JP2006285911A - Ｒｆｉｄタグ - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、ＲＦＩＤタグに関し、良好なアンテナ特性を保ったまま剥離を検知する機能を備える。
【解決手段】第１の導体パターン１２が、ＩＣチップ１３に各端部が接続されてＩＣチップ１３から延在する２つの延在部１２１，１２２と、ＩＣチップ１３を迂回してそれら２つの延在部１２１，１２２どうしを繋ぐ、アンテナ特性補正用の補正パターン１２３とを有し、剥離検知パターンを、２つの延在部１２１，１２２と補正パターン１２３とに囲まれた領域内に形成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、非接触で外部機器と情報のやり取りを行うＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ＿Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ＿ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグに関する。なお、本技術分野における当業者間では、本明細書で使用する「ＲＦＩＤタグ」のことを、「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」と称する場合もある。あるいは、この「ＲＦＩＤタグ」のことを「無線ＩＣタグ」と称する場合もある。また、この「ＲＦＩＤタグ」には、非接触型ＩＣカードも含まれる。
近年、リーダライタに代表される外部機器との間で電波によって非接触で情報のやり取りを行う種々のＲＦＩＤタグが提案されている。このＲＦＩＤタグの一種として、プラスチックや紙からなるベースシート上に電波通信用のアンテナパターンとＩＣチップが搭載された構成のものが提案されており、このようなタイプのＲＦＩＤタグについては、物品などに貼り付けられ、その物品に関する情報を外部機器とやり取りすることで物品の識別などを行うという利用形態が考えられている。
図１は、ＲＦＩＤタグの一例を示す平面図である。ただし、ここには、カバーシート等は取り除かれた状態が示されている。
このＲＦＩＤタグ１０は、ベースシート１１上にアンテナパターン１２が形成されており、このアンテナパターン１２上にＩＣチップ１３が置かれている。このアンテナパターン１２は、ＩＣチップ１３側の端部がＩＣチップ１３と電気的に接続されてそのＩＣチップ１３から横に延びる２つのモノポールパターン１２１，１２２からなるダイポールアンテナとして作用する導体パターンである。また、このアンテナパターン１２は、ＩＣチップ１３を迂回して、このアンテナパターン１２の、一端部がＩＣチップ１３に接続されてそのＩＣチップ１３から延在する２つの延在部（この図１に示す構造の部分は、２つのモノポールパターン１２１，１２２に同じ）を繋ぐ、アンテナ特性補正用の補正パターン１２３が形成されている。このＩＣチップ１３には、アンテナパターン１２をアンテナとして使って外部と無線通信を行なう回路が作り込まれている。
図２は、ＩＣチップ１３とアンテナパターン１２との間の接続構造を示す図である。
ＩＣチップ１３とアンテナパターン１２との間は、バンプ１４を介してフリップチップ接続されており、そのバンプ１４の周りは接着剤１５で固定されている。
ここで、ＩＣチップ１３とアンテナパターン１２をフリップチップ接続すると、アンテナパターン１２の端部とＩＣチップ１３が図２に示す領域Ｄにおいて上下に重なり、その部分に寄生容量Ｃが発生する。この寄生容量Ｃは、何も対策を講じないとアンテナ特性（無線通信特性）に悪い影響を及ぼすことになる。図１に示す補正パターン１２３は、この寄生容量Ｃの影響を相殺するインダクタＬとして作用する。
ＲＦＩＤタグ１０は、図１，図２に示すような基本構造を有し、アンテナパターン１２および回路チップ１３がさらにカバーシートで覆われる。
ここで、上記のようなＲＦＩＤタグの利用形態にあっては、ある物品に貼り付けられているＲＦＩＤタグをその物品から剥がして他の物品に貼り付けることによって外部機器に物品を誤認させ、例えば高額の商品を安価な商品として入手するといった不正利用が予想され、そのような不正利用を回避するための技術が望まれている。
このような現状に対し、ＲＦＩＤタグの剥離に際してアンテナパターンの破壊を生じさせて通信不能とする技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、および特許文献３参照。）。
