Rfid标签的制作方法

专利名称：Rfid标签的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过RF ( Radio Frequency:无线频率)发送被存储在IC芯片 等的ID ( Identification:识别信息)等信息的RFID ( Radio Frequency Identification)标签。
技术背景RFID标签由IC芯片和标签天线构成，可以/人标签天线无线.(RF)发送 被存储在IC标签的ID等信息。从而，读/写器如果戴上RFID标签的话，由 读/写器可以非接触地读取以比较长的通信距离(例如，140mm等)存储在IC 芯片的信息。因此，RFID标签往往经常被利用到在工厂等组装的物品的生产 管理或物流管理等。但是，将RFID标签直接安装在金属材^J"的表面时，通信 距离明显减少。因此，为了解决这样的问题，例如，在全长将半波长(入/2) 的偶极天线作为RFID标签的标签天线使用时，经由厚度为约lmm以上的绝 缘隔板，安装在金属材料的表面来确保所期望的通信距离。此外，已经公开了 如下技术在标签天线和金属材料的安装面之间，填入比较厚(例如，lmm 以上的厚度)、且介质常数小的树脂等绝缘体或软》兹性体，来减小标签天线由 于金属材料受到的影响，防止通信距离的减少(例如，参照特开2005-309811 号公报(第0023段~0029段)及图1 、图2 )。 发明内容但是，虽然可以在标签天线和金属材料的安装面之间填入比较厚(例如， lmm以上的厚度)，且介质常数小的树脂等绝缘体或软磁性体，来确保所期望 的通信距离，但是RFID标签整体的厚度却变厚，因而RFID标签容易从金属 材料的表面脱落。此外，在上述现有技术中公开的技术中，因标签天线和软磁 性体成为叠层结构，所以在将RFID标签安装在金属材料的表面的情况和安装 在金属以外的物品的情况下，存在标签天线的共振点变化的可能性。即，因金 属表面的电位变化小，所以有标签天线的电位分布变化，从而共振点变化的危险。此外，在经由软^磁性材料将RFID标签安装在金属以外的物品上时，存在 由于标签天线(第一标签天线)的共振点变化，从而引起通信距离减小的可能 性。本发明是鉴于如以上的问题点而提出的，其目的为提供一种RFID标签， 其即使第一天线的共振点变化，也可以减少通信距离的变化量。为了实现上述课题，本发明提供一种RFID标签，该RFID标签无线发送 被存储在IC芯片的信息，具有第一天线，其在长的方向的中间部搭载所述 IC芯片；第二天线，其与所述第一天线的一端部连接；所述第二天线，在从 所述第一天线放射的电波的波长为入时，长的方向的电长度为入/2的整数倍。据此，与第一天线的一端部连接的第二天线的电长度为入/2的整数倍的长 度，从而，与第一天线的长度无关，第二天线经由第一天线共振。因此，由于 第二天线的共振点变化引起的通信距离的变化量减少。尤其，在第一天线和第 二天线以约90度的角度进行了电连接，或者被静电耦合时，因第一天线和第 二天线放射的电磁波的偏振波的面大致相互垂直，所以能减小接收天线的偏振 波面的影响，由此，也可以减小通信距离的变化，尤其，在金属面经由隔板邻 近标签天线时，也可以确保所期望的通信距离。另夕卜，将不是软磁性材料的树 脂薄膜的隔板配置在背面侧，从而，无论是将该RFID标签安装在金属材料上 还是安装在非金属材料上，共振频率的变化都小。根据本发明的RFID标签，第二天线经由第一天线共振，所以，即使第一 天线的共振点变化，也可以减少通信距离的变化量。特别是，即使是将背面侧 安装金属面上时，也可以减少通信距离的变化量。


图1为表示本发明的一实施方式的RFID标签被粘贴在金属材料的表面的 状态的断面图。图2为将图1中所示的标签天线4作为偶极天线时的RFID标签的表面图。 图3为本发明的第一实施方式中的带状标签天线的第一变形的结构图。 图4为表示在第一天线11的供电部上搭载IC芯片的工序的工序图，(a)为第一天线和IC芯片的供电部分，(b )为在第一天线搭载IC芯片时的供电部 分的放大图，(c)表示第一天线和IC芯片的接合部的断面。图5为在第一天线11中的T字形的切缝的供电部上安装IC芯片的示意图。 图6为本发明的第 一实施方式中的带状标签天线的第二变形的结构图。 图7 (a)、 (b)为本发明的第一实施方式中的带状标签天线的第三变形的 结构图。