JP7361125B2 - Rfidタグ - Google Patents

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Description

本開示は、RFID(radio frequency identifier)タグに関する。
従来、セラミック焼結体の絶縁基板に、アンテナ導体が形成され、かつ、RFID用IC(Integrated Circuit)が搭載されたRFIDタグがある。国際公開第2018/016624号に記載のRFIDタグは、絶縁基板に積層されたアンテナ導体により、小型でかつ優れた無線通信特性を有する。
本開示のRFIDタグは、
第1面及び前記第1面の反対に位置する第2面を有しかつ可撓性を有する基材と、前記第1面及び前記第2面のそれぞれに位置する導体と、を含むフィルム配線基板と、
前記導体に接続されたRFID用ICと、
を備え、
前記フィルム配線基板は、前記基材の長手方向において、折れ曲がる領域と、互いに重ねられる領域とを有し、
前記導体は、前記折れ曲がる領域に位置する配線導体を含み、
前記フィルム配線基板が前記折れ曲がる領域において折れ曲がり、少なくとも前記第1面の導体に含まれる第1導体部と、前記第1面又は前記第2面の導体に含まれる第2導体部と、前記第2導体部以外の前記第2面の導体とが、重なっており、
前記基材の折れ曲がり前の平面視における短手方向を幅方向として、前記第1導体部と前記第2導体部とは前記配線導体よりも倍以上の幅を有する面状導体である。
本開示の実施形態1のRFIDタグを示す概略図である。 図1のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。 変形例1のRFIDタグを示す概略図である。 変形例2のRFIDタグを示す概略図である。 本開示の実施形態2のRFIDタグを示す概略図である。 実施形態2のRFIDタグの回路構成を示す図である。 図5のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。 変形例3のRFIDタグを示す概略図である。 変形例3のRFIDタグの回路構成を示す図である。 変形例4のRFIDタグを示す概略図である。 変形例5のRFIDタグを示す概略図である。 変形例6のRFIDタグを示す概略図である。 図12のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。 本開示の実施形態3のRFIDタグを示す概略図である。 図14のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。 本開示の実施形態4のRFIDタグを示す概略図である。 図16のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。 変形例7のRFIDタグを示す概略図である。 図18のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。 本開示の実施形態5のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。 シミュレーションに用いた実施形態2のRFIDタグを示す斜視図である。 図21のRFIDタグの側面図である。 図21のRFIDタグのアンテナ利得の周波数特性を示すグラフである。
以下、本開示の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本開示の実施形態1のRFIDタグを示す概略図である。図2は、図1のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。図2以降のフィルム配線基板を延ばした説明図では、フィルム配線基板を表面から見た表面の導体パターンAと、表面から透視した裏面の導体パターンBとを示している。
