説明

ICタグ及びその製造方法

【課題】RFIDタグを重ね合わせても、電波の干渉による読取不良を発生せず、重ね合わせるRFIDタグの間にスペーサが不要となる、RFIDタグを提供することである。
【解決手段】RFIDタグ1を、ICチップ10が搭載される金属膜層11aで形成される第1のアンテナと、ICチップ10が搭載されない金属膜層12aで形成される、少なくとも1つの第2のアンテナとから構成する。金属膜層11aはベース11b上に形成し、金属膜層12aはベース12b上に形成し、金属膜層11aの端部と金属膜層12aの端部とが重なり部分1cを有して重なり合って、第1のアンテナと第2のアンテナとが静電容量結合される構造とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線波により作動するICチップを有するICタグ、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、RFID(Radio Frequency Identification)タグを物品、ICカードなどに添付して物品の情報管理などに使用する形で、RFIDタグが広く利用されている。このようなRFIDタグはICチップとアンテナとによって構成されていて、ICチップに記憶されているID(Identification:識別情報)などの情報をアンテナにより無線でリーダライタと通信することができるので、リーダライタによってICチップに記憶されている情報を非接触で読み取ったり、逆にICチップに書き込んだりすることが可能である。
【0003】
そして、複数の物品にそれぞれ固有の情報を書き込んだRFIDタグを貼り付け、製造工程や搬送において、リーダライタによって情報を読み取ったり書き込んだりして、各工程における物品の情報を管理することが広く実施されている。前記のリーダライタは、交信エリア内にあるRFIDタグのICチップに記憶されている情報を一括して読み取ることができるようになっていて、作業の効率化に効果がある。
【0004】
ここで、例えば複数の封筒をRFIDタグによって管理する場合、RFIDタグは各封筒の略同じ位置に貼り付けられるため、複数の封筒を重ねるとRFIDタグも近接に重なり合うことになる。そして、RFIDタグが近接に重なり合うと、各RFIDタグのアンテナのインピーダンスが変化し、各RFIDタグから発信される電波が干渉してしまい、RFIDタグに記憶された情報をリーダライタが正しく読み取れないという問題がある。
【0005】
そこで、前記の問題を解決すべく、従来、重なり合うRFIDタグの間に、各RFIDタグから発信される電波が干渉しないことを保障する間隔以上の厚みを有するスペーサを介在させる技術が開示されている(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2005−001692号公報(段落0016〜0019、図1、図2)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1で開示された技術によると、RFIDタグを重ね合わせた際の電波の干渉を防止するために、重なり合うRFIDタグの間には必ずスペーサが介在することになり、例えばRFIDタグを貼り付けた複数の封筒を重ねると、スペーサの厚みによって重ねた封筒の束が厚くなってしまうという問題がある。
【0008】
そこで本発明は、ICタグを重ね合わせた際の電波の干渉を防止または低減できる、ICタグを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するため、本発明は、RFIDタグを第1のアンテナと第2のアンテナとで構成して、第1のアンテナと第2のアンテナとの端部同士を静電容量結合する構造とした。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、ICタグを重ね合わせた際の電波の干渉を防止または低減できる、ICタグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】(a)は、第1の実施形態にかかるRFIDタグを組み立てた態様を示す図、(b)は、第1の実施形態にかかるRFIDタグを分解した態様を示す図である。
【図2】(a)は、ICチップを信号入出力電極側から見た概略図、(b)は、金属膜層のスリットとICチップの信号入出力電極との位置関係を示す図、(c)は、金属膜層にICチップを搭載した態様を示す図である。
【図3】(a)は、金属膜層のT字型スリットとICチップの信号入出力電極との位置関係を示す図、(b)は、金属膜層にICチップを搭載した態様を示す図である。
【図4】(a)は、帯状のベースに金属膜層を形成する態様を示し、(b)は、ベースを折り曲げて、第2の実施形態にかかるRFIDタグを形成する態様を示し、(c)は、第2の実施形態にかかるRFIDタグの別の形態を示す。
【図5】(a)は、第3の実施形態にかかるRFIDタグの側面図、(b)は、第3の実施形態にかかるRFIDタグを表面側から見た図、(c)は、第3の実施形態にかかるRFIDタグを裏面側から見た図である。
