天线,薄膜天线使用的磁芯元件和装备有薄膜天线的卡制造技术

在薄型天线中所用的一种磁芯元件，该磁芯元件具有２５μｍ或更小的厚度和由特定的非晶质合金带或特定的毫微－结晶合金带组成。具有由磁芯元件制成的层压磁芯的薄型天线具有高的抗变形性和高的Ｑ值。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及适用于在薄膜天线的磁芯元件和由磁芯元件制造的薄膜天线。本专利技术还涉及装有诸如向计算机转送或从计算机接收信号的IC卡型接口和用于自动检票系统内的交通季票等薄膜天线的卡。近来，具有个人计算机外部设备功能的PC卡，诸如外部存储设备，调制解调器等等已经投入使用。例如，具有满足PCMCIM（个人计算机存储器卡国际协会）和JEIDA（日本电子工业发展协会）标准的IC卡型接口的PC卡已经使用在包括笔记本型个人计算机的小型终端设备内。根据它们的大小尺寸，PC卡分为3类，1型、2型和3型，1型是最薄的一种。因此，已经要求用较薄的元件来生产这类薄PC卡。主要通过具有导电性的端口的插座把PC卡联接到个人计算机上。然而，这样的联接具有一些缺点，例如端口之间不能有效地接触，不能有效地防止复制存储在卡内的信息等。另一方面，使用电磁波耦联IC卡接口和计算机的方法可以避免非有效的接触和具有可以远程转送和/或远程接收信号的优点。使用电磁波转送和/或接收信号的IC卡可以应用到公共汽车或铁路的季票，送滑雪者的吊索设备票，会员卡，身份证卡（ID）等等。在使用这样的IC卡时，由人工进行的检票或验票可以自动化。例如，-->IC卡可以用在自动检票系统中，其中，在售票窗或入口处的自动检票机从IC卡中接收对应存储在IC卡中的信息的电磁波，检验信息，然后，当没有检查出问题时打开门，或者，当检验出问题时，关闭门或者报警。这样的IC卡，象PC卡一样要求能装在如口袋或皮夹中，要求象信用卡一样薄。IC卡也能进一步提供如页面接收机一样的信息显示功能。在这种情况下，IC卡只能是接收型的。这样薄的并通过电磁波传送和接收信号的IC卡应当配备有薄的和具有高性能的天线。按照政府的规定，IC卡的电磁波的频率范围被限制在134kHz左右的范围。通常，作为用在卡内的天线使用铁氧体芯。然而，由于铁氧体芯是如此地脆，在卡轻微变形时就产生裂缝，具有铁氧体芯天线的卡不适合装在裤袋等中而携带。为解决这个问题，可以把卡做得抗变形。然而，生产硬性或刚性的卡导致增加生产成本并加大了卡的尺寸。同时，由于它抗变形和抗弯曲，当把它放在裤袋等处携带时，有不愉快的感觉。JP-A-5-267922公开了汽车天线作为具有非晶质合金薄带叠层的磁芯的天线的实例。非晶质合金磁芯天线由于它的高磁导率而获得高的电感，并且由于在频率范围10～20kHz内非结晶合金的Q值（晶质因数）高于铁氧体而优于铁氧体磁芯天线。这里使用的Q值可以表示为Q＝ωL/R，其中ω＝2πf，L是感抗，和R是包括线圈损耗的电阻。JP-A-5-267922提出所公开的非晶质磁芯天线是经过390～420℃的0.5～2小时的热处理而产生的，该天线的厚度最好是15～35μm。然而，经受上述热处理的非晶质磁芯所制成的天线在较高-->频率范围内，即，IC卡所使用的大约134kHz的频率范围不能获得足够的Q值。因此，本专利技术的目的是提供一种磁芯元件，该磁芯元件在较高的频率范围下，特别是在100kHz或更高的频率范围下能提供具有足够天线性能的薄和抗变形的天线。本专利技术的另一个目的是提供一种具有上述磁芯元件的高Q值的天线。本专利技术的又一目的是提供具有上述薄天线的薄IC卡。作为深入研究的结果，专利技术人已经发现，由特定的非晶质合金或特定的毫微-结晶合金所制成的磁芯元件显示出薄天线所需要的良好的特性。基于该发现已经完成了本专利技术。这样，按本专利技术的第一方案，提供由厚度为25μm或更薄的非晶质合金带所制成的磁芯元件，它具有下述表示的化学成份：（Co1-aFea）100-b-c-d-eTbSicBdYe（1）其中T是选自Mn、Ni、Ti、Zr、Hf、Cr、Mo、Nb、W、Ta、Cu、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Re和Sn中的至少一个元素;Y是选自C、Ge、Ga、P和Al中的至少一个元素;a是满足0≤a≤0.1的数值;b、c、d和e是原子百分比，每一个分别满足0≤b≤15、0≤c≤20、5≤d≤25、0≤e≤20和15≤c+d≤30。按本专利技术的第二个方案，提供由厚度为25μm或更薄的毫微-结晶合金带组成的磁芯元件，它具有下述表示的化学组成：（Fe1-VMV）100-x-y-z-wAxM′yM″zXw（2）其中M是Co、Ni或它们的组合;A是Cu、Au或它们的组合;M′是选自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W中的至少一个元素;M″是选自-->Cr、Mn、Al、Sn、Zn、Ag、In、铂族元素、Mg、Ca、Sr、Y、稀土元素、N、O和S中的至少一个元素;X是选自B、Si、C、Ge、Ga和P中的至少一个元素;V是满足于0≤V≤0.5的数值;x、y、z和w是原子百分比，每一个分别满足0≤x≤10，0.1≤y≤20，0≤z≤20和2≤w≤30，至少50%的合金结构包括平均晶粒粒度为100nm或更小的晶粒。