TWI384403B - Radio frequency identification tag, manufacturing method of radio frequency identification tag, and setting method of radio frequency identification tag - Google Patents

Radio frequency identification tag, manufacturing method of radio frequency identification tag, and setting method of radio frequency identification tag Download PDF

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TWI384403B
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Miyamae Takanori
Otsuka Masataka
Nishioka Yasuhiro
Fukasawa Toru
Murakami Osamu
Nakatani Takashi
Kawanami Masashi
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Description

射頻識別標籤、射頻識別標籤的製造方法以及射頻識別標籤的設置方法
本發明是關於一種UHF帶及微波帶射頻識別系統之射頻識別標籤、射頻識別標籤之製造方法以及射頻識別標籤之設置方法,其中,從Radio Frequency Identification(以下稱為射頻識別)讀寫器傳送過來之指令訊號被射頻識別標籤接收,根據該指令訊息之資訊,更新、寫入儲存於射頻識別標籤內之記憶體的標籤資訊,或者,射頻識別標籤將該標籤資訊傳送至射頻識別讀寫器,作為讀取訊號,該技術使用生物體、物品之進出管理、物流管理等方面。
射頻識別系統為在包括IC晶片之射頻識別標籤和射頻識別讀寫器之間進行無線通訊的系統。在射頻識別標籤中,有裝載電池並以其電力來驅動的主動型標籤及接收來自讀寫器之電力並將其作為電源來驅動之被動型標籤。主動型標籤相較於被動型標籤,安裝了電池,所以,具有通訊距離、通訊穩定度等方面的優點,但是,也有構造複雜、尺寸過大、高成本等缺點。又,隨著近年來之半導體技術的提升,被動型標籤用IC晶片進展到小型化、高性能化,被動型標籤在廣泛領域的應用受到期待。在被動型標籤中,若以頻帶為長波帶、短波帶之射頻識別標籤應用於電磁感應方式,可藉由讀寫器之收發天線線圈和射頻識別標籤之天線線圈之間的電磁感應作用引發電壓,藉由此電壓,啟動IC晶片以進行通訊。於是,射頻識別標籤僅在射頻識別讀寫器所引起之感應電磁場內動作,通訊距離為數十公分之長度。
又,在UHF帶及微波帶等高頻頻帶之射頻識別標籤上,應用了電波通訊方式,藉由電波,對射頻識別標籤之IC晶片供給電力,所以,通訊距離大幅提高至1~8公尺。於是,在通訊距離較短之長波帶、短波帶射頻識別系統上,原本難以實現之一次讀取並移動複數片射頻識別標籤之射頻識別標籤變得可以讀取,可以想像其利用範圍將大幅地擴大。UHF帶及微波帶等高頻頻率之被動型標籤在專利文獻1、專利文獻2之類的文獻得到揭示。
過去,藉由射頻識別標籤技術,將IC晶片封裝於專利文獻1之第12圖(66為雙極天線,67為IC晶片)所示之雙極天線66中,藉此,作為射頻識別系統之標籤來動作,或者,在專利文獻2之第2圖(13為1/2波長微帶線路共振器,14為介電質基板,15為接地導體板)所示之1/2波長微帶線路共振器13和接地導體板15之間連接IC晶片,藉此,即使接地導體板15那側具有金屬物體(導體),也可在天線之放射特性也幾乎不受影響的情況下,設置或貼附於金屬物體(導體)上。
又,專利文獻3之第1圖揭示一種射頻識別標籤,其包括形成於基材1之正面的端子部3、配置於在基材1之一部份所形成之IC晶片的配置區域9並連接至端子部3的IC晶片6。
另外揭示一種射頻識別標籤,在其上,不需要將IC晶片6埋入基材1之內部就可封裝於天線上面,所以,僅對基材1之正面進行加工就可製造出簡單構造之射頻識別標籤,可使良率提高,降低製造成本。
再者,專利文獻4之第19圖揭示一種射頻識別標籤5,其包括介電質元件10、IC晶片用凹部10b、薄膜基材20、天線圖樣30、IC晶片40,在介電質元件10上設置可埋入IC晶片40之IC晶片用凹部10b,在IC晶片用凹部10B埋入IC晶片40,使形成於薄膜基材20之內側的天線圖樣30和IC晶片40作電子連接,將薄膜基材20旋至介電質元件10上,藉由天線圖樣30所構成之迴路天線,阻止通訊距離在電波吸收體附近變少。
又,專利文獻5之第4圖記載一種射頻識別標籤,其中,在天線面30上,形成使介電質20之一部分露出的開口31。
開口具有相向且平行延伸之一對第一狹縫31a和與該對狹縫31a連通的第二狹縫31b,上述第二狹縫31b位於上述一對第一狹縫31a之中間部位。此外,收發元件(IC晶片)連接至第一及第二供電點41,42。
專利文獻1:特開2003-249820公報(第12圖)專利文獻2:特開2000-332523公報(第3圖)專利文獻3:特開2002-197434(第1圖)專利文獻4:特開2006-53833(第19圖)專利文獻5:特開2006-237674公報(第4圖)
習知之射頻識別標籤(專利文獻1揭示之射頻識別標籤)具有如上所述之構造,所以,當貼附於金屬物體等導電性物體(導體)或設置於其附近時,會產生因導電性物體之影響而使雙極天線1無法動作或使通訊距離急遽減少等問題。
專利文獻2所揭示之射頻識別標籤可設置於金屬物體(導體)上,但其為1/2波長微帶線路共振器和接地導體板之間連接IC晶片的構造,需要在介電質基板內部埋入IC經盼,所以,產生了構造變得複雜且製造變得困難進而導致製造成本增加等問題。
又,即使專利文獻3所揭示之射頻識別標籤進展至IC晶片的小型化,IC晶片的厚度比天線圖樣、端子部之導體厚度厚,而且,為了將IC晶片封裝於基材之正面,其在射頻識別標籤之正面突起。於是,如專利文獻3之[0023]項所記載,需要以被覆方式來保護IC晶片之封裝部的全部或一部分,以使射頻識別標籤之正面變得平坦。換言之,當在基材上封裝天線圖樣及IC晶片時,可能會因碰撞等導致IC晶片破損,而且產生了難以直接使用標籤機在射頻識別標籤之正面(上面)直接列印的問題。
又,當接著在基材上封裝天線圖樣和IC晶片的薄膜時,因IC晶片而產生薄膜膨脹(突起),此正是前述的問題。
再者,在專利文獻4所揭示之射頻識別標籤上,IC晶片幾乎不會導致薄膜(薄膜基材)膨脹(突起),不過,當貼附於金屬物體等導電性物體(導體)或設置於其附近時,會有因導電性物體的影響會使迴路天線無法動作或使通訊距離急遽變少的問題。
又,專利文獻5所揭示之射頻識別標籤具有開口相向且平行延伸之一對第一狹縫31a和與該對狹縫31a連通的第二狹縫31b,在該開口31方面,於天線面30之中透過該開口露出之介電質20劃分出的區域36,37形成針對收發元件的整合電路,所以,供電方向朝向水平方向,一對狹縫31a為水平長條形,和第二狹縫31b在水平方向的正偏波的電場合併,在一對狹縫31a也產生垂直方向的交叉偏波成分之電場,所以,正偏波成分之增益下降。
又,所產生之交叉偏波朝和原來正偏波所欲前進之方向不同的的方向放射出去,所以,在和讀寫器通訊時不想進行通訊之場所也會因標籤的存在而產生通訊,導致標籤之設置方法和運用方法變得困難。
再者,專利文獻5之貼片天線的供電點41,42在天線面30之中央附近,但由於將狹縫配置於偏離天線面30之中央的位置為基本考量點,所以,正偏波之圖樣也變為非對稱,對天線之放射圖樣之對稱性也有影響。由此可之,專利文獻1之貼片天線考量的重點是區域36,37和收發元件(IC晶片)之間的整合。
另一方面,在本發明中,若採用如第33圖所示之射頻識別讀寫器(貼片天線)的構造,狹縫部所產生的電場方向和貼片天線的電場方向將會一致,所以,交叉偏波成分會被減少到相當低,而且,為了將狹縫設置於貼片天線之中央作為基本考量點,正偏波之圖樣也變得左右對稱,所以,可使天線之放射圖樣之對稱性良好。不過,在這些射頻識別標籤(貼片天線)上,根據使用頻率、將使用之IC晶片之規格決定用來取得整合之狹縫之長度,為了藉由該狹縫之長度決定貼片天線之大小之最小值,有可能無法在射頻識別標籤之設置位置的寬度較窄的情況下進行設置,於是產生了問題。
又,專利文獻5揭示之射頻識別標籤進展至IC晶片的小型化,IC晶片的厚度比天線圖樣、端子部之導體厚度厚,而且,為了將IC晶片封裝於基材之正面,其在射頻識別標籤之正面突起。於是,在要求射頻識別標籤具有耐環境性的情況下,需要以被覆方式來保護IC晶片之封裝部的全部或一部分,以使射頻識別標籤之正面變得平坦。換言之,當在基材上封裝天線圖樣及IC晶片時,可能會因碰撞等導致IC晶片破損,而且產生了難以直接使用標籤機在射頻識別標籤之正面(上面)直接列印的問題。又,為了在射頻識別標籤之正面設置用來列印標籤的列印面,當接著在基材上封裝天線圖樣和IC晶片的薄膜時,因IC晶片而產生薄膜膨脹(突起),此正是前述的問題。
本發明為為了解決上述問題而產生,目的為得到一種射頻識別標籤、射頻識別標籤之製造方法以及射頻識別標籤之設置方法,其可在射頻識別標籤之正面設置天線圖樣和IC晶片,具有不需要將IC晶片埋入介電質基板內部的簡單構造,同時,無論為導電性物體或非導電性物體皆可設置。
又,本發明之目的在得到一種射頻識別標籤,其可在不縮短通訊距離的情況下設置於導電性物體或非導電性物體上。
再者,本發明之目的在得到一種射頻識別標籤,其不需要擔心碰撞等導致IC晶片破損,而且,可使用標籤機列印。
又,本發明之目的在得到一種射頻識別標籤,其可提高標籤之尺寸、形狀的自由度,並提高設置位置的自由度。
本發明之射頻識別標籤包括:介電質基板;接地導體部,設置於上述介電質基板之其中一主面;貼片導體部,設置於上述介電質基板之另一主面且形成狹縫;電子連接部,分別從上述狹縫之相向部分延伸至內部;及IC晶片,配置於上述狹縫之內部且連接至上述電子連接部。
藉此,配置於狹縫之內部的IC晶片連接至從狹縫之相向部分延伸至內部的電子連接部,所以,相當於在介電質基板之厚度方向之電場配置IC晶片,當和讀寫器之間進行無線通訊時,對貼片導體部之放射圖樣之對稱性的不良影響較少,再者,IC晶片也得以連接至供電點。因此,具有大幅減少供電耗損和得到可通訊距離加長之射頻識別標籤的效果。再者,可得到一種射頻識別標籤,其中,藉由形成電子連接部,即使在狹縫之尺寸變更的幅度受到限制的情況下,可配置的IC晶片的尺寸仍不受到限定。
本發明之射頻識別標籤的狹縫形成於貼片導體部之中央部,形狀為細長形。
藉此,可得到一種射頻識別標籤,其對貼片導體部之放射圖樣之對稱性的不良影響較少。
本發明之射頻識別標籤之狹縫從配置IC晶片的位置沿著相反方向擴張。
藉此,狹縫為圓錐形,所以,可得到通信頻帶為寬頻的射頻識別標籤。
本發明之射頻識別標籤之接地導體部設置可使介電質基板之相反側接著金屬的接著層。
藉此,設置對象無論為導體或非導體皆可設置,可得到可與射頻識別讀寫器進行無線通訊的射頻識別標籤。
本發明之射頻識別標籤之製造方法包括:導體部形成製程,在介電質基板之其中一主面以及另一主面分別形成接地導體部及貼片導體部;狹縫形成製程,在上述貼片導體部之內部形成狹縫;電子連接部形成製程,在形成上述狹縫的同時,形成從上述狹縫之相向部分延伸至內部的電子連接部;及連接製程,在上述狹縫之內部配置IC晶片且將上述IC晶片連接至上述電子連接部。
藉此,不需要將IC晶片封裝於介電質基板內或將樹脂充填於IC晶片周圍,再者,IC晶片的連接端子和介電質基板的連接部(接觸部)亦即電子連接部可和貼片導體部同時形成,導體圖樣形成於介電質基板的另一主面(表面),所以,藉由和使用雙極天線的射頻識別標籤相同的印刷基板的加工製程,可得到一種可以實施的射頻識別標籤之製造方法。
