(57)【要約】【課題】非接触式データキャリアにおいて、データ通信距離の延長を図ると共に金属などの導電体の近接位置での使用を可能とする。【解決手段】本発明の非接触式データキャリア装置１は、外部磁界を収束させる磁界収束部１２を有するアンテナ層７及びこのアンテナ層７に対向するように配置された磁性体層９を備えるブースタアンテナ基板５と、このブースタアンテナ基板５上の磁界収束部１２を上記磁性体層９との間で挟む位置（被取付位置１２ａ）に取り付けられた小型タグ３と、から構成される。【選択図】図１Ｂ
2009182630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触式データキャリアを取り付けて用いられるブースタアンテナ基板であって、
外部磁界を収束させる磁界収束部を有するアンテナ層と、
前記アンテナ層と対向するように配置された磁性体層と、
を具備することを特徴とするブースタアンテナ基板。
【請求項２】
前記アンテナ層は、
導電性のベタパターンで形成されたアンテナ本体部と、
前記アンテナ本体部をその厚さ方向に開口して前記磁界収束部を構成する窓部と、
前記窓部から前記アンテナ本体部の外縁に到達して開口する溝部と、
を有することを特徴とする請求項１記載のブースタアンテナ基板。
【請求項３】
前記アンテナ層と前記磁性体層との間に介在された電気絶縁性を有する絶縁体層をさらに具備することを特徴とする請求項１又は２記載のブースタアンテナ基板。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のブースタアンテナ基板を複数搭載した状態で構成されていることを特徴とするブースタアンテナ基板シート。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のブースタアンテナ基板上の前記磁界収束部を前記磁性体層との間で挟む位置に前記非接触式データキャリアを取り付けて構成したことを特徴とする非接触式データキャリア装置。
【請求項６】
請求項２又は３記載のブースタアンテナ基板上の前記磁界収束部を構成する前記窓部内に前記非接触式データキャリアを取り付けて構成したことを特徴とする非接触式データキャリア装置。
【請求項７】
前記非接触式データキャリアを前記ブースタアンテナ基板と共に外側から覆う外装部をさらに具備することを特徴とする請求項５又は６記載の非接触式データキャリア装置。
【請求項８】
前記外装部は、
前記非接触式データキャリアの位置決め部を有する第１の外装構成部と、
溶融状態の成形材料を固化して形成され、かつ前記位置決め部で位置決めされた前記非接触式データキャリアを前記ブースタアンテナ基板と共に前記第１の外装構成部との間で覆う第２の外装構成部と、
を備えることを特徴とする請求項７記載の非接触式データキャリア装置。
【請求項９】
前記第１の外装構成部は、前記ブースタアンテナ基板の位置決め部をさらに有し、
前記第２の外装構成部は、当該位置決め部でそれぞれ位置決めされた前記非接触式データキャリア及び前記ブースタアンテナ基板を前記第１の外装構成部との間で覆う、
ことを特徴とする請求項８記載の非接触式データキャリア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触式データキャリアを取り付けて用いられるブースタアンテナ基板、ブースタアンテナ基板シート及び非接触式データキャリア装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データを格納可能なＩＣチップやパターニングされた例えばアンテナコイルを配線基板上に搭載した非接触式データキャリアが、物品のタグ情報のキャリアとして利用されている。この種の非接触式データキャリアは、配線パターンを微細化する技術を用いてアンテナコイルを小さく形成することが可能であり、部品単体の小型化を実現する。
【０００３】
また一方で、比較的長い通信距離が求められる用途では、アンテナコイルのコイル径を大きく構成することが効果的であるものの、この場合、非接触式データキャリア自体の小型化が難しくなる。そこで、主要部品となる小型の非接触式データキャリアと、コイル径の大きなアンテナコイルを搭載したブースタアンテナ基板と、を組み合わせて用いる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、このようなブースタアンテナ基板では、求められる機能に応じてより安価な構成を採用し、これに、量産を目的とした小型の非接触式データキャリアを組み合わせることで、装置全体としてコストダウンを図ることが可能となる。
【特許文献１】特開２００５−３２３０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したブースタアンテナ基板と小型の非接触式データキャリアとを併用する装置構成では通信エラーの発生が懸念され、例えば金属などの導電体の近くでの使用を満足させることについては考慮されておらず、この点において改善が求められている。
