JP2016170808A - Radio ic tag and rfid system - Google Patents

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伸郎 池本
Nobuo Ikemoto
伸郎 池本
真大 小澤
Masahiro Ozawa
真大 小澤
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株式会社村田製作所
Murata Mfg Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio IC tag and an RFID system which are stable in a communication state.SOLUTION: A radio IC tag according to the invention comprises: a laminate formed by stacking a plurality of dielectric layers or magnetic material layers, and including a first principal surface which is one end face in a stacking direction and a second principal surface which is the other end face; a radio IC element mounted on or incorporated in the laminate; and a coil-shaped antenna connected to the radio IC element and formed by stacking a plurality of conductor patterns each having a predetermined aperture diameter. The coil-shaped antenna is formed such that in the laminate the aperture diameter of the conductor pattern close to the second principal surface in proximity to an antenna of a reader/writer is smaller than the aperture diameter of the conductor pattern close to the first principal surface which is the mounting surface to the substrate. The radio IC element is mounted close to the first principal surface.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、無線ICタグ、特に、RFID(Radio Frequency Identification)システムに用いられる無線ICタグ及びRFIDシステムに関する。 The present invention relates to a wireless IC tag, in particular, to a wireless IC tag and the RFID system used in an RFID (Radio Frequency Identification) system.

従来、物品の管理システムとして、誘導電磁界を発生するリーダライタと物品に付された所定の情報を記憶した無線ICタグとを非接触方式で通信し、情報を伝達するRFIDシステムが開発されている。 Conventionally, as a management system of goods, inducing a radio IC tag that stores the predetermined information attached to the reader-writer and an article for generating an electromagnetic field to communicate in a non-contact manner, it has been developed RFID systems for transmitting information there. この種のRFIDシステムに使用される無線ICタグとして、特許文献1には、ICチップ上に微小なコイル状アンテナを形成したRFIDタグが記載されている。 As a wireless IC tag used in this type of RFID system, Patent Document 1, RFID tag to form a fine coiled antenna on the IC chip is described.

しかしながら、前記RFIDタグでは、コイル状アンテナが微小であるため、通信状態が安定しないという問題点を有している。 However, in the RFID tag, since the coiled antenna is small, the communication state is a problem of unstable.

特開2002−183676号公報 JP 2002-183676 JP

そこで、本発明の目的は、通信状態が安定した無線ICタグ及びRFIDシステムを提供することにある。 An object of the present invention is that the communication state to provide a stable wireless IC tag and an RFID system.

前記目的を達成するため、本発明の一形態である無線ICタグは、 To achieve the above object, a wireless IC tag which is one embodiment of the present invention,
複数の誘電体層又は磁性体層を積層してなり、積層方向の一方の端面である第1主面と他方の端面である第2主面とを有する積層体と、前記積層体に搭載又は内蔵された無線IC素子と、前記無線IC素子と接続しており、所定の開口径を有する複数の導体パターンを積層してなるコイル状アンテナと、を備えた無線ICタグであって、 Formed by laminating a plurality of dielectric layers or magnetic layers, and the laminate having a second main surface that is one first main surface and the other end face is an end face of the stacking direction, mounted or the laminate a built-in wireless IC devices, are connected with the wireless IC device, a wireless IC tag with a coil antenna formed by laminating a plurality of conductive patterns having a predetermined opening diameter,
前記コイル状アンテナは、前記積層体にて、基材への搭載面である前記第1の主面側の導体パターンの開口径よりも、リーダライタのアンテナが近接する前記第2主面側の導体パターンの開口径が小さくなるように形成されており、 Said coil antenna, said at laminate of the first main surface side of the conductive pattern is a mounting surface to the substrate than the opening diameter of the second main surface side of the antenna of the reader writer close is formed as the opening diameter of the conductor pattern is reduced,
前記第1主面側に前記無線IC素子が搭載されていること、 Said wireless IC device is mounted on the first main surface,
を特徴とする。 The features.

本発明によれば、リーダライタとの通信状態が安定する。 According to the present invention, communication with the reader writer can be stabilized.

第1実施例である無線ICタグを示す断面図。 Sectional view showing a wireless IC tag according to a first embodiment. 図1に示した無線ICタグの磁界放射状態を示す説明図。 Explanatory view showing a magnetic field emission state of the wireless IC tag shown in FIG. 図1に示した無線ICタグの積層構造を示す分解斜視図。 It exploded perspective view showing a laminated structure of the wireless IC tag shown in FIG. 第2実施例である無線ICタグを示す断面図。 Sectional view showing a wireless IC tag according to a second embodiment. 図4に示した無線ICタグの磁界放射状態を示す説明図。 Explanatory view showing a magnetic field emission state of the wireless IC tag shown in FIG. 第3実施例である無線ICタグを示す断面図。 Sectional view showing a wireless IC tag according to the third embodiment. 図6に示した無線ICタグの磁界放射状態を示す説明図。 Explanatory view showing a magnetic field emission state of the wireless IC tag shown in FIG. 第4実施例である無線ICタグを示す断面図。 Sectional view showing a wireless IC tag according to a fourth embodiment. 図8に示した無線ICタグの磁界放射状態を示す説明図。 Explanatory view showing a magnetic field emission state of the wireless IC tag shown in FIG. 第5実施例である無線ICタグを示す断面図。 Sectional view showing a wireless IC tag according to a fifth embodiment. 図10に示した無線ICタグの磁界放射状態を示す説明図。 Explanatory view showing a magnetic field emission state of the wireless IC tag shown in FIG. 10. 第6実施例である無線ICタグを示す断面図。 Sectional view showing a wireless IC tag according to a sixth embodiment. 図12に示した無線ICタグの磁界放射状態を示す説明図。 Explanatory view showing a magnetic field emission state of the wireless IC tag shown in FIG. 12. RFIDシステムの一例を示す説明図。 Explanatory view showing an example of an RFID system. 前記RFIDシステムを示し、(A)はリーダライタ側アンテナの斜視図、(B)は回路のブロック図。 Wherein indicates the RFID system, (A) is a perspective view of the reader-writer antenna, (B) is a block diagram of a circuit. 前記RFIDシステムでの磁界放射状態を示す説明図。 Explanatory view showing a magnetic field emission condition at the RFID system.

