JP2010081290A - Rfidタグ - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡易な構造を有し、設置面に固定した状態から剥がす場合にも、ICチップに係る負荷を低減しつつ、温度変化による導体パターンの破断の可能性を減少させた新規なRFIDタグを提供すること。
【解決手段】 誘電体基板と、この誘電体基板の一主面に形成された接地導体層と、前記誘電体基板の他の主面に形成されたパッチ導体パターンと、このパッチ導体パターンの端部で前記パッチ導体パターンの外周よりも内側に形成されたスロットと、前記誘電体基板の中央よりも端部寄りの位置に配置され、前記スロットの幅方向に対向する二辺にそれぞれ前記パッチ導体パターンと電気的に接続されたICチップとを備え、前記ICチップから離間するにつれ、前記スロットの開口幅が段階的又は徐々に縮小することを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 誘電体基板と、この誘電体基板の一主面に形成された接地導体層と、前記誘電体基板の他の主面に形成されたパッチ導体パターンと、このパッチ導体パターンの端部で前記パッチ導体パターンの外周よりも内側に形成されたスロットと、前記誘電体基板の中央よりも端部寄りの位置に配置され、前記スロットの幅方向に対向する二辺にそれぞれ前記パッチ導体パターンと電気的に接続されたICチップとを備え、前記ICチップから離間するにつれ、前記スロットの開口幅が段階的又は徐々に縮小することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
この発明は、RFID(Radio Frequency Identification)タグに関し、RFIDタグはリーダライタから送信されるコマンド信号を受信し、そのコマンド信号の情報に応じてメモリに格納しているタグ情報を更新し、追記し、又はそのタグ情報をRFIDリーダライタに読み出し信号として送信するものであり、生体・物品の入退室管理や物流管理などに利用されるものである。
RFIDシステムは、ICチップを備えたRFIDタグとRFIDリーダライタとの間で無線通信を行うものである。RFIDタグは、バッテリーを搭載してその電力で駆動するいわゆるアクティブ型タグと、リーダライタからの電力を受けてこれを電源として駆動するいわゆるパッシブ型タグとがある。アクティブ型タグは、パッシブ型に比べてバッテリーを搭載しているため、通信距離や通信の安定度等の点でメリットがある一方、構造が複雑で、サイズの大型化や高コスト化等のデメリットもある。そして、近年の半導体技術の向上により、パッシブ型タグ用としてICチップの小型化、高性能化が進み、通信距離の拡張や通信の安定度の向上などにより、パッシブ型タグの幅広い分野における使用が実現されている状況にある。
パッシブ型タグにおいて、周波数帯が長波帯、短波帯のRFIDタグで適用されている電磁誘導方式では、リーダライタの送信アンテナコイルとRFIDタグのアンテナコイルとの間の電磁誘導作用でRFIDタグに電圧が誘起され、この電圧によりICチップを起動して通信を可能としている。したがって、RFIDリーダライタによる誘導電磁界内でしかRFIDタグが動作せず、通信距離は数十cm程度となってしまう。また、UHF帯及びマイクロ波帯などの高い周波数帯のRFIDタグでは、電波方式が適用されており、電波によりRFIDタグのICチップに電力を供給しているため、通信距離は1〜8m程度と大幅に向上している。したがって、UHF帯及びマイクロ波帯などの高い周波数帯のRFIDタグは、通信距離の短い長波帯、短波帯のRFIDシステムでは実現が困難であった複数枚のRFIDタグの一括読み取りや移動しているRFIDタグの読み取りなども可能となり、その利用範囲は非常に広い。
従来、UHF帯及びマイクロ波帯などの高い周波数帯のRFIDタグには、誘電体基板、この誘電体基板の裏面に設けた接地導体層、前記誘電体基板の表面に設け、スロットを有する導体パターン、及び前記スロットを通して電波を送受信するICチップを備え、前記スロットは、長細状スロット及びこの長細状スロットの端部において連続し、前記長細状スロットに対して屈曲して前記長細状スロットの幅より延長した屈曲状スロットとを有するもの(例えば、特許文献1)や、アンテナとなる誘電体基板の表面に非対称な2つの半円形の放射電極a,bが形成され、放射電極aと放射電極bの中央部分が細長いくびれ部で接続された構成となっている。また、細長いくびれ部から放射電極aの方向へ向けてスリット5が形成されている。さらに、細長いくびれ部においてスリットを跨いでICチップが搭載され、ICチップのそれぞれの端子がスリットの両側の電極に接続され、放射電極bの端部と接地電極の端部が電気的に接続されたもの(例えば、特許文献2)などの金属物体(導体)面に設置することが可能なものがあった。また、ダイポールアンテナの給電点にICチップを接続したRFIDタグもあった(例えば、特許文献3)。
しかし、特許文献1の図12に記載のRFIDタグは、両面テープや接着剤により設置面に固定した状態から剥がす場合に、誘電体基板の端部に比べ、誘電体基板の中央付近の方が大きく撓むので、誘電体基板の中央付近に配置されているICチップやICチップとアンテナパターンである導体パターンとの電気的な接続部分に大きな負荷(曲げ応力)が掛かり、ICチップの故障やICチップと導体パターンとの電気的な接続の不良の原因となる可能性があるという課題があった。また、特許文献3の記載のRFIDタグは、ICチップへの曲げ応力の集中を避けるために、ポッティング材や補強部材でICチップを封止するものであるが、RFIDタグ自体の構造や製造工程が複雑になるという課題があった。
一方、特許文献2の図1及び図2に記載のRFIDタグは、ICチップが誘電体基板の中央付近を外して配置されているので、ICチップが誘電体基板の中央付近に配置されている場合よりも、両面テープや接着剤により設置面に固定した状態から剥がす場合の負荷が小さい。しかし、誘電体基板の表面に形成された放射電極と裏面に形成された接地電極とを誘電体基板の側面において電気的に接続するか、誘電体基板に貫通された複数のスルーホールにより電気的に接続する必要があるので、RFIDタグ自体の構造や製造工程が複雑になるという課題があった。また、放射電極及び接地電極と電気的に連続する誘電体基板側面の導体又は複数のスルーホールがRFIDタグに存在することにより、RFIDタグが設置される温度環境の変化により、誘電体基板と導体との線膨張係数の違いから、誘電体基板の膨張や縮小に導体がついて来ることができず、放射電極及び接地電極と誘電体基板側面の導体又は複数のスルーホールとの電気的な接続の不良の原因となる可能性があるという課題もあった。
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、簡易な構造を有し、設置面に固定した状態から剥がす場合にも、ICチップに係る負荷を低減しつつ、温度変化による導体パターンの破断の可能性を減少させた新規なRFIDタグを提供することを目的とする。
目的とする。
目的とする。
請求項1の発明に係るRFIDタグは、誘電体基板と、この誘電体基板の一主面に形成された接地導体層と、前記誘電体基板の他の主面に形成されたパッチ導体パターンと、このパッチ導体パターンの端部で前記パッチ導体パターンの外周よりも内側に形成されたスロットと、前記誘電体基板の中央よりも端部寄りの位置に配置され、前記スロットの幅方向に対向する二辺にそれぞれ前記パッチ導体パターンと電気的に接続されたICチップとを備え、前記ICチップから離間するにつれ、前記スロットの開口幅が段階的又は徐々に縮小することを特徴とするものである。
請求項2の発明に係るRFIDタグは、前記スロットが、少なくとも長さ方向の一方の端部に前記パッチ導体パターンの外周側と反対側に曲がる屈曲部を有する請求項1に記載のものである。
請求項3の発明に係るRFIDタグは、前記スロットの開口幅の縮小により、前記スロットの外形と前記パッチ導体パターンの外周との距離が遠くなる請求項1又は2のいずれかに記載のものである。
