DE212018000071U1

DE212018000071U1 - RFID-Etikett und dieses umfassender Artikel

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Publication number: DE212018000071U1
Application number: DE212018000071.9U
Authority: DE
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2028-06-29
Also published as: DE112018000098T5; US10387764B2; JP6575698B2; WO2019004387A1; US20190213461A1; CN209590878U; JPWO2019004387A1

Abstract

ein RFID-Etikett, welches in einem Befestigungszustand an einer Metalloberfläche eines Artikels verwendet werden kann, das folgende Komponenten umfasst:
einen Etiketten-Hauptkörper umfasst, der ein Obere-Platte-Teil mit einer über einen Zwischenraum der Metalloberfläche zugewandten rückseitigen Oberfläche und ein Obere-Platte-Trägerteil, das sich von dem Obere-Platte-Teil auf der rückseitigen Oberflächenseite erstreckt und eine an der Metalloberfläche angebrachte vordere Endfläche umfasst;
ein Antennenmuster, das auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet ist; und
einen RFIC-Chip, der auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet und mit dem Antennenmuster verbunden ist, wobei
das Antennenmuster einen Verlängerungsteil umfasst, der sich von der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers weg in Richtung der Metalloberfläche erstreckt und sich mit der Metalloberfläche in Bezug auf einen Gleichstrom oder kapazitiv verbindet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein RFID(Radio Frequency Identification; Hochfrequenzidentifikation)-Etikett, welches in der Lage ist, auch dann drahtlos zu kommunizieren, wenn es an einer Metalloberfläche angebracht ist, und einen Artikel, der dieses umfasst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Patentdokument 1 offenbart beispielsweise eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung (RFID-(Radio-Frequency IDentification-)Etikett), bei der ein drahtloses IC(Integrated Circuit; integrierte Schaltung)-Element (RFIC-(Radio-Frequency Integrated Circuit; integrierte Hochfrequenzschaltung-)Chip) und ein damit verbundenes Leitermuster durch eine Schutzhülle aus einem Harz geschützt sind. Der RFIC-Chip und das Leitermuster sind auf einer Oberfläche eines dielektrischen Blocks angeordnet und der dielektrische Block ist in der Schutzhülle untergebracht. Das Leitermuster umfasst einen Strahlungsleiter, der auf einer ersten Hauptoberfläche des dielektrischen Blocks angeordnet und mit einem Anschluss des RFIC-Chips verbunden ist, einen Erdleiter, der auf einer zweiten Hauptoberfläche gegenüber der ersten Hauptoberfläche angeordnet und mit dem anderen Anschluss des RFIC-Chips verbunden ist, und einen Kurzschlussleiter, der den Strahlungsleiter und den Erdleiter verbindet. Durch das Anbringen des RFID-Etiketts an einer Metalloberfläche eines Artikels, derart, dass der Erdleiter der Metalloberfläche zugewandt ist (durch kapazitives Koppeln des Erdleiters und der Metalloberfläche durch die Schutzhülle), kann das RFID-Etikett eine drahtlose Kommunikation auch bei Anbringung an der Metalloberfläche durchführen.
DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2012-253700
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Das in Patentdokument 1 beschriebene RFID-Etikett setzt jedoch viele Bestandselemente voraus und weist eine komplizierte Struktur auf, die die Maßabweichungen der Elemente und die aufgrund von Temperatureigenschaften auftretenden Abweichungen der elektrischen Eigenschaften erhöht, so dass sich die Herstellungskosten erhöhen. Ein dielektrischer Block ist beispielsweise erforderlich, um einen RFIC-Chip, einen Strahlungsleiter usw. aufzunehmen, und wenn sich die Wärmeausdehnungseigenschaften des dielektrischen Blocks von denen einer Trägerfolie des Leitermusters unterscheiden, verschlechtern sich die elektrischen Eigenschaften des RFID-Etiketts aufgrund von Temperaturzyklen. Da es zudem notwendig ist, den RFIC-Chip, den Strahlungsleiter und den Erdleiter auf verschiedenen Oberflächen des dielektrischen Blocks anzuordnen, muss die Trägerfolie des Leitermusters ummantelt angebracht werden, was es erschwert, die Positioniergenauigkeit zu gewährleisten, so dass die Abweichungen der elektrischen Eigenschaften aufgrund der Verarbeitungsgenauigkeit zunehmen.
Daher besteht ein durch die vorliegende Erfindung zu lösendes Problem darin, eine einfache Struktur eines RFID-Etiketts zu erzielen, so dass ein RFIC-Chip und damit verbundene Leiter wie beispielsweise ein Strahlungsleiter, vor äußeren Einflüssen geschützt sind, während charakteristische Abweichungen aufgrund der Verarbeitungsgenauigkeit des RFID-Etiketts reduziert werden und eine drahtlose Kommunikation auch dann ermöglicht wird, wenn das RFID-Etikett an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, sowie einen dielektrischen Block zu eliminieren und dadurch eine Änderung der Antenneneigenschaften des RFID-Etiketts aufgrund einer Temperaturänderung des dielektrischen Blocks zu eliminieren, um einen Leseabstand gegen eine Temperaturänderung in der Anwendungsumgebung des RFID-Etiketts zu stabilisieren.
LÖSUNG DER PROBLEMSTELLUNG
Zur Lösung des technischen Problems sieht ein Aspekt der vorliegenden Erfindung Folgendes vor
ein RFID-Etikett, welches in einem Befestigungszustand an einer Metalloberfläche eines Artikels verwendet werden kann, das Folgendes umfasst:

einen Etiketten-Hauptkörper, der ein Obere-Platte-Teil mit einer über einen Zwischenraum der Metalloberfläche zugewandten rückseitigen Oberfläche und ein Obere-Platte-Trägerteil, das sich von dem Obere-Platte-Teil auf der rückseitigen Oberflächenseite erstreckt und eine an der Metalloberfläche angebrachte vordere Endfläche umfasst;
ein Antennenmuster, das auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet ist; und
einen RFIC-Chip, der auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet und mit dem Antennenmuster verbunden ist, wobei
das Antennenmuster einen Verlängerungsteil umfasst, der sich von der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers in Richtung der Metalloberfläche erstreckt und sich mit der Metalloberfläche in Bezug auf einen Gleichstrom oder kapazitiv verbindet.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht Folgendes vor:

einen Artikel, der zumindest teilweise eine Metalloberfläche umfasst und ein RFID-Etikett aufweist, das an der Metalloberfläche angebracht ist, wobei
das RFID-Etikett Folgendes umfasst:
- einen Etiketten-Hauptkörper, der ein Obere-Platte-Teil mit einer über einen Zwischenraum der Metalloberfläche zugewandten rückseitigen Oberfläche und ein Obere-Platte-Trägerteil, das sich von dem Obere-Platte-Teil auf der rückseitigen Oberflächenseite erstreckt und eine an der Metalloberfläche angebrachte vordere Endfläche umfasst,
- ein Antennenmuster, das auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet ist, und
- einen RFIC-Chip, der auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet und mit dem Antennenmuster verbunden ist, und wobei
- das Antennenmuster einen Verlängerungsteil umfasst, der sich von der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers in Richtung der Metalloberfläche erstreckt und mit der Metalloberfläche in Bezug auf einen Gleichstrom oder kapazitiv verbunden ist.

AUSWIRKUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann in dem RFID-Etikett eine einfache Struktur erzielt werden, so dass ein RFIC-Chip und damit verbundene Leiter, wie beispielsweise ein Strahlungsleiter, vor äußeren Einflüssen geschützt sind, während charakteristische Abweichungen aufgrund der Verarbeitungsgenauigkeit des RFID-Etiketts reduziert werden und eine drahtlose Kommunikation auch dann ermöglicht wird, wenn das RFID-Etikett an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, und ein dielektrischer Block kann eliminiert werden, um dadurch eine Änderung der Antenneneigenschaften des RFID-Etiketts aufgrund einer Temperaturänderung des dielektrischen Blocks zu eliminieren, um einen Leseabstand gegenüber einer Temperaturänderung in der Anwendungsumgebung des RFID-Etiketts zu stabilisieren.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts aus einer anderen Richtung betrachtet.
3 ist eine untere Ansicht des RFID-Etiketts.
4 ist eine Querschnittsansicht des RFID-Etiketts, das an die Metalloberfläche des Artikels angebracht ist.
5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines RFIC-Moduls.
6 ist ein entsprechendes Schaltungsdiagramm des RFID-Etiketts, das an der Metalloberfläche des Artikels angebracht ist.
7 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung einer Funktion eines ersten Teilmusters in einem Antennenmuster.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Querschnittsansicht des RFID-Etiketts, das an die Metalloberfläche des Artikels angebracht ist.
10 ist eine perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Querschnittsansicht des RFID-Etiketts, das an die Metalloberfläche des Artikels angebracht ist.
12A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schritt in einem beispielhaften Herstellungsverfahren des RFID-Etiketts gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
12B ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schritt zeigt, der dem Schritt aus 12A folgt.
12C ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schritt zeigt, der dem Schritt aus 12B folgt.
12D ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schritt zeigt, der dem Schritt aus 12C folgt.
13 ist eine untere Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
14 ist eine untere Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel.
15 ist eine untere Ansicht des RFID-Etiketts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
16 ist eine untere Ansicht des RFID-Etiketts gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel.
17 ist eine perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts, das an einer Gasflasche angebracht ist.
18 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
19 ist eine Querschnittsansicht eines RFID-Etiketts gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
20 ist ein Schaltungsdiagramm des RFID-Etiketts gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
21 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß einer Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
22 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß einer weiteren Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.

