CN211238502U - 无线通信设备 - Google Patents

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CN211238502U CN201990000139.2U CN201990000139U CN211238502U CN 211238502 U CN211238502 U CN 211238502U CN 201990000139 U CN201990000139 U CN 201990000139U CN 211238502 U CN211238502 U CN 211238502U
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

提供一种无线通信设备。作为无线通信设备的一例的RFID标签(101)是用于发送接收通信信号的无线通信设备。RFID标签(101)具备基材(1)、包括形成于基材(1)的天线图案(2A、2B)的导体图案、以及放电辅助电极(19)。放电辅助电极(19)配置于在俯视时与天线图案(2A、2B)重叠或接近的位置，使导体图案上的不同的2个点相向的相向部分处的绝缘击穿电压下降。通过该结构，即使在RFID标签(101)附加于食品等而承受食品加热用的高频功率的状况下，也能够防止起火和燃烧。

Description

无线通信设备
技术领域
本实用新型涉及一种具备天线的无线通信设备，特别涉及一种借助感应电磁场或电磁波来进行近距离通信的RFID(Radio Frequency Identification：射频识别)标签等无线通信设备。
背景技术
作为无线通信设备的一个方式的RFID标签与读写器进行通信，来以非接触的方式进行规定的信息的读写，因此被使用于各种场景。例如，通过对全部商品粘贴RFID标签，能够顺畅地进行所谓的自动结账。另外，能够顺畅地进行销售和物流状况的管理，如确保可追溯性和开展市场营销等。
另一方面，在便利店、超市等销售店中会交易多种多样的商品，在作为商品的食品中，有时紧接在购买商品之后加热商品并带走、或者由购买者当场立即食用。有时在销售店中使用电磁波加热装置、所谓的“微波炉”来加热例如便当、副食。
但是，当利用微波炉加热带有RFID标签的商品时，有时会发生如下那样的问题。
作为RFID标签的通信信号的频率，主要使用135kHz以下的LF频段、 13.56MHz等HF频段、860MHz～960MHz频段等UHF频段、2.45GHz等微波频段，当前，粘贴在食品上的类型的RFID标签是利用UHF频段的RFID标签。在利用UHF频段的RFID标签中，作为金属膜体的天线图案等金属材料与 RFIC(Radio-Frequency Integrated Circuit：射频集成电路)元件一起形成在纸、树脂等基材上。
当利用微波炉对带有这种RFID标签的商品进行加热时，RFID标签与商品一起吸收来自微波炉的电磁波的能量。由此，存在由于
·上述金属材料部分中的电场强度变高的部位处的放电
·因过电流流过金属材料部分而引起的金属材料的发热/升华
·RFID标签的基材的发热
等而RFID标签或粘贴有RFID标签的商品部分起火的风险。特别是，设置于便利店的微波炉向炉内辐射3kW左右的大输出的电磁波，紧接在加热开始之后RFID标签被一下子加热，因此可以说如果满足条件则上述起火的风险也高。
以减少如上所述的“RFID标签”中的起火的危险性为目的，提出了“阻燃性标签”的结构(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-338563号公报
实用新型内容
实用新型要解决的问题
专利文献1中公开的“阻燃性标签”是利用阻燃性材料构成用于安装IC芯片和天线图案的基材的标签。因此，基材的燃烧得到抑制。但是，在形成在基材上的金属材料部分处，在时间上连续放电的可能性高，该标签并不是能够可靠地防止基材起火的危险性或商品着火的可能性的结构。
本实用新型的目的在于提供一种即使在附加于食品等而承受食品加热用的高频功率的状况下也能够防止起火和燃烧的无线通信设备。
用于解决问题的方案
本实用新型的一个方式的无线通信设备用于发送接收通信信号，所述无线通信设备的特征在于，具备：基材；导体图案，其包括形成于所述基材的天线图案；以及放电辅助电极，其配置于在俯视时与所述天线图案重叠或接近的位置，使所述导体图案上的不同的2个点相向的相向部分处的绝缘击穿电压下降。
根据上述构造，放电辅助电极使该放电辅助电极的配置位置处的绝缘击穿电压下降。因此，在被照射电磁波加热用微波频段的高频功率时，能够利用放电辅助电极来高效率地完成并控制在天线图案内产生电位差的部位处的放电，因此放电辅助电极所接近的天线图案的位置迅速被切断。只要天线图案被切断，那么放电位置的电位差就会消失或下降，放电不会维持，也不再会导致天线图案、基材起火。这样，还防止了无线通信设备或粘贴有无线通信设备的商品部分的熔解、变形。
在所述无线通信设备中，所述放电辅助电极形成于通过所述天线图案在接近所述放电辅助电极的接近位置处被切断而所述天线图案在功率比所述通信信号的功率高的电磁波加热用微波的频带下的谐振停止的部位。
在所述无线通信设备中，所述通信信号的频率是UHF频段的频率，所述电磁波加热用微波的频率是2.4GHz以上且2.5GHz以下的频率。
在所述无线通信设备中，所述放电辅助电极形成于所述天线图案的各部之间的部位中的在承受功率比所述通信信号的功率高的电磁波加热用微波的照射的状态下电场强度高的部位。