在本發明之射頻識別標籤之設置方法中,射頻識別標籤包括:接地導體部,設置於上述介電質基板之其中一主面;貼片導體部,設置於上述介電質基板之另一主面且形成狹縫;電子連接部,分別從上述狹縫之相向部分延伸至內部;及IC晶片,配置於上述狹縫之內部且連接至上述電子連接部;然後,在上述接地導體部設置可使上述介電質基板之相反側接著金屬之接著層,並在上述金屬上設置射頻識別標籤。
藉此,可得到設置對象無論為導體或非導體皆可設置的射頻識別標籤之設置方法。
本發明之射頻識別標籤包括:介電質基板,在其中一主面具有孔部;接地導體圖樣,設置於上述介電質基板之另一主面;薄膜基材,設置於上述介電質基板之其中一主面;導體圖樣,設置於上述薄膜基材上且在內部構成狹縫;及IC晶片,在透過上述狹縫和上述導體圖樣作電子連接之狀態下插入上述介電質基板之上述孔部。
藉此,構成狹縫之導體圖樣以貼片天線之放射部的功能來運作,所以,不僅是非導電性的設置物,即使設置於導電性的設置物,也可在天線放射特性幾乎不受到影響的情況下,透過狹縫使IC晶片和導電圖樣作電子連接,所以,可減少供電耗損,進而得到不會縮短可通訊距離的效果。
又,藉由將IC晶片插入介電質基板之孔部的構造,不會發生IC晶片所造成的膨脹,所以,當碰撞等情況造成IC晶片的破損或使用標籤機列印時,可減少IC晶片被滾輪、滾筒卡住而造成IC晶片破損的情況。
本發明之射頻識別標籤包括:介電質基板,在其中一主面具有孔部;接地導體圖樣,設置於上述介電質基板之另一主面;薄膜基材,設置於上述介電質基板之其中一主面;導體圖樣,設置於上述薄膜基材上且從上述薄膜基材之端部間隔既定距離而設置於其內側;及IC晶片,在上述導體圖樣之內部構成狹縫且在透過上述狹縫和上述導體圖樣作電子連接之狀態下插入上述介電質基板之上述孔部。
藉此,構成狹縫之導體圖樣以貼片天線之放射部的功能來運作,所以,不僅是非導電性的設置物,即使設置於導電性的設置物,也可在天線放射特性幾乎不受到影響的情況下,透過狹縫使IC晶片和導電圖樣作電子連接,所以,可減少供電耗損,進而得到不會縮短可通訊距離的效果。
又,藉由將IC晶片插入介電質基板之孔部的構造,不會發生IC晶片所造成的膨脹,所以,當碰撞等情況造成IC晶片的破損或使用標籤機列印時,可減少IC晶片被滾輪、滾筒卡住而造成IC晶片破損的情況。
本發明之射頻識別標籤包括:介電質基板,在其中一主面具有孔部;接地導體圖樣,設置於上述介電質基板之另一主面;薄膜基材,設置於上述介電質基板之其中一主面;導體圖樣,設置於上述薄膜基材上且從上述薄膜基材之端部間隔既定距離而設置於其內側;電子連接部,在上述導體圖樣之內部構成狹縫且分別從構成上述狹縫之上述導體圖樣之兩側延伸至上述狹縫之內側;及IC晶片,在與這些電子連接部作電子連接之狀態下插入上述介電質基板之上述孔部。
藉此,構成狹縫之導體圖樣以貼片天線之放射部的功能來運作,所以,不僅是非導電性的設置物,即使設置於導電性的設置物,也可在天線放射特性幾乎不受到影響的情況下,透過狹縫使IC晶片和導電圖樣作電子連接,所以,可減少供電耗損,進而得到不會縮短可通訊距離的效果。
又,藉由將IC晶片插入介電質基板之孔部的構造,不會發生IC晶片所造成的膨脹,所以,當碰撞等情況造成IC晶片的破損或使用標籤機列印時,可減少IC晶片被滾輪、滾筒卡住而造成IC晶片破損的情況。
本發明之射頻識別標籤包括:介電質基板,在其中一主面具有孔部;接地導體圖樣,設置於上述介電質基板之另一主面;薄膜基材,設置於上述介電質基板之其中一主面;導體圖樣,設置於上述薄膜基材上且在其內部構成狹縫;IC晶片,在透過上述狹縫和上述導體圖樣作電子連接之狀態下插入上述介電質基板之上述孔部;及固定裝置,在上述介電質基板之上述孔部插入上述IC晶片且固定上述薄膜基材之上述導體圖樣和上述介電質基板之其中一主面。
藉此,構成狹縫之導體圖樣以貼片天線之放射部的功能來運作,所以,不僅是非導電性的設置物,即使設置於導電性的設置物,也可在天線放射特性幾乎不受到影響的情況下,透過狹縫使IC晶片和導電圖樣作電子連接,所以,可減少供電耗損,進而得到不會縮短可通訊距離的效果。
又,藉由將IC晶片插入介電質基板之孔部的構造,不會發生IC晶片所造成的膨脹,所以,當碰撞等情況造成IC晶片的破損或使用標籤機列印時,可減少IC晶片被滾輪、滾筒卡住而造成IC晶片破損的情況。
本發明之射頻識別標籤之介電質基板由熱可塑性樹脂構成。
藉此,基板成本(製造成本)可大幅減少。
本發明之射頻識別標籤之製造方法包括:孔部形成製程,在介電質基板之其中一主面形成孔部;接地導體圖樣形成製程,在上述介電質基板之另一主面形成接地導體圖樣;導體圖樣形成製程,在薄膜基材上形成具有狹縫之導體圖樣;IC晶片連接製程,透過上述狹縫使IC晶片和上述導體圖樣作電子連接;及固定製程,藉由上述IC晶片連接製程使IC晶片和導體圖樣作電子連接後,將上述IC晶片插入上述孔部,以將上述薄膜基材固定於上述介電質基板上。
藉此,射頻識別標籤之構造較為簡單,所以,可一次大量生產,製造時間也可大幅縮短,得到良率提高且製造成本下降的效果。
本發明之射頻識別標籤之製造方法包括:介電質基板形成製程,使在凹部及上述凹部之內部具有突起部之上模和具有凹部之下模重合,在上述上模及上述下模之間形成空間部,在上述空間部注入介電材料之樹脂,對應上述上模之突起部而在介電質基板之其中一主面形成孔部;接地導體圖樣形成製程,在注入上述樹脂之前,於在上述下模之凹部配置導體箔以形成上述介電質基板的同時,在上述介電質基板之另一主面形成接地導體圖樣;導體圖樣形成製程,在薄膜基材上形成具有狹縫之導體圖樣;IC晶片連接製程,透過上述狹縫使IC晶片和上述導體圖樣作電子連接;及固定製程,將上述IC晶片插入上述孔部,以將上述薄膜基材固定於上述介電質基板上。
藉此,射頻識別標籤之構造較為簡單,所以,可一次大量生產,製造時間也可大幅縮短,得到良率提高且製造成本下降的效果。
本發明之射頻識別標籤包括:介電質基板;接地導體層,設置於上述介電質基板之背面;導體圖樣,設置於上述介電質基板之正面且具有狹縫;及IC晶片,透過上述狹縫收發電波;其特徵在於:上述狹縫具有細長形狹縫,並且,具有連接至上述細長形狹縫之端部且在上述細長形狹縫之垂直方向彎曲而延伸之彎曲形狹縫。
藉此,不僅是非導電性的情況,導電性的情況也可以設置,由於是幾乎不受背面物體之影響的構造,所以有不會縮短可通訊距離的效果。又,由於設置位置較窄,之前無法設置射頻識別標籤的情況變得可以設置,所以,設置位置的自由度可擴大至之前的以上。又,即使IC晶片之尺寸、特性阻抗等規格受到變更,也可藉由變更狹縫形狀來避開介電質基板之尺寸、規格的變更。
本發明之射頻識別標籤包括:介電質基板;接地導體層,設置於上述介電質基板之背面;導體圖樣,狹縫設置於上述介電質基板之正面,該狹縫具有細長形狹縫,並且,具有連接至上述細長形狹縫之端部且在上述細長形狹縫之垂直方向彎曲而延伸之彎曲形狹縫;電極部,從上述導體圖樣之兩側延伸至上述細長形狹縫之內部且相互間隔開來;及IC晶片,和上述電極部作電子連接且透過上述狹縫收發電波。
藉此,不僅是非導電性的情況,導電性的情況也可以設置,由於是幾乎不受背面物體之影響的構造,所以有不會縮短可通訊距離的效果。又,由於設置位置較窄,之前無法設置射頻識別標籤的情況變得可以設置,所以,設置位置的自由度可擴大至之前的以上。又,即使IC晶片之尺寸、特性阻抗等規格受到變更,也可藉由變更狹縫形狀來避開介電質基板之尺寸、規格的變更。
本發明之射頻識別標籤包括:薄膜基材;導體圖樣,狹縫設置於上述薄膜基材上,該狹縫具有細長形狹縫,並且,具有連接至上述細長形狹縫之端部且在上述細長形狹縫之垂直方向彎曲而延伸之彎曲形狹縫;電極部,從上述導體圖樣之兩側延伸至上述細長形狹縫之內部且相互間隔開來;IC晶片,和上述電極部作電子連接且透過上述狹縫收發電波;介電質基板,在正面形成溝部且在上述溝部嵌入上述IC晶片;固定裝置,將上述導體圖樣固定於上述介電質基板之正面;及接地導體層,形成於上述介電質基板之背面。
藉此,設置位置的自由度可擴大至之前的以上,並且,藉由將IC晶片嵌入介電質基板之溝部的構造,不會發生IC晶片所造成的膨脹,所以,當碰撞等情況造成IC晶片的破損或使用標籤機列印時,可減少IC晶片被滾輪、滾筒卡住而造成IC晶片破損的情況。
本發明之射頻識別標籤之IC晶片配置於細長形狹縫之中央部。
藉此,設置位置的自由度可擴大至之前的以上,並且,狹縫形成於導體圖樣之中央部,為細長形,所以,對於作為放射部之導體圖樣之放射圖樣之對稱性的不良影響較少。
本發明之射頻識別標籤之彎曲形狹縫沿著與細長形狹縫垂直之其中一方向或兩個方向延伸。
藉此,設置位置的自由度可擴大至之前的以上,並且,狹縫形狀之設計自由度提高。
本發明之射頻識別標籤之彎曲形狹縫以對IC晶片對稱的方式來配置。
藉此,設置位置的自由度可擴大至之前的以上,並且,狹縫形狀之設計自由度提高。
本發明之射頻識別標籤在介電質基板之正面,避開周邊部而形成導體圖樣。
藉此,設置位置的自由度可擴大至之前的以上,並且,可和更穩定之射頻識別讀寫器進行長距離無線通訊。
以下為了進一步詳細說明本發明,將根據附加的圖面來說明用來實施本發明的最佳型態。
第1實施型態.
以下使用第1圖至第6圖說明本發明的第1實施型態。第1圖為本發明第1實施型態之射頻識別標籤的構造圖,第1(a)圖為介電質基板的正面圖,第1(b)圖為介電質基板的第1A-A’線部分剖面圖,第1(c)圖為介電質基板的第2A-A’線部分剖面圖,第2圖為本發明之射頻識別系統的基本構造圖,第2(a)圖為射頻識別系統圖,第2(b)圖為射頻識別標籤的功能方塊圖,第3圖為射頻識別標籤的電場圖,第4圖為第1實施型態之射頻識別標籤的特性阻抗圖,第5圖為第1實施型態之射頻識別標籤的電子連接部露出圖,第5(a)圖為兩端子部圖,第5(b)圖為四端子部圖,第5(c)圖為第5(a)圖及第5(b)圖的介電質基板的A-A’線部分剖面圖,第6圖為第1實施型態之射頻識別標籤的狹縫放大圖,第6(a)圖表示進行IC晶片封裝前,第6(b)圖表示進行IC晶片封裝後,在第1圖至第4圖中,1為介電質基板,2為形成於介電質基板1之其中一主面(背面)的接地導體部,3為形成於介電質基板1之另一主面(正面)的貼片導體部,4為形成於貼片導體部3之一部份的細長形狹縫,5為從狹縫4之相向部延伸至內部且和貼片導體部3作電子連接的電子連接部,6為配置於狹縫4之內部且連接至電子連接部5的IC晶片,7為和形成於IC晶片6之電子連接部5之間的連接端子。此外,藉由IC晶片的特性阻抗,用來得到阻抗整合所需要的狹縫4的形狀可比貼片導體部3的尺寸來得長,所以,狹縫4不限於細長形。
8為射頻識別標籤,9為和射頻識別標籤進行無線通訊的射頻識別讀寫器,10為設置於射頻識別標籤8的天線部,11為將天線部10從射頻識別讀寫器9接收的發射脈衝傳送至後階之數位電路的類比部,12為對發射脈衝進行A/D轉換的A/D轉換部,13為使天線部10所接收之發射脈衝以整流電路平滑化並產生電力且對射頻識別標籤之各電路進行供電及電源控制的電源控制部,14為裝載於射頻識別標籤8且儲存有固體識別資訊等標籤資訊的記憶部,15為解調發射脈衝的解調部,16為藉由解調部15所解調之發射脈衝來控制含有記憶部14之IC晶片6內之電路的控制部,17為調變控制部16從記憶部14提取之資訊的調變部,18為由解調部15、控制部16、調變部17所構成的數位部,19為對從調變部傳來之訊號作D/A轉換並將之傳送至類比部11的D/A轉換部,20為虛擬測試點部。此外,貼片導體部3不一定要是方形,也可以為圓形或橢圓形。又,在射頻識別標籤8上,類比部11之後階電路建構於IC晶片6內。圖中具有相同符號者代表相同或相當的部分,關於這些部分的詳細說明在此省略。