【図6】(a)は、参考例にかかるRFIDタグの平面図、(b)は、参考例にかかる別形態のRFIDタグの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を用いて詳細に説明する。
【0013】
《第1の実施形態》
図1は、第1の実施形態にかかるRFIDタグを示す図であって、(a)は、第1の実施形態にかかるRFIDタグを組み立てた態様を示す図、(b)は、第1の実施形態にかかるRFIDタグを分解した態様を示す図である。
【0014】
図1に示すように、第1の実施形態にかかるRFIDタグ(ICタグ)1は、主アンテナとしてのアンテナ(第1のアンテナ)11にICチップ10が搭載されたインレット1aと、補助アンテナとしての2つの導体片(第2のアンテナ)1b、1bと、で構成される。
【0015】
アンテナ11は、絶縁体であるPET(Polyethylene Terephthalate)やPEN(Polyethylene Naphtahalate)などの樹脂からなる、例えば略長方形状のベース11b上に、Au、Alなどの金属を数マイクロメートル(μm)程度の厚さで、スパッタリングによる蒸着などの方法で形成した金属膜層11aであり、スリット11cが設けられている。なお、金属膜層11aの形成方法は、蒸着に限定されるものではなく、例えばAu、Alなどの金属ペーストをインクジェットプリンタで印刷して形成してもよい。スリット11cは、金属膜層11aの形成の際や、形成後に設けることができる。
【0016】
また、ベース11bは、前記の樹脂に限らず、絶縁体であれば、紙、ゴム、ガラス等であってもよい。この場合は、Au、Alなどの金属ペーストをインクジェットプリンタ等で印刷する、Au、Alなどの金属箔を貼り付ける、など適宜な方法で金属膜層11aを形成すればよい。
【0017】
図2は、金属膜層にICチップを搭載する態様を示す図であって、(a)は、ICチップを信号入出力電極側から見た概略図、(b)は、金属膜層のスリットとICチップの信号入出力電極との位置関係を示す図、(c)は、金属膜層にICチップを搭載した態様を示す図である。
【0018】
金属膜層11aに設けられるスリット11cは、図2の(b)に示すように略L字型をしていて、スリット11cを跨ぐようにしてスリット11cのL字型のコーナ部の金属膜層11a上の仮想線で示した10a´、10b´の位置に、ICチップ10のアンテナへの給電用の端子である信号入出力電極10a、10b(図2の(a)参照)が対応するように、つまり図2の(c)に示すようにICチップ10を搭載する。
【0019】
ICチップ10の信号入出力電極10a、10bは、例えばAu製のパッドで構成されており、例えば超音波接合や金属共晶接合により金属膜層11aと信号入出力電極10a、10bとを接合する。また、信号入出力電極10a、10bと金属膜層11aとを異方性導電膜を介して接続してもよい。
【0020】
スリット11cは、金属膜層11aの成膜時にマスキングにより平面形状が略L字型の溝を形成するように作られる。スリット11cの幅方向の、図2の(b)にA−Aで示される間は、このスリット11cにより電気的接続はなくなる。スリット11cのL字型の一端は、金属膜層11aの幅方向に沿って形成され、金属膜層11aの端部に達する。スリット11cの他端は、金属膜層11aの長さ方向に沿って形成され、所定の長さで金属膜層11aの中で閉じている。
【0021】
前記のように、ICチップ10の信号入出力電極10a、10bを、スリット11cを跨いだ両側に位置する金属膜層11aの領域にそれぞれ電気的接続する。これにより、スリット11cを設けることによってできたスタブ11d(図2の(b)参照)の部分を、アンテナとなる金属膜層11a(スタブ11d以外)の他の部分と、ICチップ10と、の間に直列に接続することになり、スタブ11dの部分が直列に接続したインダクタ成分として働く。このインダクタ成分により、ICチップ10内のキャパシティブ成分を相殺し、金属膜層11aとICチップ10のインピーダンス整合を取ることができる。つまり、ICチップ10は充分な面積の金属膜層11aをアンテナとすることができる。そして、ICチップ10のインピーダンスと金属膜層11aによって形成されたアンテナ11のインピーダンスをマッチングさせることができる。このようなスリット11cをインピーダンスマッチング回路と称する。
なお、ICチップ10とアンテナとなる金属膜層11aとのインピーダンスマッチングの程度は、スリット11cのL字型のコーナまでの各長さによって決まるスタブ11dの面積により決定される。
【0022】
なお、ICチップ10を金属膜層11aの表面に搭載するのに、ICチップ10の信号入出力電極10a、10bのパッド面またはその部分に対応する金属膜層11aに異方性導電膜を塗布してから金属膜層11aの表面に貼り付けるようにしてもよい。
【0023】
