JP2009251974A - Rfidタグ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
磁気タグとICチップを実装したRFIDタグの2つの機能を有し、そのRFIDタグの通信範囲をより拡大することができる物品管理用RFIDタグを提供することを課題とする。
【解決手段】
本発明のRFIDタグは、非接触で外部との情報を受け渡し可能なICチップを実装したRFIDタグであって、ICチップを実装した導電性を有する第1のアンテナと軟磁性体からなる第2のアンテナが電気的に接続した構造とした。
【選択図】図1
Description
まず、図1を参照しながら第1の実施形態のRFIDタグを説明する。図1(a)は本実施形態のRFIDタグ10の基本形状を示している。導体からなる第1のアンテナ1上にICチップ3が実装されたRFID部と軟磁性体材料からなる第2のアンテナ2が電気的に接続されている形態となっている。第1のアンテナ1には第1のアンテナ1とICチップ3のインピーダンスマッチングを行う、L字型のスリット4が形成されていて、ICチップとのインピーダンスマッチングを行う。第1のアンテナ1とICチップ3との接続方法については後述する。第1のアンテナ1と第2のアンテナ2は重なり部50を有し、導体である2つのアンテナが直接接触するか、図示しない粘着材や接着材を介して電気的に接続している。第1のアンテナ1と第2のアンテナ2はベースフィルム5により保持されている。
図3(a)、(b)に示すように、A4サイズの書籍12にそれぞれのタグ10及び11を取り付ける。取り付け位置は書籍9の背近傍とする。なお、近傍とは、予め定めた所定の範囲内としてもよい。この状態で周波数2.45GHzの出力300mWのリーダ装置、アンテナ利得6dBiのアンテナによりその通信距離を測定した。第1のアンテナ1及び第2のアンテナ2のアンテナ幅は1.5mmとした。その結果を図4(a),(b)に示す。本実施形態のタグ10では(a)の読取り範囲13に示すような通信範囲が得られる。リーダアンテナがこの通信範囲に存在すればICチップ3の情報を読取ることができることを示している。従来構造のタグ11では(b)に示す読取り範囲14で示す範囲がICチップ3の情報を読取れる範囲である。ここで、書籍12の長手方向に直角な方向を読取方向X、平行な方向を読取方向Yと定義する。
《第2の実施形態》
第2の実施形態を図9により説明する。実施形態1ではICチップ3を実装した第1のアンテナ1と軟磁性体で形成されている第2のアンテナ2を電気的に接続している。(a)に示すように、第2の実施形態では第1のアンテナ1と第2のアンテナ2を形成する材料を同一として、導電性を有する軟磁性体を使用し、第1のアンテナ1と第2のアンテナ2が一体化したアンテナ18を作成する。すなわち、アンテナの少なくとも一部が磁性を帯びている。言い換えると、アンテナに磁性体部を設けている。このアンテナ18にはICチップ3のインピーダンスマッチングを行うスリット20が形成されている。このスリット22を跨ぐようにアンテナ18にICチップ3を実装することにより第1の実施形態と同等の通信特性を得ることができる。同時に、磁気タグとしての機能も有するRFIDタグを形成することができる。本実施形態ではICチップ3を実装したアンテナ18をベースフィルム20で保持する構造とした。本実施形態では200μm厚の導電性を有するアモルファス合金箔を使用した。ベースフィルム20はPET材(50μm厚)を使用した。(b)は本実施形態のタグを横方向から図示したものである。
第3の実施形態は、第1及び第2の実施形態の磁気タグ部分に半硬質磁性材料の小片を取り付けることにより軟磁性体のバルクハウゼン効果をコントロールすることができる。図13を用いてこの構造を説明する。(a)は上面図、(b)、(c)は実施形態1における図1(b)、(c)に示した構造に本実施形態の機能を加えたタグ構造を横方向から図示したものである。(b)、(c)ともに第2のアンテナ2上に半硬質磁性体の小片を取り付けた形態と成っている。図14は第2の実施形態で示したタグ構造に半硬質磁性材料の小片を取付けたものである。半硬質磁性体材料としてはFe合金、Co合金などがあり、厚さ50〜100μm、3mm程度の長さがあれば十分な失活性能を与えることができる。
第4の実施形態は本実施形態のRFIDタグ10の端部に1/2λ長の第3のアンテナを配置することによりRFIDタグ10の長手方向(読取方向Y)からの通信距離を延ばすことができる。図15を用いてこれを説明する。(a)に示すように書籍12の背近傍に本実施形態のRFIDタグ10を取付ける。取付け位置はRFIDタグの隠蔽性を向上させるため表紙35の裏側に取付ける。さらに、書籍の表紙面に第3のアンテナ34を取付ける。(b)にC−C’の断面図を示す。第3のアンテナ34は導体により構成され書籍とは粘着材や接着材により固着させる。アンテナ材料としてはAl,Cu,Agなどの汎用的な金属材料を用いる。導電性インクを用いて印刷により形成しても良い。(c)に示すようにRFIDタグ10と第3のアンテナ34はそれぞれのアンテナの端部が重なるように配置する。直接接触する必要はないが、2つのアンテナの距離が離れるほど結合が弱くなり、第3のアンテナの効果が低下する。RFIDタグ10のアンテナと第3のアンテナ34の成す角度は任意角で良い。効率良く動作させる為には第3のアンテナ34とリーダアンテナが平行を成すように配置すると良い。RFIDタグ10と第3のアンテナ34を直接重ねたり、実施形態2のように軟磁性体で一体化することもできる。
アンテナ41にインピーダンスマッチング用のスリットを設けてICチップ3を搭載する具体的な例を詳細に説明する。図16は、アンテナ41の給電部にICチップ3を搭載する工程を示す工程図であり、(a)はアンテナ41とICチップ2の給電部分を示し、(b)はアンテナ41にICチップ3を搭載したときの給電部分の透視拡大図を示し、(c)はアンテナ41とlCチップ3の接合部の断面図を示している。
2,2b,2c:第2のアンテナ
3:ICチップ
3a,3b:接続パッド
4,4a,8,43:スリット
5,9:ベースフィルム
6:RFIDアンテナ
7:磁気タグ
10,10a,10b,10c,10d,10e,10f、10g,10h:本発明のタグ
