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TW202139066A - Rfid標籤 - Google Patents

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TW202139066A
TW202139066A TW109140256A TW109140256A TW202139066A TW 202139066 A TW202139066 A TW 202139066A TW 109140256 A TW109140256 A TW 109140256A TW 109140256 A TW109140256 A TW 109140256A TW 202139066 A TW202139066 A TW 202139066A
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近藤亮太
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松野下大治
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日商日本包裝系統股份有限公司
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Abstract

RFID標籤具備:嵌置部,其具有記錄有識別資訊之IC晶片、連接於IC晶片之環路導體、及連接於環路導體之天線部;磁性片材,其層疊在嵌置部的貼附對象物側;及,間隔層,其配置在磁性片材與貼附對象物之間。

Description

RFID標籤
本揭示關於RFID標籤。
為了物流管理或商品管理,貼附對象物所貼附的RFID(Radio Frequency Identification)標籤已經普及。RFID標籤具備IC晶片和電性連接於IC晶片上的天線。RFID標籤亦稱為無線標籤、IC標籤、RF-ID標籤、RF標籤。
在這樣的RFID標籤所貼附的貼附對象物是金屬製的情況下,由於無法藉由標籤內的天線進行通訊,所以識別資訊的讀出發生故障。推測這是由於在金屬位於RFID標籤的周邊的情況下,從用於發送及接收資料的讀寫器送到RFID標籤的電磁波在金屬部作為過電流而損失,所以無法有效取得用於從IC晶片將資料再次回傳到天線的能量。
作為解決這樣的問題的手段,已知磁性片材的使用是有效的。藉由在RFID標籤與作為貼附對象物的金屬之間夾入磁性片材,能夠讓天線所接受的電磁波在磁性片材內部進行循環,而有效地傳輸供給到IC晶片的能量(例如參照非專利文獻1)。 [先前技術文獻] (非專利文獻)
非專利文獻1:深瀨美紀子,武本聰,「UHF頻帶金屬對應RFID標籤用磁性片材的開發」,電性製鋼,第82卷1號,p.23~30,2011年。
[發明所欲解決的問題] 然而,相較於HF頻帶(13.56MHz,電磁感應方式),RFID標籤的通訊所使用的頻率帶對於可以長距離通訊和一起讀取複數個對象物的UHF頻帶(電波方式)的需求較高。然而,在習知的RFID標籤與金屬之間夾入磁性片材的結構中,若磁性片材較薄時可能無法利用UHF頻帶進行通訊。
本揭示的目的在於提供一種能夠向上提升通訊性能的RFID標籤。 [解決問題的技術手段]
為了解決上述問題,本發明的一個態樣的RFID標籤,其要貼附在貼附對象物上,並具備:嵌置部,其具有記錄有識別資訊之IC晶片、連接於前述IC晶片之環路導體、及連接於前述環路導體之天線部;磁性片材,其層疊在前述嵌置部的前述貼附對象物側;及,間隔層,其配置在前述磁性片材與前述貼附對象物之間。 [發明的效果]
藉由本揭示,能夠提供一種向上提升通訊性能的RFID標籤。
以下,參照隨附圖式來說明實施形態。為了方便對於說明的理解,針對各圖式中的相同構成元件儘可能附加相同的符號,而省略重複的說明。
另外,在以下的說明中,X方向、Y方向、Z方向是互相垂直的方向。X方向是下述的天線部30的第一元件1與第二元件2的延伸方向。Y方向是下述的天線部30的第一元件1與第二元件2的排列方向。Z方向是RFID標籤100的嵌置部101與磁性片材102的層疊方向。又,在以下為了便於說明,Z正方向側表現為上側,而Z負方向側表現為下側。
第1圖是實施形態的RFID標籤的層疊剖面圖。RFID標籤100是貼附在貼附對象物200上的大致平面狀的裝置。如第1圖所示,RFID標籤具備嵌置部101、磁性片材102、及間隔層103。貼附對象物200是例如金屬。金屬除了鐵、鋁、銅等的金屬之外,亦包含鐵合金、鋁合金、銅合金等的金屬合金。
嵌置部101是包含關於RFID標籤100的功能的元件的部分,並且具有用於記錄識別資訊的IC晶片10、連接於IC晶片10之環路導體20、及連接於環路導體20之天線部30(參照第2圖)。嵌置部101形成將鋁片材利用乾式疊層貼附至例如PET膜上的天線部30,並且將IC晶片10實際裝設到規定位置。
磁性片材102是含有磁性材料的片材,並且層疊在嵌置部101的貼附對象物200側。將例如不銹系合金等的磁性粉末平均且定向分散至橡膠材和樹脂等而加以揉合來形成磁性片材102。
