JP4768379B2

JP4768379B2 - Ｒｆｉｄタグ

Info

Publication number: JP4768379B2
Application number: JP2005281458A
Authority: JP
Inventors: 俊二馬場
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: EP1770609A3; CN100559394C; KR100760504B1; KR20070035926A; EP1770609A2; TWI285336B; CN1940975A; JP2007094634A; US20070069036A1; EP1770609B1; US7364088B2; TW200713070A

Description

本発明は、非接触で外部機器との間で情報のやり取りを行うＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ＿Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ＿ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグに関する。なお、本願技術分野における当業者間では、本願明細書で使用する「ＲＦＩＤタグ」のことを、「ＲＦＩＤタグ」用の内部構成部材（インレイ；ｉｎｌａｙ）であるとして「ＲＦＩＤタグ用インレイ」と称する場合もある。あるいは、この「ＲＦＩＤタグ」のことを「無線ＩＣタグ」と称する場合もある。また、この「ＲＦＩＤタグ」には、非接触型ＩＣカードも含まれる。

近年、リーダライタに代表される外部機器との間で、電波によって非接触で情報のやり取りを行う種々のタイプのＲＦＩＤタグが提案されている。このＲＦＩＤタグの一種としてプラスチックや紙からなるベースシート上に電波通信用のアンテナパターンとＩＣチップが搭載された構成のものが提案されており、このタイプのＲＦＩＤタグについては、物品などに貼り付けられ、その物品に関する情報を外部機器とのやり取りすることで物品の識別などを行うという利用形態が考えられている。

図１は、ＲＦＩＤタグの一例を示す側面図である。但し、ここに示す側面図は、ＲＦＩＤタグの側面側から内部構造を透視した図となっている。以下、本明細書において側面図と称する図は全て同様の図である。

この図１に示すＲＦＩＤタグ１は、シート状のＰＥＴフィルム等からなるベース１３上に設けられたアンテナ１２と、そのアンテナ１２にバンプ（金属突起）１４を介して接続されたＩＣチップ１１と、ベース１３にＩＣチップ１１を固着させている接着剤１５で構成されている。

このＲＦＩＤタグ１を構成するＩＣチップ１１は、アンテナ１２を介して外部機器と無線通信を行い情報をやりとりすることができる。

このようなＲＦＩＤタグについては、上述のような利用形態を含む広範な利用形態が考えられているが、例えば衣服のように変形し易い物品に貼り付ける利用態様の場合には、ベース１３の曲がり易さに対してＩＣチップ１１が曲がり難くいために曲げ応力がＩＣチップ１１にかかり、ＩＣチップが割れることやＩＣチップが剥がれること等が大きな問題の１つとなっており、ＩＣチップにかかる曲げ応力の低減のための様々な努力が払われている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。

ＩＣチップにかかる曲げ応力の低減のために、例えば、以下に挙げる２つの手法が考えられている。

図２は、ＩＣチップにかかる曲げ応力を低減するための従来の手法の一例を示す図である。

この図２に示すＲＦＩＤタグ２には補強体１６が設けられており、この補強体１６は、ＩＣチップ１１の全体とアンテナ１２の一部とを覆って埋めることによって、補強体１６が存在する部分の曲げ応力を分散させ、ＩＣチップ１１にかかる曲げ応力の低減に寄与している。

図３は、ＩＣチップにかかる曲げ応力を図２の手法よりもさらに低減するための従来の手法の一例を示す図である。

この図３に示すＲＦＩＤタグ３では、ベース１３の両側に補強体１６が設置され、それらの補強体双方の表面に補強体１６の硬さよりも硬い補強板１７がベース１３と平行に備えられることによって、補強体１６が存在する部分の曲げ応力がより低減され、ＩＣチップ１１にかかる曲げ応力の低減に大きく寄与している。
特開２００１−３１９２１１号公報特開２００３−２８８５７６号公報特開２００５−４４２９号公報特開２００５−４４３０号公報

