JP4715823B2 - Ｒｆｉｄタグ - Google Patents

Description

この発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグに関し、ＲＦＩＤタグはリーダライタから送信されるコマンド信号を受信し、そのコマンド信号の情報に応じてメモリに格納しているタグ情報を更新し、追記し、又はそのタグ情報をＲＦＩＤリーダライタに読み出し信号として送信するものであり、生体・物品の入退室管理や物流管理などに利用されるものである。

ＲＦＩＤシステムは、ＩＣチップを備えたＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダライタとの間で無線通信を行なうものである。ＲＦＩＤタグは、バッテリーを搭載してその電力で駆動するいわゆるアクティブ型タグと、リーダライタからの電力を受けてこれを電源として駆動するいわゆるパッシブ型タグとがある。アクティブ型タグは、パッシブ型に比べてバッテリーを搭載しているため、通信距離や通信の安定度等の点でメリットがある一方、構造が複雑で、サイズの大型化や高コスト化等のデメリットもある。そして、近年の半導体技術の向上により、パッシブ型タグ用としてＩＣチップの小型化、高性能化が進み、通信距離の拡張や通信の安定度の向上などにより、パッシブ型タグの幅広い分野における使用が期待されている状況である。

パッシブ型タグにおいて、周波数帯が長波帯、短波帯のＲＦＩＤタグで適用されている電磁誘導方式では、リーダライタの送信アンテナコイルとＲＦＩＤタグのアンテナコイルとの間の電磁誘導作用でＲＦＩＤタグに電圧が誘起され、この電圧によりＩＣチップを起動して通信を可能としている。したがって、ＲＦＩＤリーダライタによる誘導電磁界内でしかＲＦＩＤタグが動作せず、通信距離は数十ｃｍ程度となってしまう。また、ＵＨＦ帯及びマイクロ波帯などの高い周波数帯のＲＦＩＤタグでは、電波通信方式が適用されており、電波によりＲＦＩＤタグのＩＣチップに電力を供給しているため、通信距離は１〜８ｍ程度と大幅に向上している。したがって、ＵＨＦ帯及びマイクロ波帯などの高い周波数帯のＲＦＩＤタグは、通信距離の短い長波帯、短波帯のＲＦＩＤシステムでは実現が困難であった複数枚のＲＦＩＤタグの一括読み取りや移動しているＲＦＩＤタグの読み取りなども可能となり、その利用範囲は、今後大幅に広がるものと考えられる。そこで、ＵＨＦ帯又はマイクロ波帯などの高い周波数のパッシブ型タグとしては、例えば、特許文献１〜５に記載されたものがあった。

従来のＲＦＩＤタグに関し、特許文献１の第３図には、１／２波長マイクロストリップ線路共振器１３、誘電体基板１４、接地導体板１５を備え、１／２波長マイクロストリップ線路共振器１３と接地導体板１５との間にＩＣチップを接続することにより、接地導体板１５側に金属物体（導体）があっても、アンテナの放射特性には殆んど影響せずに金属物体（導体）に設置・貼り付けが可能なＲＦＩＤタグが開示されている。なお、ＩＣチップの詳細に関し、特許文献１の第１７図には、ワイヤーボンディングなどの技術により、ＩＣ１０６がアンテナ導体１００の中心部分につながる接地線路１０４の裏面で接地導体側の誘電体材料の中に埋没させるように配置されたものが開示され、同様に特許文献１の第１８図〜第２１図には、ＩＣ１２１が接地導体側の誘電体材料の中に埋没させるように配置されたものが開示されており、特許文献１の段落番号００２８には、ＩＣ１２１の接続パッドが形成される面と反対側に接地面が形成できるＩＣ構成であれば、ボンデングワイヤ１２２、１２、２のうち、片方のボンデングワイヤ１２２が不要である旨の記載がある。

特許文献２の第１図には、基材１の表面に形成された端子部３、基材１の一部に形成されたＩＣチップ配置領域９に配置され、端子部３に接続されたＩＣチップ６を備えたＲＦＩＤタグが開示されている。そして、それには、ＩＣチップ６を基材１の内部に埋め込む必要はなく、アンテナ上面に実装できるため、基材１の表面に対する加工だけで簡便な構造のＲＦＩＤタグを製造でき、歩留りの低減・製造コストダウンが可能になるというものが開示されている。

特許文献３の第１９図には、誘電体部材１０、ＩＣチップ用凹部１０ｂ、フィルム基材２０、アンテナパターン３０、ＩＣチップ４０を備えたＲＦＩＤタグ５であって、誘電体部材１０にＩＣチップ４０を埋設可能なＩＣチップ用凹部１０ｂを設け、このＩＣチップ用凹部１０ｂにＩＣチップ４０を埋設させ、フィルム基材２０の内面側に形成したアンテナパターン３０とＩＣチップ４０とが電気的に接続するようにフィルム基材２０を誘電体部材１０に巻き付けてアンテナパターン３０により構成したループアンテナにより、電波吸収体の近傍でも通信距離の低下を抑制したものが開示されている。

特許文献４の第４図には、アンテナ面３０に誘電体２０の一部を露出させる開口３１が形成され、開口は、互いに対向するように平行に延びる一対の第１スリット３１ａと、該一対のスリット３１ａと、該一対のスリット３１ａを連通する第２スリット３１ｂとを有し、前記第２スリット３１ｂを前記一対の第１スリット３１ａの中間部に位置させたＲＦＩＤタグが開示されている。なお、送受信素子（ＩＣチップ）は、第１及び第２給電点は４１、４２に接続されている。

特許文献５の第１図及び第２図には、長方形の導体板１１の中央長手方向にスロット１２が設けられて構成されたスロットアンテナ１０にＩＣチップ１３が搭載されたＲＦＩＤタグが開示されている。

特開２０００−３３２５２３号公報（第３図、第１７図〜第２１図）

特開２００２−１９７４３４号（第１図）

特開２００６−５３８３３号（第１９図）

特開２００６−２３７６７４号公報（第４図）

特開２００２−３５８４９４号公報（第１図、第２図）

しかし、特許文献１に記載のＲＦＩＤタグは、金属物体（導体）に設置することは可能であっても、１／２波長マイクロストリップ線路共振器と接地導体板との間にＩＣチップを接続する構成であるために誘電体基板の内部にＩＣチップを埋め込む必要がある。このため、構成が複雑で製造が困難となるという課題がある。

特許文献２に記載のＲＦＩＤタグは、ＩＣチップの小型化が進んでいたとしても、ＩＣチップの厚みはアンテナパターンや端子部の導体厚と比較すると厚く、しかもＩＣチップが基材の表面に実装されるためにＲＦＩＤタグの表面に突起ができてしまう。したがって、特許文献２の段落番号００２３に記載されるように、ＩＣチップの実装部全体あるいは一部を被覆保護してＲＦＩＤタグの表面を平坦にする必要がある。すなわち、基材にアンテナパターン及びＩＣチップを実装する場合には、衝撃等によりＩＣチップが破損するおそれがあり、ＲＦＩＤタグの表面（上面）にラベルプリンタを使用して直接印刷することが難しくなるという課題がある。また、基材にアンテナパターンとＩＣチップとを実装したフィルムを接着する場合には、ＩＣチップによるフィルムの膨らみ（突起）が生じるため、やはり前記のような課題がある。

特許文献３に記載のＲＦＩＤタグは、ＩＣチップによるフィルム（フィルム基材）の膨らみ（突起）は殆んど生じないものの、金属物体などの導電性物体（導体）に貼り付けたりその近傍に設置した場合には、導電性物体の影響によりループアンテナが動作しなくなったり、通信距離が極端に低下してしまうという課題がある。

特許文献４に記載のＲＦＩＤタグは、特許文献１に記載のＲＦＩＤタグと同様に金属物体（導体）に設置することは可能である。しかし、ＩＣチップが誘電体２０外に設けられているので、ＩＣチップの小型化が進んでいたとしても、ＩＣチップの厚みはアンテナパターンや端子部の導体厚と比較すると厚く、しかもＩＣチップが基材の表面に実装されるためにＲＦＩＤタグの表面に突起ができてしまう。このために、特許文献２に記載のＲＦＩＤタグと同じく、衝撃等によりＩＣチップが破損するおそれがあり、ＲＦＩＤタグの表面（上面）にラベルプリンタを使用して直接印刷することが難しくなるという課題がある。また、基材にアンテナパターンとＩＣチップとを実装したフィルムを接着する場合には、ＩＣチップによるフィルムの膨らみ（突起）が生じるため、やはり前記のような課題がある。このことに加えて、開口が互いに対向するように平行に延びる一対の第１スリット３１ａと、該一対のスリット３１ａと、該一対のスリット３１ａを連通する第２スリット３１ｂとを有し、該開口３１は、アンテナ面３０のうち該開口３１を介して露出する誘電体２０によって画される領域３６、３７が送受信素子に対する整合回路を形成するように構成されているので、給電方向が横方向に対し一対のスリット３１ａが横長形状となり第２スリット３１ｂにおける横方向の正偏波の電界と併せて一対のスリット３１ａに縦方向の交差偏波成分の電界も発生するので、正偏波成分の利得が低下するという課題がある。