請求項4の発明に係るRFIDタグは、誘電体基板と、この誘電体基板の一主面に形成された接地導体層と、前記誘電体基板の他の主面に形成されたパッチ導体パターンと、このパッチ導体パターンの端部で前記パッチ導体パターンの外周よりも内側に形成された第1のスロットと、前記パッチ導体パターンと電気的に接続されて前記第1のスロットから内部にそれぞれ延伸し、互いに離隔した電気接続部と、前記誘電体基板の中央よりも端部寄りの位置に配置され、前記電気接続部に電気的に接続されたICチップと、前記第1のスロットと連続して形成され、前記パッチ導体パターンの外周に沿って延伸し、前記第1のスロットと連続した部分が段切り状で前記第1のスロットの幅よりも狭い第2のスロットとを備えたことを特徴とするものである。
請求項5の発明に係るRFIDタグは、誘電体基板と、この誘電体基板の一主面に形成された接地導体層と、前記誘電体基板の他の主面に形成されたパッチ導体パターンと、このパッチ導体パターンの端部で前記パッチ導体パターンの外周よりも内側に形成された第1のスロットと、前記パッチ導体パターンと電気的に接続されて前記第1のスロットから内部にそれぞれ延伸し、互いに離隔した電気接続部と、前記誘電体基板の中央よりも端部寄りの位置に配置され、前記電気接続部に電気的に接続されたICチップと、前記第1のスロットと連続して形成され、前記パッチ導体パターンの外周に沿って延伸し、前記第1のスロットと連続した部分が段切り状で前記第1のスロットの幅よりも狭い第2のスロットと、前記ICチップに対して前記第2のスロットと反対側の前記第1のスロットと連続して形成され、前記パッチ導体パターンの外周に沿って延伸し、前記第1のスロットと連続した部分が段切り状で前記第1のスロットの幅よりも狭い第3のスロットとを備えたことを特徴とするものである。
請求項6の発明に係るRFIDタグは、前記第2のスロット又は前記第3のスロットが、前記第1のスロットと連続した端部の反対側の端部に前記パッチ導体パターンの外周側と反対側に曲がる屈曲部を有する請求項4又は5に記載のものである。
請求項7の発明に係るRFIDタグは、前記屈曲部が延伸し、その端部に第2の屈曲部を有する請求項6に記載のものである。
請求項8の発明に係るRFIDタグは、前記パッチ導体パターンの外周側における前記第2のスロット又は前記第3のスロットと前記第1のスロットとの連続した部分が段差状になっている請求項4〜7のいずれかに記載のものである。
以上のように、請求項1〜8に係る発明によれば、パッチ導体パターンと接地導体層を電気的に接続することなしに、設置面に固定した状態から剥がす場合のICチップに掛かる負荷をより低減できる位置にICチップが配置され、さらに、パッチ導体パターンと誘電体基板の線膨張率の違いによるパッチ導体パターンへの負荷を減じたRFIDタグを得ることができる。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1について図1〜図4を用いて説明する。図1は実施の形態1に係るRFIDタグの構成図、図1(a)は誘電体基板の表面図、図1(b)は誘電体基板の線A−A’部分断面図、図2はRFIDシステムの基本構成図、図2(a)はRFIDシステム図、図2(b)はRFIDタグの機能ブロック図、図3はRFIDタグの電界図、図4は実施の形態1に係るRFIDタグのスロット拡大図、図4(a)はICチップ実装前のスロット拡大図、図4(b)はICチップ実装後(ICチップ透視)のスロット拡大図である。
この発明の実施の形態1について図1〜図4を用いて説明する。図1は実施の形態1に係るRFIDタグの構成図、図1(a)は誘電体基板の表面図、図1(b)は誘電体基板の線A−A’部分断面図、図2はRFIDシステムの基本構成図、図2(a)はRFIDシステム図、図2(b)はRFIDタグの機能ブロック図、図3はRFIDタグの電界図、図4は実施の形態1に係るRFIDタグのスロット拡大図、図4(a)はICチップ実装前のスロット拡大図、図4(b)はICチップ実装後(ICチップ透視)のスロット拡大図である。
図1〜4において1は誘電体基板、2は誘電体基板1の一主面(裏面)に形成された接地導体層、3は誘電体基板1の他の主面(表面)に形成されたパッチ導体パターンで、誘電体基板1の端部からある程度距離をおいて形成した方がRFIDタグのインピーダンス整合が取りやすい。また、パッチ導体パターン3は、方形である必要はなく円形や楕円形でもよい。4はパッチ導体パターン3の端部でパッチ導体パターン3の外周よりも内側に形成されたスロット、4aはスロット4の一部を構成する第1のスロット、4bは図1(a)において、第1のスロット4aの上側で、第1のスロット4aと連続して形成され、第1のスロット4aと連続した部分が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット4aの幅よりも狭い第2のスロット、4cは図1(a)において、第1のスロット4aの下側で、第1のスロット4aと連続して形成され、第1のスロット4aと連続した部分が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット4aの幅よりも狭い第3のスロットである。また、4b2は第2のスロット4bと屈曲部を介して連続した第2のスロット、4c2は第3のスロット4cと屈曲部を介して連続した第3のスロット、なお、スロット4bとスロット4b2と繋ぐ屈曲部は、スロット4bの一部としてもよいし、スロット4b2の一部としてもよい。同様に、スロット4cとスロット4c2と繋ぐ屈曲部は、スロット4cの一部としてもよいし、スロット4c2の一部としてもよい。屈曲部はスロット4をパッチ導体パターン3の外周側と反対側に曲げるものである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
5はスロット4aの対向部分から内部にそれぞれ延び、パッチ導体パターン3と電気的に連続した電気接続部、6はスロット4aに配置され、誘電体基板1の中央よりも端部寄りの位置に配置され、電気接続部5に接続端子7(図示せず)を介して接続されたICチップである。ICチップ6は、スロット4aの中心に載置する必要はないが、電気接続部5と電気的に接続する必要があるので、ICチップ6をスロット4aの中心からずらして載置する場合は、ICチップ6を載置する位置に合わせて電気接続部5のパターン形状を設計する必要がある。また、スロット4のパターンは、電気接続部5,スロット4a,スロット4b,スロット4c,スロット4b2,スロット4c2の全てから構成されると見てもよい。スロット4bとスロット4cはパッチ導体パターン3の外周に沿って延伸している。なお、第2のスロット4bと第3のスロット4cとの位置関係をICチップ6により説明すると、第2のスロット4bは、ICチップ6に対して第3のスロット4cと反対側の第1のスロット4aと連続して形成されるといえ、逆に、第3のスロット4cは、ICチップ6に対して第2のスロット4bと反対側の第1のスロット4aと連続して形成されるといえる。アンテナ面であるパッチ導体パターン3とICチップ6とのインピーダンス整合の調整は、スロット4全体の形状や寸法を変更して行なうので、第2のスロット4b(スロット4b2)と第3のスロット4c(スロット4c2)とのいずれか片方だけでスロット4を構成してもよいことはいうまでもない。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
8はRFIDタグ、9はRFIDタグと無線通信を行なうRFIDリーダライタ、10はRFIDタグ8に設けられたアンテナ部、11はアンテナ部10が受信したRFIDリーダライタ9からの送信波を後段のディジタル回路に送るアナログ部、12は送信波をA/D変換するA/D変換部、13はアンテナ部10が受信した送信波を整流回路で平滑化し、電力を生成するRFIDタグの各回路に給電および電源制御を行なう電源制御部、14は、RFIDタグ8に搭載され、固体識別情報等のタグ情報が格納されたメモリ部、15は送信波を復調する復調部、16は復調部15で復調された送信波によりメモリ部14を含むICチップ6内の回路を制御する制御部、17は制御部16によりメモリ部14から引き出された情報を変調する変調部、18は復調部15・制御部16・変調部17により構成されるディジタル部、19は変調部からきた信号をD/A変換し、アナログ部11に送るD/A変換部である。RFIDタグ8において、アンテナ部11の後段の回路はICチップ6内に構築されている。20はダミーパッド部である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
