以智能手機為代表的移動設備中，支持NFC（近距離無線通訊）的產品不斷增加。
TDK的積層鐵氧體線圈MLJ系列通過使用新開發的低損耗鐵氧體材料，以小型尺寸實現最適合搭載NFC設備的通信特性的商品
預計將在世界範圍內快速普及的NFC搭載設備
依靠自十幾年前研究至今的功能，近幾年NFC在世界範圍內得到了快速普及。在日本國內，手機錢包、電子貨幣以及車站檢票口支付等非接觸式IC卡的普及已達到了很高的水平，這也是NFC功能的一部分。今後，預計在世界範圍內，運用NFC功能的各種用途將會得到進一步的擴大，NFC搭載設備也將進一步增加。
圖1所示為NFC代表性電路的概略圖。其結構為，在天線與控制IC之間插入由線圈及電容器構成的LC濾波電路。
由於其對阻抗匹配也會產生影響，因此需要線圈電感與電容器靜電容量之間的偏差較小，同時線圈中要求窄公差（電感值±5%以內）以及在進行迴流爐、電流通電時也能保持穩定特性。同時，還要求在通信頻帶為13.56MHz時保持較低的損耗（損失），因此也需要High-Q。為此，TDK全新開發了能夠匹配這些要求特性的積層鐵氧體線圈MLJ1608系列。
MLJ1608系列是能夠滿足NFC電路所要求特性，實現最佳設計的線圈。同時，在70MHz左右以下可保持High-Q，因此能夠在信號線中發揮低損失效果，並可大幅改善直流重疊特性，因此也可用於電源線對策中。以下針對大幅超越現有商品的MLJ1608系列的優異特性進行介紹。
圖1 NFC的概略電路圖
通過新開發的低損耗鐵氧體材料實現低損失特性
在通信時，NFC電路中會流過交流信號，但鐵氧體線圈中流過交流信號時會發生渦流損耗、磁滯損耗、剩餘損耗等磁芯損耗（磁芯損失）。一般情況下，鐵氧體材料特性以B-H曲線予以表示，交流電流振幅範圍中將會發生稱為小磁滯回線的小型B-H曲線。該小磁滯回線的大小將關係到磁芯損失。如圖2所示，現有鐵氧體材料中，剩餘磁通密度較大，因此小磁滯回線也較大。而新開發的鐵氧體材料中，剩餘磁通密度較小，因此小磁滯回線亦較小。MLJ系列通過使用該低損耗鐵氧體材料，大幅減少磁芯損失，實現優於現有MLF系列及繞組線圈產品的低損失特性（圖3）。低損失特性將幫助提高通信特性，降低耗電量。
圖2 現有鐵氧體材料與低損耗鐵氧體材料的B-H曲線的比較（模型圖）
圖3 現有產品與MLJ1608系列的功率損失比較
流重疊特性也得到大幅改善
以往NFC用控制IC以通信時僅需要少量電流的IC為主，因此在線圈中，現有的MLF1608系列則作為參考線圈使用。然而，近年來，同時具備無線LAN及Bluetooth功能、在通信時需要大電流的IC也不斷增加，因此MLF1608系列的額定電流漸漸無法得以滿足。
MLJ系列中使用了全新開發的可支持低損耗大電流的鐵氧體材料。該鐵氧體材料與以往MLF系列中使用的材料保持了同等性能，同時將直流重疊特性改善了2倍以上。通過該特性改善，MLJ1608系列實現了超越大一個尺寸的MLF2012形狀產品的額定電流。
因此，在NFC電流中，通信時的交流電流約為100mA～300mA左右，而該電流範圍中表現出了與繞組型線圈相同的性能（圖4）。
圖4 現有產品與MLJ1608系列的直流重疊特性比較
Q特性中電流通電時的值十分重要
由於NFC在13.56MHz的頻率下進行通信，因此在該頻帶中宜使用High-Q的線圈。一般情況下，Q特性如商品目錄記載所示，在額定電流內使用不會發生問題。然而，由於NFC電路中最大會流過300mA左右的電流，則使用普通信號系積層鐵氧體線圈時將會使Q特性降低。因此，在NFC電路中，電流通電狀態下的Q特性十分重要。如圖5所示，MLJ系列即使在電流通電狀態下，Q特性的降低曲線仍然十分緩慢，在流過NFC電流的電流帶中，可確保超過繞組線圈產品的特性。
圖5 現有產品與MLJ系列中電流通電狀態下的Q特性比較
通過磁屏蔽結構實現搭載位置的自由設計
近年來，智能手機等電子設備的高功能化以及電子元件封裝密度不斷提高，而元件搭載位置的自由度隨之降低。同時，易洩漏磁通一類的線圈會因元件搭載位置而發生磁耦合，從而可能發生特性變動。
MLJ系列採用了與現有MLF系列相同的磁屏蔽結構，從而實現了高密度封裝，無需在意元件的搭載位置。
圖6 積層線圈與繞組線圈的漏磁通比較
通信特性的比較結果
MLJ系列不僅擁有作為線圈的各項優異特性，同時在用於NFC的情況下也表現出了極為良好的通信特性。在NFC論壇（制定NFC技術規格及測試規格的行業團體）的測試中，針對3軸方向，以5mm間隔距離設置有測定點（圖7中綠色的點）。圖8中表示Z=5mm的橫向、縱向電壓比較，以及雖然偏出了NFC論壇的測定範圍，但也是比較了標準標誌上10mm以內電壓（參考值）的結果。
3.14V的線是在該測試中的要求電壓，電壓越高，則NFC的通信特性更為良好。MLJ系列此時也能確保超越繞組線圈的電壓。
因此，MLJ系列是一款適合用於擁有超過繞組線圈特性的NFC電路，且實現了最佳設計的產品。
圖7 NFC論壇的通信特性評估方法概要
圖8 通信特性比較
結語
MLJ系列的重點在於全新開發的低損耗鐵氧體材料。TDK擁有可實現不輸於繞組線圈特性的材料開發技術。開發用於MLJ系列的鐵氧體材料是一款極具劃時代意義的材料。今後將為市場提供更多使用了同樣優秀的鐵氧體材料的新產品。
主要特點、用途、規格、電氣特性
主要特點
• 通過全新開發的鐵氧體材料支持大電流
• 通過高精度積層支持窄公差
• 通過採用低損耗材料大幅降低高頻Loss
主要用途
• 智能手機、PC等NFC電路、各類電子設備的電源線
主要規格
*保存溫度範圍表示基板封裝後的狀態
主要電氣特性
*型號中的△中帶有電感容差代碼 :J（±5%）、K（±10%）
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