【０００６】
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、データ通信距離の延長を図れることに加え、金属などの導電体の近接位置での使用を可能とするブースタアンテナ基板、ブースタアンテナ基板シート及び非接触式データキャリア装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るブースタアンテナ基板は、非接触式データキャリアを取り付けて用いられるブースタアンテナ基板であって、外部磁界を収束させる磁界収束部を有するアンテナ層と、前記アンテナ層と対向するように配置された磁性体層と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明によれば、アンテナ層上の磁界収束部を磁性体層との間で挟む位置に非接触式データキャリアを取り付けることで、データの搬送波となる外部磁界（磁束）を収束させて効率的に非接触式データキャリア側に誘導することが可能となり、データ通信距離を延長させることができる。これに加えて、本発明によれば、磁束を実質的に通り易くした磁路を磁性体層中に形成できるので、当該磁性体層側を例えば金属製の物品側に対向させる姿勢で、非接触式データキャリアを搭載するブースタアンテナ基板を配置することにより、上記金属製の物品上にいわゆる渦電流が生じることを抑制でき、これにより、金属導体などの近接位置であってもデータを通信することが可能となる。
【０００９】
また、本発明では、ブースタアンテナ基板を複数搭載したブースタアンテナ基板シートを構成することが可能である。さらに、本発明では、ブースタアンテナ基板上の前記磁界収束部を前記磁性体層との間で挟む位置や、また前記磁界収束部を構成する窓部内に非接触式データキャリアを取り付けて非接触式データキャリア装置を得ることも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
このように、本発明によれば、データ通信距離の延長を図れることに加え、金属などの導電体の近接位置での使用を可能とするブースタアンテナ基板、ブースタアンテナ基板シート及び非接触式データキャリア装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
［第１の実施の形態］
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る非接触式データキャリア装置１の構成を概略的に示す平面図であり、図１Ｂは、その断面図である。また、図２Ａは、非接触式データキャリア装置１の構成部品であるブースタアンテナ基板５に小型タグ３を取り付ける前の状態を示す平面図であり、図２Ｂは、その断面図である。また、図３は、図１Ａの小型タグ３の構成を示す平面図であり、図４は、図２Ａに示すブースタアンテナ基板５に積層されたアンテナ層７の機能を説明するための図である。なお、平面図で示した図１Ａ、図２Ａ並びに図３（及び後述する図５Ａ、図６）では、導体パターンの形成領域を視覚的に把握し易くするためにハッチングを付与している。
【００１２】
図１Ａ〜図１Ｂに示すように、非接触式データキャリア装置１は、ブースタアンテナ基板５と、このブースタアンテナ基板５に取り付けられた非接触式データキャリアとしての小型タグ３と、から構成されている。
【００１３】
小型タグ３は、例えば１３．５６ＭＨｚの帯域を利用してデータの無線交信を行える電磁誘導型のＲＦＩＤ[Radio Frequency Identification]タグである。この小型タグ３は、図３に示すように、平面方向からみて矩形状に形成されており、例えば５ｍｍ角（後記図６参照）のサイズで構成されている。また、小型タグ３は、近年のパターン微細化技術や縦方向導電技術を適用して小型化を図ることができ安価に量産される。このような小型タグ３は、主に、配線基板１４、アンテナコイル（アンテナパターン）１７、ＩＣチップ１６、ボンディングワイヤ１６ａ、モールド樹脂１８から構成される。
【００１４】
ＩＣチップ１６は、ボンディングワイヤ１６ａを介してアンテナコイル１７に接続されており、主な内部構成要素として、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＲＦ回路、ＣＰＵなどを有する。ＣＰＵでは、ＲＯＭやＲＡＭに格納されたプログラムやデータなどを用いてリーダ（又はリーダライタ）側との間の通信制御や応答処理など各種の演算処理を実行する。
【００１５】
上記のＲＯＭには、小型タグ３の製造時に、タグごとに固有のタグ識別コードなどが記憶される。さらに、ＩＣチップ１６には、アンテナコイル１７を介して無線通信を行うための通信制御回路である上記ＲＦ回路の他、電源バックアップ不要でかつ書き換え可能な不揮発性メモリなども搭載されている。また、ＩＣチップ１６は、配線基板１４のほぼ中央に実装され、さらにその外側からモールド樹脂１８により封止されている。
【００１６】
