JP6028435B2 - Rfidタグ - Google Patents

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Description

本発明は、非接触で外部機器と情報のやり取りを行なうRFID(Radio_Frequency_IDentification)タグに関する。
近年、リーダライタに代表される外部機器と、電波によって非接触で情報のやり取りを行なう種々のRFIDタグが提案されている。
このRFIDタグの一種として、プラスチックや紙からなるベースシート上に電波通信用のアンテナパターンと回路チップが搭載された構成のものが提案されており、このようなタイプのRFIDタグについては、物品などに貼り付けられ、その物品に関する情報を外部機器とやり取りすることで物品の識別などを行なうという利用形態が考えられている。
特開2005−268090号公報
一般に、このようなRFIDタグを、ゴム等変形しやすい材料でつくられた物品の表面に貼り付けた場合、物品材料の変形によって、RFIDタグにも伸び、反り等の変形が生じ、内部のアンテナパターンが破断することがある。また、物品周囲の温度が変化した場合に、物品と、RFIDタグの外装材、ベースシートの線膨張係数の差異によって、物品とRFIDタグとの間に応力が発生し、内部のアンテナパターンが破断することがある。
あるいは、表面に曲面部あるいは角部を有する物品にRFIDタグを引き延ばして貼り付けた場合に、物品と、RFIDタグの外装材、ベースシートの曲率半径の差異によって、物品とRFIDタグとの間に引張り応力が発生し、内部のアンテナパターンが破断することがある。
本技術は、上記に鑑み、内部のアンテナパターンが破断しにくいRFIDタグを提供することを目的とする。
開示のRFIDタグによれば、対向する2辺に端部から交互に複数の第1のスリットが設けられたベースシートと、前記ベースシート上に、前記第1のスリットを避けて折り返して設けられたアンテナパターンと、前記ベースシート上に設けられ、前記アンテナパターンに電気的に接続するRFIDチップと、前記ベースシートの上下両面に設けられた弾性体シートと、前記弾性体シートの上下両面に設けられ、前記ベースシートの第1のスリットの位置に合わせて第2のスリットが設けられた保護シートとを含むRFIDタグが提供される。
開示のRFIDタグによれば、アンテナパターンが形成されたベースシートの対向する2辺に、互い違いにスリットが設けられているため、RFIDタグに伸縮応力が加えられたとしても、応力に対応してスリットの幅が変化するので、アンテナパターンに応力が加わりにくい。また、ベースシートを上下から挟み込む弾性体シートもベースシートに合わせて伸縮するので、ベースシートに応力が加わりにくい。さらに、弾性体シートを上下から挟み込む保護シートにも、ベースシートとのスリットの位置に合わせてスリットが設けられているため、ベースシート、弾性体シートに応力が加わりにくい。これらによって、例えば変形しやすい物品の変形、物品の曲面部や角部にあわせてRFIDタグが伸縮しても、アンテナパターンが破断しにくいRFIDタグを提供することができる。
本実施形態のRFIDタグを利用したシステムの例を示す図である。 一般的なRFIDの構造について説明する図である。 第1の実施形態のRFIDタグの構造について説明する図である。 第2の実施形態のRFIDタグの構造について説明する図である。 アンテナパターンとスリットの変形例について説明する図である。 本実施形態のRFIDタグの製造方法について説明する図である。 本実施形態のRFIDタグの製造方法について説明する図である。 本実施形態のRFIDタグの製造方法について説明する図である。 本実施形態のRFIDタグの物品への装着例について説明する図である。 本実施形態のRFIDタグの物品への装着例について説明する図である。
まず始めに、図1に、本実施形態のRFIDタグを利用したシステムの例を示す。