以下に、本発明に係る無線ICタグ及びRFIDシステムの実施例について添付図面を参照して説明する。 It will be described below with reference to the accompanying drawings embodiments of a wireless IC tag and an RFID system according to the present invention. なお、各図において同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。 Incidentally, the same members in the drawings, the portions denoted by the reference numerals in common, overlapping description will be omitted.

(第1実施例、図1、図2及び図3参照) (First embodiment, see FIGS. 1, 2 and 3)
第1実施例である無線ICタグ1Aは、図1に示すように、所定周波数の送受信信号を処理する無線IC素子10と、積層体20と、該積層体20に内蔵されたコイル状アンテナ30と、を備えている。 Wireless IC tag 1A according to a first embodiment, as shown in FIG. 1, the wireless IC device 10 that processes transmission and reception signals of a predetermined frequency, a laminate 20, the coil antenna 30 incorporated in the laminate 20 It has a, and.

無線IC素子10は、チップ状に構成されており、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路などを含み、必要な情報がメモリされており、裏面に図示しない一対の入出力端子電極が設けられており、積層体20上に実装されている。 The wireless IC device 10 is configured into chips, including a clock circuit, a logic circuit, etc. a memory circuit, and the required information is the memory is provided with a pair of input and output terminal electrodes (not shown) on the back surface It is mounted on the stacked body 20. 積層体20は、誘電体又は磁性体を主成分とする複数の層を積層して構成されている。 Laminate 20 is constituted by stacking a plurality of layers composed mainly of dielectric or magnetic material.

コイル状アンテナ30は、図3を参照して以下に説明するように、誘電体又は磁性体のシート21c〜21e上に形成されたコイル用導体パターン33a〜33cを積層してビアホール導体34aで接続することでコイル状に巻回したものである。 Coil antenna 30, as described below with reference to FIG. 3, connected by the via-hole conductors 34a by laminating conductor patterns 33a~33c coil formed on the sheet 21c~21e of dielectric or magnetic material those wound in a coil shape by. コイル状アンテナ30のそれぞれの一端は無線IC素子10の入出力端子電極にはんだバンプ15を介して電気的に接続されている。 One end of each of the coil antenna 30 is electrically connected via the bumps 15 solder to the input-output terminal electrode of the wireless IC device 10.

無線ICタグ1Aは、図1に示すように、プリント配線基板などの基材40上に接着層41を介して貼着される。 Wireless IC tag 1A is as shown in FIG. 1, is adhered through an adhesive layer 41 on the substrate 40 such as a printed wiring board. コイル状アンテナ30は、図2に示すように、該アンテナ30から放射される磁界Hの広がりが積層体20の上面側と下面側とで異なるように形成されている。 Coil antenna 30, as shown in FIG. 2, the spread of the magnetic field H radiated from the antenna 30 is formed to be different in the upper and lower side of the stack 20. 具体的には、コイル状アンテナ30は、コイル用導体パターン33a,33b,33cの開口径(本明細書では各パターンの内径を意味している)が積層体20の下面側から上面側に向かって実質的に大きくなるように形成されている。 Specifically, the coil antenna 30, toward the coil conductor patterns 33a, 33b, the opening diameter of 33c (herein means the inner diameter of each pattern) from the lower surface side of the laminate 20 on the upper surface It is formed to be substantially larger Te.

前記無線ICタグ1Aは、RFIDシステムの図示しないリーダライタと通信可能であり、両者で情報処理システムを構成している。 The wireless IC tag 1A is capable of communicating with a reader writer (not shown) of the RFID system, constitute an information processing system in both. この情報処理システムにおいて、リーダライタのアンテナを無線ICタグ1Aに近接させることによって、該アンテナから放射された所定周波数(例えば、UHF帯、HF帯)の信号に基づく磁束がコイル状アンテナ30を貫通することにより、該アンテナ30に電流が流れる。 In this information processing system, through by close to the antenna of the reader-writer to the wireless IC tag 1A, a predetermined frequency (e.g., UHF band, HF band) radiated from the antenna magnetic flux based on the signal of the coil antenna 30 by a current flowing through the antenna 30. この電流が無線IC素子10に供給されて無線IC素子10を動作させる。 This current operates the wireless IC device 10 is supplied to the wireless IC device 10. 一方、無線IC素子10からの応答信号がコイル状アンテナ30から磁界として放射され、リーダライタで読み取られる。 On the other hand, the response signal from the wireless IC device 10 is radiated as a magnetic field from the coil antenna 30, it is read by the reader writer.

