周圍，上述金屬物或導電物被形成在上述絕緣物之外側(本發明5)。
再者，本發明之金屬零件，設置有申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載之複合RF標籤或申請專利範圍第5項所記載之複合磁性體天線(本發明6)。
再者，本發明之金屬工具，設置有申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載之複合RF標籤或申請專利範圍第5項所記載之複合磁性體天線(本發明7)。
本發明所涉及之複合RF標籤及複合磁性體天線係即使在埋入在金屬物之小空間之孔等的狀態下，也不會有通訊敏感度之變動，以適合作為13.56MHz之RFID用途。
本發明所涉及之複合RF標籤及複合磁性體天線為小型，而且因可以忽視外部影響，例如外部金屬或導體之影響，故可以在埋入攜帶機器、容器、金屬零件、基板、金屬製工具、各種模具、印刷版或印刷輥、自行車或汽車等之車輛、金屬製冶具、螺栓、鉚釘等之標誌等之各種用途的狀態下使用。
首先，針對本發明所涉及之複合RF標籤予以敘述。
本發明所涉及之複合標籤係在除安裝有IC之磁性體天線(RF標籤)之線圈長邊方向(磁通之開放面)之一端之外的周圍形成絕緣物，並且金屬物或導電物被形成在上述絕緣物之外側。磁性體天線係被形成以由磁性體或磁性體和非磁性體所構成之磁心為中心而電極材料成為線圈狀，在該磁性體天線安裝IC而成為RF標籤。
本發明所涉及之複合RF標籤之概略圖表示於第1圖(a)~(d)、第2圖。
如圖所示般，本發明所涉及之複合RF標籤，係成為以金屬物或導電物30包圍線圈長邊方向之一端以外之方式配置在磁性體17之周圍，並且成為以絕緣物質20填充磁性體天線和上述金屬物或是導電物之間的構造。
在本發明中，金屬物或導電物之剖面形狀並不特別限定，即使為圓形、橢圓形、三角形、四角形、五角形、六角形等之多角形狀、星形等中之任一者形狀亦可。若考慮工業生產性，則以圓形為佳。
再者，在金屬物或導電物中，磁性體天線之線圈長邊方向之剖面形狀除第1圖(a)所示之圓筒形以外，即使為第1圖(b)~(d)所示之無底或圓錐形，底為半球者亦可。
並且，金屬物或導電物並不須要形成在絕緣物之外側全面，即使形成在絕緣物之外側全面之狀態及隔著間隙之狀態亦可。例如，即使以互相之金屬物或導電物不接觸之方式隔著間隙形成兩個以上之彎曲的金屬物或導電物之狀態；以互相之金屬物或導電物不接觸之方式，在絕緣物上形成兩個以上之板狀之金屬物或導電物之狀態；部分性隔著間隙之狀態；於將絕緣物之剖面設為圓狀之時將金屬物或導電物形成C字狀之狀態；於將絕緣物之剖面設為四角形等之多角形狀之時，在各角部形成有金屬物或導電物之狀態等中之任一狀態亦可。再者，即使為隔著上述間隙之狀態，或僅在複合RF標籤之至少任一方之端部全面形成金屬物或導電物之狀態亦可。
在本發明中，於金屬物或導電物之形狀為圓形之時，金屬物或導電物之內徑(第2圖之c)對磁性體天線剖面之最長長度(第2圖之a)的比(c/a)必須為1.0倍以上，但是以1.1倍以上為佳。更佳為1.3倍以上。
再者，金屬物或導電物之深度方向之長度(第2圖之d)對磁心之長邊方向之長度(第2圖b)之比(d/b)為1.0倍以上。上述d/b低於1.0之時，則難以具有充分感度。更佳為1.2倍以上。
再者，金屬物或導電物之厚度並不特別限定，但是以0.5~2.0mm左右為佳。
作為本發明中之金屬物，雖然不並特別限定，但是舉出一般之金屬製之管路材料之不鏽鋼、鐵、鋁、銅、黃銅等。作為導電物，可以利用碳等之一般導電性材料或聚乙炔等之導電性高分子材料或該些複合體。
作為本發明中之絕緣物，若使用樹脂、玻璃陶瓷、非磁性鐵氧體等即可。作為樹脂，則以聚醯亞胺、環氧樹脂、苯酚樹脂等之具有耐熱性者為佳。作為玻璃陶瓷，以硼矽酸系玻璃、鋅系玻璃或鉛系玻璃等為佳。非磁性鐵氧體則以Zn系鐵氧體等為佳。再者，即使混合樹脂、玻璃陶瓷及非磁性鐵氧體之兩種以上亦可。
