JP4710844B2

JP4710844B2 - RFID tag

Info

Publication number: JP4710844B2
Application number: JP2007038032A
Authority: JP
Inventors: 崇岩倉; 浩史領木; 公廣金子; 弘勝桶川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2027-02-19
Also published as: JP2008205711A

Description

この発明は、ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（以下、ＲＦＩＤと称す）リーダライタから送信されるコマンド信号をＲＦＩＤタグが受信し、そのコマンド信号の情報に応じてＲＦＩＤタグ内のメモリに格納されているタグ情報の更新・書き込み、又はそのタグ情報をＲＦＩＤタグがＲＦＩＤリーダライタに読み出し信号として送信し、生体・物品の入退室管理や物流管理などに利用されるＵＨＦ帯及びマイクロ波帯のＲＦＩＤシステムのＲＦＩＤタグに関するものである。 In the present invention, the RFID tag receives a command signal transmitted from a radio frequency identification (hereinafter referred to as RFID) reader / writer, and the tag information stored in the memory in the RFID tag is determined according to the information of the command signal. Related to RFID tags of UHF band and microwave band RFID systems used for biometric / article entry / exit management, logistics management, etc. Is.

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なうシステムである。ＲＦＩＤタグには、バッテリーを搭載し、その電力で駆動す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、これを電源とし駆動するパッシブ型タグがある。アクティブ型はパッシブ型に比べ、バッテリーを搭載しているため、通信距離、通信の安定度などのメリットがある反面、構造の複雑化、サイズの大型化、高コストなどのデメリットもある。また、近年の半導体技術の向上により、パッシブ型タグ用ＩＣチップの小型化、高性能化が進み、パッシブ型タグの幅広い分野での使用が期待されている。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。 The RFID system is a system that performs wireless communication between an RFID tag including an IC chip and an RFID reader / writer. There are two types of RFID tags: an active type tag that is equipped with a battery and is driven by the electric power, and a passive type tag that is driven by receiving electric power from a reader / writer. Since the active type has a battery compared to the passive type, there are advantages such as communication distance and communication stability, but there are also disadvantages such as complicated structure, larger size, and higher cost. In addition, with recent improvements in semiconductor technology, IC tags for passive tags have become smaller and higher performance, and the use of passive tags in a wide range of fields is expected. In the passive induction tag, in the electromagnetic induction method applied to the RFID tag of the long wave band and the short wave band, a voltage is applied to the RFID tag by the electromagnetic induction action between the transmission antenna coil of the reader / writer and the antenna coil of the RFID tag. The IC chip is activated by this voltage to enable communication. Therefore, the RFID tag operates only within the induction electromagnetic field by the RFID reader / writer, and the communication distance becomes about several tens of centimeters.

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、電波通信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、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が可能となり、その利用範囲は、大幅に広がると考えられる。ＵＨＦ帯及びマイクロ波帯などの高い周波数のパッシブ型タグとして、例えば特許文献１や特許文献２などに開示されている。 In addition, in radio frequency RFID tags such as UHF band and microwave band, the radio wave communication method is applied, and power is supplied to the IC chip of the RFID tag by radio waves, so the communication distance is about 1 to 8 m. And has improved significantly. Therefore, it is possible to read multiple RFID tags at once or read a moving RFID tag, which was difficult to realize with long wave band and short wave band RFID systems with short communication distances. It is thought to spread. For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose high frequency passive tags such as UHF band and microwave band.

従来、ＲＦＩＤタグの技術では、特許文献１の第１２図（６６はダイポールアンテナ，６７はＩＣチップ）に示されたダイポールアンテナ６６にＩＣチップ６７を実装することにより、ＲＦＩＤシステムのタグとして動作するものや、特許文献２の第３図（１３は１／２波長マイクロストリップ線路共振器，１４は誘電体基板，１５は接地導体板）に示された１／２波長マイクロストリップ線路共振器１３と接地導体板１５との間にＩＣチップを接続したことにより、接地導体板１５側に金属物体（導体）があってもアンテナの放射特性には、ほとんど影響せず金属物体（導体）に設置や貼り付けが可能なものがある。 Conventionally, in the RFID tag technology, an IC chip 67 is mounted on a dipole antenna 66 shown in FIG. 12 of Patent Document 1 (66 is a dipole antenna and 67 is an IC chip), thereby operating as an RFID system tag. And a half-wavelength microstrip line resonator 13 shown in FIG. 3 of Patent Document 2 (13 is a half-wavelength microstrip line resonator, 14 is a dielectric substrate, and 15 is a ground conductor plate). Since the IC chip is connected to the ground conductor plate 15, even if there is a metal object (conductor) on the ground conductor plate 15 side, the radiation characteristics of the antenna are hardly affected. Some can be pasted.

特開２００３−２４９８２０号公報（第１２図）Japanese Patent Laying-Open No. 2003-249820 (FIG. 12)

特開２０００−３３２５２３号公報（第３図）Japanese Patent Laid-Open No. 2000-332523 (FIG. 3)

しかし、特許文献１のＲＦＩＤタグは、金属物体などの導電性物体（導体）に貼り付けたり、その近傍に設置した場合、導電性物体の影響でダイポールアンテナ１が動作しなくなったり、通信距離が極端に低下してしまうという課題があった。また、特許文献２のＲＦＩＤタグでは、金属物体（導体）に設置することは可能であるが、１／２波長マイクロストリップ線路共振器と接地導体板との間にＩＣチップを接続する構造のために、誘電体基板内部にＩＣチップを埋め込む必要があり、構造が複雑となり製造が困難、製造コストの増大などの課題があった。また、現在、ＵＨＦ帯のＲＦＩＤシステムについては、様々な用途（例えば、物流管理、物品管理、工程管理など、管理対象物にタグを貼付けその対象物の属性・状況を管理するシステム用途）が検討されている。しかし、従来のＲＦＩＤタグは、タグを構成する誘電体基板とこの基板面上に設けられる導体金属との膨張特性の差に起因し、ＲＦＩＤタグが使用される上記応用分野での様々な環境下での温度変化によって引き起こされる前記導体金属のコーナ部分にクラックが生じるという課題があった。 However, when the RFID tag of Patent Document 1 is attached to a conductive object (conductor) such as a metal object or installed in the vicinity thereof, the dipole antenna 1 does not operate due to the influence of the conductive object, or the communication distance is long. There was a problem that it would be extremely lowered. The RFID tag disclosed in Patent Document 2 can be installed on a metal object (conductor), but has a structure in which an IC chip is connected between a half-wavelength microstrip line resonator and a ground conductor plate. In addition, it is necessary to embed an IC chip inside the dielectric substrate, which causes problems such as a complicated structure and difficulty in manufacturing and an increase in manufacturing cost. Currently, various uses of UHF band RFID systems (for example, system use for tagging management objects and managing attributes / status of the objects such as logistics management, article management, and process management) are under consideration. Has been. However, the conventional RFID tag is caused by a difference in expansion characteristics between a dielectric substrate constituting the tag and a conductive metal provided on the surface of the substrate, so that the RFID tag is used in various environments in the application fields where the RFID tag is used. There is a problem that a crack is generated in a corner portion of the conductor metal caused by a temperature change.

