无线通信设备以及安装该无线通信设备的物品的制作方法

文档序号:14557227阅读:313来源:国知局
无线通信设备以及安装该无线通信设备的物品的制作方法

本发明涉及一种以RFID(Radio Frequency IDentifier:射频识别)标签为代表的无线通信设备,特别涉及一种无线通信设备,其具有天线元件,该天线元件具备:2个连接部,其分别连接至设置在RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit:射频集成电路)元件上的2个输入输出端子;以及两端开放型的线状天线部,其作为放射体发挥功能。本发明还涉及一种安装了这种无线通信设备的物品。



背景技术:

近年来,作为物品的信息管理系统,RFID系统得到实用化,该系统是通过利用电磁场的非接触方式,使产生感应磁场的读写装置和随附在物品上的RFID标签进行通信,传达规定的信息。该RFID标签具备:RFIC元件,其存储规定的信息,并处理规定的无线信号;以及天线元件,其进行高频信号的收发,该RFID标签粘贴在作为管理对象的各种物品(或者其包装材料)上使用。

作为RFID系统,通常为利用13MHz频带的HF频带RFID系统或利用900MHz频带的UHF频带RFID系统。特别是,由于UHF频带RFID系统的通信距离相对更长,可以一次读取多个标签,因此有望作为物品管理系统使用。

近年来,RFID系统还被研究用于例如洗涤服务。洗涤服务主要提供给酒店、医疗、护理、食品等需要卫生/环境管理的行业,对象物为制服等衣物、毛巾床单等亚麻布类、制造工厂中无尘室等内使用的鞋子。这种洗涤服务业者为了在洗涤作业工序中对洗涤对象物进行管理,通过读写装置,从安装在对象物上的RFID标签读取必要的信息,进行回收、洗涤、高温杀菌处理、交货、废弃等管理。

洗涤服务业者将具备RFIC元件和天线元件的RFID标签以布标签覆盖,通过将该布标签进行热压接或缝制,设置在洗涤对象物上。然而,洗涤工序中伴随着对对象物激烈的揉搓,对RFID标签反复施加应力后,存在天线元件和RFIC元件的连接部等容易破损的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2010-176451号公报

专利文献2:日本专利特开2013-47880号公报

专利文献3:日本专利特开2005-130354号公报

专利文献4:日本专利特开2009-3829号公报



技术实现要素:

发明拟解决的问题

为此,有时会采用使用树脂对RFIC元件和天线元件中的连接部进行模压的方法(参考专利文献1)或者使用树脂对RFIC元件以及天线元件的整体进行模压的方法(参考专利文献2)。

然而,在这些构造中,由于天线元件是将固定粘接于软性基材片或支承膜上的金属箔以规定形状形成图案得到,即固定粘接有不同种类的材料层,因此各材料的柔软性和热膨胀率等的不同使得洗涤作业工序中应力集中在该界面,有时会造成图案从基材上剥离,甚至图案断线的情况。另外,有支承膜时,有时会阻碍对象物干燥性,或阻碍药剂的渗透性。再者,由于模压树脂会使标签的厚度有变厚的趋势,因此如对象物为衣物,会有影响该衣物的穿着感的趋势。

另一方面,众所周知,还有使用具有柔软性或形状保持性的金属细线的RFID标签(参考专利文献3以及4)。像这样,将具有柔软性或形状保持性的金属细线作为天线元件使用时,就不一定需要基材片或支承膜。但是,使用金属细线形成天线元件时,在洗涤作业工序中应力集中在RFIC元件和天线元件的连接部,有时会导致天线元件在该部分断线或RFIC元件从天线元件脱落等连接不良。

因此,本发明的主要目的是提供一种无线通信设备以及安装该无线通信设备的物品,该无线通信设备能降低RFIC元件和天线元件之间产生连接不良的危险,并且构造简单、可靠性高。

解决课题的技术方案

第1发明提供一种无线通信设备,具有:RFIC元件,其具有2个输入输出端子;天线元件,其具备与RFIC元件的2个输入输出端子分别连接的2个连接部以及作为放射体发挥功能的两端开放型的线状天线部,其特征在于,天线元件由具有弹性的材料构成,天线元件上形成有包含2个连接部的环状部,环状部中至少与连结2个连接部的直线大致平行延伸的部分的线宽比线状天线部的线宽粗。

