JPWO2018155382A1 - Ｒｆｉｄタグ - Google Patents

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Abstract

RFIDタグ１０は、ベース基材２２とRFICチップ２４とを備えるRFICモジュール１４及びアンテナ素子１６を有する。ベース基材の主面２２ａに、RFICチップの第１の入出力端子２４ａと接続する第１のチップ接続用端子２６ａ、第２の入出力端子２４ｂと接続する第２のチップ接続用端子２６ｂ、アンテナ素子の第１のアンテナ側端子１８ａと直流的に接続するまたは容量結合する第１のモジュール側端子２６ｃ、第２のアンテナ側端子２０ａと直流的に接続するまたは容量結合する第２のモジュール側端子２６ｄ、第１のチップ接続用端子と第１のモジュール側端子とを接続する第１の配線パターン２６ｅ、第２のチップ接続用端子と第２のモジュール側端子とを接続する第２の配線パターン２６ｆ、及び第１のモジュール側端子と第２のモジュール側端子とを接続する第３の配線パターン２６ｇが設けられている。

Description

本発明は、RFID（Radio-Frequency IDentification）タグに関する。
従来より、RFIC（Radio-Frequency Integrated Circuit）チップと整合回路とを含むRFICモジュールに、アンテナを取り付けることによって構成されるRFIDタグが知られている（例えば、特許文献１参照）。RFICチップと整合回路とをRFICモジュールとしてモジュール化することにより、RFIDタグの生産効率が向上する（例えば、１つの基板上に、RFICチップ、整合回路パターン、およびアンテナパターンを設ける場合に比べて）。なお、このようなRFICモジュールは、ストラップと呼ばれることがある。
国際公開２０１６／０８４６５８号公報
ところで、特許文献１に記載されたRFICモジュールの場合、複数の樹脂シートを積み重ねた多層構造である。樹脂シートそれぞれに形成された導体パターンによって整合回路に含まれるヘリカルコイルが構成されている。そのため、樹脂シートそれぞれを正確に積み重ねる必要がある。また、樹脂シートそれぞれの導体パターンを該樹脂シートを貫通するビアホール導体などの層間接続導体によって接続する必要がある。すなわち、特許文献１に記載されたRFICモジュールは、複雑な構造である。
そこで、本発明は、RFIDタグのRFICモジュールにおいて、よりシンプルな構造を実現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、
主面を備えるベース基材、および第１の入出力端子と第２の入出力端子とを備えて前記ベース基材の主面に実装されるRFICチップを備えるRFICモジュールと、
第１のアンテナ側端子と第２のアンテナ側端子とを備えるアンテナ素子と、
を有し、
前記RFICモジュールのベース基材の主面上に、
前記RFICチップの第１の入出力端子と接続する第１のチップ接続用端子、
前記RFICチップの第２の入出力端子と接続する第２のチップ接続用端子、
前記アンテナ素子の第１のアンテナ側端子と直流的に接続するまたは容量結合する第１のモジュール側端子、
前記アンテナ素子の第２のアンテナ側端子と直流的に接続するまたは容量結合する第２のモジュール側端子、
前記第１のチップ接続用端子と前記第１のモジュール側端子とを接続する第１の配線パターン、
前記第２のチップ接続用端子と前記第２のモジュール側端子とを接続する第２の配線パターン、および、
前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子とを接続する第３の配線パターン、が設けられている、RFIDタグが提供される。
本発明によれば、RFIDタグのRFICモジュールにおいて、よりシンプルな構造を実現することができる。
本発明の一実施の形態に係るRFIDタグの斜視図 RFIDタグの分解図 RFICモジュールの斜視図 RFICモジュールの分解図 RFICモジュールの平面図 RFICモジュールの等価回路図 別の実施の形態に係るRFICモジュールの平面図 さらに別の実施の形態に係るRFICモジュールの平面図 本発明の異なる実施の形態に係る、一例の金属対応RFIDタグの斜視図 一例の金属対応RFIDタグの分解斜視図 別例の金属対応RFIDタグの斜視図 別例の金属対応RFIDタグの分解斜視図 さらに別例の金属対応RFIDタグの斜視図 さらに別例の金属対応RFIDタグの分解斜視図 異なる例の金属対応RFIDタグの分解斜視図 異なる例の金属対応RFIDタグの断面図 異なる例の金属対応RFIDタグの等価回路図
本発明の一態様のRFIDタグは、主面を備えるベース基材、および第１の入出力端子と第２の入出力端子とを備えて前記ベース基材の主面に実装されるRFICチップを備えるRFICモジュールと、第１のアンテナ側端子と第２のアンテナ側端子とを備えるアンテナ素子と、を有し、前記RFICモジュールのベース基材の主面上に、前記RFICチップの第１の入出力端子と接続する第１のチップ接続用端子、前記RFICチップの第２の入出力端子と接続する第２のチップ接続用端子、前記アンテナ素子の第１のアンテナ側端子と直流的に接続するまたは容量結合する第１のモジュール側端子、前記アンテナ素子の第２のアンテナ側端子と直流的に接続するまたは容量結合する第２のモジュール側端子、前記第１のチップ接続用端子と前記第１のモジュール側端子とを接続する第１の配線パターン、前記第２のチップ接続用端子と前記第２のモジュール側端子とを接続する第２の配線パターン、および、前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子とを接続する第３の配線パターン、が設けられている。
この態様によれば、RFIDタグのRFICモジュールにおいて、よりシンプルな構造を実現することができる。
