CN209183745U - Rfid标签 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种RFID标签(301)，其具备基材(1)、RFIC元件(100)和偶极型天线。基材(1)具有第一端部(E1)、第二端部(E2)、第一侧部(S1)和第二侧部(S2)。RFIC元件(100)搭载于基材(1)，并具有第一输入输出端子和第二输入输出端子。偶极型天线由第一偶极元件(10)和第二偶极元件(20)构成。第一偶极元件(10)是从第一连接端(CE1)向第一端部(E1)方向延伸并且向着第一侧部(S1)方向以蜿蜒状弯曲的导体图案，第二偶极元件(20)是从第二连接端(CE2)向第二端部(E2)方向延伸并且向着第二侧部(S2)方向以蜿蜒状弯曲的导体图案。

Description

RFID标签
技术领域
本实用新型涉及设置在物品上的RFID(射频ID识别)标签，尤其涉及具备偶极型天线的RFID标签。
背景技术
专利文献1中示出了一种在形成有用作为偶极型天线的导体图案的基材上搭载RFIC元件的RFID标签。该RFID标签例如是为了进行物流管理而贴在物品上，并根据需要通过读写器进行读取/写入。
上述偶极型天线由连接在RFIC元件的2个连接端的2个偶极元件构成。因此，在从RFIC元件的2个连接端延伸到各自的开放端的2个偶极元件的延伸方向上，会产生增益为0的零点。而在该零点的方向上，与读写器是无法进行通信的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5904316号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的问题
在利用RFID标签来管理某物品时，读写器相对于RFID标签的朝向是有一定自由度的，因此存在上述零点通常不会导致问题。即，在应当能够与RFID标签进行通信的距离却无法通信时，只要稍许改变读写器相对于RFID 标签的朝向，就能避开零点，从而能够进行通信。
然而，当物品上RFID标签的可贴位置被限定、或者读写器相对于物品 (相对于RFID标签)的朝向被限定时，上述零点有时就会导致严重的问题。也就是说，在物品上于唯一能够粘贴的位置沿着唯一能够粘贴的方向粘贴 RFID标签，且读写器只能朝着唯一的方向对着物品的情况下，无法进行通信，RFID标签无法被实质地利用。
因此，本实用新型的目的在于提供一种能够避免因零点造成无法通信的情况发生的RFID标签。
解决技术问题所采用的技术方案
(1)本实用新型的RFID标签，其特征在于具备：
基材；
RFIC元件，该RFIC元件搭载于所述基材，并具有第一输入输出端子和第二输入输出端子；以及
偶极型天线，该偶极型天线形成于所述基材，并由第一偶极元件和第二偶极元件构成，其中，所述第一偶极元件的一端是连接至所述第一输入输出端子的第一连接端，另一端为第一开放端，所述第二偶极元件的一端是连接至第二输入输出端子的第二连接端，另一端是第二开放端，
所述偶极型天线的形成区域在俯视时具有长边方向和短边方向，并具有在所述长边方向上彼此相对的端部即第一端部和第二端部，还具有在所述短边方向上彼此相对的侧部即第一侧部和第二侧部，
所述第一偶极元件是从所述第一连接端向所述第一端部方向延伸且向着所述第一侧部方向以蜿蜒状弯曲的导体图案，
所述第二偶极元件是从所述第二连接端向所述第二端部方向延伸且向着所述第二侧部方向以蜿蜒状弯曲的导体图案，
所述第一开放端位于所述第一偶极元件的形成区域中靠近所述第一侧部的位置，所述第二开放端位于所述第二偶极元件的形成区域中靠近所述第二侧部的位置，
所述第一偶极元件的所述第一开放端从所述第一端部向所述第二端部方向折返，所述第二偶极元件的所述第二开放端从所述第二端部向所述第一端部方向折返。
根据上述结构，偶极型天线的零点是在偶极型天线的形成区域的面内方向相对于偶极型天线的形成区域的长边方向倾斜(旋转)，因此，可以使读写器对着偏离零点的方向，从而能够避免因零点导致无法通信的情况发生。
利用该结构，能够有效地增大偶极型天线的形成区域的长边方向偏离零点的倾斜度。
(2)本实用新型的RFID标签，其特征在于具备：
基材；
RFIC元件，该RFIC元件搭载于所述基材，并具有第一输入输出端子和第二输入输出端子；以及
偶极型天线，该偶极型天线形成于所述基材，并由第一偶极元件和第二偶极元件构成，其中，所述第一偶极元件的一端是连接至所述第一输入输出端子的第一连接端，另一端为第一开放端，所述第二偶极元件的一端是连接至所述第二输入输出端子的第二连接端，另一端是第二开放端，
所述偶极型天线的形成区域在俯视时具有长边方向和短边方向，并具有在所述长边方向上彼此相对的端部即第一端部和第二端部，还具有在所述短边方向上彼此相对的侧部即第一侧部和第二侧部，
所述第一偶极元件是从所述第一连接端向所述第一端部方向延伸且向着所述第一侧部方向以蜿蜒状弯曲的导体图案，
所述第二偶极元件是从所述第二连接端向所述第二端部方向延伸且向着所述第二侧部方向以蜿蜒状弯曲的导体图案，
所述RFIC元件配置于所述偶极型天线的形成区域的中央，
所述第一偶极元件的一部分配置在所述RFIC元件与所述第一侧部之间，所述第二偶极元件的一部分配置在所述RFIC元件与所述第二侧部之间。