また、インピーダンスマッチング回路を構成するスリットの平面形状は、L字型に限定されるものではなく、例えばT字型であってもよい。図3は、金属膜層にT字型スリットを設けてICチップを搭載する態様を示す図であって、(a)は、金属膜層のT字型スリットとICチップの信号入出力電極との位置関係を示す図、(b)は、金属膜層にICチップを搭載した態様を示す図である。
【0024】
図3の(a)に示すように、金属膜層11aにT字型スリット11eを設ける。この場合、T字型の縦棒部分は、金属膜層11aの幅方向に沿って形成され、金属膜層11aの端部に達する。また、T字型スリット11eの横棒部分は、金属膜層11aの長さ方向に沿って形成され、所定の長さで金属膜層11aの中で閉じている。その結果、スタブ11f、11gが形成される。
【0025】
そのT字型スリット11eを跨ぐようにしてT字型スリット11eのT字型のコーナ部の金属膜層11a上の仮想線で示した10a´、10b´の位置に、ICチップ10のアンテナへの給電用の端子である信号入出力電極10a、10bがそれぞれスタブ11fおよびスタブ11gと対応するように、つまり図3の(b)に示すようにICチップ10を搭載する。
【0026】
以上のように、アンテナ11を形成する金属膜層11aにICチップ10が搭載されて、インレット1a(図1の(a)参照)が形成される。
【0027】
図1の(a)に戻って、導体片1bは、絶縁体であるPETやPENなどの樹脂からなる、例えば略長方形状のベース12b上に、Au、Alなどの金属を数マイクロメートル(μm)程度の厚さでスパッタリングによる蒸着などの方法で、金属膜層12aを形成したものである。なお、金属膜層12aの形成方法は、蒸着に限定されるものではなく、例えばAu、Alなどの金属ペーストをインクジェットプリンタで印刷して形成してもよい。
【0028】
また、ベース12bは、前記の樹脂に限らず、絶縁体であれば、紙、ゴム、ガラス等であってもよい。この場合は、Au、Alなどの金属ペーストをインクジェットプリンタ等で印刷する、Au、Alなどの金属箔を貼り付ける、など適宜な方法で金属膜層12aを形成すればよい。
【0029】
そして、RFIDタグ1は、1つのインレット1aの両端に2つの導体片1b、1bを接合して構成される。図1の(b)に示すように、導体片1bは、金属膜層12a側の一端に、インレット1aとの接合部12cを有する。そして、図1の(a)に示すように、2つの導体片1b、1bのそれぞれの接合部12cに、インレット1aのベース11b側の長さ方向の端部を、インレット1aの金属膜層と2つの導体片1b、1bの金属膜層とが重なり合う、重なり部分1cを有するように接合して、RFIDタグ1を構成する。なお、インレット1aと導体片1b、1bとは、例えば樹脂または粘着材を用いて接合すればよい。
【0030】
ここで、第1の実施形態において、スリット11cの、金属膜層11aの長さ方向に沿って形成される部分の長さを3.5mmとしたとき、インレット1aの長さは、情報の送受信に用いられる電波の波長λの1/4〜1/6で最も効率よく動作することがわかった。第1の実施形態においては、情報の送受信に用いられる電波の周波数を2.45GHzとして、インレット1aの長さを25mmとした。また、周波数が2.45GHzの電波を使用した場合、RFIDタグ1の全長は、40mmとすることが、最も効率よく動作することがわかった。
【0031】
さらに、2.45GHzの電波を使用した場合、図1の(b)における、接合部12cの導体片1bの端部からの長さ(以下、接合長と称する)は、3mm〜10mmが最良であることがわかった。そこで、第1の実施形態においては、接合長を約7mmとした。そして、導体片1bの長さを15mmとした。なお、接合長は、接合部12cがスリット11cと重ならないように設定する。
【0032】
以上のように、第1の実施形態として、インレット1aの長さを25mm、導体片1b、1bの長さをそれぞれ15mm、接合長をそれぞれ約7mmとして、全長40mmのRFIDタグ1を構成する。そして、このように構成されたRFIDタグ1は、実用上の問題がなく、RFIDタグ1を重ね合わせても、電波が干渉しないことを実験によって検証した。なお、前記の具体的な数値は一例であって、情報の送受信に用いられる電波の波長、アンテナ11に設けられるスリット11cの形状、ベース11b、12bの素材等によって変化するため、適宜設定すればよい。
【0033】
このように第1の実施形態にかかるRFIDタグ1は、第1のアンテナ(主アンテナ)たるアンテナ11を有するインレット1aと第2のアンテナ(補助アンテナ)たる導体片1b、1bとから構成される。さらに、インレット1aにおけるアンテナ11の金属膜層11aと導体片1b、1bの金属膜層12aとが、絶縁体であるベース11bを挟んで重なり合う部分を有して接合することで、アンテナ11と導体片1b、1bとは静電容量結合される。
【0034】
そして、このように構成されるRFIDタグ1に他のRFIDタグ1を重ね合わせると、各RFIDタグ1の導体片1b、1bが、他のRFIDタグ1の第1のアンテナたるアンテナ11の補助アンテナとして作用するため、各RFIDタグ1のアンテナ11のインピーダンスは大きく変化しない。
【0035】
