ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤシステム及びＲＦＩＤタグ製造方法
【課題】金属物体に付して無線通信を行っても通信距離の低下を起こさず、その上、従来のＲＦＩＤタグよりも小型化が図れるＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤシステム及びＲＦＩＤタグ製造方法を提供すること。
【解決手段】誘電体基板２と、誘電体基板２の一方の面に設けられた接地導体３と、誘電体基板２の他方の面に設けられたパッチ導体４と、を有する平面アンテナを備えたＲＦＩＤタグ１であって、パッチ導体４にはノッチ５が形成され、該ノッチ５が、平面アンテナとＩＣチップ７との間のインピーダンスマッチングを図る。
【解決手段】誘電体基板２と、誘電体基板２の一方の面に設けられた接地導体３と、誘電体基板２の他方の面に設けられたパッチ導体４と、を有する平面アンテナを備えたＲＦＩＤタグ１であって、パッチ導体４にはノッチ５が形成され、該ノッチ５が、平面アンテナとＩＣチップ７との間のインピーダンスマッチングを図る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤシステム及びＲＦＩＤタグ製造方法に関し、特に、金属物体に付して無線通信するのに好適なＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤシステム及びＲＦＩＤタグ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物流管理、商品管理などの効率化を図るべく、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムが利用されている。このＲＦＩＤシステムは、ＩＣチップを備えたＲＦＩＤタグと該ＲＦＩＤタグとの間で無線通信を行うリーダあるいはリーダライタとから構成されている。このＲＦＩＤタグは、様々なものに付されて運用されるが、被貼付物の影響により交信距離に変化が生ずることがある。特に、貼付対象が金属面であると著しく交信距離が低下する。
【０００３】
ここで、金属面に貼付しても通信距離を低下させないアンテナとして従来からパッチアンテナがある。このパッチアンテナをＲＦＩＤタグに使用すれば金属面に貼付しても通信距離の低下を防止することができる。しかしながら、パッチアンテナにおいては、アンテナ素子―接地導体間の給電を行うための給電線が必要であるし、また、ＲＦＩＤタグの形状とするには形状が複雑化し、その結果、製造コストが上がるという問題があった。
【０００４】
給電線を不要とするとともに、金属面に貼付したとしても通信距離の低下を防げるアンテナを採用したＲＦＩＤタグとして特許文献１に開示されたＲＦＩＤタグがある。このＲＦＩＤタグ「８」は、誘電体基板「１」と、誘電体基板「１」の一主面に設けられた接地導体部「２」と、誘電体基板「１」の他の主面に設けられ、スロット「４」を形成したパッチ導体部「３」と、スロット「４」の対向部分から内部にそれぞれ延びた電気接続部「５」と、スロット「４」の内部に配置され、電気接続部「５」に接続されたＩＣチップ「６」とを備えている（以上カギカッコ内の符号は特許文献１に使用されている符号である。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４３２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１開示のＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤタグに従来のパッチアンテナを適用した場合と、を比較すると、給電線は不要であるし、形状も簡素化されているので、確かに製造コストは低く抑えられるであろう。しかしながら、近い将来到来するユビキタス社会においては、世の中に存在する全ての物品にＲＦＩＤタグが付されることとなるので、小さな物品にＲＦＩＤタグが貼付されることを想定した場合には、更なる小型化が必要であると考え、本発明者は鋭意研究を重ねた。その結果、本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明は、金属物体に付して無線通信を行っても通信距離の低下を起こさず、その上、従来のＲＦＩＤタグよりも小型化が図れるＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤシステム及びＲＦＩＤタグ製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、誘電体基板と、該誘電体基板の一方の面に設けられた接地導体と、前記誘電体基板の他方の面に設けられたパッチ導体と、を有する平面アンテナを備えたＲＦＩＤタグであって、前記パッチ導体にはノッチが形成され、前記ノッチの縁部あるいは該縁部に設けられた接続部にはＩＣチップが接続され、前記ノッチが、前記平面アンテナと前記ＩＣチップとの間のインピーダンスマッチングを図ることを特徴とする。
【０００９】
前記ＩＣチップは、前記誘電体基板に埋設されるようにしてもよい。
【００１０】
前記パッチ導体は、前記ノッチを複数形成することによりメアンダ状に形成されるようにしてもよい。
【００１１】
前記ノッチは、第１ノッチ部と、該第１ノッチ部と異なる形状の第２ノッチ部が延接されてなるようにしてもよい。このようなノッチとしては、例えば、第１ノッチ部を細長状に形成し、該第１ノッチ部に円形状、楕円形状の第２ノッチ部を延接させる、または、長方形状あるいは正方形状の第２ノッチ部を細長状の第１ノッチ部に直交させるよう延接させたものが適用可能である。
【００１２】
前記ノッチは、前記パッチ導体のいずれか一方の縁辺部に寄せて設けられているようにしてもよい。このようなノッチは例えば次のようにしてパッチ導体に設けられる。パッチ導体を正方形あるいは長方形などの方形状に形成し、ノッチの形状は細長状に形成する。この場合、パッチ導体の縁辺は方形状となり、４つの辺のうちの１つの辺が縁辺部となる。ノッチは、例えば、このパッチ導体の中央部（対角線の交点）よりも該１つの辺のほうに寄せて該１つの辺に平行に設けられる。
【００１３】
前記パッチ導体と前記接地導体とを短絡するためのスルーホールが設けられているようにしてもよい。例えば、上記のようにノッチが方形状のパッチ導体の１つの辺に寄せて設けられている場合であれば、このスルーホールを該１つの辺に対向する辺側に設ければよい。該スルーホールの数は、１つでも複数でもよい。
【００１４】
前記パッチ導体と前記接地導体とは一枚の導体板を角型に折り曲げることにより形成されているようにしてもよい。この形態は、上記スルーホールではなく導体板を折り曲げて形成することにより、パッチ導体と接地導体とを短絡する形態である。例えば、上記のようにノッチが方形状のパッチ導体の１つの辺に寄せて設けられている場合であれば、該１つの辺に対向する辺側を角型に折り曲げるようにすればよい。
【００１５】
本発明に係るＲＦＩＤシステムは、前記いずれか１つのＲＦＩＤタグと、該ＲＦＩＤタグと無線通信するリーダあるいはリーダライタと、からなることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、誘電体基板、該誘電体基板の一方の面に設けられた接地導体、前記誘電体基板の他方の面に設けられたパッチ導体、を有する平面アンテナと、該平面アンテナに接続されたＩＣチップと、を備えたＲＦＩＤタグを製造するＲＦＩＤタグ製造方法であって、前記平面アンテナと前記ＩＣチップとの間のインピーダンスマッチングを図るためのノッチを前記パッチ導体に形成するノッチ形成工程と、前記ノッチ形成工程により形成されたノッチの縁部あるいは該縁部に設けられた接続部に前記ＩＣチップを実装するＩＣチップ実装工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
