TWI834201B

TWI834201B - 射頻識別標籤以及天線構件

Info

Publication number: TWI834201B
Application number: TW111123391A
Authority: TW
Inventors: 内田淳
Original assignee: 日商日本航空電子工業股份有限公司
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2022-06-23
Publication date: 2024-03-01

Abstract

[課題] 提供一種射頻識別標籤，包括具有各向同性的輻射方向圖的天線，並且旨在降低成本。 [解決手段] 射頻識別標籤10包括基材22、天線部24以及積體電路晶片30。天線部24的裂環諧振部40具有第一部位42以及第二部位44。在第一部位42的第一端部421設置有第一面對部，在第一端部423設置有第一連接部。在第二部位44的第二端部441設置有第二面對部，在第二端部443設置有第二連接部。第一面對部421與第二面對部441彼此分離而面對。阻抗匹配部50的第三端部501在第一面對部421與第一連接部423之間連接於第一部位42，第三端部503在第二面對部441與第二連接部443之間連接於第二部位44。積體電路晶片30與第一連接部423以及第二連接部443連接。

Description

射頻識別標籤以及天線構件

本發明係關於一種射頻識別（Radio Frequency Identification, RFID）標籤以及其使用的天線構件。

射頻識別標籤是可以使用讀寫器以非接觸方式寫入以及讀取訊息的訊息儲存媒體。射頻識別標籤包括用於與讀寫器進行無線通訊的天線。射頻識別標籤的天線需要具有各向同性的輻射方向圖（radiation pattern），以便無論射頻識別標籤的位置以及方向如何，都可以在離射頻識別標籤約數米的狀態下從讀寫器讀取以及寫入。

專利文獻1公開非接觸通訊媒體（射頻識別標籤）的示例。如圖3所示，專利文獻1的非接觸通訊媒體90包括兩個雙極天線92、94以及積體電路晶片96。雙極天線92、94分別具有兩個輻射元件920或940，並且被配置為彼此正交。積體電路晶片96配置在雙極天線92、94的交點。藉由這種構成，雙極天線92、94的組合輻射方向圖大致上具有各向同性。 [先前技術文獻]

[專利文獻] 日本專利特開2012-95226號公報。

[發明所欲解決之問題]

在專利文獻1的非接觸通訊媒體90中，積體電路晶片96連接於兩個雙極天線92、94。這樣連接於複數個天線的積體電路晶片96比連接於單個天線的積體電路晶片更昂貴。因此，專利文獻1的非接觸通訊媒體90具有高成本這樣的問題點。

本發明的目的在於提供一種包括具有各向同性輻射方向圖的天線並且能夠實現成本降低的射頻識別標籤。

又，本發明的另一個目的是提供一種天線構件，此天線構件包括具有各向同性的輻射方向圖的天線，其能夠降低射頻識別標籤的成本。 [解決問題之手段]

本發明提供一種射頻識別標籤作為第一射頻識別標籤，係為包括絕緣的基材、構成在前述基材上的天線部、以及積體電路晶片的射頻識別標籤，前述天線部具有裂環諧振部以及阻抗匹配部，前述裂環諧振部具有第一部位以及第二部位，前述第一部位具有兩個第一端部，在前述第一端部的一個設置有第一面對部，並且在前述第一端部的另一個設置有第一連接部，前述第二部位具有兩個第二端部，在前述第二端部的一個設置有第二面對部，並且在前述第二端部的另一個設置有第二連接部，前述第一面對部與前述第二面對部彼此分離而面對，前述阻抗匹配部具有兩個第三端部，前述第三端部的一個在前述第一面對部與前述第一連接部之間連接於前述第一部位，前述第三端部的另一個在前述第二面對部與前述第二連接部之間連接於前述第二部位，前述積體電路晶片與前述第一連接部以及前述第二連接部連接。

又，本發明提供一種射頻識別標籤，係為作為第二射頻識別標籤的第一射頻識別標籤，前述裂環諧振部具有沿第一水平方向延伸的兩個邊、以及沿與前述第一水平方向正交的第二水平方向延伸的兩個邊。

又，本發明提供一種射頻識別標籤，係為作為第三射頻識別標籤的第二射頻識別標籤，前述第一部位以及前述第二部位的寬度的任一者都大於前述阻抗匹配部的寬度。

又，本發明提供一種射頻識別標籤，係為作為第四射頻識別標籤的第二或第三射頻識別標籤，前述第一連接部以及前述第二連接部位於沿前述第一水平方向延伸的邊上，前述第一連接部以及前述第二連接部在前述第二水平方向的尺寸大於前述積體電路晶片在前述第二水平方向的尺寸。