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、１／２波長マイクロストリップ線路共振器と接地導体板との間にＩＣチップを接続する構造のために、誘電体基板内部にＩＣチップを埋め込む必要がない簡便な構造を有し、導電性物体や非導電性物体に関わらず設置できる設置対象を選ばない耐環境特性にも優れたＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. For the structure in which the IC chip is connected between the half-wavelength microstrip line resonator and the ground conductor plate, the dielectric substrate has an internal structure. It is an object of the present invention to provide an RFID tag that has a simple structure that does not require an IC chip to be embedded in the device, and has excellent environmental resistance characteristics that can be installed regardless of a conductive object or a non-conductive object. .

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設けられた接地導体部と、前記誘電体基板の他の主面に設けられ、スロットを有し、放射部であるパッチ導体部と、前記スロットの対向部分から内部にそれぞれ延びた電気接続部と、この電気接続部と電気的に不接続であり、前記スロットの内部に形成されたダミーパッド部と、前記スロットの内部に配置され、前記電気接続部及び前記ダミーパッド部にそれぞれ接続されたＩＣチップとを備え、前記スロットは、前記電気接続部のコーナ部であって、前記ダミーパッド部を挟んで対向する部分の前記スロットの外形がそれぞれ半円状に凹んだコーナ部を有するものである。 RFID tag according to a first aspect of the invention, a dielectric substrate, a ground conductor provided on one main surface of the dielectric substrate, provided on the other main surface of the dielectric substrate, a slot A patch conductor portion which is a radiating portion, an electrical connection portion extending inward from an opposing portion of the slot, and a dummy pad portion which is electrically disconnected from the electrical connection portion and formed in the slot And an IC chip disposed inside the slot and connected to the electrical connection portion and the dummy pad portion , respectively , the slot being a corner portion of the electrical connection portion, the dummy pad portion being Each of the outer shapes of the slots facing each other has a corner portion recessed in a semicircular shape .

また、請求項２の発明に係るＲＦＩＤタグは、前記スロットが、前記半円状に凹んだコーナ部以外のコーナ部分を曲線状とした請求項１に記載のものである。 An RFID tag according to a second aspect of the present invention is the RFID tag according to the first aspect, wherein the slot has a curved corner portion other than the corner portion recessed in the semicircular shape .

また、請求項３の発明に係るＲＦＩＤタグは、前記スロットが、前記半円状に凹んだコーナ部以外のコーナ部分を１／４円形状とした請求項２に記載のものである。 Further, RFID tag according to the invention of claim 3, wherein the slot is of the claim 2 the corner portions other than the corner portion recessed into the semicircular was 1/4 circle.

以上のように、請求項１〜３に係る発明によれば、電気接続部を形成したことにより、スロットの寸法変更の幅が限られている場合でも配置できるＩＣチップの寸法が限定されないＲＦＩＤタグを得ることができる。さらに、半円状に凹んだコーナ部のパッチ導体部に加わる熱応力を低減でき、電気接続部にクラックの生じにくいことに加えて、コーナ部が半円状に凹んでいるので、電気接続部と電気的に不接続であり、スロットの内部に形成されたダミーパッド部と接触する可能性が低いＲＦＩＤタグを得ることができる。また、請求項２及び３に係る発明によれば、半円状に凹んだコーナ部以外のコーナ部分も曲線状としたので、該コーナ部分のパッチ導体部に加わる熱応力を低減でき、前記導体部にクラックの生じにくいＲＦＩＤタグを得ることができる。 As described above, according to the first to third aspects of the present invention, since the electrical connecting portion is formed, the RFID tag is not limited in the size of the IC chip that can be arranged even when the width of the slot size change is limited. Can be obtained. Furthermore, the thermal stress applied to the patch conductor part of the semi-circular recessed corner part can be reduced, and in addition to the occurrence of cracks in the electrical connection part, the corner part is recessed in a semi-circular shape. Thus, it is possible to obtain an RFID tag that is electrically non-connected and has a low possibility of being in contact with a dummy pad portion formed inside the slot. Further, according to the inventions according to claims 2 and 3, since the corner portion other than the semicircular concave corner portion is also curved , the thermal stress applied to the patch conductor portion of the corner portion can be reduced, and the conductor An RFID tag that is less prone to crack in the part can be obtained.

