JP2006053833A - Rfidタグおよびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】RFIDタグが電波吸収体に対し近接して使用される場合であっても通信距離の低下を抑制することができ、通信の信頼性を確保すること。
【解決手段】RFIDタグ5は、所定の誘電率を有する直方体状の誘電体部材10と、この誘電体部材10の表面にループ状にエッチング等により形成された送受信用のアンテナパターン30と、このアンテナパターン30にチップ搭載パッド32を介して電気的に接続されたICチップ40と、を備えている。液体入りのビンや人体等の電波吸収体に対して使用する際には、誘電体部材10の周囲には、アンテナパターン30によって微小ループアンテナが形成され、電波吸収体にも電流ループが形成される。この結果、更に大きな電流ループが形成され、ループアンテナの利得が向上して通信距離を伸ばすことができる。
【選択図】 図1

Description

この発明は、非接触で外部機器から電力供給および情報を受け、当該外部機器へ情報を送出する非接触ICカード等のRFID(RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION)タグおよびその製造方法に関し、更に詳しくは、RFIDタグが電波吸収体に対し近接して使用される場合であっても通信距離の低下を抑制することができ、通信の信頼性を確保することができるRFIDタグおよびその製造方法に関する。なお、本願技術分野における当業者間では、本願明細書で使用する「RFIDタグ」を、「RFIDタグ」用の内部構成部材(インレイ(inlay))であるとして「RFIDタグ用インレイ」と呼ぶこともある。また、「RFIDタグ」を、「無線ICタグ」と呼ぶこともある。
近年、電波を用いることにより非接触でリーダライタ等の外部機器から電力供給および情報を受け、当該外部機器へ情報を送出する非接触ICカード等のRFIDタグが提供されている。このRFIDタグは、プラスチックや紙等の基材に設けた送受信用のアンテナパターンとICチップとからなり、当該アンテナパターンと当該ICチップに内蔵された容量素子とにより共振回路を形成し、当該アンテナパターンを通じて無線で外部機器と交信することができるように構成されている。
ところで、このようなRFIDタグは、たとえばワイン入りのビンや人体等の電波吸収体に対し近接して使用される場合がある。この電波吸収体は、RFIDタグの送受信に必要な電波(たとえば、UHF帯の電波)を吸収するため、通信に悪影響を及ぼす虞がある。一般に、アンテナの利得を向上させる手段としては、たとえば、図26や図27に示す手段が公知である。ここで、図26は、電波吸収体に平面アンテナを設けた従来技術を示す断面図、図27は、電波吸収体にループアンテナを設けた従来技術を示す断面図である。
図26に示すように、電波吸収体100には平面アンテナ120を有する基板110が接着剤140を介して設けられている。また、この平面アンテナ120は、別の基板に設けられたICチップ(図示せず)と給電点130によって接続されている。
また、関連する従来技術として、平面コイルアンテナを備えたRFIDタグが公知である(たとえば、特許文献1参照)。すなわち、図示を省略するが、このRFIDタグは、誘電体からなるアンテナ基板と、このアンテナ基板の一方の面に形成される複数の第1コイル、およびその他方の面に形成される複数の第2コイルからなるアンテナコイルとを備え、これら第1コイルおよび第2コイルとは、上記アンテナ基板を挟んでその一部が対向するように交互に配置させ、かつ、上記各コイルは所定の順序で一連に接続するようにしたものである。
また、図27に示すように、電波吸収体100には、板金形成されたループアンテナ160が接着剤140を介して設けられている。このループアンテナ160の内方は空間150となっている。また、このループアンテナ160は、別の基板に設けられたICチップ(図示せず)と給電点130によって接続されている。このような技術は、ポケットベル等において広く採用されている。
特開2004−206479号公報
しかしながら、上記図26に示した平面アンテナ120の給電点130にICチップを搭載してRFIDタグを構成する場合には、平面アンテナ120を微細なRFIDタグに形成するため、アンテナパターンの面積をきわめて小さくしなければならず、通信距離が短くなるうえ、電波吸収体100によって電波が吸収されるので、更にアンテナ感度が低下してしまうという課題があった。
また、上記特許文献1に係る従来技術も平面コイルアンテナを用いているため、電波吸収体100によって電波が吸収されるとアンテナ感度が低下しやすく、通信距離が低下してしまうという課題があった。
更に、上記図27に示した従来のループアンテナ160を用いてRFIDタグを構成する場合には、ループアンテナ160が板金形成されているので、アンテナの小型・薄型化が困難である。このため、当該ループアンテナ160を、小型・薄型化が要求されるRFIDタグに適用するのは困難である。
また、このループアンテナ160をRFIDタグに適用したとしても、ループアンテナ160の内方は空間150となっているので、外力を受けるとループアンテナ160が潰れやすい。したがって、この従来技術を、外力を受けやすいRFIDタグにそのまま適用すると、通信の信頼性が低下する虞があるという課題もあった。
このように、RFIDタグが電波吸収体に対し近接して使用される場合であっても通信距離の低下を抑制することができ、通信の信頼性を確保することができるRFIDタグおよびその製造方法の提供が望まれていた。
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、RFIDタグが電波吸収体に対し近接して使用される場合であっても通信距離の低下を抑制することができ、通信の信頼性を確保することができるRFIDタグを提供することを目的とする。