前記ＩＣチップは、前記誘電体基板に埋設されるように実装するようにしてもよい。
【００１８】
前記パッチ導体がメアンダ状となるよう前記ノッチを複数形成するようにしてもよい。
【００１９】
前記ノッチは、第１ノッチ部と、該第１ノッチ部と異なる形状の第２ノッチ部が延接されるよう形成するようにしてもよい。具体的なノッチの形状の例は、上記ＲＦＩＤタグの場合と同様である。
【００２０】
前記ノッチは、前記パッチ導体のいずれか一方の縁辺部に寄せて形成するようにしてもよい。具体的なノッチの形態例は、上記ＲＦＩＤタグの場合と同様である。
【００２１】
前記パッチ導体と前記接地導体とを短絡するためのスルーホールを形成するようにしてもよい。具体的な形態例は、上記ＲＦＩＤタグの場合と同様である。
【００２２】
一枚の導体板を角型に折り曲げることにより、前記パッチ導体と前記接地導体とを形成するようにしてもよい。具体的な形態例は、上記ＲＦＩＤタグの場合と同様である。
【００２３】
前記ノッチは、細長状で、かつ、前記インピーダンスマッチングが図れるようにその長さが調整されて形成されるようにしてもよい。
【００２４】
前記ＩＣチップは、前記インピーダンスマッチングが図れる位置に調整して実装されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
以上の構成から明らかなように、本発明によれば、パッチ導体にノッチを形成することによりＩＣチップと平面アンテナとの間のインピーダンスマッチングを図り、パッチ導体―接地導体間で給電することなく、パッチアンテナとして機能させるように構成した。これにより、金属物体に付して無線通信を行っても通信距離の低下を起こさず、その上、従来のＲＦＩＤタグよりも小型化が図れるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明のＲＦＩＤシステムを示す模式図、図２は、本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＩＣチップを実装する前の状態を示す平面図、図３（ａ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、同図（ｂ）は他のＩＣチップの実装形態を適用した場合の図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は発生する電界及び電流の状態を示す模式図である。
【００２８】
まず、図１を参照して本発明のＲＦＩＤシステム１００の概略について説明する。本発明のＲＦＩＤシステム１００は、鉄鋼製品、金型や製造機器などの金属物体２０に貼付されたＲＦＩＤタグ１と、ＲＦＩＤタグ１と非接触で情報の読み書きを行うリーダライタ３０とからなる。ＲＦＩＤシステム１００は、例えば、ステンレスなど人間が目視で識別困難な鉄鋼製品にＲＦＩＤタグ１を取り付けて入出荷や棚卸作業において、携帯可能なリーダライタ３０を用いて対象製品のピッキングや検品を行なったり、金型や製造機器にＲＦＩＤタグ１を取り付けて、棚卸や使用する際の現品確認を行なう際などに利用される。
【００２９】
なお、本発明のＲＦＩＤシステム１００においては、リーダライタ３０は携帯可能なものでも固定式のものでも適用可能である。また、ＲＦＩＤタグ１は、金属物体２０に粘着剤などにより貼付されてもよいし、また、ＲＦＩＤタグ１に（図示しない）取り付け穴を設けネジ止めや結束バンドなどにより金属物体２０に取り付けるようにしてもよい。
【００３０】
次に、本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグの構成について図２及び３を参照して説明する。
【００３１】
図２及び３に示すように、ＲＦＩＤタグ１は、誘電体基板２と、誘電体基板２の一方の面に設けられた接地導体３と、誘電体基板２の他方の面に設けられたパッチ導体４と、を有する平面アンテナを備えている。本実施形態においては、ＲＦＩＤタグ１は、全体を長方形状に形成した薄板状のタグである。
【００３２】
誘電体基板２は、ポリエチレン、ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ポリイミド等の可撓性フィルムによって構成されている。接地導体３は銅、アルミ、ステンレス等からなる導電性材料からなり、パッチ導体４は、例えば、銅、アルミ、ステンレス等の金属打ち抜き加工、若しくはエッチング加工により形成される。
【００３３】
本実施形態においては、パッチ導体４は、長辺４１、短辺４２の長方形で形成されており、その中央部には、下方（長辺４１の一方）から上方（長辺４１の他方）に向けて細長状のノッチ５が短辺４２に平行に形成されている。ノッチ５の縁部の所定の箇所には、一対の対向する接続部６、６が設けられており、接続部６、６に並設して方形状のパッド部９、９がノッチ５内で、かつパッチ導体４に接続されることなく設けられている。
【００３４】
パッチ導体４には、４つのバンプ８、８、８、８を有するＩＣチップ７が実装される。具体的には、接続部６、６及びパッド部９、９に、ＩＣチップ７のバンプ８、８、８、８が載置されるよう超音波などを用いて該ＩＣチップ７はパッチ導体４に実装される。
【００３５】
また、ＩＣチップ７の実装方式としては、図３（ｂ）に示すような方式も適用可能である。例えば、この方式は、予め誘電体基板２の表面にＩＣチップ７が挿入可能な程度の穴を設けておき、ＩＣチップ７をパッチ導体４の裏面側に実装して、該ＩＣチップ７を誘電体基板２内に埋設する方式である。このようにすれば、ＩＣチップ７がＲＦＩＤタグ１表面に突出することなく、衝撃などにより生じるＩＣチップ７の破損を防止することができる。
【００３６】
本発明のＲＦＩＤタグ１においては、パッチ導体４にノッチ５を設けることによりＩＣチップ７との間のインピーダンスマッチングを図っている。
【００３７】
例えば、ＲＦＩＤタグ１に向けて９５０ＭＨｚのマイクロ波を照射すると、前記平面アンテナには高周波電流が流れる。このとき、ＩＣチップ７の入力インピーダンス（６０Ω）と平面アンテナのインピーダンスとが整合していると、平面アンテナに流れる高周波電流を、最も効率よくＩＣチップ７に供給することができる。一方、ＩＣチップ７の入力インピーダンスと平面アンテナのインピーダンスとの整合が不完全であると、両者の接続点（接続部６、６）において高周波電流が反射し、ＩＣチップ７が動作するためのエネルギを十分に供給することができなくなり、ＩＣチップ７に入力される信号の強度が弱くなる。その結果、交信距離の低下が生ずる。
【００３８】
そこで、本発明のＲＦＩＤタグ１においては、パッチ導体４に設けたノッチ５によりインピーダンスマッチングを図るように構成している。
【００３９】
本発明のＲＦＩＤタグ１は、上記のように構成したことから、従来のパッチアンテナをＲＦＩＤタグに単に適用した場合に比して構造が簡単であり、しかも給電線も不要にでき、上記のようにインピーダンスマッチングも図れる。この原理について説明したものが図３（ｃ）であり、ここには、接地導体３とパッチ導体４間に発生した電界Ｅ、ＩＣによる電流の励起及び接地導体に誘起される電流の流れが図示してある。なお、図３（ｃ）以降の図においては、ＩＣチップ７を省略し、該ＩＣチップ７が実装されている位置を給電位置として図示している。
【００４０】
ＲＦＩＤタグ１に対してリーダライタ３０より送信波が放射され該送信波をＲＦＩＤタグ１が受け取ると、図３（ｃ）に示すように、接地導体３とパッチ導体４との間に電界Ｅが形成され、ノッチ５の対向部分の間（給電位置）に電界が走り、その結果、電位差が生じ、図示するように電界Ｅと電流が生ずる。よって、従来のパッチアンテナのように、給電線による給電は必要ない。これにより、誘電体基板２の厚み方向の電界が０の位置をＩＣチップ７の給電点（接続部６、６）とすることができ、給電損失を大幅に低減できる上に、パッチ導体４の放射パターンの対称性に与える悪影響が少なく、通信可能距離が向上したＲＦＩＤタグが得られる。
【００４１】
