JP2010152438A - アンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体 - Google Patents

Abstract

【課題】外力によるアンテナの断線を防止し、長期の耐久性に優れるとともに、金属製物品に直接貼付した状態で、読み取り／書き込みの指向性が広く、かつ、読み取り／書き込みの距離が長い非接触型データ受送信体を実現するアンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体を提供する。
【解決手段】本発明のアンテナ部品１１は、低誘電率基板１２と、低誘電率基板１２の一方の面１２ａに設けられた面状の第一導電体１３と、低誘電率基板１２の他方の面１２ｂに設けられた面状の第二導電体１４と、第一導電体１３と第二導電体１４を接続する第三導電体１５と、を備え、第一導電体１３と第二導電体１４は、低誘電率基板１２を介して対向して配置されており、第三導電体１５は、低誘電率基板１２を厚み方向に貫通する貫通孔１２ｃ内に設けられたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）用途の情報記録メディアのように、電波、主にマイクロ波を媒体として外部から情報を受信し、また、外部に情報を送信できるようにした非接触型データ受送信体に用いられるアンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体に関し、特に、金属製物品に直接貼付して、非接触状態にて、外部から情報を受信し、また外部に情報を送信できるようにした非接触型データ受送信体に好適なアンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体に関する。

非接触型データ受送信体の一例であるＩＣタグは、基材と、その一方の面に設けられ互いに接続されたアンテナおよびＩＣチップとから構成されるインレットを備えており、情報書込／読出装置からの電磁波を受信すると共振作用によりアンテナに起電力が発生し、この起電力によりＩＣタグ内のＩＣチップが起動し、このＩＣチップ内の情報を信号化し、この信号がＩＣタグのアンテナから発信される。
ＩＣタグから発信された信号は、情報書込／読出装置のアンテナで受信され、コントローラーを介してデータ処理装置へ送られ、識別などのデータ処理が行われる。

ＩＣタグが作動するためには、情報書込／読出装置から発信された電磁波がＩＣタグのアンテナに十分取り込まれて、ＩＣチップの作動起電力以上の起電力が誘導されなければならない。ところが、ＩＣタグを金属製物品の表面に貼付した場合、金属製物品の表面では磁束が金属製物品の表面に平行になるため、ＩＣタグのアンテナを横切る磁束が減少して誘導起電力が低下して、ＩＣチップの作動起電力を下回り、ＩＣチップが作動しなくなるという問題があった。

そこで、基板と、基板の表裏面、および、その表裏面に連接する側面に沿って設けられた導電体からなり、基板の厚み方向の断面形状がコの字型のアンテナとを備えたアンテナ部品が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このアンテナ部品を用いたＩＣタグは、金属製物品に貼付しても、ＩＣチップの作動起電力以上の起電力が生じるので、ＩＣチップが作動し、情報の送受信が可能であった。
国際公開第２００７／１４４５７４号パンフレット

しかしながら、上述のアンテナ部品では、基板の表裏面と側面との境、すなわち、基板の角にもアンテナを形成する導電体が設けられ、その基板の角において各面に設けられた導電体同士の接続部が基板の外部に露出しているため、外力によりその接続部が損傷しやすく、その部分でアンテナが断線し、このアンテナ部品を用いた非接触型データ受送信体は通信不能になるおそれがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、外力によるアンテナの断線を防止し、長期の耐久性に優れるとともに、金属製物品に直接貼付した状態で、読み取り／書き込みの指向性が広く、かつ、読み取り／書き込みの距離が長い非接触型データ受送信体を実現するアンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体を提供することを目的とする。

本発明のアンテナ部品は、低誘電率基板と、該低誘電率基板の一方の面に設けられた面状の第一導電体と、前記低誘電率基板の他方の面に設けられた面状の第二導電体と、前記第一導電体と前記第二導電体を接続する第三導電体と、を備えたアンテナ部品であって、前記第一導電体と前記第二導電体は、前記低誘電率基板を介して対向して配置されており、前記第三導電体は、前記低誘電率基板を厚み方向に貫通する貫通孔内に設けられたことを特徴とする。

