JP5061712B2 - Non-contact IC tag manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、非接触ICタグの製造方法に関する。詳しくは、1波長ループアンテナまたは半波長ダイポールアンテナからなる非接触ICタグの製造方法において、同一のアンテナ素子に対して異なるインターポーザを使用して2種以上の非接触ICタグを製造する方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a non-contact IC tag. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing two or more types of non-contact IC tags using different interposers for the same antenna element in a method for manufacturing a non-contact IC tag including a one-wavelength loop antenna or a half-wave dipole antenna.

非接触ICタグは、RFID(Radio Frequency Identification) とも称され、個体の識別が可能な情報を保持するICチップを備え、この情報を無線通信によって非接触で読み取りできるようにされているタグに関する。このようなICタグは、例えば、運送や流通、倉庫、工場工程管理、荷物の取り扱い等の分野で利用されている。   The non-contact IC tag is also referred to as an RFID (Radio Frequency Identification), and relates to a tag that includes an IC chip that holds information capable of identifying an individual and can read this information by wireless communication in a non-contact manner. Such IC tags are used in fields such as transportation and distribution, warehouses, factory process management, and handling of luggage.

近年、従来からの13.56MHz帯もしくはマイクロ波帯(2.45GHz)の非接触ICタグに加えて、わが国でも法改正によりUHF帯(952M〜955MHz)を使用することが可能になり、当該UHF帯非接触ICタグの実用化が図られている。
UHF帯ICタグは、電磁誘導方式の13.56MHz帯の非接触ICタグに比べて遠距離(3〜5メートル)からの一括読み取りが可能である。また、マイクロ波帯ICタグも1〜1.5メートルの距離の通信が可能であり、今後、それらの特徴を活かした用途での普及が見込まれている。
In recent years, in addition to the conventional 13.56 MHz band or microwave band (2.45 GHz) non-contact IC tag, it has become possible to use the UHF band (952 M to 955 MHz) in Japan due to the revision of the law. Band non-contact IC tags are being put to practical use.
The UHF band IC tag can be collectively read from a long distance (3 to 5 meters) as compared to the electromagnetic induction type 13.56 MHz band non-contact IC tag. Further, the microwave band IC tag can communicate at a distance of 1 to 1.5 meters, and is expected to be widely used in applications that take advantage of these features in the future.

UHF帯ICタグが使えるわが国の周波数帯は、2005年の法改正により高出力型が952M〜954MHzの2MHz、低出力型が952M〜955MHzの3MHzが使用可能とされている。なお、電波の分類ではUHF帯は300M〜3GHzを指すが、非接触ICタグの場合は860M〜960MHzを使うタグを指すことが多い。上記範囲に含まれる2.45GHz帯を使うICタグは、通常UHF帯ICタグとは言わず、マイクロ波帯ICタグとされている。   Japan's frequency band where UHF band IC tags can be used is 2 MHz from 952 M to 954 MHz for the high output type and 3 MHz from 952 M to 955 MHz for the low output type due to the revision of the law in 2005. In the classification of radio waves, the UHF band indicates 300 M to 3 GHz, but in the case of a non-contact IC tag, it often refers to a tag using 860 M to 960 MHz. The IC tag using the 2.45 GHz band included in the above range is not usually called an UHF band IC tag but is a microwave band IC tag.

ところで、非接触ICタグは誘電体である物品に被着して使用するため、実際に使用する場合は、自由空間(真空)に対して電波を放射することを前提として設計した共振周波数に対して、被着体への貼り付け時の共振周波数は多少(1〜40MHz程度)変化することが知られている。共振周波数の変化はリーダライタに対する読み取り性能を低下させるので、結果として通信距離の低下となる。特に、牛乳パックや酒パック、ペットボトル入り液体、大根、ゴムタイヤのように水分含有量の多い物体や誘電体、に貼り付けた場合は、アンテナ素子を通る電磁波が減少して誘起電力が低下する現象が顕著である。この場合は通信距離が極端に低下し、リーダライタ(R/W)との通信が確保できなくなる問題がある。   By the way, since the non-contact IC tag is used by being attached to an article that is a dielectric material, when actually used, the non-contact IC tag has a resonance frequency designed on the assumption that radio waves are radiated to free space (vacuum). Thus, it is known that the resonance frequency at the time of attachment to the adherend changes somewhat (about 1 to 40 MHz). Since the change in the resonance frequency deteriorates the reading performance with respect to the reader / writer, the communication distance decreases as a result. In particular, when pasted on milk or liquor packs, plastic bottled liquids, radishes, rubber tires or other objects with high water content or dielectrics, the electromagnetic wave passing through the antenna element decreases and the induced power decreases. Is remarkable. In this case, there is a problem that the communication distance is extremely reduced, and communication with the reader / writer (R / W) cannot be secured.