次いで、上記のように構成された本発明のＲＦＩＤタグ１と、上記した特許文献１に記載のＲＦＩＤタグ（以下「スロット採用型ＲＦＩＤタグ」と言う）との差異について図４及び５を参照して説明する。結論から言えば、本発明のＲＦＩＤタグ１の方が、スロット採用型ＲＦＩＤタグよりも小型化が図れる。本発明者は、この点を実証すべく以下のような実験を行った。
【００４２】
まず、本発明者は、本実験にあたり、本発明のＲＦＩＤタグ１とスロット５０の配置以外は同寸法のスロット採用型ＲＦＩＤタグ１０を用意した。ノッチ５の長さとスロット５０の長さも共にＬと同じ長さとした。
【００４３】
ここで、通常、ＲＦＩＤタグに用いるＩＣチップには容量成分があることから、一般的な通信機器のアンテナとはインピーダンスマッチングの手法に違いがある。言い換えると、ＲＦＩＤタグの設計におけるインピーダンスマッチングは、実部だけでなく虚部のマッチングが必要である。ＩＣチップのメーカや型式により違いがあるが、ＩＣチップは１ｐＦ程度並列に容量成分があるため、おおよそ、Ｘ＝−１５０Ω前後の虚部を有する。ＩＣチップとのインピーダンスマッチングを行う際には上記を容量とマッチングさせるために、アンテナのインピーダンス（虚部）をＸ＝１５０Ω前後にする必要がある。
【００４４】
このような視点のもと、インピーダンスマッチングが図られ平面アンテナのインピーダンスを１５０（Ω）付近に調整したものが図４（ａ）に示す本発明のＲＦＩＤタグ１である。そして、この調整されたＲＦＩＤタグ１と同一寸法に合わせて作成されたものが図４（ｂ）に示すスロット採用型ＲＦＩＤタグ１０である。
【００４５】
この両者のＲＦＩＤタグ１、１０において、周波数を変えてアンテナのインピーダンスをシミュレーションした結果が、図５（ａ）に示すグラフである。このグラフにおいて、実線で示しているのが本発明のＲＦＩＤタグ１であり、点線で示しているのがスロット採用型ＲＦＩＤタグ１０である。この結果から、スロット採用型ＲＦＩＤタグ１０では、インピーダンスが低くインピーダンスマッチングが取れないことが分かる。
【００４６】
そして、スロット採用型ＲＦＩＤタグにおいて、アンテナのインピーダンスを１５０（Ω）とするためには、スロットの長さを長くする必要がある。そこで、該インピーダンスを１５０（Ω）とするためには、どれくらいスロットを長くすればよいか本発明者は実験を行った。その際のグラフが図５（ｂ）に示すグラフであり、該グラフに示すように、この場合、本発明のＲＦＩＤタグ１におけるインピーダンスと、スロット採用型ＲＦＩＤタグにおけるインピーダンスは略同一となっている。
【００４７】
しかしながら、このようにスロットの長さを調整してアンテナのインピーダンスを１５０（Ω）付近とした場合には、スロット採用型ＲＦＩＤタグは、図４（ｂ）に示すものではなく、その倍の大きさを有する図４（ｃ）に示すスロット採用型ＲＦＩＤタグ１０Ａである。すなわち、この場合のスロット採用型ＲＦＩＤタグは、長さ２Ｌのスロット５００を形成したパッチ導体４００と、誘電体基板２００とを備えた図４（ｃ）に示すスロット採用型ＲＦＩＤタグ１０Ａであり、その幅（図中縦方向）が、本発明のＲＦＩＤタグ１の倍になっている。
【００４８】
以上説明したように、平面アンテナとＩＣチップとの間のインピーダンスマッチングを図るのに、スロットを採用するよりも本発明のようにノッチを採用した方がＲＦＩＤタグの小型化が図れることとなる。
【００４９】
次に、本発明に係るＲＦＩＤタグの他の実施形態について図６〜図１２を参照して説明する。
【００５０】
図６は、本発明の第２実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図、図７は、本発明の第３実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図、図８は、本発明の第４実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図、図９は、本発明の第５実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図、図１０は、本発明の第６実施形態に係るＲＦＩＤタグを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は他の短絡形態を適用した場合の図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図１１は、本発明の第７実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図、図１２は、本発明の第８実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【００５１】
なお、図６〜９、１１、１２に示すＲＦＩＤタグは、上記第１実施形態に係るＲＦＩＤタグ１におけるノッチの形態（形状、位置あるいは大きさなど）の変形例であり、その他の構成は上記ＲＦＩＤタグ１と同様であることから、同様の部材については、上記第１実施形態で使用した符号にそれぞれ大文字のアルファベットを付して区別して図示はするが、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
＜第２〜第４実施形態＞
図６〜図８には、本発明に係るＲＦＩＤタグの第２〜第４実施形態であるＲＦＩＤタグ１Ａ、１Ｂ、１Ｃが示されている。これらに示すものはいずれも、上記第１実施形態に係るＲＦＩＤタグ１におけるインピーダンスマッチングの手法の例であり、具体的に説明すると次の通りである。すなわち、図６に示すＲＦＩＤタグ１Ａは、ＲＦＩＤタグ１においてインピーダンスマッチングをノッチ５Ａの長さを調整することにより図っている。図７に示すＲＦＩＤタグ１Ｂは、ＲＦＩＤタグ１においてインピーダンスマッチングを給電位置を調整することにより図っている。図８に示すＲＦＩＤタグ１Ｃは、ＲＦＩＤタグ１においてノッチ５の位置を短辺４２（縁辺部：図２参照）のいずれか一方側にずらして形成することによりインピーダンスマッチングを図っている（図８においてはこのずらした位置におけるノッチをノッチ５Ｃと記載している）。
【００５３】
次いで、図９〜図１２を参照して、本発明に係るＲＦＩＤタグの第５〜第８実施形態であるＲＦＩＤタグ１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇについて説明する。
【００５４】
＜第５実施形態＞
図９には、第５実施形態に係るＲＦＩＤタグ１Ｄが示されており、パッチ導体４Ｄに図のように複数のノッチ５Ｄ−１、５Ｄ−２、５Ｄ−３を交互に形成することにより、パッチ導体４Ｄ全体をメアンダ状に形成したものである。これによりＲＦＩＤタグ全体の更なる小型化が図れる。
【００５５】
＜第６実施形態＞
図１０には、第６実施形態に係るＲＦＩＤタグ１Ｅが示されており、その構成の概略は、上記ＲＦＩＤタグ１のノッチ５を短辺４２のいずれか一方側にずらして形成するとともに、パッチ導体４の中央部において、パッチ導体と接地導体とを短絡することによりＲＦＩＤタグ全体の小型化を図ったものである。具体的には、上記ＲＦＩＤタグ１におけるパッチ導体４の半分（短辺４２は同一長のまま長辺４１を調整）よりやや大き目の長方形状のパッチ導体４Ｅを使用する。該パッチ導体４Ｅには、その短辺の一方の辺（第１の辺）４２Ｅ−２側にノッチ５Ｅを短辺４２Ｅ−２に平行になるように形成し、該短辺４２Ｅ−２に対向する他方の辺（第２の辺）４２Ｅ−１側に、該短辺４２Ｅ−１に平行に縦列に配設された複数のスルーホールＨ、Ｈ、・・・・を設ける。該スルーホールＨ、Ｈ、・・・・によりパッチ導体４Ｅと接地導体３Ｅとを短絡する。このように構成することにより、ＲＦＩＤタグ全体の小型化が図れ、ここに示す第６実施形態に係るＲＦＩＤタグ１Ｅは、ＲＦＩＤタグ１の約半分の大きさとなっている。
【００５６】