このような補強体を有するＲＦＩＤタグでは、補強体の縁とアンテナが交わるところに曲げ応力が集中してアンテナが断線するという問題が起きる。

本発明は、上記事情に鑑み、チップへの曲げ応力の集中が低減されているとともにアンテナの断線も回避されるＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のＲＦＩＤタグは、
ベースと、
上記ベース上に配線された通信用のアンテナと、
上記アンテナに電気的に接続された、そのアンテナを介して無線通信を行なう回路チップと、
上記回路チップの全体とそのアンテナの配線の一部とを覆って埋めた第１の補強体と、
前記第１の補強体に対し前記ベースを挟んで位置する、該第１の補強体の縁に対し、前記アンテナの配線と交わる少なくともその位置でずれた縁を有する第２の補強体と、
を備えたことを特徴とする。

本発明のＲＦＩＤタグによれば、第１の補強体の縁がアンテナの配線と交わっている箇所では、第１の補強体の縁と第２の補強体の縁とがずれているので、縁のずれ幅全体に曲げ応力が分散する。従って、アンテナの配線に局所的にかかる曲げ応力が低減し、配線の断線も回避される。また、第１の補強体と第２の補強体がベースを挟んだ位置に設置されている。これにより、回路チップにかかる曲げ応力が、補強体が片側にのみある場合に比べて大きく低減する。従って、上述したように回路チップが割れることや回路チップが剥がれることが回避される。

本発明のＲＦＩＤタグは、
上記第２の補強体が、上記ベースを挟んで上記第１の補強体とは真裏の位置からずれた位置に設けられていることにより縁がその第１の補強体の縁からずれているものであってもよく、
上記第２の補強体が、上記第１の補強体の大きさとは異なる大きさを有することにより縁がその第１の補強体の縁からずれているものであってもよく、
上記第２の補強体が、上記第１の補強体の形とは異なる形を有することにより縁がその第１の補強体の縁からずれているものであってもよく、
上記第２の補強体が、上記第１の補強体の向きとは異なる向きに設けられていることにより縁がその第１の補強体の縁からずれているものであってもよい。

アンテナの配線と交わっている第１の補強体の縁と第２の補強体の縁がずれるように設置されていれば、第１の補強体と交わっているアンテナの配線の局所点にかかる曲げ応力が低減し、アンテナの配線が断線する問題は回避される。従って、第２の補強体が第１の補強体との位置・大きさ・形・向きが異なって設けられることにより、断線が容易に回避される。

また、本発明のＲＦＩＤタグは、上記第１の補強体および上記第２の補強体のうち少なくとも一方を上記ベースとの間に挟み込んだ、その挟み込んだ補強体の硬さよりも硬い補強板を備えたことが好適である。

各補強体の硬さよりも硬い補強板を備えることによって、各補強体の曲がり応力が分散するので、回路チップにかかる曲げ応力のさらなる低減に寄与する。

以上説明したように、本発明によれば、チップへの曲げ応力の集中が低減されているとともにアンテナの断線も回避される。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図４は、本発明の第１の実施形態を示す側面図である。

この図に示すＲＦＩＤタグ４は、シート状のＰＥＴフィルムからなるベース１１３と、そのベース１１３上に設けられた銅薄膜のアンテナ１１２と、そのアンテナ１１２にバンプ（金属突起）１１４を介して接続されたＩＣチップ１１１と、ベース１１３にＩＣチップ１１１を固着させている接着剤１１５と、エポキシ系樹脂からなりＩＣチップ１１１の全体およびアンテナ１１２の一部を覆って埋めている第１の補強体１１６ａと、ベース１１３を挟んで第１の補強体１１６ａの裏側に位置する、第１の補強体１１６ａの材質と同じ材質の第２の補強体１１６ｂとで構成されている。

なお、ベース１１３については、上述したＰＥＴフィルムの他に、ＰＥＴ−Ｇ（非結晶ポリエステル樹脂）等といった他のポリエステル系樹脂、塩化ビニル、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、セルロース系樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが広く適用可能である。また、アンテナ１１２についても、上述した銅薄膜の他、アルミニウムや鉄やニッケルなどといった他の金属薄膜が用いられてもよく、あるいは、エポキシ等の樹脂材料に金属フィラー（一般にはＡｇ）を配合して導電性を付与したペースト材料が用いられてもよい。

第１の補強体１１６ａと第２の補強体１１６ｂは熱硬化性樹脂からなり、この図に示す位置に流動状態で盛り上げられ、加熱によって硬化されることで形成されている。そして、第１の補強体１１６ａの縁とアンテナ１１２が交わっている箇所では、第１の補強体１１６ａの縁と第２の補強体１１６ｂの縁とが距離δずれている。