首先,使用第2圖說明射頻識別系統的基本動作。配合射頻識別系統的用途(生物體暨物品之進出管理或物流管理),這些標籤資訊儲存於射頻識別標籤8的記憶部14,射頻識別讀寫器9在本身的收發區域內,可當射頻識別標籤8(貼附於作為進出管理或物流管理對象之生物體暨物品上)而存在或移動時,進行資訊的更新、寫入或讀取。射頻識別讀寫器9將對射頻識別標籤8命令更新、寫入或讀取等之指令訊號作為發射脈衝,從射頻識別讀寫器9之天線部傳送至射頻識別標籤8。射頻識別標籤8之天線部10接收發射脈衝,發射脈衝受到電源控制電路13檢波和蓄電(平滑化),產生射頻識別標籤8之動作電源,對射頻識別標籤8之各電路供給動作電源。又,發射脈衝受到解調部15解調指令訊息。控制部16從解調後之指令訊息之指令內容進行資料處理,進行至記憶部14更新寫入或讀取標籤資訊中任一動作或進行這兩方面的指示,根據此控制部16的指示,記憶部14所輸出的讀取訊號受到調變部17調變之後的返回脈衝經過類比部11,從天線部10被傳送至射頻識別讀寫器9之天線部,射頻識別讀寫器9接收讀取訊息,得到所要之資訊。
接著,使用第1圖至第6圖來說明第1實施型態之射頻識別標籤的構造、製造方法及動作。為了形成用來和射頻識別讀寫器9進行無線通訊的射頻識別標籤之天線部10,在介電質基板1之主面形成導體層(導體部形成製程)。其中一主面(背面)之導體層作為射頻識別標籤之接地導體部2,另一主面(正面)之導體層作為具有狹縫4之貼片導體部3。此外,藉由狹縫4,可從貼片導體部3露出介電質基板1,介電質基板1之露出部分可進行塗佈。狹縫4為了使貼片導體部3之放射圖樣良好,形成於貼片導體部3之中央部(狹縫形成製程),狹縫4及貼片導體部3之尺寸為了激發貼片導體部3,調整到取得和射頻識別系統之使用頻率、後述之IC晶片6之間的阻抗整合。此外,在調整之中,介電質基板1之厚度、介電常數也有很大的關係,所以,也配合這些條件來進行調整和設計,藉此,得到所要之放射圖樣和增益。又,電子連接部5形成於貼片導體部3之一部分,分別從作為狹縫4之相向部分之兩邊(第1圖所示之狹縫4之長邊)向貼片導體部3之中央延伸,和貼片導體部3作電子連接而形成(電子連接部形成製程),也可在形成狹縫的同時形成。第1(c)圖所示之IC晶片6根據狹縫4內之電子連接部5之中央,配置於基板之厚度方向之電場為0的位置,藉由連接端子7和電子連接部5作電子連接(連接製程)。在此,導體層(接地導體部2、貼片導體層部3、電子連接部5)使用一般的印刷基板的加工方法,如將使用蝕刻、蒸鍍、研磨等方式形成或印刷在薄膜上之物體接著至介電質基板1上。另一方面,IC晶片6可使用熱壓著等技術來封裝,所以,可僅藉由對介電質基板1之主面(正面、背面)加工來製造簡單構造之射頻識別標籤,使良率的降低和製造成本的降低成為可能。又,關於將IC晶片6封裝至連接端子7和電子連接部5時的位置決定,可在狹縫4之中央附近設置微小狹縫(未圖示),微小狹縫幾乎不會影響射頻識別標籤8之電子特性。
第3圖表示接地導體部2和貼片導體部3之間的電場,此種電場形成於導體間,所以,在狹縫4之相向部分之間有電場存在,產生電位差。於是,可將介電質基板1之厚度方向之電場為0的位置作為IC晶片之供電點(電子連接部5),並可大幅減少供電耗損,此外,對於貼片導體部3之放射圖樣之對稱性的不良影響較少,可得到可通訊距離增長之射頻識別標籤。第4圖表示接地導體部2和貼片導體部3之四個角之尺寸差d的變化所導致之射頻識別標籤8之特性阻抗的變化,橫軸的d以射頻識別標籤之使用頻率之波長比來表示,而縱軸的R[Ω]和X[Ω]分別指出特性阻抗的實部和虛部。在此,所謂接地導體部2和貼片導體部3之尺寸差,是指從第1圖所示之貼片導體部3之端部到介電質基板1(在第4圖中,介電質基板1之面積和接地導體部2之面積相等)之端部的長度d。於是可從第4圖看出,當d在0.1 λ以上時,射頻識別標籤8之阻抗近乎固定,所以,藉由使d在0.1 λ以上,無論射頻識別標籤8之設置對象為導體或非導體,甚至懸浮在空中,也可在性能不劣化之情況下和射頻識別讀寫器9進行無線通訊。
在此,若使用前述之射頻識別系統之基本動作來說明具有受到第1實施型態之貼片導體部3激發之IC晶片的射頻識別標籤8,說法可為「射頻識別讀寫器9將對射頻識別標籤8命令更新、寫入或讀取等之指令訊息作為發射脈衝,將之從射頻識別讀寫器9之天線部傳送至射頻識別標籤8。構成射頻識別標籤8之介電質基板1之電波之放射部亦即貼片導體部3接收發射脈衝,在狹縫4之相向部分產生電位差,發射脈衝被供給至IC晶片6。供給至IC晶片6之發射脈衝受到電源控制電路13檢波和蓄電(平滑化),產生射頻識別標籤8之動作電源,對射頻識別標籤8之各電路(IC晶片6)供給動作電源,從發射脈衝解調指令訊息,根據解調後之指令訊息之指令內容進行至記憶部14更新寫入或讀取標籤資訊中任一動作或進行這兩方面的指示,記憶部14所輸出的讀取訊號作為返回脈衝,回溯和將發射脈衝供給至IC晶片6之路徑相同的路徑,從放射部亦即貼片導體部3將返回脈衝傳送至射頻識別讀寫器9,射頻識別讀寫器9之天線部接收返回脈衝,得到所要之資訊」,可知可毫無問題地進行和射頻識別系統之基板動作相同的動作。此外,進行射頻識別系統之無線通訊之資料之內容可為過去之內容,亦可為新的內容,由於將接地導體部2形成於介電質基板1之背面,所以,介電質基板1之背面那側面向設置對象那面,藉此,可以便宜之價格製造出無論設置對象為導體或非導體皆可設置之簡單構造之射頻識別標籤,所以,可在需要大量設頻識別標籤之物流管理、倉庫管理、設備管理、汽車進出管理等廣大領域利用之,即使設置對象、設置對象的面為金屬物體等導體也可設置。
現在使用第5圖及第6圖說明用來實現構造簡單且可便宜製造之射頻識別標籤的其中一元素亦即IC晶片6的封裝細節。第5圖及第6圖中除了第6(b)圖之外,表示在將IC晶片6封裝至電子連接部5之前之射頻識別標籤8。電子連接部5若在形成貼片導體部3及狹縫4的同時也形成,則效率良好,但其形狀和尺寸必須配合將封裝之IC晶片6之連接端子7之數目和特性阻抗。例如,為了取得阻抗整合,除了進行狹縫4之形狀之微調整之外,若接觸端子7之接腳為兩個,如第5(a)圖所示,分別從狹縫4之相向部分延伸,形成取得連接端子之阻抗整合的寬度的兩條電子連接部5,若接觸端子7之接腳為4個,如第5(b)圖所示,分別從狹縫4之相向部分延伸,形成取得連接端子之阻抗整合的寬度的兩條電子連接部5,連接連接端子7之接腳中的兩個,剩下的兩個接腳連接至虛擬測試點部20。虛擬測試點部20如第5(b)圖及第6(a)圖所示,不和貼片導體部3及電子連接部5作電子連接。又,第6(b)圖為透視封裝IC晶片6後之IC晶片6的圖,從第6(b)圖可知,虛擬測試點部20為不僅在電子方面獨立出來也在電波方面獨立出來的單獨虛擬測試點部,其為用來載置連接端子7剩下之兩個接腳的測試點部。形成方法為形成電子連接部5的同時也一起形成為最有效率,如前所述,可使用一般印刷基板的加工方法,可很有彈性地配合IC晶片6之規格的變更,所以,可以便宜的價格製造出簡單構造之射頻識別標籤。此外,虛擬測試部20之數目不限於兩個,亦可不根據IC晶片6之連接端子7之數目來設置。
第2實施型態.
在此使用第7圖至第10圖說明本發明第2實施型態。第7圖為第2實施型態之射頻識別標籤的構造圖,第8圖為第2實施型態之射頻識別標籤的構造圖,第9圖為第2實施型態之射頻識別標籤的狹縫放大圖,第9(a)圖表示封裝IC晶片前,第9(b)圖表示封裝IC晶片後,第10圖為第2實施型態之射頻識別標籤的構造圖,在第7圖至第10圖中,21為以缺角狀設置於貼片導體部3之端部的電子長度調整部,22為從配置IC晶片6之位置沿著相反方向擴張而形成的圓錐形狹縫,23為以相對於貼片導體部3的邊具有角度的方式而形成且在貼片導體部3使用衰退分離方式放射圓偏波的狹縫。在圖中,相同符號代表相同或相當之部分,關於這些部份的詳細說明在此省略。
在此使用第7圖至第10圖說明第2實施型態之射頻識別標籤的構造及動作。此外,在第2實施型態中,關於射頻識別標籤藉由電子長度調整方法、寬頻化、衰退分離來進行之圓偏波收發,基本構造及發明之效果和第1實施型態相同。第7圖是關於射頻識別標籤之電子長度調整方法,和第1圖之射頻識別標籤大為不同的一點是,如圖所示,在貼片導體部3之側部形成缺角狀之電子長度調整部21的貼片導體部3。電子長度調整部21設置於和狹縫4垂直的位置,所以,貼片導體部3之實效電子長度比看到之長度還長,即使射頻識別系統之使用頻率為固定,也可縮小貼片導體部3之大小,所以,可以縮小整個射頻識別標籤8之尺寸。若貼片導體部3之長度不足,可變更電子長度調整部21之長度,所以,藉由調整長度、切入程度的方式來進行設計,甚至使整個射頻識別標籤8之尺寸為名片大小或配合設置對象之大小在某種程度範圍內都是可能的。此外,除了電子長度調整部21之調整以外,和第1實施型態相同,和介電質基板1之厚度、介電常數、貼片導體部3和狹縫4之尺寸等有大的關係,所以,配合這些條件來進行調整和設計,可得到射頻識別標籤8之尺寸及所要之放射圖樣和增益。又,可設置於貼片導體部3之單側。
第8圖及第9圖是關於射頻識別標籤之寬頻化,狹縫22從配置IC晶片6之位置沿著相反方向擴張而形成圓錐形。相較於第1圖之狹縫4,狹縫4之相向部分去除了電子連接部5,和相反方向一起形成固定的寬度。如此,藉由使狹縫22為圓錐形,可實現射頻識別標籤之使用頻率之寬頻化,頻帶可藉由調整圓錐擴張之尺寸來選擇。於是,可使射頻識別系統之可通訊頻帶寬頻化,所以,可得到一種射頻識別標籤,其不僅容易進行阻抗整合,減少因製造誤差所導致之良率下降,也可對於設置射頻識別標籤8之周圍環境所具有的水滴、污垢附著而導致的阻抗變化有較強的耐環境性。此外,如第9(a)圖及第9(b)圖所示,IC晶片之封裝和第1實施型態之第6(a)圖及第6(b)圖之說明相同,所以,在此省略說明。虛擬測試點部20也可能因為設置於IC晶片6之連接端子7之接腳之數目而不需要。
第10圖是關於射頻識別標籤使用衰退分離法收發圓偏波的情形,和第1圖之射頻識別標籤大不同的一點如第10圖所示,狹縫23之位置相對於貼片導體部3傾斜而設置。相較於第1圖之狹縫4,狹縫23以IC晶片6為中心並傾斜約45度角而形成(傾斜方向是根據將收發之電波為右旋性或左旋性而定)。由於設置於此種位置,所以,狹縫23作為貼片導體部3之衰退分離元件(擾動元件)來動作。亦即,可得到一種射頻識別標籤,其收發之圓偏波具有近似在第1圖之射頻識別標籤之放射圖樣上以π/2之相位和相同之放射圖樣重合的放射圖樣,所以,即使在射頻識別系統之無線通訊中使用圓偏波之電波,也可得到支援。此外,一般來說,衰退分離元件相對於貼片導體部3傾斜約45度而形成,不過,為了在供電點的影響下得到良好的放射圖樣,不僅要使傾斜角度約45度,還需要進行微調整。不過,本發明將供電點(IC晶片6)設置於電場為0的位置,所以,相較之下,微調整之寬度變小,調整變得容易。再者,第2實施型態中之射頻識別標籤進行電子長度調整方法、寬頻化、衰退分離時的圓偏波收發可分別以組合方式來進行。
第3實施型態.
在此使用第11圖及第12圖說明本發明之第3實施型態。第11圖為第3實施型態之射頻識別標籤的構造圖,第11(a)圖為射頻識別標籤的貼片導體面,第11(b)圖為射頻識別標籤的接地導體面(無接著層),第11(c)為射頻識別標籤的接地導體面(有接著層),第12圖為第3實施型態之射頻識別系統的構造圖,在第11圖及第12圖中,24為接著層,25為設置面。圖中具有相同符號者代表相同或相當之部分,關於這些部分之詳細說明在此省略。第11圖射頻識別標籤8在接地導體部2之正面設置接著層24,所以,接著層24可使用接著劑、兩面膠等,只要可接著,突佈方式可自由選擇。第12圖所示之設置面25可不分金屬或非金屬,作為根據物流管理、倉庫管理、設備管理、汽車進出管理等用途之物品等之表面。在設置面25上貼附接著層24之射頻識別標籤8之所以可和射頻識別讀寫器9進行無線通訊,是因為貼片導體部3之面積比介電質基板1小,接地導體、射頻識別標籤8之設置位置在導體上時所造成射頻識別標籤8之特性阻抗之變化因具有前述之射頻識別標籤8之構造而較少。於是,可得到一種設置面25無論為金屬或非金屬皆可設置之射頻識別標籤之設置方法。此外,通訊距離隨著射頻識別標籤8之尺寸等而變化。
第4實施型態.