アンテナコイル１７は、図３に示すように、配線基板１４の一方の主面上で、帯状のパターンが矩形状に複数回周回した形状を有し、外周端が縦方向導電体用ランド１７ａとして構成されている。この縦方向導電体用ランド１７ａは、その下側に位置する縦方向導電体に電気的に接続されており、この縦方向導電体は、配線基板１４の他方の主面（裏面）に設けられた不図示のアンテナコイル（アンテナパターン）の外周端に電気的に接続されている。配線基板１４の他方の主面に設けられた不図示のアンテナコイルは、アンテナコイル１７と同じ向きで渦巻き状に形成され、その内周端が縦方向導電体を介して縦方向導電体用ランド１７ｂに電気的に接続されている。
【００１７】
以上のように、アンテナコイル１７と不図示のアンテナコイルとにより、直列的につながる一巡のアンテナコイル（アンテナパターン）が形成されている。なお、配線基板１４として例えば３層以上の多層配線基板を採用し、この３層以上の各配線層にアンテナパターンをそれぞれ形成し、さらにこれらを直列的につないで一巡のアンテナコイルを構成するようにしてもよい。
【００１８】
また、小型タグ３としては、図３に示した構成のものに限らず他の構成を利用することも可能である。例えば、前述した多層配線基板を採用することの他、ＩＣチップ１６の実装をフリップチップ実装とすること、モールド樹脂１８に代えて配線基板１４上全面を覆う樹脂層を形成すること、配線基板１４中にＩＣチップ１６を埋め込み基板内蔵とすること、アンテナコイル１７の周回パターンを矩形状ではなくそれ以上の多角形とすること、アンテナコイル１７の周回パターンの一部に曲線パターンを導入すること、などを適宜採用することが可能である。
【００１９】
次に、このような小型タグ３の取り付けられるブースタアンテナ基板５の構造について説明する。すなわち、図１Ａ〜図２Ｂに示すように、ブースタアンテナ基板５は、導電体をパターン形成して構成されたアンテナ層７と、接着層（粘着層）８を介してこのアンテナ層７と対向するように配置された磁性体層９とから構成される。
【００２０】
アンテナ層７には、図１Ａ〜図２Ｂ及び図４に示すように、アンテナ本体部（アンテナ素子本体部）６、磁界収束部１２、及び切欠き溝（溝部）１０が設けられている。アンテナ本体部６は、導電体である銅やアルミニウムなどの金属製のホイール紙（金属シート）を例えば打ち抜きでパターン加工して構成される。詳細には、図１Ａ、図２Ａ、図４に示すように、このアンテナ本体部６は、ほぼ矩形状の導電性のベタパターンで形成されている。磁界収束部１２は、アンテナ本体部６の中央部分をその厚さ（積層）方向に開口（貫通）させた矩形状の窓部１２として構成されており、外部磁界（外部からの磁束）を収束させる機能を有する。切欠き溝１０は、この磁界収束部（窓部）１２からアンテナ本体部６の外縁（周縁部）に到達して開口するように形成されており、磁界収束部（窓部）と溝部においてはアンテナ層７の導電体が除去されている。
【００２１】
ここで、ブースタアンテナ基板５が備えた上記アンテナ層７による通信距離の延長機能（ブースト機能）について説明する。
すなわち、図４に示すように、リーダライタ（又はリーダ）が発生させる磁界（磁束）７ａの進行方向と直交させてブースタアンテナ基板５のアンテナ層７を配置すると、いわゆるレンツの法則により、このアンテナ層７のアンテナ本体部６の周縁部に渦電流７ｃが生じる。この渦電流７ｃは、磁界７ａがアンテナ層７側へ進行することを妨げるように作用する（磁界７ａの進行をキャンセルする方向の反磁界を生じさせる）。しかしながら、この一方で、切欠き溝１０とつながる磁界収束部（窓部）１２の周囲には、上記渦電流７ｃと逆向きに流れる渦電流７ｄが発生する。つまり、磁界収束部１２は、切欠き溝１０と協働しつつ渦電流の周回する向き（磁束の向き）を反転させ、これにより、磁界収束部１２の周囲の渦電流７ｄは、磁界７ａを収束するように作用する（磁界７ａの進行を強める磁界［磁束］７ｂを生じさせる）。
【００２２】
したがって、アンテナ層７上の磁界収束部１２を後に詳述する磁性体層９との間で挟む位置（被取付位置１２ａ）に小型タグ３を取り付けることで、リーダライタ側からのデータの搬送波となる交流磁界（磁束）を収束させて効率的に小型タグ３側に誘導することが可能となり、これにより、データ通信距離を延長させることができる。具体的には、図１Ａ〜図２Ｂに示すように、小型タグ３は、アンテナ層７の直上の被取付位置１２ａに接着層（粘着層）２を介して接合されている。つまり、非接触式データキャリア装置１では、小型タグ３の取り付けられている側とリーダライタ側とを対向させる位置関係で、データのやり取りが行われる。
【００２３】
さらに、本実施形態の非接触式データキャリア装置１は、金属などの導電体の近接位置での使用を可能とする金属対応型のブースタアンテナ基板５を備えた無線タグ装置である。すなわち、図１Ａ〜図２Ｂに示すように、小型タグ３の取り付けられるブースタアンテナ基板５は、上述したように、接着層８を介してアンテナ層７と対向するように配置された磁性体層９を備える。詳細には、電波シールドとして機能するこの磁性体層９は、接着層８を挟んで、アンテナ層７を一方の主面側（小型タグ３の非取付面側）から覆うように積層されている。