間隔層103是用於將嵌置部101及磁性片材102配置成與貼附對象物200僅分離此厚度的狀態的元件。間隔層103層疊在磁性片材102的貼附對象物200側,並且配置在磁性片材102與貼附對象物200之間。間隔層103較佳形成為例如厚紙和合成樹脂等的纖維所形成的織布和不織布、陶瓷玻璃等的無機材料的片材等的絕緣體。又,間隔層103較佳為由可以對應外力而與嵌置部101及磁性片材102一起任意地變形的材料來形成,藉此在貼附對象物200的貼附面彎曲的情況下,能夠易於貼附RFID標籤100的向上提升適用性的構造,厚紙亦為較佳。另外,間隔層103的厚度較佳為300μm~2mm的程度。若厚度小於300μm,則RFID標籤100的可通訊距離過短而導致通訊性能下降,又,若厚度大於2mm,則RFID標籤100相對於貼附對象物200過於突出而導致物品不好使用。
間隔層103可以構造成能夠至少將嵌置部101及磁性片材102與貼附對象物200僅分離一所指定距離,亦可以是第1圖所示的片材狀的部材以外的構成。例如可以構成為設置從磁性片材102朝向貼附對象物200延伸的複數個腳部,並且設置磁性片材102與貼附對象物200之間的空氣層。
如此一來,實施形態的RFID標籤100具備:嵌置部101,其具有記錄有識別資訊之IC晶片10、連接於IC晶片10之環路導體20、及連接於環路導體20之天線部30;磁性片材102,其層疊在嵌置部101的貼附對象物200側;及,間隔層103,其配置在磁性片材102與貼附對象物200之間。
藉由此構成,在具有通訊功能的嵌置部101與貼附對象物200之間插入磁性片材102與間隔層103,藉由磁性片材102,能夠讓天線所接收的電磁波在磁性片材102內部進行循環,而有效地傳輸供給到嵌置部101的IC晶片10的能量。再者,藉由間隔層103,能夠將嵌置部101配置成與貼附對象物200分離,而能夠抑制貼附對象物200對於通訊的影響。此結果為,能夠向上提升RFID標籤100的通訊性能。
又,若貼附對象物200是金屬製,則由於習知的RFID標籤無法利用標籤內的天線進行通訊,所以識別資訊的讀出發生故障。相對於此,本實施形態的RFID標籤100能夠藉由上面所述的間隔層103的設置來抑制貼附對象物200對於通訊的影響,而可以不管貼附對象物200的種類來進行通訊。並且,在貼附對象物200是金屬製時,向上提升通訊性能的效果變得特別明顯。
第2圖是第1圖中的RFID標籤100的平面圖,並且是示出從嵌置部101的上方來看的天線部30的圖案的一個實例的圖。RFID標籤100的嵌置部101具備:帶狀片材40;IC晶片10;環路導體20;以及天線部30。
片材40是將例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等合成樹脂製薄膜層疊複數片而形成為帶狀之薄膜。IC晶片10、環路導體20及天線部30配置為夾持在例如所層疊之複數個合成樹脂製薄膜之間。
IC晶片10具有內部電容,藉由天線部30具有之電感與IC晶片10的內部電容,構成匹配電路。
環路導體20是一種導電性配線圖案,其沿Z軸方向俯視觀察片材40之形狀為1匝以下的環路狀(環狀)。
環路導體20與IC晶片10及天線部30電性連接。當利用讀取器讀取IC晶片10中記錄之識別資訊時,天線部30接收UHF頻帶的電波,例如920MHz附近的電波後,藉由共振作用電流流動於環路導體20。藉此,產生運行IC晶片10之電動勢。IC晶片10運行後,IC晶片10中記錄之識別資訊藉由IC晶片10編碼化,編碼化後的資料將920MHz附近的電波作為載波,無線傳輸至讀取器等通訊裝置。接收到該信號之讀取器解碼信號並傳送到外部設備。如此一來,本實施例的RFID標籤100是不具有用於保持和發送識別資訊之電源(電池)之被動型電波式的無線標籤。因此,相較於具有電池之主動型無線標籤,由於不具有電池,可相應地實現小型化與低價格化。
天線部30是一種偶極天線,其構成為相對於無線通訊用電波的頻率(例如UHF頻帶的頻率),在與IC晶片10之間表現出共振特性。天線部30具有整體相當於λ/2附近(λ是通訊波長)之電長度。
天線部30具有以下結構,即相對於例如920MHz附近(例如,860MHz至960MHz,更佳為915MHz至935MHz)的頻率的電波,會實現與IC晶片10的阻抗共軛匹配。天線部30具備2個導體部(導體部30A及導體部30B),作為實現與IC晶片10的阻抗共軛匹配之結構。導體部30A及導體部30B是導電性的配線圖案,其連接於環路導體2,且自環路導體20朝彼此分離的方向延伸。導電性的配線圖案可利用以下方法形成:利用銅箔和鋁箔的衝壓加工和蝕刻加工、及利用電鍍而形成之方法、以及利用金屬漿的絲網印刷、金屬絲等以往的方法而形成;但此處是藉由鋁的蝕刻而形成。
導體部30A及導體部30B相對於通過IC晶片10的大致中心之假想線VL,形成為線對稱。假想線VL是平行於XY平面且沿Y軸方向延伸之線。假想線VL亦是將RFID標籤100沿X軸方向的區域大致二等分之線。
