JP6610850B1 - 無線通信デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

無線通信デバイス１０は、折り返した状態の基材シート１２と、基材シート１２の第１の主面１２ａに設けられた第１の導体パターン１４と、第１の主面１２ａに対して対向する基材シート１２の第２の主面１２ｂに設けられた第２の導体パターンと、第１の導体パターン１４と電気的に接続するように基材シートに設けられたRFICチップと、第１の導体パターン１４における基材シート１２の転回部１２ｃに近い端部と第２の導体パターンにおける転回部１２ｃに近い端部とに対して部分的に重なるように、転回部１２ｃに貼り付けられたシート状の接続導体１８とを有する。

Description

本発明は、物品の金属面に取り付けても無線通信可能な無線通信デバイス、およびその製造方法に関する。

例えば、対向し合う２つの導体パターンを備えることによって物品の金属面に取り付けても無線通信可能な無線通信デバイスが特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された無線通信デバイスは、一面の略全体に金属パターンを備える帯状の誘電体素体をその金属面を外側にして折り返すことによって構成されている。

特許第５１７０１５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された無線通信デバイスの場合、無線通信デバイスの低背化をおこなう上で、誘電体素体の厚みが薄くなると、誘電体素体の転回部上の金属パターンにクラックが発生する可能性がある。具体的には、折り返しによって誘電体素体に伸びが生じることによってその部分上の金属パターンにも伸びが生じ、その結果として誘電体素体の転回部上の金属パターンにクラックや断線が発生する。断線の場合は無線通信デバイスが動作しなくなり、クラックの発生の場合は転回部における金属パターンのインダクタンス値や抵抗値が、クラックが発生していない場合に比べて増加し、無線通信デバイスの通信特性、例えば通信周波数が変化する。その結果、複数の無線通信デバイスにおいて、クラックの発生の有無や程度に応じて、通信特性にバラツキが生じる。

そこで、本発明は、対向し合う２つの導体パターンを備え、物品の金属面に取り付けても無線通信可能な無線通信デバイスにおいて、通信特性のバラツキの発生を抑制することを課題とする。

上記技術的課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
折り返した状態の基材シートと、
前記基材シートの第１の主面に設けられた第１の導体パターンと、
前記第１の主面に対して対向する前記基材シートの第２の主面に設けられた第２の導体パターンと、
前記第１の導体パターンと電気的に接続するように前記基材シートに設けられたRFICチップと、
前記第１の導体パターンにおける前記基材シートの転回部に近い端部と前記第２の導体パターンにおける前記転回部に近い端部とに対して部分的に重なるように、前記転回部に貼り付けられたシート状の接続導体と、を有する、
無線通信デバイスが提供される。

また、本発明の別態様によれば、
無線通信デバイスの製造方法であって、
基材シートの同一表面上に間隔をあけて離れるように第１の導体パターンと第２の導体パターンとを設け、
間隔をあけて離れる前記第１の導体パターンの端部と前記第２の導体パターンの端部とに部分的に重なるように、前記第１および第２の導体パターン間に位置する基材シートの部分にシート状の接続導体を貼り付け、
前記第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間で且つ前記第１および第２の導体パターンを外側にして前記基材シートを前記接続導体とともに折り返し、
折り返しによって対向し合う前記基材シートの部分を互いに貼り合わせ、
前記第１の導体パターンと電気的に接続するようにRFICチップを前記基材シートに設ける、
無線通信デバイスの製造方法が提供される。

本発明によれば、対向し合う２つの導体パターンを備え、物品の金属面に取り付けても無線通信可能な無線通信デバイスにおいて、通信特性のバラツキの発生を抑制することができる。

第１の主面側から見た、本発明の一実施の形態に係る無線通信デバイスの斜視図 第２の主面側から見た、無線通信デバイスの斜視図 RFICモジュールの分解斜視図 無線通信デバイスの等価回路図 無線通信デバイスの製造方法における一工程を示す図 図５Ａの工程に続く工程を示す図 図５Ｂの工程に続く工程を示す図 図５Ｃの工程に続く工程を示す図 図５Ｄの工程に続く工程を示す図 基材シート材料への接続導体材料の取り付けを示す部分断面図 基材シートが長手方向の中心で折り返された状態の無線通信デバイスの側面図 基材シートが長手方向の中心から第１の導体パターン側にずれた位置で折り返された状態の無線通信デバイスの側面図 基材シートが長手方向の中心から第２の導体パターン側にずれた位置で折り返された状態の無線通信デバイスの側面図 第２の主面側から見た、別の実施の形態に係る無線通信デバイスの斜視図 溝が形成された基材シート材料の斜視図 さらに別の実施の形態に係る無線通信デバイスの斜視図 異なる実施の形態に係る無線通信デバイスにおける、基材シートへの接続導体の取り付けを示す部分断面図 異なる第１の導体パターンを備える一例の無線通信デバイスの斜視図 異なる第１の導体パターンを備える別例の無線通信デバイスの斜視図 異なる第１の導体パターンを備えるさらに別例の無線通信デバイスの斜視図

本発明の一態様の無線通信デバイスは、折り返した状態の基材シートと、前記基材シートの第１の主面に設けられた第１の導体パターンと、前記第１の主面に対して対向する前記基材シートの第２の主面に設けられた第２の導体パターンと、前記第１の導体パターンと電気的に接続するように前記基材シートに設けられたRFICチップと、前記第１の導体パターンにおける前記基材シートの転回部に近い端部と前記第２の導体パターンにおける前記転回部に近い端部とに対して部分的に重なるように、前記転回部に貼り付けられたシート状の接続導体と、を有する。

このような態様によれば、対向し合う２つの導体パターンを備え、物品の金属面に取り付けても無線通信可能な無線通信デバイスにおいて、通信特性のバラツキの発生を抑制することができる。

例えば、厚さおよび幅の少なくとも１つについて、前記接続導体が前記第１および第２の導体パターンに比べて大きくてもよい。これにより、接続導体にクラックが生じても、無線通信デバイスの通信特性に与える影響を小さくすることができる。