また、発生した交差偏波が、本来正偏波で意図した方向とは異なる方向に放射されるため、リーダライタと通信する時に通信したくない場所にタグがいるのに通信してしまう場合があり、タグの設置方法や運用方法が困難になるという課題もある。さらに、特許文献５に記載のＲＦＩＤタグのパッチアンテナは、給電点４１、４２はアンテナ面３０の中央周辺にあるが、スリットをアンテナ面３０の中央からずらした位置に配置することを基本としているので、正偏波のパターンも非対称になり、アンテナの放射パターンの対称性に影響を与えるという課題もある。なお、これらの課題から特許文献５のパッチアンテナは、領域３６、３７と送受信素子（ＩＣチップ）との整合をとることを中心に考えてことが分かる。

特許文献５の第１図及び第２図に記載されたＲＦＩＤタグは、導体パターン内部にスロットを設けたスロットアンテナを適用しており、特許文献３と同様に金属物体などの導電性物体（導体）に貼り付けたりその近傍に設置した場合には、導電性物体の影響によりループアンテナやダイポールアンテナが動作しなくなったり、通信距離が極端に低下してしまうという課題がある。さらに、特許文献５の第１図に示すスロットの長方向に磁界が発生し、この長さで共振させ放射しているため、高効率で放射するためにはスロット長さはλ／２程度必要となりＲＦＩＤタグの小型化にも課題がある。

そこで、この発明は、前記のような課題を解消するためになされたもので、通信距離を短縮することなく導電性物体や非導電性物体に関わらずに平面や曲面状の設置面に設置可能であって、ＲＦＩＤタグの表面にＩＣチップによる突起が生じることもないため、衝撃等によるＩＣチップの破損のおそれが少ない新規なＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。

請求項１に係るＲＦＩＤタグは、所定の曲率の曲面に設置可能なＲＦＩＤタグであって、一主面の中央部に凹部を有する少なくとも前記所定の曲率に曲がる硬度の第１の誘電体基板と、前記凹部の内部に設けられ、前記第１の誘電体基板の一主面側に穴部を有し、前記第１の誘電体基板よりも硬度が高い第２の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の他主面に設けられた接地導体パターンと、前記前記第１の誘電体基板及び前記第２の誘電体基板上に設けられ、前記前記第１の誘電体基板の端部から所定距離だけ隔ててその内側に設けられた導体パターンと、この導体パターンの内部における前記第２の誘電体基板上のみにパターンを有する長細形状のスロットを構成し、このスロットを介して前記導体パターンに電気的に接続され、前記第２の誘電体基板の前記穴部に挿入されたＩＣチップとを備えたことを特徴とするものである。

請求項２に係るＲＦＩＤタグは、所定の曲率の曲面に設置可能なＲＦＩＤタグであって、中央部に一主面から他主面まで貫通した貫通孔を有する少なくとも前記所定の曲率に曲がる硬度の第１の誘電体基板と、前記貫通孔の内部に設けられ、前記第１の誘電体基板の一主面側に穴部を有し、前記第１の誘電体基板よりも硬度が高い第２の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の他主面のみに設けられた接地導体パターンと、前記前記第１の誘電体基板及び前記第２の誘電体基板上に設けられ、前記前記第１の誘電体基板の端部から所定距離だけ隔ててその内側に設けられた導体パターンと、この導体パターンの内部における前記第２の誘電体基板上のみにパターンを有する長細形状のスロットを構成し、このスロットを介して前記導体パターンに電気的に接続され、前記第２の誘電体基板の前記穴部に挿入されたＩＣチップとを備えたことを特徴とするものである。

請求項３に係るＲＦＩＤタグは、所定の曲率の曲面に設置可能なＲＦＩＤタグであって、中央部に一主面から他主面まで貫通した貫通孔を有する少なくとも前記所定の曲率に曲がる硬度の第１の誘電体基板と、前記貫通孔の内部に設けられ、前記第１の誘電体基板の一主面側に穴部を有し、前記第１の誘電体基板よりも硬度が高い第２の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の他主面及び前記第２誘電体基板における前記第１の誘電体基板の他主面側に設けられた接地導体パターンと、前記前記第１の誘電体基板及び前記第２の誘電体基板上に設けられ、前記前記第１の誘電体基板の端部から所定距離だけ隔ててその内側に設けられた導体パターンと、この導体パターンの内部における前記第２の誘電体基板上のみにパターンを有する長細形状のスロットを構成し、このスロットを介して前記導体パターンに電気的に接続され、前記第２の誘電体基板の前記穴部に挿入されたＩＣチップとを備えたことを特徴とするものである。

請求項４に係るＲＦＩＤタグは、前記導体パターンが、フィルム基材上に設けられ、前記フィルム基材の端部から所定距離だけ隔ててその内側に設けられたものである請求項１〜３のいずれかに記載のものである。

請求項５に係るＲＦＩＤタグは、前記凹部又は前記貫通孔が、円形又は多角形である
請求項１〜４のいずれかに記載のものである。

以上のように、この発明に係るＲＦＩＤタグは、スロットが第２の誘電体上のみにパターンを有することになるので、曲げた際に第１の誘電体基板と第２の誘電体基板との接触面（嵌合面・接着面）に掛る負荷がスロットの沿端に掛ることがなく、負荷が抑えられ、スロットのパターンの破断や弛みによるパターンの基板からの剥離を防ぐという効果を奏するほか、ＩＣチップを第２の誘電体基板の穴部に挿入する構成、つまり、第２の誘電体基板内に内蔵されることにより、ＩＣチップによる膨らみが生じないため、衝撃等によるＩＣチップの破損やラベルプリンタにより印刷する場合に、ＩＣチップがローラやドラムに引っ掛かりこれによるＩＣチップの破損が少なくなるという効果を奏する。また、ＲＦＩＤタグの基材に所定の曲率に曲がる硬度の第１の誘電体基板を使用し、ＩＣチップがＲＦＩＤタグの中央周辺に設置されているので、平面だけでなく所定の曲率である曲面状の設置面にも設置可能であるという効果を奏する。

実施の形態１．
図１は、この実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの構成図である。図１（ａ）は、ＲＦＩＤタグの平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図（導体パターン及び接地導体パターンにフィルム基材がない状態）、図１（ｃ）は、図１（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図である。これらの図１において、１は、例えば低硬度（例えば、ＪＩＳ−Ａ５５）のオレフィン系熱可塑性エラストマーにより構成している誘電体基板であるが、溶融した流体樹脂としては、プラスチック等の溶融した有機物である必要性は無く、マグネシウム合金等の持つチクソ性を利用した無機流体物や反応性流体物等であればよいが、但し、ＲＦＩＤタグを設置する曲面の曲率に対応して曲げることができる程度の低硬度の材質を選択する。もちろん、設置できる曲面の曲率には限界がある。つまり、それは使用する低硬度の材料が曲げることが可能である曲率の限界値（所定の曲率）に依存する。２は、誘電体基板１の一主面（表面）に設けた導体パターン３上及び後述の誘電体基板１の他主面（裏面）に設けた接地導体パターン８上に設けられるフィルム基材である。

このフィルム基材２は、フィルムポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニルなどを使用することができ、導体パタ−ン３または接地導体パタ−ン８が真空蒸着法、めっき法、あるいは印刷法等で形成されている。また、フィルム基材２は、その他の柔軟性のあるものでも、そうでない基板といえるものでもよく、また、透明でも有色半透明性のものであってもよい。また、図１（ｂ）のように、フィルム基材２に導体パターン３及び接地導体パタ−ン８を形成せずに、直接、誘電体基板１に印刷などで導体パターン３及び接地導体パタ−ン８を形成してもよい。なお、図１（ａ）では、フィルム基材２が透明性の場合において、フィルム基材２を通して誘電体基板１が見える状態を示している。以下、導体パターン３にのみフィルム基材２を使用した図面を用いて説明を行っていくが、本発明（実施の形態１及び実施の形態２）は、フィルム基材２を有しない導体パターン３及び接地導体パタ−ン８のＲＦＩＤタグや接地導体パタ−ン８のみにフィルム基材２を設けたＲＦＩＤタグでも適用できる。