一般に、非接触ICタグラベルの周波数特性はICチップまたは回路の浮遊容量や外部環境(前記のように被着体の誘電率等)により決定される。非接触ICタグは、後から回路変更や部品交換は不可能である。ICチップの容量(C成分)やアンテナ回路のインダクタンス(L成分)は、ある程度予測できるが被着体の状態までは予測できないからである。被着体の状況に応じて共振周波数の異なる各種非接触ICタグを使用すること、すなわち、共振周波数の異なる非接触ICタグラベルを多種類製造して準備することはできるが、物品に貼着する際に、特性を調査し多種類の非接触ICタグラベルの中から適合するものを選んで使用することは手間がかかり、現実的には不可能である。
また、実質的に同一周波数が使用される場合であっても、より多くの情報量を必要とする特定の用途において、当該ICチップが搭載するメモリ量に不足がある場合などは別種のICチップを使用する必要がある場合もある。
Generally, the frequency characteristics of the non-contact IC tag label are determined by the stray capacitance of the IC chip or circuit and the external environment (such as the dielectric constant of the adherend as described above). The non-contact IC tag cannot be changed or replaced later. This is because the capacitance (C component) of the IC chip and the inductance (L component) of the antenna circuit can be predicted to some extent, but the state of the adherend cannot be predicted. Depending on the condition of the adherend, various non-contact IC tags having different resonance frequencies can be used, that is, many types of non-contact IC tag labels having different resonance frequencies can be manufactured and prepared, but they are attached to articles. At this time, it is troublesome and practically impossible to investigate the characteristics and select a suitable one from a variety of non-contact IC tag labels.
Further, even when substantially the same frequency is used, if the amount of memory mounted on the IC chip is insufficient in a specific application that requires a larger amount of information, another type of IC chip is used. You may need to use

そこで本発明は、アンテナ素子を一定のものとし、当該アンテナ素子に適合する複数種のインターポーザを準備しておき状況に応じて、適切な周波数や用途に適合するインターポーザを選択して使用することを企図するものである。そのようにすれば、一定形状の平面アンテナ素子だけが形成されたアンテナラベルを予め多数準備しておき、被着体や用途の状況に応じて最適の周波数が得られるインターポーザを選択して、或いは同一周波数であっても目的に適合したICチップのインターポーザを選択して、アンテナラベルに装着して使用することが可能になる。   In view of this, the present invention provides a fixed antenna element, prepares multiple types of interposers suitable for the antenna element, and selects and uses an interposer suitable for an appropriate frequency and application according to the situation. It is intended. By doing so, a large number of antenna labels on which only planar antenna elements having a fixed shape are formed are prepared in advance, and an interposer that can obtain an optimum frequency according to the adherend and the situation of use is selected, or Even at the same frequency, an IC chip interposer suitable for the purpose can be selected and attached to the antenna label for use.

非接触ICタグ用インターポーザに関しては、特許文献1、特許文献2等の先行技術がある。しかし、特許文献1は、2つの薄い金属フィルムアンテナ間に接着して、RFIDを完成させるという考えだけのものであり、インターポーザ自体を選択して使用することにより周波数を調製することについては記載していない。
特許文献2は、RFIDタグを記載し、RFIDタグ部は、本願のインターポーザに相当すると考えられる。しかし、当該RFIDタグ部は、異なるアンテナパターンに使用することを目的とするので、本願のように同一形状、特性のアンテナ素子に適用するのとは相違している。なお、ダイポールアンテナからなる移動体識別システムにおいて、アンテナの指向性を維持しつつ、インピーダンス調製を行う先行技術として特許文献3があるが、周波数調製方法は本願と相違している。
Regarding the non-contact IC tag interposer, there are prior arts such as Patent Document 1 and Patent Document 2. However, Patent Document 1 is only about the idea of bonding between two thin metal film antennas to complete an RFID, and describes that the frequency is adjusted by selecting and using the interposer itself. Not.
Patent Document 2 describes an RFID tag, and the RFID tag portion is considered to correspond to the interposer of the present application. However, since the RFID tag portion is intended to be used for different antenna patterns, it is different from being applied to antenna elements having the same shape and characteristics as in the present application. In addition, in the moving body identification system which consists of a dipole antenna, there exists patent document 3 as prior art which performs impedance adjustment, maintaining the directivity of an antenna, but the frequency adjustment method is different from this application.

特開2000−311233号公報JP 2000-311233 A 特開2007− 52660号公報JP 2007-52660 A 特開2004−104344号公報JP 2004-104344 A

上記のように、UHF帯非接触ICタグにおいては、被着体の誘電率によって周波数が変動することが多い。この場合、完成した非接触ICタグを多種類準備しておき、状況に応じて選択して使用することは不可能ではないが、実際問題として困難である。また、特許文献2のように、一定のRFID部に対して、アンテナパターンを複数種準備して使用することも考えられるが、アンテナパターンを予め多数種類準備するのは煩雑となる。
そこで、本発明では、より基材面積を小サイズにできるインターポーザを複数種類準備しておき、被着体の状況に応じて同一平面アンテナ素子に対して、適用できる最適のインターポーザを選択して使用することを企図するものである。
As described above, in UHF band non-contact IC tags, the frequency often varies depending on the dielectric constant of the adherend. In this case, it is not impossible to prepare many types of completed non-contact IC tags and select them according to the situation, but it is difficult as an actual problem. In addition, as in Patent Document 2, it is conceivable to prepare and use a plurality of types of antenna patterns for a certain RFID unit, but it is troublesome to prepare many types of antenna patterns in advance.
Therefore, in the present invention, a plurality of types of interposers capable of reducing the substrate area to a smaller size are prepared, and the optimum applicable interposer is selected and used for the same planar antenna element according to the situation of the adherend. It is intended to do.

