TWI462022B - 無線射頻識別標籤及其通訊方法以及無線射頻識別標籤檢測器具 - Google Patents

Description

無線射頻識別標籤及其通訊方法以及無線射頻識別標籤檢測器具

本發明係關於無線射頻識別(RFID)標籤及其通訊方法以及無線射頻識別標籤檢測器具，尤其係關於在微波頻帶或UHF頻帶的通訊頻率中以使用半波長天線的RFID標籤並無法對應之適於用在被要求小型化之金屬對應之RFID標籤利用領域的RFID標籤及其通訊方法以及RFID標籤檢測器具。

一般而言，RFID標籤係在由：在積體電路內建ID號碼等識別資訊的IC晶片、與該IC晶片相連接的阻抗整合電路、連接有該整合電路的天線、及一體搭載該天線的基材所構成的引入線(inlet)，將該引入線附加保護膜或安裝用接著劑等之用途(utility)者。經由該IC晶片、該整合電路、該天線，由外部在與無線通訊手段之間，藉由該IC晶片內的讀寫器(reader/writer)而將ID號碼等識別資訊進行通訊者。

該一般的RFID標籤係當黏貼於金屬物體表面而使其進行動作時，會對進行通訊的電磁波在所安裝的金屬面產生反射或吸收。因此會有通訊變得較為困難的缺點。在習知技術中，以其對策而言，阻止訊號在金屬表面或RFID標籤本身的別扣表面成為渦電流或感應電流而被消耗，在減低影響之類的介電質的樹脂或磁性體的鐵氧體(ferrite)內置有前述引入線的金屬面用的RFID標籤已被實用化。此外，在要求機械強度的領域中，已被提出藉由較大的模具來保護金屬對應的RFID標籤全體的提案。但在該等方法中會有RFID標籤變大的缺點。

若為微小的標籤，則安裝部位小即可。以適合於此的標籤而言，例如在非專利文獻1中已揭示一種在同一半導體基板上內置有邏輯電路與天線的RFID標籤。

以其他方法而言，如專利文獻1之揭示，亦有一種在安裝金屬表面直接施行加工而進行組裝的方法。

此外，在專利文獻1中，以與被設置在金屬面的間隙或內部等深處的RFID標籤進行通訊的方法而言，亦已提出一種技術係利用電磁波在媒質中、或在導波管內部、或在同軸纜線或同軸管內部等傳送路徑作傳播的特性，在傳送路徑之一端開口部設置RFID標籤，由另一方開口部藉由讀寫器進行通訊。

此外，在專利文獻1中，亦已揭示出不僅將金屬平板上的支持模具兼作為1次捲繞的微小環路天線來作為使用微小環路天線的小型金屬對應標籤，而且以使IC晶片或整合電路不會在所安裝的金屬面等短路的方式且以藉由支持模具來作隔離的方式進行支撐之例。

此外，在專利文獻1中亦已提出一種在被安裝在金屬面的小型金屬RFID標籤之上配置介電質間隔件，而在其上覆蓋兼作為保護覆蓋件之接地形共振器具之例。

在專利文獻2中所提出的小型金屬對應標籤係具有通訊電磁波波長的1/10左右的直徑，且具有例如圓形金屬板2枚包夾介電質而在周邊部的一部分作表面與背面相連結的構造，將下面作為接地電極，將上面作為放射電極，在連結部的放射電極附近，IC晶片作電性連接。

此外，在專利文獻2中，為了提升安裝在金屬面的RFID標籤的感度，在放射電極側隔著介電質片材配置輔助天線，例如雙極天線，以加長通訊距離的技術內容亦已被揭示。

在專利文獻3中係揭示藉金屬板或支持體來形成通訊電磁波波長的1/10左右的長度的微小環路天線，藉由該支持體以距離金屬面預定高度將IC晶片或整合電路隔離成不會短路之例。

此外，在專利文獻4中所揭示之標籤之例係在折返金屬板的表側、或與背側金屬板之連結部側面安裝有IC晶片，表背面的金屬板的長邊方向的長度為通訊電磁波波長之1/4左右的長度時，可實現長通訊距離之作為天線而發揮功能。

此外，在專利文獻5中所揭示之標籤之例係在藉由金屬板所得之帶狀的微小環路天線電性連接而搭載有IC晶片，在所安裝的導體面側流通高頻電流而由搭載有IC晶片之側進行電磁波放射。

[先前技術文獻] [專利文獻]

(專利文獻1)日本特開2008-90813號公報

(專利文獻2)日本特開2006-333403號公報

(專利文獻3)日本特開2008-123222號公報

(專利文獻4)日本特開2005-191705號公報

(專利文獻5)日本特開2006-53833號公報

[非專利文獻]

(非專利文獻1)http://www.hitachi.co.jp/New/cnews/030902a.html：天線內置型「μ-Chip(註冊商標)」，2003年9月2日

習知之RFID標籤係在對於金屬面的安裝方面具有前述缺點，亦即，由於對進行通訊的電磁波在所安裝的金屬面中產生反射或吸收，會有通訊變得較為困難的缺點。因此，為了解決不可能進行RFID通訊而所硏創出來的金屬製RFID標籤係其尺寸為大致半波長，所使用的通訊頻率為2.45GHz時，概略尺寸為50mm至60mm，難以安裝在比該尺寸為小的金屬面。

非專利文獻1所揭示的內置天線之RFID標籤係相對於安裝面呈平行置放的構造，因此若將其設置在金屬面，會與標籤之設置有天線的金屬面相接觸而發生短路，或是內置天線全體會與金屬面作電容耦合，在金屬面內部平行投影的影像的天線流通全部逆向的高頻電流而使自己的天線與電磁感應彼此互相抵消而在外部難以進行電磁波放射。因此，並無法設置在金屬表面。

此外，專利文獻1中所揭示之標籤的構造係利用具有捲繞起點與終點而呈未封閉的微小環路天線尺寸的模具，將微小引入線內置在內側，以位於各自之起點部與終點部附近之位置的微小引入線的天線部作電磁耦合的方式作配置。在該微小環路天線模具之未封閉的不連續部分，亦即開口部分的正下方，使RFID標籤的IC晶片朝電磁波放射方向露出而作配置。該微小環路天線模具的開口部分或其周邊的溝槽部分並未受到金屬的保護，因此對於藉由高壓射流水等的洗淨或噴砂所進行的除銹作業，機械強度較不佳，因此會有IC晶片容易剝離等課題。

此外，在安裝金屬表面直接施行加工而組裝的方法會有加工負擔增大的課題。因而提高RFID標籤之小型化的要求。

此外，專利文獻1中在傳送路之一端開口部設置RFID標籤，由另一方開口部利用讀寫器進行通訊的技術，會有傳送路的設置需為常設，或者將傳送路臨時外接在各式各樣的讀寫器，僅在必要時予以一體化，在不需要時則難以簡單地卸除的課題。

此外，專利文獻1中以支持模具予以隔離的方法係難以實現縮小至支持模具尺寸以下之金屬對應標籤。另一方面，為了識別小型標籤，將環路狀的探針與同軸纜線與雙極天線的各元件予以一體化而成的器具除了使器具全體規模較大以外，另外會有使器具的元件間損失增加而使感度降低的課題。

專利文獻2所揭示之將下面作為接地電極、上面作為放射電極的金屬對應標籤則難以製作比放射電極尺寸更為小型的標籤。此外，會有在放射電極因靜電或突波電流等來自外部的電性衝擊而使IC晶片受到破壞之虞。此外，專利文獻2中在放射電極側隔著介電質片材配置輔助天線而加長通訊距離的方法，則有在安裝金屬面的設置場所為輔助天線的尺寸以下的情形下會有難以適用的課題。

此外，專利文獻2所揭示的RFID標籤雖然亦有被設置在電磁波放射方向的IC晶片部由樹脂等保護層加以覆蓋之例，但是由於高壓射流水等的洗淨作業等而容易露出於外部，因此在電性、機械強度方面存有課題。

此外，專利文獻3所揭示的方式係難以實現形成微小環路天線之支持模具尺寸以下的小型金屬對應標籤。此外，由於在微小環路天線電性連接有IC晶片或阻抗整合電路，因此會有因靜電或突波電流等來自外部的電性衝擊而使IC晶片受到破壞之虞。此外，雖然亦有被設置在電磁波放射方向的IC晶片部由樹脂等加以覆蓋之例，但是由於高壓射流水等之洗淨作業等而容易露出於外部，因此在電性、機械強度方面存有課題。

此外，專利文獻4所揭示之天線構造係難以實現天線尺寸以下的小型標籤。此外，由於在天線安裝IC晶片，因此會有因靜電或突波電流等來自外部的電性衝擊而使IC晶片受到破壞之虞。此外，即使被設置在電磁波放射方向的IC晶片部由樹脂等加以覆蓋，亦由於高壓射流水等之洗淨作業等而容易露出於外部，因此在電性、機械強度方面存有課題。

此外，專利文獻5所揭示之進行電磁波放射的標籤係構成為：IC晶片的平面及與其作電性連接的帶狀微小環路天線的平面與所安裝的導體面呈平行。換言之，帶狀微小環路天線的寬幅係大於IC晶片的平面尺寸。在如上所示之構成中，係有無法安裝在比IC晶片的寬幅或微小環路天線的寬幅更為狹窄的薄金屬板的端部的課題。因此，難以實現捲繞在介電質或磁性體等基材的微小環路天線的尺寸以下的金屬對應標籤。此外由於將IC晶片與微小環路天線作電性連接，因此會有因靜電或突波電流等來自外部的電性衝擊而使IC晶片受到破壞之虞。此外，雖然亦有被設置在電磁波放射方向的IC晶片部由樹脂等加以覆蓋之例，但是由於高壓射流水等之洗淨作業等而容易露出於外部，因此在電性、機械強度方面存有課題。

如上所示，在專利文獻2至5之例中，RFID標籤的IC晶片部被設置在電磁波放射方向，由於未進行藉由金屬板等所為之保護，因此當作為RFID標籤而安裝在金屬面時，會有在附著砂土、異物去除或除銹等高壓射流洗淨或噴砂作業中，在IC晶片部的保護強度方面較為不佳的課題。

此外，小型的RFID標籤會有被設置在螺絲頭的陰影、角落、段差部等通訊電磁波不易到達的地方、或難以接近讀寫器的場所的情形。

本發明之目的在提供一種即使為狹窄範圍亦可安裝之金屬對應的小型RFID標籤及其通訊方法。換言之，本發明之目的在提供一種以前述之習知技術並無法對應之小型且寬幅狹窄的RFID標籤的實現方法。

此外，本發明之其他目的在提供一種一面確保對於狹窄部位或薄金屬板的端部等的安裝、及彎曲或藉由高壓射流水等之洗淨或噴砂所進行的除銹作業等的撞擊等機械性耐力，一面亦可維持對突波電流、靜電等電性衝擊之耐力的小型可金屬對應的RFID標籤。

此外，本發明之其他目的在提供一種對於不易進行通訊的地方的標籤，無須提升一般讀寫器的通訊電磁波強度，而且無須改造讀寫器的內部天線，即可透過非接觸的附接式檢測器具而由遠離的地點進行通訊的延長檢測器具及其通訊方法。

若顯示本發明之代表性構成之一例，則如以下所示。亦即，本發明之無線射頻識別標籤，其特徵為具備有：包含IC晶片及與該IC晶片相連接的微小環路天線的無線射頻識別(RFID)標籤本體；隔著絕緣層覆蓋前述IC晶片的臂部；及用以使前述微小環路天線的環路面與安裝金屬面呈實質垂直，而將前述RFID標籤本體安裝在金屬構件的安裝面，前述微小環路天線係作為包含位於電磁波放射方向之前述IC晶片的至少捲繞1次的環路所形成，前述臂部係與前述微小環路天線相連接，並且以相當於至少前述環路之大致半捲的長度朝該環路的捲繞方向延伸而覆蓋前述IC晶片。

