TWI337325B - Antenna unit and noncontact ic tag - Google Patents

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TWI337325B TW095133912A TW95133912A TWI337325B TW I337325 B TWI337325 B TW I337325B TW 095133912 A TW095133912 A TW 095133912A TW 95133912 A TW95133912 A TW 95133912A TW I337325 B TWI337325 B TW I337325B
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Description

1337325 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】. 本發明係關於-種例如使用UHF㈣電波並以非接觸方 式進行通信的非接觸式IC標藏、以及使用於該非接觸式冗 知?滅上的天線單元。 【先前技術】 近年來，在各種領財引進機械來實現自減。例如在
物流方面’要推動自動化時很重要的《，對貼付於物品等 上的發送單等内容使用機械來進行讀取。作為實現該自動 化的二法’將與發送單内容相對應的條碼標籤貼付於各張 發达單上，這種方法早就採用了。 但是’為了使用讀碼機㈣取條碼標制，必須使讀碼 機和條碼標鐵之間的距離、將讀碼機向條碼標籤對準的方 向均要高精準地配合。距離及方向的配合作業均要手動方 式進仃’導致讀取作業較費時，形成對物流順暢化的障 :。加上’條碼所能承載的資訊量較少，以致可使用該條 碼標蕺來進行管理的範圍受到限制。 近年’ 種可㈣感應電磁場並以非接 a ^進仃⑺取的非接觸式IC標籤受到屬目。該非接觸式 ^標毂可用感應電磁場並以非接觸方式進行通信，因此當 ^取已儲存的數據時所進行的距離和方向配合方面之限制 t條碼少，可有效地實施讀取作業。 =外，可將受管理物品的個體資訊以大容量地儲存在該 接觸式IC標藏内的1。上。因此，可擴大利用用途範圍， '1376l-990326.doc 1337325 例如亦可使用上述個體資訊，作為用以識別個體的保密性 資訊。 不過’最近利用ic標籤的用途擴大，故出現根據如上述 的感應電磁場所做的讀取距離（50 cm左右）已經無法滿足一 些用途需求之局面。作為為了解決該讀取距離上問題的方 案，開始研討一種利用UHF頻帶（850至950MHz)等電波得 到3至5 m的可讀取距離的方案（請參見專利文獻丨）。 圖7係顯示出某一種適用於UHF頻帶中的非接觸式ic標 籤101的技術方案，圖7(A)係俯視圖，圖7(B)係前視圖。 非接觸式ic標籤1 ο 1係由内部具有記憶功能的IC晶片n丨以 及設置在薄膜1 03上的天線1 〇4構成。 通常，適用於該頻帶中的非接觸式1(：標籤1〇1為了要延 長可讀取距離時，必須通過使構成非接觸式IC標籤1〇1的 ic晶片111所具有的阻抗以及天線1〇4所具有的阻抗予以整 合，以使非接觸式1C標籤1〇1和天線導線之間傳送/接收的 功率得到最大。 因此，例如通過與天線1〇4平行地附加一個加載桿 ading bar)l〇9，如此對於由内建電路所確定的⑴晶片 1的阻抗，整合其形狀與使用頻率配合而定的天線1〇4所 具有阻抗。
然而 接觸式I 無線通f MHz > ^ 113761-990326.doc 中國為918乃至925 MHz等’如·此頻帶按國家不同。於是， 出現問題為：製造、販售砵接觸式IC標籤的廠商，必須設 6十符合各國所規定頻率的天線1〇4，故導致在製造、管理 非接觸式1C標籤101上產生麻煩。 [專利文獻1]日本專利公開特開2004-80600號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題]