図３は、図１，図２を参照して説明した基本構造を有し、さらに剥離検知機能が追加されたＲＦＩＤタグの一例を示す平面図である。この図３においてもカバーシート等からなる覆いは取り除かれている。
この図３に示すＲＦＩＤタグ１０は、図１の場合と同様、ベースシート１１上に、モノポールパターン１２１，１２２からなるダイポールアンテナとしてのアンテナパターン１２が形成されており、さらに、それら２つのモノポールパターン１２１，１２２の端部にＩＣチップ１３がフリップチップ接続されている。また、このアンテナパターン１２は、ＩＣチップ１３を迂回してモノポールパターン１２１，１２２どうしを繋ぐ補正パターン１２３を有する。
ここまでは、図１に示すＲＦＩＤタグと同様であるが、図３に示すＲＦＩＤタグの場合、さらに、アンテナパターン１２を取り巻くように、ベースシート１１上にループ状の剥離検知パターン１６が形成されている。この剥離検知パターン１６も、そのループの両端が、ＩＣチップ１３に、アンテナパターン１２とＩＣチップ１３との間の接続構造と同様の構造（図２参照）でフリップチップ接続されており、このＩＣチップ１３は、アンテナパターン１２を使っての外部との間での無線通信機能に加え、さらに、その剥離検知パターン１６の破壊を検知する機能を有する。ここで、この剥離検知パターン１６は、例えば銀ペースト等、導電性を有し、比較的脆い、破壊されやすい材料で形成されている。この剥離検知パターン１６は、そのループを一周する途中の複数箇所に、剥離検知箇所１６１が設けられている。
この図３に示すＲＦＩＤタグの場合、アンテナパターン１２およびＩＣチップ１３に加え、さらに剥離検知パターン１６もカバーシートで覆われるが、剥離検知パターン１６の剥離検知箇所１６１はそのカバーシートに強力に接着され、一方、その剥離検知パターン１６の剥離検知箇所１６１以外の部分は、カバーシートよりもベースシート１１に強力に接着されている。このため、そのカバーシートを剥がそうとすると、剥離検知パターン１６のうちの剥離検知箇所１６１のみがカバーシートに接着されたまま剥離されて剥離検知パターン１６が破壊され、ＩＣチップ１３でその剥離検知パターン１６の破壊が検知される。このようにして、このＲＦＩＤタグ１０の不正使用が防止される。
米国特許出願公開第２００３／０７５６０８号明細書 米国特許第６４２１０１３号明細書 特表２００３−５２４８１１号公報
ところが、図３に示す構造の場合、剥離検知パターン１６はアンテナパターン１２を取り巻いて一周しており、この剥離検知パターンも導体で形成されているため、アンテナパターン１２のアンテナ特性に悪影響を与え、剥離検知パターン１６が存在しないとき（図１参照）と比べアンテナパターン１２から放射される電波が大きく減衰してしまい、電波の到達距離（無線通信を行なうことのできる距離）が大幅に短縮されてしまうという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑み、良好なアンテナ特性を保ったまま剥離を検知する機能を備えたＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明のＲＦＩＤタグは、
ベースと、
ベース上に設けられた、通信用のアンテナとして作用する第１の導体パターンと、
ベース上に設けられた、そのベースからの剥離時に破壊される剥離検知用の第２の導体パターンと、
第１の導体パターンおよび第２の導体パターンの双方に電気的に接続され、第１の導体パターンをアンテナとして使った無線通信および第２の導体パターンの破壊検知を行なう回路チップと、
第１の導体パターン、第２の導体パターン、および回路チップを覆ってベースに剥離可能な状態で接着された、ベースからの剥離の際に第２の導体パターンの全部または一部を付着させたま剥離されるカバーとを備え、
上記第１の導体パターンが、回路チップに各端部が接続されて回路チップから延在する２つの延在部と、回路チップを迂回してそれら２つの延在部どうしを繋ぐ、アンテナ特性補正用の補正パターンとを有し、
上記第２の導体パターンが、上記２つの延在部と上記補正パターンとに囲まれた領域内に形成されていることを特徴とする。
本発明のＲＦＩＤタグは、剥離検知用の第２の導体パターンが上記の２つの延在部と補正パターンとに囲まれた領域内に形成されているため、アンテナ特性にはほとんど影響を与えずに良好なアンテナ特性を保ちつつ、剥離検知も可能である。