在本發明中係在磁性體天線安裝IC當作RF標籤使用。另外，即使不安裝IC之時，亦可當作天線使用。再者，即使對複合磁性天線，將連接於磁性體天線之線圈引線端子之配線延長至複合磁性體天線之外側，並與設置在複合磁性體天線之外部的IC晶片亦可。
接著，針對本發明中之磁性體天線予以敘述。
將本發明中之磁性體天線之概略圖表示於第3圖~第5圖。
第3圖所示之磁性體天線係被形成以磁性層(磁心)為中心而電極材料成為線圈狀(捲繞狀)，以形成有線圈狀之電極材料的一方或雙方之外側面形成有絕緣層為基本構造。
在本發明中，第3圖所示之磁性體天線係如第6圖所示般，形成磁性層5，該磁性層5疊層有將混合磁性粉末與黏接劑會混合之混合物形成薄片狀之單層或多數層，且在該磁性層5開設貫通孔1。在上述貫通孔1之各個流入電極材料，並且，以在與貫通孔1成為直角之兩面，與貫通孔1連接而成為線圈狀(捲繞狀)之方式，形成電極層2，並且以磁性層5成為角型或長方形之線圈之方式形成線圈。此時，形成線圈4之磁性層5之兩端成為磁性電路上開放之構成。
接著，在形成有電極層之線圈4之上下面形成絕緣層6。
所取得之薄片可以藉由在貫通孔1和線圈開放端面3切斷而予以一體燒結成所欲之形狀，或是一體燒結後，在貫通孔1和線圈開放端面3切斷而製造出(LTCC技術)。
第4圖所示之磁性體天線係以被形成以磁性層(磁心)為中心而電極材料成為線圈狀(捲繞狀)，且在形成有線圈狀之電極材料之一方或雙方之外側面形成絕緣物，並在上述絕緣物之一方或或雙方之外側面設置有導電層為基本構造。
在本發明中，第4圖所示之磁性體天線係如第6圖所示般，形成磁性層5，該磁性層5疊層有將混合磁性粉末與黏接劑會混合之混合物形成薄片狀之單層或多數層，且在該磁性層5開設貫通孔1。在上述貫通孔1之各個流入電極材料，並且，以在與貫通孔1成為直角之兩面，與貫通孔1連接而成為線圈狀(捲繞狀)之方式，形成電極層2，並且以磁性層5成為角型或長方形之線圈之方式形成線圈。此時，形成線圈4之磁性層5之兩端成為磁性電路上開放之構成。
接著，在形成有電極層之線圈4之上下面形成絕緣層6。
並且，在上述絕緣層6之一方或雙方之上面(外側面)形成導電層7。
所取得之薄片可以藉由在貫通孔1和線圈開放端面3切斷而予以一體燒結成所欲之形狀，或是一體燒結後，在貫通孔1和線圈開放端面3切斷而製造出(LTCC技術)。
第5圖所示之磁性體天線係以本發明所涉及之磁性體天線形成以由磁性體5和非磁性體8所構成之磁心為中心，並在磁心外側電極材料成為線圈狀(捲繞狀)，並在形成有線圈狀之電極材料的一方或雙方之外側面形成絕緣層為基本構造。上述磁心成為磁性體被分割成非磁性體之構造。
並且，在第5圖所示之磁性體天線中，在上述磁心之剖面中，全磁性體和全非磁性體之面積比(全磁性體/全非磁性體)以1.0以下為佳。於非磁性層超過大於上述範圍之時，因磁心內之磁性體之比率下降，故對於磁性體天線之小型化不利。更佳範圍則以0.5以下，更佳為0.2以下。
並且，在第5圖所示之磁性體天線中，形成第5圖所示之磁性體天線之磁心的磁性層之一個剖面積(S)和磁性體天線之長度(L)之比(S/L)則以0.3以下為佳。當上述面積版(S/L)超過0.3之時，則難以降低反磁場之影響。
在本發明中，具有第5圖所示之磁心的磁性體天線，可以例如藉由以下之方法製造。
首先，形成磁性層，該磁性層疊層有混合磁性粉末及黏接劑的混合物形成薄片狀之單層或多數層。
另外，形成非磁性層，該非磁性層疊層有混合非磁性粉末及黏接劑的混合物形成薄片狀之單層或多數層。
接著，如第6圖所示般，將磁性層5和非磁性層8，交互疊層全體厚度成為所欲之厚度。
接著，在所疊層之磁性層及非磁性層開設所欲數量之貫通孔1。在上述貫通孔之各個流入電極材料。再者，在貫通孔與直角成為之兩面，以與貫通孔連接而成為線圈狀(捲繞線狀)之方式，形成電極層2。流入至貫通孔之電極材料和電極層，以磁性層成為長方形之線圈之方式，形成線圈。此時，形成線圈之磁性層之兩端成為磁性電路上開放之構成(第4圖之3)。
接著，如第5圖所示般，在形成有電極層之線圈4之上下面形成絕緣層6。
