(57)【要約】磁性コア材の周囲に導体を配したコイル状アンテナを備えるＲＦＩＤタグであって、磁性コア材と、磁性コア材の周囲に巻き付けられたＦＰＣと、ＦＰＣ上に互いに並列して形成された２以上の線状導体パターンと、線状導体パターンに接続されＦＰＣ上に配置されたＩＣと、互いに並列して形成された線状導体パターンのうち最も外側に位置する線状導体パターンの一端と他端を電気的に接続するクロスオーバーパターンとを備え、２以上の線状導体パターンは巻き付けられたＦＰＣの接合部で隣接する線状導体パターンをそれらの始端と終端で電気的に接続したことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
2004030148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性コア材の周囲に導体を配したコイル状アンテナを備えるＲＦＩＤタグであって、
磁性コア材と、前記磁性コア材の周囲に巻き付けられたＦＰＣと、前記ＦＰＣ上に互いに並列して形成された２以上の線状導体パターンと、前記線状導体パターンに接続され前記ＦＰＣ上に配置されたＩＣと、互いに並列して形成された前記線状導体パターンのうち最も外側に位置する線状導体パターンの一端と他端を電気的に接続するクロスオーバーパターンとを備え、
前記２以上の線状導体パターンは巻き付けられたＦＰＣの接合部で隣接する線状導体パターンをそれらの始端と終端で電気的に接続したことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
少なくとも一つの磁性材を含む磁性コア材と、前記磁性コア材の周囲に螺旋状に導体を配したコイル状アンテナと、ＩＣを備えたＲＦＩＤタグにおいて、
互いに並列して形成された２以上の線状導体パターンが一面に形成されたＦＰＣを前記磁性コア材に巻き付け、隣接した前記線状導体パターンを電気的に接続することにより、前記磁性コア材の周囲に螺旋状の電流流路を形成し、且つ前記電流流路の一端と他端を電気的に接続することにより、前記コイル状アンテナとしたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記電流流路の一端と他端を電気的に接続するクロスオーバーパターンを、前記ＦＰＣの前記線状導体を形成した面とは異なる面に形成したことを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記線状導体パターンおよびＩＣは前記磁性コア材に巻き付けられた前記ＦＰＣの内側の面に形成されていることを特徴とする請求項１及至３のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記磁性コア材には前記ＩＣを収納できる凹部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
前記ＦＰＣ上に形成され、前記ＩＣに接続された容量性負荷部をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記容量性負荷部は前記ＦＰＣの一つの面に形成されたくし型状の導体パターンと、前記ＦＰＣの他の面の前記くし型状の導体パターンと対向する位置に設けられた導体パターンを有することを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
前記磁性コア材に巻き付けられた前記ＦＰＣの内側の面には、前記２以上の線状導体パターンが形成され、前記磁性コア材に巻き付けられた前記ＦＰＣの外側の面には、前記コイル状アンテナとは電気的に接続されない遮蔽導体パターンが形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
前記磁性コア材に巻き付けた前記ＦＰＣにおいて、少なくともＲＦＩＤタグの取り付け対象物に対向する面に前記遮蔽導体パターンが配置されることを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
前記ＦＰＣは、前記磁性コア材の角部付近にて接合されていることを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
前記磁性コア材に巻き付けた前記ＦＰＣの外側の面に形成された前記遮蔽導体パターンは、前記線状導体パターンと対向しない領域に配置されていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
ＦＰＣ上に２以上の線状導体パターン及びクロスオーバーパターンを形成する工程と、前記ＦＰＣ上にＩＣを配置する工程と、磁性コア材の周囲に前記ＦＰＣを巻き付ける工程と、隣接する前記線状導体パターンをそれらの始端と終端を電気的に接続する工程を少なくとも有することを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１３】
ＦＰＣの一面に２以上の線状導体パターンを形成する工程と、前記ＦＰＣを前記磁性コア材に巻き付ける工程と、隣接する前記線状パターンを電気的に接続し前記磁性コア材の周囲に螺旋状の電流流路を形成する工程と、前記螺旋状の電流流路の一端と他端を電気的に接続する工程を含むことを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１４】