上記課題を解決する本発明の要旨の1は、ベースフィルムに形成された同一形状、同一特性の平面アンテナ素子の給電部端子間に、異なる特性の非接触タグ用ICチップとインピーダンス調製パターンからなるインターポーザを装着して、UHF帯またはマイクロ波帯の所定周波数内で通信できる、2種以上の非接触ICタグを得る製造方法において、インピーダンス調整パターンとして、前記ICチップを接続する回路とその回路端間を短絡する回路からなるものを用いることを特徴とする非接触ICタグの製造方法、にある。
One of the gist of the present invention for solving the above-mentioned problems consists of a non-contact tag IC chip having different characteristics and an impedance adjustment pattern between power supply terminal terminals of planar antenna elements having the same shape and characteristics formed on the base film. In a manufacturing method for obtaining two or more kinds of non-contact IC tags that can be mounted within a predetermined frequency of UHF band or microwave band by mounting an interposer, a circuit for connecting the IC chip and its circuit end as an impedance adjustment pattern A non-contact IC tag manufacturing method is characterized by using a circuit comprising a circuit for short-circuiting between them.

本発明の要旨の2は、ベースフィルムに形成された同一形状、同一特性の平面アンテナ素子の給電部端子間に、同一特性の非接触タグ用ICチップと異なるインピーダンス調製パターンからなるインターポーザを装着して、UHF帯またはマイクロ波帯の所定周波数内で通信できる、2種以上の非接触ICタグを得る製造方法において、インピーダンス調整パターンとして、前記ICチップを接続する回路とその回路端間を短絡する回路からなるものを用いることを特徴とする非接触ICタグの製造方法、にある。
According to the second aspect of the present invention, an interposer having an impedance adjustment pattern different from an IC chip for a non-contact tag having the same characteristics is mounted between power supply terminal terminals of planar antenna elements having the same shape and characteristics formed on the base film. In a manufacturing method for obtaining two or more types of non-contact IC tags that can communicate within a predetermined frequency in the UHF band or microwave band, a circuit connecting the IC chip and a circuit end thereof are short-circuited as an impedance adjustment pattern. A non-contact IC tag manufacturing method characterized by using a circuit .

上記非接触ICタグの製造方法において、平面アンテナ素子を1波長ループアンテナとすることも、半波長ダイポールアンテナとすることも可能であり、所定周波数を952MHz〜955MHzである、ようにすることもできる。また、製造された非接触ICタグのアンテナ利得のピークが、前記所定周波数内にあること、も好ましい。
In the non-contact IC tag manufacturing method, the planar antenna element can be a single wavelength loop antenna or a half wavelength dipole antenna, and the predetermined frequency can be 952 MHz to 955 MHz. . It is also preferable that the peak of the antenna gain of the manufactured non-contact IC tag is within the predetermined frequency .

本発明の非接触ICタグの製造方法では、予め、同一の平面アンテナ素子だけが形成されているICタグラベルを多数準備しておき、被着体の状況に応じて、各種のインターポーザの中から適切なインターポーザを選択して装着して使用できるので、完成した多種類のICタグを備えておかなければならない無駄を排除できる。
得られる非接触ICタグは、同一の平面アンテナ素子からなるので、周波数特性を変化させても指向特性を大きく変化させない特徴がある。
In the non-contact IC tag manufacturing method of the present invention, a large number of IC tag labels on which only the same planar antenna element is formed are prepared in advance, and are appropriately selected from various interposers according to the situation of the adherend. Since a suitable interposer can be selected and used, it is possible to eliminate waste that must be provided with a variety of completed IC tags.
Since the obtained non-contact IC tag is composed of the same planar antenna element, there is a feature that the directivity is not greatly changed even if the frequency characteristic is changed.

請求項1の製造方法では、異なる特性の非接触タグ用ICチップとインピーダンス調製パターンからなるインターポーザを使用するので、インターポーザの選択範囲が広くなり、周波数および使用目的に適合した非接触ICタグが得られる。
請求項2の製造方法では、同一特性の非接触タグ用ICチップとインピーダンス調製パターンからなるインターポーザを使用するので、ICチップが異なることによる使用上の制限を少なくすることができる。
In the manufacturing method of claim 1, since an interposer comprising an IC chip for a non-contact tag with different characteristics and an impedance adjustment pattern is used, the selection range of the interposer is widened, and a non-contact IC tag suitable for the frequency and intended use can be obtained. It is done.
In the manufacturing method according to the second aspect, since the interposer including the IC chip for the non-contact tag and the impedance adjustment pattern having the same characteristics is used, restrictions on use due to the different IC chips can be reduced.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を、さらに詳しく説明する。
図1は、非接触ICタグの平面アンテナ素子を示す平面図、図2は、本発明で使用するインターポーザの一例を示す図、図3は、1波長ループアンテナにインターポーザを装着した状態図、図4、図5は、アンテナ入力インピーダンスの周波数特性を示す図、図6は、ICタグのアンテナ利得を示す図、図7は、同リターンロスを示す図、である。
図8は、半波長ダイポールアンテナにインターポーザを装着した状態図、図9は、ICタグのアンテナ利得を示す図、図10は、同リターンロスを示す図、である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a planar antenna element of a non-contact IC tag, FIG. 2 is a diagram showing an example of an interposer used in the present invention, and FIG. 3 is a state diagram in which the interposer is mounted on a one-wavelength loop antenna. 4 and 5 are diagrams illustrating the frequency characteristics of the antenna input impedance, FIG. 6 is a diagram illustrating the antenna gain of the IC tag, and FIG. 7 is a diagram illustrating the return loss.
FIG. 8 is a state diagram in which an interposer is mounted on a half-wave dipole antenna, FIG. 9 is a diagram showing the antenna gain of the IC tag, and FIG. 10 is a diagram showing the return loss.