ここで、RFIDシステムの基本的な動作について図2を用いて説明する。RFIDシステムを利用する用途(生体・物品の入退室管理や物流管理)に合わせて、それらのタグ情報がRFIDタグ8のメモリ部14に格納されており、RFIDリーダライタ9は、自身の送受信エリア内にRFIDタグ8が(入退室管理や物流管理の対象である生体・物品に貼り付けられて)存在又は移動しているときにタグ情報の更新・書き込み、又は読み出しを行なうことができる。RFIDリーダライタ9は、更新・書き込み、又は読み出し等をRFIDタグ8に命令するコマンド信号を送信波としてRFIDリーダライタ9のアンテナ部からRFIDタグ8へ送信する。RFIDタグ8のアンテナ部10が送信波を受信し、送信波は電源制御回路13により検波・蓄電(平滑化)され、RFIDタグ8の動作電源を生成し、RFIDタグ8の各回路に動作電源を供給する。また、送信波は復調部15によりコマンド信号が復調される。復調されたコマンド信号の命令内容から制御部16がデータ処理し、メモリ部14へタグ情報の更新・書き込みと読み出しとのいずれか一方、又は両方の指示を行い、この制御部16の指示によりメモリ部14が出力した読み出し信号が変調部10により変調された返信波がアナログ部11を経由してアンテナ部10からRFIDリーダライタ9のアンテナ部に送信され、RFIDリーダライタ9が読み出し信号を受信して、所望の情報を得る。
次に、図1〜4を用いて実施の形態1に係るRFIDタグの構造・製造方法などの基本構成に関して説明する。RFIDリーダライタ9と無線通信するためのRFIDタグ8のアンテナ部10を形成するために、誘電体基板1の主面に導体層を形成する(導体部形成工程)。一主面(裏面)の導体層は、RFIDタグの接地導体層2とし、他の主面(表面)の導体層は、スロット4を有するパッチ導体パターン3とする。なお、スロット4により、パッチ導体パターン3から誘電体基板1が露出してよいし、誘電体基板1の露出部分は、コーティングされていてもよい。スロット4は、パッチ導体パターン3に形成される(スロット形成工程)。その際、パッチ導体パターン3の中央部付近にスロット4を形成すると、導体パターン3の放射パターンが良好となるが、中央部付近からずらして形成してもよい。スロット4及びパッチ導体パターン3の寸法は、パッチ導体パターン3を励振するためにRFIDシステムの使用周波数と、後述するICチップ6とのインピーダンス整合がとれるものに調整されている。なお、調整には誘電体基板1の厚みや比誘電率も大きく関係するので、これらの条件もあわせて調整して設計することにより、所望の放射パターンや利得を得る。微調整に関しては図5を用いて後述する。また、電気接続部5は、パッチ導体パターン3の一部に形成され、スロット4の対向部分である二辺からそれぞれパッチ導体パターン3の中央に向かって延伸し、パッチ導体パターン3と電気的に連続して形成されており(電気接続部形成工程)、スロットの形成と同時に形成してもよい。
図1(b)に示すICチップ6がスロット4内の電気接続部5同士の中央で、基板の厚み方向の電界が0の位置に配置され、接続端子7により電気接続部5に電気的に接続されている(接続工程)。ここで、導体層(接地導体層2,パッチ導体パターン3,電気接続部5)は、エッチング・蒸着・ミリング等による形成やフィルムに印刷したものを誘電体基板1に接着するなど、一般的なプリント基板の加工方法を用いる。一方、ICチップ6は、熱圧着などの手法を用いて実装することができるので、誘電体基板1の主面(表面・裏面)に対する加工だけで、簡便な構造のRFIDタグを製造でき、歩留りの低減・製造コストダウンが可能である。また、ICチップ6の接続端子7と電気接続部5への実装時の位置決めは、スロット4付近の近傍に微小スロット(図示せず)を設けるなどして行なえばよく、微小スロットは、RFIDタグ8の電気特性に影響が殆ど無い。
図3は、接地導体層2とパッチ導体パターン3との間の電界を示しており、このような電界が導体間で形成されるので、スロット4の対向部分の間に電界が走り、電位差が生じる。したがって、スロット4の幅方向に対向する二辺にそれぞれパッチ導体パターン3と電気的にICチップを接続することにより、誘電体基板1の厚み方向の電界が0の位置をICチップの給電点(電気接続部5)とすることができ、給電損失を大幅に低減できる上に、パッチ導体パターン3の放射パターンの対称性に与える悪影響が少なく、通信可能距離が向上したRFIDタグが得られる。
次に、図4を用いてICチップ6の実装を説明する。図4(a)は、電気接続部5へICチップ6を実装する前のRFIDタグ8のスロット4付近を示している。電気接続部5は、パッチ導体パターン3及びスロット4を形成するときに同時に形成すると効率よいが、その形状と寸法は、実装するICチップ6の接続端子7の数と特性インピーダンスに合わせる必要がある。例えば、インピーダンス整合をとるために、接続端子7の足が2つの場合は、スロット4の対向部分からそれぞれ延伸し、接続端子のインピーダンス整合がとれる幅の2本の電気接続部5を形成し、接続端子7の足が4つの場合は、図4に示すように、スロット4の対向部分からそれぞれ延伸し、接続端子のインピーダンス整合がとれる幅の2本の電気接続部5を形成して、接続端子7の足のうち2つを接続し、残りの2つの足をダミーパッド部20に接続する。ダミーパッド部20は、パッチ導体パターン3及び電気接続部5とは電気的に接続されていない。また、図4(b)は、ICチップ6を実装した場合のICチップ6を透視した図で、図6(b)から、ダミーパッド部20は、電気的にだけはなく電波的にも独立した単なるダミーのパッド部で、ICチップの実装強度の向上を目的とした接続端子7の残り2つの足を載置するためのパッド部であることが分かる。形成方法は、電気接続部5を形成するときに同時に行なうことが効率的で、前述のように、一般的なプリント基板の加工方法を用いることができ、ICチップ6の仕様の変更に柔軟に対応できるので、簡易構造のRFIDタグを安価で製造できる。なお、ダミーパッド部20の数は、二つに限定されたものではないし、ICチップ6の接続端子7の数により設けない場合もある。
図5〜9を用いて、実施の形態1に係るRFIDタグが、パッチ導体パターン3を固定した状態から剥がす場合のICチップ6に掛かる負荷をより低減できる位置にICチップ6を配置し、さらに、パッチ導体パターンと誘電体基板の線膨張率の違いによるパッチ導体パターン3への負荷を減じることができることが説明する。図5は実施の形態1に係るRFIDタグの比較としてのRFIDタグの構成図、図5(a)は誘電体基板の表面図、図5(b)は誘電体基板の側面図で、設置面に固定されている状態、図5(c)は誘電体基板の側面図で、設置面に固定されている状態から剥がし始めた状態1、図5(c)は誘電体基板の側面図で、設置面に固定されている状態から剥がし始めた状態2、図6は実施の形態1に係るRFIDタグの比較としてのRFIDタグの構成図、図6(a)は誘電体基板の表面図、図6(b)は誘電体基板の側面図で、設置面に固定されている状態、図6(c)は誘電体基板の側面図で、設置面に固定されている状態から剥がし始めた状態1、図6(c)は誘電体基板の側面図で、設置面に固定されている状態から剥がし始めた状態2である。
図5及び6において、21は誘電体基板1の中央付近にICチップ6が配置されたRFIDタグ、22はRFIDタグ21の誘電体基板1の中央付近に配置されたコ字状のスロット22、23はICチップ6と電気接続部5で接続される第1のスロット、24はスロット23と屈曲部を介して連続した第2のスロット、25はICチップ6に対して第2のスロット24と反対側でスロット23と屈曲部を介して連続した第3のスロット、26は誘電体基板1の中央よりも端部寄りにICチップ6が配置されたRFIDタグ、27はRFID21,RFID26が設置され、両面テープや接着剤などで固定される設置面である。両面テープや接着剤の図示は省略する。スロット22は、スロット23,スロット24,スロット25から構成される。また、図5及び6に記載のRFIDタグと実施の形態1に係るRFIDタグとの大きな違いは、スロット形状がICチップ6が接続された電気接続部5から離れるにつれても、図5及び6に記載のRFIDタグは、第1のスロット23の幅方向における開口幅の変化が殆ど無いという点である。なお、実施の形態1に係るRFIDタグにおいては、第1のスロット23に対応する部分には、第1のスロット4a,第2のスロット4b又は第1のスロット4a,第2のスロット4b,第3のスロット4cが対応するので、第1のスロット4aに関しては、第1のスロット23と同様に幅方向における開口幅の変化が殆ど無い。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