本発明の非接触型データ受送信体は、本発明のアンテナ部品と、該アンテナ部品と電気的に接続されたＩＣチップと、を備えたことを特徴とする。

本発明のアンテナ部品によれば、低誘電率基板と、第一導電体、第二導電体および第三導電体からなるアンテナとを備え、第一導電体と第二導電体が低誘電率基板を介して対向して配置され、また、第三導電体が、低誘電率基板を厚み方向に貫通する貫通孔内に設けられているので、第一導電体と第二導電体を接続する第三導電体自体が低誘電率基板の外部に露出していないだけでなく、第一導電体および第二導電体と、第三導電体との接続部が低誘電率基板の外部に露出していないから、外力によりその接続部が損傷するのを防止できる。したがって、その部分でアンテナが断線するのを防止し、長期の耐久性に優れ、このアンテナ部品を用いた非接触型データ受送信体が通信不能になるのを防止することができる。
また、本発明のアンテナ部品を用いた非接触型データ受送信体が、金属製物品に貼付されていても、アンテナ部品の低誘電率基板の一方の面または他方の面のうち、金属製物品に貼付されていない面側において、アンテナが情報書込／読出装置から発信された電波を十分に取り込み、ＩＣチップの作動起電力以上の起電力を誘導することができる。ゆえに、非接触型データ受送信体は、金属製物品に直接貼付して、非接触状態にて、外部から情報を受信し、また外部に情報を送信できる。

本発明のアンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

（１）第一の実施形態
図１は、本発明のアンテナ部品を備えた非接触型データ受送信体の第一の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
この実施形態の非接触型データ受送信体１０は、アンテナ部品１１と、ＩＣチップ１７とから概略構成されている。
また、アンテナ部品１１は、低誘電率基板１２と、低誘電率基板１２の一方の面１２ａに設けられた面状の第一導電体１３と、低誘電率基板１２の他方の面１２ｂに設けられた面状の第二導電体１４と、第一導電体１３と第二導電体１４を、それぞれの一端部にて互いに接続する第三導電体１５とから概略構成されている。

アンテナ部品１１では、低誘電率基板１２の一方の面１２ａに、接着材あるいは粘着材を介して、第一導電体１３が設けられるとともに、低誘電率基板１２の他方の面１２ｂに、接着材あるいは粘着材を介して、第二導電体１４が設けられている。
また、第一導電体１３と第二導電体１４は、低誘電率基板１２を介して対向して配置されている。そして、第一導電体１３と第二導電体１４は、平行の関係にある。

また、第三導電体１５は、低誘電率基板１２を厚み方向に貫通する貫通孔１２ｃ内、すなわち、一方の面１２ａから他方の面１２ｂにわたって、低誘電率基板１２に対して略垂直に設けられた貫通孔１２ｃ内において、この貫通孔１２ｃの内面１２ｄ全面に設けられている。そして、第三導電体１５が設けられた貫通孔１２ｃには、第三導電体１５が充填されているのではなく、低誘電率基板１２の一方の面１２ａから他方の面１２ｂにわたる空孔が存在している。
さらに、貫通孔１２ｃは、低誘電率基板１２の短手方向に沿って、かつ、第一導電体１３および第二導電体１４の一端部において、第一導電体１３および第二導電体１４の短手方向にわたって等間隔に複数設けられており、これら全ての貫通孔１２ｃ内に第三導電体１５が設けられている。

そして、第三導電体１５は、貫通孔１２ｃにおける低誘電率基板１２の一方の面１２ａ側の開口部にて第一導電体１３と接続され、一方、貫通孔１２ｃにおける低誘電率基板１２の他方の面１２ｂ側の開口部にて第二導電体１４と接続されている。これにより、第一導電体１３と第二導電体１４は、第三導電体１５を介して電気的に接続され、第一導電体１３、第二導電体１４および第三導電体１５は、低誘電率基板１２の厚み方向の断面形状がコの字型をなすアンテナ１６を形成している。

アンテナ１６の長手方向における長さ、すなわち、第三導電体１５を介して、低誘電率基板１２の一方の面１２ａに設けられた第一導電体１３から他方の面１２ｂに設けられた第二導電体１４にわたる長さは、非接触型データ受送信体１０の使用周波数である極超短波帯〈ＵＨＦ〉やマイクロ波帯の電波帯の周波数（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）の１／２波長に相当する長さとなっている。

貫通孔１２ｃの低誘電率基板１２の厚み方向と垂直な断面の形状、すなわち、平面視の形状は円形をなしている。なお、貫通孔１２ｃの上記断面の形状は特に限定されず、楕円形、三角形、四角形（矩形）、五角形以上の多角形などであってもよい。
また、貫通孔１２ｃの大きさ、数などは特に限定されず、アンテナ１６の共振周波数などに応じて適宜調整される。

ＩＣチップ１７は、低誘電率基板１２の一方の面１２ａにおいて、第一導電体１３と接続されている。これにより、アンテナ部品１１とＩＣチップ１７は電気的に接続されている。