优选环状部的全周线宽比线状天线部的线宽粗。

优选线状天线部中,开放端部分的线宽比其他部分的线宽粗。

优选线状天线部具有从环状部向外延伸的弯曲图案。

优选至少线状天线部的表面为整体露出的露出面。

优选天线元件通过对具有弹性的金属板材进行冲压加工而得到。

进而优选金属板材为不锈钢材料。

优选RFIC元件构成为RFIC封装,其具有RFIC芯片和匹配电路,该匹配电路连接于RFIC芯片,包含具有相当于通信频率的谐振频率的谐振电路。

优选构成为RFID标签,其安装在洗涤对象物上。

进而优选为,不通过树脂基材安装在洗涤对象物上。

第2发明提供一种无线通信设备,具有:RFIC元件,其具有2个输入输出端子;天线元件,其具备与RFIC元件的2个输入输出端子分别连接的2个连接部以及作为放射体发挥功能的两端开放型的线状天线部,其特征在于,天线元件由具有形状弹性的材料一体成形,不具有粘接于天线元件的支承膜,线状天线部具有从2个连接部分别向外延伸的弯曲图案。

第1发明和第2发明所述的物品为安装有上述无线通信设备的物品。

发明效果

根据第1发明,天线元件由具有弹性的材料所构成。此外,天线元件上形成有包含分别与RFIC元件的2个输入输出端子连接的2个连接部的环状部,该环状部中至少与连结2个连接部的直线平行延伸的部分的线宽比线状天线部的线宽粗。

像这样,通过只将特定位置加粗,就能够降低由于应力(主要是扭转)导致天线元件断线或RFIC元件脱落等连接不良的危险,而不会严重阻碍无线通信设备的电气特性或引起大型化,能够实现高可靠性的无线通信设备。

根据第2发明,天线元件由具有形状弹性的材料一体成形,且没有粘接在天线元件上的支承膜。另外,线状天线部具有从2个连接部分别向外延伸的弯曲图案。因此,天线元件随拉伸应力或扭转应力而灵活变形,能够降低RFIC元件的脱落和天线元件的断线等连接不良的危险。

本发明的上述目的、其他目的、特征及优点,可参照附图,通过以下实施例的详细说明进一步明确。

附图说明

图1是表示从正上方观察第1发明以及第2发明实施方式的RFID标签的状态的俯视图。

图2是表示第1发明以及第2发明实施方式的RFID标签具有形状弹性或形状保持性的照片。

图3(A)是表示从正上方观察形成第1发明以及第2发明实施方式的RFID标签的天线元件的状态的俯视图,(B)是表示(A)所示天线元件主要部分的俯视图。

图4是表示通过贴片将第1发明以及第2发明实施方式的RFID标签安装在洗涤对象物的图解图。

图5是表示从正上方观察与第1发明的结构不同的RFID标签的状态的俯视图。

图6是表示从斜上方观察本实施例的RFID标签的状态的立体图。

图7(A)是表示从正上方观察本实施例的RFID标签的状态的俯视图,(B)是表示(A)所示RFID标签的A-A剖面的剖面图。

图8是表示形成本实施例的RFID标签的RFIC元件的构造之一例的图解图。

图9是表示图8所示RFIC元件的等效电路的电路图。

图10(A)是表示本实施例的RFID标签的制造工序的一部分的图解图,(B)是表示本实施例的RFID标签的制造工序另一部分的图解图,(C)是表示本实施例的RFID标签的制造工序又一部分的图解图。

图11是表示利用贴片将本实施例的RFID标签安装在品牌标签上的状态的图解图。

图12是表示缝制了图11所示品牌标签的衬衫主要部分的图解图。

图13是表示利用贴片将本实施例的RFID标签安装在布上的状态的图解图。

图14是表示将本实施例的RFID标签安装在礼服衬衫的衣领上的状态的图解图。

图15是表示形成本实施例的RFID标签的RFIC元件的另一例的立体图。

图16是表示图15所示RFIC元件的构造的一例的图解图。

图17(A)是表示从正上方观察图15所示RFIC元件的状态的俯视图,(B)是表示从正下方观察图15所示RFIC元件的仰视图。

图18(A)是表示从正上方观察构成RFIC元件的多层基板的上位绝缘层的状态的俯视图,(B)是表示从正上方观察构成RFIC元件的多层基板的中位绝缘层的状态的俯视图,(C)是表示从正上方观察构成RFIC元件的多层基板的下位绝缘层的状态的俯视图。

图19是形成本实施例的RFID标签的天线元件的另一例的俯视图。

图20(A)是表示从正上方观察其他实施例的RFID标签的状态的俯视图,(B)是表示(A)所示RFID标签的主要部分剖面(沿轴AX1的剖面)的剖面图。

图21是表示形成其他实施例的RFID标签的天线元件的主要部分的俯视图。

图22是表示天线元件拉伸状态的照片。

图23是表示天线元件扭转状态的照片。

图24是表示天线元件反方向扭转状态的照片。

具体实施方式

[发明内容]