図5に示すRFID21を設置面から剥がす場合、図5(b)に示すように、RFIDタグ21に対し、誘電体基板1の端部から設置面27との接着力が解除される程度の力(図5における矢印方向の力)を掛けていくのだが、図5(c)に示すように、RFIDタグ21の中央付近に近づくにつれ、誘電体基板1の撓みが大きくなるので、ICチップ6やパッチ導体パターンに係る負荷が増大していく。そのために、図5に示すRFID21のICチップ6には大きな負荷が掛かり、故障の原因となる。また、ICチップ6自体に異常が生じない場合でも、ICチップ6と電気接続部5との電気的な接続に不良が生じ、RFIDタグとして動作しない又はRFIDリーダライタとの通信可能な距離が著しく短くなる恐れがある。
一方、図6に示すRFID26を設置面から剥がす場合、図6(b)に示すように、RFIDタグ21に対し、誘電体基板1の端部から設置面27との接着力が解除される程度の力(図6における矢印方向の力)を掛けていくのだが、図5に示すRFID21と同様、図6(c)に示すように、RFIDタグ21の中央付近に近づくにつれ、誘電体基板1の撓みが大きくなるが、ICチップがRFIDタグ21の中央付近から外れ、パッチ導体パターン3の端部に配置されているため、図6に示すRFID26のICチップ6には撓みによる負荷が図5に示すRFID21程は掛からない。このように、ICチップ6をパッチ導体パターン3(誘電体基板1)の端部に配置したほうが、RFIDタグを剥がす際のリスクが低いことが分かる。
次に、ICチップ6をパッチ導体パターン3(誘電体基板1)の端部に配置することのリスクとそのリスクの低減方法について図7〜9を用いて説明する。なお、図7〜9では、誘電体基板1が膨張した際について言及しているが、誘電体基板1が収縮した際に関しては言及していない。これは、収縮のエネルギーは、膨張のエネルギーの逆向きに力が掛かることになるので、図7及び8の矢印の向きが逆転するだけであり、負荷が掛かることには変わりないためである。図7は実施の形態1に係るRFIDタグの比較としてのRFIDタグにおけるスロット位置に対する負荷の違い示す模式図、図7(a)はRFIDタグの中心の方が誘電体基板の膨張に対して負荷が少ないこと示す図、図7(b)はRFIDタグの端部の方が誘電体基板の膨張に対して負荷が大きいこと示す図、図8は実施の形態1に係るRFIDタグの比較としてのRFIDタグにおけるスロット形状に対する負荷の違い示す模式図、図8(a)はスロットがパッチ導体パターンの端部よりにある方が誘電体基板の膨張に対して負荷が大きいこと示す図、図8(b)はスロットがパッチ導体パターンの端部から離れている方が誘電体基板の膨張に対して負荷が小さいこと示す図、図9は実施の形態1に係るRFIDタグの比較としてのRFIDタグにおけるスロット形状に対する負荷の違い示す模式図である。
一般的にRFIDタグの設置される環境は、温度変化が全く無いような環境である方が少ない。したがって、誘電体基板を使用したRFIDタグは、パッチ導体パターンや接地導体層に使用される導体と誘電体基板との線膨張率の違いよる影響を受け易い。具体的には、RFIDタグの周りの温度が上昇することにより、図7に示すように、誘電体基板1は膨張するが、導体は誘電体基板1程、膨張しないので導体に負荷が掛かる。また、誘電体基板1の膨張は、中心付近から基板端部に向かって徐々に大きなものになっていくために、誘電体基板1の中心付近と比較して基板端部の方が、導体に掛かる負荷が大きくなる。このため、パッチ導体パターン3を形成するスロット22が基板端部にある場合は、中心付近より大きな負荷がスロットに掛かるので、ICチップ6やICチップ6と電気的に接続された部分のパッチ導体パターン3(電気接続部5)にも大きな負荷が掛かってしまい、前述の設置面から剥がす場合のリスクを回避できたとしても耐環境性の面で脆弱性を呈してしまう。したがって、設置面から剥がす場合のリスクと誘電体基板と導体の線膨張率の違いによるリスクをトレードオフした位置にICチップを配置する必要がある。つまり、RFIDタグに必要とされる耐環境性を維持できる程度にICチップをパッチ導体パターンの端部に配置する必要がある。
さらに、図8及び図9を用いて、ICチップだけでなく、スロット22の屈曲部の耐環境性を向上させる方法について説明する。図7ではICチップ6の配置に関して説明したが、ICチップ6は、パッチ導体パターン3の端部であってもパッチ導体パターン3の隅部に配置されるわけでないので、図8(a)に示すように、誘電体基板1の上下方向に膨張しようとする力は相互に打ち消されるので、ICチップ6(電気接続部5)に大きく働く負荷は、図8上では右側方向、つまり、ICチップ6に最寄りの誘電体基板1の端部(辺)側方向に膨張しようとする力である。しかし、スロット22は、パッチ導体パターン3の隅部(図8上では右上隅と右下隅)にもパターンを有しているので、ICチップ6(電気接続部5)が誘電体基板1の膨張による影響に対して必要とされる耐性を保持できる位置にICチップ6を配置したとしても、スロット22の屈曲部からパッチ導体パターン3の外周に向かってクラックが入ってしまう可能性やそのクラックによりパッチ導体パターン3が破断してしまう可能性がある。
そこで、ICチップ6(電気接続部5)が誘電体基板1の膨張による影響に対して必要とされる耐性を保持できる限界の位置にICチップ6を配置しつつ、パッチ導体パターン3の隅部に掛かる負荷が比較的小さいくなる位置にスロットの屈曲部を配置する必要がある。図8(b)に示すRFIDは、図1に示されるRFIDタグと同等の形状を成しており、第1のスロット4aよりも開口幅が小さい第2のスロット4b,4b2と第3のスロット4c,4c2とが、スロット4aがそのまま延伸してくるよりも、より誘電体基板1(パッチ導パターン3)の内側に配置され、屈曲しているので、図8(a)に示すRFIDタグよりも、誘電体基板1の膨張の影響を受けにくい。なお、図8(a)に示すスロット形状から図8(b)に示すスロット形状に変更した変更した場合、スロット形状以外の条件が同じであれば、スロットの全長は、図8(b)に示すRFIDタグの方が長くなるが、ICチップ6がパッチ導体パターン3の端部に配置されているので、スロット全長を長くするための調整しろとなる領域がパッチ導体パターン3上に確保されている。
図9は、図8(a)に示すRFIDタグと図8(b)に示すRFIDタグとを重ね合わせた模式図である。図8(a)に示すRFIDタグのスロット22は点線で示し、図8(a)に示すRFIDタグのスロット4は実線で示している。また、スロット22のうち、スロット4と重複していない領域を斜線で網掛けをしている。また、図9の一点鎖線は、スロット22とスロット4との幅方向における中心軸が一致していることを示している。図9から図8(b)に示すRFIDタグの屈曲部の隅部と誘電体基板の隅部との距離αが図8(a)に示すRFIDタグの屈曲部の隅部と誘電体基板の隅部との距離βがよりも距離γ分(網掛け)だけ長いことが分かり、図8(b)に示すRFIDタグの方が、よりパッチ導体パターン3の中心側に屈曲部の隅部が配置されることが分かる。なお、図8(b)に示すRFIDタグの第1のスロット4aと第2のスロット4b(第3のスロット4c)との段差部分が生じ、段切り状になっているので、図8(a)に示すRFIDタグの第1のスロット23よりも複雑な形状になっているので、誘電体基板1の膨張による影響が多少はある。しかし、前述の通り、パッチ導体パターン3の隅部(図8及び9上では右上隅と右下隅)に比べて影響が少ないため、大きな問題とはならない。RFIDタグの第1のスロット4aと第2のスロット4b(第3のスロット4c)との段差部分がICチップ6近傍にあればあるほど、誘電体基板1の膨張による影響を受けにくくなる。
実施の形態2.