低誘電率基板１２としては、ガラス繊維からなる不織布を重ねたものに、エポキシ樹脂を含浸させ、プレス成形してなる、ガラスエポキシ基板が用いられる。

第一導電体１３、第二導電体１４および第三導電体１５は、金属薄膜からなり、この金属薄膜を形成する金属としては、金、銀、銅、スズ、アルミニウムなどが挙げられる。

ＩＣチップ１７としては、特に限定されず、アンテナ１６を介して非接触状態にて情報の書き込みおよび読み出しが可能なものであれば、非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベル、あるいは非接触型ＩＣカードなどのＲＦＩＤメディアに適用可能なものであればいかなるものでも用いられる。

次に、非接触型データ受送信体１０の製造方法について、その一例を挙げて説明する。
まず、低誘電率基板１２の一方の面１２ａに、接着材あるいは粘着材を介して、第一導電体１３を配設する。
次いで、低誘電率基板１２の他方の面１２ｂに、接着材あるいは粘着材を介して、第二導電体１４を配設する。

次いで、ドリルにより、低誘電率基板１２の一方の面１２ａから他方の面１２ｂにわたって、低誘電率基板１２に対して略垂直の貫通孔１２ｃを穿設する。この際、低誘電率基板１２の一方の面１２ａに設けられた第一導電体１３と一緒に、低誘電率基板１２に穿孔するが、第一導電体１３に当接したドリルが、低誘電率基板１２に貫通孔１２ｃを穿設すると同時に、第一導電体１３の一部を引き延ばしながら、貫通孔１２ｃ内にその引き延ばした部分を引きずり込むことによって、貫通孔１２ｃの内面１２ｄ全面に第三導電体１５を形成する。その結果、この第三導電体１５を介して、第一導電体１３と第二導電体１４が接続される。

次いで、低誘電率基板１２の一方の面１２ａにおいて、第一導電体１３とＩＣチップ１７を接続し、非接触型データ受送信体１０を得る。

この非接触型データ受送信体１０によれば、アンテナ部品１１が低誘電率基板１２と、第一導電体１３、第二導電体１４および第三導電体１５からなるアンテナ１６とを備え、第一導電体１３と第二導電体１４が低誘電率基板１２を介して対向して配置され、また、第三導電体１５が、低誘電率基板１２を厚み方向に貫通する貫通孔１２ｃ内において、その内面１２ｄ全面に設けられているので、第一導電体１３と第二導電体１４を接続する第三導電体１５自体が低誘電率基板１２の外部に露出していないだけでなく、第一導電体１３および第二導電体１４と、第三導電体１５との接続部が低誘電率基板１２の外部に露出していないから、外力によりその接続部が損傷するのを防止できる。したがって、その部分でアンテナ１６が断線するのを防止し、長期の耐久性に優れ、非接触型データ受送信体１０が通信不能になるのを防止することができる。
また、低誘電率基板１２の一方の面１２ａまたは他方の面１２ｂのいずれか一方が、金属製物品に貼付されていても、金属製物品に貼付されていない面側において、アンテナ１６が情報書込／読出装置から発信された電波を十分に取り込み、ＩＣチップ１７の作動起電力以上の起電力を誘導することができる。ゆえに、非接触型データ受送信体１０は、金属製物品に直接貼付して、非接触状態にて、外部から情報を受信し、また外部に情報を送信できる。

なお、この実施形態では、第一導電体１３、第二導電体１４および第三導電体１５から構成されるアンテナ１６が、低誘電率基板１２の厚み方向の断面形状がコの字型をなしているアンテナ部品１１を例示したが、本発明のアンテナ部品はこれに限定されない。本発明のアンテナ部品にあっては、アンテナは、低誘電率基板を介して対向して配設された第一導電体と第二導電体が、低誘電率基板を厚み方向に貫通して設けられた第三導電体を介して接続されてなるものであれば、アンテナの低誘電率基板の厚み方向の断面形状がユの字型、エの字型などであってもよい。

（２）第二の実施形態
図２は、本発明のアンテナ部品を備えた非接触型データ受送信体の第二の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
この実施形態の非接触型データ受送信体２０は、アンテナ部品２１と、ＩＣチップ２７とから概略構成されている。
また、アンテナ部品２１は、低誘電率基板２２と、低誘電率基板２２の一方の面２２ａに設けられた面状の第一導電体２３と、低誘電率基板２２の他方の面２２ｂに設けられた面状の第二導電体２４と、第一導電体２３と第二導電体２４を接続する第三導電体２５とから概略構成されている。