ここでは、フィルム基材２と誘電体基板１とは平面において同一寸法としている。３は、フィルム基材２上に設けられた導体パターンである。導体パターン３は、図１（ａ）に示すように、フィルム基材２の縦及び横の端部から距離ｄだけ隔ててその内側に形成している。この場合、導体パターン３は、誘電体基板１の縦及び横の端部から距離ｄだけ隔てて形成しているともいえる。一方、フィルム基材２を誘電体基板１の縦及び横の端部から距離ｄだけ隔てて、誘電体基板の一主面上に配置することもできる。この場合、導体パターン３はフィルム基材２上の全面に設けることもできる。導体パターン３の中央部には、図１（ａ）に示すように、長細形状のスロット４を形成している。このスロット４は、導体パターン３をエッチング処理・ミリング処理により形成することができる。もちろん、エッチング処理、真空蒸着法、めっき法、あるいは印刷法等による導体パターン３の形成と同時にスロット４を形成してもよい。そして、このスロット４の長さ及び幅は使用周波数によって決定することができる。５は、誘電体基板１の一主面に形成した穴部である。６は、ＩＣチップで、後述するようなメモリ等から構成している。このＩＣチップ６は、スロット４を介して導体パターン３に電気的に接続している。

ここで、ＩＣチップ６と導体パターン３との接続構成について説明する。７、７は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、スロット４を構成する幅方向における対向する導体パターン３、３の両側からスロット４の内側にそれぞれ延びる突起状の電気接続部で、それぞれスロット４の両側における導体パターン３、３に連続的に繋がって電気的に接続している。これらの電気接続部７及び７は、エッチングにより導体パターン３の形成と同時に形成すればよい。ＩＣチップ６の端子（図示せず）は、それらの電気接続部７、７に接続することとなる。ＩＣチップ６のサイズがスロット４の幅と同程度又はこれより小さい場合には、スロット４の幅内に入ることになるが、このときに、ＩＣチップ６の端子（図示せず）は電気接続部７、７と接続する。ところが、ＩＣチップ６のサイズがスロット４の幅よりも大きい場合には、ＩＣチップの端子（図示せず）はスロットを介する導体パターン３のスロット４に近い部分に電気的に接続すればよい。したがって、この場合には、前記したような電気接続部７、７を設ける必要はないことになる。

また、図１（ａ）においては、ＩＣチップ６は、スロット４の長さ方向において中央部に配置しているが、その中央部ではなく図１（ａ）のスロット４に付させた矢印に沿って移動したスロット４の長さ方向の端部に配置しても、ＲＦＩＤタグをスロット４の長さ方向に沿った線上を基点として谷折り若しく山折りした場合は、誘電体基板１が曲がることにより生じる導体パターン３（ＩＣチップ６）への引張応力がスロット４の長さ方向に沿った線上からＲＦＩＤタグの端部に向かって大きくなる、つまり、ＩＣチップ６に掛る引張応力が小さいので問題はない。しかし、ＲＦＩＤタグをスロット４の幅方向に沿った線上又は長さ方向以外の任意の線上を基点として谷折り若しく山折りした場合は、誘電体基板１が曲がることにより生じる導体パターン３（ＩＣチップ６）への引張応力がスロット４の幅方向に沿った線上又は長さ方向以外の任意の線上からＲＦＩＤタグの端部に向かって大きくなるので、ＩＣチップ６がＲＦＩＤタグの中央部から離れるにつれて、ＩＣチップ６と導体パターン３との接続の信頼性が引張応力により低下するおそれがある。

誘電体基板１の穴部５は、ＩＣチップ６を挿入するために形成したので、その深さやその幅はＩＣチップの大きさに対応したものとなる。もちろん、ＩＣチップ６の周りにモールド材を配している場合は、必然的にＩＣチップ６の外形よりも穴部５が大きくなる。そして、その穴部５を形成する位置については、スロット４のどの位置にＩＣチップ６を配置するかに応じて決定されるのは当然である。いずれにしても、スロット４の形状と寸法は、実装するＩＣチップ６の電気接続部７の数と特性インピーダンスに合わせる必要がある。例えば、インピーダンス整合をとるために、スロット４の形状の微調整に加えて、ＩＣチップ６の接続端子の足が２つの場合には、インピーダンス整合がとれる幅の２本の電気接続部７を形成すればよい。次に、８は、誘電体基板１の他主面（裏面）に設けた接地導体パターンである。９は、誘電体基板１と導体パターン３又は接地導体パターン８が形成されたフィルム基材２とを接着する接着シートである。接着シート９は、導体パターン３を形成する誘電体基板１の面（一主面）では、ＩＣチップ６（穴部５）以外の部分に対応する部分に設け、誘電体基板１とフィルム基材２とを接着、固定することができる。なお、接着シート９以外の接着方法を採用してもよい。

図２（ａ）は、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダライタとの間で送受信を行なう様子を模式的に示した概念図である。図２（ｂ）は、ＲＦＩＤタグの構成図であり、特に、ＩＣチップ６の内部構成を機能的に示したブロック構成図である。図２（ａ）（ｂ）において、１０は、図１に示した構成のＲＦＩＤタグである。１１は、ＲＦＩＤタグ１０に設けられたアンテナ部で、図１においてスロット４を形成した導体パターン３に相当するものである。ＲＦＩＤタグ１０のアンテナ部１１は、前述した図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、誘電体基板１の一主面（表面）にスロット４を有する導体パターン３を設け、誘電体基板１の他主面（裏面）に接地導体パターン８を設けているので、ＲＦＩＤタグ１０はパッチアンテナとして機能するものである。すなわち、スロット４を有する導体パターン３がアンテナパターン（放射部）として機能する。そして、導体パターン３とスロット４とは、励振するようにＲＦＩＤシステムの使用周波数とＩＣチップ６とのインピーダンス整合をとるように調整している。この調整は、誘電体基板１の厚みや比誘電率にも大きく関係するので、これらの条件もあわせて調整、設計することにより、所望の放射パターンや利得を得ることができる。また、スロット４は、導体パターン３の放射パターンが良好となるように導体パターン３の中央部に形成しているのは前記のとおりである。このような条件をあわせて調整して設計することにより、ＲＦＩＤタグ１０における所望の放射パターンや利得が得られ、ＲＦＩＤタグ１０、すなわち、誘電体基板１を大型化することなく、例えば、１〜８ｍ程度の通信距離を得ることが可能となる。

また、１２は、ＲＦＩＤリーダライタ、１３は、ＲＦＩＤリーダライタ１２に設けられたアンテナ部で、ＲＦＩＤタグ１０のアンテナ部１１と無線通信を行なうものである。６は、図１において説明したＩＣチップであり、その具体的構成については、図２（ｂ）に示すような構成としている。１４は、ＲＦＩＤリーダライタ１２からの送信波をＲＦＩＤタグ１０のアンテナ部１１により受信し、後段のディジタル回路２１に出力するアナログ部である。１５は、送信波をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部、１６は、アンテナ部１１が受信した送信波を整流回路で平滑化して電力を生成し、ＲＦＩＤタグ１０の各回路に給電及び電源制御を行なう電源制御部である。１７は、ＲＦＩＤタグ１０に搭載され、個体識別情報等のタグ情報が格納されたメモリ部である。１８は、送信波を復調する復調部、１９は、復調部１８で復調された送信波によりメモリ部１７を含むＩＣチップ６内の回路を制御する制御部である。２０は、制御部１９によりメモリ部１７から引き出された情報を変調する変調部である。２１は、復調部１５、制御部１６及び変調部１７により構成されるディジタル部、２２は、変調部２０から送信されてきた信号をＤ／Ａ変換し、アナログ部１４に出力するＤ／Ａ変換部である。