以下將說明本發明之第4實施型態。第13圖為第4實施型態之射頻識別標籤的構造圖。第13(a)圖為之射頻識別標籤的平面圖,第13(b)圖為在第3(a)圖中以A-A’線切割的剖面圖,第13(c)圖為第13(b)圖的分解剖面圖。在這些圖中,101可為由烯烴族熱可塑性彈性體所構成之介電質基板。102為設置於介電質基板101之其中一主面(正面)上的薄膜基材。此薄膜基材102可使用薄膜聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚亞醯胺、聚萘二酸乙二醇酯、聚氯乙烯等。又,薄膜基材102可為其他具有柔軟性之物或不是那樣的基板,可為透明物或有色半透明之物。此外,在第13(a)圖中,表示出當薄膜基材102為具有透明性時透過薄膜基材102看到之狀態。在此,薄膜基材102和介電質基板101在平面上具有相同尺寸。103為設置於薄膜基材102上之導體圖樣。導體圖樣103如第13(a)圖所示,從薄膜基材102之垂直及水平之端部隔開距離d而形成於其內側。在此情況下,也可說導體圖樣103從介電質基板101之垂直及水平之端部隔開距離d而形成。另一方面,可從介電質基板101之垂直及水平之端部隔開距離d,將薄膜基材102配置於介電質基板之其中一主面上。在此情況下,導體圖樣103可設置於薄膜基材102上之整個面上。在導體圖樣103之中央部,如第13(a)圖所示,形成細長形狹縫104。關於此狹縫104,可藉由蝕刻處理形成導體圖樣103。另外,此狹縫104之長度及寬度可根據使用頻率來決定。105為形成於介電質基板101之其中一主面的孔部。106為IC晶片,其由後述之記憶體等構成。此IC晶片106透過狹縫104和導體圖樣103作電子連接。
在此,說明IC晶片106和導體圖樣103之連接構造。107如第13(a)圖及第13(b)圖所示,為從狹縫104之兩側之導體圖樣103延伸至狹縫104之內部的突起狀電子連接部,分別以連續方式接至狹縫104之兩側之導體圖樣103,並作電子連接。這些電子連接部107可藉由蝕刻技術在形成導體圖樣103的同時形成。IC晶片106之端子(未圖示)連接至這些電子連接部107。當IC晶片106之大小和狹縫104之寬度相同或比其小時,會進入狹縫104之寬度內,不過此時,IC晶片106之端子(未圖示)和電子連接部107連接。然而,當IC晶片106之大小大於狹縫104之寬度時,IC晶片之端子(未圖示)可和接近經由狹縫之導體圖樣103之狹縫104的部分作電子連接。於是,在此情況下,就不需要設置上述之電子連接部107。
又,在第13(a)圖中,IC晶片106沿著狹縫104之長度方向,配置於中央部,不過,不僅可配置於中央部,也可配置於狹縫104之長度方向之端部。上述介電質基板101之孔部105係為了插入IC晶片106而形成,所以,其深度和寬度係根據IC晶片之大小。另外,關於形成該孔部105之位置,自然根據將IC晶片106配置於狹縫104之哪個位置來決定。無論是在哪個位置,狹縫104之形狀及尺寸必須配合將封裝之IC晶片106之電子連接部107之數目和特性阻抗。例如,為了取得阻抗整合,除了進行狹縫104之形狀之微調整之外,當IC晶片106之連接端子之接腳為兩個時,可形成取得阻抗整合之寬度的兩條電子連接部107。接著,108為設置於介電質基板101之另一主面(背面)的接地導體圖樣。109為接著介電質基板101和薄膜基材102的接著板。接著板109如第13(c)圖所示,即使在介電質基板101上,也可設置於雨孔部105以外之部分對硬的部分,接著、固定介電質基板101和薄膜基材102。又,為了固定介電質基板101和薄膜基材102,在無接著板109的情況下,也可使用接著劑。
第14(a)圖為以模式表示在射頻識別標籤和射頻識別讀寫器之間進行收發之情況的概念圖。第14(b)圖為射頻識別標籤的構造圖,特別是以功能性表示出IC晶片106之內部構造方塊構造圖。在第14(a)圖及第14(b)圖中,110為第13圖所示之構造的射頻識別標籤。111為設置於射頻識別標籤110的天線部,在第13圖中,相當於形成狹縫104的導體圖樣103。射頻識別標籤110之天線部111如前述之第13(a)圖及第13(b)圖所示,在介電質基板101之其中一主面(正面)設置具有狹縫104之導體圖樣103,在介電質基板101之另一主面(背面)設置接地導體圖樣108,所以,射頻識別標籤110作為貼片天線來動作。換言之,具有狹縫104之導體圖樣103作為天線圖樣(放射部)來動作。另外,導體圖樣103和狹縫104調整至取得射頻識別系統之使用頻率和IC晶片106之阻抗整合以進行激發。此調整和介電質基板101之厚度、介電常數也有很大的關係,所以,藉由同時配合這些條件來調整、設計,可得到所要之放射圖樣及增益。又,狹縫104形成於導體圖樣103之中央部,以使導體圖樣103之放射圖樣良好,此點如前所述。藉由配合此種條件來進行調整、設計,可得到射頻識別標籤110中所要之放射圖樣及增益,可在不使射頻識別標籤110大型化,亦即,不使介電質基板101大型化的情況下,得到1~8公尺之通訊距離。
又,112為射頻識別讀寫器,113為設置於射頻識別讀寫器112的天線部,和射頻識別標籤110之天線部111進行無線通訊。106為在第13圖中說明過的IC晶片,關於其具體構造,係如第14(b)圖所示之構造。114為使來自射頻識別讀寫器112之發射脈衝由射頻識別標籤110之天線部111接收再將之輸出至後階之數位電路121的類比部。115為對發射脈衝進行A/D轉換的A/D轉換部,116為藉由整流電路將天線部111所接收之發射脈衝平滑化並產生電力然後再對射頻識別標籤110之各電路進行供電及電源控制的電源控制部。117為裝載於射頻識別標籤110上且儲存固體識別資訊等標籤資訊的記憶體部。118為解調發射脈衝的解調部,119為藉由解調部所解調之發射脈衝來控制含有記憶體部117之IC晶片106內之電路的控制部。120為調變控制部119從記憶體部117提取之資訊的調變部。121為由解調部115、控制部116及調變部117所構成的數位部,112為對從調變部120傳送過來之訊號進行D/A轉換並將其輸出至類比部114的D/A轉換部。
在此,說明此種射頻識別系統及其基本動作。此種射頻識別系統配合此種射頻識別系統的用途(生物體暨物品之進出管理或物流管理),這些標籤資訊儲存於射頻識別標籤110的記憶部117,射頻識別讀寫器112在本身的收發區域內,可當射頻識別標籤110(貼附於作為進出管理或物流管理對象之生物體暨物品上)而存在或移動時,進行資訊的更新、寫入或讀取。射頻識別讀寫器112將對射頻識別標籤110命令更新、寫入或讀取等之指令訊號作為發射脈衝,從射頻識別讀寫器112之天線部113傳送至射頻識別標籤110之天線部111。射頻識別標籤110之天線部111接收發射脈衝,發射脈衝受到電源控制電路116檢波和蓄電(平滑化),產生射頻識別標籤110之動作電源,對射頻識別標籤110之各電路供給動作電源。又,發射脈衝受到解調部118解調指令訊息。控制部119從解調後之指令訊息之指令內容進行資料處理,進行至記憶部117更新寫入或讀取標籤資訊中任一動作或進行這兩方面的指示,根據此控制部119的指示,記憶部117所輸出的讀取訊號受到調變部120調變之後的返回脈衝經過類比部114,從天線部111被傳送至射頻識別讀寫器112之天線部113,射頻識別讀寫器112接收讀取訊息,得到所要之資訊。
再者,若要詳細說明使用第4實施型態之射頻識別標籤之射頻識別系統的動作,射頻識別讀寫器112將對射頻識別標籤110命令更新、寫入或讀取等之指令訊息作為發射脈衝,將之從射頻識別讀寫器112之天線部113傳送至射頻識別標籤110之天線部111。構成射頻識別標籤110之介電質基板101之電波之放射部亦即貼片導體部103接收發射脈衝,在狹縫104之相向部分產生電位差,發射脈衝被供給至IC晶片106,如上所述,供給至IC晶片106之發射脈衝受到電源控制部116檢波和蓄電(平滑化),產生射頻識別標籤110之動作電源,對射頻識別標籤110之各電路(IC晶片106)供給動作電源,從發射脈衝解調指令訊息,根據解調後之指令訊息之指令內容進行至記憶部117更新寫入或讀取標籤資訊中任一動作或進行這兩方面的指示,記憶部117所輸出的讀取訊號作為返回脈衝,回溯和將發射脈衝供給至IC晶片106之路徑相同的路徑,從放射部亦即貼片導體部103將返回脈衝傳送至射頻識別讀寫器112,射頻識別讀寫器112之天線部113接收返回脈衝,得到所要之資訊。此外,進行射頻識別系統之無線通訊之資料之內容可為過去之內容,亦可為新的內容,由於將接地導體圖樣108形成於介電質基板101之背面,所以,介電質基板101之背面那側面向設置對象那面,藉此,可以便宜之價格製造出無論設置對象為導體或非導體皆可設置之簡單構造之射頻識別標籤,所以,可在需要大量設頻識別標籤之物流管理、倉庫管理、設備管理、汽車進出管理等廣大領域利用之,即使設置對象、設置對象的面為金屬物體等導體也可設置。
接著,使用第15(a)圖至第15(e)圖針對第4實施型態之射頻識別標籤之製造方法並以其剖面圖為根據來說明各製程。在第15(a)圖中,表示出在薄膜基材102上(薄膜基材102之背面側)形成導體層123的導體層形成製程。然後,如第15(b)圖所示,表示出導體圖樣形成製程,其中,在形成導體圖樣103之區域及狹縫104之內側進行形成電子連接部107之區域的遮罩,藉由蝕刻等技術同時形成導體圖樣103及電子連接部107。此外,可在不在薄膜基材102進行導體層形成製程的情況下,在薄膜基材102上印刷導體圖樣。接著,如第15(c)圖及第15(d)圖所示,在IC晶片連接製程中,使用焊接技術將IC晶片106之連接端子124焊接至電子連接部107,以作電子連接。此電子連接方法一般使用迴焊來進行熱壓著,亦可使用其他方法。另一方面,在介電質基板101之另一主面(背面側),如第15(e)圖所示,形成接地導體圖樣108,並且,在其中一主面(正面側),形成用來插入IC晶片的孔部105。此孔部105之形成可使用射出成型法來形成。之後,如第15(e)圖所示,在薄膜支持製程(固著製程)中,於介電質基板101之其中一主面上,避開孔部105貼附接著板109。如此,針對貼附接著板109之介電質基板101,在薄膜基材102上貼附導體圖樣103及IC晶片106之後,將之重合於其上,以使IC晶片106插入孔部105,再使用接著板109支持介電質基板101上之薄膜基材102。如此,構成射頻識別標籤110。
又,使用第16圖至第19圖針對第4實施型態之射頻識別標籤之製造方法並以其平面圖為根據來說明各製程。第16圖為在薄膜基材之整個面上形成導體層的平面圖。第17(a)圖為形成導體圖樣103及狹縫104之後的薄膜基材102的背面圖。如第16圖所示,在薄膜基材102之背面側以全面的方式形成導體層123,其中表示出,避開從薄膜基材102之端部隔開距離d之周圍部分和電子連接部107,使用蝕刻處理等技術所去除狹縫104之導體層的導體圖樣103的構造。從此時之薄膜基材102之正面所看到的薄膜基材102的構造如第17(b)圖所示。薄膜基材102為透明或半透明。又,第18(a)圖為在薄膜基材102上之狹縫104之內側安裝IC晶片106之狀態的背面圖。第18(b)圖為從薄膜基材102之表側看在薄膜基材102上安裝IC晶片106之狀態的狀態圖,電子連接部102和IC晶片106可透過透明或半透明薄膜基材被看見。第19圖為在介電質基板101之其中一主面形成用來插入IC晶片106之孔部105的介電質基板101的平面圖。此外,此孔部105除了上述射出成型法之外,也可使用蝕刻或研磨等技術來形成。另外,如前所述,之後將在薄膜基材102上所安裝之IC晶片106插入介電質基板101之孔部105,在介電質基板101上支持薄膜基材,藉此,完成了射頻識別標籤。
如上所述,第4實施型態之射頻識別標籤的構造為,IC晶片106插入形成於介電質基板101之其中一主面的孔部105,所以,難以產生薄膜基材102之彎曲、膨漲,因此,即使對射頻識別標籤加以撞擊,也可大幅減低IC晶片105之破損、IC晶片106和電子連接部107之電子接觸不良、連接中斷等的發生率。又,關於介電質基板101之孔部之尺寸,可針對IC晶片106之容量考慮將IC晶片106插入孔部105時之良率來設定。此外,當在不使用射出成型法之介電質基板101上形成孔部105時,可使用切削介電質基板101之其中一主面的方法來形成。
第20圖為表示第4實施型態之射頻識別標籤之電場(以箭頭標示)的電場圖。在第20圖中,也一併表示出IC晶片106周邊之部分放大圖,並且,在該部分放大圖中以箭頭表示出電場的情況。第20圖所示之箭頭表示接地導體圖樣108和導體圖樣103之間的電場,此種電場形成於導體之間,所以,在狹縫104之相向部分之間有電場存在,產生電位差。介電質基板101之厚度方向之電場之強度為0之位置作為供電點。如第20圖所示,在介電質基板101之內部,左右之電場相互抵銷,所以,在沿著狹縫104之長度方向(在第20圖中為深度方向)的軸的位置上,電場強度為零。於是,若在此位置配置電子連接部107,可大幅減少供電耗損。於是,藉由此種構造,可得到一效果,亦即,得到一種射頻識別標籤,期可在對導體圖樣103之放射圖樣之對稱性的不良影響較少的情況下,大大延伸可通訊距離,又,即使構造簡單,性能也大幅提高。
第21圖為表示第4實施型態之射頻識別標籤110之特性阻抗之變化情況的特性圖。之前之敘述為,從薄膜基材102之端部隔開距離d來形成導體圖樣103,在此,在介電質基板101之另一主面的整個面上,形成了接地導體圖樣108,所以,既定距離d如第20圖所示,可為導體圖樣103和接地導體圖樣108之四個角的尺寸差。如此,既定距離d在不於介電質基板101之另一主面的整個面上形成接地導體圖樣108的情況下,同樣也能為導體圖樣103和接地導體圖樣108之四個角的尺寸差。因此,在第21圖中,橫軸表示既定距離或上述尺寸差d和射頻識別標籤之使用頻率的波長比,縱軸R[Ω]及X[Ω]分別表示特性阻抗之實部及虛部。不過,橫軸的λ為使用頻率之波長。根據第21圖之特性圖,當既定距離在0.13 λ以上,射頻識別標籤110之特性阻抗近乎固定。於是,藉由使既定距離d為0.13 λ以上,無論射頻識別標籤之設置對象為導體或非導體之物體,甚至是懸浮在空中的狀態,射頻識別標籤之特性阻抗近乎固定,所以,可在不使射頻識別標籤之性能劣化的情況下,和射頻識別讀寫器112進行無線通訊。此外,介電質基板101之孔部105之位置之電場強度為0,所以,無孔部105時之射頻識別標籤之特性阻抗變化近乎相同。
第5實施型態.
接著,使用第22圖及第23圖說明本發明之第5實施型態。第22圖為表示第5實施型態之射頻識別標籤之構造的平面圖,第23圖為放大第22圖所示之狹縫附近的平面圖。第23(a)圖為未封裝IC晶片時的平面圖,第23(b)圖為已封裝IC晶片時的平面圖。在第4實施型態中說明過連接端子124為兩個亦即使用接腳為兩個的晶片的情況,不過,在封裝連接端子124為4個之IC晶片的情況下,除了在第4實施型態中所說明過之兩個電子連接部107之外,將兩個虛擬測試點125設置於狹縫104之內側,也在連接端子之附近。關於這些虛擬測試點125之形成方法,可在形成電子連接部107的同時形成。又,在第22圖及第23圖中透過薄膜基材102看到的虛擬測試點125為不和導體圖樣103及電子連接部107作電子連接的單獨且虛擬之測試點。如此,可彈性配合封裝於射頻識別標籤內之IC晶片106之規格之變更,所以,可以便宜之價格製造出簡單構造之射頻識別標籤。此外,虛擬測試點125之數目不限定為兩個。
第6實施型態.
