(57)【要約】【課題】  小型のマイクロスリップアンテナであってもアンテナ形状を変えることなくＩＣチップとのインピーダンス整合がとれる無線ＩＣタグ用のマイクロストリップアンテナを提供することを課題とする。【解決手段】  マイクロストリップアンテナを構成する２つの導電体のうち、一方の導電体である放射電極は、ＩＣチップとスリット有する第1の放射電極と、Ｕ型の第２の放射電極かなり、第１の放射電極と第２の放射電極により形成される開口と切欠きと、放射電極を備える。【選択図】  図１
2010093597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ICチップと、
前記ICチップと接続する第一の導電体と、
第二の導電体と、
前記第一の導電体と前記第二の導電体の間に形成される誘電体と、
前記第一の導電体に形成された前記ICチップの２つの端子が跨ぎ、一端を前記第一の導電体の辺に開放部を持ったスリットと、
前記ＩＣチップのインピーダンスから前記第一の導電体のインピーダンスを減じた値に正の相関関係がある長さの開口周長を有する開口と、
を備えることを特徴とする無線ＩＣタグ。
【請求項２】
請求項１に記載の無線ＩＣタグであって、
前記開口は、開口の周囲に形成された放射電極を所定の幅を有するループとした場合の、その幅の中心を連続的に結んだ経路からスリットが形成された第一の放射電極に相当する領域の長さを減じた値が使用する波長の半波長分の長さになるように形成された開口であることを特徴とする無線ＩＣタグ。
【請求項３】
請求項２に記載の無線ＩＣタグであって、
前記放射電極は、給電部分を有する第１の放射電極と第２の放射電極とからなり、当該第１の放射電極と当該第２の放射電極は第２の誘電体を介して接続していることを特徴とする無線ＩＣタグ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の無線ＩＣタグであって、
前記開口及び切欠きは、前記第１の放射電極と第２の放射電極に形成されることを特徴とする無線ＩＣタグ。
【請求項５】
請求項３に記載の無線ＩＣタグであって、
前記第１の放射電極は、インレットのアンテナであることを特徴とする無線ＩＣタグ。
【請求項６】
請求項４に記載の無線ＩＣタグであって、
前記第２の誘電体は、前記インレットのベースフィルムまたは粘着材または第２の放射電極を保持する基材であることを特徴とする無線ＩＣタグ。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の無線ＩＣタグであって、
前記放射電極と前記導電体はほぼ同じ大きさであることを特徴とする無線ＩＣタグ。
【請求項８】
ＩＣチップ及びマイクロストリップアンテナを有する無線ＩＣタグにおいて、
前記マイクロストリップアンテナは、
前記ＩＣチップ及び前記マイクロストリップアンテナのインピーダンスを調整する２つのインピーダンス調整部を有する放射電極と、
導電体と、
前記放射電極と前記導電体の間に形成された誘電体と、を備えることを特徴とする無線ＩＣタグ。
【請求項９】
請求項８に記載の無線ＩＣタグであって、
前記第１のインピーダンス調整部は、スリット状の切欠きであり、
前記第２のインピーダンス調整部は、周囲を導電体に囲まれた開口であり、
当該開口の周長は、開口の周囲に形成された放射電極をひとつのループと見た場合の、そのループの中心線からスリットが形成された第一の放射電極に相当する領域の中心線の長さを減じた値が、使用する波長の半波長分の長さになるように形成された開口であることを特徴とする無線ＩＣタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
無線ＩＣタグに関する技術であり、特に無線ＩＣタグに搭載するマイクロストリップアンテナのインピーダンス整合に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