根据本专利技术的第三方案，提供薄膜天线包括上面定义的磁芯元件的层压磁芯和至少一个绕在层压磁芯上的线圈。根据本专利技术的第四方案，所提供的卡装备有上述定义的薄膜天线和发送电路和/或接收电路。图1是本专利技术天线结构的示意图;图2是图1所示天线的磁芯的剖面图;图3是Q值的频响曲线图;图4是按本专利技术的IC卡的示意图。下面将详细地描述本专利技术。[A]磁芯元件本专利技术的磁芯元件是由非晶质合金带或毫微-结晶合金带制成的。非晶质合金的化学组成如下：（Co1-aFea）100-b-c-d-eTbSicBdYe（1）在式（1）中，T是选自Mn、Ni、Ti、Zr、Hf、Cr、Mo、Nb、W、Ta、Cu、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Re和Sn中的至少一个元素。这些元素具有增加Q值和改进合金抗腐蚀的效果。当T（b）的含量超过15%（原子）时，Q值开始下降，所以，按原子百分率计，b优先是-->满足0≤b≤15，更优选的是0.5≤b≤10的范围。Y是选自C、Ge、Ga、P和Al中的至少一个元素，优选的Y是选自Ge、Ga和P中的至少一个元素。这些元素支持非结晶态的形成。当Y（e）的含量超过20%（原子）时，导致磁通量密度显著减少。因此，按原子%计，含量（e）优选的在0≤e≤20，更优选的在0≤e≤10。表示Fe组成比率的数值a优选为0≤a≤0.1，更优选在0.01≤a≤0.07。当数值超过0.1时，磁致伸缩增加而导致由于合金带变形、合金带和树脂的附着力等等而使Q值下降。Si（硅）含量（c），B（硼）的含量（d）和这些含量的总量（c+d）按原子百分率分别是：0≤c≤20，最好10≤c≤20;5≤d≤25，最好是5≤d≤10和15≤c+d≤30。当所有的Si含量，B含量和这些含量的总量是在上述范围内时，足量的高电阻的氧化层（SiO2层）就能在合金的表面上形成，以使得合金带高度地绝缘。在形成这样的氧化层时，可以得到相对高的Q值而无需进行任何附加的绝缘处理。另一方面，当任何Si含量、B含量和其总量超出上述范围时，在约134kHz附近的Q值显著地降低。磁芯元件的其它材料是毫微-结晶合金，它的化学组成用下式表示：（Fe1-VMV）100-x-y-z-wAxM′yM″zXw（2）在式（2）中，M是Co、Ni或它们的组合，按原子%计，M（V）的组成比为0≤v≤0.5，最好是0≤v≤0.1。A是Cu、A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁芯元件，它由厚度为２５μｍ或更少的并具有式（１）的化学成分的非晶质合金带组成： （Ｃｏｏ↓［１－ａ］Ｆｅ↓［ａ］）↓［１００－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ］Ｔ↓［ｂ］Ｓｉ↓［ｃ］Ｂ↓［ｄ］Ｙ↓［ｅ］ （１） 其中Ｔ是选自Ｍｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｅ和Ｓｎ中的至少一个元素；Ｙ是选自Ｃ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｐ和Ａｌ中的至少一个元素；ａ是满足０≤ａ≤０. １的数字值；而ｂ、ｃ、ｄ和ｅ是分别满足０≤ｂ≤１５，０≤ｃ≤２０，５≤ｄ≤２５，０≤ｅ≤２０和１５≤ｃ＋ｄ≤３０的原子百分数。

【技术特征摘要】
JP 1994-4-11 6-722291、一种磁芯元件，它由厚度为25μm或更少的并具有式(1)的化学成分的非晶质合金带组成：(Co1-aFea)100-b-c-d-eTbSicBdYe(1)其中T是选自Mn、Ni、Ti、Zr、Hf、Cr、Mo、Nb、W、Ta、Cu、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Re和Sn中的至少一个元素；Y是选自C、Ge、Ga、P和Al中的至少一个元素；a是满足0≤a≤0.1的数字值；而b、c、d和e是分别满足0≤b≤15，0≤c≤20，5≤d≤25，0≤e≤20和15≤c+d≤30的原子百分数。2、一种磁芯元件，它由厚度为25μm或更少的并具有式（2）化学成分的毫微-结晶合金组成，（Fe1-VMV）100-x-y-z-wAxM′yM″zXw（2）其中M是Co、Ni或它们的组合;A是Cu、Au或它们的组合;M′是选自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W中的至少一个元素;M″是选自Cr、Mn、Al、Sn、Zn、Ag、In、铂族元素、Mg、Ca、Sr、Y、稀土元素、N、O、S中的至少一个元素;X是选自B、Si、C、Ge、Ga和P中的至少一个元素;V是满足0≤v≤0.5的数值;x、y、z和w是原子百分比，各分别满足0≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉泽克仁，荒川俊介，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]