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１の一実施例について、図１〜図６を用いて説明する。図１は、実施の形態１による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１、図１（ｃ）は、誘電体基板の線Ａ−Ａ’部分断面図２、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によるＲＦＩＤタグの特性インピーダンス図、図５は、実施の形態１によるＲＦＩＤタグの電気接続部露出図、図５（ａ）は、２端子部図、図５（ｂ）は、４端子部図、図５（ｃ）は、図５（ａ）（ｂ）の誘電体基板の線Ａ−Ａ’部分断面図、図６は、実施の形態１によるＲＦＩＤタグのスロット拡大図、図６（ａ）は、ＩＣチップ実装前、図６（ｂ）は、ＩＣチップ実装後であり、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部、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部、４は、パッチ導体部３の一部に形成された長細状の方形のスロット、５は、スロット４の対向部分から内部にそれぞれ延び、パッチ導体部３と電気的に連続した電気接続部、６は、スロット４の内部に配置され、電気接続部５に接続されたＩＣチップ、７は、ＩＣチップ６に形成された電気接続部５との接続端子である。なお、ＩＣチップ６の特性インピーダンスによっては、インピーダンス整合を取るために必要なスロット４の形状がパッチ導体部３の寸法よりも長くなる場合があり得るのでスロット４は長細状に限るものではない。 Embodiment 1 FIG.
An example of Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a configuration diagram of an RFID tag according to Embodiment 1, FIG. 1 (a) is a surface view of a dielectric substrate, and FIG. 1 (b) is a partial cross-sectional view along line AA ′ of the dielectric substrate. 1C is a partial cross-sectional view taken along line AA ′ of the dielectric substrate, FIG. 2 is a basic configuration diagram of the RFID system, FIG. 2A is an RFID system diagram, and FIG. 3 is a functional block diagram of the RFID tag, FIG. 3 is an electric field diagram of the RFID tag, FIG. 4 is a characteristic impedance diagram of the RFID tag according to the first embodiment, and FIG. 5 is an exposed view of the electrical connection portion of the RFID tag according to the first embodiment. 5A is a two-terminal diagram, FIG. 5B is a four-terminal diagram, and FIG. 5C is a line AA ′ of the dielectric substrate of FIGS. 5A and 5B. FIG. 6 is a partial cross-sectional view, FIG. 6 is an enlarged view of the slot of the RFID tag according to the first embodiment, FIG. 1 to 4, reference numeral 1 denotes a dielectric substrate, 2 denotes a ground conductor formed on one main surface (back surface) of the dielectric substrate 1, and 3 denotes another dielectric substrate 1. The patch conductor portion 4 formed on the main surface (surface), 4 is an elongated rectangular slot formed in a part of the patch conductor portion 3, and 5 extends inward from the opposite portion of the slot 4 An electrical connection portion that is electrically continuous with the conductor portion 3, 6 is an IC chip disposed in the slot 4 and connected to the electrical connection portion 5, and 7 is an electrical connection portion 5 formed on the IC chip 6. Connection terminal. Depending on the characteristic impedance of the IC chip 6, the shape of the slot 4 required for impedance matching may be longer than the size of the patch conductor portion 3, so that the slot 4 is not limited to the elongated shape. .

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、２０は、ダミーパッド部である。なお、パッチ導体部３は、方形である必要はなく円形や楕円形でもよい。また、ＲＦＩＤタグ８において、アンテナ部１０の後段の回路はＩＣチップ６内に構築されている。３０は、パッチ導体部３の凹部となるスロット４のコーナ部分である。コーナ部分は、図に示すように曲線状の形状（３０ａは１／４円形状、３０ｂは半円形状）を有している。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。 8 is an RFID tag, 9 is an RFID reader / writer that performs wireless communication with the RFID tag, 10 is an antenna unit provided in the RFID tag 8, and 11 is a transmission wave from the RFID reader / writer 9 received by the antenna unit 10. Is an analog unit that transmits a transmission wave to a subsequent digital circuit, 12 is an A / D conversion unit that performs A / D conversion of the transmission wave, and 13 is an RFID that smoothes the transmission wave received by the antenna unit 10 by a rectifier circuit and generates power A power supply control unit for supplying power and controlling power to each circuit of the tag, 14 is mounted on the RFID tag 8, a memory unit storing tag information such as individual identification information, 15 is a demodulation unit for demodulating a transmission wave, Reference numeral 16 denotes a control unit that controls a circuit in the IC chip 6 including the memory unit 14 using the transmission wave demodulated by the demodulation unit 15, and 17 denotes a control unit 16 that is pulled out from the memory unit 14. 18 is a digital unit composed of a demodulating unit 15, a control unit 16, and a modulating unit 17, and 19 is a D / A converter for a signal coming from the modulating unit and sends it to the analog unit 11. The / A conversion unit 20 is a dummy pad unit. In addition, the patch conductor part 3 does not need to be square, and may be circular or elliptical. Further, in the RFID tag 8, the circuit at the rear stage of the antenna unit 10 is built in the IC chip 6. Reference numeral 30 denotes a corner portion of the slot 4 which becomes a concave portion of the patch conductor portion 3. As shown in the figure, the corner portion has a curved shape (30a is a quarter circle, 30b is a semicircle). In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, and detailed descriptions thereof are omitted.

まず、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。 First, the basic operation of the RFID system will be described with reference to FIG. The tag information is stored in the memory unit 14 of the RFID tag 8 in accordance with the use of the RFID system (biological / article entry / exit management and logistics management), and the RFID reader / writer 9 has its own transmission / reception area. The tag information can be updated / written or read when the RFID tag 8 is present or moved (attached to a living body / article subject to entry / exit management or physical distribution management). The RFID reader / writer 9 transmits a command signal for instructing the RFID tag 8 to update, write, or read from the antenna portion of the RFID reader / writer 9 to the RFID tag 8 as a transmission wave. The antenna unit 10 of the RFID tag 8 receives the transmission wave, and the transmission wave is detected and stored (smoothed) by the power supply control circuit 13 to generate an operation power supply for the RFID tag 8, and the operation power supply to each circuit of the RFID tag 8. Supply. Further, the command signal of the transmission wave is demodulated by the demodulator 15. The control unit 16 processes data from the instruction content of the demodulated command signal, and instructs the memory unit 14 to update / write and / or read tag information. A return wave obtained by modulating the read signal output from the unit 14 by the modulation unit 10 is transmitted from the antenna unit 10 to the antenna unit of the RFID reader / writer 9 via the analog unit 11, and the RFID reader / writer 9 receives the read signal. To obtain desired information.