例えば、前記基材シートにおける互いに対向し合う部分が、前記基材シートに比べて低い誘電率を備える介在部材を挟んでいてもよい。これにより、第１の導体パターンと第２のパターンとの間の容量を小さくすることができ、その結果、無線通信デバイスの通信距離が長くなる。

例えば、前記RFICチップと整合回路とを含むRFICモジュールを有し、前記RFICモジュールが、前記第１の導体パターンに対して前記整合回路を介して前記RFICチップが電気的に接続されるように前記基材シートに設けられてもよい。

本発明の別態様の無線通信デバイスの製造方法において、基材シートの同一表面上に間隔をあけて離れるように第１の導体パターンと第２の導体パターンとを設け、間隔をあけて離れる前記第１の導体パターンの端部と前記第２の導体パターンの端部とに部分的に重なるように、前記第１および第２の導体パターン間に位置する基材シートの部分にシート状の接続導体を貼り付け、前記第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間で且つ前記第１および第２の導体パターンを外側にして前記基材シートを前記接続導体とともに折り返し、折り返しによって対向し合う前記基材シートの部分を互いに貼り合わせ、前記第１の導体パターンと電気的に接続するようにRFICチップを前記基材シートに設ける。

このような態様によれば、対向し合う２つの導体パターンを備え、物品の金属面に取り付けても無線通信可能な無線通信デバイスにおいて、通信特性のバラツキの発生を抑制することができる。

例えば、厚さおよび幅の少なくとも１つについて、前記接続導体が前記第１および第２の導体パターンに比べて大きくてもよい。これにより、接続導体にクラックが生じても、無線通信デバイスの通信特性に与える影響を小さくすることができる。

例えば、前記基材シートにおける互いに対向し合う部分が、前記基材シートに比べて低い誘電率を備える介在部材を挟んでいてもよい。これにより、第１の導体パターンと第２のパターンとの間の容量を小さくすることができ、その結果、無線通信デバイスの通信距離が長くなる。

例えば、前記RFICチップと整合回路とを含むRFICモジュールを有し、
前記RFICモジュールが、前記第１の導体パターンに対して前記整合回路を介して前記RFICチップが電気的に接続されるように前記基材シートに設けられてもよい。

例えば、前記接続導体を接着剤が介在した状態で前記基材シートに貼り付け、前記接着剤の硬化が完了する前に、前記基材シートを前記接続導体とともに折り返してもよい。これにより、接続導体におけるクラックの発生を抑制することができる。

例えば、前記基材シートの厚さ方向視で、前記第２の導体パターンが、前記第１の導体パターンに比べて大きくてもよい。これにより、基材シートの折り返し位置がずれても、第１の導体パターン全体が第２の導体パターンに対向することができる。それにより、第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間の容量を所定値に維持することができ、無線通信デバイスの通信特性のバラツキを抑制することができる。

例えば、前記第１および第２の導体パターンとの間に位置する前記基材シートの部分に溝を設け、前記溝に沿って前記基材シートが折り返されてもよい。これにより、基材シートの折り返し位置のバラツキが抑制される。

例えば、基材シート材料に複数組の前記第１および第２の導体パターンを、前記第１の導体パターンと対応する第２の導体パターンの並び方向に対して直交方向に並べて設け、各組における間隔をあけて離れる前記第１の導体パターンの端部と前記第２の導体パターンの端部とに部分的に重なるように、前記第１および第２の導体パターン間に位置する基材シート材料の部分に、帯状の接続導体材料を貼り付け、各組における前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとの間で且つ前記第１および第２の導体パターンを外側にして前記基材シート材料を前記接続導体材料とともに折り返し、折り返しによって対向し合う前記基材シート材料の部分を互いに貼り合わせ、複数の前記第１の導体パターンそれぞれと電気的に接続するように複数の前記RFICチップを前記基材シート材料に設け、複数の前記RFICチップが設けられて折り返した状態の前記基材シート材料を、複数の無線通信デバイスに切断する、無線通信デバイスの製造方法であってもよい。

例えば、前記基材シート材料が、ロールシートであってもよい。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１および図２は、本発明の一実施の形態に係る無線通信デバイスを示す斜視図である。なお、図中において、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系は、発明の理解を容易にするためのものであって、発明を限定するものではない。Ｘ軸方向は無線通信デバイスの幅方向を示し、Ｙ軸方向は長手方向を示し、Ｚ軸方向は厚さ方向を示している。

図１に示すように、本実施の形態に係る無線通信デバイス１０は、いわゆるRFID(Radio-Frequency IDentification）タグであって、例えば金属板などの物品の金属面に取り付けられた状態で無線通信可能な金属対応RFIDタグ１０である。

図１および図２に示すように、無線通信デバイス１０は、基材シート１２と、基材シート１２に設けられた第１および第２の導体パターン１４、１６とを備える。基材シート１２はまた、第１および第２の導体パターン１４、１６を電気的に接続する接続導体１８と、第１の導体パターン１４に電気的に接続されたRFIC（Radio-Frequency Integrated Circuit）モジュール３０とを備える。

基材シート１２は、シート状の誘電体、例えば、厚さが２００μｍの発泡ＰＥＴ（ポリエステル）フィルムである。本実施の形態の場合、基材シート１２は、折り返した状態である。具体的には、帯状の基材シート１２が２つ折りにされ、その互いに対向し合う部分が絶縁性接着剤によって張り合わせられている。これにより、基材シート１２は、第１の主面１２ａと、第１の主面１２ａに対して対向する第２の主面１２ｂを備えるとともに、長手方向（Ｙ軸方向）の一端に転回部１２ｃを備える基板状に形成されている。言い換えると、基材シート１２は、Ｕ字形状の転回部１２ｃと、転回部１２ｃの両端それぞれから実質的に同一方向に延在し、第１および第２の主面１２ａ、１２ｂそれぞれを備える一対の部分とを含んでいる。

第１の導体パターン１４は、基材シート１２の第１の主面１２ａに設けられた矩形状の導体パターンであって、無線通信デバイス１０の放射部として機能する。第１の導体パターン１４は、例えば、５〜３０μｍの厚さのアルミニウムまたは銅のパターンである。本実施の形態の場合、詳細は後述するが、第１の導体パターン１４は、エッチングによって第１の主面１２ａに形成されている。