利用该结构，由第一偶极元件和第二偶极元件形成的偶极型天线能够具有180度旋转对称性，从而能够维持高增益的偶极型天线特性。
利用该结构，能够在有限面积的基材上形成规定线长的第一偶极元件和第二偶极元件。
(3)优选为，所述RFIC元件是由RFIC芯片、使所述RFIC芯片与所述偶极型天线的阻抗匹配的阻抗匹配电路一体化形成的元件。利用该结构，不会受到通过粘贴等设置RFID标签的对象物品的介电常数或磁导率的影响，从而确保单个RFID标签的电气特性。
(4)例如，所述偶极型天线的所述长边方向的尺寸是所述短边方向的尺寸的2倍以上。利用该结构，能够确保从RFIC元件向大致相反的方向延伸的第一偶极元件和第二偶极元件有较长的范围，从而容易获得偶极型天线的规定增益。
(5)优选为，所述RFIC元件通过所述偶极型天线在UHF频带进行通信。从而，能够适用于利用UHF频带的RFID系统。
实用新型效果
根据本实用新型，即使不得不在物品上受限制的位置与方向粘贴RFID 标签，且读写器不得不沿受限制的方向朝向物品，也能够避免因零点导致无法通行的情况发生。而且，即使RFID标签相对于物品的可贴位置被限定、或者读写器相对于物品的朝向被限定，也能够利用RFID标签来管理物品。
附图说明
图1(A)是实施方式1的RFID标签301的俯视图。图1(B)是表示RFID 标签301的零点的方向的图。
图2(A)是本实施方式的RFID标签从Z轴方向看到的指向性图案的外形图。图2(B)是表示X-Y平面上的指向性的图。
图3是表示本实施方式的RFID标签、设有该标签的物品以及读写器的位置关系的图。
图4是RFIC元件100的立体图。
图5是图4所示的RFIC元件的纵向剖视图。
图6A是表示从正上方俯视多层基板120中处于上位的绝缘层的状态的俯视图。
图6B是多层基板120中处于中位的绝缘层的俯视图。
图6C是多层基板120中处于下位的绝缘层的俯视图。
图7A是图6A所示的绝缘层的B1-B1线剖视图。
图7B是图6B所示的绝缘层的B2-B2线剖视图。
图7C是图6C所示的绝缘层的B3-B3线剖视图。
图8是表示RFIC元件100的等效电路的图。
图9是表示RFIC元件100的电感器L1～L4所产生的磁场的方向的图。
图10是表示RFIC元件100中的刚性区域和柔性区域的分布的图。
图11是表示将RFIC元件100安装到焊盘LA1、LA2上后得到的RFID标签弯折的状态的图。
图12是表示图11的RFID标签的等效电路中流过的电流的一个示例图。
图13是表示图11的RFID标签中从RFIC芯片观察与RFIC芯片相连接的电路时的反射损耗的频率特性的图。
图14是实施方式2的RFID标签302A的俯视图。
图15是实施方式2的另一RFID标签302B的俯视图。
图16是实施方式3的RFID标签303A的俯视图。
图17是实施方式3的另一RFID标签303B的俯视图。
图18是实施方式4的RFID标签304的俯视图。
图19是表示一般的偶极型天线的指向性的图。
图20是表示图19中在面内包含偶极型天线的X轴的面(E面)的指向性的图。
图21(A)是从Z轴方向看到的指向性图案的外形。图21(B)是表示X-Y 平面上的指向性的图。
图22(A)是比较例的RFID标签的俯视图。图22(B)是表示比较例的 RFID标签的零点的方向的图。
具体实施方式
下面，参照附图列举几个具体示例来呈现用于实施本实用新型的多个方式。各图中对相同部分标注相同标号。考虑到要点的说明和理解的容易度，方便起见分不同的实施方式来表示，但不同实施方式所示的结构可以部分替换或组合。从实施方式2开始，对于和实施方式1相同的事项将省略其说明，仅对不同之处进行说明。尤其是同样的结构带来的同样的作用效果，每一个实施方式中不再逐次提及。
(实施方式1)
图1(A)是实施方式1的RFID标签301的俯视图。图1(B)是表示RFID 标签301的零点的方向的图。
本实施方式的RFID标签301具有矩形板状的基材1、形成在该基材1上的第一偶极元件10和第二偶极元件20以及搭载在基材1上的RFIC元件100。
基材1在俯视时具有长边方向(图1(A)中的X轴方向)和短边方向(图 1(A)中的Y轴方向)，并具有在长边方向上彼此相对的端部即第一端部E1和第二端部E2，还具有在短边方向上彼此相对的侧部即第一侧部S1和第二侧部S2。本实施方式中，基材的几乎整个面都是偶极型天线的形成区域，因此基材1的“长边方向”、“短边方向”、“第一端部E1”、“第二端部E2”、“第一侧部S1”和“第二侧部S2”分别对应于本实用新型的“长边方向”、“短边方向”、“第一端部”、“第二端部”、“第一侧部”和“第二侧部”。
基材1的中央形成有用于安装RFIC元件100的焊盘LA1、LA2。该焊盘LA1、 LA2分别与RFIC元件100的第一输入输出端子和第二输入输出端子连接。
基材1上形成有第一偶极元件10和第二偶极元件20。该第一偶极元件10 和第二偶极元件20构成一个偶极型天线。
第一偶极元件10由主导体图案部11和前端部12构成。第二偶极元件20 由主导体图案部21和前端部22构成。
第一偶极元件10的一端是连接至焊盘LA1(连接至RFIC元件的第一输入输出端子)的第一连接端CE1。第一偶极元件10的另一端是第一开放端OE1。第二偶极元件20的一端是连接至焊盘LA2(连接至RFIC元件的第二输入输出端子)的第二连接端CE2。第二偶极元件20的另一端是第二开放端OE2。