参考图1、图2以及图3(A)~图3(B),第1发明以及第2发明的实施方式的无线通信设备是为了管理制服等衣物、毛巾床单等亚麻布类、制造工厂的无尘室等内使用的鞋,而安装在亚麻布类或鞋(即洗涤对象物)上的RFID标签1,由RFIC元件2以及双极型天线元件3形成。

RFIC元件2之后会详细说明,其构成为具有RFIC芯片和匹配电路的RFIC封装。匹配电路含有谐振电路,其具有相当于通信频率的谐振频率,连接至RFIC芯片。另外,在RFIC元件2下表面设有2个输入输出端子。RFIC芯片、谐振电路、匹配电路、输入输出端子均省略图示。

天线元件3具备:两端开放型的线状天线部ANT1以及ANT2,其通过如不锈钢材料(例如SUS304)的金属板材冲压加工制作而成,作为放射体发挥功能;以及环状部LP0,其设置在线状天线部ANT1和ANT2之间,担负RFIC元件2和线状天线部ANT1以及ANT2的阻抗匹配的作用。线状天线部ANT1以及ANT2分别具有弯曲图案,该图案由相互正交的长边LS以及短边SS描绘,从环状部LP0向外延伸。环状部LP0设有与RFIC元件2连接的连接端子,即连接部CN1以及CN2。该天线元件3中,主要是线宽较细的弯曲状的线状天线部ANT1和ANT2具有弹性。

另外,天线元件3所表现的弹性更具体而言为形状弹性。因此,天线元件3的形状在受到应力时会发生变化,应力解除后恢复原来状态。即,天线元件3针对一定大小之内的应力,还具有形状保持性。另外,描绘弯曲图案的短边SS是从环状部LP0向外延伸的边。

在天线元件3中,至少线状天线部ANT1以及ANT2的表面是整面露出的露出面。换而言之,RFID标签1不具有固定/保持线状天线部ANT1以及ANT2的树脂基材,即PET或PI等通常的支承膜。

本实施方式中,环状部LP0的全周上的线宽比线状天线部ANT1以及ANT2的线宽粗。环状部LP0中与连结连接部CN1和CN2的直线大致垂直的部分LV1~LV2的线宽比弯曲状的天线部ANT1以及ANT2的线宽粗,环状部LP0中与连结连接部CN1和CN2的直线大致平行的部分LH0~LH2的线宽比部分LV1~LV2的线宽粗。

具体而言,部分LV1~LV2的线宽为线状天线部ANT1以及ANT2各个线宽的2~4倍,部分LH0~LH2的线宽为线状天线部ANT1以及ANT2各个线宽的4~6倍。

另外,无论是线状天线部ANT1还是ANT2,开放端部分的线宽都是其他部分线宽的2~6倍。即,在线状天线部ANT1的开放端形成宽幅部WD1,在线状天线部ANT2开放端形成宽幅部WD2。通过加粗开放端部分的线宽,能提高开放端部相对于标签的扭转和弯折的强度。

进而,线状天线部ANT1以及ANT2都通过描绘弯曲图案的长边LS,与环状部LP0连接。同样,到达各个宽幅部WD1以及WD2的也是描绘弯曲图案的长边LS。通过利用长边LS与环状部LP0、宽幅部WD1以及WD2分别连接,能够增大与回路LP0的连接部分或者宽幅部WD1和WD2的基本部分上的线状天线部ANT1和ANT2的弯折强度,线宽较细的弯曲状的线状天线部ANT1以及ANT2能够承受弯折和扭转,在洗涤工序中能够降低线状天线部ANT1或ANT2断线的危险。

在环状部LP0的一端和另一端上,分别形成连接部CN1以及CN2,RFIC元件2以跨连接部CN1以及CN2的方式被安装在天线元件3上。此时,RFIC元件2的2个输入输出端子通过未图示的焊锡等导电性接合材料(材料为Sn-Ag合金等),分别连接至连接部CN1以及CN2。将这样做成的RFID标签1用手举起后,利用天线元件3所具有的形状弹性或形状保持性,RFID标签1如图2所示仅略微弯曲。

参考图4,RFID标签1在配置于洗涤对象物4的可挠性面料部分的状态下,由同样具有可挠性的面料制作的贴片5密封。但是和洗涤对象物4粘合或者缝制的只有贴片5的边缘,在贴片5的边缘的内侧形成空间。RFID标签1在该空间内能够随应力自由伸缩或扭转。

如上所述,通过加宽环状部LP0的线宽,分别在线状天线部ANT1的开放端以及线状天线部ANT2的开放端设置宽幅部WD1以及WD2,利用弯曲图案的长边LS将弯曲图案与环状部LP0、弯曲图案与宽幅部WD1~WD2分别连接,能够降低由于应力(主要是扭转)导致RFIC元件2脱落或天线元件3断线等连接不良的危险,而不会严重影响RFID标签1的电气特性或引起大型化。

