TWI292558B - Radio frequency ic tag and bolt with an ic tag - Google Patents

Description

1292558 Ο) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種無線用1C標籤，及具1C標籤的螺 栓。 【先前技術】 近年來，在物品的資訊管理或物流管理等廣泛地利用 無線用1C標籤。又，在使用作爲構造物的基材的金屬材 料等也黏貼有無線用1C標籤，而被利用於構造物的裝配 管理或庫存管理等。此種無線用1C標籤是藉由記錄資訊 的小1C晶片及以無線送訊1C晶片的資訊的小天線所構成 。此種無線用1C標籤是在如半波長（λ /2 )長度的偶極 天線的中央部附近安裝有寬度〇.4mm X縱深0.4mm X高度 0.1mm左右的小1C晶片而被黏貼於金屬材料等加以利用 〇 第7圖是表示將先前的無線用1C標籤黏貼在金屬管 的狀態的圖式；（a )是表示外觀的立體圖；（b )是表示 其E — E斷面的局部斷面圖。如第7圖所示地，無線用1C 標籤41藉由黏接劑等被黏貼於金屬管42的表面之故，因 而若將讀取裝置（未圖示）接近於無線用1C標籤41，則 以非接觸可讀取被記錄在1C晶片的資訊（亦即，有關於 金屬材料的材質或尺寸等的屬性等的管理資訊）。 又，也眾知在鋁包裝材料或金屬罐等的金屬物黏貼1C 標籤，而來管理內容物資訊，製造資訊及消費期限等的各 -4- (2) 1292558 種資訊的技術。如此地將IC標籤黏貼於金屬物時，爲了 在金屬物所致的磁場的影響下作成在讀取I C標籤不會產 生誤動作，層積含有所定導磁係數的鐵酸鹽磁體粉末的樹 脂板與絕緣薄膜與1C標籤而黏貼於金屬物〔如日本特開 2 0 04 — 1 2 705 7號公報（參照段落號碼00 14〜0029及第1圖 )，以下稱爲專利文獻1〕。 如第7圖所示地，在上述先前技術中，無線用1C標 籤41被黏貼於金屬管42的表面之故，因而無線用1C標 籤41會從金屬管42表面突出，使得無線用1C標籤41容 易從金屬管42剝落等的不方便。特別是將使用帶狀天線 的無線用1C標籤黏貼於金屬材料時，爲了藉由金屬材料 不會影響到天線的電波特性，在無線用1C標籤介設較厚 的絕緣薄膜等而黏貼金屬材料之故，因而無線用1C標籤 4 1成爲相當的突起狀態而成爲容易剝落。 又，在日本專利文獻1的技術中，爲了 1C標籤的電 波不會受到金屬物的影響，層積樹脂板與絕緣薄膜及IC 標籤而黏貼於金屬物之故，因而1C標籤成爲相當的突起 狀態而成爲容易剝落的不方便。 【發明內容】 本發明是爲了達成上述目的而創作者，屬於記錄資訊 的1C晶片，及以無線送訊該1C晶片的資訊的天線的無線 用1C標籤，採用具有：在一面的大約中央部裝載1C晶片 ，同時在未裝載有1C晶片的區域形成與1C晶片電性連接 -5- (3) 1292558 的接地圖案的具有所定導電係數的天線基材；裝載於天線 基材的其他一面，且與1C晶片的電極端子電性連接的天 線放射部；以及納天線基材與天線放射部的覆蓋匣的構成 〇 這時候，覆蓋匣是例如外裝作成圓柱狀態成形成有螺 絲的狀態。 屬於將藉由記錄資訊的1C晶片，及以無線送訊該1C 晶片的資訊的天線所構成的無線用IC標籤安裝於螺栓的 具1C標籤的螺栓，其特徵爲：在上述螺栓的頭部形成有 用以收納上述無線用1C標籤的孔；上述無線用1C標籤是 不會從上述孔突出般地被收納。 