(57)【要約】【課題】十分な耐荷重強度を保ち、ＲＦＩＤ用同調素子類を恒久的に保護し、ＲＦＩＤリーダー／ライターに対して高感度のＲＦＩＤ同調ブロックを提供する。【解決手段】ブロック下層１００と、同調コンデンサ用電極層３と、同調コンデンサ用絶縁層１と、ループアンテナ用コイル層２１と、ブロック上層１０１とをこの順に積層し、これらの層を焼成する。焼成前のブロック下層１００、同調コンデンサ用絶縁層１及びブロック上層１０１は、セラミックを含む煉土（ペースト）である。これは、粘土に水を加え、成型しやすい粘度としたものである。また、焼成前の同調コンデンサ用電極層３及びループアンテナ用コイル層２１は、金や銀などの粒径数十μｍ程度の金属粒子をセラミックやエポキシ樹脂中に分散させたものであり、焼成により、ガラス化により導電層が得られる。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック下層と、同調コンデンサ用電極層と、同調コンデンサ用絶縁層と、ループアンテナ用コイル層と、ブロック上層とがこの順に積層され、これらの層が焼成されたことを特徴とするＲＦＩＤ同調ブロック。
【請求項２】
前記同調コンデンサと前記ループアンテナは静電結合することを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤ同調ブロック。
【請求項３】
焼成前のブロック下層、同調コンデンサ用絶縁層及びブロック上層は、セラミックペーストであり、
焼成前の同調コンデンサ用電極層及びループアンテナ用コイル層は、前記セラミックペースト中に金属粒子を分散させたものであり、焼成により導電性電極化することを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤ同調ブロック。
【請求項４】
焼成前のブロック下層、同調コンデンサ用絶縁層及びブロック上層は、第１セラミックペーストであり、
焼成前の同調コンデンサ用電極層及びループアンテナ用コイル層は、第２セラミックペースト中に金属粒子を分散させたものであり、焼成により導電性電極化することを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤ同調ブロック。
【請求項５】
焼成前のブロック下層、同調コンデンサ用絶縁層及びブロック上層は、セラミックペーストであり、
焼成前の同調コンデンサ用電極層及びループアンテナ用コイル層は、樹脂中に中に金属粒子を分散させたものであり、焼成により導電性電極化することを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤ同調ブロック。
【請求項６】
請求項１記載の焼成ＲＦＩＤ同調ブロックと、これに取り付けたトランスポンダとを含み、
前記ＲＦＩＤ同調ブロックと前記トランスポンダは互いに電磁誘導で結合することを特徴とするＲＦＩＤブロック。
【請求項７】
ブロック下層と、同調コンデンサ用電極層と、同調コンデンサ用絶縁層と、ループアンテナ用コイル層と、ブロック上層とをこの順に積層する工程と、
これらの層を焼成する工程を含むことを特徴とするＲＦＩＤ同調ブロックの製造方法。
【請求項８】
セラミックペーストによって、焼成前のブロック下層、同調コンデンサ用絶縁層及びブロック上層を形成する工程と、
前記ペースト中に金属粒子を分散させたものによって、焼成前の同調コンデンサ用電極層及びループアンテナ用コイル層を形成する工程とを含み、
前記電極層及び前記コイル層を焼成により導電性電極化することを特徴とする請求項７記載のＲＦＩＤ同調ブロックの製造方法。
【請求項９】
第１セラミックペーストによって、焼成前のブロック下層、同調コンデンサ用絶縁層及びブロック上層を形成する工程と、
第２セラミックペースト中に金属粒子を分散させたものによって、焼成前の同調コンデンサ用電極層及びループアンテナ用コイル層を形成する工程とを含み、
前記電極層及び前記コイル層を焼成により導電性電極化することを特徴とする請求項７記載のＲＦＩＤ同調ブロックの製造方法。