この発明の実施の形態2について図10及び11を用いて説明する。図10は実施の形態2に係るRFIDタグの構成図、図10(a)は実施の形態2に係るRFIDタグの比較としてのRFIDタグの構成図、図10(b)は誘電体基板の一部の表面図、図11は実施の形態2に係るRFIDタグの構成図、図11(a)は実施の形態2に係るRFIDタグの比較としてのRFIDタグの構成図、図11(b)は誘電体基板の一部の表面図である。図10及び11において、28はRFIDタグ、29はRFIDタグ28の屈曲部がない長細状のスロット、30はRFIDタグ、31はRFIDタグ30のパッチ導体パターン3の端部でパッチ導体パターン3の外周よりも内側に形成されたスロット、32はスロット31の一部を構成する第1のスロット、33は図10(b)において、第1のスロット32の上側で、第1のスロット32と連続して形成され、第1のスロット32と連続した部分が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット32の幅よりも狭い第2のスロットである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
この発明の実施の形態2について図10及び11を用いて説明する。図10は実施の形態2に係るRFIDタグの構成図、図10(a)は実施の形態2に係るRFIDタグの比較としてのRFIDタグの構成図、図10(b)は誘電体基板の一部の表面図、図11は実施の形態2に係るRFIDタグの構成図、図11(a)は実施の形態2に係るRFIDタグの比較としてのRFIDタグの構成図、図11(b)は誘電体基板の一部の表面図である。図10及び11において、28はRFIDタグ、29はRFIDタグ28の屈曲部がない長細状のスロット、30はRFIDタグ、31はRFIDタグ30のパッチ導体パターン3の端部でパッチ導体パターン3の外周よりも内側に形成されたスロット、32はスロット31の一部を構成する第1のスロット、33は図10(b)において、第1のスロット32の上側で、第1のスロット32と連続して形成され、第1のスロット32と連続した部分が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット32の幅よりも狭い第2のスロットである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
34は図10(b)において、第1のスロット32の下側で、第1のスロット32と連続して形成され、第1のスロット32と連続した部分が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット32の幅よりも狭い第3のスロット、35はRFIDタグ、36はRFIDタグ35のパッチ導体パターン3の端部でパッチ導体パターン3の外周よりも内側に形成されたスロット、37はスロット4の一部を構成する第1のスロット、38は図11(b)において、第1のスロット37の上側で、第1のスロット37と連続して形成され、第1のスロット37と連続した部分が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット37の幅よりも狭い第2のスロット、39は図10(b)において、第1のスロット437の下側で、第1のスロット37と連続して形成され、第1のスロット37と連続した部分が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット37の幅よりも狭い第3のスロットである。また、40は第2のスロット38と屈曲部を介して連続した第2のスロット、41は第3のスロット39と屈曲部を介して連続した第3のスロット、なお、スロット38とスロット40と繋ぐ屈曲部は、スロット38の一部としてもよいし、スロット40の一部としてもよい。同様に、スロット39とスロット41と繋ぐ屈曲部は、スロット39の一部としてもよいし、スロット41の一部としてもよい。屈曲部はスロット36をパッチ導体パターン3の外周側と反対側に曲げるものである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
実施の形態1では、スロットの幅方向を短くすることにより屈曲部(スロットの隅部)を誘電体基板(パッチ導体パターン)の隅部から遠ざけたRFIDタグに関して説明してきたが、本発明に係るRFIDタグの適用範囲は、屈曲部を有するものに限らないことを図10及び11により説明する。図10(a)に示されたRFIDタグのように屈曲部を有していないスロットであっても、誘電体基板1(パッチ導体パターン3)の隅部にスロット29のパターンが延伸してくれば、従前から述べてきた影響がスロット29のパターンの両端部、特に、パッチ導体パターン3の隅部よりのスロット29における隅に生じ、RFIDタグ28のパッチ導体パターン3の信頼性が低下する可能性がある。そこで、図10(b)に示されたRFIDタグように、スロット31を第1のスロット32,第2のスロット33,第3のスロット34とで構成することにより、スロット29よりも第2のスロット33,第3のスロット34がパッチ導体パターン3の隅部から遠ざかるので、従前から述べてきた影響を減じることができる。ただし、RFIDタグ28とRFIDタグ30とのインピーダンスを等価にするために、スロット31の長さ方向の長さが延びる場合があるので、スロット29よりも長さ方向の長さが長くなってしまったり、パッチ導体パターン3からはみ出してしまったりする可能性がある。
スロット29よりも長くなるということは、より誘電体基板1(パッチ導体パターン3)の隅部にスロットのパターンが延伸してくることになり、スロットを第1のスロット,第2のスロッ,第3のスロットで構成する意味が無くってしまう。この場合は、図11(b)に示されるRFIDタグのようにスロット36に屈曲部を設けることで対処すればよく、屈曲部の位置が図11(a)(図10(a))に示されるRFIDタグの端部の位置よりもICチップ6側に寄るか、同じ位置に形成すればよい。つまり、図11(b)に示す長さM1が図11(a)に示す長さL1以上、図11(b)に示す長さM2が図11(a)に示す長さL2以上であればよい。なお、長さL1=長さL2,長さM1=長さM2である必要ない。
スロット29よりも長くなるということは、より誘電体基板1(パッチ導体パターン3)の隅部にスロットのパターンが延伸してくることになり、スロットを第1のスロット,第2のスロッ,第3のスロットで構成する意味が無くってしまう。この場合は、図11(b)に示されるRFIDタグのようにスロット36に屈曲部を設けることで対処すればよく、屈曲部の位置が図11(a)(図10(a))に示されるRFIDタグの端部の位置よりもICチップ6側に寄るか、同じ位置に形成すればよい。つまり、図11(b)に示す長さM1が図11(a)に示す長さL1以上、図11(b)に示す長さM2が図11(a)に示す長さL2以上であればよい。なお、長さL1=長さL2,長さM1=長さM2である必要ない。
実施の形態3.