本実施の形態の場合、第１の導体パターン１４は、２パーツで構成されている。具体的には、第１の導体パターン１４は、第１の電極部１４ａと、第１の電極部１４ａを囲む第２の電極部１４ｂとから構成されている。具体的には、第２の電極部１４ｂが、第１の導体パターン１４のほとんどを占めている。また、第２の電極部１４ｂには、開口部１４ｃとその開口部１４ｃから長手方向（Ｙ軸方向）の一端（転回部１２ｃから遠い側の端）に向かって延在するスリット部１４ｄとが形成されている。その開口部１４ｃ内に、第２の電極部１４ｂから間隔をあけて離れた状態で第１の電極部１４ａが配置されている。

本実施の形態の場合、図２に示すように、第２の導体パターン１６は、基材シート１２の第２の主面１２ｂに設けられた矩形状の導体パターンであって、物品の金属面に対して電気的に接続する接続部として機能する。具体的には、無線通信デバイス１０は、物品の金属面に取り付けられた状態で使用される場合、第２の主面１２ｂが物品の金属面に向き合う状態で該物品に取り付けられる。なお、絶縁性の両面テープ（図示せず）を用いて無線通信デバイス１０が金属面に取り付けられる場合、第２の導体パターン１６は、その絶縁性の両面テープを介在して金属面に対して容量的に接続する（容量結合する）。代わりに、導電性の両面テープ（図示せず）を用いる場合、第２の導体パターン１６は、その導電性の両面テープを介在して物品の金属面に対して直流的に接続する。

なお、本明細書では、「直流的な接続」は、２つの対象（ここでは第２の導体パターンと物品の金属面）間を直流が流れることが可能な接続を意味する。一方、「容量的な接続」は、２つの対象間を直流が流れることはできないが、その代わりとしてその２つの対象間に形成された容量によって該２つの対象が容量結合することを意味する。そして、「直流的な接続」と「容量的な接続」とを区別しない場合には、「電気的な接続」が使用される。

本実施の形態の場合、第２の導体パターン１６も、第１の導体パターン１４と同様に、例えば、５〜３０μｍの厚さのアルミニウムまたは銅のパターンである。本実施の形態の場合、詳細は後述するが、第２の導体パターン１６は、エッチングによって第２の主面１２ｂに形成されている。

なお、本実施の形態の場合、基材シート１２の厚さ方向（Ｚ軸方向）視で、第２の導体パターン１６は、第１の導体パターン１４に比べて大きく形成されている。すなわち、基材シート１２の厚さ方向に見た場合に第２の導体パターン１６の輪郭内に第１の導体パターン１４が配置可能な大きさで、第２の導体パターン１６が形成されている。この理由については後述する。

基材シート１２の第１の主面１２ａに設けられた第１の導体パターン１４と、第２の主面１２ｂに設けられた第２の導体パターン１６は、接続導体１８によって電気的に接続されている。詳細は後述するが、本実施の形態の場合、接続導体１８は、第１および第２の導体パターン１４、１６それぞれに対して、容量的に接続する（接続導体１８と第１の導体パターン１４との間に容量が形成されるとともに、接続導体１８と第２の導体パターンとの間に容量が形成される）。

本実施の形態の場合、接続導体１８は、シート状であって、例えば厚さが５０μｍのアルミフィルムである。そのシート状の接続導体１８が、第１の導体パターン１４における転回部１２ｃに近い端部と第２の導体パターン１６における転回部１２ｃに近い端部とに対して部分的に重なるように、基材シート１２の転回部１２ｃに貼り付けられている。本実施の形態の場合、接続導体１８は、例えばアクリル系接着剤などの絶縁性接着剤によって基材シート１２に接着されている。

本実施の形態の場合、接続導体１８の幅は、第１および第２の導体パターン１４、１６の幅に比べて大きい。なお、幅は、第１の導体パターン１４、接続導体１８、第２の導体パターン１６を順に電流が流れる方向またはその逆方向（Ｙ軸方向）に対して直交する方向（Ｘ軸方向）のサイズである。また、接続導体１８の厚さは、第１および第２の導体パターン１４、１６の厚さに比べて大きい。このように、第１および第２の導体パターン１４、１６に比べて、接続導体１８の幅や厚さが大きい理由については後述する。

RFICモジュール３０は、RFICチップと整合回路とを含むモジュールであって、基材シート１２の第１の主面１２ａに設けられている。また、RFICモジュール３０は、第１の導体パターン１４に電気的に接続されている、具体的には、本実施の形態の場合、はんだなどを介在することによって直流的に接続されている。このRFICモジュール３０のさらなる詳細について説明する。

図３は、RFICモジュールの分解斜視図である。図４は、無線通信デバイスの等価回路図である。

図３および図４に示すように、RFICモジュール３０は、所定の通信周波数、例えば９００ＭＨｚ帯、すなわちＵＨＦ帯の通信周波数で無線通信を行うデバイスである。

図３に示すように、本実施の形態の場合、RFICモジュール３０は、三層からなる多層基板で構成されている。具体的には、RFICモジュール３０は、ポリイミドや液晶ポリマなどの樹脂材料から作製されて可撓性を備える絶縁シート３２Ａ、３２Ｂ、および３２Ｃを積層して構成されている。

図３に示すように、RFICモジュール３０は、RFIC（Radio-Frequency Integrated Circuit）チップ３４と、複数のインダクタンス素子３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、および３６Ｄと、外部接続端子３８、４０とを有する。本実施の形態１の場合、インダクタンス素子３６Ａ〜３６Ｄと外部接続端子３８、４０は、絶縁シート３２Ａ〜３２Ｃ上に形成され、銅などの導電材料から作製された導体パターンから構成されている。

図３に示すように、RFICチップ３４は、絶縁シート３２Ｃ上の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部に実装されている。RFICチップ３４は、シリコン等の半導体を素材とする半導体基板に各種の素子を内蔵した構造を有する。また、RFICチップ３４は、第１の入出力端子３４ａと第２の入出力端子３４ｂとを備える。さらに、図４に示すように、RFICチップ３４は、内部容量（キャパシタンス：RFICチップ自身が持つ自己容量）Ｃ１を備える。