ここで、このようなＲＦＩＤシステムについて、その基本的な動作について説明する。このようなＲＦＩＤシステムを利用する用途（生体・物品の入退室管理や物流管理）に合わせて、それらのタグ情報がＲＦＩＤタグ１０のメモリ部１７に格納されており、ＲＦＩＤリーダライタ１２は、自身の送受信エリア内にＲＦＩＤタグ１０が（入退室管理や物流管理の対象である生体・物品に貼り付けられて）存在又は移動しているときにタグ情報の更新・書き込み、又は読み出しを行なうことができる。ＲＦＩＤリーダライタ１２は、更新・書き込み、又は読み出し等をＲＦＩＤタグ１０に命令するコマンド信号を送信波としてＲＦＩＤリーダライタ１２のアンテナ部１３からＲＦＩＤタグ１０のアンテナ部１１へ送信する。ＲＦＩＤタグ１０のアンテナ部１１が送信波を受信し、送信波は電源制御部１６により検波・蓄電（平滑化）され、ＲＦＩＤタグ１０の動作電源を生成し、ＲＦＩＤタグ１０の各回路に動作電源を供給する。また、送信波は復調部１８によりコマンド信号が復調される。復調されたコマンド信号の命令内容から制御部１９がデータ処理し、メモリ部１７へタグ情報の更新・書き込みと読み出しとのいずれか一方、又は両方の指示を行ない、この制御部１９の指示によりメモリ部１７が出力した読み出し信号が変調部２０により変調された返信波がアナログ部１４を経由してアンテナ部１１からＲＦＩＤリーダライタ１２のアンテナ部１３に送信され、ＲＦＩＤリーダライタ１２が読み出し信号を受信して、所望の情報を得る。

さらに、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグを使用したＲＦＩＤシステムの動作について、詳細に説明すると、ＲＦＩＤリーダライタ１２は、更新・書き込み、又は読み出し等をＲＦＩＤタグ１０に命令するコマンド信号を送信波としてＲＦＩＤリーダライタ１２のアンテナ部１３からＲＦＩＤタグ１０のアンテナ部１１へ送信する。ＲＦＩＤタグ１０を構成する誘電体基板１の電波の放射部である導体パターン３が送信波を受信して、スロット４の対向部分間に電位差が生じ、送信波がＩＣチップ６に供給され、上述のように、ＩＣチップ６に供給された送信波は、電源制御部１６により検波・蓄電（平滑化）され、ＲＦＩＤタグ１０の動作電源を生成し、ＲＦＩＤタグ１０の各回路（ＩＣチップ６）に動作電源を供給し、送信波からコマンド信号が復調され、復調されたコマンド信号の命令内容からメモリ部１７へタグ情報の更新・書き込みと読み出しとのいずれか一方、又は両方を行ない、メモリ部１７が出力した読み出し信号が返信波としてＩＣチップ６に送信波が供給された経路と同じ経路を遡り、放射部である導体パターン３からＲＦＩＤリーダライタ１２に返信波が送信され、ＲＦＩＤリーダライタ１２のアンテナ部１３が返信波を受信して、所望の情報を得るということになる。なお、ＲＦＩＤシステムが行なう無線通信のデータの中身は、従来からものでもよいし、新規なものでもよく、誘電体基板１の裏面に接地導体パターン８を形成しているので、誘電体基板１の裏面側を設置対象の面に向けることで、設置対象が導体や非導体に関わらず設置が可能な簡易構造のＲＦＩＤタグを安価で製造できるため、大量のＲＦＩＤタグを必要とする物流管理、倉庫管理、機材管理、自動車の入退場管理など幅広い分野で利用でき、設置対象や設置対象の面が導電性物体などの導体であっても設置することが可能である。

次に、図３（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態に係るＲＦＩＤタグの製造方法のうち、導体パターン３の形成方法とＩＣチップ６の実装方法について、その断面図を元に各製造工程を説明する。図３（ａ）においては、フィルム基材２上（フィルム基材２の裏面側）に導体層２３を形成する導体層形成工程を示したものである。そして、図３（ｂ）に示すように、導体パターン３を形成すべき領域及びスロット４の内側に電気接続部７、７を形成すべき領域をマスクし、エッチング等により導体パターン３及び電気接続部７、７を同時に形成する導体パターン形成工程を示したものである。なお、フィルム基材２に導体層形成工程を行なわずに、導体パターンをフィルム基材に形成してもよい。そして、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、ＩＣチップ接続工程では、ＩＣチップ６の接続端子２４、２４を電気接続部７、７に半田付けにより電気的に接続する。この電気的な接続方法としては、リフローによる熱圧着が一般的であるが、その他の方法により接続してもよい。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。

また、図４は、フィルム基材の全面に導体層を形成した平面図である。図５（ａ）は、導体パターン３及びスロット４を形成した後のフィルム基材２の裏面図である。図４に示すように、フィルム基材２の裏面側に全面的に導体層２３を形成したものにおいて、フィルム基材２（誘電体基板１）の端部から所定距離ｄだけ隔てた周囲部分と電気接続部７、７を除いたスロット４部分の導体層を、例えばエッチング処理等により除去した導体パターン３の構成を示している。このときのフィルム基材２の表面から見たときのフィルム基材２の構成を図５（ｂ）に示している。フィルム基材２が透明又は半透明の場合である。また、図６（ａ）は、フィルム基材２上のスロット４の内側にＩＣチップ６を取り付けた状態の裏面図である。図６（ｂ）は、ＩＣチップをフィルム基材２に取り付けた状態をフィルム基材２の表側から見たときの状態図であり、電気接続部７、７とＩＣチップ６が透明又は半透明なフィルム基材２を通して見えている。このように製作したフィルム基材２を図７に示すように、穴部５をエッチングやミリング等により形成した誘電体基板１（射出成形時に、射出成形金型に穴部５に対応する突起部を設けて穴部５を作成してもよい。）に貼り付けてＲＦＩＤタグを製造していた。図７は、穴部を有する誘電体基板の表面図（上面図）であり、誘電体基板１の一主面にＩＣチップ６を挿入するための穴部５を形成した誘電体基板１である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。

なお、フィルム基材２を使用せず導体パターン３を誘電体基板１に形成するには、誘電体基板１の穴部５にＩＣチップ６を載置してから誘電体基板１の一主面に印刷・蒸着などにより導体パターン３を設けてもよい。また、銅箔などの導電性薄膜にＩＣチップ６を実装してから、誘電体基板１の一主面に導電性薄膜を固定して、その導電性薄膜をエッチングして導体パターン３を形成してもよい。この場合、ＩＣチップ６は、導電性薄膜がエッチング等で最終的にスロット４（電気接続部７）となる位置に実装する必要があることはいうまでもない。なお、ＲＦＩＤタグの完成後に、フィルム基材２をＲＦＩＤタグから除去する工程を設ければ、上記の方法を使用しなくてもフィルム基材２がないＲＦＩＤタグを製造できる。

図８は、実施の形態に係るＲＦＩＤタグの電界（矢印で記入）を示した電界図である。図８には、ＩＣチップ６周辺の部分拡大図も併せて示すとともに、その部分拡大図において矢印で電界の様子を示している。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。図８に示した矢印は、接地導体パターン８と導体パターン３との間の電界を示しており、このような電界が導体間で形成されるため、スロット４の対向部分の間に電界が走り、電位差が生じる。誘電体基板１の厚さ方向における電界の強さが零の位置をＩＣチップの給電点としている。図８に示すように、誘電体基板１の内部において、左右の電界が相互に打ち消しあうため、スロット４の長手方向（図８では、奥行き方向）の軸に沿った位置では、電界の強さは零となる。したがって、この位置にＩＣチップ６の電気接続部７を配置すれば、給電損失を大幅に低減することができる。したがって、このように構成すると、導体パターン３の放射パターンの対称性に悪影響を与えることも少なく、通信可能な距離も大きく延ばすこともでき、また、構成が簡単であっても、性能が大幅に向上したＲＦＩＤタグが得られるという効果を奏する。

図９は、実施の形態に係るＲＦＩＤタグにおける特性インピーダンスの変化の様子を示した特性図である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。前記したところでは、フィルム基材２の端部から所定距離ｄだけ隔てて導体パターン３を形成する旨を記載したが、このことは、誘電体基板１の他主面の全面に接地導体パターン８を形成しているため、所定距離ｄは、図８に示すように、導体パターン３と接地導体パターン８との四隅における寸法差であるということができる。このようにすれば、所定距離ｄは、接地導体パターン８が誘電体基板１の他主面の全面に形成していない場合であっても、同じく導体パターン３と接地導体パターン８との四隅における寸法差として考えることができる。そこで、図９において、横軸は所定距離又は前記した寸法差ｄをＲＩＦＤタグの使用周波数の波長比を表したもので、縦軸Ｒ［Ω］及びＸ［Ω］はそれぞれ特性インピーダンスの実部及び虚部を表したものである。ただし、横軸のλは使用周波数の波長である。図９の特性図によれば、所定距離ｄが０．１３λ以上の場合には、ＲＦＩＤタグ１０の特性インピーダンスがほぼ一定となっている。したがって、所定距離ｄを０．１３λ以上とすることにより、ＲＦＩＤタグの設置対象が導体又は非導体の物体に関わらず、また、空中に浮かしたような状態であっても、ＲＦＩＤタグの特性インピーダンスがほぼ一定であるから、ＲＦＩＤの性能が劣化することがなく、ＲＦＩＤリーダライタ１２との無線通信を可能とすることができる。なお、誘電体基板１の穴部５の位置における電界の強さが零の位置であるから、穴部５がない場合におけるＲＦＩＤタグの特性インピーダンス変化とほぼ同様であるといえる。