次に、図１〜６を用いて実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの構造・製造方法及び動作を説明する。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タグの接地導体部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部３とする。なお、スロット４により、パッチ導体部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、パッチ導体部の３の放射パターンが良好となるようにパッチ導体部３の中央部に形成され（スロット形成工程）、スロット４及びパッチ導体部３の寸法は、パッチ導体部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。また、電気接続部５は、パッチ導体部３の一部に形成され、スロット４の対向部分である二辺（図１に示されるスロット４の長辺）からそれぞれパッチ導体部３の中央に向かって延伸し、パッチ導体部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（ｃ）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（接地導体部２，パッチ導体部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の中央付近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。 Next, the structure / manufacturing method and operation of the RFID tag according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In order to form the antenna portion 10 of the RFID tag for wireless communication with the RFID reader / writer 9, a conductor layer is formed on the main surface of the dielectric substrate 1 (conductor portion forming step). The conductor layer on one main surface (back surface) is the ground conductor portion 2 of the RFID tag, and the conductor layer on the other main surface (front surface) is the patch conductor portion 3 having the slots 4. Note that the dielectric substrate 1 may be exposed from the patch conductor portion 3 by the slot 4, and the exposed portion of the dielectric substrate 1 may be coated. The slot 4 is formed in the central portion of the patch conductor portion 3 so that the radiation pattern of the patch conductor portion 3 is good (slot formation step). The dimensions of the slot 4 and the patch conductor portion 3 are the same as those of the patch conductor portion 3. In order to excite, the frequency used in the RFID system is adjusted so that impedance matching between the IC chip 6 described later can be achieved. Note that the thickness and relative dielectric constant of the dielectric substrate 1 are greatly related to the adjustment, so that a desired radiation pattern and gain can be obtained by adjusting and designing these conditions. Further, the electrical connection portion 5 is formed in a part of the patch conductor portion 3 and extends from two sides (long sides of the slot 4 shown in FIG. 1) opposite to the slot 4 toward the center of the patch conductor portion 3. The patch conductor portions 3 are electrically continuous with each other (electrical connection portion forming step), and may be formed simultaneously with the slot formation. The IC chip 6 shown in FIG. 1C is disposed at the position where the electric field in the thickness direction of the substrate is 0 in the center between the electrical connection portions 5 in the slot 4, and is electrically connected to the electrical connection portion 5 by the connection terminals 7. Connected (connection process). Here, the conductor layer (the ground conductor portion 2, the patch conductor portion 3, the electrical connection portion 5) is formed by etching, vapor deposition, milling, or the like, or a printed matter on a film is adhered to the dielectric substrate 1 or the like. A method for processing a printed circuit board is used. On the other hand, since the IC chip 6 can be mounted by using a technique such as thermocompression bonding, an RFID tag having a simple structure can be manufactured only by processing the main surface (front surface / back surface) of the dielectric substrate 1, and the yield can be increased. Can be reduced and manufacturing costs can be reduced. In addition, positioning when mounting the IC chip 6 on the connection terminal 7 and the electrical connection portion 5 may be performed by providing a minute slot (not shown) near the center of the slot 4. There is almost no influence on the electrical characteristics of the tag 8.

パッチ導体部３のコーナ部分３０の構造について説明する。本発明の特徴は、このコーナ部分の形状を曲線状としている点にある。このような曲線状の形状としている理由は、誘電体基板１とパッチ導体部３の導体金属との熱膨張率の差による応力歪のコーナ部分への集中を緩和するためである。この熱膨張によるコーナ部分への応力歪の影響を評価するために以下の実験を行った。実験には、誘電体基板の表面（表、裏）に銅箔によるパッチ導体部及び接地導体部を形成し、コーナ部分を曲線形状（円弧の一部）としたもの（供試体１）と直角形状（スロットの辺同士が直交）としたもの（供試体２）とを作成し供試体とした。供試体のパッチ導体部の形状は、図７に示す切り欠き形状の電気調整部２１、図６（ｂ）に示すダミーパッド及びターゲットマーク（図示せず。電気接続部５、ダミーパッド部２０の近傍に設けられ、ＩＣチップ実装時の位置決めに使用されるマーク）を有するものとし、供試体１において、電気調整部２１のコーナ部分３０ｃも曲線形状とした。なお、供試体１の各コーナ部の曲線形状の曲率半径Ｒは、コーナ部３０ａは０．５ｍｍ、３０ｂは０．５ｍｍ、３０ｃは１．０ｍｍとした。アンテナ電気特性（利得、指向特性、周波数特性など）は、主にパッチ導体部、スロット部、切り込み部の形状、面積によって決定されるが、本実験ではこのような曲線形状とすることによるアンテナ電気特性への影響はほとんど見られなかった。これら２種類の供試体に対し、ヒートサイクル試験（−４０度〜＋８５度、３０分−３０分／１サイクル）を実施した。その結果１１０サイクルで、供試体２ではパッチ導体部３の凹部にてクラック（亀裂）が発生した。図１１はこの亀裂発生の説明図である。図１１（ａ）は亀裂の発生部位を示し、図１１（ｂ）（ｃ）は亀裂発生を示す写真である。亀裂はすべてのコーナ部で発生した。亀裂はコーナ部から斜めに導体内部に向かって走り、コーナ部に大きな力が集中したことを示している。亀裂の要因として、基板表面の銅箔と誘電体基板材の線膨張係数の差が大きいことが上げられる。具体的には、銅箔の線膨張係数が１６．８×１０^−６／℃であるのに対し、本実験で使用した誘電体基板の樹脂の線膨張係数は１５０×１０^−６／℃であり、ほぼ一桁の差がある。その結果、ヒートサイクル時に、基板材が伸縮するのに対し銅箔はあまり伸縮せず、銅箔が基板材に引っ張られ、パッチ導体部のコーナ部に応力歪が集中し、亀裂が入ったものと考えられる。一方、コーナ部分を曲線形状とした供試体１では、亀裂は見られなかった。これは、曲線形状とすることにより、応力が曲線部分に分散し、一点に集中しなかったためと考えられる。以上の評価により、以下の結論を得た。（１）パッチ導体部の凹部にてコーナ部を曲線状とすることで応力集中による亀裂発生を回避できる。（２）特に、ＩＣチップが載置され電気的に重要な中心部のスロット部は亀裂が入ることによる影響を強く受ける。この亀裂を回避するためにコーナ部の形状を曲線状とすることは必須である。（３）また、ダミーパッド部の近辺では、亀裂回避に有効な曲線形状とするとダミーパッド部と接触する可能性が高くなる。そのため曲線形状の半径が小さくなる（直角に近くなる）が、チップ実装部であり電気的に重要な部分なので、応力が分散するよう曲率半径を大きくし亀裂の発生を避けたい。そのために、なるべく大きな半径の形状とするために半円形状でえぐったような曲線形状とした。（４）チップ実装時のチップの位置決めに必要なターゲットマーク（図示せず）の形状を四角形から円形にすることにより亀裂を防止できた。なお、本実験では、基板材として熱可塑性樹脂（加熱すると軟化して加工できるようになり冷却すると固化する性質を有する。再度加熱すると軟化し繰り返し使用が可能な樹脂）を使用したが、一般に高周波基板材としてよく使用される熱硬化性樹脂（加熱すると軟化し化学反応により固化する性質を有する。一度加熱し固化したものは再度過熱しても溶けない樹脂）を使用した場合にも、本発明によるパッチ導体部にコーナ部に曲線形状を有する構造とすることにより、温度変化に対する信頼性は向上するものと考えられる。 The structure of the corner portion 30 of the patch conductor portion 3 will be described. The feature of the present invention is that the corner portion has a curved shape. The reason for this curved shape is to alleviate the stress strain concentration at the corner due to the difference in thermal expansion coefficient between the dielectric substrate 1 and the conductor metal of the patch conductor portion 3. In order to evaluate the effect of stress strain on the corner due to this thermal expansion, the following experiment was conducted. In the experiment, patch conductors and grounding conductors made of copper foil were formed on the surface (front and back) of the dielectric substrate, and the corners were curved (part of arc) at right angles to the specimen 1 A sample (specimen 2) having a shape (the sides of the slot are orthogonal to each other) was prepared and used as a test sample. The shape of the patch conductor portion of the specimen is a notch-shaped electrical adjustment portion 21 shown in FIG. 7, a dummy pad and a target mark (not shown in FIG. 6B), and the electrical connection portion 5 and the dummy pad portion 20. In the specimen 1, the corner portion 30 c of the electrical adjustment unit 21 is also in a curved shape. In addition, the curvature radius R of the curved shape of each corner part of the specimen 1 was 0.5 mm for the corner part 30a, 0.5 mm for 30b, and 1.0 mm for 30c. The antenna electrical characteristics (gain, directivity, frequency characteristics, etc.) are mainly determined by the shape and area of the patch conductor part, slot part, and notch part. There was almost no effect on the properties. A heat cycle test (−40 degrees to +85 degrees, 30 minutes to 30 minutes / 1 cycle) was performed on these two types of specimens. As a result, cracks (cracks) occurred in the concave portions of the patch conductor portion 3 in the specimen 2 in 110 cycles. FIG. 11 is an explanatory diagram of the occurrence of cracks. FIG. 11A shows a crack generation site, and FIGS. 11B and 11C are photographs showing crack generation. Cracks occurred at all corners. The cracks run diagonally from the corner toward the inside of the conductor, indicating that a large force was concentrated on the corner. As a factor of the crack, the difference in the coefficient of linear expansion between the copper foil on the substrate surface and the dielectric substrate material is large. Specifically, the linear expansion coefficient of the copper foil is 16.8 × 10 ⁻⁶ / ° C., whereas the linear expansion coefficient of the resin of the dielectric substrate used in this experiment is 150 × 10 ⁻⁶ / ° C. Yes, there is almost an order of magnitude difference. As a result, during heat cycle, the substrate material expands and contracts, while the copper foil does not expand or contract much, the copper foil is pulled by the substrate material, stress strain concentrates on the corner of the patch conductor, and cracks occur it is conceivable that. On the other hand, no crack was observed in the specimen 1 having a curved corner portion. This is considered to be because the stress was dispersed in the curved portion and not concentrated on one point by adopting the curved shape. From the above evaluation, the following conclusions were obtained. (1) It is possible to avoid the occurrence of cracks due to stress concentration by making the corner portion curved in the concave portion of the patch conductor portion. (2) In particular, the slot portion at the central portion where the IC chip is placed and electrically important is strongly influenced by cracks. In order to avoid this crack, it is essential that the shape of the corner portion is curved. (3) In the vicinity of the dummy pad portion, if the curved shape is effective for crack avoidance, the possibility of contact with the dummy pad portion increases. Therefore, although the radius of the curved shape is small (close to a right angle), it is a chip mounting part and an electrically important part. Therefore, it is desirable to increase the radius of curvature so as to disperse the stress and avoid the occurrence of cracks. Therefore, in order to make the shape of a radius as large as possible, a curved shape such as a semicircular shape was made. (4) Cracks could be prevented by changing the shape of a target mark (not shown) necessary for positioning the chip during chip mounting from a square to a circle. In this experiment, a thermoplastic resin (a resin that softens when heated and can be processed and solidifies when cooled. Resin that softens when heated again and can be used repeatedly) is generally used. Even when a thermosetting resin often used as a substrate material (having the property of being softened and solidified by a chemical reaction when heated. A resin that has been heated and solidified once does not melt even when heated again) is used in the present invention. It is considered that the reliability with respect to temperature change is improved by adopting a structure in which the patch conductor part has a curved shape at the corner part.