【００２４】
磁性体層９の構成材料は、いわゆる軟磁性体や金属系の磁性体と称される透磁率の高い材料である。具体的には、磁性体層９の材料は、電気的な短絡防止を考慮し例えばＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライトなどの高い電気絶縁性を有する磁性材料が好適である。また、このような磁性体層９の形成において、上記フェライトの磁性粉末などと混合する樹脂バインダを適用してもよい。
【００２５】
この樹脂バインダとしては、熱可塑性樹脂を主体とし、必要により磁性粉末と樹脂との親和力を向上させるシラン系、チタネート系、アルミ系などのカップリング剤、樹脂の流動性を高めるフタル酸系、スルホン酸系、リン酸系、エポキシ系などの可塑剤、混合物の流動性を高めるステアリン酸、ステアリン酸塩、脂肪酸アミド、ワックス類などの滑剤及び充填物の酸化を防止するヒーンダードフェノル系、硫黄系、リン系などの酸化防止剤を適宜添加したものが好適である。
【００２６】
すなわち、このような構造のブースタアンテナ基板５を備えた非接触式データキャリア装置１では、透磁率の高い磁性体層９中に磁路を形成できるので、ブースタアンテナ基板５の磁性体層９側を例えば金属製の物品（導電体）側に対向させて配置することにより、この金属製の物品上に渦電流（受信電波をキャンセルする方向に流れる渦電流）が生じることを抑制でき、金属導体などの近接位置であってもデータ通信が可能となる。
【００２７】
次に、このように構成された非接触式データキャリア装置の通信特性を図５Ａ〜図８に基づき考察する。ここで、図５Ａは、ブースタアンテナ基板１５と小型タグ３との相対的な取付位置の関係を説明するための平面図である。図５Ｂは、図５Ａにおける取付位置の関係を説明するための断面図である。また、図６は、ブースタアンテナ基板１５及び小型タグ３の概略的な寸法サイズを説明するための平面図である。さらに、図７は、ブースタアンテナ基板１５と小型タグ３との相対的な取付位置の関係に基づく通信距離の特性を表す図であり、図８は、非接触式データキャリア装置１１の動作環境及びブースタアンテナ基板１５の磁性体層９の厚さを変更した場合の通信距離の特性を表す図である。
【００２８】
詳述すると、図７に示すデータの測定条件としては、図５Ａ〜図６に示すように、ブースタアンテナ基板５の磁性体層９の表面（外側面）に、物品への取り付けのための接着層１９をさらに積層したブースタアンテナ基板１５を備える非接触式データキャリア装置１１を適用した。また、アンテナコイル１７のパターン表面と直交する方向（平面方向）からみた小型タグ３の外形サイズａ１×ａ２は、５．５ｍｍ×５．５ｍｍである。一方、アンテナ本体部６表面と直交する方向（平面方向）からみたブースタアンテナ基板１５の外形サイズ（アンテナ本体部６の最外形とほぼ同一サイズ）ｃ１×ｃ２は、３０ｍｍ×３０ｍｍで構成されている。
【００２９】
さらに、矩形状の窓部として形成された磁界収束部１２の平面サイズｂ１×ｂ２は、４ｍｍ×４ｍｍで構成されている。また、磁性体層９は、厚さｔ１が１００μｍのものを適用した。ここで、図６に示すように、小型タグ３を取り付けるべきブースタアンテナ基板１５上の理想的な被取付位置１２ａは、磁界収束部１２の平面方向の中心位置Ｇ１と、小型タグ３の平面方向の中心位置（アンテナコイル１７の巻回中心）Ｇ２と、が平面方向に重なり合う位置である。そこで、図５Ａ〜図６に示すように、これら中心位置Ｇ１、Ｇ２が一致している位置を基準位置（±０ｍｍの位置）として、Ｘ１方向（プラス方向）及びＸ２方向（マイナス方向）に小型タグ３のタグ取付位置を、上限を±５ｍｍとして１ｍｍずつずらしていった場合の通信距離（通信可能距離）を測定した。
【００３０】
より具体的には、非接触式データキャリア装置１１上の小型タグ３のアンテナコイル１７表面と、このアンテナコイル１７表面と対向させたリーダライタ（タカヤ製；出力１００ｍＷ）の離間距離を変更しながら通信距離（通信可能距離）の測定を行った。この場合、リーダライタ側からの返信要求に対し、小型タグ３からの応答信号をリーダライタ側で受信できたか否かで通信距離を求めた。
【００３１】
図７に示す測定結果より、磁界収束部１２の中心位置Ｇ１と小型タグ３の中心位置Ｇ２との位置ずれが±２ｍｍ以内に収まるように、小型タグ３を位置決めしつつブースタアンテナ基板１５に取り付けることで、約２０ｍｍの通信距離を得ることができる。
【００３２】
一方、図８に示すデータ（通信可能距離）の測定条件としては、上記図５Ａ〜図６に示したブースタアンテナ基板１５と小型タグ３とを備える非接触式データキャリア装置１１を適用した。ここで、図８に示すデータは、ブースタアンテナ基板１５上の磁界収束部１２の中心位置Ｇ１と小型タグ３の中心位置Ｇ２とを基準位置（±０ｍｍの位置）に固定した状態で、上記した測定と同様に通信可能距離を求めた。さらに、図８に示すデータの測定条件として、非接触式データキャリア装置１１における（ブースタアンテナ基板１５の）磁性体層９の厚さｔ１を、５０μｍとした１５個のサンプルと、１００μｍとした１５個のサンプルと、を用意し、個々の非接触式データキャリア装置において、金属（鉄製の物品）上と非金属（絶縁体）上との各動作環境で通信距離を測定した。
