CN209434380U - Rfid标签 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供RFID标签。对于实现轻量化和小型化并具有期望的通信距离且能够应用于能变形的物品的可靠性高的本实用新型的RFID标签而言，第1供电线圈的一端与RFIC元件的第1输入输出端子连接，第1供电线圈的另一端与第2供电线圈的一端连接，第2供电线圈的另一端与RFIC元件的第2输入输出端子连接，本实用新型的RFID标签包括弹簧状天线，所述弹簧状天线具有与第1供电线圈磁场耦合的第1区域以及与第2供电线圈磁场耦合的第2区域，第1区域和第2区域经由具有电感成分的区域连续。

Description

RFID标签
技术领域
本实用新型涉及一种RFID(Radio frequency Identification，射频识别)标签，其是一种为了利用近距离无线通信以非接触的方式进行物品的信息管理等而使用的无线通信标签。
背景技术
在进行物品的信息管理的系统中，在产生感应磁场的读取装置与附属于物品的作为无线通信标签的RFID标签之间，以非接触方式利用电磁场进行通信，管理与各个物品相关的信息。在这样的系统中使用的RFID标签包括IC芯片和天线，上述IC芯片存储信息并进行信号处理，上述天线进行高频信号的发送接收。作为RFID标签，由于用于各种商品的信息管理，因此重要的是谋求轻量化和小型化，以便能够应用于各种商品。另外，附属于所应用的商品的RFID标签为了能够可靠地进行高精度的信息管理，需要具有一定程度的通信距离。如果是在所应用的商品中该通信距离较短的情况下，为了进行信息通信，必须使读取装置(读写装置)靠近物品，另外根据要应用的物品，有时需要使用特别的读取装置进行信息管理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-80324号公报
实用新型内容
实用新型要解决的问题
在以往的RFID标签中，作为实现了轻量化和小型化并且在一定程度上确保了通信距离的结构，有例如专利文献1所公开的结构。
图14的(a)是表示专利文献1所公开的RFID标签100的图。专利文献1所公开的RFID标签100是在利用密封材料将IC芯片103和内部天线104密封而形成了RFID标签封装体101后相对于大致长方体的RFID标签封装体101设置外部天线102而形成的结构。如图14的(b)所示，RFID标签封装体101在树脂制的大致正方形的基板105上的中央部配置有IC芯片103，在该IC芯片103的外周部分呈平面状地形成有以螺旋状形成的内部天线104。在专利文献1的RFID标签100中，外部天线102形成在与由RFID标签封装体101的内部天线104形成的平面大致相同的平面上。另外，图14的(c)的外部天线200形成为弹簧状，与包含该外部天线200的弹簧1周在内的大致平面平行地配置有RFID标签封装体101的内部天线104。如上述那样构成的专利文献1公开的RFID标签100是使来自外部天线200的磁通向内部天线104传递并向IC芯片103传输信号的结构。
如上所述，物品的信息管理等系统所使用的RFID标签附属于多种多样的物品，因此有时附属于例如柔软的能变形的物品(例如衣服和亚麻类物品等)。在将RFID标签附属于这样的物品的情况下，随着物品的变形，RFID标签也同样地变形，有时外部天线的形状大幅地歪扭，通信特性(通信距离等)大幅地改变。特别是，在将RFID标签用于衣服的情况下，在进行该衣服的洗涤时，RFID标签与衣服一同持续地受到较大的力，RFID标签大幅地变形，有时不会完全复原。在这样的情况下，针对洗涤后的附属于衣服的RFID标签而言，通信特性变化而变得难以高精度地进行物品的信息管理，可能导致信息管理的可靠性的下降。
本实用新型的目的在于，提供一种RFID标签，其是实现了轻量化和小型化并且具有期望的通信距离，能够应用于能变形的物品的可靠性高的无线通信标签。
用于解决问题的方案
本实用新型的RFID标签包括：
RFIC元件，其具有第1输入输出端子和第2输入输出端子；
第1供电线圈，其一端与所述RFIC元件的所述第1输入输出端子连接；
第2供电线圈，其一端与所述第1供电线圈的另一端连接，另一端与所述RFIC元件的所述第2输入输出端子连接；以及
弹簧状天线，其具有与所述第1供电线圈磁场耦合的第1区域以及与所述第2供电线圈磁场耦合的第2区域，所述第1区域和所述第2区域经由具有电感成分的区域连续。
实用新型的效果
采用本实用新型，能够提供一种RFID标签，其为实现轻量化和小型化并且具有期望的通信距离，能够应用于能变形的物品的可靠性高的无线通信标签。