图8 (a)、 (b)为本发明的第一实施方式中的带状标签天线的第四变形的 结构图。图9为在本发明的第一实施方式中的带状标签天线的第五变形的结构图。 图IO为本发明的第一实施方式中的带状标签天线的第六变形的结构图。 图11为本发明的第一实施方式中的带状标签天线的第七变形的结构图。 图12为本发明的第二实施方式中的展宽标签天线的第一变形的结构图。 图13为本发明的第二实施方式中的展宽标签天线的第二变形的结构图。 图14为本发明的第二实施方式中的展宽标签天线的第三变形的结构图。 图15为本发明的第二实施方式中的展宽标签天线的第四变形的结构图。 图16为本发明的第二实施方式中的展宽标签天线的第五变形的结构图。 图17为本发明的第二实施方式中的展宽标签天线的第六变形的结构图。 图18为在本发明的第三实施方式中，从上面看在隔板薄膜上形成标签天线的一实施方式的示意图。图19为在本发明的第三实施方式中，从上面看在隔板薄膜上形成标签天线的其他实施方式的示意图。图20为在本发明的第3实施方式中，通过外皮薄膜对引入线进行分层，形成具有耐热性的RFID标签时的一实施方式的断面图。图21为在本发明的第3实施方式中，通过外皮薄膜对引入线进行分层，形成常温用的RFID标签时的一实施方式的断面图。图22为表示改变一定长度的第一天线的安装位置，垂直配置第二天线时的第二天线的长度和通信距离的关系的特性图，和表示标签天线的形状的图。 图23为表示改变第一天线的长度，垂直配置第二天线时的第二天线的长度和通信距离的关系的特性图，和表示标签天线的形状的图。图24为表示在离第一天线的中心4mm的位置上，，垂直配置第二天线时的第二天线的长度和通信距离的关系的特性图，和表示标签天线的形状的图。图25为表示基于现有技术的标签天线和第二实施方式的标签天线的通信 距离的比较的特性图，以及表示第二实施方式中的标签天线的形状的图。
具体实施方式
《第一实施方式》以下，关于涉及本发明的RFID标签的实施方式，参照图面详细说明。图 1为表示RFID标签被粘贴在金属材料的表面的状态的断面图。在树脂性基板 薄膜2的表面上由粘结剂等粘贴搭载有IC芯片3的标签天线4 (以下，具有 IC芯片3和标签天线4的构成称为引入线5，未图示的由外罩薄膜分层的构成 称为RFID标签。)，成为隔板的基板薄膜2,被夹在金属材料1的表面和标签 天线4之间。由此，在标签天线4的附近插上读/写器(未图示)时，可以由 该读/写器读写被存储在IC芯片的信息。图2为将图1中所示的标签天线4作为偶极天线时的RFID标签的表面图。 偶极天线6，在将使用电波的波长作为人时，成为入/2电长度，在大概中心位 置的入/4位置形成耦合电路7,并搭载IC芯片3。由这样的偶极天线6和IC 芯片3组成的引入线5，如图1所示，作为隔板夹着具有约lmm以上厚度的 基板薄膜2,并将其粘贴在金属材料1的表面。例如，使用电波的频率为2.45Hz 时的偶极天线6的物理长度，在当基板薄膜2的介电常数很小而可以忽视波长 缩短效果的情况下为约50mm左右。将具有这样的长度(即，50mm左右的长度)的偶极天线6作为图1中所 示的标签天线4使用时，可以经由具有lmm以上厚度的基板薄膜2粘贴在金 属材料l的表面，从而用通用的读/写器，以30mm左右的通信距离对IC芯片 的信息进行读写。但是，在使用了如图2所示的偶极天线6的结构中，因基板 薄膜2过厚，所以存在包含引入线5的RFID标签从金属材料1脱落的可能性。因此，在以下的实施方式中，将搭载IC芯片的偶极天线作为第一天线(主 天线)，设置经由该第一天线共振的第二天线(辅助天线)，从而实现即使将包 含引入线5的RFID标签安装在金属材料的表面，也可以实现得到较长的通信 距离的标签天线。以下，对涉及本发明的第一实施方式的标签天线的几个变形 进行说明。(带状标签天线的第一变形)在根据第一实施方式的带状标签天线的第一变形中，将4荅载IC芯片的偶极天线作为第一天线，垂直配置经由该第一天线共振的第二天线，从而在图1中所示的基板薄膜2的厚度变薄时，也能确保所期望的通信距离。图3为第一 实施方式中的带状标签天线的第一变形的结构图。如图3所示，从作为搭载IC 芯片3的偶极天线的第一天线11的一方的端部向垂直方向延伸有第二天线12。 此时，第一天线11的电长度为任意长度，从第一天线11的端部延伸的第二天 线12的电长度为入/2、或入/2的n倍。