図３は、接地導体部２とパッチ導体部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、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、パッチ導体部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。図４は、接地導体部２とパッチ導体部３との四隅の寸法差ｄの変化によるＲＦＩＤタグ８の特性インピーダンスの変化を示しており、横軸のｄは、寸法差ｄをＲＩＦＤタグの使用周波数の波長比で表したもの、縦軸のＲ［Ω］とＸ［Ω］とは、それぞれ特性インピーダンスの実部と虚部とを指している。ここで、接地導体部２とパッチ導体部３との寸法差とは、図１に示すパッチ導体部３の端部から誘電体基板１（図４は、誘電体基板１の面積と接地導体部２とは面積が等しい）の端部までの長さｄを指している。したがって、ｄが０．１λ以上の場合に、ＲＦＩＤタグ８のインピーダンスがほぼ一定となることが図４から分かるので、ｄを０．１以上とすることにより、ＲＦＩＤタグ８の設置対象が導体や非導体に関わらず、また、空中に浮かした場合であっても性能が劣化することがなく、ＲＦＩＤリーダライタ９との無線通信が可能になる。 FIG. 3 shows the electric field between the ground conductor part 2 and the patch conductor part 3, and since such an electric field is formed between the conductors, the electric field runs between the opposing portions of the slot 4, and the potential difference is Arise. Therefore, the position where the electric field in the thickness direction of the dielectric substrate 1 is 0 can be used as a feeding point (electrical connection portion 5) of the IC chip, and the feeding loss can be greatly reduced, and the radiation pattern of the patch conductor portion 3 can be reduced. Thus, an RFID tag having a reduced communicable distance and a small adverse effect on the symmetry of the image can be obtained. FIG. 4 shows a change in characteristic impedance of the RFID tag 8 due to a change in the dimensional difference d at the four corners between the ground conductor portion 2 and the patch conductor portion 3, and the horizontal axis d indicates the dimensional difference d using the RIFD tag. What is represented by the wavelength ratio of the frequencies, and R [Ω] and X [Ω] on the vertical axis indicate the real part and the imaginary part of the characteristic impedance, respectively. Here, the dimensional difference between the ground conductor portion 2 and the patch conductor portion 3 refers to the dielectric substrate 1 from the end of the patch conductor portion 3 shown in FIG. 1 (FIG. 4 shows the area of the dielectric substrate 1 and the ground conductor portion. 2 indicates the length d to the end of the same area. Therefore, it can be seen from FIG. 4 that when d is 0.1λ or more, the impedance of the RFID tag 8 is almost constant. Regardless of the non-conductor, and even when floating in the air, the performance does not deteriorate, and wireless communication with the RFID reader / writer 9 becomes possible.