前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子とが前記ベース基材の長手方向に間隔をあけて対向し、前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子とに挟まれた前記ベース基材の主面における領域に、前記RFICチップ、前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターン、および前記第３の配線パターンが位置してもよい。これにより、第１のモジュール側端子と第２のモジュール側端子とに挟まれたベース部材の部分の変形が抑制される。その結果として、その部分に位置するRFICチップ、第１の配線パターン、第２の配線パターン、および第３の配線パターンの断線などの破損が抑制される。
好ましくは、前記第１のアンテナ側端子と前記第２のアンテナ側端子との間の距離が、前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子との間の距離に比べて大きい。これにより、RFIDタグの通信特性のバラツキが抑制される。
前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターン、および前記第３の配線パターンそれぞれが、ミアンダ状であってもよい。これにより、第１〜第３の配線パターンのインダクタンスを大きくすることができる。
前記ミアンダ状の第１の配線パターンと前記ミアンダ状の第３の配線パターンの一方側部分とが、両者間の距離を一定に維持しながら、前記第１のモジュール側端子に向かって蛇行しながら延在し、前記ミアンダ状の第２の配線パターンと前記ミアンダ状の第３の配線パターンの他方側部分とが、両者間の距離を一定に維持しながら、前記第２のモジュール側端子に向かって蛇行しながら延在してもよい。これにより、第１の配線パターンと第３の配線パターンとの間の容量と、第２の配線パターンと第３の配線パターンとの間の容量とを大きくことができる。
好ましくは、前記第１のチップ接続用端子、前記第２のチップ接続用端子、前記第１のモジュール側端子、前記第２のモジュール側端子、前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターン、および前記第３の配線パターンが、１つの導体パターンとして一体化されている。これにより、これらの間の低周波域（〜１００ＭＨｚまでの周波数帯域）でのインピーダンスをほぼゼロにすることができ、前記RFICチップをESDから保護することができる。
前記RFICモジュールが、前記RFICチップ、前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターン、および前記第３の配線パターンを覆うように前記ベース基材の主面上に設けられた保護層を備えてもよい。これにより、第１〜第３の配線パターンを保護することができる。
好ましくは、前記保護層が、前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子とを少なくとも部分的に覆うように、前記ベース基材の主面上に設けられている。これにより、第１のモジュール側端子と第１の配線パターンとの接続部と、第２のモジュール側端子と第２の配線パターンとの接続部とを保護することができる。
前記保護層が、磁性フィラーを含有してもよい。これにより、第１〜第３の配線パターンのインダクタンスを大きくすることができる。
前記ベース基材が可撓性を備えてもよい。これにより、RFICモジュールとアンテナ素子が前面的に密着し、RFIDタグは高い剛性を備えることができる。
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は、本発明の一実施の形態に係るRFID（Radio-Frequency IDentification）タグの斜視図である。図２は、RFIDタグの分解図である。なお、図中のＸ−Ｙ−Ｚ座標系は、Ｘ軸方向が長手方向を示し、Ｙ軸が幅方向を示し、Ｚ軸が厚さ方向を示している。また、この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。
図１に示すように、RFIDタグ１０は、帯状であって、UHF帯の通信周波数で無線通信するように構成されている。また、RFIDタグ１０は、帯状の本体部１２と、その本体部１２に取り付けられるRFIC（Radio-Frequency Integrated Circuit）モジュール１４とを有する。
図１に示すように、帯状の本体部１２は、帯シート状であって、例えば樹脂材料から作製されたフィルム（例えばPETフィルム）、またはフレキシブル回路基板（FPC基板）から構成される。また、本体部１２には、アンテナ素子１６が設けられている。
図１および図２に示すように、本実施の形態の場合、アンテナ素子１６は、導体パターンであって、本体部１２の表面に設けられる。例えば、本体部１２がFPC基板である場合、アンテナ素子１６は、本体部１２の表面上に銅などの導体シートを貼り付け、その導体シートに対してフォトリソとエッチングとを行うことによって作製される。また例えば、本体部１２がPETフィルムである場合には、箔押し加工やスクリーン印刷などによって銅、銀、アルミニウム製のアンテナ素子１６が形成される。代わりとして、アンテナ素子１６は、本体部１２に内蔵されてもよい。
本実施の形態の場合、アンテナ素子１６は、互いに独立した第１のアンテナパターン１８と第２のアンテナパターン２０から構成され、ダイポールアンテナとして機能する。第１のアンテナパターン１８と第２のアンテナパターン２０それぞれは、本体部１２の長手方向（Ｘ軸方向）の中央から端部に向かって互いに逆方向に延在する。また、本実施の形態の場合、第１のアンテナパターン１８と第２のアンテナパターン２０は、ミアンダ状である。
図２に示すように、第１のアンテナパターン１８と第２のアンテナパターン２０それぞれの長手方向の中央側端には、詳細は後述するが、RFICモジュール１４と接続するための第１のアンテナ側端子１８ａと第２のアンテナ側端子２０ａが設けられている。
また、本実施の形態１の場合、図１に示すように、本体部１２上に搭載されたRFICモジュール１４を覆うように、カバーシール２１が本体部１２に貼り付けられている。このカバーシール２１により、本体部１２に対するRFICモジュール１４の固定が維持されるとともに、RFICモジュール１４が保護される。なお、カバーシール２１は、アンテナ素子１６が設けられた本体部１２の表面全体を覆う大きさであってもよい。この場合、アンテナ素子１６全体を保護することができる。また、RFIDタグ１０の製造方法として、特に、RFICモジュール１４が搭載された本体部１２にカバーシール２１を貼り付ける方法として、ロールトゥロール（role to role）法を採用することができる。