11:従来構造のタグ
12,12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g,12h:書籍
13:実施形態1のタグ10の通信範囲
14:従来構造のタグ11での通信範囲
15a,15b,15c:リーダアンテナ
16a,16b:放射方向
17:リーダ装置
21:軟磁性体材料
22:スリット形成部
23:実施形態2のタグアンテナ
24:スリット形成工程
25:切断工程
26:ベースフィルム
27:カバーフィルム
28:裏面粘着層
29:第2の実施形態のRFIDタグ
30,30A,30B,30C:切断位置
31a,31b,31c:切断面
32:ICチップ実装位置
33:半磁性体
34:第3のアンテナ
35:表紙
36:棚板
41,41A:アンテナ
41b:スタブ
43A:T字型スリット
50,50a,50b,50c:重ね合せ部
Claims (21)
- ICチップに記録された情報を無線で送信するRFIDタグであって、
前記ICチップと、
導電性を有する第1のアンテナと、
導電性を有し、磁性体からなる第2のアンテナとからなり、
前記第1のアンテナには記録された情報を送信するICチップが実装され、
前記第1のアンテナと前記第2のアンテナが電気的に接続されていることを特徴とするRFIDタグ。 - 前記第1のアンテナは前記第2のアンテナの長手方向の片側又は両側の端部に接続されていることを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ。
- 前記第1のアンテナと前記第2のアンテナが一体であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のRFIDタグ。
- 前記第2のアンテナの上に半硬質磁性材料の小片が配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のRFIDタグ。
- 動作周波数の波長をλとしたとき、前記第1のアンテナと第2のアンテナ長の総和が電気的長さのλ/2の整数倍長であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のRFIDタグ。
- 動作周波数の波長をλとしたとき、前記第1アンテナは電気的長さがλ/4長以下であることを特徴とする請求項5に記載のRFIDタグ。
- 前記第1のアンテナと前記第2のアンテナは相互を重ね合せることにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項2の何れか1項に記載のRFIDタグ。
- 前記第1のアンテナと前記第2のアンテナは粘着材を介した静電結合によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項2の何れか1項に記載のRFIDタグ。
- 前記第1のアンテナは前記ICチップの出力とインピーダンスマッチングを行うマッチング回路を備え、
前記マッチング回路は、前記第1のアンテナに形成されたスリットと、このスリットにより形成されたスタブによって実現されることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載のRFIDタグ。 - 前記スリットは、L字型又はT字型により形成され、
前記ICチップは前記スリットによって端子間がセパレートされるように、前記第1のアンテナに実装されていることを特徴とする請求項9に記載のRFIDタグ。 - 前記RFIDタグの長手方向に対して交差するように第3のアンテナを配置することを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れか1項に記載のRFIDタグ。
- 前記第3のアンテナは前記第2のアンテナの端部で交差することを特徴とした請求項11に記載のRFIDタグ。
- 前記第3のアンテナは、動作周波数の波長をλとしたとき、前記第3アンテナ長は電気的長さがλ/2の整数倍長であることを特徴とする請求項11乃至12の何れか1項に記載のRFIDタグ。
- 前記第3のアンテナ表面に情報が印刷されていることを特徴とする請求項11乃至請求項12に記載のRFIDタグ。
- 軟磁性体からなるアンテナ材料にスリットを形成するスリット形成工程と、ベースフィルムを取付けるベースフィルム取り付工程と、ICチップを実装するICチップ実装工程と、半硬質磁性体を取付ける半硬質磁性体実装工程と、タグ裏面に取り付用粘着材を取付ける粘着材取り付工程と、ICチップを保護するフィルムを取付ける保護フィルム取り付工程と、タグを分離する切断工程を含むことを特徴とするRFID製造方法。
- 前記スリット形成工程は打抜きによりスリットを形成することを特徴とする請求項14に記載のRFIDタグ製造方法。
- 前記切断工程においてスリット端部から切断位置までの距離を、切断装置の切断位置精度よりも大きいくすることを特徴とする請求項14に記載のRFIDタグ製造方法。
- ICチップに記録された情報を無線で送信するRFIDタグであって、
前記ICチップと、
前記ICチップと接続され、少なくともその一部が磁性を帯びるアンテナを有することを特徴とするRFIDタグ。 - 請求項18に記載のRFIDタグにおいて、
前記アンテナは、
前記ICチップを接続した第1のアンテナおよび前記第1のアンテナと電気的に接続される磁性体を帯びる第2のアンテナから構成されることを特徴とするRFIDタグ。 - 請求項18に記載のRFIDタグにおいて、
前記アンテナは、
前記ICチップを接続した第1のアンテナおよび磁性体を帯びる第2のアンテナから構成され、
前記第1のアンテナおよび前記第2のアンテナを介して前記ICチップに記録された情報を送出することを特徴とするRFIDタグ。 - ICチップに記録された情報を無線で送信するRFIDタグであって、
磁性体で構成される磁気タグと、
前記ICチップと接続され、前記磁気タグと当該RFIDタグの長さ方向において直列方向であって当該RFIDタグの端部に配置されたアンテナとを有することを特徴とするRFIDタグ。
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