図1は、非接触ICタグの平面アンテナ素子を示す平面図であって、図1(A)は1波長ループアンテナ、図1(B)は半波長ダイポールアンテナ、を示している。
1波長ループアンテナの場合は、図1(A)のように、ラベル基材10面に屈曲した凹凸形状からなるアンテナパターン2を形成する。アンテナラベル1aには、例えば、幅H1が40〜45mm、長さL1が70〜80mmのアンテナパターン2を納める大きさのプラスチック基材を使用する。アンテナパターン2の端部(給電部)には、インターポーザを装着する接続端部2a,2bが形成されている。アンテナパターン2の全長とインターポーザのICチップを含む線路の全長が、UHF帯による交信周波数の略1波長になるように形成されている。
FIG. 1 is a plan view showing a planar antenna element of a non-contact IC tag. FIG. 1A shows a one-wavelength loop antenna, and FIG. 1B shows a half-wave dipole antenna.
In the case of a one-wavelength loop antenna, as shown in FIG. 1A, an antenna pattern 2 having an uneven shape bent on the surface of the label substrate 10 is formed. For the antenna label 1a, for example, a plastic substrate having a size that accommodates the antenna pattern 2 having a width H1 of 40 to 45 mm and a length L1 of 70 to 80 mm is used. Connection ends 2a and 2b to which an interposer is attached are formed at the end (feeding portion) of the antenna pattern 2. The total length of the antenna pattern 2 and the total length of the line including the IC chip of the interposer are formed to be approximately one wavelength of the communication frequency by the UHF band.

アンテナパターン2は、ラベル基材10にアルミニウム箔や銅箔をラミネートした基材をフォトエッチングして形成することが多い。この金属箔には、10〜20μm程度の厚みのものを使用する。アンテナパターン2の接続端部2a,2bは金属面が露出している必要があるが、その他の部分は、保護フィルムで覆われていてもよい。ラベル基材10のアンテナパターン2の反対側面には、剥離紙で保護された粘着剤層を有するのが通常であり、当該粘着剤により被着体に貼着する。ただし、粘着剤層を使用しないで用いられる場合もある。   The antenna pattern 2 is often formed by photoetching a base material obtained by laminating an aluminum foil or a copper foil to the label base material 10. A metal foil having a thickness of about 10 to 20 μm is used. The connection end portions 2a and 2b of the antenna pattern 2 need to have exposed metal surfaces, but other portions may be covered with a protective film. The label substrate 10 usually has an adhesive layer protected with a release paper on the opposite side of the antenna pattern 2 and is adhered to the adherend with the adhesive. However, it may be used without using an adhesive layer.

半波長ダイポールアンテナの場合は、図1(B)のように、ラベル基材10面に左右のアンテナパターン3L,3Rを形成し、アンテナパターン3の端部(給電部)に、インターポーザを装着する接続端部3a,3bを形成する。図1(B)の場合、線路全長は90mm程度となるが、動作としては半波長ダイポールアンテナとなるものである。アンテナパターン3の製造方法や使用材料は、1波長ループアンテナの場合と同様である。
ただし、上記各アンテナパターン2,3の形状は例示であり、所定の特性が得られれば、任意のパターンを使用できるものである。半波長ダイポールアンテナも一般的なライン形状や屈曲した形状のものであってよい。
In the case of a half-wave dipole antenna, the left and right antenna patterns 3L and 3R are formed on the surface of the label substrate 10 as shown in FIG. 1B, and an interposer is attached to the end (feeding portion) of the antenna pattern 3. Connection end portions 3a and 3b are formed. In the case of FIG. 1B, the total length of the line is about 90 mm, but the operation is a half-wave dipole antenna. The manufacturing method and materials used for the antenna pattern 3 are the same as in the case of the one-wavelength loop antenna.
However, the shapes of the antenna patterns 2 and 3 are examples, and any pattern can be used as long as predetermined characteristics are obtained. The half-wave dipole antenna may also have a general line shape or a bent shape.

図2は、本発明で使用するインターポーザの一例を示す図であって、図2(A)は平面図、図2(B)は図2(A)のA−A線断面図、である。
インターポーザ4は、非接触ICタグ用ICチップ5とインピーダンス調製パターン(「整合回路」ともいう。)6とからなっている。ICチップ5は、データを保持する記憶領域と、送受信を制御する回路部からなるものである。線路7a,7bの両端には、アンテナパターン2,3に装着する接続端部4a,4bを備えている。インターポーザ4の線路7a,7bとインピーダンス調製パターン6はアンテナパターン同様、ラベル基材20面にラミネートした金属箔をフォトエッチングして製造することが多い。
ICチップ5とインピーダンス調製パターン6の形状や長さ等により、インターポーザ4の特性が変化するようにされている。
2A and 2B are diagrams illustrating an example of an interposer used in the present invention. FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
The interposer 4 includes a non-contact IC tag IC chip 5 and an impedance adjustment pattern (also referred to as “matching circuit”) 6. The IC chip 5 includes a storage area for holding data and a circuit unit for controlling transmission and reception. Connection ends 4a and 4b attached to the antenna patterns 2 and 3 are provided at both ends of the lines 7a and 7b. The lines 7a and 7b and the impedance adjustment pattern 6 of the interposer 4 are often manufactured by photo-etching a metal foil laminated on the surface of the label base 20 like the antenna pattern.
The characteristics of the interposer 4 are changed depending on the shape and length of the IC chip 5 and the impedance adjustment pattern 6.