図３はRFICモジュールの斜視図であり、図４はRFICモジュールの分解図であり、図５はRFICモジュールの平面図であり、そして、図６はRFICモジュールの等価回路図である。
図３〜図５に示すように、本実施の形態の場合、RFICモジュール１４は、ベース基材２２と、ベース基材２２に実装されたRFICチップ２４とを有する。なお、このようなRFICモジュール１４は、ストラップと呼ばれることもある。このRFICモジュール１４の詳細について説明する。
ベース基材２２は、可撓性を備える矩形状のシートであって、例えば樹脂材料から作製されたフィルム（例えばPETフィルム）、またはフレキシブル回路基板（FPC基板）から構成される。また、ベース基材２２は、RFICチップ２４が実装される主面２２ａを備える。本実施の形態の場合、この主面２２ａを介して、RFICモジュール１４は本体部１２に取り付けられる。
図３に示すように、RFICチップ２４は、ICチップであって、アンテナ素子１６を介して、外部の通信装置（例えば、RFIDタグ１０のリーダ／ライタ装置）と通信するように構成されている。また、RFICチップ２４は、図４に示すように、第１の入出力端子２４ａと、第２の入出力端子２４ｂとを備える。本実施の形態１の場合、RFICチップ２４は、ベース基材２２の長手方向（Ｘ軸方向）の中央に配置されている。
ベース基材２２の主面２２ａ上には、導体パターン２６が設けられている。導体パターンは、ベース基材２２がFPC基板である場合、例えば、主面１６ａ上に銅などの導体シートを貼り付け、その導体シートに対してフォトリソとエッチングとを行うことによって作製される。ベース基材２２がPETフィルムである場合には、エッチング加工や箔押し加工やスクリーン印刷などによって銅、銀、アルミニウム製の導体パターン２６を主面２２ａに形成してもよい。なお、導体パターンの表面に対して、金のフラッシュめっき処理またはニッケルスズめっき処理を行ってもよい、あるいは防錆処理を行ってもよい。
図４に示すように、ベース基材２２の主面２２ａ上に設けられた導体パターン２６は、第１のチップ接続用端子２６ａ、第２のチップ接続用端子２６ｂ、第１のモジュール側端子２６ｃ、および第２のモジュール側端子２６ｄを含んでいる。さらに、導体パターン２６は、第１の配線パターン２６ｅ、第２の配線パターン２６ｆ、および第３の配線パターン２６ｇを含んでいる。
第１のチップ接続用端子２６ａと第２のチップ接続用端子２６ｂは、図４に示すように、RFICモジュール１４（ベース基材２２）の長手方向（Ｘ軸方向）の中央に設けられている。また、第１のチップ接続用端子２６ａと第２のチップ接続用端子２６ｂはそれぞれ、RFICチップ２４の第１の入出力端子２４ａと第２の入出力端子２４ｂに接続される。第１のチップ接続用端子２６ａと第１の入出力端子２４ａとの接続および第２のチップ接続用端子２６ｂと第２の入出力端子２４ｂとの接続は、例えばはんだや導電性接着剤などを介して行われる。
第１のモジュール側端子２６ｃと第２のモジュール側端子２６ｄは、RFICモジュール１４（ベース基材２２）の長手方向（Ｘ軸方向）に間隔をあけて互いに対向するように、ベース基材２２の主面２２ａに設けられている。また、第１のモジュール側端子２６ｃと第２のモジュール側端子２６ｄはそれぞれ、アンテナ素子１６（第１のアンテナパターン１８および第２のアンテナパターン２０）の第１のアンテナ側端子１８ａと第２のアンテナ側端子２０ａに接続する。
第１のモジュール側端子２６ｃと第１のアンテナ側端子１８ａとの接続および第２のモジュール側端子２６ｄと第２のアンテナ側端子２０ａとの接続は、例えば、はんだや導電性接着剤などを介して行われる。あるいは、これらの電気的な接触を維持した状態でRFICモジュール１４を覆うようにカバーシール２１を本体部１２に貼り付けることによって行われる。これにより、第１および第２のアンテナ側端子１８ａ、２０ａと第１および第２のモジュール側端子２６ｃ、２６ｄは、直流的に接続される。
直流的に接続することに代わって、絶縁性接着剤や両面テープを介して、第１および第２のアンテナ側端子１８ａ、２０ａと第１および第２のモジュール側端子２６ｃ、２６ｄとを容量結合してもよい。
なお、本実施の形態の場合、RFICモジュール１４のベース基材２２が可撓性を備えるため、ベース基材２２の主面２２ａを、第１および第２のアンテナ側端子１８ａ、２０ａを挟んだ状態で本体部１２に対して全面的に密着させることができる。全面的に密着した状態でRFICモジュール１４を本体部１２に取り付けることにより、RFIDタグ１０の剛性が高く向上し、第１および第２のアンテナ側端子１８ａ、２０ａと第１および第２のモジュール側端子２６ｃ、２６ｄとの接続をより保護して維持することができる（主面２２ａが本体部１２から離れている場合に比べて）。
図４に示すように、第１の配線パターン２６ｅは、本実施の形態の場合、直線状の導体パターンであって、第１のモジュール側端子２６ｃと第１のチップ接続用端子２６ａとの間をRFICモジュール１４の長手方向（Ｘ軸方向）に延在し、これらを接続する。
第２の配線パターン２６ｆは、本実施の形態の場合、直線状の導体パターンであって、第２のモジュール側端子２６ｄと第２のチップ接続用端子２６ｂとの間をRFICモジュール１４の長手方向（Ｘ軸方向）に延在し、これらを接続する。
第３の配線パターン２６ｇは、本実施の形態の場合、直線状の導体パターンであって、第１のモジュール側端子２６ｃと第２のモジュール側端子２６ｄとの間をRFICモジュール１４の長手方向（Ｘ軸方向）に延在し、これらを接続する。
したがって、図３に示すように、ループ開口Ｏｐを備えて、第１のモジュール側端子２６ｃ、第１の配線パターン２６ｅ、RFICチップ２４、第２の配線パターン２６ｆ、第２のモジュール側端子２６ｄ、および第３の配線パターン２６ｇからなる導体ループが形成される。