這時候，天線是如具有配置於螺栓的頭部之表面部分 的圓板；連接線從圓板的中央部分延伸且與1C晶片的電 極端子相連接；從圓板至1C晶片的電極端子的距離，將 電波的天線基材上的波長作爲λ時，設定在λ /4，且構成 單極天線。 【實施方式】 首先，說明本發明的無線用1C標籤的槪要。本發明 的無線用I C標籤是藉由微帶（M i c r 〇 s t r i ρ )構成的天線， 作成即使安裝在金屬材料也不會劣化天線特性，且以厚金 屬形成天線放射部而作成確保電波放射面的構造。又，藉 由樹脂密封厚金屬的天線放射部及IC晶片的周圍，將無 線用1C標籤作成牢固且具防水性的樹脂密封構造。又， -6 - (4) 1292558 作成將無線用I C標籤整體塡補於金屬材料並加以固裝， 同時將成爲電波放射面的厚金屬的天線部分露出於金屬材 料的表面的構造。 以下，一面參照圖式，一面詳述有關於本發明的無線 用1C標籤的幾種實施形態。又，在各實施形態所使用的 圖式上共通的構成要素是賦予用一符號。 (實施形態1 ) 第1圖是表示本發明的實施形態1的無線用1C標籤 的構成圖；（a)是表示外觀的立體圖；（b)是表示前視 圖；（c)是表示（b)的A_A斷面圖。如第1(a)圖所 示地，無線用1C標籤1是作成在藉由鐵、不銹鋼、鋁等 金屬、或PCB，ABS等樹脂所形成的覆蓋匣2的內部，收 納有環氧等天線基材3與金屬製天線放射部4的構成。更 詳述之，如第1(b) ，（ c )圖所示地，作成在形成於覆 蓋匣2的底部的樹脂製支持構件8上面載置有天線基材3 ，而在其上面裝載有厚圓柱形地所形成的金屬製天線放射 部4的構成。又，支持構件8是用以管理對於覆蓋匣2底 部的天線基材3的高度的突起物。 又，在天線基材3的中央部稍偏雎的位置，藉由從背 面至表面上部的穿通孔貫通有貫通電極6。又，從天線基 材3的背面側的貫通電極6的位置至中央部分配置有1C 晶片5，而1C晶片5的其中一方的電極端子（未圖示）連 接於貫通電極6。又，在天線基材3的背面，形成有接地 1292558 、 (5) 圖案（未圖示）在除了 IC晶片5所配置的領域之外部的 大約全面，1C晶片5的另一方的電極端子被連接於接地圖 案。另一方面’在天線基材3的表面側中央部分，裝載有 厚圓柱形地所形成的金屬製天線放射部4，該天線放射部 4是與貫通電極6相連接。又，天線放射部4的圓柱頭部 4的圓柱頭部是位於與覆蓋匣大約相同高度或稍下方。將 使用作爲半導體的封裝材料的環氧樹脂等密封劑7注入於 如此地所構成的覆蓋匣2的內部使之硬化的狀態下，實現 如第1圖所示的構成的無線用1C標籤1。 在此，在天線基材3背面形成有接地圖案（未圖示） ，利用在天線基材3表面形成有天線放射部的構成，來實 現微帶構造的天線。因此，天線放射部4的電波是可避免 藉由接地圖案的遮蔽作用存在於周圍的金屬部分的影響之 故，因而作爲被管理構件安裝於金屬棒等時，避免藉由存 在於從覆蓋匣2底部至下側的金屬材料使得天線的電波被 吸收之虞。亦即，通常的微帶天線（在基板的背面沒有接 地案的天線）是配置於金屬的表面等，則天線電波會被吸 收在該金屬而會喪失電波的指向性，藉由作成如上述的微 帶天線，即使配置於金屬表面等也可確實地維持電波指向 性。