根據本發明之其他特徵，無線射頻識別(RFID)標籤之特徵為具備有：包含微小環路天線及與該微小環路天線相連接的IC晶片的無線射頻識別(RFID)標籤本體；用以將前述RFID標籤本體配置在內側的模具；及用以使前述微小環路天線的環路面與安裝金屬面呈實質垂直，而將前述RFID標籤本體安裝在金屬構件的安裝面，前述微小環路天線係作為包含前述IC晶片的至少捲繞1次的環路所形成，前述模具係具有以覆蓋位於電磁波放射方向之前述環路上的前述IC晶片的方式，朝前述環路的捲繞方向延伸而覆蓋前述IC晶片的臂部，在前述微小環路天線的前述環路的內側、及前述模具與前述環路之間形成有介電質或磁性體的填充層。

根據本發明之其他特徵，RFID標籤具備有：將由連接有IC晶片之呈“L”字或“T”字等形狀之縫隙狀整合電路、及搭載有該電路之金屬板或箔製雙極天線所構成之RFID引入線中的雙極天線部分，以殘留IC晶片與整合電路的方式作切除所成形狀的標籤本體；及將高頻電流由以跨越前述縫隙狀整合電路的方式所連接之前述IC晶片的1個電極在前述縫隙狀整合電路作巡回，且以進入至另1個電極的方式流入，使縫隙狀整合電路兼作為微小環路天線，兼作為整合電路的微小環路天線的環路面與安裝金屬面實質上呈直立豎立的直立保持部。

根據本發明之其他特徵，係具備有：包含形成在基材之上之兼作整合電路的平面狀微小環路天線、及與該微小環路天線相連接的IC晶片的無線射頻識別(RFID)標籤本體；及將前述微小環路天線的環路面大致直立在金屬的安裝面來保持前述RFID標籤本體的直立保持部。

根據本發明之其他特徵，RFID標籤係具有：在IC晶片上，兼作整合電路的微小環路天線以與無線射頻識別(RFID)之邏輯電路相同的半導體一體形成的無線射頻識別(RFID)標籤本體；及以前述IC晶片上的環路面大致垂直豎立在安裝金屬面的方式形成在前述RFID標籤本體之表面的直立座部。

根據本發明之其他特徵，由於使前述任一RFID標籤實質上垂直豎立在金屬面，因此在金屬面上之RFID標籤內的微小環路天線流通的高頻電流、及流至投影在金屬面下所形成之影像的微小環路天線的高頻電流，在金屬面的交界在呈平行的部分因影像之故，會彼此反向流動而互相抵消，在垂直部分則係彼此以相同方向流通，藉此等效形成為2倍環路面積的微小環路天線，而更加提升被置放於自由空間及非金屬面之微小環路天線的感度為其特徵。

根據本發明之其他特徵，前述任一RFID標籤與安裝金屬面係直接結合或利用接著材等作間接性電磁耦合，而在金屬面流通高頻電流。藉此，高頻電流係形成為以通訊頻率的波長為周期的行進波而在金屬面傳播，使具有平涉在位於傳播方向之不連續部所返回之反射波之波的波動亦即波高較高的腹部與波高較低的節部、且腹部與腹部或節部與節部的間隔為半波長之整數倍之周期的干渉波或腹部與節部明確的駐波來放射電磁波，可在所安裝的RFID標籤的正上方或遠離正上方的場所進行通訊。

根據本發明之其他特徵，對於被設置在不易進行通訊的場所的RFID標籤，係可在讀寫器使用非接觸的外接附接式檢測器具來進行通訊。該檢測器具係將接近標籤側的檢測部DT、與其相連接的傳送部T、及接近讀寫器側而將電磁波再放射的再放射部TR一體化設置。

本發明之其他特徵係在用以實施發明之形態中詳加說明。

藉由本發明，可提供一種可設置在金屬物上之極為小型的RFID標籤及其通訊方法。亦即，藉由本發明，當將通訊電磁波的波長設為λ時，可實現由λ/4至IC晶片尺寸之尺寸的RFID標籤。

此外，藉由本發明，可實現可一面確保機械耐力，一面亦維持對突波電流、靜電等電性衝擊的耐力之小型可對應金屬之構造的RFID標籤。

此外，本發明之RFID標籤係微小環路天線的環路面與安裝金屬面呈實質垂直而予以保持。或者呈“L”字或“T”字等形狀的縫隙狀整合電路兼作為微小環路天線。因此，微小環路天線之環路面或形成有縫隙的環路面在所安裝的金屬面上以90度直立的方式作設置時，投影在金屬面下的影像的環路面，亦即在前述微小環路天線會流通影像的高頻電流，但是在金屬面的交界呈平行的部分係以彼此相抵消的方式流通，在垂直於金屬面上與金屬面下的部分係彼此以同方向流通，而等效形成為自由空間2倍之環路面積的微小環路天線。

此外，藉由使用非接觸的外接附接式檢測器具，即使RFID標籤因埋設或狹窄部設置之故而呈低感度狀態，亦可進行通訊。

本發明之其他效果係在用以實施發明的形態中詳加說明。

本發明之代表性實施例之RFID標籤係將與朝電磁波放射方向所設置的微小環路天線相連接的IC晶片部設置在金屬箔或金屬板等之金屬製臂部正下方，在微小環路天線之環路的內側、及金屬製臂部與環路之間，形成介電質或磁性體的填充層而加以保護強化者。微小環路天線的環路面係與安裝金屬面實質上呈垂直而予以保持。當將RFID標籤本體的通訊頻率的波長設為λ時，則微小環路天線的環路直徑或長度為λ/10程度以下，或環路面積為λ² /100以下。因此，亦可依通訊所使用的電波的頻率或波長，來改變微小環路天線的形成方法。

例如以微小環路天線之形成方法之第1例而言，在以具有數km或數十m波長的長波或短波等較低頻率所使用之使用者在作業時等適於抓取或捏取的尺寸的RFID標籤中，所需之微小環路天線的尺寸與波長相比既已極小，因此線圈狀的RFID引入線本身即形成為微小環路天線。

以形成方法的第2例而言，在以具有數十cm或十數cm波長的UHF或微波頻帶的較高頻率所使用之使用者在作業時等適於抓取或捏取的尺寸的RFID標籤的用途中，所需之微小環路天線的形成方法係可將以雙極天線為主之帶狀RFID引入線捲成環路狀而形成。例如切取帶狀引入線之中央的IC晶片部所連接之雙極天線之至少其中一方的一部分，將該帶狀RFID引入線以包含IC晶片部的方式繞圓成微小環路天線的尺寸，亦即，繞圓成直徑或長度為λ/10左右以下、或環路面積為λ² /100以下，藉此形成捲繞1次的環路。

以形成方法的第3例而言，作為捲繞1次環路之不同的形成方法，亦可將UHF或微波的帶狀引入線的IC晶片部所連接的縫隙形狀整合電路領域當作為微小環路天線，切出IC晶片部與整合電路領域，作為兼作整合電路之捲繞1次的微小環路天線而形成。

此外，由以如上所示之方法所形成的捲繞1次環路，在與位於電磁波放射方向之環路上的IC部之間隔著間隔件等絕緣層，將環路另外連續地延長大致半捲，藉此形成附有臂部的RFID標籤。使該臂部部分具有用以將IC晶片部由靜電或突波電流予以遮蔽的電性耐力。藉由將作為臂部的延長部分形成為大致半捲，或形成為堅固的金屬製臂部，亦使機械強度同時提升。其中，在本發明中的金屬包含合金，絕緣層係作直流式絕緣的層，自不待言。

以上所述之各微小環路天線形成方法係分別具有以下所示之特徵。首先，若為第1手法，由於已經具有線圈狀的引入線，因此重新製作的部分較少。此時，將線圈面亦即環路面大致直立設置在安裝金屬面，可簡單實現以前述臂部遮蓋來保護內部。

若為第2手法，具有可藉由在作為環路核心的芯材(介電質或磁性體等媒質或填充材)纏繞帶狀引入線來簡單實現，可連續形成如前所述的臂部的特徵。此外，亦具有在纏繞環路的工程中可自由變更環路尺寸的優點。

相對於第2手法具有將帶狀引入線繞圓的工程，第3手法係可以按每個連接有IC晶片部的整合電路部進行切出的方式形成微小環路天線，具有適於可期待大幅降低成本的大量生產的特徵。

例如在以具有數km或數十m波長的長波或短波等較低頻率所使用之使用者在作業時等適於抓取或捏取的尺寸的RFID標籤中，所需之微小環路天線的尺寸與波長相比既已極小，因此線圈狀的RFID引入線本身即形成為微小環路天線。

另一方面，在以具有數十cm或十數cm波長的λ/10左右以下、或環路面積為λ² /100以下的UHF或微波頻帶的較高頻率所使用之使用者在作業時等適於抓取或捏取的尺寸的RFID標籤的用途中，所需之微小環路天線的形成方法係可將以雙極天線為主的帶狀RFID引入線捲繞成環路狀而形成。例如切取帶狀引入線之中央的IC晶片部所連接之雙極天線之至少其中一方的一部分，將該帶狀RFID引入線以包含IC晶片部的方式繞圓成微小環路天線的尺寸，藉此形成直徑或長度為λ/10左右以下、或環路面積為λ² /100以下之捲繞1次的環路。

以捲繞1次環路的不同形成方法而言，亦可將UHF或微波的帶狀引入線的IC晶片部所連接的縫隙形狀整合電路領域當作為微小環路天線，切出IC晶片部與整合電路領域，作為兼作整合電路之捲繞1次的微小環路天線而形成。

此外，由以如上所示之方法所形成的捲繞1次環路，在與位於電磁波放射方向之環路上的IC部之間隔著間隔件等絕緣層，將環路另外連續地延長大致半捲，藉此形成附有臂部的RFID標籤。使該臂部部分具有用以將IC晶片部由靜電或突波電流予以遮蔽的電性耐力。藉由將作為臂部的延長部分形成為大致半捲，或形成為堅固的金屬製臂部，亦使機械強度同時提升。其中，在本發明中的金屬包含合金，絕緣層係作直流式絕緣的層，自不待言。

以下參照圖示，詳加說明本發明之實施形態之RFID標籤及其通訊方法。

[實施例1]

以本發明第1實施形態而言，針對RFID標籤之構造及其動作加以說明。本實施例之RFID標籤係適於設置在導體面或金屬面(以下稱為金屬面或金屬物)而使其進行動作的用途。

第1圖係顯示將本發明第1實施形態之RFID標籤設置在金屬物上之例的斜視圖。

第1實施形態的RFID標籤70係由標籤本體60與直立保持部50所構成。標籤本體60係由：在基材5之上藉由導電材料(例如金屬板或金屬箔等)所形成之平面狀的微小環路天線71；及隔著一對電極31a、31b連接在該微小環路天線的IC晶片30所構成。在微小環路天線71的內側係形成有縫隙形狀整合電路20，其在與天線平面呈正交的方向形成開口，且具有IC晶片30與微小環路天線間之阻抗整合功能。IC晶片30係具備有包含整流部或微處理器的積體電路。縫隙形狀整合電路20係在基材(例如層疊膜)設有開口者。如上所示，在本實施形態中，微小環路天線71形成為兼作為整合電路20的兼作整合電路的微小環路天線。

若將通訊頻率的波長設為λ時，微小環路天線71的環路直徑或環路長度(長邊)以λ/10左右以下、或環路面積為λ² /100以下為宜。微小環路天線極薄，例如20μm左右的厚度，藉由基材5來確保標籤本體60的機械強度。

直立保持部50係使如上所示之薄膜的天線平面(環路面)與金屬面8實質上呈垂直而將微小環路天線71設置在金屬面8，藉此具有使整合電路20不會以高頻短路的功能。其中，直立保持部50係具有由與微小環路天線71為相同的材料所構成的平坦座面51(51A、51B、51C)，例如與除了形成為矩形狀微小環路天線71時之4個邊中搭載有IC晶片30的邊以外之剩餘3個邊的任一邊呈正交而形成有3處。但是，並非必須設在該等3個邊的所有邊，只要至少形成1處即可。此外，在第1圖中，安裝角AG為90度，亦即，微小環路天線之環路面垂直豎立在所安裝的金屬面8，但是亦可稍微傾斜。亦即，直立保持部50的座面51成為微小環路天線71的角度AG係如後所述般，若為90度±30度的範圍(大致直角)即可。