また、この発明は、RFIDタグが電波吸収体に対し近接して使用される場合であっても通信距離の低下を抑制することができ、通信の信頼性を確保することができるRFIDタグの製造方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明(請求項1)は、少なくとも、誘電体部材と、前記誘電体部材の表面に設けられループアンテナを形成する送受信用のアンテナパターンと、通信回路と記憶回路を内蔵し前記アンテナパターンに電気的に接続されたICチップと、を備えたことを特徴とするものである。
したがって、この発明によれば、誘電体部材の表面にループ状に形成されたアンテナパターンによってループアンテナの利得が向上し、通信距離が伸びる。また、アンテナパターンが誘電体部材に形成されているので、外力を受けても当該アンテナパターンが潰れる虞はない。
また、本発明(請求項2)は、少なくとも、誘電体部材と、送受信用のアンテナパターンを有し前記誘電体部材の表面に設けられることによりループアンテナを形成するフィルム基材と、通信回路と記憶回路を内蔵し前記アンテナパターンに電気的に接続されたICチップと、を備えたことを特徴とするものである。
したがって、この発明によれば、誘電体部材の表面に設けられることによりループアンテナを形成するフィルム基材を備えているので、容易かつ安価にループアンテナを形成することができ、ループアンテナの利得を向上させ、通信距離を伸ばすことができる。また、アンテナパターンを有するフィルム基材が誘電体部材に形成されているので、外力を受けても当該アンテナパターンが潰れる虞はない。
また、本発明(請求項3)は、前記フィルム基材は、前記ICチップを搭載し前記アンテナパターンと電気的に接続するためのチップ搭載パッドを備えたことを特徴とするものである。
したがって、この発明によれば、ICチップの搭載とアンテナパターンとの導通とが同時かつ容易に実現される。
また、本発明(請求項4)は、前記誘電体部材は、前記ICチップを搭載し前記アンテナパターンと電気的に接続するためのチップ搭載パッドを備えたことを特徴とするものである。
したがって、この発明によれば、ICチップの搭載とアンテナパターンとの導通とが同時かつ容易に実現される。
また、本発明(請求項5)は、前記誘電体部材は、前記ICチップを埋設するための凹部を備え、当該凹部に当該ICチップを埋設したことを特徴とするものである。
したがって、この発明によれば、実装されたICチップが凹部内に収まり、誘電体部材の外表面から出っ張らないので、外力の集中を受けにくい。
また、本発明(請求項6)は、前記チップ搭載パッドは、前記誘電体部材の一の側面部に向けて延設され、当該一の側面部に前記ICチップを位置させたことを特徴とするものである。
したがって、この発明によれば、ICチップが誘電体部材の側面部以外の表面から出っ張らないので、外力の集中を受けにくい。
また、本発明(請求項7)は、前記チップ搭載パッドは、前記ICチップの給電点位置を調整できるように前記アンテナパターンに沿って長手状に併設されたことを特徴とするものである。
したがって、この発明によれば、チップ搭載パッド上でICチップの搭載位置を変更することによって給電点位置が容易に調整され、アンテナの特性を容易に調整することができる。
また、本発明(請求項8)は、少なくとも、誘電体部材と、前記誘電体部材を挿脱自在に支持する誘電体支持部材と、送受信用のアンテナパターンを有し前記誘電体支持部材の表面に設けられることによりループアンテナを形成するフィルム基材と、通信回路と記憶回路を内蔵し前記アンテナパターンに電気的に接続されたICチップと、を備えたことを特徴とするものである。
したがって、この発明によれば、誘電体支持部材に対して誘電体部材を挿脱することによりアンテナの感度調整が容易に行われる。
また、本発明(請求項9)は、前記誘電体部材は、誘電率および誘電損失が異なる複数の誘電体部材を組み合わせてなることを特徴とするものである。
したがって、この発明によれば、誘電率および誘電損失が異なる複数の誘電体部材を組み合わせることにより、誘電率および誘電損失が任意に調整され、アンテナの感度調整が容易に行われる。
また、本発明(請求項10)は、送受信用のアンテナパターンを有したフィルム基材を誘電体部材の表面に設けループアンテナを形成するループアンテナ形成工程と、少なくとも通信回路と記憶回路を内蔵したICチップを前記アンテナパターンに電気的に接続するICチップ実装工程と、からなることを特徴とするものである。
したがって、この発明によれば、ループアンテナ形成工程により誘電体部材の表面にフィルム基材を設ければ、容易にループアンテナが形成される。このループアンテナにICチップをICチップ実装工程により実装すれば、容易かつ安価にRFIDタグが製造される。
この発明(請求項1)によれば、誘電体部材の表面に形成されたループアンテナによってアンテナの利得を向上することができ、通信距離を伸ばすことができる。また、アンテナパターンが誘電体部材に形成されているので、外力を受けても当該アンテナパターンが潰れる虞がなく、通信の信頼性を確保することができる。
また、この発明(請求項2)によれば、誘電体部材の表面に設けられることによりループアンテナを形成するフィルム基材を備えているので、容易かつ安価にループアンテナを形成することができ、ループアンテナの利得を向上させ、通信距離を伸ばすことができる。また、アンテナパターンを有するフィルム基材が誘電体部材に形成されているので、外力を受けても当該アンテナパターンが潰れる虞がなく、通信の信頼性を確保することができる。
また、この発明(請求項3)によれば、ICチップの搭載とアンテナパターンとの導通とを同時かつ容易に実現することができる。
また、この発明(請求項4)によれば、ICチップの搭載とアンテナパターンとの導通とを同時かつ容易に実現することができる。
また、この発明(請求項5)によれば、 実装されたICチップが凹部内に収まり、誘電体部材の外表面から出っ張らないので、外力の集中を受けにくい。このため、RFIDタグを破損しにくくすることができる。
また、この発明(請求項6)によれば、ICチップが誘電体部材の側面部以外の表面から出っ張らないので、外力の集中を受けにくい。このため、RFIDタグを破損しにくくすることができる。