図３に示すように、インダクタンス素子（第１のインダクタンス素子）３６Ａは、絶縁シート３２Ｃの長手方向（Ｙ軸方向）の一方側で、絶縁シート３２Ｃ上に渦巻きコイル状に設けられた導体パターンから構成されている。また、図４に示すように、インダクタンス素子３６Ａは、インダクタンスＬ１を備える。インダクタンス素子３６Ａの一端（コイル外側の端）には、RFICチップ３４の第１の入出力端子３４ａに接続されるランド３６Ａａが設けられている。なお、他端（コイル中心側の端）にも、ランド３６Ａｂが設けられている。

図３に示すように、インダクタンス素子（第２のインダクタンス素子）３６Ｂは、絶縁シート３２Ｃの長手方向（Ｙ軸方向）の他方側で、絶縁シート３２Ｃ上に渦巻きコイル状に設けられた導体パターンから構成されている。また、図４に示すように、インダクタンス素子３６Ｂは、インダクタンスＬ２を備える。インダクタンス素子３６Ａの一端（コイル外側の端）には、RFICチップ３４の第２の入出力端子３４ｂに接続されるランド３６Ｂａが設けられている。なお、他端（コイル中心側の端）にも、ランド３６Ｂｂが設けられている。

図３に示すように、インダクタンス素子（第３のインダクタンス素子）３６Ｃは、絶縁シート３２Ｂの長手方向（Ｙ軸方向）の一方側で、絶縁シート３２Ｂ上に渦巻きコイル状に設けられた導体パターンから構成されている。また、インダクタンス素子３６Ｃは、積層方向（Ｚ軸方向）にインダクタンス素子３６Ａに対して対向している。さらに、図４に示すように、インダクタンス素子３６Ｃは、インダクタンスＬ３を備える。インダクタンス素子３６Ｃの一端（コイル中心側の端）には、ランド３６Ｃａが設けられている。このランド３６Ｃａは、絶縁シート３２Ｂを貫通するスルーホール導体などの層間接続導体４２を介して、絶縁シート３２Ｃ上のインダクタンス素子３６Ａのランド３６Ａｂに接続されている。

図３に示すように、インダクタンス素子（第４のインダクタンス素子）３６Ｄは、絶縁シート３２Ｂの長手方向（Ｙ軸方向）の他方側で、絶縁シート３２Ｂ上に渦巻きコイル状に設けられた導体パターンから構成されている。また、インダクタンス素子３６Ｄは、積層方向（Ｚ軸方向）にインダクタンス素子３６Ｂに対して対向している。さらに、図４に示すように、インダクタンス素子３６Ｄは、インダクタンスＬ４を備える。インダクタンス素子３６Ｄの一端（コイル中心側の端）には、ランド３６Ｄａが設けられている。このランド３６Ｄａは、絶縁シート３２Ｂを貫通するスルーホール導体などの層間接続導体４４を介して、絶縁シート３２Ｃ上のインダクタンス素子３６Ｂのランド３６Ｂｂに接続されている。

なお、絶縁シート３２Ｂ上のインダクタンス素子３６Ｃ、３６Ｄは、１つの導体パターンとして一体化されている。すなわち、それぞれの他端（コイル外側の端）同士が接続されている。また、絶縁シート３２Ｂには、絶縁シート３２Ｃ上に実装されたRFICチップ３４が収容される貫通穴３２Ｂａが形成されている。

図３に示すように、外部接続端子３８、４０は、絶縁シート３２Ａ上に設けられた導体パターンから構成されている。また、外部接続端子３８、４０は、絶縁シート３２Ａの長手方向（Ｙ軸方向）に対向している。

一方の外部接続端子３８は、絶縁シート３２Ａを貫通するスルーホール導体などの層間接続導体４６を介して、絶縁シート３２Ｂ上のインダクタンス素子３６Ｃのランド３６Ｃａに接続されている。

他方の外部接続端子４０は、絶縁シート３２Ａを貫通するスルーホール導体などの層間接続導体４８を介して、絶縁シート３２Ｂ上のインダクタンス素子３６Ｄのランド３６Ｄａに接続されている。

図４に示すように、一方の外部接続端子３８は、第１の導体パターン１４における第２の電極部１４ｂに、例えばはんだなどを介在して電気的に接続される。同様に、他方の外部接続端子４０は、第１の導体パターン１４における第１の電極部１４ａに、例えばはんだなどを介在して電気的に接続される。

なお、RFICチップ３４は、半導体基板で構成されている。また、RFICチップ３４は、インダクタンス素子３６Ａ、３６Ｂの間と、インダクタンス素子３６Ｃ、３６Ｄの間に存在する。このRFICチップ３４がシールドとして機能することにより、絶縁シート３２Ｃ上に設けられた渦巻コイル状のインダクタンス素子３６Ａ、３６Ｂの間での磁界結合および容量結合が抑制される。同様に、絶縁シート３２Ｂ上に設けられた渦巻コイル状のインダクタンス素子３６Ｃ、３６Ｄの間での磁界結合および容量結合が抑制される。その結果、通信信号の通過帯域が狭くなることが抑制される。

図４に示すように、容量Ｃ１（RFICチップ３４の内部容量）とインダクタンスＬ１〜Ｌ４（４つのインダクタンス素子のインダクタンス）により、所定の通信周波数で共振するように、RFICチップ３４とその外部の導体（すなわち第１の導体パターン１４、第２の導体パターン１６、および接続導体１８）との間の整合をとる整合回路が構成されている。

これまで説明してきた構成によれば、無線通信デバイス１０は、物品に取り付けられていない場合には実質的に第１の導体パターン１４を介して、一方、図４に示すように金属面Ｍｓに取り付けられている場合には実質的に第１の導体パターン１４と金属面Ｍｓを介して、外部の無線通信装置（例えば、リーダ／ライタ装置）と電波をやりとりする。すなわち、金属面Ｍｓがアンテナとして機能する。なお、図４では、第２の導体パターン１６が、金属面Ｍｓに対して容量的に接続している（これらの間に容量Ｃ２が形成されている）。

