JP7176226B2 - RF tag label and RF tag structure - Google Patents

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本発明は，無線による個体識別で用いるＲＦタグ（Radio Frequency）に関し，更に詳しくは，電子部品を実装するプリント基板（PCB: printed circuit board）など，比誘電率の高い電気物性を有する板状の物に適したＲＦタグに関する。 The present invention relates to RF tags (Radio Frequency) used for wireless individual identification. It relates to RF tags suitable for objects.

無線による個体識別で用いるＲＦタグラベルが，ＲＦタグラベルを貼付する貼付面の電気物性に適していないと，ＲＦタグラベルの通信性能が著しく悪化することがある。例えば，金属対応を図っていないＲＦタグラベルを金属面に貼付すると，金属面に貼付したＲＦタグラベルの通信性能は著しく悪化する。特許文献１で開示されている発明では，金属対応を図ったＲＦタグラベルとして，放射素子とマッチング回路からなるアンテナをＲＦタグラベルに実装し，放射素子が金属面と電気的に導通することで，ＲＦタグラベルを貼付した金属面をＲＦタグラベルのアンテナの一部として利用できるようにしている。 If the RF tag label used for wireless individual identification is not suitable for the electrical properties of the sticking surface on which the RF tag label is stuck, the communication performance of the RF tag label may be remarkably deteriorated. For example, if an RF tag label that is not intended for metal is attached to a metal surface, the communication performance of the RF tag label attached to the metal surface will deteriorate significantly. In the invention disclosed in Patent Document 1, as an RF tag label intended to be compatible with metal, an antenna consisting of a radiating element and a matching circuit is mounted on the RF tag label, and the radiating element is electrically connected to the metal surface. The metal surface on which the tag label is attached can be used as part of the RF tag label antenna.

特開２０１２－１０４９８５号公報JP 2012-104985 A

ＲＦタグラベルを貼付する貼付面の電気物性にＲＦタグラベルが適していないと，ＲＦタグラベルの通信性能が著しく悪化するケースとして，誘電体の性質を有する貼付面にＲＦタグラベルを貼付するケースがある。 If the RF tag label is not suitable for the electrical properties of the sticking surface on which the RF tag label is stuck, the communication performance of the RF tag label is significantly deteriorated.

そこで，本発明は，誘電体の性質を有する貼付面に適した構造のＲＦタグラベルおよびこのＲＦタグラベルを貼り付けたＲＦタグ構造体を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an RF tag label having a structure suitable for an attachment surface having dielectric properties, and an RF tag structure to which the RF tag label is attached.

上述した課題を解決する第１発明は，ＵＨＦ帯を利用するＲＦタグラベルであって，ＩＣチップを接続させたマッチング素子，メアンダ状素子および面状結合素子を有し，前記メアンダ状素子の片端が前記マッチング素子と接続し，前記導波線路を利用して前記マッチング素子が前記面状結合素子と接続している構造のアンテナが実装されたインレイと，前記アンテナを実装した前記インレイの面に積層した第１粘着層を備え，前記インレイに実装する前記アンテナは，サイズが表３に従い，共振周波数が表４に従うように設計されていることを特徴とするＲＦタグラベルである。 The first invention for solving the above-mentioned problems is an RF tag label using the UHF band, which has a matching element to which an IC chip is connected, a meandering element and a planar coupling element, and one end of the meandering element is an inlay mounted with an antenna connected to the matching element and having a structure in which the matching element is connected to the planar coupling element using the waveguide line; and a laminate on the surface of the inlay mounted with the antenna. The RF tag label is characterized in that the antenna mounted on the inlay is designed to have a size according to Table 3 and a resonance frequency according to Table 4.

更に，第２発明は，第１発明記載のＲＦタグラベルと，比誘電率の高い材料を用いた板状の部材である誘電体板を備え，前記ＲＦタグラベルは，前記ＲＦタグラベルに実装されたアンテナが有する面状結合素子のみが前記誘電体板と重なるように前記誘電体板に貼り付けられていることを特徴とするＲＦタグ構造体である。 Furthermore, a second invention comprises the RF tag label according to the first invention and a dielectric plate that is a plate-shaped member using a material with a high dielectric constant, and the RF tag label is an antenna mounted on the RF tag label. is attached to the dielectric plate so as to overlap the dielectric plate.