図６に示すように、第１の配線パターン２６ｅ、第２の配線パターン２６ｆ、および第３の配線パターン２６ｇはそれぞれ、インダクタンスＬ１、Ｌ２、およびＬ３を備える。これらのインダクタンスＬ１〜Ｌ３により、アンテナ素子１６とRFICチップ２４との間でインピーダンス整合をとる整合回路が形成されている。RFIDタグ１０のＵＨＦ帯の通信周波数で整合するために、すなわち、そのために必要なインダクタンスＬ１、Ｌ２、およびＬ３を得るために、第１の配線パターン２６ｅ、第２の配線パターン２６ｆ、および第３の配線パターン２６ｇの長さや太さが決定されている。より具体的には、この整合回路は、RFICチップ自身が持つ容量成分、および、各配線パターンのインダクタンス成分（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）によって共振回路が形成されており、各配線パターンのインダクタンス成分は、この共振回路の共振周波数が、通信周波数に実質的に相当するように設定されている。
したがって、RFIDタグ１０の整合回路は、本体部１２側でなく、RFICモジュール１４側に設けられている。つまり、アンテナ基材である本体部１２側には、ループ部等の整合用パターンを必ずしも必要としない。そのため、本体部１２へのRFICモジュール１４の取り付けにずれが生じたり、モジュール側端子２６ｃ、２６ｄとアンテナ側端子１８ａ、２０ａとの間の接続抵抗値が数Ωあっても、あるいは、アンテナ基材である本体部１２の近傍に比較的高い誘電率を有する物体や金属製の物体があっても、RFIDタグ１０の通信特性に実質的に影響しない（本体部１２とRFICモジュール１４とにまたがって整合回路が形成される場合に比べて、あるいは、本体部１２側にのみ整合回路が形成される場合に比べて）。また、異なるアンテナ素子をRFICモジュール１４に取り付けるだけで、例えば通信距離が異なるRFIDタグや形状が異なるRFIDタグなど、通信特性が異なるRFIDタグを簡単に構成することができる。
なお、本実施の形態の場合、本体部１２へのRFICモジュール１４の取り付けのバラツキを考慮するように、RFIDタグ１０は構成されている。具体的には、図５に示すように、第１のアンテナ側端子１８ａと第２のアンテナ側端子２０ａの間の距離ｄ１が、第１のモジュール側端子２６ｃと第２のモジュール側端子２６ｄの間の距離ｄ２に比べて大きい。
距離ｄ１、ｄ２が等しい場合、RFICモジュール１４が長手方向（Ｘ軸方向）にずれて本体部１２に取り付けられると、第１のモジュール側端子２６ｃまたは第２のモジュール側端子２６ｄの一方が、導体ループのループ開口Ｏｐにオーバーラップする。このようなオーバーラップにより、第１のモジュール側端子２６ｃ、第１の配線パターン２６ｅ、RFICチップ２４、第２の配線パターン２６ｆ、第２のモジュール側端子２６ｄ、および第３の配線パターン２６ｇからなる導体ループに流れる電流が変化する（オーバーラップしない場合に比べて）。それにより、ループ開口Ｏｐへのオーバーラップ量に応じてRFIDタグ１０の周波数特性が変化し、その結果として、RFIDタグ１０の通信特性にバラツキが生じる。
この対処として、第１のアンテナ側端子１８ａと第２のアンテナ側端子２０ａの間の距離ｄ１が、第１のモジュール側端子２６ｃと第２のモジュール側端子２６ｄの間の距離ｄ２に比べて大きくされている。それにより、本体部１２へのRFICモジュール１４の取り付けのバラツキが生じても、第１のモジュール側端子２６ｃまたは第２のモジュール側端子２６ｄの一方が導体ループのループ開口Ｏｐにオーバーラップすることが抑制される（距離ｄ１、ｄ２が等しい場合に比べて）。なお、本体部１２に対してRFICモジュール１４を高精度に（高い再現性で）取り付けることができる場合、距離ｄ１、ｄ２は等しくてもよい。
このように整合回路を形成する第１の配線パターン２６ｅ、第２の配線パターン２６ｆ、および第３の配線パターン２６ｇを保護するために、加えてRFICチップ２４を保護するために、本実施の形態の場合、RFICモジュール１４は、図３〜図５に示すように、保護層２８を備える。
保護層２８は、例えば絶縁材料から作製された可撓性のシートであって、RFICチップ２４、第１の配線パターン２６ｅ、第２の配線パターン２６ｆ、および第３の配線パターン２６ｇを覆って保護するように、ベース基材２２の主面２２ａに設けられている、例えば、全面的に貼り付けられている。
また、本実施の形態の場合、図５に示すように、保護層２８は、アンテナ素子１６の第１および第２のアンテナ側端子１８ａ、２０ｂと接続する部分を残して、第１および第２のモジュール側端子２６ｃ、２６ｄも覆って保護している。すなわち、保護層２８は、第１のモジュール側端子２６ｃと第１の配線パターン２６ｅとの接続部、第２のモジュール側端子２６ｄと第２の配線パターン２６ｆとの接続部、第１のモジュール側端子２６ｃと第３の配線パターン２６ｇとの接続部、および第２のモジュール側端子２６ｄと第３の配線パターン２６ｇとの接続部を保護している。
なお、上述したように、アンテナ素子１６の第１および第２のアンテナ側端子１８ａ、２０ａと第１および第２のモジュール側端子２６ｃ、２６ｄとが容量結合する場合、保護層２８は、第１および第２のモジュール側端子２６ｃ、２６ｄ全体を覆ってもよい、すなわちベース基材２２の主面２２ａ全体を覆ってもよい。
また、本体部１２が可撓性を有する場合、RFICモジュール１４のベース基材２２の主面２２ａと密着できるため、保護層２８を省略することができる。すなわち、RFICチップ２４と導体パターン２６がRFIDタグ１０の本体部１２とRFICモジュール１４のベース基材２２との間に配置されるため、本体部１２が保護層２８に代わってRFICチップ２４と導体パターン２６とを保護することができる。
保護に関して言えば、本実施の形態の場合、図５に示すように、第１のモジュール側端子２６ｃと第２のモジュール側端子２６ｄとに挟まれたベース基材２２の主面２２ａにおける領域に、RFICチップ２４、第１の配線パターン２６ｅ、第２の配線パターン２６ｆ、および第３の配線パターン２６ｇが位置している。
この場合、第１のモジュール側端子２６ｃと第２のモジュール側端子２６ｄは、RFICモジュール１４に外部から荷重が加わることによる変形、例えば長手方向（Ｘ軸方向）に延在する谷線が形成されるようなベース基材２２の変形を抑制する役割をする。それにより、第１のモジュール側端子２６ｃと第２のモジュール側端子２６ｄとに挟まれたベース基材２２の部分の変形が抑制される。その結果として、その部分に位置するRFICチップ２４、第１の配線パターン２６ｅ、第２の配線パターン２６ｆ、および第３の配線パターン２６ｇの断線などの破損が抑制される。