又，本發明提供一種射頻識別標籤，係為作為第五射頻識別標籤的第一射頻識別標籤至第四射頻識別標籤中之任一個，前述天線部為單層構成。

此外，本發明提供一種天線構件，係為作為第一天線構件的用於射頻識別標籤的天線構件，前述射頻識別標籤包括絕緣的基材以及構成在前述基材上的天線部，前述天線部具有裂環諧振部以及阻抗匹配部，前述裂環諧振部具有第一部位以及第二部位，前述第一部位具有兩個第一端部，在前述第一端部的一個設置有第一面對部，並且在前述第一端部的另一個設置有第一連接部，前述第二部位具有兩個第二端部，在前述第二端部的一個設置有第二面對部，並且在前述第二端部的另一個設置有第二連接部，前述第一面對部與前述第二面對部彼此分離而面對，前述阻抗匹配部具有兩個第三端部，前述第三端部的一個在前述第一面對部與前述第一連接部之間連接於前述第一部位，前述第三端部的另一個在前述第二面對部與前述第二連接部之間連接於前述第二部位，前述第一連接部與前述第二連接部彼此鄰近分離地配置。 [發明效果]

本發明的射頻識別標籤包括具有裂環諧振部以及阻抗匹配部的天線部。此天線部的輻射方向圖具有與由彼此正交配置的兩個雙極天線實現的輻射方向圖相同的各向同性。即，本發明的射頻識別標籤可以以單個天線實現各向同性的輻射方向圖。因此，本發明的射頻識別標籤可以使用價格低廉的積體電路晶片，並且可以實現成本降低。

又，因為本發明的天線構件的天線部可以以單個天線實現各向同性的輻射方向圖，所以能夠使用價格低廉的積體電路晶片並且提供價格低廉的射頻識別標籤。

（第一實施方式）參考圖1，根據本發明第一實施方式的射頻識別標籤10包括天線構件20以及積體電路（integrated circuit, IC）晶片30。天線構件20包括基材22以及構成在基材22上的天線部24。基材22由絕緣材料構成。基材22例如可以是絕緣膜。天線部24具有裂環諧振部40以及阻抗匹配部50。天線部24由導體構成，例如鋁膜或導電墨水。在本實施方式中，天線部24為由單層導體層構成的單層構成。然而，本發明不限於此。天線部24可以是由複數個導電層構成的多層構成。

如圖1所示，裂環諧振部40具有第一部位42以及第二部位44。第一部位42以及第二部位44被形成以及配置成使得裂環諧振部40的外形大致為矩形。由此，裂環諧振部40具有在第一水平方向延伸的兩個邊401、405以及在與第一水平方向正交的第二水平方向延伸的兩個邊403、407。在本實施例中，第一水平方向為X方向，第二水平方向為Y方向。以下，為了便於說明，將裂環諧振部40的四個邊401、403、405、407順時針地稱為第一邊401、第二邊403、第三邊405、以及第四邊407。

如圖1所示，第一部位42具有兩個第一端部421、423，第二部位44具有兩個第二端部441、443。在本實施例中，第一部位42與第二部位44具有彼此線對稱的形狀，並且配置成彼此鏡像。然而，本發明不限於此。第一部位42以及第二部位44可以被構成並且配置作為裂環諧振器而發揮作用，並且可以不具有彼此線對稱的形狀。

如圖1所示，第一端部421、423中的一個與第二端部441、443中的一個彼此分離而面對。換言之，在第一端部421、423中的一個設置有第一面對部（421），並且在第二端部441、443中的一個設置有第二面對部（441）。在本實施方法中，在第一端部421設置有第一面對部421，在第二端部441設置有第二面對部441。然後，第一面對部421與第二面對部441彼此分離而面對以構成電容器。

如圖1所示，第一端部421、423中的另一個與第二端部441、443中的另一個配置為彼此分離而靠近。然後，積體電路晶片30連接於第一端部421、423中的另一個以及第二端部441、443中的另一個。換言之，在第一端部421、423中的另一個設置有第一連接部（423），在第二端部441、443中的另一個設置有第二連接部（443）。在本實施方法中，在第一端部423設置有第一連接部423，在第二端部443設置有第二連接部443。然後，積體電路晶片30與第一連接部423以及第二連接部443連接。