また、この発明(請求項7)によれば、チップ搭載パッド上でICチップの搭載位置を変更することによって給電点位置を容易に調整することができ、アンテナの特性を容易に調整することができる。
また、この発明(請求項8)によれば、誘電体支持部材に対して誘電体部材を挿脱することによりアンテナの感度調整を容易に行うことができる。
また、この発明(請求項9)によれば、誘電率および誘電損失が異なる複数の誘電体部材を組み合わせることにより、誘電率および誘電損失を任意に調整することができ、アンテナの感度調整を容易に行うことができる。
また、この発明(請求項10)によれば、ループアンテナ形成工程により誘電体部材の表面にフィルム基材を設けることにより、容易にループアンテナを形成することができる。そして、このループアンテナにICチップをICチップ実装工程にて実装することにより、容易かつ安価にRFIDタグを製造することができる。
以下に、この発明に係るRFIDタグおよびその製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
図1は、この発明の実施例1に係るRFIDタグを示す斜視図、図2は、RFIDタグを電波吸収体に設けた状態を示す断面図、図3は、大きな電流ループが形成される原理を示す概念図である。図1および図2に示すように、本実施例1に係るRFIDタグ5は、直方体状の誘電体部材10と、この誘電体部材10の表面に設けられループアンテナを形成する送受信用のアンテナパターン30と、このアンテナパターン30にチップ搭載パッド32を介して電気的に接続されたICチップ40と、を備えている。
直方体状の誘電体部材10は、所定の誘電率を有する誘電体からなっており、ガラス等を含んだ樹脂により形成された、いわゆる高周波用基板を用いることができる。誘電体部材10の平面部分のアンテナパターン30は、導体(たとえば、銅等の金属導体)をエッチングすることにより形成されている。
また、ICチップ40を搭載しアンテナパターン30と電気的に接続するための一対のチップ搭載パッド32も、このアンテナパターン30とともに、上記エッチングにより同時形成されている。また、誘電体部材10の側面部分(厚みを形成する部分)のアンテナパターン30は、公知のいわゆるメッキによる側面導通法によって形成されている。
ICチップ40は、非接触で情報を記録し、かつ読み取るための通信回路とメモリおよび所定の制御回路を備えるとともに、アンテナパターン30に延設された上記チップ搭載パッド32と電気的に接続するためのチップ電極(図示せず)を備えている。なお、この制御回路は、必ずしもICチップ40内に設けられていなくてもよい。
つぎに、RFIDタグ5の製造方法について説明する。先ず、誘電体部材10にアンテナパターン30およびチップ搭載パッド32をエッチング等により形成し、ループアンテナを形成する(ループアンテナ形成工程)。
つぎに、ICチップ40の実装工程が行われる。すなわち、上記チップ搭載パッド32にICチップ40の上記チップ電極が電気的に接続するように、当該ICチップ40を実装する。この実装手段としては、たとえばいわゆるフリップチップ実装を採用することができる。
以上のように構成されたRFIDタグ5は、図2に示すように、たとえばワイン入りのビン等の電波吸収体100に接着剤(たとえば、両面テープ)140等を用いて貼付され、図示しない所定の保護フィルム等で被覆されて使用される。なお、このRFIDタグ5は、使用する物品へ貼付するための上記接着剤140や上記保護フィルム等を予め備えて構成されていてもよい。
つぎに、RFIDタグ5により、大きな電流ループが形成される原理、すなわち従来技術の場合よりも通信距離が伸びる原理について図3に基づいて説明する。図3に示すように、誘電体部材10の周囲には、アンテナパターン30によって微小ループアンテナ30aが形成される。そして、電波吸収体100にもこの微小ループアンテナ30aによりイメージ電流30bが形成される。
これらの微小ループアンテナ30aおよびイメージ電流30bによって、更に大きな電流ループ30cが形成され、この大きな電流ループ30cによりループアンテナの利得を向上させ、通信距離を伸ばすことができる。すなわち、通信距離の低下を抑制することができる。また、アンテナパターン30が誘電体部材10に形成されているので、外力を受けてもアンテナパターン30が潰れる虞はない。
したがって、このRFIDタグ5を用いたRFIDタグが非接触で外部機器(図示せず)から電力供給および情報を受け、当該外部機器へ情報を送出する際には、上記アンテナ利得の向上により当該外部機器に感度良く確実に電波情報を送出することができ、データ通信の信頼性を高めることができる。なお、上記実施例1においては、RFIDタグ5に直方体状の誘電体部材10を用いるものとして説明したが、これに限定されず、RFIDタグを使用する物品に応じて誘電体部材10を種々の形状(たとえば、円柱、三角柱、球等)とすることができる。
図4は、この発明の実施例2に係るRFIDタグを示す斜視図、図5は、フィルム基材を示す平面図である。以下の説明において、すでに説明した部材と同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して重複説明を省略または簡略化する。
図4に示すように、本実施例2に係るRFIDタグ5は、誘電体部材10と、送受信用のアンテナパターン30が形成され誘電体部材10の表面に巻き付けられたフィルム基材20と、アンテナパターン30に接続されたICチップ40とを備えて構成されている。
直方体状の誘電体部材10は、所定の誘電率を有する誘電体からなっており、ガラス等を含まない安価な樹脂のみにより形成することができる。たとえば、この誘電体部材10は、成形加工性、機械的性質等に優れた、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフェニレンエーテル(PPE)等の樹脂により形成することができる。