コイル状アンテナ30から放射される磁界Hは、図2に点線で示すとおりである。 Magnetic field H radiated from the coil antenna 30 is as shown by a dotted line in FIG. このコイル状アンテナ30は、積層体20に内蔵されており、かつ、該コイル状アンテナ30で発生する磁界Hが無線ICタグ1Aの外側に広がることになり、図示しないリーダライタのアンテナとの位置関係の自由度が大きくなり、広い範囲で安定して通信することができる。 The coil antenna 30 is contained in the laminate 20, and the magnetic field H generated at the coil antenna 30 will be spread on the outside of the wireless IC tag 1A, the position of the antenna of the reader writer (not shown) freedom relationship increases, it is possible to stably communicate over a wide range.

また、リーダライタと無線ICタグ1Aとの通信は主に磁界で行われるが、磁界は距離に対する減衰が電界よりも大きいため、比較的近接した状態で通信が行われる。 Further, the communication between the reader writer and the wireless IC tag 1A is mainly performed by the magnetic field, the magnetic field for attenuation for the distance is greater than the electric field, communication is performed in a state where relatively close. このため、リーダライタにて読取り対象となる無線ICタグのみに限定して通信を行うことができ、周辺にある読取り対象外の無線ICタグと誤って通信を行うおそれはない。 Therefore, limited only to the wireless IC tag to be read by the reader writer can communicate, there is no possibility that communicates mistakenly be read out of the wireless IC tag in the neighborhood.

無線IC素子10のインピーダンスの虚数部と、コイル状アンテナ30のインピーダンスの虚数部は、通信に使用する信号の周波数で共役の関係になるようにすることが望ましい。 And the imaginary part of the impedance of the wireless IC device 10, the imaginary part of the impedance of the coil antenna 30 is preferably set to be in a conjugate relationship with the frequency of a signal used for communication. つまり、コイル状アンテナ30の共振周波数が使用周波数付近にあることが望ましい。 In other words, it is desirable that the resonance frequency of the coil antenna 30 is in the vicinity of the operating frequency. インピーダンスの実部が一致することはさらに望ましい。 It is further desirable that the real part of the impedance match.

特に、コイル状アンテナ30を積層タイプで大きな開口部とすると、小型で大きいインダクタンス値を得ることができ、ひいては、無線ICタグ1A自体が小型化される。 In particular, when a large opening a coiled antenna 30 in a stacked type, it is possible to obtain a larger inductance value at small, therefore, the wireless IC tag 1A itself is miniaturized. 使用周波数を950MHz近辺の短波長とすることで、より小型になる。 The use frequency by a short wavelength of around 950 MHz, becomes smaller. 通信にUHF帯の周波数を用いる場合、無線ICタグ1Aとしては、例えば、縦3.2mm、横1.6mm、高さ0.5mmのサイズにまとめることができる。 When using a frequency in the UHF band in the communication, the wireless IC tag 1A, for example, can be combined vertically 3.2 mm, lateral 1.6 mm, the size of the height 0.5 mm.

ここで、積層体20(コイル状アンテナ30)の積層構造の一例を図3を参照して説明する。 Here, an example of a laminated structure of the laminated body 20 (the coil antenna 30) with reference to FIG. この積層体20は誘電体又は磁性体を主成分とする複数枚のシート21a〜21eに電極や導体、ビアホール導体を形成して積層したものである。 The laminate 20 is formed by laminating to form a plurality of sheets 21a~21e the electrode and the conductor as a main component a dielectric or magnetic material, a via hole conductor.

第1層目のシート21aには無線IC素子10の図示しない入出力端子電極に接続される電極31a,31bや実装用電極31c,31d(無線IC素子10の図示しない実装用端子電極に接続される)が形成され、第2層目のシート21bには接続用導体32a,32bが形成され、第3層目から第5層目のシート21c〜21eにはコイル用導体パターン33a,33b,33cが形成されている。 Connected electrode 31a that is connected to the input-output terminal electrodes (not shown) of the wireless IC device 10, 31b and mounting electrodes 31c, 31d (the mounting terminal electrodes (not shown) of the wireless IC device 10 in the first layer of the sheet 21a that) is formed, the connection conductor 32a on the second layer of the sheet 21b, 32 b are formed, the third layer from the fifth layer of the sheet 21c~21e coil conductor patterns 33a, 33b, 33c There has been formed.

コイル用導体パターン33a,33b,33cは、ビアホール導体34aを介してコイル状に接続してアンテナ30を形成している。 Coil conductor patterns 33a, 33b, 33c forms an antenna 30 connected to the coil through the via hole conductor 34a. 導体パターン33aの一端はビアホール導体34b、接続用導体32a及びビアホール導体34cを介して電極31aに接続されている。 One end of the conductor pattern 33a is connected to the electrode 31a via the via-hole conductor 34b, the connecting conductors 32a and via-hole conductors 34c. また、導体パターン33cの一端はビアホール導体34d、接続用導体32b及びビアホール導体34eを介して電極31bに接続されている。 One end of the conductor pattern 33c is connected to the electrode 31b via the via-hole conductor 34d, the connecting conductors 32b and the via hole conductors 34e.

コイル状アンテナ30を積層タイプとすることで、開口部を大きくできる以外に、動作の安定性を図ることができる。 The coil antenna 30 by the laminated type, in addition can be increased opening, it is possible to achieve the stability of operation. 即ち、コイル用導体パターン33a,33b,33c間の容量がそれらの間の材質(シートの材質)によって決まるため、無線ICタグ1Aの貼着対象物品の誘電率の影響が少なく(浮遊容量の変動が生じにくい)、コイルのインダクタンス値の変化が少ない。 That is, the coil conductor patterns 33a, 33b, the capacitance between 33c is determined by the material between them (the material of the sheet), less affected by the dielectric constant of the bonded wearing item to the wireless IC tag 1A (variation in the stray capacitance hardly occurs), a small change in inductance value of the coil. それゆえ、共振周波数の変化が少なく、通信距離が安定することになる。 Therefore, change in the resonance frequency is small, the communication distance becomes stable. 特に、積層体20に高誘電率の材料を用いることで、積層体20内でのコイルのインピーダンスがほぼ決定され、使用環境からの影響を受けにくくなる。 In particular, by using a material of high dielectric constant laminate 20, the impedance of the coil in the stack 20 is almost determined, less susceptible to the use environment.