図１０は、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ構成を示した平面図であり、図１１は、図１０に示したスロット周辺を拡大した平面図である。図１１（ａ）はＩＣチップが未実装の場合の、また、図１１（ｂ）はＩＣチップが実装済みの場合の平面図である。これまでは、接続端子２４が２つ、すなわち、足が２つのＩＣチップを用いた場合について説明したが、接続端子２４が４つのＩＣチップを実装する場合には、電気接続部７，７のほかに、２つのダミーパッド２５、２５をスロット４に内側であって、接続端子の近傍に設けている。これらのダミーパッド２５、２５の形成方法は、電気接続部７、７を形成すると同時に、形成する。また、図１０，図１１からフィルム基材２を通して見えるダミーパッド２５、２５は、導体パターン３及び電気接続部７、７とは電気的に接続されていない単なるダミーとしてのパッドである。このように、ＲＦＩＤに実装するＩＣチップ６の仕様の変更に柔軟に対応できるので、簡易構造のＲＦＩＤタグを安価で製造することができる。なお、ダミーパッド２５の数は、２つに限定されたものではない。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。

このように、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグは、ＩＣチップ６による膨らみが生じない、平面だけでなく所定の曲率である曲面状の設置面にも設置可能、などの効果があるが、さらに、性能を向上する構成を図１２〜１４により説明する。図１２は、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの接地導体パターンの形状図、図１２（ａ）は、格子状パターンの接地導体パターンの形状図、図１２（ａ）は、メアンダ状パターンの接地導体パターンの形状図、図１３は、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの接地導体パターン用金属繊維シートの形状図、図１３（ａ）は、金属繊維シートの表面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）の金属繊維シートに外力を加えた模式図、図１４は、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの接地導体パターン用金属繊維シートの形状図、図１４（ａ）は、格子状パターンの接地導体パターンの形状図、図１４（ａ）は、メアンダ状パターンの接地導体パターンの形状図であり、２６は、導体が格子状に切り欠かれ、格子状パターンを有する接地導体パターン、２７は、接地導体パターン２６の切り欠き部、２８は、導体がメアンダ状に切り欠かれ、メアンダ状パターンを有する接地導体パターン、２９は、接地導体パターン２８の切り欠き部、３０は、数μｍ厚が代表的なステンレス鋼繊維シートなどの電磁シールドや静電防止シートに使用される金属繊維シート、３１は、金属繊維シート３０が格子状に切り欠かれ、格子状パターンを有する接地導体パターン、３２は、接地導体パターン３１の切り欠き部、３３は、金属繊維シート３０がメアンダ状に切り欠かれ、メアンダ状パターンを有する接地導体パターン、３４は、接地導体パターン３３の切り欠き部である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。

これまでは、ＲＦＩＤタグ１０を曲げた際のアンテナパターンである導体パターン３（電気接続部７）とＩＣチップ６との電気的な接続の信頼性に関して説明してきたが、ＲＦＩＤタグ１０を曲げることにより、影響を受けるのは、導体パターン３（電気接続部７、７）とＩＣチップ６との電気的な接続だけはなく、導体パターン３と誘電体基板１及び接地導体パターン８と誘電体基板１との接着も、誘電体基板１（ＲＦＩＤタグ）の曲げることにより生じる引張応力が悪影響を及ぼす。特に、誘電体基板１の他主面（裏面）全体に設けることが多い接地導体パターン８に悪影響を及ぼす。例えば、接地導体パターン８側（誘電体基板１の他主面側）が谷となるようにＲＦＩＤタグを曲げると、誘電体基板１の端部から誘電体基板１の外側に向けて接地導体パターン８に大きな引張応力が掛り、誘電体基板１の端部の接地導体パターン８が破断や、誘電体基板１からの剥離する可能性がある。

また、接地導体パターン８側（誘電体基板１の他主面側）が山となるようにＲＦＩＤタグを曲げると、誘電体基板１の端部から誘電体基板１の中央に向けて接地導体パターン８に大きな引張応力が掛り、誘電体基板１の中央の接地導体パターン８が弛み、誘電体基板１からの剥離する可能性や接地導体パターン８の基板との接着状況によっては、接地導体パターン８側が谷となるようにＲＦＩＤタグを曲げるときと同様に、誘電体基板１の端部の接地導体パターン８が破断や、誘電体基板１からの剥離する可能性がある。以下、このような接地導体パターン８に代わり、ＲＦＩＤタグの接地導体として接地導体パターン２６及び２８、金属繊維シート３０、金属繊維シート３０による接地導体パターン３１及び３３を使用することにより、ＲＦＩＤタグを曲げた際にＲＦＩＤタグの接地導体に生じる諸問題の発生を低減させることができること説明する。

図１２（ａ）及び（ｂ）に示す格子状パターンが形成された接地導体パターン２６やメアンダ状パターンが形成された接地導体パターン２８は、接地導体パターン８の一部が切り欠かれた切り欠き部２７及び２９を有するものである。これらの切り欠き部２７及び２９により、接地導体の全面に掛っていた引張応力が切り欠き部２７及び２９により逃がされて、破断や弛みによる誘電体基板１からの接地導体が剥離する可能性が大幅に低減される。また、切り欠き部の形状は図１２（ａ）及び（ｂ）に示すものに限らず、引張応力による悪影響から接地導体を守り、かつ、ＲＦＩＤタグのパッチアンテナの接地導体として十分動作する、つまり、電気的に接地導体パターン８と等価になるものであればよい。また、複数の切り欠き部の形状が同じである必要はなく、「引張応力が大きく掛る箇所に面積の大きい切り欠き部を配置する。」、「引張応力が大きくなる箇所に向かって徐々に切り欠き部の面積を大きくしていく」、「矩形以外の円形などの丸みが付いた形状」など誘電体基板１の硬度、ＩＣチップ６の位置や大きさ、ＲＦＩＤタグを設置する（貼り付ける）面の曲率などの要素からトレードオフして、接地導体パターンの導体の間引き量や間引き形状を選択すればよい。なお、「切り欠き」、「切り欠き部」などの表現は、形状を指すために使用しており、接地導体パターンの形成後に導体パターンを実際に切り欠いて形成するものに限定するものではなく、前述した導体パターン３のスロット４などのパターンを形成する手法のように色々な手法が考えられる。

また、切り欠き部を形成せずに図１３（ａ）〜（ｃ）に示す金属繊維シート３０を接地導体パターン８の代わり使用してもよい。金属繊維シート３０は、金属繊維を編みこんだシート状の導体で、厚み（断面長）が薄く、ＲＦＩＤタグの接地導体として使用することが可能である上に、図１３（ｃ）に示すように、外力による変形に対して十分な可撓性を有しており、切り欠き部に代わって引張応力の緩衝材にすることができる。さらに、シート状であるので型抜きなどにより形状が自由に変更できるので、図１２に示すような、切り欠き部を金属繊維シートへ施すことができ、引張応力の緩衝材としての性能の向上や金属繊維シートの軽量化を図ることができる。また、図１４に示す格子状パターンが形成された金属繊維シート３１及びメアンダ状パターンが金属繊維シート３３の説明は、金属繊維シート以外の特長は、図１２に示す格子状パターンが形成された接地導体パターン２６及びメアンダ状パターンが形成された接地導体パターン２８や前段落の段落番号「００５１」の記載と同様であるので省略する。また、この金属繊維シート３０は、前述のように型抜きなどにより形状が自由に変更できるので、接地導体パターン８だけでなく、導体パターン３にも使用できる。なお、金属繊維は、製造（編み込み）時に所望の位置に穴を設けることが容易であるので、この特長を利用し、製造時に引張応力の緩衝材になるような形状や数の穴を設け、これらを切り欠き部の代用としてもよい。