【請求項１０】
セラミックペーストによって、焼成前のブロック下層、同調コンデンサ用絶縁層及びブロック上層を形成する工程と、
樹脂中に金属粒子を分散させたものによって、焼成前の同調コンデンサ用電極層及びループアンテナ用コイル層を形成する工程とを含み、
前記電極層及び前記コイル層を焼成により導電性電極化することを特徴とする請求項７記載のＲＦＩＤ同調ブロックの製造方法。
【請求項１１】
請求項１記載のＲＦＩＤ同調ブロックにトランスポンダを取り付ける工程を含むことを特徴とするＲＦＩＤブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：無線周波数識別）用の同調ブロックに関し、特に、通信する周波数に同調する素子類が焼成によって完成されるものであり、その素子類を埋め込んだブロック全体を一時に焼成して完成品とし、路面や壁面に敷設して使用するＲＦＩＤ同調ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＲＦＩＤは、たとえばトランシーバ（リーダーやライター）から発信される電磁波を離れた場所でトランスポンダー（タグ）が受信してトランシーバに応答する技術であり、カード等のタグが、リーダーに接触することがない利点を活用して、ＲＦＩＤカード（タグ）を所持する人の入室管理や、配送区分情報を記憶したＲＦＩＤラベル（タグ）を貼付して物品の物流管理など様々な応用が考えられている。具体的には、リーダー／ライターから電磁波が発信されると、その電力によりカードなどが起動され、カードなどの内部の情報がリーダー／ライターに伝えられる。
【０００３】
また、道路情報を記憶したＲＦＩＤブロックを路面に敷設するなどにより、ＲＦＩＤブロックからの電磁波を歩行者側や自動車の運転者側のリーダー／ライターで受信すれば、交通の安全上有用である。
【０００４】
図６は、路面や壁面に敷設する従来のＲＦＩＤブロックの底面図である。このブロック１０の底面には、溝１１が形成されている。
【０００５】
そして、図７に示すように、通信する周波数に同調するループアンテナや同調コンデンサなどの素子類１２を、溝１１に収容し、ブロック１０と同一の材料又は樹脂等の保護材・接着剤１３などを充填し素子類１２を保護し固定している。更に、リーダー／ライターからの電波信号に応答するための半導体電子回路１４（トランスポンダ、タグ）も埋め込む。
【０００６】
このような溝１１は、美観の点や、耐久性の点で、路面の裏側に形成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＲＦＩＤ用同調素子類１２は、路面に近い方が、ＲＦＩＤ用リーダーとの距離が短くなり、それだけ高感度となるため、溝１１は深くなる傾向にある。また、同調素子類１２の専有面積が大きくなれば、溝１１の面積も大きくなる。このため、ＲＦＩＤ用ブロックは、通常の敷石等に比べて耐荷重強度が不足する。
【０００８】
さらに、ＲＦＩＤブロックの製造工程には、溝付き敷設ブロックを製造する工程、ＲＦＩＤ用同調素子類１２を溝に埋め込む工程、保護材・接着剤１３などを充填する工程などが必要となり、手間がかかり、不具合の発生により、良品の収率が低下する。また、長期間にわたって荷重や衝撃が加わるため、接着剤の剥離によってＲＦＩＤ用同調素子類１２が露出し破損する虞れもある。また、接着剤とＲＦＩＤブロックとの熱膨張率の違いによって、熱ストレスが生じ、接着した部分が剥離する虞れもある。
【０００９】
そこで、本発明は、十分な耐荷重強度を保ち、ＲＦＩＤ用同調素子類を恒久的に保護し、リーダー／ライターに対して高感度のＲＦＩＤ同調ブロック及びＲＦＩＤブロック（ＲＦＩＤ同調ブロックにトランスポンダー（タグ）を取付りつけたもの）を提供することを課題としている。また、本発明は、製造工程を簡略にし、安価なＲＦＩＤ同調ブロック及びＲＦＩＤブロックを提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明のＲＦＩＤ同調ブロックは、リーダー／ライターからの電磁波に同調するためのアンテナ及び同調回路を埋め込んだブロックであり、ブロック下層と、同調コンデンサー用電極層と、同調コンデンサ用絶縁層と、ループアンテナ用コイル層と、ブロック上層とがこの順に積層され、これらの層が焼成されて完成品となる。