在所述无线通信设备中，所述放电辅助电极遍及所述天线图案的整个形成范围地形成。
在所述无线通信设备中，所述导体图案还具备与所述天线图案接近配置的环状的导体部，所述放电辅助电极配置成在俯视时与所述环状的导体部的开放部重叠或接近。
在所述无线通信设备中，所述放电辅助电极形成于与所述天线图案及所述环状的导体部的形成范围连续的区域。
在所述无线通信设备中，所述天线图案呈蛇行线状，所述环状的导体部配置于所述天线图案的彼此相向的图案之间。
在所述无线通信设备中，所述放电辅助电极形成于所述天线图案的上部。
在所述无线通信设备中，所述放电辅助电极形成于所述天线图案与所述基材之间。
实用新型的效果
根据本实用新型，能够得到即使在附加于食品等而承受食品加热用的高频功率的状况下也能够防止起火和燃烧的无线通信设备。
附图说明
图1的(A)是第一实施方式所涉及的RFID标签101的俯视图，图1的(B)是示出天线图案的一部分被切断后的状态的RFID标签101的俯视图。图1的(C) 是环状导体部的放大俯视图。
图2的(A)、图2的(B)、图2的(C)、图2的(D)是示出通信信号的频率下的谐振模式或电磁波加热用微波的频率下的谐振模式的例子的图。
图3的(A)、图3的(B)、图3的(C)、图3的(D)是示出放电辅助电极19相对于环状导体部20的形成位置关系的例子的局部截面图。
图4的(A)、图4的(B)是第二实施方式所涉及的RFID标签102的俯视图，图4的(C)是不存在环状导体部的、作为比较例的RFID标签的俯视图。图4的 (D)是环状导体部20的放大俯视图。
图5是示出在天线图案2A、2B的连接盘图案6(6a、6b)上安装的RFIC封装体3的结构的分解立体图。
图6是示出带有RFID标签的商品的一例的图，是带有RFID标签102的便当201的立体图。
图7的(A)、图7的(B)是第三实施方式所涉及的RFID标签103的俯视图。
图8的(A)、图8的(B)是第四实施方式所涉及的RFID标签104的俯视图。
图9的(A)、图9的(B)、图9的(C)是示出放电辅助电极19相对于天线图案 2A的形成位置关系的例子的局部截面图。
图10是示出第五实施方式所涉及的环状导体部20的构造的图。
图11是环状导体部20的等效电路图。
具体实施方式
首先，记载本实用新型所涉及的无线通信设备中的各种方式的结构。
本实用新型所涉及的第一方式的无线通信设备用于发送接收通信信号，所述无线通信设备具备：基材；导体图案，其包括形成于所述基材的天线图案；以及放电辅助电极，其配置于在俯视时与所述天线图案重叠或接近的位置，使所述导体图案上的不同的2个点相向的相向部分处的绝缘击穿电压下降。
在如上所述那样构成的第一方式的无线通信设备中，在天线图案的、例如在微波炉的炉内承受微波的照射时产生大的电位差的部位处设置放电辅助电极，由此，在该部位进行受控制的放电，放电辅助电极所接近的天线图案的位置由于放电而迅速被切断。只要天线图案被切断，那么放电位置的电位差就会消失或下降，放电不会维持，因放电引起的发热不会继续。因此，不会导致天线图案、基材起火，也防止了无线通信设备或粘贴有无线通信设备的商品部分的熔解、变形。
在本实用新型所涉及的第二方式的无线通信设备中，所述放电辅助电极形成于通过所述天线图案在接近所述放电辅助电极的接近位置处被切断而所述天线图案在功率比所述通信信号的功率高的电磁波加热用微波的频带下的谐振停止的部位。根据该结构，当天线图案在接近放电辅助电极的接近位置处被切断时，天线图案立即停止电磁波加热用微波频段的频率下的谐振所引起的发热，因此温度上升被有效抑制。
在本实用新型所涉及的第三方式的无线通信设备中，所述通信信号的频率为UHF频段的频率，所述电磁波加热用微波的频率为2.4GHz以上且2.5GHz 以下的频率。根据该结构，天线图案容易形成在通信信号的频率下进行例如 1/4波长谐振、在电磁波加热用微波频段中进行谐波谐振的条件，因此能够有效抑制该电磁波加热用微波频段的高功率对天线图案的加热。
在本实用新型所涉及的第四方式的无线通信设备中，所述放电辅助电极形成于所述天线图案的各部之间的部位中的在承受功率比所述通信信号的功率高的电磁波加热用微波的照射的状态下电场强度高的部位。根据该结构，通过放电辅助电极的作用来可靠地放电，天线图案更迅速地被切断。
在本实用新型所涉及的第五方式的无线通信设备中，所述放电辅助电极遍及所述天线图案的整个形成范围地形成。根据该结构，在天线图案中的介电强度最弱的部位处迅速地放电，因此天线图案更迅速地被切断。
在本实用新型所涉及的第六方式的无线通信设备中，所述导体图案还具备与所述天线图案接近配置的环状的导体部，所述放电辅助电极配置成在俯视时与所述环状的导体部的开放部重叠或接近。根据该结构，可靠地进行环状导体部的开放部处的放电，与其接近的天线图案的位置迅速地被切断。
在本实用新型所涉及的第七方式的无线通信设备中，所述放电辅助电极形成于与所述天线图案及所述环状的导体部的形成范围连续的区域。根据该结构，天线图案的能够利用因放电引起的发热来切断的部位增大，天线图案被高效地切断。
在本实用新型所涉及的第八方式的无线通信设备中，所述天线图案呈蛇行线状，所述环状的导体部配置于所述天线图案的彼此相向的图案之间。根据该结构，不需要确保仅用于形成环状导体部的区域，不会使整体的尺寸大型化。
在本实用新型所涉及的第九方式的无线通信设备中，所述放电辅助电极形成于所述天线图案的上部。根据该结构，放电位置更接近天线图案，因此天线图案更迅速地被切断。