導體部30A及導體部30B分別具有相當於λ/4附近(λ是通訊波長)之電長度。天線部30的阻抗匹配的條件為,自負荷側觀察信號源時的阻抗、與自信號源側觀察負荷時的阻抗彼此呈複共軛。因此,如果自負荷側的信號源阻抗Zs為Zs=Rs+jXs,當負荷阻抗Z1為Zl=Rs-jXs時,傳遞最大功率。
另外,導體部30A及導體部30B是相對於假想線VL線呈對稱的形狀,因此,以下說明導體部30A的構造。關於導體部30B的構造,藉由反向讀取導體部30A朝X軸方向的延伸方向,因而省略其說明。
導體部30A具備第一元件1、第二元件2、第三元件3及第四元件4。
第一元件1是自環路壯導體20朝X軸負方向延伸之曲折(蛇行)形狀的導電性配線圖案。第一元件1是曲折元件。
第一元件1的X軸正方向的端部,連接於環路導體20。第一元件1與環路導體20之連接處,是例如環路導體20的Y軸正方向側的周邊部。第一元件1自其與環路導體20之連接處,相對於X軸負方向以特定角度(例如30°至60°)延伸一定距離,自一定距離延伸之處進而朝X軸負方向延伸。另外,第一元件1的形狀並不限定於圖示例,亦可為例如自其與環路導體20之連接處相對於Y軸正方向延伸一定距離,自延伸一定距離之處垂直彎曲並朝X軸負方向延伸之形狀。
第一元件1連接於環路導體20的Y軸正方向側的周邊部,藉此,整個天線部30的X軸方向的寬度變窄,能夠實現縱寬度與橫寬度之比率較小的RFID標籤100。因此,即便在例如X軸方向的高度較小且標籤貼紙較小的小容量的寶特瓶等上貼附該RFID標籤100時,仍可將RFID標籤100配置在不會妨礙寶特瓶的標籤貼紙的商品等顯示之區域。
另外,第一元件1與環路導體20之連接處並不限定於此,亦可為環路導體20的X軸負方向的周邊部。利用此構造,可將第一元件1配置在環路導體20的X軸負方向側的區域。因此,整個天線部30的Y軸方向的寬度變窄,能夠實現細長形狀的RFID標籤100。因此,即便在例如X軸方向的高度較大的大容量的寶特瓶等上貼附該RFID標籤100時,仍可將RFID標籤100配置在不會妨礙寶特瓶的商品等顯示之區域。
第二元件2是例如自環路導體20朝X軸負方向延伸之直線形狀的導電性配線圖案。第二元件2是直線元件。
第二元件2的X軸正方向的端部,連接於第一元件1或環路導體20。
當第二元件2連接於第一元件1時,第二元件2連接於例如第一元件1與環路導體20之連接處附近。第二元件2自該連接處朝X軸負方向延伸一定距離。
當第二元件2連接於環路導體20時,第二元件2連接於例如環路導體20的Y軸正方向側的周邊部。
第二元件2可設置於第一元件1的Y軸負方向側,亦可設置於第一元件1的Y軸正方向側。
如第2圖所示,當在第一元件1的Y軸負方向側設置有第二元件2時,可有效利用環路導體20的X軸負方向側的區域。因此,能夠實現縱寬度與橫寬度之比率較小的RFID標籤100。
另外,第二元件2與第一元件1之間的縫隙(Y軸方向上的分離距離),若設定為例如0.5mm至2.0mm的值,則容易取得天線與IC晶片的阻抗的複共軛,因而較佳。該距離變得過大,則阻抗的實數部變大,難以取得IC晶片的複共軛。第二元件2是主部,第一元件1是副部。
第三元件3是鉤形導電性配線圖案,其自第二元件2的X軸負方向的前端,朝與第二元件2延伸的方向不同的方向延伸。第三元件3是鉤元件。第三元件3可為U字形狀圖案,亦可為L字形狀圖案。
另外,第二元件2與第三元件3亦可以一體地形成為鉤形狀。
如第2圖所示,第三元件3自第二元件2的X軸負方向的前端,朝Y軸負方向延伸一定距離後,沿X軸正方向垂直彎折,並朝向環路導體20延伸一定距離。藉由此形狀,能夠有效利用環路導體20的X軸負方向側的區域。因此,能夠實現縱寬度與橫寬度之比率較小的RFID標籤100。
在第三元件3朝向環路導體20延伸之部分與第二元件之間,形成有縫隙。此縫隙(Y軸方向上的分離距離)設定為例如1.0mm至30.0mm的值。此縫隙中設置有複數個第四元件4。
第四元件4是導電性配線圖案,其自第二元件2朝向第三元件3延伸,與第二元件2及第三元件3共同形成格子形狀的圖案。第四元件4是格子元件。
在本實施形態中,作為一個實例,使用5個第四元件4,但第四元件4的數量為1個以上即可。相鄰的第四元件4的X軸方向的間隔,若設定為例如1.0mm至30.0mm的值,則可通訊的頻段被寬頻帶化,且通訊距離延長,因而較佳。
各元件的電長度如下設定。
例如,第一元件1的長度設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度。此時,第二元件2的長度和第三元件3的長度中至少一者,設定為與λ/4的倍數的電長度不同的電長度。不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
另外,替代第一元件1,第二元件2的電長度亦可設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數。此時,第一元件1的電長度和第三元件3的電長度中至少一者,設定為與使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度不同的電長度。此時的不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
