JP2006309324A

JP2006309324A - 無線タグ

Info

Publication number: JP2006309324A
Application number: JP2005127973A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Oikawa; 義則及川; Shinichi Otomo; 信一大友
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】無線タグを、管理する物品に貼り付け面を誤認して貼り付けた場合であっても、通信状態が良好な無線タグを提供する。
【解決手段】金属材料層を含む多層構造を有する基材１０の表裏面にＩＣチップ５とアンテナ６の組を対称配置となるよう実装し構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部に少なくとも1つのＩＣチップ、及びアンテナを有し、データを無線で通信することが可能な無線タグに関するものである。

情報を記憶出来るＩＣチップとアンテナからなる無線タグは、電波を介して、質問器またはリーダライタと呼ばれる無線機とデータを送受信することができる。このような無線タグは、例えば特許文献１に示されている。そのうち特に、電波の周波数として３００ＭＨｚ以上を使用し、内部に電源を持たない無線タグは、リーダライタとの通信可能距離が長く、価格も比較的廉価であることから、バーコードの置き換え用途への利用などが検討されている。このような無線タグは、例えば特許文献１に示されている。

また、これらの無線タグは、金属体に貼り付けて使用すると、通信に使用する電波が金属体によって反射され、ＩＣチップとアンテナのインピーダンス整合にずれを生じて通信状態が劣化することが知られている。この不具合を解消する手段としては、ＩＣチップとアンテナの実装面の裏側にスペーサを設けて、貼り付け対象物の影響を減らす方法があり、例えば特許文献２や特許文献３に示されている。

図５は、従来の無線タグの一例を示す説明図である。無線タグ１１は、基板１２上にＩＣチップ５とアンテナ６が実装されてなり、基板１２のＩＣチップ５とアンテナ６搭載面の裏面には、充分に厚みのあるスペーサ９を介して金属材料層７が設けられている。この無線タグ１１を直接もしくは必要に応じてケース（図示せず）に封入し、金属材料層７側を、無線タグ貼り付け対象物品に貼り付ける。

スペーサ９は、水分を含まない物質からなり、周囲の電磁波反射物質からの影響を回避するために設けられている。また、金属材料層７は、反射手段として設けられ、電波をアンテナ６に向かって反射することにより電池の搭載なしに通信距離を伸ばすことに貢献している。

上述の無線タグ１１は、金属材料層７側を、無線タグ貼り付け対象物品に面して貼り付けることを前提に設計されている。一方、これらの無線タグは、電波の送受信の仕組みを解さない一般人が利用することが多く、無線タグの貼り付け面についても無頓着である。従って、本来、金属材料層７側を物品に貼り付け使用すべきところを、誤って、ＩＣチップ５実装面側を物品に貼り付けた場合には、全く通信ができなくなるという問題があった。

さらに、上述の無線タグ１１は、金属材料層７側を物品に貼り付けることを前提に設計されているが、一般市場においては、無線タグにひもやクリップなどの付設手段を設けて物品に付設し、用いることもある。この場合、無線タグのＩＣチップとアンテナ実装面の向きは、物品の移動や載置状態によって変化し、無線タグの向きによって通信不能の状態に陥るという問題もあった。

特許２５５３６４１号公報特開２００２−２９８１０６号公報特開２００４−１６４０５５号公報

本発明の技術的課題は、無線タグを、管理する物品に貼り付け面を誤認して貼り付けた場合であっても、通信状態が良好な無線タグを提供することにある。さらに、本発明の技術的課題は、無線タグを、ひもやクリップなどの無線タグの表裏が変化する付設手段で、管理する物品に付設した場合であっても、通信状態が良好な無線タグを提供することにある。

本発明の無線タグは、基材上にＩＣチップとアンテナの組を２組以上実装してなり、基材は、金属材料層を含む多層構造を有している。仮に前記ＩＣチップとアンテナからなる組を１組とすると、前記基材の表（おもて）面と裏面のそれぞれに少なくとも１組のＩＣチップとアンテナの組が実装される。さらに、前記ＩＣチップとアンテナの組は、必ず、前記基材の金属材料層以外の層に実装される。

本発明によれば、基材にＩＣチップとアンテナの組を２組以上実装してなる無線タグであって、前記基材は金属材料層と金属材料以外の層を積層してなり、かつ前記基材の表（おもて）面と裏面のいずれの面にも、金属材料以外の層が露出し、少なくとも１組の前記ＩＣチップとアンテナの組が配されてなることを特徴とする無線タグ。