無線ＩＣタグはその無線ＩＣタグに格納されたＩＤ番号などの情報を無線で送受信することができる。したがって、リーダ/ライタによって無線ＩＣタグと通信することにより無線ＩＣタグに記録されている情報を非接触で読取ることができる。無線を使用している為、袋や箱に入った状態でもＩＣチップの情報を読取ることができる。そのため、物品の製造管理や物流管理などに広く利用されている。
【０００３】
このような無線ＩＣタグは、情報を記録したＩＣチップと、ＩＣチップに記録された情報を無線で送受信するアンテナとによって構成されている。無線ＩＣタグに利用されるアンテナとして様々な種類のアンテナがある。その代表例として、ＩＣチップの端子を２枚の金属片の端部にそれぞれ接続したダイポールアンテナがある。ダイポールアンテナは、構造がシンプルであるため製品単価も安く、そのため大量に貼付される場合に好適である。しかし、無線ＩＣタグを取り付ける物品の材質が金属である場合や、樹木、食肉、生体、野菜等の水分を含有する物質である場合には、通信距離が著しく低下して通信不能となることがある。これらの物品に無線ＩＣタグを装着しても安定した通信距離を確保できるアンテナとして、マイクロストリップアンテナが一般に知られている。
【０００４】
一般的なマイクロストリップアンテナの構成は、放射電極と接地導体の２つの導電体で誘電体を挟むように構成している。アンテナへの給電は放射電極と接地導体とに接続することで動作させる。無線ＩＣタグでマイクロストリップアンテナを使用する場合は搭載されるＩＣチップの両端子をアンテナの給電点に接続する。
【０００５】
しかし、マイクロストリップアンテナは、誘電体を貫通し導電体間をＩＣチップの端子で接続することから、アンテナが外力を受け変形した場合、そのアンテナ間の距離が変化することで、接続が破壊されることがおこる。
【０００６】
ここで、ＩＣチップとアンテナの間のインピーダンス整合について説明する。
ＩＣチップのインピーダンスは抵抗成分とリアクタンス成分からなり、アンテナのインピーダンスも抵抗成分とリアクタンスからなっている。例えば、ＩＣチップのリアクタンスがキャパシタンス成分であり、アンテナのリアクタンス成分がインダクタンス成分と等価であれば、それぞれの影響をキャンセルすることができるため、アンテナで起電された電流が効率よくＩＣチップに流れ動作させることができる。しかし、アンテナとの接合に際して、そのキャパシタンス成分とリアクタンス成分のずれ、すなわちインピーダンスの不整合が生じた接続であると、アンテナで起電された電流をＩＣチップに効率的に給電できないことになる。それは無線ＩＣタグとしての通信距離を低下させる原因になる。このようなインピーダンスを整合する技術としては、アンテナの給電位置を変えることでアンテナのインピーダンスを整合する技術、アンテナにコイルやコンデンサを接続しアンテナのインピーダンスを整合する技術、アンテナの給電部分を加工しスリットと呼ばれる構成によりアンテナのインピーダンスを整合する技術（特許文献１）等が知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１３５０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の通りマイクロストリップアンテナは、ＩＣタグの取り付け対象物の材質に影響されにくく、さらに、放射電極にＩＣチップを搭載することにより、ＩＣチップの外力に対する耐性を上げることができる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載されたインピーダンス整合のためのスリットではインピーダンスを整合できる範囲が小さいため、ＩＣチップとアンテナのインピーダンスの差が大きい場合、このスリットだけではインピーダンス整合がとれない場合がある。また、無線ＩＣタグの大きさが限定されている場合など、アンテナの大きさが使用する周波数、すなわちアンテナの同調周波数よりも小さい場合、ＩＣチップのキャパシタンス成分をキャンセルすることができず、アンテナとＩＣチップのインピーダンスが不整合状態となってしまう。インピーダンス整合をさらにとろうとするとアンテナ形状を修正することが必要となる。
【００１０】