在本实用新型所涉及的第十方式的无线通信设备中，所述放电辅助电极形成于所述天线图案与所述基材之间。根据该结构，放电位置更接近天线图案，因此天线图案更迅速地被切断。
在销售带有无线通信设备的商品的便利店、超市中，进行食品、日用杂货等多种多样的商品的交易。近年来，关于便利店，针对使购买的商品的结算和装袋自动化的“无人便利店”的实用化进行了各种实验。
为了在“无人便利店”中使商品结算自动化，想到了对所有商品附加作为无线通信设备的“RFID标签”来进行应对。在“无人便利店”中为以下的系统：当收纳了带有“RFID标签”的商品的购物篮被放在结账台时，来自“RFID标签”的信息被读取从而显示商品价款。购买者能够在现金投入口投入作为商品价款的现金或者插入信用卡来完成支付，并接收自动地装在购物袋中的商品，由此完成在“无人便利店”中购买商品。
下面，参照附图来说明作为本实用新型所涉及的无线通信设备的具体的例示的实施方式。作为带有本实用新型所涉及的无线通信设备的商品，以在所谓的“便利店”、“超市”等销售店中交易的全部商品为对象。
此外，作为在下面的实施方式中说明的电磁波加热装置，利用进行介电加热(dielectric heating)的所谓“微波炉”来进行说明，但是作为本实用新型中的电磁波加热装置，是以具有进行介电加热的功能的加热装置为对象。另外，在下面的实施方式中，将附加于上述商品的RFID标签作为无线通信设备的一例来进行说明。
《第一实施方式》
图1的(A)是第一实施方式所涉及的RFID标签101的俯视图，图1的(B)是示出天线图案的一部分被切断后的状态的RFID标签101的俯视图。另外，图1 的(C)是环状导体部的放大俯视图。
如图1的(A)所示，RFID标签101具备绝缘体或电介质的基材1、形成于该基材1的天线图案2A、2B以及对天线图案2A、2B馈电的馈电电路90。天线图案2A、2B是本实用新型中的“导体图案”的一部分。
本实施方式的RFID标签101构成为利用包含UHF频段的通信信号的频率(载波频率)的高频信号来进行无线通信(发送接收)。UHF频段是指860MHz 至960MHz的频带。在此，UHF频段的通信信号的频率是本实用新型中的“通信信号的频率”的一例。
馈电电路90例如是后面例示的RFIC元件、RFIC封装体等。在本实施方式的RFID标签101中，将具有挠性的膜材料或阻燃性的膜材料用作基材1。基材1在俯视下的外形是矩形。另外，在基材1是非阻燃性的通常的膜材料的情况下，也可以使基材1的膜厚为38μm以下的薄度。由此，基材1在燃烧之前熔化并变形，因此能够使得不保持基材形状。
在将阻燃性膜用作基材1的情况下，作为所使用的阻燃性膜材料，例如使用对PET(聚对苯二甲酸乙二酯)树脂、PPS(聚苯硫醚)树脂等树脂材料进行卤素系阻燃材料的添加、阻燃性涂层材料的涂布而得到的膜。另外，作为基材1的材料，还能够使用具有耐热性的PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)树脂等在耐热性、耐水解性、耐药性的方面具有高功能的树脂材料。此外，作为基材1，未必需要阻燃性材料，例如也能够由纸质材料构成。
在基材1的表面形成有天线图案2A、2B和环状导体部20。另外，在形成于基材1的表面的天线图案2A、2B电连接有馈电电路90。环状导体部20是本实用新型中的“导体图案”的一部分。
天线图案2A、2B和环状导体部20是铝箔、铜箔等导电率高的金属材料。此外，除金属材料以外也可以使用碳系的材料。
如图1的(A)所示，天线图案2A、2B从馈电电路90起向彼此相反的方向分别延伸。天线图案2A、2B是馈电电路连接端FE与馈电电路90连接、前端为开放端OE的构成偶极型的电场天线的图案。
RFID标签101具备与天线图案2A、2B的规定的接近位置PP接近的环状导体部20。如图1的(C)所示，环状导体部20是一部分开放的环状的图案。也就是说，环状导体部20由导体部20L和开放部20C构成。环状导体部20利用形成于开放部20C的寄生电容成分和导体部20L的电感成分来构成LC电路。
上述环状导体部20以使开放部20C接近天线图案2A、2B的方式形成于基材1。而且，放电辅助电极19配置于在俯视时与环状导体部20的开放部20C 以及天线图案2A、2B的接近该开放部20C的一部分重叠的位置。
放电辅助电极19是包含分散在作为基材的绝缘性材料中的粒子状的导电性材料的层或膜。上述导电性粒子例如是Cu等金属粒子、SiC等半导体粒子。另外，也可以与导电性粒子一起分散有绝缘性粒子。该放电辅助电极19 用于使环状导体部20的开放部20C的绝缘击穿电压下降，使沿面放电或绝缘体中放电的开始电压(介电强度[MV/m])下降。
当对RFID标签101照射电磁波加热用微波时，环状导体部20承受上述微波，由此在环状导体部20的开放部20C产生大的电位差。然后，当超过开放部20C的介电强度(导体部20L的相向的2个点之间的绝缘击穿电压)时，发生绝缘击穿，在开放部20C处开始放电。
当在上述开放部20C处发生放电时，能量集中于该放电部而该放电部变得高热，环状导体部20、与其接近的天线图案2A、2B以及基材1被加热。通过天线图案2A、2B和基材1的加热，天线图案2A、2B在接近位置PP处熔解并溶断或者由于升华而被切断。图1的(B)示出了像这样天线图案2A、2B在接近位置PP处被切断后的状态。
当如图1的(B)所示那样天线图案2A、2B在环状导体部20的接近位置PP 处被切断时，天线图案2A、2B的有效长度变短，不再在电磁波加热用微波频段的频率下进行谐振，即使继续照射电磁波加热用微波，天线图案2A、2B 中也不流通因上述微波引起的谐振电流，升温停止，不会导致起火(燃烧)。