なお、コイル状アンテナ30のそれぞれのコイル用導体パターン33a,33b,33cはそれよりも多い数で構成されていてもよい。 Incidentally, each of the coil conductor pattern 33a of the coil antenna 30, 33b, 33c may be composed of a greater number than that. また、各パターンの開口径は、積層体20の下面側から上面側に向かって実質的に大きくなるように形成されていればよい。 Further, the opening diameter of each pattern may be formed to be substantially increased from the lower surface of the stacked body 20 toward the upper side. 実質的とは、必ずしも連続して段階的に大きくなっている必要はなく、中間に位置するコイル用導体パターンがその上下に位置するパターンと同じ開口径であったり、下方に位置するパターンよりも大きな開口径であってもよい。 Substantially not necessarily have to be stepwise increased continuously, or be the same aperture diameter as the pattern conductive pattern for coil located in the middle is located above and below, than the pattern located below it may be a large aperture diameter. なお、このように、各パターンの開口径が上下方向に連続して段階的に変化していなくてもよいことは、以下に示す実施例でも同様である。 Incidentally, in this way, the aperture diameter may not be changed stepwise in succession in the vertical direction of each pattern, the same applies in the following examples.

(第2実施例、図4及び図5参照) (Second Embodiment, see FIGS. 4 and 5)
第2実施例である無線ICタグ1Bは、図4に示すように、コイル状アンテナ30を内蔵した積層体20の裏面側に無線IC素子10を搭載し、かつ、無線IC素子10を覆う封止層25を設けたものである。 Sealing the wireless IC tag 1B according to a second embodiment, as shown in FIG. 4, with wireless IC device 10 on the back side of the laminate 20 containing the coil antenna 30, and covering the wireless IC device 10 it is provided with a sealing layer 25. 封止層25の天面がプリント配線基板などの基材40上に接着層41を介して貼着される。 The top surface of the sealing layer 25 are adhered via the adhesive layer 41 on a substrate 40 such as a printed wiring board.

本第2実施例の他の構成は前記第1実施例と同様である。 Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment. 従って、第2実施例の作用効果は第1実施例と同様である。 Therefore, operation and effect of the second embodiment is the same as the first embodiment. 特に、無線IC素子10を封止層25で覆うことで、無線IC素子10が外部環境から保護される。 In particular, by covering the wireless IC device 10 by the sealing layer 25, the wireless IC device 10 is protected from the external environment. 即ち、外部からの機械的な衝撃から保護され、また、水分によるショートなどを防ぐことができる。 In other words, protected from mechanical impact from outside, also, such as a short circuit due to moisture can be prevented. しかも、積層体20と基材40との間に封止層25が介在することにより、コイル状アンテナ30は基材40の表面との距離が第1実施例よりも大きくなり、コイル状アンテナ30から放射される磁界Hが基材40から若干離れて形成される(図5参照)。 Moreover, by sealing layer 25 is interposed between the laminate 20 and the substrate 40, the coil antenna 30 is larger than the distance the first embodiment of the surface of the substrate 40, the coil antenna 30 magnetic field H to be emitted is formed slightly away from the substrate 40 (see FIG. 5). それゆえ、磁界Hに対する基材40に設けられた他の実装部品や導体パターンなどの金属物からの影響を少なくできる。 Therefore, it is possible to reduce the influence from other metal objects other mounted components and a conductor pattern provided on the substrate 40 to the magnetic field H.

(第3実施例、図6及び図7参照) (Third Embodiment, see FIGS. 6 and 7)
第3実施例である無線ICタグ1Cは、図6に示すように、コイル状アンテナ30を構成するコイル用導体パターン33a,33b,33cをそれらの開口径が積層体20の下面側から上面側に向かって実質的に小さくなるように形成したものである。 Wireless IC tag 1C according to the third embodiment, as shown in FIG. 6, the upper surface coil conductor pattern 33a constituting the coil antenna 30, 33b, 33c and their opening diameter from the lower surface side of the laminate 20 in which was formed to have substantially smaller toward. また、前記第2実施例と同様に、無線IC素子10は積層体20の下面に搭載されるとともに、封止層25にて被覆されている。 Also, as in the second embodiment, with the wireless IC device 10 is mounted on the lower surface of the stack 20 is covered by the sealing layer 25.

本第3実施例の他の構成は前記第1実施例と同様である。 Other configurations of the third embodiment are the same as those of the first embodiment. 本第3実施例において、コイル状アンテナ30から放射される磁界Hは、図7に点線で示すとおりであり、コイル用導体パターン33a,33b,33cの開口径が積層体20の上面に向かって小さくなるように形成されているため、磁界Hが無線ICタグ1Cの内側に向くことになり、無線ICタグ1Cの中央部分に磁束密度の大きな領域が形成され、通信特性が向上する。 In the third embodiment, the magnetic field H radiated from the coil antenna 30 are as shown by a dotted line in FIG. 7, a coil conductor pattern 33a, 33b, the opening diameter of 33c toward the top surface of the stack 20 because it is formed to be smaller, the magnetic field H will be inwardly facing of the wireless IC tag 1C, is a large area is formed in the magnetic flux density in the central portion of the wireless IC tag 1C, the communication characteristics are improved. また、本第3実施例での他の作用効果は基本的には前記第1実施例、第2実施例と同様である。 Another effect of the present third embodiment is basically the first embodiment, is similar to the second embodiment.