また、マイクロストリップアンテナの誘電体の厚さが変化すると放射電極の給電点におけるインピーダンスが変化する。即ち、タグの厚さが変わる場合、そのつどＩＣチップと放射電極とのインピーダンス整合を調整する必要がある。
なお、コイルによりインピーダンスを整合する方法は、コイルを使用するがゆえに必然的にそのタグ全体のサイズが大きくなり、タグの小型化には不向きであるといえる。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みて発明されたものであり、小型のマイクロスリップアンテナであってもアンテナ形状を変えることなくＩＣチップとのインピーダンス整合がとれる無線ＩＣタグ用のマイクロストリップアンテナを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明では、マイクロストリップアンテナを構成する２つの導電体のうち、一方の導電体である放射電極は、ＩＣチップとスリット有する第1の放射電極と、Ｕ型の第２の放射電極かなり、第１の放射電極と第２の放射電極により形成される開口と切欠きと、放射電極を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マイクロストリップアンテナのアンテナサイズを変えることなく、マイクロストリップアンテナの放射電極に形成された開口により、マイクロストリップアンテナを所望の周波数でのインピーダンス整合を可能する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜各実施例の概要＞
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態（以下「本実施形態」という）に係わる無線ＩＣタグについて好適な例をあげて説明する。
尚、以下実施形態の説明ではインピーダンス整合の状態を示す値として、リターンロスを指標として示す。リターンロスとはアンテナの給電点における入射電力と反射電力の比で表され、全反射して全ての電力が戻った場合は０ｄＢ。電力が全て戻ってこない場合は-∞ｄＢを示す。
【００１５】
一般的なマイクロストリップアンテナは、電波を放出する放射電極と、誘電体、接地導体から構成されており、パッチアンテナと呼ばれている。このアンテナではアンテナの共振周波数は放射電極の大きさにより決定される。また、マイクロストリップアンテナであるパッチアンテナのインピーダンス整合は、放射電極の中心が接地導体に接続され、この中心点から給電点位置までの距離を変化させることにより行なうことができる。図１０にはシミュレーションにより給電点位置を移動させたときのパッチアンテナのリターンロス特性を示す。縦軸がリターンロス、横軸が周波数のグラフとなっている。これより、放射電極の中心からの給電点位置の距離を変化させてもアンテナの共振周波数はほぼ変化せず、リターンロスのみが変化することから、給電点を移動させることによりアンテナのインピーダンスは変化していることが確認できる。共振周波数と放射電極のサイズは前述の通り相関があるため、一般的なマイクロストリップアンテナを無線ＩＣタグのアンテナとして利用した場合、放射電極のサイズは任意に変える事ができないということを示している。
【００１６】
図１１には、以下の各実施形態における第２のインピーダンス整合部の開口寸法、ここではＬ３の値を１０段階で変化させた場合のリターンロス特性を示す。グラフよりリターンロスの最小点を示す周波数が１０点示されている。これは、第１の放射電極と第２の放射電極で形成する開口の大きさを変えることによりアンテナの同調周波数を変えることができることを示しており、開口の大きさにより給電点におけるリアクタンス成分を大きく制御できる。この結果より本発明の課題であるアンテナの外形寸法を変えることなく広い範囲のインピーダンス整合を行なうことが可能であることを示している。
【００１７】