【００３３】
なお、ブースタアンテナ基板１５を用いない小型タグ３単体では、動作環境が非金属上の場合、通信距離は３０ｍｍ程度であり、一方、動作環境が金属上の場合、通信距離は０ｍｍである。さらにまた、金属上に磁性体シートを敷き、その上に小型タグ３単体を置いた場合では、通信自体は可能になるものの、磁性体シートを介在させたことで磁束の延びる向き（磁束の広がり）が制約され、その影響で非金属上にて３０ｍｍあった通信距離は２ｍｍ程度まで低下する。
【００３４】
一方、図８に示す測定結果からわかるように、磁界収束部１２を有するアンテナ層７と（厚さ５０μｍ／１００μｍの）磁性体層９とを各々積層したブースタアンテナ基板１５を備える非接触式データキャリア装置１１は、金属上、非金属上のいずれの動作環境下でも、約２０ｍｍもの通信距離を得ることができる。
【００３５】
既述したように、本実施形態に係るブースタアンテナ基板５、１５を備えた非接触式データキャリア装置１、１１によれば、アンテナ層７上の磁界収束部（窓部）１２を磁性体層９との間で挟む位置（被取付位置１２ａ）に小型タグ３を取り付けることで、リーダライタ側からのデータの搬送波となる外部磁界（磁束）を収束させて効率的に上記小型タグ３側に誘導することが可能となり、データ通信距離を延長させることができる。
【００３６】
また、本実施形態の非接触式データキャリア装置１、１１によれば、磁性体層９中に磁束を通り易くした磁路を形成できるので、この磁性体層９側を導電体で構成された例えば金属製の物品側に対向させる姿勢で、小型タグ３を搭載したブースタアンテナ基板５、１５を配置することにより、上記金属製の物品上でいわゆる渦電流が生じることを抑制でき、これにより、金属導体などの近接位置であってもデータを通信することが可能となる。さらに、本実施形態の非接触式データキャリア装置１、１１では、ブースタアンテナ基板５、１５側に取り付けるべき矩形状の小型タグ３に対し、アンテナ層７上の磁界収束部１２を矩形状の窓部（角穴）で構成していることで、小型タグ３の取り付け時の位置合せの基準が視覚的に明確となる。したがって、通信特性に大きな影響を与える小型タグ３の取付位置精度を向上させることができる。
【００３７】
なお、図１Ｂ、図５Ｂに示したブースタアンテナ基板５、１５を備える非接触式データキャリア装置１、１１に代えて、図９に示すように、アンテナ層７と磁性体層９との間に電気絶縁性を有する絶縁体層２２を介在させたブースタアンテナ基板２５ａを備える非接触式データキャリア装置２１ａを構成してもよい。具体的には、この構成では、絶縁体層２２となる例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂基板に対し、上述した磁性材料を例えば塗り込んで磁性体層９を形成した積層板２４ａを基材として適用した態様を例示している。
【００３８】
また、この非接触式データキャリア装置２１ａに代えて、図１０に示すように、絶縁体層２２を介在させるために、例えば片面銅張積層板などの絶縁基板上に導体層を張付けた積層板２４ｂを基材として用意し、この積層板２４ｂに対して打ち抜き加工などを行ってアンテナ層７（図２Ａなどに示したアンテナ本体部６）を形成したブースタアンテナ基板２５ｂを備える非接触式データキャリア装置２１ｂを構成することもできる。
【００３９】
さらに、この非接触式データキャリア装置２１ｂに代えて、図１１に示すように、絶縁体層２２を介在させるために、上記した積層板２４ｂと同様の絶縁基板上に導体層を積層した構造の積層板２４ｃを基材として用意し、この積層板２４ｃに対してエッチングなどを行ってアンテナ層７（アンテナ本体部６）をパターン形成したブースタアンテナ基板２５ｃを備える非接触式データキャリア装置２１ｃを構成してもよい。また、この図１１に示す構造のブースタアンテナ基板２５ｃ上のアンテナ層７（アンテナ本体部６）は、銀ペーストなどの導電ペーストを絶縁基板上に印刷して形成することも可能である。
【００４０】
このように絶縁体層２２を介在させた図９〜図１１に示す非接触式データキャリア装置２１ａ、２１ｂ、２１ｃでは、ブースタアンテナ基板２５ａ、２５ｂ、２５ｃの剛性を高めることができることに加え、アンテナ層７と磁性体層９との間の離間距離を長く採ることができるので、電波シールドとして機能する磁性体層９の磁気的影響（磁束が延び広がる向きを磁性体層９が制約すること）が軽減され、これにより、通信性能を向上させることが可能となる。
【００４１】