在本实施方式中，上述环状导体部20在电磁波加热用的微波的频率下进行谐振，该电磁波加热用的微波的频率是比通信信号的频率高的频率。也就是说，作为LC谐振电路来发挥作用。如上所述，在该例子中通信信号的频率为860MHz至960MHz的频带，电磁波加热用的微波的频率例如是2.4GHz以上且2.5GHz以下的频率。
如图1的(A)所示，环状导体部20与天线图案2A、2B接近，因此在电磁波加热用的微波的频率下，环状导体部20以电磁波加热用的微波的频率进行谐振，由此，开放部20C处产生的电压为谐振器的Q值倍。因而，开放部20C 发生放电所需的电磁波加热用微波频段的施加功率被降低。换言之，紧接在开始照射电磁波加热用微波频段后就迅速在开放部20C处开始放电。
在此，基于图2的(A)、图2的(B)、图2的(C)、图2的(D)来例示上述天线图案2A、2B的在通信信号的频率下的谐振模式和在电磁波加热用微波的频率下的谐振模式的例子。图2的(A)、图2的(B)、图2的(C)、图2的(D)是利用电流分布和电压分布来示出通信信号的频率下的谐振模式或电磁波加热用微波的频率下的谐振模式的例子的图。图2的(A)所示的谐振模式是：在谐振频率fo下，从馈电端到开放端以1/4波长进行基波谐振。图2的(B)所示的谐振模式是，在谐振频率2fo下，从馈电端到开放端以1/2波长进行谐波谐振。图2 的(C)所示的谐振模式是，在谐振频率3fo下，从馈电端到开放端以3/4波长进行谐波谐振。在图2的(D)所示的谐振模式中，在谐振频率4fo下，从馈电端到开放端以1波长进行谐波谐振。
由天线图案2A、2B形成的偶极型天线在通信信号的频率下例如进行图2 的(A)所示的1/4波长谐振。或者，进行图2的(B)所示的1/2波长谐振。如果是该偶极型天线在电磁波加热用微波的频率下产生如图2的(B)、图2的(C)、图2 的(D)所示的高次的谐振模式的条件，那么该微波的高功率会导致在天线图案2A、2B中感应出大电流从而发热。但是，通过如图1的(B)所示那样天线图案2A、2B在中途位置被切断，天线图案2A、2B实质上变短，不再在电磁波加热用微波频段的频率下进行谐振，即使继续照射电磁波加热用微波，天线图案2A、2B中也不流通因上述微波引起的谐振电流，升温停止，不会导致起火(燃烧)。
图3的(A)、图3的(B)、图3的(C)、图3的(D)是示出放电辅助电极19相对于环状导体部20的形成位置关系的例子的局部截面图。
在图3的(A)所示的例子中，在基材1的上表面形成有环状导体部20，在基材1的上表面以覆盖环状导体部20的开放部20C的方式形成有放电辅助电极19。该放电辅助电极19在印刷前呈膏状，在印刷该膏之后通过烧结或者加热干燥来形成该放电辅助电极19。
在图3的(B)所示的例子中，在基材1的规定部位形成有放电辅助电极19，在基材1和放电辅助电极19的上部形成有环状导体部20。该放电辅助电极19 也在印刷前呈膏状，在印刷该膏之后通过烧结或者加热干燥来形成该放电辅助电极19。
在图3的(C)所示的例子中，在基材1的上表面形成有呈面状扩展的放电辅助电极19，在该放电辅助电极19的上表面形成有环状导体部20。放电辅助电极19预先形成为片状，贴在基材1的上表面或者如上所述那样通过印刷来形成于基材1的上表面。放电辅助电极19也可以不是局部地形成于环状导体部20的开放部20C，而是如该图3的(C)所示那样呈面状地在基材1上扩展。另外，也可以在基材1的整个上表面形成放电辅助电极19。在通信时的功率下，不会在环状导体部20的开放部20C中感应出达到放电开始电压的电压，也就是说，开放部20C的电场强度不会达到导致绝缘击穿的强度，因此放电辅助电极19不对天线图案2A、2B产生影响。因而，即使在基材1的整个上表面形成放电辅助电极19，天线图案2A、2B也作为通常的辐射元件来发挥作用。
在图3的(D)所示的例子中，在基材1的内部设置有放电辅助电极19。其中，放电辅助电极19在厚度方向上接近环状导体部20的开放部20C。当开放部20C被施加高电压时，导体部20L的端部与放电辅助电极19之间的间隙被施加高电压从而被绝缘击穿，因此，也可以像这样放电辅助电极19不与导体部 20L直接接触。
此外，在图1的(A)、图3的(A)、图3的(B)、图3的(D)所示的例子中，示出了在俯视时放电辅助电极19与环状导体部20的一部分重叠的例子，但是也可以将放电辅助电极19形成于在俯视时不重叠、而是在俯视时接近环状导体部20的开放部20C的位置。利用该构造，也能够利用放电辅助电极19控制放电位置处的放电，起到迅速地切断天线图案2A、2B的效果。
此外，在本实施方式中，示出了以使环状导体部20的LC谐振频率与电磁波加热用的微波的频率一致的方式构成环状导体部20的例子，但是即使在环状导体部20的LC谐振频率与电磁波加热用的微波的频率不一致的情况下，设置环状导体部20也是有效果的。也就是说，当接受电磁波加热用的高功率的微波时，环状导体部20的开放部20C由于图案间距(间隙)窄，因此该间隙的电场强度高，比除此以外的部位更容易被绝缘击穿。因此，紧接在开始照射电磁波加热用微波频段后就迅速在开放部20C处开始放电。
《第二实施方式》
在第二实施方式中，示出天线图案和环状导体部的形状与第一实施方式所示的例子不同的RFID标签。
图4的(A)、图4的(B)是第二实施方式所涉及的RFID标签102的俯视图，图4的(C)是不存在环状导体部的、作为比较例的RFID标签的俯视图。另外，图4的(D)是环状导体部20的放大俯视图。