另外，n为l以上的整数。此外，关于 第一天线ll及第二天线12的宽度方向的尺寸，若为入/2以下，可以为没有特 别限制的任意的值，例如3mm左右的窄的宽度也可以。通过做成如图3所示的标签天线4结构，第二天线12经由第一天线11共 振，所以即使使第一天线11的电长度小于A/2，或者使成为金属材料1的隔 板的基板薄膜2的厚度薄到约50 ja m左右，也可以确保比较长的通信距离(例 如，30mm左右)。从而，可以由通用的读/写器，以通常的通信距离对RPID 标签5的信息进行读写。另外,金属材料1和标签天线4由基板薄膜2绝缘， 金属材料l形成了等电位面。此外，可以将由第一天线11和第二天线12组成的两个天线部件配置成垂 直等非直线，来使标签天线4呈现向两个方向偏振的椭圆偏振波的特性。从而， 即使读/写器的天线为结构筒单的直线偏振波天线，也可以不用顾及标签天线4 的偏振波面而使用，因此读/写器的读取范围变宽。而且，读/写器的天线为圆 偏振波时，因偏振面的重叠区域增加，从而可以提高标签天线的电波功率，进 一步延长通信距离。此外，可以与读/写器的天线的方向无关，在与标签天线4 之间进行正常通信。而且，可以将第二天线12配置成与第一天线11垂直相交来明确椭圓偏振 波的旋转方向。例如，在如图3所示的标签天线4的结构的情况下，因第二天 线12从第一天线11的先端部向右延伸，所以偏振波的旋转方向成为右旋转。 另外，缩短垂直相交的第一天线11的长度时，第二天线12的偏振方向的强度 变强，呈现接近直线偏振波的特性。此时，如果将读/写器的天线的朝向对准 第二天线12的直线偏振波的方向时，可以以更强的强度进^f通信。此外，图3所示的第一天线11及第二天线12，可以在厚度为50jLim左右的树脂薄膜(例如，聚酰亚胺树脂薄膜)的基板薄膜2的上面配置金属箔等、形成。另外，因第一天线ll及第二天线12各自的厚度为数十pm左右，所以 可以对基板薄膜2的上面进行金属真空镀敷，来形成天线部件。此外，第一天 线11及第二天线12可以通过导体连接来进行电连4妻，也可以在两者的端部附 近夹着电介质薄膜，重叠各个端部附近成为层状结构，静电耦合第一天线11 及第二天线12来进行电连接。最理想的是在这样静电耦合第一天线11及第二 天线12的情况下，尽量夹着介电常数高的电介质薄膜。此外，在第一天线11中被形成阻抗匹配(整合)用的L字状的切缝来设 置匹配电路7，跨过该切缝搭载有IC芯片3。另外，第一天线ll的电长度为 入/2时，在第一天线11的大概中央部的位置附近(即入/4位置附近)设置匹 配电路7，但随着第一天线11的电长度成为小于入/2,匹配电路7及IC芯片 3的位置向第一天线11及第二天线12被连接的位置的方向移动。在这里，详细说明在第一天线中设置阻抗匹配用的切缝来搭载IC芯片3 的具体的例子。图4为表示在第一天线11的供电部中搭载IC芯片3的工序的 工序图，(a)表示第一天线ll和IC芯片3的供电部分，(b)表示在第一天线 ll搭载IC芯片3时的供电部分的透视放大图，(c)表示第一天线11和IC芯 片3的接合部的断面图。如图4 (a)所示，第一天线11的供电部分中，在IC芯片3和第一天线 ll之间形成用于进行阻抗匹配的钩形(L字形)切缝ll a，该切缝ll a中被 钩形切缝包围的部分被形成为短线llc。此外，在IC芯片3中以跨过切缝11 a 那样的间隔形成有信号输入输出电极3a、 3b。即，因切缝11 a的宽度成为稍微小于信号输入输出电极3a、 3b的电极间 隔程度，所以如图4(b)所示，在第一天线11搭载IC芯片3时，信号输入 输出电极3a、 3b跨越切缝llA与第一天线11连接。这样，将由切缝lla的形 成而做成的短线llc串联连接在第一天线11和IC芯片3之间，从而在第一天 线11和IC芯片3之间，短线llc作为被串联连接的电感成分发挥作用。从而， 由该电感成分，第一天线11和IC芯片3的输入输入阻抗被匹配(整合)。即， 由如图4所示的切缝lla和短线llc形成如图2所示的匹配电路7。另外，如 图4 (c)所示，IC芯片3的信号输入输出电极3a、 3b通过超音波接合或者金属共晶结合等接合方式、通过金属凸出来与第一天线11电接合。此外，在第一天线11中形成的切缝也可以不是L字形，而是做成T字形。 图5为在第一天线11的T字形的切缝llb的供电部上安装IC芯片3的示意图。 