ＦＰＣの一面に２以上の線状導体パターンを形成する工程と、前記ＦＰＣの前記線状導体パターンが形成された面とは異なる面に前記螺旋状の電流流路の一端と他端を電気的に接続するクロスオーバーパターンを形成する工程と、前記ＦＰＣを前記磁性コア材に巻き付ける工程と、隣接する前記線状パターンを電気的に接続し前記磁性コア材の周囲に螺旋状の電流流路を形成する工程と、前記螺旋状の電流流路の一端と他端を電気的に接続する工程を含むことを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１５】
前記線状導体パターンは隣接する線状導体パターンと始端あるいは終端で接続されるダミー接続部を有しミアンダ状の電流流路を形成しており、
前記接続する工程以前に動作確認を行う工程と、前記接続する工程以前または以降に前記ダミー接続部を切除する工程をさらに有することを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１６】
前記容量性負荷部を前記ＦＰＣ上に形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれかに記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１７】
前記容量性負荷部は前記ＦＰＣの一つの面に形成されたくし型状の導体パターンと、前記ＦＰＣの他の面の前記くし型状の導体パターンと対向する位置に設けられた導体パターンを有することを特徴とする請求項１６に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１８】
前記ＦＰＣによるコイル形成後、前記コイルの共振周波数を測定し、所望の共振周波数からの偏差に応じ、前記容量性負荷部の静電容量を調整する工程を有することを特徴とする請求項１６又は１７に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１９】
前記コンデンサを調整する工程は、前記ＦＰＣの一つの面に形成されたくし型状の導体パターンあるいは前記ＦＰＣの他の面の前記くし型状の導体パターンと対向する位置に設けられた導体パターンの少なくとも一部分を切除することにより行うことを特徴とする請求項１８に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項２０】
前記ＦＰＣの一つの面には前記２以上の線状導体パターンが形成され、前記ＦＰＣの他の面には遮蔽導体パターンが形成され、
前記磁性コア材の周囲に前記ＦＰＣを巻き付ける工程において、前記ＦＰＣの前記線状導体パターンが形成された面が前記磁性コア材に巻き付けられる内側の面となり、前記ＦＰＣの遮蔽導体パターンが形成された面が前記磁性コア材に巻き付けられる外側の面となることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項２１】
前記遮断導体パターンは前記ＦＰＣの前記遮断導体パターンが形成された面の一部に形成され、
前記磁性コア材の周囲に前記ＦＰＣを巻き付ける工程において、少なくともＲＦＩＤタグの取り付け対象物に対向する領域に前記遮蔽導体パターンが配置されるように前記ＦＰＣを巻き付けることを特徴とする請求項２０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２２】
前記螺旋状の電流流路を形成する工程において、前記巻き付けられたＦＰＣを接合することにより前記隣接する線状導体パターンを接続することにより、螺旋状の電流流路を形成する特徴とする請求項２０又は２１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２３】
前記巻き付けられたＦＰＣを接合する接合部は、前記磁性コア材の角部付近に配置されることを特徴とする請求項２２記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、物品管理等に用いるタグに送受信用のアンテナ及び信号読み書き用のＩＣチップを備えたＲＦＩＤ（無線周波数識別：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ及びその製造方法に関する。
【背景技術】  従来から物品管理などにおいてＲＦＩＤタグが用いられている。ＲＦＩＤタグは、アンテナコイルとアンテナコイルに接続したＩＣ等の素子を備え、質問器から送信される所定の周波数をアンテナコイルで受信しＲＦＩＤタグが活性化することによりＩＣ等の素子を駆動し、質問器との間で電波による通信を行い、ＩＣ素子に記憶されたデータを読み出したり、新たなデータをＩＣ素子に書き込んだりして物品の管理などを行うものである。これらのＲＦＩＤタグは通常、物品の表面に貼り付けられて用いられるが、物品が金属製であった場合などの周波数特性を安定させるためアンテナコイルの構造として磁芯部材の外周面にコイル本体を巻回した構造のものが提案されている（例えば、特開２０００−１０１４７１号公報図５及び図６参照）。
また、上述した磁芯部材の外周面にコイル本体を巻回した場合にアンテナ全体が比較的厚くなってしまう問題点を解決するため、ＦＰＣ上に蛇行する導電体を形成し、導電体の間にスリットを設け、平板上の磁芯部材をスリットに表裏交互に挿入してアンテナコイルを形成したＲＦＩＤタグも提案されている（例えば、特開２００２−１１７３８３号公報参照）。