其中，微小環路天線71的材料並非限定為金屬，亦可為由碳等非金屬材料所構成的導體、或半導體。此外，RFID標籤70的縫隙形狀並非限定為標籤本體60與直立保持部50被組合成L字形的形狀。例如，縫隙形狀可為T字形，或者全體外形可為直方體狀，若為達成IC晶片30與微小環路天線71之阻抗整合電路之作用的形狀，即更加適合。

接著，使用第2圖(第2A圖、第2B圖)，說明使用RFID之引入線6來製造本發明第1實施形態之RFID標籤70之例。

第2A圖係說明由適於製作本發明之實施形態之RFID標籤70之雙極天線1所構成的RFID引入線6的圖。RFID引入線6係在基材5之上藉由鋁等金屬板或金屬箔形成有厚度為例如10μm至20μm左右之雙極天線1者。在第2A圖係顯示連接有IC晶片30之電極31a、31b及縫隙狀整合電路20的位置關係。由大致1/2波長的RFID引入線6切出以虛線表示的整合電路領域4。

接著，如第2B圖所示，在以虛線B-B表示在整合電路領域4所切出之RFID引入線6的位置中，與安裝金屬面8作電性接觸時，導電材料之面係位於外側，在安裝金屬面8隔著絕緣性基材而以電磁性相接時，導電材料之面則位於內側，分別彎曲成大致直角，設置標籤本體60、及以垂直保持該標籤本體60的直立保持部50。標籤本體60係當安裝在金屬面8的安裝角AG為大致直角時，換言之，當微小環路天線71的安裝角AG為大致直角時，具有作為金屬對應之RFID標籤70的功能。亦即，藉由垂直保持標籤本體60，當被設置在金屬面8時，不會使整合電路20以高頻短路即可。換言之，座部51的表面係與微小環路天線為相同的導電材料的面，並不需要以絕緣用構件來構成座部51。

直立保持部50若標籤本體60的安裝角AG為大致直角，則即使與金屬面8相接觸安裝亦可。

接著，以第3圖(第3A圖、第3B圖)說明本發明第1實施形態中之RFID標籤60的縫隙狀整合電路20。該縫隙狀整合電路20的形狀有各式各樣，例如，若以切出線611切斷如第3A圖所示之RFID引入線6中之“T”字形的縫隙形狀整合電路20T時，可形成具有“T”字形縫隙形狀之整合電路的標籤本體60。

此外，若以切出線611切斷如第3B圖所示之RFID引入線6中呈“L”字形的縫隙形狀整合電路20L的部分時，則可形成具有呈“L”字形縫隙形狀之整合電路的標籤本體60。

如上所示，分別由RFID引入線6切出整合電路領域4而形成標籤本體60，並且將該整合電路領域的下部加工成容易在金屬面直立的直立保持部50，藉此獲得如第4圖(第4A、4B圖)所示之RFID標籤70。第4A圖之例係具有“T”字形縫隙形狀整合電路20T，第4B圖之例係具有“L”字形縫隙形狀整合電路20L。

本實施例之RFID標籤70係將呈“L”字或“T”字等形狀之整合電路兼作為微小環路天線71(兼作為整合電路的微小環路天線)而設，將RFID引入線6的縫隙所形成的環路面設置成在所安裝的金屬面上以大致90度直立。

第5圖(第5A圖、第5B圖)係說明具備有捲繞數為1次之微小環路天線71之本實施例的RFID標籤70的作用、效果的圖。第5A圖係將附有捲繞數為1次之微小環路天線的RFID標籤70設置在金屬面時的影像RFID標籤70M的關係，亦即實像與虛像之加算的說明圖。在被置放於金屬面8之上的RFID標籤70及其投影所形成的影像RFID標籤70M中，在流至各個的高頻電流i在交界面相抵消的方向，在金屬面8的垂直部分以同方向流動。

第5B圖係顯示環路捲繞數為1次時之第5A圖的RFID標籤70的環路面積係在以金屬面8作為交界的部分，高頻電流i相抵消所形成的2倍環路面積，亦即與具有環路面A1與影像環路面AM之合計面積的微小環路天線等效電路71E為等效。

第6圖(第6A圖、第6B圖)係說明具備有捲繞數為2次之微小環路天線72之本實施例的RFID標籤70的作用、效果的圖。第6A圖係顯示若為2次捲繞微小環路天線72的情形，被置放於金屬面8之上的RFID標籤70及其投影所形成的影像RFID標籤70M的關係，且顯示在流至各個的高頻電流i在交界面相抵消的方向，在金屬面8的垂直部分以同方向流動的情形。

第6B圖係說明環路捲繞數為2次時之RFID標籤70的環路面積係在以金屬面8作為交界的部分，高頻電流i相抵消所形成的2倍環路面積，亦即與具有環路面A1與AM之合計面積的2次捲繞微小環路天線等效電路72E為等效的情形。

如上所示，本實施例之RFID標籤70由於將RFID標籤大致垂直地豎立在金屬面，因此在金屬面上之RFID標籤內的微小環路天線流動的高頻電流、與流至投影在金屬面下所形成之影像的微小環路天線的高頻電流，會在金屬面的交界呈平行的部分，由於影像，而彼此朝相反方向流動而相抵消，在垂直部分則係彼此朝同方向流動。因此，等效上成為2倍環路面積的微小環路天線，可更加提升被置放於自由空間及非金屬面之微小環路天線的感度。

第6圖之例雖顯示捲繞數為2次的情形，但可為1.5，亦可為3等好幾種。在第6圖中係以2次捲繞為代表。一般而言，頻率愈高，愈減少捲繞數，而愈減少高頻損失。UHF或微波中，捲繞數為1次左右。

在此，將來自微小環路天線的放射電力設為P、通訊電磁波的波長設為λ、微小環路天線的捲繞數設為N、微小環路天線的面積設為A、流至環路的高頻電流設為i、圓周率設為π，根據下述非專利文獻2「解說　天線的基礎」P.42，以

P={20‧(2π/λ)⁴ ‧(N‧A)² }‧i² 　(W)

予以表示。

可知P係與捲繞數N與面積A之積的平方成正比。

因此，當N=1時，若A為2倍，P即為4倍，使1次捲繞的微小環路天線的感度，相較於被置放於自由空間或非導體面，置放於導體面或金屬面時，使用其影像反射，具有特別提升的效果。

非專利文獻2：「解說　天線的基礎」，作者：岩井陸路，發行處：東京電氣大學出版局，昭和42年(1967年)11月25日初版

作為前述4倍感度效果的驗證，備妥採用具有微小環路天線之RFID引入線的取樣標籤。

引入線係設為日立製作所製的RKT102型，在以其為基材之厚度4mm的發泡苯乙烯材，以短邊5mm、長邊10mm的長方形環路作1次捲繞。此時，將IC晶片部配置在長邊側10mm的中央部。藉此實現具備有短邊為通訊頻率之波長的大致1/20波長、長邊為1/10波長之微小環路天線的驗證用取樣標籤。

讀取器係為Sekonic公司製R001M型，以該讀取器進行飛距離測定。

驗證係藉由求出在作為金屬板之邊長為200mm的正方形且厚度0.5mm的鋁板中央設有取樣標籤時的飛距離，為在作為非金屬板之邊長為200mm的正方形且厚度8mm的橡膠板中央置放取樣標籤時的飛距離的幾倍來進行。

首先，取得將取樣標籤置放於鋁板時的飛距離22mm。

接著，取得將取樣標籤置放於橡膠板時的飛距離6mm。(測定例1)

因此，飛距離比約為3.7倍，取得接近理論值4倍的數值。

在測定時，在取樣標籤為直線偏波、讀取器為圓偏波者的標籤附近，依取樣標籤的設置方向會產生較大的感度差。因此，將取樣標籤的方向設置在屬於水平偏波與垂直偏波之中間的45度的方向。

為了在此便於說明起見，對於水平或垂直偏波設置，將讀取器之天線面的縱邊作為直立偏波、橫邊作為水平偏波加以定義。

此外，確認出微小環路天線的環路面對金屬面呈90度的角度時會成為最大的飛距離。

以確認方法而言，首先，取樣標籤係使用與上述測定例1的情形為相同的RFID引入線，以成為沿著以其為基材之尺寸為寬幅2mm的厚度，邊長為10mm之正方形的發泡苯乙烯材的4個10mm邊的正方形環路的方式作1次捲繞，而製作取樣標籤。

接著，將該取樣標籤使用與測定例1之情形為相同的金屬板及讀取器，在金屬板進行環路面的交叉角度別的飛距離測定。偏波面係以讀取器感度較高者來作飛距離測定(測定例2)。

與取樣標籤的角度為0時，此係相當於平置時，但是確認此時標籤並未響應，亦即不會作為金屬對應的標籤而進行動作，與取樣標籤的角度為30或150度時，飛距離為10mm，與取樣標籤的角度為60或120度時為30mm，與取樣標籤的角度為90度時為40mm，此即確認出在金屬面呈直立，此時即成為最大的飛距離。

彙整上述測定結果，亦即，將安裝角AG與飛距離的關係顯示於第7圖。由第7圖可知，峰值感度的8成在以90度為中心之±30度的範圍內。亦即，直立保持部50的座面51與微小環路天線71所成角度AG係以成為90度±30度的範圍(大致直角)為宜。

此外，確認出取代在測定例1中所使用的發泡苯乙烯材，而構成取代成藉由橡膠磁石所得之取樣標籤厚度3mm、寬幅4mm、長度6mm的小型的微小環路天線，可實現金屬對應的RFID標籤。確認出即使在更加縮短長度的3mm長的情形下，亦可實現可藉由一般的讀寫器例如Sekonic公司製R001M型讀取器來進行通訊之金屬對應的RFID標籤。確認出以該取樣標籤，在厚度0.4mm、寬幅4mm、長度10mm程度下亦進行動作(測定例3)。

該等係與根據表示前述放射電力之式，並不會與環路面的形狀相依，而只要面積非為0，即會進行放射的暗示相一致。

本實施例之RFID標籤係可與安裝金屬面直接結合，或者藉接著材等間接作電磁耦合來使用。

第8圖(第8A圖、第8B圖)係將本實施例之RFID標籤70直接分別以橫長或縱長安裝在金屬面8之事例的說明圖。

使本實施例之RFID標籤，例如第8圖所示藉由直接結合，而與安裝金屬面8作電性連接，或者隔著絕緣體藉由間接結合而與金屬面8作電容式電磁耦合，藉此可由所安裝的RFID標籤70的正上方或偏離正上方的場所進行通訊。

亦即，如第9圖所示，由安裝在金屬面8的RFID標籤70，高頻電流i在金屬面8之上流動，行進波WF朝左右流動，在端部所發生的反射波WR與行進波WF會發生干涉，產生每1/2波長即產生波動的半波長周期WL的干渉波W。

在第9圖中係顯示金屬面8以1/2波長之整數倍形成有明確的節部WV與腹部WP的情形，但是若為1/2波長以上之任意長度時，即成為節部WV及腹部WP會變得不明確的干渉波W。此時朝向空中的電磁放射亦會減少。如上所示之任意長度之干渉波W的狀況並未加以圖示。

如上所示，若使RFID標籤與金屬面作電磁耦合，在金屬面流通高頻電流，高頻電流係形成為以通訊頻率波長為周期的行進波而在金屬面傳播，由具有干涉在位於傳播方向之不連續部所返回之反射波的波的波動亦即波高較高的腹部與波高較低的節部，且腹部與腹部或節部與節部的間隔為半波長之整數倍之周期的干渉波或腹部與節部明確的駐波放射出電磁波，可在所安裝的RFID標籤的正上方或偏離正上方的場所進行通訊。