ここで、実施の形態１に係るパッチ導体部３に励振されるＩＣチップ６を有するＲＦＩＤタグ８を前述のＲＦＩＤシステムの基本的な動作を用いて説明すると、「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を構成する誘電体基板１の電波の放射部であるパッチ導体部３が送信波を受信して、スロット４の対向部分間に電位差が生じ、送信波がＩＣチップ６に供給される。ＩＣチップ６に供給された送信波は、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（ＩＣチップ６）に動作電源を供給し、送信波からコマンド信号が復調され、復調されたコマンド信号の命令内容からメモリ部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、又は両方を行い、メモリ部１４が出力した読み出し信号が返信波としてＩＣチップ６に送信波が供給された経路と同じ経路を遡り、放射部であるパッチ導体部３からＲＦＩＤリーダライタ９に返信波が送信され、ＲＦＩＤリーダライタ９のアンテナ部が返信波を受信して、所望の情報を得る」ということになり、ＲＦＩＤシステムの基本的な動作と同様の動作が問題なく行なわれることが分かる。なお、ＲＦＩＤシステムが行なう無線通信のデータの中身は、従来からものでもよいし、新規なものでもよく、誘電体基板１の裏面に接地導体部２を形成しているので、誘電体基板１の裏面側を設置対象の面に向けることで、設置対象が導体や非導体に関わらず設置が可能な簡易構造のＲＦＩＤタグを安価で製造できるため、大量のＲＦＩＤタグを必要とする物流管理、倉庫管理、機材管理、自動車の入退場管理など幅広い分野で利用でき、設置対象や設置対象の面が金属物体などの導体であっても設置することが可能である。 Here, the RFID tag 8 having the IC chip 6 excited by the patch conductor portion 3 according to the first embodiment will be described using the basic operation of the RFID system described above. “The RFID reader / writer 9 is updated / updated. A command signal for instructing the RFID tag 8 to perform writing, reading, etc. is transmitted as a transmission wave from the antenna portion of the RFID reader / writer 9 to the RFID tag 8. This is a radiation portion of the dielectric substrate 1 constituting the RFID tag 8. When the patch conductor portion 3 receives the transmission wave, a potential difference is generated between the opposing portions of the slot 4, and the transmission wave is supplied to the IC chip 6. The transmission wave supplied to the IC chip 6 is transmitted by the power supply control circuit 13. The power is detected and stored (smoothed) to generate the operating power of the RFID tag 8, the operating power is supplied to each circuit (IC chip 6) of the RFID tag 8, and the operating power is transmitted from the transmission wave. And the tag information is updated / written and / or read from / to the memory unit 14 from the instruction content of the demodulated command signal, and the read signal output from the memory unit 14 is used as a reply wave. The return wave is transmitted from the patch conductor part 3 which is a radiation part to the RFID reader / writer 9 by going back the same path as the transmission wave is supplied to the IC chip 6, and the antenna part of the RFID reader / writer 9 receives the return wave. Thus, it is understood that the same operation as the basic operation of the RFID system can be performed without any problem. Note that the contents of wireless communication data performed by the RFID system may be conventional or new, and the ground conductor portion 2 is formed on the back surface of the dielectric substrate 1. By directing the back side to the installation target surface, it is possible to manufacture a simple structure RFID tag that can be installed regardless of whether the installation target is a conductor or non-conductor. It can be used in a wide range of fields such as management, equipment management, and car entrance / exit management, and can be installed even if the object to be installed or the surface of the object to be installed is a conductor such as a metal object.

図５，図６を用いて、簡易構造で安価な製造が可能なＲＦＩＤタグを実現するための一要素であるＩＣチップ６の実装の詳細を説明する。図５，図６は、図６（ｂ）を除き、電気接続部５へＩＣチップ６を実装する前のＲＦＩＤタグ８を示している。電気接続部５は、パッチ導体部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、スロット４の形状の微調整に加えて、接続端子７の足が２つの場合は、図５（ａ）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、接続端子７の足が４つの場合は、図５（ｂ）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、図５（ｂ），図６（ａ）に示すように、パッチ導体部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６（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、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。 Details of the mounting of the IC chip 6 as one element for realizing an RFID tag that can be manufactured at a low cost with a simple structure will be described with reference to FIGS. 5 and 6 show the RFID tag 8 before the IC chip 6 is mounted on the electrical connection portion 5 except for FIG. 6B. It is efficient to form the electrical connection portion 5 at the same time when the patch conductor portion 3 and the slot 4 are formed. However, the shape and size of the electrical connection portion 5 must match the number of connection terminals 7 and the characteristic impedance of the IC chip 6 to be mounted. . For example, in order to achieve impedance matching, in addition to fine adjustment of the shape of the slot 4, when there are two legs of the connection terminal 7, as shown in FIG. In the case where two electrical connection portions 5 having a width capable of matching the impedance of the connection terminal are formed and the number of the legs of the connection terminal 7 is four, as shown in FIG. Then, two electrical connection portions 5 having a width capable of impedance matching of the connection terminals are formed, two of the legs of the connection terminal 7 are connected, and the remaining two legs are connected to the dummy pad portion 20. As shown in FIGS. 5B and 6A, the dummy pad portion 20 is not electrically connected to the patch conductor portion 3 and the electrical connection portion 5. 6B is a perspective view of the IC chip 6 when the IC chip 6 is mounted. From FIG. 6B, the dummy pad portion 20 is independent not only electrically but also in radio waves. It can be seen that this is just a dummy pad portion for placing the remaining two legs of the connection terminal 7. It is efficient to perform the forming method simultaneously with the formation of the electrical connection portion 5, and as described above, a general printed board processing method can be used, and the specification of the IC chip 6 can be flexibly changed. Since it can respond, an RFID tag with a simple structure can be manufactured at low cost. Note that the number of dummy pad portions 20 is not limited to two, and may not be provided depending on the number of connection terminals 7 of the IC chip 6.