このような構成のRFIDタグ１０によれば、アンテナ素子１６が電波（信号）を受信すると、アンテナ素子１６に電流が発生（誘起）し、その電流が導体パターン２６を介してRFICチップ２４に供給される。電流の供給を受けたRFICチップ２４は、駆動し、その内部の記憶部（メモリ）に記憶されている情報に対応する信号（電流）を導体パターン２６を介してアンテナ素子１６に供給する。その電流の供給を受けたアンテナ素子１６は電波（信号）を放射する。
このような実施の形態によれば、RFIDタグ１０のRFICモジュール１４において、よりシンプルな構造を実現することができる。
すなわち、図３および図４に示すように、RFICモジュール１４を単層構造で実現することができる。また、RFICチップ２４や導体パターン２６をベース基材２２の主面２２ａのみに設けるだけでよい。すなわち、ベース基材２２を貫通するビアホール導体などの層間接続導体が必要なくなる。さらに、アンテナ素子１６とRFICチップ２４との間の整合をとる整合回路が、ベース基材２２の主面２２ａに設けられた導体パターン２６によって形成されている。
したがって、このようなシンプルな構造を備えるRFIDタグ１０は、容易に且つ高精度に作製可能であるために、安定した通信特性を得ることができるとともに、薄型化も容易である。また、その製造に関して、不良発生率やコストを低く抑えることができる。
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明の実施の形態はこれに限らない。
例えば、上述の実施の形態の場合、図２に示すように、RFICチップ２４が設けられた主面２２ａが本体部１２に対向した状態で、RFICモジュール１４が本体部１２に設けられている。これにより、第１のモジュール側端子２６ｃと第１のアンテナ側端子１８ａとが直流的に接続することができるとともに、第２のモジュール側端子２６ｄと第２のアンテナ側端子２０ａとが直流的に接続することができる。しかしながら、本発明の実施の形態はこれに限らない。これに代わって、RFICチップ２４が設けられた主面２２ａに対して反対側のベース基材２２の裏面が対向するように、RFICモジュール１４が本体部１２に設けられてもよい。この場合、第１のモジュール側端子２６ｃと第１のアンテナ側端子１８ａは、ベース基材２２を挟んで容量結合する。同様に、第２のモジュール側端子２６ｄと第２のアンテナ側端子２０ａもベース基材２２を挟んで容量結合する。
また例えば、図４に示すように、上述の実施の形態の場合、RFICモジュール１４の第１の配線パターン２６ｅ、第２の配線パターン２６ｆ、および第３の配線パターン２６ｇは直線状であるが、本発明の実施の形態はこれに限らない。
図７は、別の実施の形態に係るRFICモジュールの平面図である。
図７に示すように、別の実施の形態に係るRFICモジュール１１４において、第１の配線パターン１２６ｅ、第２の配線パターン１２６ｆ、および第３の配線パターン１２６ｇそれぞれは、ミアンダ状である。
ミアンダ状にすることにより、第１〜第３の配線パターンそれぞれのインダクタンスを大きくすることができる。また、そのインダクタンスを備えるパターンがミアンダ状であるために、パターンの一端から他端までの直線距離を短縮することができる（パターンが直線状である場合に比べて）。それにより、配線パターンそれぞれが必要なインダクタンスを備えつつ、RFICモジュールをパターンの延在方向のサイズについて小型化できる。すなわち、RFIDタグを小型化することができる。
なお、図３に示す第１〜第３の配線パターン２６ｅ、２６ｆ、および２６ｇを覆う保護層２８を備えるRFICモジュール１４のように、RFICモジュールが保護層を備える場合、その保護層が磁性フィラーを含有してもよい、これによっても、第１〜第３の配線パターンのインダクタンスを大きくすることが可能である。
また、第１〜第３の配線パターンがミアンダ状である場合、第１の配線パターンと第３の配線パターンとの間の容量と、第２の配線パターンと第３の配線パターンとの間の容量とを大きくすることができる。
図８は、さらに別の実施の形態に係るRFICモジュールの平面図である。
図８に示すように、別の実施の形態に係るRFICモジュール２１４において、第１の配線パターン２２６ｅ、第２の配線パターン２２６ｆ、および第３の配線パターン２２６ｇそれぞれは、ミアンダ状である。また、第１の配線パターン２２６ｅと第３の配線パターン２２６ｇの一方側部分２２６ｇ１とが、両者間の距離を一定に維持しながら、第１のモジュール側端子２２６ｃに向かって蛇行しつつ延在している。同様に、第２の配線パターン２２６ｆと第３の配線パターン２２６ｇの他方側部分２２６ｇ２とが、両者間の距離を一定に維持しながら、第２のモジュール側端子２２６ｄに向かって蛇行しつつ延在している。図８に示す実施の形態の場合、第１〜第３の配線パターン２２６ｅ、２２６ｆ、および２２６ｇそれぞれは方形波状であって、容量結合するように、第１および第２の配線パターン２２６ｅ、２２６ｇと第３の配線パターン２２６ｇとの間の距離がほぼ全体にわたって一定に維持されている。なお、第１および第２の配線パターン２２６ｅ、２２６ｇと第３の配線パターン２２６ｇとの間の距離は、全体にわたって一定に維持してもよいし、一部において一定に維持してもよい。
このようなパターンレイアウトにより、第１の配線パターン２２６ｅと第３の配線パターン２２６ｇとの間の容量と、第２の配線パターン２２６ｆと第３の配線パターン２２６ｇとの間の容量とを大きくすることができる。それにより、RFICタグの無線通信可能な周波数帯域が拡がり、結果としてRFIDタグの汎用性が向上する。
さらに、上述の実施の形態の場合、図４に示すように、第１のチップ接続用端子２６ａ、第２のチップ接続用端子２６ｂ、第１のモジュール側端子２６ｃ、第２のモジュール側端子２６ｄ、第１の配線パターン２６ｅ、第２の配線パターン２６ｆ、および第３の配線パターン２６ｇは、１つの導体パターンとして一体化されている。しかしながら、本発明の実施の形態はこれに限らない。例えば、いずれか１つを残りと異なる材料で作製することができる。これにより、配線パターンのリアクダンスの調整が容易になる。一方、これらの端子や配線パターンを一つの導体パターンとして一体化すると、これらの間のインピーダンスをゼロにすることができる。