また、図4および図5に示すように、フィルム基材20には、送受信用のループアンテナを形成するためのアンテナパターン30が印刷手段により形成されている。このフィルム基材20は、たとえば可撓性を有する熱可塑性プラスチックからなっている。すなわち、フィルム基材20の材質としては、たとえばポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略称する)、ポリイミド(PI)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリ塩化ビニル(PVC)を使用することができる。
加工性、絶縁性、機械的強度、価格面を考慮すると、フィルム基材20の材質としては、PETが最適である。なお、フィルム基材20の大きさは、図4に示すように、アンテナパターン30によってループアンテナを形成できるように、誘電体部材10に過不足無く巻き付けられる程度である。
アンテナパターン30は、たとえば導線性ペーストをフィルム基材20上にスクリーン印刷することにより形成されている。また、フィルム基材20は、ICチップ40を搭載しアンテナパターン30と電気的に接続するための一対のチップ搭載パッド32を備えている。このチップ搭載パッド32も、導線性ペーストをフィルム基材20上にスクリーン印刷することにより上記アンテナパターン30とともに同時に形成することができる。なお、このRFIDタグ5により、大きな電流ループが形成され、従来技術の場合よりも通信距離が伸びる原理は、上記実施例1で説明した内容と同様であるので、重複説明を省略する。
つぎに、RFIDタグ5の製造方法について説明する。先ず、アンテナパターン30を有したフィルム基材20を、誘電体部材10の角部に対応した折り曲げ部22で折り曲げ、当該誘電体部材10に巻き付けて固定する。このフィルム基材20と誘電体部材10との固定は、接着剤や両面テープ等を用いて行うことができる。これにより、ループアンテナを形成することができる。以上がループアンテナ形成工程である。
つぎに、ICチップ40の実装工程が行われる。すなわち、チップ搭載パッド32にICチップ40のチップ電極が電気的に接続するように当該ICチップ40を実装する。この実装手段としては、たとえばいわゆるフリップチップ実装を採用することができる。
以上のように、本実施例2に係るRFIDタグ5によれば、上記実施例1の場合と同様の効果を奏するほか、RFIDタグ5は、安価かつ加工性の良い誘電体部材10にアンテナパターン30を有したフィルム基材20を巻き付け、チップ搭載パッド32にICチップ40を実装することにより容易かつ安価に製造することができるので、更に安価なRFIDタグ5を提供することができる。
なお、上記実施例2においては、RFIDタグ5に直方体状の誘電体部材10を用いるものとして説明したが、これに限定されず、RFIDタグ5を使用する物品に応じて誘電体部材10を、たとえば円柱、三角柱、球等、種々の形状とすることができる。
たとえば、図6に示すように、円柱状の誘電体部材10にフィルム基材20を巻き付けてRFIDタグ5を構成してもよい。あるいは、図7および図8に示すように、三角柱状の誘電体部材10にフィルム基材20を巻き付けてRFIDタグ5を構成してもよい。これらの場合も、上記実施例2の場合と同様の効果を期待できる。ここで、図6、図7および図8は、他のRFIDタグを示す斜視図である。
図9は、この発明の実施例3に係るRFIDタグを示す斜視図、図10は、フィルム基材を示す平面図である。本実施例3は、図9および図10に示すように、アンテナパターン30へのICチップ40の給電点位置を調整できるように、チップ搭載パッド32を当該アンテナパターン30に沿って長手状に併設したものである。
すなわち、チップ搭載パッド32は、アンテナパターン30と接続部32aで接続され、当該アンテナパターン30と平行に設けられている。これらチップ搭載パッド32および接続部32aは、アンテナパターン30と同一材料にて形成されており、フィルム基材20にアンテナパターン30を印刷形成する時に同時に形成される。
また、図9に示すように、フィルム基材20は、アンテナパターン30がパッチアンテナとして機能するように誘電体部材10に巻き付けられ、貼付されている。ICチップ40は、フィルム基材20が誘電体部材10に貼付された後に給電点位置を調整して実装される。
すなわち、ICチップ40のチップ電極(図示せず)をチップ搭載パッド32とアンテナパターン30に電気的に接続させ、かつ、チップ搭載パッド32の長手方向(図中の矢印方向)にスライドさせて搭載位置を変更することによって給電点位置を調整する。
そして、この給電点位置の調整が終了したら、その位置にICチップ40を実装する。この実装手段としては、上記実施例2と同様に、たとえばフリップチップ実装を採用することができる。
以上のように、本実施例3に係るRFIDタグ5によれば、上記実施例2の場合と同様の効果を奏するほか、ICチップ40の搭載位置を変更することによって給電点位置を容易に調整することができるので、アンテナの特性を容易に調整することができるという効果を奏する。
図11は、この発明の実施例4に係るRFIDタグを示す斜視図、図12は、フィルム基材を示す平面図である。なお、この図12においては、アンテナパターン30はフィルム基材20の裏面に形成されているが、説明の便宜上、アンテナパターン30を透視的に表示(フィルム基材20の表面側に記載)してある。
本実施例4は、上記実施例3と同様に、ICチップ40の搭載位置を変更することによって給電点位置を容易に調整することができるように、フィルム基材20にチップ搭載パッド32を設けたものである。すなわち、図11および図12に示すように、アンテナパターン30へのICチップ40の給電点位置を調整できるように、フィルム基材20に対して逆T字状のフィルム基材延設部20aを設け、このフィルム基材延設部20aにチップ搭載パッド32をアンテナパターン30に沿って長手状に併設したものである。
また、図11に示すように、フィルム基材20およびフィルム基材延設部20aは、アンテナパターン30がいわゆるパッチアンテナとして機能するように、誘電体部材10に巻き付けられ、貼付されている。その他の構成およびICチップ40の搭載位置の調整要領は、上記実施例3の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