図2(B)の断面図のように、ICチップ5は、接続端部4a,4bから導かれる線路7a,7bの間に実装されている。ICチップ5の線路7a,7bへの固定は、導電性接着剤等により行われる。ICチップ5と線路7a,7b、および接続端部4a,4bは、アンテナラベル1aの露出した接続端部2a,2bに装着するため、アンテナラベル基材10側に面するようにするのが好ましい。この場合には、インターポーザラベル基材20がICチップ5や接続端部4a,4bを保護するために有効となる。接続端部4a,4b面を含むラベル基材20面は異方導電性接着剤8が塗布されている。もっとも導電性接着剤8を使用しないで超音波等で接続するものであってもよい。インターポーザ4は、通常は複数の単位が連続した帯状の形態にして、ラベル貼り器等で連続装着する作業が可能なようにされている。   As shown in the sectional view of FIG. 2B, the IC chip 5 is mounted between the lines 7a and 7b guided from the connection ends 4a and 4b. The IC chip 5 is fixed to the lines 7a and 7b with a conductive adhesive or the like. The IC chip 5, the lines 7a and 7b, and the connection ends 4a and 4b are preferably attached to the exposed connection ends 2a and 2b of the antenna label 1a so that they face the antenna label substrate 10 side. . In this case, the interposer label base material 20 is effective for protecting the IC chip 5 and the connection end portions 4a and 4b. An anisotropic conductive adhesive 8 is applied to the surface of the label substrate 20 including the surfaces of the connecting end portions 4a and 4b. Of course, the conductive adhesive 8 may be used for connection with ultrasonic waves or the like. The interposer 4 is usually in the form of a band in which a plurality of units are continuous, and can be continuously attached with a label applicator or the like.

以上のように、本発明は同一形状、同一特性の平面アンテナ素子の給電部端子間に、異なる特性、または同一特性の非接触タグ用ICチップ5とインピーダンス調製パターン6とからなるインターポーザ4を装着して、UHF帯の所定周波数内で通信できる、2種以上の非接触ICタグを得る、ことを目的とする。   As described above, according to the present invention, the interposer 4 including the IC chip 5 for the non-contact tag having the different characteristics or the same characteristics and the impedance adjustment pattern 6 is mounted between the power feeding portion terminals of the planar antenna elements having the same shape and the same characteristics. An object of the present invention is to obtain two or more types of non-contact IC tags that can communicate within a predetermined frequency in the UHF band.

UHF帯は、日本国内では950MHz〜956MHzとされるが、実際にはそのうちの952MHz〜955MHzの帯域を割り当て、950MHz〜951MHzと955MHz〜956MHzの帯域は、それぞれ両側の周波数を使っている携帯電話システムとの干渉を防ぐための空き帯域とされている。UHF帯の所定周波数内で通信できるとは、ICタグ1を被着体に装着した際に当該範囲の周波数で通信できることを意味する。
前記のように被着体により、1〜40MHz程度変化することを考慮すると、40MHz程度(1のICタグを中心として±20MHz)の変動は必要になり、日本と米国、またはヨーロッパとの仕向け先の違いを考慮すると、140MHz程度(1のICタグを中心として±70MHz)の範囲で変化できることも必要になる。
なお、UHF帯は日本国内では、上記帯域とされるが、米国では、902MHz〜928MHzとされ、ヨーロッパでは、865MHz〜868MHzとされている。従って、これらの帯域もUHF帯の所定周波数である。また、2種以上とは、2種であってもそれ以上の数であってももちろん構わない。
The UHF band is assumed to be 950 MHz to 956 MHz in Japan. Actually, the band of 952 MHz to 955 MHz is allocated, and the band of 950 MHz to 951 MHz and 955 MHz to 956 MHz uses the frequencies on both sides, respectively. It is considered as a free band to prevent interference. The ability to communicate within a predetermined frequency in the UHF band means that communication can be performed at a frequency within the range when the IC tag 1 is attached to the adherend.
Considering the change of about 1 to 40 MHz depending on the adherend as described above, a fluctuation of about 40 MHz (± 20 MHz centering on one IC tag) is required, and the destination in Japan and the United States or Europe In consideration of this difference, it is also necessary to be able to change within a range of about 140 MHz (± 70 MHz centered on one IC tag).
The UHF band is the above band in Japan, but is 902 MHz to 928 MHz in the United States, and 865 MHz to 868 MHz in Europe. Therefore, these bands are also predetermined frequencies in the UHF band. Of course, two or more types may be two types or more.