以上の通り、以下の各実施形態では、マイクロストリップアンテナのアンテナサイズを変えることなく、第１の放射電極と第２の放射電極で形成する開口の大きさによってリアクタンス成分を大きく変化することが可能となりアンテナの給電点におけるインピーダンス整合範囲を拡大し、放射電極とＩＣチップのインピーダンス整合をより容易にすることができるという効果を奏する。
【００１８】
≪第1の実施形態≫
図１は、本実施形態における放射電極部を示した図である。第１の放射電極１は第1のインピーダンス整合部となる、アンテナの一辺からの切り込みにより形成されたＬ型のスリット３を有し、Ｕ型の第２の放射電極と第１の放射電極１によって形成される矩形状の開口４が第２のインピーダンス整合部である。第１の放射電極と第２の放射電極により形成される切欠き５が第３のインピーダンス整合部となり、ＩＣチップ６が第1のインピーダンス整合部３上に実装される構造となっている。
ここでは、放射電極に形成した開口４の形状は、矩形だけに限定されず、例えば円形であってもインピーダンス整合部として機能する。
【００１９】
図２に、ＩＣチップ１と第1のインピーダンス整合部との接続方法について示す。図２（ａ）は、放射電極１ａの第１のインピーダンス整合部を示しており、Ｌ型のスリット３ａを図示している。図２（ｂ）は、ＩＣチップ６の２つの出力端子６ａ、６ｂを示している。出力端子６ａ、６ｂはＩＣチップ６の面上にＡｕ製のバンプが形成されている形態となっている。図２（ｃ）は、ＩＣチップ６を第１の放射電極１ａ上に実装した形態を示している。ＩＣチップ６の出力端子６ａ、６ｂがスリット３ａの開放端の両側を跨ぐように接続されている。Ｌ型スリット３ａはＴ型のスリットであっても同様の動作をする。
【００２０】
図２（ｄ）は、ＩＣチップ６を第１の放射電極１ａ上に実装した形態の断面図である。放射電極とＩＣチップ６のバンプは超音波接合や金属共晶による接続や、導電性接着剤などを用いて電気的に接続されている。第１の放射電極１ａは導電性のある材料であれば良く、一般的にはＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属箔や蒸着膜、導電性のペーストを用いる。本実施形態では２０μｍ厚のアルミ箔を使用し、ＩＣチップとの接続は超音波接合により行なった。
【００２１】
図３に、本実施形態の第１の放射電極１と第２の放射電極２が一体であるマイクロストリップアンテナの構造を示す。図３（ａ）は、各層の構成を示したもので、ＩＣチップ６を上層に、第1のインピーダンス整合部であるスリット３と第２のインピーダンス整合部である開口４と第３のインピーダンス整合部である切欠き５を有する放射電極７があり、その下層に誘電体８、裏面導電体９が配置される構造となっている。誘電体８には ３００μｍ厚のＰＥＴ（Polyethylene  Terephthalate）を、裏面導電体９としては１ｍｍ厚のＡｌ板を使用する。図３（ｂ）は、各々を積層した外観を図示している。ここで裏面導電体９とは、マイクロストリップアンテナを構成する２つの導電体のうち、ＩＣチップが搭載されていない導電体のことを示す。
【００２２】
次にインピーダンス整合部の整合の方法について説明する。図４（ａ）は第１の放射電極１と第２の放射電極２が一体である放射電極７の長さＬ、幅Ｗ、第１の放射電極１に相当する部分の幅Ｌ２、開口の長さＬ３、第１の放射電極１と第２の放射電極２が形成する開口上部の長さＬ４、放射電極１の幅Ｗ、第２の放射電極における開口左側の幅Ｗ１、第１の放射電極の長さＷ２、第２の放射電極にける開口右側の幅Ｗ３、第１の放射電極内における第１のインピーダンス整合部に形成されたＬ型の長手方向のスリット長ＳＬを示した図である。
【００２３】
図４（ｂ）は放射電極上での電流の流れ方について説明する。第２の放射電極上での電流の流れは概略的には第２の放射電極上での電流の流れ２１と、第１の放射電極上での電流の流れ２０とで表される。また、その第２の放射電極上の電流が流れる長さは、開口の周囲に形成された放射電極を所定の幅を有するループと捉えた場合の、その所定の幅の中心位置を連続的に結んだ経路からスリットが形成された第一の放射電極に相当する領域の長さ２１を減じた値である。そしてこの長さが使用する電波の波長をλとした場合の、λ/２に相当する長さである場合、これに対応した周波数が共振周波数となる。