又,替代第一元件1,第二元件2的電長度與L字(倒L字)形狀第三元件3的電長度的合計值,亦可設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數。此時,第一元件1的電長度設定為與使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度不同的電長度。此時的不同的電長度,是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
又,替代第一元件1,第二元件2的電長度、第三元件3的電長度及第四元件4(例如三個4四元件4內的任一個)的電長度的合計電長度,亦可設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數。此時,第一元件1的電長度設定為與使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度不同的電長度。此時的不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
根據本實施形態的RFID標籤100,藉由組合形狀不同的複數個天線元件、或組合電長度不同的複數個元件,可提高天線部30中的電波的接收強度。
另外,本實施形態的RFID標籤100可如下構成。對與RFID標籤100相同的部分附加相同符號並省略其說明,僅敘述不同的部分。
第3圖是示出第1變化例的RFID標籤100-1的結構例的圖。RFID標籤100-1,構成為自第一元件1至第二元件2的Y軸方向上的距離變大。在RFID標籤100-1中,第一元件1與第二元件2之間的縫隙,若設定為例如2.0mm至5.0mm的值,則易於獲取天線與IC晶片的複共軛,因而較佳。若第一元件1與第二元件2之間的縫隙變成5.0mm以上,則天線的電阻變高,通訊距離可能會減少。
根據RFID標籤100-1,可獲得與RFID標籤100同樣的效果。此外根據RFID標籤100-1,例如,當由於製造公差而導致曲折形狀的第一元件1的上下寬度不均勻時,由於第一元件1與第二元件2的縫隙擴大,可抑制第一元件1對第二元件2之接觸。因此,無需第一元件1等的製造公差的管理。又,由於第一元件1與第二元件2的縫隙擴大,各配線圖案的製造變得容易。其結果為,RFID標籤100-1的產量提高,且可降低製造成本。
第4圖是示出第2變化例的RFID標籤100-2的結構例的圖。RFID標籤100-2相較於RFID標籤100,省略第一元件1。各元件的電長度如下設定。
例如,第二元件2的長度設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度。此時,第三元件3的長度設定為與λ/4的倍數的電長度不同的電長度。不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
另外,替代第二元件2,第三元件3的電長度亦可設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數。此時,第二元件2的長度設定為與λ/4的倍數的電長度不同的電長度。不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
又,替代第二元件2,第三元件3的電長度、及第四元件4(例如三個第四元件4之中的任一個)的電長度的合計電長度亦可設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數。此時,第二元件2的電長度設定為與使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度不同的電長度。此時的不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
根據RFID標籤100-2,藉由組合電長度與形狀皆不同的複數個元件,可獲得與RFID標籤100同樣的效果。
又,根據RFID標籤100-2,例如,由於無需第一元件1,因此,不僅無需第一元件1等的製造公差的管理,結構亦得到簡化。其結果為,RFID標籤100-2的產量提高,且可進而降低製造成本。
第5圖是示出第3變化例的RFID標籤100-3的結構例的圖。RFID標籤100-3相較於RFID標籤100-2,第四元件4的數量較少。
根據RFID標籤100-3,藉由組合電長度與形狀皆不同的複數個元件,可獲得與RFID標籤100同樣的效果。
又,根據RFID標籤100-3,例如,可以降低第四元件4的數量,不僅相應地無需製造公差的管理,結構亦得到了簡化。其結果為,RFID標籤100-3的產量提高,且可進而降低製造成本。
第6圖是示出第4變化例的RFID標籤100-4的結構例的圖。RFID標籤100-4相較於RFID標籤100-3,使用第五元件5,替代第三元件3及第四元件4。第二元件2是主部,第五元件5是副部。