しかしながら、上述した従来のＲＦＩＤタグは効率的な製造という観点から以下の問題を有していた。即ち、特許文献１に記載のＲＦＩＤは磁芯部材に導体を巻回する際に、磁芯部材が平板上の場合には巻回スピードが上げられず生産性の向上に限界があった。このことは、ＲＦＩＤタグの薄型化が要請されている昨今の状況下では低価格化を図るに際して障害となっていた。
また、特開２００２−１１７３８３号公報に記載のＲＦＩＤにおいては、平板状の磁芯部材をＦＰＣのスリットに挿入する際にＦＰＣを真空吸引装置で吸引してスリットを開く必要があり、その製造には大掛かりな装置を必要とするため製造の効率化に限界があった。
さらに、ＲＦＩＤタグを金属物品に取り付けて使用する場合、金属物品とアンテナコイルとの相互作用で周波数特性が変動する問題があった。このような周波数特性の変動に対する対策として、ＲＦＩＤタグの内部に遮蔽用の金属板を設置することも考えられるが、ＲＦＩＤタグのサイズが大きくなるとともにコスト増加につながる点で不利益が大きかった。
【発明の開示】
本発明は、効率的に製造可能なＲＦＩＤタグを提供すること、及びＲＦＩＤタグの効率的な製造方法を提供するとともに、周波数特性の変動に対してコスト増加とサイズの大型化を招くことなく有効な対策を施すことが可能なＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。
本発明の第１の態様は、磁性コア材の周囲に導体を配したコイル状アンテナを備えるＲＦＩＤタグであって、磁性コア材と、前記磁性コア材の周囲に巻き付けられたＦＰＣと、前記ＦＰＣ上に互いに並列して形成された２以上の線状導体パターンと、前記線状導体パターンに接続され前記ＦＰＣ上に配置されたＩＣと、互いに並列して形成された前記線状導体パターンのうち最も外側に位置する線状導体パターンの一端と他端を電気的に接続するクロスオーバーパターンとを備え、前記２以上の線状導体パターンは巻き付けられたＦＰＣの接合部で隣接する線状導体パターンをそれらの始端と終端で電気的に接続したことを特徴としている。
かかる構成によれば、導体パターンが形成されたＦＰＣを磁性コア材に巻き付けるのみでよく、構造が簡単で薄型化に好適なＲＦＩＤを実現することができる。また、ＲＦＩＤタグに必要な線状導体パターン、ＩＣ、クロスオーバーパターン等の構成要素は予め平面であるＦＰＣ上に配置でき、磁性コア材にＦＰＣを巻き付けて立体的な構造となった後は新たな構成要素を付加する必要がないため製造効率を高めて低価格化が可能なＲＦＩＤを実現することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの第２の態様は、少なくとも一つの磁性材を含む磁性コア材と、前記磁性コア材の周囲に螺旋状に導体を配したコイル状アンテナと、ＩＣを備えたＲＦＩＤタグにおいて、互いに並列して形成された２以上の線状導体パターンが一面に形成されたＦＰＣを前記磁性コア材に巻き付け、隣接した前記線状導体パターンを電気的に接続することにより、前記磁性コア材の周囲に螺旋状の電流流路を形成し、且つ前記電流流路の一端と他端を電気的に接続することにより、前記コイル状アンテナとしたことを特徴としている。
かかる構成によれば、２以上の線状導体パターンが形成されたＦＰＣを磁性コア材に巻き付けて接続すれば、螺旋状の電流流路からなるコイル状アンテナとして機能させることができるので、簡単な構成で製造が容易なＲＦＩＤタグを実現することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの第３の態様は、前記電流流路の一端と他端を電気的に接続するクロスオーバーパターンを、前記ＦＰＣの前記線状導体を形成した面とは異なる面に形成したことを特徴している。
かかる構成によれば、ＦＰＣの線状導体を形成した面と異なる面にクロスオーバーパターンを形成したので、線状導体パターンをＦＰＣの裏側で容易に接続することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの第４の態様は、前記線状導体パターンおよびＩＣは前記磁性コア材に巻き付けられた前記ＦＰＣの内側の面に形成されていることを特徴としている。
かかる構成によれば、線状導体パターン、ＩＣが内側に巻き込まれ露出していないので、搬送中の衝撃などの外力から保護することが可能である。また、ＦＰＣを磁性コア材に巻き付ける際にＩＣが配置された内側の面は外側の面に比べ張力がかからず、巻き付け張力による特にＩＣ端子部分などの破損を防止することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの第５の態様は、前記磁性コア材には前記ＩＣを収納できる凹部が設けられていることを特徴としている。
かかる構成によれば、ＩＣは磁性コア材の凹部に収納されるので、その部分が出っ張らずＲＦＩＤタグの薄型化が可能である。
本発明のＲＦＩＤタグの第６の態様は、前記ＦＰＣ上に形成され、前記ＩＣに接続された容量性負荷部をさらに備えたことを特徴としている。