第１発明に係るＲＦタグラベルは，誘電体の性質を有する貼付面に適した構造にするために，誘電体が有する波長短縮効果を考慮して設計されている。第２発明に係るＲＦタグ構造体では，第１発明に係るＲＦタグラベルの設計を考慮して，第１発明に係るＲＦタグラベルを誘電体板に貼り付けている。 The RF tag label according to the first invention is designed in consideration of the wavelength shortening effect of the dielectric in order to make the structure suitable for the sticking surface having dielectric properties. In the RF tag structure according to the second invention, considering the design of the RF tag label according to the first invention, the RF tag label according to the first invention is attached to the dielectric plate.

本実施形態に係るＲＦタグラベルを説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining an RF tag label according to the embodiment; ＲＦタグラベルを誘電体に貼り付けた構造体を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining a structure in which an RF tag label is attached to a dielectric; 本実施形態に係るＲＦタグラベルの使用例を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining a usage example of the RF tag label according to the embodiment;

ここから，本発明の好適な実施形態を記載する。なお，以下の記載は本発明の技術的範囲を束縛するものでなく，理解を助けるために記述するものである。 Preferred embodiments of the invention will now be described. In addition, the following description does not restrict the technical scope of the present invention, but is described to aid understanding.

図１は，本実施形態に係るＲＦタグラベル１を説明する図で，図１（ａ）は，ＲＦタグラベル１の層構成を説明する図，図１（ｂ）は，ＲＦタグラベル１に実装するアンテナ２を説明する図である。 1A and 1B are diagrams for explaining the RF tag label 1 according to the present embodiment, FIG. 1A is a diagram for explaining the layer structure of the RF tag label 1, and FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining 2. FIG.

ＲＦタグラベル１を使用する周波数帯はＵＨＦ帯（８６０～９６０ＭＨｚ）で，図１（ａ）で図示したように，ＲＦタグラベル１は，ＩＣチップ２４を接続させたアンテナ２を実装したインレイ１０と，アンテナ２を実装したインレイ１０の面に積層した第１粘着層１１と，第１粘着層１１を保護する剥離紙１２と，アンテナ２を実装したインレイ１０の面の裏面に積層した第２粘着層１３と，第２粘着層１３を利用してインレイ１０と接着している表面シート１４から少なくとも構成されている。なお，ＲＦタグラベル１は，第２粘着層１３と表面シート１４を省いた構成にすることもできる。
The frequency band in which the RF tag label 1 is used is the UHF band (860 to 960 MHz ), and as shown in FIG. , a first adhesive layer 11 laminated on the surface of the inlay 10 on which the antenna 2 is mounted, a release paper 12 that protects the first adhesive layer 11, and a second laminated on the back of the surface of the inlay 10 on which the antenna 2 is mounted. It is composed of at least an adhesive layer 13 and a surface sheet 14 that adheres to the inlay 10 using the second adhesive layer 13 . Note that the RF tag label 1 can also have a configuration in which the second adhesive layer 13 and the surface sheet 14 are omitted.

ＲＦタグラベル１の材料について説明する。インレイ１０のベースとなるベースフィルム１０ａと表面シート１４には，ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ），ポリプロピレン（ＰＰ）等の合成樹脂製フィルムに加え，アート紙などを用いることができ，インレイ１０に形成するアンテナ２にはアルミ箔などの金属箔を利用できる。また，第１粘着層１１および第２粘着層１３にはアクリル系やゴム系の粘着剤を利用できる。更に，剥離紙１２には，シリコーン系などの剥離剤を塗布した合成樹脂製フィルムや剥離剤を塗布した紙を利用できる。 Materials for the RF tag label 1 will be described. For the base film 10a and the surface sheet 14, which are the base of the inlay 10, in addition to synthetic resin films such as polyethylene terephthalate (PET) and polypropylene (PP), art paper and the like can be used. Metal foil such as aluminum foil can be used for the antenna 2 . Also, an acrylic or rubber-based adhesive can be used for the first adhesive layer 11 and the second adhesive layer 13 . Furthermore, as the release paper 12, a synthetic resin film coated with a release agent such as silicone or paper coated with a release agent can be used.