在此針對本發明之第6實施型態,使用第24圖至第31圖說明使用射出成型技術在另一主面(背面)形成接地導體圖樣108之介電質基板101之構造及製造方法。此外,在這些圖中,相同符號代表相同或相當之部分。第24圖為用來說明射出成型模之構造的構造圖,第24(a)圖為射出成型模的平面圖,第24(b)圖為射出成型模的側面圖。在第24(a)圖及第24(b)圖中,126為用來製造射頻識別標籤之介電質基板的射出成型模。128為射出成型模126的上模,129為射出成型模126的下模。127為設置於上模128且用來注入樹脂的注入口。第25圖為射出成型模的剖面圖,第25(a)圖為以第24(a)圖所示之A-A’線切割的剖面圖,第25(b)圖為以第24(a)圖所示之B-B’線切割的剖面圖,第25圖(c)圖為以第24(b)圖所示之X-X’線切割並觀看上模的平面圖,第25(d)圖為以第24(b)圖所示之X-X’線切割且觀看下模的平面圖。在第25(a)圖至第25(d)圖中,130為形成於上模128之凹部且與孔部105之形狀對應的突起部。自然,當上模128和下模129重合時,各個凹部和突起部130所構成的空間和在第15圖所示之射頻識別標籤所需要之介電質基板101和在其另一主面形成溝部105的形狀一致。131為真空吸入口,有複數個設置於下模129,用來真空吸入射出成型模126內之氣體。真空吸入口131如第25(d)圖所示,設置有複數個。
第26圖為表示於下模載置導體箔時之狀態的剖面圖,第26(a)圖為表示在下模固定導體箔之狀態的剖面圖,第26(b)圖為對該導體箔作化學處理後之狀態的剖面圖。在下模129之凹部之底面載置接地導體圖樣用之導體箔132。然後,為了提高此導體箔132在和真空吸入口131連接的面以及相反側的面(正面)和介電質基板101之樹脂的接著性,施以化學處理,在正面進行形成微細凹凸表面之化學處理層133。第27圖為表示在下模之上疊合上模前之狀態的剖面圖,第27(a)圖為在下模設置導體箔132並以第24(a)圖所示之A-A’線切割的剖面圖,第27(b)圖為在下模設置導體箔132並以第24(a)圖所示之B-B’線切割的剖面圖。為了載置配合下模129之凹部(底部)尺寸之導體箔132並防止以射出成型製造完成後之介電質基板101之另一主面(背面)之接地導體圖樣108鬆弛或凹凸不平,如第26(a)圖所示,複數個設置於下模129之真空吸入口131連接有真空泵或吸引裝置,從複數個真空吸入口131以近乎平均的力來進行真空吸入(吸引),使導體箔密合於下模129之凹部(底部),藉此得到固定。為了注入樹脂並以樹脂填充射出成型模126之內部,在射出成型模126上,形成和用來密合至下模129之真空吸入口不同之真空吸入口或氣穴。
化學處理使用一般用於射出成型基板之材料,其可在導體箔123之表面形成微細紋理以提高和樹脂之接著性,或者,在導體箔123之表面形成積層等。又,單是在化學處理中,若接著度低,將和用來接著介電質基板101和薄膜基材102之接著板109相同之接著板載置於化學處理層之化學處理面。此外,若不進行化學處理,導體箔132僅藉由在上和真空吸入口相向之那面及其相反側之那面載置和接著板109相同之接著板,即可在導體箔132和樹脂之接著上得到充分之接著度,則不需要進行化學處理。此外,與第26(a)圖有關之步驟和與第26(b)圖有關之步驟中之順序可以置換(接地導體圖樣形成製程之準備製程)。
接著,在導體箔132之正面施以化學處理之後,如第27圖所示,為了使射出成型模126之內部(避開注入口127和真空吸入口131之開口)之空間為想要之介電質基板101,使上模128和下模129密合且重疊,以固定上模128和下模129。此時,未在圖中表示出來的是,一般會分別在上模128和下模129上設有導銷和導槽,使導銷嚙合至導槽上,進行上模128和下模129之定位,之後,閉模並固定(射出成型模之閉模製程)。
第28圖為剖面圖,顯示之狀態為,使上模疊合至下模上,注入熱可塑性樹脂,形成介電質基板,第28(a)圖為沿著第24(a)圖所示之A-A’線切割的剖面圖,第28(b)圖為沿著第24(a)圖所示之B-B’線切割的剖面圖,134為樹脂(熱可塑性樹脂)。射出成型模126之閉模結束後,在第28圖中,於下模129之凹部之表面載置作為接地導體圖樣108之化學處理層133,使上模128疊合於下模129上,在此狀態下,從注入口127將融溶之熱可塑性樹脂134注入上模128及下模129之間的空間部,亦即,射出成型模126之內部,對應上模128之突起部130,於介電質基板101之其中一主面形成溝部105。(介電質基板形成製程)。又,在注入樹脂134之前,將具有化學處理層133之導體箔132載置於下模129之凹部,所以,在形成介電質基板101之同時,在介電質基板101之另一主面形成接地導體圖樣108(接地導體圖樣形成製程)。
第29圖為用來說明經過射出成型後之介電質基板之取出程序的剖面圖,第29(a)為以第24(a)圖之A-A’線切割來表示從下模分離上模之剖面圖,第29(b)圖為以第24(b)圖之B-B’線切割來表示該情況之剖面圖,135為殘留於注入口127之剩餘樹脂。樹脂134固化後,解除射出成型模126之閉模,如第29圖所示,使上模128和下模129分離,從射出成型模126取出介電質基板101(介電質基板取出製程)。又,如第29(a)圖所示,所注入之樹脂134若多於射出成型模126內部之容積,殘留於注入口127之樹脂134會固化,在介電質基板101之其中一主面會形成注入口127之內管狀剩餘樹脂,所以,將剩餘樹脂135從介電質基板101切離,將其剖面研磨至不妨礙介電質基板101和薄膜基板102之接著的表面粗度(後處理製程)。此外,在接地導體圖樣形成製程之準備製程中,對進行導體箔132(化學處理層133)真空吸入(吸引),使其與下模129密合,所以,在樹脂134之射出成型之過程中,沒有導體箔132(化學處理層133)伸長的情況,具有防止樹脂134固化後所形成之介電質基板101之接地導體圖樣108變細或切斷的效果。
第30(a)圖為以第24(a)圖之A-A’線切割來表示使用第6實施型態之射頻識別標籤之製造方法來形成之介電質基板的剖面圖,第30(b)圖為以第24(a)圖之B-B’線切割來表示以同樣方式形成之介電質基板的剖面圖。第31圖為使用第6實施型態之射頻識別標籤之製造方法來形成之介電質基板的立體圖。從上述之接地導體圖樣形成製程之準備製程到後處理製程,製造出第30圖及第31圖所示之介電質基板101,在該介電質基板101上,接著以在第4實施形態中所說明過之製造方法(導體層形成製程(可省略)、導體圖樣形成製程、IC晶片連接製程)來製造之薄膜基材102。接著之製程和第4實施形態之薄膜支持製程、固著製程相同。又,在樹脂134方面,使用低硬度(例如JIS-A55)之聚合烯烴族熱可塑性彈性體來製造介電質基板101,藉此,可製造出具有彈性之介電質基板所組成之彈性射頻識別標籤,所以,可得到可沿著具有圓桶狀等曲面之物體之曲面而設置的射頻識別標籤110。可設置此射頻識別標籤110之曲面不會卸除IC晶片106和導體圖樣103之電子連接。此外,即使導體圖樣103彎曲,電子長度也不會改變,所以,雖然放射圖樣稍微變形,導體圖樣103也不妨礙射頻識別標籤110之電波放射部之動作。
如此,以設出成型法來設計、製造介電質基板101,藉此,相對於於數片印刷基板貼合在一起之多層介電質基板,使用樹脂(熱可塑性樹脂)134來進行射出成型之介電質基板可大幅降低基板成本(製造成本),而且,射頻識別標籤所使用之介電質基板之介電質(材質)若為一般印刷基板所使用之聚四氟乙烯(氟化樹脂)、陶瓷、玻璃環氧樹脂等介電質,難以製造任意厚度之基板且無法彈性配合射頻識別標籤之設置位置所導致之要求尺寸之變化,若為射出成型所製造出之介電質基板,僅藉由變更模具即可輕易變更厚度和形狀,所以,可輕易製作出各種變形之射頻識別標籤。又,在樹脂(熱可塑性樹脂)中,若將具有介電正接低之特性的烯烴族聚合樹脂作為射頻識別標籤之介電質基板來使用,可製造出放射效率提高且具有高增益之射頻識別標籤。又,烯烴族聚合樹脂之比重為一般印刷基板之一半,可得到射頻識別標籤之輕量化。再者,當IC晶片106如同由一般印刷基板所使用之聚四氟乙烯(氟化樹脂)、陶瓷、玻璃環氧樹脂等所構成之介電質基板安裝於硬且具有厚度之材質時,沒有安裝用之專用設備,必須一個一個安裝,相當耗時,形成安裝時所需要之溝部105也很麻煩,相對於此,針對射出成型基板,市面上有很多在薄膜基材102上安裝IC晶片106之設備,可一次大量生產,可大大減少包含形成溝部105在內之製造時間及成本。
第7實施型態.
以下說明本發明之第7實施型態。第32圖為第7實施型態之射頻識別標籤的構造圖。第32(a)圖為射頻識別標籤的平面圖,第32(b)圖為第32(a)圖所示之射頻識別標籤的狹縫附近放大圖,第32(c)圖為在第32(a)圖中以A-A’線切割之剖面圖,第32(d)圖為第32(c)圖之分解剖面圖。在這些第32圖中,201為介電質基板,其可由印刷基板所使用之介電質、烯烴族熱可塑性彈性體等熱可塑性樹脂構成。202為導體圖樣,其作為設置於介電質基板201上之設頻識別標籤之天線(貼片天線)之放射部來動作,如第32(a)圖所示,從介電質基板201之垂直及水平之端部相隔距離d而形成於其內側。此外,此導體圖樣202可使用接著板或接著劑等(未圖示)將印刷至薄膜基材(未圖示)之物質貼附於介電質基板201之其中一主面(正面)。又,在此情況下,薄膜基材可使用薄膜聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚亞醯胺、聚萘二酸乙二醇酯、聚氯乙烯等。又,亦可從介電質基板201之垂直及水平之端部間隔距離d,將薄膜基材配置於介電質基板之其中一主面。在此情況下,導體圖樣202亦可設置於薄膜基材226之整個面上。
在導體圖樣202之中央部,如第32(a)圖及第32(b)圖所示,形成狹縫203。藉由狹縫203,可從導體圖樣202露出介電質基板201,介電質基板201之露出部分可作塗佈處理。狹縫203為使射頻識別標籤之放射圖樣良好,形成於導體圖樣202之中央部,其由細長形狹縫203a和彎曲形狹縫203b組成(狹縫203即使不在導體圖樣202之中央部也能動作,但通訊距離等性能相較於在導體圖樣202之中央部設置狹縫203,有時會有劣化的情況)。彎曲形狹縫203b在細長形狹縫203a之端部203c連續,相對於細長形狹縫203a,於兩者垂直方向彎曲而延長。在此,於第32(b)圖所示之構造中,細長形狹縫203a包含在狹縫203中於垂直方向延長且附加虛線之內側部分。又,細長形狹縫203a之端部203c是指虛線所包圍之部分。另外,如第32(b)圖所示,將在附加虛線之部分亦即端部203c連續且沿著水平方向延長之部分作為彎曲形狹縫203b。又,細長形狹縫203a及彎曲形狹縫203b之長度及其寬度可根據使用頻率、欲封裝之IC晶片之特性阻抗來決定。204為透過狹縫203收發電波之IC晶片,由後述之記憶體等所構成,包括兩個端子205。IC晶片204透過細長形狹縫203a和導體圖樣202作電子連接。亦即,IC晶片204配置於細長形狹縫203a之中央部。在細長形狹縫203a之內部從導體圖樣202之兩側延伸,形成相互隔開之電極部206。
在此,說明IC晶片204和導體圖樣202之連接構造。上述206如第32(c)圖及第32(d)圖所示,為從狹縫203(細長形狹縫203a)之兩側之導體圖樣202延伸至狹縫203之內部的突起狀電極部,分別以連續方式連接至狹縫203之兩側之導體圖樣202,並且作電子連接。IC晶片204之端子205分別藉由焊接連接至電極部206。若IC晶片204之尺寸和狹縫203之寬度相同或比其小,會進入狹縫203之寬度內,不過,若IC晶片204之尺寸大於狹縫203之寬度,IC晶片204之端子205可跨過靠近狹縫203之部分,作電子連接。於是,在此情況下,變得不需要設置電極部206。此外,在第32圖中,IC晶片204配置於細長形狹縫203a之中央部,不過,細長形狹縫203a亦可配置於不是其中央部之端部203c。
此外,狹縫203及電極部206可藉由蝕刻、蒸鍍、研磨等技術形成導體圖樣202之同時形成。又,當將在薄膜基材上印刷導體圖樣202之物質貼附於介電質基板201上時,可使用蝕刻技術在整個面設置導體層之基材上形成導體圖樣202(包含狹縫203及電極部206),亦可在一開始使用在基材上印刷導體圖樣202(包含狹縫203及電極部206)之物質。接下來,207為設置於介電質基板201之另一主面(背面)的接地導體層,和導體圖樣202相同,製造方法可為,使用接著板或接著劑等將印刷至薄膜基材上之物質貼附至介電質基板201上,亦可使用在介電質基板201上蒸鍍導體箔等一般印刷基板之加工方法。