かかる構成によれば、ＦＰＣを磁性コア材に巻き付ける際や接合部で線状導体パターンを接続する際に生じるバラツキをＲＦＩＤタグ一品ごとに容量性負荷部（コンデンサ等）により補償し、特性の安定したＲＦＩＤタグを出荷することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの第７の態様は、前記容量性負荷部は前記ＦＰＣの一つの面に形成されたくし型状の導体パターンと、前記ＦＰＣの他の面の前記くし型状の導体パターンと対向する位置に設けられた導体パターンを有することを特徴としている。
かかる構成によれば、くし型状の導体パターンを切除するなど簡単な作業でコンデンサ等の容量性負荷部の対向面積を変えて特性を調整することが可能となる。
本発明のＲＦＩＤタグの第８の態様は、前記磁性コア材に巻き付けられた前記ＦＰＣの内側の面には、前記２以上の線状導体パターンが形成され、前記磁性コア材に巻き付けられた前記ＦＰＣの外側の面には、前記コイル状アンテナとは電気的に接続されない遮蔽導体パターンが形成されることを特徴としている。
かかる構成によれば、磁性コア材に巻き付けた状態でコイル状アンテナの外側に遮蔽導体パターンが配置されるので、外部の金属からコイル状アンテナが受ける影響を軽減し、ＲＦＩＤタグの周波数特性を安定化することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの第９の態様は、前記磁性コア材に巻き付けた前記ＦＰＣにおいて、少なくともＲＦＩＤタグの取り付け対象物に対向する面に前記遮蔽導体パターンが配置されることを特徴としている。
かかる構成によれば、磁性コア材に巻き付けたコイル状アンテナとＲＦＩＤタグの取り付け対象物との間に遮蔽導体パターンが介在することになるので、取り付け対象物である金属からの影響を確実に軽減することができ、ＲＦＩＤタグの周波数特性を安定化することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの第１０の態様は、前記ＦＰＣは、前記磁性コア材の角部付近にて接合されていることを特徴としている。
かかる構成によれば、ＦＰＣの接合時に、前記磁性コア材に巻き付けたＦＰＣに弛みが生じにくく、ＲＦＩＤタグの特性が安定する。
本発明のＲＦＩＤタグの第１１の態様は、前記磁性コア材に巻き付けた前記ＦＰＣの外側の面に形成された前記遮蔽導体パターンは、前記線状導体パターンと対向しない領域に配置されていることを特徴としている。
かかる構成によれば、コア材に巻き付けた状態で、ＦＰＣの内側の面で線状導体パターンが形成されない領域と対向するように遮蔽導体パターンが配置されるので、外部の金属の影響を軽減しつつコイル状アンテナと遮蔽導体パターンの容量結合を抑えて周波数のずれを小さくすることができる。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第１の態様は、ＦＰＣ上に２以上の線状導体パターン及びクロスオーバーパターンを形成する工程と、前記ＦＰＣ上にＩＣを配置する工程と、コア材の周囲に前記ＦＰＣを巻き付ける工程と、隣接する前記線状導体パターンをそれらの始端と終端を電気的に接続する工程を少なくとも有することを特徴としている。また、ＦＰＣを前記磁性コア材に巻き付けるに際して、両面テープ等を用いて予めＦＰＣを磁性コア材に固定してから接合しても良い。
かかる製造方法によれば、導体パターンが形成されたＦＰＣを磁性コア材に巻き付けるのみで、導体を磁性コア材に巻回する工程を必要としないため、巻回スピードが問題となることはない。また、ＲＦＩＤタグに必要な線状導体パターン、ＩＣ、クロスオーバーパターン等の構成要素は予め平面であるＦＰＣ上に配置でき、コア材にＦＰＣを巻き付けて立体的な構造となった後は新たな構成要素を付加する必要がないため効率的な製造が可能である。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第２の態様は、ＦＰＣの一面に２以上の線状導体パターンを形成する工程と、前記ＦＰＣを前記磁性コア材に巻き付ける工程と、隣接する前記線状パターンを電気的に接続し前記磁性コア材の周囲に螺旋状の電流流路を形成する工程と、前記螺旋状の電流流路の一端と他端を電気的に接続する工程を含むことを特徴としている。
かかる製造方法によれば、２以上の線状導体パターンが形成されたＦＰＣにコア材を巻き付け、電気的な接続によって螺旋状の電流流路を形成するようにしたので、複雑な工程を経ることなく効率的にＲＦＩＤタグを製造することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第３の態様は、ＦＰＣの一面に２以上の線状導体パターンを形成する工程と、前記ＦＰＣの前記線状導体パターンが形成された面とは異なる面に前記螺旋状の電流流路の一端と他端を電気的に接続するクロスオーバーパターンを形成する工程と、前記ＦＰＣを前記磁性コア材に巻き付ける工程と、隣接する前記線状パターンを電気的に接続し前記磁性コア材の周囲に螺旋状の電流流路を形成する工程と、前記螺旋状の電流流路の一端と他端を電気的に接続する工程を含むことを特徴としている。
かかる構成によれば、上述の線状導体パターンに加えて、それと異なるＦＰＣの面にクロスクロスオーバーパターンを形成するようにしたので、単純な接続作業のみで容易にＦＰＣ上にコイル状アンテナを構成することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第４の態様は、前記線状導体パターンは隣接する線状導体パターンと始端あるいは終端で接続されるダミー接続部を有しミアンダ状の電流流路を形成しており、前記接続する工程以前に動作確認を行う工程と、前記接続する工程以前または以降に前記ダミー接続部を切除する工程をさらに有することを特徴としている。