如图5所示，将第一天线11的切缝llb形成为T字形，将短线lld、 lie串联 连接在IC芯片3和第一天线11之间，也可以如L字形的切缝1 la的情况相同， 可以匹配第一天线11和IC芯片3的阻抗。 (带状标签天线的第二变形)图6为本发明的第一实施方式中的带状标签天线的第二变形的结构图。第 一天线11和第二天线12之间形成的角度不限于卯度，可以为90度以下的任 意的角度。例如，如图6所示，第一天线11和第二天线12之间的角度可以为 60度。此时，第一天线11的电长度为任意长度，从第一天线11的端部到第 二天线12的电长度(即第二天县12的电长度)为入/2、或入/2的n倍(但是， n为1以上的整数)。即使是如图6所示的标签天线4的形状，第二天线12经由第一天线11共 振，因此使第一天线11的电长度小于入/2，或者使作为金属材料1的隔板的 基板薄膜2的厚度薄至约50jum左右，也可以确保比较长的通信距离。此外， 通过如图6所示的标签天线4的形状，也可以放射具有两个不同的偏振波面的 电磁波(即，椭圆偏振波的电磁波)。从而，即使读/写器的天线为直线偏振波 天线的情况下，也不大必要顾及标签天线4的偏振波面。(带状标签天线的第三变形)图7 (a)、 (b)为第一实施方式中的带状标签天线的第三变形的结构图。 如图7 (a)所示，第一天线11的电长度为任意长度，第二天线12的垂直部 分12a从第一天线11的端部向垂直方向仅延伸了长度a，而且，向平行于第一 天线11的方向垂直弯曲，第二天线12的平行部分12b从垂直部分12a的先端 部仅延伸了长度b。此时，第二天线12的垂直部分12a和平行部分12b的合 计电长度(即，(a+b)的长度)为入/2、或入/2的n倍(其中，n为1以上的 整数)，但是第二天线12中的平行部分12b的电长度b小于第一天线11的电 长度。此外，在图7 (b)中所示的标签天线的形状也基本上与图7 (a)相同，第二天线12的垂直部分12a和平行部分12b的合计电长度(即，a+b的长度) 为入/2、或入/2的n倍(其中，n为l以上的整数)，但是此时第二天线12中 的平行部分12b的电长度b大于第一天线11的电长度。即使是做成如图7 (a)、 (b)中所示的标签天线4的形状，第二天线12 也会与第一天线ll共振，从而，即使使第一天线11的电长度小于入/2,或者 使隔板2的厚度薄至约50nm左右，也可以确保比较长的通信距离。此外， 通过做成这样的标签天线的形状，与图3及图6的形状相比可以縮小RFID标 签整体的投影面积。即，可以缩小RFID标签的占有面积。而且，通过喉文成如图7(b)所示的标签天线的形状，第二天线12的平行 部分12b的长度变长，因此可以呈现直线偏振波的特性。此外，通过做成如图 7(b)所示的标签天线的形状，可以使RFID标签整体的宽度与现有的相比做 得更窄。(带状标签天线的第四变形)图8 (a)、 (b)为第一实施方式中的带状标签天线的第四变形的结构图。 在图8 (a)的标签天线4中，第一天线11的电长度为人/2,第二天线12的垂 直部分12a从第一天线11的端部向垂直方向延伸了入/2的电长度，而且，向 平行于第一天线11的方向垂直弯曲、第二天线12的平行部分12b延伸了入/2 的电长度。即，第二天线12的电长度为(A/2) x2,第一天线11和与该第 一天线11平行的第二天线12的平行部分12b，为相同的长度。此外，图8 (b)中所示的标签天线4的形状基本上与图8 (a)相同，但 是唯一与图8 (a)不同的是第一天线11为任意电长度的这一点。即，电长度 为入/2的第二天县12的平行部分12b比第一天线11更长。另夕卜，此时第二天 线12的电长度也是(入/2) x2。即使是做成如图8 (a)、 (b)中所示的标签天线4的形状，因第二天线12 的垂直部分12a对于第一天线11的端部的电位的变动共振，第二天线12的平 行部分12b对于垂直部分12a的电位的变动共振，从而可以得到比较长的通信 距离。此外，通过做成这样大的标签天线4的形状，可以更加扩大读取范围。 (带状标签天线的第五变形)图9为第一实施方式中的带状标签天线的第五变形的结构图。如图9所示，第二天线12从搭载IC芯片3的任意长度的第一天线11的一方的端部向垂直 方向延伸了入/2的电长度。此外，第三天线13从第一天线11的另一方的端部 向与第二天线12相反的垂直方向延伸了 A/2的电长度。