RFIDタグ100は、リーダライタ200が発する電磁場のエネルギーをアンテナパターンで電力として受け取り、その電力で回路チップ(RFIDチップ)が駆動されて通信動作が実現される。リーダライタ200は、物品300に貼り付けられたRFIDタグ100内部のRFIDチップに書きこまれたデータを読み取る。読み取ったデータは、リーダライタ200に接続されたコンピュータ等の情報機器に送られ、物品の管理を行なう。また、コンピュータ等の情報機器からデータをリーダライタ200に送り、RFIDタグ100内部のRFIDチップに書き込むことも可能である。
次いで、比較例として、図2を用いて一般的なRFIDタグ100の構造の例について説明する。図2(A)は、一般的なRFIDタグ100の平面透過図、図2(B)は、断面図を示す。
図2(A)に示すRFIDタグ100は、ベースシート10上に設けられたアンテナパターン2と、ベースシート10上にエポキシ系の接着剤で接着され、図示しないバンプを介してアンテナパターン2に電気的に接続された回路チップ1と、アンテナパターン2に電気的に接続されインダクタンスを生じさせるインダクタンスパターン4を有している。
図2(B)を参照して、RFIDタグ100は、アンテナパターン2、回路チップ1及びインダクタンスパターン4を覆ってベースシート10上に接着されたカバーシート8で構成されている。カバーシート8は、通常、PET材、ポリエステル材、ポリオレフィン材、ポリカーボネイト材、アクリル系材料等から選択された材料で構成されている。さらに、ベースシート10及びカバーシート8は保護のため樹脂等の外装90で覆われている。
以下に図面を参照して、本開示の技術にかかる実施の形態を詳細に説明する。
図3は、開示の技術を適用した第1の実施形態のRFIDタグの構造を示す図である。図3(A)は、第1の実施形態のRFIDタグ110の平面透過図、図3(B)は、断面図を示す。第1の実施形態のRFIDタグ110は、ベースシート10上に設けられたアンテナパターン2と、ベースシート10上にエポキシ系の接着剤で接着され、図示しないバンプを介してアンテナパターン2に電気的に接続された回路チップ1と、アンテナパターン2に電気的に接続されインダクタンスを生じさせるインダクタンスパターン4を有している。
本実施形態のRFIDタグ110においては、ベースシート10の短手方向に、図の上下方向から互い違いに複数のスリット20が設けられている。互い違いにしたのは、ベースシート10の短手方向の幅が局所的に短くなって、ベースシート10自体の強度が弱くならない様にするためである。
アンテナパターン2は、このスリット20を避けるように、曲線状に折り返す様に配線されている。また、インダクタンスパターン4が配線されている部分にも、ベースシート10端部からスリット20が設けられ、インダクタンスパターン4もスリット20を避ける様に、曲線状に折り返す様に配線されている。また、ベースシート10中央部のアンテナパターン2とインダクタンスパターン4によって囲まれる部分には、開口部22が設けられている。
次いで、図3(B)を参照して、ベースシート10は、上下からシリコンゴム等の弾性体からなる下側ゴムシート50と上側ゴムシート52によって挟み込まれている。ベースシート10のスリット20と、開口部22の間も、下側ゴムシート50と上側ゴムシート52によって占められる。さらに、下側ゴムシート50と上側ゴムシート52は、上下からPET材等からなる下側補強フィルム60と上側補強フィルム62によって挟み込まれている。下側補強フィルム60と上側補強フィルム62にも、ベースシート10のスリット20と、開口部22の位置に合わせて、スリット70と、開口部72が設けられている。
このように、ベースシート10には互い違いに複数のスリット20と開口部22が設けられているため、RFIDタグ110が長手方向(図の左右方向)に伸縮してベースシート10に伸縮応力が加えられたとしても、応力に対応してスリット20及び開口部22の幅が変化するので、アンテナパターン2及びインダクタンスパターン4に応力が加わりにくい。
また、ベースシート10を上下から挟み込む下側ゴムシート50と上側ゴムシート52も、ベースシート10の長手方向の伸縮に合わせて伸縮するので、ベースシート10に応力が加わりにくい。
