CN213934946U - 无线通信设备 - Google Patents
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Abstract
作为无线通信设备的一例的RFID标签(101)用于发送接收通信信号。RFID标签(101)具备基材(1)、形成于基材(1)的天线图案(2A、2B)以及膨胀构件(19)。膨胀构件(19)是与天线图案(2A、2B)邻近地配置、且线性膨胀系数比天线图案(2A、2B)的线性膨胀系数高的构件。当RFID标签(101)承受电磁波加热用微波而各部升温时,天线图案(2A、2B)在膨胀构件(19)的位置处断裂。通过该构造,即使在RFID标签(102)附加于食品等而承受食品加热用的高频电力的状况下也能够防止起火、燃烧。
Description
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,通过事先对全部商品粘贴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、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。
可是,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,在时间上连续放电的可能性高,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、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,所述无线通信设备具备:基材;形成于所述基材的天线图案;以及膨胀构件,其与所述天线图案的一部分邻近地配置,该膨胀构件的线性膨胀系数高于所述天线图案及所述基材的线性膨胀系数,其中,所述膨胀构件承受电磁波加热用微波而发热从而膨胀,并且通过该膨胀而使所述天线图案断裂,所述膨胀构件被配置在由于所述天线图案断裂而所述天线图案的长度被缩短从而无法维持所述天线图案在所述电磁波加热用微波的频率下的谐振的、该断裂的位置。
根据上述构造,在向无线通信设备照射了电磁波加热用微波频段的高频功率时,天线图案中流过大电流而发热。或者,在天线图案的电位差大的部位因放电而发热。由于该发热,膨胀构件在该膨胀构件所邻近配置的位置对天线图案施加拉伸应力,从而天线图案断裂。如果天线图案断裂,则不再流过上述大电流,发热停止。或者,由于天线图案断裂,放电位置的电位差消失或降低,放电不被维持,从而天线图案的发热停止。无论如何,都不会导致基材起火。通过这样,还防止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。
优选地,所述膨胀构件以与所述天线图案的多个部位分别接触的方式配置。
优选地,所述天线图案与所述基材接触,所述基材的线性膨胀系数高于所述天线图案的线性膨胀系数。
优选地,所述膨胀构件为树脂材料,所述天线图案为金属箔。
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、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断裂后的状态的RFID标签101的俯视图。
图2的(A)、图2的(B)、图2的(C)、图2的(D)是通过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3的(A)、图3的(B)是示出膨胀构件19相对于基材1的形成位置的构造的例子的局部截面图。
图4的(A)、图4的(B)是示出膨胀构件19相对于基材1的形成位置的构造的例子的局部截面图。
图5的(A)、图5的(B)是第二实施方式所涉及的RFID标签102的俯视图。
图6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7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8的(A)、图8的(B)是第三实施方式所涉及的RFID标签103的俯视图。
图8的(C)是不存在膨胀构件19的作为比较例的RFID标签的俯视图。
图9的(A)、图9的(B)是在图8的(A)、图8的(B)所示的构造中膨胀构件19 相对于基材1的形成位置的局部截面图。
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;形成于该基材的天线图案;以及膨胀构件,其与该天线图案邻近地配置,该膨胀构件的线性膨胀系数高于天线图案及所述基材的线性膨胀系数。
如上述那样构成的第一方式的无线通信设备例如当在微波炉的炉内承受微波的照射时,由于在天线图案中感应出大电流而天线图案发热,或者由于在天线图案的产生大的电位差的部位放电而天线图案发热。由于该发热,膨胀构件膨胀,在该膨胀构件所邻近配置的位置对天线图案施加拉伸应力,从而天线图案断裂。如果天线图案断裂,则不再流过上述大电流,从而发热停止。或者,由于天线图案断裂,放电位置的电位差消失或降低,放电不被维持,从而天线图案的发热停止。无论如何,都不会导致基材起火。通过这样,还防止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,所述膨胀构件以与所述天线图案的一部分接触的方式配置。根据该结构,因膨胀构件的膨胀而对天线图案施加的应力有效地变大,天线图案迅速断裂。
在本实用新型所涉及的第三方式的无线通信设备中,所述膨胀构件形成在由于所述天线图案断裂而无法维持电磁波加热用微波的频率下的谐振、该断裂的位置。根据该结构,当天线图案在膨胀构件的位置处断裂时,天线图案立即停止因电磁波加热用微波频段的频率下的谐振而引起的发热,因此温度上升被有效地抑制。