例えば、第１の導体パターン１４または金属面Ｍｓを介して電波を受信すると、これらに起電力が生じ、その起電力によってRFICモジュール３０のRFICチップ３４が駆動する。駆動したRFICチップ３４は、その記憶部に記憶されたデータを、第１の導体パターン１４または金属面Ｍｓを介して送信する。

また、無線通信デバイス１０において、第１の導体パターン１４（第１および第２の電極部１４ａ、１４ｂ）と第２の導体パターン１６とが一定の距離（基材シート１２の厚さの２倍）で維持されている。すなわち、第１の導体パターン１４の第１の電極部１４ａと第２の導体パターン１６との間の容量Ｃ３が一定であるとともに、第２の電極部１４ｂと第２の導体パターン１６の間の容量Ｃ４が一定である。したがって、無線通信デバイス１０が物品に金属面Ｍｓに取り付けられても、すなわち第２の導体パターン１６と金属面Ｍｓとが電気的に接続しても、その接続前と比べて、無線通信デバイス１０の電気的特性、特に容量Ｃ３、Ｃ４がほとんど変化しない。その結果として無線通信デバイス１０の共振周波数は、金属面Ｍｓに取り付ける前とほぼ変わらない。金属面Ｍｓに取り付けた場合、金属面Ｍｓをアンテナとして使用することができるので通信距離が長くなる。

ここからは、本実施の形態に係る無線通信デバイス１０の製造方法について説明する。

図５Ａ〜図５Ｅそれぞれは、無線通信デバイスの製造方法における各工程を示している。

図５Ａに示すように、基材シート材料５０の一方の表面５０ａ全体に、アルミや銅などの導体層５２を形成する。なお、基材シート材料５０は、後工程において複数に切断され、無線通信デバイス１０の基材シート１２に加工される。

次に、図５Ｂに示すように、導体層５２を、例えばエッチングなどにより、第１の導体パターン１４（第１および第２の電極部１４ａ、１４ｂ）と第２の導体パターン１６とに加工する。なお、ここでは、４組の第１および第２の導体パターン１４，１６が形成されている。各組において、第１の導体パターン１４と第２の導体パターン１６は、同一表面上で間隔をあけて離れるように基材シート材料５０に設けられている。また、複数組の第１および第２の導体パターン１４、１６は、第１の導体パターン１４と対応する第２の導体パターン１６の並び方向（Ｙ軸方向）に対して直交方向（Ｘ軸方向）に並んで設けられている。

続いて、図５Ｃに示すように、アルミフィルムなどの帯状の接続導体材料５４を、基材シート材料５０に貼り付ける。接続導体材料５４は、後工程において複数に切断され、接続導体１８に加工される。具体的には、基材シート材料への接続導体材料の取り付けを示す部分断面図である図６に示すように、アクリル系接着剤などの絶縁性接着剤または絶縁性粘着材５６を介在して、接続導体材料５４が貼り付けられる。

具体的には、図６に示すように、接続導体材料５４は、各組における間隔をあけて離れる第１の導体パターン１４の端部と第２の導体パターン１６の端部とに部分的に重なるように、第１および第２の導体パターン１４、１６間に位置する基材シート材料５０の部分に、絶縁性接着剤５６を介在して貼り付けられる。これにより、図４に示すように、接続導体材料５４（すなわち接続導体１８）と第１の導体パターン１４（その第２の電極部１４ｂ）とが容量的に接続する（これらの間に容量Ｃ５が形成される）とともに、接続導体１８と第２の導体パターン１６とが容量的に接続する（これらの間に容量Ｃ６が形成される）。

続いて、図５Ｄに示すように、各組における第１の導体パターン１４と第２の導体パターン１６との間で且つ第１および第２の導体パターン１４、１６を外側にして基材シート材料５０を、接続導体材料５４とともに折り返す。そして、折り返しによって対向し合う基材シート材料５０の部分（すなわち折り返された他方の表面５０ｂ）を絶縁性接着剤を介在して互いに貼り合わせる。

なお、図６に示すように、接続導体材料５４を基材シート材料５０に貼り付けるために使用される接着剤が硬化完了に時間（例えば２４時間）を要する場合、その接着剤の硬化が完了する前に、基材シート材料５０を接続導体材料５４とともに折り返すのが好ましい。

これと異なり、基材シート材料５０と接続導体材料５４との間に介在する接着剤の硬化が完了した後に折り返すと、その折り返しによって基材シート材料５０に伸びが生じるとともに、接続導体材料５４にも伸びが生じる。このとき、接続導体材料５４は、硬化完了した接着剤によって基材シート材料５０に固定されているために、基材シート材料５０から引っ張り力を受け続けている状態である。そのため、接続導体材料５４にクラックが発生しやすい。

折り返し後に接続導体材料５４が基材シート材料５０から引っ張り力を受けることを抑制するために、接着剤が硬化完了する前に、すなわち基材シート材料５０に対して接続導体材料５４がスライド可能である間に、基材シート材料５０を接続導体材料５４とともに折り返すのが好ましい。これにより接続導体材料５４（接続導体１８）におけるクラックの発生を抑制することができる。また絶縁性接着剤５６を絶縁性粘着材に変えることで、接着材が硬化するまでの時間が長くなるので、接続導体材料５４を貼り合せ加工後から折り返し加工までの時間を長くすることができる。

続いて、図５Ｅに示すように、複数の第１の導体パターン１４それぞれと電気的に接続するように、複数のRFICモジュール３０が基材シート材料５０に設けられる。そして、複数のRFICモジュール３０が設けられて折り返した状態の基材シート材料５０を複数に切断することにより、図１および図２に示す無線通信デバイス１０が複数個作製される。

なお、図５Ａ〜図５Ｅに示す基材シート材料５０は、枚葉シートであるが、ロールシートであってもよい。

基材シート材料５０がロールシートである場合、ロールから引き出されたシートの部分に対して図５Ａ〜図５Ｅに示す工程が順番に実行される。この場合、複数のRFICモジュール３０が設けられて折り返した状態の基材シート材料５０を、複数に切断することなく、再びロール状に巻回してもよい。なお、本実施の形態は、ロールから引き出されたシートの部分をその幅方向に折り返す方法については限定しない。