第一偶极元件10是从第一连接端CE1向第一端部E1方向延伸并向着第一侧部S1方向以蜿蜒状弯曲的导体图案。同样，第二偶极元件20是从第二连接端CE2向第二端部E2方向延伸并向着第二侧部S2方向以蜿蜒状弯曲的导体图案。
第一开放端OE1位于第一偶极元件10的形成区域中靠近第一侧部S1的位置。同样，第二开放端OE2位于第二偶极元件20的形成区域中靠近第二侧部S2的位置。
第一偶极元件10的第一开放端OE1从基材1的第一端部E1起向第二端部 E2方向折返。同样，第二偶极元件20的第二开放端OE2从基材1的第二端部 E2起向第一端部E1方向折返。
本实施方式中，在第一偶极元件10中，前端部12的线宽比主导体图案部11的线宽要粗2倍以上。同样，第二偶极元件20中，前端部22的线宽比主导体图案部21的线宽要粗2倍以上。主导体图案部11的长边方向的形成范围是从第一连接端CE1到第一端部E1的范围，前端部12则是从第一连接端CE1 继续向第二端部E2方向延伸。同样，主导体图案部21的长边方向的形成范围是从第二连接端CE2到第二端部E2的范围，前端部22则是从第二连接端CE2继续向第一端部E1方向延伸。
第一偶极元件10的前端部12和第二偶极元件20的前端部22是用于向偶极元件的开放端及其附近增设电容的导体图案。通过增设该电容，能够缩短偶极元件。
本实施方式的RFID标签的长边方向尺寸为24mm，短边方向尺寸为8mm，短边方向与长边方向的尺寸比为1:3。即，长边方向尺寸是短边方向尺寸的 2倍以上(参照图1(B))。
图19是表示一般的偶极型天线的指向性的图。偶极元件沿着X轴方向延伸。图20是表示图19中在面内包含偶极型天线的X轴的面(E面)的指向性的图。图21(A)是从Z轴方向看到的指向性图案的外形。图21(B)是表示 X-Y平面上的指向性的图。
一般的偶极型天线在两端电压最大、中央电流最大且在1/2波长处谐振的状态下使用。因此，E面(电场振动面)上的指向性如图20、图21(B)所示呈8字形。于是，电压分布的对称轴方向即X轴方向成为零点。
这里，在图22(A)、图22(B)中示出比较例的RFID标签。该比较例的RFID 标签中，第一偶极元件10是从第一连接端CE1向着第一端部E1方向以蜿蜒状弯曲的导体图案。第二偶极元件20是从第二连接端CE2向着第二端部E2方向以蜿蜒状弯曲的导体图案。从第一连接端CE1到第一端部E1之间的第一偶极元件10的形成区域用ZE1表示，从第二连接端CE2到第二端部E2之间的第二偶极元件20的形成区域用ZE2表示，连接区域ZE1中的电压分布重心和区域 ZE2中的电压分布重心的线与零点基本一致。该比较例中，零点与X轴方向一致。
图1(A)中，就第一偶极元件10整体而言，前端部12的电压强度分布相对较大。同样，就第二偶极元件20整体而言，前端部22的电压强度分布相对较大。因此，连接区域ZE1中的电压分布重心和区域ZE2中的电压分布重心的线相对于X轴倾斜。图1(B)中用NULL-NULL示出的粗箭头即表示零点。由此，零点相对于X轴倾斜。
图2(A)是本实施方式的RFID标签从Z轴方向看到的指向性图案的外形图。图2(B)是表示X-Y平面上的指向性的图。
尤其是本实施方式中，通过具备有增设电容作用的前端部12、22，使第一偶极元件10整体中电压强度较高的区域集中在前端部12，使第二偶极元件20整体中电压强度较高的区域集中在前端部22。从而，有效地使连接区域ZE1中的电压分布重心和区域ZE2中的电压分布重心的线相对于X轴倾斜。
由此，在图1(B)中X轴方向并不是零点，因此在将读写器对准X轴方向时，能够进行通信。
图3是表示本实施方式的RFID标签、设有该标签的物品以及读写器的位置关系的图。物品401A-401E是例如喷墨打印机的墨盒。这些墨盒为大致长方体形状，在图3中的上表面分别粘贴有RFID标签301A-301E。在将这些墨盒安装在喷墨打印机的壳体内的状态下与RFID标签进行通信时，由于墨盒结构方面的原因和安装到喷墨打印机主体上的安装结构方面的原因，有可能无法在图3以外的面上粘贴RFID标签。
例如，在各墨盒的外表面即6个面中的在喷墨打印机的壳体内进行电连接的面或设有墨水供给口的面上，没有可以粘贴RFID标签的空间。而其它的面中靠近喷墨打印机的壳体内的金属构件的面上也无法粘贴RFID标签。这是因为这些金属构件会阻碍RFID标签通信。因此，可以粘贴RFID标签的面是有限的。另外，由于喷墨打印机的壳体结构上的原因，使读写器朝向喷墨打印机的方向也会受到限制。
图3中，即使读写器从粗箭头所示的方向(向X轴方向)靠近，如上所述，由于该X轴方向并不是零点，因此也可以进行RFID通信。从而，能够经由RFID标签来管理墨盒和喷墨打印机。
下面，对RFIC元件的结构和作用进行说明。
图4是RFIC元件100的立体图。RFIC元件100例如是对应于900MHz频带即 UHF频带通信频率的RFIC元件。RFIC元件100具有主面呈矩形的多层基板 120。多层基板120具有柔性。多层基板120例如是由聚酰亚胺、液晶聚合物等具有柔性的树脂绝缘层层叠而成的层叠体的结构。以这些材料形成的各绝缘层的介电常数小于以LTCC为代表的陶瓷基材层的介电常数。