(第4実施例、図8及び図9参照) (Fourth Embodiment, see FIGS. 8 and 9)
第4実施例である無線ICタグ1Dは、図8に示すように、コイル状アンテナ30を構成するコイル用導体パターン33a,33b,33cをそれらの開口径が積層体20の下面側から上面側に向かって実質的に小さくなるように形成したものである。 Wireless IC tag 1D is a fourth embodiment, as shown in FIG. 8, the upper surface coil conductor pattern 33a constituting the coil antenna 30, 33b, 33c and their opening diameter from the lower surface side of the laminate 20 in which was formed to have substantially smaller toward. また、前記第1実施例と同様に、無線IC素子10は積層体20の上面に搭載されている。 Also, as in the first embodiment, the wireless IC device 10 is mounted on the top surface of the stack 20.

即ち、本第4実施例は、コイル状アンテナ30の各コイル用導体パターン33a,33b,33cを、前記第3実施例と同様に、それらの開口径が積層体20の上面に向かって小さくなるように形成している。 That is, the fourth embodiment the present is smaller the coil conductor pattern 33a of the coil antenna 30, 33b, a 33c, as in the third embodiment, their opening diameter toward the top surface of the stack 20 It is formed so. 従って、図9に点線で示すように、磁界Hが無線ICタグ1Dの内側を向くように放射され、無線ICタグ1Dの中央部分に磁束密度の大きな領域が形成されるので、通信特性が向上する。 Accordingly, as indicated by a dotted line in FIG. 9, the magnetic field H is emitted to face the inside of the wireless IC tag 1D, since a large area of ​​the magnetic flux density is formed in the central portion of the wireless IC tag 1D, improved communication characteristics to. また、本第4実施例での他の作用効果は基本的には前記第1実施例と同様である。 Another effect of the present fourth embodiment is basically the same as the first embodiment.

(第5実施例、図10及び図11参照) (Fifth Embodiment, see FIGS. 10 and 11)
第5実施例である無線ICタグ1Eは、図10に示すように、基本的には前記第1及び第2実施例と同様に、コイル状アンテナ30のそれぞれのコイル用導体パターン33a,33b,33cをそれらの開口径が積層体20の下面側から上面側に向かって実質的に大きくなるように形成し、かつ、コイル状アンテナ30を、該アンテナ30の積層方向の中心面Aが積層体20の中心面Bよりも基材40に対して反対側に位置するように、積層体20に内蔵したものである。 Wireless IC tag 1E is a fifth embodiment, as shown in FIG. 10, as is basically similar to the first and second embodiments, each of the coil conductor pattern 33a of the coil antenna 30, 33b, 33c was formed such that their opening diameter is substantially larger toward the upper side from the lower surface of the stack 20, and the coil antenna 30, the central plane a of the laminating direction of the antenna 30 is laminate so as to be positioned on the opposite side with respect to the center plane substrate 40 than B 20, but incorporated in the laminate 20. さらに、第2実施例と同様に、コイル状アンテナ30を内蔵した積層体20の裏面側に無線IC素子10を搭載し、無線IC素子10を覆う封止層25を設けている。 Furthermore, as in the second embodiment, with wireless IC device 10 on the back side of the laminate 20 containing the coil antenna 30 it is provided with a sealing layer 25 covering the wireless IC device 10. 封止層25の天面がプリント配線基板などの基材40上に接着層41を介して貼着される。 The top surface of the sealing layer 25 are adhered via the adhesive layer 41 on a substrate 40 such as a printed wiring board. 従って、コイル状アンテナ30は基材40の表面とは距離Cだけ離れて位置することになる。 Therefore, the coil antenna 30 is located at a distance C from the surface of the substrate 40.

本第5実施例の作用効果は、第1及び第2実施例と同様である。 Effects of the fifth embodiment is the same as the first and second embodiments. 特に、第5実施例において、コイル状アンテナ30から放射される磁界Hは、図11に点線で示すとおりである。 In particular, in the fifth embodiment, the magnetic field H radiated from the coil antenna 30 is as shown by a dotted line in FIG. 11. このコイル状アンテナ30は、積層体20に内蔵されており、かつ、該コイル状アンテナ30の積層方向の中心面Aが積層体20の積層方向の中心面Bよりもプリント配線基板などの基材40に対して反対側に位置しているため、磁界Hは基材40から離れてリーダライタのアンテナに近づいた方向に多く発生する。 The coil antenna 30 is contained in the laminate 20, and the base material of the central plane A of the lamination direction of the coil antenna 30 and the printed wiring board than the center plane B of the laminating direction of the multilayer body 20 since located on the opposite side of the 40, the magnetic field H is much generated in the direction approaching the antenna of the reader-writer away from the substrate 40. それゆえ、基材40に設けられた他の実装部品や導体パターンなどの金属物からの影響を受けにくくなり、通信距離が短くなってしまうことはない。 Therefore, hardly influenced by metal objects such as other mounted components and a conductor pattern provided on the substrate 40, it is not the communication distance is shortened.