図５は、本発明の第１の実施形態を示す上面図である。

この図５に示すように、第１の補強体１１６ａと第２の補強体１１６ｂは、同じ大きさ、形、および向きの楕円形である。しかし、それらはベース１１３を挟んで真裏に配置されているのでなく、第１の補強体１１６ａの縁とアンテナ１１２が交わっている箇所で、第１の補強体１１６ａと第２の補強体１１６ｂのずれ幅が最大になるように、互いにずらされて配置されている。

図４および図５に示すように、ベース１１３の両側に補強体が存在することにより、補強体が存在する部分の曲げ応力が分散され、ＩＣチップ１１１が割れたり剥がれたりすることが防止されている。さらに、第１の補強体１１６ａの縁とアンテナ１１２が交わる箇所では、第１の補強体１１６ａの縁と第２の補強体１１６ｂの縁とがずれているために、縁のずれ幅全体に曲げ応力が分散される。従って、アンテナ１１２に対して局所的にかかる曲げ応力が低減されていて、アンテナ１１２の断線などの不具合が回避される。仮に、第１の補強体１１６ａの縁と第２の補強体１１６ｂの縁が重なるところにアンテナ１１２’があると、この仮想的なアンテナ１１２’には局所的な曲げ応力が集中し、アンテナ１１２’が断線することとなる。従って、補強体どうしの縁のずれは、アンテナと縁とが交わる箇所で生じていることが必要である。また、第１の補強体１１６ａの縁と第２の補強体１１６ｂは、本実施形態のように互いに同じ量の材料からなることが好ましい。同じ量の材料からなることで、熱硬化性樹脂の加熱硬化時などにＲＦＩＤタグが変形してしまう不都合を防止することが出来るからである。

以上で第１の実施形態についての説明を修了し、以下、補強体の形状が第１の実施形態とは異なる３つの例を、それぞれ第２の実施形態、第３の実施形態、および第４の実施形態として説明する。また、補強体の表面構造が第１の実施形態と異なる例を、第５の実施形態として説明する。

これらの各実施形態は、第１の実施形態に似た基本構造を有するので、同一の構成部分には同一の符号を付して重複説明を省略し、第１の実施形態との差異に着目して説明する。

図６および図７は、本発明の第２の実施形態を示す構造図であり、図６にはその構造を側方から見た様子が示され、図７にはその構造を上方から見た様子が示されている。

これらの図６、７に示すＲＦＩＤタグ５は、図４に示す第１の実施形態と同様の第１の補強体１１６ａと、ベース１１３を挟んで第１の補強体１１６ａの裏側に位置する、第１の補強体１１６ａの材質と同じ材質からなる第２の補強体１１６ｃとを備えている。この第２の補強体１１６ｃの形と向きは、第１の補強体１１６ａと同じ楕円形および向きであるが、第２の補強体１１６ｃの方が第１の補強体１１６ａよりもサイズが小さい。従って、図７に示されるように、それらの縁は全周にわたりずれている。このため、アンテナ１１２がどの方向に通っていても、第１の補強体１１６ａの縁とアンテナ１１２とが交わっている箇所では必ず、第１の補強体１１６ａの縁と第２の補強体１１６ｃの縁とがずれており、縁のずれ幅全体に曲げ応力が分散され、アンテナ１１２の局所的にかかる曲げ応力が低減されている。従って、この第２の実施形態でもアンテナ１１２の断線などの不具合が回避される。

図８は、本発明の第３の実施形態を示す上面図である。

この図８に示すＲＦＩＤタグ６は、ＩＣチップ１１１の全体とアンテナ１１２の一部とを覆って埋めている、エポキシ系樹脂からなる、４つの突起を有するデコボコ形の第１の補強体１１６ｄと、ベース１１３を挟んで第１の補強体１１６ｄの裏側に位置する、第１の補強体１１６ｄの材質と同じ材質からなる、図４と同様の楕円形をした第２の補強体１１６ｂとを備えている。つまり、第３の実施形態は、第１の実施形態と同様にベース１１３の両側に補強体が設置されているが、各補強体の形が互いに異なる実施形態である。