在本实用新型所涉及的第四方式的无线通信设备中,所述天线图案与所述基材接触,所述基材的线性膨胀系数高于所述天线图案的线性膨胀系数。根据该结构,天线图案通过膨胀构件与基材的相对膨胀而对天线图案施加拉伸应力,从而天线图案更迅速地断裂。
在本实用新型所涉及的第五方式的无线通信设备中,所述膨胀构件为树脂材料,所述天线图案为金属箔。根据该结构,能够容易地提高膨胀构件的膨胀系数,并且能够降低天线图案的拉伸强度,因此达到天线图案断裂所需要的天线图案的发热量变低。也就是说,在微波加热开始后,天线图案迅速地断裂。
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,想到了对全部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,并领取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,利用进行感应加热的所谓“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,是以具有进行感应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断裂后的状态的RFID标签101的俯视图。
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。
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的频率范围。在此,UHF频段的通信信号的频率为本实用新型中的“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在俯视观察时的外形为矩形。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的厚度为38μm以下的薄度。由此,基材1在燃烧之前熔化而变形,因此能够使得不保持基材形状。
在基材1采用阻燃性膜的情况下,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,例如还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。另外,在基材1的表面形成的天线图案2A、2B电连接有馈电电路90。
天线图案2A、2B是铝箔、铜箔等导电率高的金属材料。此外,除金属材料以外,也可以使用碳系材料。
如图1的(A)所示,天线图案2A、2B从馈电电路90分别向彼此相反的方向延伸。天线图案2A、2B是构成在馈电电路连接端FE连接馈电电路90且顶端为开放端OE的偶极型的电场天线的图案。
RFID标签101具备膨胀构件19,该膨胀构件19邻近天线图案2A、2B的规定的邻近位置PP。在本实施方式中,膨胀构件19在俯视观察时与天线图案2A、 2B重叠。也就是说,膨胀构件19在厚度方向上与天线图案2A、2B邻近。
当向RFID标签101照射电磁波加热用微波时,膨胀构件19、天线图案2A、 2B以及基材1分别被加热并升温。膨胀构件19的线性膨胀系数高于天线图案 2A、2B及基材1的线性膨胀系数。因此,随着升温而膨胀构件19的膨胀量与天线图案2A、2B的膨胀量之间产生差,从而对天线图案2A、2B施加拉伸应力。
在本实施方式中,天线图案2A、2B为金属箔,因此随着对天线图案2A、 2B施加的拉伸应力增大,天线图案2A、2B发生弹性变形,当超过弹性限度时到达屈服点,到了下屈服点进一步施加最大应力之后发生断裂。也就是说,天线图案2A、2B当被照射电磁波加热用微波时,在膨胀构件19的邻近位置 PP处断裂。图1的(B)示出天线图案2A、2B像这样在邻近位置PP处断裂后的状态。
当如图1的(B)所示那样天线图案2A、2B在膨胀构件19的邻近位置PP处断裂时,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中也不流过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)是通过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,从馈电端至开放端以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,从馈电端至开放端以1个波长进行谐波谐振。
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,则由于该微波的高功率而在天线图案 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在其中途位置处断裂,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)是示出膨胀构件19相对于基材1的形成位置的构造的例子的局部截面图。
在图3的(A)所示的例子中,在基材1的上表面形成有天线图案2A,在基材1的上表面,膨胀构件19以覆盖天线图案2A的一部分的方式形成在基材1 上。该膨胀构件19通过在印刷糊剂之后进行烧结或加热干燥而形成。另外,膨胀构件19通过粘贴形成为片状的树脂片而形成。
当向RFID标签101照射电磁波加热用微波时,膨胀构件19、天线图案2A 以及基材1分别被加热并升温。膨胀构件19的线性膨胀系数高于天线图案2A 及基材1的线性膨胀系数。因此,膨胀构件19因升温而产生的膨胀量大于天线图案2A因升温而产生的延伸量,从而随着升温而对天线图案2A施加拉伸应力。图3的(A)中的箭头概念性地示出各层的膨胀的大小。当天线图案2A的拉伸应力超过规定值时,如图3的(B)所示那样导致天线图案2A断裂。
图4的(A)、图4的(B)是示出膨胀构件19相对于基材1的形成位置的构造的例子的局部截面图。