ここで、上記本発明のＲＦＩＤタグにおいて、上記補正パターンは、典型的には回路チップと、第１の導体パターンの回路チップに接続された端部との間に生じる寄生容量を相殺するインダクタである。
また、本発明のＲＦＩＤタグにおいて、上記第１の導体パターンは、回路チップに両端部が接続されたループアンテナのパターンを有するものであってもよく、あるいは上記第１の導体パターンが、回路チップにそれぞれの一方の端部が接続された２つのモノポールパターンからなるダイポールアンテナのパターンを有するものであってもよい。
また、本発明のＲＦＩＤタグにおいて、上記第２の導体パターンは、回路チップに両端部が接続されたループ状のパターンであって、カバーがベースから剥離される際にカバーに付着したまま剥離される剥離検知箇所が第２の導体パターンのループを一周する途中の複数箇所に設けられたものであることが好ましい。
このように剥離検知箇所を複数箇所に設けておくことにより、剥離検知の信頼性が向上する。
以上の本発明によれば、ＲＦＩＤタグに、剥離検知機能を、良好なアンテナ特性を保ちつつ搭載することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図４は、本発明の一実施形態としてのＲＦＩＤタグの平面図である。この図４においてもカバーシート等の覆いは取り除かれている。
この図４に示すＲＦＩＤタグ１０は、ベースシート１１上に、モノポールパターン１２１，１２２からなるダイポールアンテナとしてのアンテナパターン１２が形成されており、さらに、それら２つのモノポールパターン１２１，１２２の端部にＩＣチップ１３がフリップチップ接続（図２参照）されている。また、このアンテナパターン１２は、ＩＣチップ１３を迂回してモノポールパターン１２１，１２２どうしを繋ぐ補正パターン１２３を有する。
この補正パターン１２３は、図２を参照して説明した寄生容量Ｃを相殺するためのインダクタＬとして作用するパターンである。
また、この図４に示すＲＦＩＤタグ１０には、ベースシート１１上の、２つのモノポールパターン１２１，１２２と、補正パターン１２３とに囲まれた領域内に、ループ状の、銀ペースト等の比較的脆い導電性材料からなる剥離検知パターン１６が形成されている。
この剥離検知パターン１６も、そのループの両端が、ＩＣチップ１３に、アンテナパターン１２との接続構造と同様の構造（図２参照）でフリップチップ接続されており、このＩＣチップ１３は、アンテナパターン１２を使っての外部との間での無線通信機能に加え、さらに、その剥離検知パターン１６の破壊を検知する機能を有する。この剥離検知パターン１６は、そのループを一周する途中の複数箇所に、剥離検知箇所１６１が設けられている。
この図４に示すＲＦＩＤタグの場合も、アンテナパターン１２、ＩＣチップ１３、および剥離検知パターン１６がカバーシートで覆われるが、剥離検知パターン１６の剥離検知箇所１６１はそのカバーシートに強力に接着され、一方、その剥離検知パターン１６の剥離検知箇所１６１以外の部分は、カバーシートよりもベースシート１１に強力に接着されている。このため、そのカバーシートを剥がそうとすると、剥離検知パターン１６のうちの剥離検知箇所１６１のみがカバーシートに接着されたまま剥離されるため剥離検知パターン１６が破壊され、ＩＣチップ１３でその剥離検知パターン１６の破壊が検知され、これにより、このＲＦＩＤタグ１０の不正使用が防止される。
この図４に示す剥離検知パターン１６は、２つのモノポールパターン１２１，１２２と、補正パターン１２３とからなる導体パターンに囲まれた領域内に形成されているため、アンテナパターン１２を使っての無線通信の到達距離等、そのアンテナパターン１２をアンテナとして使ったときのアンテナ特性にはほとんど影響を及ぼさずに済み、また、この剥離検知パターン１６を設けるために外形寸法を大きくする必要もない。
図５〜図７は、本実施形態のＲＦＩＤタグの剥離検知パターンの部分の拡大断面図である。ここで、図５は製造直後の状態、図６は、貼付対象物に貼り付けた状態、図７は剥離状態のＲＦＩＤタグを示している。
図５に示すＲＦＩＤタグ１０のうち、図４を参照して説明したＲＦＩＤタグ１０は、ベースシート１１と、そのベースシート１１上に形成されたアンテナパターン１２（図５〜図７には図示せず）と、剥離検知パターン１６と、アンテナパターン１２と剥離検知パターン１６にフリップチップ接続されたＩＣチップ１３とからなる構造である、尚、図５〜図７では、剥離検知パターン１６とＩＣチップ１３との間の接続構造は図示省略されている。