図１５〜１７を用いて本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグを実際に曲面に貼り付ける工程を説明する。図１５は、この実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの構成図である。図１５（ａ）は、図１（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図、図１５（ｂ）は、接地導体パターンに両面テープが形成された図１（ｂ）で示すＲＦＩＤタグであり、図１５において、８ｘは、接地導体パターン８、接地導体パターン（格子状）２６、接地導体パターン（メアンダ状）２８、金属繊維シート３０、接地導体パターン（格子状）３１、接地導体パターン（メアンダ状）３３のうちのいずれかの接地導体パターン（接地導体層）、３５は、接地導体パターン８ｘの下部に設けられた両面テープである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグを管理対象の物体に貼り付ける際には、アンテナパターンである導体パターン３が形成された誘電体基板１の一主面側をＲＦＩＤリーダライタからの電波を受信しやすいように外側に向けるため、接地導体パターン８ｘが形成された誘電体基板１の他主面側に管理対象の物体の設置面との固定する部材（接着層）を設ける必要がある。この固定する部材は、設置面の材質によるが市販の両面テープを使用すれば事足りことが多い。また、両面テープ以外も接着シートのようなものでも、流動性の接着樹脂でもよい。さらに、接着層に導電性を有するものを使用すれば、導体パターン８ｘに切り欠き部がある場合において、切り欠き部の面積が大きくても、設置後に十分な性能で動作するＲＦＩＤタグが得られ、場合によっては、導体パターン８ｘを誘電体基板１に設けなくともＲＦＩＤタグを動作させることができる。但し、この場合は、設置する前のＲＦＩＤタグの動作は保証されない。

図１６は、この実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグ設置対象物の構成図、図１６（ａ）は、図１５（ｂ）に示されたＲＦＩＤタグである。また、図１６（ｂ）は、ＲＦＩＤタグ設置対象物（設置面凸型）、図１６（ｃ）は、ＲＦＩＤタグ設置対象物（設置面凹型）であり、それぞれ３６、３７と符号が付されている。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。なお、本発明に係るＲＦＩＤタグの性質上、ＲＦＩＤタグ設置対象物３６及び３７は、導体であってもよいし、そうでなくてもよい。図１６（ａ）に示すＲＦＩＤタグの両面テープ３５のＲＦＩＤタグと接着している面と反対側の面をＲＦＩＤタグ設置対象物３６又は３７の面に当てて設置を行なう。

次に、ＲＦＩＤタグ設置対象物３６及び３７にＲＦＩＤを設置した状態を、図１７を用いて説明する。図１７は、この実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグ設置対象物の構成図、図１７（ａ）は、ＲＦＩＤタグ設置対象物（設置面凸型）に設置されたＲＦＩＤタグ、図１７（ｂ）は、ＲＦＩＤタグ設置対象物（設置面凹型）に設置されたである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。図１７に示すように、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグは、設置面が凸状であっても凹状であっても、平面と同様に設置することが容易であり、導体パターン３が曲がっていても、電気長は変化しないなので、放射パターンは多少変形するが導体パターン３は、ＲＦＩＤタグの電波放射部としての動作には支障がない。また、図１７（ａ）及び（ｂ）の以外に設置面に凹凸の起伏(うねり)が両方存在するＲＦＩＤタグ設置対象物でも、ある程度の凹凸の起伏(うねり)であれば設置することができる。

以上説明したように本発明の実施の形態１おいては、低硬度（例えば、ＪＩＳ−Ａ５５）のオレフィン系熱可塑性エラストマーなどを用いて、誘電体基板１を製造することで、フレキシブル性を持った誘電体基板によるフレキシブルなＲＦＩＤタグが製造可能なので、ドラム缶などの曲面を持つ物体の曲面に沿って設置可能なＲＦＩＤタグを得ることができる。また、樹脂成形の基板は、プリント基板数枚を貼り合せて多層化した誘電体基板に対し、樹脂（熱可塑性樹脂）を用いて射出成形した誘電体基板を使用した方が基板コスト（製造コスト）が大幅に下げることができるだけでなく、ＲＦＩＤタグに用いられる誘電体基板の誘電体（材質）が、一般的なプリント基板で使用されるポリテトラフルオロエチレン（フッ素樹脂系）、セラミック、ガラスエポキシなどの誘電体では、任意の厚さの基板製作が難しく、ＲＦＩＤタグの設置位置による要求寸法の変化には柔軟に対応できないことに対して、樹脂成形の基板では、金型を変更するだけで容易に厚みや形状の変更が可能であるため、様々なバリエーションのＲＦＩＤタグを容易に製作可能である。また、樹脂（熱可塑性樹脂）のなかでも誘電正接が低い特性をもつオレフィン系ポリマーの樹脂をＲＦＩＤタグの誘電体基板として使用することで、放射効率が向上し、高利得なＲＦＩＤタグを製造可能である。

さらに、オレフィン系ポリマーの樹脂の比重は一般的なプリント基板の半分程度であり、ＲＦＩＤタグの軽量化が可能になる。さらに、ＩＣチップ６は、一般的なプリント基板で使用されるポリテトラフルオロエチレン（フッ素樹脂系），セラミック，ガラスエポキシなどで構成される誘電体基板のように硬くて厚みのある材質に実装する場合、実装する専用設備がなく、一つ一つ実装しなければならず時間がかかることに対して、樹脂成形基板は、フィルム基材２にＩＣチップ６を実装する設備は市場に数多く出回っており、一度に大量生産が可能であり、穴部５の形成を含めて製造時間及びコストを大幅に削減できる。特長点は以下の実施形態２でも同様のことがいえる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ＩＣチップ６の位置や接地導体パターンの形状や材質により、曲面への貼り付けが可能となったＲＦＩＤタグに関して説明したが、この実施の形態２では、さらに、ＩＣチップと導体パターン（スロット、電気接続部）との電気的な接続の信頼性を高めた曲面への貼り付けが可能なＲＦＩＤタグについて、図１８〜図２５を用いて説明する。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。実施の形態２は、ＩＣチップ６の周辺をＩＣチップ６周辺以外（実施の形態１で示した低硬度の誘電体基板１）よりも硬度が高い基板を構成し、ＩＣチップと導体パターンとの電気的な接続の信頼性を向上させつつ、ＲＦＩＤタグを曲げることによる引張応力の接地導体パターン等の悪影響が大きい基板部分（ＲＦＩＤタグの端部）は、実施の形態１で示した対策を用いた、より曲げに強いＲＦＩＤタグに関するものである。言い換えると、ＲＦＩＤタグの曲げにより影響が強い部分には低硬度の基板、ＲＦＩＤタグの曲げにより影響が弱い部分には高硬度の基板を使用し、高硬度の基板に、比較的、曲げに対する耐性が弱いＩＣチップと導体パターンとの電気的な接続箇所を配置したともいえる。

具体的な構造に関しては以下で説明するが、実施の形態２に係るＲＦＩＤタグは、図面上の見た目の寸法（ＲＦＩＤタグの外形やスロットの寸法）が実施の形態１に係るＲＦＩＤタグと同じになっているが、これは比較して説明する上で分かりやすさを優先したためであり、実際は、実施の形態１における誘電体基板１の材料定数（誘電率・誘電正接など）と実施の形態２における複合された誘電体基板（誘電体基板１と別の誘電体基板との２種の基板を使用）の実効的な材料定数は同じではないので、ＲＦＩＤタグとして、実施の形態２に係るＲＦＩＤタグが実施の形態１に係るＲＦＩＤタグと等価な性能を得るためには、ＲＦＩＤタグ（導体や基板）の各寸法を再調整する必要がある。もちろん、所定距離ｄも変わる。したがって、実施の形態１と実施の形態２とでは、必ずといっていいほど、ＲＦＩＤタグの各寸法が異なる。これらのことは、本実施の形態２において、何種類か説明するＲＦＩＤタグ同士においても同じことがいえる。

図１８は、この実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図、図１８（ａ）は、ＲＦＩＤタグの平面図、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図、図１９は、この実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図、図１９（ａ）は、ＲＦＩＤタグの平面図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図であり、図１８及び図１９において、３８はＲＦＩＤタグ、３９は誘電体基板１と同様の材料で構成された第１の誘電体基板、４０は第１の誘電体基板３９の一主面に設けられた円形の凹部、４１は凹部４０（又は後述の凹部４４、凹部４６、凹部４８、貫通孔５０貫通孔５２、段差部５４、）に挿入され、第１の誘電体基板３９よりも高硬度である第２の誘電体基板、４２は第１の誘電体基板３９の一主面側において第２の誘電体基板４１に形成した穴部で、実施の形態１の穴部５と同等のものである。４３はＲＦＩＤタグ、４４は第１の誘電体基板３９の一主面に設けられた矩形の凹部である。