所取得之薄片可以藉由在貫通孔和線圈開放端面切斷而予以一體燒結成所欲之形狀，或是一體燒結後，在貫通孔1和線圈開放端面3切斷而製造出(LTCC技術)。
本發明中之磁性體天線係磁心之磁性體可以使用Ni-Zn系鐵氧體等。於使用Ni-Zn系鐵氧體之時，則以Fe2O3 45~49.5莫耳百分比、NiO 9.0~45.0莫耳百分比、ZnO 0.5~35.0莫耳百分比、CuO 4.5~15.0莫耳百分比般之組成為佳，選擇在使用之頻寬作為材料的透磁率高，磁性損失低的鐵氧體組成為佳。當材料為所需以上之高透磁率時，因增加磁性損失，故不適合於天線。
例如，選擇在RFID標籤用途中，在13.56MHz時透磁率成為70~120，在民生FM廣播收發訊用途中，在100MHz時透磁率成為10~30般之鐵氧體組成時，因磁性損失少，故較佳。
再者，本發明中之磁性體天線係在絕緣層之外側面形成線圈引線端子和IC晶片連接端子而連接IC。
形成有上述IC晶片連接端子之磁性體天線，可以在形成有電極層之線圈4之至少一方之表面的絕緣層6上設置貫通孔1，並在該貫通孔1流入電極材料，與線圈4之兩端連接，並在該絕緣層表面以電極材料形成線圈引線端子和IC晶片連接端子予以一體燒結而取得。
再者，本發明中之磁性體天線係在絕緣層之外側面配置電容器電極，並在配置有電容器電極之外側面又設置絕緣層。
再者，本發明中之磁性體天線即使在絕緣層之外側面印刷平行電極或是梳齒狀型電極而形成電容器，並且與線圈引線端子並聯或串聯亦可。
再者，本發明中之磁性體天線即使以在配置有電容器電極之外側面設置絕緣層，並在該絕緣層之外側面形成兼作IC晶片連接端子之電極而夾著該絕緣層之方式，形成電容器，並與IC晶片連接端子並聯或串聯連接亦可。
再者，本發明中之磁性體天線即使在絕緣層之外側面具有連接IC晶片之端子構造，且與IC晶片連接端子和線圈引線端子並聯或串聯亦可。
再者，本發明中之磁性體天線即使在絕緣層之外側面形成設置有可變電容器之端子，並聯或串聯線圈引線端子和線圈引線端子亦可。
本發明中之磁性體天線係磁心之磁性體可以使用Ni-Zn系鐵氧體等。於使用Ni-Zn系鐵氧體之時，則以Fe2O3 45~49.5莫耳百分比、NiO 9.0~45.0莫耳百分比、ZnO 0.5~35.0莫耳百分比、CuO 4.5~15.0莫耳百分比般之組成為佳，選擇在使用之頻寬作為材料的透磁率高，磁性損失低的鐵氧體組成為佳。當作為材料之透磁率過高時，因增加磁性損失，故不適合於天線。
例如，選擇在RFID標籤用途中，在13.56MHz時透磁率成為70~120，在民生FM廣播收發訊用途中，在100MHz時透磁率成為10~30般之鐵氧體組成時，因磁性損失少，故較佳。
本發明中之磁性體天線係磁心之非磁性體可以使用Zn系鐵氧體等之非磁性鐵氧體、硼矽酸系玻璃、鋅系玻璃或鉛系玻璃等之玻璃系陶瓷，或是適當混合非磁性鐵氧體和玻璃系陶瓷之混合物等。
非磁性鐵氧體所使用之鐵氧體粉末若選擇燒結體之體積固有電阻為108Ωcm以上般之Zn系鐵氧體組成即可。以Fe2O3 45~49.5莫耳百分比、ZnO 17.0~22.0莫耳百分比、CuO 4.5~15.0莫耳百分比之組成為佳。
於玻璃系陶瓷之時，所使用之玻璃系陶瓷粉末若選擇線膨脹係數與所使用之磁性體之線膨脹係數之差異不太大的組成即可。具體而言，與當作磁性體所使用之軟磁性鐵氧體之線膨漲係數之差為±5ppm/℃以內之組成。
接著，本發明所涉及之複合RF標籤之製造方法予以敘述。
本發明所涉及之複合RF標籤對於安裝有藉由上述方法所製作出之IC的磁性體天線，可以以導電物或金屬物包圍長邊方向之一端以外之方式配置，且以樹脂掩埋空隙而予以形成。再者，即使以浸塗法等將磁性體天線予以樹脂塗佈，且使用塗料等在乾燥之樹脂塗佈表面塗佈金屬或導體亦可。
本發明所涉及之複合RF標籤可以埋入至金屬零件、金屬工具等之特定形狀之凹部。若事先在欲設置金屬零件、金屬工具等之天線或標籤的對象物，形成特定形狀之凹部即可。