如圖1所示，阻抗匹配部50連接於裂環諧振部40的第一部位42以及第二部位44。具體而言，阻抗匹配部50具有兩個第三端部501、503。第三端部501、503中的一個在第一面對部421與第一連接部423之間連接於第一部位42。又，第三端部501、503中的另一個在第二面對部441與第二連接部443之間連接於第二部位44。在本實施方法中，第三端部501在裂環諧振部40的第二邊403上連接於第一部位42。又，第三端部503在裂環諧振部40的第四邊407上連接於第二部位44。然而，本發明不限於此。阻抗匹配部50只要與裂環諧振部40的第一部位42以及第二部位44連接即可，其連接位置以及其形狀沒有特別限定。例如，阻抗匹配部50的第三端部501、503可以在裂環諧振部40的第三邊405上分別連接於第一部位42以及第二部位44。在這種情況下，阻抗匹配部50的形狀可以是具角度的C形。又，其形狀可以形成為部分寬度較大部，使得第三端部501、503分別到達裂環諧振部40的第二邊403以及第四邊407。此外，阻抗匹配部50的連接位置以及形狀可以對應需要的阻抗特性而任意設定。

從圖1可以理解，第一部位42以及第二部位44的寬度任一個都大於阻抗匹配部50的寬度。這裡，「寬度」是第一部位42、第二部位44以及阻抗匹配部50中的每一個中在與延伸方向正交的方向的各部分的尺寸。在本實施方法中，第一部位42具有四個寬度W _1-1至W _1-4。第二部位44也具有四個寬度W _2-1至W _2-4。阻抗匹配部50具有單一寬度W ₃（＜W _1-1至W _1-4、W _2-1至W _2-4）。然而，本發明不限於此。第一部位42以及第二部位44中的每一個可以具有單一寬度。或者，第一部位42以及第二部位44中的每一個可以具有兩個寬度，第一端部421及其周邊的寬度較寬，而此之外的部分的寬度較窄。又，阻抗匹配部50可以具有彼此不同的複數個寬度。

從圖1可以理解，積體電路晶片30搭載於基材22的表面上，並且與第一連接部423以及第二連接部443連接。在本實施方法中，第一連接部423以及第二連接部443位於沿第一水平方向延伸的第三邊405上。然後，第一連接部423以及第二連接部443在第二水平方向（Y方向）上的尺寸（等同於寬度W _1-4以及W _2-4），任一個都大於積體電路晶片30在第二水平方向上的尺寸Wc（Wc＜W _1-4, W _2-4）。

如圖1所示，本實施方式的積體電路晶片30在第二水平方向上位於第一連接部423以及第二連接部443的中央。然而，本發明不限於此。積體電路晶片30可以在更靠近裂環諧振部40的內側或外側的位置處連接於第一連接部423以及第二連接部443。

在本實施方式的射頻識別標籤10中，天線部24能夠單獨地實現各向同性的輻射方向圖。因此，可以使用價格低廉的積體電路晶片作為射頻識別標籤10的積體電路晶片30。

（第二實施方法）參考圖2，根據本發明第二實施方法的射頻識別標籤10A具有與第一實施方式的射頻識別標籤10的裂環諧振部40的第一部位42及第二部位44具有不同的形狀的第一部位42A以及第二部位44A。因為關於這之外的構成要件與射頻識別標籤10的構成要件相同或相似，所以以相同的參考符號標記，並且省略對其的說明。

如圖2所示，裂環諧振部40的第一部位42A以及第二部位44A形成並且配置成使得裂環諧振部40的外形大致為矩形。第一部位42A的第一端部421以及第二部位44A的第二端部441位於裂環諧振部40的第一邊401上。又，第一部位42A的第一端部423以及第二部位44A的第二端部443位於裂環諧振部40的第四邊407上。

如圖2所示，阻抗匹配部50連接於裂環諧振部40的第一部位42A以及第二部位44A。阻抗匹配部50的第三端部501在第一面對部421與第一連接部423之間連接於第一部位42A。又，第三端部503在第二面對部441與第二連接部443之間連接於第二部位44A。在本實施方式中，第三端部501在裂環諧振部40的第三邊405上連接於第一部位42A，第三端部503在裂環諧振部40的第一邊401上連接於第二部位44A。然而，本發明不限於此。阻抗匹配部50只要與裂環諧振部40的第一部位42A以及第二部位44A連接即可，其連接位置以及其形狀沒有特別限定。例如，阻抗匹配部50的第三端部501、503可以在裂環諧振部40的第四邊407上分別連接於第一部位42A以及第二部位44A。在這種情況下，阻抗匹配部50的形狀可以是具角度的C形。又，其形狀可以形成為部分寬度較大部，使得第三端部501、503分別到達裂環諧振部40的第三邊405以及第一邊401。

從圖2可以理解，在本實施方法中，第一部位42A以及第二部位44A的寬度，任一個也都大於阻抗匹配部50的寬度。又，第一連接部423以及第二連接部443在第一水平方向（X方向）上的尺寸，任一個都大於積體電路晶片30在第一水平方向上的尺寸。