附图说明
图1是表示本实用新型的实施方式1的RFID标签的概略立体图。
图2是表示埋设于实施方式1的RFID标签的内部的供电模块的立体图。
图3是用于说明RFID标签的结构的图。
图4是表示供电模块的内部结构的图。
图5是沿宽度方向观察供电模块而得到的主视图。
图6是沿长度方向观察供电模块而得到的侧视图。
图7是表示实施方式1的供电模块的3个导体图案的图。
图8是示意地表示将供电模块配置于弹簧的内部的图。
图9是示意地表示供电模块配置于弹簧的内部的状态的图。
图10是表示实施方式1的RFID标签的信号传输路径的例子的图和频率特性图。
图11是示意地表示本实用新型的实施方式2的RFID标签的供电模块的电路结构的图。
图12是表示本实用新型的实施方式3的RFID标签的供电模块的结构的图。
图13是表示实施方式3的RFID标签的供电模块的树脂块的图。
图14是表示以往的RFID标签的图。
具体实施方式
本实用新型的第1形态的RFID标签包括：
RFIC元件，其具有第1输入输出端子和第2输入输出端子；
第1供电线圈，其一端与上述RFIC元件的上述第1输入输出端子连接；
第2供电线圈，其一端与上述第1供电线圈的另一端连接，另一端与上述RFIC元件的上述第2输入输出端子连接；以及
弹簧状天线，其具有与上述第1供电线圈磁场耦合的第1区域以及与上述第2供电线圈磁场耦合的第2区域，上述第1区域和上述第2区域经由具有电感成分的区域连续。
所述那样构成的第1形态的RFID标签形成为实现轻量化和小型化并且具有期望的通信距离，能够应用于能变形的物品的可靠性高的无线通信标签。
本实用新型的第2形态的RFID标签在上述的第1形态的基础上，也可以是，上述第1供电线圈的卷绕轴线和上述第2供电线圈的卷绕轴线实质上位于同一轴线上，并与上述弹簧状天线的卷绕轴线平行。
所述那样构成的第2形态的RFID标签形成为具有优异的通信特性的可靠性高的小型的无线通信标签。
本实用新型的第3形态的RFID标签在上述的第1形态或第2形态的基础上，也可以是，上述第1供电线圈和上述第2供电线圈配置在上述弹簧状天线的内侧。
所述那样构成的第3形态的RFID标签形成为利用弹簧状天线保护供电模块的结构，从而形成为可靠性高的小型的无线通信标签。
本实用新型的第4形态的RFID标签在上述的第1形态～第3形态中任一形态的基础上，也可以是，上述RFIC元件、上述第1供电线圈以及上述第2供电线圈一体地埋设在硬质树脂块内。
所述那样构成的第4形态的RFID标签由于供电模块形成为一体，因此能够保护RFIC元件本身，并且可靠地保护RFIC元件与各供电线圈的连接部位等，形成为可靠性高的小型的无线通信标签。
本实用新型的第5形态的RFID标签在上述的第4形态的基础上，也可以是，至少上述弹簧状天线的一部分与埋设有上述RFIC元件、上述第1供电线圈以及上述第2供电线圈的硬质树脂块一同利用具有挠性的树脂材料形成为一体。
所述那样构成的第5形态的RFID标签使至少弹簧状天线的一部分与硬质树脂块一同利用具有挠性的树脂材料形成为一体，并且该硬质树脂块埋设有RFIC元件、第1供电线圈以及第2供电线圈，因此作为RFID标签10，形成为能够弯曲的柔软的结构，从而能够附属于各种商品(包含变形的商品)。
本实用新型的第6形态的RFID标签在上述的第4形态的基础上，也可以是，上述弹簧状天线中的上述第1区域和上述第2区域与埋设有上述RFIC元件、上述第1供电线圈以及上述第2供电线圈的硬质树脂块一同利用具有挠性的树脂材料形成为一体。
所述那样构成的第6形态的RFID标签使至少弹簧状天线中的第1区域和第2区域与硬质树脂块一同利用具有挠性的树脂材料形成为一体，并且该硬质树脂块埋设有RFIC元件、第1供电线圈以及第2供电线圈，因此例如在将RFID标签用于衣服等能弯曲的物品的情况下，即使在洗涤时RFID标签与衣服一同持续地受到到较大的力，RFID标签也能完全地复原，并且能在RFID标签的通信特性不变的前提下高精度地进行物品的信息管理。
本实用新型的第7形态的RFID标签也可以是，在使上述的第1形态的上述RFIC元件、上述第1供电线圈以及上述第2供电线圈经由连接导体连接而成的闭合电路中，
在具有实质上位于同一轴线上的卷绕轴线的上述第1供电线圈与上述第2供电线圈之间配置有上述RFIC元件，上述RFIC元件的第1输入输出端子经由第1连接导体与上述第1供电线圈的远端连接，上述RFIC元件的第2输入输出端子经由第2连接导体与上述第2供电线圈的远端连接，上述第1供电线圈和上述第2供电线圈的各自的近端经由第3连接导体连接。