ここで、絶縁体層２２を構成するための絶縁樹脂材料としては、ＰＥＴ、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ＰＢＴ、ポリアリレート、シリコン樹脂、ジアリルフタレート、ポリイミドなどを適用することができる。この他、いわゆる強化プラスチックやポリカーボネートなどの比較的強度の高い絶縁樹脂材料を適用した場合、ブースタアンテナ基板２５ａ、２５ｂ、２５ｃにおける機械的強度のさらなる向上を図ることができる。
【００４２】
さらにまた、既述してきた非接触式データキャリア装置の備えるブースタアンテナ基板に代えて、図１２に示すように、小型タグ３の平面方向の外形サイズよりも、窓部として構成される磁界収束部１２ｂの平面方向のサイズを大きく形成したブースタアンテナ基板２５ｄを備える非接触式データキャリア装置２１ｄを構成してもよい。この構造の場合、ブースタアンテナ基板２５ｄ上の磁界収束部１２ｂとして機能する窓部内に小型タグ３を取り付けるかたちで非接触式データキャリア装置２１ｄが構成されるので、装置全体の薄型化及び小型化を図ることができる。また、図１３に示すように、磁界収束部１２ｂ（窓部）内に小型タグ３を取付可能な構成と上記した絶縁体層２２を介在させた構成とを共に有するブースタアンテナ基板２５ｅを備えた非接触式データキャリア装置２１ｅを得ることも可能である。
【００４３】
また、図５Ｂに例示したブースタアンテナ基板１５を備える非接触式データキャリア装置１１と同様、図１４に示すように、磁性体層９の表面（底面）に接着層１９を積層したブースタアンテナ基板３５を備える非接触式データキャリア装置３１を構成することもできる。また、同様に、上記図９〜図１２に例示したブースタアンテナ基板２１ａ〜２１ｄの磁性体層９の表面（底面）に接着層１９を積層して非接触式データキャリア装置を構成してもよい。接着層１９を設けた場合、非接触式データキャリア装置を物品へ取り付ける際の作業が容易となる。また、このような接着層１９のさらに外側に剥離紙を貼り付けたブースタアンテナ基板（及びこれを備えた非接触式データキャリア装置）を構成してもよい。
【００４４】
さらに、図１５に示すように、上記のブースタアンテナ基板３５又は図５Ｂに示したブースタアンテナ基板１５（若しくはブースタアンテナ基板２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２１ｅ）を長尺の基材シート４７上（例えば剥離紙などで形成された基材シート上）に複数搭載した状態のブースタアンテナ基板シート４５を構成することも可能である。また、ブースタアンテナ基板シート４５をロール状に巻回してブースタアンテナ基板ロールを構成してもよい。
【００４５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施形態を図１６〜図１９Ｂに基づき説明する。ここで、図１６は、本発明の第２の実施形態に係る非接触式データキャリア装置５１の構造を概略的に示す断面図である。また、図１７Ａは、この非接触式データキャリア装置５１の１次成形加工部５２のタグ位置決め部５４に小型タグ３を位置決めする前の状態を示す断面図である。さらに、図１７Ｂは、上記１次成形加工部５２のアンテナ基板位置決め部５８にブースタアンテナ基板２５を位置決めする前の状態を示す断面図であり、図１７Ｃは、互いに位置決めされた小型タグ３及びブースタアンテナ基板２５を１次成形加工部５２と共に成形型５６、５７内に収容した状態を示す断面図である。
【００４６】
また、図１８は、上記図１６の非接触式データキャリア装置５１と一部構造の異なる他の非接触式データキャリア装置６１を示す断面図である。さらに、図１９Ａは、この非接触式データキャリア装置６１の１次成形加工部６２のタグ位置決め部６４に小型タグ３を位置決めする前の状態を示す断面図であり、図１９Ｂは、図１９Ａのタグ位置決め部６４に位置決めされた小型タグ３側にブースタアンテナ基板２５を取り付ける前の状態を示す断面図である。なお、上記した図１６〜図１９Ｂにおいて、図１Ｂ、図９に例示した第１の実施形態の非接触式データキャリア装置１、２１ａに設けられていたものと同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
【００４７】
図１６に示すように、この実施形態に係る非接触式データキャリア装置５１は、小型タグ３をブースタアンテナ基板２５ａ（又はブースタアンテナ基板５、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２１ｅ）と共に外側から覆う（第１の実施形態で例示した非接触式データキャリア装置を外側から覆う）第１の外装構成部である１次成形加工部５２と第２の外装構成部である２次成形加工部５３とを外装部として備える。これにより、非接触式データキャリア装置５１では、外部の環境及び機械的ストレスから小型タグ３及びブースタアンテナ基板を保護することができる。
【００４８】