このλ/２長をＬfcとすると
Ｌfc＝１/２(Ｗ１＋Ｗ３)＋Ｗ２ ＋ (１/２(Ｌ２＋Ｌ４)＋Ｌ３)×２
＝１/２(Ｗ＋Ｗ２)＋Ｌ１＋Ｌ３
と表せる。したがって、Ｌfcは開口の２辺であるＬ３及びＷ２の長さと、切欠きの２辺であるＬ１及びＷ２の長さにより制御することができる。
【００２４】
次に放射電極７の大きさをＬ＝２５ｍｍ、Ｗ＝３５ｍｍのプレートタグとして設計した例を示す。まず、ＬとＷを固定値とすると、従来構造のように第1のインピーダンス整合部のみで、第１の放射電極と第２の放射電極で形成される開口４が無い形態ではインピーダンス整合が取れず、ＩＣチップ６と通信することができない。
【００２５】
図１１に、シミュレーションにより、第１の放射電極の長さＷ２を１０ｍｍ、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３、Ｌ１＝０ｍｍ、Ｌ２＝２ｍｍとして、Ｌ４の大きさを１ｍｍ単位に１〜１２ｍｍに変化させたときのアンテナ特性を示す。Ｌ１，Ｌ２が固定値であるので、Ｌ４の変化はＬ３の変化に対応する。Ｌ４の長さに対応した共振点が示されており、Ｌ４長が小さくなるほど共振周波数が低くなっていく傾向を示した。したがって、Ｌ３＝Ｌ−（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ４）であるから、開口の辺Ｌ３が長くなるにしたがい共振する周波数が低くなることが確認できる。このシミュレーション結果ではＷ２長を１０ｍｍとしＬ３を変化させているため、この共振周波数が低くなっていく現象は開口の周長が長くしていくときの傾向といえる。つまり、周長が長くなるに従って共振周波数が低くなっていくことを示している。ここで共振周波数が低くなるということは、すなわちアンテナの電気的な長さが伸びていることを示しているため、アンテナのリアクタンス成分が増大したことを意味する。以上のことから第１の放射電極と第２の放射電極とで形成される開口の周長を長くすることは、アンテナのリアクタンス成分を増大させるという効果を奏する。
【００２６】
次に、Ｌ３の具体的な長さを求める。本実施形態では、２.４ＧＨｚで通信することを想定しているため、２.４ＧＨｚで共振しているところのＬ３の長さを求める。シミュレーションの結果、Ｌ４＝４ｍｍ、すなわち、Ｌ３＝９ｍｍとなった。図１３はＬ４を変数としたときのＬ４長と共振周波数の関係を示したグラフである。なお、この場合のリターンロスは２２ｄＢであった。さらに第1のインピーダンス整合部により、より高精度のインピーダンス調整を行なうことができる。図１２に、Ｌ３＝９ｍｍとして、スリット３の長さＳＬ＝２〜６ｍｍを変数にしてシミュレーションした場合のアンテナ特性を示す。これよりリターンロスが−３〜２４ｄＢまで変化する。本例の場合、ＳＬ＝４ｍｍの時リターンロスが-２２ｄＢから-２４ｄＢへと２ｄＢ向上することがきる。
【００２７】
開口の辺Ｌ３長を変える方法として第１の放射電極の幅Ｌ２がある。図１４は先と同様にＬ２を変数としたときのＬ２長と共振周波数の関係を示したグラフである。Ｌ２＝２〜１３ｍｍとしたときの共振周波数の変化は１.９〜３.３ＧＨｚとなり放射電極の外形寸法を変えることなく所望の周波数に対応させることが可能となる。
【００２８】
さらに第３のインピーダンス整合部である切欠き３による効果を説明する。第１の放射電極１と第２の放射電極２で形成する切欠き３の長さＬ１を変化させたときの共振周波数の変化を示す。Ｌ２=２ｍｍ、Ｌ４＝２ｍｍの固定値としてＬ１を変化させる。図１６はＬ１長と共振周波数の関係を示したグラフである。Ｌ１＝０〜８ｍｍとしたときの共振周波数の変化は３.３〜１.９ＧＨｚとなりＬ１を大きく、すなわち、切欠きを大きくすると共振周波数が高くなる。これは、Ｌ１が大きくなることによりＬ３が小さくなることであり、開口が小さくなることである。
【００２９】