実施形態1のRFIDタグ1は、フィルム配線基板10と、RFID用IC2とを備える。RFID用IC2は、例えばUHF(Ultra High Frequency)帯の電波を用いてリーダライタと無線通信を行う。フィルム配線基板10は、FPC(Flexible Printed Circuits)であってもよい。フィルム配線基板10は、可撓性及び柔軟性を有するフィルム状の基材11と、基材11の表面及び裏面に積層された導体(21A~21C、25)と、基材11を貫通して表面の導体と裏面の導体との間を接続するビア導体32a、32bとを有する。基材11の導体(21A~21C、25)は、基材11に固定された導体膜であり、その表面は絶縁膜に覆われていてもよい。基材11の材料としては、例えばポリイミドを採用できる。基材11の表面と裏面が本開示に係る第1面と第2面の一例に相当する。
表面の導体には、放射導体21Aと、短絡導体21Bと、接地導体21Cとが含まれる。放射導体21A、短絡導体21B及び接地導体21Cは、基材11の長手方向に順に並んで配置される。放射導体21A及び接地導体21Cは、短絡導体21Bと比べて基材11の短手方向に幅広で、短絡導体21Bと比べて大きな面積を有する。放射導体21A及び接地導体21Cは、基材11の短手方向の端まで延在していると小型化の点で有利である。このとき、外部の導電性の物体に接触して短絡することがないように、図2に示す例のように、放射導体21A及び接地導体21Cは基材11の短手方向の端よりもわずかに内側の位置まで延在する構成としてもよい。
裏面の導体には、RFID用IC2の信号端子と接地端子とが接続される配線導体25が含まれる。配線導体25は、放射導体21A及び接地導体21Cよりも、基材11の短手方向の幅が狭い。配線導体25の一部は、放射導体21Aと接地導体21Cとの裏側に位置する。配線導体25には、RFID用IC2が例えば導電性接合材を介して接続される。配線導体25におけるRFID用IC2の接続部は、放射導体21Aの裏側に配置されるが、接地導体21Cの裏側に配置されてもよい。
配線導体25は、ビア導体32bで接地導体21Cに接続されているが、接地導体21CにおけるRFID用IC2からより遠い位置で接続されてもよい。RFID用IC2と接地導体21Cとの接続距離を長くすることで、アンテナのインピーダンスを高くすることができ、RFID用IC2の出力インピーダンスとアンテナのインピーダンスとを容易に整合することができる。また、RFID用IC2は第2領域R2の長手方向の中央部に配置されてもよく、接地導体21Cから離れた位置に配置することでさらにインピーダンスを高くすることができる。配線導体25をより長いものとしてRFID用IC2を折り曲げ領域R5あるいは第3領域R3に搭載すると、RFID用IC2と接地導体21Cとの距離(RFIDタグ1の厚み方向における距離)が近くなってインピーダンスが低下してしまう。そのため、RFID用IC2は接地導体21Cが位置する第1領域R1から最も離れた位置にある第2領域R2のうち、折り曲げ領域R5に近い位置に搭載してもよい。
また、RFID用IC2の接続部から第1領域R1へ延びる配線導体25を、第3領域R3へ延ばしてもよい。この場合は、第3領域R3の裏面の配線導体25に接続され、表面まで貫通するビア導体及びこのビア導体に接続される接続パッドを第3領域R3の表面に設けてもよい。また、第1領域R1の裏面に接続パッドを設け、この接続パッドに接続され、表面まで貫通するビア導体及びこのビア導体に接続される接続パッドを第1領域R1の表面に設けてもよい。そして、これら第3領域R3の表面の接続パッドと第1領域R1の接続パッドとを導電性接合材で接続する構成としてもよい。なお、上記実施形態1における配線導体25の配置は、導電性接合材による電気的接続箇所が少ないため、信頼性をより向上できる。
実施形態1において、表面の放射導体21Aが本開示に係る第1導体部の一例に相当する。表面の接地導体21Cが本開示に係る「第1面の導体に含まれる第2導体部」の一例に相当する。裏面の配線導体25が本開示に係る「第2導体部以外の第2面の導体」の一例に相当する。
ビア導体32aは、配線導体25の一端と放射導体21Aとを接続する。ビア導体32bは、配線導体25の他端と接地導体21Cとを接続する。ビア導体32aは、放射導体21Aのうち中央よりも短絡導体21Bから遠い方に配置されてもよい。ビア導体32bは、接地導体21Cのうち中央よりも短絡導体21Bから遠い方に配置されてもよい。
フィルム配線基板10は、図1及び図2に示すように、折り曲げ領域R4,R5が折り曲がり、接地導体21Cを有する第1領域R1と放射導体21Aを有する第2領域R2と第3領域R3とが重ねられる。さらに、折り曲げが保持されるように第1領域R1と第3領域R3との一部同士が接合材41で接合される。折り曲げ領域R4,R5としては、短絡導体21B及び配線導体25が配置される領域と、導体が配置されない領域とが採用される。