图4的(A)、图4的(B)所示的RFID标签102具备绝缘体或电介质的基材1、形成于该基材1的天线图案2A、2B以及与天线图案2A、2B连接的RFIC封装体3。而且，在基材1上形成有多个环状导体部20。
如图4的(C)所示，天线图案2A、2B呈蛇行线状，构成为分别延伸设置有蛇行线状的第一天线图案2A和蛇行线状的第二天线图案2B，该第一天线图案2A从用于安装RFIC封装体3的第一连接盘图案6a以具有多个折回部FP的方式蛇行，该第二天线图案2B从用于安装RFIC封装体3的第二连接盘图案6b 以具有多个折回部FP的方式蛇行。也就是说，从第一连接盘图案6a朝向基材 1的长边方向上的一端(向-X方向)延伸设置有蛇行线状的第一天线图案2A。另外，从第二连接盘图案6b朝向基材1的长边方向上的另一端(向+X方向)延伸设置有蛇行线状的第二天线图案2B。
通过上述结构，天线图案2A、2B作为偶极型的电场天线来发挥作用。
天线图案2A、2B的折回部FP是指天线图案2A、2B的延伸方向发生反转的部位。天线图案2A、2B通过折回部FP折回，由此包括彼此相向的相向部 OP。
在天线图案2A、2B中，在彼此相邻的相向部OP与相向部OP之间形成有图案间隔部，在该多个图案间隔部处分别配置有环状导体部20。图4的(C)所示的作为比较例的RFID标签不存在环状导体部20。
环状导体部20与图1的(A)、图1的(B)所示的环状导体部20同样地由导体部20L和开放部20C构成。环状导体部20利用形成于开放部20C的寄生电容成分和导体部20L的电感成分来构成LC电路。
在覆盖环状导体部20的开放部的位置以及与天线图案2A、2B的折回部 FP接近的位置处形成有放电辅助电极19。
当对RFID标签102照射电磁波加热用微波时，环状导体部20承受上述微波，由此在环状导体部20的开放部20C产生大的电位差。然后，当超过开放部20C的介电强度(导体部20L的相向的2个点之间的绝缘击穿电压)时，发生绝缘击穿，在开放部20C处开始放电。
当对RFID标签102照射电磁波加热用微波时，环状导体部20承受上述微波，由此在环状导体部20的开放部20C产生大的电位差。然后，当超过开放部20C的介电强度时，发生绝缘击穿，在开放部20C处开始放电。
当在上述开放部20C处发生放电时，能量集中于该放电部而该放电部变得高热，环状导体部20、与其接近的天线图案2A、2B以及基材1被加热。通过天线图案2A、2B和基材1的加热，天线图案2A、2B在接近位置PP处熔解并溶断或者由于升华而被切断。图4的(B)示出了像这样天线图案2A、2B在接近位置PP处被切断后的状态。
根据这样构成的RFID标签102，也起到与第一实施方式所示的RFID标签 101同样的作用效果。特别是，多个环状导体部20中的彼此相邻的环状导体部20的开放部20C之间不接近，因此环状导体部20之间不相互干扰，独立地发挥作用。因此，能够得到通过环状导体部20的开放部20C的放电来切断天线图案2A、2B的切断效果的稳定性。
此外，如果是环状导体部20配置于天线图案2A、2B的彼此相向的图案之间的构造，则无需确保仅用于形成环状导体部20的区域，不会使整体的尺寸大型化。
图5是示出在天线图案2A、2B的连接盘图案6(6a、6b)上安装的RFIC封装体3的结构的分解立体图。如图5所示，第一实施方式中的RFIC封装体3由包括三层的多层基板构成。具体地说，RFIC封装体3的多层基板由聚酰亚胺、液晶聚合物等树脂材料制成，是将具有挠性的三个绝缘片12A、12B、12C层叠来构成的。绝缘片12A、12B、12C在俯视观察时呈大致四方形状，在本实施方式中具有大致长方形的形状。图5所示的RFIC封装体3示出了将图4的(A) 所示的RFIC封装体3翻过来并将三层分解后的状态。
如图5所示，RFIC封装体3在三层基板(绝缘片12A、12B、12C)上的期望的位置形成有RFIC芯片9、多个电感元件10A、10B、10C、10D以及与天线图案2A、2B连接的外部连接端子11(11a、11b)。
外部连接端子11a、11b形成于成为最下层(与天线图案2A、2B相向的基板)的第一绝缘片12A，形成于与天线图案2A、2B的连接盘图案6a、6b相向的位置。4个电感元件10A、10B、10C、10D分开地形成于第二绝缘片12B和第三绝缘片12C，在各绝缘片各形成有2个电感元件。即，在成为最上层(在图5中记载于最下方的层)的第三绝缘片12C形成有第一电感元件10A和第二电感元件10B，在成为中间层的第二绝缘片12B形成有第三电感元件10C和第四电感元件10D。
在本实施方式中的RFIC封装体3中，外部连接端子11a、11b和4个电感元件10A、10B、10C、10D由利用铝箔、铜箔等导电材料制成的导体图案构成。
如图5所示，RFIC芯片9安装于作为最上层的第三绝缘片12C上的、长边方向(图5中的X方向)上的中央部分。RFIC芯片9具有在以硅等半导体为原材料的半导体基板形成RF电路而成的构造。在第三绝缘片12C上的长边方向上的一侧(在图5中为+X方向的侧)形成为漩涡状的第一电感元件10A经由连接盘10Aa来与RFIC芯片9的一个输入输出端子9a连接。在第三绝缘片12C上的长边方向上的另一侧(在图5中为-X方向的侧)形成为漩涡状的第二电感元件 10B经由连接盘10Ba来与RFIC芯片9的另一个输入输出端子9b连接。