なお、上記短絡の手法の他、図１０（ｃ）に示すように折り曲げによる短絡でもよい。具体的には、パッチ導体と接地導体とを一枚の導体板で形成し、ノッチ５Ｅが形成されていない側を図１０（ｃ）に示すように誘電体基板２Ｅを内包するように角型に折り曲げることにより、図中下層側に接地導体３Ｅ、上層側にパッチ導体４Ｅを形成する。この場合、図１０（ａ）の短辺４２Ｅ−１に相当する部分が折り曲げ部４２Ｅ−１′となる。
【００５７】
＜第７〜第８実施形態＞
図１１及び図１２には、第７実施形態及び第８実施形態に係るＲＦＩＤタグ１Ｆ、１Ｇがそれぞれ示されており、本発明のＲＦＩＤタグに使用可能なノッチの形状の一例が示されている。具体的には、ノッチの形状が、細長状の第１ノッチ部５１Ｆと、該第１ノッチ部５１Ｆに延接された横長楕円状第２ノッチ部５２Ｆとから形成されている例（図１１参照）と、第１ノッチ部５１は上記と同様に細長状で形成し、該第１ノッチ部５１に延接する第２ノッチ部を、第１ノッチ部５１Ｇに延接された直交する横長長方形状の第２ノッチ部５２Ｇとから形成されている例（図１２）をここでは示している。なお、ノッチの形状はこれらに限定されるわけではなく種々の形態のノッチが適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のＲＦＩＤシステムを示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＩＣチップを実装する前の状態を示す平面図である。
【図３】（ａ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は他のＩＣチップの実装形態を適用した場合の図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は発生する電界及び電流の状態を示す模式図である。
【図４】本発明のＲＦＩＤタグと従来のスロット採用型ＲＦＩＤタグとを対比説明するための図であり、（ａ）は本発明のＲＦＩＤタグの平面図、（ｂ）は従来のスロット採用型ＲＦＩＤタグの平面図、（ｃ）は（ａ）と同様の機能を有するように製造した場合の従来のスロット採用型ＲＩＦＤタグの平面図である。
【図５】本発明のＲＦＩＤタグのインピーダンスと従来のスロット採用型ＲＦＩＤタグのインピーダンスとを比較するためのグラフであり、（ａ）は図４（ａ）と（ｂ）とを比較した場合、（ｂ）は同図（ａ）と（ｃ）とを比較した場合である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係るＲＦＩＤタグを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は他の短絡形態を適用した場合の図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】本発明の第７実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【図１２】本発明の第８実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ ＲＦＩＤタグ
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ 誘電体基板
３ ３Ｅ 接地導体部
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ パッチ導体部
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ ノッチ
５１Ｆ、５１Ｇ 第１ノッチ部
５２Ｆ、５２Ｇ 第２ノッチ部
６ 電気接続部
７ ＩＣチップ
８ バンプ
９ パッド部
２０ 金属物品
３０ リーダライタ
１００ ＲＦＩＤシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤシステム及びＲＦＩＤタグ製造方法に関し、特に、金属物体に付して無線通信するのに好適なＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤシステム及びＲＦＩＤタグ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物流管理、商品管理などの効率化を図るべく、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムが利用されている。このＲＦＩＤシステムは、ＩＣチップを備えたＲＦＩＤタグと該ＲＦＩＤタグとの間で無線通信を行うリーダあるいはリーダライタとから構成されている。このＲＦＩＤタグは、様々なものに付されて運用されるが、被貼付物の影響により交信距離に変化が生ずることがある。特に、貼付対象が金属面であると著しく交信距離が低下する。
【０００３】
ここで、金属面に貼付しても通信距離を低下させないアンテナとして従来からパッチアンテナがある。このパッチアンテナをＲＦＩＤタグに使用すれば金属面に貼付しても通信距離の低下を防止することができる。しかしながら、パッチアンテナにおいては、アンテナ素子―接地導体間の給電を行うための給電線が必要であるし、また、ＲＦＩＤタグの形状とするには形状が複雑化し、その結果、製造コストが上がるという問題があった。
【０００４】
給電線を不要とするとともに、金属面に貼付したとしても通信距離の低下を防げるアンテナを採用したＲＦＩＤタグとして特許文献１に開示されたＲＦＩＤタグがある。このＲＦＩＤタグ「８」は、誘電体基板「１」と、誘電体基板「１」の一主面に設けられた接地導体部「２」と、誘電体基板「１」の他の主面に設けられ、スロット「４」を形成したパッチ導体部「３」と、スロット「４」の対向部分から内部にそれぞれ延びた電気接続部「５」と、スロット「４」の内部に配置され、電気接続部「５」に接続されたＩＣチップ「６」とを備えている（以上カギカッコ内の符号は特許文献１に使用されている符号である。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４３２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１開示のＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤタグに従来のパッチアンテナを適用した場合と、を比較すると、給電線は不要であるし、形状も簡素化されているので、確かに製造コストは低く抑えられるであろう。しかしながら、近い将来到来するユビキタス社会においては、世の中に存在する全ての物品にＲＦＩＤタグが付されることとなるので、小さな物品にＲＦＩＤタグが貼付されることを想定した場合には、更なる小型化が必要であると考え、本発明者は鋭意研究を重ねた。その結果、本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明は、金属物体に付して無線通信を行っても通信距離の低下を起こさず、その上、従来のＲＦＩＤタグよりも小型化が図れるＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤシステム及びＲＦＩＤタグ製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、誘電体基板と、該誘電体基板の一方の面に設けられた接地導体と、前記誘電体基板の他方の面に設けられたパッチ導体と、を有する平面アンテナを備えたＲＦＩＤタグであって、前記パッチ導体にはノッチが形成され、前記ノッチの縁部あるいは該縁部に設けられた接続部にはＩＣチップが接続され、前記ノッチが、前記平面アンテナと前記ＩＣチップとの間のインピーダンスマッチングを図ることを特徴とする。
【０００９】
前記ＩＣチップは、前記誘電体基板に埋設されるようにしてもよい。
【００１０】
前記パッチ導体は、前記ノッチを複数形成することによりメアンダ状に形成されるようにしてもよい。
【００１１】
前記ノッチは、第１ノッチ部と、該第１ノッチ部と異なる形状の第２ノッチ部が延接されてなるようにしてもよい。このようなノッチとしては、例えば、第１ノッチ部を細長状に形成し、該第１ノッチ部に円形状、楕円形状の第２ノッチ部を延接させる、または、長方形状あるいは正方形状の第２ノッチ部を細長状の第１ノッチ部に直交させるよう延接させたものが適用可能である。