这里，将多层基板120的长度方向设为X轴，将多层基板120的宽度方向设为Y轴，将多层基板120的厚度方向设为Z轴。
图5是图4所示的RFIC元件的纵向剖视图。图6A是表示从正上方俯视多层基板120中处于上位的绝缘层的状态的俯视图。图6B是多层基板120中处于中位的绝缘层的俯视图。图6C是多层基板120中处于下位的绝缘层的俯视图。图7A是图6A所示的绝缘层的B1-B1线剖视图。图7B是图6B所示的绝缘层的B2-B2线剖视图。图7C是图6C所示的绝缘层的B3-B3线剖视图。
如图5所示，多层基板120中内置有RFIC芯片160和阻抗匹配电路180。多层基板120的一个主面上形成有第一端子电极140a和第二端子电极140b。匹配电路180使RFIC芯片160与第一偶极元件10及第二偶极元件20实现阻抗匹配，并且决定天线的谐振频率特性。
RFIC芯片160为在以硅等半导体为坯材的硬质半导体基板中内置有各种元件的结构。RFIC芯片160的两个主面为正方形。如图6C所示，RFIC芯片 160的另一个主面上形成有第一输入输出端子160a和第二输入输出端子 160b。在多层基板120的内部，RFIC芯片160的正方形各边沿着X轴方向和Y 轴方向延伸，且其中一个主面及另一个主面与X-Y面平行，在此状态下，RFIC 芯片160位于X轴、Y轴和Z轴各自的中央。
匹配电路180由线圈导体200和层间连接导体240a、240b构成。线圈导体200由图6B和图6C所示的线圈图案200a～200c构成。线圈图案200a的一部分由第一线圈部CIL1构成。线圈图案200b的一部分由第二线圈部CIL2构成。线圈图案200c的一部分由第三线圈部CIL3和第四线圈部CIL4构成。
第一线圈部CIL1、第三线圈部CIL3和层间连接导体240a在Z轴方向上并排配置。第二线圈部CIL2、第四线圈部CIL4和层间连接导体240b也在Z轴方向上并排配置。
在从Z轴方向观察多层基板120时，RFIC芯片160配置在第一线圈部CIL1 与第二线圈部CIL2之间。在从Y轴方向观察多层基板120时，RFIC芯片160配置在第三线圈部CIL3与第四线圈部CIL4之间。
第一端子电极140a和第二端子电极140b均以具有柔性的铜箔为坯材而形成为条状。第一端子电极140a和第二端子电极140b各自的主面的尺寸相互一致。第一端子电极140a和第二端子电极140b的短边沿着X轴方向延伸。第一端子电极140a和第二端子电极140b的长边沿着Y轴方向延伸。
因此，从Y轴方向观察多层基板120时，RFIC芯片160被夹在匹配电路180 的一部分与匹配电路180的另一部分之间。从X轴方向观察多层基板120时， RFIC芯片160与匹配电路180重叠。在俯视多层基板120时，匹配电路180分别与第一端子电极140a和第二端子电极140b局部重叠。
如图6A～图6C所示，多层基板120由层叠在一起的3块片状绝缘层 120a～120c构成。绝缘层120a处于上位，绝缘层120b处于中位，绝缘层120c 处于下位。
在绝缘层120a的一个主面上形成有第一端子电极140a和第二端子电极 140b。在绝缘层120b的一个主面的中央位置上形成有到达另一个主面的矩形贯通孔HL1。贯通孔HL1形成为将RFIC芯片160包含在内的尺寸。在绝缘层 120b的一个主面上的贯通孔HL1周边形成有线圈图案200c。线圈图案200c以具有柔性的铜箔为坯材来构成。
线圈图案200c的一个端部配置于在俯视时和第一端子电极140a重叠的位置，并通过沿Z轴方向延伸的层间连接导体220a连接至第一端子电极 140a。线圈图案200c的另一个端部配置于在俯视时和第二端子电极140b重叠的位置，并通过沿Z轴方向延伸的层间连接导体220b连接至第二端子电极 140b。层间连接导体220a、220b由以Sn为主要成分的硬质金属块构成。
绝缘层120c的一个主面上形成有线圈图案200a、200b。线圈图案200a、 200b以具有柔性的铜箔为坯材来构成。
第一线圈端T1和第二线圈端T2均形成为在俯视绝缘层120c时呈矩形的形状。
线圈图案200a的一个端部通过沿Z轴方向延伸的层间连接导体240a连接至线圈图案200c的一个端部。线圈图案200b的一个端部通过沿Z轴方向延伸的层间连接导体240b连接至线圈图案200c的另一个端部。层间连接导体 240a、240b由以Sn为主要成分的硬质金属块构成。
在俯视绝缘层120b、120c时，线圈图案200a的一部分区间与线圈图案 200c的一部分区间重叠，线圈图案200b的一部分区间也与线圈图案200c的另一部分区间重叠。这里，在线圈图案200a、200c相重叠的区间中，将位于线圈图案200a侧的区间称为“第一线圈部CIL1”，将位于线圈图案200c 侧的区间称为“第三线圈部CIL3”。在线圈图案200b、200c相重叠的区间中，将位于线圈图案200b侧的区间称为“第二线圈部CIL2”，将位于线圈图案200c侧的区间称为“第四线圈部CIL4”。还将线圈图案200a的一个端部或线圈图案200c的一个端部的位置称为“第一位置P1”，将线圈图案200b 的一个端部或线圈图案200c的另一个端部的位置称为“第二位置P2”。