在所述那样构成的第7形态的RFID标签中，当在例如UHF频段中使用该RFID标签的情况下，离成为供电元件的RFIC元件最远的点成为电流最大点，在该电流最大点的附近设有供电线圈，因此能对弹簧状天线进行高效的供电动作，形成为体现出优异的通信特性的结构。
以下，参照附图说明本实用新型的作为无线通信标签的RFID标签的实施方式。另外，在附图中，对于具有实质相同的功能和结构的构件，标注相同的附图标记，有时在说明书中省略其说明。另外，为了易于理解，附图以各自的构成要素为主体进行示意性的图示。
另外，以下说明的实施方式均表示本实用新型的一具体例，本实用新型并不限定于该结构。另外，在以下的实施方式中具体示出的数值、形状、结构、步骤以及步骤的顺序等表示一个例子，并不限定本实用新型。将以下的实施方式的构成要素中的未被记载在表示最上位概念的独立权利要求中的构成要素作为任意的构成要素进行说明。另外，在所有的实施方式中，各个变形例的结构也是同样，也可以分别组合各变形例所记载的结构。
(实施方式1)
图1是表示本实用新型的实施方式1的RFID标签10的概略立体图。图2是表示埋设于实施方式1的RFID标签10的内部的供电模块1的立体图。另外，为了能够容易地理解实施方式1的结构，在图1和图2中表示设于供电模块1的内部的RFIC元件3和电路图案等。在图2中，为了方便，示出相互正交的x轴、y轴以及z轴，有时使用x轴、y轴以及z轴说明实施方式1的RFID标签10的长度方向(x方向)、宽度方向(y方向)以及高度方向(z方向)。
如图1所示，RFID标签10在弹簧2的内部配置有供电模块1。弹簧2由能够弹性变形的弹簧材料形成，形成为弹簧状天线。在实施方式1的结构中，具有细长的大致长方体形状的供电模块1配置在作为弹簧状天线的弹簧2的大致中央。具有作为IC芯片的RFIC元件3和供电线圈(7、8)等的供电模块1利用环氧树脂材料所代表的热固化性树脂等硬质的树脂材料形成为块状。另外，作为硬质树脂块的供电模块1配置于弹簧2的内部，由具有挠性的树脂材料固定于弹簧2。
如图1中单点划线所示，供电模块1和弹簧2的一部分利用具有挠性的树脂材料例如硅橡胶系的树脂材料形成为块状，形成第1供电块5。另外，在实施方式1的RFID标签10中，如图1中双点划线所示，形成有覆盖第1供电块5并且覆盖弹簧2的剩余部分的全部的第2供电块6。第2供电块6与第1供电块5同样，利用具有挠性的树脂材料例如硅橡胶系的树脂材料形成为块状。
如上所述，RFID标签10具有能够弹性变形的弹簧2，并由具有挠性的树脂材料覆盖，因此作为RFID标签10的整体，形成为具有柔软性的结构，即使在受到了来自外部的力时发生了变形，当来自外部的力解除时，也立即复原为原来的形状。
另外，在实施方式1的结构中，以成形为进一步利用第2供电块6覆盖将供电模块1和弹簧2的一部分覆盖的第1供电块5的结构进行说明，但如后述那样，在本实用新型中，只要弹簧2的包含与供电模块1中的多个供电线圈(7、8)相对而进行电磁场耦合的区域在内的部分存在于第1供电块5内即可，对RFID标签10的整体进行树脂成形不是必须的结构。
图3是表示相对于沿x方向细长的作为弹簧状天线的弹簧2插入沿x方向细长的长方体形状的供电模块1而形成实施方式1的RFID标签10的概略说明图。在实施方式1中，构成为弹簧2的长度方向(x方向)和供电模块1的长度方向(x方向)一致。
图4～图7是用于说明实施方式1的供电模块1的内部结构的图。另外，在图4～图6中，为了容易理解，透视供电模块1的树脂材料而只表示内部结构。图4是表示在俯视供电模块1时的供电模块1的内部结构的图。图5是沿宽度方向(y方向)观察供电模块1而得到的主视图，图6是沿长度方向(x方向)观察供电模块1而得到的侧视图。
如图4所示，在供电模块1的内部设有作为IC芯片的RFIC元件3、第1供电线圈7、第2供电线圈8以及将这些构件电连接的多个连接导体(11、12、13)等。
如图5的主视图所示，供电模块1在印刷线路板14之上形成有树脂块15，在树脂块15之上形成有保护层(覆盖层)21，具有三层构造。在成为最下层的印刷线路板14的上下各表面(第1主面和第2主面)形成有导体图案(16、17)。另外，在树脂块15的顶面也形成有导体图案(20)。这些导体图案(16、17、20)由通过例如Cu等的电镀而得到的镀膜形成，形成Cu膜等导体膜，利用光致抗蚀剂和蚀刻等进行图案形成而形成这些导体图案(16、17、20)。另外，作为导体图案，也可以通过网版印刷导电性糊剂来形成导体图案。