【００１２】
前記ノッチは、前記パッチ導体のいずれか一方の縁辺部に寄せて設けられているようにしてもよい。このようなノッチは例えば次のようにしてパッチ導体に設けられる。パッチ導体を正方形あるいは長方形などの方形状に形成し、ノッチの形状は細長状に形成する。この場合、パッチ導体の縁辺は方形状となり、４つの辺のうちの１つの辺が縁辺部となる。ノッチは、例えば、このパッチ導体の中央部（対角線の交点）よりも該１つの辺のほうに寄せて該１つの辺に平行に設けられる。
【００１３】
前記パッチ導体と前記接地導体とを短絡するためのスルーホールが設けられているようにしてもよい。例えば、上記のようにノッチが方形状のパッチ導体の１つの辺に寄せて設けられている場合であれば、このスルーホールを該１つの辺に対向する辺側に設ければよい。該スルーホールの数は、１つでも複数でもよい。
【００１４】
前記パッチ導体と前記接地導体とは一枚の導体板を角型に折り曲げることにより形成されているようにしてもよい。この形態は、上記スルーホールではなく導体板を折り曲げて形成することにより、パッチ導体と接地導体とを短絡する形態である。例えば、上記のようにノッチが方形状のパッチ導体の１つの辺に寄せて設けられている場合であれば、該１つの辺に対向する辺側を角型に折り曲げるようにすればよい。
【００１５】
本発明に係るＲＦＩＤシステムは、前記いずれか１つのＲＦＩＤタグと、該ＲＦＩＤタグと無線通信するリーダあるいはリーダライタと、からなることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、誘電体基板、該誘電体基板の一方の面に設けられた接地導体、前記誘電体基板の他方の面に設けられたパッチ導体、を有する平面アンテナと、該平面アンテナに接続されたＩＣチップと、を備えたＲＦＩＤタグを製造するＲＦＩＤタグ製造方法であって、前記平面アンテナと前記ＩＣチップとの間のインピーダンスマッチングを図るためのノッチを前記パッチ導体に形成するノッチ形成工程と、前記ノッチ形成工程により形成されたノッチの縁部あるいは該縁部に設けられた接続部に前記ＩＣチップを実装するＩＣチップ実装工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
前記ＩＣチップは、前記誘電体基板に埋設されるように実装するようにしてもよい。
【００１８】
前記パッチ導体がメアンダ状となるよう前記ノッチを複数形成するようにしてもよい。
【００１９】
前記ノッチは、第１ノッチ部と、該第１ノッチ部と異なる形状の第２ノッチ部が延接されるよう形成するようにしてもよい。具体的なノッチの形状の例は、上記ＲＦＩＤタグの場合と同様である。
【００２０】
前記ノッチは、前記パッチ導体のいずれか一方の縁辺部に寄せて形成するようにしてもよい。具体的なノッチの形態例は、上記ＲＦＩＤタグの場合と同様である。
【００２１】
前記パッチ導体と前記接地導体とを短絡するためのスルーホールを形成するようにしてもよい。具体的な形態例は、上記ＲＦＩＤタグの場合と同様である。
【００２２】
一枚の導体板を角型に折り曲げることにより、前記パッチ導体と前記接地導体とを形成するようにしてもよい。具体的な形態例は、上記ＲＦＩＤタグの場合と同様である。
【００２３】
前記ノッチは、細長状で、かつ、前記インピーダンスマッチングが図れるようにその長さが調整されて形成されるようにしてもよい。
【００２４】
前記ＩＣチップは、前記インピーダンスマッチングが図れる位置に調整して実装されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
以上の構成から明らかなように、本発明によれば、パッチ導体にノッチを形成することによりＩＣチップと平面アンテナとの間のインピーダンスマッチングを図り、パッチ導体―接地導体間で給電することなく、パッチアンテナとして機能させるように構成した。これにより、金属物体に付して無線通信を行っても通信距離の低下を起こさず、その上、従来のＲＦＩＤタグよりも小型化が図れるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明のＲＦＩＤシステムを示す模式図、図２は、本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＩＣチップを実装する前の状態を示す平面図、図３（ａ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、同図（ｂ）は他のＩＣチップの実装形態を適用した場合の図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は発生する電界及び電流の状態を示す模式図である。
【００２８】
まず、図１を参照して本発明のＲＦＩＤシステム１００の概略について説明する。本発明のＲＦＩＤシステム１００は、鉄鋼製品、金型や製造機器などの金属物体２０に貼付されたＲＦＩＤタグ１と、ＲＦＩＤタグ１と非接触で情報の読み書きを行うリーダライタ３０とからなる。ＲＦＩＤシステム１００は、例えば、ステンレスなど人間が目視で識別困難な鉄鋼製品にＲＦＩＤタグ１を取り付けて入出荷や棚卸作業において、携帯可能なリーダライタ３０を用いて対象製品のピッキングや検品を行なったり、金型や製造機器にＲＦＩＤタグ１を取り付けて、棚卸や使用する際の現品確認を行なう際などに利用される。
【００２９】
なお、本発明のＲＦＩＤシステム１００においては、リーダライタ３０は携帯可能なものでも固定式のものでも適用可能である。また、ＲＦＩＤタグ１は、金属物体２０に粘着剤などにより貼付されてもよいし、また、ＲＦＩＤタグ１に（図示しない）取り付け穴を設けネジ止めや結束バンドなどにより金属物体２０に取り付けるようにしてもよい。
【００３０】
次に、本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグの構成について図２及び３を参照して説明する。
【００３１】
図２及び３に示すように、ＲＦＩＤタグ１は、誘電体基板２と、誘電体基板２の一方の面に設けられた接地導体３と、誘電体基板２の他方の面に設けられたパッチ導体４と、を有する平面アンテナを備えている。本実施形態においては、ＲＦＩＤタグ１は、全体を長方形状に形成した薄板状のタグである。
【００３２】
誘電体基板２は、ポリエチレン、ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ポリイミド等の可撓性フィルムによって構成されている。接地導体３は銅、アルミ、ステンレス等からなる導電性材料からなり、パッチ導体４は、例えば、銅、アルミ、ステンレス等の金属打ち抜き加工、若しくはエッチング加工により形成される。
【００３３】
本実施形態においては、パッチ導体４は、長辺４１、短辺４２の長方形で形成されており、その中央部には、下方（長辺４１の一方）から上方（長辺４１の他方）に向けて細長状のノッチ５が短辺４２に平行に形成されている。ノッチ５の縁部の所定の箇所には、一対の対向する接続部６、６が設けられており、接続部６、６に並設して方形状のパッド部９、９がノッチ５内で、かつパッチ導体４に接続されることなく設けられている。
【００３４】
パッチ導体４には、４つのバンプ８、８、８、８を有するＩＣチップ７が実装される。具体的には、接続部６、６及びパッド部９、９に、ＩＣチップ７のバンプ８、８、８、８が載置されるよう超音波などを用いて該ＩＣチップ７はパッチ導体４に実装される。
【００３５】
また、ＩＣチップ７の実装方式としては、図３（ｂ）に示すような方式も適用可能である。例えば、この方式は、予め誘電体基板２の表面にＩＣチップ７が挿入可能な程度の穴を設けておき、ＩＣチップ７をパッチ導体４の裏面側に実装して、該ＩＣチップ７を誘電体基板２内に埋設する方式である。このようにすれば、ＩＣチップ７がＲＦＩＤタグ１表面に突出することなく、衝撃などにより生じるＩＣチップ７の破損を防止することができる。