即,如图5所示,在环状部以及弯曲部采用整体线宽相同的天线元件3',且线状天线部ANT1'以及ANT2'分别通过弯曲图案的短边与环状部LP0'连接时,在洗涤时,由于扭转应力会施加于标签,因此该应力也会施加在连接部CN1以及CN2上,可能会出现RFIC元件2从天线元件3'的连接部CN1'以及CN2'上脱落,或有时会出现RFIC元件2破损的情况。此外,可能出现线状天线部ANT1'以及ANT2'各自的最外侧部分(用虚线描绘圆形部分)弯折,有时还会断裂的情况。

本实施方式中,由于将环状部LP0以及线状天线部ANT1~ANT2的形状如上述进行了调整,特别是使环状部LP0中与连结2个连接部CN1以及CN2的直线平行延伸的部分的线宽比线状天线部ANT1以及ANT2的线宽粗,换言之更硬,因此扭转应力不易施加于连接部CN1以及CN2,能够降低RFIC元件2脱落或天线元件3断线等连接不良的危险。

另外,线状天线部ANT1和ANT2具有形状弹性,且不具有固定粘接于线状天线部的支承膜,该部分中不存在不同种材料的固定粘接界面,因此洗涤作业工序的应力不易集中在线状天线部ANT1以及ANT2,不易产生线状天线部ANT1或ANT2断线的情况。另外,由于不使用支承天线元件3的支承膜,因此对洗涤对象物的干燥性和药剂渗透性不会造成太大阻碍。另外,由于不一定需要模压树脂的保护,因此不容易因为模压树脂而导致RFID标签1变厚,能实现薄型RFID标签,只要是洗涤对象物为衣物或鞋,便不易影响该衣物或鞋的穿着感。

另外,在与第1发明的关联中,也可追加支承天线元件3的支承膜。在与第2发明的关联中,环状部LP0的线宽也可在全周上保持一致。

[实施例1]

参考图6以及图7(A)~图7(B),作为本实施例的RFID标签10,具有代表性的是对应900MHz频带即UHF频带的通信频率且被安装于洗涤对象物的双极型RFID标签,由天线元件12以及RFIC元件14形成。

作为天线元件12,在具有形状弹性的不锈钢材料表面进行了镍锡电镀处理,其具备作为放射体发挥功能的两端开放型的线状天线部ANT11以及ANT12、和设置在线状天线部ANT11以及ANT12之间的环状部LP1。线状天线部ANT11以及ANT12分别具有弯曲图案,该图案由互相正交的长边和短边所描绘,从环状部LP1向外延伸。在此,描绘弯曲图案的短边是从环状部LP1向外延伸的边。

由于不锈钢材料具有形状弹性,因此天线元件12的形状会在应力作用下变化,应力解除后恢复原来状态。即,天线元件12还具有形状保持性。此外,在天线元件12中,至少线状天线部ANT11以及ANT12的表面是整面露出的露出面。换而言之,RFID标签10不具有固定粘接/保持线状天线部ANT11以及ANT12支承材料。

环状部LP1的线宽是线状天线部ANT11以及ANT12各线宽的大致3倍。另外,无论是线状天线部ANT11还是ANT12,开放端部分的线宽都是其他部分线宽的大致3倍。即,在线状天线部ANT11的开放端形成宽幅部WD11,在线状天线部ANT12开放端形成宽幅部WD12。通过加粗这些部分的线宽,能提高环状部LP1、宽幅部WD11~WD12相对于扭转和弯折的强度。

进而,线状天线部ANT11以及ANT12都通过描绘弯曲图案的长边与环状部LP1连接。同样,到达各个宽幅部WD11以及WD12的也是描绘弯曲图案的长边。由此,与回路LP1连接的连接部分或者宽幅部WD11和WD12的基本部分上的线状天线部ANT11和ANT12的弯折强度增大,能降低线状天线元件ANT11和ANT12断线的危险。

参考图8,RFIC元件14包含处理RFID信号的RFIC芯片14e和安装该RFIC芯片14e的匹配电路基板14c而构成。匹配电路基板14c以LTCC等陶瓷为材料,形成为多层基板状。多层基板中内置有构成供电电路的电感器图案。RFIC芯片14e内置存储器电路和信号处理电路,且由环氧树脂制的密封层14d密封。

在匹配电路基板14c的上表面形成输入输出端子14f以及14g。另外,在RFIC芯片14e下表面形成输入输出端子14h以及14i。输入输出端子14f以及14g分别利用未图示的导电性接合材料(材料为Ag等),连接至输入输出端子14h以及14i。输入输出端子14f以及14g经由设置在匹配电路基板14c上的匹配电路14j(参考图9),分别连接至设置在RFIC元件14的下表面的输入输出端子14a以及14b。