かかる製造方法によれば、ＦＰＣ単体の電気的な動作確認が容易となるとともに、ＦＰＣをコア材に巻き付けた後にダミー接続部を切除することにより、ＦＰＣ上のコイル状アンテナの構成が一層容易になる。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第５の態様は、前記容量性負荷部を前記ＦＰＣ上に形成する工程をさらに有することを特徴としている。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第６の態様は、前記容量性負荷部は前記ＦＰＣの一つの面に形成されたくし型状の導体パターンと、前記ＦＰＣの他の面の前記くし型状の導体パターンと対向する位置に設けられた導体パターンを有することを特徴としている。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第７の態様は、前記ＦＰＣによるコイル形成後、前記コイルの共振周波数を測定し、所望の共振周波数からの偏差に応じ、前記容量性負荷部の静電容量を調整する工程を有することを特徴としている。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第８の態様は、前記コンデンサを調整する工程は、前記ＦＰＣの一つの面に形成されたくし型状の導体パターンあるいは前記ＦＰＣの他の面の前記くし型状の導体パターンと対向する位置に設けられた導体パターンの少なくとも一部分を切除することにより行うことを特徴としている。
上記第５〜第８の態様の製造方法によれば、ＦＰＣ上の形成された導体パターンを部分的に切除するなど、自在にＲＦＩＤタグの特性を調整可能となり、特性バラツキが小さく信頼性の高いＲＦＩＤタグを出荷することができる。また、調整作業は、導体パターンの切除など簡単な作業を行えばよいため、効率的にＲＦＩＤタグの特性を調整することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第９の態様は、前記ＦＰＣの一つの面には前記２以上の線状導体パターンが形成され、前記ＦＰＣの他の面には遮蔽導体パターンが形成され、前記磁性コア材の周囲に前記ＦＰＣを巻き付ける工程において、前記ＦＰＣの前記線状導体パターンが形成された面が前記磁性コア材に巻き付けられる内側の面となり、前記ＦＰＣの遮蔽導体パターンが形成された面が前記磁性コア材に巻き付けられる外側の面となることを特徴としている。
かかる製造方法によれば、ＦＰＣをコア材に巻き付け、コイル状アンテナの外側に遮蔽導体パターンを配置するので、ＲＦＩＤタグの内部に金属板を別途設けることなく、安定な特性を有するＲＦＩＤタグを製造することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第１０の態様は、前記遮断導体パターンは前記ＦＰＣの前記遮断導体パターンが形成された面の一部に形成され、前記磁性コア材の周囲に前記ＦＰＣを巻き付ける工程において、少なくともＲＦＩＤタグの取り付け対象物に対向する領域に前記遮蔽導体パターンが配置されるように前記ＦＰＣを巻き付けることを特徴としている。
かかる製造方法によれば、ＦＰＣをコア材に巻き付け、コイル状アンテナの取り付け対象物との間に遮蔽導体パターンを配置するので、取り付け対象物との間に介在する金属板を別途設けることなく、安定な特性を有するＲＦＩＤタグを製造することができる。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第１１の態様は前記螺旋状の電流流路を形成する工程において、前記巻き付けられたＦＰＣを接合することにより前記隣接する線状導体パターンを接続することにより、螺旋状の電流流路を形成する特徴としている。
本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の第１２の態様は、前記巻き付けられたＦＰＣを接合する接合部は、前記磁性コア材の角部付近に配置されることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】  図１は、第１実施形態のＲＦＩＤタグを表す図である。
図２は、第１実施形態のＲＦＩＤタグの送受信部の構造を示す図である。
図３は、第１実施形態において磁性コア材に巻き付ける前の平面状のＦＰＣを示す図である。
図４は、第１実施形態のＲＦＩＤタグの送受信部の断面構造図である。
図５は、第１実施形態のＲＦＩＤタグのコンデンサ部を表す図である。
図６は、第１実施形態のＲＦＩＤタグの線状導体パターンの接続を表す図である。
図７は、第１実施形態のＲＦＩＤタグにおけるコンデンサの好適な形態を示す図である。
図８は、図７のコンデンサの部分の拡大図である。
図９は、第２実施形態のＲＦＩＤタグの送受信部の構造を表す図である。
図１０は、図９に示す送受信部を下側から見た図である。
図１１は、第２実施形態において磁性コア材に巻き付ける前の平面状のＦＰＣを示す図である。
図１２は、第２実施形態のＲＦＩＤタグの送受信部の断面構造図である。
図１３は、第２実施形態の第１の変形例において磁性コア材に巻き付ける前の平面状のＦＰＣを示す図である。