ベースシート１１は、台紙２０上に接着剤３１で接着されており、これらベースシート１１、アンテナパターン１２（図示せず）、剥離検知パターン１６およびＩＣチップ１３は、不透明インクからなる隠蔽層３２で覆われており、さらにその上からカバーシート１７で覆われている。カバーシート１７と隠蔽層３２は、いわゆる偽造防止ラベルと同様の構造を有しており、隠蔽層３２はカバーシート１７を剥がしたときにカバーシート１７側に付着したままカバーシート１７とともに剥がれる剥離部３２ａと、カバーシート１７から離れてベースシート１１あるいは貼付対象物４０（図６参照）側に残る残留部３２ｂとに容易に分離する構造となっている。
また、隠蔽層３２には、剥離検知パターン１６の、剥離検知箇所１６１に対応する部分に、強力な接着力を有する接着剤３３も埋め込まれており、この接着剤３３により、剥離検知パターン１６の剥離検知箇所１６１がカバーシート１７に強力に接着されている。
ここで、図５に示す台紙２０は、ベースシート１１の裏面の接着剤３１および隠蔽層３２との接着性の悪い、容易に剥がれる材質のものであり、このＲＦＩＤタグを実際に使用するに当たっては、このＲＦＩＤタグ１０が台紙２０から剥がされて、図６に示すように、例えばダンボールやプラスチック等の貼付対象物４０に貼り付けられて実使用される。
この図６に示す貼付対象物４０に一旦貼り付けられた後は、ベースシート１１裏面の接着剤３１および隠蔽層３２のうちのモザイク的に配置された残留部３２ｂは貼付対象物４０との間で所定の接着力を有し、このＲＦＩＤタグ１０が貼付対象物４０に貼り付けられた後、このＲＦＩＤタグ１０が貼付対象物４０から剥がされると、図７に示すように、隠蔽層３２の剥離部３２ａと残留部３２ｂが、ベースシート１１を貼付対象物４０に貼り付けている接着剤３１よりも十分弱い力によって分離する。このとき、剥離検知パターン１６のうちの剥離検知箇所１６１は、強力な接着剤３３によってカバーシート１７に強力に接着されているため、その剥離検知箇所１６１がカバーシート１７に付着したまま剥離検知パターン１６から引き剥がされて剥離検知パターン１６が破壊され、剥離検知パターン１６が不導通状態となり、この不導通状態に変化したことがＩＣチップ１３で検知されて、不正剥離用にあらかじめ仕組んでおいた処理が実行される。
また、隠蔽層３２が斑状に剥離することから、剥離されたことが外観上からも一目で確認できる。
図８は、本発明の第２実施形態のＲＦＩＤタグの平面図である。ここでも、カバーシート等は取り除いて示してある。
この図８に示すＲＦＩＤタグ１０のアンテナパターン１２は、ベースシート１１上に形成された、両端部がＩＣチップ１３にフリップチップ接続（図２参照）されたループアンテナの導体パターンである。このループアンテナを構成するアンテナパターン１２は、各端部がＩＣチップ１３に接続されてＩＣチップ１３から延在する２つの延在部１２ａ，１２ｂと、ＩＣチップ１３を迂回してそれら２つの延在部１２ａ，１２ｂどうしを繋ぐ補正パターン１２３を有する。この図８に示す実施形態の場合、補正パターン１２３は、パターン１２３ａとパターン１２３ｂとの２重のパターンを有するが、これは、図２を参照して説明した、ＩＣチップ１３とアンテナパターン１２の端部との間の寄生容量Ｃが、多数製造しているＲＦＩＤタグの中でさまざまな誤差要因によりばらつくためであり、そのＲＦＩＤタグごとにパターン１２３ａあるいはパターン１２３ｂが切除され、これにより、その補正パターン１２３のインダクタＬが、そのＲＦＩＤタグの寄生容量Ｃに応じて調整される。
また、アンテナパターン１２の、２つの延在部１２ａ，１２ｂと補正パターン１２３とに囲まれたベースシート１１上の領域には、ループ状の、銀ペースト等からなる剥離検知パターン１６が形成されている。ＩＣチップ１３には、ループアンテナのアンテナパターン１２を使っての無線通信と、剥離検知パターン１６の導通状態から不導通状態への変化の検知（剥離検知）とを行なうための回路が作りこまれている。
図９は、図８の円Ｒの内部の拡大図である。
アンテナパターン１２の、ＩＣチップ１３に接続される端部は細幅に形成されている。これは、その部分で生じる寄生容量Ｃをできるだけ低減するための工夫である。