先に記した誘電体厚３００μｍ厚のアンテナを試作しその通信距離を測定した結果、周波数２.４５ＧＨｚ、送信出力２００ｍＷ、アンテナ利得６ｄＢｉのリーダ装置において６０ｍｍの通信距離を得ることができた。図１５はＬ３長を変数としてその通信距離を測定した結果を示す。Ｌ３＝８ｍｍで最大通信距離６０ｍｍが得られ、Ｌ３＝５ｍｍ以下、１１ｍｍ以上ではＩＣチップと通信を行なうことができなかった。
【００３０】
ここで、第１のインピーダンス整合部と第２のインピーダンス整合部との２つを用いる理由について説明する。上記のとおり、第２のインピーダンス整合部は、第１のインピーダンス整合部にくらべ大幅にインピーダンスを調整できるという特徴を有する。すなわち、第２のインピーダンス調整部がインピーダンスを粗く調整し、第１のインピーダンス調整部が微調整しているともいえる。
【００３１】
第２のインピーダンス整合部のみで放射電極を形成すると、その構造はループ形状となる。放射電極形状が小さい場合、細いループ形状となる。マイクロストリップアンテナの場合、放射電極面積が大きい方が放射電極面上を振動する磁界量が多くなりより強い電界を放出することができる。したがって、第１のインピーダンス整合部を持たないループ形状のアンテナよりも、本実施形態のような第１のインピーダンス整合部と第２のインピーダンス整合部を有するマイクロストリップアンテナの方がより効率の良いアンテナと言え、通信距離のより長い無線ＩＣタグを提供することができる。
【００３２】
≪第２の実施形態≫
図５は、本実施形態における第２の実施形態のタグ構造を示す図である。第２の実施形態では小型インレット１０を第１の放射電極とし、第２の放射電極２ａと組み合わせて、本実施形態の無線ＩＣタグを実現する方法を記す。図５（b）に示す小型インレット１０は汎用の２.４ＧＨｚ帯用の無線ＩＣタグ用インレット（５０ｍｍ長）の長辺を２０ｍｍに切断したものである。インレットとはＩＣチップをアンテナに実装した形態で、本実施形態ではダイポールアンテナにＩＣチップを実装した形態のインレットを使用した。インレットにはＩＣチップ６とインピーダンス整合を行なうＬ型のスリット３ｂが形成されており、これが本実施形態のおける、第1のインピーダンス調整部になる。なお、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）、ＰＰ（Polypropylene）、ＰＥ（Polyethylene）等の合成樹脂材からなるラミネート部材（誘電体）によりアンテナとＩＣチップを包んでいるインレットもある。
【００３３】
第２の放射電極２ａは２０μｍ厚のアルミ箔を加工して作成する。外形寸法L,Wは第1の実施形態と同様である。
【００３４】
図５（c）に示すように、小型インレット１０と第２の放射電極２ａは互いに重なるような位置に配置することにより、ＩＣチップへの給電部分と他の放射部分とが分かれている構成となっている。ここで、小型インレット１０と第２の放射電極２ａによって形成される放射電極面の開口４ａが本実施形態における第２のインピーダンス調整部となる。図５（d）は図５（c）のＡ−Ａ’における断面図である。この製造方法は基材８ａの上層に小型インレト１０を配置しその上層に放射電極２ａを積層する形態で製造する。
【００３５】
更に、基材８ａをマイクロストリップ構造の誘電体として利用し、その裏面に裏面導体を配置することによりマイクロストリップアンテナを形成する。
なお、小型インレット１０と第２の放射電極の配置は、互いが電気的に接続していれば良く、直流的に接続されていても、交流的に小型インレットのラミネート部材や粘着材料などを介して静電結合できる距離であれば良く、そのため小型インレット１０が第２の放射電極の上に配置されていてもよい。
なお、誘電体を介してインレットのアンテナと、第２の放射電極１ｄが結合する場合、その誘電体の影響により、アンテナの電気的な長さは長くなる。つまり、よりリアクタンス成分を増やす事ができるため、よりインピーダンスの調整の幅が広がるという効果がある。
【００３６】
放射電極１ｄの上層に図示しないＰＥＴ、ＰＰなどの樹脂基材をアンテナ等の保護材料として取り付けても良い。基材８ａはＰＥＴ、ＰＰ、ＰＥ合成樹脂基板を使用しヒートシール法により一体形成することもできる。