本發明鑒於上述問題所作的，其目的在於，在採用UHF 頻帶（例如為850乃至960 MHz)作為通信頻率並可進行電波 通信的非接觸式1C標籤令，提供一種天線單元便於製造具 有不相同諧振頻率的非接觸式IC標籤，以及一種非接觸式 1C標藏。 [解決問題之手段] 本發明係一種天線單元，其具備天線及阻抗匹配配線 ’於該天線及阻抗匹配配線部上電性連接IC晶片時，即 形成非接觸式1C標籤，其中，於上述阻抗匹配配線部上， «又置有為使阻抗匹配用的有效部分長度得以調整，而可在 預定範圍内對上述1C晶片的直接或間接性的連接位置進行 調整之可連接區。 對本發明的實施形態而言，可使上述可連接區係作為上 述阻抗匹配配線部的兩端部分，並大致平行地設置該兩端 部分。 此外’對本發明的實施形態而言’上述天線可形成為相 對於平行的上述兩端部分於大致直角方向上延伸之形狀。 113761-990326.doc 1337325 更且’對本發明的實施平態而言，在上述可連接區附近 處可設置識別顯示部’其係識别由ic晶片的連接位置所導 致的性能上之差別。 並且，本發明係一種非接觸式IC標蕺，其具有上述天線 單元’並將1C晶片與上述阻抗匹配配線部及上述天線電性 連接。 [發明效果] 根據本發明，可提供一種天線單元及非接觸式1C標籤， 該天線單元便於製造出具有不同頻率的非接觸式IC標籤。 【實施方式】 配合圖式’針對本發明的一實施形態加以說明。 圖1(A)係使用頻率為850乃至96〇 mhz的UHF頻帶的 RFID(Radi〇 FreqUency Identificati〇n)標籤 i的俯視圖圖 1(B)係RFID標籤1的前視圖，而圖2係1(：模組1〇的前面剖視 圖。 RFID標籤i，係由矩形且片狀的天線電路板之以及比該 天線電路板2小的矩形、大致片狀的IC模組1〇構成。 上述天線電路板2，係在由PET製成的透明薄膜3的上表 面上，通過印刷佈線法設置有比該透明薄膜3小-格的天 線4。該透明薄膜3及天線4,均係一種厚度均句、具有可 適當彎曲程度的柔性的片狀構件。 上述天線4，係其形狀為中央處設有大致了字狀的樓空部 5之印刷電路板，並且該樓空部5的周圍為阻抗匹配配線部 (阻抗匹配電路）6。並且，在樓空部5的左右處設置有用於 H3761-990326.doc 1337325 連接的、突出狀的連接區8、8.〇該連接區8、8，係成為用 以使阻抗匹配配線部6與1C晶片11以電性連接的兩端部 分，其在圖1(A)所示的向垂直方向較長的區域上，呈左右 對稱、相互平行地形成者。在該天線4上表面上，設置有 未圖示的絕緣層a 在左邊連接區8的附近處’設置有按前後方向（圖〗（A)的 垂直方向）排列的多數標誌7。在該實施形態中，雖然在天 線4上打穿一個向左右方向挾長的切口並將其等按前後排 列二個以形成標誌7、7 ’但是其排列方式不在此限，亦可 具有多數個、設置在右邊連接區8的附近或分別設置在左 右兩邊的連接區8、8附近等，可以適當構成。 上述1C模組10係由1C晶片（半導體裸晶片）ιι及遮板13構 成。 上述1C晶片1 1 ’係例如内建有常規的射頻介面單元、控 制邏輯單元以及記憶單元，並受到交流信號起工作，而且 在其上表面上設置有輸入/輸出共用的接線端（凸塊），如圖 2所示。 上述遮板13，係在PET製成的矩形薄膜16的下表面上， 左右分割地設置有通過使用鋁進行印刷佈線的、是印刷電 路的導電配線部1 5、1 5，而各導電配線部1 5下表面由絕緣 層14覆蓋’如圖2所示。該絕緣層14、導電配線部15以及 薄膜1 6 ’均係一種厚度均勻、具有可適當彎曲程度的柔性 的片狀構件。 在隔離預定間距設置的上述導電配線部i 5、1 5上，分別 113761-990326.doc 1337325 連接有上述1C晶片11的接線端12、12。 如此形成的1C模組1〇的連接端19(請參見圖⑽前後方 向（圖1(A)的垂直方向）寬度，形成為比上述連接區8的前後 方向的見度十分窄。因@ ’可以適當地調整將IC模組^ 〇到 底連接至連接區8的何處。 