接著,使用第33圖及第34圖說明第7實施型態之射頻識別標籤可包括與具有直線形狹縫之射頻識別標籤等價之性能且「介電質基板201之狹縫203(細長形狹縫203a)延伸之方向」之長度可比具有直線形狹縫之射頻識別標籤短。第33圖為具有直線形狹縫之射頻識別標籤的構造圖。在第33圖中,203d為形成於導體圖樣202之中央部的直線形狹縫,和第32圖中所記載符號相同之符號代表同一或相當部分。第7實施型態之射頻識別標籤(以下稱為射頻識別標籤(第7實施型態))和直線形狹縫射頻識別標籤的不同點為,在介電質基板201之垂直方向,亦即,細長形狹縫203a(狹縫203)和直線形狹縫203b所延伸之方向之長度上,直線形狹縫射頻識別標籤較長,另外,相對於射頻識別標籤(第7實施型態)之狹縫203由細長形狹縫203a和彎曲形狹縫203b所構成,直線形狹縫射頻識別標籤之狹縫僅由直線形狹縫203d構成,直線形狹縫203d為延長細長形狹縫203a之後的形狀。第34圖為史密斯圖(阻抗圖),其畫出了變更射頻識別標籤(第7實施形態)和直線形狹縫射頻識別標籤之狹縫尺寸後、跟著變動之各個特性阻抗的值。
從第34圖之史密斯圖可知,藉由變更直線形狹縫射頻識別標籤之直線形狹縫203d之尺寸,可調整特性阻抗,取得IC晶片204和直線形狹縫射頻識別標籤之整合,同時亦可知,藉由變更本發明之射頻識別標籤之狹縫203(細長形狹縫203a、彎曲形狹縫203b),可使畫出特性阻抗之變動的點和直線形狹縫射頻識別標籤一致,這表示可使具有不同形狀之狹縫的射頻識別標籤(第7實施型態)和直線形狹縫射頻識別標籤之特性阻抗一致。這是因為,射頻識別標籤(第7實施型態)之狹縫203由細長形狹縫203a和彎曲形狹縫203b所組成,彎曲形狹縫203b為在細長形狹縫203a之端部203c連續、相對於細長形狹縫203a在兩者垂直方向上彎曲且延伸之構造,於是,從電子方面來看,狹縫之表觀長度和直線形狹縫射頻識別標籤之直線形狹縫203d相同。於是,射頻識別標籤(第7實施形態)可在細長形狹縫203a之延伸方向縮短介電質基板201之長度,所以,可將介電質基板201之尺寸變小。
再者,欲在與細長形狹縫203a之延伸方向垂直之方向上縮短介電質基板201之長度的情況未表示於圖中,不過,在此情況下,可在與細長形狹縫203a之延伸方向垂直之方向之導體圖樣202之側部形成類似缺角形狀之電子長度調整部。電子長度調整部設置於與細長形狹縫203a之延伸方向垂直之位置,所以,導體圖樣202之實效電子長度比表觀電子長度長,即使射頻識別系統之使用頻率為固定,也可縮小導體圖樣202之大小,所以,可將射頻識別標籤之尺寸變小。又,關於導體圖樣202之長度範圍,可變更電子長度調整部。電子長度調整部即使僅設置於導體圖樣202之單側,也可得到縮短介電質基板201之長度的效果。此外,這些狹縫形狀之變更、藉由電子長度調整部所作出之特性阻抗之調整顯示出,不僅可增進介電質基板201(射頻識別標籤)之小型化,並且可在於不同特性阻抗下變更IC晶片之情況下,構成射頻識別標籤而不用變更介電質基板201之介電常數、基板厚度等規格。
第35(a)圖為射頻識別系統基本構造圖,以模式表示在射頻識別標籤和射頻識別讀寫器進行收發之情況。第35(b)圖為射頻識別標籤之構造圖,其尤其為以功能觀點來表示IC晶片204之內部構造的方塊構造圖。在第35(a)圖及第35(b)圖中,208為第32圖所示之構造之射頻識別標籤。209為設置於射頻識別標籤208之天線部,此天線部209相當於形成第32圖所示之細長形狹縫203a之導體圖樣202。射頻識別標籤208之天線部209如第32圖及第33圖所示,於介電質基板201之其中一主面(正面)設置具有狹縫203之導體圖樣202,於介電質基板201之另一主面(背面)設置接地導體層207,所以,射頻識別標籤208作為貼片天線來動作。換言之,具有狹縫203之導體圖樣202作為天線圖樣(放射部)來動作。導體圖樣202和狹縫203調整至取得射頻識別系統之使用頻率和IC晶片204之阻抗整合以進行激發。此調整和介電質基板201之厚度、介電常數也有很大的關係,所以,藉由同時配合這些條件來調整、設計,可得到所要之放射圖樣及增益。又,狹縫203形成於導體圖樣202之中央部,以使導體圖樣202之放射圖樣良好,此點如前所述。藉由配合此種條件來進行調整、設計,可得到射頻識別標籤208中所要之放射圖樣及增益,可在不使射頻識別標籤208大型化,亦即,不使介電質基板201大型化的情況下,得到1~8公尺之通訊距離。
又,210為射頻識別讀寫器,211為設置於射頻識別讀寫器210之天線部,進行和射頻識別標籤208之天線部209之間的無線通訊。204為在第32圖中所說明過之IC晶片,其具體構造為如第35(b)圖所示之構造。212為藉由天線部209接收來自射頻識別讀寫器210之發射脈衝並將之輸出至後階之數位電路221的類比部。213為對發射脈衝進行A/D轉換的A/D轉換部,216為使天線部209所接收之發射脈衝以整流電路平滑化並產生電力且對射頻識別標籤之各電路進行供電及電源控制的電源控制部。215為裝載於射頻識別標籤208且儲存有固體識別資訊等標籤資訊的記憶部,216為解調發射脈衝的解調部,217為藉由解調部216所解調之發射脈衝來控制含有記憶部215之IC晶片204內之電路的控制部。208為調變控制部217從記憶部215提取之資訊的調變部。219為由解調部216、控制部217、調變部218所構成的數位部,220為對從調變部218傳來之訊號作D/A轉換並將之傳送至類比部212的D/A轉換部。
在此,針對此種射頻識別系統,說明其基本動作。配合此種射頻識別系統的用途(生物體暨物品之進出管理或物流管理),這些標籤資訊儲存於射頻識別標籤208的記憶部215,射頻識別讀寫器210在本身的收發區域內,可當射頻識別標籤208(貼附於作為進出管理或物流管理對象之生物體暨物品上)而存在或移動時,進行資訊的更新、寫入或讀取。射頻識別讀寫器210將對射頻識別標籤208命令更新、寫入或讀取等之指令訊號作為發射脈衝,從射頻識別讀寫器210之天線部211傳送至射頻識別標籤208的天線部209。射頻識別標籤208之天線部209接收發射脈衝,發射脈衝受到電源控制部214檢波和蓄電(平滑化),產生射頻識別標籤208之動作電源,對射頻識別標籤208之各電路供給動作電源。又,發射脈衝受到解調部216解調指令訊息。控制部217從解調後之指令訊息之指令內容進行資料處理,進行至記憶部215更新寫入或讀取標籤資訊中任一動作或進行這兩方面的指示,根據此控制部217的指示,記憶部215所輸出的讀取訊號受到調變部218調變之後的返回脈衝經過類比部212,從天線部209被傳送至射頻識別讀寫器210之天線部211,射頻識別讀寫器210接收讀取訊息,得到所要之資訊。
接著,使用第36圖及第37圖說明射頻識別標籤(第7實施型態)、直線形狹縫射頻識別標籤之動作原理。此外,第36圖及第37圖優先考慮使說明單純化,不使射頻識別標籤(第7實施型態)而使與射頻識別標籤(第7實施型態)等價之直線形狹縫射頻識別標籤之構造、資料反映於圖面上,但在上射頻識別標籤(第7實施型態)上也能得到相同的特性。第36圖表示導體圖樣202和接地導體層207之間的電場,此種電場在導體之間形成,所以,在狹縫203之相向部分之間有電場存在,產生電位差。於是,可將介電質基板201之厚度方向之電場為0的位置作為IC晶片204之供電點(端子205),並可大幅減少供電耗損,此外,對於貼片導體部202之放射圖樣之對稱性的不良影響較少,可得到可通訊距離增長之射頻識別標籤。接著,第37圖表示導體圖樣202和接地導體層207之四個角之尺寸差d0 的變化所導致之射頻識別標籤8之特性阻抗的變化,橫軸的尺寸差d0 以射頻識別標籤之使用頻率之波長比來表示,而縱軸的R[Ω]和X[Ω]分別指出特性阻抗的實部和虛部。在此,所謂導體圖樣202和接地導體層207之尺寸差,是指從第33圖及第36圖所示之導體圖樣202之端部到介電質基板201(在第33圖及第36圖中,介電質基板201之面積和接地導體層207之面積相等)之端部的長度d0 。於是可從第37圖看出,當d0 在0.1 λ以上時,射頻識別標籤之阻抗近乎固定,所以,藉由使d0 在0.1 λ以上,無論射頻識別標籤之設置對象為導體或非導體,甚至懸浮在空中,也可在性能不劣化之情況下,更穩定地和射頻識別讀寫器進行長距離之無線通訊。理所當然,在射頻識別標籤(第7實施型態)之導體圖樣202和接地導體層207之四個角之尺寸差d(第32圖)中,也有相同傾向之特性。
第7實施型態(變形例).
以下使用第38圖至第43圖說明第7實施型態(變形例)。第38圖為第7實施型態之射頻識別標籤之構造圖(封裝IC晶片前),第39圖(第39(a)圖)為第7實施型態(變形例)之射頻識別標籤之構造圖(封裝IC晶片前),第39(b)圖為放大第39(a)圖所示之狹縫附近的平面圖。具有和其他圖相同之符號者表示同一或相當部分。在第7實施型態中,已說明過端子205使用兩個IC晶片204之射頻識別標籤,不過,在端子205封裝4個IC晶片之情況下,除了在第7實施形態中所說明過之電極部206之外,在狹縫203之內側之電極部206附近設置兩個虛擬測試點221,連接不連接至電極部206之剩下兩個端子205和虛擬測試點221。在此情況下,也可不作電子205和虛擬測試點221的電子連接,僅將虛擬測試點221作為端子205之接腳來使用。又,在虛擬測試點221之形成方法方面,在形成電極部206之同時形成會比較有效率。虛擬測試點221為不在導體圖樣203及電極部206之間作電子連接的單獨且虛擬之測試點。如此,藉由設置虛擬測試點221,可彈性配合封裝於射頻識別標籤內之IC晶片204之變更,所以,可以便宜之價格製造出簡單構造之射頻識別標籤。此外,虛擬測試點221之數目不限定為兩個,可根據IC晶片204之端子205之數目來設置。狹縫203之形狀和尺寸必須配合欲封裝之IC晶片204之端子205之數目和特性阻抗。為了取得阻抗整合,除了可進行狹縫203形狀之微調整之外,可在IC晶片204之連接端子之接腳為兩個之情況下,形成2個寬度為可取得阻抗整合之端子205。
接著,第40圖至第43圖分別為第7實施型態(變形例)之射頻識別標籤之構造圖(狹縫形狀變更),各圖面之(a)及(b)分別為射頻識別標籤之整體圖及射頻識別標籤之狹縫附近放大圖,在第40圖至第43圖中,225為形成於導體圖樣202之中央部的狹縫,具有和其他圖相同之符號者代表同一或相當部分。在第7實施型態中,彎曲形狹縫203b在細長形狹縫203a之端部203c連續,並相對於細長形狹縫203a沿著兩個垂直方向彎曲且延長,此種H字形狹縫203已在之前說明過,在此將說明第7實施型態(變形例)之射頻識別標籤,其形狀和此狹縫203不同,和第33圖所示之直線形狹縫射頻識別標籤等價,相較於具有直線形狹縫之射頻識別標籤,「介電質基板201之狹縫203(細長形狹縫203a)延伸之方向」之長度較短。此外,IC晶片204之端子205和導體圖樣202(電極部206)之連接等和上述變形例以及第7實施型態相同。
第40圖所示之射頻識別標籤在導體圖樣202之中央部形成狹縫222。此狹縫222由細長形狹縫203a和彎曲形狹縫203b所組成。彎曲形狹縫203b形成T字形,其在細長形狹縫203a之其中一邊之端部203c連續,相對於細長形狹縫203a,在兩者垂直方向彎曲且延長。在此,在第40(b)所示之構造中,細長形狹縫203a包含在狹縫203中於垂直方向延長且附加虛線之內側部分。又,細長形狹縫203a之端部203c是指虛線所包圍之部分。另外,如第40(b)圖所示,將在附加虛線之部分亦即端部203c連續且沿著水平方向延長之部分作為彎曲形狹縫203b。又,細長形狹縫203a及彎曲形狹縫203b之長度及其寬度可根據使用頻率、欲封裝之IC晶片之特性阻抗來決定。這些特性在第41(b)圖至第43(b)圖中為共通特性。
第41圖所示之射頻識別標籤在導體圖樣202之中央部形成狹縫223。此狹縫223由細長形狹縫203a和彎曲形狹縫203b所組成。彎曲形狹縫203b形成L字形,其在細長形狹縫203a之其中一邊之端部203c連續,相對於細長形狹縫203a,在垂直方向彎曲且延長。第42圖所示之射頻識別標籤在導體圖樣202之中央部形成狹縫224。此狹縫224由細長形狹縫203a和彎曲形狹縫203b所組成。彎曲形狹縫203b形成L字形,其在細長形狹縫203a之端部203c連續,相對於細長形狹縫203a,在垂直方向中與其中一者不同之方向彎曲且延長,具有以IC晶片204為中心之對稱點。第43圖所示之射頻識別標籤在導體圖樣202之中央部形成狹縫225。此狹縫225由細長形狹縫203a和彎曲形狹縫203b所組成。彎曲形狹縫203b形成□字形,其在細長形狹縫203a之端部203c連續,相對於細長形狹縫203a,在垂直方向中與其中一者同方向彎曲且延長。以上第40圖至第43圖所示之射頻識別標籤除了狹縫形狀,動作原理、特性和第7實施型態相同,所以,狹縫222~225不在導體圖樣202之中央部動作者之通訊距離等性能相較於將狹縫222~225設置於導體圖樣202之中央部者較有可能劣化,此點和第7實施形態相同。
如上所述,第7實施型態之射頻識別標籤將IC晶片配置於介電質基板201之厚度方向之電場為0之位置,當和讀寫器之間進行無線通訊時,對導體圖樣202之放射圖樣之對稱性的不良影響較少,再者,IC晶片204連接至供電點,所以,可大幅減少供電耗損,於是可得到可通訊距離提高之射頻識別標籤,藉由設置由細長形狹縫203a和彎曲形狹縫203b所構成之狹縫203,222~225,可得到一種可能性增大之射頻識別標籤,即使從設置場所之尺寸至射頻識別標籤所要求之介電質基板201之寬度受到限制,其仍可設置。
第8實施型態.