藉由本發明，以直立保持部大致直立保持極薄之兼作為整合電路的微小環路天線的環路面而構成RFID標籤，因此可提供可設置在金屬物上之極為小型的RFID標籤。亦即，藉由本發明，當將通訊電磁波的波長設為λ時，可由λ/4實現IC晶片尺寸、例如0.3mm以下之尺寸的RFID標籤。

(實施例2)

接著，說明本發明之第2實施形態。本發明之RFID標籤的形狀及製造方法並非限定於實施例1所示之構成、方法。在本實施形態中，以RFID標籤70之製法而言，其特徵為將兼作為微小環路天線的整合電路集積在IC晶片上，而以半導體予以一體化。

亦即，如第10圖所示，亦可全部以半導體來形成金屬對應的標籤。此時，微小環路天線圖案71S與整合電路20S係為兼用。

亦即，在與ID等IC邏輯電路31的圖案直接連接的同一半導體基材上，藉由半導體製造製程，可形成為半導體晶片等級的RFID標籤70，其形成有：形成有兼作為微小環路天線之整合電路的圖案等的大致直方體狀的RFID標籤本體60；及作為以前述IC晶片上的環路面大致垂直豎立在安裝金屬面8的方式形成在前述RFID標籤本體表面的直立支持部50的側面、亦即直立座部51(在圖中為3面，51A、51B、51C)。藉由本實施例，當將通訊電磁波的波長設為λ時，可由λ/4實現IC晶片尺寸之尺寸的RFID標籤。其中，直立支持部50藉由例如加厚半導體基板亦即基材5的厚度，可確保作為直立座部所需面積及機械強度。

藉由本實施例，僅以半導體製造製程，即可提供可設置在金屬物上的小型RFID。

本實施例的RFID標籤亦使整合電路20S兼作為微小環路天線71S。若將該RFID標籤70以其環路面在所安裝的金屬面上以90度直立的方式作設置時，雖在投影在金屬面下的影像的環路面、亦即前述微小環路天線流通影像的高頻電流，但是在金屬面的交界呈平行的部分係以彼此互相抵消的方式流通，在金屬面上與金屬面下呈垂直的部分係彼此以同方向流通，在等效上成為自由空間之2倍環路面積的微小環路天線。

(實施例3)

接著，以本發明之第3實施形態而言，在第11圖中說明有關易於安裝在金屬面的RFID標籤70。

在本實施形態中，為了對於來自外部的衝撞或壓力而保護IC晶片或整合電路，或者為了提升安裝的方便性，係將RFID標籤70，利用高頻且損失少且堅固的介電質或磁性體、或該等混合材的樹脂、陶瓷或絕緣性接著劑等加以被覆，而易於處理或安裝而且作機械性強化者。在本實施形態中，RFID標籤70亦可與安裝金屬面直接結合或者藉由接著材等間接地作電磁耦合來使用。

亦即，如第11圖所示，藉由介電質或磁性體製填充材70C來被覆RFID標籤70而變得較為堅固，而且易於藉由螺絲等固著具70B而安裝在金屬面8的RFID標籤70。此時，固著具可為金屬製螺絲，亦可為絕緣性樹脂。若為金屬螺絲，由於可期待作為引入高頻電流i的感應性或電容性導桿(post)的作用，因此若調節長度或位置，可改善感度。

在第12圖之例中，係在金屬面8之段差部等使用接著劑70D等簡單地安裝RFID標籤70。高頻電流i在段差部表面流通，通過位於路徑中途的RFID標籤70的IC晶片30而使其進行動作。

第13圖之例係顯示埋設在金屬的凹處81或螺孔等的安裝方法。亦即，可進行埋設標籤本體60，以接著劑70D等予以固定，而不會由金屬面8表面突出的安裝。

如上所示，本發明之RFID標籤由於小型，故可退避至金屬板之段差部、凹處、角隅部或螺絲頭等凸部之陰影等堅固的隱藏處而以接著劑程度予以安裝，因此具有可省略特別的保護模具，或者可省略安裝用之凹部切削作業等的優點，而減輕安裝作業的負擔。

(實施例4)

接著，以本發明之第4實施形態而言，針對藉由RFID標籤的保護模具而使微小環路天線的機械強度提升的RFID標籤70加以說明。其中，在本實施形態中，關於RFID標籤本體60的微小環路天線，將環路面大致直立保持在金屬的安裝面。

在本實施形態中以形成微小環路天線的方法而言，如實施例1、2中所述，列舉有切出RFID引入線6之整合電路20的領域，且使其大致直立在安裝金屬面8者。此時，整合電路的縫隙係負責微小環路天線的功能，擔負兼作2個功能的任務。形成微小環路天線的其他方法係取代切出前述整合電路20，而將RFID引入線切成包含IC晶片的預定長度，將其至少捲繞1次而重新製作微小環路天線，使其大致直立在安裝金屬面8者。關於由該RFID引入線重新製作微小環路天線的方法，容後詳加說明。在以任何手段予以形成時，微小環路天線若為單獨並不能說機械強度為充分，因此如以下所述，以採用將該微小環路天線保持在內部的方式為宜。

本實施例的RFID標籤係在對來自外部的靜電或突波電流等電性衝擊而保護IC晶片的目的下，配置在貝構造、折返構造或折返端子構造等遮蔽構造之模具的內側，藉由以至少IC晶片30或整合電路20不會短路的方式隔著絕緣作用的間隔件而作電磁耦合的保護模具而對電性衝擊予以遮蔽者。間隔件61S可為空氣，亦可為介電質或磁性體的填充劑70C。通常以由介電質或磁性體所構成之同一材料一體構成間隔件61S與填充劑70C較為適合。

在第4實施形態中，RFID標籤70的保護模具的形狀係有第14A圖的貝構造保護模具70SD1、第14B圖的折返構造保護模具70SD2、第14C圖的折返端子構造保護模具70SD3、第14D圖的端子構造保護模具70SD4之例，分別可使機械強度提升。其中，在各圖中，間隔件61S係用以阻止以介電質或磁性體等所形成之標籤本體60的整合電路與保護模具發生短路的隔離材。

第14E圖係將RFID標籤70的保護模具70A與微小環路天線一體形成之RFID標籤70之構造的說明圖。該例係適於使用UHF或微波頻帶之頻率之用途的RFID標籤。第14E圖的(a)係斜視圖、(b)係將IC晶片30的附近加以放大的圖，在此係將縫隙狀整合電路20與金屬面8呈平行作配置。(c)係(a)的縱剖面圖。

首先，該例之RFID標籤70的縫隙形狀整合電路20係隔著所安裝的金屬面8或間隔件61S而與保護模具70A呈平行，因此無法具有微小環路天線的功能。因此，將包含IC晶片30的帶狀RFID引入線6至少捲繞1次而作為微小環路天線71發揮功能，藉由將該微小環路天線71之環路面的一部分，亦即配置有IC晶片30之側之相反側的環路的邊緣(側邊)設為座部或安裝面51，以大致直立在所安裝的金屬面8的方式所構成。70C係介電質或磁性體填充材。該例之RFID標籤70係將帶狀RFID引入線6利用以例如UHF或微波頻帶的雙極天線為主的RFID引入線切成包含IC部30的預定長度，將該經切剪的引入線以填充劑70C為芯材而繞圓成微小環路天線71的尺寸而形成捲繞1次的環路。

在該例中，RFID標籤70的微小環路天線與保護模具(臂部)70A一體形成。例如，使用如第2A圖所示之具備有連接IC晶片30的電極31a、31b及縫隙狀整合電路20者作為RFID引入線6。但是，不同於第2A圖之兼作為整合電路的微小環路天線，未將RFID引入線6的兩端切出而直接折曲而形成捲繞1次之環路狀微小環路天線71。此時，相對於所安裝的金屬面8，整合電路20係呈大致平行，微小環路天線71係呈大致直立。整合電路20係形成為呈“L”字或“T”字等形狀的縫隙狀。亦即，將帶狀RFID引入線6以在微小環路天線71的尺寸包含IC晶片30的方式形成捲繞1次，另外一體形成保護模具。此時，在相當於微小環路天線71之1個環路的捲繞1次份的起點與終點相連的連接地點領域72C中，利用直接連接或間接連接之電磁耦合的任一者相連接。此外，形成為在位於電波放射方向的環路上的IC部30的上側，一面隔著間隔件部分61S等進行絕緣，一面將RFID引入線由連接地點領域72C另外連續延長半捲的保護模具亦即附有臂部70A的RFID標籤。例如，藉由將RFID引入線6的一端另外連續延長大致半捲左右，形成覆蓋標籤本體60的臂部70A而形成為RFID標籤70。在該例之RFID標籤70中，以將與環路之捲繞1次份中之微小環路天線71的金屬面8呈平行的部分的長度設為λ/10左右、或將捲繞1次份的環路內側的面積設為λ² /100以下為宜。另一方面，環路尺寸的下限值係依該環路所包含的IC晶片30的尺寸而決定。臂部70A的長度亦可延長至λ/4。藉由設置臂部70A，使RFID標籤70具有對靜電或突波電流的耐力(靜電遮蔽)，可提高感度。此外，藉由將臂部70A形成為堅固的金屬製材料，亦可同時使機械強度提升。

第14F圖係具備有保護模具之其他例之RFID標籤70的構造說明圖。該例之RFID標籤70係與第14E圖之例同樣地，以將帶狀RFID引入線6至少捲繞1次而作為微小環路天線發揮功能的方式作捲繞的環路面構成為大致直立在安裝金屬面8。在第14E圖之例中，臂部70A與標籤本體60利用一列帶狀RFID引入線所構成，相對於此，第14F圖之例係使具備有微小環路天線71的標籤本體60的部分、亦即環路捲繞數1次的部分形成為與保護模具亦即臂部70A作分離獨立的構造。第14F圖的(a)係斜視圖，(b)係(a)之標籤本體60的放大圖，(c)係(a)的縱剖面圖。金屬製臂部70A係作為折返構造保護模具70SD2而發揮功能。包夾標籤本體60而將折返構造保護模具70SD2之金屬製臂部70A的相反側設為座部或安裝面51，藉此構成為環路面大致直立在安裝金屬面8。在該例中，亦使RFID標籤70具有對靜電或突波電流的耐力(靜電遮蔽)，不僅可提高感度，藉由將臂部70A形成為堅固的金屬製材料，亦可同時使機械強度提升。

在該例之RFID標籤70中，由前述非專利文獻2中所示之放射電力與捲繞數N與微小環路天線之面積A的關係式、及後述之第16A圖、第16B圖可知，標籤本體60係相當於當作為將在本發明中所說明之縫隙形狀整合電路切出所導出的微小環路天線的標籤本體60。因此，與在第5B圖中所說明的等效電路為相同，相對於第1圖等之例，視為在電磁波上無法區別的等效物。因此，關於第14E圖、第14F圖之例，亦可進行與內裝於第14A圖～第14D圖所示之貝構造保護模具70SD1、折返構造保護模具70SD2、折返端子構造保護模具70SD3、端子構造保護模具70SD4等各種保護模具時為同等的動作，而獲得同等效果。以下關於所述之各實施例，亦藉由採用第14E圖、第14F圖所示之帶狀微小環路天線而獲得同等效果。

藉由第15圖，說明第4實施形態的作用、效果。在第4實施形態之各例中，保護模具將突波電流‧熔接電流‧靜電放電電流I等放電至金屬面8，藉此保護標籤本體60內部的IC晶片30免於受到電性衝擊的影響。第15圖係藉由折返構造保護模具來保護RFID標籤70SD2之例。

如上所示，本實施例之RFID標籤係在對來自外部的靜電或突波電流等電性衝擊，而保護IC晶片的目的下，配置在貝構造、折返構造或折返端子構造等遮蔽構造之模具的內側，不僅可實現藉由以至少整合電路不會短路的方式隔著間隔件而作電磁耦合的保護模具，對電性衝擊予以遮蔽的RFID標籤，亦在保護模具設置螺孔，而有助於防止脫落。