並且，本發明所涉及之複合RF標籤設置成線圈之長邊方向(磁通之開放面)對讀者成為垂直為佳。
[作用]
本發明所涉及之磁性體天線係形成以金屬物或導電物包圍外周，依此於埋入金屬物之時，不會有共振頻率等之特性偏差，可以將因使用環境之變化所造成之通訊感度之影響抑制成最小限度。
[實施例]
以下一面參照附件圖面，一面根據發明之實施型態詳細說明本發明。
[RF標籤1]
作為磁性層用，以球磨機混合900℃燒結後當作在13.56MHz之材料的透磁率成為100之Ni-Zn-Cu鐵氧體煅燒粉(Fe2O3 48.5莫耳百分比、NiO 25莫耳百分比、ZnO 16莫耳百分比、CuO 10.5莫耳百分比)100重量部、縮丁醛樹脂8重量部、可塑劑5重量部、溶劑80重量部，製造出漿體。以刮刀將所製造出之漿體在PET薄膜上薄片成型成150mm四角形，燒結時之厚度成為0.1mm。
86~89wt%、B2O3 7~10wt%、K2O 0.5~7wt%)100重量部、縮丁醛樹脂8重量部、可塑劑5重量部、溶劑80重量部，製造出漿體。以刮刀將所製造出之漿體在PET薄膜上薄片成型成150mm四角形，燒結時之厚度各成為0.05mm。
再者，與磁性層用相同，以球磨機混合Zn-Cu鐵氧體煅燒粉(Fe2O3 48.5莫耳百分比、ZnO 41莫耳百分比、CnO 10.5莫耳百分比)100重量部、縮丁醛樹脂8重量部、可塑劑5重量部、溶劑80重量部，製造出漿體。以刮刀將所製造出之漿體在PET薄膜上薄片成型成與磁性層相同之尺寸和厚度。
接著，如第6圖所示般，在磁性層用未處理片上開設貫通孔1，在其中填充Ag塗料，並且在與貫通孔1成為直角之兩面印刷Ag塗料而疊層10片，形成線圈。
接著，如第5圖所示般，在線圈4之上下面疊層絕緣層6用未處理片。
將疊層之未處理片一起加壓黏接，在貫通孔和線圈開放端面3切斷，在900℃以兩小時，一體燒結，而製作出橫10mm×縱3mm之尺寸之線圈捲數23轉之磁性體天線1。(在圖中，簡化線圈捲數。再者，磁性層之疊層片數因簡化圖示，故以3層表示。即使針對以下其他也相同)。
並且，在該磁性體天線之線圈兩端連接RF標籤用IC，與IC並列連接電容器而在被金屬物或導電物包圍之狀態下將共振頻率調整成13.56MHz而成為RF標籤。
將所取得之RF標籤放入至外徑6mm、內徑5mm、長度15mm之金屬管(不鏽鋼)，並將磁性體天線之一端配合金屬管之深處而配置成中心重疊，且以環氧樹脂填充空隙，以金屬板(不鏽鋼)上蓋而形成另一方。
此時之金屬管之內徑(第2圖之c)對磁性體天線剖面之最長長度(第2圖之a)之比(c/a)為1.4倍，金屬管之深度方向之長度(第2圖之d)對磁性體天線之長邊方向之長度(第2圖之b)的比(d/b)則為1.5倍。
在高度5cm之5cm四角形SUS塊開設的內徑6mm、深度15mm之凹部，設置上述複合RF標籤之前後，執行以下測量。
[共振頻率之測量和調整方法]
共振頻率係以持有Agilent Technologies公司所製作之阻抗分析器429A所測量出之阻抗的峰值頻率作為共振頻率。
[通訊距離之測量方法]
通訊距離係將外部金屬物影響少之筆型的讀取器/寫入器(TAKAYA公司所製作)，產品名TR3-PA001/TR3-M001B)之天線的筆頭，朝向不被所製作出之RF標籤之金屬物或導電物之一端，將能夠在13.56MHz通訊的極限位置之時的天線和RF標籤之距離設為通訊距離。
[RF標籤2比較例]
在與實施例1相同所製造出之磁性體天線，直接安裝IC，在其原樣狀態下，共振頻率調整成13.56MHz，成為RF標籤。以將所取得之RF標籤與RF標籤1相同可以設置在上述SUS塊之方式，藉由環氧樹脂覆蓋而予以評估。
如表1所示般，在不被金屬物覆蓋之複合RF標籤中，於埋入金屬物之時無法通訊。
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
17．．．磁性體天線
20．．．絕緣層
30．．．金屬物或導電物
a．．．磁性體天線之最長直徑
b．．．金屬物或導電物之內徑