另外，各个导体图案由导通孔导体(via hole conductors)18、金属引脚(metalpins)19以及后述的连接导体(11、12、13)电连接，以便成为期望的布线图案4。形成于印刷线路板14的导通孔导体18将上表面侧导线图案(第1主面侧导体图案：第2导体图案)16与下表面侧导线图案(第2主面侧导体图案：第3导体图案)17电连接。另外，设置为上下贯穿树脂块15的金属引脚19将印刷线路板14的上表面侧导线图案(第2导体图案)16和形成于树脂块15的顶面的顶面侧导体图案(第1导体图案)20电连接。树脂块15的顶面侧导体图案(第1导体图案)20由保护层(覆盖层)21保护。
金属引脚19是柱状的金属块，为例如柱状的Cu制的引脚。在实施方式1中，以预定长度的单位切断截面为圆形的Cu线来使用。但作为金属引脚19，截面形状不是必须为圆形。
如上所述，3个导体图案(16、17、20)与导通孔导体18和金属引脚19连接，形成实施方式1的供电模块1的相对于作为IC芯片的RFIC元件3的布线图案4。图7是表示实施方式1的供电模块1的3个导体图案(16、17、20)的图。
图7的(a)是表示形成于树脂块15的顶面的顶面侧导体图案(第1导体图案)20的俯视图。图7的(b)是表示印刷线路板14的上表面侧导线图案(第2导体图案)16的俯视图，图7的(c)是表示印刷线路板14的下表面侧导线图案(第3导体图案)17的仰视图。
图7的(a)所示的第1导体图案20与贯穿树脂块15的金属引脚19的顶面侧端部电连接而形成期望的布线图案20a。图7的(b)所示的第2导体图案16具有与贯穿树脂块15的金属引脚19的底面侧端部电连接而成的布线图案16a。另外，第2导体图案16具有布线图案16b、布线图案16c以及布线图案16d，上述布线图案16b使作为IC芯片的RFIC元件3的两个输入输出端子经由导通孔导体18与形成于印刷线路板14的下表面侧的第3导体图案17连接，上述布线图案16c用于自第3导体图案17经由导通孔导体18与金属引脚19连接，上述布线图案16d成为将第1供电线圈7和第2供电线圈8电连接的连接导体(第3连接导体13)。
图7的(c)所示的第3导体图案17是安装有RFIC元件3的印刷线路板14的成为相对于第1主面为相反侧的面的第2主面的布线图案(17a、17b)。在第3导体图案17中，布线图案17a、17b自安装于细长的印刷线路板14的大致中央的RFIC元件3的输入输出端子经由形成在该输入输出端子的正下方的导通孔导体18延伸至位于该印刷线路板14的长度方向的两侧端部附近的远端的位置。在图7的(c)中，左侧的布线图案17a成为第1连接导体11，右侧的布线图案17b成为第2连接导体12。第1连接导体11和第2连接导体12形成实质上呈直线状沿左右方向(x方向)延伸的电流路径。
如所述那样在供电模块1的内部形成有作为IC芯片的RFIC元件3，如所述那样形成的第1供电线圈7和第2供电线圈8经由3个连接导体(11、12、13)形成与RFIC元件3连接的布线图案4。
图8的(a)、(b)是示意地表示将如所述那样形成的供电模块1的内部的RFIC元件3、第1供电线圈7以及第2供电线圈8配置在弹簧2的内部的图。如图8的(a)所示，在作为IC芯片的RFIC元件3的两侧配置有第1供电线圈7和第2供电线圈8，第1供电线圈7和第2供电线圈8的线圈中心轴线形成为大致相同。即，第1供电线圈7和第2供电线圈8的卷绕轴线实质设于同一轴线上。
与作为RFIC元件3的一输入输出端子的第1输入输出端子连接而导出的第1连接导体11经过第1供电线圈7的下侧地延伸设置，连接于第1供电线圈7的远离RFIC元件3的远端。同样，与作为RFIC元件3的另一输入输出端子的第2输入输出端子连接而导出的第2连接导体12经过第2供电线圈8的下侧地延伸设置，连接于第2供电线圈8的远离RFIC元件3的远端。另外，第1供电线圈7的近端经由第3连接导体13与第2供电线圈8的近端连接。即，第3连接导体13是比第1连接导体11和第2连接导体12短的线路，是能够实质上绕过作为IC芯片的RFIC元件3的较短的直线状的电流路径。
作为实施方式1的供电模块1的具体的结构，例如为约1.0mm见方且具有约5.0mm～6.0mm的长度的大致长方体形状。第1供电线圈7和第2供电线圈8实质上为相同的结构和相同的形状，并由相同的圈数构成。
将如上述那样构成的供电模块1配置于弹簧2的内部而形成RFID标签10。因而，弹簧2是作为来自RFID标签10的电波的辐射体而发挥功能的弹簧状天线，作为所谓的天线放大器(antenna booster)发挥功能。另外，实施方式1的弹簧2为金属制，由例如不锈钢制的弹簧材料形成。