AUSFÜHRUNGSARTEN DER ERFINDUNG
Ein RFID-Etikett gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein RFID-Etikett, das in einem Befestigungszustand an einer Metalloberfläche eines Artikels verwendet werden kann, wobei es folgende Komponenten aufweist: einen Etiketten-Hauptkörper, der einen Obere-Platte-Teil mit einer über einen Zwischenraum der Metalloberfläche zugewandten rückseitigen Oberfläche und ein Obere-Platte-Trägerteil, das sich von dem Obere-Platte-Teil auf der rückseitigen Oberflächenseite erstreckt und eine an der Metalloberfläche angebrachte vordere Endfläche aufweist; ein Antennenmuster, das auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet ist; und einen RFIC-Chip, der auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet und mit dem Antennenmuster verbunden ist, wobei das Antennenmuster einen Verlängerungsteil umfasst, der sich von der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers weg in Richtung der Metalloberfläche erstreckt und sich mit der Metalloberfläche in Bezug auf einen Gleichstrom oder kapazitiv verbindet.
Gemäß diesem Aspekt kann eine einfache Struktur in dem RFID-Etikett erzielt werden, so dass ein RFIC-Chip und damit verbundene Leiter, wie beispielsweise ein Strahlungsleiter, vor äußeren Einflüssen geschützt sind, während charakteristische Abweichungen aufgrund der Verarbeitungsgenauigkeit des RFID-Etiketts reduziert werden und eine drahtlose Kommunikation ermöglicht wird, selbst wenn das RFID-Etikett an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, und ein dielektrischer Block kann eliminiert werden, um dadurch eine Änderung der Antenneneigenschaften des RFID-Etiketts aufgrund einer Temperaturänderung des dielektrischen Blocks zu eliminieren, um einen Leseabstand gegenüber einer Temperaturänderung in der Anwendungsumgebung des RFID-Etiketts zu stabilisieren.
Der Etiketten-Hauptkörper kann ein deckelförmiges Bauteil sein, bei dem sich das Obere-Platte-Trägerteil rohrförmig von einer äußeren Umfangskante des Obere-Platte-Teils erstreckt, und die vordere Endfläche des Obere-Platte-Trägerteils kann ein offener Kantenteil des deckelförmigen Bauteils sein.
Ein vorderer Endabschnitt des Verlängerungsteils des Antennenmusters kann sich auf dem offenen Kantenteil des deckelförmigen Bauteils befinden.
Der Verlängerungsteil des Antennenmusters kann sich über den offenen Kantenteil hinaus zur Außenseite des deckelförmigen Bauteils erstrecken.
Ein ringförmiges Muster eines Leiters kann auf dem offenen Kantenteil des deckelförmigen Bauteils angeordnet sein, und der Verlängerungsteil des Antennenmusters kann mit dem ringförmigen Muster verbunden sein.
Das RFID-Etikett kann eine Leiterplatte umfassen, die an dem offenen Kantenteil befestigt ist, um die Innenseite des deckelförmigen Bauteils abzudecken, und mit dem ringförmigen Muster verbunden ist. Dadurch kann das wasserdichte/das staubdichte RFID-Etikett erzielt werden.
Das Antennenmuster kann ein erstes Teilmuster umfassen, das mit einem ersten Ein-/Ausgangsanschluss des RFIC-Chips verbunden ist, und ein zweites Teilmuster, das in einem Abstand von dem ersten Teilmuster beabstandet ist, mit einem zweiten Ein-/Ausgangsanschluss des RFIC-Chips verbunden ist und den Verlängerungsteil umfasst; das erste Teilmuster kann einen Bereich aufweisen, der kleiner ist als der Bereich des zweiten Teilmusters; und das erste Teilmuster kann einen ersten bandförmigen Teil umfassen, der sich in eine Richtung erstreckt, und einen zweiten bandförmigen Teil, der sich in eine Richtung entgegengesetzt zu der einen Richtung erstreckt, wenn man ihn von einem Verbindungspunkt zu dem ersten Ein-/Ausgangsanschluss aus betrachtet.
Das Antennenmuster kann eine invertierte F-Antenne sein, und das Antennenmuster und das ringförmige Muster können als eine Komponente integriert werden, indem ein Zuführleitungsteil und ein Kurzschlussleitungsteil der invertierten F-Antenne mit dem ringförmigen Muster verbunden werden. Dadurch können das Antennenmuster und das ringförmige Muster beispielsweise aus einem Blech oder einer Metallplatte hergestellt sein.
Das RFID-Etikett kann ein RFIC-Modul aufweisen, das den RFIC-Chip und eine dem RFIC-Chip und dem Antennenmuster entsprechende Anpassungsschaltung umfasst, und das RFIC-Modul kann ferner mindestens einen von einem Temperatursensor, der eine Außentemperatur des deckelförmigen Bauteils erfasst, und einem Feuchtigkeitssensor, der eine Außenfeuchtigkeit des deckelförmigen Bauteils erfasst, umfassen. Dadurch kann mindestens einer der Temperatur- und Feuchtigkeitswerte des RFID-Etiketts gemessen und das Messergebnis übertragen werden.
Der Etiketten-Hauptkörper kann aus einem Harzmaterial bestehen und flexibel sein. Dadurch kann das RFID-Etikett nicht nur auf einer ebenen, sondern auch auf einer gekrümmten Oberfläche angebracht werden.
Der Etiketten-Hauptkörper kann ein Hilfsträgerteil umfassen, das sich von der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils erstreckt und mit der Metalloberfläche in Kontakt kommt. Dadurch kann die Verformung des Etiketten-Hauptkörpers bei der Befestigung an der Metalloberfläche unterdrückt werden.
Ein Artikel gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Artikel, der zumindest teilweise eine Metalloberfläche umfasst und ein RFID-Etikett aufweist, das an der Metalloberfläche angebracht ist, wobei das RFID-Etikett einen Etiketten-Hauptkörper umfasst, der einen Obere-Platte-Teil mit einer über einen Zwischenraum der Metalloberfläche zugewandten rückseitigen Oberfläche und einen Obere-Platte-Trägerteil, der sich von dem Obere-Platte-Teil auf der Rückseite erstreckt und eine an der Metalloberfläche angebrachte vordere Endoberfläche umfasst, ein Antennenmuster, das auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet ist, und einen RFIC-Chip, der auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Patte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet und mit dem Antennenmuster verbunden ist, und wobei das Antennenmuster einen Verlängerungsteil umfasst, der sich von der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers weg in Richtung der Metalloberfläche erstreckt und sich mit der Metalloberfläche in Bezug auf einen Gleichstrom oder kapazitiv verbindet.
Gemäß diesem Aspekt kann eine einfache Struktur in dem RFID-Etikett erzielt werden, so dass ein RFIC-Chip und damit verbundene Leiter, wie beispielsweise ein Strahlungsleiter, vor äußeren Einflüssen geschützt sind, während charakteristische Abweichungen aufgrund der Verarbeitungsgenauigkeit des RFID-Etiketts reduziert werden und eine drahtlose Kommunikation ermöglicht wird, selbst wenn das RFID-Etikett an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, und ein dielektrischer Block kann eliminiert werden, um dadurch eine Änderung der Antenneneigenschaften des RFID-Etiketts aufgrund einer Temperaturänderung des dielektrischen Blocks zu eliminieren, um einen Leseabstand gegenüber einer Temperaturänderung in der Anwendungsumgebung des RFID-Etiketts zu stabilisieren.
Ein RFID-Etikettenherstellungsverfahren gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein RFID-Etikettenherstellungsverfahren, das folgende Schritte aufweist: Drucken eines ringförmigen Musters auf eine äußere Umfangskante einer flachen Platte und Drucken eines Antennenmusters, das mit dem ringförmigen Muster in dem ringförmigen Muster mittels leitfähigen Paste verbunden ist; Formen der flachen Platte nach dem Drucken in eine Deckelform, um ein deckelförmiges Bauteil herzustellen, das das Antennenmuster auf einer rückseitigen Oberfläche eines Obere-Platte-Teils und das ringförmige Muster auf einem offenen Kantenteil umfasst; Ausbilden einer Beschichtung auf dem ringförmigen Muster und dem Antennenmuster durch elektrolytische Beschichtung; Anordnen eines RFIC-Chips auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des deckeiförmigen Bauteils und Verbinden des RFIC-Chips mit dem Antennenmuster; und Anbringen einer Leiterplatte an dem offenen Kantenteil des deckelförmigen Bauteils, welche die Innenseite des deckelförmigen Bauteils abdeckt und mit dem ringförmigen Muster verbunden ist.
Gemäß diesem Aspekt kann eine einfache Struktur in dem RFID-Etikett erzielt werden, so dass ein RFIC-Chip und damit verbundene Leiter, wie beispielsweise ein Strahlungsleiter, vor äußeren Einflüssen geschützt sind, während charakteristische Abweichungen aufgrund der Verarbeitungsgenauigkeit des RFID-Etiketts reduziert werden und eine drahtlose Kommunikation ermöglicht wird, selbst wenn das RFID-Etikett an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, und ein dielektrischer Block kann eliminiert werden, um dadurch eine Änderung der Antenneneigenschaften des RFID-Etiketts aufgrund einer Temperaturänderung des dielektrischen Blocks zu eliminieren, um einen Leseabstand gegenüber einer Temperaturänderung in der Anwendungsumgebung des RFID-Etiketts zu stabilisieren. Zusätzlich kann das wasser- und staubdichte RFID-Etikett hergestellt werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nunmehr mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein RFID(Radio Frequency Identification; Hochfrequenzidentifikation)-Etikett gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine perspektivische Ansicht des RFID-Etiketts bei Betrachtung in einer anderen Richtung. 3 ist eine Ansicht von unten auf das RFID-Etikett und 4 ist eine Querschnittsansicht des RFID-Etiketts. In den Figuren dient ein X-Y-Z-Koordinatensystem zum besseren Verständnis der Erfindung und schränkt die Erfindung nicht ein. Eine X-Achsenrichtung zeigt eine Längsrichtung, eine Y-Achsenrichtung eine Breitenrichtung und eine Z-Achsenrichtung eine Dickenrichtung an.