第五元件5是一種導體,其以自直線元件亦即第二元件2的中途分支之方式,連接於第二元件2,與第二元件2平行地延伸。第五元件5是分支元件。
第五元件5對於第二元件2之連接點是例如自第二元件2與環路導體20的連接點分離特定距離的位置。若特定距離設定為例如5.0mm至100.0mm的值,則天線的電阻不會過高,因而較佳。
在第二元件2與第五元件5沿環路導體20側相反方向延伸的部分之間,形成有縫隙。此縫隙(Y軸方向上的分離距離)若設定為例如1.0mm至30.0mm的值,則天線的電阻不會過高,因而較佳。另外,此縫隙中,亦可設置前述第四元件4。
各元件的電長度如下設定。
例如,第二元件2的長度設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度。此時,第五元件5的長度設定為與λ/4的倍數的電長度不同的電長度。不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
又,替代第二元件2,第五元件5的電長度亦可設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數。此時,第二元件2的電長度設定為與使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度不同的電長度。此時的不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
根據RFID標籤100-4,藉由組合電長度與形狀皆不同的複數個元件,可獲得與RFID標籤100同樣的效果。
又,根據RFID標籤100-4,可省略第四元件4,不僅相應地無需製造公差的管理,結構得以簡化。其結果為,RFID標籤100-4的產量提高,且可進而降低製造成本。
又,根據RFID標籤100-4,由於是易於調整第五元件5的分支位置之結構,亦即是容易調整自第二元件2拉出第五元件5的位置之結構,因此,可使RFID標籤100-4的設計條件具有自由度。例如,當貼附對象物200是必須極力縮小RFID標籤100-4的表面積之特殊形狀容器時,預期為第一元件2的下側(Y軸負方向側)的區域變窄。此時,極力將第五元件5的分支位置靠近環路導體20後,藉由縮短沿第五元件5的X軸方向延伸之部分的長度,亦可應用於特殊的容器。因此,可應用RFID標籤100-4之容器增加,RFID標籤100-4的生產量可相應地增加,可進而降低RFID標籤100-4的製造單價。
第7圖是示出第5變化例的RFID標籤100-5的結構例的圖。RFID標籤100-5相較於RFID標籤100-4,第五元件5得以省略。RFID標籤100-5具有一種具備第二元件2之簡易的結構,來取代組合有電長度與形狀皆不同的複數個元件而成之結構。
RFID標籤100-5的第二元件2是一種直線形狀導體,其設定為使用頻率的波長的大致1/4的倍數的電長度。
本案發明者確認到由RFID標籤100-5所達成的與讀取器之間的通訊距離,相較於由RFID標籤100至100-4所達成的與讀取器之間的通訊距離,有變短之虞,但是至少可確保實用上的通訊距離(例如1m至7m左右)。另外,即便通訊距離變短時,藉由例如在搬運容器之皮帶輸送機上配置讀取器,可讀取識別資訊,因此可靈活運用於全部商品的庫存管理等。
認為RFID標籤100-5的阻抗特性優秀的理由在於:使天線元件為直線形狀,藉此,相較於僅利用曲折形狀的天線元件之情況,天線元件與液體之間的電性耦合變弱。
以往,為了確保天線部30的無線通訊所需的電長度,大多情況會採用曲折形狀的天線元件、環形天線元件等。但是,若利用這種天線元件後,則與液體的電性耦合增強,阻抗特性顯著紊亂,由此,無法確保所期望的天線性能。因此以往採用以下措施:藉由在天線元件與容器之間設置間隔物,增加自天線元件至液體的距離以降低電性耦合;及,藉由在天線元件與容器之間插入金屬製片材,降低電性耦合等。
根據第5變化例的RFID標籤100-5,無需這種措施,因此,RFID標籤100-5的製造的管理變得容易,且可大幅降低製造RFID標籤100-5所需的材料。因此,能夠實現大幅降低RFID標籤100-5的製造成本。
第8圖是示出第6變化例的RFID標籤100-6的結構例的圖。RFID標籤100-6相較於第3變化例的RFID標籤100-3,第四元件4被省略。
本案發明者確認到由RFID標籤100-6所達成的與讀取器之間的通訊距離,相當於由RFID標籤100-3所達成的與讀取器之間的通訊距離。
根據RFID標籤100-6,例如,可省略第四元件4,不僅相應地無需製造公差的管理,且結構得以簡化。其結果為,RFID標籤100-6的產量提高,且可進而降低製造成本。
第9圖是示出第7變化例的RFID標籤100-7的結構例的圖。RFID標籤100-7相較於RFID標籤100,第三元件3及第四元件4被省略。當第一元件1是主部時,第二元件2成為副部;而當第二元件2是主部時,第一元件1成為副部。
各元件的電長度如下設定。