図１（ｂ）を参照しながら，ＲＦタグラベル１のインレイ１０に実装するアンテナ２の構造について説明する。インレイ１０に実装するアンテナ２は，ダイポールアンテナで，ＩＣチップ２４を接続させたマッチング素子２１，メアンダ状素子２０および面状結合素子２２を有し，メアンダ状素子２０の片端がマッチング素子２１と接続し，導波線路２３を利用してマッチング素子２１が面状結合素子２２と接続している構造になっている。 The structure of the antenna 2 mounted on the inlay 10 of the RF tag label 1 will be described with reference to FIG. 1(b). The antenna 2 mounted on the inlay 10 is a dipole antenna and has a matching element 21 to which an IC chip 24 is connected, a meandering element 20 and a planar coupling element 22. One end of the meandering element 20 is connected to the matching element 21. The structure is such that the matching element 21 is connected to the planar coupling element 22 using the waveguide line 23 .

アンテナ２を構成するマッチング素子２１は，インレイ１０に実装するＩＣチップ２４とのインピーダンス整合をとるためのアンテナ素子である。ＩＣチップ２４の入力端子間には容量性リアクタンス（キャパシタンス）が存在するので，ＩＣチップ２４と接続するマッチング素子２１の形状をループ形状にし，ＩＣチップ２４の入力端子間に存在する容量性リアクタンスに対応した誘導性リアクタンス（インダクタンス）をマッチング素子２１に持たせている。 A matching element 21 constituting the antenna 2 is an antenna element for impedance matching with an IC chip 24 mounted on the inlay 10 . Since a capacitive reactance (capacitance) exists between the input terminals of the IC chip 24, the shape of the matching element 21 connected to the IC chip 24 is made into a loop shape so that the capacitive reactance existing between the input terminals of the IC chip 24 is eliminated. The matching element 21 has a corresponding inductive reactance (inductance).

アンテナ２を構成するメアンダ状素子２０は，線状の導体をジグザグ状に折り曲げた形状のアンテナ素子である。線状の導体をジグザグ状に折り曲げているのは，アンテナ素子の小型化を図るためである。また，線状の導体をジグザグ状に折り曲げたメアンダ状素子２０は誘導性リアクタンスを有するので，この誘導性リアクタンスを利用すれば，ＲＦタグラベル１の共振周波数が所定の周波数になるようにアンテナ２を設計することが容易になる。アンテナ２を構成する面状結合素子２２は，ＲＦタグラベル１を貼付した誘電体と電気的に結合し易いように，プレート電極のような板状の導体で構成されている。 The meandering element 20 that constitutes the antenna 2 is an antenna element in the form of a linear conductor that is bent in a zigzag shape. The reason why the linear conductor is bent in a zigzag shape is to reduce the size of the antenna element. In addition, since the meandering element 20, which is a linear conductor bent in a zigzag shape, has an inductive reactance, the antenna 2 can be adjusted so that the resonance frequency of the RF tag label 1 becomes a predetermined frequency by using this inductive reactance. Easier to design. The planar coupling element 22 constituting the antenna 2 is composed of a plate-shaped conductor such as a plate electrode so as to facilitate electrical coupling with the dielectric on which the RF tag label 1 is attached.