1 zeigt ein RFID-Etikett 10, das an einer Metalloberfläche W1a eines Artikels W1, wie beispielsweise einer Metallplatte, angebracht ist. 2 zeigt einen Zustand, in dem das RFID-Etikett 10 herumgedreht ist.
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst das RFID-Etikett 10 ein deckelförmiges Bauteil 12, das ein Etiketten-Hauptkörper ist, ein Antennenmuster 20, das auf dem deckelförmigen Bauteil 12 angeordnet ist, und ein RFIC-(Radio-Frequency Integrated Circuit; integrierte Hochfrequenzschaltung-)Modul 30, das auf dem deckelförmigen Bauteil 12 angeordnet ist.
Das deckelförmige Bauteil 12 besteht aus einem Harzmaterial, wie beispielsweise Polycarbonat, Polypropylen, Polyester und Polyetheretherketon. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst das deckelförmige Bauteil 12 ein flaches plattenförmiges Obere-Platte-Teil 12a und ein rohrförmiges Seitenwandteil 12b, das sich von einer äußeren Umfangskante des Ober-Platte-Teils 12a erstreckt. Wie in den 1 und 4 dargestellt ist, wird das RFID-Etikett 10 an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 an einer vorderen Endfläche 12c des Seitenwandteils 12b, d.h. einem offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12 angebracht. Der offene Kantenteil 12c wird beispielsweise über einen Klebstoff oder ein doppelseitiges Klebeband (nicht dargestellt) etc. auf der Metalloberfläche W1a angebracht. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird zur Erweiterung einer Kontaktfläche zur Metallfläche W1a das vordere Ende des Seitenwandteils 12b in eine Flanschform geformt, so dass die Fläche des offenen Kantenteils 12c vergrößert wird.
Durch das Anbringen des RFID-Etiketts 10 an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 über den Seitenwandteil 12b, ist, wie oben beschrieben und in 4 dargestellt ist, eine rückseitige Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a des deckelförmigen Bauteils 12 über einen Zwischenraum der Metalloberfläche W1a zugewandt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die rückseitige Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a parallel zur Metalloberfläche W1a. Daher fungiert der Seitenwandteil 12b als Obere-Platte-Trägerteil, der sich vom Obere-Platte-Teil 12a zur rückseitigen Oberfläche 12d erstreckt und den Obere-Platte-Teil 12a mit einem aus der Metalloberfläche W1a gebildeten Zwischenraum trägt.
Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel das Antennenmuster 20 auf der Rückseite des deckelförmigen Bauteils 12 angeordnet (einer Oberfläche, die außer Sichtweite ist, wenn das RFID-Etikett 10 an der Metalloberfläche W1a angebracht ist, wie in 1 dargestellt ist).
Das Antennenmuster 20 ist aus einem Leiterblech, wie beispielsweise einem Aluminiumblech oder einem Kupferblech, gebildet und wird an dem deckelförmigen Bauteil 12 beispielsweise durch ein doppelseitiges Klebeband angebracht. Insbesondere ist das Antennenmuster 20 auf der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a, einer Innenwandoberfläche 12e des Seitenwandteils 12b und dem offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12 angeordnet.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in 3 dargestellt ist, umfasst das Antennenmuster 20 ein erstes Teilmuster 22 und ein zweites Teilmuster 24.
Wie in 3 dargestellt ist, ist das erste Teilmuster 22 ein im Wesentlichen „T“-förmiges Muster, das vollständig auf der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a des deckelförmigen Bauteils 12 angeordnet ist. Wenn das RFID-Etikett 10 an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 angebracht ist, ist das erste Teilmuster 22 daher, wie in 4 dargestellt ist, in einem Interwall (Abstand D), d.h. über eine Luftschicht, der Metalloberfläche W1a zugewandt.
Wie insbesondere in 3 dargestellt ist, ist das erste Teilmuster 22 insgesamt ein Muster, das im Wesentlichen in Breitenrichtung (Y-Achsenrichtung) des RFID-Etiketts 10 verlängert ist. Genauer gesagt, umfasst das erste Teilmuster 22 einen Stegabschnitt 22a, der mit einer externen Anschlussklemme (später im Detail beschrieben) des RFIC-Moduls 30 verbunden ist, ein erstes bandförmiges Teil 22b, das sich von dem Stegabschnitt 22b auf einer Seite in Breitenrichtung (Y-Achsenrichtung) des RFID-Etiketts 10 erstreckt, und ein zweites bandförmiges Teil 22c, das sich von dem Stegabschnitt 22a in der entgegengesetzten Richtung erstreckt. Der Grund, warum das erste Teilmuster 22 diese Form bildet, wird später beschrieben.
Das zweite Teilmuster 24 ist in einem Abstand von dem ersten Teilmuster 22 angeordnet und ist ein bandförmiges Muster, das sich in Längsrichtung (X-Achsenrichtung) des RFID-Etiketts 10 erstreckt und eine Breite (Größe in Y-Achsenrichtung) aufweist, die größer ist als die Breite (Größe in X-Achsenrichtung) des ersten Teilmusters 22. Das zweite Teilmuster 24 weist eine ausreichend größere Fläche auf als das erste Teilmuster 22 (eine Fläche orthogonal zur Dickenrichtung (Z-Achsenrichtung) des RFID-Etiketts 10).
Wie insbesondere in 2 dargestellt ist, umfasst das zweite Teilmuster 24 ein Hauptkörperteil 24a, das auf der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a des deckelförmigen Bauteils 12 angeordnet ist, und einen Verlängerungsteil 24b, der von der Innenwandfläche 12e des Seitenwandteils 12b über den offenen Kantenteil 12c angeordnet ist. Wie in 3 dargestellt ist, umfasst der Hauptkörperteil 24a einen Stegabschnitt 24c, der dem Stegabschnitt 22a des ersten Teilmusters 22 in einem Abstand in Längsrichtung (X-Achsenrichtung) des RFID-Etiketts 10 zugewandt ist. Die Einzelheiten werden zwar später beschrieben, die andere externe Anschlussklemme des RFIC-Moduls 30 wird jedoch mit dem Stegabschnitt 24c verbunden.
Wie in 4 dargestellt ist, erstreckt sich bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Verlängerungsteil 24b des zweiten Teilmusters 24 vom Hauptkörperteil 24a in Längsrichtung (X-Achsenrichtung) des RFID-Etiketts 10 weg von dem ersten Teilmuster 22. Der Verlängerungsteil 24b erstreckt sich von der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a des deckelförmigen Bauteils 12 weg zur Metalloberfläche W1a des Artikels W1. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Verlängerungsteil 24b entlang der Innenwandfläche 12e des Seitenwandteils 12b des deckelförmigen Bauteils 12 weg von der rückseitigen Oberfläche 12d, so dass sich ein vorderer Endabschnitt 24d davon auf dem offenen Kantenteil 12c befindet.
Wie in 4 dargestellt ist, ist der vordere Endabschnitt 24d des Verlängerungsteils 24b des zweiten Teilmusters 24 elektrisch mit der Metalloberfläche W1a verbunden, wenn das RFID-Etikett 10 an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 angebracht ist.
Insbesondere wenn der offene Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12 an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 über einen leitfähigen Klebstoff oder ein doppelseitiges Klebeband usw. befestigt ist, ist der vordere Endabschnitt 24d mit der Metalloberfläche W1a über den leitfähigen Klebstoff oder das doppelseitige Klebeband usw. verbunden. Daher wird der vordere Endabschnitt 24d in Bezug auf einen Gleichstrom verbunden.
Wenn andererseits der offene Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12 an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 über einen isolierenden Klebstoff oder ein doppelseitiges Klebeband usw. angebracht ist, ist der vordere Endabschnitt 24d mit der Metalloberfläche W1a über den isolierenden Klebstoff oder das doppelseitige Klebeband usw. verbunden. Daher ist der vordere Endabschnitt 24d kapazitiv mit der Metalloberfläche W1a verbunden (kapazitiv gekoppelt).
Wie in 4 dargestellt ist, sind, gemäß dem oben beschriebenen Antennenmuster 20, wenn das RFID-Etikett 10 (das deckelförmige Bauteil 12) an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 befestigt ist, das erste Teilmuster 22 und der Hauptkörperteil 24a des zweiten Teilmusters 24 in im Intervall (Abstand D), d.h. über die Luftschicht, bezogen auf die Metalloberfläche W1a angeordnet. Gleichzeitig ist der vordere Endabschnitt 24s des Verlängerungsteils 24b des zweiten Teilmusters 24 mit der Metalloberfläche W1a in Bezug auf Gleichstrom oder kapazitiv verbunden.
Wenn ein Abschnitt des offenen Kantenteils 12c des deckelförmigen Bauteils 12, der den vorderen Endabschnitt 24d des zweiten Teilmusters 24 des Antennenmusters 20 ausschließt, stabil und fest an der Metalloberfläche W1a befestigt ist, kann der vordere Endabschnitt 24d des Antennenmusters 20 einfach in Kontakt mit der Metallfläche W1a stehen, ohne befestigt zu sein.
Um die Verformung des deckelförmigen Bauteils 12 (Verformung, die dazu führt, dass sich das Obere-Platte-Teil 12a der Metalloberfläche W1a nähert) zu unterdrücken, nachdem das RFID-Etikett 10 wie in 2 dargestellt ist, an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 angebracht wurde, kann das deckelförmige Bauteil 12 mit mindestens einem säulenförmigen Hilfsträgerteil 12f versehen sein. Das Hilfsträgerteil 12f erstreckt sich von der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a und weist ein vorderes Ende auf, das mit der Metalloberfläche W1a in Kontakt kommt.