フィルム配線基板10が折り曲げられた状態で、放射導体21A及び接地導体21Cは外方を向きかつRFIDタグ1の外側に位置する。配線導体25及びRFID用IC2は内方を向き、RFIDタグ1の内側に位置する。折り曲げられて巻回されたフィルム配線基板10の内側には、RFID用IC2の高さよりも高い空間G0が設けられてもよい。
上記のように構成されたRFIDタグ1においては、第1導体部である放射導体21Aと第2導体部である接地導体21Cとが互いに反対側を向いて重なって配置され、放射導体21Aと接地導体21Cとの一方の縁部同士が短絡導体21Bを介して接続される。さらに、放射導体21Aの短絡導体21Bから遠い箇所に、RFID用IC2の信号端子が配線導体25とビア導体32bを介して接続される。放射導体21Aとビア導体32bとの接点は、給電点に相当する。そして、放射導体21A、短絡導体21B及び接地導体21Cにより、板状逆Fアンテナが構成される。このような構成により、RFIDタグ1の小型化と、RFIDタグ1の良好のアンテナ特性がえられる。
さらに、上記の構成によれば、RFID用IC2が、折り曲げられたフィルム配線基板10の内側に配置されるので、RFID用IC2が可撓性を有するフィルム配線基板10に保護され、RFIDタグ1の耐久性を向上できる。また、フィルム配線基板10の外側にRFID用IC2が突出しないのでより小型化を図ることができる。
図1及び図2に示す例では、第3領域R3は、放射導体21A及び接地導体21Cと重なる位置まで延びて第1領域R1と接合されている。そして、第3領域R3はこの接合部から短絡導体21Bの方へさらに延びている。折り曲げを保持するだけであれば、放射導体21Aと接地導体21Cとの間に第3領域R3を接続する必要はなく、また、第3領域R3の接合部(接合材41の箇所)より先の部分は不要である。一方、第3領域R3が放射導体21Aと接地導体21Cとの間まで延びて配置されていると、後述する変形例1、2のように、誘電体で構成されるスペーサ42、42a、42bを備える場合と同様の効果を奏する。すなわち、放射導体21A及び接地導体21Cとの間に誘電体である基材11が位置することで、アンテナ利得をより向上できるとともに、より小型化を図ることができる。
(変形例1、2)
図3は、変形例1のRFIDタグを示す概略図である。図4は、変形例2のRFIDタグを示す概略図である。変形例1及び変形例2のRFIDタグ1A、1Bは、フィルム配線基板10の折り曲げられた部分の内方に、1つのスペーサ42又は複数のスペーサ42a、42bを有する。
1つのスペーサ42又は複数のスペーサ42a、42bは、折り曲げられることでできた内側の空間G0の全体を埋めない。具体的には、1つのスペーサ42又は複数のスペーサ42a、42bは、空間G0の長手方向(放射導体21A上における基材11の長手方向)における一部の範囲を埋めず、この方向における一部に間隙を残すように配置される。スペーサ42、42a、42bは、可撓性を有してもよい。
このような構成によれば、スペーサ42、42a、42bにより、空間G0の高さ(放射導体21Aに垂直な方向の高さ)を維持することができる。さらに、空間G0の長手方向に曲率を有する曲面に対して、RFIDタグ1A、1Bを取り付ける場合でも、RFIDタグ1A、1Bを曲面に沿って柔軟に変形させることができる。
さらに、1つのスペーサ42又は2つのうちの一方のスペーサ42aは、誘電体(例えばポリイミド)から構成される。スペーサ42、42aは、空間G0の中央よりも短絡導体21Bとは反対側に配置される。RFIDタグ1A、1Bが、電波を送信する際、放射導体21Aと接地導体21Cとの間では、短絡導体21Bとは反対側(開放端側)において強度の高い電界が発生する。そこで、この範囲に誘電体であるスペーサ42が存在することで、電界強度をより高めることができ、アンテナ利得をより向上できる。さらに、開放端側の誘電率が高まることにより、電波の波長短縮の効果が得られ、RFIDタグ1A、1Bのより小型化を図ることができる。