図１４は、第２実施形態の第１の変形例におけるＲＦＩＤタグの送受信部の断面構造図である。
図１５は、第２実施形態の第２の変形例において磁性コア材に巻き付ける前の平面状のＦＰＣを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図８を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグを表した図である。図１において、ＲＦＩＤタグ１は、ＡＢＳなどの樹脂ケース２内に送受信部３を組み込みカード状に形成されている。
図２は、第１実施形態に係るＲＦＩＤタグ１の送受信部３の構造を示す図である。送受信部３は、図２に示すように、フェライト、フェライト混練樹脂、アモルファスシートなどの磁性コア材４の周囲にＦＰＣ５が巻き付けられた構造を備えている。なお、磁性コア材４としては、外力により割れることの無いようフェライト混練樹脂やアモルファスシートなどの可撓性を有する材料を用いることが望ましい。
ＦＰＣ５は、例えばＰＥＴ、ＰＩ、ＰＥＮ、液晶ポリマーなどの樹脂を厚さ３０μｍ程度に形成したものである。ＦＰＣ５上の一方の面には線状導体パターン６及びコンデンサ９が形成され、線状導体パターン６にはＦＰＣ５上にエポキシ系接着剤等により接着されたＩＣ８が接続されている。また、ＦＰＣ５の他方の面には、両端に位置する線状導体パターン６の端部６０、６９に接続されたクロスオーバーパターン７が形成されている。
ここで、線状導体パターン６やクロスオーパーバターン７は例えば、銅やアルミのエッチングあるいは銀ペーストによる印刷等により形成される。また、コンデンサ９は、図５に示すようにＦＰＣ５を介して上面導体９１と下面導体９２を対向させて形成し接続導体９３、９４をＩＣ８に接続して形成される。これらの上面導体９１、下面導体９２、接続導体９３、９４は上述した線状導体パターン６等と同様にエッチングや印刷等により形成される。
磁性コア材４に巻き付けられたＦＰＣ５は、接合部５´で線状導体パターン６の対応部分（６１と６１´、６２と６２´など）が半田付け、超音波溶接などで電気的に接続される。こうして磁性コア材４の周囲に導体を配したコイル状アンテナを含む送受信部３を構成することができる。なお、図３は、磁性コア材４に巻き付ける前の平面状のＦＰＣ５を示している。
この際には図４に示すように、磁性コア材４にＩＣ収納凹部８´を予め設けておき、ＦＰＣの線状導体パターン６及びＩＣ８が設けられた面を内側に巻き込むのが好ましい。この場合には送受信部３は線状導体パターン６、ＩＣ８が露出することなく構成され、搬送中の衝撃など外力から保護できる。さらに、ＦＰＣ５を巻き付ける際の張力は外側の面が強くなるが、破損しやすいＩＣ端子部は比較的張力の低い内側にあるため巻き付け張力により破損することを防止することができる。
また、ＦＰＣ５は、図６に示すように線状導体パターン６を、隣接する線状導体パターン６と始端同士あるいは終端同士でダミー接続部１０により接続しておいてもよい。この場合にはＦＰＣ５を巻き付けて線状導体６の一端と他端をクロスオーバーパターン７を介して接続する以前においても、回路が形成されコイル状アンテナとして機能しうるため、ＲＦＩＤタグ製造工程の初期においてＦＰＣ５単体の状態でもＩＣ８の動作確認や導体抵抗、静電容量の確認など各種の動作確認が可能であり、品質の安定した製造を効率的に行うことが可能である。
なお、ダミー接続部１０はＦＰＣ５を磁性コア材４に巻き付けた後などの適宜の時点に切除線１１で切除することにより、結果的には図２に示すような送受信部３を構成することができる。
上述のように得られた送受信部３は、ＦＰＣ５を磁性コア材４に巻き付ける際や、線状導体パターン６の対応部分（６１と６１´、６２と６２´など）が接続される際にその特性にバラツキを生じる場合がある。かかる場合には図５に示すように、例えば、コンデンサ９の上面導体９１にレーザー等を使用して切り込み９５を入れ、導体の対向面積を減らして容量を減少させることにより特性を補償することができる。この場合に導体をカッターで切断したり、あるいは剥がすことも可能であるが、レーザーを使用する場合はある程度の幅で切り込み９５を入れることができ便利である。
次に、コンデンサ９のさらなる好適な形態を図７、８により説明する。
図７は、ＲＦＩＤタグ１におけるコンデンサ９の好適な形態を示す図であり、図８は、図７に示すコンデンサ９の部分の拡大図である。コンデンサ９はＦＰＣ５の一方の面に形成された複数のくし９６０を有するくし型状導体パターン９６と、ＦＰＣ５の他方の面に形成された例えばミアンダ状の導体パターン９７を有している。くし型状導体パターン９６と導体パターン９７はＦＰＣ５を介して互いにその一部が対向するよう配置されている。なお、例えば線状導体パターン６の裏面に形成されるくし型状導体パターン９６はＦＰＣ５を貫通する接続部１２を介してＩＣ８と並列となるよう線状導体パターン６に接続されている。
ＦＰＣ５のＩＣ８及び線状導体パターン６を内側にして巻き付ける場合には、巻き付け工程前に導体パターン９７の一部を切除して粗調整を行うことができる。この際にダミー接続部１０を設けておくことにより、粗調整時にもある程度特性を確認しながら行うことが可能である。また、導体パターン９７には粗調整用の切除マーク９７０を設けておき、例えばＲＦＩＤタグ１が金属物品上で使用されるか否かにより切除マーク９７０より先の部分を切除するか否かを選択するなどすると便利である。