Das oben beschriebene Hilfsträgerteil 12f unterdrückt die Verformung des deckelförmigen Bauteils 12, so dass das Obere-Platte-Teil 12a sich der Metalloberfläche W1a nähert. Dadurch wird der Abstand D zwischen dem Antennenmuster 20 (dem ersten Teilmuster 22 und dem Hauptkörperteil 24a des zweiten Teilmusters 24), das auf der rückseitigen Oberfläche 12d und der Metalloberfläche W1a angeordnet ist, stabil gehalten. Darüber hinaus wird dadurch auch das durch die Verformung verursachte Brechen des RFID-Etiketts 10 und das Herausfallen des RFID-Etiketts 10 von der Metalloberfläche W1a, die das Obere-Platte-Teil 12a näher an die Metalloberfläche W1a bringt, unterdrückt.
Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, ist das RFIC-Modul 30 eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, die eine drahtlose Kommunikation mit einer Kommunikationsfrequenz beispielsweise des 900 MHz-Bandes, d.h. des UHF-Bandes, durchführt und auf der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a des deckelförmigen Bauteils 12 angeordnet ist. Um eine drahtlose Kommunikation durchzuführen, wird das RFIC-Modul 30 mit dem ersten Teilmuster 22 und dem zweiten Teilmuster 24 des Antennenmusters 20 durch direkte Verbindung wie Löten oder kapazitive Kopplung durch einen Klebstoff verbunden. Das RFIC-Modul 30 wird mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben.
5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des RFIC-Moduls 30. 6 ist ein entsprechendes Schaltungsdiagramm des RFID-Etiketts 10, das an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 angebracht ist.
Wie in 5 dargestellt ist, besteht das RFIC-Modul 30 bei dem ersten Ausführungsbeispiel aus einer Mehrschichtplatte, die aus drei Schichten gebildet ist. Insbesondere wird das RFIC-Modul 30 durch Laminieren von Isolierplatten 32A, 32B und 32C aus einem Harzmaterial wie Polyimid und Flüssigkristallpolymer gebildet und ist flexibel. 5 zeigt einen Zustand, in dem das in 2 gezeigte RFIC-Modul 30 herumgedreht und demontiert ist.
Wie in 5 dargestellt ist, weist das RFIC-Modul 30 einen RFIC-Chip 34, eine Vielzahl von Induktivitätselementen 36A, 36B, 36C und 36D sowie externe Anschlussklemmen 38, 40 auf. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel bestehen die Induktivitätselemente 36A bis 36D und die externen Anschlussklemmen 38, 40 aus Leiterbahnen, die auf den Isolierplatten 32A bis 32C ausgebildet sind und aus einem leitfähigen Material wie Kupfer bestehen.
Wie in 5 dargestellt ist, ist der RFIC-Chip 34 auf einem Mittelabschnitt in Längsrichtung (X-Achsenrichtung) der Isolierplatte 32C montiert. Der RFIC-Chip 34 weist eine Struktur mit verschiedenen Elementen auf, die in ein Halbleitersubstrat aus einem Halbleiter wie beispielsweise Silizium integriert sind. Der RFIC-Chip 34 umfasst einen ersten Eingangs-/ Ausgangsanschluss 34a und einen zweiten Eingangs-/ Ausgangsanschluss 34b. Wie in 6 dargestellt ist, umfasst der RFIC-Chip 34 auch eine interne Kapazität C1 (Kapazität: Selbstkapazität, die dem RFIC-Chip selbst eigen ist).
Wie in 5 dargestellt ist, besteht das Induktivitätselement (erstes Induktivitätselement) 36A aus einem spulenförmig auf der Isolierplatte 32C auf einer Seite in Längsrichtung (X-Achsenrichtung) der Isolierplatte 32C angeordneten Leitermuster. Wie in 6 dargestellt ist, umfasst das Induktivitätselement 36A eine Induktivität L1. Ein mit dem ersten Ein-/Ausgangsanschluss 34a des RFIC-Chips 34 verbundener Steg 36Aa ist an einem Ende (einem Ende auf der Spulenaußenseite) des Induktivitätselements 36A angeordnet. Ein Steg 36Ab ist auch am anderen Ende (ein Ende auf der Spulenmitte) angeordnet.
Wie in 5 dargestellt ist, besteht das Induktivitätselement (zweites Induktivitätselement) 36B aus einem spulenförmig auf der Isolierplatte 32C auf der anderen Seite in Längsrichtung (X-Achsenrichtung) der Isolierplatte 32C angeordneten Leitermuster. Wie in 6 dargestellt ist, umfasst das Induktivitätselement 36B eine Induktivität L2. Ein mit dem zweiten Ein-/Ausgangsanschluss 34b des RFIC-Chips 34 verbundener Steg 36Ba ist an einem Ende (einem Ende auf der Spulenaußenseite) des Induktivitätselements 36A angeordnet. Ein Steg 36Bb ist ebenfalls am anderen Ende (ein Ende auf der Spulenmitte) angeordnet.
Wie in 5 dargestellt ist, besteht das Induktivitätselement (drittes Induktivitätselement) 36C aus einem spulenförmig auf der Isolierplatte 32B auf einer Seite in Längsrichtung (X-Achsenrichtung) der Isolierplatte 32B angeordneten Leitermuster. Das Induktivitätselement 36C ist gegenüber dem Induktivitätselement 36A in Laminierrichtung (Z-Achsenrichtung) angeordnet. Wie in 6 dargestellt ist, umfasst das Induktivitätselement 36C eine Induktivität L3. Ein Steg 36Ca ist an einem Ende (einem Ende auf der Spulenmitte) des Induktivitätselements 36C angeordnet. Der Steg 36Ca ist mit dem Steg 36Ab des Induktivitätselements 36A auf der Isolierplatte 32C über einen Zwischenverbindungsleiter 42, wie beispielsweise einen Durchgangslochleiter, der die Isolierplatte 32B durchdringt, verbunden.
Wie in 5 dargestellt ist, besteht das Induktivitätselement (viertes Induktivitätselement) 36D aus einem spulenförmig auf der Isolierplatte 32B auf der anderen Seite in Längsrichtung (X-Achsrichtung) der Isolierplatte 32B angeordneten Leitermuster. Das Induktivitätselement 36D ist gegenüber dem Induktivitätselement 36B in Laminierrichtung (Z-Achsrichtung) angeordnet. Wie in 6 dargestellt ist, umfasst das Induktivitätselement 36D eine Induktivität L4. Ein Steg 36Da ist an einem Ende (einem Ende auf der Spulenmitte) des Induktivitätselements 36D angeordnet. Der Steg 36Da ist mit dem Steg 36Bb des Induktivitätselements 36B auf der Isolierplatte 32C über einen Zwischenverbindungsleiter 44, wie beispielsweise einen Durchgangslochleiter, der die Isolierplatte 32B durchdringt, verbunden.
Die Induktivitätselemente 36C, 36D auf der Isolierplatte 32B sind als ein Leitermuster integriert. Anders ausgedrückt sind die anderen Enden (Enden auf der Spulenmitte) der jeweiligen Elemente miteinander verbunden. Die Isolierplatte 32B ist mit einem Durchgangsloch 32Ba versehen, in dem der auf der Isolierplatte 32C montierte RFIC-Chip 34 untergebracht ist.
Wie in 5 dargestellt ist, bestehen die externen Anschlussklemmen 38, 40 aus Leitermustern, die auf der Isolierplatte 32A angeordnet sind. Die externen Anschlussklemmen 32, 40 sind in Längsrichtung (X-Achsrichtung) der Isolierplatte 32A einander zugewandt.
Die eine externe Anschlussklemme 38 ist über einen Zwischenverbindungsleiter 46 wie beispielsweise einen Durchgangslochleiter, der die Isolierplatte 32A durchdringt, mit dem Steg 36Ca des Induktivitätselements 36C auf der Isolierplatte 32B verbunden.
Die andere externe Anschlussklemme 40 ist mit dem Steg 36Da des Induktivitätselements 36D auf der Isolierplatte 32B über einen Zwischenverbindungsleiter 48 wie beispielsweise einen Durchgangslochleiter, der die Isolierplatte 32A durchdringt, verbunden.
Die eine externe Anschlussklemme 38 ist mit dem Stegabschnitt 22a des ersten Teilmusters 22 des Antennenmusters 20 beispielsweise über Lötmittel verbunden. Ebenso wird die andere externe Anschlussklemme 40 beispielsweise über Lötmittel mit dem Stegabschnitt 24c des zweiten Teilmusters 24 verbunden.
Der RFIC-Chip 34 besteht aus einem Halbleitersubstrat. Der RFIC-Chip 34 ist zwischen den Induktivitätselementen 36A, 36B und zwischen den Induktivitätselementen 36C, 36D vorgesehen. Da dieser RFIC-Chip 34 als Abschirmung fungiert, werden die Magnetfeldkopplung und die kapazitive Kopplung zwischen den auf der Isolierplatte 32C angeordneten spulenförmigen Induktivitätselementen 36A, 36B unterdrückt. Ebenso werden die Magnetfeldkopplung und die kapazitive Kopplung zwischen den auf der Isolierplatte 32B angeordneten spulenförmigen Induktivitätselementen 36C, 36D unterdrückt. Dadurch wird verhindert, dass sich ein Durchlassbereich eines Kommunikationssignals verengt.
Wie in 6 dargestellt ist, besteht eine Anpassungsschaltung zur Anpassung zwischen dem RFIC-Chip 34 und dem Antennenmuster 20 aus der Kapazität C1 (der inneren Kapazität des RFIC-Chips 34) und den Induktivitäten L1 bis L4 (den Induktivitäten der vier Induktivitätselemente). Eine Induktivität L5 zeigt die Induktivität des zweiten Teilmusters 24 an.