又，在天線放射部3中，貫通電極6配置在位於偏離 天線放射部4的中央部分的位置，爲了承擔天線的阻抗匹 配。亦即，天線放射部4的中央部分是零電位之故，因而 在從天線放射部4的中央部分稍偏離的位置藉由連接1C -8 - (6) 1292558 晶片的電極端子，承擔1C晶片與天線的阻抗匹配。 又，天線放射部4的圓柱直徑，是將電波的天線基材 3上的波長作爲λ ，則被設定在λ /2的長度。亦即，藉由 變更天線基材3的導電係數而改變該諧振頻率之故，因而 結果，若變更天線基材3的導電係數則可選擇性可變更天 線放射部4的直徑。換言之，藉由選定天線基材3的導電 係數（亦即，藉由選定天線基材3的材質），可決定天線 放射部4的直徑。這時候，若增大天線基材3的導電係數 ，則可減小天線放射部4的直徑而可減小無線用1C標籤 ，惟藉由天線放射部4的直徑變小而成爲減小無線用1C 標籤的情形。因此將天線基材3的小型化與電波放射特性 的劣化的折衷關係作成最適當般地選定天線基材3的材料 ，作成最適當地決定天線放射部4的直徑較理想。 在此，假想較大尺寸的金屬構成金屬管的使用，在重 視小型化比電波放射特性更重要的觀點上，例如導電係數 爲1 〇選定天線基材3時，則天線放射部4的圓柱直徑成 爲24mm。這時候，可實現直徑36 mm，高度16.6mm左右 的圓柱形無線用1C標籤。又，天線放射部4的高度是設 定成高於加工裝設有無線用1C標籤1的被管理構件（例 如金屬棒等）時的加工部分。 第2圖是表示將表示於第1圖的無線用ic標籤安裝 於金屬棒的狀態的圖式；（a )是表示安裝的外觀的立體 圖；（b)是表示其B— B斷面的局部斷面圖。亦即，在金 屬棒9 ’打開所期望的直徑及深度的孔，若將如第1圖所 9- (7) 1292558 示地所構成的無線用1C標籤1被壓入在其孔，則無線用 1C標籤1穩定地被固設在金屬棒9。這時候，若在λ A1 使得無線用1C標籤1的天線放射部4的頭部與金屬棒9 的表面大約一致的高度，則可避免無線用1C標籤1從金 屬棒9的表面突出的狀態之故，因此以更穩定的狀態下可 固設在金屬棒9。又，若將讀取裝置（未圖示）接近於被 固設在金屬棒9的無線用1C標籤1的天線放射部4，則藉 由讀取裝置與天線放射部4之間的電波送受訊，讀取裝置 是容易地可讀取被記錄在1C晶片5的資訊。又，天線放 射部4的直徑變較大而具有較廣電波的指向性之故，因而 讀取裝置是在較廣範圍內容易地可讀取無線用1C標籤1 的資料。 又，即使在無線用1C標籤1被壓入在金屬棒9之後 在該金屬棒9施以硏磨等加工的情形，無線用1C標籤1 的天線放射部4的圓柱高度因應於加工部分也設定成高於 該部分之故，因而在金屬棒9施以加工，也留下天線放射 部4的圓柱部分，結果，維持天線特性。因此，即使在裝 配構造物階段，視需要來加工金屬棒9，也會留下天線放 射部4的圓柱部分，結果會維持天線特性。由此，即使在 裝配構造物的階段視需要來加工金屬棒9，也不會有無線 用1C標籤1沒有功能之虞，而提高使用上方便。 亦即，藉由作成如此構成的無線用IC標籤’可塡補 在作爲被管理構件的金屬材料內之故，因而可避免無線用 IC標籤從金屬材料被剝落的情形，也可避免無線用1C標 -10- (8) 1292558 籤接觸於其他物體而損傷的情形。因此’在無線用1C標 籤與讀取裝置之間可經常地進行穩定的通訊之故’因而可 正確且確實地讀取被記錄於1C晶片的資訊。 (實施形態2 ) 第3圖是表示本發明的實施形態2的無線用IC標籤 的構成圖；（b )是表示前視圖；（b )是表示（a )的C 一 C斷面圖。 表示於第3圖的實施形態2的無線用1 C標籤1 1的構 成，與表示於第1圖的實施形態1的無線用1C標籤1的 構成不同處，是僅在覆蓋匣12’的外周面形成螺絲12a，而 在上端面設置複數安裝工模用孔13之處。覆蓋匣12,的材 質是與實施形態1同樣地使用鐵、不銹鋼、鋁等的金屬或 PCB、ABS等的樹脂。無線用1C標籤本體的構成是與第1 圖同樣，因此省略其說明。 第4圖是表示將表示於第3圖的無線用1C標籤安裝 於金屬棒的狀態的圖式；（a )是表示安裝外觀的立體圖 ；(b)是表示其D-D斷面的局部斷面圖。亦即，在金 屬棒9事先形成所期望的直徑及深度的螺孔，而在設於覆 蓋匣12’的上端面的安裝工模用孔13插入在安裝工模（未 圖示）並將無線用1C標籤1 1螺裝於金屬棒9，而在天線 放射部4的頭部與金屬棒9的表面大約一致的高度下彳吏得 無線用IC標籤1 1被固裝在金屬棒9。由此，無線用丨c標 籟1 1不會從金屬棒9的表面突出，以穩定狀態可將無線 -11 - (9) 1292558 用1C標籤1固設於金屬棒9。又，在無線用ic標籤1 1被 螺合在金屬棒9之後，與實施形態1的情形同樣地，在金 屬棒9可施以加工。 (實施形態3) 第5圖是表示本發明的實施形態3的無線用1C標籤 的安裝構成圖。