形成针对第一天线11、 第二天线12和第三天线12分别向相反方向垂直延伸的标签天线4，这样，可 以更加扩大读取范围。(带状标签天线的第六变形)图10为第一实施方式中的带状标签天线的第六变形的结构图。如图10 所示，第二天线12从搭载IC芯片3的任意长度的第一天线11的一方的端部， 向与第一天线ll相同的方向延伸了入/2的电长度。此时，第一天线H及第二 天线12共振，由第一天线11和第二天线12组成的标签天线4可以呈现直线 偏振波的特性。(带状标签天线的第七变形)图11为第一实施方式中的带状标签天线的第七变形的结构图。如图11所 杀，在搭载IC芯片3的任意长度的第一天线11的两方的端部中，分别将电长 度为入的第二天线12和第三天线13形成了环状。此时，第二天线12和第三 天线13在环状部分形成了磁性天线，但可以因第一天线11,第二天线12和 第二天线13共振，可以延长标签天线4的通信距离。 《第二实施方式》前面所述的第一实施方式中叙述了带状天线的几个变形，但在第二实施方 式中叙述使第二天线的宽度变宽的展宽标签天线的几个变形。 (展宽标签天线的第一变形)图12为第二实施方式中的展宽标签天线的第一变形的结构图。该变形为 对图3中所示的第一实施方式中的第一变形的结构进行变形，使第二天线的宽 度变宽的结构。即，如图12所示，在搭载IC3的第一天线21的端部中连接比 第一天线宽度更宽的矩形状的第二天线22的长边端部，第二天线22向第一天 线21的垂直方向延伸。此时，第一天线21的电长度为任意长度，从第一天线 21的端部垂直延伸的展宽第二天线22的电长度为人/2、或A/2的n倍(其中， n为l以上的整数)。另外，第二天线22的宽度的尺寸为入/2以下的任意值。通过做成如图2所示的标签天线4的结构，第二天线22与第一天线21的长度无关地进行共振，因此即使使第一天线21的电长度小于入/2,或者使 隔板2的厚度薄至50iam左右，作为标签天线4，也可以确保比较长的通信距 离。此外，因垂直配置第一天线21和第二天线22,故可以通过扩大第二天线 22的宽度来扩大读取范围。 (展宽天线的第二变形)图13为第二实施方式中的展宽标签天线的第二变形的结构图。该变形中， 对图12中所示的第二实施方式中的第一变形的结构进行变形，挖出第二天线 的长的方向的端部附近的一部分，将该端部^f故成第一天线。即，如图13所示， 将展宽第二天线22中的长的方向的端部附近挖成带状，形成搭载IC芯片3 的第一天线21。此时，第一天线21的电长度稍小于第二天线22的宽度，从 第一天线21的端部向垂直方向延伸的展宽的矩形状的第二天线22的电长度为 约入/2、或入/2的n倍(其中，n为1以上的整数)。由于做成如图13所示的标签天线4的结构，第二天线22经由第一天线 2i共振，因此即使使第一天线21的宽度小于入/2，或者使隔板2的厚度薄至 50nm左右，也可以确保比较长的通信距离。此外，可以通过^f吏第二天线22 的宽度变宽来呈现椭圆偏振波的特性的同时，还可以更加扩大读取范围。(展宽天线的第三变形)图14为第二实施方式中的展宽标签天线的第三变形的结构图。该变形中， 对图7(b)中所示的第一实施方式中的第三变形的结构进行变形，使第二天 线12中的平行部分12b的宽度变宽。即，如图14所示，第二天线22的垂直 部分22a和平行部分22b的合计电长度(即，(a+b)的长度)为入/2、或入/2 的n倍(其中，n为l以上的整数)，但此时第二天线22中的平行部分22b的 宽度为任意尺寸，且长的方向的电长度b大于第一天线11的电长度。即使是做成如图14所示的标签天线4的形状，也因第二天线22经由第一 天线21共振，所以使第一天线21的宽度小于入/2，或者使隔板2的厚度薄至 50;im左右时，也可以确保比较长的通信距离。此外，通过做成这样的标签天 线4的形状，若使第二天线22中的平行部分22b的宽度变宽，则可以呈现椭 圓偏振波的特性，并可以扩大读取范围。(展宽天线的第四变形)图15为第二实施方式中的展宽标签天线的第四变形的结构图。该变形中， 对图12中所示的第二实施方式中的第一变形的结构进行变形，将第二天线22 的形状做成电长度为入/2、或入/2的n倍(其中，n为1以上的整数)的正方 形。即使做成这样的标签天线4的形状，也可以确保比较长的通信距离，并可 呈现椭圆偏振波的特性，扩大读取范围。 (展宽天线的第五变形)图16为第二实施方式中的展宽标签天线的第五变形的结构图。该变形中， 对图13中所示的第二实施方式中的第一变形的结构进行变形，将第二天线22 的形状做成电长度为A/2、或人/2的n倍(其中，n为l以上的整数)的正方 形。即使做成这样的标签天线的形状，也可以确保比较长的通信距离，并可呈 现椭圆偏振波的特性，扩大读取范围。(展宽天线的第六变形)图17为第二实施方式中的展宽标签天线的第六变形的结构图。该变形中， 对图12中所示的第二实施方式中的第一变形的结构进行变形，做成了在第二 天线22的长的方向的电长度为入/2 、或入/2的n倍(其中，n为1以上的整数) 的状态下，做成两沿向长的方向的先端部分加宽宽度的，，所谓末端宽形状的 第二天线。 《第三实施方式》在第三实施方式中详细说明在基板薄膜上形成标签天线的实施方式、电耦 合第一天线和第二天线的实施方式、以及用保护用薄膜，对由搭栽IC芯片的 标签天线組成的引入线进行分层来形成RFID标签的实施方式。图18为在第三实施方式中，从上面看在基板薄膜上形成标签天线的一实 施方式的示意图。在由厚度为如30nm左右的具有耐热性的聚酰亚胺薄膜形 成的基板薄膜2上，连续真空镀敷金属数十pm左右的第一天线21及第二天 线，或者由金属箔形成第一天线2i及第二天线。然后，在第一天线21的规定 位置形成切缝，设置匹配电路7，在该匹配电路7上面搭栽IC芯片3。这样， 形成了标签天线4，而此时第一天线21和第二天线22通过导体连接起来。此 时，IC芯片3驱动第一天线，第一天线的端部的电位变化直接使第二天线共 振。即，IC芯片3经由第一天线，使第二天线共振。图19为在第三实施方式中，从上面看基板薄膜上形成标签天线的其他实
施方式的示意图。即，如图19所示，由金属箔形成第一天线21后，使第一天 线21和第二天线22的重叠部分夹粘接剂26后由金属箔形成第二天线22。粘 接剂26使用丙烯酸类或具有耐热性的硅系列的材料，也可以将其涂敷在第二 天线的整个面上。这样，通过将第一天线21、粘接剂26及第二天线22做成 分层结构，来对第一天线21和第二天线22进行静电耦合。在静电耦合时，第 一天线的端部的电位变化间接地使第二天线共振。另夕卜，在做成这样的分层结 构的情况下，最理想的是由金属箔形成第一天线21及第二天线22。另外，在 图19的结构中，做成使树脂薄膜26具有耐热性的理由是，为了提高用外覆薄 膜分层RFID标签4的温度(例如，15(TC左右)或高温下使用RFID标签4 时的耐久性。
图20为在第3实施方式中，通过被覆薄膜对引入线进行分层，形成耐热 的RFID标签时的一实施方式的断面图。如图20所示，将搭载有IC芯片3的 标签天线4载置在由厚度为30jJm的聚酰亚胺薄膜组成的基板薄膜2之上， 形成了引入线。另外，在图20中在作为引入线的形态中没有表示符号。然后， 从引入线的两侧开始分层分别在内面涂敷了硅系列的粘接剂31a、 31b的厚度 为100jitm的具有耐热性的保护用聚酰亚胺薄膜32a、 32b,。这样，引入线由 保护用聚酰亚胺薄膜32a、 32b封装，来形成具有耐热性的RFID标签9。
此外，保护用聚酰亚胺薄膜32b的里面(外面)侧，可以涂敷用于将RFID 标签9安装在金属材料(未图示)的、具有耐热性的硅系列等粘接剂。因做成 这样的结构来实现耐热性，从而可以在像树脂成型用模具等那样被过热的金属 制品上粘贴RFID标签9 ，管理树脂成型的工序或管理被树脂成型的产品。
图21为在第3实施方式中，通过外覆薄膜对引入线进行分层，形成常温 用的RFID标签时的一实施方式的断面图。如图21所示，在由厚度为30jum 的聚酰亚胺薄膜组成的基板薄膜2的上面，载置搭载有IC芯片3的标签天线 4来形成引入线，用厚度为50pm的PP (聚丙烯)或PET (聚对苯二曱酸乙 二酯)的树脂薄膜组成的保护薄膜34覆盖该引入线的表面。保护薄膜34的内 面侧涂敷有丙烯酸类或者橡胶系列的粘接剂31d。此外，基板薄膜2的里面侧 涂敷有丙烯酸类或者橡胶系列的粘接剂31c,在其里面粘贴剥离纸35。由此，形成常温用的RFID标签9，若剥开剥离纸35,可以直接将RFID标签5粘结 在在常温下使用的金属材料的表面。 《实验结果》