此外，以對於靜電的高電壓或突波電流的大電流的耐力驗證而言，確認出將因壓電元件所造成之著火器具所發出的高電壓，直接在以遮蔽構造所被保護的折返端子構造的RFID標籤作空中放電，而進行正常動作。

此外，確認出以大電流而言，藉由電熔接機，即使以100A程度的電流熔接在以遮蔽構造所被保護的折返端子構造的RFID標籤亦進行正常動作。

此外，以本實施形態之其他例而言，RFID標籤的保護模具係因所被保護的RFID標籤的微小環路天線的天線導體具有寬幅，使實質的微小環路天線面積成為除了天線導體部分以外的環路面積，但是由於保護模具位於微小環路天線的外部，由外側略大地將高頻磁通感應至環路，藉此使實質的微小環路天線面積放大至保護模具所包圍的位置而使感度提升，而且，貝構造、折返構造或折返端子構造等遮蔽構造會提升機械強度以及使得對電性衝擊的耐力提升。

亦即，在第16圖(第16A圖、第16B圖)之例中，藉由保護模具，放大實質上微小環路天線71的面積而改善感度。

首先，第16A圖係附有保護模具的RFID標籤的斜視圖，將第16A圖的保護模具部分的剖面S-S’顯示在第16B圖的(B)，將僅有無保護模具的標籤本體60之情形下的剖面顯示於第16B圖的(A)。說明由於位於各自之微小環路天線71之外部，高頻磁通略大地感應至環路的情形。在此，第16B圖的(A)係在無保護模具的高頻磁通Φ1對應無保護模具的環路面縱尺寸A0。說明若將其以第16B圖的(B)的保護模具70SD2加以保護時，會形成為略大之有保護模具的高頻磁通Φ2，結果藉由保護模具而形成為放大環路面縱尺寸AS，因此放大實質微小環路天線71的面積而改善感度。

如上所示，本實施例之金屬對應RFID標籤由於所被保護的RFID標籤的微小環路天線的天線導體具有寬幅，而使實質微小環路天線面積成為除了天線導體部分以外的環路面積，但是由於保護模具位於微小環路天線的外部，由外側略大地將高頻磁通感應至與環路為等效的縫隙，藉此將實質的微小環路天線面積放大至保護模具所包圍的位置而使感度提升，而且貝構造、折返構造或折返端子構造等遮蔽構造可實現機械強度的提升以及使得對電氣衝擊的耐力提升的RFID標籤。

此外，以本實施形態之其他例而言，在第17圖(第17A圖、第17B圖、第17C圖、第17D圖、第17E圖、第17F圖、第17G圖)中說明藉單極天線長的模具使感度提升的事例。在該等例中，將保護模具以通訊電磁波之媒質中之1/4波長之長度之單極天線長的尺寸構成保護模具而積極地助長共振，以在非金屬面上或在金屬面上均可進行通訊的方式使感度提升。

亦即，第17圖之各例係分別將遮蔽構造的模具，亦即第17A圖為貝構造的保護模具70SD1、第17B圖為折返構造保護模具70SD2、第17C圖為折返端子構造70SD3、第17D圖為端子構造保護模具70SD4形成為媒質中之單極天線長大約λg/4的模具而使感度提升時之RFID標籤70的事例。模具係使用例如不銹鋼。

此外，第17E圖之例係形成為將第14E圖的微小環路天線71的金屬製臂部70A由連接地點領域72C另外以E=λg/4或接近於此的長度(大約λg/4)朝水平方向連續延長而由上方覆蓋IC晶片30之附有臂部70A的形狀。構成為：包夾標籤本體60而將金屬製臂部70A之相反側設為座部或安裝面51，藉此使環路面大致直立在安裝金屬面8。

此外，第17F圖之例係形成為將第14F圖的微小環路天線71的上下金屬製臂部70A由連接地點領域72C另外以E=λg/4或接近於此的長度(大約λg/4)朝水平方向連續延長而覆蓋IC晶片30之附有臂部70A之貝構造的保護模具70SD1。

此外，第17G圖之例係顯示具備有表面模樣為C型平面保護模具70SD5的RFID標籤70。在第17G圖中，(a)為RFID標籤70的斜視圖，(b)為(a)的a-a’剖面圖。第17B圖之例為具有凸形的突起部，相對於此，在第17G圖之例中，則在模具70SD5以同一平面形成安裝孔78、及主要以媒質中的單極天線長使其共振的構造的金屬製臂部70A，形成為將突起部予以平滑化的構造的RFID標籤70。金屬製臂部70A係以λg/4或接近於此的長度(大約λg/4)朝水平方向連續延長而由上方覆蓋IC晶片30。在金屬製臂部70A的周圍有C字模樣或U字形的間隙79。在臂部70A的正下方(最適位置並非限於臂部的根部位置，若取整合時，會有從根部稍微偏移的情形)，隔著間隔件61S內裝有標籤本體60，IC晶片30被配置在保護模具的內側。在該例中，標籤本體60係形成為如第14F圖之(c)所示之剖面構成。

另外在第17G圖之例中，當將模具70SD5的全長形成為以半波長共振的長度時，在自由空間或非金屬上亦可實現更高的感度。

如上所示，為了提升RFID標籤70的感度，除了貝構造、折返構造或折返端子構造等遮蔽構造所代表的保護模具以外，以通訊電磁波之媒質中之1/4波長之長度之單極天線長的尺寸構成保護模具而積極地助長共振，可實現以在非金屬面上或在金屬面上均可進行通訊的方式使感度提升的RFID標籤。

本發明之RFID標籤70係不僅在金屬面上，連設置在非金屬面上亦可以高感度來進行通訊。例如構成將標籤本體60，以在以通訊電磁波的1/2波長共振之長度的金屬板中央挖入凹處等而配置在雙極天線之供電點的方式作設置、或者在可連接例如1/4波長之長度之單極天線長的尺寸的保護模具2個而形成之大致半波長之長度的天線的供電點配置標籤本體60而形成的雙極天線尺寸的保護模具，藉此可實現積極地助長共振，無論在非金屬面上或在金屬面上均可以高感度進行通訊的RFID標籤。

第18A圖之例係顯示藉由以半波長共振的雙極天線長λ/2來構成保護模具的尺寸，而使感度提升之RFID標籤70之事例圖。

第18B圖之例係具備有H形平面保護模具70SD6之RFID標籤70之例。第18B圖的(a)係RFID標籤70的斜視圖，(b)係(a)的a-a’剖面圖。第17G圖之例中的金屬製臂部70A為1個，相對於此，在第18B圖之例中係具有使2個金屬製臂部70A相對向，設置間隙79而使兩臂部的前端不相接觸而配置的構造。亦即在雙極天線模具77的表面形成有因間隙79所造成之“H”字形的模樣。在任一方臂部70A的正下方(最適位置係為了取得電磁波模式之臂部的整合而由中央稍微偏移而決定)，隔著間隔件61S內裝有標籤本體60，IC晶片30被配置在保護模具的內側。因此，標籤本體60形成為受到電性機械強化的構造。另外由於模具70SD6的全長為半波長的尺寸，因此即使在包含自由空間的非金屬面上，亦在安裝在金屬面上時，亦可實現可以高感度來進行通訊的RFID標籤70。

第18C圖之例係使用一對兼作發生電磁波模式的保護模具70SD7的RFID標籤70。第18C圖的(a)為斜視圖、(b)為(a)的a-a’剖面圖。在該例中，2枚大致圓形的金屬板(兼作發生電磁波模式的保護模具)70SD7在其大致中央(最適位置係為了取得電磁波模式的整合而由中央稍微偏移而決定)，隔著間隔件61S來夾持標籤本體60，利用介電質或磁性體填充材70C予以固定。將該RFID標籤70設置在安裝金屬面8，若由上方進行通訊時，在上面的金屬板70SD7的外部表面及內側表面流通由微波理論而知的高頻電流，以電磁波模式而言，會分布圓形共振板之TM基本模式的電流iTM。該電流的最佳共振條件若將70C內部的波長亦即媒質中的波長設為λg、將圓周率設為π、將金屬板的外形尺寸設為Di時，則以Di=(1.841/π)λg予以供予。在此，1.841係微分形式的第一種貝塞爾函數(Bessel function)的最小根的有效數值4位數。

在該例中，以TM基本模式進行共振的高頻電流隔著間隔件61S而與標籤本體60作電磁耦合，作為與兼作發生電磁波模式的保護模具70SD7一體化的RFID標籤70而發揮功能。

在第18C圖的(a)中，停止置換成高頻電流分布之交替的一瞬狀態而以箭號標記。順帶一提，箭號的起點為+的最大電位部分、箭號去處終點為-的最大電位部分、箭號中央為0電位(圖中的0電位線)，此係同時使電流成為最大值。0電位部分即使貫穿較小的安裝孔78或螺絲，對共振狀態所造成的影響亦較少。

透過第18C圖之例的試作，確認出無論金屬板的平面形狀為圓形或正方形，在構成RFID標籤時，以至多1波長程度的飛距離感度，並不易發現形狀的差與感度的差異。以1個試作例而言，將金屬板以1邊為16mm的大致正方形加以置換，將填充樹脂設為相對介電係數20的材料，將頻率設為2.45GHz，標籤本體60係由日立製作所製的μ晶片引入線(RKT102)所形成。當將該試作RFID標籤，在0電位部分通過直徑為3mm的2個螺絲而設置在十分寬廣的金屬面時，以Sekonic公司製讀取器R001M測定飛距離而得約100mm的飛距離。此外，以其他試作例而言，無須以直徑71.5mm螺止金屬圓板，將填充物設為相對介電係數1的空氣，以與前述之例為相同的標籤本體、與前述之例為相同的讀取器R001M來測定飛距離而得180mm的飛距離。如上所示，發明人係藉由試作例來確認TM基本模式的共振與0電位的影響。

其中，在第18C圖之例中，雖使用2枚大致圓形的金屬板(在該圖中，金屬板作為兼作發生電磁波模式的保護模具70SD7)，但如第18D圖之例所示，由於安裝金屬面側係在安裝時重覆金屬面，因此下側之金屬板係將其省略，僅作為1枚兼作發生電磁波模式的保護模具70SD8亦可。此外，如第18D圖所示，在自由空間中容易以半波長共振，因此亦可以成為“H”字形的方式，以2個臂部70A的前端不會相接觸的方式使其相對向，在其中一方臂部正下方(若取電磁波模式的整合，最適位置係臂部正下方的任何地點)，將標籤本體60隔著間隔件61S藉由介電質或磁性體填充材70C或接著劑70D加以固定。亦即，第18D圖之例係將兼作發生半波長共振/電磁波模式的保護模具70SD8與標籤本體60一體化的RFID標籤70。

該例之標籤的特徵不僅可將全體厚度減薄金屬板1枚份，在金屬面以外之例如自由空間中亦可進行動作。此外，與第18C圖之例相同地，可在0電位線上設置安裝孔78或螺絲等。此由於金屬板為1枚，在被置放在安裝金屬面時，會分布出TM基本模式的電流iTM，但是在自由空間，TM基本模式會難以共振，取而代之，由於金屬板外形尺寸Di接近半波長共振尺寸，因此雖然大概半波長共振電流ID並非為最大電流，但是作為具實用性且充分感度的RFID標籤70而發揮功能。

TM基本模式的金屬板外形尺寸Di若將通訊波長設為122mm、媒質設為空氣、圓周率設為π時，由Di=(1.841/π)‧122而成為71.5mm。另一方面，空氣中的一般半波長共振尺寸由122/2而為61mm。亦即，該等(金屬板外形尺寸Di與一般半波長共振尺寸)的差異為17%。

若為至多1波長程度的飛距離感度，將Di由最初設為該等之中間的尺寸(此時的中間值為66mm，差異9%)，可實現由金屬面至非金屬面呈安定的感度、而且薄型之適用範圍寬廣的RFID標籤70。

此外，藉由採用雙極天線模具77，感度會提升，但另一方面，尺寸成為約為2倍的長度。

第19圖係為了提升感度，例如使單極天線75的模具以2個背對背相連結的構造，可形成全長具有為空氣中之半波長之尺寸的雙極天線模具77，感度提升為與雙極天線一般，另一方面，尺寸為約2倍的長度。