以下針對本發明第8實施型態,省略具有和第7實施型態及第7實施型態(變形例)相同符號者所代表之同一或相當部分,來進行說明。第44圖為第8實施型態之射頻識別標籤之構造圖。第44(a)圖為射頻識別標籤之平面圖,第44(b)圖為在第44(a)圖中以A-A’線切割之剖面圖,第44(c)圖為第44(b)圖之分解剖面圖。在這些第44圖中,226為設置於介電質基板201之其中一主面(正面)上且在介電質基板201之其中一主面(正面)上使用接著板(關於接著板,在後段之射頻識別標籤之製造方法中將會詳述)、接著劑等貼附的薄膜基材。此薄膜基材226和在第7實施型態中敘述的一樣,可使用薄膜聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚亞醯胺、聚萘二酸乙二醇酯、聚氯乙烯等。又,薄膜基材226可為其他具有柔軟性之物質或不是如此之物質,又,其可為透明物質,亦可為有色半透明物質。此外,在第44(a)圖中,表示出當薄膜基材226為透明物質時透過薄膜基材226來觀看之狀態。在第44圖中,薄膜基材226和介電質基板201在平面上為相同尺寸。227為在薄膜基材226上藉由蝕刻或印刷技術形成且作為射頻識別標籤之天線(貼片天線)之放射部來動作的導體圖樣,如第44(a)圖所示,從介電質基板201之垂直及水平之端部相隔距離d而形成於其內側。理所當然,亦可從介電質基板201之垂直及水平之端部間隔距離d,將薄膜基材226配置於介電質基板之其中一主面,導體圖樣202設置於薄膜基材226之整個面上。228為形成於介電質基板201之正面的溝部,其為了插入IC晶片204而形成,所以,其深度及其寬度係根據IC晶片204之大小。另外,關於形成該溝部228之位置,當然根據IC晶片204配置於狹縫203之哪一位置來決定。具有和其他圖相同之符號者代表同一或相當部分。
狹縫203及電極部206可在藉由蝕刻、蒸鍍等技術來形成導體圖樣227之同時形成,當藉由蝕刻在薄膜基材226之整個面上設置導體層之薄膜基材來形成導體圖樣202(包含狹縫203及電極部206)時,也可在一開始使用在薄膜基材印刷導體圖樣202(包含狹縫203及電極部206)之物。又,在本實施型態中,和第7實施型態(變形例)相同,當IC晶片204之端子205之數目比兩個多時,除了電極部206以外,兩個虛擬測試點221可設置於狹縫203之內側之電極部206附近,再者,在本實施型態(第44圖)中,使用狹縫形狀和第32圖相同者,當然,亦可使用在第7實施型態(變形例)中所說明過之形狀之狹縫222~225(第40圖至第43圖)。
在此,將說明第8實施型態之射頻識別標籤之製造方法。第45圖為第8實施型態之射頻識別標籤之製程圖。在第45圖中,229為設置於薄膜基材之背面的導體層,230為接著介電質基板201和薄膜基材226的接著板。接著板230如第45(e)圖所示,設置於介電質基板201上與溝部228以外之部分對應的部分,可接著、固定介電質基板201和薄膜基材226。亦即,接著板230為將導體圖樣202固定於介電質基板之正面的固定手段,固定介電質基板201和薄膜基材226也可不使用接著板230,而使用接著劑。具有和其他圖相同之符號者代表同一或相當部分。
接著,說明第8實施型態之射頻識別標籤之製造方法。第45(a)圖至第45(e)圖中,針對射頻識別標籤之製造方法,以其剖面圖為基礎來說明各製程。在第45(a)圖中,表示出在薄膜基材226上(薄膜基材226之背面)形成導體層229之導體層形成製程。另外,如第45(b)圖所示,在導體層形成製程中,於薄膜基材226之背面之整個面上形成導體層223,其中表示出導體圖樣形成製程,該製程將在從薄膜基材226之端部間隔既定距離d之周圍部分及狹縫203之內側形成電極部206之區域作為光罩,藉由蝕刻等技術同時形成導體圖樣227及電極部206。此外,可在不進行導體形成製程之情況下在薄膜基材226上印刷導體圖樣227。
接著,如第45(c)圖及第45(d)圖所示,在IC晶片連接製程中,藉由焊接將IC晶片204之端子205以電子方式連接至電極部206。此電子連接方法可為使用迴焊技術之熱壓著,亦可使用其他方法來連接。另一方面,在介電質基板201之另一主面(背面),如第45(e)圖所示,形成接地導體層207,並且,在其中一主面(正面),形成插入IC晶片之溝部228。此溝部228之形成可藉由射出成型法來形成。又,除射出成型法外,亦可在印刷基板上藉由切削、研磨等技術來形成。之後,如第34(e)圖所示,在薄膜支持製程(固著製程)中,於介電質基板201之其中一主面上貼附避開溝部228之接著板230。如此,對貼附接著板230之介電質基板201疊合將於薄膜基材226上安裝導體圖樣227及IC晶片204之物,以將IC晶片204插入溝部228,針對介電質基板201,藉由接著板230支持薄膜基材226。如此,構成射頻識別標籤。此外,雖然未圖示出來,可從介電質基板201之垂直及水平之端部間隔距離d將薄膜基材226配置於介電質基板之其中一主面。在此情況下,導體圖樣202可設置於薄膜基材226上之整個面上。
如上所述,第8實施型態之射頻識別標籤的構造為,將IC晶片204插入形成於介電質基板201之其中一主面的溝部228,所以,難以產生薄膜基材226之彎曲、膨漲,因此,即使對射頻識別標籤加以撞擊,也可大幅減低IC晶片204之破損、IC晶片204和電子連接部206之電子接觸不良、連接中斷等的發生率。又,關於介電質基板201之溝部228之尺寸,可針對IC晶片204之容量考慮將IC晶片204插入溝部228時之良率來設定。此外,當在不使用射出成型法之介電質基板201上形成溝部228時,可使用切削介電質基板201之其中一主面的方法來形成。又,和第7實施形態之射頻識別標籤相同,第8實施型態之射頻識別標籤在介電質基板之厚度方向之電場為0之位置配置IC晶片,當和讀寫器之間進行無線通訊時,對導體圖樣202之放射圖樣之對稱性的不良影響較少,再者,IC晶片204也得以連接至供電點,所以,可大幅減少供電耗損,得到可通訊距離加長之射頻識別標籤,藉由由細長形狹縫203a和彎曲形狹縫203b構成狹縫203,在因設置場所之尺寸而導致射頻識別標籤所要求之介電質基板201之寬度受到限制的情況下,仍得到可配置之射頻識別標籤。
最後,使用第46圖至第51圖說明藉由第8實施型態之射頻識別標籤之製造方法(介電質基板之射出成型)來使接地導體層207形成於另一主面(背面)之介電質基板201之構造及製造方法。此外,在這些圖中,具有同一符號者代表同一或相當部分。接著,第46圖為用來說明射出成型模之構造的構造圖,第46(a)圖為射出成型模之平面圖,第46(b)圖為射出成型模之側面圖。在第46(a)圖及第46(b)圖中,231為用來製造射頻識別標籤之介電質基板的射出成型模。232為射出成型模231之上模,233為射出成型模231之下模。234為用來注入設置於上模232之樹脂的注入口。第47圖為射出成型模之剖面圖,第47(a)圖為以第46(a)圖所示之A-A’線切割之剖面圖,第47(b)圖為以第46(a)圖所示之B-B’線切割之剖面圖,第47(c)圖為以第46(b)圖所示之X-X’線切割且從上模看之平面圖,第47(d)圖為以第46(b)圖所示之X-X’線切割且從下模看之平面圖。在第47(a)圖至第47(d)圖中,230為形成於上模232之凹部且與溝部228之形狀對應的突起部。理所當然,當使上模232和下模233疊合時,各個凹部和突起部235所構成的空間和射頻識別標籤所需要之介電質基板201和在其中一主面形成溝部228的形狀一致。236為複數個設置於下模233且用來真空吸入射出成型模231內之空氣的為真空吸入口。真空吸入口236如第47(d)圖所示,設置有複數個。
第48圖為表示於下模載置導體箔時之狀態的剖面圖,第48(a)圖為表示在下模固定導體箔之狀態的剖面圖,第48(b)圖為對該導體箔作化學處理後之狀態的剖面圖。在下模233之凹部之底面載置接地導體圖樣用之導體箔237。然後,為了提高此導體箔237在和真空吸入口236連接的面以及相反側的面(正面)和介電質基板201之樹脂的接著性,施以化學處理,在正面進行形成微細凹凸表面之化學處理層238。第49圖為表示在下模之上疊合上模前之狀態的剖面圖,第49(a)圖為在下模設置導體箔237並以第49(a)圖所示之A-A’線切割的剖面圖,第49(b)圖為在下模設置導體箔237並以第49(a)圖所示之B-B’線切割的剖面圖。為了載置配合下模233之凹部(底部)尺寸之導體箔237並防止以射出成型製造完成後之介電質基板201之另一主面(背面)之接地導體圖樣207鬆弛或凹凸不平,如第48(a)圖所示,複數個設置於下模233之真空吸入口236連接有真空泵或吸引裝置,從複數個真空吸入口236以近乎平均的力來進行真空吸入(吸引),使導體箔密合於下模233之凹部(底部),藉此得到固定。為了注入樹脂並以樹脂填充射出成型模231之內部,在射出成型模231上,形成和用來密合至導體箔237之下模233之真空吸入口不同之真空吸入口或氣穴。
化學處理使用一般用於射出成型基板之材料,其可在導體箔237之表面形成微細紋理以提高和樹脂之接著性,或者,在導體箔237之表面形成積層等。又,單是在化學處理中,若接著度低,將和用來接著介電質基板201和薄膜基材226之接著板230相同之接著板載置於化學處理層之化學處理面。此外,若不進行化學處理,導體箔237僅藉由在上和真空吸入口相向之那面及其相反側之那面載置和接著板230相同之接著板,即可在導體箔237和樹脂之接著上得到充分之接著度,則不需要進行化學處理。此外,與第48(a)圖有關之步驟和與第48(b)圖有關之步驟中之順序可以置換(接地導體圖樣形成製程之準備製程)。
接著,在導體箔237之正面施以化學處理之後,如第49圖所示,為了使射出成型模231之內部(避開注入口234和真空吸入口236之開口)之空間為想要之介電質基板201,使上模232和下模233密合且重疊,以固定上模232和下模233。此時,未在圖中表示出來的是,一般會分別在上模232和下模233上設有導銷和導槽,使導銷嚙合至導槽上,進行上模232和下模233之定位,之後,閉模並固定(射出成型模之閉模製程)。
第50圖為剖面圖,顯示之狀態為,使上模疊合至下模上,注入熱可塑性樹脂,形成介電質基板,第50(a)圖為沿著第49(a)圖所示之A-A’線切割的剖面圖,第50(b)圖為沿著第49(a)圖所示之B-B’線切割的剖面圖,239為樹脂(熱可塑性樹脂)。射出成型模231之閉模結束後,在第50圖中,於下模233之凹部之表面載置作為接地導體圖樣207之化學處理層238,使上模232疊合於下模233上,在此狀態下,從注入口234將融溶之熱可塑性樹脂239注入上模232及下模233之間的空間部,亦即,射出成型模231之內部,對應上模232之突起部,於介電質基板201之其中一主面形成溝部228。(介電質基板形成製程)。又,在注入樹脂239之前,將具有化學處理層238之導體箔237載置於下模233之凹部,所以,在形成介電質基板201之同時,在介電質基板201之另一主面形成接地導體圖樣207(接地導體圖樣形成製程)。
第51圖為用來說明經過射出成型後之介電質基板之取出程序的剖面圖,第51(a)為以第49(a)圖之A-A’線切割來表示從下模分離上模之剖面圖,第51(b)圖為以第49(b)圖之B-B’線切割來表示該情況之剖面圖,240為殘留於注入口234之剩餘樹脂。樹脂239固化後,解除射出成型模231之閉模,如第51圖所示,使上模232和下模233分離,從射出成型模231取出介電質基板201(介電質基板取出製程)。又,如第51(a)圖所示,所注入之樹脂239若多於射出成型模231內部之容積,殘留於注入口234之樹脂239會固化,在介電質基板201之其中一主面會形成注入口234之內管狀剩餘樹脂,所以,將剩餘樹脂240從介電質基板201切離,將其剖面研磨至不妨礙介電質基板201和薄膜基板226之接著的表面粗度(後處理製程)。此外,在接地導體圖樣形成製程之準備製程中,對進行導體箔237(化學處理層238)真空吸入(吸引),使其與下模233密合,所以,在樹脂239之射出成型之過程中,沒有導體箔237(化學處理層238)伸長的情況,具有防止樹脂239固化後所形成之介電質基板201之接地導體圖樣207變細或切斷的效果。
使用第46圖至第51圖所示之製造方法(介電質基板之射出成型)製造介電質基板201,在該介電質基板201接著使用在第45圖中說明過之製造方法(導體層形成製程(可省略)、導體圖樣形成製程、IC晶片連接製程)來製造之薄膜基材226。接著之製程和第7實施形態之薄膜支持製程、固著製程相同。又,在樹脂239方面,使用低硬度(例如JIS-A55)之聚合烯烴族熱可塑性彈性體來製造介電質基板201,藉此,可製造出具有彈性之介電質基板所組成之彈性射頻識別標籤,所以,可得到可沿著具有圓桶狀等曲面之物體之曲面而設置的射頻識別標籤210。可設置此射頻識別標籤210之曲面不會卸除IC晶片204和導體圖樣227之電子連接。此外,即使導體圖樣227彎曲,電子長度也不會改變,所以,雖然放射圖樣稍微變形,導體圖樣227也不妨礙射頻識別標籤210之電波放射部之動作。