如图8的(b)所示，由于供电模块1的第1供电线圈7和第2供电线圈8配置于弹簧2的内部，因此第1供电线圈7和第2供电线圈8处于与弹簧2的线圈磁场耦合的状态。如图8的(b)中作为例示示出的那样，弹簧2的利用附图标记α表示的第1区域是主要与供电模块1的第1供电线圈7磁场耦合的区域，弹簧2的利用附图标记β表示的第2区域是主要与第2供电线圈8磁场耦合的区域。因而，在弹簧2的线圈中，具有与第1供电线圈7磁场耦合的第1区域α和与第2供电线圈8磁场耦合的第2区域β，第1区域α和第2区域β构成为经由具有电感成分的区域连续。这样，在实施方式1的结构中，供电模块1中的第1供电线圈7和第2供电线圈8是与作为弹簧状天线的弹簧2磁场耦合的磁场耦合要素，并且成为供电模块1中的RFIC元件3的匹配电路用的要素，成为发挥各个功能的元件。
图9如图8的(b)所示那样表示RFID标签10的概略结构，是示意地表示具有RFIC元件3、第1供电线圈7以及第2供电线圈8的供电模块1配置于弹簧2的内部的状态的图。在图9中表示的是，RFID标签10的RFIC元件3为供电元件，第1供电线圈7具有电感值Lc1，第2供电线圈8具有电感值Lc2。
另外，虽然在图8和图9中省略图示，但具有RFIC元件3、第1供电线圈7以及第2供电线圈8的供电模块1如上述那样一体地埋设于环氧树脂材料所代表的热固化性树脂等硬质的树脂块内，从而形成为模块。这样，由于利用硬质的树脂块使供电模块1模块化，因此能够保护RFIC元件3本身，并且可靠地保护RFIC元件3与各供电线圈(7、8)的连接部位和布线图案等。
另外，在实施方式1的结构中，供电模块1和弹簧2一同由具有挠性的树脂材料例如硅橡胶系的树脂材料一体化而形成为块状，形成RFID标签10。因此，作为RFID标签10，形成为能够弯曲的柔软的结构，能够附属于各种商品(包含变形的商品)。
图10的(a)是表示RFID标签10的供电模块1与弹簧2之间的信号传输路径的例子的示意图。当在弹簧2接收了高频信号时，信号分别传输到与弹簧2磁场耦合的第1供电线圈7和第2供电线圈8。当信号如图10的(a)所示那样流动时，在第1信号传输路径A中，电流在弹簧2的电感Ls1流动，并且电流流到与该电感Ls1磁场耦合的供电模块1的第1供电线圈(电感Lc1)7。另外，在第2信号传输路径B中，电流在弹簧2的电感Ls1、Ls2流动，并且电流流到与电感Ls2磁场耦合的供电模块1的第2供电线圈(电感Lc2)8。
图10的(b)表示图10的(a)所示的信号传输路径的频率特性。在图10的(b)中，分别用单点划线表示信号在第1信号传输路径A中流动的情况的特性以及信号在第2信号传输路径B中流动的情况的特性。如图10的(b)的频率特性图所示，信号在第1信号传输路径A中流动的情况下的谐振频率f1(第1谐振模式)与信号在第2信号传输路径B中流动的情况下的谐振频率f2(第2谐振模式)不同。这是因为，第1信号传输路径A的电长度与第2信号传输路径B的电长度不同。在实施方式1中是使具有这样不同的谐振频率(f1和f2)的第1谐振模式与第2谐振模式结合的结构，因此构筑的是频率特性宽频段化且检测范围广的RFID标签10(参照图10的(b)所示的实线的波形)。
如上所述，实施方式1的RFID标签形成为频率特性宽频段化并且通用性高的无线通信标签。在使用RFID标签10的RFID系统中，作为附属有RFID标签10的商品，例如有衣服和亚麻类物品等。附属于这样的商品的RFID标签10在洗涤时等可能受到较大的力而发生变形，但实施方式1的RFID标签10由于柔软并且具有弹性力，因此供电模块1本身不会直接地受到影响，能够进行供电模块1内的信号的可靠的发送接收。
在RFID系统中是如下结构，即，附属于商品的RFID标签10的信息在作为供电电路的读取装置中被读取而进行商品管理。作为在这里利用于商品管理的RFID系统，例如是利用了900MHz频段的UHF频段RFID系统。
在实施方式1的RFID标签10中，作为IC芯片的RFIC元件3配置于供电模块1的大致中央，与RFIC元件3连接的第1连接导体11和第2连接导体12自RFIC元件3向两侧延伸，RFIC元件3分别经由第1连接导体11和第2连接导体12与第1供电线圈7和第2供电线圈8的各自的远端侧连接。另外，在第1供电线圈7和第2供电线圈8中相对的近端经由第3连接导体13连接。即，在由RFIC元件3的第1输入输出端子→第1连接导体11→第1供电线圈7→第3连接导体13→第2供电线圈8→第2连接导体12→RFIC元件3的第2输入输出端子构成的闭合电路中，第1供电线圈7和第2供电线圈8是与以电长度计离RFIC元件3最远的位置连接的结构。这是因为，在使用UHF频段的上述结构的闭合电路中，离成为供电元件的RFIC元件3最远的点成为电流最大点，因此通过在该电流最大点的附近设置供电线圈，能对外侧的弹簧2进行高效的供电动作。