スペーサ42、42a、42bは、図3及び図4の上方と下方との両方において、フィルム配線基板10の裏面に接着されてもよい。スペーサ42、42a、42bの接着により、フィルム配線基板10の折り曲げを保持することができる。この場合、図3及び図4に示す例のように、実施形態1の1つの折り曲げ領域R5及び第3領域R3が省かれてもよい。
(実施形態2)
図5は、本開示の実施形態2のRFIDタグを示す概略図である。図6は、実施形態2のRFIDタグの回路構成を示す図である。図7は、図5のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。実施形態2のRFIDタグ1Cにおいて、実施形態1と同一の要素は同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
図7に示すように、実施形態2のフィルム配線基板10Cには、第1領域R1の裏面に、容量導体27と、配線導体25aと、接続パッド26a、26bが追加されている。容量導体27は、接地導体21Cと基材11を挟んで対向して配置されている。容量導体27は、配線導体25に比べて基材11の短手方向に幅広で、短絡導体21Bよりも大きな面積を有する。接続パッド26aは、配線導体25aの一端に位置する。接続パッド26bは、接地導体21Cの裏側に配置され、接地導体21Cにビア導体32cを介して導通している。配線導体25の一端は、第3領域R3において、表面側の接続パッド22bにビア導体32dを介して導通している。配線導体25の他端は、第1領域R1において容量導体27に接続されている。
フィルム配線基板10Cの表面には、放射導体21Aから短絡導体21Bとは反対側に第3領域R3まで延びる配線導体21Dと、接続パッド22a、22bとが追加されている。接続パッド22aは、配線導体21Dの一端に位置する。接続パッド22bは、裏面の接続パッド26bにビア導体32dを介して導通している。
表面の接続パッド22a、22bと、裏面の接続パッド26a、26bとは、フィルム配線基板10Cの第1領域R1と第3領域R3とを重ねたときに、一方同士(22a、26a)と他方同士(22b、26b)とが重なるように配置されている。
実施形態2において、表面の放射導体21Aが本開示に係る第1導体部の一例に相当する。表面の接地導体21Cが本開示に係る「第1面の導体に含まれる第2導体部」の一例に相当する。裏面の配線導体25、25a、接続パッド26a、26b及び容量導体27が本開示に係る「第2導体部以外の第2面の導体」の一例に相当する。
実施形態2のRFIDタグ1Cは、折り曲げ領域R4と折り曲げ領域R5とが折り曲げられ、接地導体21Cが配置される第1領域と、接続パッド22a、22bが配置される第3領域とが、近接しかつ対向配置される。折り曲げ領域R4には、短絡導体21Bが配置され、折り曲げ領域R5には、配線導体21Dが配置される。さらに、フィルム配線基板10Cが折り曲げられた状態で、表面の接続パッド22aが、裏面の接続パッド26aと導電性接合材45aを介して接合され、表面の接続パッド22bが、裏面の接続パッド26bと導電性接合材45bを介して接合される。フィルム配線基板10Cの折り曲げられた内側には、RFID用IC2の高さよりも高い空間G0が設けられてもよい。空間G0には、スペーサ42xが配置されてもよい。スペーサ42xは、可撓性を有していていもよい。
このような導体パターンによれば、図6に示すように、容量導体27と接地導体21Cとの間に静電容量C1が構成され、RFID用IC2の信号端子は、配線導体25を介して容量導体27と放射導体21Aとに接続される。これにより、容量装荷の板状逆Fアンテナが構成され、小型で良好なアンテナ特性を有するRFIDタグ1Cを実現できる。
フィルム配線基板10Cを折り曲げたRFIDタグ1Cにおいては、フィルム配線基板10Cを薄くすることで、柔軟性を向上できる。一方、フィルム配線基板10Cを薄くすると、放射導体21Aと接地導体21Cとの距離を確保できず、アンテナのインピーダンスが低くなり、RFID用IC2の出力インピーダンスとの整合が困難になる。しかし、実施形態2のRFIDタグ1Cでは、RFID用IC2に接続する配線導体25を電圧の高い静電容量C1と接地導体21Cに接続することで、アンテナのインピーダンスを高くすることができ、RFID用IC2の出力インピーダンスとアンテナのインピーダンスとを容易に整合することができる。