本発明によれば、基材にＩＣチップとアンテナの組を２組以上実装してなる無線タグであって、前記基材は金属材料層と金属材料以外の層を積層してなり、かつ前記基材の表（おもて）面と裏面のいずれの面にも、前記金属材料層と金属材料以外の層の両層が露出し、前記表（おもて）面の前記金属材料層露出部分に対向する裏面は前記金属材料以外の層が露出し、前記表（おもて）面の前記金属材料以外の層露出部分に対向する裏面は前記金属材料層が露出し、かつ前記表（おもて）面および裏面の前記金属材料以外の層が露出している部分には少なくとも１組の前記ＩＣチップとアンテナの組が配されてなることを特徴とする無線タグが得られる。

本発明によれば、前記基材の表（おもて）面および裏面の各々にアンテナ延伸方向が異なる２組以上の前記ＩＣチップとアンテナの組が配されてなることを特徴とする無線タグが得られる。

本発明により、金属材料からなるかまたは金属材料が隣接配置してなる物品に貼り付け面を誤認して無線タグを貼り付けた場合や無線タグの表裏が変化する状態で付設された場合であっても、通信状態が良好な無線タグの提供が可能となった。

本発明の無線タグは、基材上にＩＣチップとアンテナの組を２組以上実装してなり、基材は、金属材料層を含む多層構造を有している。前記基材の表（おもて）面および裏面のそれぞれに少なくとも１組のＩＣチップとアンテナの組が実装される。さらに、前記ＩＣチップとアンテナの組は、必ず、前記基材の金属材料層以外の層に実装される。

本発明の前記基材は、大別すると２つに区分される。第１のタイプは、多層構造の内層として金属材料からなる層を少なくとも１層有し、表裏面となる２つの最外層は金属材料以外の一般的に無線タグの基板として用いられる材料からなる。この場合、ＩＣチップとアンテナの組は、表裏面それぞれに少なくとも１組ずつ配される。前記ＩＣチップとアンテナの組のアンテナ延伸方向は、表裏面で、同一であっても、異なっていてもよい。一般的には、同一にすることにより、無線タグの表裏に無頓着に金属材料物品に貼り付けて使用することができる。

基材の第２のタイプは、表（おもて）面と裏面が各々、金属材料からなる層と金属材料以外の一般的に無線タグの基板として用いられる層からなる部分が露出形成されている。また、表裏面で、前記金属材料が露出する部分と金属材料以外の材料が露出する部分の配置が逆転するように形成する。例えば、基材の表裏面が長方形状であった場合に、前記長方形を１直線で面積が等しくなるように２等分し、一方を金属材料が露出する部分、残部を金属材料以外が露出する部分として、表（おもて）面を形成し、これと対になる裏面は、表（おもて）面の金属材料からなる部分の真裏に金属材料以外からなる部分が、表（おもて）面の金属材料以外からなる部分の真裏に金属材料からなる部分が対応して露出するように配置する。

ＩＣチップとアンテナの組は第１のタイプの基材を用いた場合と同様に表裏面に少なくとも１組ずつ配され、アンテナの延伸方向は、表裏面で同一であっても、異なってもよい。一般的には、同一にすることにより、無線タグの表裏に無頓着に物品に貼り付けて使用することができる。

また、いずれのタイプの基材であっても、ＩＣチップとアンテナの組を表裏面の各々に２組以上実装してもよい。この場合、同一面に実装されるＩＣチップとアンテナの組のアンテナ延伸方向は、同一であっても、異なってもよい。アンテナ延伸方向が異なる場合には、リーダライタとの電波送受信方向が極端に変化しても、いずれかの方向のアンテナが受信可能となる機会が増え、より良好な通信状態を維持することができるので好ましい。

さらに、前記アンテナ延伸方向は、例えば９０°、４５°等の一定の角度ずつ変化させて配置するのが、リーダライタとの電波送受信方向が極端に変化しても、いずれかの方向のアンテナが受信可能となる機会が増え、より良好な通信状態を維持することができるので好ましい。

本発明による無線タグは、あらかじめ貼り付け対象となる物品の材質・構成・周辺環境を考慮して、インピーダンス整合するように基材の材質やＩＣチップの選択、アンテナの形状・大きさを選択して、設計構成するのがよい。特に、金属材料からなる物品または、近隣に金属材料が配されて使用する物品に貼り付けて使用した場合に、物品の材質の影響を受けずに、無線タグ単体でインピーダンス整合するように、基材に特定材質の金属材料層を配し、構成するのが好ましい。さらに、上記インピーダンスを整合する際に、基材の厚みを、１０ｍｍ以下に設定することが好ましい。上記インピーダンス整合は、基材を構成する金属材料以外の材料の厚みを薄くすること、誘電体層等のスペーサを不要とすることに特に貢献するので好ましい。