6 zeigt einen Zustand, in dem der vordere Endabschnitt 24d des Verlängerungsteils 24b des zweiten Teilmusters 24 kapazitiv mit der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 verbunden ist. Der vordere Endabschnitt 24d ist beispielsweise über ein isolierendes doppelseitiges Klebeband mit einer Dicke t (t<D) an der Metalloberfläche W1a befestigt, so dass in diesem Zustand eine Kapazität C2 zwischen dem vorderen Endabschnitt 24d und der Metalloberfläche W1a gebildet wird.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration tauscht das RFID-Etikett 10 Funkwellen mit einer externen drahtlosen Kommunikationsvorrichtung (z.B. einer Lese-/Schreibvorrichtung) im Wesentlichen über das zweite Teilmuster 24 aus, wenn das Etikett nicht an der Metalloberfläche W1a angebracht ist, oder im Wesentlichen über das zweite Teilmuster 24 und die Metalloberfläche W1a, wenn das Etikett an der Metalloberfläche W1a angebracht ist.
Das erste Teilmuster 22 fungiert im Wesentlichen als Anregungselement, das das zweite Teilmuster 24 (ausstrahlende Funkwellen des zweiten Teilmusters 24) anregt. Dies liegt daran, dass das zweite Teilmuster 24 eine ausreichend größere Fläche aufweist als das erste Teilmuster 22 (eine Fläche orthogonal zur Dickenrichtung (Z-Achsenrichtung) des RFID-Etiketts 10).
Wenn beispielsweise Funkwellen über das zweite Teilmuster 24 oder die Metalloberfläche W1a empfangen werden, wird darin eine elektromotorische Kraft erzeugt und der RFIC-Chip 34 des RFIC-Moduls 30 wird durch die elektromotorische Kraft angetrieben. Der angetriebene RFIC-Chip 34 überträgt die in einem Speicherteil davon gespeicherten Daten über das zweite Teilmuster 24 oder die Metalloberfläche W1a.
Wie in 6 dargestellt ist, wird zwischen dem ersten Teilmuster 22 und der Metalloberfläche W1a eine Kapazität C3 und zwischen dem Hauptkörperteil 24a des zweiten Teilmusters 24 und der Metalloberfläche W1a eine Kapazität C4 gebildet. Da die Metalloberfläche W1a jedoch dem ersten Teilmuster 22 und dem Hauptkörperteil 24a des zweiten Teilmusters 24 über die Luftschicht zugewandt ist, sind die dazwischen gebildeten Kapazitäten C3, C4 ausreichend klein und beeinflussen die Kommunikationseigenschaften, insbesondere den Kommunikationsabstand nicht wesentlich. Daher kann der Abstand D vom ersten Teilmuster 22 und dem Hauptkörperteil 24a des zweiten Teilmusters 24 zur Metalloberfläche W1a innerhalb eines Bereichs, der die Kommunikationseigenschaften nicht wesentlich beeinflusst, so klein wie möglich gehalten werden, so dass das RFID-Etikett 10 in seiner Dicke reduziert werden kann.
Darüber hinaus ist das erste Teilmuster 22 derart konfiguriert, dass, wenn das RFID-Etikett 10 an der Metalloberfläche W1a angebracht ist, ein Magnetfeld, das durch einen durchgehenden Strom erzeugt wird, die Funkwellenstrahlung des zweiten Teilmusters 24 nicht beeinträchtigt.
Wie insbesondere in 7, die eine vergrößerte Ansicht des ersten Teilmusters 22 ist, dargestellt ist, umfasst das erste Teilmuster 22 einen ersten bandförmigen Teil 22b, der sich von dem Stegabschnitt 22a in eine Richtung erstreckt, und den zweiten bandförmigen Teil 22c, der sich von dem Stegabschnitt 22a in eine Richtung entgegengesetzt zu der einen Richtung erstreckt. Daher fließen, wie durch eine Strich-Punkt-Linie angezeigt, ein Strom, der durch den ersten bandförmigen Teil 22b fließt, und ein Strom, der durch den zweiten bandförmigen Teil 22c fließt, in entgegengesetzten Richtungen.
Fokussiert auf das erste bandförmige Teil 22b fließt der Strom durch einen Abschnitt der Metalloberfläche W1a, der dem ersten bandförmigen Teil 22b zugewandt ist, in die entgegengesetzte Richtung des durch den erste bandförmigen Teil 22b fließenden Stroms. Dadurch wird eine Stromschleife LP1 erzeugt, die von dem ersten bandförmigen Teil 22b durch den Abschnitt der gegenüberliegenden Metalloberfläche W1a geht und zum ersten bandförmigen Teil 22b zurückkehrt. Durch diese Stromschleife LP wird ein Magnetfeld erzeugt, das die Funkwellenstrahlung des Hauptkörperteils 24a des zweiten Teilmusters 24 stört.
Ein Magnetfeld zum Löschen des von der Stromschleife LP1 erzeugten Magnetfeldes wird durch den Strom erzeugt, der durch den zweiten bandförmigen Teil 22c fließt. Da der durch den ersten bandförmigen Teil 22b fließende Strom und der durch den zweiten bandförmigen Teil 22c fließende Strom in entgegengesetzten Richtungen fließt, wird durch den mittels des durch den zweiten bandförmigen Teil 22c fließenden Stroms eine Stromschleife LP2 in der der Stromschleife LP1 entgegengesetzten Richtung erzeugt. Das von der Stromschleife LP2 erzeugte Magnetfeld löscht das von der Stromschleife LP1 erzeugte Magnetfeld.
Da die ersten und zweiten bandförmigen Teile 22b, 22c umfasst sind, wird das vom ersten Teilmuster 22 erzeugte Magnetfeld daran gehindert, die Funkwellenstrahlung des zweiten Teilmusters 24 zu stören. Die ersten und zweiten bandförmigen Teile 22b, 22c haben vorzugsweise die gleiche Länge (haben die gleiche Größe in Breitenrichtung (Y-Achsenrichtung) des RFID-Etiketts 10). Auch bei unterschiedlichen Längen kann jedoch die Magnetfelderzeugung aus dem ersten Teilmuster 22 ausreichend unterdrückt werden (z.B. im Vergleich zu dem ersten Teilmuster ohne den ersten bandförmigen Teil oder den zweiten bandförmigen Teil). Die ersten und zweiten bandförmigen Teile 22b, 22c können keine lineare Form aufweisen und können beispielsweise eine Mäanderform aufweisen.
Wie oben beschrieben ist, wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine einfache Struktur in dem RFID-Etikett 10 erzielt, so dass der RFIC-Chip 34 (RFIC-Modul 30) und das damit verbundene Antennenmuster 20 geschützt werden können, während charakteristische Abweichungen aufgrund der Verarbeitungsgenauigkeit des RFID-Etiketts reduziert werden und die drahtlose Kommunikation auch dann ermöglicht wird, wenn das RFID-Etikett an der Metalloberfläche W1a angebracht ist.
Insbesondere das RFIC-Modul 30 mit dem RFIC-Chip 34 und dem damit verbundenen Antennenmuster 20 ist zum Schutz des Moduls und des Musters direkt auf dem deckelförmigen Bauteil 12 angeordnet. Insbesondere dient das deckelförmige Bauteil 12 als Element zum Schutz des RFIC-Moduls 30 und des Antennenmusters 20 vor äußeren Einflüssen und dient auch als Element, das das RFIC-Modul 30 und das Antennenmuster 20 hält. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, eine komplizierte Konfiguration wie die Anordnung des RFIC-Chips 34 und des Antennenmusters 20 auf einer Platine, einem Block usw. zu implementieren und die Platine, den Block usw. mit beispielsweise einem Schutzgehäuse zu schützen. Da kein dielektrischer Block umfasst ist, kann eine temperaturbedingte Änderung des Leseabstandes durch eine Änderung der Resonanzfrequenz des RFID-Etiketts verhindert werden, die durch eine Änderung der elektrischen Länge des Antennenmusters 20 gemäß den Temperatureigenschaften der Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Blocks verursacht wird. Dies ermöglicht die Herstellung des RFID-Etiketts mit einem stabilen Leseabstand über einen weiten Temperaturbereich.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Dieses zweite Ausführungsbeispiel ist eine verbesserte Variante des ersten Ausführungsbeispiels und unterscheidet sich im zweiten Teilmuster in dem Antennenmuster von dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher wird das zweite Ausführungsbeispiel hauptsächlich in Bezug auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, und 9 ist eine Querschnittsansicht.
Wie in 8 dargestellt, ist bei einem Antennenmuster 120 eines RTFID-Etiketts 110 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein erstes Teilmuster 122 im Wesentlichen das gleiche wie das erste Teilmuster 22 des ersten Ausführungsbeispiels.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein Verlängerungsteil 124b eines zweiten Teilmusters 124 des Antennenmusters 120 von der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a des deckelförmigen Bauteils 12 und erstreckt sich über den offenen Kantenteil 12c. Daher befindet sich, wie in 9 dargestellt ist, wenn das RFID-Etikett 110 an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 angebracht wird, ein vorderes Ende 124d des Verlängerungsteils 124b des zweiten Teilmusters 124 außerhalb des deckelförmigen Bauteils 12.
Wie in 2 dargestellt ist, befindet sich bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vordere Endabschnitt 24d des Verlängerungsteils 24b des zweiten Teilmusters 24 in dem Antennenmuster 20 auf dem offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12.
Im Gegensatz dazu liegt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in 8 dargestellt ist, der Verlängerungsteil 124b des zweiten Teilmusters 124 über dem offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12. Daher kann der Verlängerungsteil 124b des zweiten Teilmusters 124 mit der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 in Bezug auf einen Gleichstrom oder kapazitiv in einer größeren Fläche verbunden werden, verglichen mit dem Verlängerungsteil 24b des zweiten Teilmusters 24 bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Dadurch kann der Verlängerungsteil 124b des zweiten Teilmusters 124 zuverlässiger in Bezug auf Gleichstrom oder kapazitiv über ein leitfähiges doppelseitiges Klebeband mit der Metalloberfläche W1a verbunden werden.