例如,第一元件1的長度設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度。此時,第二元件2的長度設定為與λ/4的倍數的電長度不同的電長度。不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
另外,替代第一元件1,第二元件2的電長度亦可設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數。此時,第一元件1的電長度設定為與使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度不同的電長度。此時的不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
根據RFID標籤100-7,例如,可省略第三元件3及第四元件4,不僅相應地無需製造公差的管理,且結構得以簡化。其結果為,RFID標籤100-7的產量提高,且可進而降低製造成本。
第10圖是示出第8變化例的RFID標籤100-8的結構例的圖。RFID標籤100-8相較於RFID標籤100,使用第五元件5來替代第三元件3及第四元件4。當第一元件1是主部時,第二元件2成為副部;而當第二元件2是主部時,第一元件1成為副部。
各元件的電長度如下設定。
例如,當第一元件1的長度設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度時,第二元件2的長度、及第五元件5的長度中至少一者,設定為與λ/4的倍數的電長度不同的電長度。不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
又,當第二元件2的長度設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數的電長度時,第一元件1的長度、及第五元件5的長度中至少一者,設定為與λ/4的倍數的電長度不同的電長度。不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
又,當第五元件5的電長度設定為使用頻率的波長的λ/4的倍數時,第一元件1的電長度、及第二元件2的長度中至少一者,設定為與λ/4的倍數的電長度不同的電長度。不同的電長度是例如使用頻率的波長的λ/3.5至λ/4.5的範圍。
根據RFID標籤100-8,例如可省略第四元件4,不僅相應地無需製造公差的管理,且結構得以簡化。其結果為,RFID標籤100-8的產量提高,且可進而降低製造成本。
第11圖是示出第9變化例的RFID標籤100-9的結構例的圖。與第4圖所示之RFID標籤100-2的不同處在於,在RFID標籤100-9中,第四元件4的數量增加。
根據RFID標籤100-9,藉由組合電長度不同的複數個元件,可提高天線部30中的電波的接收強度。尤其藉由第四元件4的數量增加,即便在水中的用途,仍可進而提高天線部30中的電波的接收強度。
另外,實施形態及變化例的RFID標籤100至100-9中的每一個,不僅可應用於UHF頻帶的電波,亦可應用於VHF頻帶、SHF頻帶等電波。當RFID標籤100至100-9的使用頻率為UHF頻帶的頻率,例如860至960MHz、915至925MHz等時,UHF頻帶比VHF頻帶的頻率高,因此,波長變短,利於天線的小型化。因此,藉由使RFID標籤100至100-9為適於UHF頻帶的電波之形狀,能夠實現IC晶片10的小型化,且可獲得內存容量小且便宜的無線標籤。
又,實施形態及變化例的RFID標籤100至100-9中的每一個,可應用於電磁感應式的無線標籤、電波式的無線標籤中任意一者。尤其,當將RFID標籤100至100-9分別應用於電波式的無線標籤時,可確保與讀取器之間的特定的無線通訊距離。特定的無線通訊距離是例如0m至20m的範圍。
另外,實施形態及變化例的RFID標籤100至100-9,在當RFID標籤100至100-9存在之周圍為空氣中(大氣中)與水中的任意一者時,仍可利用UHF頻帶、VHF頻帶、SHF頻帶等電波來實現無線通訊。
另外,實施形態的RDID標籤100可以至少利用嵌置部101、磁性片材102、間隔層103的這樣的順序層疊而形成,而天線部30的天線圖案亦可以是與上述RFID標籤100至100-9不同的形狀。 [實施例1]
以下,舉出比較例來具體說明本發明的實施例。
[實施例1] 將嵌置部101、厚度80μm的磁性片材102、及厚度550μm的厚紙製的間隔層103進行層疊以作成如第1圖所示的RFID標籤100。嵌置部101形成將10μm的鋁片材利用乾式疊層貼附至厚度38μm的PET膜上的天線部30,並且將IC晶片10實際裝設到規定位置。天線部30的天線圖案是如第2圖所示的形狀。
在將這樣作成的RFID標籤100貼附在SUS板的貼附對象物200上的狀態下,使用RFID標籤性能檢查裝置(Tagformance Pro,Voyantic公司製)來測量RFID標籤100的頻率特性。測量時的無線通訊用電波的測定頻率帶是700至1200MHz,EIRP(Equivalent Isotropically Radiated Power:等價等方輻射電力)是3.28W。