(Aチップ用インターポーザ)
図3は、図1(A)の1波長ループアンテナ2の接続端部2a,2bに、インターポーザ4を装着した状態であって、図3(A)は、Aチップ用インターポーザ4Aを装着した状態のICタグ1A、図3(B)は、Bチップ用インターポーザ4Bを装着した状態のICタグ1Bである。アンテナパターン2の幅H1は42.0mm、長さL1は74.0mmとなった。アンテナの線路幅は、1mmである。アンテナラベル1aのラベル基材10には、厚み20μmのポリエチレンテレフタレート(PET)シートを使用し、金属箔には、厚み15μmのアルミニウム箔を使用した。インターポーザ4A,4Bにも同一材料の同一厚みのものを使用した。
(Interposer for A chip)
3 shows a state in which the interposer 4 is attached to the connection ends 2a and 2b of the one-wavelength loop antenna 2 in FIG. 1A, and FIG. 3A shows a state in which the A-chip interposer 4A is attached. FIG. 3B shows the IC tag 1B in a state where the B chip interposer 4B is mounted. The antenna pattern 2 had a width H1 of 42.0 mm and a length L1 of 74.0 mm. The line width of the antenna is 1 mm. A 20 μm thick polyethylene terephthalate (PET) sheet was used for the label substrate 10 of the antenna label 1a, and an aluminum foil of 15 μm thickness was used for the metal foil. Interposers 4A and 4B were also made of the same material and the same thickness.

図3(A)のICタグ1AのAチップ5はUHF帯用非接触ICタグ用チップであり、最適なアンテナ入力インピーダンスは30+j110Ω(メーカー公称値)である。
なお、アンテナパターン2とインピーダンス調製パターン(整合回路)6の合計線路長はアンテナパターン2の折り曲げ部を含み約330mmとなった。
The A chip 5 of the IC tag 1A in FIG. 3A is a UHF band non-contact IC tag chip, and the optimum antenna input impedance is 30 + j110Ω (manufacturer nominal value).
The total line length of the antenna pattern 2 and the impedance adjustment pattern (matching circuit) 6 was about 330 mm including the bent portion of the antenna pattern 2.

図4は、ICタグ1Aのアンテナ入力インピーダンスの周波数特性を示す図である。有限要素法によるシュミレーション計算結果(以下も同様)である。図4の実線は、インピーダンスの実数部、点線は虚数部を示している。953MHzにおいて、入力インピーダンスは約30+j120Ωとなっている。前記最適なアンテナ入力インピーダンス値に対して、実用上問題にならない数値を示している。   FIG. 4 is a diagram showing the frequency characteristics of the antenna input impedance of the IC tag 1A. It is a simulation calculation result by the finite element method (the same applies below). The solid line in FIG. 4 indicates the real part of the impedance, and the dotted line indicates the imaginary part. At 953 MHz, the input impedance is about 30 + j120Ω. For the optimum antenna input impedance value, a numerical value that does not cause a problem in practice is shown.

(Bチップ用インターポーザ)
図3(B)のICタグ1BのBチップ5はUHF帯用非接触ICタグ用チップであり、最適なアンテナ入力インピーダンスは20+j200Ω(メーカー公称値)である。
なお、アンテナパターン2とインピーダンス調製パターン(整合回路)6の合計線路長はアンテナパターン2の折り曲げ部を含み約339mmとなった。インターポーザ4Bは、チップ5に接続している回路と、それを短絡している整合回路6との間隔および接続位置等の点で、インターポーザ4Aと相違している。
(B chip interposer)
The B chip 5 of the IC tag 1B in FIG. 3B is a UHF band non-contact IC tag chip, and the optimum antenna input impedance is 20 + j 200Ω (manufacturer nominal value).
The total line length of the antenna pattern 2 and the impedance adjustment pattern (matching circuit) 6 was about 339 mm including the bent portion of the antenna pattern 2. The interposer 4B is different from the interposer 4A in terms of the distance between the circuit connected to the chip 5 and the matching circuit 6 that short-circuits it, the connection position, and the like.

図5は、ICタグ1Bのアンテナ入力インピーダンスの周波数特性を示す図であって、実線はインピーダンスの実数部、点線はインピーダンスの虚数部を示している。953MHzにおいて、約19+j208Ωとなっている。この場合も前記最適なアンテナ入力インピーダンス値に対して、実用上問題にならない数値を示している。   FIG. 5 is a diagram showing the frequency characteristics of the antenna input impedance of the IC tag 1B. The solid line shows the real part of the impedance, and the dotted line shows the imaginary part of the impedance. At 953 MHz, it is about 19 + j208Ω. Also in this case, a numerical value that does not cause a problem in practice is shown for the optimum antenna input impedance value.

図6は、ICタグ1A,1Bのアンテナ利得を示す図、図7は、同リターンロスを示す図である。共に、実線はAチップを用いたICタグを、点線はBチップを用いたICタグを示している。図6のように、ICタグ1A,1B共に953MHz付近に利得のピークがあることが見て取れる。利得値が高いほどICタグとしての通信距離は大きくなるので、953MHz用のタグとして適切な設計となっていることがわかる。   FIG. 6 is a diagram showing the antenna gain of the IC tags 1A and 1B, and FIG. 7 is a diagram showing the return loss. In both figures, a solid line indicates an IC tag using an A chip, and a dotted line indicates an IC tag using a B chip. As shown in FIG. 6, it can be seen that both IC tags 1A and 1B have a gain peak near 953 MHz. As the gain value is higher, the communication distance as the IC tag becomes larger, so that it can be seen that the design is suitable as a tag for 953 MHz.