また、１次成形加工部５２は、溶融状態の成形材料を固化して形成（１次成形）されており、小型タグ３及びブースタアンテナ基板２５（又は５）それぞれを相対的に位置決めするタグ位置決め部５４及びアンテナ基板位置決め部５８を凹部として備える。つまり、タグ位置決め部５４及びアンテナ基板位置決め部５８は、それらの側壁部５４ａ、５８ａを通じて、上記図５Ａ〜図６で例示したように、ブースタアンテナ基板上の磁界収束部１２の中心位置Ｇ１と小型タグ３の中心位置Ｇ２との位置ずれが前述した±２ｍｍ以内に収まるように、ブースタアンテナ基板の被取付位置１２ａ上（又は図１３などに例示した磁界収束部１２ｂを構成する窓部内の所定位置）に小型タグ３を位置決めする。
【００４９】
一方、２次成形加工部５３は、溶融状態の成形材料を固化して形成（２次成形）されており、タグ位置決め部５４及びアンテナ基板位置決め部５８で、それぞれ位置決めされた小型タグ３及びブースタアンテナ基板を、１次成形加工部５２との間で外側から覆う。上述した１次成形加工部５２及び２次成形加工部５３の材料としては、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、シリコーンゴム、ＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエンゴム）などが例示される。このようなゴム材料や樹脂材料などを用いて、１次成形加工部５２及び２次成形加工部５３を成形することで、非接触式データキャリア装置の耐薬品性、耐熱性、難燃性などを向上させることができる。
【００５０】
ここで、上記構造の非接触式データキャリア装置５１を製造する場合には、まず、所定の成形型を用いて、図１７Ａに示すように、タグ位置決め部５４及びアンテナ基板位置決め部５８を有する１次成形加工部５２を１次成形する。なお、この１次成形加工部５２は、型を用いた成形に限らず、母材からの削り出しなどによって作製されるものであってもよい。次に、図１７Ａ、図１７Ｂに示すように、この１次成形加工部５２のタグ位置決め部５４に対し、小型タグ３を接着層２の非積層側からセット（装着）する。続いて、図１７Ｂ、図１７Ｃに示すように、アンテナ基板位置決め部５８に対し、ブースタアンテナ基板２５（又は５）をアンテナ層７からセット（装着）する。
【００５１】
次に、図１７Ｃに示すように、互いに位置決めされた小型タグ３及びブースタアンテナ基板を１次成形加工部５２と共に成形型５６、５７内に収容し、この成形型５６、５７内の空隙部５７ａに材料注入口（図示せず）を通じて溶融状態の成形材料を充填する。この後、充填された成形材料の２次成形を行い、固化された２次成形加工部５３と上記１次成形加工部５３とで外装部の構成された非接触式データキャリア装置５１を成形型５６、５７内から取り出す。
【００５２】
このようにして製造された非接触式データキャリア装置５１によれば、ブースタアンテナ基板上の磁界収束部１２上の被取付位置１２ａ（又は図１３などに例示した磁界収束部１２ｂを構成する窓部内の所定位置）に対し、小型タグ３を正確に位置決めすることができるので、通信性能に大きな影響を及ぼす小型タグ３の取付位置精度を向上させることができる。また、タグ位置決め部５４及びアンテナ基板位置決め部５８を有する１次成形加工部５２を適用することで、ブースタアンテナ基板と小型タグ３との間の接着層２を削除することも可能である。
【００５３】
さらに、このような構造の非接触式データキャリア装置５１に代えて、図１８〜図１９Ｂに示すように、小型タグ３の位置決め部（側壁部６４ａを持つタグ位置決め部６４）のみを有する１次成形加工部（第１の外装構成部）６２と、溶融状態の成形材料を固化して形成されかつタグ位置決め部６４で位置決めされた小型タグ３を、ブースタアンテナ基板２５ａ（又はブースタアンテナ基板５、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ）と共に１次成形加工部６２との間で覆う２次成形加工部（第２の外装構成部）６３と、を外装部として備える非接触式データキャリア装置６１を構成することもできる。
【００５４】
このような構成の非接触式データキャリア装置６１では、図１９Ａ、図１９Ｂに示すように、１次成形加工部６２のタグ位置決め部６４で位置決めされた小型タグ３に対し、ブースタアンテナ基板の磁界収束部１２上の被取付位置１２ａ（又は図１３などに例示した磁界収束部１２ｂを構成する窓部内の所定位置）を接着層２を介して接合した後、図１４に示すように、第１、２次の成形加工部（６２、６３）で小型タグ３及びブースタアンテナ基板を外側から覆うことができる。
【００５５】
したがって、非接触式データキャリア装置６１においても、ブースタアンテナ基板上の磁界収束部１２（又は１２ｂ）に対する小型タグ３の取付位置精度を向上させることができる。ここで、成形加工時の加熱などの要因で小型タグ３上の接着層２の接着力を上回り、ブースタアンテナ基板が流動してしまうことなどが懸念される場合には、図１７Ａ〜図１７Ｃに示した製法を採る図１６の非接触式データキャリア装置５１を適用することが好ましい。また、図１８に示した当該非接触式データキャリア装置６１によれば、図１６に示した非接触式データキャリア装置５１と同様に、外部の環境及び機械的ストレスから小型タグ３及びブースタアンテナ基板を保護することができる。