Der Abschnitt des zweiten Teilmusters 124, der sich außerhalb des deckelförmigen Bauteils 12 erstreckt, wie in 9 dargestellt ist, kann ein von den anderen Abschnitten getrenntes Bauteil sein. So kann beispielsweise ein vorderer Endabschnitt des Verlängerungsteils 124b des zweiten Teilmusters 124 auf dem offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet sein, und ein Leiterblech kann mit dem vorderen Endabschnitt verbunden sein. Beispielsweise ist das Leiterblech ein leitfähiges Klebeband, und eine Klebefläche auf der einer Klebeschicht gegenüberliegenden Seite ist an dem vorderen Endabschnitt des zweiten Teilmusters 124 angebracht, das sich auf dem offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12 befindet.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird auch bei dem RFID-Etikett 110 gemäß dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel eine einfache Struktur erzielt, so dass der RFIC-Chip 34 (RFIC-Modul 30) und das damit verbundene Antennenmuster 20 geschützt und gleichzeitig eine drahtlose Kommunikation ermöglicht werden kann, auch wenn das RFID-Etikett an der Metalloberfläche W1a angebracht ist.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Ein drittes Ausführungsbeispiel umfasst teilweise die gleiche Konfiguration wie das erste Ausführungsbeispiel und unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Ausführungsbeispiel derart konfiguriert ist, in einer extremen Umgebung verwendet werden zu können, die einer Flüssigkeit wie Wasser/Staub/Chlorid/Sulfid bei Regen usw., Staub oder ultraviolettem Licht ausgesetzt ist. Daher wird das dritte Ausführungsbeispiel hauptsächlich in Bezug auf die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
10 ist eine perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, und 11 ist eine Querschnittsansicht.
Wie in 10 dargestellt ist, ist ein Antennenmuster 220 eines RFID-Etiketts 210 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel strukturell im Wesentlichen das gleiche wie das Antennenmuster 20 des ersten Ausführungsbeispiels. Ein Verlängerungsteil 224b eines zweiten Teilmusters 224 in dem Antennenmuster 220 erstreckt sich von einem Hauptkörperteil 224a bis zu dem offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist jedoch ein ringförmiges Muster 260 aus einem Leiter wie Kupfer auf dem ringförmigen offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12 angeordnet. Der Verlängerungsteil 224b des zweiten Teilmusters 224 in dem Antennenmuster 220 ist mit dem ringförmigen Muster 260 verbunden.
Wenn das RFID-Etikett 210 nicht an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 angebracht ist, wird das Antennenmuster 220 (sowie das RFIC-Modul 30) bei dem dritten Ausführungsbeispiel nicht nach außen gerichtet, im Gegensatz zu dem Antennenmuster 20 bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie insbesondere in den 10 und 11 dargestellt ist, wird bei dem dritten Ausführungsbeispiel eine Metallplatte (Leiterplatte) 262 an dem offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12 angebracht, um die Innenseite des deckelförmigen Bauteils 12 abzudecken.
Die Metallplatte 262 ist beispielsweise eine Kupferplatte und ist durch Lötmittel elektrisch und mechanisch mit dem ringförmigen Muster 260 am offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12 verbunden. Durch Verbinden der Metallplatte 262 und des deckelförmigen Bauteils 12 mit Lötmittel wird die Innenseite des deckelförmigen Bauteils 12 abgedichtet und das Antennenmuster 220 und das RFIC-Modul 30 darin vor Flüssigkeiten und Staub geschützt. Dadurch kann ein metallkompatibles Etikett mit hoher Wasser- und Staubbeständigkeit hergestellt werden. Darüber hinaus kann durch die Verwendung eines hochhitzebeständigen Harzmaterials wie beispielsweise Polyetheretherketon (PEEK) Harz für das deckelförmige Bauteil 12 ein hochhitzebeständiges Etikett erzielt werden.
Wenn das RFID-Etikett 210 an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 angebracht ist, wird eine Außenfläche 262a der Metallplatte 262 vollständig an der Metalloberfläche W1a über einen leitfähigen Klebstoff oder ein doppelseitiges Klebeband oder einen isolierenden Klebstoff oder ein doppelseitiges Klebeband angebracht. Dadurch wird der Verlängerungsteil 224b des zweiten Teilmusters 224 in dem Antennenmuster 220 mit der Metalloberfläche W1a in Bezug auf einen Gleichstrom oder kapazitiv durch das ringförmige Muster 260 und die Metallplatte 262 verbunden. Das RFID-Etikett 210 wird über die gesamte Außenfläche 262a der Metallplatte 262 angebracht und kann somit fest mit der Metalloberfläche W1a verbunden werden (im Vergleich zu der Befestigung über den offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12).
Das RFID-Etikett 210 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird, wie oben beschrieben ist, beispielsweise wie folgt hergestellt.
12A bis 12D zeigen ein beispielhaftes Herstellungsverfahren des RFID-Etiketts 210 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
Wie in 12A dargestellt ist, werden zunächst das Antennenmuster 220 und das ringförmige Muster 260 auf eine flache Platte 264 gedruckt, die beispielsweise aus einem Harzmaterial besteht, indem eine leitfähige Paste aus einem mehlbasierten Material wie Silber und Kupfer oder einem organischen leitfähigen Material wie Kohlenstoff verwendet wird. Beispielsweise wird eine Silberpaste entlang einer äußeren Umfangskante der flachen Platte 264 gedruckt, um das ringförmige Muster 260 zu drucken. Bei dem ringförmigen Muster 260 ist das Antennenmuster 220 so aneinander gedruckt, dass der Verlängerungsteil 224b des zweiten Teilmusters 224 mit dem ringförmigen Muster 260 verbunden ist.
Die musterbedruckte flache Platte 264 wird mit Hilfe einer Gussform in eine Deckelform geformt. Wenn beispielsweise die flache Platte 264 aus einem Harzmaterial besteht, wird die flache Platte 264 durch Vakuumformen in eine Deckelform geformt. Wie in 12B dargestellt ist, wird das Formen durchgeführt, um das deckelförmige Bauteil 12 mit dem Antennenmuster 220 auf der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a und dem ringförmigen Muster 260 auf dem offenen Kantenteil 12c herzustellen.
Anschließend wird die Beschichtung des deckelförmigen Bauteils 12 einschließlich des aus der leitfähigen Paste gebildeten Antennenmusters 220 und des ringförmigen Musters 260 durchgeführt. Beispielsweise wird eine Kupferbeschichtung durch elektrolytisches Plattieren auf den Mustern der leitfähigen Paste gebildet. Da die Muster der leitfähigen Paste leitfähige Partikel in einem Bindemittelharz enthalten, wird die Beschichtung zur Reduzierung einer Hochfrequenzwiderstandskomponente der Antenne durchgeführt, um die elektrischen Eigenschaften des RFID-Etiketts zu verbessern. Dadurch werden die Kommunikationseigenschaften des RFID-Etiketts 210 beispielsweise Eigenschaften wie Empfangsempfindlichkeit und Stromverbrauch verbessert.
Nachdem das Kupferantennenmuster 220, wie in 12C dargestellt ist, hergestellt wurde, wird das RFIC-Modul 30 an der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a des deckelförmigen Bauteils 12 angebracht. Insbesondere ist, wie in 5 dargestellt ist, die eine externe Anschlussklemme 38 des RFIC-Moduls 30 mit einem ersten Teilmuster 222 und die andere externe Anschlussklemme 40 mit einem zweiten Teilmuster 24 verlötet. Bei einem metallkompatiblen Etikett, das in der Nähe der Schmelztemperatur des Lötmittels oder bei der Lötschmelztemperatur oder höher verwendet wird, kann ein leitfähiges Verbindungsmaterial verwendet werden, das bei einer höheren Temperatur als dieses Verbindungsmaterial schmilzt.
Nachdem das RFIC-Modul 30, wie in 12D dargestellt ist, am deckelförmigen Bauteil 12 angebracht ist, wird die Metallplatte 262 mit dem offenen Kantenteil 12c des deckelförmigen Bauteils 12 verlötet, um das Innere des deckelförmigen Bauteils 12 abzudecken. Damit ist das wasserdichte/staubdichte RFID-Etikett 210 vollständig.
Die Metallplatte 262 kann in Abhängigkeit von der Verwendung des RFID-Etiketts 210 beschichtet werden. So kann beispielsweise eine Beschichtung aus Nickel oder Zinn auf der Metallplatte 262 aus Kupfer, Messing usw. gebildet werden.
Das RFID-Etikett 210 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann mittels eines anderen Verfahrens hergestellt werden. Beispielsweise können das Antennenmuster und das ringförmige Muster der leitfähigen Paste auf dem deckelförmigen Bauteil 12 durch ein Verfahren wie Transferdruck usw. mustergeformt werden. Das Verfahren kann das anschließende Bilden einer Verkupferungsschicht auf der leitfähigen Paste, das Anbringen des RFIC-Moduls 30 und das Anbringen der Metallplatte 262 umfassen.
Ein Verfahren zum Bilden eines Antennenmusters ohne Bilden einer Beschichtung kann ein Verfahren zum dichten Auftragen einer Metallpaste aus Silber, Kupfer usw. sein oder das Drucken eines Antennenmusters unter Verwendung von Nanopaste und Sintern des Antennenmusters zum Herstellen des endgültigen Antennenmusters ohne Durchführen der Beschichtung umfassen. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich „Metallnanopaste“ auf eine Paste, die mittels Metallnanopartikeln der Nano-Größenordnung aus Silber, Kupfer usw. in einem organischen Lösungsmittel usw. gewonnen wurde. Wenn eine flüssigkeitsunterdrückende Selbstverschmelzung der Metallnanopartikel durch Erhitzen oder Trocknen verdampft, verschmelzen die Metallnanopartikel miteinander zu einem Metallfilm.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird auch bei dem RFID-Etikett 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wie oben beschrieben eine einfache Struktur erzielt, so dass der RFIC-Chip 34 (RFIC-Modul 30) und das damit verbundene Antennenmuster 220 geschützt und gleichzeitig eine drahtlose Kommunikation ermöglicht werden kann, auch wenn das RFID-Etikett an der Metalloberfläche W1a angebracht ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine Vielzahl von ersten bis dritten Ausführungsbeispielen beschrieben wird, sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise kann das RFID-Etikett derart konfiguriert werden, mindestens eine von Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit zu erfassen und das erfasste Ergebnis nach außen auszugeben. So sind beispielsweise ein Temperatursensor und ein Feuchtesensor in den RFIC-Chip integriert. Alternativ sind in dem RFIC-Modul zusammen mit dem RFIC-Chip ein Temperatursensor und ein Feuchtigkeitssensor angeordnet.