像这样构成的RFIC元件14的等效电路如图9所示。电感器L1的一端和电感器L2的一端分别连接至输入输出端子14f以及14g。电感器L1的另一端连接至电感器L3的一端,电感器L2的另一端连接至电感器L4的一端。电感器L3的另一端连接至电感器L4的另一端。输入输出端子14a连接至电感器L1以及L3的连接点,输入输出端子14b连接至电感器L2以及L4的连接点。

由该等效电路可知,电感器L1~L4以磁场同相的方式卷绕并互相串联连接。即,电感器L1以及L3磁性且电容性耦合,电感器L2以及L4也磁性且电容性耦合。匹配电路14j的阻抗匹配的特性根据电感器L1~L4的数值而定。

安装RFIC元件的基板可以是环氧树脂等刚性树脂基板或PI等软性树脂基板,但如上所述,优选陶瓷基板。即,通过使RFIC元件为陶瓷封装品,能提高RFIC元件的耐热性和牢固性,即使在洗涤过程中被弯曲或扭转,也能确保RFID标签的可靠性。

回到图7(A)以及图7(B),环状部LP1的一端以及另一端上,分别形成连接部CN11以及CN12。RFIC元件14以跨连接部CN11以及CN12的方式安装于天线元件12。此时,RFIC元件14的2个输入输出端子14a以及14b通过未图示的导电性接合材料(材料为Ag等),分别连接至连接部CN11以及CN12。其结果,设置在匹配电路14j的电感器L1~L4与环状部LP1共同构成谐振电路。该谐振电路在通信频率即UHF频带上谐振。

接着参考图10(A)~图10(C)说明RFID标签10的制造方法。首先准备金属板材16,通过冲压加工制作金属板材16。冲压加工后残留的板材,由2个天线元件12、12、1个框架18、从各天线元件12的开放端通至框架18的横档20、20构成。另外,在天线元件12和横档20的边界处,形成切断用的沟槽。接着,RFIC元件14被安装在各天线元件12上,在沟槽部分,天线元件12被切断。结果,由1个金属板材16能得到2个RFID标签10、10。

洗涤服务主要提供给酒店、医疗、护理、食品等需要卫生/环境管理的行业。另外,作为洗涤对象物,设想有制服等衣物、毛巾床单等亚麻布类、制造工厂中无尘室等内使用的鞋子。为了在洗涤作业工序中管理洗涤对象物,RFID标签10被安装在该洗涤对象物上。标签信息通过读写装置读取,被用于洗涤对象物的回收、洗涤、高温杀菌处理、交货、废弃等管理中。为了进行这样的管理,RFID标签10按照以下要领安装在洗涤对象物上(这里将衣物设想为洗涤对象物)。

[使用例1]

参考图11,RFID标签10在配置于布制的品牌标签22a的状态下,利用布制的贴片24a密封。此时,贴片24a通过缝制被缝在布制的品牌标签22a上(缝线用包围RFID标签10的点划线表示),或者通过对贴片24a的边缘部进行热压接而粘贴在品牌标签22a上。结果,在贴片24a的边缘部的内侧形成空间。RFID标签10被封在该空间内,能够随应力自由伸缩或扭动。

像这样密封了RFID标签10的品牌标签22a按照图12所示要领安装在作为1种衣物的衬衫SH1的颈部。即,品牌标签22a通过缝制被缝在衬衫SH1上(缝线用在品牌标签22a的左端及右端沿上下方向延伸的点划线表示)。在缝好的状态下,RFIC元件14向衬衫SH1的后方突出。

[使用例2]

参考图13,RFID标签10在配置于形成衣物任意部位的布22b的状态下,利用布制的贴片24b密封。此时,贴片24b通过热压接粘贴在布22b上(热压接部分用描绘在贴片24b的边缘部的阴影表示),或者通过对贴片24的边缘部进行缝制而缝在布22b上。结果,在贴片24b的边缘部的内侧形成空间。RFID标签10被封在该空间内,能够随应力自由伸缩或扭动。

[使用例3]

参考图14,RFID标签10也可以嵌入设于礼服衬衫DS1的领子CL1的前端。更具体而言,领子CL1由2片重叠的布形成,RFID标签10嵌入该2片布之间。在嵌入的RFID标签10的周围间隔一定宽度缝有缝线(缝线用围绕RFID标签10的点划线表示。)这样,RFID标签10被封入衣领CL1的前端。

另外,在礼服等衣物中,袖口也由2片重叠的布形成。因此,RFID标签10也可嵌入至袖口的2片布之间。RFID标签10也可以按照上述要领,安装在酒店或医院中使用的毛巾床单等亚麻布类或者制造工厂的无尘室中使用的鞋子上。