【００３６】
本発明のＲＦＩＤタグ１においては、パッチ導体４にノッチ５を設けることによりＩＣチップ７との間のインピーダンスマッチングを図っている。
【００３７】
例えば、ＲＦＩＤタグ１に向けて９５０ＭＨｚのマイクロ波を照射すると、前記平面アンテナには高周波電流が流れる。このとき、ＩＣチップ７の入力インピーダンス（６０Ω）と平面アンテナのインピーダンスとが整合していると、平面アンテナに流れる高周波電流を、最も効率よくＩＣチップ７に供給することができる。一方、ＩＣチップ７の入力インピーダンスと平面アンテナのインピーダンスとの整合が不完全であると、両者の接続点（接続部６、６）において高周波電流が反射し、ＩＣチップ７が動作するためのエネルギを十分に供給することができなくなり、ＩＣチップ７に入力される信号の強度が弱くなる。その結果、交信距離の低下が生ずる。
【００３８】
そこで、本発明のＲＦＩＤタグ１においては、パッチ導体４に設けたノッチ５によりインピーダンスマッチングを図るように構成している。
【００３９】
本発明のＲＦＩＤタグ１は、上記のように構成したことから、従来のパッチアンテナをＲＦＩＤタグに単に適用した場合に比して構造が簡単であり、しかも給電線も不要にでき、上記のようにインピーダンスマッチングも図れる。この原理について説明したものが図３（ｃ）であり、ここには、接地導体３とパッチ導体４間に発生した電界Ｅ、ＩＣによる電流の励起及び接地導体に誘起される電流の流れが図示してある。なお、図３（ｃ）以降の図においては、ＩＣチップ７を省略し、該ＩＣチップ７が実装されている位置を給電位置として図示している。
【００４０】
ＲＦＩＤタグ１に対してリーダライタ３０より送信波が放射され該送信波をＲＦＩＤタグ１が受け取ると、図３（ｃ）に示すように、接地導体３とパッチ導体４との間に電界Ｅが形成され、ノッチ５の対向部分の間（給電位置）に電界が走り、その結果、電位差が生じ、図示するように電界Ｅと電流が生ずる。よって、従来のパッチアンテナのように、給電線による給電は必要ない。これにより、誘電体基板２の厚み方向の電界が０の位置をＩＣチップ７の給電点（接続部６、６）とすることができ、給電損失を大幅に低減できる上に、パッチ導体４の放射パターンの対称性に与える悪影響が少なく、通信可能距離が向上したＲＦＩＤタグが得られる。
【００４１】
次いで、上記のように構成された本発明のＲＦＩＤタグ１と、上記した特許文献１に記載のＲＦＩＤタグ（以下「スロット採用型ＲＦＩＤタグ」と言う）との差異について図４及び５を参照して説明する。結論から言えば、本発明のＲＦＩＤタグ１の方が、スロット採用型ＲＦＩＤタグよりも小型化が図れる。本発明者は、この点を実証すべく以下のような実験を行った。
【００４２】
まず、本発明者は、本実験にあたり、本発明のＲＦＩＤタグ１とスロット５０の配置以外は同寸法のスロット採用型ＲＦＩＤタグ１０を用意した。ノッチ５の長さとスロット５０の長さも共にＬと同じ長さとした。
【００４３】
ここで、通常、ＲＦＩＤタグに用いるＩＣチップには容量成分があることから、一般的な通信機器のアンテナとはインピーダンスマッチングの手法に違いがある。言い換えると、ＲＦＩＤタグの設計におけるインピーダンスマッチングは、実部だけでなく虚部のマッチングが必要である。ＩＣチップのメーカや型式により違いがあるが、ＩＣチップは１ｐＦ程度並列に容量成分があるため、おおよそ、Ｘ＝−１５０Ω前後の虚部を有する。ＩＣチップとのインピーダンスマッチングを行う際には上記を容量とマッチングさせるために、アンテナのインピーダンス（虚部）をＸ＝１５０Ω前後にする必要がある。
【００４４】
このような視点のもと、インピーダンスマッチングが図られ平面アンテナのインピーダンスを１５０（Ω）付近に調整したものが図４（ａ）に示す本発明のＲＦＩＤタグ１である。そして、この調整されたＲＦＩＤタグ１と同一寸法に合わせて作成されたものが図４（ｂ）に示すスロット採用型ＲＦＩＤタグ１０である。
【００４５】
この両者のＲＦＩＤタグ１、１０において、周波数を変えてアンテナのインピーダンスをシミュレーションした結果が、図５（ａ）に示すグラフである。このグラフにおいて、実線で示しているのが本発明のＲＦＩＤタグ１であり、点線で示しているのがスロット採用型ＲＦＩＤタグ１０である。この結果から、スロット採用型ＲＦＩＤタグ１０では、インピーダンスが低くインピーダンスマッチングが取れないことが分かる。
【００４６】
そして、スロット採用型ＲＦＩＤタグにおいて、アンテナのインピーダンスを１５０（Ω）とするためには、スロットの長さを長くする必要がある。そこで、該インピーダンスを１５０（Ω）とするためには、どれくらいスロットを長くすればよいか本発明者は実験を行った。その際のグラフが図５（ｂ）に示すグラフであり、該グラフに示すように、この場合、本発明のＲＦＩＤタグ１におけるインピーダンスと、スロット採用型ＲＦＩＤタグにおけるインピーダンスは略同一となっている。
【００４７】
しかしながら、このようにスロットの長さを調整してアンテナのインピーダンスを１５０（Ω）付近とした場合には、スロット採用型ＲＦＩＤタグは、図４（ｂ）に示すものではなく、その倍の大きさを有する図４（ｃ）に示すスロット採用型ＲＦＩＤタグ１０Ａである。すなわち、この場合のスロット採用型ＲＦＩＤタグは、長さ２Ｌのスロット５００を形成したパッチ導体４００と、誘電体基板２００とを備えた図４（ｃ）に示すスロット採用型ＲＦＩＤタグ１０Ａであり、その幅（図中縦方向）が、本発明のＲＦＩＤタグ１の倍になっている。
【００４８】
以上説明したように、平面アンテナとＩＣチップとの間のインピーダンスマッチングを図るのに、スロットを採用するよりも本発明のようにノッチを採用した方がＲＦＩＤタグの小型化が図れることとなる。
【００４９】
次に、本発明に係るＲＦＩＤタグの他の実施形態について図６〜図１２を参照して説明する。
【００５０】
図６は、本発明の第２実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図、図７は、本発明の第３実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図、図８は、本発明の第４実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図、図９は、本発明の第５実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図、図１０は、本発明の第６実施形態に係るＲＦＩＤタグを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は他の短絡形態を適用した場合の図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図１１は、本発明の第７実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図、図１２は、本発明の第８実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【００５１】
なお、図６〜９、１１、１２に示すＲＦＩＤタグは、上記第１実施形態に係るＲＦＩＤタグ１におけるノッチの形態（形状、位置あるいは大きさなど）の変形例であり、その他の構成は上記ＲＦＩＤタグ１と同様であることから、同様の部材については、上記第１実施形態で使用した符号にそれぞれ大文字のアルファベットを付して区別して図示はするが、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
＜第２〜第４実施形態＞