c．．．磁性體天線之長邊方向之長度
D．．．金屬物或導電物之深度方向之長度
第1圖為本發明所涉及之複合RF標籤之概念圖。
第2圖為本發明所涉及之複合RF標籤之剖面圖。
第3圖為本發明中之磁性體天線之概念圖。
第4圖為本發明中之磁性體天線之概念圖。
第5圖為本發明中之磁性體天線之概念圖。
第6圖為本發明中之磁性體天線之線圈部分之疊層構成圖。

Claims (7)

  1. 一種複合RF標籤，為利用電磁感應方式用以收發資訊的複合RF標籤，其特徵為：該複合RF標籤係由安裝有IC之磁性體天線和被形成在該磁性體天線之周圍的絕緣物和金屬物或導電物所構成，上述磁性體天線係被形成以由磁性體所構成之磁心為中心而電極材料成為線圈狀，上述絕緣物被形成在除磁性體天線之線圈長邊方向一端之外的周圍，上述金屬物或導電物被形成在上述絕緣物之外側，上述絕緣物係樹脂、玻璃陶瓷、非磁性鐵氧體。
  2. 一種複合RF標籤，為利用電磁感應方式用以收發資訊的複合RF標籤，其特徵為：該複合RF標籤係由安裝有IC之磁性體天線和被形成在該磁性體天線之周圍的絕緣物和金屬物或導電物所構成，上述磁性體天線係被形成以由磁性體和非磁性體所構成之磁心為中心而電極材料成為線圈狀，上述絕緣物被形成在除磁性體天線之線圈長邊方向一端之外的周圍，上述金屬物或導電物被形成在上述絕緣物之外側，上述絕緣物係樹脂、玻璃陶瓷、非磁性鐵氧體。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之複合RF標籤，其中，上述金屬物或導電物之形狀為圓形之時，金屬物或導電物之內徑為磁性體天線剖面之最長長度的1.0倍以上。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之複合RF標籤，其 中，上述金屬物或導電物之深度方向之長度，為磁性體天線之長邊方向之長度的1.0倍以上。
  5. 一種複合磁性體天線，為利用電磁感應方式用以收發資訊的複合磁性體天線，其特徵為：該複合磁性體天線係由被形成在磁性體天線和該磁性體天線之周圍的絕緣物和金屬物或導電物所構成，上述磁性體天線係被形成以由磁性體或磁性體和非磁性體所構成之磁心為中心而電極材料成為線圈狀，上述絕緣物被形成在除磁性體天線之線圈長邊方向一端之外的周圍，上述金屬物或導電物被形成在上述絕緣物之外側，上述絕緣物係樹脂、玻璃陶瓷、非磁性鐵氧體。
  6. 一種金屬零件，其特徵為：設置有申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載之複合RF標籤或申請專利範圍第5項所記載之複合磁性體天線。
  7. 一種金屬工具，其特徵為：設置有申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載之複合RF標籤或申請專利範圍第5項所記載之複合磁性體天線。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2416446A4 (en) * 2009-03-31 2013-03-13 Toda Kogyo Corp COMPOSITE RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION LABEL AND TOOL EQUIPPED WITH THE COMPOSITE RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION LABEL
JP5404573B2 (ja) * 2010-09-27 2014-02-05 株式会社東芝 無線電力伝送装置および無線電力受信装置
WO2012050037A1 (ja) * 2010-10-12 2012-04-19 株式会社村田製作所 アンテナ装置および通信端末装置
WO2012144482A1 (ja) * 2011-04-18 2012-10-26 株式会社村田製作所 アンテナ装置および通信端末装置