Da das RFIC-Modul mit einem Temperatursensor auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des deckelförmigen Bauteils angeordnet ist, kann der Temperatursensor die Temperatur außerhalb des deckelförmigen Bauteils mit hoher Genauigkeit erfassen. Genauer gesagt, erfasst der Temperatursensor indirekt die Außentemperatur, indem er im Wesentlichen die Temperatur des deckelförmigen Bauteils in Kontakt mit der Außenluft erfasst. Im Vergleich zu dem Fall, dass ein Modul mit einem Temperatursensor im Unterschied zu diesem Fall über einen Zwischenraum hinweg von dem deckelförmigen Bauteil entfernt angeordnet ist, kann der Temperatursensor daher die Außentemperatur mit hoher Genauigkeit erfassen, auch wenn sich die Außentemperatur in kurzer Zeit stark ändert.
Wenn der Feuchtigkeitssensor im RFIC-Modul angeordnet ist, ist in dem deckelförmigen Bauteil eine Kommunikationsöffnung zur Kommunikation zwischen dem Innenraum und der Außenseite angeordnet.
Das Antennenmuster des RFID-Etiketts gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Antennenmuster 20, 120, 220 des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels beschränkt.
Beispielsweise umfasst ein Antennenmuster 320 eines RFID-Etiketts 310 gemäß einem anderen in 13 dargestellten Ausführungsbeispiel ein erstes Teilmuster 322 und ein zweites Teilmuster 324 wie bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel. Das zweite Teilmuster 324 umfasst einen Verlängerungsteil 324b. Das Muster unterscheidet sich jedoch von dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das zweite Teilmuster 324 zu einer Mäanderform geformt ist. Insbesondere sind zwei Einkerbungen 324e in einem Hauptkörperteil 324a des zweiten Teilmusters 324 ausgebildet, die auf der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a des deckelförmigen Bauteils 12 angeordnet sind. Eine der Einkerbungen 324e ist an einem der Enden in Breitenrichtung (Y-Achsenrichtung) des zweiten Teilmusters 324 und die andere Einkerbung 324e ist am anderen Ende in Breitenrichtung angeordnet. Das zweite Teilmuster 324 kann, wie oben beschrieben ist, das Frequenzband des Kommunikationssignals des RFID-Etiketts verbreitern.
Ein Antennenmuster 420 eines RFID-Etiketts 410 gemäß einem anderen in 14 dargestellten Ausführungsbeispiel weist ebenfalls ein erstes Teilmuster 422 und ein zweites Teilmuster 424 wie bei den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen auf. Das zweite Teilmuster 424 umfasst einen Verlängerungsteil 424b. Zusätzlich umfasst ein Hauptkörperteil 424a des zweiten Teilmusters 424, das auf der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a des deckelförmigen Bauteils 12 angeordnet ist, einen Halsabschnitt 424e.
In dem Halsabschnitt 424e konzentriert sich der Strom im Vergleich zu den anderen Abschnitten. Diese Stromkonzentration erhöht die Induktivität des zweiten Teilmusters 424 im Vergleich zu demjenigen, der keinen Halsabschnitt umfasst. Durch eine entsprechende Einstellung der Form des Halsabschnitts kann die Induktivität des zweiten Teilmusters 424 beliebig angepasst werden.
Darüber hinaus ist ein Antennenmuster 520 eines RFID-Etiketts 510 gemäß einem weiteren in 15 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Muster, das im Unterschied zu den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen nicht in zwei separate Muster unterteilt ist. Ein Verlängerungsteil 520b ist in einem Muster angeordnet. Ein Hauptkörperteil 520a des Antennenmusters 520, das auf der rückseitigen Oberfläche 12d des Obere-Platte-Teils 12a des deckelförmigen Bauteils 12 angeordnet ist, umfasst ein Schleifenteil 520e. Das RFIC-Modul 30 wird mit dem Schleifenteil 520e verbunden. Dadurch fungiert das Antennenmuster 520 als Magnetfeldantenne.
Darüber hinaus umfasst ein Antennenmuster 620 eines RFID-Etiketts 610 gemäß einem noch weiteren in 16 dargestellten Ausführungsbeispiel ein schleifenförmiges Schleifenmuster 622 und ein bandförmiges Muster 624 mit einer Bandform. Ein Verlängerungsteil 624b ist in dem bandförmigen Muster 624 angeordnet. Das RFIC-Modul 30 ist mit dem Schleifenmuster 622 verbunden. Zusätzlich ist das Schleifenmuster 622 teilweise mit dem bandförmigen Muster 624 zur Verbindung mit dem bandförmigen Muster 624 überlappend. Durch Einstellen eines Grades der Überlappung, d.h. eines Bereichs des bandförmigen Musters 624, der eine Schleifenöffnung 622a des Schleifenmusters 622 abdeckt, können die Kommunikationseigenschaften, zum Beispiel das Frequenzband des RFID-Etiketts 610, eingestellt werden.
Wie oben beschrieben ist, sind die Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung nicht in Bezug auf die Form des Antennenmusters oder insbesondere die Form des Abschnitts des Antennenmusters, der auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des deckelförmigen Bauteils angeordnet ist, begrenzt. Diese Form kann je nach Verwendung und Anwendungsumgebung des RFID-Etiketts vielfältig verändert werden.
Wie in 1 dargestellt ist, wird das RFID-Etikett 10 zusätzlich an der Metalloberfläche W1a des Artikels W1 angebracht, die eine ebene Oberfläche ist; jedoch sind die Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. 17 zeigt beispielsweise ein RFID-Etikett 710, das an einer gekrümmten Oberfläche W2a einer Gasflasche W2 angebracht ist. In diesem Fall umfasst das RFID-Etikett 710 ein deckelförmiges Bauteil 712 aus einem Harzmaterial mit Flexibilität. Alternativ weist ein offener Kantenteil des deckelförmigen Bauteils 712 eine Form auf, die in der Lage ist, mit der gekrümmten Oberfläche W2a der Gasflasche W2 in Eingriff zu sein.
Daher kann das RFID-Etikett gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung auch dann verwendet werden, wenn es an verschiedenen Artikeln mit Metalloberflächen beliebiger Form angebracht wird, z.B. Metalloberflächen von Büroarbeitsplätzen, Fässern usw., und es kann auch verwendet werden, wenn es an Nicht-Metalloberflächen angebracht ist.
18 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. 19 ist eine Querschnittsansicht des RFID-Etiketts gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. 20 ist ein entsprechendes Schaltungsdiagramm des RFID-Etiketts gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
Wie in 18 dargestellt ist, werden bei dem RFID-Etikett 810 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ein Antennenmuster 820 und ein ringförmiges Muster 860 beispielsweise aus einem einzelnen Blech (oder einer Metallplatte) hergestellt. Das Antennenmuster 820 wird durch Schneiden und Anheben eines Abschnitts des Blechs gebildet. Dadurch werden das Antennenmuster 820 und das Ringmuster 860 als eine Komponente integriert. Das Metallblech besteht aus vernickeltem/verzinntem Messing, das sich beispielsweise leicht schneiden und anheben lässt.
Um das Antennenmuster 820 und das Ringmuster 860 als eine Komponente zu integrieren, ist das Antennenmuster 820 eine invertierte F-Antenne.
Wie in 19 dargestellt ist, umfasst das Antennenmuster 820 insbesondere ein Hauptkörperteil 820a, das an der rückseitigen Oberfläche 12 des Obere-Platte-Teils 12a des deckelförmigen Bauteils 12 angebracht ist, und einen Verlängerungsteil 820b, der mit dem ringförmigen Muster 860 verbunden ist.
Wie in 20 dargestellt ist, fungiert der Hauptkörperteil 820a des Antennenmusters 820 als invertierte F-Antenne. Daher umfasst der Hauptkörperteil 820a, wie in 18 dargestellt ist, einen strahlenden Teil 820c, der Funkwellen ausstrahlt, einen Zuführleitungsteil 820d, der den strahlenden Teil 820c und das Ringmuster 860 verbindet (d.h. eine Metallplatte 862, die mit dem Ringmuster 860 verbunden ist), und Kurzschlussleitungsteile 820e, die das strahlende Teil 820c und das Ringmuster 860 verbinden.
Der Zuführleitungsteil 820d im Hauptkörperteil 820a des Antennenmusters 820, das als invertierte F-Antenne dient, besteht aus dem RFIC-Modul 30, einem Stegabschnitt 820f, der mit der einen externen Anschlussklemme 38 des RFIC-Moduls 30 verbunden ist, einem Stegabschnitt 820g, der mit der anderen externen Anschlussklemme 40 des RFIC-Moduls 30 verbunden ist, und einem Verbindungsteil 820h, der den Stegabschnitt 820g und den Verlängerungsteil 820b verbindet.