さらに、下側ゴムシート50と上側ゴムシート52を上下から挟み込む下側補強フィルム60と上側補強フィルム62にも、互い違いに複数のスリット70と、開口部72が設けられているため、RFIDタグ110が長手方向(図の左右方向)に伸縮して下側補強フィルム60と上側補強フィルム62に伸縮応力が加えられたとしても、応力に対応してスリット70及び開口部72の幅が変化するので、下側ゴムシート50と上側ゴムシート52に応力が加わりにくい。
これらによって、RFIDタグ110が長手方向(図の左右方向)に伸縮したとしても、アンテナパターン2とインダクタンスパターン4には、応力が加わりにくいので、破断しにくいという効果を有する。
図4(A)は、第2の実施形態のRFIDタグ120の平面透過図、図4(B)は、断面図を示す。第2の実施形態のRFIDタグ120と、第1の実施形態のRFIDタグ110との差異は、インダクタンスパターン4の形状が異なる。
回路チップ1は、(図示しない)バンプを介してアンテナパターン2に接続されている。その接続部には(図示しない)接着剤が充填されているため、回路チップ1とアンテナパターン2との間に、設計上不要な微小なキャパシタが形成される。このようなキャパシタの容量(寄生容量)は、アンテナパターン2から回路チップ1への電力の入力を妨げ、RFIDタグの通信距離を劣化させる等の不具合を生じさせる場合がある。
そこで、インダクタンスパターン4を設け、インダクタンスパターン4が生じさせるインダクタンスと上記の寄生容量とで共振を発生させることによってこの寄生容量が打ち消されるように構成されている。この寄生容量は、回路チップ1とアンテナパターン2との相対的な位置関係によって変化するため、共振を発生させるインダクタンスパターン4の形状も変える必要がある。
次いで、図5を参照して、アンテナパターン2の折り返し形状と、ベースシート10に設けるスリット20の形状を変えた変形例について、説明する。
スリット20は、ベースシート10の長手方向に対して左右(図では上下方向)から交互に設けられていれば良く、その形状、幅、スリットとスリットとの間隔については、種々の変更が可能である。また、アンテナパターン2及びインダクタンスパターン4の形状は、スリット20を避けるように配線されていれば良く、種々の変形が可能である。
図5(A)は、アンテナパターン2の折り返し形状を、正弦波形状にした実施例である。スリット20の形状及び間隔は、先に説明した第1の実施形態のRFIDタグ110と同じとしている。
図5(B)は、スリット20の形状を楔状(三角形)形状にして、アンテナパターン2の折り返し形状を、正弦波形状にした実施例である。スリット20の端部の方が大きく開いた形状となっているため、長手方向の曲げだけでなく、ねじれにも対応できる形状となっている。
図5(C)は、スリット20の幅とスリット20とスリット20との間隔を変えた実施例である。スリット幅W1と,スリット幅W1より幅広のスリット幅W2が混在しており、スリット20とスリット20との間隔もL1と、L1より間隔の狭いL2が混在している。
図5(D)は、スリット20の切れ込みの深さとそれに合わせてアンテナパターン2の折り返し幅を変えた実施例である。スリット20の切れ込み幅がD1と、D1よりも切れ込みが深いD2が混在している。また、アンテナパターン2の折り返し幅も、スリット20に合わせて、(図の上下方向の)振れ幅が異なっている。
次いで、図6〜図8を用いて、本実施形態のRFIDタグの製造方法について説明する。
まず、図6(A)を参照して、PETシート12上に、マスクを載せ、Agペーストでスクリーン印刷し、その後マスクを取り除くことにより、Agペーストからなるアンテナパターン2及びインダクタンスパターン4を形成する。
次いで、図6(B)を参照して、PETシート12のアンテナパターン2及びインダクタンスパターン4で囲まれた部分に、開口部22をレーザーでカットして形成する。次いで、PETシート12のアンテナパターン2及びインダクタンスパターン4の周囲をレーザーでカットしてベースシート10を切り出す。
次いで、アンテナパターン2に回路チップ1のバンプを介して半田等で固着する。さらに、回路チップ周囲をエポキシ系の接着材で固めて補強する。