亦即，如第5圖所示地，在作爲被管理構 件的螺栓2 1的頭部開設所期望的直徑與深度的孔2 1 a，而 在孔21a塡補無線用1C標齡22也可以加以使用。無線 用1C標籤22的天線24是具有比孔21a還小徑的圓板24a ，連接線24b從圓板24a的中央部分延伸，而與1C晶片 23的電極端子相連接。IC晶片23的其他電極端子與螺栓 2 1相連接。 從圓板24a至1C晶片23的電極的距離是將所使用的 電波的密封劑2 5 (天線基材）上的波長作爲λ時，被設定 在λ /4。如此地構成作爲單極天線的天線24，成爲從位於 螺栓2 1頭部的表面部分的圓板24a可放射電波。 無線用1C標籤22固定在螺栓21，是在將1C晶片23 等收納於螺栓21的孔21a的狀態下，將圓板24a固定在 與螺栓2 1的頭部表面大約一致的位置之後，將使用作爲 半導體的封裝材料的環氧樹脂等的密封劑2 5注入在孔2 1 a ，藉由使之硬化而加以固定。 由此’若在螺栓2 1接近讀取裝置（未圖示），則即 使爲金屬性的螺栓也不會受到影響，讀取裝置是較容易地 -12- (10) 1292558 收到來自天線2 4的電波而可讀取1 c晶片2 3的資訊。 (實施形態4 ) 第6圖是表示本發明的實施形態4的無線用1C標籤 的安裝構成圖。在此，作爲被管理構件使用螺樁3 1。亦即 ，如第6圖所示地，對於螺樁3 1的零件固定部3 1 b的頭 部，以在第5圖所說明的要領可塡補無線用1C標籤22。 又，若將塡補無線用1C標籤22的螺樁3 1的本體固定部 3 1 a固設於構造物（未圖示），則在零件固定部3 1 b側螺 合裝配構件而可加以安裝。這時候，藉由讀取被固設於螺 椿3 1的頭部的無線用1C標籤22的資訊，可管理螺合於 各該螺樁3 1的裝配構件爲什麼。 依照本發明，即使在金屬管或金屬棒安裝無線用1C 標籤之後再硏磨金屬表面或施以再加工，可維持1C標籤 功能之故，因而可將本發明的無線用1C標籤安裝於金屬 材料而可有效地利用於如建築構造物等。又，可將無線用 1C標籤塡補於螺栓中之故，因而成爲可管理引擎或工作母 機等的金屬製裝置的零件的安裝位置或零件的內容，而可 有效地支撐複雜構造物的裝配作業。 依照以上的實施例的無線用1C標籤，可將無線用1C 標籤壓入或螺合金屬棒或金屬棒或金屬管的表面位置而加 以塡補。因此，不會使無線用1C標籤從金屬棒或金屬管 的表面不會突出而加以固設。在處理金屬棒等之際有效地 防止無線用1C標籤脫落或損傷，可更提高無線用1C標籤 -13- (11) - 1292558 的使用狀態的可靠性。又，在金屬棒或金屬管的表面露出 - 天線放射部之故，因而維持高天線指向性而可正確地收到 電波。因此，藉由讀取裝置可正確且確實地可讀取被記錄 在無線用1C標籤的資訊。 依照以上的實施例的具1C標籤的螺栓，無線用1C標 籤被收納於螺栓頭部的孔之故，因而有效地可防止無線用 1C標籤從螺栓脫落或損壞的情形。 又，無線用1C標籤的天線，是具有配置在螺栓的頭 φ 部表面部分的圓板，因應於電波的天線基材上的波長λ設 定藉由圓板與連接線電性連接的電極端子間的距離，且構 成單極天線時，維持高天線指向性而可正確地收到電波。 【圖式簡單說明】 第1圖是表示本發明的實施形態1的無線用1C標籤 的構成圖；（a)是表示外觀的立體圖；（b)是表示前視 圖；（c)是表示（b)的A - A斷面圖。 馨 第2圖是表示將圖式於第1圖的無線用1C標籤安裝 於金屬棒的狀態的圖式；（a )是表示安裝外觀的立體圖 ;(b)是表示其B—B斷面的局部斷面圖。 第3圖是表示本發明的實施形態2的無線用1C標籤 的構成圖；（a)是表示前視圖；（b)是表示（a)的C 一 C斷面圖。 第4圖是表示將圖示於第3圖的無線用1C標籤安裝 於金屬棒的狀態的圖式；（a )是表示安裝外觀的立體圖 -14- (12) (12)1292558 ;(b)是表示其D— D斷面的局部斷面圖。 第5圖是表示本發明的實施形態3的無線用1C標籤 的安裝構成圖。 第6圖是表示本發明的實施形態4的無線用1C標籤 的安裝構成圖。 第7圖是表示在金屬管黏貼先前的無線用1C標籤的 狀態的圖式；（a )是表示外觀的立體圖；（b )是表示其 E— E斷面的局部斷面圖。 【主要元件之符號說明】 1，1 1，22，32，41 :無線用 1C 標籤 2，12’ ：覆蓋匣 3 :天線基材 4 :天線放射部 5，23 : 1C 晶片 6 :貫通電極 7，2 5 :密封劑 8 :支持構件 9 :金屬棒 1 2 a :螺絲 1 3 :安裝工模用孔 2 1 :螺栓 2 1 a :孔 24 :天線 -15- (13) (13)1292558 2 4 a :圓板 24b :連接線 3 1 :螺樁 3 1 a :本體固定部 3 1 b :零件固定部 42 :金屬管