したがって、第1の実施形態にかかるRFIDタグ1を重ね合わせても、各RFIDタグ1が発する電波が干渉しにくく、図示しないリーダライタによる読取不良を発生しにくい、という優れた効果を奏する。さらに、第1の実施形態にかかるRFIDタグ1においては、重ね合わせるRFIDタグ1の間にスペーサも不要であるため、例えばRFIDタグ1を封筒に貼り付けて封筒を重ね合わせても、重ね合わせた封筒の束が厚くなりにくいという優れた効果を奏する。
【0036】
《第2の実施形態》
図4は、第2の実施形態にかかるRFIDタグの構造を示す図である。図4の(a)は、帯状のベースに金属膜層を形成する態様を示し、(b)は、帯状のベースを折り曲げて、第2の実施形態にかかるRFIDタグを形成する態様を示し、(c)は第2の実施形態の別の形態を示す。
【0037】
第2の実施形態においては、図4の(a)に示すように、絶縁体であるPETやPENなどの樹脂からなる帯状のベース20上に、Au、Alなどの金属を数マイクロメートル(μm)程度の厚さでスパッタリングによる蒸着などの方法で、2つの金属膜層(第2のアンテナ)20b、20bを、間隔をあけて長手方向に並べて形成し、さらに、2つの金属膜層20b、20bの間に1つの金属膜層20aを形成する。なお、金属膜層20b、20a、20bの形成方法は、蒸着に限定されるものではなく、例えばAu、Alなどの金属ペーストをインクジェットプリンタで印刷して形成してもよい。
【0038】
そして、金属膜層20aは、第1の実施形態における金属膜層11a(図2の(b)参照)と同様にスリット20cを設けて、主アンテナとしてのアンテナ(第1のアンテナ)20dを形成する。さらに、金属膜層20aには、図2の(c)に示すRFIDタグ1における金属膜層11aと同様に、ICチップ10が搭載される。
【0039】
また、第1の実施形態と同様に、ベース20は、前記の樹脂に限らず、絶縁体であれば、紙、ゴム、ガラス等であってもよい。この場合は、Au、Alなどの金属ペーストをインクジェットプリンタ等で印刷する、Au、Alなどの金属箔を貼り付ける、など適宜な方法で金属膜層20b、20a、20bを形成すればよい。
【0040】
また、金属膜層20aにおいては、図2の(b)に示す第1の実施形態における金属膜層11aと同様に、L字型のスリット20cが設けられるが、スリット20cは、第1の実施形態と同様に、L字型に限定されるものではなく、例えば図3の(a)に示すようにT字型であってもよい。
【0041】
以上のように、3つの金属膜層20b、20a、20bが形成されたベース20を、金属膜層20aと金属膜層20bとの間で、金属膜層20b、20bを金属膜層20a側に折り込んで、さらに、金属膜層20b、20bがそれぞれ金属膜層20aの外側にくるようにベース20を折り返して、金属膜層20aと金属膜層20bとが重なり合う部分である、重なり部分20eを設けるように、図4の(b)に示すように折り曲げてRFIDタグ2を構成する。このとき、重なり部分20eにおいてベース20同士が接する部分と、ベース20が金属膜層20bに接する部分は、樹脂または粘着材で接合すればよい。なお、第2の実施形態において、ベース20は折り返し可能な部材(可撓性のある部材。例えば、薄い膜からなるフィルム状の部材)であることが好ましい。なお、ベース20をガラスで構成した場合は、例えば加熱することで折り返すことが可能である。
【0042】
図4の(b)に示すRFIDタグ2においては、ベース20に金属膜層20bが形成されている部分が、RFIDタグ1の導体片1b(図1の(a)参照)に相当し、ベース20に金属膜層20aが形成されている部分が、RFIDタグ1のインレット1a(図1の(a)参照)に相当する。
【0043】
ここで、第1の実施形態と同様に、情報の送受信に用いられる電波の周波数を2.45GHzとして、金属膜層20aの長さは、RFIDタグ1のインレット1a(図1の(a)参照)の長さに相当する25mmとし、金属膜層20b、20bの長さは、それぞれRFIDタグ1の導体片1b(図1の(a)参照)の長さに相当する15mmとした。
【0044】
さらに、図4の(b)に示すRFIDタグ2の全長は、RFIDタグ1(図1参照)と同様に40mmとした。
【0045】
また、重なり部分20eは、RFIDタグ1における接合部12c(図1の(b)参照)の接合長に相当するため、重なり部分20eの長さは、RFIDタグ1における接合部12c(図1の(b)参照)の接合長と同等の約7mmとした。なお、重なり部分20eの長さは、重なり部分20eがスリット20cと重ならないように設定する。以上のことから、帯状のベース20に金属膜層20b、20a、20bを形成するときに、金属膜層20aと金属膜層20bとの間隔は、約7mmとする。
【0046】
以上のように、第2の実施形態として、金属膜層20aの長さを25mm、金属膜層20bの長さを15mm、重なり部分20eの長さを約7mmとして、全長40mmのRFIDタグ2を構成する。そして、このように構成されたRFIDタグ2は、実用上の問題がなく、RFIDタグ2を重ね合わせても、電波が干渉しないことを実験によって検証した。なお、前記の具体的な数値は一例であって、情報の送受信に用いられる電波の波長、金属膜層20aに設けられるスリット20cの形状、ベース20の素材等によって変化するため、適宜設定すればよいことは、第1の実施形態と同様である。