また、本実施形態のように、配線導体25は、容量導体27と容量導体27における短絡導体21Bに近い位置で接続し、かつも接地導体21Cと接地導体21Cにおける短絡導体21Bから遠い位置で接続されてもよい。このようにすることでアンテナのインピーダンスを高くすることができる。
(変形例3、4、5)
図8は、変形例3のRFIDタグを示す概略図である。図9は、変形例3のRFIDタグの回路構成を示す図である。図10は、変形例4のRFIDタグを示す概略図である。図11は、変形例5のRFIDタグを示す概略図である。
変形例3、4、5のRFIDタグ1D、1E、1Fは、スペーサ42、42a~42fの構成が異なる他は、実施形態2のRFIDタグ1Cと同様である。変形例3、4、5のスペーサ42、42a~42fは、フィルム配線基板10Cを折り曲げることでできた内側の空間G0の全体を埋めず、空間G0の長手方向における一部の範囲に間隙を残すように配置される。スペーサ42a~42dは、可撓性を有してもよい。
このような構成によれば、空間G0の長手方向に曲率を有する曲面にRFIDタグ1D~1Fを取り付ける場合でも、RFIDタグ1D、1E、1Fを曲面に沿って柔軟に変形させることができる。
さらに、スペーサ42、42a~42fのうち、短絡導体21Bから最も離れて配置されるスペーサ42、42a、42cは、誘電体(例えばポリイミド)から構成されてもよい。他のスペーサ42b、42d~42fが同様に誘電体であってもよい。図9に示すように、静電容量C1を有する回路構成においても、短絡導体21Bとは反対側(開放端側)に電波送信時に強い電界が発生する。そこで、この範囲に誘電体であるスペーサ42、42a、42cが存在することで、アンテナ利得の向上と、無線の波長短縮効果によるアンテナの小型化とを図ることができる。
スペーサ42、42a~42fは、図7、図10、図11の上方と下方との両方において、フィルム配線基板10Cの裏面に接着されてもよい。スペーサ42、42a~42fの接着により、フィルム配線基板10D~10Fの折り曲げを保持することができる。
(変形例6)
図12は、変形例6のRFIDタグを示す概略図である。図13は、変形例6のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。変形例6のRFIDタグ1Gは、実施形態2の配線導体25を、異なるパターンの配線導体25A~25Dに置き換えた点が主に異なり、他の要素は、実施形態2のRFIDタグ1Cと同様である。以下、異なる点について詳細に説明する。
変形例6のRFIDタグ1Gのフィルム配線基板10Gには、RFID用IC2と容量導体27並びに接地導体21Cとを接続する導体が、表面の配線導体25A、25Cと、裏面の配線導体25B、25D、並びに、ビア導体32c、32e~32gを含む。配線導体25A、ビア導体32e、配線導体25B、ビア導体32f、配線導体25C、ビア導体32g及び配線導体25Dが、この順で連続する。表面の配線導体25A、25Cは、折り曲げ領域R4,R5に配置される。
変形例6において、表面の放射導体21Aが本開示に係る第1導体部の一例に相当する。表面の接地導体21Cが本開示に係る「第1面の導体に含まれる第2導体部」の一例に相当する。裏面の配線導体25B、25D、接続パッド26a、26b及び容量導体27が本開示に係る「第2導体部以外の第2面の導体」の一例に相当する。
このような構成により、折り曲げ領域R4,R5には裏面に導体を有さない構成が実現される。折り曲げ領域R4,R5において、片面にのみ導体を有する構成により、フィルム配線基板10Gを折り曲げる際の高い柔軟性が得られ、折り曲げによる導体の劣化を抑制し、RFIDタグ1Gの耐久性を向上できる。また、RFID用IC2と容量導体27との接続経路が長くなるので、アンテナのインピーダンスを高くすることがでる。
(実施形態3、4)
図14は、本開示の実施形態3のRFIDタグを示す概略図である。図15は、図14のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。図16は、本開示の実施形態4のRFIDタグを示す概略図である。図17は、図16のRFIDタグのフィルム配線を延ばした説明図である。