在图4的(A)所示的例子中,在基材1的上表面形成有膨胀构件19,在基材1上,以在该膨胀构件19上通过的方式形成有天线图案2A。膨胀构件19通过在印刷糊剂之后进行烧结或加热干燥而形成。另外,膨胀构件19通过粘贴形成为片状的树脂片而形成。该图4的(A)所示的构造也是,由于向RFID标签 101照射电磁波加热用微波而各部升温,随着升温而对天线图案2A施加拉伸应力。图4的(A)中的箭头概念性地示出各层的膨胀的大小。当天线图案2A的拉伸应力超过规定值时,如图4的(B)所示那样导致天线图案2A断裂。
此外,在图3的(A)、图3的(B)、图4的(A)、图4的(B)所示的例子中,示出了天线图案2A,但是天线图案2B也是同样的。
一般地,“热膨胀”在宏观上是物体因温度上升而膨胀这一现象,但是在微观上是反映出对分子给予单位动能时的分子间隔的扩展情况的现象。因而,分子之间或原子之间的耦合、相互作用的强度影响热膨胀系数。也就是说,能够通过树脂材料的选定来预先决定膨胀构件的热膨胀系数。
作为与热膨胀有关的物性值,存在作为长度与温度上升对应地变化的比例的“线性膨胀系数”以及作为体积与温度上升对应地变化的比例的“体积膨胀系数”,但是两者处于比例关系。热膨胀率高的代表性的高膨胀率树脂材料的线性膨胀系数[×10-6/K]如下。
另一方面,作为基材1使用的树脂的线性膨胀系数如下面那样均小于膨胀构件19的线性膨胀系数。
聚对苯二甲酸乙二酯 65
聚苯硫醚 49
聚萘二甲酸乙二酯 21
另外,天线图案2A、2B中使用的金属的线性膨胀系数如下面那样均小于膨胀构件19的线性膨胀系数。
铜 16.6
铝 23.0
在此,当用E1表示基材1的线性膨胀系数、用E2表示天线图案2A、2B的线性膨胀系数、用E19表示膨胀构件19的线性膨胀系数时,具有E2<E19的关系。当E19为E2的2倍以上的大小时,能够更有效地增大拉伸应力。另外,为了有效地增大对于天线图案2A、2B的拉伸应力,优选为E2<E1。并且,当考虑到设置膨胀构件19的意义时,自然优选为E1<E19。
《第二实施方式》
在第二实施方式中,示出天线图案和膨胀构件的形状与第一实施方式所示的例子不同的RFID标签。
图5的(A)、图5的(B)是第二实施方式所涉及的RFID标签102的俯视图。
图5的(A)、图5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以及连接于天线图案2A、2B的RFIC封装体3。而且,在基材1上形成有多个膨胀构件19。
如图5的(A)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起以具有多个折回部 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起以具有多个折回部分的方式蛇行。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发挥作用。
天线图案2A、2B的折回部FP是指天线图案2A、2B延伸的方向发生翻转的部位。在该天线图案2A、2B的折回部FP形成有膨胀构件19。
当向RFID标签102照射电磁波加热用微波时,膨胀构件19随着升温而膨胀。而且,天线图案2A、2B中的形成膨胀构件19的形成部位膨胀,从而天线图案2A、2B断裂。图5的(B)示出天线图案2A、2B像这样在多处断裂后的状态。
根据像这样构成的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,在本实施方式中,在每个天线图案2A、2B 形成有多个膨胀构件19,因此即使假设在几个膨胀构件19的形成位置处未断裂,而在天线图案2A、2B的某一个位置处断裂的概率也高。
此外,通过天线图案2A、2B在折回部FP处折回,由此也可以在彼此相向的导体图案(天线图案2A、2B中的除折回部FP以外的导体图案)形成膨胀构件19。
图6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6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层叠而构成的。绝缘片12A、12B、12C在俯视观察时呈大致四边形形状,在本实施方式中具有大致长方形的形状。图6所示的RFIC封装体3示出将图5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6所示,在RFIC封装体3中,在三层基板(绝缘片12A、12B、12C) 上,在期望的位置形成有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6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6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6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6中为+X方向的一侧)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6中为-X方向的一侧)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6中为+X 方向的一侧)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6中为-X方向的一侧)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第三绝缘片12C上的作为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第三绝缘片12C上的作为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,且在第三电感元件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。其结果是,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7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起火,进而防止带有RFID标签102的便当的包装熔解、变形。