図２は，ＲＦタグラベル１を誘電体板３０に貼り付けたＲＦタグ構造体３を説明する図である。図２で図示したように，本実施形態に係るＲＦタグ構造体３は，比誘電率の高い材料を用いた板状の部材である誘電体板３０とＲＦタグラベル１を備える。ＲＦタグラベル１の剥離紙１２には，面状結合素子２２のみが誘電体と重なる状態で誘電体に貼り付け可能にするための工夫として，面状結合素子２２に対応する箇所の剥離紙１２である剥離紙片１２０のみを剥がせるようにするための切り込み１２１を剥離紙１２に設け，ＲＦタグ構造体３において，ＲＦタグラベル１は，剥離紙片１２０を剥がして露出した第１粘着層１１を利用して，面状結合素子２２のみが誘電体板３０と重なるように誘電体板３０に貼り付けられている。 FIG. 2 is a diagram for explaining the RF tag structure 3 in which the RF tag label 1 is attached to the dielectric plate 30. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the RF tag structure 3 according to this embodiment includes a dielectric plate 30, which is a plate-like member made of a material with a high dielectric constant, and an RF tag label 1. As shown in FIG. For the release paper 12 of the RF tag label 1, the release paper 12 at the part corresponding to the planar coupling element 22 is devised so that it can be attached to the dielectric in a state where only the planar coupling element 22 overlaps with the dielectric. A cut 121 is provided in the release paper 12 so that only a certain release paper piece 120 can be peeled off, and in the RF tag structure 3, the RF tag label 1 uses the first adhesive layer 11 exposed by peeling the release paper piece 120. Then, only the planar coupling element 22 is attached to the dielectric plate 30 so as to overlap the dielectric plate 30 .

図２で図示したように，面状結合素子２２のみが誘電体板３０と重なる状態でＲＦタグラベル１を誘電体板３０に貼り付けることで，面状結合素子２２は，誘電体板３０と電気的に結合し，ＲＦタグラベル１に実装されたアンテナ２は，誘電体板３０を介して電波を受信することになる。誘電体板３０を流れる電波の波長は，誘電体板３０が有する波長短縮効果により元の波長よりも短くなるので，本発明では，ＲＦタグラベル１に実装するアンテナ２のサイズを表３のように規定している。 As shown in FIG. 2, by attaching the RF tag label 1 to the dielectric plate 30 with only the planar coupling element 22 overlapping the dielectric plate 30, the planar coupling element 22 and the dielectric plate 30 are electrically connected to each other. The antenna 2 which is physically coupled and mounted on the RF tag label 1 receives radio waves through the dielectric plate 30 . The wavelength of the radio wave flowing through the dielectric plate 30 becomes shorter than the original wavelength due to the wavelength shortening effect of the dielectric plate 30. stipulated.

Figure 0007176226000001
Figure 0007176226000001

更に，ＲＦタグラベル１を誘電体板３０に貼付すると，誘電体板３０の影響で大きな寄生容量がＲＦタグラベル１に発生し，ＲＦタグラベル１の共振周波数が低い方向にシフトしてしまうため，本発明では，ＲＦタグラベル１の共振周波数についても以下のように規定する。 Furthermore, when the RF tag label 1 is attached to the dielectric plate 30, a large parasitic capacitance is generated in the RF tag label 1 due to the influence of the dielectric plate 30, and the resonance frequency of the RF tag label 1 shifts in the lower direction. Then, the resonance frequency of the RF tag label 1 is also defined as follows.

Figure 0007176226000002
Figure 0007176226000002

本実施形態に係るＲＦタグラベル１の使用例について説明する。本実施形態に係るＲＦタグラベル１は，誘電体の性質を有する様々な製品に使用できる。 A usage example of the RF tag label 1 according to this embodiment will be described. The RF tag label 1 according to this embodiment can be used for various products having dielectric properties.