由上述说明可知,RFIC元件14具有输入输出端子14a以及14b。天线元件12由具有弹性的材料构成,具有:连接部CN11以及CN12,分别连接输入输出端子14a以及14b;环状部LP1,其含有连接部CN11以及CN12;以及两端开放型的线状天线部ANT11以及ANT12,其作为放射体发挥功能。环状部LP1的线宽比线状天线部ANT11以及ANT12的天线部分各自的线宽粗。

像这样,通过只将特定位置加粗,就能够降低由于应力(主要是扭转)导致天线元件12断线或RFIC元件14脱落等连接不良的危险,而不会严重阻碍RFID10的电气特性或引起大型化。

[RFIC元件的变形例]

本实施例中,是将图8中所示构造的RFIC元件14安装在天线元件12上。然而,也可将图15、图16、图17(A)~图17(B)以及图18(A)~图18(C)所示构造的RFIC元件26取代RFIC元件14,安装在天线元件12上。

参考图15,RFIC元件26也是对应UHF频带通信频率的RFIC元件,具有主面形成为长方形的多层基板28。多层基板28将层叠了聚酰亚胺或液晶聚合物等可挠性树脂绝缘层的层叠体作为胚体,多层基板28自身也具有可挠性。由这些材料构成的绝缘层28a~28c(参考图18)的介电常数比以LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics:低温共烧陶瓷)为代表的陶瓷基材层的介电常数小。

另外,在此,以多层基板28的长度方向为X轴,以多层基板28的宽度方向为Y轴,以多层基板28的厚度方向为Z轴。

再参考图16、图17(A)、图17(B),多层基板28中内置RFIC芯片32以及匹配电路34,多层基板28的一方主面上形成输入输出端子30a以及30b。

具体而言,RFIC芯片32具有在硬质半导体基板中内置各种元件的构造,其一方主面和另一方主面形成为正方形,所述硬质半导体基板以硅等半导体为材料。另外,在RFIC芯片32的另一方主面上形成输入输出端子32a以及32b(详细内容后述)。在多层基板28的内部,RFIC芯片32的正方形的各边沿X轴或Y轴延伸,且一方主面以及另一方主面以分别朝向Z轴方向的正侧以及负侧的姿态,分别位于X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的中央位置。

另外,匹配电路34的一部分(后述的线圈部CIL1、CIL3、层间连接导体38a)配置于X轴方向的负侧位置且在Z轴方向的中央位置,匹配电路34的另一部分(后述的线圈部CIL2、CIL4、层间连接导体38b)配置于X轴方向的正侧位置且在Z轴方向的中央位置。

即,分别从Z轴方向以及Y轴方向观察多层基板28时,RFIC芯片32配置在线圈部CIL1以及CIL2之间,且配置在线圈部CIL3以及CIL4间。

输入输出端子30a被配置于X轴方向的负侧位置,输入输出端子30b被配置于X轴方向的正侧位置。输入输出端子30a以及30b均以可挠性的铜箔作为材料形成短条状,各个主面的尺寸互相一致。短条的短边沿X轴延伸,短条的长边沿Y轴延伸。

因此,从Z轴方向俯视观察多层基板28时,RFIC芯片32被匹配电路34的一部分和匹配电路34另一部分夹住。另外,从X轴方向观察多层基板28时,RFIC芯片32与匹配电路34重叠。进而,从Z轴方向俯视观察多层基板28时,匹配电路34与输入输出端子30a以及30b分别有部分重叠。

另外,因为构成多层基板28的绝缘层28a~28c(参考图18)分别只有10~100μm厚,十分薄,因此内置于多层基板28的RFIC芯片32以及匹配电路34能从外侧透过看见。因此,能够容易确认RFIC芯片32和匹配电路34的连接状态(有无断线)。

参考图18(A)~图18(C),多层基板28由层叠的3个片状绝缘层28a~28c形成。其中,绝缘层28a构成上位层,绝缘层28b构成中位层,绝缘层28c构成下位层。

在绝缘层28a的一方主面上形成输入输出端子30a以及30b。如上所述,输入输出端子30a被配置于X轴方向的负侧,输入输出端子30b被配置于X轴方向的正侧。

在绝缘层28b的一方主面的中央位置,形成到达另一方主面的矩形的贯通孔HL1。在这里,贯通孔HL1的尺寸与RFIC芯片32的尺寸一致。另外,在绝缘层28b的一方主面内贯通孔HL1的周边,以可挠性的铜箔为材料,形成带状延伸的线圈导体40的一部分。另外,线圈导体40的一部分通过连接部CNT1将线圈部CIL3以及CIL4相互连接而成。