例如，根据发明人的实验，针对4W的供电模块1的单体而言，通信区域半径为约1cm，与之相对地，通过在供电模块1的外侧设置弹簧2，使通信区域半径达到了约100倍以上。即，在RFID标签10中，形成为在供电模块1的外侧设有弹簧来作为放大天线(boostantenna)的结构。
如上所述，实施方式1的RFID标签是将能够弹性变形的弹簧2用作辐射体的无线通信标签，通过在供电模块1的附近设置与供电模块1磁场耦合的弹簧，能够大幅地提高通信能力。
在实施方式1的RFID标签10中，在成为用于向弹簧2供给高频信号或者自弹簧2接收高频信号的供电电路的供电模块1设置第1供电线圈7和第2供电线圈8这两个供电用线圈，从而实现了宽频段化。因而，即使设于供电模块1的外侧的弹簧2发生了伸缩或弯曲，也能将RFID标签10的无线通信标签本身的通信特性(读取特性)的变化抑制为最小程度，成为可靠性高的无线通信标签。
另外，在实施方式1的RFID标签10中，作为供电电路的供电模块1与弹簧2是在没有直接连接的前提下磁场耦合的状态。因此，是不会使施加于弹簧2的外力直接传递到供电模块1的结构。因而，施加于RFID标签10的外力不会直接传递到比较经不住冲击力等的RFIC元件3本身以及RFIC元件3与布线图案的连接部分，从而可靠地保护RFIC元件3本身以及RFIC元件3与布线图案的连接部分。
另外，供电模块1中的第1供电线圈7和第2供电线圈8这两者作为与弹簧2磁场耦合用的要素发挥功能，并且兼具作为RFIC元件的匹配电路用的要素的功能。
供电模块1中的第1供电线圈7和第2供电线圈8实质上具有同样的结构，各自的卷绕轴线为相同的方向。另外，第1供电线圈7和第2供电线圈8的卷绕轴线为与弹簧2的卷绕轴线相同的方向。这样构成的实施方式1的RFID标签10能够高效地进行供电，并且能够实现作为无线通信标签整体的小型化。
在实施方式1的RFID标签10中，具有RFIC元件3以及两个供电线圈(7、8)的供电模块1一体地埋设于热固化性树脂等硬质的树脂块内，形成为模块。这样，由于利用硬质的树脂块使供电模块1模块化并一体化，因此可靠地保护RFIC元件3本身、RFIC元件3与各供电线圈(7、8)的连接部位以及布线图案等，成为具有高可靠性的器件。
(实施方式2)
接下来，使用所添附的图11说明本实用新型的实施方式2的RFID标签。在实施方式2的RFID标签中，与上述的实施方式1的RFID标签10的不同之处是供电模块中的供电线圈的结构。在实施方式2的RFID标签中，除供电线圈以外的结构与实施方式1的RFID标签10相同。在实施方式2的说明中，对具有与实施方式1实质相同的功能和结构的要素，标注与实施方式1相同的编号。另外，实施方式2的基本动作与实施方式1的基本动作同样，因此在实施方式2中以与实施方式1的不同之处为主进行说明。
图11是示意地表示实施方式2的RFID标签的供电模块1A的电路结构的图。如图11所示，在实施方式2的供电模块1A中，是第1供电线圈7A的电感值(L1)和第2供电线圈8A的电感值(L2)具有不同的值的结构。
在实施方式2的RFID标签中，能够改变第1供电线圈7A与第2供电线圈8A的电感值(L1和L2)的比率，从而将检测频率频段宽度设定为期望的范围。
(实施方式3)
接下来，使用所添附的图12说明本实用新型的实施方式3的RFID标签。在实施方式3的RFID标签中，与上述的实施方式1的RFID标签10的不同之处是供电模块1B的结构。在实施方式3的RFID标签中，除供电模块1B的结构以外与实施方式1的RFID标签10相同。在实施方式3的说明中，对具有与实施方式1实质上相同的功能和结构的要素，标注与实施方式1相同的编号。另外，实施方式3的基本动作与实施方式1的基本动作同样，因此在实施方式3中以与实施方式1的不同之处为主进行说明。
图12是示意地表示埋设于实施方式3的RFID标签10的内部的供电模块1B的结构的立体图。另外，为了能够容易地理解实施方式3的供电模块1B的结构，在图12的(a)中，在上部表示树脂块部分32和印刷线路板部分33，在下部表示将树脂块部分32和印刷线路板部分33一体化为供电模块1B的结构。另外，在图12的(a)中，透视树脂块部分32的树脂材料地表示内部结构。
在图12的(b)中，表示在树脂块部分32内埋设有多个的环箍材料30中的1个。将导电性材料的金属薄板折弯为日文コ字形而形成环箍材料30。在图12中，为了方便，示出相互正交的x轴、y轴以及z轴，在实施方式3中，有时使用x轴、y轴以及z轴说明供电模块1B的长度方向(x方向)、宽度方向(y方向)以及高度方向(z方向)。