在作为中间层的第二绝缘片12B上的长边方向上的一侧(在图5中为+X 方向的侧)形成有漩涡状的第三电感元件10C，在第二绝缘片12B上的长边方向上的另一侧(在图5中为-X方向的侧)形成有漩涡状的第四电感元件10D。漩涡状的第三电感元件10C的外周侧的端部与漩涡状的第四电感元件10D的外周侧的端部直接连接。另一方面，作为第三电感元件10C的内周侧的端部的连接盘10Ca经由贯通第二绝缘片12B的导通孔导体等层间连接导体来与作为第三绝缘片12C上的漩涡状的第一电感元件10A的内周侧的端部的连接盘 10Ab连接。另外，作为第三电感元件10C的内周侧的端部的连接盘10Ca经由贯通作为最下层的第一绝缘片12A的通孔导体等层间连接导体来与第一绝缘片12A上的第一外部连接端子11a连接。
作为第四电感元件10D的内周侧的端部的连接盘10Da经由贯通第二绝缘片12B的通孔导体等层间连接导体来与作为第三绝缘片12C上的漩涡状的第二电感元件10B的内周侧的端部的连接盘10Bb连接。另外，作为第四电感元件10D的内周侧的端部的连接盘10Da经由贯通作为最下层的第一绝缘片 12A的通孔导体等层间连接导体来与第一绝缘片12A上的第二外部连接端子 11b连接。
第一绝缘片12A上的第一外部连接端子11a被配设成与形成在基材1上的第一天线图案2A的第一连接盘图案6a连接。另外，第一绝缘片12A上的第二外部连接端子11b被配设成与形成在基材1上的第二天线图案2B的第二连接盘图案6b连接。
另外，在作为中间层的第二绝缘片12B形成有用于收容被安装在第三绝缘片12C上的RFIC芯片9的贯通孔13。RFIC芯片9配设于第一电感元件10A与第二电感元件10B之间以及第三电感元件10C与第四电感元件10D之间。因此，RFIC芯片9作为屏蔽件(shield)而发挥功能，从而第一电感元件10A与第二电感元件10B之间的磁场耦合和电场耦合得以抑制，同样地，第三电感元件10C与第四电感元件10D之间的磁场耦合和电场耦合得以抑制。其结果，在RFIC封装体3中，抑制了通信信号的通带变窄的情况，使通带较宽。
在本实施方式中，例示了RFIC封装体3被安装在天线图案2A、2B上的方式，但是也可以将RFIC芯片9直接安装在天线图案2A、2B上。另外，此时，也可以将在RFIC封装体3中构成为多个电感元件10A、10B、10C、10D的电感器通过环状的图案构成在基材1上。
图6是示出带有RFID标签的商品的一例的图，是带有RFID标签102的便当201的立体图。
这样，即使利用微波炉对带有RFID标签102的便当201进行加热，也能够防止RFID标签102的起火，进而防止带有RFID标签102的便当201的抛光膜的熔解、变形。
《第三实施方式》
在第三实施方式中，示出不具备环状导体部的RFID标签的例子。
图7的(A)、图7的(B)是第三实施方式所涉及的RFID标签103的俯视图。
如图7的(A)所示，RFID标签103具备绝缘体或电介质的基材1、形成于该基材1的天线图案2A、2B以及与天线图案2A、2B连接的RFIC封装体3。而且，在基材1上的规定位置形成有放电辅助电极19。
如图7的(A)、图7的(B)所示，天线图案2A、2B呈蛇行线状，构成为分别延伸设置有蛇行线状的第一天线图案2A和蛇行线状的第二天线图案2B，该第一天线图案2A从用于安装RFIC封装体3的第一连接盘图案6a以具有多个折回部FP的方式蛇行，该第二天线图案2B从用于安装RFIC封装体3的第二连接盘图案6b以具有多个折回部FP的方式蛇行。也就是说，从第一连接盘图案6a朝向基材1的长边方向上的一端(向-X方向)延伸设置有蛇行线状的第一天线图案2A。另外，从第二连接盘图案6b朝向基材1的长边方向上的另一端(向 +X方向)延伸设置有蛇行线状的第二天线图案2B。
通过上述结构，天线图案2A、2B作为偶极型的电场天线来发挥作用。
天线图案2A、2B的折回部FP是指天线图案2A、2B的延伸方向发生反转的部位。
放电辅助电极19形成于覆盖天线图案2A、2B的一部分的位置。
当对RFID标签103照射电磁波加热用微波时，在天线图案2A、2B中，在相邻的折回部FP之间产生大的电位差。形成有放电辅助电极19的部位的介电强度(导体图案上的不同的2个点相向的相向部分处的绝缘击穿电压)低，因此首先在该部位发生绝缘击穿，经由放电辅助电极19开始放电。
当发生上述放电时，能量集中于该放电部而该放电部变得高热，覆盖有放电辅助电极19的部位的天线图案2A、2B和基材1被加热。通过天线图案2A、 2B和基材1的加热，天线图案2A、2B在上述放电部位处熔解并溶断或者由于升华而被切断。图7的(B)示出了像这样天线图案2A、2B被切断后的状态。
如图7的(B)所示，当天线图案2A、2B被切断时，天线图案2A、2B的有效长度变短，不再在电磁波加热用微波频段的频率下进行谐振，即使继续照射电磁波加热用微波，天线图案2A、2B中也不流通因上述微波引起的谐振电流，升温停止，不会导致起火(燃烧)。
如本实施方式所示，也可以是，虽然不存在环状导体部，但是在天线图案2A、2B中的电位差相对大且相邻距离近、即电场强度高的位置处设置放电辅助电极19。
此外，放电辅助电极19也可以配置于在俯视时不与天线图案2A、2B重叠而是与天线图案2A、2B接近的位置。利用该构造，也能够利用放电辅助电极19尽快开始放电位置处的放电，起到迅速地切断天线图案2A、2B的效果。
《第四实施方式》
在第四实施方式中，示出放电辅助电极覆盖天线图案的3个以上部位的 RFID标签的例子。
图8的(A)、图8的(B)是第四实施方式所涉及的RFID标签104的俯视图。