线圈部CIL3的一端在俯视观察时,被配置于与输入输出端子30a重叠的位置,通过沿Z轴方向延伸的层间连接导体36a与输入输出端子30a连接。另外,线圈部CIL4的一端在俯视观察时,被配置于与输入输出端子30b重叠的位置,通过沿Z轴方向延伸的层间连接导体36b与输入输出端子30b连接。另外,层间连接导体36a、36b以及后述的层间连接导体38a、38b是以Sn为主要成分的硬质金属块。

以线圈部CIL3的一端为始端时,线圈部CIL3使一端的周围沿逆时针方向旋转2周,延伸到Y轴方向上负侧的端部附近,之后延伸至X轴方向的正侧。延伸的线圈部CIL3到达连接部CNT1的一端,该连接部CNT1使Y轴方向上负侧的位置沿X轴延伸。

另外,使线圈部CIL4的一端为始端时,线圈部CIL4使一端的周围沿顺时针方向旋转2周,延伸到Y轴方向上负侧的端部附近,之后延伸至X轴方向的负侧。延伸的线圈部CIL4到达连接部CNT1的另一端。

绝缘层28c的一方主面形成线圈导体40的另一部分,即线圈部CIL1以及CIL2。俯视观察绝缘层28b以及28c时,线圈部CIL1的一端被配置于线圈部CIL3一端的Y轴方向稍稍负侧的位置,线圈部CIL1的另一端被配置于与由贯通孔HL1描绘的矩形的四角中在X轴方向的负侧且在Y轴方向的正侧的角重叠的位置。

另外,线圈部CIL2的一端被配置于线圈部CIL4一端的Y轴方向稍稍负侧的位置,线圈部CIL2的另一端被配置于与由贯通孔HL1描绘的矩形的四角中在X轴方向的正侧且在Y轴方向的正侧的角重叠的位置。另外,俯视观察绝缘层28c时,线圈部CIL1的另一端和线圈部CIL2的另一端均构成矩形。

以线圈部CIL1的一端为始端时,线圈部CIL1使一端的周围沿顺时针方向旋转2.5周,之后向Y轴方向的负侧弯曲,到达另一端。同样,以线圈部CIL2的一端为始端时,线圈部CIL2使一端的周围沿逆时针方向旋转2.5周,之后向Y轴方向的负侧弯曲,到达另一端。进而,线圈部CIL1的一端通过沿Z轴方向延伸的层间连接导体38a与线圈部CIL3的一端连接,线圈部CIL2的一端通过沿Z轴方向延伸的层间连接导体38b与线圈部CIL4的一端连接。

俯视观察绝缘层28b以及28c时,线圈部CIL1与线圈部CIL3重叠,线圈部CIL2也与线圈部CIL4重叠。匹配电路34由像这样配置的线圈部CIL1~CIL4和层间连接导体38a以及38b形成。

绝缘层28c的一方主面上还形成以可挠性的铜箔作为材料的矩形的虚设导体42a以及42b。俯视观察绝缘层28b以及28c时,虚设导体42a以及42b与贯通孔HL1所描绘的矩形的四角中在Y轴方向的负侧上沿X轴方向排列的2个角重叠配置。

RFIC标签32安装于绝缘层28c,其另一方主面的四角与线圈部CIL1的另一端、线圈部CIL2的另一端、虚设导体42a、42b分别相对。输入输出端子32a以俯视观察时与线圈部CIL1的另一端重叠的方式,配置于RFIC芯片32的另一方主面。同样,输入输出端子32b以俯视观察时与线圈部CIL2的另一端重叠的方式,配置于RFIC芯片32的另一方主面。结果,RFIC芯片32通过输入输出端子32a与线圈部CIL1的另一端连接,通过输入输出端子32b与线圈部CIL2的另一端连接。

像这样构成的RFIC元件26的等效电路与图9所示等效电路相同。此时,线圈部CIL1对应电感L1,线圈部CIL2对应电感L2,线圈部CIL3对应电感L3,线圈部CIL4对应电感L4。

由于这样构成的RFIC元件26具有可挠性,因此能降低RFIC元件26从天线元件12脱落和RFIC元件26的破损等的危险。

[天线元件的变形例]

另外,上述的实施例中,采用图7(A)以及图7(B)中所示形状的天线元件12。但是,也可采用图19中所示的天线元件12'取而代之。另外,天线元件12'除环状部LP1'的形状与环状部LP1有细微不同之外,其他与天线元件12相同。

[实施例2]

参考图20(A)~图20(B),该实施例的RFID标签10”中采用天线元件12”取代天线元件12。另外,天线元件12”除环状部LP1”的形状与环状部LP1不同之外,其他与天线元件12相同。因此,以下将尽量省略环状部LP1”的形状以外的说明。