【００５６】
以上、本発明を第１、第２の実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施形態では、通信距離の延長を図るための対象の非接触式データキャリアとして、１３．５６ＭＨｚの帯域を利用する電磁誘導型の小型タグ３を例示したが、本発明のブースタアンテナ基板では通信距離の延長に共振を利用しないことから、用途の拡大を図ることが可能である。つまり、磁界型の非接触式データキャリアであれば、上記の１３．５６ＭＨｚ以外の他の帯域を利用するものであっても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る非接触式データキャリア装置の構成を概略的に示す平面図。
【図１Ｂ】図１Ａに示す非接触式データキャリア装置の断面図。
【図２Ａ】図１Ａの非接触式データキャリア装置の構成部品であるブースタアンテナ基板に小型タグを取り付ける前の状態を示す平面図。
【図２Ｂ】図２Ａのブースタアンテナ基板に小型タグを取り付ける前の状態を示す断面図。
【図３】図１Ａの非接触式データキャリア装置の構成部品である小型タグを示す平面図。
【図４】図２Ａに示すブースタアンテナ基板に積層されたアンテナ層の機能を説明するための図。
【図５Ａ】ブースタアンテナ基板と小型タグとの相対的な取付位置の関係を説明するための平面図。
【図５Ｂ】図５Ａにおけるブースタアンテナ基板と小型タグとの相対的な取付位置の関係を説明するための断面図。
【図６】図５Ａに示すブースタアンテナ基板及び小型タグの概略的な寸法サイズを説明するための平面図。
【図７】図５Ａに示すブースタアンテナ基板と小型タグとの相対的な取付位置の関係に基づく通信距離の特性を表す図。
【図８】図５Ａに示す非接触式データキャリア装置の動作環境及びブースタアンテナ基板の磁性体層の厚さを変更した場合の通信距離の特性を表す図。
【図９】図１Ｂ、図５Ｂのブースタアンテナ基板と一部構造の異なる他のブースタアンテナ基板を備える非接触式データキャリア装置を示す断面図。
【図１０】図１Ｂ、図５Ｂ、図９のブースタアンテナ基板と一部構造の異なる他のブースタアンテナ基板を示す断面図。
【図１１】図１Ｂ、図５Ｂ、図９、図１０のブースタアンテナ基板と一部構造の異なる他のブースタアンテナ基板を示す断面図。
【図１２】図１Ｂ、図５Ｂ、図９〜図１１のブースタアンテナ基板と一部構造の異なる他のブースタアンテナ基板を示す断面図。
【図１３】図１Ｂ、図５Ｂ、図９〜図１２のブースタアンテナ基板と一部構造の異なる他のブースタアンテナ基板を示す断面図。
【図１４】図１Ｂ、図５Ｂ、図９〜図１３のブースタアンテナ基板と一部構造の異なる他のブースタアンテナ基板を示す断面図。
【図１５】図５Ｂ、図１４のブースタアンテナ基板を複数搭載したブースタアンテナ基板シートの構造を示す断面図。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る非接触式データキャリア装置の構造を概略的に示す断面図。
【図１７Ａ】図１６に示した非接触式データキャリア装置の１次成形加工部のタグ位置決め部に小型タグを位置決めする前の状態を示す断面図。
【図１７Ｂ】図１７Ａの１次成形加工部のアンテナ基板位置決め部にブースタアンテナ基板を位置決めする前の状態を示す断面図。
【図１７Ｃ】図１７Ｂの互いに位置決めされた小型タグ及びブースタアンテナ基板を１次成形加工部と共に成形型内に収容した状態を示す断面図。
【図１８】図１６の非接触式データキャリア装置と一部構造の異なる他の非接触式データキャリア装置を示す断面図。
【図１９Ａ】図１８に示した非接触式データキャリア装置の１次成形加工部のタグ位置決め部に小型タグが位置決めされる前の状態を示す断面図。
【図１９Ｂ】図１９Ａのタグ位置決め部に位置決めされた小型タグ側にブースタアンテナ基板を取り付ける前の状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００５８】
１，１１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，３１，５１，６１…非接触式データキャリア装置、３…小型タグ（非接触式データキャリア）、５，１５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，３５…ブースタアンテナ基板、６…アンテナ本体部、７…アンテナ層、７ａ，７ｂ…磁界（磁束）、７ｃ，７ｄ…渦電流、９…磁性体層、１０…切欠き溝、１２，１２ｂ…磁界収束部（窓部）、１２ａ…被取付位置、２２…絶縁体層、４５…ブースタアンテナ基板シート、５２，６２…１次成形加工部、５３，６３…２次成形加工部、５４，６４…タグ位置決め部、５６，５７…成形型、５８…アンテナ基板位置決め部。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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