図８に示されるように、第１の補強体１１６ｄの凹部のところで、第１の補強体１１６ｄの縁とアンテナ１１２が交わっているため、第１の補強体１１６ｄの縁と第２の補強体１１６ｂの縁が大きくずれている。このため、縁のずれ幅全体に曲げ応力が分散され、アンテナ１１２に対して局所的にかかる曲げ応力が低減されている。従って、アンテナ１１２の断線などの不具合が回避される。

図９は、本発明の第４の実施形態を示す上面図である。

この図９に示すＲＦＩＤタグ７は、図８に示す第３の実施形態と同様な４つの突起を有するデコボコ形の第１の補強体１１６ｄと、第１の補強体１１６ｄと同じ形状でありベース１１３を挟んで第１の補強体１１６ｄの裏側に位置する、第１の補強体１１６ｄの材質と同じ材質からなる第２の補強体１１６ｅとを備えている。そして、第２の補強体１１６ｅは、突起の凹凸が第１の補強体１１６ｄの突起の凹凸とずれるような向きに配置されている。つまり、第４の実施形態は、第１の実施形態と同様にベース１１３の両側に補強体が設置されているが、補強体の向きが互いに異なっている形態である。

図９に示されるように、第１の補強体１１６ｄの縁とアンテナ１１２とが交わっている箇所では、第１の補強体１１６ｄは凹部であり第２の補強体１１６ｅは凸部であるので、それら補強体の縁が大きくずれている。このため、縁のずれ幅全体に曲げ応力が分散され、アンテナ１１２の局所的にかかる曲げ応力が低減されている。従って、アンテナ１１２の断線などの不具合が回避される。

図１０は、本発明の第５の実施形態を示す側面図である。

この図１０に示すＲＦＩＤタグ８は、ＩＣチップ１１１の全体とアンテナ１１２の一部とを覆って埋めている、エポキシ系樹脂からなる第１の補強体１１６ｆと、ベース１１３を挟んで第１の補強体１１６ｆの裏側に位置する、第１の補強体１１６ｆの材質と同じ材質からなる第２の補強体１１６ｇとを備えており、さらに、第１の補強体１１６ｆの表面には、ステンレス製の第１の補強板１１７ａが備えられ、第２の補強体１１６ｇの表面には、その第１の補強板１１７ａの材質と同じ材質からなる第２の補強板１１７ｂが備えられている。この第５の実施形態では、これらの補強板１１７ａ、１１７ｂは、ベース１１３と平行に備えられている。そして、図４と同様に、第１の補強体１１６ｆの縁とアンテナ１１２とが交わっている箇所で、第１の補強体１１６ｆの縁と第２の補強体１１６ｇの縁とがずれて配置されている。つまり、この第５の実施形態は、図４に示す第１の実施形態の各補強体の表面にそれらの補強体の硬さよりも硬い補強板をそれぞれに備えた形態である。

図１０に示されるように、ベース１１３の両側に補強体が存在することにより、補強体が曲げ応力を分散させ、ＩＣチップ１１１の割れたり剥がれたりする問題が防止されている。さらに、各補強体の表面に硬い補強板が備えられているため、上記の問題がより一層防止されている。また、第１の補強体１１６ｆの縁とアンテナ１１２とが交わっている箇所で、第１の補強体１１６ｆの縁と第２の補強体１１６ｇの縁がずれているため、縁のずれ幅全体に曲げ応力が分散される。このため、アンテナ１１２に対して局所的にかかる曲げ応力が低減されていて、アンテナ１１２の断線などの不具合が回避される。なお、この第５の実施形態は、第１の実施形態の各補強体の表面にそれらの補強体の硬さよりも硬い補強板をそれぞれに備えた一例であるが、本発明では、第２の実施形態、第３の実施形態、および第４の実施形態それぞれにおける各補強体の表面にそれらの補強体の硬さよりも硬い補強板が備えられてもよい。

以上説明したように、第１〜第５の実施形態のＲＦＩＤタグによれば、ベースの両側に配置されている補強体の位置、大きさ、形、および向きが異なっていても、ベースの両側に補強体が配置されていれば、補強体が曲げ応力を分散させるので、ＩＣチップの割れたり剥がれたりする問題が回避される。さらに、各補強体の表面にそれらの硬さよりも硬い補強板が備えられることで、上記の問題がより一層防止される。また、ベースの両側に配置されている補強体の位置、大きさ、形、および向きの少なくとも１つが異なっていれば、補強体の縁がアンテナと交わるところで補強体どうしの縁がずれて、アンテナに対して局所的にかかる曲げ応力が低減され、アンテナの断線などの問題も回避される。