さらにまた、上述の実施の形態の場合、図１に示すように、アンテナ素子１６（第１のアンテナパターン１８と第２のアンテナパターン２０）はミアンダ状であるが、本発明の実施の形態はこれに限らない。例えば、アンテナ素子は、直線状であってもよい。
加えてまた、本発明の実施の形態に係るRFIDタグは、物品の金属面に取り付けられても使用可能な金属対応RFIDタグであってもよい。
図９は、本発明の異なる実施の形態に係る、一例の金属対応RFIDタグの斜視図である。図１０は、その一例の金属対応RFIDタグの分解斜視図である。
図９に示すRFIDタグ３１０は、物品の金属面に取り付けても無線通信可能な金属対応RFIDタグであって、具体的には金属面を電波の放射面として利用可能に構成されている。
図１０に示すように、RFIDタグ３１０は、本体部３１２と、RFICモジュール１４と、アンテナ素子３１６とを有する。なお、RFIDタグ３１０に使用されるRFICモジュールは、上述の実施の形態におけるRFICモジュール１１４、２１４であってもよい。
本体部３１２は、誘電体材料から作製され、例えば矩形状の基板である。本体部３１２は、RFICモジュール１４が搭載されるモジュール搭載面３１２ａと、物品の金属面に取り付けられる取り付け面３１２ｂとを備える。
アンテナ素子３１６は、本実施の形態の場合、可撓性を備える、具体的には本体部３１２に巻き付け可能なシート状のアンテナ支持シート３１８上に設けられた導体パターンから構成されている。アンテナ支持シート３１８は、例えば樹脂材料から作製されたフィルム（例えばPETフィルム）である。例えば、アンテナ素子３１６は、エッチング加工や箔押し加工やスクリーン印刷などによってアンテナ支持シート３１８上に形成されている。このようなアンテナ支持シート３１８を本体部３１２に巻き付けることにより、アンテナ素子３１６が本体部３１２に設けられる。
なお、アンテナ素子３１６を、導体パターンに代わって、金属シートを打ち抜き加工することによって作製してもよい。また、アンテナ素子３１６を、アンテナ支持シート３１８を介することなく、本体部３１２に直接的に設けてもよい。
アンテナ素子３１６は、本実施の形態の場合、ループ部３１６ａと、帯状部３１６ｂとを含んでいる。図１０に示すように、ループ部３１６ａの両端それぞれには、RFICモジュール１４の第１のモジュール側端子２６ｃと接続する第１のアンテナ側端子３１６ｃと、第２のモジュール側端子２６ｄと接続する第２のアンテナ側端子３１６ｄとが設けられている。
アンテナ素子３１６の帯状部３１６ｂは、一端でループ部３１６ａに接続し、RFIDタグ３１０の長手方向（Ｘ軸方向）に延在している。また、帯状部３１６ｂは、本体部３１２のモジュール搭載面３１２ａから取り付け面３１２ｂまで延在している。すなわち帯状部３１６ｂは、本体部３１２の長手方向（Ｘ軸方向）の一端で折り返され、それにより、RFICモジュール１４とともにモジュール搭載面３１２ａに配置される第１の部分３１６ｅと取り付け面３１２ｂに配置される第２の部分３１６ｆとを含んでいる。本実施の形態の場合、帯状部３１６ｂにおける第２の部分３１６ｆは、取り付け面３１２ｂ全体にわたって設けられている。
このようなRFIDタグ３１０によれば、RFIDタグ３１０を本体部３１２の取り付け面３１２ｂで物品の金属面に取り付けると、アンテナ素子３１６の帯状部３１６ｂにおける第２の部分３１６ｆが物品の金属面に対向配置される。RFIDタグ３１０が導電性の両面テープなどの導電性部材を介して物品の金属面に取り付けられる場合、アンテナ素子３１６の帯状部３１６ｂにおける第２の部分３１６ｆは金属面に対して直流的に接続することができる。これに代わって、絶縁性の両面テープなどの絶縁性部材を介して取付けられる場合、第２の部分３１６ｆは金属面に対して容量結合することができる。
アンテナ素子３１６の帯状部３１６ｂにおける第２の部分３１６ｆが物品の金属面に対して直流的に接続するまたは容量結合することにより、RFIDタグ３１０は、物品の金属面を電波の放射面として利用することができる。その結果、RFIDタグ３１０は、長い通信距離で無線通信を行うことができる（物品の金属面に取り付けていない状態のときに比べて）。
本発明の実施の形態に係る金属対応RFIDタグは、図９および図１０に示すRFIDタグ３１０に限らない。
図１１は、別例の金属対応RFIDタグの斜視図である。図１２は、その別例の金属対応RFIDタグの分解斜視図である。
図１１に示すRFIDタグ４１０も、物品の金属面に取り付けても無線通信可能な金属対応RFIDタグであって、具体的には金属面を電波の放射面として利用可能に構成されている。
図１２に示すように、RFIDタグ４１０は、本体部４１２と、RFICモジュール１４と、アンテナ素子４１６とを有する。
本体部４１２は、誘電体材料から作製され、例えば矩形状の基板である。本体部４１２は、RFICモジュール１４が搭載されるモジュール搭載面４１２ａと、物品の金属面に取り付けられる取り付け面４１２ｂとを備える。
アンテナ素子４１６は、本体部４１２に巻き付け可能なシート状のアンテナ支持シート４１８上に設けられた導体パターンから構成されている。このようなアンテナ支持シート４１８を本体部４１２に巻き付けることにより、アンテナ素子４１６が本体部４１２に設けられる。
アンテナ素子４１６は、本実施の形態の場合、帯状であって、その両端に、RFICモジュール１４の第１のモジュール側端子２６ｃと接続する第１のアンテナ側端子４１６ａと、第２のモジュール側端子２６ｄと接続する第２のアンテナ側端子４１６ｂとが設けられている。また、アンテナ素子４１６は、本体部４１２の長手方向（Ｘ軸方向）の両端で折り返され、それにより、本体部４１２のモジュール搭載面４１２ａの両側に配置される第１の部分４１６ｃおよび第２の部分４１６ｄと、第１の部分４１６ｃと第２の部分４１６ｄとを接続して取り付け面４１２ｂに配置される第３の部分４１６ｅとを含んでいる。
このようなRFIDタグ４１０によれば、アンテナ素子４１６における第３の部分４１６ｅが物品の金属面に対して直流的に接続することができるまたは容量結合することができる。それにより、RFIDタグ４１０は、物品の金属面を電波の放射面として利用することができる。その結果、RFIDタグ４１０は、長い通信距離で無線通信を行うことができる（物品の金属面に取り付けていない状態のときに比べて）。