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Claims (1)

1292558 十、申請專利範圍 第9 3 1 3 5 9 6 3號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國96年7月6日修正 1. 一種無線用1C標籤，屬於具備記錄資訊的1C晶 片，及以無線送訊被記錄在該1C晶片的資訊的天線的無 線用1C標籁，其特徵爲具備：

在一面的大約中央部裝載上述1C晶片，同時在未裝 載有上述1C晶片的區域形成與上述1C晶片的電極端子電 性連接的接地圖案的具有所定導電係數的天線基材； 裝載於上述天線基材的其他一面，且與上述1c晶片 的其他電極端子電性連接的天線放射部；以及 收納上述天線基材及上述天線放射部的覆蓋匣， 覆蓋匣及螺栓是金屬製。

2.如申請專利範圍第1項所述的無線用1C標籤，其 中，上述覆蓋匣是其外裝爲圓柱狀態或螺絲形成狀態。 3 .如申請專利範圍第1項所述的無線用1C標籤，其 中，上述天線基材是藉由支持構件所支持。 4.如申請專利範圍第2項所述的無線用1C標籤，其 中，上述天線放射部是將使用的電波的上述天線基材上的 波長作爲λ時，直徑被形成λ /2的圓柱，且上述天線放射 部的圓柱頭部的高度與上述覆蓋匣的圓柱頭部的高度大約 一致 5.如申請專利範圍第4項所述的無線用1C標籤，其 1292558 中，上述天線放射部的直徑是藉由上述天線基材的導電係 數所決定。 6.如申請專利範圍第4項所述的無線用1C標籤，其 中，上述天線放射部的高度是對照加工該無線用1C標籤 所裝設的被管理構件時的加工部分所設定。

7 · —種具IC標籤的螺栓’屬於將藉由記錄資訊的1 C 晶片，及以無線送訊被記錄在該IC晶片的資訊的天線所 構成的無線用IC標籤安裝於螺栓的具1C標籤的螺栓，其 特徵爲： 在上述螺栓的頭部形成有用以收納上述無線用1C標 籤的孔；上述無線用1C標籤是被收納於上述孔。

8 ·如申請專利範圍第7項所述的具IC標籤的螺栓， 其中，上述天線是具有配置於上述螺栓的頭部之表面部分 的圓板；連接線從上述圓板的中央部分延伸且與上述1C 晶片的電極端子相連接，上述1C晶片的其他電極端子被 連接於金屬製螺栓，從上述圓板至上述1C晶片的電極端 子的距離，將所使用電波的天線基材上的波長作爲λ時， 設定在λ /4，且構成單極天線。