如图8的(A)所示，RFID标签104具备绝缘体或电介质的基材1、形成于该基材1的天线图案2A、2B以及与天线图案2A、2B连接的RFIC封装体3。而且，在基材1上的规定位置形成有放电辅助电极19。
如图8的(A)、图8的(B)所示，天线图案2A、2B呈蛇行线状，构成为分别延伸设置有蛇行线状的第一天线图案2A和蛇行线状的第二天线图案2B，该第一天线图案2A从用于安装RFIC封装体3的第一连接盘图案6a以具有多个折回部FP和退回部RP的方式蛇行，该第二天线图案2B从用于安装RFIC封装体3的第二连接盘图案6b以具有多个折回部FP和退回部RP的方式蛇行。也就是说，蛇行线状的第一天线图案2A从第一连接盘图案6a延伸设置到开放端OE。另外，蛇行线状的第二天线图案2B从第二连接盘图案6b延伸设置到开放端OE。
通过上述结构，天线图案2A、2B作为偶极型的电场天线来发挥作用。
放电辅助电极19形成于覆盖天线图案2A、2B的一部分的位置。特别是，在本实施方式中，多个放电辅助电极19中的各放电辅助电极19覆盖相邻的两个折回部FP且覆盖退回部RP的一部分。这些放电辅助电极19的形成位置是天线图案中的电位差大且在面方向上的距离接近的部位。也就是说，是两个方向(X轴方向和Y轴方向)上的电场强度高的部位。也就是说，在X轴方向上相邻的折回部FP之间的电场强度相比于其它部位而言相对高，在Y轴方向上相邻的折回部FP与退回部RP之间的电场强度也相比于其它部位而言相对高。
当对RFID标签104照射电磁波加热用微波时，在天线图案2A、2B中，相邻的折回部FP之间以及折回部FP与退回部RP之间的电场强度变高。形成有放电辅助电极19的部位的介电强度(导体图案上的不同的2个点相向的相向部分处的绝缘击穿电压)低，因此首先在该部位发生绝缘击穿，经由放电辅助电极19开始放电。
当发生上述放电时，能量集中于该放电部而该放电部变得高热，覆盖有放电辅助电极19的部位的天线图案2A、2B和基材1被加热。通过天线图案2A、 2B和基材1的加热，天线图案2A、2B在上述放电部位处熔解并溶断或者由于升华而被切断。图8的(B)示出了像这样天线图案2A、2B被切断后的状态。
如图8的(B)所示，当天线图案2A、2B被切断时，天线图案2A、2B的有效长度变短，不再在电磁波加热用微波频段的频率下进行谐振，即使继续照射电磁波加热用微波，天线图案2A、2B中也不流通因上述微波引起的谐振电流，升温停止，不会导致起火(燃烧)。
当像这样放电辅助电极19形成于与天线图案2A、2B及退回部RP的形成范围连续的区域时，天线图案2A、2B的能够利用因放电引起的发热来切断的部位增大，天线图案2A、2B被高效地切断。
图9的(A)、图9的(B)、图9的(C)是示出放电辅助电极19相对于天线图案 2A的形成位置关系的例子的局部截面图。
在图9的(A)所示的例子中，在基材1的上表面形成有天线图案2A，在基材1的上表面以覆盖天线图案2A的两个部分的方式形成有放电辅助电极19。该放电辅助电极19在印刷前呈膏状，在印刷该膏之后通过烧结或者加热干燥来形成该放电辅助电极19。
在图9的(B)所示的例子中，在基材1的规定部位形成有放电辅助电极19，在基材1和放电辅助电极19的上部形成有天线图案2A。该放电辅助电极19也在印刷前呈膏状，在印刷该膏之后通过烧结或者加热干燥来形成该放电辅助电极19。
在图9的(C)所示的例子中，在基材1的上表面形成有呈面状扩展的放电辅助电极19，在该放电辅助电极19的上表面形成有天线图案2A。放电辅助电极19预先形成为片状并贴在基材1的上表面，或者如上所述那样通过印刷来形成于基材1的上表面。放电辅助电极19也可以不是局部地形成于天线图案 2A，而是如该图9的(C)所示那样呈面状地在基材1上扩展。另外，也可以在基材1的整个上表面形成放电辅助电极19。根据该构造，在天线图案中的介电强度最弱的部位处迅速地放电，因此天线图案更迅速地被切断。
虽然如图9的(C)那样在基材1的整个上表面形成放电辅助电极19，但是在通信时的功率下，即使在天线图案2A的电场强度相对高的部位处，电场强度也不会达到导致绝缘击穿的强度，因此放电辅助电极19不对天线图案2A 产生影响。因而，即使在基材1的整个上表面形成放电辅助电极19，天线图案2A也作为通常的辐射元件来发挥作用。
根据图9的(A)、图9的(B)、图9的(C)所示的构造，天线图案2A的放电位置最接近天线图案2A，因此通过放电得到的热能高效地传递到天线图案2A，天线图案2A更迅速地被切断。
此外，在图9的(A)、图9的(B)、图9的(C)中，示出了天线图案2A，但是天线图案2B也是同样的。
《第五实施方式》
在第五实施方式中，示出结构与第一实施方式、第二实施方式所示的 RFID标签所具备的环状导体部不同的环状导体部。
图10是示出第五实施方式所涉及的环状导体部20的构造的图。该环状导体部20由分别有一端开放的两个环状导体部21、22构成。环状导体部21的开放端与环状导体部22的开放端配置于彼此相反的侧。也就是说，是双裂环谐振器。而且，在环状导体部21的开放端和环状导体部22的开放端这两方分别形成有放电辅助电极19。
图11是上述环状导体部20的等效电路图。这样，环状导体部20是由电感器L1和电容器C1构成的谐振电路与由电感器L2和电容器C2构成的谐振电路相互耦合而成的构造。
如本实施方式所示，本实用新型所涉及的“环状的导体图案”也可以是多个环状的导体图案的集合。