図１０に示すRFIDタグ３１０のアンテナ素子３１６と図１２に示すRFIDタグ４１０のアンテナ素子４１６は、１つの導体パターンによって構成されているが、金属対応RFIDタグのアンテナ素子はこれに限らない。
図１３は、さらに別例の金属対応RFIDタグの斜視図である。図１４は、そのさらに別例の金属対応RFIDタグの分解斜視図である。
図１３に示すRFIDタグ５１０も、物品の金属面に取り付けても無線通信可能な金属対応RFIDタグであって、具体的には金属面を電波の放射面として利用可能に構成されている。
図１４に示すように、RFIDタグ５１０は、本体部５１２と、RFICモジュール１４と、アンテナ素子５１６とを有する。
本体部５１２は、誘電体材料から作製され、例えば矩形状の基板である。本体部５１２は、RFICモジュール１４が搭載されるモジュール搭載面５１２ａと、物品の金属面に取り付けられる取り付け面５１２ｂとを備える。
本実施の形態の場合、アンテナ素子５１６は、本体部５１２に巻き付け可能なシート状のアンテナ支持シート５１８上に設けられた導体パターンから構成されている。このようなアンテナ支持シート５１８を本体部５１２に巻き付けることにより、アンテナ素子５１６が本体部５１２に設けられる。
本実施の形態の場合、アンテナ素子５１６は、互いに独立した第１のアンテナパターン５２０と第２のアンテナパターン５２２とから構成されている。第１のアンテナパターン５２０は、帯状であって、本体部５１２の長手方向（Ｘ軸方向）中央側の端に、RFICモジュール１４の第１のモジュール側端子２６ｃと接続するアンテナ側端子５２０ａが設けられている。また、第１のアンテナパターン５２０は、本体部５１２の長手方向の一端で折り返され、それにより、本体部５１２のモジュール搭載面５１２ａに配置される第１の部分５２０ｂと取り付け面５１２ｂに配置される第２の部分５２０ｃとを含んでいる。
アンテナ素子５１６における第２のアンテナパターン５２２は、帯状であって、本体部５１２の長手方向（Ｘ軸方向）中央側の端に、RFICモジュール１４の第２のモジュール側端子２６ｄと接続するアンテナ側端子５２２ａが設けられている。また、第２のアンテナパターン５２２は、本体部５１２の長手方向の他端で折り返され、それにより本体部５１２のモジュール搭載面５１２ａに配置される第１の部分５２２ｂと取り付け面５１２ｂに配置される第２の部分５２２ｃとを含んでいる。
本実施の形態の場合、第１のアンテナパターン５２０における第２の部分５２０ｃの一部と第２のアンテナパターン５２２における第２の部分５２２ｃの一部は、本体部５１２の取り付け面５１２ｂ上で互いに重なり合う。それにより、重なり合う第１のアンテナパターン５２０における第２の部分５２０ｃの一部と第２のアンテナパターン５２２における第２の部分５２２ｃの一部とが、アンテナ支持シート５１８を挟んで容量結合する。
このようなRFIDタグ５１０によれば、アンテナ素子５１６の２つのアンテナパターン５２０、５２２における第２の部分５２０ｃ、５２２ｃが物品の金属面に対して直流的に接続することができるまたは容量結合することができる。それにより、RFIDタグ５１０は、物品の金属面を電波の放射面として利用することができる。その結果、RFIDタグ５１０は、長い通信距離で無線通信を行うことができる（物品の金属面に取り付けていない状態のときに比べて）。
さらに、上述のRFIDタグ３１０、４１０、５１０とは異なる構造を備える金属対応RFIDタグも、本発明の実施の形態に含まれる。
図１５は、異なる例の金属対応RFIDタグの分解斜視図である。また、図１６は、その異なる例の金属対応RFIDタグの断面図である。そして、図１７は、その異なる例の金属対応RFIDタグの等価回路図である。
図１５および図１６に示すように、RFIDタグ６１０は、金属面を備える物品に取り付けて使用可能な金属対応RFIDタグである。具体的には、RFIDタグ６１０は、RFICモジュール１４と、キャップ状本体部６１２と、RFICモジュール１４と、アンテナ素子６１６と、金属板６１８と、両面テープ６２０とを備える。
キャップ状本体部６１２は、例えば樹脂材料から作製された部材であって、天板部６１２ａとフランジ部６１２ｂとを備える。
アンテナ素子６１６は、例えば、一枚の金属シート（または金属板）を切り起こすことによって作成されている。例えば、金属シートは、切り起こし加工が容易な、例えばニッケルスズめっきが施された真鍮から作製されている。また、アンテナ素子６１６は、アンテナ部６２２と環状部６２４とを備える。
アンテナ部６２２は、図１７に示すように、逆Ｆアンテナである。具体的には、アンテナ部６２２は、キャップ状本体部６１２の天板部６１２ａの裏面６１２ｃに取り付けられる本体部６２２ａと、本体部６２２ａと環状部６２４とを接続する給電線部６２２ｂと、本体部６２２ａと環状部６２４とを接続する短絡線部６２２ｃとを備える。給電線部６２２ｂは、RFICモジュール１４を含むとともに、図１５に示すように、RFICモジュール１４の第２のモジュール側端子２６ｄと本体部６２２ａとを接続する接続部６２２ｄと、RFICモジュール１４の第１のモジュール側端子２６ｃと環状部６２４とを接続する接続部６２２ｅとを含んでいる。
アンテナ部６２２の環状部６２４は、キャップ状本体部６１２のフランジ部６１２ｂに設けられ、金属板６１８と接続している。
その環状部６２４と接続する金属板６１８は、アンテナ素子６１６と同一の材料、例えばニッケルスズめっきが施された真鍮から作製されているのが好ましい。スズ成分により、接触抵抗が低くなる。また、金属板６１８には、RFIDタグ６１０を物品の金属面に貼り付けるための両面テープ６２０が貼り付けられる。
このようなRFIDタグ６１０によれば、アンテナ素子６１６と接続する金属板６１８が物品の金属面に対して直流的に接続することができる（両面テープ６２０が導電性を備える場合）、または容量結合することができる（両面テープ６２０が絶縁性を備える場合）。それにより、RFIDタグ６１０は、物品の金属面を電波の放射面として利用することができる。その結果、RFIDタグ６１０は、長い通信距離で無線通信を行うことができる（物品の金属面に取り付けていない状態のときに比べて）。
このように本発明の実施の形態のRFIDタグは、アンテナ素子の形態を問わない。