[實施例2] 除了磁性片材102的厚度是120μm以外,作成與實施例1相同的RFID標籤100,並測量頻率特性。
[實施例3] 除了磁性片材102的厚度是200μm以外,作成與實施例1相同的RFID標籤100,並測量頻率特性。
[比較例1] 除了沒有間隔層103以外,作成與實施例1相同的RFID標籤100。也就是說,將嵌置部101與厚度80μm的磁性片材102進行層疊以作成RFID標籤。又,針對所作成的RFID標籤,利用與實施例1相同的手法來測量頻率特性。
[比較例2] 除了沒有間隔層103以外,作成與實施例2相同的RFID標籤,並測量頻率特性。
[比較例3] 除了沒有間隔層103以外,作成與實施例3相同的RFID標籤,並測量頻率特性。
第12圖是示出比較例1~3的RFID標籤的頻率特性的圖。第12圖中的(a)示出比較例1,(b)示出比較例2,(c)示出比較例3的頻率特性。各圖的橫軸表示無線通訊用電波的頻率,縱軸表示自RFID標籤100至讀取器的可通訊距離。在第12圖中,沒有圖示特性的圖形的頻率帶表示RFID標籤100與讀取器之間無法進行無線通訊。磁性片材102最厚的比較例3在約920MHz以下的頻率帶無法進行無線通訊,而第二厚的比較例2與最薄的比較例3在約1020MHz以下的頻率帶無法進行無線通訊。如此一來,在比較例1~3的磁性片材102較薄的情況下,無法在UHF頻帶處進行通訊。
第13圖是示出實施例1~3的RFID標籤100的頻率特性的圖。第13圖中的(a)示出實施例1,(b)示出實施例2,(c)示出實施例3的頻率特性。各圖的橫軸及縱軸與第12圖相同。如第13圖所示,相較於比較例1~3,在實施例1~3中,可以通訊的頻率帶延伸到較低頻率側,而具有不論磁性片材102的厚度為何都可以在UHF頻帶處充分進行通訊的特性。
從第12圖及第13圖所示的試驗結果來看,表示出將間隔層103配置在RFID標籤100的嵌置部101及磁性片材102與作為貼附對象物200的SUS板之間的實施形態能夠將可通訊的頻率帶延伸到低頻率側,即使貼附對象物200是金屬也可以在UHF頻帶處充分進行通訊,而能夠有效向上提升RFID標籤100的通訊性能。
進一步舉出實施例4~9來說明間隔層103的厚度的影響。
[實施例4] 除了間隔層103的厚度增加2倍成為1100μm以外,作成與實施例1相同的RFID標籤100,並測量頻率特性。
[實施例5] 除了間隔層103的厚度增加2倍成為1100μm以外,作成與實施例2相同的RFID標籤100,並測量頻率特性。
[實施例6] 除了間隔層103的厚度增加2倍成為1100μm以外,作成與實施例3相同的RFID標籤100,並測量頻率特性。
[實施例7] 除了間隔層103的厚度增加3倍成為1650μm以外,作成與實施例1相同的RFID標籤100,並測量頻率特性。
[實施例8] 除了間隔層103的厚度增加3倍成為1650μm以外,作成與實施例2相同的RFID標籤100,並測量頻率特性。
[實施例9] 除了間隔層103的厚度增加3倍成為1650μm以外,作成與實施例3相同的RFID標籤100,並測量頻率特性。
第14圖是示出實施例4~6的RFID標籤100的頻率特性的圖。第14圖中的(a)示出實施例4,(b)示出實施例5,(c)示出實施例6的頻率特性。各圖的橫軸及縱軸與第12圖相同。如第14圖所示,相較於實施例1~3,在實施例4~6中,可以通訊的頻率帶延伸到較低頻率側,而具有不論磁性片材102的厚度為何都可以在UHF頻帶處充分進行通訊的特性。
第15圖是示出實施例7~9的RFID標籤100的頻率特性的圖。第15圖中的(a)示出實施例7,(b)示出實施例8,(c)示出實施例9的頻率特性。各圖的橫軸及縱軸與第12圖相同。如第15圖所示,相較於實施例4~6,在實施例7~9中,可以通訊的頻率帶進一步延伸到較低頻率側,而具有不論磁性片材102的厚度為何都可以在UHF頻帶處充分進行通訊的特性。
從第13圖至第15圖所示的試驗結果來看,表示出間隔層103的厚度增加,而RFID標籤100的嵌置部101及磁性片材102與作為貼附對象物200的SUS板的距離也增加,而能夠可通訊的頻率帶進一步延伸到低頻率側,並且能夠進一步向上提升RFID標籤100的通訊性能。
以上,一邊參照具體實例,一邊說明本實施形態。然而,本揭示並非限定於這些具體實例。只要具備本揭示的特徵,即使業者將適當設計變更加入這些具體實例,亦包含在本揭示的範圍中。前述的各具體實例所具備的各元件以及此配置、條件、形狀等並未限定於所例示者,並且能夠進行適當變更。只要不發生技術上的矛盾,能夠適當地改變前述的各具體實例所具備的各元件的組合。
本國際申請案是基於2019年11月19日申請的日本專利申請案2019-209103號而主張優先權,此處將2019-209103號的全部內容援用在本國際申請案內。