亦即，若使感度為優先時，雖然尺寸會變大，但是依本實施例，構成以在以通訊電磁波的1/2波長共振之長度的金屬板中央掘入凹處等而配置在雙極天線的供電點的方式作設置，或在將1/4波長之長度之單極天線長之尺寸的保護模具2個折返而在連接部分以背對背連接而成之大致半波長之長度之天線之供電點配置RFID標籤而成的雙極天線尺寸的保護模具，積極地助長共振，可實現以在非金屬面上或在金屬面上均可進行通訊的方式使感度提升的RFID標籤。

(實施例5)

接著，以本發明之第5實施形態而言，針對將本發明的RFID標籤使用在由遠離的部位進行通訊之例，在第20圖(第20A圖、第20B圖)中加以說明。

在本實施形態中，將上述任一實施例的RFID標籤，以在與通訊電磁波之波長相比為較長的金屬絲狀金屬棒表面，RFID標籤的長邊方向與金屬絲呈平行，RFID標籤內部的縫隙面大致直立在金屬絲表面的方式作設置(第20A圖)，或者以在金屬棒的端部延長RFID標籤的方式藉由直接連結或電磁耦合而相連接(第20B圖)，在金屬棒表面流通高頻電流，高頻電流係形成為以通訊頻率的波長為周期的行進波而在金屬面傳播，由具有干涉在位於傳播方向之不連續部所返回之反射波的波的波動亦即波高較高的腹部與波高較低的節部，且腹部與腹部或節部與節部的間隔為半波長之整數倍之周期的干渉波或腹部與節部明確的駐波來放射電磁波，可在所安裝的RFID標籤的正上方或遠離正上方的場所中進行通訊之與金屬棒一體化後之形狀的RFID標籤及其通訊方法為特徵。

如第20A圖所示，將標籤本體60以標籤本體的長邊方向與金屬棒呈平行的方式安裝在金屬絲狀金屬棒9的表面，使高頻電流i的干渉波在金屬絲狀金屬棒9的表面產生而放射電磁波，藉此可藉由讀寫器R/W，在安裝有標籤本體60的正上方或遠離正上方的部位進行通訊。

此外，如第20B圖所示，將RFID引入線6安裝在金屬絲狀金屬棒9的端部，使得在金屬絲狀金屬棒9表面產生高頻電流i的干渉波而放射電磁波，藉此可藉由讀寫器R/W，由安裝有RFID引入線6的正上方或遠離正上方的部位進行通訊。

其中，在第20A、20B圖中用以使感度提升的安裝位置係以設置在距離金屬棒端部為1/4波長的地點或者以該處為起點之1/2波長周期之地點為較為合適。

若欲在遠離已安裝有RFID標籤之場所的地方進行通訊時，在將RFID標籤與通訊電磁波波長相比為較長之金屬絲狀的金屬棒表面，RFID標籤的長邊方向與金屬絲呈平行，RFID標籤內部的縫隙面以大致直立在金屬絲的方式作設置，或以在金屬棒的端部以延長RFID標籤的方式直接連結或以電磁耦合相連接而在金屬棒表面流通高頻電流，高頻電流係形成為以通訊頻率波長為周期的行進波而在金屬面傳播，由具有干涉在位於傳播方向之不連續部所返回之反射波的波的波動亦即波高較高的腹部和波高較低的節部，且腹部與腹部或節部與節部的間隔為半波長之整數倍之周期的干渉波或腹部與節部明確的駐波來放射電磁波，可提供與可在所安裝的RFID標籤的正上方或遠離正上方的場所中進行通訊的金屬棒一體化的形狀的RFID標籤及其通訊方法。

此外，將上述實施形態之金屬棒透過絕緣以非接觸內揷在金屬管，使屬於在同軸纜線或同軸管(自由彎曲的同軸纜線亦在以下稱之為同軸管)內作傳播之波之一種的同軸模式波發生，在同軸管的兩端部或單端部的開口部，將金屬棒由1/10波長之微小雙極天線的尺寸程度延伸至1/4波長之單極天線的尺寸程度，而在同軸管的外部表面流通高頻電流。藉此可提供一種高頻電流係形成為以通訊頻率的波長為周期的行進波而在金屬面傳播，使由具有干涉在位於傳播方向之不連續部所返回之反射波的波的波動亦即波高較高的腹部和波高較低的節部，且腹部與腹部或節部與節部的間隔為半波長之整數倍之周期的干渉波或腹部與節部明確的駐波發生，可藉由來自在同軸管之外部表面傳播的干渉波或駐波的電磁波放射來進行通訊之與同軸管一體化的同軸管形狀的RFID標籤及其通訊方法。

此外，如第21圖(第21A圖、第21B圖)所示，在同軸纜線或同軸管C的內部導體設置標籤本體60，RFID標籤可在外部之導體表面的各處進行通訊。

第21A圖係顯示在同軸纜線或同軸管C的內部導體設置標籤本體60，藉由使流至同軸內部導體的高頻電流i直接連結在同軸端部的單極天線或微小雙極天線76等天線，在同軸內部及外部導體表面流通高頻電流，在外部導體表面到處均可與讀寫器R/W進行通訊。

第21B圖係顯示在同軸纜線或同軸管C的兩端部設置天線部，易於積極地流通流至內部與外部導體之高頻電流i的情形。

其中，同軸內部的電磁場分布係分布有不具遮斷頻率的同軸模式(TEM)，但並未特別圖示。

此外，同軸纜線或同軸管C的天線部C1係可形成為圓柱狀、錐狀、環路狀等各種形狀。天線部的尺寸係在1/10波長左右的長度的微小雙極天線76至1/4波長的長度的單極天線長λ/4的範圍內，可設置在同軸端部的兩端，亦可設置在單側。

此外，在本實施例中，係將上述實施形態的金屬棒透過絕緣而以非接觸內揷在金屬管，使得屬於在同軸纜線或同軸管(自由彎曲的同軸纜線在以下亦稱為同軸管)內作傳播之波之一種的同軸模式波發生，在同軸管的兩端部或單端部的開口部，將金屬棒由1/4波長的單極天線的尺寸延長為微小雙極天線的尺寸程度，可在同軸管的外部表面流通高頻電流。藉此可提供一種高頻電流係形成為以通訊頻率波長為周期的行進波而在金屬面傳播，使具有平涉在位於傳播方向之不逵續部所返回之反射波的波的波動亦即波高較高的腹部與波高較低的節部，且腹部與腹部或節部與節部的間隔為半波長之整數倍之周期的干渉波或腹部與節部明確的駐波發生，藉由來自在同軸管的外部表面所傳播的干渉波或駐波的電磁波放射可進行通訊之與同軸管一體化的同軸管形狀的RFID標籤的實現及其通訊方法。

前述實施形態3至5中的標籤本體60，第1圖中的標籤本體60與第14F圖中的標籤本體60在第5B圖中所說明的等效電路為相同，為可交換。因此，除了圖示之例以外，雖然形式不同，但可為各種電磁波上為同等之標籤本體的組合。

此外，前述實施形態3至5中的標籤本體60係與第14E圖之大致半捲延長的金屬臂部70A消失時之標籤本體為等效，在第5B圖中所說明的等效電路成為相同而為可交換。因此，除了圖示之例以外，雖然形式不同，但可為電磁波上為同等的標籤本體的全部組合。

(實施例6)

以本發明第6實施形態而言，如第22圖(第22A圖、第22B圖)所示，亦可在金屬面8的深處部位設置RFID標籤70，與附接式檢測器具D進行通訊來加以使用。

在本實施形態中，係使用內置有外接於讀寫器之天線面的雙極天線的附接式檢測器具，且為雙極天線由該讀寫器的天線面平行地被安裝在0至通訊電磁波之大致10波長程度，最好為1/4波長的位置的器具。藉此可提供一種對於被設置在彼此密集或無法接近讀寫器的狹窄部位的前述各實施例的RFID標籤，安裝在讀寫器的該器具的雙極天線的中央部為高頻電流的最大區域，因此使該部分接近目的RFID標籤至電磁感應範圍，可進行1對1之通訊的外接附接式檢測器具及其通訊方法。

第22A圖係說明與被設置在深處部位而難以響應的RFID標籤70進行通訊的方法的圖。被安裝在讀寫器R/W的附接式檢測器具D係由雙極天線棒D2與絕緣性支持體D1所構成。附接式檢測器具D將讀寫器R/W的天線面DA至D2在隔著0至1/2波長左右的安裝位置h被平行設置，使雙極天線棒D2的中心部接近被設在金屬凹處81的標籤本體60的附近，活用在D2之尤其中央部被感應的高頻電流i與共通貫穿標籤本體60的高頻磁通Φ的電磁感應而進行通訊。

此外，藉由本實施例，形成為內置有外接於讀寫器之天線面的雙極天線的附接式檢測器具，且為雙極天線由該讀寫器的天線面平行地被安裝在0至通訊電磁波之大致10波長程度，最好為1/4波長的位置的器具。藉此可提供一種對於被設置在彼此密集或無法接近讀寫器的狹窄部位的前述各實施例的RFID標籤，安裝在讀寫器的該器具的雙極天線的中央部為高頻電流的最大區域，因此使該部分接近目的RFID標籤至電磁感應範圍，可進行1對1之通訊的外接非接觸的附接式檢測器具及其通訊方法。

此外，第22B圖係顯示將密集的RFID標籤70，指示附接式檢測器具D之雙極天線棒D2之感度較高的中央部為目的的RFID標籤70，以1對1確實進行通訊的方法。

藉由該通訊方法，確認出與通訊電磁波的波長相比為更寬，例如在縱200mm、橫200mm的鋁板上，使外形尺寸為厚度3mm、寬幅4mm、長度6mm的小型RFID標籤以間隙1mm左右平行密集時，將直徑2mm、長度52mm之該雙極天線棒的中央部接近於RFID標籤而可作1對1之識別。

其中，RFID標籤係使用日立製作所製的引入線(RKT102)，讀取器係使用Sekonic公司的R001M。

(實施例7)

以本發明第7實施形態而言，針對本發明之RFID標籤、或一般的RFID標籤係通過將電磁波作反射吸收的障礙物而設置，通過通訊電磁波未直接到達時之障礙物而進行檢測的檢測器具與其通訊法，在第23圖至第26圖中加以說明。

以作為本實施例之對象的通訊電磁波的障礙物GND而言，有混凝土、瀝青、砂土、水、海水、金屬物等，RFID標籤為通過該等而設置者。在本實施例中，藉由延長檢測器具DTR來進行通訊。延長檢測器具係由：與RFID標籤進行直接通訊的檢測部DT、傳送該訊號的傳送部、接近讀寫器側的再放射部TR、及將其相連接的傳送部T所構成。檢測部係具有與RFID標籤直接通訊的作用，由微小環路、單極、雙極或陶瓷天線等任何種類的1個天線所構成。傳送部係具有將進行通訊的電磁波傳送至另一端的作用，利用同軸線、平衡線、帶線(stripline)、導波管、介電質棒等任何種類的1個天線所構成。再放射部係具有與附接於此的讀寫器作電磁耦合的作用，可利用微小環路、單極、雙極、陶瓷、貼片天線(patch antenna)或電磁號角等任何種類的1個天線所構成。最佳的組合雖依通訊電磁波而異，但若將通訊電磁波設為LF/HF頻帶，檢測部與再放射部係以微小環路天線為較適。若為UHF/微波頻帶，檢測部由微小環路、單極、雙極、陶瓷等的天線進行選擇，再放射部係以雙極、陶瓷、貼片天線等的天線為較適，傳送部在任何電磁波頻帶域均以同軸線為較適。