(第6実施例、図12及び図13参照) (Sixth Embodiment, see FIG. 12 and FIG. 13)
第6実施例である無線ICタグ1Fは、図12に示すように、基本的には前記第3実施例と同様に、コイル状アンテナ30のそれぞれのコイル用導体パターン33a,33b,33cをそれらの開口径が積層体20の下面側から上面側に向かって実質的に小さくなるように形成し、かつ、コイル状アンテナ30を、該アンテナ30の積層方向の中心面Aが積層体20の中心面Bよりも基材40に対して反対側に位置するように、積層体20に内蔵したものである。 Wireless IC tag 1F according to a sixth embodiment, as shown in FIG. 12, as with basically the third embodiment, each of the coil conductor pattern 33a of the coil antenna 30, 33b, 33c them the center of the opening diameter is formed to be substantially smaller toward from the lower surface to the upper surface of the stack 20 and the coil antenna 30, the central plane a of the laminating direction of the antenna 30 has a stacked body 20 so as to be positioned on the opposite side to the substrate 40 than the surface B, and which was incorporated in the laminate 20. さらに、コイル状アンテナ30を内蔵した積層体20の裏面側に無線IC素子10を搭載し、無線IC素子10を覆う封止層25を設けている。 Furthermore, mounting the wireless IC device 10 on the back side of the laminate 20 containing the coil antenna 30 is provided with a sealing layer 25 covering the wireless IC device 10. 封止層25の天面がプリント配線基板などの基材40上に接着層41を介して貼着される。 The top surface of the sealing layer 25 are adhered via the adhesive layer 41 on a substrate 40 such as a printed wiring board. 従って、コイル状アンテナ30は基材40の表面とは距離Cだけ離れて位置することになる。 Therefore, the coil antenna 30 is located at a distance C from the surface of the substrate 40.

本第6実施例の作用効果は、基本的には、第1及び第3実施例と同様である。 Effects of the sixth embodiment is basically the same as the first and third embodiments. 特に、第6実施例において、コイル状アンテナ30から放射される磁界Hは、図13に点線で示すとおりである。 Particularly, in the sixth embodiment, the magnetic field H radiated from the coil antenna 30 is as shown by a dotted line in FIG. 13. このコイル状アンテナ30は、積層体20に内蔵されており、かつ、該コイル状アンテナ30の積層方向の中心面Aが積層体20の積層方向の中心面Bよりもプリント配線基板などの基材40に対して反対側に位置しているため、磁界Hは基材40から離れてリーダライタのアンテナに近づいた方向に多く発生する。 The coil antenna 30 is contained in the laminate 20, and the base material of the central plane A of the lamination direction of the coil antenna 30 and the printed wiring board than the center plane B of the laminating direction of the multilayer body 20 since located on the opposite side of the 40, the magnetic field H is much generated in the direction approaching the antenna of the reader-writer away from the substrate 40. それゆえ、基材40に設けられた他の実装部品や導体パターンなどの金属物からの影響を受けにくくなり、通信距離が短くなってしまうことはない。 Therefore, hardly influenced by metal objects such as other mounted components and a conductor pattern provided on the substrate 40, it is not the communication distance is shortened.

(RFIDシステムの一例、図14〜図16参照) (An example of the RFID system, see FIGS. 14-16)
次に、前記無線ICタグ1B,1Cを用いたRFIDシステムの一例を説明する。 Next, an example of an RFID system using the wireless IC tag 1B, 1C. なお、無線ICタグ1B,1C以外の他の無線ICタグ1A,1D〜Fを用いることも勿論可能である。 Incidentally, it is of course possible to use the wireless IC tag 1B, another wireless IC tag 1A except 1C, the 1D~F.

図14に示すように、このRFIDシステムは、リーダライタと無線ICタグ1B,1Cとの間で、非接触方式で情報を伝達するシステムであり、UHF帯又はSHF帯の高周波信号の送受信を行う。 As shown in FIG. 14, this RFID system, a reader-writer and the wireless IC tag 1B, between 1C, a system for transmitting information in a non-contact manner, to transmit and receive in the UHF band or SHF band high-frequency signal . 図15(A)に示すように、リーダライタは、エポキシ樹脂などの硬質部材からなる支持部材51の表面にループアンテナ52を設けたアンテナヘッド50を備えている。 As shown in FIG. 15 (A), the reader writer comprises an antenna head 50 provided with a loop antenna 52 on the surface of the support member 51 made of a hard member such as epoxy resin. このループアンテナ52は両端を給電部52a,52bとした1ターンのループ状導体にて形成されており、給電部52a,52bは同軸ケーブル55を介してリーダライタの図示しない情報処理回路に接続されている。 The loop antenna 52 is formed in the loop-shaped conductor of one turn in which the both end feeding unit 52a, and 52 b, the power feeding section 52a, 52b is connected to the information processing circuit (not shown) of the reader-writer via a coaxial cable 55 ing. 無線ICタグ1Bは前記第2実施例として図4及び図5を参照して説明したものであり、無線ICタグ1Cは前記第3実施例として図6及び図7を参照して説明したものである。 Wireless IC tag 1B are those described with reference to FIGS. 4 and 5 as the second embodiment, a wireless IC tag 1C than that described with reference to FIGS. 6 and 7 as the third embodiment is there.