《第三实施方式》
在第三实施方式中,示出膨胀构件的形状及形成位置与第二实施方式不同的RFID标签的例子。
图8的(A)、图8的(B)是第三实施方式所涉及的RFID标签103的俯视图。图8的(C)是不存在膨胀构件19的作为比较例的RFID标签的俯视图。
如图8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以及连接于天线图案2A、2B的RFIC封装体3。而且,在基材1上的规定位置形成有膨胀构件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起以具有多个折回部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起以具有多个折回部分的方式蛇行。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发挥作用。
膨胀构件19以在天线图案2A、2B的多个部位穿过的方式形成。在本实施方式中,天线图案2A、2B在折回部FP处折回,由此以与彼此相向的导体图案(沿Y轴方向延伸的导体图案)正交的方式配置膨胀构件19。
当向RFID标签103照射电磁波加热用微波时,在天线图案2A、2B中的形成有膨胀构件19的位置处对天线图案2A、2B施加拉伸应力,从而天线图案 2A、2B在形成有膨胀构件19的位置处断裂。图8的(B)示出天线图案2A、2B 像这样断裂后的状态。
如图8的(A)、图8的(B)所示,沿着天线图案2A、2B的线相邻的膨胀构件 19与膨胀构件19的间隔LL优选为LL≤λ/4的关系。在此,λ为电磁波加热用微波频段的波长。
如图8的(B)所示,天线图案2A、2B在膨胀构件19的形成位置处被切断,由此导体图案的最大线长变为LL。如果该线长LL为上述关系,则在电磁波加热用微波下不进行谐振,因此该切断后的线的部分不会因谐振而发热。
图9的(A)、图9的(B)是在图8的(A)、图8的(B)所示的构造中膨胀构件19 相对于基材1的形成位置的局部截面图。
当向RFID标签103照射电磁波加热用微波时,各部升温,随着升温而天线图案2A受到拉伸应力。图9的(A)中的箭头以它们的线长概念性地示出各部的膨胀的大小。当天线图案2A的拉伸应力超过规定值时,如图4的(B)所示那样导致天线图案2A断裂。
以上如几个实施方式所例示的那样,膨胀构件19配置在天线图案2A、2B 因断裂而不再在电磁波加热用微波下进行谐振的位置、或包含该位置的范围内即可,该膨胀构件19用于使得天线图案2A、2B在其中途位置处断裂从而该天线图案2A、2B不再在电磁波加热用微波的频率下进行谐振。
此外,膨胀构件19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,如果天线图案2A、2B在上述膨胀构件19的邻近位置处断裂,则天线图案2A、2B的有效长度变短,从而电磁波加热用微波下的谐振不被维持,天线图案2A、2B的发热停止。
另外,在图5的(A)、图5的(A)、图8的(A)、图8的(B)所示的例子中,示出第一天线图案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)为中心呈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,还可以是非对称。
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、进而防止带有RFID标签的商品中的构件熔解、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非限制性的。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的,而不是由上述的实施方式表示的。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
FE:馈电电路连接端;OE:开放端;PP:邻近位置;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:膨胀构件;90:馈电电路;101、102、103:RFID标签;201:便当。
Claims (4)
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;
沿着所述基材的面形成的天线图案;以及
膨胀构件,其与所述天线图案的一部分邻近地配置,该膨胀构件的线性膨胀系数高于所述天线图案及所述基材的线性膨胀系数,
其中,所述膨胀构件承受电磁波加热用微波而发热从而膨胀,并且通过该膨胀而使所述天线图案断裂,
所述膨胀构件被配置在由于所述天线图案断裂而所述天线图案的长度被缩短从而无法维持所述天线图案在所述电磁波加热用微波的频率下的谐振的、该断裂的位置。
2.根据权利要求1所述的无线通信设备,其特征在于,
所述膨胀构件以与所述天线图案的多个部位分别接触的方式配置。
3.根据权利要求1或2所述的无线通信设备,其特征在于,
所述天线图案与所述基材接触,
所述基材的线性膨胀系数高于所述天线图案的线性膨胀系数。
4.根据权利要求1或2所述的无线通信设备,其特征在于,
所述膨胀构件为树脂材料,
所述天线图案为金属箔。
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GR01 | Patent grant | ||
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