この発明の実施の形態3について図12を用いて説明する。図12は実施の形態3に係るRFIDタグの構成図、図1(a)は比較のための実施の形態1及び2に係るRFIDタグの構成図、図1(a)は誘電体基板の表面図である。図12おいて、42はRFIDタグ、43はパッチ導体パターン3の端部でパッチ導体パターン3の外周よりも内側に形成されたスロット、44はスロット43の一部を構成する第1のスロット、45は図12(b)において、第1のスロット43の上側で、第1のスロット43と連続して形成され、第1のスロット43と連続した部分の片側が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット43の幅よりも狭い第2のスロット、46は図12(b)において、第1のスロット43の下側で、第1のスロット43と連続して形成され、第1のスロット43と連続した部分の片側が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット43の幅よりも狭い第3のスロットである。また、47は第2のスロット43と屈曲部を介して連続した第2のスロット、48は第3のスロット46と屈曲部を介して連続した第3のスロット、なお、スロット45とスロット47と繋ぐ屈曲部は、スロット45の一部としてもよいし、スロット47の一部としてもよい。同様に、スロット46とスロット48と繋ぐ屈曲部は、スロット46の一部としてもよいし、スロット48の一部としてもよい。屈曲部はスロット4,スロット43をパッチ導体パターン3の外周側と反対側に曲げるものである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
この発明の実施の形態3について図12を用いて説明する。図12は実施の形態3に係るRFIDタグの構成図、図1(a)は比較のための実施の形態1及び2に係るRFIDタグの構成図、図1(a)は誘電体基板の表面図である。図12おいて、42はRFIDタグ、43はパッチ導体パターン3の端部でパッチ導体パターン3の外周よりも内側に形成されたスロット、44はスロット43の一部を構成する第1のスロット、45は図12(b)において、第1のスロット43の上側で、第1のスロット43と連続して形成され、第1のスロット43と連続した部分の片側が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット43の幅よりも狭い第2のスロット、46は図12(b)において、第1のスロット43の下側で、第1のスロット43と連続して形成され、第1のスロット43と連続した部分の片側が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット43の幅よりも狭い第3のスロットである。また、47は第2のスロット43と屈曲部を介して連続した第2のスロット、48は第3のスロット46と屈曲部を介して連続した第3のスロット、なお、スロット45とスロット47と繋ぐ屈曲部は、スロット45の一部としてもよいし、スロット47の一部としてもよい。同様に、スロット46とスロット48と繋ぐ屈曲部は、スロット46の一部としてもよいし、スロット48の一部としてもよい。屈曲部はスロット4,スロット43をパッチ導体パターン3の外周側と反対側に曲げるものである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
実施の形態1及び2では、図9のように、スロットの幅方向の長さにおける中心軸を一致させてスロットの開口幅を第2のスロット4b(第3のスロット4c)の第1のスロット4aと連続した部分が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット4aの幅よりも狭くなるように設計していたが(図12(a))、図12(b)に示すRFIDタグのスロット43のように、第2のスロット45(第3のスロット46)の第1のスロット43と連続した部分の片側が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット43の幅よりも狭くなるように設計しても、実施の形態1及び2に係るRFIDタグと同等若しくはそれ以上効果が期待できる。それ以上の効果とは、RFIDタグ42の屈曲部の方が、RFID8の屈曲部よりも、パッチ導体パターン3の隅部から遠ざけることができる為である。また、スロットの幅方向の長さにおける中心軸をずらしてスロットの開口幅を第2のスロット4b(第3のスロット4c)の第1のスロット4aと連続した部分が段切り(Stepped Cut)状で第1のスロット4aの幅よりも狭くなるように設計してもよい。
実施の形態4.
この発明の実施の形態4について図13及び図14を用いて説明する。図13は実施の形態4に係るRFIDタグの構成図、図14は実施の形態4に係るRFIDタグの構成図である。図13及び14において、47はRFIDタグ、4x,4x2はパッチ導体パターン3の端部でパッチ導体パターン3の外周よりも内側に形成されたスロット、48は第2のスロット4bと屈曲部を介して連続し、誘電体基板1の中心軸(縦方向)よりも延伸した第2のスロット、49は第3のスロット4cと屈曲部を介して連続し、誘電体基板1の中心軸(縦方向)よりも延伸した第3のスロット、なお、スロット4bとスロット48と繋ぐ屈曲部は、スロット4bの一部としてもよいし、スロット48の一部としてもよい。同様に、スロット4cとスロット49と繋ぐ屈曲部は、スロット4cの一部としてもよいし、スロット49の一部としてもよい。50はRFIDタグ、51は第2のスロット48と第2の屈曲部を介して連続した第2のスロット、52は第3のスロット49と第2の屈曲部を介して連続した第3のスロット、なお、スロット48とスロット51と繋ぐ第2の屈曲部は、スロット48の一部としてもよいし、スロット51の一部としてもよい。同様に、スロット49とスロット52と繋ぐ第2の屈曲部は、スロット49の一部としてもよいし、スロット52の一部としてもよい。屈曲部はスロット4x,スロット4x2をパッチ導体パターン3の外周側と反対側に曲げるものである。第2の屈曲部はスロット4x2をパッチ導体パターン3の外周側と反対側に曲げるものである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
この発明の実施の形態4について図13及び図14を用いて説明する。図13は実施の形態4に係るRFIDタグの構成図、図14は実施の形態4に係るRFIDタグの構成図である。図13及び14において、47はRFIDタグ、4x,4x2はパッチ導体パターン3の端部でパッチ導体パターン3の外周よりも内側に形成されたスロット、48は第2のスロット4bと屈曲部を介して連続し、誘電体基板1の中心軸(縦方向)よりも延伸した第2のスロット、49は第3のスロット4cと屈曲部を介して連続し、誘電体基板1の中心軸(縦方向)よりも延伸した第3のスロット、なお、スロット4bとスロット48と繋ぐ屈曲部は、スロット4bの一部としてもよいし、スロット48の一部としてもよい。同様に、スロット4cとスロット49と繋ぐ屈曲部は、スロット4cの一部としてもよいし、スロット49の一部としてもよい。50はRFIDタグ、51は第2のスロット48と第2の屈曲部を介して連続した第2のスロット、52は第3のスロット49と第2の屈曲部を介して連続した第3のスロット、なお、スロット48とスロット51と繋ぐ第2の屈曲部は、スロット48の一部としてもよいし、スロット51の一部としてもよい。同様に、スロット49とスロット52と繋ぐ第2の屈曲部は、スロット49の一部としてもよいし、スロット52の一部としてもよい。屈曲部はスロット4x,スロット4x2をパッチ導体パターン3の外周側と反対側に曲げるものである。第2の屈曲部はスロット4x2をパッチ導体パターン3の外周側と反対側に曲げるものである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
実施の形態1〜3では、図12(a)のようにスロットが誘電体基板1の縦方向の中心軸で分断される半分の面積内に設けられているRFIDタグを説明してきたが、実施の形態4では、スロットが誘電体基板1の縦方向の中心軸で分断される半分の面積内から出たRFIDタグを図13(スロット4x)及び図14(スロット4x2)により説明する。実施の形態2などで、RFIDタグのスロットの全長がICチップ6とパッチ導体パターン3とのインピーダンス整合を取るため、長くなる可能性があることを説明してきたが、その場合は、図13に示されるRFIDタグの第2のスロット48及び第3のスロット49のように、誘電体基板1の中心軸(縦方向)を超えて延伸させるとよい。言い換えること、本発明に係るRFIDタグは、図8(b)に係る説明と同様にICチップ6がパッチ導体パターン3の端部に配置されているので、スロット全長を長くするための調整しろとなる領域がパッチ導体パターン3上に確保されているともいえる(スロット4x)。また、第2のスロット48(第3のスロット49)がパッチ導体パターン3からはみ出してしまう可能性がある場合は、図14に示されるRFIDタグのように、第2の屈曲部を設けて、第2のスロット51(第3のスロット52)を形成するとよい。
実施の形態5.