绝缘层120c的一个主面上形成有矩形的虚设导体260a、260b。虚设导体260a、260b以具有柔性的铜箔为坯材来构成。在俯视绝缘层120b、120c 时，虚设导体260a、260b配置成与矩形贯通孔HL1的4个角部中的2个角部分别重叠。
RFIC芯片160安装在绝缘层120c上，以使其另一个主面的4个角部分别与第一线圈端T1、第二线圈端T2、虚设导体260a、260b相对。第一输入输出端子160a配置于RFIC芯片160的另一个主面，且在俯视时与第一线圈端T1 重叠。同样，第二输入输出端子160b配置于RFIC芯片160的另一个主面，且在俯视时与第二线圈端T2重叠。
其结果是，RFIC芯片160通过第一输入输出端子160a连接至第一线圈端 T1，并通过第二输入输出端子160b连接至第二线圈端T2。
绝缘层120a～120c的厚度为10μm以上且100μm以下。因此，内置于多层基板120的RFIC芯片160和匹配电路180可以透过外侧观察到。因而，能够容易地确认RFIC芯片160和匹配电路180的连接状态(有无断线)。
图8是表示采用上述结构的RFIC元件100的等效电路的图。图8中，电感器L1对应于第一线圈部CIL1。电感器L2对应于第二线圈部CIL2。电感器L3 对应于第三线圈部CIL3。电感器L4对应于第四线圈部CIL4。匹配电路180进行阻抗匹配的特性取决于电感器L1～L4的值。
电感器L1的一个端部连接至设置于RFIC芯片160的第一输入输出端子 160a。电感器L2的一个端部连接至设置于RFIC芯片160的第二输入输出端子 160b。电感器L1的另一个端部连接至电感器L3的一个端部。电感器L2的另一个端部连接至电感器L4的一个端部。电感器L3的另一个端部连接至电感器L4的另一个端部。第一端子电极140a连接至电感器L1、L3的连接点。第二端子电极140b连接至电感器L2、L4的连接点。
由图8所示的等效电路可知，第一线圈部CIL1、第二线圈部CIL2、第三线圈部CIL3、第四线圈部CIL4以实现同相磁场的方式卷绕且相互串联连接。因此，在某一时刻，所产生的磁场会朝向图9中箭头所示的方向。而在另一时刻，所产生的磁场会朝向与图9中箭头所示的方向相反的方向。
另外，由图6B和图6C可知，第一线圈部CIL1和第三线圈部CIL3呈大致相同的环状且具有同一个第一卷绕轴。同样，第二线圈部CIL2和第四线圈部CIL4呈大致相同的环状且具有同一个第二卷绕轴。第一卷绕轴和第二卷绕轴配置在将RFIC芯片160夹在中间的位置上。
即，第一线圈部CIL1和第三线圈部CIL3磁耦合且电容耦合。同样，第二线圈部CIL2和第四线圈部CIL4磁耦合且电容耦合。
由以上说明可知，RFIC芯片160具有第一输入输出端子160a和第二输入输出端子160b，且内置于多层基板120。另外，匹配电路180包括线圈图案 200a～200c并内置于多层基板120。其中，线圈图案200a具有连接至第一输入输出端子160a的另一个端部(＝第一线圈端T1)，线圈图案200b具有连接至第二输入输出端子160b的另一个端部(＝第二线圈端T2)。第一端子电极140a和第二端子电极140b设置于多层基板120的一个主面。第一端子电极140a连接至线圈图案200a的一个端部(＝第一位置P1)。第二端子电极 140b连接至线圈图案200b的一个端部(＝第二位置P2)。
第一线圈部CIL1存在于第一线圈端T1到第一位置P1的区间，在与多层基板120的一个主面相交的方向上具有第一卷绕轴。第二线圈部CIL2存在于第二线圈端T2到第二位置P2的区间，在与多层基板120的一个主面相交的方向上具有第二卷绕轴。第三线圈部CIL3配置为在俯视时与第一线圈部CIL1 重叠。第四线圈部CIL4配置为在俯视时与第二线圈部CIL2重叠。第一线圈部CIL1、第三线圈部和第二线圈部CIL2、第四线圈部CIL4配置在将RFIC芯片160夹在中间的位置。多层基板120中内置有匹配电路180和RFIC芯片160。
RFIC芯片160由半导体基板构成。因此，利用第一线圈部CIL1、第二线圈部CIL2、第三线圈部CIL3和第四线圈部CIL4，RFIC芯片160实现接地或屏蔽的功能。其结果是，第一线圈部CIL1和第二线圈部CIL2、以及第三线圈部CIL3和第四线圈部CIL4既不容易磁耦合也不容易电容耦合。从而，能够抑制通信信号的通频带的窄带化。
接下来，对利用焊料等导电性接合构件13a、13b将RFIC元件100安装到焊盘LA1、LA2上的例子进行说明。图10是表示RFIC元件100中的刚性区域和柔性区域的分布的图。图11是表示将RFIC元件100安装到焊盘LA1、LA2上后得到的RFID标签弯折的状态的图。
如上所述，多层基板120、线圈图案200a～200c、第一端子电极140a、第二端子电极140b由具有柔性的构件构成。另一方面，层间连接导体220a、 220b、240a、240b和RFIC芯片160由硬质构件构成。第一端子电极140a和第二端子电极140b的尺寸较大，因此柔性较小。另外，在第一端子电极140a 和第二端子电极140b上镀了Ni/Au或Ni/Sn等镀膜的情况下，第一端子电极 140a和第二端子电极140b的柔性将更小。