前記基材に用いる金属材料は、貼り付ける物品の材質を考慮して決定される任意の金属材料および形状を選択することが可能であるが、材料としては、銅、アルミニウム、鉄が好ましく、形状としては箔、膜、薄板状が好ましい。

前記基材に用いる金属材料以外の材料は、一般的な回路基板材料であれば、任意の材料を用いることが可能であるが、ガラスエポキシ、プラスチック、紙からなる板状体が好ましい。

前記アンテナに用いる材料は一般的なアンテナ用材料を用いることが可能であるが、銅、アルミニウムが好ましく、ペーストによる印刷法、エッチング法で形成するのがよい。

本発明による無線タグは、ＩＣチップとアンテナを保護するために、保護層を有しても、ケースに封入されていてもよい。無線タグ全体の構成を簡略化し低価格とする為もしくは全体の厚みを薄くする為には、ケースに封入しないことが望ましい。

本発明による無線タグは、両面テープ、片面テープ、接着剤等の接着手段を用いて、物品に貼り付けてもよく、あらかじめ接着手段を備えていてもよい。

本発明による無線タグは、紙やプラスチックなどの基体にあらかじめ装着し、前記基体にひもやクリップなどの物品への付設手段を設けてもよい。また、無線タグの基材に直接前記付設手段を設けてもよい。

以下、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例を示す図である。図１（ａ）は本発明の無線タグの上面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は底面図である。

無線タグ１１は、基材１０およびＩＣチップ５、アンテナ６からなる。基材１０は、金属材料層７を金属材料以外の層８で挟み込み形成している。金属材料層７は銅箔、金属材料以外の層８はガラスエポキシ基板よりなっており、基材１０全体の厚みは１０ｍｍである。基材１０の表裏面であるＡ面およびＢ面にそれぞれＩＣチップ５とアンテナ６の組１およびＩＣチップとアンテナの組２が実装されており、前記２つの組のアンテナ延伸方向は同一である。

この無線タグ１１のＡ面を、電子部品を収納した金属ケースに貼り付けて、リーダライタと通信したところ、設計通りの特性で良好に通信できた。さらに無線タグ１１のＢ面を同一の金属ケースに貼り付けて、同様の条件でリーダライタと通信したところ、同様に良好な通信結果が得られた。

（実施例２）
図１と同様の基材を有し、ＩＣチップとアンテナの組が４組実装された無線タグを用意した。ＩＣチップとアンテナの組は、基材１０の表裏面であるＡ面およびＢ面に各２組、合計４組が実装されている。また、Ａ面に実装された２組のＩＣチップとアンテナの組のアンテナの延伸方向は９０°異なっている。同様にＢ面に実装された２組のＩＣチップとアンテナの組のアンテナ延伸方向は９０°異なっており、Ａ面とＢ面のアンテナ配置は同一である。

この無線タグのＡ面を、電子部品を収納した金属ケースに貼り付けて、リーダライタと通信したところ、リーダライタの移動に伴いいずれかの組が電波を受信し、設計通りの特性で良好に通信できた。さらに無線タグのＢ面を同一の金属ケースに貼り付けて、同様の条件でリーダライタと通信したところ、同様に良好な通信結果が得られた。

（実施例３）
図１と同様の構造を有する無線タグ１１を用意した。基材１０は、金属材料層７を金属材料以外の層８で挟み込み形成している。金属材料層７はアルミ箔、金属材料以外の層８はプラスチック基板よりなっており、基材１０全体の厚みは１２ｍｍである。基材１０の表裏面であるＡ面およびＢ面にそれぞれＩＣチップとアンテナの組１およびＩＣチップとアンテナの組２が実装されており、前記２つの組のアンテナ延伸方向は同一である。

（実施例４）
図２は、本発明の第４の実施例を示す図である。図２（ａ）は本発明の無線タグの上面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は底面図である。

基材１０は、金属材料以外の層８と金属材料層７からなり、２つの表裏面Ａ面およびＢ面は各々長手方向に２等分され、金属材料以外の層８と金属材料層７からなる。また、Ａ面の金属材料以外の層８に対向するＢ面は、金属材料層７からなり、Ａ面の金属材料層７に対向するＢ面は、金属材料以外の層８からなっている。また、基材１０の全体の厚みは、５ｍｍである。さらに、ＩＣチップとアンテナの組１および２は、Ａ面およびＢ面の金属材料以外の層８に各々実装されており、前記２つの組のアンテナ延伸方向は同一である。