この発明の実施の形態5について図15を用いて説明する。図15は実施の形態5に係るRFIDタグの構成図、図15(a)は誘電体基板の表面図、図15(b)は誘電体基板の線A−A’部分断面図1、図15(c)は誘電体基板の線A−A’部分断面図2であり、図15において、53は誘電体基板1の他の主面(表面)に形成され、ICチップ6が配置される穴部、54は誘電体基板1の他の主面(表面)及びパッチ導体パターン3を被覆するPETフィルムなどのフィルム基材、55は穴部53を有するRFIDタグ、55fは穴部53及びフィルム基材54を有するRFIDタグである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。なお、厳密に言うと、フィルム基材54があるために、図15(c)は図15(a)は誘電体基板の線A−A’部分断面図ではないが、フィルム基材54の有無以外に大きな違いが無いので、図15(c)に対応する誘電体基板の表面図は省略する。また、フィルム基材54をそのままRFIDタグのラベル面にしてもよいし、フィルム基材54の上に、さらに、ラベル面を形成してもよい。
この発明の実施の形態5について図15を用いて説明する。図15は実施の形態5に係るRFIDタグの構成図、図15(a)は誘電体基板の表面図、図15(b)は誘電体基板の線A−A’部分断面図1、図15(c)は誘電体基板の線A−A’部分断面図2であり、図15において、53は誘電体基板1の他の主面(表面)に形成され、ICチップ6が配置される穴部、54は誘電体基板1の他の主面(表面)及びパッチ導体パターン3を被覆するPETフィルムなどのフィルム基材、55は穴部53を有するRFIDタグ、55fは穴部53及びフィルム基材54を有するRFIDタグである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。なお、厳密に言うと、フィルム基材54があるために、図15(c)は図15(a)は誘電体基板の線A−A’部分断面図ではないが、フィルム基材54の有無以外に大きな違いが無いので、図15(c)に対応する誘電体基板の表面図は省略する。また、フィルム基材54をそのままRFIDタグのラベル面にしてもよいし、フィルム基材54の上に、さらに、ラベル面を形成してもよい。
実施の形態1〜4においては、ICチップ6が誘電体基板1上にあるRFIDタグ8を用いて説明していたが、本発明に係るRFIDタグは、図15に示すように誘電体基板1のパッチ導体パターン3が形成される側に設けられた穴部53にICチップを配置してもよい。実施の形態1〜4に係るRFIDタグとの製造上の違いは、ICチップ6を実装する工程のバリエーションがより多いことである。ICチップ6とパッチ導体パターン3(電気接続部5)との電気的な接続を完了させてから、パッチ導体パターン3ごと誘電体基板1にICチップ6を実装する場合やICチップ6を誘電体基板1に実装してから、誘電体基板1にパッチ導体パターンを形成する場合などが考えられる。また、穴部53の形成方法に関しても金型や切削で形成する他に、ICチップ6を実装したパッチ導体パターン3をRFIDタグ55の外形を模した金型の一面に接地してから、金型に熱可塑性樹脂を注入して射出成形した誘電体基板1を用いることにより、ICチップ6の外形がそのまま穴部53となるようにしてもよい。なお、本実施の形態5において、スロット4の形状が図1(a)などに記載されているものを使用し、説明を展開しているが、実施の形態1〜4で説明した本発明に係るスロットのいずれかに置換してもよいことはいうまでもない。
実施の形態6.
この発明の実施の形態6について図16を用いて説明する。図16は実施の形態6に係るRFIDタグの構成図であり、図16において、56はRFIDタグ、57はパッチ導体パターン3の端部に切り欠き状に設けられた電気長調整部、図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。図16に示すRFIDタグが他の実施の形態と異なる点は、図示されるように、パッチ導体パターン3の側部(図16では長手方向の端部)に切り欠きのような形状の電気長調整部57が形成されていることである。電気長調整部57は、ICチップ6近傍のスロット4とは垂直となる位置に設けられているので、パッチ導体パターン3の実効的な電気長が見かけの長さよりも長くなり、RFIDシステムの使用周波数が固定でも、パッチ導体パターン3の大きさを小さくできるので(図面上では、横の長さ)、RFIDタグ56全体の寸法が小さくできる。パッチ導体パターン3の長さ未満であれば、電気長調整部57の長さは変更できるので、長さや切り込みの程度を調整して設計することにより、RFIDタグ56全体の寸法を名刺大にすることや設置対象にあわせた寸法にすることも、ある程度の範囲内では可能である。なお、電気長調整部57の調整以外にも、他の実施の形態と同様に、誘電体基板1の厚みや比誘電率,パッチ導体パターン3,スロット4の寸法などが大きく関係するので、これらの条件もあわせて調整して設計することにより、RFIDタグ57の寸法及び所望の放射パターンや利得を得ることができる。また、電気長調整部57はパッチ導体パターン3の片側だけに設けてもよい。
この発明の実施の形態6について図16を用いて説明する。図16は実施の形態6に係るRFIDタグの構成図であり、図16において、56はRFIDタグ、57はパッチ導体パターン3の端部に切り欠き状に設けられた電気長調整部、図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。図16に示すRFIDタグが他の実施の形態と異なる点は、図示されるように、パッチ導体パターン3の側部(図16では長手方向の端部)に切り欠きのような形状の電気長調整部57が形成されていることである。電気長調整部57は、ICチップ6近傍のスロット4とは垂直となる位置に設けられているので、パッチ導体パターン3の実効的な電気長が見かけの長さよりも長くなり、RFIDシステムの使用周波数が固定でも、パッチ導体パターン3の大きさを小さくできるので(図面上では、横の長さ)、RFIDタグ56全体の寸法が小さくできる。パッチ導体パターン3の長さ未満であれば、電気長調整部57の長さは変更できるので、長さや切り込みの程度を調整して設計することにより、RFIDタグ56全体の寸法を名刺大にすることや設置対象にあわせた寸法にすることも、ある程度の範囲内では可能である。なお、電気長調整部57の調整以外にも、他の実施の形態と同様に、誘電体基板1の厚みや比誘電率,パッチ導体パターン3,スロット4の寸法などが大きく関係するので、これらの条件もあわせて調整して設計することにより、RFIDタグ57の寸法及び所望の放射パターンや利得を得ることができる。また、電気長調整部57はパッチ導体パターン3の片側だけに設けてもよい。
最後に、本発明に係る図面や図面間では、比較対象として挙げているRFIDタグのスロット形状が違う場合やスロット位置が違う場合でも、開口幅などを同寸法や同形状のスロットとして表示しているものがあるが、これは比較を容易にするために行っていることで、実際は、誘電体基板の寸法や種類、ICチップの種類、アンテナパターン(パッチ導体パターン)の形状や寸法が一定である場合は、スロット形状が違う場合やスロット位置が違う場合は、同寸法や同形状のスロットにはならない。言い換えると、同寸法や同形状にすると、ICチップとアンテナパターンとの整合が取れない。逆に、誘電体基板の寸法や種類、ICチップの種類、アンテナパターン(パッチ導体パターン)の形状や寸法を変更すれば、同寸法や同形状のスロットを形成することができる可能性もある。また、スロットに形成する段切り状の段差を複数形成して、スロットの開口幅を段階的に縮小させてもよいし、スロットに形成する段切り状の段差をテーパ状にして、スロットの開口幅を徐々に縮小させてもよい。さらに、ICチップから伸びるスロットの片方の端部にだけ、本発明に係るスロットパターンを施してもよい。つまり、第1のスロットと第2のスロットとだけでスロットを構成することになり、スロットの外形が凸形状又は凸状の先端に屈曲部を介したL字状の延長部を有する形状になる。
1…誘電体基板、2…接地導体層、3…パッチ導体パターン、4…スロット、