因此，RFIC元件100如图10所示地形成有刚性区域和柔性区域。更具体而言，配置有第一端子电极140a、第二端子电极140b、RFIC芯片160的区域为刚性区域，其他区域为柔性区域。尤其是第一端子电极140a和第二端子电极140b设置在远离RFIC芯片160的位置上，因此，第一端子电极140a与 RFIC芯片160之间、第二端子电极140b与RFIC芯片160之间为柔性区域。
因此，在基材1的焊盘LA1、LA2上粘贴了RFIC元件100的RFID标签贴到曲面上的情况下，RFIC元件100会例如图11所示地弯折。
图12是表示图11的RFID标签的等效电路中流过的电流的一个示例图。图13是表示图11的RFID标签中从RFIC芯片观察与RFIC芯片相连接的电路时的反射损耗的频率特性的图。
如图12所示，第一输入输出端子160a与第二输入输出端子160b之间存在着RFIC芯片160所具有的寄生电容(杂散电容)Cp。因此，在RFIC元件100 会发生2处谐振。第1处谐振是发生在由第一偶极元件10、第二偶极元件20、电感器L3、L4构成的电流路径中的谐振。第2处谐振是发生在由电感器L1～ L4和寄生电容Cp构成的电流路径(电流环)中的谐振。这2处谐振通过各电流路径共有的电感器L3～L4而耦合。分别对应于2处谐振的2个电流I 1和I2在图12中如虚线箭头所示地流动。
第1处谐振的谐振频率和第2处谐振的谐振频率均受到电感器L3～L4的影响。从而，如图13所示，在第1处谐振的谐振频率f1和第2处谐振的谐振频率f2之间产生数10MHz(具体是5MHz以上50MHz以下的程度)的差。通过使上述2处谐振耦合，从而能够得到图13所示的宽频带的谐振频率特性。
根据本实施方式，在RFIC元件100内设置阻抗匹配电路，使RFIC芯片160 和第一偶极元件10、第二偶极元件实现阻抗匹配，并且确定天线的谐振频率特性，因此能够起到以下的作用效果。
首先，无需在基材上形成用于实现阻抗匹配和设定谐振频率特性的电路，因此能够有效地利用基材的面积来作为用于形成偶极元件的空间，能够实现RFID标签的小型化。另外，如果尺寸相同，则可以实现高增益。
另外，用来安装RFIC元件100的焊盘LA1、LA2在俯视时与RFIC元件100 的第一线圈部CIL1、第二线圈部CIL2、第三线圈部CIL3、第四线圈部CIL4 重叠，因此，线圈部CIL1～CIL4被焊盘LA1、LA2电磁屏蔽，从而不容易受到RFID标签的粘贴对象物品的电磁特性的影响。即，即使在相对介电常数或相对磁导率较高的物品上粘贴RFID标签301的情况下，RFID标签的电磁特性在粘贴后的状态和粘贴前的单体状态之间的变化也较小。
(实施方式2)
实施方式2中示出偶极型天线的形状不同于实施方式1所示形状的RFID 标签。
图14是实施方式2的RFID标签302A的俯视图。本实施方式的RFID标签 302A具有矩形板状的基材1、形成在该基材1上的第一偶极元件10和第二偶极元件20、以及搭载在基材1上的RFIC元件100。
基材1上形成有第一偶极元件10和第二偶极元件20。该第一偶极元件10 和第二偶极元件20构成一个偶极型天线。
第一偶极元件10的一端是连接至焊盘LA1(连接至RFIC元件的第一输入输出端子)的第一连接端CE1。第一偶极元件10的另一端是第一开放端OE1。第二偶极元件20的一端是连接至焊盘LA2(连接至RFIC元件的第二输入输出端子)的第二连接端CE2。第二偶极元件20的另一端是第二开放端OE2。
第一偶极元件10是从第一连接端CE1向第一端部E1方向延伸并向着第一侧部S1方向以蜿蜒状弯曲的导体图案。同样，第二偶极元件20是从第二连接端CE2向第二端部E2方向延伸并向着第二侧部S2方向以蜿蜒状弯曲的导体图案。
第一开放端OE1位于第一偶极元件10的形成区域中靠近第一侧部S1的位置。同样，第二开放端OE2位于第二偶极元件20的形成区域中靠近第二侧部S2的位置。
第一偶极元件10的第一开放端OE1位于基材1的靠近第一端部E1的位置。同样，第二偶极元件20的第二开放端OE2位于基材1的靠近第二端部E2 的位置。
本实施方式的RFID标签302A与图1(A)所示的RFID标签301的不同之处在于第一开放端OE1和第二开放端OE2的位置。与图1(A)所示的RFID标签301 的不同之处在于还在于不具备前端部12、22。
这里，从第一偶极元件10的第一开放端OE1向第一连接端CE1方向沿着导体图案走线到相对于第一连接端CE1后退一定量的位置的范围用前端部区域Z12表示。同样，从第二偶极元件20的第二开放端OE2向第二连接端CE2 方向沿着导体图案走线到相对于第二连接端CE2后退一定量的位置的范围用前端部区域Z22表示。
图14中，就第一偶极元件10整体而言，前端部区域Z12的电压强度分布相对较大。同样，就第二偶极元件20整体而言，前端部区域Z22的电压强度分布相对较大。因此，连接第一偶极元件10中的电压分布重心和第二偶极元件20中的电压分布重心的线相对于X轴倾斜。图14中的粗箭头表示零点。由此，零点相对于X轴倾斜。
上述前端部区域Z12、Z22与不是前端部区域的区域之间的边界并不是临界意义上的边界。上述前端部区域Z12、Z22是为了说明而定义的概念。即，从第一偶极元件10的第一开放端OE1向第一连接端CE1方向沿着导体图案走线并后退的“一定量”、从第二偶极元件20的第二开放端OE2向第二连接端CE2方向沿着导体图案走线并后退的“一定量”是为了方便说明而引入的概念。即使该“一定量”发生变更，上述的零点相对于X轴倾斜的作用说明也是成立的。