以上，如几个实施方式所例示的那样，通过天线图案2A、2B在中途位置被切断，该天线图案2A、2B不再在电磁波加热用微波的频率下进行谐振。环状导体部20只要配置于通过切断天线图案2A、2B而天线图案2A、2B不再在电磁波加热用微波下进行谐振的位置、或者包含该位置的范围即可。另外，特别是，优选的是，环状导体部20接受电磁波加热用微波来进行谐振从而有效地发热。
另外，环状导体部20不限于在电磁波加热用微波的频率下进行基波谐振，也可以是进行谐波谐振的结构。
此外，环状导体部20也可以仅设置于第一天线图案2A、第二天线图案2B 中的一方。在该情况下也是，只要天线图案2A、2B在上述环状导体部20的接近位置PP处被切断，那么天线图案2A、2B的有效长度就会变短，利用电磁波加热用微波进行的谐振不会维持，天线图案2A、2B的发热被停止。
另外，在图4的(A)、图8的(A)所示的例子中，示出了RFID标签102、104 所具备的第一天线图案2A和第二天线图案2B的形状处于以馈电点(RFIC封装体3的位置)为中心的线对称的关系的例子，但是两个天线图案2A、2B的形状的关系也可以是以馈电点为中心的点对称。并且，也可以是非对称。
另外，在图7的(A)所示的例子中，示出了RFID标签103所具备的第一天线图案2A和第二天线图案2B的形状处于以馈电点(RFIC封装体3的位置)为中心的点对称的关系的例子，但是两个天线图案2A、2B的形状的关系也可以是以馈电点为中心的线对称。并且，也可以是非对称。
如以上那样，如在各实施方式中使用具体的结构来说明的那样，根据这些实施方式，能够防止在利用电磁波加热装置对带有RFID标签的商品进行加热的情况下RFID标签起火、进一步防止带有RFID标签的商品中的构件的熔解、变形。因而，本实用新型提供如下的无线通信设备：在交易食品、日用杂货等多种多样的商品的便利店等销售店中，该无线通信设备使得能够构建使所购买的商品的结算和装袋自动化的系统，从而能够大幅推进“无人便利店”的实用化。
最后，上述的实施方式的说明在所有方面都是例示性的而不是限制性的。对于本领域技术人员来说，能够适当地进行变形和变更。本实用新型的范围是由权利要求书表示，而不是由上述的实施方式表示。并且，本实用新型的范围包括与权利要求书等同的范围内的基于实施方式的变更。
产业上的可利用性
本实用新型作为附加于商品的无线通信设备是通用性高且实用的产品，特别是在实现“无人便利店”时需要的产品。
附图标记说明
C1：电容器；C2：电容器；FE：馈电电路连接端；FP：折回部；L1、 L2：电感器；OE：开放端；OP：相向部；PP：接近位置；RP：退回部；1：基材；2A：第一天线图案；2B：第二天线图案；3：RFIC封装体；6：连接盘图案；6a：第一连接盘图案；6b：第二连接盘图案；9：RFIC芯片；9a、9b：输入输出端子；10A：第一电感元件；10B：第二电感元件；10C：第三电感元件；10D：第四电感元件；10Aa、10Ab、10Ba、10Bb、10Ca、10Da：连接盘；11：外部连接端子；11a：第一外部连接端子；11b：第二外部连接端子；12A：第一绝缘片；12B：第二绝缘片；12C：第三绝缘片；13：贯通孔；19：放电辅助电极；20：环状导体部；20C：开放部；20L：导体部；21、 22：环状导体部；90：馈电电路；101、102、103、104：RFID标签；201：便当。

Claims (10)

1.一种无线通信设备，用于发送接收通信信号，所述无线通信设备的特征在于，具备：
基材；
导体图案，其包括形成于所述基材的天线图案；以及
放电辅助电极，其配置于在俯视时与所述天线图案重叠或接近的位置，使所述导体图案上的不同的2个点相向的相向部分处的绝缘击穿电压下降。
2.根据权利要求1所述的无线通信设备，其特征在于，
所述放电辅助电极形成于通过所述天线图案在接近所述放电辅助电极的接近位置处被切断而所述天线图案在功率比所述通信信号的功率高的电磁波加热用微波的频带下的谐振停止的部位。
3.根据权利要求2所述的无线通信设备，其特征在于，
所述通信信号的频率是UHF频段的频率，所述电磁波加热用微波的频率是2.4GHz以上且2.5GHz以下的频率。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的无线通信设备，其特征在于，
所述放电辅助电极形成于所述天线图案的各部之间的部位中的在承受功率比所述通信信号的功率高的电磁波加热用微波的照射的状态下电场强度高的部位。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的无线通信设备，其特征在于，
所述放电辅助电极遍及所述天线图案的整个形成范围地形成。
6.根据权利要求1～3中的任一项所述的无线通信设备，其特征在于，
所述导体图案还具备与所述天线图案接近配置的环状的导体部，
所述放电辅助电极配置成在俯视时与所述环状的导体部的开放部重叠或接近。
7.根据权利要求6所述的无线通信设备，其特征在于，
所述放电辅助电极形成于与所述天线图案及所述环状的导体部的形成范围连续的区域。
8.根据权利要求6所述的无线通信设备，其特征在于，
所述天线图案呈蛇行线状，所述环状的导体部配置于所述天线图案的彼此相向的图案之间。
9.根据权利要求1～3中的任一项所述的无线通信设备，其特征在于，
所述放电辅助电极形成于所述天线图案的上部。
10.根据权利要求1～3中的任一项所述的无线通信设备，其特征在于，
所述放电辅助电极形成于所述天线图案与所述基材之间。
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