【００１１】
また、本発明のＲＦＩＤブロックは、上述した完成品のＲＦＩＤ同調ブロックにトランスポンダ（タグ）を埋め込んだものである。
【００１２】
また、本発明のＲＦＩＤ同調ブロックの製造方法は、ブロック下層と、同調コンデンサ用電極層と、同調コンデンサ用絶縁層と、ループアンテナ用コイル層と、ブロック上層とをこの順に積層する工程と、これらの層を焼成する工程を含む。
【００１３】
ここに、焼成前のブロック下層、同調コンデンサ用絶縁層及びブロック上層は、セラミックを含む煉土（セラミックペースト）であり、焼成前の同調コンデンサ用電極層及びループアンテナ用コイル層は、セラミックペースト中に金属粒子を分散させたものである。ここに、セラミックペースト中には、エポキシ樹脂等の樹脂が含まれていてもよい。また、ブロック上下層・絶縁層となるセラミックペーストの配合成分や粒状性などは、金属粒子を分散させるセラミックペーストと同一でもよいし、異なっていてもよい。また、セラミックペーストを使用することなく、樹脂のみの中に金属粒子を分散させてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明のＲＦＩＤ同調ブロックの上面図である。ＲＦＩＤ用ブロック１０の内部には、同調素子部２１と同調コンデンサ２２が埋め込まれ焼成されている。
【００１５】
図２は、本発明のＲＦＩＤ同調ブロック１０の断面図である。リーダー／ライターからの電磁波に同調するために、ブロック１０の上面側に同調素子コンデンサ部２２を配置し、その上の最上面内側に同調アンテナである金属製同調素子コイル部２１を配置する。ＲＦＩＤ同調ブロック１０、同調素子コンデンサ部２２、同調アンテナである金属製同調素子コイル部２１には、所定の材料を使用し、これらを、同時に焼成することによって、本発明のＲＦＩＤ同調ブロック１０が得られる。
【００１６】
同調素子コンデンサ部２２、金属製同調素子コイル部２１は、静電結合によって結合されるため、配線する必要はない。図示した例では、アンテナである同調コイル部２１を一番上に配置して、ＲＦＩＤリーダー／ライターに対する受信感度を高めている。ただし、コンデンサ部２２を一番上にしてもかまわない。
【００１７】
図３は、同調コンデンサ（同調コンデンサ部２２）の等価回路である。絶縁層１を、同調素子２１と電極３によってサンドイッチすることにより、同調コンデンサ４、４’を形成させる。
【００１８】
図４は、本発明のＲＦＩＤブロックの断面図であり、焼成によって完成した本発明のＲＦＩＤ同調ブロック１０にトランスポンダ（タグ）１４を埋め込み、接着剤等１３で封止したものである。タグ１４は、リーダー／ライターからの電磁波に同調し、応答信号を発信する回路であり、少なくとも、リーダー／ライターからの電磁波を受信するアンテナコイルと、タグデータを記憶するメモリと、受信データに応じてタグデータを読み出す回路と、読み出したデータを変調してアンテナコイルに出力する変調器とを含む。
【００１９】
図５は、本発明のＲＦＩＤ同調ブロックの製造方法を説明するためのＲＦＩＤ同調ブロックの断面図である。本発明の製造方法は、ブロック下層１００と、同調コンデンサ用電極層３と、同調コンデンサ用絶縁層１と、ループアンテナ用コイル層２１と、ブロック上層１０１とをこの順に積層する工程と、これらの層を焼成する工程を含む。
【００２０】