上記説明では、基本的なパッチ導体部の構成を例に説明した。他のパッチ導体部の構成について図７〜図１０を用いて説明する。図７は、他のパッチ導体部の構成を有するＲＦＩＤタグの構成図、図８は、他のパッチ導体部の構成を有するＲＦＩＤタグの構成図、図９は、ＲＦＩＤタグのスロット拡大図、図９（ａ）は、ＩＣチップ実装前、図９（ｂ）は、ＩＣチップ実装後、図１０は、他のパッチ導体部の構成を有するＲＦＩＤタグの構成図であり、図７〜図１０において、２１は、パッチ導体部３の端部に切り欠き状に設けられた電気長調整部、２２は、ＩＣチップ６が配置された位置から相反方向に幅広になるように形成したテーパ状のスロット、２３は、パッチ導体部３の辺に対して角度を持たせて形成され、パッチ導体部３に縮退分離方式を用いて円偏波を放射させるスロットである。３０ｃは、パッチ導体部３の凹部となる電気調整部２１のコーナ部分である。コーナ部分は、図に示すように曲線状の形状（１／４円形状）を有している。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。 In the above description, the basic configuration of the patch conductor portion has been described as an example. The configuration of other patch conductor portions will be described with reference to FIGS. 7 is a configuration diagram of an RFID tag having a configuration of another patch conductor portion, FIG. 8 is a configuration diagram of an RFID tag having a configuration of another patch conductor portion, and FIG. 9 is an enlarged view of a slot of the RFID tag, FIG. 9 (a) is before IC chip mounting, FIG. 9 (b) is after IC chip mounting, and FIG. 10 is a configuration diagram of an RFID tag having a configuration of another patch conductor portion. , 21 is a notch-shaped electrical length adjusting portion provided at the end of the patch conductor portion 3, and 22 is a tapered slot formed so as to be wide in the opposite direction from the position where the IC chip 6 is disposed. , 23 are slots which are formed with an angle with respect to the sides of the patch conductor portion 3 and radiate circularly polarized waves to the patch conductor portion 3 using a degenerate separation method. Reference numeral 30 c denotes a corner portion of the electric adjustment portion 21 that becomes a concave portion of the patch conductor portion 3. The corner portion has a curved shape (1/4 circular shape) as shown in the figure. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, and detailed descriptions thereof are omitted.

図７〜図１０を用いて実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構造及び動作を説明する。なお、実施の形態２では、ＲＦＩＤタグの電気長調整方法・広帯域化・縮退分離による円偏波送受信に関するもので、基本的な構成や発明の効果は、実施の形態１と同様である。図７は、ＲＦＩＤタグの電気長調整方法に関するもので、図１のＲＦＩＤタグとの大きな違いは、図示されるように、パッチ導体部３の側部に切り欠きのような形状の電気長調整部２１が形成されたパッチ導体部３である。電気長調整部２１は、スロット４とは垂直となる位置に設けられているので、パッチ導体部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、パッチ導体部３の大きさを小さくできるので、ＲＦＩＤタグ８全体の寸法が小さくできる。パッチ導体部３の長さ未満であれば、電気長調整部２１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８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２１の調整以外にも、実施の形態１と同様に、誘電体基板１の厚みや比誘電率，パッチ導体部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８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、パッチ導体部３の片側だけに設けてもよい。 The structure and operation of the RFID tag according to Embodiment 2 will be described with reference to FIGS. The second embodiment relates to the method of adjusting the electrical length of the RFID tag, the transmission and reception of circularly polarized waves by widening and degenerate separation, and the basic configuration and effects of the invention are the same as those of the first embodiment. FIG. 7 relates to a method for adjusting the electrical length of the RFID tag. The major difference from the RFID tag of FIG. 1 is that the electrical length is adjusted in the shape of a notch on the side of the patch conductor portion 3 as shown. This is the patch conductor portion 3 in which the portion 21 is formed. Since the electrical length adjusting portion 21 is provided at a position perpendicular to the slot 4, the effective electrical length of the patch conductor portion 3 is longer than the apparent length, and even if the operating frequency of the RFID system is fixed, Since the size of the patch conductor portion 3 can be reduced, the overall dimensions of the RFID tag 8 can be reduced. Since the length of the electrical length adjusting unit 21 can be changed if it is less than the length of the patch conductor portion 3, the overall size of the RFID tag 8 is increased to a business card size by adjusting the length and the degree of cutting. It is also possible to make the dimensions suitable for the installation target within a certain range. In addition to the adjustment of the electrical length adjusting unit 21, the thickness and relative dielectric constant of the dielectric substrate 1, the dimensions of the patch conductor unit 3, and the slot 4 are greatly related to the same as in the first embodiment. By adjusting and designing in accordance with the conditions, the dimensions of the RFID tag 8 and the desired radiation pattern and gain can be obtained. Further, it may be provided only on one side of the patch conductor portion 3.

図８，図９は、ＲＦＩＤタグの広帯域化に関するもので、スロット２２はＩＣチップ６が配置された位置から相反方向に幅が拡がっていくテーパ状になっている。図１のスロット４と比較すると、スロット４の対向部分が電機接続部５を除き、相反方向ともに一定の幅が形成されている。ここで、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆは、パッチ導体部３の凹部となるスロット４のコーナ部分である。コーナ部分は、図に示すように曲線状の形状（３０ｄ、ｆは略１／４円形状、３０ｅは略半円形状）を有している。このようにスロット２２がテーパ状を成していることにより、ＲＦＩＤタグの使用周波数の広帯域化が実現でき、帯域はテーパの拡がる寸法を調整することにより選択が可能である。したがって、ＲＦＩＤシステムの通信可能帯域を広帯域化できるため、インピーダンス整合が容易で製造誤差による歩留りの悪化を低減できるだけでなく、ＲＦＩＤタグ８が設置した周囲の環境により水滴や汚れが付着してインピーダンス変化に強い耐環境性を有したＲＦＩＤタグを得ることができる。なお、図９（ａ）（ｂ）に示すようにＩＣチップの実装は、実施の形態１の図６（ａ）（ｂ）の説明と同様であるので、説明は省略する。ダミーパッド部２０は、ＩＣチップ６に設けられた接続端子７の足の数により、必要がない場合もある。 FIGS. 8 and 9 relate to the broadening of the RFID tag, and the slot 22 has a tapered shape whose width increases in the opposite direction from the position where the IC chip 6 is disposed. Compared with the slot 4 of FIG. 1, the opposite portion of the slot 4 is formed with a constant width in the opposite direction except for the electrical connection portion 5. Here, 30 d, 30 e, 30 f are corner portions of the slot 4 that become the concave portions of the patch conductor portion 3. As shown in the figure, the corner portion has a curved shape (30d and f are approximately ¼ circular shape, and 30e is approximately semicircular shape). Since the slot 22 has a tapered shape as described above, it is possible to increase the frequency of use of the RFID tag, and the band can be selected by adjusting the dimension in which the taper expands. Therefore, since the communication band of the RFID system can be widened, impedance matching is easy and not only deterioration of yield due to manufacturing errors can be reduced, but also impedance changes due to adhesion of water drops or dirt depending on the surrounding environment where the RFID tag 8 is installed. RFID tags having strong environmental resistance can be obtained. As shown in FIGS. 9A and 9B, the mounting of the IC chip is the same as the description of FIGS. 6A and 6B of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. The dummy pad portion 20 may not be necessary depending on the number of legs of the connection terminal 7 provided on the IC chip 6.