【００３７】
本構成で製造した無線ＩＣタグも第１の実施形態で製造した無線ＩＣタグと同等の通信特性が得られる。
【００３８】
≪第３の実施形態≫
図６は、本実施形態における第２の実施形態のタグ構造を連続的に製造する方法を示す図である。第２の実施形態では第１の放射電極１であるインレット１０とＵ型の金属箔である第２の放射電極を重なる形態を示した。単体で製造すると第１の放射電極と第２の放射電極を重ね合せる工程で多くの時間を費やすこととなる。これを解決する為に、第１の放射電極と第２の放射電極をシート上に製作した第１の放射電極シート１４４と第２の放射電極シート１４１を重ね合せることにより連続的に製造する。図６（ａ）は第２の放射電極シート１４１の形態を示している。第２の放射電極シート１４１には開口１４２と合わせマーク１４３が形成されている。材質は導電性を有するＡｌ、Ｃｕなどの２０μｍ程度の金属箔を用いる。また、図示していないが金属箔の片面または両面に補強用のＰＥＴ、ＰＰ、ＰＥなどの樹脂フィルムを積層しても良い。樹脂フィルム又は紙素材の上に導電性ペーストにより印刷で第２の放射電極を形成しても良い。図６（ｂ）は第１の放射電極シート１４４の形態を示している。樹脂基材上にインピーダンス整合用のスリットが形成された第1の放射電極１４５と合わせマークが連続的に配置されている。このスリットを跨ぐようにＩＣチップ１４６が実装されている。図６（ｃ）は第1の放射電極シート１４４、第２の放射電極シート１４１、及び保護フィルム１４７を積層する工程を模式的に示したものである。第1の放射電極シート１４４と第２の放射電極シート１４１はそれぞれの合わせマーク１４３と合わせマーク１４８を検出し開口１４２のL3に相当する部分が所望の長さになるように第１の放射電極１４５の位置合わせを行う。重ねられた３枚のフィルムはヒータを用いて加熱するヒートシール法や接着剤を塗布しながら各々を固定する。
【００３９】
図７（ａ）は第1の放射電極シート１４４と第２の放射電極シート１４１が所望の位置に配置され、固定された形態を示している。これら一体となった放射電極は切断線１４９と切断線１５０で切断することによりＩＣチップが実装された所望の放射電極を得ることができる。また、工程を簡略化するには切断位置を切断線１４９の１ヶ所にすることにより可能である。図７（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’における断面形状を示した図である。図では第１の放射電極１４５上に第２の放射電極１４１が積層された形態で、さらにその上層に保護フィルム１４７が積層された形態となっている。図とは逆に、第２の放射電極上に第１の放射電極を配置した構造でも同様の動作をする。
【００４０】
≪第４の実施形態≫
図８は、本実施形態の係わる無線ＩＣタグにおける第４の実施形態のタグ構造を示す図である。従来、マイクロストリップアンテナは放射電極面を上にして、電波を放出する方向に向けて使用する。本実施形態では、放射電極と裏面導電体をほぼ同寸法として裏面導電体面より電波を放出する。
【００４１】
無線ＩＣタグは小型化への要求が高いが、さらに薄型化への要求も非常に高い。そのため、ＩＣチップ自身も薄型化が進んでいる。その反面、薄型化によりＩＣチップの外圧により破壊が課題となっている。マイクロストリップアンテナではアンテナ裏面に金属である裏面導電体が配置されている。この金属板をＩＣチップの補強板として利用する形態を説明する。
【００４２】
図８（ａ）は、プレートタグの外観を示した図で、上層より、金属プレート５３、誘電体５２、放射電極５１、保護部材５５が積層された形態となっている。さらに、プレートとして貼付するために用いる孔５４を有する。金属プレート５３はマイクロストリップアンテナの裏面導電体に相当する構造になっている。先に記したように、金属プレート５３と放射電極５１はほぼ同寸法となっている。具体的には金属プレート５３の１ｍｍ内側が放射電極の大きさとなっている。これは誘電体と保護部材が熱溶着可能な材用を選択し、ＩＣチップと放射電極をシールドすることにより、無線ＩＣタグの耐環境性を向上させる効果がある。また、金属プレート５３には識別情報を刻印することができるので、目視と無線通信による２つの情報確認方法をえることができる。