此外，說明各構件的厚度而言’薄膜3為大約32^m，天 線4為大約18 μηι，1C晶片η為大約1〇〇μηι，導電配線部15 為大約35 μηι，薄膜16為大約18 μπι。 RFID標籤1的整體尺寸，就是薄膜3的尺寸為94 (左 右方向）xl6 mm(前後方向）左右，並將Ic模組1〇放置在天 線電路板2上，以使1C晶片11位於薄膜縱向中心處。 天線4雖然形成為大致矩形，亦可形成為如圖3俯視圖所 不的形狀。該天線4，係左右方向長度[為94 mm，並且放 置1C模組1〇，以使上述1(：晶片n位於其中心處（離左右兩 端部分47 mm位置處）。樓空部5，係形成為倒u字狀，且 對其角處加以磨邊成圓弧形，使角部R 1、R4形成為半徑2 mm的圓弧狀、角部R2、R3形成為半徑1 mm的圓弧狀。 此外，在天線4的左右中段上，以前後（圖3上下）點對稱 地形成有大致三角形的凹陷9、9，而且對該凹陷9的角處 亦加以磨邊成圓弧形，使角部R5、R6形成為半徑7 mm的 圓弧狀，角部R7形成為半徑5 mm的圓弧狀。 根據上述構造，可使RFID標籤1透過天線4進行依電波 所作的數據之傳送/接收’並將數據儲存於IC晶片丨丨内的 記憶單元内。 113761-990326.doc -10- 1337325 其次，1C模組10相對於連接區8的安裝位置，以及按連 接位置不同所產生的RFID·標籤1特性上區別，對這些加以 說明。 圖4係說明在與圖1及圖2 —起說明的rfid標籤1上，假 設設置標誌7時的1C模組10的安裝位置。 圖5的圖表說明’在利用與圖3 一起說明的天線4，並如 圖4所示般改變IC模組10的安裝位置時所產生的特性變 化。 百先，如圖4(A)所示，沿著天線4的寬度方向的圖示乂方 向並靠近阻抗匹配配線部6連接1C模組丨〇，以使在阻抗匹 配配線部6上的、阻抗匹配之用的有效部分長度（線路長 度）W為最短（阻抗匹配配線部6的面積為最小），在這種情 況下，可得到一種RFID標籤丨，其特性值而言（阻抗值、
Gain-]V1值等）’其對應頻率為953 MHz，如圖5的位置（A)所 示。此時，1C模組10可指示在三個標誌7中最靠近阻抗匹 配配線部6的標誌7，並且可目視確認其為與標誌7相對應 的頻率。 接著，如圖4(B)所示’在從圖4(A)的位置沿著天線4的 寬度方向的圖示X方向滑移（平行移動）的位置、連接區8的 略中敫位置上連接1C模組10，以使在阻抗匹配配線部6上 的有效部分長度W為略中等，在這種情況下，可得到一種 RFID標籤i ’其特性值而言(阻抗值、“-Μ值等），其對 應頻率為915 MHz，如圖5的位置所示。 再者，如圖4(C)所示’在從圖4剛位置沿著天線々的 113761-990326.doc 1337325 寬度方向的圓示X方向更進一步地滑移（平行移動）的位 置、與阻抗匹配配線部6相反位置（阻抗匹配配線部6的兩 端）上連接ic模組10，以使在阻抗匹配配線部6的有效部分 長度W為最長（阻抗匹配配線部ό的面積為最大），在這種情 況下，可得到一種RFID標籤丨，其特性值而言（阻抗值、 Gam-M值等），其對應頻率為85〇 MHz，如圖5的位置（c)所 示。此時，1C模組10可指示在三個標誌7中位於離阻抗匹 配配線部6最遠位置的標誌7，並且可目視確認其為與標誌 7相對應的頻率。 在该實施方式中，如圖4(A)、圖4(B)、圖4(c)等，…模 組10分別向X方向僅移位幾mm左右，其連接的精準度在 士 1 50 μιη。 如上面所說明，根據該RFID標籤1，不必要準備多種天 線4，只要相對於天線4改變IC模組1〇的位置，即可製造出 多種其頻帶不相同的RFID標籤】。 連接區8、8呈平行，故可使因調整1C模組10安裝位置而 出現的阻抗匹配配線部6的有效部分長度得以輕易地改 〇 天線4，係對於可改變IC模組1〇的安裝位置的方向，即 對於圖4的X方向，沿著與該方向成直角的γ方向較長故 即使改變1C模組10的安裝位置也不會使天線4的長度產生 1動因而可使因改變IC模組1 〇的安裝位置而隨之變動的 參數的數量得以減少。