1:第一元件 2:第二元件 3:第三元件 4:第四元件 5:第五元件 10:IC晶片 20:環路導體 30:天線部 30A:導體部 30B:導體部 31:元件 40:片材 100:RFID標籤 100-1:RFID標籤 100-2:RFID標籤 100-3:RFID標籤 100-4:RFID標籤 100-5:RFID標籤 100-6:RFID標籤 100-7:RFID標籤 100-8:RFID標籤 100-9:RFID標籤 101:嵌置部 102:磁性片材 103:間隔層 200:貼附對象物
第1圖是實施形態的RFID標籤的層疊剖面圖。 第2圖是第1圖中的RFID標籤的平面圖。 第3圖是示出第1變化例的RFID標籤的結構例的圖。 第4圖是示出第2變化例的RFID標籤的結構例的圖。 第5圖是示出第3變化例的RFID標籤的結構例的圖。 第6圖是示出第4變化例的RFID標籤的結構例的圖。 第7圖是示出第5變化例的RFID標籤的結構例的圖。 第8圖是示出第6變化例的RFID標籤的結構例的圖。 第9圖是示出第7變化例的RFID標籤的結構例的圖。 第10圖是示出第8變化例的RFID標籤的結構例的圖。 第11圖是示出第9變化例的RFID標籤的結構例的圖。 第12圖是示出比較例1~3的RFID標籤的頻率特性的圖。 第13圖是示出實施例1~3的RFID標籤的頻率特性的圖。 第14圖是示出實施例4~6的RFID標籤的頻率特性的圖。 第15圖是示出實施例7~9的RFID標籤的頻率特性的圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:RFID標籤
101:嵌置部
102:磁性片材
103:間隔層
200:貼附對象物

Claims (14)

  1. 一種RFID標籤,其要貼附在貼附對象物上,並具備: 嵌置部,其具有記錄有識別資訊之IC晶片、連接於前述IC晶片之環路導體、及連接於前述環路導體之天線部; 磁性片材,其層疊在前述嵌置部的前述貼附對象物側;及, 間隔層,其配置在前述磁性片材與前述貼附對象物之間。
  2. 如請求項1所述之RFID標籤,其中,前述貼附對象物是金屬。
  3. 如請求項1或2所述之RFID標籤,其中,前述間隔層是由絕緣體來形成。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之RFID標籤,其中,前述間隔層是由可以對應外力而與前述嵌置部及前述磁性片材一起任意地變形的材料來形成。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之RFID標籤,其中,前述天線部具有兩個直線元件,該直線元件為直線形狀導體,並自前述環路導體朝彼此分離的方向延伸,且設定為使用頻率的波長的大致1/4的倍數的電長度。
  6. 如請求項1至4中任一項所述之RFID標籤,其中,前述天線部具有主部與副部,該主部為導體,其連接於前述環路導體,並自前述環路導體朝彼此分離的方向延伸,該副部為導體,其以自前述主部的中途分支的方式連接於前述主部,並與前述主部平行地延伸; 並且,前述主部與前述副部中的一者設定為使用頻率的波長的大致1/4的倍數的電長度,另一者設定為與前述電長度不同的電長度。
  7. 如請求項1至4中任一項所述之RFID標籤,其中,前述天線部具有主部與副部,該主部為導體,其連接於前述環路導體,並自前述環路導體朝彼此分離的方向延伸,該副部為連接於前述環路導體上的曲折形狀的導體; 並且,前述主部與前述副部中的一者設定為使用頻率的波長的大致1/4的倍數的電長度,另一者設定為與前述電長度不同的電長度。
  8. 如請求項1至4中任一項所述之RFID標籤,其中,前述天線部是格子形狀的導體,其連接於前述環路導體,並自前述環路導體朝彼此分離的方向延伸,且設定為使用頻率的波長的大致1/4的倍數的電長度。
  9. 如請求項5所述之RFID標籤,其中,前述天線部具備分支元件,該分支元件為導體,其以自前述直線元件的中途分支的方式連接於前述直線元件,並與前述直線元件平行地延伸; 並且,前述分支元件的長度設定為與前述電長度不同的電長度。
  10. 如請求項5所述之RFID標籤,其中,前述天線部具備鉤元件,該鉤元件為鉤形狀導體,其設置於前述直線元件的前端,並自前述直線元件的前端朝與前述直線元件延伸的方向不同的方向延伸; 並且,前述鉤元件的長度設定為與前述電長度不同的電長度。
  11. 如請求項9所述之RFID標籤,其中,前述天線部具備格子元件,該格子元件為導體,其自前述直線元件朝向前述分支元件延伸,且前述直線元件和前述分支元件共同形成格子形狀的圖案。
  12. 如請求項10所述之RFID標籤,其中,前述天線部具備格子元件,該格子元件為導體,其自前述直線元件朝向前述鉤元件延伸,且前述直線元件和前述鉤元件共同形成格子形狀的圖案。
  13. 如請求項1至12中任一項所述之RFID標籤,其使用頻率為UHF頻帶的頻率。
  14. 如請求項1至13中任一項所述之RFID標籤,其為電波式的無線標籤。
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