4x…スロット、4x2…スロット、4a…第1のスロット、4b…第2のスロット、4c…第3のスロット、4b2…第2のスロット、4c2…第3のスロット、
5…電気接続部、6…ICチップ、7…接続端子、8…RFIDタグ、
9…RFIDリーダライタ、10…アンテナ部、11…アナログ部、
12…A/D変換部、13…電源制御部、14…メモリ部、15…復調部、
16…制御部、17…変調部、18…ディジタル部、19…D/A変換部、
20…ダミーパッド部、21…RFIDタグ、22…スロット、23…第1スロット、
24…第2のスロット。25…第3のスロット、26…RFIDタグ、27…設置面、
28…RFIDタグ、29…スロット、30…RFIDタグ、31…スロット、
32…第1のスロット、33…第2のスロット、34…第3のスロット、
35…RFIDタグ、36…スロット、37…第1のスロット、38…第2のスロット、
39…第3のスロット、40…第2のスロット、41…第3のスロット、
42…RFIDタグ、43…スロット、44…第1のスロット、45…第2のスロット、
46…第3のスロット、47…RFIDタグ、48…第2のスロット、
49…第3のスロット、50…RFIDタグ、51…第1のスロット、
52…第2のスロット、53…穴部、54…フィルム基材、55…RFIDタグ、
55f…RFIDタグ、56…RFIDタグ、57…電気長調整部。
4x…スロット、4x2…スロット、4a…第1のスロット、4b…第2のスロット、4c…第3のスロット、4b2…第2のスロット、4c2…第3のスロット、
5…電気接続部、6…ICチップ、7…接続端子、8…RFIDタグ、
9…RFIDリーダライタ、10…アンテナ部、11…アナログ部、
12…A/D変換部、13…電源制御部、14…メモリ部、15…復調部、
16…制御部、17…変調部、18…ディジタル部、19…D/A変換部、
20…ダミーパッド部、21…RFIDタグ、22…スロット、23…第1スロット、
24…第2のスロット。25…第3のスロット、26…RFIDタグ、27…設置面、
28…RFIDタグ、29…スロット、30…RFIDタグ、31…スロット、
32…第1のスロット、33…第2のスロット、34…第3のスロット、
35…RFIDタグ、36…スロット、37…第1のスロット、38…第2のスロット、
39…第3のスロット、40…第2のスロット、41…第3のスロット、
42…RFIDタグ、43…スロット、44…第1のスロット、45…第2のスロット、
46…第3のスロット、47…RFIDタグ、48…第2のスロット、
49…第3のスロット、50…RFIDタグ、51…第1のスロット、
52…第2のスロット、53…穴部、54…フィルム基材、55…RFIDタグ、
55f…RFIDタグ、56…RFIDタグ、57…電気長調整部。
Claims (8)
- 誘電体基板と、この誘電体基板の一主面に形成された接地導体層と、前記誘電体基板の他の主面に形成されたパッチ導体パターンと、このパッチ導体パターンの端部で前記パッチ導体パターンの外周よりも内側に形成されたスロットと、前記誘電体基板の中央よりも端部寄りの位置に配置され、前記スロットの幅方向に対向する二辺にそれぞれ前記パッチ導体パターンと電気的に接続されたICチップとを備え、前記ICチップから離間するにつれ、前記スロットの開口幅が段階的又は徐々に縮小することを特徴とするRFIDタグ。
- 前記スロットは、少なくとも長さ方向の一方の端部に前記パッチ導体パターンの外周側と反対側に曲がる屈曲部を有する請求項1に記載のRFIDタグ。
- 前記スロットの開口幅の縮小により、前記スロットの外形と前記パッチ導体パターンの外周との距離が遠くなる請求項1又は2のいずれかに記載のRFIDタグ。
- 誘電体基板と、この誘電体基板の一主面に形成された接地導体層と、前記誘電体基板の他の主面に形成されたパッチ導体パターンと、このパッチ導体パターンの端部で前記パッチ導体パターンの外周よりも内側に形成された第1のスロットと、前記パッチ導体パターンと電気的に接続されて前記第1のスロットから内部にそれぞれ延伸し、互いに離隔した電気接続部と、前記誘電体基板の中央よりも端部寄りの位置に配置され、前記電気接続部に電気的に接続されたICチップと、前記第1のスロットと連続して形成され、前記パッチ導体パターンの外周に沿って延伸し、前記第1のスロットと連続した部分が段切り状で前記第1のスロットの幅よりも狭い第2のスロットとを備えたRFIDタグ。
- 誘電体基板と、この誘電体基板の一主面に形成された接地導体層と、前記誘電体基板の他の主面に形成されたパッチ導体パターンと、このパッチ導体パターンの端部で前記パッチ導体パターンの外周よりも内側に形成された第1のスロットと、前記パッチ導体パターンと電気的に接続されて前記第1のスロットから内部にそれぞれ延伸し、互いに離隔した電気接続部と、前記誘電体基板の中央よりも端部寄りの位置に配置され、前記電気接続部に電気的に接続されたICチップと、前記第1のスロットと連続して形成され、前記パッチ導体パターンの外周に沿って延伸し、前記第1のスロットと連続した部分が段切り状で前記第1のスロットの幅よりも狭い第2のスロットと、前記ICチップに対して前記第2のスロットと反対側の前記第1のスロットと連続して形成され、前記パッチ導体パターンの外周に沿って延伸し、前記第1のスロットと連続した部分が段切り状で前記第1のスロットの幅よりも狭い第3のスロットとを備えたRFIDタグ。
- 前記第2のスロット又は前記第3のスロットは、前記第1のスロットと連続した端部の反対側の端部に前記パッチ導体パターンの外周側と反対側に曲がる屈曲部を有する請求項4又は5に記載のRFIDタグ。
- 前記屈曲部が延伸し、その端部に第2の屈曲部を有する請求項6に記載のRFIDタグ。
- 前記パッチ導体パターンの外周側における前記第2のスロット又は前記第3のスロットと前記第1のスロットとの連続した部分が段差状になっている請求項4〜7のいずれかに記載のRFIDタグ。
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JP2008247236A JP2010081290A (ja) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | Rfidタグ |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021166852A1 (ja) * | 2020-02-19 | 2021-08-26 | 大王製紙株式会社 | Rfidタグ、及びアンテナ |
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JP2004086644A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Renesas Technology Corp | 電子タグ用インレットおよびその製造方法 |
JP2006209401A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Dainippon Printing Co Ltd | インレット形成体、ロール状インレット形成体、非接触データキャリア及び非接触データキャリア形成体 |
JP2008061158A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-13 | Seiko Epson Corp | アンテナ装置 |
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-
2008
- 2008-09-26 JP JP2008247236A patent/JP2010081290A/ja active Pending
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WO2021166852A1 (ja) * | 2020-02-19 | 2021-08-26 | 大王製紙株式会社 | Rfidタグ、及びアンテナ |
JP7470526B2 (ja) | 2020-02-19 | 2024-04-18 | 大王製紙株式会社 | Rfidタグ、及びアンテナ |
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