离的实验结果。在这里，对使用图3在第 一 实施方式的第 一变形中所叙述过的、 基于第一天线和第二天线^皮垂直配置的标签天线的RFID标签的通信距离的实 验结果进行叙述。另外，以下的实验数据为在金属材料的表面涂敷50pm的 聚酰亚胺薄膜，搭载RFID天线时的通信距离的测定数据。此外，使用电波的 频率为2.45GHz。
另外，图22为表示改变一定长度的第一天线的安装位置、垂直配置了第 二天线时的第二天线的长度和通信距离的关系的特性图，和表示标签天线的形 状的图。另外，在图22的特性图中，横轴表示第二天线的长度(mm),纵轴 表示通信距离(mm)。作为标签天线的参数，(a)表示在离第一天线的中心 23.5mm的位置上(即，第一天线的先端部分的安装位置)垂直安装第二天线 的状态，(b)表示在离第一天线的中心13mm的位置上垂直安装第二天线的状 态。
第一天线和第二天线的安装结构为(a)、 (b)时，当第二天线的长度为入 /2(40mm)时，显示约30mm的最大通信距离，当第二天线的长度为入(80mm) 及(3/2) X (120mm)时，也显示稍长的通信距离，即，从图22可以知道， 即使任意改变第一天线的长度，也可以在第二天线的长度为入/2或其整数倍 时，得到较长的通信距离，尤其在第二天线的长度为人/2时可以得到最大的通 信距离。
说明为了内衬证实图22的特性结果，在根据标签天线的实际形状中，测 定通信距离的结果。图23为表示变形第一天线的长度，垂直配置第二天线时 的第二天线的长度和通信距离的关系的特性图，和表示标签天线的形状的图。 另外，在图23的特性图中，横轴表示第二天线的长度(mm),纵轴表示通信 距离(mm)。作为标签天线的参数，(a)表示在离第一天线的中心23.5mm的 位置上垂直安装第二天线的状态，(b)表示在离第一天线的中心13mm的位置 上，垂直安装第二天线的状态。天线结构为(a)、 (b)时，当第二天线的长度为入/2 (40mm)时，显示 约30mm的最大通信距离，当第二天线的长度为入(80mm )及(3/2 )入(120mm) 时，也显示稍长的通信距离，即，从图23可以知道，即-使任意改变第一天线 的长度，也可以在第二天线的长度为入/2或其整数倍时，得到较长的通信距离， 尤其在第二天线的长度为入/2时可以得到最大的通信距离。
图24为表示在离第一天线的中心4mm的位置上，垂直配置第二天线时的 第二天线的长度和通信距离的关系的特性图，和表示标签天线的形状的图。另 外，横轴表示第二天线的长度(mm)，纵轴表示通信距离(mm)。即，该特 性图表示，在第一天线中形成匹配电路并搭载IC芯片，做成尽可能最小的大 小，且在离第一天线的中心4mm的位置垂直安装时的、第二天线的长度和通 信距离的关系。从图24可以知道，使离第一天线的中心4mm的位置垂直安装 时的、第二天线的长度为入/2 (40mm)时，显示约30mm的最大通信距离， 第二天线的长度为入(80mm)时显示约24mm的通信距离。
图25为表示基于现有技术的标签天线和第二实施方式的标签天线的通信 距离的比较的特性图，以及表示第二实施方式中的标签天线的形状的图。另夕卜， 特性图的横轴表示基板薄膜的厚度(Mm)，纵轴表示通信距离(mm)。即， 图25的特性图表示使用现有技术的标签天线和第二实施方式的标签天线，变 更介于金属材料的表面的基板薄膜的厚度时的通信距离的变化。另外，在图 25中测定的标签天线为在图16中所示的第二实施方式的第五变形的形状的标 签天线。在这里，所谓现有技术的标签天线为如图2所示的电长度为入/2的偶 极天线。
如图25所示，在基于现有技术的入/2偶极天线的标签天线的情况下，基 板薄膜为600|am以下时完全不传播电波，即使将基板薄膜做成1000jum (lmm)时，也只能得到15mm左右的通信距离。另一方面，在如图25的右 图所示的形状的标签天线的情况下，即使基板薄膜的厚度为50jam,也可以得 到50mm的通信距离。例如，将基板薄膜的厚度做成1000 jam (lmm)时， 可以得到200mm的通信距离。
另外，代替50nm的基板薄膜，即使是将粘接剂10jim和树脂薄膜40iu m相加的厚度，也可以得到约50mm的通信距离。考虑到一般所使用的乙烯树脂袋具有50 ji m的厚度，超市中的塑料袋等具有20 w m的厚度，即使将很薄 的树脂薄膜夹在金属材料上，也可以以正常的通信距离，让使用了本实施方式 的标签天线的RFID标签动作。