図１０は、ＲＦＩＤタグの縮退分離による円偏波送受信に関するもので、図１のＲＦＩＤタグとの大きな違いは、図１０に示されるように、スロット２３の位置がパッチ導体部３に対して、傾斜して設けられている。図１のスロット４と比較すると、スロット２３は、ＩＣチップ６を中心にしておよそ４５°傾斜して形成される（傾斜させる方向は、送受信する電波が、右旋性か左旋性かにより決定する）。このような位置に設けられているので、スロット２３はパッチ導体部３の縮退分離素子（摂動素子）として動作する。つまり、近似的に、図１のＲＦＩＤタグの放射パターンに同じ放射パターンの位相をπ／２ずらして重ねた放射パターンに近い放射パターンを持つ円偏波が送受信可能であるＲＦＩＤタグが得られるので、ＲＦＩＤシステムの無線通信に円偏波の電波が使用されても対応が可能となる。なお、一般的に、縮退分離素子はパッチ導体部３に対して、およそ４５°程度傾斜して形成させるが、給電点の影響で良好な放射パターンを得るためには、傾斜角度をおよそ４５°ではなく、微調整を行なう必要がある。しかし、本発明は、給電点（ＩＣチップ６）を電界が０となる位置に設けているので、比較的、微調整の幅が狭くなり、調整が容易となる。さらに、実施の形態２におけるＲＦＩＤタグの電気長調整方法・広帯域化・縮退分離による円偏波送受信は、それぞれを組み合わせて実施することが可能である。 FIG. 10 is related to circularly polarized wave transmission / reception by degenerate separation of the RFID tag. The major difference from the RFID tag of FIG. 1 is that the position of the slot 23 is relative to the patch conductor portion 3 as shown in FIG. Inclined. Compared to the slot 4 of FIG. 1, the slot 23 is formed with an inclination of about 45 ° around the IC chip 6 (the direction of inclination is determined by whether the radio wave to be transmitted / received is dextrorotatory or levorotatory). ). Since the slot 23 is provided at such a position, the slot 23 operates as a degenerate separation element (perturbation element) of the patch conductor portion 3. That is, an RFID tag capable of transmitting and receiving circularly polarized waves having a radiation pattern close to a radiation pattern in which the phase of the same radiation pattern is shifted by π / 2 on the radiation pattern of the RFID tag of FIG. 1 can be obtained. In addition, even when circularly polarized radio waves are used for radio communication of the RFID system, it is possible to cope. In general, the degenerate separation element is formed with an inclination of about 45 ° with respect to the patch conductor portion 3. However, in order to obtain a good radiation pattern due to the influence of the feeding point, the inclination angle is about 45 °. Instead, it is necessary to make fine adjustments. However, in the present invention, since the feeding point (IC chip 6) is provided at a position where the electric field becomes 0, the width of fine adjustment becomes relatively narrow, and the adjustment becomes easy. Further, the method of adjusting the electrical length of the RFID tag, the widening of the band, and the circularly polarized wave transmission / reception by degenerate separation in Embodiment 2 can be implemented in combination.

この発明の実施の形態１の１実施例によるＲＦＩＤタグの構成図である。It is a block diagram of the RFID tag by 1 Example of Embodiment 1 of this invention. この発明のＲＦＩＤシステムの基本構成図である。1 is a basic configuration diagram of an RFID system according to the present invention. この発明のＲＦＩＤタグの電界図である。It is an electric field diagram of the RFID tag of this invention. この発明の実施の形態１の１実施例によるＲＦＩＤタグの特性インピーダンス図である。It is a characteristic impedance figure of the RFID tag by 1 Example of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１の１実施例によるＲＦＩＤタグの電気接続部露出図である。It is an electrical connection part exposure figure of the RFID tag by 1 Example of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１の１実施例によるＲＦＩＤタグのスロット拡大図である。It is the slot enlarged view of the RFID tag by 1 Example of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１の他の実施例によるによるＲＦＩＤタグの構成図である。It is a block diagram of the RFID tag by the other Example of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１の他の実施例によるＲＦＩＤタグの構成図である。It is a block diagram of the RFID tag by the other Example of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１の他の実施例によるＲＦＩＤタグのスロット拡大図である。It is the slot enlarged view of the RFID tag by the other Example of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１の他の実施例によるＲＦＩＤタグの構成図である。It is a block diagram of the RFID tag by the other Example of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１の特徴を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the characteristic of Embodiment 1 of this invention.

Explanation of symbols

１…誘電体基板、２…接地導体部、３…パッチ導体部、４…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…電気長調整部、
２２…スロット（テーパ状）、２３…スロット（縮退分離）、２４…接着層、
２５…設置面、３０…コーナ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dielectric substrate, 2 ... Ground conductor part, 3 ... Patch conductor part, 4 ... Slot, 5 ... Electrical connection part,
6 ... IC chip, 7 ... connection terminal, 8 ... RFID tag, 9 ... RFID reader / writer,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Antenna part, 11 ... Analog part, 12 ... A / D conversion part, 13 ... Power supply control part,
14 ... Memory unit, 15 ... Demodulation unit, 16 ... Control unit, 17 ... Modulation unit, 18 ... Digital unit,
19 ... D / A converter, 20 ... dummy pad, 21 ... electrical length adjuster,
22 ... slot (tapered), 23 ... slot (degenerate separation), 24 ... adhesive layer,
25 ... Installation surface, 30 ... Corner

Claims

A dielectric substrate, a ground conductor portion provided on one main surface of the dielectric substrate , a patch conductor portion provided on the other main surface of the dielectric substrate, having a slot and serving as a radiating portion ; An electrical connection portion extending inward from an opposing portion of the slot, an electrical connection portion not electrically connected to the electrical connection portion, a dummy pad portion formed inside the slot, and disposed inside the slot, And an IC chip connected to each of the electrical connection portion and the dummy pad portion , and the slot is a corner portion of the electrical connection portion, and an outer shape of the slot facing the dummy pad portion is An RFID tag characterized by having a corner portion recessed in a semicircular shape .

The RFID tag according to claim 1, wherein the slot has a curved corner portion other than the semi-circular recessed corner portion .

3. The RFID tag according to claim 2 , wherein the slot has a corner portion other than the corner portion recessed in the semicircular shape having a quarter circle shape .