図３は，本実施形態に係るＲＦタグラベル１の使用例を説明する図である。図３（ａ）では，電子部品を実装するＰＣＢ３１（Printed Circuit Board）にＲＦタグラベル１を貼り付けたＲＦタグ構造体３ａを図示している。図３（ａ）では，アンテナ２の面状結合素子２２がＰＣＢ３１と重なるように，誘電体を基材に用いたＰＣＢ３１の一辺にＲＦタグラベル１を貼り付けている。図３（ｂ）では，電子機器の筐体３２の内部にＲＦタグラベル１を貼り付けたＲＦタグ構造体３ｂを図示している。図３（ｂ）では，電子機器の筐体３２の底板３２ａには誘電体被膜がコーティングされており，誘電体被膜がコーティングされた底板３２ａが誘電体板３０として利用されている。図３（ｂ）において，ＲＦタグラベル１は，剥離紙１２全てを剥がして露出した第１粘着層１１を利用して，アンテナ２の面状結合素子２２が，誘電体被膜がコーティングされた底板３２ａと重なるように，Ｌ字状に曲げた状態でＲＦタグラベル１を貼り付けている。なお，これ以外の使用例としては，ガラス板の管理にＲＦタグラベル１を管理する使用例が考えられる。 FIG. 3 is a diagram for explaining a usage example of the RF tag label 1 according to this embodiment. FIG. 3A shows an RF tag structure 3a in which the RF tag label 1 is attached to a PCB 31 (Printed Circuit Board) on which electronic components are mounted. In FIG. 3A, the RF tag label 1 is attached to one side of a PCB 31 using a dielectric material as a base material so that the planar coupling element 22 of the antenna 2 overlaps with the PCB 31 . FIG. 3(b) shows an RF tag structure 3b in which the RF tag label 1 is stuck inside the housing 32 of the electronic device. 3B, the bottom plate 32a of the housing 32 of the electronic device is coated with a dielectric film, and the bottom plate 32a coated with the dielectric film is used as the dielectric plate 30. In FIG. In FIG. 3B, the RF tag label 1 uses the first adhesive layer 11 exposed by peeling off the entire release paper 12, and the planar coupling element 22 of the antenna 2 is attached to the bottom plate 32a coated with a dielectric film. The RF tag label 1 is affixed while being bent in an L shape so as to overlap with the . As an example of use other than this, a use example of managing the RF tag label 1 for managing a glass plate can be considered.

１ ＲＦタグラベル
１０ インレイ
１１ 第１粘着層
１２ 剥離紙
１３ 第２粘着層
１４ 表面シート
２ アンテナ
２０ メアンダ状素子
２１ マッチング素子
２２ 面状結合素子
２３ 導波線路
２４ ＩＣチップ
REFERENCE SIGNS LIST 1 RF tag label 10 inlay 11 first adhesive layer 12 release paper 13 second adhesive layer 14 surface sheet 2 antenna 20 meandering element 21 matching element 22 planar coupling element 23 waveguide line 24 IC chip

Claims (2)

ＵＨＦ帯を利用するＲＦタグラベルであって，
ＩＣチップを接続させたマッチング素子，メアンダ状素子および面状結合素子を有し，
前記メアンダ状素子の片端が前記マッチング素子と接続し，導波線路を利用して前記マッチング素子が前記面状結合素子と接続している構造のアンテナが実装されたインレイと，
前記アンテナを実装した前記インレイの面に積層した第１粘着層を備え，
前記インレイに実装する前記アンテナは，サイズが表１に従い，共振周波数が表２に従うように設計されている，
ことを特徴とするＲＦタグラベル。
Figure 0007176226000003
Figure 0007176226000004
 An RF tag label using the UHF band,
It has a matching element to which an IC chip is connected, a meandering element and a planar coupling element,
an inlay mounted with an antenna having a structure in which one end of the meandering element is connected to the matching element, and the matching element is connected to the planar coupling element using a waveguide line;
A first adhesive layer laminated on the surface of the inlay on which the antenna is mounted,
The antenna mounted on the inlay is designed to have a size according to Table 1 and a resonant frequency according to Table 2.
An RF tag label characterized by:
Figure 0007176226000003
Figure 0007176226000004
 請求項１記載のＲＦタグラベルと，比誘電率の高い材料を用いた板状の部材である誘電体板を備え，前記ＲＦタグラベルは，前記ＲＦタグラベルに実装されたアンテナが有する面状結合素子のみが前記誘電体板と重なるように前記誘電体板に貼り付けられている，ことを特徴とするＲＦタグ構造体。
2. The RF tag label according to claim 1 and a dielectric plate which is a plate-shaped member using a material with a high relative dielectric constant, and the RF tag label is only a planar coupling element of an antenna mounted on the RF tag label is attached to the dielectric plate so as to overlap with the dielectric plate.
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