图15是本实施方式的另一RFID标签302B的俯视图。该RFID标签302B中，一部分第一偶极元件10即侧部导体图案10S配置在RFIC元件100与第一侧部 S1之间，一部分第二偶极元件20即侧部导体图案20S配置在RFIC元件100与第二侧部S2之间。其他结构与图14所示的RFID标签302A相同。
图15的例子中，由于具备侧部导体图案10S、20S，使连接第一偶极元件10中的电压分布重心和第二偶极元件20中的电压分布重心的线相比于图 14所示的例子更有效地相对于X轴倾斜。
根据本实施方式，由于在RFID标签的偶极元件的前端部没有设置用于增设电容的导体图案，因此不易受该RFID标签的粘贴对象物品的电磁特性的影响。即，即使在相对介电常数较高的物品上粘贴RFID标签301的情况下，在粘贴后的状态和粘贴前的单体状态之间，偶极元件的前端部上所增设的电容的变化也较小，RFID标签的电磁特性的变化也较小。
(实施方式3)
实施方式3中示出偶极型天线的形状不同于实施方式1、2所示形状的 RFID标签。
图16是实施方式3的RFID标签303A的俯视图。本实施方式的RFID标签 303A具有矩形板状的基材1、形成在该基材1上的第一偶极元件10和第二偶极元件20、以及搭载在基材1上的RFIC元件100。
第一偶极元件10的第一开放端OE1不是位于靠近第一端部E1的位置，而是位于比第一端部E1和第二端部E2更靠近中央的位置。同样，第二偶极元件20的第一开放端OE2不是位于靠近第二端部E2的位置，而是位于比第一端部E1和第二端部E2更靠近中央的位置。
另外，第一偶极元件10的侧部导体图案10S形成至比焊盘LA1与焊盘LA2 的中间点还要向第二端部E2方向延伸的位置为止。同样，第二偶极元件20 的侧部导体图案20S形成至比焊盘LA1与焊盘LA2的中间点还要向第一端部 E1方向延伸的位置为止。
其他结构与图15所示的RFID标签302B相同。
图17是本实施方式的另一RFID标签303B的俯视图。第一偶极元件10的第一开放端OE1比侧部导体图案10S的主要部分突出。同样，第二偶极元件 20的第二开放端OE2比侧部导体图案20S的主要部分突出。其他结构与图16 所示的RFID标签303A相同。
根据本实施方式，第一偶极元件10的第一开放端OE1位于沿着第一侧部S1延伸的位置且远离第一端部E1的位置(内部的位置)，第二偶极元件20 的第二开放端OE2位于沿着第二侧部S2延伸的位置且远离第二端部E2的位置(内部的位置)，因此，连接第一偶极元件10中的电压分布重心与第二偶极元件20中的电压分布重心的线更有效地相对于X轴倾斜。
偶极型天线的谐振频率可以由侧部导体图案10S和侧部导体图案20S的长度来确定，但特别如图17所示地只要变更开放端OE1、OE2的突出量，就能独立地确定谐振频率而不会使指向性发生变化。
(实施方式4)
实施方式4中示出偶极型天线的形状与上述所有形状都不相同的RFID 标签。
图18是实施方式4的RFID标签304的俯视图。本实施方式的RFID标签304 具有矩形板状的基材1、形成在该基材1上的第一偶极元件10和第二偶极元件20以及搭载在基材1上的RFIC元件100。
第一偶极元件10由主导体图案部11和前端部12构成。第二偶极元件20 由主导体图案部21和前端部22构成。
第一偶极元件10的主导体图案部11包含侧部导体图案11S。该侧部导体图案11S配置在RFIC元件100与前端部12之间。同样，第二偶极元件20的一部分主导体图案部21即侧部导体图案21S配置在RFIC元件100与前端部22之间。
根据本实施方式，前端部12的一端也可以不接近第一端部E1，而是主要形成在RFIC元件100与第一侧部S1之间。同样，前端部22的一端也可以不接近第二端部E2，而是主要形成在RFIC元件100与第二侧部S2之间。
根据本实施方式，由于前端部12位于沿着第一侧部S1延伸的位置且远离第一端部E1，前端部22位于沿着第二侧部S2延伸的位置且远离第二端部 E2，因此即使前端部12、22的面积较小，连接第一偶极元件10和第二偶极元件20的电压分布重心的线也能有效地相对于X轴倾斜。
在以上所示的各实施方式中，例示了具备俯视时为矩形的基材1的RFID 标签，但也可以对角部实施倒角处理。另外，基材1在俯视时的形状也可以是椭圆形、长圆形。另外，第一端部E1、第二端部E2、第一侧部S1、第二侧部S2均可以为整体呈曲线状。
另外，在以上所示的各实施方式中，例示了具备由RFIC芯片160和对该 RFIC芯片160及偶极型天线进行阻抗匹配的阻抗匹配电路一体化构成的 RFIC元件100的RFID标签，但阻抗匹配电路也可以形成在基材上。
另外，以上的各实施方式所示的偶极型天线是各偶极元件的电气长度相当于1/4波长且从第一开放端到第二开放端的电气长度相当于1/2波长的偶极型天线，但从第一开放端到第二开放端的电气长度也可以小于1/2波长，还可以是第一偶极元件与第二偶极元件的电气长度不同的非对称偶极型天线。
另外，以上的各实施方式所示的RFID标签中，在基材的几乎整个面上形成了偶极型天线，但也可以将基材的一部分作为偶极型天线的形成区域。另外，基材的外形也可以不是与偶极型天线的形成区域相似的形状。