次に、ＦＰＣ５を磁性コア材４に巻き付け、線状導体パターン６の所定の始端、終端を接続し、ダミー接続部１０を切除して送受信部３として構成した後、特性を測定しながらＦＰＣ５上外側の面に露出しているコンデンサ９のくし状導体パターン９６のくし９６０を一つずつあるいは複数個ずつ切除しながらコンデンサ９の容量ひいては送受信部３の特性の特性を調整することができる。なお、くし状導体パターン９６や導体パターン９７の切除はパターンをカッターナイフで切断しＦＰＣ５から剥がすなどの簡単な作業で行うことができる。
このように形成された送受信部３は樹脂ケースに組み込まれてＲＦＩＤタグ１が完成する。
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態について、図９〜図１５を参照しつつ説明する。第２実施形態においては、ＲＦＩＤに組み込まれた送受信部の構成が第１実施形態の場合と異なっている。
図９は、第２実施形態に係るＲＦＩＤタグ１の送受信部１３の構造を示す図である。図９に示す送受信部１３は、磁性コア材１４の周囲に図２に比べてサイズの大きいＦＰＣ１５が巻き付けられた構造を備えている。そして、この状態でＦＰＣ１５には、磁性コア材１４に対して内側の面に線状導体パターン１６が配置され、外側の面にクロスオーバーパターン１７が配置され、線状導体パターン１６の端部１６０、１６９とクロスオーバーパターン１７が接続されている。また、磁性コア材１４の角部付近に接合部１５´が設けられている。なお、磁性コア材１４の材料やＦＰＣ１５の材料、あるいは各導体パターン形成方法等については、第１実施形態の場合と同様でよい。
一方、図１０は、図９に示す送受信部１３を下側から見た図である。図１０に示すように、磁性コア材１４にＦＰＣ１５を巻き付けた状態で送受信部１３の下側には磁性コア材１４に対して外側の面に遮蔽導体パターン２０が配置されている。この遮蔽導体パターン２０は、ＲＦＩＤタグ１の取り付け対象物である金属物品が接近した際にコイル状アンテナに与える影響を防止するために設けた金属板としての役割を担う。
図９及び図１０において、磁性コア材１４に巻き付けられたＦＰＣ１５は、磁性コア材１４の角部付近にある接合部１５´で、第１実施形態と同様に線状導体パターン１６の対応部分が電気的に接続される。なお、接合部１５´におけるＦＰＣ１５の接合には、半田付けや超音波溶接などを用いることができる。
なお、接合部１５´が磁性コア材１４の角部付近に位置する場合を示したが、これに限らず、遮蔽導体パターン２０が配置されない磁性コア材１４の上面にて接合してもよい。ただし、磁性コア材１４の角部付近でＦＰＣ１５を接合することにより、ＲＦＩＤタグ１の製造時にＦＰＣ１５を磁性コア材１４に巻き付けたときに内側に面に配置される線状導体パターン１６の接続作業が行いやすくなり、作業性を向上させることができる。
図１１は、磁性コア材１４に巻き付ける前の平面状のＦＰＣ１５を示す図であり、一方の面と他方の面の構成を重ねて示している。図１１においてＦＰＣ１５の一方の面には、第１実施形態と同様に、線状導体パターン１６及びコンデンサ１９が形成され、ＩＣ１８が接着されて接続される。また、ＦＰＣ１５の他方の面には、第１実施形態と同様のクロスオーバーパターン１７に加えて、遮蔽導体パターン２０が形成されている。
図１１に示すように、ＦＰＣ１５の一方の面に形成された複数の線状導体パターン１６は、上述の接合部１５´にて電気的に接続したときにコイル状アンテナを構成できる位置関係で構成されている。なお、第１実施形態と同様に線状導体パターン１６の始端同士又は終端同士を接続するダミー部を設けてもよい。また、線状導体パターン１６の所定箇所には、ＩＣ１８とコンデンサ１９が接続されている。
また、ＦＰＣ１５の他方の面には、図１１の右側の領域にクロスオーバーパターン１７が形成され、図１１の左側の領域に遮蔽導体パターン２０が形成されている。この場合、図１１の左側の領域にのみ遮蔽導体パターン２０が形成されたＦＰＣ１５を磁性コア材１４に巻き付けて接合部１５´で接合した場合、図１０に示すように、遮蔽導体パターン２０を磁性コア材１４の下部領域に配置することができる。
後述するように、遮蔽導体パターン２０は、図１２の形状に限られることなく、多様な形状を持たせて形成することができるが、第２実施形態においては、ＦＰＣ１５において線状導体パターン１６が形成された面と異なる面（裏面）に遮蔽導体パターン２０を形成する点を特徴としている。上述したように、遮蔽導体パターン２０は、外部の取り付け対象物が近接したときにコイル状アンテナが受ける影響を軽減するために設けられるので、コイル状アンテナを構成する線状導体パターン１６、クロスオーバーパターン１７、ＩＣ１８、コンデンサ１９と遮蔽導体パターン２０との間では電気的な接続を持たせないようにする必要がある。
ここで、図１２に、図１１のＦＰＣ１５を磁性コア材１４に巻き付けた状態の送受信部１３の断面構造図を示す。図１２においては、中心に磁性コア材１４が配置され、その外側にＦＰＣ１５に形成された線状導体パターン１６が配置され、更にその外側にＦＰＣ１５の樹脂部１５ａが配置され，また、磁性コア材１４の下部領域におけるＦＰＣ１５に外部には、遮蔽導体パターン２０が配置される。この場合、磁性コア材１４の周囲には、第１実施形態と同様に線状導体パターン１６によって螺旋状の電流流路が形成され、これがコイル状アンテナとして機能する。なお、図１２においては、ＲＦＩＤタグ１の取り付け対象物は、磁性コア材１４の下側領域に置かれることを前提とする。