此外，因上述实施方式的标签天线在自由空间中的通信距离为220 mm， 因所以将基板薄膜做成1000iim ( lmm)左右，从而，与金属、非金属无关不 用在意被被安装元件，就可以得到200mm左右的通信距离。其结果，会进一 步提高RFID标签的安装上的方便性。此外，在RFID标签的标签天线和金属 之间夹绝缘体的现有技术中，该绝缘体的厚度小于600 jLim ( 0.6mm)时，在 通用的读/写器中不能读取RFID标签的数据，而即使将绝缘体的厚度增加到 3mm (3000 ju m)时也只能得到34mm左右的通信距离，但若使用上述各实施 方式中的标签天线，即使将绝缘体的厚度增加到3mm时，也可以得到320mm 左右的通信距离。
本发明的RFID标签可以有效地利用于对金属零件的生产工序或物流等进 行信息管理的RFID标签中。
权利要求
1.一种RFID标签，其无线发送被存储在IC芯片的信息，其特征在于，具有第一天线，其在长的方向的中间部搭载所述IC芯片；以及第二天线，其与所述第一天线的一端部连接，所述第二天线，在从所述第一天线放射的电波的波长为λ时，其长的方向的电长度为λ/2的整数倍。
2. 根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于， 所述第二天线经由所述第 一天线共振。
3. 根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于， 所述第一天线的电长度为比所述第二天线的电长度还短的任意长度。
4. 根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于， 所述第二天线的横向尺寸，在从所述第一天线放射的电波的波长为入时为入/2以下。
5. 根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于， 所述RFID标签的背面侧被安装在金属表面上， 所述第一天线及所述第二天线在所述背面侧配置有绝缘体隔板。
6. 根据权利要求5所述的RFID标签，其特征在于， 所述隔板为树脂、树脂的发泡体、纸或者玻璃中的任意一种。
7. 根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于，所述第一天线具有与所述IC芯片的输出进行阻抗匹配的匹配电路， 所述匹配电路通过在所述第一天线所形成的切缝和由该切缝形成的短线 来实现。
8. 根据权利要求7所述的RFID标签，其特征在于， 所述切缝-故形成为L字型或T字型，所述IC芯片，按照由所述切缝分离两个端子的方式，被搭载在所述第一 天线。
9. 根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于，对所述第一天线和所述第二天线以成90度以下的任意角度进行电连接。
10. 根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于， 对所述第一天线和所述第二天线以成约90度的角度进行电连接。
11. 根据权利要求9所述的RFID标签，其特征在于， 对所述第一天线和所述第二天线进行导体连接。
12. 根据权利要求9所述的RFID标签，其特征在于，对所述第一天线和所述第二天线，通过夹有电介质薄膜的叠层结构来进4亍 静电耦合。
13. 根据权利要求9所述的RFID标签，其特征在于， 对所述第一天线和所述第二天线，通过经由粘接剂的静电耦合来进行电连
全文摘要
本发明提供一种RFID标签，其经由薄的隔板安装在金属材料的表面也可以得到所期望的通信距离，且通信距离不因被安装材料的种类而变化。为了达到上述目的，本发明，从搭载IC芯片的第一天线的端部向垂直方向延伸第二天线。第一天线的电长度是任意的，第二天线的电长度为λ/2或λ/2的整数倍。此外，第一天线和第二天线的背面配置有50μm左右的树脂基板薄膜。通过这样的标签天线的结构，第二天线与第一天线共振而呈现电波放大作用，从而即使缩短第一天线的电长度或减小基板薄膜的厚度也可以确保长的通信距离。此外，共振频率不因被安装材料的种类而变化，所以不管用什么样的被安装材料，都可以确保稳定的通信距离。
文档编号H01Q1/22GK101286206SQ20081008330
公开日2008年10月15日 申请日期2008年3月6日 优先权日2007年4月11日
发明者坂间功 申请人:株式会社日立制作所