図６〜図８には、本発明に係るＲＦＩＤタグの第２〜第４実施形態であるＲＦＩＤタグ１Ａ、１Ｂ、１Ｃが示されている。これらに示すものはいずれも、上記第１実施形態に係るＲＦＩＤタグ１におけるインピーダンスマッチングの手法の例であり、具体的に説明すると次の通りである。すなわち、図６に示すＲＦＩＤタグ１Ａは、ＲＦＩＤタグ１においてインピーダンスマッチングをノッチ５Ａの長さを調整することにより図っている。図７に示すＲＦＩＤタグ１Ｂは、ＲＦＩＤタグ１においてインピーダンスマッチングを給電位置を調整することにより図っている。図８に示すＲＦＩＤタグ１Ｃは、ＲＦＩＤタグ１においてノッチ５の位置を短辺４２（縁辺部：図２参照）のいずれか一方側にずらして形成することによりインピーダンスマッチングを図っている（図８においてはこのずらした位置におけるノッチをノッチ５Ｃと記載している）。
【００５３】
次いで、図９〜図１２を参照して、本発明に係るＲＦＩＤタグの第５〜第８実施形態であるＲＦＩＤタグ１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇについて説明する。
【００５４】
＜第５実施形態＞
図９には、第５実施形態に係るＲＦＩＤタグ１Ｄが示されており、パッチ導体４Ｄに図のように複数のノッチ５Ｄ−１、５Ｄ−２、５Ｄ−３を交互に形成することにより、パッチ導体４Ｄ全体をメアンダ状に形成したものである。これによりＲＦＩＤタグ全体の更なる小型化が図れる。
【００５５】
＜第６実施形態＞
図１０には、第６実施形態に係るＲＦＩＤタグ１Ｅが示されており、その構成の概略は、上記ＲＦＩＤタグ１のノッチ５を短辺４２のいずれか一方側にずらして形成するとともに、パッチ導体４の中央部において、パッチ導体と接地導体とを短絡することによりＲＦＩＤタグ全体の小型化を図ったものである。具体的には、上記ＲＦＩＤタグ１におけるパッチ導体４の半分（短辺４２は同一長のまま長辺４１を調整）よりやや大き目の長方形状のパッチ導体４Ｅを使用する。該パッチ導体４Ｅには、その短辺の一方の辺（第１の辺）４２Ｅ−２側にノッチ５Ｅを短辺４２Ｅ−２に平行になるように形成し、該短辺４２Ｅ−２に対向する他方の辺（第２の辺）４２Ｅ−１側に、該短辺４２Ｅ−１に平行に縦列に配設された複数のスルーホールＨ、Ｈ、・・・・を設ける。該スルーホールＨ、Ｈ、・・・・によりパッチ導体４Ｅと接地導体３Ｅとを短絡する。このように構成することにより、ＲＦＩＤタグ全体の小型化が図れ、ここに示す第６実施形態に係るＲＦＩＤタグ１Ｅは、ＲＦＩＤタグ１の約半分の大きさとなっている。
【００５６】
なお、上記短絡の手法の他、図１０（ｃ）に示すように折り曲げによる短絡でもよい。具体的には、パッチ導体と接地導体とを一枚の導体板で形成し、ノッチ５Ｅが形成されていない側を図１０（ｃ）に示すように誘電体基板２Ｅを内包するように角型に折り曲げることにより、図中下層側に接地導体３Ｅ、上層側にパッチ導体４Ｅを形成する。この場合、図１０（ａ）の短辺４２Ｅ−１に相当する部分が折り曲げ部４２Ｅ−１′となる。
【００５７】
＜第７〜第８実施形態＞
図１１及び図１２には、第７実施形態及び第８実施形態に係るＲＦＩＤタグ１Ｆ、１Ｇがそれぞれ示されており、本発明のＲＦＩＤタグに使用可能なノッチの形状の一例が示されている。具体的には、ノッチの形状が、細長状の第１ノッチ部５１Ｆと、該第１ノッチ部５１Ｆに延接された横長楕円状第２ノッチ部５２Ｆとから形成されている例（図１１参照）と、第１ノッチ部５１は上記と同様に細長状で形成し、該第１ノッチ部５１に延接する第２ノッチ部を、第１ノッチ部５１Ｇに延接された直交する横長長方形状の第２ノッチ部５２Ｇとから形成されている例（図１２）をここでは示している。なお、ノッチの形状はこれらに限定されるわけではなく種々の形態のノッチが適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のＲＦＩＤシステムを示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＩＣチップを実装する前の状態を示す平面図である。
【図３】（ａ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は他のＩＣチップの実装形態を適用した場合の図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は発生する電界及び電流の状態を示す模式図である。
【図４】本発明のＲＦＩＤタグと従来のスロット採用型ＲＦＩＤタグとを対比説明するための図であり、（ａ）は本発明のＲＦＩＤタグの平面図、（ｂ）は従来のスロット採用型ＲＦＩＤタグの平面図、（ｃ）は（ａ）と同様の機能を有するように製造した場合の従来のスロット採用型ＲＩＦＤタグの平面図である。
【図５】本発明のＲＦＩＤタグのインピーダンスと従来のスロット採用型ＲＦＩＤタグのインピーダンスとを比較するためのグラフであり、（ａ）は図４（ａ）と（ｂ）とを比較した場合、（ｂ）は同図（ａ）と（ｃ）とを比較した場合である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係るＲＦＩＤタグを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は他の短絡形態を適用した場合の図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】本発明の第７実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【図１２】本発明の第８実施形態に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ ＲＦＩＤタグ
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ 誘電体基板
３ ３Ｅ 接地導体部
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ パッチ導体部
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ ノッチ
５１Ｆ、５１Ｇ 第１ノッチ部
５２Ｆ、５２Ｇ 第２ノッチ部
６ 電気接続部
７ ＩＣチップ
８ バンプ
９ パッド部
２０ 金属物品
３０ リーダライタ
１００ ＲＦＩＤシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、該誘電体基板の一方の面に設けられた接地導体と、前記誘電体基板の他方の面に設けられたパッチ導体と、を有する平面アンテナを備えたＲＦＩＤタグであって、
前記パッチ導体にはノッチが形成され、
前記ノッチの縁部あるいは該縁部に設けられた接続部にはＩＣチップが接続され、
前記ノッチが、前記平面アンテナと前記ＩＣチップとの間のインピーダンスマッチングを図ることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
前記ＩＣチップは、前記誘電体基板に埋設されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記パッチ導体は、前記ノッチを複数形成することによりメアンダ状に形成されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記ノッチは、第１ノッチ部と、該第１ノッチ部と異なる形状の第２ノッチ部が延接されてなることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記ノッチは、前記パッチ導体のいずれか一方の縁辺部に寄せて設けられていることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
前記パッチ導体と前記接地導体とを短絡するためのスルーホールが設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記パッチ導体と前記接地導体とは一枚の導体板を角型に折り曲げることにより形成されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグと、該ＲＦＩＤタグと無線通信するリーダあるいはリーダライタと、からなることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項９】