【００４３】
本実施形態では金属プレート５３は１.２ｍｍ厚のステンレス板、誘電体５２はＰＥＴ/ＰＰの積層フィルム（３００μｍ厚）、放射電極５１は２０μｍ厚のアルミ箔、保護部材５５はＰＥＴ/ＰＰの積層フィルム（６００μｍ厚）。金属プレート５３と誘電体５２は接着材により、誘電体５２、放射電極5１、保護部材は熱溶着により一体化した。
【００４４】
外形寸法は３０×２０（ｍｍ）の楕円形で、周波数２.４ＧＨｚ、送信出力２００ｍＷ、アンテナ利得６ｄＢｉのリーダ装置において金属プレート面より７０ｍｍの通信距離を得ることができた。金属プレート５３を表面として使用すると耐圧性能が向上し、面厚荷重で１０ｔ、点圧荷重３ｔの強度を持たせることが可能となった。図８（b）にその断面構造を示す。
【００４５】
図９に、本実施形態をコンクリート製の境界杭に応用した例を示す。図９（a）は、コンクリート製の杭５６の上部に金属プレート５３を上面とした無線ＩＣタグを実装した形態を示す。むせんＩＣタグの構造は先に説明した構造である。
【００４６】
図９（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ’での断面構造を示す。従来は無線ＩＣタグの表面は電波を遮断しない樹脂製のカバー（保護材）で覆われた形態であったが、太陽光による紫外線照射による樹脂の劣化があり長期に渡り使用することができなかったが、本実施形態では樹脂部材が紫外線に曝されることが無い為、長期使用できる特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明における放射電極の構成を示す図面。
【図２】第1の実施形態におけるスリットの形状を示す図面。
【図３】第1の実施形態におけるマイクロストリップアンテナの形状を示す図面。
【図４】第1の実施形態における放射電極の形状を示す図面。
【図５】第２の実施形態における放射電極の形状を示す図面。
【図６】第３の実施形態における放射電極の製造方法を示す図面。
【図７】第３の実施形態における放射電極の構造を示す図面。
【図８】第４の実施形態におけるプレートタグの構造を示す図面。
【図９】第３の実施形態における境界杭の形状を示す図面。
【図１０】従来のマイクロストリップアンテナにおけるリターンロス特性図。
【図１１】第１実施形態におけるマイクロストリップアンテナのリターンロス特性図。
【図１２】第１実施形態におけるスリット長を変えた場合のマイクロストリップアンテナのリターンロス特性図。
【図１３】第1の実施形態におけるＬ４長と共振周波数の関係を示す図面。
【図１４】第1の実施形態におけるＬ２長と共振周波数の関係を示す図面。
【図１５】第1の実施形態におけるＬ３長と通信距離の関係を示す図面。
【図１６】第1の実施形態におけるＬ１長と共振周波数の関係を示す図面。
【符号の説明】
【００４８】
１,１ａ,１ｂ：第1の放射電極
２,２ａ：第2の放射電極
３,３ａ：第1のインピーダンス整合部（スリット）
４,４ａ：第２のインピーダンス整合部（開口）
５：第２のインピーダンス整合部（切欠き）
６：ＩＣチップ
６ａ,６ｂ：バンプ
７：放射電極
８,８ａ：誘電体
９,９ａ：裏面導体
１０：インレット
２０：第１の放射電極上の電流
２１：第２の放射電極上の電流
５１：放射電極
５２：誘電体
５３：金属プレート（裏面導体）
５４：開孔
５５：保護部材
５６：コンクリート製杭
１４１：第２の放射電極シート
１４２：開口
１４３：合わせマーク
１４４：第１の放射電極シート
１４５：第１の放射電極
１４６：ＩＣチップ
１４７：保護フィルム
１４８：合わせマーク
１４９,１５０：切断位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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