【0047】
このように第2の実施形態にかかるRFIDタグ2は、第1のアンテナたるアンテナ20dを形成する金属膜層20aと、第2のアンテナたる金属膜層20b、20bとから構成される。さらに、金属膜層20aと金属膜層20b、20bとが、絶縁体であるベース20を挟んで重なり合うため、アンテナ20dと金属膜層20b、20bとは静電容量結合される。
【0048】
そして、このように構成されるRFIDタグ2に他のRFIDタグ2を重ね合わせると、各RFIDタグ2の金属膜層20b、20bが、他のRFIDタグ2の第1のアンテナたるアンテナ20dの補助アンテナとして作用するため、各RFIDタグ2のアンテナ20dのインピーダンスは大きく変化しない。
【0049】
したがって、第2の実施形態にかかるRFIDタグ2を重ね合わせても、各RFIDタグ2が発する電波が干渉しにくく、図示しないリーダライタによる読取不良を発生しにくい、という第1の実施形態と同等の効果を奏する。さらに、第2の実施形態にかかるRFIDタグ2においても、重ね合わせるRFIDタグ2の間にスペーサが不要であるため、例えばRFIDタグ2を封筒に貼り付けて封筒を重ね合わせても、重ね合わせた封筒の束が厚くなりにくい、という第1の実施形態と同等の効果を奏する。
【0050】
また、帯状のベース20に連続して金属膜層20b、20a、20bを形成することができ、さらにベース20を折り曲げるだけでRFIDタグ2を構成することができるため、第1の実施形態より少ない工数でRFIDタグ2を構成できるという優れた効果を奏する。なお、第2の実施形態は、図4の(c)に示すように、第2のアンテナが、ICチップ10が搭載される側にくるようにベース20を折り返す、RFIDタグ2aのような形態であっても、同等の効果を奏する。
【0051】
《第3の実施形態》
図5は、第3の実施形態にかかるRFIDタグの構造を示す図である。図5の(a)は、第3の実施形態にかかるRFIDタグの側面図、(b)は、第3の実施形態にかかるRFIDタグを表面側から見た図、(c)は、第3の実施形態にかかるRFIDタグを裏面側から見た図である。
【0052】
第3の実施形態においては、図5の(b)に示すように、絶縁体であるPETやPENなどの樹脂からなる、帯状のベース30の一方の面(以下、表面と称する)Sに、Au、Alなどの金属を数マイクロメートル(μm)程度の厚さでスパッタリングによる蒸着などの方法で、金属膜層30aを形成する。さらに、図5の(c)に示すように、前記のベース30を挟んだ他方の面(以下、裏面と称する)Rに、Au、Alなどの金属を数マイクロメートル(μm)程度の厚さでスパッタリングによる蒸着などの方法で、2つの金属膜層30b、30bを、ベース30の長手方向に並んで形成する。このとき、金属膜層30aと、2つの金属膜層30b、30bとが重なり合う部分である重なり部分30eを、それぞれ有するように、2つの金属膜層(第2のアンテナ)30b、30bを形成する。なお、金属膜層30b、30a、30bの形成方法は、蒸着に限定されるものではなく、例えばAu、Alなどの金属ペーストをインクジェットプリンタで印刷して形成してもよい。
【0053】
そして、図5の(b)に戻って、ベース30の表面Sに形成される金属膜層30aは、第1の実施形態における金属膜層11a(図2の(b)参照)と同様に、スリット30cを設けて、アンテナ(第1のアンテナ)30dを形成する。さらに、金属膜層30aには、図2の(c)に示すRFIDタグ1における金属膜層11aと同様にICチップ10が搭載される。
【0054】
また、第1の実施形態と同様に、ベース30は、前記の樹脂に限らず、絶縁体であれば、紙、ゴム、ガラス等であってもよい。この場合は、Au、Alなどの金属ペーストをインクジェットプリンタ等で印刷する、Au、Alなどの金属箔を貼り付ける、など適宜な方法で金属膜層30b、30a、30bを形成すればよい。
【0055】
さらに、金属膜層30aにおいては、図2の(b)に示す第1の実施形態における金属膜層11aと同様に、L字型のスリット30cが設けられるが、スリット30cは、第1の実施形態と同様に、L字型に限定されるものではなく、例えば図3の(a)に示すようにT字型でもよい。
【0056】
以上のように、ベース30の表面Sに金属膜層30a、裏面Rに2つの金属膜層30b、30bを形成して、図5の(a)に示すように、RFIDタグ3を構成する。
【0057】
図5の(a)に示すRFIDタグ3においては、フィルム30の表面Sに金属膜層30aが形成される部分が、RFIDタグ1のインレット1a(図1の(a)参照)に相当し、フィルム30の裏面Rに金属膜層30bが形成される部分が、RFIDタグ1の導体片1b(図1の(a)参照)に相当する。
【0058】
ここで、第1の実施形態と同様に、情報の送受信に用いられる電波の周波数を2.45GHzとして、金属膜層30aの長さは、RFIDタグ1のインレット1a(図1の(a)参照)の長さに相当する25mmとし、金属膜層30bの長さは、RFIDタグ1の導体片1b(図1の(a)参照)の長さに相当する15mmとした。