図15(B)に示すように、同軸ケーブル55とループアンテナ52との間には、キャパシタンス素子Cとインダクタンス素子Lからなる整合回路が介在されており、給電部52aが同軸ケーブル55の内部導体56に、給電部52bが同軸ケーブル55の外部導体57に、それぞれ整合回路を介して接続されている。 As shown in FIG. 15 (B), between the coaxial cable 55 and the loop antenna 52, the matching circuit comprising a capacitance element C and the inductance element L is interposed, the internal conductor of the power supply portion 52a coaxial cable 55 56, power supply unit 52b is the outer conductor 57 of the coaxial cable 55 are connected through a matching circuit. 同軸ケーブル55は、50Ω線路として構成されており、整合回路にて同軸ケーブル55のインピーダンスとループアンテナ52のインピーダンスとの整合が図られている。 Coaxial cable 55 is configured as a 50Ω line, matching between the impedance and the impedance of the loop antenna 52 of the coaxial cable 55 is achieved by matching circuit. 図14に示すように、アンテナヘッド50は同軸ケーブル55を介して把持部60に取り付けられ、人の手で把持しながら使用可能なペン型ヘッドとして構成されている。 As shown in FIG. 14, the antenna head 50 is mounted to the grip portion 60 via the coaxial cable 55, and is configured as a usable pen head while holding in a human hand.

本RFIDシステムでは、リーダライタ側のアンテナとしてループアンテナ52を用い、無線ICタグ側のアンテナとして、前述のように、リーダライタ側に多くの磁界が発生するように構成したコイル状アンテナ30を用いている。 In this RFID system, a loop antenna 52 used as a reader-writer antenna, a wireless IC tag side antenna, used as described above, the coil antenna 30 configured as a number of magnetic field in the reader writer side is generated ing. 従って、アンテナヘッド50を無線ICタグ1B,1Cに近接させた状態では、図16(A),(B)に示すように、ループアンテナ52から生じる磁界H1とコイル状アンテナ30から生じる磁界H2が鎖交し、ループアンテナ52とコイル状アンテナ30との間で高周波信号が相互に伝達される。 Therefore, in the state of being close to the antenna head 50 wireless IC tag 1B, in 1C, FIG. 16 (A), the (B), the magnetic field H2 generated from the magnetic field H1 and coil antenna 30 resulting from the loop antenna 52 chains interlinked, the high-frequency signal is transmitted to and from the loop antenna 52 and coil antenna 30.

ループアンテナ52から生じた磁界H1はループアンテナ52の開口部に集中し、広範囲に広がっている。 Magnetic field H1 generated from the loop antenna 52 is concentrated in the opening portion of the loop antenna 52, it is widespread. 一方、無線ICタグ1B,1Cのコイル状アンテナ30はリーダライタ側に多くの磁界H2が発生しているため、磁界H2はループアンテナ52の開口部に集中する。 Meanwhile, the wireless IC tag 1B, the coil antenna 30 of the 1C is because many of the magnetic field H2 to the reader writer side is generated, the magnetic field H2 is concentrated on the opening of the loop antenna 52. 従って、基材40に金属材を含んでいたり、金属材が近接しても、あるいは、基材40が金属材であっても、通信性能が劣化することはない。 Therefore, it contains a metal material to a substrate 40, also proximate a metal material, or even substrate 40 is a metal material, there is no possibility that the communication performance is degraded. さらに、UHF帯又はそれよりも高い周波数帯の高周波信号を使用することにより、無線ICタグ1Cを搭載する基材40が金属材であったり、基材40上に搭載された他の実装部品や各種配線パターンなどの金属部材からの影響を受けにくくなる。 Further, by using a high-frequency signal in the UHF band or higher frequency band than, or a substrate 40 is a metal member for mounting the wireless IC tag 1C, Ya other mounted components mounted on the substrate 40 less susceptible to metal members such as various wiring patterns. また、前記無線ICタグ1A,1D〜1Fを用いた場合であっても、コイル状アンテナ30からは磁界がリーダライタのループアンテナ52側に多く発生するため、ここで述べた効果を奏する。 Further, the wireless IC tag 1A, even when using the 1D~1F, since the coil antenna 30 to increase generated in the loop antenna 52 side of the magnetic field writer, an effect as described herein.

また、ループアンテナ52から生じる磁界H1は、ループアンテナ52の導体幅を広くすれば、主にそのループ面と平行な方向に広範囲に広がり、ループアンテナ52の無線ICタグ1B,1Cに対する相対位置が多少ずれても、磁界H1,H2は確実に鎖交するので、必要な通信性能を確保できる。 Further, the magnetic field H1 generated from the loop antenna 52, if wide conductor width of the loop antenna 52 primarily spread extensively in its loop plane parallel to the direction, the wireless IC tag 1B of the loop antenna 52, a relative position with respect to 1C are be somewhat shifted, the magnetic field H1, H2 so reliably interlinked, can ensure the necessary communication performance. 無線ICタグ1B,1Cから見た場合、コイル状アンテナ30で発生する磁界H2は外側に広がっているので、ループアンテナ52との位置関係の自由度が大きくなる。 When viewed wireless IC tag 1B, from 1C, since magnetic field H2 generated by coil antenna 30 is spread outward, the freedom of positional relationship between the loop antenna 52 is increased. なお、図16(A),(B)において、磁界H1,H2は発生する全ての磁界を図示してはいない。 Incidentally, FIG. 16 (A), the (B), the magnetic field H1, H2 is not shown all of the magnetic field generated.