また、剥離検知パターン１６は、そのループを一周する途中の複数箇所に剥離検知箇所１６１が設けられている。この剥離検知箇所は、図５〜図７を参照して説明したように、カバーシート（ここには図示せず）に強力に接着されており、そのカバーシートを剥がすとそのカバーシートに接着したまま剥離して、これにより剥離検知パターン１６が破壊されて不導通状態となり、ＩＣチップ１３によって剥離が検知される。
この剥離検知パターン１６は、アンテナパターン１２の２つの延在部１２ａ，１２ｂと補正パターン１２３とに囲まれた領域内に形成されているため、アンテナパターン１２のアンテナとしての特性を損ねることなく、確実な剥離検知が行なわれる。
上記のように、本発明は、アンテナパターンの形状を問わず、適用することができる。
ＲＦＩＤタグの一例を示す平面図である。 ＩＣチップとアンテナパターンとの間の接続構造を示す図である。 図１，図２を参照して説明した基本構造を有し、さらに剥離検知機能が追加されたＲＦＩＤタグの一例を示す平面図である。 本発明の一実施形態としてのＲＦＩＤタグの平面図である。 本実施形態のＲＦＩＤタグの剥離検知パターンの部分の拡大断面図である。 本実施形態のＲＦＩＤタグの剥離検知パターンの部分の拡大断面図である。 本実施形態のＲＦＩＤタグの剥離検知パターンの部分の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態のＲＦＩＤタグの平面図である。 図８の円Ｒの内部の拡大図である。
符号の説明
１０ ＲＦＩＤタグ
１１ ベースシート
１２ アンテナパターン
１２ａ 延在部
１２ｂ 延在部
１２１ 延在部
１２２ 延在部
１２３ 補正パターン
１３ ＩＣチップ
１４ バンプ
１５ 接着剤
１６ 剥離検知パターン
１６１ 剥離検知箇所
１７ カバーシート
２０ 台紙
３１ 接着剤
３２ 隠蔽層
３２ａ 剥離部
３２ｂ 残留部
３３ 接着剤
４０ 貼付対象物

Claims (5)

  1. ベースと、
    前記ベース上に設けられた、通信用のアンテナとして作用する第１の導体パターンと、
    前記ベース上に設けられた、該ベースからの剥離時に破壊される剥離検知用の第２の導体パターンと、
    前記第１の導体パターンおよび前記第２の導体パターンの双方に電気的に接続され、該第１の導体パターンをアンテナとして使った無線通信および該第２の導体パターンの破壊検知を行なう回路チップと、
    前記第１の導体パターン、前記第２の導体パターン、および前記回路チップを覆って前記ベースに剥離可能な状態で接着された、該ベースからの剥離の際に前記第２の導体パターンの全部または一部を付着させたま剥離されるカバーとを備え、
    前記第１の導体パターンが、前記回路チップに各端部が接続されて該回路チップから延在する２つの延在部と、該回路チップを迂回して該２つの延在部どうしを繋ぐ、アンテナ特性補正用の補正パターンとを有し、
    前記第２の導体パターンが、前記２つの延在部と前記補正パターンとに囲まれた領域内に形成されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
  2. 前記第１の導体パターンが前記回路チップに両端部が接続されたループアンテナのパターンを有することを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
  3. 前記第１の導体パターンが、前記回路チップにそれぞれの一方の端部が接続された２つのモノポールパターンからなるダイポールアンテナのパターンを有することを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
  4. 前記補正パターンは、前記回路チップと、前記第１の導体パターンの該回路チップに接続された端部との間に生じる寄生容量を相殺するインダクタであることを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
  5. 前記第２の導体パターンは、前記回路チップに両端部が接続されたループ状のパターンであって、前記カバーが前記ベースから剥離される際に該カバーに付着したまま剥離される剥離検知箇所が該第２の導体パターンのループを一周する途中の複数箇所に設けられたものであることを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
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