アンテナ部品２１では、低誘電率基板２２の一方の面２２ａに、接着材あるいは粘着材を介して、第一導電体２３が設けられるとともに、低誘電率基板２２の他方の面２２ｂに、接着材あるいは粘着材を介して、第二導電体２４が設けられている。
また、第一導電体２３と第二導電体２４は、低誘電率基板２２を介して対向して配置されている。そして、第一導電体２３と第二導電体２４は、平行の関係にある。

また、第三導電体２５は、低誘電率基板２２を厚み方向に貫通する貫通孔２２ｃ内、すなわち、一方の面２２ａから他方の面２２ｂにわたって、低誘電率基板２２に対して略垂直に設けられた平面視略矩形状の貫通孔２２ｃ内において、この貫通孔２２ｃの内面２２ｄ全面に設けられている。そして、第三導電体２５が設けられた貫通孔２２ｃには、第三導電体２５が充填されているのではなく、低誘電率基板２２の一方の面２２ａから他方の面２２ｂにわたる空孔が存在している。
さらに、貫通孔２２ｃは、低誘電率基板２２の短手方向に沿って、かつ、第一導電体２３および第二導電体２４の一端部において、第一導電体２３および第二導電体２４の短手方向にわたって設けられており、この貫通孔２２ｃ内に第三導電体２５が設けられている。

そして、第三導電体２５は、貫通孔２２ｃにおける低誘電率基板２２の一方の面２２ａ側の開口部にて第一導電体２３と接続され、一方、貫通孔２２ｃにおける低誘電率基板２２の他方の面２２ｂ側の開口部にて第二導電体２４と接続されている。これにより、第一導電体２３と第二導電体２４は、第三導電体２５を介して電気的に接続され、第一導電体２３、第二導電体２４および第三導電体２５は、低誘電率基板２２の厚み方向の断面形状がコの字型をなすアンテナ２６を形成している。

アンテナ２６の長手方向における長さ、すなわち、第三導電体２５を介して、低誘電率基板２２の一方の面２２ａに設けられた第一導電体２３から他方の面２２ｂに設けられた第二導電体２４わたる長さは、非接触型データ受送信体２０の使用周波数である極超短波帯〈ＵＨＦ〉やマイクロ波帯の電波帯の周波数（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）の１／２波長に相当する長さとなっている。

貫通孔２２ｃの低誘電率基板２２の厚み方向と垂直な断面の形状、すなわち、平面視の形状は特に限定されず、円形、楕円形、三角形、四角形、五角形以上の多角形などであってもよい。
また、貫通孔２２ｃの大きさは特に限定されず、アンテナ２６の共振周波数などに応じて適宜調整される。

ＩＣチップ２７は、低誘電率基板２２の一方の面２２ａにおいて、第一導電体２３と接続されている。これにより、アンテナ部品２１とＩＣチップ２７は電気的に接続されている。

低誘電率基板２２としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
第一導電体２３、第二導電体２４および第三導電体１５としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
ＩＣチップ２７としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。

また、非接触型データ受送信体２０は、上述の第一の実施形態と同様に製造することができる。

この非接触型データ受送信体２０は、上述の非接触型データ受送信体１０と同様の効果を奏する。

本発明のアンテナ部品を備えた非接触型データ受送信体の第一の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明のアンテナ部品を備えた非接触型データ受送信体の第二の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

符号の説明

１０，２０・・・非接触型データ受送信体、１１，２１・・・アンテナ部品、１２，２２・・・低誘電率基板、１３，２３・・・第一導電体、１４，２４・・・第二導電体、１５，２５・・・第三導電体、１６，２６・・・アンテナ、１７，２７・・・ＩＣチップ。

Claims (2)

1. 低誘電率基板と、該低誘電率基板の一方の面に設けられた面状の第一導電体と、前記低誘電率基板の他方の面に設けられた面状の第二導電体と、前記第一導電体と前記第二導電体を接続する第三導電体と、を備えたアンテナ部品であって、
   前記第一導電体と前記第二導電体は、前記低誘電率基板を介して対向して配置されており、
   前記第三導電体は、前記低誘電率基板を厚み方向に貫通する貫通孔内に設けられたことを特徴とするアンテナ部品。
2. 請求項１に記載のアンテナ部品と、該アンテナ部品と電気的に接続されたＩＣチップと、を備えたことを特徴とする非接触型データ受送信体。
   

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