すなわち、本発明に係る実施の形態のRFIDタグは、広義には、主面を備えるベース基材、および第１の入出力端子と第２の入出力端子とを備えて前記ベース基材の主面に実装されるRFICチップを備えるRFICモジュールと、第１のアンテナ側端子と第２のアンテナ側端子とを備えるアンテナ素子と、を有し、前記RFICモジュールのベース基材の主面上に、前記RFICチップの第１の入出力端子と接続する第１のチップ接続用端子、前記RFICチップの第２の入出力端子と接続する第２のチップ接続用端子、前記アンテナ素子の第１のアンテナ側端子と直流的に接続するまたは容量結合する第１のモジュール側端子、前記アンテナ素子の第２のアンテナ側端子と直流的に接続するまたは容量結合する第２のモジュール側端子、前記第１のチップ接続用端子と前記第１のモジュール側端子とを接続する第１の配線パターン、前記第２のチップ接続用端子と前記第２のモジュール側端子とを接続する第２の配線パターン、および、前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子とを接続する第３の配線パターン、が設けられている。
以上、複数の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、ある実施の形態に対して少なくとも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、RFIDタグに適用可能である。
１０ RFIDタグ
１４ RFICモジュール
１６ アンテナ素子
１８ａ 第１のアンテナ側端子
２０ａ 第２のアンテナ側端子
２２ ベース基材
２２ａ 主面
２４ RFICチップ
２４ａ 第１の入出力端子
２４ｂ 第２の入出力端子
２６ａ 第１のチップ接続用端子
２６ｂ 第２のチップ接続用端子
２６ｃ 第１のモジュール側端子
２６ｄ 第２のモジュール側端子
２６ｅ 第１の配線パターン
２６ｆ 第２の配線パターン
２６ｇ 第３の配線パターン

Claims (10)

  1. 主面を備えるベース基材、および第１の入出力端子と第２の入出力端子とを備えて前記ベース基材の主面に実装されるRFICチップを備えるRFICモジュールと、
    第１のアンテナ側端子と第２のアンテナ側端子とを備えるアンテナ素子と、
    を有し、
    前記RFICモジュールのベース基材の主面上に、
    前記RFICチップの第１の入出力端子と接続する第１のチップ接続用端子、
    前記RFICチップの第２の入出力端子と接続する第２のチップ接続用端子、
    前記アンテナ素子の第１のアンテナ側端子と直流的に接続するまたは容量結合する第１のモジュール側端子、
    前記アンテナ素子の第２のアンテナ側端子と直流的に接続するまたは容量結合する第２のモジュール側端子、
    前記第１のチップ接続用端子と前記第１のモジュール側端子とを接続する第１の配線パターン、
    前記第２のチップ接続用端子と前記第２のモジュール側端子とを接続する第２の配線パターン、および、
    前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子とを接続する第３の配線パターン、が設けられている、RFIDタグ。
  2. 前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子とが前記ベース基材の長手方向に間隔をあけて対向し、
    前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子とに挟まれた前記ベース基材の主面における領域に、前記RFICチップ、前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターン、および前記第３の配線パターンが位置する、請求項１に記載のRFIDタグ。
  3. 前記第１のアンテナ側端子と前記第２のアンテナ側端子との間の距離が、前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子との間の距離に比べて大きい、請求項１または２に記載のRFIDタグ。
  4. 前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターン、および前記第３の配線パターンそれぞれが、ミアンダ状である、請求項１から３のいずれか一項に記載のRFIDタグ。
  5. 前記ミアンダ状の第１の配線パターンと前記ミアンダ状の第３の配線パターンの一方側部分とが、両者間の距離を一定に維持しながら、前記第１のモジュール側端子に向かって蛇行しながら延在し、
    前記ミアンダ状の第２の配線パターンと前記ミアンダ状の第３の配線パターンの他方側部分とが、両者間の距離を一定に維持しながら、前記第２のモジュール側端子に向かって蛇行しながら延在している、請求項４に記載のRFIDタグ。
  6. 前記第１のチップ接続用端子、前記第２のチップ接続用端子、前記第１のモジュール側端子、前記第２のモジュール側端子、前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターン、および前記第３の配線パターンが、１つの導体パターンとして一体化されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のRFIDタグ。
  7. 前記RFICモジュールが、前記RFICチップ、前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターン、および前記第３の配線パターンを覆うように前記ベース基材の主面上に設けられた保護層を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のRFIDタグ。
  8. 前記保護層が、前記第１のモジュール側端子と前記第２のモジュール側端子とを少なくとも部分的に覆うように、前記ベース基材の主面上に設けられている、請求項７に記載のRFIDタグ。
  9. 前記保護層が、磁性フィラーを含有している、請求項７または８に記載のRFIDタグ。
  10. 前記ベース基材が可撓性を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のRFIDタグ。
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