以上のように、本実施例4に係るRFIDタグ5によれば、上記実施例2の場合と同様の効果を奏するほか、ICチップ40の搭載位置を変更することによって給電点位置を容易に調整することができるので、アンテナの特性を容易に調整することができるという効果を奏する。
図13は、この発明の実施例5に係るRFIDタグを示す斜視図である。図13に示すように、本実施例5は、誘電体部材10の外周面にフィルム基材20が係合可能な凹部10aを設け、誘電体部材10に対するフィルム基材20の位置合わせを容易にしたものである。
また、凹部10aの深さは、フィルム基材20の厚みとICチップ40の厚みの合計とほぼ同程度としてある。すなわち、実装されたICチップ40の上面が凹部10a内に収まり、誘電体部材10の外表面から出っ張らないようになっている。その他の構成および製造方法は、上記実施例2の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
以上のように、本実施例5に係るRFIDタグ5によれば、上記実施例2の場合と同様の効果を奏するほか、誘電体部材10に凹部10aを設けたことにより、誘電体部材10に対するフィルム基材20の位置合わせを容易に行うことができるという効果を奏する。
また、実装されたICチップ40の上面が凹部10a内に収まり、誘電体部材10の外表面から出っ張らないようになっているので、RFIDタグ5が電波吸収体等の物品に貼られ、保護フィルム等で被覆されてRFIDタグとして使用される際に当該RFIDタグに応力が集中しにくく、外力に対して耐久性が向上するという効果も奏する。
また、RFIDタグ5が平坦であれば、当該RFIDタグ5が人体に触れる場合(たとえば、衣類の裏地等にRFIDタグ5が設けられる場合)であっても、不快感が無く肌触りが良いという効果も奏する。
なお、本実施例5は、後述するすべての実施例(後述する実施例9については、上記凹部10aと同様の機能を有する凹部を後述する誘電体支持部材60に設ければよい)について適用することができ、同様の効果を期待できる。
図14は、この発明の実施例6に係るRFIDタグを示す斜視図、図15は、誘電体部材に形成されたチップ搭載パッドにICチップを実装した状態を示す斜視図である。本実施例5に係るRFIDタグ5は、図15に示すように、予め誘電体部材10側にチップ搭載パッド12を設け、このチップ搭載パッド12にICチップ40を実装した後、図14に示すように、フィルム基材20の内面(裏面)に印刷されたアンテナパターン30が当該チップ搭載パッド12と電気的に接続するように当該フィルム基材20を誘電体部材10に巻き付けて構成したものである。
チップ搭載パッド12は、誘電体部材10に、たとえば銅をエッチングして形成したり、導電性インキを印刷して形成したり、あるいは導電性部材を貼付することによって形成することができる。また、このチップ搭載パッド12とアンテナパターン30の導通および固定は、たとえば当該接続面に導電性接着剤(銀ペースト)を塗布し、両者を貼り合わせた後に当該部分を加圧および加熱することによって行うことができる。なお、ICチップ40の実装方法およびフィルム基材20の巻き付け方法は、上記実施例2の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
以上のように、本実施例6に係るRFIDタグ5によれば、上記実施例2の場合と同様の効果を奏するほか、実装されたICチップ40の特性に最も適合したアンテナパターン30を有するフィルム基材20を選択して誘電体部材10に巻き付けることにより、送受信特性を調整することができるという効果を奏する。
図16は、この発明の実施例7に係るRFIDタグを示す斜視図、図17は、フィルム基材を示す平面図である。本実施例7に係るRFIDタグ5は、図16に示すように、ICチップ40の搭載位置が誘電体部材10の側面部となるようにしたものである。換言すれば、RFIDタグ5の最大平面部分にICチップ40の厚みによる出っ張りが生じないように構成したものである。
ICチップ40をこのような位置に搭載できるようにするために、フィルム基材20は、図17に示すように形成されている。すなわち、フィルム基材20には、当該フィルム基材20を誘電体部材10に巻き付けた際に、当該誘電体部材10の一の側面部に対向して延びる一対のフィルム基材延設部20bとチップ搭載パッド32が形成されている。
このチップ搭載パッド32は、フィルム基材延設部20b上にアンテナパターン30と連続して印刷されている。なお、ICチップ40の実装方法およびフィルム基材20の巻き付け方法は、上記実施例2の場合とほぼ同様であるので、重複説明を省略する。
以上のように、本実施例7に係るRFIDタグ5によれば、上記実施例2の場合と同様の効果を奏するほか、ICチップ40を誘電体部材10の一の側面部に搭載とすることにより、RFIDタグ5の最大平面部分にICチップ40の厚みによる出っ張りが生じないようにすることができるという効果を奏する。
したがって、上記実施例5に示した効果と同様に、RFIDタグ5が所定の被覆加工を施されて所定の物品に使用される際に、RFIDタグ5に応力が集中しにくく、外力に対して耐久性が向上する。また、RFIDタグ5が人体に触れる場合には、出っ張りによる不快感が無く肌触りが良い。
なお、本実施例7においては、RFIDタグ5に直方体状の誘電体部材10を用いるものとして説明したが、これに限定されず、RFIDタグ5を使用する物品に応じて誘電体部材10を種々の形状(たとえば、円柱、三角柱、球等)とすることができる。
たとえば、図18に示すように、円柱状の誘電体部材10にフィルム基材20を巻き付け、当該円柱の円板部分にICチップ40を搭載することによってRFIDタグ5を構成してもよい。ここで、図18は、他のRFIDタグを示す斜視図である。
図19は、この発明の実施例8に係るRFIDタグを示す断面図である。本実施例8に係るRFIDタグ5は、図19に示すように、誘電体部材10にICチップ40を埋設可能なICチップ用凹部(凹部)10bを設け、このICチップ用凹部10bにICチップ40を埋設し、かつフィルム基材20の内面側に形成されたアンテナパターン30と当該ICチップ40とが電気的に接続するように、当該フィルム基材20を誘電体部材10に巻き付けて構成したものである。換言すれば、RFIDタグ5の表面にICチップ40の厚みによる出っ張りが生じないように構成したものである。