【0059】
さらに、図5の(a)に示すRFIDタグ3の全長は、RFIDタグ1(図1参照)と同様に40mmとした。
【0060】
また、重なり部分30eは、RFIDタグ1における接合部12c(図1の(b)参照)の接合長に相当するため、重なり部分30eの長さは、RFIDタグ1における接合部12c(図1の(b)参照)の接合長と同等の約7mmとした。なお、重なり部分30eの長さは、重なり部分30eがスリット30cと重ならないように設定する。
【0061】
以上のように、第3の実施形態として、金属膜層30aの長さを25mm、金属膜層30bの長さを15mm、重なり部分30eの長さを約7mmとして、全長40mmのRFIDタグ3を構成する。そして、このように構成されたRFIDタグ3は、実用上の問題がなく、RFIDタグ3を重ね合わせても、電波が干渉しないことを実験によって検証した。なお、前記の具体的な数値は一例であって、情報の送受信に用いられる電波の波長、金属膜層30aに設けられるスリット30cの形状、ベース30の素材等によって変化するため、適宜設定すればよいことは、第1の実施形態と同様である。
【0062】
このように第3の実施形態にかかるRFIDタグ3は、第1のアンテナたるアンテナ30dを形成する金属膜層30aと、第2のアンテナたる金属膜層30bとから構成される。さらに、金属膜層30aと金属膜層30bとが、絶縁体であるベース30を挟んで重なり合う部分を有するため、金属膜層30aと金属膜層30b、30bとは静電容量結合される。
【0063】
そして、このように構成されるRFIDタグ3に他のRFIDタグ3を重ね合わせると、各RFIDタグ3の金属膜層30b、30bが、他のRFIDタグ3の第1のアンテナたるアンテナ30dの補助アンテナとして作用するため、各RFIDタグ3のアンテナ30dのインピーダンスは大きく変化しない。
【0064】
したがって、第3の実施形態にかかるRFIDタグ3を重ね合わせても、各RFIDタグ3が発する電波が干渉しにくく、図示しないリーダライタによる読取不良を発生しにくい、という第1の実施形態と同等の効果を奏する。さらに、第3の実施形態にかかるRFIDタグ3においても、重ね合わせるRFIDタグ3の間にスペーサが不要であるため、例えばRFIDタグ3を封筒に貼り付けて封筒を重ね合わせても、重ね合わせた封筒の束が厚くなりにくい、という第1の実施形態と同等の効果を奏する。
【0065】
また、帯状のベース30の両面に連続して金属膜層30b、30a、30bを形成してRFIDタグ3を構成することができるため、第1の実施形態より少ない工数でRFIDタグ3を構成できるという優れた効果を奏する。
【0066】
《参考例》
図6は、参考例にかかるRFIDタグの構造を示す図である。図6の(a)は、参考例にかかるRFIDタグの平面図、(b)は、参考例にかかる別形態のRFIDタグの平面図である。
【0067】
参考例においては、図6の(a)に示すように、絶縁体であるPETやPENなどの樹脂からなる、ベース40に、Au、Alなどの金属を数マイクロメートル(μm)程度の厚さでスパッタリングによる蒸着などの方法で、金属膜層40aを形成する。さらに、金属膜層40aの両端部に微小な間隔のギャップ40eを形成し、ギャップ40eによって金属膜層40aの両端部を分離して2つの金属膜層(第2のアンテナ)40b、40bを形成する。なお、金属膜層40aの形成方法は、蒸着に限定されるものではなく、例えばAu、Alなどの金属ペーストをインクジェットプリンタで印刷して形成してもよい。
【0068】
そして、金属膜層40aは、第1の実施形態における金属膜層11a(図2の(b)参照)と同様に、スリット40cを設けてアンテナ40dを形成する。さらに、金属膜層40aには、図2の(c)に示すRFIDタグ1における金属膜層11aと同様にICチップ10が搭載される(第1のアンテナ)。
【0069】
また、第1の実施形態と同様、ベース40は、前記の樹脂に限らず、絶縁体であれば、紙、ゴム、ガラス等であってもよい。この場合は、Au、Alなどの金属ペーストをインクジェットプリンタ等で印刷する、Au、Alなどの金属箔を貼り付ける、など適宜な方法で金属膜層40b、40a、40bを形成すればよい。
【0070】
さらに、金属膜層40aにおいては、図2の(b)に示す第1の実施形態における金属膜層11aと同様に、L字型のスリット40cが設けられるが、スリット40cは、第1の実施形態と同様に、L字型に限定されるものではなく、例えば図3の(a)に示すようにT字型でもよい。
【0071】
以上のように、ベース40に金属膜層40aを形成し、金属膜層40aから微小な間隔のギャップ40eによって金属膜層40b、40bを分離して、図6の(a)に示すように、RFIDタグ4を構成する。
【0072】