第23圖之例係LF/HF頻帶之情形下之最佳延長檢測器具DTR的構成圖。檢測部DTL以微小環路天線所形成，為了使感度更加提升，亦可以調諧電容器TCC來調節共振。再放射部TRL由微小環路天線所形成，使其接近可與讀寫器R/W進行通訊的位置，為了使感度更加提升，亦可以調諧電容器TCC取共振。傳送部TCX係形成為同軸線。其中，DTL及TRL若將各自所接近的微小環路天線直徑設為大致相同的尺寸與捲繞數，則易於提升通訊感度。

第24圖之例係UHF/微波頻帶之情形下之延長檢測器具DTR，檢測部DTC由陶瓷天線所形成。通訊對象的RFID標籤70位於狹窄之處時極為有效。再放射部TRD係由以雙極天線為代表的線狀天線所形成，使其接近可與讀寫器R/W進行通訊的位置。將DTC與TRD相連的傳送部TCX係形成為同軸線。

第25圖之例係將第24圖之例中的檢測部DT設為與再放射部TRD的雙極天線為相同構造的檢測部DTD。將DTD與TRD相連的傳送部TCX係形成為同軸線。該例係具有當與被埋設於金屬平面等級的RFID標籤70進行通訊時，可得充分通訊感度的特徵。

第26圖之例係具備有將第24圖之例中的檢測部DTC設為1/4波長之長度之單極天線的檢測部DTM，使將該DTM與TRD相連的傳送部TCX形成為同軸線。該例係可將安裝在金屬管之內壁面或底部的RFID標籤70由管的開口部插入檢測部DTM來進行通訊。

如上所示，本實施例之延長式RFID標籤檢測器具係當通訊電磁波為LF/HF頻帶時，將前述檢測部與前述再放射部設為微小環路天線，前述傳送部係設為同軸線。此外，若通訊電磁波為UHF/微波頻帶，在前述檢測部選擇微小環路、單極、雙極、陶瓷等任何1個天線，前述再放射部係選擇雙極、陶瓷、貼片天線等任何種類的1個天線，前述傳送部係一體構成為同軸線。

以第23圖至第26圖之例所示之延長檢測器具之其他活用而言，一般的RFID標籤及藉由本發明所得之充分小型化的標籤本體60亦可應用在手不易到達、或通訊電磁波不易到達的部位的情形。例如，要接近除了頂棚、壁面、路面、人孔下部以外，還有危險區域等時若較耗費勞力時，藉由使用以非接觸附接於既存讀寫器的天線部的本實施例的延長檢測器具，可活用減輕作業負擔的遠隔通訊。

發明人在第23圖至第26圖之例中確認，將傳送部T設為同軸線(1.5D2V)而其長度均為5m左右充分而進行動作。其中，在確認時所使用的讀取器，HF頻帶為大成Lamick公司製多讀取器模組STL920B、微波為Sekonic公司製便利讀取器R001M。

1．．．雙極天線

20．．．縫隙形狀整合電路

20T．．．“T”字形縫隙形狀整合電路

20L．．．“L”字形縫隙形狀整合電路

20S．．．半導體晶片上整合電路

30．．．IC晶片

31．．．IC邏輯電路

31a．．．電極

31b．．．電極

4．．．整合電路領域(將整合電路的領域切出的部分)

5．．．基材

50．．．直立保持部

51．．．座部或安裝面

51A．．．座部或安裝面

51B．．．座部或安裝面

51C．．．座部或安裝面

6．．．RFID引入線

60．．．標籤本體

611．．．切出線

61S．．．間隔件

70．．．RFID標籤

70A．．．金屬製臂部

70B．．．固著具

70C．．．介電質或磁性體填充材

70D．．．接著劑

70M．．．影像RFID標籤

70SD1．．．貝構造保護模具

70SD2．．．折返構造保護模具

70SD3．．．折返端子構造保護模具

70SD4．．．端子構造保護模具

70SD5．．．C形平面保護模具

70SD6．．．H形平面保護模具

70SD7．．．兼作發生電磁波模式的保護模具

70SD8．．．兼作發生半波長共振/電磁波模式的保護模具

71．．．微小環路天線

71E．．．微小環路天線等效電路

71S．．．微小環路天線圖案

72．．．2次捲繞微小環路天線

72C．．．環路的起點與終點的連接地點領域

72E．．．2次捲繞微小環路天線等效電路

75．．．單極天線

76．．．微小雙極天線

77．．．雙極天線

78．．．安裝孔

79．．．間隙

8．．．金屬面

81．．．金屬面凹處

9．．．金屬絲狀金屬棒

R/WA．．．讀寫器內部的天線

GND．．．通訊電磁波的障礙物

DTR．．．延長檢測器具

DT．．．檢測部

DTL．．．檢測部的微小環路天線

DTM．．．檢測部的單極天線

DTD．．．檢測部的雙極天線

DTS．．．檢測部的陶瓷天線

T．．．傳送部

TCX．．．同軸線

TR．．．再放射部

TRL．．．再放射部的微小環路天線

TCC．．．調諧電容器

TRD．．．再放射部的雙極天線

AG．．．安裝角

I．．．突波電流‧溶接電流‧靜電放電電流

Q．．．靜電

i．．．高頻電流

iTM．．．TM基本模式電流

ID．．．半波長共振電流

Di．．．外形尺寸

A1．．．環路面

AM．．．影像環路面

AS．．．放大環路面縱尺寸

A0．．．無保護模具的環路面縱尺寸

W．．．干渉波

WF．．．行進波

WR．．．反射波

WP．．．腹部

WV．．．節部

WL．．．半波長周期

Φ．．．高頻磁通

Φ1．．．無保護模具的高頻磁通

Φ2．．．有保護模具的高頻磁通

λg．．．媒質中的波長

λg/4．．．媒質中的單極天線長

λ/4．．．單極天線長

λ/2．．．雙極天線長

R/W．．．讀寫器

C．．．同軸纜線或同軸管

C1．．．同軸纜線或同軸管的天線

D．．．附接式檢測器具

D1．．．支持體

D2．．．雙極天線棒

DA．．．讀寫器的天線面

h．．．安裝位置

B-B．．．彎曲線

a-a’．．．剖面

S-S’．．．剖面

第1圖係顯示將本發明第1實施形態之RFID標籤設置在金屬物上之例的斜視圖。

第2圖係說明使用RFID的引入線來製造本發明第1實施形態之RFID標籤之例圖。

第3A圖係說明本發明第1實施形態之RFID標籤之“T”字形縫隙狀整合電路之製法例圖。

第3B圖係說明本發明第1實施形態之RFID標籤之“L”字形縫隙狀整合電路之製法例圖。

第4A圖係說明本發明第1實施形態之RFID標籤之構造之一例的斜視圖。

第4B圖係說明本發明第1實施形態之RFID標籤之構造之其他例的斜視圖。

第5A圖係顯示將本發明第1實施形態之附有捲繞數為1次之微小環路天線71之RFID標籤設置在金屬面時之影像RFID標籤70M的關係圖。

第5B圖係說明與第5A圖相對應之微小環路天線等效電路71E的圖。

第6A圖係顯示將本發明第1實施形態之附有捲繞數為2次之微小環路天線72之標籤設置在金屬面時之影像RFID標籤70M的關係圖。

第6B圖係說明與第6A圖相對應之2次捲繞微小環路天線等效電路72E的圖。

第7圖係針對本發明第1實施形態之RFID標籤的安裝角AG加以說明的圖。

第8A圖係將RFID標籤70以橫長安裝在金屬面8之事例的說明圖。

第8B圖係將RFID標籤70以縱長安裝在金屬面8之事例的說明圖。

第9圖係說明將本發明第1實施形態之RFID標籤設置在金屬面8時由RFID標籤70流通行進波WF，反射波WR與行進波WF相干渉而產生干渉波W的說明圖。

第10圖係說明本發明第2實施形態之以半導體製造製程所構成之全半導體製金屬對應之RFID標籤70的斜視圖。

第11圖係說明以本發明第3實施形態而言，易於安裝在金屬面之RFID標籤70的說明圖。

第12圖係顯示將本發明第3實施形態之RFID標籤70安裝在金屬之段差部等之狀態的斜視圖。

第13圖係顯示將本發明第3實施形態之RFID標籤70埋設在金屬的凹處81或螺孔等之方法的說明圖。

第14A圖係以本發明第4實施形態而言，使機械強度提升之RFID標籤70的說明圖。

第14B圖係以本發明第4實施形態而言，使機械強度提升之RFID標籤70的說明圖。

第14C圖係以本發明第4實施形態而言，使機械強度提升之RFID標籤70的說明圖。

第14D圖係以本發明第4實施形態而言，使機械強度提升之RFID標籤70的說明圖。

第14E圖係以本發明第4實施形態而言，藉由由帶狀引入線所形成之微小環路天線而使電性機械強度提升之RFID標籤70之構成的說明圖。

第14F圖係以本發明第4實施形態而言，藉由由帶狀引入線所形成之微小環路天線而使電性機械強度提升之RFID標籤70之構成的說明圖。

第15圖係以第4實施形態之作用、效果而言，藉由保護模具保護IC晶片30免於受到突波電流‧熔接電流‧靜電放電電流I等影響的說明圖。

第16A圖係說明第4實施形態中藉由保護模具，放大實質微小環路天線71的面積而改善感度的斜視圖。

第16B圖係說明第4實施形態中藉由保護模具，放大實質微小環路天線71的面積而改善感度的剖面圖。

第17A圖係第4實施形態中以單極天線長的模具使感度提升的事例圖。

第17B圖係第4實施形態中以單極天線長的模具使感度提升的事例的說明圖。

第17C圖係第4實施形態中以單極天線長的模具使感度提升的事例的說明圖。

第17D圖係第4實施形態中以單極天線長的模具使感度提升的事例的說明圖。

第17E圖係第4實施形態中以單極天線長的模具使感度提升的事例的說明圖。

第17F圖係第4實施形態中以單極天線長的模具使感度提升的事例的說明圖。

第17G圖係第4實施形態中藉由以單極天線長共振的模具表面構造，使感度提升的平面模具的事例圖。

第18A圖係第4實施形態中利用以半波長共振的雙極天線長λ/2的模具使感度提升的事例的說明圖。

第18B圖係第4實施形態中利用以半波長共振的雙極天線長λ/2的模具使感度提升的事例的說明圖。

第18C圖係第4實施形態中使用一對兼作發生電磁波模式的保護模具70SD7的RFID標籤的說明圖。

第18D圖係第4實施形態中使用一枚兼作發生半波長共振/電磁波模式的保護模具70SD8的RFID標籤的說明圖。

第19圖係說明第4實施形態中利用雙極天線模具77使感度提升，而且尺寸成為約2倍之長度的圖。

第20A圖係以本發明之第5實施形態而言，說明RFID標籤可由遠離的部位進行通訊的圖。

第20B圖係以第5實施形態而言，說明RFID標籤可由遠離的部位進行通訊的圖。

第21A圖係以第5實施形態而言，說明在同軸纜線或同軸管C的內部導體設置標籤本體60，RFID標籤在外部導體表面到處均可進行通訊的情形的圖。

第21B圖係以第5實施形態而言，說明易於積極性地流通高頻電流i至同軸纜線或同軸管C之內部與外部導體的情形的圖。

第22A圖係以本發明第6實施形態而言，附接式檢測器具D與深處部位的RFID標籤70進行通訊之使用事例圖。

第22B圖係以第6實施形態而言，附接式檢測器具D與密集的RFID標籤70作1對1通訊之使用事例圖。

第23圖係以第6實施形態而言，附接式延長檢測器具DTR之LF/HF頻帶域中之具體使用事例圖。

第24圖係以第6實施形態而言，附接式延長檢測器具DTR之UHF/微波頻帶域中之具體使用事例圖。

第25圖係以第6實施形態而言，附接式延長檢測器具DTR之UHF/微波頻帶域中之其他具體使用事例圖。

第26圖係以第6實施形態而言，附接式延長檢測器具DTR之UHF/微波頻帶域中之其他具體使用事例圖。

20．．．縫隙形狀整合電路

30．．．IC晶片

31a．．．電極

31b．．．電極

51．．．座部或安裝面

60．．．標籤本體

61S．．．間隔件

70．．．RFID標籤

70A．．．金屬製臂部

70C．．．介電質或磁性體填充材

71．．．微小環路天線

72C．．．環路的起點與終點的連接地點領域

Claims (27)