図１８や図１９のように、ＩＣチップ６が載置された穴部４２が形成された第２の誘電体基板４１が第１の誘電体基板３９よりも高硬度の基板を使用しているので、ＩＣチップ６と導体パターン３（電気接続部７、７）との電気的な接続に対するＲＦＩＤタグ３８又はＲＦＩＤタグ４３の曲げによる影響を減ずることができる。また、凹部４０、４４や第２の誘電体基板の断面形状は、円形や矩形に限られたものではなく、楕円、十字型、星型及び多角形でもよい。樹脂成形で第１の誘電体基板３９及び第２の誘電体基板４１を製造すれば任意の形状にそれぞれの基板を製造することができるので、ＲＦＩＤタグの曲げ方や曲げる方向に応じて形状を選択すればよい。さらに、凹部４０、４４や第２の誘電体基板の頭頂部から底部まで同じ断面形状である必要はない。例えば、図１８に示すような、円柱の凹部４０、４４や第２の誘電体基板でなく、頭頂部から底部にかけてテーパ状に細くなる円錐でもよい。なお、ＲＦＩＤタグ３８及び４４の製造方法は、第１の誘電体基板３９及び第２の誘電体基板４１の製造後、第２の誘電体基板４１を第１の誘電体基板３９に嵌合又は接着を行なう以外は、実施の形態１で説明したＲＦＩＤタグ１０と同様であるので省略する。なお、実施の形態１において、ＩＣチップ６を載置する穴部５を拡張して、凹部４０又は４４として、この凹部４０又は４４に第２の誘電体基板の代わりにモールド材を注入して、図１８や図１９のような構成を実現してもよい。

図２０は、この実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。図２０（ａ）は、ＲＦＩＤタグの平面図、図２０（ｂ）は、図１（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図、図２１は、この実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。図２１（ａ）は、ＲＦＩＤタグの平面図、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図であり、図２０及び図２１において、４５はＲＦＩＤタグ、４６はスロット４の長さ方向の長さよりも直径が大きい円形の凹部、４７はＲＦＩＤタグ、４８はスロット４の長さ方向の長さよりも一辺の長さが大きい矩形の凹部である。図１８や図１９に示すＲＦＩＤタグとは基本構成やＲＦＩＤタグとして機能は同じであるが、図２０や図２１に示すＲＦＩＤタグは、スロット４が第２の誘電体４１上のみにパターンを有することになるので、ＲＦＩＤタグを曲げた際に第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１との接触面（嵌合面・接着面）に掛る負荷がスロット４の沿端に掛ることがなく、負荷がフィルム基材２だけでなく、導体パターン３とフィルム基材２とで抑えられ、スロット４のパターンの破断や弛みによるパターンの基板からの剥離を防ぐ効果がより高いという点で異なる。

また、凹部４６、４８や第２の誘電体基板の断面形状は、円形や矩形に限られたものではなく、楕円、十字型、星型及び多角形でもよい。樹脂成形で第１の誘電体基板３９及び第２の誘電体基板４１を製造すれば任意の形状にそれぞれの基板を製造することができるので、ＲＦＩＤタグの曲げ方や曲げる方向に応じて形状を選択すればよい。さらに、凹部４６、４８や第２の誘電体基板の頭頂部から底部まで同じ断面形状である必要はない。例えば、図２０に示すような、円柱の凹部４６、４８や第２の誘電体基板でなく、頭頂部から底部にかけてテーパ状に細くなる円錐でもよい。なお、ＲＦＩＤタグ４５及び４７の製造方法は、第１の誘電体基板３９及び第２の誘電体基板４１の製造後、第２の誘電体基板４１を第１の誘電体基板３９に嵌合又は接着を行なう以外は、実施の形態１で説明したＲＦＩＤタグ１０と同様であるので省略する。

図２２は、この実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。図２２（ａ）は、ＲＦＩＤタグの平面図、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図、図２３は、この実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。図２３（ａ）は、ＲＦＩＤタグの平面図、図２３（ｂ）は、図２３（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図であり、図２２及び図２３において、４９はＲＦＩＤタグ、５０はスロット４の長さ方向の長さよりも直径が大きい円形の貫通孔、５１はＲＦＩＤタグ、５２はスロット４の長さ方向の長さよりも一辺の長さが大きい矩形の貫通孔である。図２０や図２１に示すＲＦＩＤタグとは基本構成やＲＦＩＤタグとして機能は同じであるが、図２０や図２１に示すＲＦＩＤタグの第２の誘電体基板４１は、図１８や図１９に示すＲＦＩＤタグの第２の誘電体基板４１と比して容積や面積が大きいので、ＲＦＩＤタグを曲げた際に第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１との接触面（嵌合面・接着面）がＲＦＩＤタグの端部に近いために、その接触面に掛る負荷が大きくなり、第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１とが分離してしまう可能性があるが、図２２や図２３に示すＲＦＩＤタグでは、第１の誘電体基板３９に貫通孔５０又は貫通孔５２を設け、第２の誘電体基板４１をそこに挿入・固定させるので、第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１との接触面が多くなり、第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１とが分離してしまう可能性を減じることができる。もちろん、図１８や図１９に示すＲＦＩＤタグの第１の誘電体基板３９にも貫通孔を設けて、その貫通孔の形状に対応した第２の誘電体基板４１を挿入・固定してもよい。

また、貫通孔５０、５２や第２の誘電体基板の断面形状は、円形や矩形に限られたものではなく、楕円、十字型、星型及び多角形でもよい。樹脂成形で第１の誘電体基板３９及び第２の誘電体基板４１を製造すれば任意の形状にそれぞれの基板を製造することができるので、ＲＦＩＤタグの曲げ方や曲げる方向に応じて形状を選択すればよい。さらに、貫通孔５０、５２や第２の誘電体基板の頭頂部から底部まで同じ断面形状である必要はない。例えば、図２２に示すような、円柱の貫通孔５０、５２や第２の誘電体基板でなく、頭頂部から底部にかけてテーパ状に細くなる円錐でもよい。なお、ＲＦＩＤタグ４９及び５１の製造方法は、第１の誘電体基板３９及び第２の誘電体基板４１の製造後、第２の誘電体基板４１を第１の誘電体基板３９に嵌合又は接着を行なう以外は、実施の形態１で説明したＲＦＩＤタグ１０と同様であるので省略する。さらに、前述の通りＩＣチップ６周辺の電界は、スロット４の近傍に集中するので（図８）、その電界が集中する箇所の真下である第１の誘電体基板３９の他主面側における第２の誘電体基板４１には、接地導体パターン８ｘを設けなくてもよい。つまり、これは第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１とを固定（嵌合・接着）する前に接地導体パターン８ｘを設ける必要がないことを指し、結果として選択できる製造方法のバリエーションが増えるという効果がある。

図２４は、この実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。図２４（ａ）は、ＲＦＩＤタグの平面図、図２４（ｂ）は、図２４（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図であり、図２４においては、５３はＲＦＩＤタグ、５４は第１の誘電体基板３９の中央、かつ、第１の誘電体基板３９の対向する辺から辺に設けられた段差部である。ＲＦＩＤタグ５３は、図１８〜２３に示すＲＦＩＤタグとは異なり、第１の誘電体基板３９に凹部や貫通孔などの開口を第１の誘電体基板３９の一主面に設ける代わりに、開口を第１の誘電体基板３９の一主面及び側面に設けた凹部状の段差部５４に第２の誘電体基板４１を嵌合又は接着させた構造を採っているので、第１の誘電体基板３９の一主面側から第２の誘電体基板４１を挿入するにしろ、第１の誘電体基板３９の側面から第２の誘電体基板４１を挿入するにしろ、第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１との位置合わせが容易になるという効果を奏する。