US9898698B2 (en) 2011-07-01 2018-02-20 The Boeing Company Production tool having RFID device mounted within a dielectric inclusion
CN102354813A (zh) * 2011-09-23 2012-02-15 深圳市江波龙电子有限公司 一种通信天线及其制造方法、应用终端
TWI506854B (zh) * 2011-09-28 2015-11-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 天線及其製造方法
GB2516128B (en) * 2012-04-27 2017-04-19 Murata Manufacturing Co Coil antenna and communication terminal device
CA2815864C (en) * 2012-06-30 2018-04-17 The Boeing Company Production tool having rfid device mounted within a dielectric inclusion
JP5927337B2 (ja) * 2013-03-15 2016-06-01 株式会社日立システムズ 積層コイルアンテナを備えた小型ｉｃタグ及びその製法
US9721200B2 (en) * 2013-11-18 2017-08-01 Composecure, L.L.C. Card with metal layer and an antenna
US9306283B2 (en) * 2014-01-24 2016-04-05 Sony Corporation Antenna device and method for increasing loop antenna communication range
JP6364906B2 (ja) * 2014-04-15 2018-08-01 スミダコーポレーション株式会社 アンテナ装置およびアンテナ装置の製造方法
NZ726408A (en) 2014-05-22 2018-09-28 Composecure Llc Transaction and id cards having selected texture and coloring
US10783422B2 (en) 2014-11-03 2020-09-22 Composecure, Llc Ceramic-containing and ceramic composite transaction cards
KR102052765B1 (ko) * 2014-11-21 2019-12-09 삼성전기주식회사 페라이트 및 이를 적용한 칩 전자부품
JP6274135B2 (ja) * 2015-03-12 2018-02-07 株式会社村田製作所 コイルモジュール
DK3324650T3 (da) * 2016-11-18 2019-05-20 Gn Hearing As Antenne, der er indkapslet i en flerlagsprintplade
EP3731149A4 (en) * 2017-12-20 2021-09-01 Aichi Steel Corporation MAGNETIC MARKER AND MAGNETIC MARKER SYSTEM
US11978061B2 (en) 2022-01-04 2024-05-07 Robert Bosch Gmbh Casting embedded hardware encryption