從而，可輕易地製造出一種符合各 國規格的RFID標蕺1。 U3761-990326.doc -12- 1337325 此外’與1C模組1 〇的連接位置相對應地形成標誌7，故 可輕易地、可一眼識別已製造的RFID標籤丨究竟與哪一種 (哪一國）相對應。 而且’ έ玄標s志7是形成在天線4上的長槽狀的空穴，換言 之’該標誌7是在印刷佈線步驟中不對該部分進行印刷而 形成者，因此可不會引起RFID標籤1製造成本提高，並可 廉價提供一種具有高通用性的天線電路板2及RFID標籤1。 雖然1C晶片11經過導電配線部15間接連接至天線4及阻 抗匹配配線部6上，但亦可採用一種將IC晶片丨丨直接連接 至天線4及阻抗匹配配線部6上的構造。此時，通過對I匸晶 片11的連接位置進行調整，以可改變標籤1的通信頻 率。 另外，1C模組10的遮板13形成為矩形，亦可在該遮板13 上形成標誌20，如圖6(A)或圖6(B)所示。此時，如圖6(A) 所示般，ic模組ίο的先端形成為尖銳形，或者如圖6(B)所 示般，進行穿孔而將其作為標誌20。 在上面的情況下’即使在較小面積内改變IC模組丨〇的連 接位置，亦可使1C模組10正在指示哪一個標誌7更明確。 在本發明的構造與上述實施方式相對應的前提下， 本發明的非接觸式1C標籤與實施形態的RFID標籤i相對 應， 下面也同樣地， 天線單元與天線電路板2相對應， 識別顯示部與標誌7相對應， 113761-990326.doc 13 1337325 可連接區及兩端部分與連接區8相對應， 阻抗匹配配線部的有效部分與有效部分W相對應，但 是，本發明可得到更多實施形態，不限於上述實施形態的 構造。 【圖式簡單說明】 圖1(A)、1(B)為RFID標籤的外觀說明圖。 圖2為1C模組的剖面前視圖。 圖3為其他形態的天線之俯視圖。 圖4(A)、4(B)、4(C)為1C模組的安裝位置之說明圖。 圖5為用以說明RFID標籤的特性變化之圖表。 圖6(A)、6(B)為其他實施形態的RFID標籤之說明圖。 圖7(A)、7(B)為先前的非接觸式1C標籤的外觀說明圖。 【主要元件符號說明】 1 RFID標籤 2 天線電路板 4 天線 6 阻抗匹配配線部 7 標誌、 8 連接區 11 1C晶片 W 有效部分長度 113761-990326.doc -14-

Claims (1)

  1. 丄叫325 十、申請專利範圍： 種天線單元’其包含天線及阻抗匹配配線部，於該天 線及阻抗匹配配線部上電性連接IC晶片時，即形成非接 觸式ic標籤， 其中，於上述阻抗匹配配線部上，設置有為使阻抗匹 配用的有效部分長度可以調整，而可在預定範圍内對上 述1C晶片的直接或間接性的連接位置進行調整之可連接 1¾ 〇 2. 如請求項1所述之天線單元’其中，上述可連接區係作 為上述阻抗匹配配線部的兩端部分，並以大致平行地設 置該兩端部分。 3 如請求項2所述之天線單元，其中，上述天線係形成為 相對於平行的上述兩端部分於大致直角方向上延伸之形 狀。 4.
    如申請專利範圍第1 ' 2或3項所述之天線單元，其中 在上述可連接區附近處設置有識別顯示部，其係識別由 iC晶片的連接位置所導致的性能上之差別。 —種非接觸式IC標籤，其具有請求項1至4中任何—項所 述的天線單元， 並使1C晶片與上述阻抗匹配配線部及上述天線電性 接。 113761-990326.doc 1337325 七、指定代表圖·· (一) 本案指定代表圖為：第’（4 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 6 阻抗匹配配線部 7 標誌 8 連接區 11 1C晶片 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 113761-990326.doc
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