（実施例５）
図３は、本発明の第５の実施例を示す図である。図３（ａ）は本発明の無線タグの上面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は底面図である。無線タグ１１は、図２と同様の構成を有する基材１０と、ＩＣチップとアンテナの組１〜４からなる。ＩＣチップとアンテナの組は、基材１０の表裏面であるＡ面およびＢ面の金属材料以外の層８に各２組、合計４組が実装されている。また、Ａ面に実装された２組のＩＣチップとアンテナの組のアンテナ延伸方向は９０°異なっている。同様にＢ面に実装された２組のＩＣチップとアンテナの組のアンテナ延伸方向も９０°異なっており、Ａ面とＢ面のアンテナ配置は同一である。

（実施例６）
図２と同様の構造を有する無線タグ１１を用意した。基材１０の金属材料層７はアルミ箔、金属材料以外の層８はプラスチック基板よりなっており、基材１０全体の厚みは７ｍｍである。基材１０の表裏面であるＡ面およびＢ面の金属材料以外の層にそれぞれＩＣチップとアンテナの組１およびＩＣチップとアンテナの組２が実装されており、前記２つの組のアンテナ延伸方向は同一である。

（比較例）
図４は、比較の為に作製した無線タグ１１を示す図である。図４（ａ）は、無線タグ１１の上面図、図４（ｂ）は、無線タグ１１の正面図、図４（ｃ）は、無線タグ１１の底面図である。基材１０は金属材料層７と金属材料以外の層８からなり、金属材料以外の層８上にＩＣチップとアンテナの組１が実装されている。なお、金属材料層７は銅箔、金属材料以外の層８はガラスエポキシ基板を用いた。

この無線タグ１１および電子部品を収納した金属ケースに（図示せず）と両面テープを各１０個用意した。一般人１０人に無線タグ１１を手渡し、各電子部品に１個ずつ貼り付けてもらった。リーダライタで通信を行った結果、１０個中４個の無線タグは検知できず、通信が行われなかった。

一般に、無線タグは、電波の送受信の仕組みを解さない一般人が利用することが多く、当然、無線タグの貼り付け面についても無頓着である。従って、比較例のように無作為に無線タグを電子部品等の物品に貼り付け使用した時には、ＩＣチップとアンテナの実装面側を物品に貼り付け使用する場合が２分の１の確率で生じ、通信ができない場合が生じる。

一方、実施例１〜６から明らかなように、本発明の無線タグは、表裏面にＩＣチップとアンテナの組を設けることにより、無線タグの表裏面（上記実施例ではＡ面およびＢ面）のいずれを物品に貼り付けても、良好な通信を行うことができる。

以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれることは勿論である。

本発明の無線タグを用いることにより、一般商品等の流通管理、販売管理、在庫管理、利用状況管理に代表される多様な物品の管理において、管理する物品の材質や使用環境等に適したシステムを簡便に構築することができる。

本発明の実施例による無線タグを示す図で、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は底面図。本発明の実施例による無線タグを示す図で、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は底面図。本発明の実施例による無線タグを示す図で、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は底面図。本発明の比較例による無線タグを示す図で、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は底面図。従来例による無線タグを示す図。

符号の説明

１，２，３，４ＩＣチップとアンテナの組
５ＩＣチップ
６アンテナ
７金属材料層
８金属材料以外の層
９スペーサ
１０基材
１１無線タグ
１２基板
Ａ面無線タグの表（おもて）面
Ｂ面無線タグの裏面

Claims

基材にＩＣチップとアンテナの組を２組以上実装してなる無線タグであって、前記基材は金属材料層と金属材料以外の層を積層してなり、かつ前記基材の表（おもて）面と裏面のいずれの面にも、金属材料以外の層が露出し、少なくとも１組の前記ＩＣチップとアンテナの組が配されてなることを特徴とする無線タグ。
基材にＩＣチップとアンテナの組を２組以上実装してなる無線タグであって、前記基材は金属材料層と金属材料以外の層を積層してなり、かつ前記基材の表（おもて）面と裏面のいずれの面にも、前記金属材料層と金属材料以外の層の両層が露出し、前記表（おもて）面の前記金属材料層露出部分に対向する裏面は前記金属材料以外の層が露出し、前記表（おもて）面の前記金属材料以外の層露出部分に対向する裏面は前記金属材料層が露出し、かつ前記表（おもて）面および裏面の前記金属材料以外の層が露出している部分には少なくとも１組の前記ＩＣチップとアンテナの組が配されてなることを特徴とする無線タグ。
前記基材の表（おもて）面および裏面の各々にアンテナ延伸方向が異なる２組以上の前記ＩＣチップとアンテナの組が配されてなることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか記載の無線タグ。