実施形態3のRFIDタグ1Hおいては、容量導体27Hの配置及び回路上の接続位置が、実施形態2の容量導体27から変更され、その他の要素は実施形態2と同様である。実施形態4のRFIDタグ1Iおいては、容量導体27Iの配置及び回路上の接続位置が、実施形態3の容量導体27Hから変更され、その他の要素は実施形態3と同様である。以下、異なる点について詳細に説明する。
実施形態3の容量導体27Hは、図15に示すように、フィルム配線基板10Hの第3領域R3の表面に設けられている。容量導体27Hは、配線導体21Dを介して放射導体21Aに接続されている。フィルム配線基板10Hの第3領域R3の表面には、裏面の配線導体25の一端がビア導体32dを介して接続される接続パッド22bが設けられている。フィルム配線基板10Hの第1領域R1の裏面には、配線導体25の一端に接続された接続パッド26hと、ビア導体32cを介して接地導体21Cに接続された接続パッド26bとが設けられている。表面の接続パッド22bと容量導体27Hとは、フィルム配線基板10Hが折り曲げられて第1領域R1と第3領域R3とが重ねられたときに、裏面の接続パッド26b、26hとそれぞれ重なるように配置されている。また、容量導体27Hと接地導体21Cとが対向するように配置されている。
実施形態3において、表面の放射導体21Aが本開示に係る第1導体部の一例に相当する。表面の接地導体21Cが本開示に係る「第1面の導体に含まれる第2導体部」の一例に相当する。裏面の配線導体25が本開示に係る「第2導体部以外の第2面の導体」の一例に相当する。
実施形態3のRFIDタグ1Hは、図14に示すように、フィルム配線基板10Hが折り曲げられた状態で、裏面の接続パッド26hが容量導体27Hの一部に導電性接合材45hを介して接合される。また、裏面の接続パッド26bが表面の接続パッド22bに導電性接合材45bを介して接合される。なお、容量導体27Hから配線導体が延設され、この配線導体の一端が裏面の接続パッド26hと接合されてもよい。
このような構成において、容量導体27Hは接地導体21Cとの間に静電容量を構成する。さらに、容量導体27Hの一部が放射導体21Aに配線導体21Dを介して接続され、容量導体27Hの他の部位が配線導体25を介してRFID用IC2の信号端子に接続される。このような構成により、実施形態2と同様に容量装荷の板状逆Fアンテナを実現できる。
実施形態4の容量導体27Iは、図17に示すように、フィルム配線基板10Iの第3領域R3の裏面に設けられている。フィルム配線基板10Iの第3領域R3の表面には、接続パッド22jが設けられ、ビア導体32hを介して容量導体27Iと接続されている。また、容量導体27Iの一部が、ビア導体32iを介して表面の配線導体21Dの一端に接続されている。
実施形態4のRFIDタグ1Iは、図16に示すように、フィルム配線基板10Iが折り曲げられた状態で、表面の接続パッド22b、22jが、裏面の接続パッド26b、26hに導電性接合材45b、45hを介して接合される。また、容量導体27Iと接地導体21Cとが対向している。
実施形態4において、表面の放射導体21Aが本開示に係る第1導体部の一例に相当する。表面の接地導体21Cが本開示に係る「第1面の導体に含まれる第2導体部」の一例に相当する。裏面の配線導体25及び容量導体27Iが本開示に係る「第2導体部以外の第2面の導体」の一例に相当する。
このような構成において、容量導体27Iは接地導体21Cとの間に静電容量を構成する。さらに、容量導体27Iの一部が放射導体21Aにビア導体32iと配線導体21Dとを介して接続され、容量導体27Iの他部がビア導体32hを介して配線導体25に接続される。このような構成により、実施形態2と同様に容量装荷の板状逆Fアンテナを実現できる。
(変形例7)
図18は、変形例7のRFIDタグを示す概略図である。図19は、図18のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。変形例7のRFIDタグ1Kは、主に、接地導体21Ckが第1領域R1の裏面に設けられている点が、実施形態4と異なり、その他の要素は実施形態4と同様である。以下、異なる点について詳細に説明する。
変形例7の接地導体21Ckは、ビア導体32kを介して短絡導体21Bに接続されている。接地導体21Ckと表面の配線導体25との接続は、接地導体21Ckの一部26bkと表面の接続パッド22bとが導電性接合材45bを介して接合され、接続パッド22bと配線導体25の一端がビア導体32dを介して接続されることで、実現されている。