また、段差部５４や第２の誘電体基板４１の表面は平らにする必要はなく、波状のうねりや嵌合用の凹凸を表面に設けて第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１との結合の強さを高めてもよいし、段差部５４は、スロット４に対して平行に形成する必要はなく、ＲＦＩＤタグの曲げ方や曲げる方向に応じて方向を選択すればよい。さらに、段差部５４や第２の誘電体基板の頭頂部から底部まで同じ断面形状である必要はない。例えば、図２４に示すような、立方体の段差部５４や第２の誘電体基板でなく、頭頂部から底部にかけてテーパ状に細くなる台形錐でもよい。なお、ＲＦＩＤタグ５３の製造方法は、第１の誘電体基板３９及び第２の誘電体基板４１の製造後、第２の誘電体基板４１を第１の誘電体基板３９に嵌合又は接着を行なう以外は、実施の形態１で説明したＲＦＩＤタグ１０と同様であるので省略する。

図２５は、この実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。図２５（ａ）は、ＲＦＩＤタグの平面図、図２５（ｂ）は、図２５（ａ）でＡ−Ａ’線により切断したときの断面図であり、５５はＲＦＩＤタグ、５６は第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板３９との連接面である。ＲＦＩＤタグ５５は、図２４に示すＲＦＩＤタグ５３の段差部５４を廃して、第２の誘電体基板４１の側面に連接面５６を介して第１の誘電体基板３９が配置され、第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１と結合してもので、まず、第２の誘電体基板４１を作成して後に、射出成形の金型に第２の誘電体基板４１を入れて、代の誘電体基板３９となる樹脂を入れることにより製造される。単に、第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１とを別々に製造して連接面５６で張り合わせてもよい。

また、連接面５６における第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１は平らにする必要はなく、波状のうねりや嵌合用の凹凸を表面に設けて第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１との結合の強さを高めてもよいし連接面５６は、スロット４に対して平行に形成する必要はなく、ＲＦＩＤタグの曲げ方や曲げる方向に応じて方向を選択すればよい。さらに、連接面５６における第１の誘電体基板３９と第２の誘電体基板４１は、頭頂部から底部まで（一主面から他主面まで）同じ断面形状である必要はない。例えば、図２５示すような、垂直な連接面５６でなく、一主面から他主面にかけてテーパ状に細くなる連接面でもよい。なお、ＲＦＩＤタグ５５の製造方法は、第２の誘電体基板４１と第１の誘電体基板３９との結合後は、実施の形態１で説明したＲＦＩＤタグ１０と同様であるので省略する。

以上説明したように本発明の実施の形態２おいては、ＲＦＩＤタグの記誘電体基板において、ＩＣチップ６周辺の硬度がＩＣチップ６周辺以外の場所の硬度も高くなるようにしたので、本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの効果に加えて、ＲＦＩＤタグを曲面に張った際のＩＣチップ６と導体パターン３（電気接続部７、７）との電気的な接続の信頼性がより高いＲＦＩＤタグが得れるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの構成図である。 ＲＦＩＤシステムの基本構成図である。 この発明に係るＲＦＩＤタグの製造方法により製造されたＲＦＩＤタグ製造工程図である。 この発明に係るフィルム基材の構成図図である。 この発明に係るフィルム基材に形成された導体パターン図である。 この発明に係るフィルム基材に形成された導体パターン図（ＩＣチップ接続済み）である。 この発明に係る穴部が形成された誘電体基板構成図である。 この発明に係るＲＦＩＤタグの電界図である。 この発明に係るＲＦＩＤタグの特性インピーダンス図である。 この発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの製造方法により製造されたＲＦＩＤタグ構成図（ダミーパッド付き）である。 この発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグのスロット周辺拡大図（ダミーパッド付き）である。 この発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの接地導体パターンの形状図である。 この発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの接地導体パターン用金属繊維シートの形状図である。 この発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの接地導体パターン用金属繊維シートの形状図である。 この発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの構成図である。 この発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグ設置対象物の構成図である。 この発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグ設置対象物の構成図である。 この発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。 この発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。 この発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。 この発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。 この発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。 この発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。 この発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。 この発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの構成図である。

符号の説明

１…誘電体基板、２…フィルム基材、
２０１…導体付きフィルム基材（導体層（接地導体パターン８）付き）、
２０２…導体付きフィルム基材（導体パターン３付き）、３…導体パターン、
４…スロット、５…穴部、６…ＩＣチップ、７…電気接続部、８…接地導体パターン、
９…接着シート、１０…ＲＦＩＤタグ、１１…アンテナ部（タグ）、
１２…ＲＦＩＤリーダライタ、１３…アンテナ部（リーダライタ）、１４…アナログ部、
１５…Ａ／Ｄ変換部、１６…電源制御部、１７…メモリ部、１８…復調部、
１９…制御部、２０…変調部、２１…ディジタル部、２２…Ｄ／Ａ変換部、
２３…導体層、２４…接続端子、２５…ダミーパッド、
２６…接地導体パターン（格子状）、２７…切り欠き部、
２８…接地導体パターン（メアンダ状）、２９…切り欠き部、３０…金属繊維シート、
３１…接地導体パターン（格子状）、３２…切り欠き部、
３３…接地導体パターン（メアンダ状）、３４…切り欠き部、３５…両面テープ、
３６…ＲＦＩＤタグ設置対象物（設置面凸型）、
３７…ＲＦＩＤタグ設置対象物（設置面凹型）、３８…ＲＦＩＤタグ、
３９…第１の誘電体基板、４０…凹部（円形）、４１…第２の誘電体基板、４２…穴部、
４３…ＲＦＩＤタグ、４４…凹部（矩形）、４５…ＲＦＩＤタグ、４６…凹部（円形）、
４７…ＲＦＩＤタグ、４８…凹部（矩形）、４９…ＲＦＩＤタグ、
５０…貫通孔（円形）、５１…ＲＦＩＤタグ、５２…貫通孔（矩形）、
５３…ＲＦＩＤタグ、５４…段差部、５５…ＲＦＩＤタグ、５６…連接面。

Claims (5)

1. 所定の曲率の曲面に設置可能なＲＦＩＤタグであって、一主面の中央部に凹部を有する少なくとも前記所定の曲率に曲がる硬度の第１の誘電体基板と、前記凹部の内部に設けられ、前記第１の誘電体基板の一主面側に穴部を有し、前記第１の誘電体基板よりも硬度が高い第２の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の他主面に設けられた接地導体パターンと、前記前記第１の誘電体基板及び前記第２の誘電体基板上に設けられ、前記前記第１の誘電体基板の端部から所定距離だけ隔ててその内側に設けられた導体パターンと、この導体パターンの内部における前記第２の誘電体基板上のみにパターンを有する長細形状のスロットを構成し、このスロットを介して前記導体パターンに電気的に接続され、前記第２の誘電体基板の前記穴部に挿入されたＩＣチップとを備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
2. 所定の曲率の曲面に設置可能なＲＦＩＤタグであって、中央部に一主面から他主面まで貫通した貫通孔を有する少なくとも前記所定の曲率に曲がる硬度の第１の誘電体基板と、前記貫通孔の内部に設けられ、前記第１の誘電体基板の一主面側に穴部を有し、前記第１の誘電体基板よりも硬度が高い第２の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の他主面のみに設けられた接地導体パターンと、前記前記第１の誘電体基板及び前記第２の誘電体基板上に設けられ、前記前記第１の誘電体基板の端部から所定距離だけ隔ててその内側に設けられた導体パターンと、この導体パターンの内部における前記第２の誘電体基板上のみにパターンを有する長細形状のスロットを構成し、このスロットを介して前記導体パターンに電気的に接続され、前記第２の誘電体基板の前記穴部に挿入されたＩＣチップとを備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
3. 所定の曲率の曲面に設置可能なＲＦＩＤタグであって、中央部に一主面から他主面まで貫通した貫通孔を有する少なくとも前記所定の曲率に曲がる硬度の第１の誘電体基板と、前記貫通孔の内部に設けられ、前記第１の誘電体基板の一主面側に穴部を有し、前記第１の誘電体基板よりも硬度が高い第２の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の他主面及び前記第２誘電体基板における前記第１の誘電体基板の他主面側に設けられた接地導体パターンと、前記前記第１の誘電体基板及び前記第２の誘電体基板上に設けられ、前記前記第１の誘電体基板の端部から所定距離だけ隔ててその内側に設けられた導体パターンと、この導体パターンの内部における前記第２の誘電体基板上のみにパターンを有する長細形状のスロットを構成し、このスロットを介して前記導体パターンに電気的に接続され、前記第２の誘電体基板の前記穴部に挿入されたＩＣチップとを備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
4. 前記導体パターンは、フィルム基材上に設けられ、前記フィルム基材の端部から所定距離だけ隔ててその内側に設けられたものである請求項１〜３のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
5. 前記凹部又は前記貫通孔は、円形又は多角形である請求項１〜４のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。

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