ICチップ40は、そのチップ電極(図示せず)に予めバンプ50が設けられている。このICチップ40は、上記バンプ50側を上方にしてICチップ用凹部10bの底面に熱硬化性接着剤や瞬間接着剤等によって固定される。また、バンプ50およびICチップ40を固定して保護するために、ICチップ40周囲の所定箇所にはアンダーフィル52が塗布される。そして、アンテナパターン30とICチップ40のバンプ50とが電気的に接続するようにフィルム基材20を誘電体部材10に巻き付けて接着する。
アンテナパターン30とバンプ50の導通および固定は、たとえば当該接続面に導電性接着剤(銀ペースト)を塗布し、両者を貼り合わせた後に当該部分を加圧および加熱することによって行うことができる。
以上のように、本実施例8に係るRFIDタグ5によれば、上記実施例2の場合と同様の効果を奏するほか、ICチップ40を誘電体部材10のICチップ用凹部10bに埋設することにより、RFIDタグ5の表面にICチップ40の厚みによる出っ張りが生じないようにすることができるという効果を奏する。
したがって、上記実施例5に示した効果と同様に、RFIDタグ5が所定の被覆加工を施されて使用される際に、RFIDタグ5に応力が集中しにくく、外力に対して耐久性が向上する。また、RFIDタグ5が人体に触れる場合には、出っ張りによる不快感が無く肌触りが良い。
なお、上記実施例8においては、フィルム基材20の長手方向両端部がICチップ用凹部10bに位置するように当該フィルム基材20を誘電体部材10に巻き付ける場合について説明したが、これに限定されず、フィルム基材20の長手方向両端部がICチップ用凹部10b以外の箇所に位置するように当該フィルム基材20を誘電体部材10に巻き付けてもよい。
図20は、この発明の実施例9に係るRFIDタグを示す斜視図、図21は、誘電体部材を誘電体支持部材に固定したRFIDタグを示す斜視図である。本実施例9に係るRFIDタグ5は、図20に示すように、誘電体部材10と、この誘電体部材10を挿脱自在に支持する誘電体支持部材60と、アンテナパターン30が形成され誘電体支持部材10の表面に巻き付けられたフィルム基材20と、アンテナパターン30に電気的に接続されたICチップ40とを備えて構成されている。
プラスチック等の樹脂にて形成された誘電体支持部材60は、誘電体部材10を挿脱するための挿脱用孔62を備えており、誘電体支持部材60に対して誘電体部材10を図中の矢印方向にスライドさせることにより誘電率を調整し、アンテナの感度調整が容易に行えるようになっている。
また、図21に示すように、調整した誘電体部材10の位置を保持するために、当該誘電体部材10と誘電体支持部材60とを固定用接着剤70によって固定してある。この誘電体部材10の固定は、図21に示すように、固定用接着剤70を挿脱用孔62の開口縁部に付けて行うことができるが、挿脱用孔62の内部に付けて行ってもよい。
また、誘電体部材10の固定手段として、凹凸係合する係合用凸部および係合用凹部を備え、一定の外力を付加することにより当該係合位置を変更できるいわゆるノッチ手段等を採用してもよい。なお、ICチップ40の実装方法およびフィルム基材20の巻き付け方法は、上記実施例2の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
以上のように、本実施例9に係るRFIDタグ5によれば、上記実施例2の場合と同様の効果を奏するほか、誘電体支持部材60に対して誘電体部材10を挿脱することにより誘電率を調整し、アンテナの感度調整を容易に行うことができるという効果を奏する。
また、ユーザーがRFIDタグを不活性化(交信不能化)したい場合には、上記固定用接着剤70を除去し、誘電体部材10を誘電体支持部材60から引き抜けばよく、当該不活性化を簡便に行うことができる。
図22は、この発明の実施例10に係るRFIDタグを示す斜視図である。本実施例10に係るRFIDタグ5は、誘電率および誘電損失を調整するために、図22に示すように、誘電体部材10が、誘電率および誘電損失が異なる複数の誘電体部材10A,10Bを組み合わせて構成されていることを特徴とするものである。
たとえば、誘電率および誘電損失が高い誘電体部材10Aと、誘電率および誘電損失が低い誘電体部材10Bとを組み合わせる(両者を接着して一体化する)ことにより、これらの中間的な性質を持つ誘電体部材10を構成することができる。
なお、図示例では、誘電体部材10A,10Bを左右方向に組み合わせたものを示したが、これに限定されず、たとえば上下方向(誘電体部材の厚み方向)に組み合わせてもよい。ICチップ40の実装方法およびフィルム基材20の巻き付け方法は、上記実施例2の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
以上のように、本実施例10に係るRFIDタグ5によれば、上記実施例2の場合と同様の効果を奏するほか、誘電率および誘電損失が異なる複数の誘電体部材10A,10Bを組み合わせて誘電体部材10を構成することにより、誘電率および誘電損失を任意に調整することができ、アンテナの感度調整を容易に行うことができるという効果を奏する。
なお、本実施例10は、上述した実施例1〜8および後述する実施例12についても適用することができ、同様の効果を期待できる。
図23は、この発明の実施例11に係るRFIDタグを示す斜視図である。本実施例11に係るRFIDタグ5は、図23に示すように、上記実施例2に係るRFIDタグ5の構成において誘電体部材10に空隙部80を備えたものである。この空隙部80は、誘電体部材10内に所定の空気層を形成させるための空間である。すなわち、誘電体部材10の誘電率は、この空隙部80に存在する空気の誘電率によって低下し、所望する値に設定される。
以上のように、本実施例11に係るRFIDタグ5によれば、上記実施例2の場合と同様の効果を奏するほか、誘電体部材10の空隙部80の容量を適宜変更することにより、誘電体部材10の誘電率を任意に調整することができ、アンテナの感度調整を容易に行うことができるという効果を奏する。