変形例7において、表面の放射導体21Aが本開示に係る第1導体部の一例に相当する。裏面の接地導体21Ckが本開示に係る「第2面の導体に含まれる第2導体部」の一例に相当する。裏面の配線導体25、接続パッド26h及び容量導体27Iが本開示に係る「第2導体部以外の第2面の導体」の一例に相当する。
このような構成においても、接地導体21Ckと放射導体21Aとが対向配置及び短絡導体21Bにより短絡された板状逆Fアンテナが構成される。また、容量導体27Iが接地導体21Ckに対向配置されて静電容量を形成し、容量装荷の板状逆Fアンテナが実現される。
(実施形態5)
図20は、本開示の実施形態5のRFIDタグのフィルム配線基板を延ばした説明図である。実施形態5のRFIDタグ1Jは、実施形態2の配線導体25を、フィルム配線基板10Jの表面に設けられた配線導体25Jに代替させた構成である。配線導体25Jは、フィルム配線基板10Jの表面において、放射導体21A、短絡導体21B、接地導体21C及び配線導体21Dから、基材11の短手方向に離れた位置に設けられている。配線導体25Jの一端は、接続パッド22jに接続され、配線導体25Jの他端は、ビア導体32jを介して容量導体27に接続されている。フィルム配線基板10Jの裏面で、接地導体21Cの裏側には、容量導体27と、接続パッド26a、26bと、容量導体27と接続パッド26aとを接続する配線導体25aとが設けられている。配線導体25JにおけるRFID用IC2の接続部は、フィルム配線基板10Jの表面に設けられている。RFID用IC2は、フィルム配線基板10Jの表面に実装される。
実施形態5において、表面の放射導体21Aが本開示に係る第1導体部の一例に相当する。表面の接地導体21Cが本開示に係る「第1面の導体に含まれる第2導体部」の一例に相当する。裏面の配線導体25a、接続パッド26a、26b及び容量導体27が本開示に係る「第2導体部以外の第2面の導体」の一例に相当する。
実施形態5のRFIDタグ1Jにおいては、フィルム配線基板10Jが折り曲げられた状態で、RFID用IC2は、外方を向き、外側に位置する。したがって、RFID用IC2の交換が容易になる。
さらに、実施形態5のRFIDタグ1Jは、フィルム配線基板10Jの折り曲げ領域R4,R5の裏面には導体が設けられていないため、フィルム配線基板10Jを折り曲げる際の柔軟性が向上する。
実施形態5のRFIDタグ1Jにおいては、配線導体25J及びRFID用IC2は、フィルム配線基板10Jの表面において、放射導体21Aと基材11の短手方向に並んで設けられている。これに対して実施形態2のRFIDタグ1Cにおいては、配線導体25J及びRFID用IC2は、フィルム配線基板10Jの裏面に設けられ、放射導体21A及び接地導体21Cと重なっている。このように、RFID用IC2が放射導体21A及び接地導体21Cと重なる位置に配置されていると、基材11の短手方向を小さくできるため小型化の点で有利である。また、RFID用IC2は、基材11の短手方向の中央部に配置することで、その保護性が高められてRFIDタグ1の耐久性を向上できる。
<アンテナ特性>
図21は、シミュレーションに用いた実施形態2のRFIDタグを示す斜視図である。図22は、図21のRFIDタグの側面図である。図23は、図21及び図22のRFIDタグのアンテナ利得の周波数特性を示すグラフである。
実施形態2のRFIDタグ1Cを、X方向に5mm、Y方向に10mm、Z方向に1mmのサイズとし、スペーサ42xとしてポリイミドを採用した構成において、Z方向におけるアンテナ利得のシミュレーションを行った。X方向は基材11の短手方向、Y方向は基材11の長手方向、Z方向は放射導体21Aと接地導体21Cとが重なる方向で放射導体21Aの垂直方向である。その結果、図23に示すように、アンテナの周波数特性を、RFID用IC2の送信周波数帯(920MHz帯)に容易に合わせることができ、図23に示すように-20dBi以上のアンテナ利得が得られた。