次いで、図7を参照して、ベースシート10に上下から、下側ゴムシート50と上側ゴムシート52を接着する。
次いで、図8を参照して、予めスリット70、開口部72が形成された下側補強フィルム60と上側補強フィルム62を準備しておき、下側ゴムシート50と上側ゴムシート52に上下から接着する。
最後に、図9〜図10を用いて、本実施形態のRFIDタグ110,120の物品300への装着例について説明する。以下では、RFIDタグ110を例にして説明するが、RFID120についても同様に装着できる。
物品300の表面が平坦な場合は、RFIDタグ110の外側の下側補強フィルム60または上側補強フィルム62の一方に接着シートを貼り、物品300に貼り付ければよい。しかしながら、物品300の表面が曲面で、接着シートでは貼り付けにくい場合には、図9に示すバンド80を用いて物品300に固定する。
図9(A)は、本実施形態のRFIDタグ110をバンド80に取り付けた例を示す。バンド80の一方の端(図中左側)には、複数のボタン84が取り付けられており、バンドの他方の端(図中右側)には、前記ボタン84のうち1つに嵌め込むためのボタン82が取り付けられている。
図9(B)は、バンド80を用いてRFIDタグ110を円筒状の物品300に取り付けた状態を上方から見た図である。図9(C)は、バンド80を用いてRFIDタグ110を円筒状の物品300に取り付けた状態を側面から見た図である。
バンド80を、円筒状の物品300の周囲を取り囲むようにして巻き付け、バンド80の端で、物品300の周囲の長さに合わせて、複数のボタン84のうち1つにボタン82を嵌め込み、物品300に固定する。
図10は、本実施形態のRFIDタグ110を、ゴム等の弾性体に埋め込み環状のバンド86とした例を示す。図10(A)は、RFIDタグ110が埋め込まれたバンド86を円筒状の物品300に取り付けた状態を上方から見た図である。図9(B)は、環状のバンド86を円筒状の物品300に取り付けた状態を側面から見た図である。
収縮性があるRFIDタグ110を、弾性体に埋め込んでいるので、バンド86全体が収縮性を有する。よって、周囲の長さが異なる種々の物品300にも、収縮性のあるバンド86でRFIDタグ110を取り付けることが可能となる。
以上、実施形態について詳述したが、本発明の態様は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
以上の実施形態に関し、以下の付記を開示する。
(付記1)対向する2辺に端部から交互に複数の第1のスリットが設けられたベースシートと、
前記ベースシート上に、前記第1のスリットを避けて折り返して設けられたアンテナパターンと、
前記ベースシート上に設けられ、前記アンテナパターンに電気的に接続するRFIDチップと、
前記ベースシートの上面または下面のいずれか一方の面に設けられた弾性体シートと、
前記弾性体シートの前記ベースシートに接する面とは反対面に設けられ、前記ベースシートの第1のスリットの位置に合わせて第2のスリットが設けられた保護シートと
を含むことを特徴とするRFIDタグ。
(付記2)
さらに、前記ベースシート上には、前記アンテナパターンに電気的に接続するインダクタンスパターンが設けられ、
前記アンテナパターンと、前記インダクタンスパターンによって囲まれる前記ベースシートには、第1の開口部が設けられている
ことを特徴とする付記1に記載のRFIDタグ。
(付記3)
さらに、前記保護シートには、前記ベースシートの第1の開口部の位置に合わせて第2の開口部が設けられていることを特徴とする付記2に記載のRFIDタグ。
(付記4)
前記アンテナパターンの折り返しは、円弧形状である
ことを特徴とする付記1に記載のRFIDタグ。
(付記5)
前記アンテナパターンの折り返しは正弦波形状である
ことを特徴とする付記1に記載のRFIDタグ。
(付記6)
前記第1スリットは、第1の幅を有するスリットと、前記第1の幅より広い第2の幅を有するスリットを有する
ことを特徴とする付記1に記載のRFIDタグ。
(付記7)