また、図7のように、ICタグ1A,1B共に953MHz付近にリターンロスの谷があることが見て取れる。リターンロスはグラフ上で下方向にいくほど、ICチップとアンテナの整合が取れ損失が少ないことを意味するので、ICタグ1A,1B共に953MHzに対して適切な設計となっていることがわかる。
以上の結果からは、同一形状、同一特性の平面アンテナ素子に異なる種類のICチップを搭載した異なるインターポーザを装着して、実質的に、953MHzの同一周波数特性のICタグが製造可能なことがわかった。もちろん、所定周波数内で異なる周波数特性のICタグ1が得られることも明らかである。
Further, as shown in FIG. 7, it can be seen that both IC tags 1A and 1B have a return loss valley in the vicinity of 953 MHz. As the return loss goes down on the graph, it means that the IC chip and the antenna are matched and the loss is small. Therefore, it can be seen that both the IC tags 1A and 1B are designed appropriately for 953 MHz.
From the above results, it can be seen that it is possible to manufacture an IC tag with substantially the same frequency characteristic of 953 MHz by mounting different interposers with different types of IC chips mounted on planar antenna elements having the same shape and characteristics. It was. Of course, it is obvious that IC tags 1 having different frequency characteristics within a predetermined frequency can be obtained.

(Cチップ用インターポーザ)
図8は、半波長ダイポールアンテナ3にCチップ用インターポーザを装着した状態であって、図8(A)は、図1(B)の半波長ダイポールアンテナ3の接続端部3a,3bに、Cチップ用インターポーザ4Cを装着した状態のICタグ1C、図8(B)は、Cチップ用インターポーザ4Dを装着した状態のICタグ1D、である。
図8(図1(B)参照)において、アンテナパターン2の幅H2は20mm、長さL2は88mmとなった。アンテナラベル1aのラベル基材10には、厚み20μmのPETシートを使用し、金属箔には、厚み15μmのアルミニウム箔を使用した。インターポーザ4C,4Dにも同一材料の同一厚みのものを使用した。
(Interposer for C chip)
FIG. 8 shows a state in which a C-chip interposer is mounted on the half-wave dipole antenna 3, and FIG. 8A shows the connection ends 3 a and 3 b of the half-wave dipole antenna 3 in FIG. The IC tag 1C with the chip interposer 4C attached, and FIG. 8B shows the IC tag 1D with the C chip interposer 4D attached.
In FIG. 8 (see FIG. 1B), the antenna pattern 2 has a width H2 of 20 mm and a length L2 of 88 mm. A PET sheet having a thickness of 20 μm was used for the label substrate 10 of the antenna label 1a, and an aluminum foil having a thickness of 15 μm was used for the metal foil. Interposers 4C and 4D were also made of the same material and the same thickness.

インターポーザ4C,4DのICチップ5は、アンテナ入力インピーダンス30+j120Ωの同一のものであり、インピーダンス調製パターン6のみが相違することになる。 図8(A)のICタグ1Cは、915MHz用に設計したインターポーザ4Cを装着したものであり、図8(B)のICタグ1Bは、865MHz用に設計したインターポーザ4Cを装着したものである。915MHzは米国(アメリカ)向けの、865MHzはヨーロッパ向けの設計仕様となる。   The IC chips 5 of the interposers 4C and 4D have the same antenna input impedance 30 + j120Ω, and only the impedance adjustment pattern 6 is different. The IC tag 1C in FIG. 8A is equipped with an interposer 4C designed for 915 MHz, and the IC tag 1B in FIG. 8B is equipped with an interposer 4C designed for 865 MHz. 915 MHz is designed for the United States (USA), and 865 MHz is designed for Europe.

図9は、ICタグ1C,1Dのアンテナ利得を示す図、図10は、同リターンロスを示す図である。共に、実線はインターポーザ4Cを用いたICタグ1C(915MHz)を、点線はインターポーザ4D用いたICタグ1D(865MHz)を示している。
図9のように、915MHz用に比べ865MHz用はより低い周波数に利得のピークがあることがわかる。利得が高いほどICタグとしての通信距離は大きくなるので、希望どおりの設計となっていることがわかる。
FIG. 9 is a diagram showing the antenna gain of the IC tags 1C and 1D, and FIG. 10 is a diagram showing the return loss. In both figures, the solid line indicates the IC tag 1C (915 MHz) using the interposer 4C, and the dotted line indicates the IC tag 1D (865 MHz) using the interposer 4D.
As shown in FIG. 9, it can be seen that there is a gain peak at a lower frequency for 865 MHz than for 915 MHz. The higher the gain, the greater the communication distance as an IC tag, and it can be seen that the design is as desired.

図10のように、915MHz用も865MHz用も、共に予定する周波数付近に谷があることが見て取れる。リターンロスはグラフ上で下方向にいくほど、ICチップ5とアンテナ素子の整合が取れていて損失が少ないことを意味するので、両設計例とも、予定の周波数帯に対して適切な設計となっていることがわかる。
以上より、同一のアンテナ素子に対して同一特性のICチップを搭載しても、インターポーザのインピーダンス調製パターン6の形状を違えることにより異なる周波数に適合したICタグを製造可能なことがわかる。
図8のICタグ1C,1Dに使用したインターポーザ4Dは、チップに接続している回路と、それを短絡している整合回路との間隔および接続位置等の点で、インターポーザ4Cと相違している。上記の違いがICタグの特性には大きな影響を与えている。
As shown in FIG. 10, it can be seen that there is a valley in the vicinity of the planned frequency for both 915 MHz and 865 MHz. As the return loss goes down on the graph, the IC chip 5 and the antenna element are matched and the loss is small. Therefore, both design examples are designed appropriately for the planned frequency band. You can see that
From the above, it can be seen that even when IC chips having the same characteristics are mounted on the same antenna element, IC tags adapted to different frequencies can be manufactured by changing the shape of the impedance adjustment pattern 6 of the interposer.
The interposer 4D used in the IC tags 1C and 1D in FIG. 8 is different from the interposer 4C in terms of the distance between the circuit connected to the chip and the matching circuit short-circuiting it, the connection position, and the like. . The above difference has a great influence on the characteristics of the IC tag.