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPP473898A0 (en) * 1998-07-20 1998-08-13 Integrated Silicon Design Pty Ltd Metal screened electronic labelling system
US6486853B2 (en) * 2000-05-18 2002-11-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Chip antenna, radio communications terminal and radio communications system using the same and method for production of the same
JP3711026B2 (ja) * 2000-07-17 2005-10-26 株式会社ハネックス Ｒｆｉｄタグの設置構造及びｒｆｉｄタグの設置方法及びｒｆｉｄタグの通信方法
JP2002207980A (ja) 2001-01-09 2002-07-26 Denso Corp 金属貼付用ｉｄタグ
JP2003046321A (ja) * 2001-08-01 2003-02-14 Mitsubishi Materials Corp 磁芯部材及びそれを用いたｒｆｉｄ用タグ
JP4092680B2 (ja) * 2001-09-07 2008-05-28 三菱マテリアル株式会社 Ｒｆｉｄ用タグの設置構造及び該タグを備えたｒｆｉｄシステム
DE10206676A1 (de) * 2002-02-18 2003-08-28 Giesecke & Devrient Gmbh Mit einem Transponder betätigbare Schaltvorrichtung
US7098858B2 (en) 2002-09-25 2006-08-29 Halliburton Energy Services, Inc. Ruggedized multi-layer printed circuit board based downhole antenna
JP2004200829A (ja) 2002-12-17 2004-07-15 Furukawa Electric Co Ltd:The Ｒｆｉｄタグ
JP2004362342A (ja) 2003-06-05 2004-12-24 Toppan Printing Co Ltd 非接触式電子タグ
JP4592001B2 (ja) 2003-12-11 2010-12-01 日立金属株式会社 アンテナ及びこれを用いた電波時計、キーレスエントリーシステム、ｒｆｉｄシステム
JP4477961B2 (ja) * 2004-07-28 2010-06-09 株式会社日立製作所 Ｉｃタグ付きボルト
JP2006202319A (ja) * 2004-12-21 2006-08-03 Digital Information Technologies Kk タグ保持体
US8072387B2 (en) * 2005-07-07 2011-12-06 Toda Kogyo Corporation Magnetic antenna and board mounted with the same
JP4821965B2 (ja) * 2005-07-07 2011-11-24 戸田工業株式会社 磁性体アンテナ
US7705733B2 (en) * 2006-01-06 2010-04-27 Warsaw Orthopedic, Inc. Coiled RFID tag

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Publication number Publication date
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