如图12所示，在印刷线路板部分33处的印刷线路板14B的第1主面(上表面侧主面)形成有导线图案16。另外，在印刷线路板14B的长度方向的大致中央安装有作为IC芯片的RFIC元件3。这样，在印刷线路板14B的第1主面安装有RFIC元件3，在RFIC元件3的两侧形成有导体图案16。
与印刷线路板14B的导体图案16电连接的多个环箍材料30沿供电模块1B的长度方向排列设置，并埋设于树脂块15B。日文コ字形的环箍材料30以印刷线路板侧(在图12中为下侧)成为两端部分30a并形成为门形的方式埋设于树脂块15B。另外，多个环箍材料30以开口部分朝向同向的方式沿供电模块1B的长度方向(x方向)具有一定间隔地排列设置成一排。树脂块15B由环氧树脂材料所代表的热固化性树脂等硬质的树脂材料构成。
如所述那样配置的多个环箍材料30的各自的两端部分30a与印刷线路板14B的上表面侧导体图案16中的各个焊盘图案16e电连接。通过使多个环箍材料30的两端部分30a与焊盘图案16e分别连接，以形成供电线圈的方式形成上表面侧导体图案16。
图13是表示树脂块部分32的树脂块15B的图，在图13中，(a)表示顶面，(b)表示沿长度方向(x方向)延伸的侧面，(c)表示底面。另外，图13的(d)、(e)表示成为树脂块15B的两侧的端面。
如图13的(c)所示，埋设多个环箍材料30的树脂块15B在其底面(印刷线路板侧的面)形成有沿长度方向(x方向)延伸的长孔部31。另外，在树脂块15B的底面，环箍材料30的两端部分30a暴露在包围长孔部31的外缘部分。因而，在使树脂块部分32与印刷线路板部分33形成为一体时(参照图12的(a))，长孔部31成为沿长度方向(x方向)延伸的空洞。该空洞(31)构成对安装于印刷线路板14B的RFIC元件3进行收纳的空间。
如上所述，在使树脂块部分32与印刷线路板部分33一体化而形成了供电模块1B时，排列设置的多个环箍材料30的各自的两端部分30a与形成于印刷线路板14B的上表面侧导体图案16的焊盘图案16e电连接。通过这样使多个环箍材料30与上表面侧导体图案16电连接，在供电模块1B中，在RFIC元件3的长度方向的两侧配置有第1供电线圈7B和第2供电线圈8B。即，如图12的(a)所示，在作为IC芯片的RFIC元件3的两侧配置有第1供电线圈7B和第2供电线圈8B，第1供电线圈7B和第2供电线圈8B的线圈中心轴线形成为大致相同。即，第1供电线圈7和第2供电线圈8的卷绕轴线实质上设于同一轴线上。
在实施方式3的供电模块1B中，作为IC芯片的RFIC元件3的两个输入输出端子分别与第1供电线圈7B和第2供电线圈8B的近端(靠近RFIC元件3的端部)连接。另一方面，第1供电线圈7B和第2供电线圈8B的远端利用形成于印刷线路板14B的下表面的下表面侧导线图案(未图示)经由层间连接导体而电连接。
如上所述，在实施方式3的供电模块1B中是如下结构，即，利用多个环箍材料30、形成于印刷线路板14B的布线图案以及将上表面侧和下表面侧的布线图案电连接的层间连接导体，在作为IC芯片的RFIC元件3的两侧形成第1供电线圈7B和第2供电线圈8B。因此，在实施方式3的供电模块1B中，与使用金属引脚构成供电线圈的形式相比，能够实现制造工艺的大幅的简化。
如所述那样在实施方式1～实施方式3中使用具体例说明了本实用新型的RFID标签，本实用新型的RFID标签是将能够弹性变形的弹簧用作辐射体的无线通信标签，成为具有较高的通信能力的结构。
另外，在实施方式1～实施方式3中，在弹簧的内部设有供电模块，使弹簧作为供电模块的天线放大器发挥功能，并使弹簧具有保护供电模块的保护功能。但是，作为本实用新型，只要是使弹簧与供电模块的供电线圈磁场耦合而使弹簧作为供电模块的天线放大器发挥功能的结构即可，作为变形例，也可以是将供电模块配置在弹簧的外侧而与弹簧磁场耦合的结构。
在作为本实用新型的无线通信标签的RFID标签中具有以下结构，即，为了向弹簧(2)供给高频信号，在供电模块(1、1A、1B)设置两个供电用线圈(7、7A、7B、8、8A、8B)而实现了宽频段化。因而，即使设于供电模块(1、1A、1B)的附近的弹簧(2)发生变形，也能将RFID标签(10)本身的通信特性(读取特性)的变化抑制为最小程度，形成为可靠性高的无线通信标签。
另外，在本实用新型的RFID标签中具有以下构造，即，用于向弹簧(2)供给高频信号或自弹簧(2)接收高频信号的供电电路(1、1A、1B)与弹簧(2)在没有直接连接的前提下磁场耦合，使来自RFID标签(10)的外部的振动和冲击等不会直接地传递到供电电路(1、1A、1B)。因而，可靠地保护比较经不住冲击力等的IC芯片(3)本身以及IC芯片(3)与布线图案的连接部分等不受来自外部的振动和冲击等的影响。