焼成前のブロック下層１００、同調コンデンサ用絶縁層１及びブロック上層１０１は、セラミックを含む煉土（ペースト）である。これは、粘土に水を加え、成型しやすい粘度としたものである。これらの各層を、同一の材料、同一の組成としてもよいが、ブロック上下層１００、１０１は耐久性が要求され、同調コンデンサ用絶縁層１には電気的特性が要求されるため、それぞれに適したセラミックペーストを選択するとよい。また、熱硬化性樹脂（尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エボナイトなど）をセラミックペーストに混合してもよい。また、金属粒子を分散させるペーストは、セラミックを含まず、単に樹脂だけであってもよい。
【００２１】
たとえば、焼成前の同調コンデンサ用電極層３及びループアンテナ用コイル層２１は、金や銀などの粒径数十μｍ程度の金属粒子をエポキシ樹脂中に分散させたものである。このような層を焼成すれば、ガラス化により導電層が得られる。コイル層２１は、同調コンデンサのもう一つの電極を兼ねており、高周波特性を揃えるために、同一の粒径の金属を同一の樹脂及び又はセラミックに分散させてもよい。
【００２２】
このように、本発明の製造方法は、セラミックを含むペーストによって、焼成前のブロック下層、同調コンデンサ用絶縁層及びブロック上層を形成する工程と、金属粒子を樹脂及び又はセラミック中に分散させたものによって、焼成前の焼成前の同調コンデンサ用電極層及びループアンテナ用コイル層を形成する工程とを含む。特に、電極層やコイル層は、パターン相互の位置ずれを防止するため、印刷技術によって形成することが好ましい。
【００２３】
本発明のＲＦＩＤ同調ブロックは、同調コンデンサ、及び同調アンテナを前記ブロックの一つの表面側に埋め込み、その表面側を上に向けて前記路面又は壁面に敷設して使用する。焼成済みのＲＦＩＤ同調ブロックの裏面側からタグ（トランスポンダＩＣ）を埋め込んだＲＦＩＤブロックとして路面などに敷設して使用する。これによって、このブロックは、ＲＦＩＤリーダー／ライターからの電磁波によって起動され、タグに格納された情報を出力して、ＲＦＩＤリーダー／ライターに応答することができるようになる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、ＲＦＩＤ用路面敷設ブロックとして同調素子部を収容する溝を有するセラミックブロック部と同調素子部を個別に製作し、その後同調素子部をセラミックブロック部の溝に同一系の材料又は樹脂系の保護材・接着剤等を用いて収容するという従来の手間が省け、従来のような溝を有することによる強度不足が解消され、かつ厚みも従来の方法より薄くすることが可能なＲＦＩＤ用路面敷設ブロックを提供することが出来る。
【００２５】
また、同調素子類が一つの材料の中に焼結によって封じ込められているので、局所的な熱ストレスが小さく、日変化や季節変化に対する耐久性が向上する。
【００２６】
また、製造工程が簡略化されているため、不良品率が低減され、安価なＲＦＩＤ用ブロックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＲＦＩＤ同調ブロックの上面図
【図２】本発明のＲＦＩＤ同調ブロックブロックの断面図
【図３】同調コンデンサ付きループアンテナの等価回路図
【図４】本発明のＲＦＩＤブロックの断面図
【図５】本発明のＲＦＩＤ同調ブロックの製造方法を説明するためのＲＦＩＤ同調ブロックの断面図
【図６】従来のＲＦＩＤ同調ブロックの底面図
【図７】従来のＲＦＩＤ同調ブロックの断面図
【符号の説明】
１　絶縁層
３　同調コンデンサ用電極
４、４’　等価的同調コンデンサ
１０　ＲＦＩＤ同調ブロック
１１　ループアンテナ等の同調素子類を収容する溝
１２　収容されたループアンテナ等の同調素子類
１３　充填された保護用樹脂・接着剤等
２１　同調素子（コイル）部
２２　同調素子（コンデンサ）部
１００　ブロック下層
１０１　ブロック上層
【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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