1. 一種無線射頻識別標籤，其特徵為具備有：包含IC晶片及與該IC晶片相連接的微小環路天線的無線射頻識別(RFID)標籤本體；隔著絕緣層覆蓋前述IC晶片的臂(arm)；及用以使前述微小環路天線的環路面與安裝金屬面呈實質垂直，而將前述RFID標籤本體安裝在金屬構件的安裝面，前述微小環路天線係作為包含位於電磁波放射方向之前述IC晶片的至少捲繞1次的環路所形成，前述臂係與前述微小環路天線相連接，並且以相當於至少前述環路之半捲的長度朝該環路的捲繞方向延伸而覆蓋前述IC晶片。
2. 如申請專利範圍第1項之無線射頻識別標籤，其中，當將前述RFID標籤本體的通訊頻率的波長設為λ時，前述微小環路天線之環路直徑或長度為λ/10左右以下，或環路面積為λ² /100以下。
3. 如申請專利範圍第1項之無線射頻識別標籤，其中，前述絕緣層係以介電質或磁性體的填充層所構成。
4. 如申請專利範圍第1項之無線射頻識別標籤，其中，前述臂係以與前述微小環路天線為相同的材料而一體形成，前述微小環路天線的前述環路係具有相當於前述捲繞1次份的長度， 前述臂係以覆蓋比前述安裝面側更接近於位於電磁波放射方向之前述環路上的前述IC晶片的方式，將前述環路延長而形成。
5. 如申請專利範圍第4項之無線射頻識別標籤，其中，在前述微小環路天線的前述環路的內側係形成有介電質或磁性體的填充層，前述安裝面係藉由夾持前述填充層而與位於前述環路之電磁波放射方向的前述IC晶片的相反側的環路的邊緣(側邊)所構成。
6. 如申請專利範圍第1項之無線射頻識別標籤，其中，前述臂係有別於前述微小環路天線而以其他個體所形成，前述微小環路天線的前述環路係具有相當於捲繞1次份的長度，前述臂係具有相當於前述微小環路天線之環路的至少半捲的長度，前述臂與前述微小環路天線的前述環路係在相當於前述捲繞1次份的起點與終點所相連的連接領域中，以直接連接或藉由電磁耦合所為之間接連接的任一者相連接，前述臂係以覆蓋比前述安裝面側更接近於位於電磁波放射方向之前述環路上的前述IC晶片的方式所形成。
7. 如申請專利範圍第6項之無線射頻識別標籤，其中，在前述微小環路天線的前述環路的內側、及前述臂與前述環路之間形成有介電質或磁性體的填充層， 前述安裝面係將前述臂夾持前述填充層而朝與位於前述環路之電磁波放射方向的前述IC晶片為相反側延長所構成。
8. 一種無線射頻識別標籤，其特徵為具備有：包含微小環路天線及與該微小環路天線相連接的IC晶片的無線射頻識別(RFID)標籤本體；用以將前述RFID標籤本體配置在內側的模具；及用以使前述微小環路天線的環路面與安裝金屬面呈實質垂直，而將前述RFID標籤本體安裝在金屬構件的安裝面，前述微小環路天線係作為包含前述IC晶片的至少捲繞1次的環路所形成，前述模具係具有以覆蓋位於電磁波放射方向之前述環路上的前述IC晶片的方式，朝前述環路的捲繞方向延伸而覆蓋前述IC晶片的臂，在前述微小環路天線的前述環路的內側、及前述模具與前述環路之間形成有介電質或磁性體的填充層。
9. 如申請專利範圍第8項之無線射頻識別標籤，其中，當將前述RFID標籤本體的通訊頻率的波長設為λ時，前述微小環路天線之環路直徑或長度為λ/10左右以下，或環路面積為λ² /100以下。
10. 如申請專利範圍第8項之無線射頻識別標籤，其中，前述模具係具有貝構造、折返構造或折返端子構造之任一者的遮蔽構造， 將前述RFID標籤本體配置在該模具之前述臂的內側，對於機械衝擊及電性衝擊予以遮蔽。
11. 如申請專利範圍第8項之無線射頻識別標籤，其中，前述模具的臂係有別於前述微小環路天線而以其他個體所形成，前述微小環路天線的前述環路係具有相當於捲繞1次份的長度，前述模具的臂係至少具有相當於該微小環路天線之環路的半捲的長度，前述模具的臂與前述環路係在相當於前述捲繞1次份的起點與終點所相連的連接領域中，以直接連接或藉由電磁耦合所為之間接連接的任一者相連接，前述模具的臂係以覆蓋比前述安裝面側更接近於位於電磁波放射方向之前述環路上的前述IC晶片的方式所形成。
12. 如申請專利範圍第11項之無線射頻識別標籤，其中，在前述模具上側的同一平面形成有：以由上方覆蓋前述IC晶片的方式朝水平方向具有大約λ_g /4之長度的前述臂；前述臂周圍的U字形間隙；及對於前述金屬構件的安裝孔，在前述臂的正下方，隔著前述填充層內裝有前述標籤本體，前述模具的下側的面構成為前述安裝面。
13. 一種無線射頻識別標籤，其特徵為具備有：包含 形成在基材之上之兼作整合電路的平面狀微小環路天線、及與該微小環路天線相連接的IC晶片的無線射頻識別(RFID)標籤本體；及將前述微小環路天線的環路面與金屬的安裝面形成為直立±30度來保持前述RFID標籤本體的直立保持部，前述微小環路天線之環路直徑或長度在將通訊頻率的波長設為λ時為λ/10左右以下，或環路面積為λ² /100以下。
14. 如申請專利範圍第13項之無線射頻識別標籤，其中，前述RFID標籤係由在金屬板或金屬箔的平面具有微小環路天線及隔著縫隙狀整合電路與其相連接的IC晶片的RFID引入線中的雙極天線的中央部分，切出前述整合電路的領域，形成為包含前述兼作整合電路的平面狀微小環路天線的前述RFID標籤本體，並且將該微小環路天線之未連接有前述IC晶片的邊彎曲成直角±30度而形成為前述直立保持部者。
15. 一種無線射頻識別標籤，其特徵為具有：在IC晶片上，兼作整合電路的微小環路天線以與無線射頻識別(RFID)之邏輯電路相同的半導體一體形成的無線射頻識別(RFID)標籤本體；及以前述IC晶片的環路面以垂直±30度豎立在金屬的安裝面的方式，將前述RFID標籤本體的側面形成為座部的直立保持部，將兼作為前述整合電路的前述微小環路天線集積在前述IC晶片上，藉由前述IC晶片之基材的側面，形成前述 直立保持部，前述微小環路天線之環路直徑或長度在將通訊頻率的波長設為λ時為λ/10左右以下，或環路面積為λ² /100以下。
16. 如申請專利範圍第1項、第8項、第13項或第15項中任一者之無線射頻識別標籤，其中，前述微小環路天線的環路面係以90度±30度的範圍直立在所安裝的金屬面。
17. 如申請專利範圍第1項、第8項、第13項或第15項中任一者之無線射頻識別標籤，其中，RFID標籤係在對安裝金屬面呈直立±30度的狀態下被保持，利用投影在前述金屬面下所形成之影像的微小環路天線，等效形成為2倍環路面積的微小環路天線。
18. 如申請專利範圍第1項、第8項、第13項或第15項中任一者之無線射頻識別標籤，其中，藉由由前述RFID標籤之微小環路天線外側的前述模具略大地將高頻磁通感應在內側之微小環路天線，將前述微小環路天線的實質面積放大至前述模具所包圍的位置而使感度提升。
19. 如申請專利範圍第18項之無線射頻識別標籤，其中，形成為以通訊電磁波之媒質中之1/4波長之長度之單極天線長、1/2波長之雙極天線長或電磁波模式的尺寸構成前述模具，積極地助長電磁波共振，以在非金屬面上或金屬面上均可進行通訊的方式使感度提升的構造。
20. 如申請專利範圍第18項之無線射頻識別標籤，其 中，構成為：若為安裝有前述模具的金屬面上，係以電磁波基本模式進行共振，若為包含自由空間的非金屬物，則進行半波長共振。
21. 如申請專利範圍第1項、第8項、第13項或第15項中任一者之無線射頻識別標籤，其中，將前述RFID標籤，以在與通訊電磁波的波長相比為較長的金屬絲狀金屬棒表面，該RFID標籤的長邊方向與金屬絲呈平行的方式作設置，由在前述金屬棒表面流通高頻電流所產生的干涉波或駐波來放射電磁波，可在所安裝的前述RFID標籤的正上方或遠離正上方的場所進行通訊。
22. 一種外接附接式之無線射頻識別標籤檢測器具，係內置有外接在讀寫器之天線面之雙極天線的無線射頻識別(RFID)標籤的檢測器具，其特徵為：前述RFID標籤係如申請專利範圍第1項、第8項、第13項或第15項中任一者之無線射頻識別標籤，前述RFID標籤係當前述雙極天線由該讀寫器的天線面呈平行地被安裝在0至通訊電磁波之10波長程度、最好為1/4波長的位置，且設置在彼此密集或無法接近前述讀寫器的狹窄部位時，使安裝在前述讀寫器之前述雙極天線的中央部接近，而可進行1對1的通訊。
23. 一種延長式之無線射頻識別標籤檢測器具，係被用在由遠距離檢測如申請專利範圍第1項、第8項、第13 項或第15項中任一者之無線射頻識別標籤之延長式的無線射頻識別(RFID)標籤檢測器具，其特徵為：由：接近前述RFID標籤側的檢測部、接近讀寫器側的再放射部、及將其相連接的傳送部所構成，前述檢測部係以與前述RFID標籤直接進行通訊的作用，由微小環路、單極、雙極或陶瓷天線等任一種類的1個天線所構成，前述傳送部係以將進行通訊的電磁波傳送至另一端的作用，由同軸線、平衡線、帶線、導波管、介電質棒等任一種類的1個天線所構成，前述再放射部係以與附接於此的讀寫器作電磁耦合的作用，由微小環路、單極、雙極、陶瓷、貼片天線或電磁號角等任一種類的1個天線所構成。
24. 一種使用外接檢測器具之無線射頻識別標籤之通訊方法，係使用內置有外接於讀寫器之天線面之雙極天線的檢測器具之無線射頻識別(RFID)標籤之通訊方法，其特徵為：前述RFID標籤係如申請專利範圍第1項、第8項、第13項或第15項中任一者之無線射頻識別標籤，當前述RFID標籤的前述雙極天線由前述讀寫器的天線面呈平行地被安裝在0至通訊電磁波之10波長程度、最好為1/4波長程度的位置，且設置在彼此密集或無法接近前述讀寫器的狹窄部位時，使安裝在前述讀寫器之前述雙極天線的中央部接近， 而進行1對1的通訊。
25. 一種無線射頻識別標籤之通訊方法，係使用無線射頻識別(RFID)標籤之通訊方法，其特徵為：前述RFID標籤係如申請專利範圍第1項、第8項、第13項或第15項中任一者之無線射頻識別標籤，將前述RFID標籤，以在與通訊電磁波的波長相比為較長的金屬絲狀金屬棒表面，該RFID標籤的長邊方向與金屬絲呈平行的方式作設置，由在前述金屬棒表面流通高頻電流所產生的干渉波或駐波來放射電磁波，可在所安裝的前述RFID標籤的正上方或遠離正上方的場所進行通訊。
26. 一種無線射頻識別標籤之通訊方法，係使用無線射頻識別(RFID)標籤之通訊方法，其特徵為：使用如申請專利範圍第22項之檢測器具，將所檢測的RFID標籤以複數個同時進行存取。
27. 一種無線射頻識別標籤之通訊方法，係使用無線射頻識別(RFID)標籤之通訊方法，其特徵為：使用如申請專利範圍第23項之檢測器具，將所檢測的RFID標籤以1個或複數個同時進行存取。