本RFIDシステムではリーダライタのアンテナと無線ICタグとを近接させた形態で用いられ、対象となる無線ICタグのみに限定して通信を行うことができる。 In this RFID system used in a form as close to the antenna and the wireless IC tag reader-writer can perform communication is limited only to the wireless IC tag of interest. この場合、コイル状アンテナ30は外形寸法が、縦・横10mm以下、さらには5mm以下の小さなサイズで構成することができる。 In this case, the coil antenna 30 is outer dimensions, vertical and horizontal 10mm or less, further may comprise a following smaller size 5 mm. 具体的には、使用周波数帯を860〜960MHzのUHF帯とし、無線ICタグ1B,1Cのサイズを縦3.2mm、横1.6mm、コイル状アンテナ30の外形寸法を縦3.0mm、横4.0mm、ループアンテナ52の導体幅を0.5mm、出力電圧値を1Wとした場合、ループアンテナ52と無線ICタグ1B,1Cとの間の距離が6mm程度であっても、通信可能である。 Specifically, the use frequency band and the UHF band of 860 to 960 MHz, the wireless IC tag 1B, the size of 1C vertical 3.2 mm, lateral 1.6 mm, vertical 3.0mm external dimensions of the coil antenna 30, the horizontal 4.0 mm, 0.5 mm and the conductor width of the loop antenna 52, when the output voltage value set to 1W, the loop antenna 52 and the wireless IC tag 1B, even distance of about 6mm between 1C, can communicate is there. 勿論、出力電力値を大きくする、あるいは、コイル状アンテナ30のサイズを大きくすることで、通信距離をさらに伸ばすことは可能である。 Of course, to increase the output power value, or to increase the size of the coil antenna 30, it is possible to further extend the communication distance.

(他の実施例) (Other examples)
なお、本発明に係る無線ICタグ及びRFIDシステムは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。 The wireless IC tag and an RFID system according to the present invention is not limited to the above embodiments, it is of course possible change in various ways within the scope of the invention.

例えば、前記実施例では、アンテナが形成された積層体上に無線IC素子を実装しているが、該積層体に無線IC素子を内蔵するようにしてもよい。 For example, in the embodiments, implements a wireless IC device onto the stack antenna is formed, it may be a built-in wireless IC devices in the laminate. また、二つのコイル状アンテナを積層体内に平面視で並置したものであってもよい。 Or it may be obtained by juxtaposed in plan view the two coil antenna in the laminate. さらに、コイル状アンテナの個数は3以上であってもよい。 Furthermore, the number of coil antenna may be three or more. あるいは、無線IC素子とコイル状アンテナとは、DC結合以外に磁気的あるいは電界的に結合していてもよい。 Alternatively, the wireless IC device and the coil antenna may be attached magnetically or electric field basis in addition to DC coupling.

以上のように、本発明は、無線ICタグ及びRFIDシステムに有用であり、特に、リーダライタとの通信が安定する点で優れている。 As described above, the present invention is useful for a wireless IC tag and RFID systems, in particular, communication with the reader-writer is excellent in that stable.

1A〜1F…無線ICタグ 10…無線IC素子 20…積層体 25…封止層 30…コイル状アンテナ 33a〜33c…コイル用導体パターン 40…基材 50…アンテナヘッド H…磁界 1A-1F ... wireless IC tag 10 ... wireless IC device 20 ... laminate 25 ... sealing layer 30 ... coil antenna 33a to 33c ... conductor pattern coil 40 ... base 50 ... antenna head H ... field

Claims (5)

  1. 複数の誘電体層又は磁性体層を積層してなり、積層方向の一方の端面である第1主面と他方の端面である第2主面とを有する積層体と、前記積層体に搭載又は内蔵された無線IC素子と、前記無線IC素子と接続しており、所定の開口径を有する複数の導体パターンを積層してなるコイル状アンテナと、を備えた無線ICタグであって、 Formed by laminating a plurality of dielectric layers or magnetic layers, and the laminate having a second main surface that is one first main surface and the other end face is an end face of the stacking direction, mounted or the laminate a built-in wireless IC devices, are connected with the wireless IC device, a wireless IC tag with a coil antenna formed by laminating a plurality of conductive patterns having a predetermined opening diameter,
    前記コイル状アンテナは、前記積層体にて、基材への搭載面である前記第1の主面側の導体パターンの開口径よりも、リーダライタのアンテナが近接する前記第2主面側の導体パターンの開口径が小さくなるように形成されており、 Said coil antenna, said at laminate of the first main surface side of the conductive pattern is a mounting surface to the substrate than the opening diameter of the second main surface side of the antenna of the reader writer close is formed as the opening diameter of the conductor pattern is reduced,
    前記第1主面側に前記無線IC素子が搭載されていること、 Said wireless IC device is mounted on the first main surface,
    を特徴とする無線ICタグ。 The wireless IC tag according to claim.
  2. 前記無線IC素子は、前記コイル状アンテナの巻回軸上に配置されていること、 The wireless IC device is that it is arranged on the winding axis of the coil antenna,
    を特徴とする請求項1に記載の無線ICタグ。 The wireless IC tag according to claim 1, wherein the.
  3. 前記コイル状アンテナはUHF帯での近距離通信が可能であること、を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の無線ICタグ。 The wireless IC tag according to claim 1 or claim 2 wherein it coiled antenna is capable short-range communication in the UHF band, characterized by.
  4. 前記第1主面側には前記無線IC素子を覆う封止層が設けられており、該封止層の天面が前記基材への貼付け面であること、を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の無線ICタグ。 Wherein the first main surface and the sealing layer is provided for covering the wireless IC device, it the top surface of the sealing layer is joining plane to said substrate, claims 1, characterized in the wireless IC tag according to claim 3.
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の無線ICタグを用いることを特徴とするRFIDシステム。 RFID systems, which comprises using a wireless IC tag according to any one of claims 1 to 4.
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