以上のような本実施の形態によれば、対向し合う２つの導体パターンを備え、物品の金属面に取り付けても無線通信可能な無線通信デバイスにおいて、通信特性のバラツキの発生を抑制することができる。

具体的に説明すると、図１および図２に示すように、基材シート１２の第１の主面１２ａ上の第１の導体パターン１４と、第２の主面１２ｂ上の第２の導体パターン１６は、これらと異なる部材である接続導体１８によって電気的に接続されている。

したがって、本実施の形態のように、幅や厚さについて第１および第２の導体パターン１４、１６に比べて大きい接続導体１８を使用することが可能である。また接続導体１８の厚みを第１および第２の導体パターン１４、１６に比べて厚くする事で、折り返し加工により電極にクラックが入りにくい厚みにしたり、絶縁性接着剤５６を絶縁性粘着材に変更することで、折り返し加工時に接続導体１８が摺動できるようにすることで、接続導体１８に引っぱり応力がかからない様にすることができる。

また、第１および第２の導体パターン１４、１６に比べて伸びやすい材料、すなわちクラックが発生しにくい材料として、弾性のある基材に導電性フィラーを混合した導電性フィルムを接続導体１８を作製することも可能である。

さらに、本実施の形態のように、接続導体１８と第１および第２の導体パターン１４、１６を容量的に接続することができる。図４に示すように、これらの間に発生した容量Ｃ５、Ｃ６を調節することにより、すなわち、第１および第２の導体パターン１４、１６と対向する接続導体１８の部分の面積を調節することにより、無線通信デバイス１０の通信周波数を調節することも可能である。

このように、互いに対向し合う第１および第２の導体パターン１４、１６をこれらと異なる接続導体１８を介して電気的に接続することにより、複数の無線通信デバイス１０において、通信特性のバラツキの発生を抑制することができる。

本実施の形態においてはまた、上述したように、基材シート１２の厚さ方向（Ｚ軸方向）視で、第２の導体パターン１６は、第１の導体パターン１４に比べて大きく形成されている。これにより、折り返し位置にバラツキが生じても、図４に示すように、第１の導体パターン１４と第２の導体パターン１６との間の容量Ｃ３、Ｃ４を所定値に維持することができる。このことについて、具体的に説明する。

図７Ａ〜図７Ｃそれぞれは、基材シートが異なる位置で折り返されている無線通信デバイスを示している。

図７Ａは、基材シート１２がその長手方向（Ｙ軸方向）の中心で折り返された状態、すなわち転回部１２ｃに対して反対側の基材シート１２の両端が一致する状態の無線通信デバイス１０を示している。この場合、第１の導体パターン１４全体が、第２の導体パターン１６に対向する。

図７Ｂは、基材シート１２がその長手方向（Ｙ軸方向）の中心に対して第１の導体パターン１４側にずれた位置で折り返された状態、すなわち基材シート１２の両端がずれている状態の無線通信デバイス１０を示している。この場合も、第２の導体パターン１６が第１の導体パターン１４に比べて大きく形成されているので、第１の導体パターン１４全体が、第２の導体パターン１６に対向することができる。

図７Ｃは、基材シート１２がその長手方向（Ｙ軸方向）の中心に対して第２の導体パターン１６側にずれた位置で折り返された状態、すなわち基材シート１２の両端がずれている状態の無線通信デバイス１０を示している。この場合も、第２の導体パターン１６が第１の導体パターン１４に比べて大きく形成されているので、第１の導体パターン１４全体が、第２の導体パターン１６に対向することができる。

図７Ａ〜図７Ｃに示すように、基材シート１２の折り返し位置にバラツキが生じても、第２の導体パターン１６が第１の導体パターン１４に比べて大きく形成されているために、第１の導体パターン１４全体が第２の導体パターン１６に対向することができる。それにより、折り返し位置にバラツキが生じても、第１の導体パターン１４と第２の導体パターン１６との間の容量Ｃ３、Ｃ４を所定値に維持することができる。その結果、無線通信デバイスの通信特性のバラツキを抑制することができる。

なお、折り返された基材シート１２の部分が、残りの部分に対して無線通信デバイス１０の幅方向（Ｘ軸方向）にずれる可能性がある場合、第２の導体パターン１６の幅（Ｘ軸方向のサイズ）を、第１の導体パターン１４の幅に比べて大きくするのが好ましい。

図８は、第２の主面側から見た別の実施の形態に係る無線通信デバイスを示している。

図８に示すように、別の実施の形態に係る無線通信デバイス１１０において、第２の導体パターン１１６は、基材シート１２の第２の主面１２ｂ全体にわたって設けられている。これにより、折り返しによって第１の導体パターン１４が幅方向（Ｘ軸方向）にずれても、第１の導体パターン１４全体が、第２の導体パターン１６に対向することができる。

なお、第２の導体パターン１６を大きくすると、無線通信デバイス１０が絶縁性の両面テープを介在して物品の金属面Ｍｓに取り付けられているとき、第２の導体パターン１６と金属面Ｍｓとが強く容量的に結合する。あるいは、導電性の両面テープが使用される場合には、第２の導体パターン１６と金属面Ｍｓとの間の抵抗が減少し、この間をより多くの電流が流れる。これらにより、金属面Ｍｓからより強い電波が放射され、その結果として通信距離が長くなる。

折り返しのバラツキを抑制するために、すなわち第２の導体パターン１６に対する第１の導体パターン１４の位置のバラツキを抑制するために、基材シート（基材シート材料）に溝を設けてもよい。

図９は、溝が形成された基材シート材料を示している。

図９に示すように、第１および第２の導体パターン１４、１６の間に位置する基材シート材料５０の一方の表面５０ａの部分に、基材シート材料５０の幅方向（Ｘ軸方向）に延在する溝５０ｃが形成されている。溝５０ｃは、基材シート材料５０の長手方向（Ｙ軸方向）の中心に設けられている。この溝５０ｃに沿って基材シート材料５０が折り返されることにより、折り返し位置のバラツキの発生を抑制することができる。すなわち、第２の導体パターン１６に対する第１の導体パターン１４の位置のバラツキを抑制することができる。なお、このような溝５０ｃを設ける場合、基材シート１２（基材シート材料５０）の厚さ方向（Ｚ軸方向）視で、第１および第２の導体パターン１４、１６の大きさは同一であってもよい。