如此,以設出成型法來設計、製造介電質基板201,藉此,相對於於數片印刷基板貼合在一起之多層介電質基板,使用樹脂(熱可塑性樹脂)239來進行射出成型之介電質基板可大幅降低基板成本(製造成本),而且,射頻識別標籤所使用之介電質基板之介電質(材質)若為一般印刷基板所使用之聚四氟乙烯(氟化樹脂)、陶瓷、玻璃環氧樹脂等介電質,難以製造任意厚度之基板且無法彈性配合射頻識別標籤之設置位置所導致之要求尺寸之變化,若為射出成型所製造出之介電質基板,僅藉由變更模具即可輕易變更厚度和形狀,所以,可輕易製作出各種變形之射頻識別標籤。又,在樹脂(熱可塑性樹脂)中,若將具有介電正接低之特性的烯烴族聚合樹脂作為射頻識別標籤之介電質基板來使用,可製造出放射效率提高且具有高增益之射頻識別標籤。又,烯烴族聚合樹脂之比重為一般印刷基板之一半,可得到射頻識別標籤之輕量化。再者,當IC晶片204如同由一般印刷基板所使用之聚四氟乙烯(氟化樹脂)、陶瓷、玻璃環氧樹脂等所構成之介電質基板安裝於硬且具有厚度之材質時,沒有安裝用之專用設備,必須一個一個安裝,相當耗時,形成安裝時所需要之溝部228也很麻煩,相對於此,針對射出成型基板,市面上有很多在薄膜基材226上安裝IC晶片204之設備,可一次大量生產,可大大減少包含形成溝部228在內之製造時間及成本。
【產業上可利性】
如上所述,本發明之射頻識別標籤適用於生物體、物品之進出管理、物流管理等方面。
1...介電質基板
2...接地導體部
3...貼片導體部
4...細長形狹縫
5...電子連接部
6...IC晶片
7...連接端子
8...射頻識別標籤
9...射頻識別可覆寫讀寫器
10...天線部
11...類比部
12...A/D轉換部
13...電源控制部
14...記憶體部
15...解調部
16...控制部
17...調變部
18...數位部
19...D/A轉換部
20...虛擬測試點部
21...電子長度調整部
22...圓錐形狹縫
23...狹縫
25...設置面
102...薄膜基材
103...導體圖樣
104...細長形狹縫
105...孔部
106...IC晶片
107...電子連接部
108...接地導體圖樣
109...接著板
110...射頻識別標籤
111...天線部
112...射頻識別可覆寫讀寫器
113...天線部
114...類比部
115...A/D轉換部
116...電源控制部
117...記憶體部
118...解調部
119...控制部
120...調變部
121...數位部
122...D/A轉換部
123...導體箔
124...連接端子
125...虛擬測試點
126...射出成型模
127...注入口
128...上模
129...下模
130...突起部
131...真空吸入口
132...導體箔
133...化學處理層
134...樹脂
135...剩餘樹脂
201...介電質基板
202...導體圖樣
203...狹縫
203a...細長形狹縫
203b...彎曲形狹縫
203c...端部
203d...直線形狹縫
204...IC晶片
205...端子
206...電極部
207...接地導體層
208...射頻識別標籤
209...天線部
210...射頻識別讀寫器
211...天線部
212...類比部
213...A/D轉換部
214...電源控制部
215...記憶部
216...解調部
217...控制部
218...調變部
219...數位部
220...D/A轉換部
221...虛擬測試點
222~225...狹縫
226...薄膜基材
227...導體圖樣
228...溝部
229...導體層
231...射出成型模
232...上模
233...下模
234...注入口
235...突起部
236...真空吸入口
237...導體箔
238...化學處理層
239...可塑性樹脂
第1(a)~(c)圖為本發明第1實施型態之射頻識別標籤的構造圖。
第2圖(a)、(b)為本發明之射頻識別系統的基本構造圖。
第3圖為本發明之射頻識別標籤的電場圖。
第4圖為本發明第1實施型態之射頻識別標籤的特性阻抗圖。
第5圖(a)~(c)為本發明第1實施型態之射頻識別標籤的電子連接部露出圖。
第6圖(a)、(b)為本發明第1實施型態之射頻識別標籤的狹縫放大圖。
第7圖為本發明第2實施型態之射頻識別標籤的構造圖。
第8圖為本發明第2實施型態之射頻識別標籤的構造圖。
第9圖(a)、(b)為本發明第2實施型態之射頻識別標籤的狹縫放大圖。
第10圖為本發明第2實施型態之射頻識別標籤的構造圖。
第11圖(a)~(c)為本發明第3實施型態之射頻識別標籤的構造圖。
第12圖為本發明第3實施型態之射頻識別系統的構造圖。
第13圖(a)~(c)為本發明第4實施型態之射頻識別標籤的構造圖。
第14圖(a)、(b)為射頻識別系統的基本構造圖。
第15圖(a)~(e)為本發明第4實施型態之射頻識別標籤的製程圖。
第16圖為本發明第4實施型態之薄膜基材的構造圖。
第17圖(a)、(b)為在本發明第4實施型態之薄膜基材上所形成的導體圖樣圖。
第18圖(a)、(b)為在本發明第4實施型態之薄膜基材上所形成的導體圖樣圖(已連接IC晶片)。
第19圖為已形成本發明第4實施型態之溝部的介電質基板構造圖。
第20圖為本發明第4實施型態之射頻識別標籤的電場圖。
第21圖為本發明第4實施型態之射頻識別標籤的特性阻抗圖。
第22圖為本發明第5實施型態之射頻識別標籤的構造圖(附加虛擬測試點)。
第23圖(a)、(b)為本發明第5實施型態之射頻識別標籤的狹縫附近放大圖(附加虛擬測試點)。
第24圖(a)、(b)為本發明第6實施型態之射出成型模的構造圖。
第25圖(a)~(d)為本發明第6實施型態之射出成型模的剖面圖。
第26圖(a)、(b)為本發明第6實施型態之下模的導體箔載置圖。
第27圖(a)、(b)為本發明第6實施型態之射出成型模的重合圖。
第28圖(a)、(b)為對本發明第6實施型態之介電質基板用設出成型模注入熱可塑性樹脂的圖。
第29圖(a)、(b)為本發明第6實施型態之射出成型後之介電質基板的取出圖。
第30圖(a)、(b)為本發明第6實施型態之射頻識別標籤的介電質基板。
第31圖為本發明第6實施型態之射頻識別標籤的介電質基板。
第32圖(a)~(d)為本發明第7實施型態之射頻識別標籤的構造圖。
第33圖為具有直線形狹縫的射頻識別標籤構造圖。
第34圖為本發明第7實施型態之史密斯圖(阻抗圖)。
第35圖(a)、(b)為本發明第7實施型態之射頻識別系統的基本構造圖。
第36圖為導體圖樣和接地導體層之間的電場圖。
第37圖為射頻識別標籤的特性阻抗的變化圖。
第38圖為本發明第7實施型態(變形例)之射頻識別標籤的構造圖(在進行IC晶片封裝前)。
第39圖(a)、(b)為本發明第7實施型態(變形例)之射頻識別標籤的構造圖(在進行IC晶片封裝前)。
第40圖(a)、(b)為本發明第7實施型態(變形例)之射頻識別標籤的構造圖(變更狹縫形狀)。
第41圖(a)、(b)為本發明第7實施型態(變形例)之射頻識別標籤的構造圖(變更狹縫形狀)。
第42圖(a)、(b)為本發明第7實施型態(變形例)之射頻識別標籤的構造圖(變更狹縫形狀)。
第43圖(a)、(b)為本發明第7實施型態(變形例)之射頻識別標籤的構造圖(變更狹縫形狀)。
第44圖(a)~(c)為本發明第8實施型態之射頻識別標籤的構造圖。
第45圖(a)~(e)為本發明第8實施型態之射頻識別標籤的製程圖。
第46圖(a)、(b)為本發明第8實施型態之射出成型模的構造圖。
第47圖(a)~(d)為本發明第8實施型態之射出成型模的剖面圖。
第48圖(a)、(b)為本發明第8實施型態之下模的導體箔載置圖。
第49圖(a)、(b)為本發明第8實施型態之射出成型模的重合圖。
第50圖(a)、(b)為對本發明第8實施型態之介電質基板用設出成型模注入熱可塑性樹脂的圖。
第51圖(a)、(b)為本發明第8實施型態之射出成型後之介電質基板的取出圖。
1...介電質基板
2...接地導體部
3...貼片導體部
4...細長形狹縫
5...電子連接部
6...IC晶片
7...連接端子

Claims (22)

  1. 一種射頻識別標籤,其特徵在於包括:介電質基板;接地導體部,設置於上述介電質基板之其中一主面;貼片導體部,設置於上述介電質基板之另一主面且做為具有狹縫的天線圖樣;電子連接部,分別從上述狹縫之相向的兩邊延伸至內部;及IC晶片,連接至各個上述電子連接部其中上述貼片導體部與上述接地導體部之間形成電場,並透過上述狹縫之相向的兩邊的電位差供電給上述IC晶片。
  2. 如申請專利範圍第1項之射頻識別標籤,其中,上述狹縫形成於上述貼片導體部之中央部,形狀為細長形。
  3. 如申請專利範圍第1項之射頻識別標籤,其中,上述狹縫從配置上述IC晶片的位置沿著相反方向擴張。
  4. 如申請專利範圍第1項之射頻識別標籤,其中,上述接地導體部設置可使上述介電質基板之相反側接著金屬的接著層。
  5. 一種射頻識別標籤之製造方法,包括:導體部形成製程,在介電質基板之其中一主面以及另一主面分別形成接地導體部及做為天線圖樣的貼片導體部;狹縫形成製程,在上述貼片導體部之內部形成狹縫; 電子連接部形成製程,在形成上述狹縫的同時,形成從上述狹縫之相向的兩邊延伸至內部的電子連接部;及連接製程,將IC晶片連接至各個上述電子連接部,其中上述貼片導體部與上述接地導體部之間形成電場,並透過上述狹縫之相向的兩邊的電位差供電給上述IC晶片。
  6. 一種射頻識別標籤,包括:介電質基板;接地導體部,設置於上述介電質基板之其中一主面;貼片導體部,設置於上述介電質基板之另一主面且做為具有狹縫的天線圖樣;及IC晶片,連接至上述狹縫之對向的兩邊;其中上述貼片導體部與上述接地導體部之間形成電場,並透過上述狹縫之相向的兩邊的電位差供電給上述IC晶片。
  7. 一種射頻識別標籤,包括:介電質基板,在其中一主面具有孔部;接地導體圖樣,設置於上述介電質基板之另一主面;薄膜基材,設置於上述介電質基板之其中一主面;導體圖樣,設置於上述薄膜基材上且做為具有狹縫的天線圖樣;及IC晶片,在透過上述狹縫和上述導體圖樣作電子連接之狀態下插入上述介電質基板之上述孔部其中上述導體圖樣與上述接地導體圖樣之間形成電 場,並透過上述狹縫之相向的兩邊的電位差供電給上述IC晶片。
  8. 如申請範圍第7項之射頻識別標籤,其中上述導體圖樣設置於上述薄膜基材上且從上述薄膜基材之端部間隔既定距離而設置於其內側。
  9. 如申請範圍第7項之射頻識別標籤,更包括:電子連接部,分別從上述導體圖樣之兩側延伸至上述狹縫之內側。
  10. 如申請範圍第7項之射頻識別標籤,更包括:固定裝置,在上述介電質基板之上述孔部插入上述IC晶片的狀態下,固定上述薄膜基材之上述導體圖樣和上述介電質基板之其中一主面。
  11. 如申請專利範圍第7項之射頻識別標籤,其中,上述介電質基板由熱可塑性樹脂構成。
  12. 一種射頻識別標籤之製造方法,包括:孔部形成製程,在介電質基板之其中一主面形成孔部;接地導體圖樣形成製程,在上述介電質基板之另一主面形成接地導體圖樣;導體圖樣形成製程,在薄膜基材上形成做為具有狹縫的天線圖案之導體圖樣;IC晶片連接製程,透過上述狹縫使IC晶片和上述導體圖樣作電子連接;及固定製程,藉由上述IC晶片連接製程使IC晶片和導體圖樣作電子連接後,將上述IC晶片插入上述孔部,以將上 述薄膜基材固定於上述介電質基板上其中上述導體圖樣與上述接地導體圖樣之間形成電場,並透過上述狹縫之相向的兩邊的電位差供電給上述IC晶片。
  13. 如申請專利範圍第12項之射頻識別標籤之製造方法,其中上述孔部形成製程係包括介電質基板形成製程,使在對應上述孔部的凹部及上述凹部之內部具有突起部之上模和具有凹部之下模重合,在上述上模及上述下模之間形成空間部,在上述空間部注入介電材料之樹脂,對應上述上模之突起部而在介電質基板之其中一主面形成孔部;上述接地圖樣形成製程係包括接地導體圖樣形成製程,在注入上述介電質基板形成製程中的上述樹脂之前,於在上述下模之凹部配置導體箔以形成上述介電質基板的同時,在上述介電質基板之另一主面形成接地導體圖樣。
  14. 如申請專利範圍第13項之射頻識別標籤之製造方法,其中,在上述上模設置注入樹脂之注入口,並在上述下模設置真空吸入口。
  15. 如申請專利範圍第13項之射頻識別標籤之製造方法,其中,在將上述導體箔配置於下模之凹部之前,對該導體箔的上面作化學處理。
  16. 一種射頻識別標籤,包括:介電質基板;接地導體層,設置於上述介電質基板之背面; 導體圖樣,設置於上述介電質基板之正面且做為具有狹縫的天線圖樣;及IC晶片,透過上述狹縫與上述導體圖樣電性連接;其特徵在於:上述狹縫具有細長形狹縫,並且,具有連接至上述細長形狹縫之端部且在上述細長形狹縫之垂直方向彎曲而延伸之彎曲形狹縫其中上述導體圖樣與上述接地導體層之間形成電場,並透過上述狹縫之相向的兩邊的電位差供電給上述IC晶片。
  17. 如申請範圍第16項之射頻識別標籤,更包括:電極部,從上述導體圖樣之兩側延伸至上述細長形狹縫之內部且以相互間隔開來形成,並連接上述IC晶片的端子。
  18. 如申請範圍第17項之射頻識別標籤,更包括:薄膜基材,包覆上述導體圖樣;溝部,形成於上述介電質基板的表面,且於上述電極部連接上述導體圖樣的上述IC晶片嵌入其中;及固定裝置,將上述導體圖樣固定於上述介電質基板之正面。
  19. 如申請專利範圍第16項之射頻識別標籤,其中,上述IC晶片配置於上述細長形狹縫之中央部。
  20. 如申請專利範圍第16項之射頻識別標籤,其中,上述彎曲形狹縫沿著與上述細長形狹縫垂直之其中一方向或兩個方向延伸。
  21. 如申請專利範圍第16項之射頻識別標籤,其中,上述彎曲形狹縫以對上述IC晶片對稱的方式來配置。
  22. 如申請專利範圍第16項之射頻識別標籤,其中,在上述介電質基板之正面,避開該正面的周邊部而形成導體圖樣。
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