なお、本実施例11においては、上記実施例2に係るRFIDタグ5の構成において誘電体部材10に空隙部80を備えるものとして説明したが、これに限定されず、上記実施例1または実施例3〜実施例8のうちのいずれか一つの実施例に係る誘電体部材10に上記空隙部80を備えてもよい。また、後述する実施例12に係る誘電体部材10に上記空隙部80を備えてもよい。
図24は、この発明の実施例12に係るRFIDタグを示す断面図、図25は、RFIDタグのラミネート工程を示す断面図である。上記実施例8では、図19に示したように、誘電体部材10の凹部10bにICチップ40を実装後、一枚のフィルム基材20を折り曲げ部22で折り曲げ、当該誘電体部材10に巻き付けることによってRFIDタグ5を構成した。
これに対し、本実施例12では、図24および図25に示すように、2枚のフィルム基材20を誘電体部材10の表裏から貼付することによってRFIDタグ5を構成したものである。
すなわち、RFIDタグ5は、図25に示すように、一のフィルム基材20のアンテナパターン30に、ICチップ40を電気的に接続するICチップ実装工程と、このICチップ40が誘電体部材10に設けられた凹部10bに埋設されるように当該一のフィルム基材20を当該誘電体部材10の表面(一の面)に貼付する一方、他のフィルム基材20を誘電体部材10の裏面(他の面)に貼付し、更に両フィルム基材20のアンテナパターン30同士を銀ペースト等の導電性接着剤(導電性部材)24を介して接着し電気的に接続することによりループアンテナを形成するラミネート工程と、から製造されたものである。
上記ICチップ実装工程では、たとえばいわゆるフリップチップ実装を採用することができる。また、上記ラミネート工程における両フィルム基材20の貼付およびアンテナパターン30の導通は、図25中に矢印で示すように、導電性接着剤24による接着部分を加圧および加熱することによって行うことができる。なお、図示を省略するが、誘電体部材10とフィルム基材20の貼付面には、導電性接着剤24による接着面以外にも接着剤が用いられている。
以上のように、本実施例12に係るRFIDタグ5によれば、上記実施例8の場合と同様の効果を奏するほか、上記ラミネート工程によってフィルム基材20の貼付およびアンテナパターン30の導通を、上記実施例8の場合(フィルム基材20を巻き付ける場合)よりも更に容易に行うことができるという効果を奏する。
また、フィルム基材20によってICチップ40等がラミネートされているので、RFIDタグ5を保護するために別途の専用ラミネート部材(保護フィルム)を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
(付記1)少なくとも、誘電体部材と、前記誘電体部材の表面にループ状に形成された送受信用のアンテナパターンと、通信回路と記憶回路を内蔵し前記アンテナパターンに電気的に接続されたICチップと、を備えたRFIDタグ。
(付記2)少なくとも、誘電体部材と、送受信用のアンテナパターンを有し前記誘電体部材の表面に設けられることによりループアンテナを形成するフィルム基材と、通信回路と記憶回路を内蔵し前記アンテナパターンに電気的に接続されたICチップと、を備えたRFIDタグ。
(付記3)前記フィルム基材は、前記ICチップを搭載し前記アンテナパターンと電気的に接続するためのチップ搭載パッドを備えたことを特徴とする付記2に記載のRFIDタグ。
(付記4)前記誘電体部材は、前記ICチップを搭載し前記アンテナパターンと電気的に接続するためのチップ搭載パッドを備えたことを特徴とする付記2に記載のRFIDタグ。
(付記5)前記誘電体部材は、前記ICチップを埋設するための凹部を備え、当該凹部に当該ICチップを埋設したことを特徴とする付記2に記載のRFIDタグ。
(付記6)前記チップ搭載パッドは、前記誘電体部材の一の側面部に向けて延設され、当該一の側面部に前記ICチップを位置させたことを特徴とする付記3に記載のRFIDタグ。
(付記7)前記チップ搭載パッドは、前記ICチップの給電点位置を調整できるように前記アンテナパターンに沿って長手状に併設されたことを特徴とする付記3に記載のRFIDタグ。
(付記8)前記誘電体部材は、前記フィルム基材が係合可能な凹部を備えたことを特徴とする付記2〜4のいずれか一つに記載のRFIDタグ。
(付記9)前記誘電体部材は、複数の前記フィルム基材によって少なくとも表裏面を被覆されているとともに、当該フィルム基材の前記アンテナパターン同士は、導電性部材を介して電気的に接続されていることを特徴とする付記5に記載のRFIDタグ。
(付記10)前記凹部の深さは、前記アンテナパターンに接続された前記ICチップの頂面が前記誘電体部材の最外表面から突出しないように設定されていることを特徴とする付記8に記載のRFIDタグ。
(付記11)少なくとも、誘電体部材と、前記誘電体部材を挿脱自在に支持する誘電体支持部材と、送受信用のアンテナパターンを有し前記誘電体支持部材の表面に設けられることによりループアンテナを形成するフィルム基材と、通信回路と記憶回路を内蔵し前記アンテナパターンに電気的に接続されたICチップと、を備えたRFIDタグ。
(付記12)前記誘電体支持部材に対して位置決めされた前記誘電体部材を当該誘電体支持部材に固定する誘電体部材固定手段を備えたことを特徴とする付記11に記載のRFIDタグ。
(付記13)前記誘電体支持部材は、前記フィルム基材が係合可能な凹部を備えたことを特徴とする付記11または12に記載のRFIDタグ。
(付記14)前記誘電体部材は、誘電率および誘電損失が異なる複数の誘電体部材を組み合わせてなることを特徴とする付記1〜10のいずれか一つに記載のRFIDタグ。
(付記15)前記誘電体部材は、空隙部を備えたことを特徴とする付記1〜10のいずれか一つに記載のRFIDタグ。
(付記16)送受信用のアンテナパターンを有したフィルム基材を誘電体部材の表面に設けループアンテナを形成するループアンテナ形成工程と、少なくとも通信回路と記憶回路を内蔵したICチップを前記アンテナパターンに電気的に接続するICチップ実装工程と、からなることを特徴とするRFIDタグの製造方法。