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、上述の実施の形態の場合、基材シート１２（基材シート材料５０）は、折り返して重なる。しかしながら、本発明に係る実施の形態はこれに限らない。

図１０は、さらに別の実施の形態に係る無線通信デバイスを示している。

図１０に示すように、別の実施の形態に係る無線通信デバイス２１０において、基材シート１２は折り返し、その折り返しによって互いに対向し合う部分が、介在部材２２０を挟んでいる。

この介在部材２２０は、基材シート１２に比べて低い誘電率を備える部材である。例えば基材シート１２の誘電率が約２．０の発泡ＰＥＴフィルムである場合、介在部材２２０は、例えば誘電率が約１．１の発泡オレフィンフィルムである。また例えば、介在部材２２０は、基材シート１２と同一の材料から作製され、基材シート１２に比べて高い発泡倍率を備える部材である。

基材シート１２に比べて低い誘電率を備える介在部材２２０により、第１の導体パターン１４と第２の導体パターン１６との間の容量Ｃ３、Ｃ４を小さくすることができる。その結果、介在部材２２０が存在しない場合に比べて、無線通信デバイス２１０の通信距離が長くなる。

なお、基材シートの折り返しに関して、基材シートは、二つ折りに限らず、三つ折りであってもよい。基材シートの重なり数が増加するほど、第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間の容量を小さくすることができる。

また、上述の実施の形態の場合、図６に示すように、接続導体材料５４（接続導体１８）は、絶縁性接着剤５６を介在した状態で、基材シート材料５０（基材シート１２）に貼り付けられている。しかしながら、本発明に係る実施の形態はこれに限らない。

図１１は、異なる実施の形態に係る無線通信デバイスにおける、基材シートへの接続導体の取り付けを示す部分断面図である。

図１１に示すように、異なる実施の形態に係る無線通信デバイス３１０において、接続導体１８（接続導体材料５４）は、絶縁性または導電性のペースト３２２を介在した状態で基材シート１２（基材シート材料５０）上に載置される。すなわち、接続導体１８は、第１および第２の導体パターン１４、１６に対して電気的に接続されているものの、固定されておらず摺動することができる。

接続導体１８と第１および第２の導体パターン１４、１６との間の電気的な接続を維持するために、カバー部材３２４が、接続導体１８に重なっている。カバー部材３２４の外周縁が、絶縁性の接着剤３２６を介在した状態で、基材シート１２や第１および第２の導体パターン１４、１６に貼り付けられている。カバー部材３２４と接続導体１８は、互いに接着されておらず、互いに接触している。

このような接続導体１８の基材シート１２への貼り付けによれば、基材シート１２を接続導体１８とともに折り返したとき、接続導体１８は基材シート１２とカバー部材３２４とに対してスライドする。接続導体１８が基材シート１２やカバー部材３２４に固定されていないために、折り返し後において、接続導体１８にクラックが発生しにくい。

接続導体に関して、第１の導体パターンと第２の導体パターンとを電気的に接続するシート状の接続導体は、アルミニウムなどの導体単体で作製されているのが好ましい。シート状の接続導体としては、樹脂フィルムなどのシート状部材に導体層を形成することによって作製されたものでも可能である。この場合、導体層を内側にして接続導体を折り返すことで、引っぱり応力の最大点である最外周部を樹脂フィルムにすることができるので、導電層のクラック発生を抑制できる。

さらに、本発明に係る実施の形態は、放射部として機能する第１の導体パターンの形態を限定しない。

図１２〜図１４それぞれは、異なる第１の導体パターンを備える無線通信デバイスを示している。

図１２に示すように、一例の無線通信デバイス４１０において、第１の導体パターン４１４は、矩形状であって、開口部４１４ａと、その開口部４１４ａから長手方向（Ｙ軸方向）の一端（基材シート１２の転回部１２ｃから遠い側の端）に向かって延在するスリット部４１４ｂとを備える。RFICモジュール３０は、スリット部４１４ｂを跨ぐように、第１の導体パターン４１４に設けられている。具体的には、スリット部４１４ｂを挟んで対向し合う２つの第１の導体パターン４１４の部分それぞれに、RFICモジュール３０の外部接続端子３８、４０が電気的に接続されている。

図１３に示すように、別例の無線通信デバイス５１０において、第１の導体パターン５１４は、２パーツで構成されている。具体的には、第１の導体パターン５１４は、帯状導体パターン５１４ａと、ループ状導体パターン５１４ｂとを含んでいる。ループ状導体パターン５１４ｂは、Ｃ字状であって、その両端それぞれがRFICモジュール３０の外部接続端子３８、４０に電気的に接続されている。また、ループ状導体パターン５１４ｂは、帯状導体パターン５１４ａと電気的に接続するために、部分的に帯状導体パターン５１４ａに重ねられている。この重なり具合、すなわち、ループ状導体パターン５１４ｂのループ開口を覆う帯状導体パターン５１４ａの面積を調節することにより、無線通信デバイス５１０の通信特性、例えば周波数の帯域を調節することができる。

図１４に示すように、さらに別例の無線通信デバイス６１０において、第１の導体パターン６１４は、２パーツで構成されている。具体的には、第１の導体パターン６１４は、帯状導体パターン６１４ａと、Ｔ字状導体パターン６１４ｂとを含んでいる。Ｔ字状導体パターン６１４ｂは、無線通信デバイス６１０の幅方向（Ｘ軸方向）に延在する帯状部６１４ｃを備える。その帯状部６１４ｃの中央部分に、RFICモジュール３０の外部接続端子３８、４０の一方が電気的に接続されている。RFICモジュール３０の他方の外部接続端子は、帯状導体パターン６１４ａの長手方向（Ｙ軸方向）の一端（基材シート１２の転回部１２ｃから遠い側の端）に電気的に接続されている。