即使在本實施方式的射頻識別標籤10A中，天線部24也能夠單獨地實現各向同性的輻射方向圖。因此，可以使用價格低廉的積體電路晶片作為射頻識別標籤10A的積體電路晶片30。

以上，雖然揭露實施方式而說明關於本發明，但本發明並不限定於上述實施方式，在不脫離本發明的主旨的範圍內能夠進行各種變形、變更。例如，在天線部24中，各部分的寬度、第一面對部421以及第二面對部441的位置、第一連接部423以及第二連接部443的位置可以對應需要的天線特性而任意設定。

10,10A:射頻識別標籤 20:天線構件 22:基材 24:天線部 30,96:積體電路晶片 40:裂環諧振部 42,42A:第一部位 44,44A:第二部位 50:阻抗匹配部 90:非接觸通訊媒體 92,94:雙極天線 401:邊/第一邊 403:邊/第二邊 405:邊/第三邊 407:邊/第四邊 421,423:第一端部 441:第二面對部 443:第二連接部 501,503:第三端部 920,940:輻射元件 W _1-1,W _1-2,W _1-3,W _1-4,W _2-1,W _2-2,W _2-3,W _2-4,W ₃:寬度

圖1是表示根據本發明的第一實施方式的射頻識別標籤的概略構成的俯視圖。圖2是表示根據本發明的第二實施方式的射頻識別標籤的概略構成的俯視圖。圖3是表示專利文獻1中記載的非接觸通訊媒體的概略構成的俯視圖。

10:射頻識別標籤

20:天線構件

22:基材

24:天線部

30:積體電路晶片

40:裂環諧振部

42:第一部位

44:第二部位

50:阻抗匹配部

401:邊/第一邊

403:邊/第二邊

405:邊/第三邊

407:邊/第四邊

421,423:第一端部

441:第二面對部

443:第二連接部

501,503:第三端部

W_1-1,W_1-2,W_1-3,W_1-4,W_2-1,W_2-2,W_2-3,W_2-4,W₃:寬度

Claims

一種射頻識別標籤，係為包括絕緣的基材、構成在前述基材上的天線部、以及積體電路晶片的射頻識別標籤；其中：前述天線部具有裂環諧振部以及阻抗匹配部，前述裂環諧振部具有第一部位以及第二部位，前述第一部位具有兩個第一端部，在前述第一端部的一個設置有第一面對部，並且在前述第一端部的另一個設置有第一連接部，前述第二部位具有兩個第二端部，在前述第二端部的一個設置有第二面對部，並且在前述第二端部的另一個設置有第二連接部，前述第一面對部與前述第二面對部彼此分離而面對，前述阻抗匹配部具有兩個第三端部，前述第三端部的一個在前述第一面對部與前述第一連接部之間連接於前述第一部位，前述第三端部的另一個在前述第二面對部與前述第二連接部之間連接於前述第二部位，前述積體電路晶片與前述第一連接部以及前述第二連接部連接。
如請求項1所述的射頻識別標籤，其中前述裂環諧振部具有沿第一水平方向延伸的兩個邊、以及沿與前述第一水平方向正交的第二水平方向延伸的兩個邊。
如請求項2所述的射頻識別標籤，其中前述第一部位以及前述第二部位的寬度的任一者都大於前述阻抗匹配部的寬度。
如請求項2所述的射頻識別標籤，其中前述第一連接部以及前述第二連接部位於沿前述第一水平方向延伸的邊上，前述第一連接部以及前述第二連接部在前述第二水平方向的尺寸大於前述積體電路晶片在前述第二水平方向的尺寸。
如請求項1所述的射頻識別標籤，其中前述天線部為單層構成。
一種天線構件，係為用於射頻識別標籤的天線構件，前述射頻識別標籤包括絕緣的基材以及構成在前述基材上的天線部；其中：前述天線部具有裂環諧振部以及阻抗匹配部，前述裂環諧振部具有第一部位以及第二部位，前述第一部位具有兩個第一端部，在前述第一端部的一個設置有第一面對部，並且在前述第一端部的另一個設置有第一連接部，前述第二部位具有兩個第二端部，在前述第二端部的一個設置有第二面對部，並且在前述第二端部的另一個設置有第二連接部，前述第一面對部與前述第二面對部彼此分離而面對，前述阻抗匹配部具有兩個第三端部，前述第三端部的一個在前述第一面對部與前述第一連接部之間連接於前述第一部位，前述第三端部的另一個在前述第二面對部與前述第二連接部之間連接於前述第二部位，前述第一連接部與前述第二連接部彼此鄰近分離地配置。