ここで、アンテナ40dを形成する金属膜層40aの両端に2つの金属膜層40b、40bを、微小な間隔のギャップ40e、40eを介して対峙するように配置させる構成にすると、アンテナ40dと金属膜層40b、40bとは、静電容量結合されることになる。そして、金属膜層40b、40bは、アンテナ40dの補助アンテナとして機能する。なお、ギャップ40eの微小な間隔は、1mm以下であれば静電容量結合する効果が認められることがわかっている。参考例において、微小な間隔は100μmとした。
【0073】
また、静電容量結合は金属膜層40aと金属膜層40bの端面どうしが向き合ってできるギャップ40eの断面積(金属膜層40aの厚さとギャップ40eの長さとの積)で容量を確保するため、参考例においては、金属膜層40aの幅方向に対して傾斜した方向にギャップ40eを形成した。このようにギャップ40eを金属膜層40aの幅方向に対して傾斜した方向に形成して、ギャップ40eの長さを長くしてギャップ40eの断面積を大きくし、静電容量結合の容量を確保した。
【0074】
ここで、第1の実施形態と同様に、情報の送受信に用いられる電波の周波数を2.45GHzとして、図6の(a)に示すRFIDタグ4の全長は、RFIDタグ1(図1参照)と同様に40mmとした。そして、金属膜層40aの長さは、RFIDタグ1のインレット1a(図1の(a)参照)の長さに相当する25mmとした。
【0075】
以上のように、参考例として、金属膜層40aの長さを25mm、ギャップ40eの微小な間隔を100μmとし、全長40mmのRFIDタグ4を構成する。そして、このように構成されたRFIDタグ4は、実用上の問題がなく、RFIDタグ4を重ね合わせても、電波が干渉しないことを実験によって検証した。なお、前記の具体的な数値は一例であって、情報の送受信に用いられる電波の波長、金属膜層40aに設けられるスリット40cの形状、ベース40の素材等によって変化するため、適宜設定すればよいことは、第1の実施形態と同様である。
【0076】
このように参考例にかかるRFIDタグ4は、第1のアンテナたるアンテナ40dを形成する金属膜層40aと、第2のアンテナたる金属膜層40bとから構成される。さらに、金属膜層40aと金属膜層40bとが、ギャップ40eを介して接合されるため、アンテナ40dと金属膜層40b、40bとは静電容量結合される。
【0077】
そして、このように構成されるRFIDタグ4に他のRFIDタグ4を重ね合わせると、各RFIDタグ4の金属膜層40b、40bが、他のRFIDタグ4の第1のアンテナたるアンテナ40dの補助アンテナとして作用するため、各RFIDタグ4のアンテナ40dのインピーダンスは大きく変化しない。
【0078】
したがって、参考例にかかるRFIDタグ4を重ね合わせても、各RFIDタグ4が発する電波が干渉しにくく、図示しないリーダライタによる読取不良を発生しにくい、という第1の実施形態と同等の効果を奏する。さらに、参考例にかかるRFIDタグ4においても、重ね合わせるRFIDタグ4の間にスペーサが不要であるため、例えばRFIDタグ4を封筒に貼り付けて封筒を重ね合わせても、重ね合わせた封筒の束が厚くなりにくい、という第1の実施形態と同等の効果を奏する。
また、アンテナ40dを形成する金属膜層40aの両端に2つの金属膜層40b、40bを、微小な間隔のギャップ40e、40eを介して対峙するように配置させる構造であるため、第1の実施形態に比べて、さらに封筒の束の厚みが増しにくいという効果を奏する。
【0079】
なお、参考例において、ギャップ40eの長さを確保するため、金属膜層40aの幅方向に対して傾斜した方向にギャップ40eを形成したが、この形態は限定されるものではなく、例えば図6の(b)に示すように、矩形波の形状を有するギャップ40fとしてもよい。このような形状であっても、ギャップ40fの長さを長くすることができる。
【0080】
また、ベース40に対して金属膜層40aを形成して、エッチング等の追加工で、金属膜層40b、40bを形成するため、少ない工数でRFIDタグ4を構成できるという優れた効果を奏する。
さらにまた、図示しないリーダライタによる読み取りの精度を向上するためには、ギャップ40e、もしくは40f間が所定の静電容量以上でなければならないが、例えばギャップ40e、もしくは40fの間隔を狭くすることによっても、静電容量を確保することができる。しかしながら、ギャップ40e、もしくは40fを挟んで対峙させる金属膜層40aと40bとを接触させないで、ギャップ40e、もしくは40fの間隔を狭くする加工には高い加工精度が要求される。参考例においては、金属膜層40aの幅方向に対して、図6の(a)に示すように傾斜した方向にギャップ40eを形成したり、図6の(b)に示すように矩形波の形状のギャップ40fを形成したりすることで、ギャップ40e、もしくは40f間の静電容量を確保する構成とした。この構成によって、微小な間隔のギャップ40e、もしくは40fの加工に高い加工精度を要求されることなく、静電容量が確保できるという効果を奏する。
【0081】
以上のように、本発明にかかるRFIDタグにおいては、RFIDタグを重ね合わせても、各RFIDタグが発する電波が干渉することがなく、リーダライタによる読取不良を発生しないという優れた効果を奏する。さらに、重ね合わせるRFIDタグの間にスペーサも不要であるため、RFIDタグ重ね合わせても、厚みが厚くなりにくいという優れた効果を奏する。