すなわち、本発明の実施の形態に係る無線通信デバイスは、広義には、折り返した状態の基材シートと、前記基材シートの第１の主面に設けられた第１の導体パターンと、前記第１の主面に対して対向する前記基材シートの第２の主面に設けられた第２の導体パターンと、前記第１の導体パターンと電気的に接続するように前記基材シートに設けられたRFICチップと、前記第１の導体パターンにおける前記基材シートの転回部に近い端部と前記第２の導体パターンにおける前記転回部に近い端部とに対して部分的に重なるように、前記転回部に貼り付けられたシート状の接続導体と、を有する。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信デバイスの製造方法は、広義には、基材シートの同一表面上に間隔をあけて離れるように第１の導体パターンと第２の導体パターンとを設け、間隔をあけて離れる前記第１の導体パターンの端部と前記第２の導体パターンの端部とに部分的に重なるように、前記第１および第２の導体パターン間に位置する基材シートの部分にシート状の接続導体を貼り付け、前記第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間で且つ前記第１および第２の導体パターンを外側にして前記基材シートを前記接続導体とともに折り返し、折り返しによって対向し合う前記基材シートの部分を互いに貼り合わせ、前記第１の導体パターンと電気的に接続するようにRFICチップを前記基材シートに設ける。

なお、本発明のいくつかの実施の形態を挙げているが、ある実施の形態に対して別の少なくとも１つの実施の形態を全体としてまたは部分的に組み合わせて本発明に係るさらなる実施の形態とすることが可能であることは、当業者にとって明らかである。

本発明は、金属面に取り付けて使用されうるRFIDタグなどの無線通信デバイスに適用可能である。

１０ 無線通信デバイス
１２ 基材シート
１２ａ 第１の主面
１２ｂ 第２の主面
１２ｃ 転回部
１４ 第１の導体パターン
１８ 接続導体

Claims (13)

1. 折り返した状態の基材シートと、
   前記基材シートの第１の主面に設けられた第１の導体パターンと、
   前記第１の主面に対して対向する前記基材シートの第２の主面に設けられた第２の導体パターンと、
   前記第１の導体パターンと電気的に接続するように前記基材シートに設けられたRFICチップと、
   前記第１の導体パターンにおける前記基材シートの転回部に近い端部と前記第２の導体パターンにおける前記転回部に近い端部とに対して部分的に重なるように、前記転回部に貼り付けられたシート状の接続導体と、を有する、
   無線通信デバイス。
   
2. 厚さおよび幅の少なくとも１つについて、前記接続導体が前記第１および第２の導体パターンに比べて大きい、請求項１に記載の無線通信デバイス。
   
3. 前記基材シートにおける互いに対向し合う部分が、前記基材シートに比べて低い誘電率を備える介在部材を挟んでいる、請求項１または２のいずれか一項に記載の無線通信デバイス。
   
4. 前記RFICチップと整合回路とを含むRFICモジュールを有し、
   前記RFICモジュールが、前記第１の導体パターンに対して前記整合回路を介して前記RFICチップが電気的に接続されるように前記基材シートに設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信デバイス。
   
5. 無線通信デバイスの製造方法であって、
   基材シートの同一表面上に間隔をあけて離れるように第１の導体パターンと第２の導体パターンとを設け、
   間隔をあけて離れる前記第１の導体パターンの端部と前記第２の導体パターンの端部とに部分的に重なるように、前記第１および第２の導体パターン間に位置する基材シートの部分にシート状の接続導体を貼り付け、
   前記第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間で且つ前記第１および第２の導体パターンを外側にして前記基材シートを前記接続導体とともに折り返し、
   折り返しによって対向し合う前記基材シートの部分を互いに貼り合わせ、
   前記第１の導体パターンと電気的に接続するようにRFICチップを前記基材シートに設ける、
   無線通信デバイスの製造方法。
   
6. 厚さおよび幅の少なくとも１つについて、前記接続導体が前記第１および第２の導体パターンに比べて大きい、請求項５に記載の無線通信デバイスの製造方法。
   
7. 前記基材シートにおける互いに対向し合う部分が、前記基材シートに比べて低い誘電率を備える介在部材を挟んでいる、請求項５または６に記載の無線通信デバイスの製造方法。
   
8. 前記RFICチップと整合回路とを含むRFICモジュールを有し、
   前記RFICモジュールが、前記第１の導体パターンに対して前記整合回路を介して前記RFICチップが電気的に接続されるように前記基材シートに設けられている、請求項５から７のいずれか一項に記載の無線通信デバイスの製造方法。
   
9. 前記接続導体を接着剤が介在した状態で前記基材シートに貼り付け、
   前記接着剤の硬化が完了する前に、前記基材シートを前記接続導体とともに折り返す、請求項５から８のいずれか一項に記載の無線通信デバイスの製造方法。
   
10. 前記基材シートの厚さ方向視で、前記第２の導体パターンが、前記第１の導体パターンに比べて大きい、請求項５から９のいずれか一項に記載の無線通信デバイスの製造方法。
    
11. 前記第１および第２の導体パターンとの間に位置する前記基材シートの部分に溝を設け、
    前記溝に沿って前記基材シートが折り返される、請求項５から１０のいずれか一項に記載の無線通信デバイスの製造方法。
    
12. 基材シート材料に複数組の前記第１および第２の導体パターンを、前記第１の導体パターンと対応する第２の導体パターンの並び方向に対して直交方向に並べて設け、
    各組における間隔をあけて離れる前記第１の導体パターンの端部と前記第２の導体パターンの端部とに部分的に重なるように、前記第１および第２の導体パターン間に位置する基材シート材料の部分に、帯状の接続導体材料を貼り付け、
    各組における前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとの間で且つ前記第１および第２の導体パターンを外側にして前記基材シート材料を前記接続導体材料とともに折り返し、
    折り返しによって対向し合う前記基材シート材料の部分を互いに貼り合わせ、
    複数の前記第１の導体パターンそれぞれと電気的に接続するように複数の前記RFICチップを前記基材シート材料に設け、
    複数の前記RFICチップが設けられて折り返した状態の前記基材シート材料を、複数の無線通信デバイスに切断する、請求項５から１１のいずれか一項に記載の無線通信デバイスの製造方法。
    
13. 前記基材シート材料が、ロールシートである、請求項１２に記載の無線通信デバイスの製造方法。

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