另外，利用RFID标签管理物品并不限于电气设备、电子设备及其附属品的管理。另外，上述“壳体”并不限于电气设备或电子设备的壳体，其是指用于收纳管理对象的物品的收纳体的意思。
最后，上述实施方式的说明应视作在所有方面均为例示而并非限制。本领域技术人员能够适当地进行变形和变更。本实用新型的范围由权利要求的范围来表示，而并非由上述实施方式来表示。而且，本实用新型的范围还包括与权利要求的范围等同的范围内的实施方式的变更。
标号说明
CE1 第一连接端
CE2 第二连接端
CIL1 第一线圈部
CIL2 第二线圈部
CIL3 第三线圈部
CIL4 第四线圈部
Cp 寄生电容
E1 第一端部
E2 第二端部
HL1 贯通孔
L1、L2、L3、L4 电感器
LA1、LA2 焊盘
OE1 第一开放端
OE2 第二开放端
P1 第一位置
P2 第二位置
S1 第一侧部
S2 第二侧部
T1 第一线圈端
T2 第二线圈端
Z12 第一偶极元件10的前端部区域
Z22 第二偶极元件20的前端部区域
ZE1 从第一连接端CE1到第一端部E1之间的第一偶极元件10的形成区域
ZE2 从第二连接端CE2到第二端部E2之间的第二偶极元件20的形成区域
Z12 前端部区域：从第一偶极元件10的第一开放端OE1向第一连接端 CE1方向沿着导体图案走线到相对于第一连接端CE1后退一定量的位置的范围
Z22 前端部区域：从第二偶极元件20的第二开放端OE2向第二连接端 CE2方向沿着导体图案走线到相对于第二连接端CE2后退一定量的位置的范围
1 基材
10 第一偶极元件
10S、20S 侧部导体图案
11、21 主导体图案部
11S、21S 侧部导体图案
12、22 前端部
13a、13b 导电性接合构件
20 第二偶极元件
100 RFIC元件
120 多层基板
120a、120b、120c 绝缘层
140a 第一端子电极
140b 第二端子电极
160 RFIC芯片
160a 第一输入输出端子
160b 第二输入输出端子
180 匹配电路
200 线圈导体
200a、200b、200c 线圈图案
220a、220b 层间连接导体
240a、240b 层间连接导体
260a、260b 虚设导体
301、301A、302A、302B、303A、303B、304 RFID标签
401A～401E 物品。

Claims (5)

1.一种RFID标签，其特征在于，包括：
基材；
RFIC元件，该RFIC元件搭载于所述基材，并具有第一输入输出端子和第二输入输出端子；以及
偶极型天线，该偶极型天线形成于所述基材，并由第一偶极元件和第二偶极元件构成，其中，所述第一偶极元件的一端是连接至所述第一输入输出端子的第一连接端，另一端为第一开放端，所述第二偶极元件的一端是连接至第二输入输出端子的第二连接端，另一端是第二开放端，
所述偶极型天线的形成区域在俯视时具有长边方向和短边方向，并具有在所述长边方向上彼此相对的端部即第一端部和第二端部，还具有在所述短边方向上彼此相对的侧部即第一侧部和第二侧部，
所述第一偶极元件是从所述第一连接端向所述第一端部方向延伸且向着所述第一侧部方向以蜿蜒状弯曲的导体图案，
所述第二偶极元件是从所述第二连接端向所述第二端部方向延伸且向着所述第二侧部方向以蜿蜒状弯曲的导体图案，
所述第一开放端位于所述第一偶极元件的形成区域中靠近所述第一侧部的位置，所述第二开放端位于所述第二偶极元件的形成区域中靠近所述第二侧部的位置，
所述第一偶极元件的所述第一开放端从所述第一端部向所述第二端部方向折返，所述第二偶极元件的所述第二开放端从所述第二端部向所述第一端部方向折返。
2.一种RFID标签，其特征在于，包括：
基材；
RFIC元件，该RFIC元件搭载于所述基材，并具有第一输入输出端子和第二输入输出端子；以及
偶极型天线，该偶极型天线形成于所述基材，并由第一偶极元件和第二偶极元件构成，其中，所述第一偶极元件的一端是连接至所述第一输入输出端子的第一连接端，另一端为第一开放端，所述第二偶极元件的一端是连接至第二输入输出端子的第二连接端，另一端是第二开放端，
所述偶极型天线的形成区域在俯视时具有长边方向和短边方向，并具有在所述长边方向上彼此相对的端部即第一端部和第二端部，还具有在所述短边方向上彼此相对的侧部即第一侧部和第二侧部，
所述第一偶极元件是从所述第一连接端向所述第一端部方向延伸且向着所述第一侧部方向以蜿蜒状弯曲的导体图案，
所述第二偶极元件是从所述第二连接端向所述第二端部方向延伸且向着所述第二侧部方向以蜿蜒状弯曲的导体图案，
所述RFIC元件配置在所述偶极型天线的形成区域的中央，
所述第一偶极元件的一部分配置在所述RFIC元件与所述第一侧部之间，所述第二偶极元件的一部分配置在所述RFIC元件与所述第二侧部之间。
3.如权利要求1或2所述的RFID标签，其特征在于，
所述RFIC元件是由RFIC芯片、使所述RFIC芯片与所述偶极型天线的阻抗匹配的阻抗匹配电路一体化形成的元件。
4.如权利要求1或2所述的RFID标签，其特征在于，
所述偶极型天线的所述长边方向的尺寸是所述短边方向的尺寸的2倍以上。
5.如权利要求1或2所述的RFID标签，其特征在于，
所述RFIC元件通过所述偶极型天线在UHF频带下通信。
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