以上のように、本実施形態のRFIDタグ1、1A~1Jによれば、可撓性を有するフィルム配線基板10、10C、10H~10Jを備え、RFID用IC2が、フィルム配線基板10、10C、10H~10Jに実装されている。さらに、フィルム配線基板10、10C、10H~10Jが折り曲げられて、表面の放射導体21Aと、接地導体21Cと、裏面の導体(配線導体25、容量導体27等)とが、放射導体21Aの面に垂直な方向に重なっている。このような構成により、3層以上の導体が積層されたアンテナが構成され、小型化でかつアンテナ特性が向上されたRFIDタグ1、1A~1Jを実現できる。
以上、本開示の各実施形態について説明した。しかし、本開示のRFIDタグは上記実施形態に限られるものでない。例えば、上記実施形態では、フィルム配線基板の第1領域と第2領域、あるいは、第1領域から第3領域とが重なり合うように折り曲げられる構成を示したが、より多くの領域が重なり合うように折り曲げられた構成が採用されてもよい。その他、フィルム配線基板の基材の材料、スペーサの材料など、実施形態で具体的に示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本開示は、RFIDタグに利用できる。
1、1A~1K RFIDタグ
2 RFID用IC
10、10C、10H~10K フィルム配線基板
11 基材
21A 放射導体(第1導体部)
21B 短絡導体
21C、21Ck 接地導体(第2導体部)
21D 配線導体
25、25a、25A~25D、25J 配線導体
22a、22b、22j、26a、26b、26h 接続パッド
27、27H、27I 容量導体
32a~32k ビア導体
41 接合材
42、42a~42f、42x スペーサ
45a、45b、45h 導電性接合材
G0 空間
R4、R5 折り曲げ領域

Claims (5)

  1. 第1面及び前記第1面の反対に位置する第2面を有しかつ可撓性を有する基材と、前記第1面及び前記第2面のそれぞれに位置する導体と、を含むフィルム配線基板と、
    前記導体に接続されたRFID用ICと、
    を備え、
    前記フィルム配線基板は、前記基材の長手方向において、折れ曲がる領域と、互いに重ねられる領域とを有し、
    前記導体は、前記折れ曲がる領域に位置する配線導体を含み、
    前記フィルム配線基板が前記折れ曲がる領域において折れ曲がり、少なくとも前記第1面の導体に含まれる第1導体部と、前記第1面又は前記第2面の導体に含まれる第2導体部と、前記第2導体部以外の前記第2面の導体とが、重なっており、
    前記基材の折れ曲がり前の平面視における短手方向を幅方向として、前記第1導体部と前記第2導体部とは前記配線導体よりも倍以上の幅を有する面状導体であるRFIDタグ。
  2. 前記第1面の導体又は前記第2面の導体は、
    前記フィルム配線基板が折れ曲がった状態で、前記第2導体部と対向する容量導体を含み、
    前記容量導体は、前記配線導体よりも倍以上の幅を有する面状導体であり、
    RFIDタグは、前記容量導体と前記第2導体部とが対向した構造の静電容量を有する
    請求項1記載のRFIDタグ。
  3. 前記RFID用ICは前記第2面の導体に接続され、
    前記フィルム配線基板が折れ曲がった状態で、前記第1面が外方を向き、
    前記重ねられる領域は、少なくとも第1の重ねられる領域と第2の重ねられる領域とを含み、前記RFID用ICは、前記第1の重ねられる領域と前記第2の重ねられる領域とが重ねられた状態で、前記第1の重ねられる領域と前記第2の重ねられる領域との間に位置する
    請求項1又は請求項2に記載のRFIDタグ。
  4. 前記フィルム配線基板が重なる部分の間の空間にスペーサが配置され、
    前記空間の長手方向の一部に前記スペーサが存在しない間隙を有し、
    前記スペーサの厚み、並びに、前記間隙の厚みは、前記RFID用ICの厚みよりも大きい
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のRFIDタグ。
  5. 前記第1面の導体には、前記第1導体部及び前記第2導体部を短絡させる短絡導体が含まれ、
    前記スペーサは、誘電体であり、前記空間の中央よりも前記短絡導体とは反対側に配置されている、
    請求項4記載のRFIDタグ。
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