前記第1スリットは、前記ベースシートの端部から切れ込みが第1の長さを有するスリットと、前記第1の長さより深い第2の長さを有するスリットを有する
ことを特徴とする付記1に記載のRFIDタグ。
(付記8)
前記第1スリットと隣接する他の第1のスリットとの距離が、第1の距離と、前記第1の距離より広い第2の距離を有する
ことを特徴とする付記1に記載のRFIDタグ。
(付記9)
前記アンテナパターンは、Agペーストからなる
ことを特徴とする付記1に記載のRFIDタグ。
(付記10)対向する2辺に端部から交互に複数の第1のスリットが設けられたベースシートと、
前記ベースシート上に、前記スリットを避けて折り返して設けられたアンテナパターンと、
前記ベースシート上に設けられ、前記アンテナパターンに電気的に接続するRFIDチップと、
前記ベースシートの上下両面に設けられた弾性体シートと、
前記弾性体シートの上下両面に設けられ、前記ベースシートの第1のスリットの位置に合わせて第2のスリットが設けられている保護シートと
を有するRFIDタグと、
前記RFIDチップに書き込まれたデータを読み込み、または前記RFIDチップにデータを書き込むリーダライタと
を含むことを特徴とするRFIDシステム。
1 回路チップ
2 アンテナパターン2
4 インダクタンスパターン
8 カバーシート
10 ベースシート
12 PETシート
20、70 スリット
22、72 開口部
50 下側ゴムシート
52 上側ゴムシート
60 下側補強フィルム
62 上側補強フィルム
80、86 バンド
82、84 ボタン
90 外装
100、110、120 RFIDタグ
200 リーダライタ
300 物品

Claims (12)

  1. 対向する2辺に端部から交互に複数の第1のスリットが設けられたベースシートと、
    前記ベースシート上に、前記複数の第1のスリットを避けて折り返して設けられたアンテナパターンと、
    前記ベースシート上に設けられ、前記アンテナパターンに電気的に接続するRFIDチップと、
    前記ベースシートの上面または下面のいずれか一方の面に設けられた弾性体シートと、
    前記弾性体シートの前記ベースシートに接する面とは反対面に設けられ、前記ベースシートの前記複数の第1のスリットの位置に合わせて複数の第2のスリットが設けられた保護シートと
    を含み、
    前記複数の第1のスリットは、第1の幅を有するスリットと、前記第1の幅より広い第2の幅を有するスリットを有し、
    前記複数の第1のスリットの前記ベースシートの端部からの切れ込みの長さは、前記ベースシートの短手方向の幅の1/2よりも長い
    ことを特徴とするRFIDタグ。
  2. さらに、前記ベースシート上には、前記アンテナパターンに電気的に接続するインダクタンスパターンが設けられ、
    前記アンテナパターンと、前記インダクタンスパターンによって囲まれる前記ベースシートには、第1の開口部が設けられている
    ことを特徴とする請求項1に記載のRFIDタグ。
  3. さらに、前記保護シートには、前記ベースシートの第1の開口部の位置に合わせて第2の開口部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載のRFIDタグ。
  4. 前記アンテナパターンの折り返しは、円弧形状である
    ことを特徴とする請求項1に記載のRFIDタグ。
  5. 前記アンテナパターンの折り返しは正弦波形状である
    ことを特徴とする請求項1に記載のRFIDタグ。
  6. 対向する2辺に端部から交互に複数の第1のスリットが設けられたベースシートと、
    前記ベースシート上に、前記複数の第1のスリットを避けて折り返して設けられたアンテナパターンと、
    前記ベースシート上に設けられ、前記アンテナパターンに電気的に接続するRFIDチップと、
    前記ベースシートの上面または下面のいずれか一方の面に設けられた弾性体シートと、
    前記弾性体シートの前記ベースシートに接する面とは反対面に設けられ、前記ベースシートの前記複数の第1のスリットの位置に合わせて複数の第2のスリットが設けられた保護シートと
    を含み、