誘電体基板、該誘電体基板の一方の面に設けられた接地導体、前記誘電体基板の他方の面に設けられたパッチ導体、を有する平面アンテナと、該平面アンテナに接続されたＩＣチップと、を備えたＲＦＩＤタグを製造するＲＦＩＤタグ製造方法であって、
前記平面アンテナと前記ＩＣチップとの間のインピーダンスマッチングを図るためのノッチを前記パッチ導体に形成するノッチ形成工程と、
前記ノッチ形成工程により形成されたノッチの縁部あるいは該縁部に設けられた接続部に前記ＩＣチップを実装するＩＣチップ実装工程と、を有することを特徴とするＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１０】
前記ＩＣチップは、前記誘電体基板に埋設されるように実装することを特徴とする請求項９に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１１】
前記パッチ導体がメアンダ状となるよう前記ノッチを複数形成することを特徴とする請求項９あるいは１０に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１２】
前記ノッチは、第１ノッチ部と、該第１ノッチ部と異なる形状の第２ノッチ部が延接されるよう形成することを特徴とする請求項９あるいは１０に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１３】
前記ノッチは、前記パッチ導体のいずれか一方の縁辺部に寄せて形成することを特徴とする請求項９あるいは１０に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１４】
前記パッチ導体と前記接地導体とを短絡するためのスルーホールを形成することを特徴とする請求項９〜１３いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１５】
一枚の導体板を角型に折り曲げることにより、前記パッチ導体と前記接地導体とを形成することを特徴とする請求項９〜１３いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１６】
前記ノッチは、細長状で、かつ、前記インピーダンスマッチングが図れるようにその長さが調整されて形成されることを特徴とする請求項９あるいは１０に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１７】
前記ＩＣチップは、前記インピーダンスマッチングが図れる位置に調整して実装されることを特徴とする請求項９あるいは１０に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１】
誘電体基板と、該誘電体基板の一方の面に設けられた接地導体と、前記誘電体基板の他方の面に設けられたパッチ導体と、を有する平面アンテナを備えたＲＦＩＤタグであって、
前記パッチ導体にはノッチが形成され、
前記ノッチの縁部あるいは該縁部に設けられた接続部にはＩＣチップが接続され、
前記ノッチが、前記平面アンテナと前記ＩＣチップとの間のインピーダンスマッチングを図ることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
前記ＩＣチップは、前記誘電体基板に埋設されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記パッチ導体は、前記ノッチを複数形成することによりメアンダ状に形成されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記ノッチは、第１ノッチ部と、該第１ノッチ部と異なる形状の第２ノッチ部が延接されてなることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記ノッチは、前記パッチ導体のいずれか一方の縁辺部に寄せて設けられていることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
前記パッチ導体と前記接地導体とを短絡するためのスルーホールが設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記パッチ導体と前記接地導体とは一枚の導体板を角型に折り曲げることにより形成されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグと、該ＲＦＩＤタグと無線通信するリーダあるいはリーダライタと、からなることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項９】
誘電体基板、該誘電体基板の一方の面に設けられた接地導体、前記誘電体基板の他方の面に設けられたパッチ導体、を有する平面アンテナと、該平面アンテナに接続されたＩＣチップと、を備えたＲＦＩＤタグを製造するＲＦＩＤタグ製造方法であって、
前記平面アンテナと前記ＩＣチップとの間のインピーダンスマッチングを図るためのノッチを前記パッチ導体に形成するノッチ形成工程と、
前記ノッチ形成工程により形成されたノッチの縁部あるいは該縁部に設けられた接続部に前記ＩＣチップを実装するＩＣチップ実装工程と、を有することを特徴とするＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１０】
前記ＩＣチップは、前記誘電体基板に埋設されるように実装することを特徴とする請求項９に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１１】
前記パッチ導体がメアンダ状となるよう前記ノッチを複数形成することを特徴とする請求項９あるいは１０に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１２】
前記ノッチは、第１ノッチ部と、該第１ノッチ部と異なる形状の第２ノッチ部が延接されるよう形成することを特徴とする請求項９あるいは１０に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１３】
前記ノッチは、前記パッチ導体のいずれか一方の縁辺部に寄せて形成することを特徴とする請求項９あるいは１０に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１４】
前記パッチ導体と前記接地導体とを短絡するためのスルーホールを形成することを特徴とする請求項９〜１３いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１５】
一枚の導体板を角型に折り曲げることにより、前記パッチ導体と前記接地導体とを形成することを特徴とする請求項９〜１３いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１６】
前記ノッチは、細長状で、かつ、前記インピーダンスマッチングが図れるようにその長さが調整されて形成されることを特徴とする請求項９あるいは１０に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１７】
前記ＩＣチップは、前記インピーダンスマッチングが図れる位置に調整して実装されることを特徴とする請求項９あるいは１０に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−６２９４１（Ｐ２０１０−６２９４１Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２７３５６（Ｐ２００８−２２７３５６）
【出願日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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