环状部LP1”的形状设为如下形状:设想在线状天线部ANT11、ANT12所形成的弯曲图案的长边的中央位置沿该弯曲图案的短边延伸的轴AX1,当天线元件12”沿该轴AX1的旋转方向扭转时,相对于该扭转的应力不易传输到RFIC元件14。

参考图21进行详细说明,即,环状部LP1”由沿弯曲图案的长边延伸的2个部分LN1~LN2和沿弯曲图案的短边延伸的3个部分LN3~LN5形成。

更具体而言,部分LN1以及LN2分别仅略长于弯曲图案的长边的1/2。部分LN1配置在环状部LP1”中心的线状天线部ANT11侧,部分LN2配置在环状部LP1”中心的线状天线部ANT12侧。线状天线部ANT11通过弯曲图案的短边与部分LN1的一端连接,线状天线部ANT12也通过弯曲图案的短边与部分LN2的一端连接。

部分LN1的一端经由部分LN3,与部分LN2的一端连接。另外,部分LN4以部分LN1的另一端为基点延伸至线状天线部ANT12侧,部分LN5以LN2的另一端为基点延伸至线状天线部ANT11侧。部分LN4以及LN5各自的前端为开放端,部分LN4以及LN5分别作为连接部CN11”以及CN12”发挥功能。

回到图20(A)~图20(B),RFIC元件14以跨连接部CN11”以及CN12”的方式安装于环状部LP1”。由于部分LN1、LN2的长度约为弯曲图案的长边的1/2,因此RFIC14在俯视观察时被配置于与轴AX1重叠的位置。

再次参考图21,线状天线部ANT11的线宽与线状天线部ANT12的线宽一致,部分LN1、LN2的线宽均与线状天线部ANT11、ANT12的线宽一致。在此基础上,部分LN3的线宽为部分LN1、LN2的线宽的约3倍,部分LN4、LN5的线宽为部分LN1、LN2的线宽的约4倍。

即,环状部LP1”中部分LN3(与连结连接部CN11”以及CN12”的直线平行延伸的部分)的线宽比线状天线部ANT11、ANT12的线宽粗,进而比部分LN1、LN2的线宽粗。由此,即使天线元件12向轴AX1的旋转方向扭转,由于该扭转引起的应力不会充分传输到连接部CN11”、CN12”和RFIC元件14的接合部分,环状部LP1”和RFIC元件14连接的可靠性得以提升。

另外,因线状天线部ANT11以及ANT12分别与部分LN1的一端以及部分LN2的一端连接,因此将天线元件12沿轴AX1的长度方向拉伸时,拉伸应力重点施加在部分LN1、LN2的一端以及LN3上。由此,RFIC元件14与从部分LN1的另一端以及部分LN2的另一端分别延伸的部分LN4以及LN5连接。因此,能减轻因拉伸应力而造成的RFIC元件14从天线元件12上脱落的危险。

另外,上述实施方式以及实施例中,天线元件3、3'、12、12'以及12”均由具有形状弹性的材料一体成形,整面露出,而没有PET或PI等通常的支承膜(树脂基材)的支承。另外,线状天线部ANT1、ANT2、ANT1'、ANT2'、ANT11、ANT12具有弯曲图案,该弯曲图案从环状部LP0、LP0'、LP1、LP1'、LP1”向外延伸。

由于不具备支承膜,且采用弯曲图案,天线元件3、3'、12、12'、12”受到图22所示的拉伸应力或图23、图24所示的扭转应力时会灵活变形。由于能够跟随长度方向上的拉伸或扭转而变形,因此可以降低RFIC元件2、14的脱落和天线元件3、3'、12、12'、12”的断线等连接不良的危险。

另外,如果通过支承膜支承天线元件3、3'、12、12'、12”,则清洗时药剂不易进入与支承膜接触的面,天线元件3、3'、12、12'、12”内可能会出现污渍或药剂残留。对此,由于上述实施例中不具备支承膜,因此能够排除这类危险。

另外,上述实施例中,为管理制服等衣物、毛巾床单等亚麻布类、制造工厂中无尘室等内使用的鞋子,RFID标签10被安装于衣物、亚麻布类以及鞋子等洗涤对象物上。但是RFID标签10也可安装在医疗用纱布或纸尿布等物品上,以防止手术中的使用遗留。即,也可作为安装在可挠性面料上的标签使用。

符号说明

1、10、10”…RFID标签

3、12、12'、12”…天线元件

CN1、CN2、CN11、CN12、CN11”、CN12”…连接部

ANT1、ANT2、ANT11、ANT12…线状天线部

LP0、LP1、LP1'、LP1”…环状部

2、14…RFIC元件

14a、14b…输入输出端子

14e…RFIC芯片

14j…匹配电路

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