ＲＦＩＤタグ１を実際に使用する際に上述のような構成されたＲＦＩＤタグ１の取り付け対象物である金属物品に取り付けたとき、線状導体パターン１６によるコイル状アンテナは、金属物品との間に遮蔽導体パターン２０が介在して対向する位置関係が保たれる。よって、金属物品がコイル状アンテナの周波数特性に与える影響を十分に抑えることができる。
一方、線状導体パターン１６と遮蔽導体パターン２０との間の距離はＦＰＣ１５の樹脂部１５ａの厚さにより定まるが、ＦＰＣ１５は、例えば３０μｍ程度の厚さで樹脂部１５ａが形成されることが一般的である。そして、樹脂部１５ａは常に一定の厚さを安定に保つことができるので、線状導体パターン１６と遮蔽導体パターン２０の間隔が変動することに起因する周波数特性の変動を避けることができ、安定な周波数特性を有するコイル状アンテナを構成することができる。
第２実施形態において、ＦＰＣ１５の遮蔽導体パターン２０のパターン形状は様々な変更を加えることが可能であり、上述した例に限られず、以下の図１３〜図１５に示すような様々な変形例がある。図９〜図１２に示す例では、ＦＰＣ１５を磁性コア材１４に巻き付けたとき、遮蔽導体パターン２０が磁性コア材１４の下部領域に配置される構成を示したが、第１の変形例は、遮蔽導体パターン２０を磁性コア材１４の上部領域と下部領域の双方に配置させるような構成を備えている。
第１の変形例における遮蔽導体パターン２０の構成を図１３及び図１４により説明する。図１３に示すように、第１の変形例では、ＦＰＣ１５の他方の面に形成される遮蔽導体パターン２０の面積を広くしたことが特徴となっている。すなわち、図１１の場合は左側の領域にのみ遮蔽導体パターン２０が形成されているが、図１３の場合は左側と右側を含む領域全体にわたって遮蔽導体パターン２０が形成されている。
そして、図１４に示すように、図１３の遮蔽導体パターン２０が形成されたＦＰＣ１５を磁性コア材１４に巻き付けた状態では、磁性コア材１４の上部領域と下部領域の双方に遮蔽導体パターン２０が配置されることになる。このとき、ＦＰＣ１５の一方の面に形成された線状導体パターン１６は、遮蔽導体パターン２０によって周囲を取り囲まれる配置になる。
このように、第１の変形例では遮蔽導体パターン２０が磁性コア材１４と上部及び下部に配置され、金属物品がＲＦＩＤタグ１の上下いずれの方向に近接する場合であっても、コイル状アンテナと金属物品の間に遮蔽導体パターン２０が介在する位置関係になる。すなわち、第１の変形例によれば、ＲＦＩＤタグ１の取り付け方向あるいはその反対方向から金属物品が接近する場合であっても、コイル状アンテナの周波数特性に与える影響を軽減できる効果がある。ただし、遮蔽導体パターン２０の面積が広くなってコイル状アンテナの間の容量結合が大きくなる結果、ＲＦＩＤタグ１の共振周波数が下がるので、それを考慮した設計条件を定める必要がある。
次に、第２の変形例における遮蔽導体パターン２０の構成を図１５により説明する。図１５に示すように、第２の変形例では、ＦＰＣ１５の他方の面に形成される遮蔽導体パターン２０が、図１１の場合と異なった分布をしている。すなわち、図１５に示す遮蔽導体パターン２０は、線状導体パターン１６に対向する領域には遮蔽導体パターン２０が形成されず、線状導体パターン１６に対向しない周辺部分の領域に遮蔽導体パターン２０が形成されている。
上記のように遮蔽導体パターン２０を分布させたので、第２の変形例では、ＦＰＣ１５を磁性コア材１４に巻き付けたとき、ＲＦＩＤタグ１の下方に置かれた金属物品とコイル状アンテナが対向する位置関係になり、その側部に遮蔽導体パターン２０が配置される状態になる。一方、線状導体パターン１６と遮蔽導体パターン２０も直接対向しなくなるため、両者の容量結合は小さくなる。従って、外部の金属物品が接近したときのコイル状アンテナの周波数特性に与える影響は、上述の例に比べ若干大きくなるが、ある程度は軽減できるとともに、ＲＦＩＤタグ１の共振周波数が下がりにくくなる点で大きなメリットがある。
次に、第２実施形態におけるＲＦＩＤタグ１の製造工程については、第１実施形態の場合と基本的な流れは共通している。第２実施形態では、ＦＰＣ１５への導体パターンの形成方法と、ＦＰＣ１５の磁性コア材１４への巻き付け方法を、図９及び図１０の構成に対応させる必要がある。それ以外の点では、線状導体パターン１６の切除による粗調整、コンデンサ１９の容量の調整などに関して第１実施形態と同様の方法を適用することができる。
【産業上の利用可能性】  以上の説明で明らかなように、本発明によれば、ＦＰＣを利用してＲＦＩＤタグにコイル状アンテナを構成したので、効率的に製造可能なＲＦＩＤタグを提供するとともに、ＲＦＩＤタグの効率的な製造方法を提供することができる。
また、ＦＰＣに遮蔽導体パターンを形成して周波数特性の変動に対する対策を施したので、コスト増加とサイズの大型化を招くことなく良好な周波数特性を保持し得るＲＦＩＤタグを提供することができる。
【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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【国際調査報告】
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