また、本発明におけるRFIDタグの全長は、40mmに限定することなく、RFIDタグを取り付ける物品(例えば、封筒)の材質、すなわちRFIDタグを取り付ける物品の誘電率に対応してRFIDタグの全長を適宜設定すれば、より安定した通信が可能となる。
また、本発明においては、第1のアンテナに対して、左右対称に第2のアンテナを配置したが、第1のアンテナに対して、例えば長さの異なる第2のアンテナを配置し、非対称な構造としてもよい。さらに、第1のアンテナに対して、片側のみに第2のアンテナを配置してもよい。
【符号の説明】
【0082】
1、2、2a、3、4、4a RFIDタグ
1a インレット
1b 導体片
1c、20e、30e 重なり部分
10 ICチップ
11、20d、30d、40d アンテナ
11a、12a、20a、20b、30a、30b、40a、40b 金属膜層
11b、12b、20、30、40 ベース
12c 接合部
40e、40f ギャップ
S 表面
R 裏面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線波により作動するICチップと、
絶縁体のベース上に形成される金属膜層からなるアンテナと、を含んで構成されるICタグであって、
前記アンテナは、インピーダンスマッチング用のスリット、及び前記ICチップが搭載される1つの第1のアンテナおよび、
前記ICチップが搭載されない少なくとも1つの第2のアンテナを含んでなり、
前記第1のアンテナの前記金属膜層の端部と、少なくとも1つの前記第2のアンテナの前記金属膜層の端部とが重なり合う重なり部分を有して前記第1のアンテナと少なくとも1つの前記第2のアンテナとを静電容量結合させ、
前記重なり部分の長さが3mm〜10mmであることを特徴とするICタグ。
【請求項2】
前記第1のアンテナの前記金属膜層は、前記第2のアンテナのそれぞれの前記金属膜層と前記ベースを挟んで、重なり合う部分を有して結合させたことを特徴とする請求項1に記載のICタグ。
【請求項3】
前記ベースは帯状の形状であって、
前記ベースに、2つの前記第2のアンテナの前記金属膜層が、前記ベースの長手方向に並んで形成され、
2つの前記第2のアンテナの前記金属膜層の間に、前記第1のアンテナの前記金属膜層が形成され、
前記第1のアンテナの前記金属膜層と2つの前記第2のアンテナの前記金属膜層との間で、前記第2のアンテナを前記第1のアンテナ側に折り込んで、さらに、前記第2のアンテナを外側に折り返すことで、
前記第1のアンテナの前記金属膜層が、2つの前記第2のアンテナの前記金属膜層と前記ベースを挟んで重なり合う部分を有することを特徴とする請求項1に記載のICタグ。
【請求項4】
前記ベースは帯状の形状であって、
前記ベースの一方の面には、前記第1のアンテナの前記金属膜層が形成され、
前記ベースを挟んだ他方の面には、2つの前記第2のアンテナの前記金属膜層が、前記ベースの長手方向に並んで形成され、
前記第1のアンテナの前記金属膜層は、2つの前記第2のアンテナの前記金属膜層と前記ベースを挟んで重なり合う部分を有することを特徴とする請求項1に記載のICタグ。
【請求項5】
前記重なり部分の長さが約7mmであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のICタグ。
【請求項6】
金属膜層により形成される第1のアンテナと金属膜層により形成される少なくとも1つの第2のアンテナが絶縁体のベース上に配置され、無線波により作動するICチップが前記第1のアンテナに搭載され、前記第1のアンテナに対して少なくとも1つの前記第2のアンテナが、その端部同士で静電容量結合されるICタグの製造方法であって、
前記第1のアンテナの両側に所定の隙間を空けて前記第2のアンテナが配置された可撓性の前記ベースを、前記隙間の部分で折り返して、前記第1のアンテナの端部と前記第2のアンテナの端部とに、前記ベースを介した静電容量結合となる重なり部分を形成し、
前記重なり部分が3mm〜10mmの長さになるように、前記第1のアンテナの両側に前記第2のアンテナが配置される前記ICタグを製造すること、を特徴とするICタグの製造方法。
【請求項7】
前記重なり部分の長さが約7mmであることを特徴とする請求項6に記載のICタグの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−108940(P2012−108940A)
【公開日】平成24年6月7日(2012.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−23169(P2012−23169)
【出願日】平成24年2月6日(2012.2.6)
【分割の表示】特願2006−299839(P2006−299839)の分割
【原出願日】平成18年11月6日(2006.11.6)
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】