非接触ICタグの平面アンテナ素子を示す平面図である。It is a top view which shows the planar antenna element of a non-contact IC tag. 本発明で使用するインターポーザの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the interposer used by this invention. 1波長ループアンテナにインターポーザを装着した状態図である。It is a state figure which attached the interposer to the 1 wavelength loop antenna. アンテナ入力インピーダンスの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of antenna input impedance. アンテナ入力インピーダンスの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of antenna input impedance. ICタグのアンテナ利得を示す図である。It is a figure which shows the antenna gain of an IC tag. 同リターンロスを示す図である。It is a figure which shows the return loss. 半波長ダイポールアンテナにインターポーザを装着した状態図である。FIG. 6 is a state diagram in which an interposer is attached to a half-wave dipole antenna. ICタグのアンテナ利得を示す図である。It is a figure which shows the antenna gain of an IC tag. 同リターンロスを示す図である。It is a figure which shows the return loss.

符号の説明Explanation of symbols

1 ICタグ
1a,1b アンテナラベル
2,3 アンテナパターン、平面アンテナ素子
4 ラベル状インターポーザ
4a,4b 接続端部
5 ICチップ
6 インピーダンス調製パターン
7a,7b 線路
8 異方導電性接着剤
10 ラベル基材
20 ラベル基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 IC tag 1a, 1b Antenna label 2, 3 Antenna pattern, planar antenna element 4 Label-like interposer 4a, 4b Connection end 5 IC chip 6 Impedance adjustment pattern 7a, 7b Line 8 Anisotropic conductive adhesive 10 Label base material 20 Label substrate

Claims (6)

ベースフィルムに形成された同一形状、同一特性の平面アンテナ素子の給電部端子間に、異なる特性の非接触タグ用ICチップとインピーダンス調製パターンからなるインターポーザを装着して、UHF帯またはマイクロ波帯の所定周波数内で通信できる、2種以上の非接触ICタグを得る製造方法において、インピーダンス調整パターンとして、前記ICチップを接続する回路とその回路端間を短絡する回路からなるものを用いることを特徴とする非接触ICタグの製造方法。 An interposer consisting of an IC chip for a non-contact tag with different characteristics and an impedance adjustment pattern is mounted between power supply terminals of planar antenna elements having the same shape and the same characteristics formed on the base film, and the UHF band or microwave band. In a manufacturing method for obtaining two or more kinds of non-contact IC tags capable of communicating within a predetermined frequency , an impedance adjustment pattern comprising a circuit to which the IC chip is connected and a circuit for short-circuiting between the circuit ends is used. A method for manufacturing a non-contact IC tag. ベースフィルムに形成された同一形状、同一特性の平面アンテナ素子の給電部端子間に、同一特性の非接触タグ用ICチップと異なるインピーダンス調製パターンからなるインターポーザを装着して、UHF帯またはマイクロ波帯の所定周波数内で通信できる、2種以上の非接触ICタグを得る製造方法において、インピーダンス調整パターンとして、前記ICチップを接続する回路とその回路端間を短絡する回路からなるものを用いることを特徴とする非接触ICタグの製造方法。 An interposer consisting of an impedance adjustment pattern different from an IC chip for a non-contact tag having the same characteristics is mounted between power supply terminals of planar antenna elements having the same shape and characteristics formed on the base film, and the UHF band or microwave band. In a manufacturing method for obtaining two or more types of non-contact IC tags that can communicate within a predetermined frequency , an impedance adjustment pattern that includes a circuit that connects the IC chip and a circuit that short-circuits the circuit ends is used . A method of manufacturing a non-contact IC tag, which is characterized. 平面アンテナ素子が1波長ループアンテナであることを特徴とする請求項1または請求項2記載の非接触ICタグの製造方法。 3. The method of manufacturing a non-contact IC tag according to claim 1, wherein the planar antenna element is a one-wavelength loop antenna. 平面アンテナ素子が半波長ダイポールアンテナであることを特徴とする請求項1または請求項2記載の非接触ICタグの製造方法。 3. The method of manufacturing a non-contact IC tag according to claim 1, wherein the planar antenna element is a half-wave dipole antenna. 所定周波数が952MHz〜955MHzであることを特徴とする請求項1または請求項2記載の非接触ICタグの製造方法。 3. The method for manufacturing a non-contact IC tag according to claim 1, wherein the predetermined frequency is 952 MHz to 955 MHz. 製造された非接触ICタグのアンテナ利得のピークが、前記所定周波数内にあることを特徴とする請求項1または請求項2記載の非接触ICタグの製造方法。3. The method of manufacturing a non-contact IC tag according to claim 1, wherein the peak of the antenna gain of the manufactured non-contact IC tag is within the predetermined frequency.
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