(付記17)送受信用のアンテナパターンを誘電体部材の表面にループアンテナとなるように形成するループアンテナ形成工程と、通信回路と記憶回路を内蔵したICチップを前記アンテナパターンに電気的に接続するICチップ実装工程と、からなることを特徴とするRFIDタグの製造方法。
(付記18)送受信用のアンテナパターンを有した一のフィルム基材の当該アンテナパターンに、通信回路と記憶回路を内蔵したICチップを電気的に接続するICチップ実装工程と、前記一のフィルム基材に実装された前記ICチップが誘電体部材に設けられた凹部に埋設されるように当該一のフィルム基材を当該誘電体部材の一の面に貼付する一方、送受信用のアンテナパターンを有した他のフィルム基材を前記誘電体部材の他の面に貼付し、更に前記一のフィルム基材と前記他のフィルム基材のアンテナパターン同士を導電性部材を介して接着し電気的に接続することによりループアンテナを形成するラミネート工程と、からなることを特徴とするRFIDタグの製造方法。
以上のように、この発明に係るRFIDタグおよびその製造方法は、RFIDタグが電波吸収体に対し近接して使用される場合であっても通信距離の低下を抑制することができ、通信の信頼性を確保することができるRFIDタグの提供に有用であり、特に、通信距離が短いRFIDタグに適している。
この発明の実施例1に係るRFIDタグを示す斜視図である。 RFIDタグを電波吸収体に設けた状態を示す断面図である。 大きな電流ループが形成される原理を示す概念図である。 この発明の実施例2に係るRFIDタグを示す斜視図である。 フィルム基材を示す平面図である。 他のRFIDタグを示す斜視図である。 他のRFIDタグを示す斜視図である。 他のRFIDタグを示す斜視図である。 この発明の実施例3に係るRFIDタグを示す斜視図である。 フィルム基材を示す平面図である。 この発明の実施例4に係るRFIDタグを示す斜視図である。 フィルム基材を示す平面図である。 この発明の実施例5に係るRFIDタグを示す斜視図である。 この発明の実施例6に係るRFIDタグを示す斜視図である。 誘電体部材に形成されたチップ搭載パッドにICチップを実装した状態を示す斜視図である。 この発明の実施例7に係るRFIDタグを示す斜視図である。 フィルム基材を示す平面図である。 他のRFIDタグを示す斜視図である。 この発明の実施例8に係るRFIDタグを示す断面図である。 この発明の実施例9に係るRFIDタグを示す斜視図である。 誘電体部材を誘電体支持部材に固定したRFIDタグを示す斜視図である。 この発明の実施例10に係るRFIDタグを示す斜視図である。 この発明の実施例11に係るRFIDタグを示す斜視図である。 この発明の実施例12に係るRFIDタグを示す断面図である。 RFIDタグのラミネート工程を示す断面図である。 電波吸収体に平面アンテナを設けた従来技術を示す断面図である。 電波吸収体にループアンテナを設けた従来技術を示す断面図である。
符号の説明
5 RFIDタグ
10 誘電体部材
10A,10B 誘電体部材
10a 凹部
10b ICチップ用凹部(凹部)
12 チップ搭載パッド
20 フィルム基材
20a,20b フィルム基材延設部
22 折り曲げ部
24 導電性接着剤
30 アンテナパターン
30a ループアンテナ
32 チップ搭載パッド
32a 接続部
40 ICチップ
50 バンプ
52 アンダーフィル
60 誘電体支持部材
62 挿脱用孔
70 固定用接着剤
80 空隙部
100 電波吸収体

Claims (10)

  1. 少なくとも、誘電体部材と、前記誘電体部材の表面に設けられループアンテナを形成する送受信用のアンテナパターンと、通信回路と記憶回路を内蔵し前記アンテナパターンに電気的に接続されたICチップと、を備えたRFIDタグ。
  2. 少なくとも、誘電体部材と、送受信用のアンテナパターンを有し前記誘電体部材の表面に設けられることによりループアンテナを形成するフィルム基材と、通信回路と記憶回路を内蔵し前記アンテナパターンに電気的に接続されたICチップと、を備えたRFIDタグ。
  3. 前記フィルム基材は、前記ICチップを搭載し前記アンテナパターンと電気的に接続するためのチップ搭載パッドを備えたことを特徴とする請求項2に記載のRFIDタグ。
  4. 前記誘電体部材は、前記ICチップを搭載し前記アンテナパターンと電気的に接続するためのチップ搭載パッドを備えたことを特徴とする請求項2に記載のRFIDタグ。
  5. 前記誘電体部材は、前記ICチップを埋設するための凹部を備え、当該凹部に当該ICチップを埋設したことを特徴とする請求項2に記載のRFIDタグ。
  6. 前記チップ搭載パッドは、前記誘電体部材の一の側面部に向けて延設され、当該一の側面部に前記ICチップを位置させたことを特徴とする請求項3に記載のRFIDタグ。
  7. 前記チップ搭載パッドは、前記ICチップの給電点位置を調整できるように前記アンテナパターンに沿って長手状に併設されたことを特徴とする請求項3に記載のRFIDタグ。
  8. 少なくとも、誘電体部材と、前記誘電体部材を挿脱自在に支持する誘電体支持部材と、送受信用のアンテナパターンを有し前記誘電体支持部材の表面に設けられることによりループアンテナを形成するフィルム基材と、通信回路と記憶回路を内蔵し前記アンテナパターンに電気的に接続されたICチップと、を備えたRFIDタグ。
  9. 前記誘電体部材は、誘電率および誘電損失が異なる複数の誘電体部材を組み合わせてなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載のRFIDタグ。
  10. 送受信用のアンテナパターンを有したフィルム基材を誘電体部材の表面に設けループアンテナを形成するループアンテナ形成工程と、少なくとも通信回路と記憶回路を内蔵したICチップを前記アンテナパターンに電気的に接続するICチップ実装工程と、からなることを特徴とするRFIDタグの製造方法。
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