另外，构成供电模块(1、1A、1B)中的供电电路的第1供电线圈(7)和第2供电线圈(8)实质上具有同样的结构，并且具有同样的方向的卷绕轴线。另外，第1供电线圈(7、7A、7B)和第2供电线圈(8、8A、8B)具有与弹簧(2)的卷绕轴线相同的方向的卷绕轴线。这样构成的本实用新型的RFID标签能够高效地进行供电，并且能够实现作为无线通信标签整体的小型化。
在本实用新型的RFID标签中，具有供电电路的供电模块(1、1A、1B)在热固化性树脂等硬质的树脂块内形成为一体并成为模块，因此可靠地保护RFIC元件本身、RFIC元件(3)与各供电线圈(7、7A、7B、8、8A、8B)的连接部位以及布线图案等，形成为可靠性高的无线通信标签。
在本实用新型的RFID标签的供电模块中，在供电电路的闭合电路中，在使用频率频段为UHF频段的情况下，在离成为供电元件的RFIC元件(3)最远的电流最大点的附近设置供电线圈(7、7A、7B、8、8A、8B)。通过这样地构成，本实用新型的RFID标签能对弹簧(2)进行高效的供电动作。
本实用新型的RFID标签是具有RFIC元件和与RFIC元件连接的供电线圈(线圈形天线)的结构，形成为能够使用电波(电磁波)或磁场以非接触的方式对所内置的存储器的数据进行高精度的读写的信息介质。
另外，在本实用新型中，包含将上述的实施方式和/或变形例中的任意的实施方式和/或变形例适当地组合而得到的形态，那样构成的形态能够起到各个实施方式和/或变形例所具有的效果。
产业上的可利用性
本实用新型的RFID标签是实现轻量化和小型化并具有期望的通信距离，能够应用于能变形的物品且通用性高的无线通信标签。
附图标记说明
1、供电模块；2、弹簧；3、RFIC元件；4、布线图案；5、第1供电块；6、第2供电块；7、第1供电线圈；8、第2供电线圈；10、RFID标签；11、第1连接导体；12、第2连接导体；13、第3连接导体；14、印刷线路板；15、树脂块；16、上表面侧导体图案(第2导体图案)；17、下表面侧导体图案(第3导体图案)；18、导通孔导体；19、金属引脚；20、顶面侧导体图案(第1导体图案)；21、保护层。

Claims (7)

1.一种RFID标签，其特征在于，
所述RFID标签包括：
RFIC元件，其具有第1输入输出端子和第2输入输出端子；
第1供电线圈，其一端与所述RFIC元件的所述第1输入输出端子连接；
第2供电线圈，其一端与所述第1供电线圈的另一端连接，另一端与所述RFIC元件的所述第2输入输出端子连接；以及
弹簧状天线，其具有与所述第1供电线圈磁场耦合的第1区域以及与所述第2供电线圈磁场耦合的第2区域，所述第1区域和所述第2区域经由具有电感成分的区域连续。
2.根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于，
所述第1供电线圈的卷绕轴线和所述第2供电线圈的卷绕轴线实质上位于同一轴线上，并与所述弹簧状天线的卷绕轴线平行。
3.根据权利要求1或2所述的RFID标签，其特征在于，
所述第1供电线圈和所述第2供电线圈配置在所述弹簧状天线的内侧。
4.根据权利要求1或2所述的RFID标签，其特征在于，
所述RFIC元件、所述第1供电线圈以及所述第2供电线圈一体地埋设在硬质树脂块内。
5.根据权利要求4所述的RFID标签，其特征在于，
至少所述弹簧状天线的一部分与埋设有所述RFIC元件、所述第1供电线圈以及所述第2供电线圈的硬质树脂块一同利用具有挠性的树脂材料形成为一体。
6.根据权利要求4所述的RFID标签，其特征在于，
所述弹簧状天线中的所述第1区域和所述第2区域与埋设有所述RFIC元件、所述第1供电线圈以及所述第2供电线圈的硬质树脂块一同利用具有挠性的树脂材料形成为一体。
7.根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于，
在使所述RFIC元件、所述第1供电线圈以及所述第2供电线圈经由连接导体连接而成的闭合电路中，
在具有实质上位于同一轴线上的卷绕轴线的所述第1供电线圈与所述第2供电线圈之间配置有所述RFIC元件，所述RFIC元件的第1输入输出端子经由第1连接导体与所述第1供电线圈的远端连接，所述RFIC元件的第2输入输出端子经由第2连接导体与所述第2供电线圈的远端连接，所述第1供电线圈和所述第2供电线圈的各自的近端经由第3连接导体连接。
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