尚、上記説明では、第１〜第５の実施形態のＲＦＩＤタグにおいて第１の補強体と第２の補強体の材質が同じエポキシ系樹脂であると例示されているが、本発明のＲＦＩＤタグでは、それらの補強体の材質は互いに異なっていてもよく、補強体の材質としては、シリコン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂なども採用することが出来る。また、上記説明では第１の補強体と第２の補強体の材質が熱硬化性の樹脂であると例示されているが、本発明のＲＦＩＤタグでは、紫外線硬化型の樹脂が用いられてもよい。

また、上記説明では、第１の補強板と第２の補強板がいずれもステンレス製である例が示されているが、本発明のＲＦＩＤタグでは、それら補強板の材質が互いに異なっていてもよく、また、その材質はそれらの補強板に対応する補強体の硬さよりも硬ければよく、例えばチタン系の金属板でもよいし、あるいはアラミド繊維やガラス繊維に樹脂が浸透されてなる樹脂基板でもよい。

また、上記説明では、各補強板がそれらの補強板に対応する補強体の表面にあり、ベース１３と平行に備えられている例が示されているが、本発明のＲＦＩＤタグでは、補強板は補強体の内部に備えられてもよく、またベースに対してやや斜めに備えられてもよく、さらには一方の補強体のみに備えられてもよい。

また、上記説明では、２つの補強体のサイズが異なる形態において、ＩＣチップの裏側に配置された第２の補強体１１６ｃの方がサイズが小さい例が示されているが、本発明のＲＦＩＤタグでは、第２の補強体の方が大きくてもよい。

ＲＦＩＤタグの一例を示す側面図である。ＩＣチップにかかる曲げ応力を低減するための従来の手法の一例を示す図である。ＩＣチップにかかる曲げ応力を図２の手法よりもさらに低減するための従来の手法の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態を示す側面図である。本発明の第１の実施形態を示す上面図である。本発明の第２の実施形態を示す側面図である。本発明の第２の実施形態を示す上面図である。本発明の第３の実施形態を示す上面図である。本発明の第４の実施形態を示す上面図である。本発明の第５の実施形態を示す側面図である。

符号の説明

１，２，３，４，５，６，７，８ＲＦＩＤタグ
１１，１１１ＩＣチップ
１２，１１２アンテナパターン
１１２’ 仮想的なアンテナパターン
１３，１１３ベースシート
１４，１１４バンプ
１５，１１５接着剤
１６補強体
１６ａ，１１６ａ，１１６ｄ，１１６ｆ第１の補強体
１６ｂ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｅ，１１６ｇ第２の補強体
１７，１１７ａ，１１７ｂ補強板

Claims

ベースと、
前記ベース上に配線された通信用のアンテナと、
前記アンテナに電気的に接続された、該アンテナを介して無線通信を行なう回路チップと、
前記回路チップの全体と前記アンテナの配線の一部とを覆って埋めた第１の補強体と、
前記第１の補強体に対し前記ベースを挟んで位置する、該第１の補強体の縁に対し、前記アンテナの配線と交わる少なくともその位置でずれた縁を有する、該第１の補強体と同一の大きさで同一形状の第２の補強体であって、前記ベースを挟んで前記第１の補強体とは真裏の位置からずれた位置に設けられていることにより縁が該第１の補強体の縁からずれている第２の補強体と、
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
ベースと、
前記ベース上に配線された通信用のアンテナと、
前記アンテナに電気的に接続された、該アンテナを介して無線通信を行なう回路チップと、
前記回路チップの全体と前記アンテナの配線の一部とを覆って埋めた第１の補強体と、
前記第１の補強体に対し前記ベースを挟んで位置する、該第１の補強体の縁に対し、前記アンテナの配線と交わる少なくともその位置でずれた縁を有する第２の補強体であって、前記第１の補強体の向きとは異なる向きに設けられていることにより縁が該第１の補強体の縁からずれている第２の補強体と、
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
前記第１の補強体および前記第２の補強体のうち少なくとも一方を前記ベースとの間に挟み込んだ、その挟み込んだ補強体の硬さよりも硬い補強板を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のＲＦＩＤタグ。