    前記複数の第1のスリットは、前記ベースシートの端部から切れ込みが第1の長さを有するスリットと、前記第1の長さより深い第2の長さを有するスリットを有し、
    前記複数の第1のスリットの前記ベースシートの端部からの切れ込みの長さは、前記ベースシートの短手方向の幅の1/2よりも長い
    ことを特徴とするRFIDタグ。
  7. 対向する2辺に端部から交互に複数の第1のスリットが設けられたベースシートと、
    前記ベースシート上に、前記複数の第1のスリットを避けて折り返して設けられたアンテナパターンと、
    前記ベースシート上に設けられ、前記アンテナパターンに電気的に接続するRFIDチップと、
    前記ベースシートの上面または下面のいずれか一方の面に設けられた弾性体シートと、
    前記弾性体シートの前記ベースシートに接する面とは反対面に設けられ、前記ベースシートの前記複数の第1のスリットの位置に合わせて複数の第2のスリットが設けられた保護シートと
    を含み、
    前記複数の第1のスリットと隣接する他の第1のスリットとの距離が、第1の距離と、前記第1の距離より広い第2の距離を有し、
    前記複数の第1のスリットの前記ベースシートの端部からの切れ込みの長さは、前記ベースシートの短手方向の幅の1/2よりも長い
    ことを特徴とするRFIDタグ。
  8. さらに、前記保護シートには、前記ベースシートの前記複数の第1のスリットの位置に合わせて、対向する2辺に端部から交互に複数の第2のスリットが設けられ、
    前記複数の第2のスリットの前記保護シートの端部からの切れ込みの長さは、前記保護シートの短手方向の幅の1/2よりも長い
    ことを特徴とする請求項1に記載のRFIDタグ。
  9. 前記アンテナパターンは、Agペーストからなる
    ことを特徴とする請求項1に記載のRFIDタグ。
  10. 対向する2辺に端部から交互に複数の第1のスリットが設けられたベースシートと、
    前記ベースシート上に、前記複数の第1のスリットを避けて折り返して設けられたアンテナパターンと、
    前記ベースシート上に設けられ、前記アンテナパターンに電気的に接続するRFIDチップと、
    を含み、
    前記複数の第1のスリットは、第1の幅を有するスリットと、前記第1の幅より広い第2の幅を有するスリットを有し、
    前記複数の第1のスリットの前記ベースシートの端部からの切れ込みの長さは、前記ベースシートの短手方向の幅の1/2よりも長い
    ことを特徴とするRFIDタグインレット。
  11. 対向する2辺に端部から交互に複数の第1のスリットが設けられたベースシートと、
    前記ベースシート上に、前記複数の第1のスリットを避けて折り返して設けられたアンテナパターンと、
    前記ベースシート上に設けられ、前記アンテナパターンに電気的に接続するRFIDチップと、
    を含み、
    前記複数の第1のスリットは、前記ベースシートの端部から切れ込みが第1の長さを有するスリットと、前記第1の長さより深い第2の長さを有するスリットを有し、
    前記複数の第1のスリットの前記ベースシートの端部からの切れ込みの長さは、前記ベースシートの短手方向の幅の1/2よりも長い
    ことを特徴とするRFIDタグインレット。
  12. 対向する2辺に端部から交互に複数の第1のスリットが設けられたベースシートと、
    前記ベースシート上に、前記複数の第1のスリットを避けて折り返して設けられたアンテナパターンと、
    前記ベースシート上に設けられ、前記アンテナパターンに電気的に接続するRFIDチップと、
    を含み、
    前記複数の第1のスリットと隣接する他の第1のスリットとの距離が、第1の距離と、前記第1の距離より広い第2の距離を有し、
    前記複数の第1のスリットの前記ベースシートの端部からの切れ込みの長さは、前記ベースシートの短手方向の幅の1/2よりも長い
    ことを特徴とするRFIDタグインレット。
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