Die Kurzschlussleitungsteile 820e sind zwei Abschnitte des Hauptkörperteils 820a, die den strahlenden Teil 820c und den Verlängerungsteil 820b mit dem dazwischen liegenden Zuführungsleitungsteil 820d verbinden. Der Grund für das Vorliegen der beiden Kurzschlussleitungsteile 820e ist, dass beim Schneiden und Anheben des Antennenmusters 820 eine Position zwischen dem Verlängerungsteil 820b und dem Anschlussteil 820h entsprechend gebogen wird. Insbesondere vor dem Schneiden und Anheben des Antennenmusters 820 weisen der Verlängerungsteil 820b und der Verbindungsteil 820h eine längliche, linear verlaufende Bandform auf. Wenn einer der beiden Kurzschlussleitungsteile 820e nicht vorhanden ist, wird eine Position zwischen dem Verlängerungsteil 820b und dem Anschlussteil 820h nicht entsprechend gebogen, so dass das Anschlussteil 820h beim Schneiden und Anheben des Antennenmusters 820 gegenüber dem Verlängerungsteil 820b verdreht werden kann. Bei Verdrehung können der Verlängerungsteil 820b und der Verbindungsteil 820h geteilt werden. Alternativ können der Stegabschnitt 820g und die andere externe Anschlussklemme 40 des RFIC-Moduls 30 in einem nachfolgenden Schritt möglicherweise nicht richtig elektrisch angeschlossen werden. Als Gegenmaßnahme sind die beiden Kurzschlussleitungsteile 820e so angeordnet, dass der Zuführleitungsteil 820d dazwischen angeordnet ist.
Die mit dem Ringmuster 860 verbundene Metallplatte 862 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das ringförmige Muster 860, beispielsweise vernickeltes/verzinntes Messing. Eine Zinnkomponente reduziert den Kontaktwiderstand. Ein doppelseitiges Klebeband 864 zum Befestigen des RFID-Etiketts 810 an einem Artikel wird auf der Metallplatte 862 angebracht.
Der Schnappverschluss kann als Verfahren zur Befestigung des Antennenmusters 820 und des ringförmigen Musters 860 aus einem Blech an dem deckelförmigen Bauteil 12 aus einem Harzmaterial verwendet werden. Insbesondere werden für jedes der Antennenmuster 820 und das ringförmige Muster 860 aus Metall mehrere Durchgangsbohrungen ausgebildet. Mehrere Vorsprünge für den Schnappverschluss mit den mehreren Durchgangsbohrungen sind auf dem deckelförmigen Bauteil 12 angeordnet. Das Antennenmuster 820 und das ringförmige Muster 860 können einfach auf dem deckelförmigen Bauteil 12 durch Einrasten der mehreren Vorsprünge bzw. mit den entsprechenden Durchgangsbohrungen angeordnet werden. Durch Vernieten (z.B. Schmelzen) von Spitzen der Vorsprünge nach dem Einrasten können das Antennenmuster 820 und das ringförmige Muster 860 fester an dem deckelförmigen Bauteil 12 befestigt werden.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist es im Vergleich zum dritten Ausführungsbeispiel nicht notwendig das Antennenmuster getrennt in mehrere Teile aus einem Blech herzustellen, um die Herstellungsschritte des RFID-Etiketts zu vereinfachen. Wird beispielsweise das Antennenmuster 220 durch Stanzen eines Blechs zu dem ersten Teilmuster 222 und dem zweiten Teilmuster 224, d.h. aus zwei Teilen, bei dem dritten Ausführungsbeispiel hergestellt, ist ein Vorgang erforderlich, um die beiden Teile an dem deckelförmigen Bauteil 12 zu befestigen, während sie zueinander positioniert sind; wird jedoch das Antennenmuster 820 durch Stanzen eines Blechs bei dem vierten Ausführungsbeispiel als ein Teil hergestellt und ausgebildet, ist die oben beschriebene Positionierung nicht erforderlich.
21 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß einer Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
Wie in 21 dargestellt ist, unterscheidet sich ein RFID-Etikett 910 gemäß der Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels von dem in 18 dargestellten RFID-Etikett 810 einschließlich des ringförmigen Musters 860, das das Antennenmuster 820 und die Metallplatte 862 verbindet. Anstelle des ringförmigen Musters ist ein bandförmiges Anschlussteil 920c, das an einem Ende eines Antennenmusters 920 angeordnet ist, direkt mit einer Metallplatte 962 verbunden. Ein Zuführleitungsteil 920d und Kurzschlussleitungsteile 920e eines Hauptkörperteils 920a des Antennenmusters 920 sind über einen Verlängerungsteil 920b mit dem Anschlussteil 920c verbunden. Der bandförmige Anschlussteil 920c und die Metallplatte 962 werden durch Löten etc. verbunden, was die Verbindungssicherheit erhöht.
22 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines RFID-Etiketts gemäß einer weiteren Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
Wie in 22 dargestellt ist, unterscheidet sich ein RFID-Etikett 1010 gemäß der anderen Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels von dem in 18 dargestellten RFID-Etikett 810, bei dem das RFIC-Modul 30 einschließlich des RFIC-Chips und der Anpassungsschaltung an dem Antennenmuster 820 angebracht ist. Insbesondere ist der RFIC-Chip 34 direkt an einem Antennenmuster 1020 angebracht. Anstelle der Anpassungsschaltung wird durch Bilden einer geeigneten Länge eines verbindungsseitigen leitfähigen Drahtteils 1020f eines Zuführleitungsteils 1020d, das über einen Verlängerungsteil 1020b mit einem Anschlussteil 1020c verbunden ist, d.h. durch Einstellen der Induktivität des verbindungsseitigen leitfähigen Drahtteils 1020f, eine Anpassung zwischen dem Antennenmuster 1020 und dem RFIC-Chip 34 erreicht. In diesem Fall kann der RFIC-Chip 34 die Form eines gehäusten Halbleiterelements aufweisen.
Zusätzlich ist bei dem RFID-Etikett gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung das deckelförmige Bauteil, das als Etiketten-Hauptkörper dient, nicht auf ein Bauteil beschränkt, dessen Innenraum versiegelt ist, wenn es an einer Metalloberfläche eines Artikels über dessen offenen Kantenteil angebracht wird. Beispielsweise kann das deckelförmige Bauteil ein Loch umfassen, das eine Verbindung zwischen dem Innenraum und der Außenseite in einem Zustand der Befestigung an der Metalloberfläche ermöglicht. Darüber hinaus ist der Etiketten-Hauptkörper nicht auf eine Deckelform beschränkt, bei der das das Obere-Platte-Teil tragende Obere-Platte-Trägerteil ein rohrförmiges Seitenwandteil ist. Beispielsweise kann das Obere-Platte-Trägerteil des Etiketten-Hauptkörpers aus zwei flachen plattenförmigen Seitenwandteilen bestehen, die parallel zueinander verlaufen. Alternativ kann beispielsweise das Obere-Platte-Trägerteil aus vier Säulenteilen bestehen (in diesem Fall hat der Etiketten-Hauptkörper eine Tischform). Übertrieben ausgedrückt, kann der Etiketten-Hauptkörper beispielsweise alternativ den Obere-Platte-Teil und einen Säulenteil umfassen, die sich von dem Obere-Platte-Teil auf der rückseitigen Oberflächenseite erstrecken. In diesem extremen Fallbeispiel hat der Etiketten-Hauptkörper eine Sonnenschirmform.
Zusätzlich wird bei den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen, wie in 5 dargestellt ist, der RFIC-Chip 34 als RFIC-Modul 30 zusammen mit der Anpassungsschaltung (Induktivitätselement) modularisiert; die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der RFIC-Chip kann ohne Modularisierung direkt auf dem deckelförmigen Bauteil angeordnet werden. In diesem Fall wird bei Bedarf auch eine Anpassungsschaltung direkt auf dem deckelförmigen Bauteil angeordnet.
Für den Fachmann ist ersichtlich, dass mindestens ein weiteres Ausführungsbeispiel ganz oder teilweise mit einem bestimmten Ausführungsbeispiel kombiniert werden kann, um ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zu bilden.
Insbesondere ist das RFID-Etikett der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung ein RFID-Etikett, das in einem Zustand der Befestigung an einer Metalloberfläche eines Artikels verwendet werden kann, wobei es einen Etiketten-Hauptkörper, der einen Obere-Platte-Teil mit einer über einen Zwischenraum der Metalloberfläche zugewandten rückseitigen Oberfläche und einen Obere-Platte-Trägerteil, der sich von dem Obere-Platte-Teil auf der rückseitigen Oberflächenseite erstreckt und eine an der Metalloberfläche angebrachte vordere Endoberfläche umfasst, ein Antennenmuster, das auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet ist, und einen RFIC-Chip aufweist, der auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet und mit dem Antennenmuster verbunden ist, wobei das Antennenmuster einen Verlängerungsteil umfasst, der sich von der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers weg in Richtung der Metalloberfläche erstreckt und sich mit der Metalloberfläche in Bezug auf einen Gleichstrom oder kapazitiv verbindet.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann für RFID-Etiketten eingesetzt werden, die vor der Verwendung auf einer Metalloberfläche angebracht werden können.

10: RFID-Etikett
12: Etiketten-Hauptkörper (deckelförmiges Bauteil)
12a: Obere-Platte-Teil
12b: Obere-Platte-Trägerteil (Seitenwandteil)
12d: rückseitige Oberfläche
20: Antennenmuster
24b: Verlängerungsteil
W1: Artikel
W1a: Metalloberfläche

Claims

ein RFID-Etikett, welches in einem Befestigungszustand an einer Metalloberfläche eines Artikels verwendet werden kann, das folgende Komponenten umfasst: einen Etiketten-Hauptkörper umfasst, der ein Obere-Platte-Teil mit einer über einen Zwischenraum der Metalloberfläche zugewandten rückseitigen Oberfläche und ein Obere-Platte-Trägerteil, das sich von dem Obere-Platte-Teil auf der rückseitigen Oberflächenseite erstreckt und eine an der Metalloberfläche angebrachte vordere Endfläche umfasst; ein Antennenmuster, das auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet ist; und einen RFIC-Chip, der auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet und mit dem Antennenmuster verbunden ist, wobei das Antennenmuster einen Verlängerungsteil umfasst, der sich von der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers weg in Richtung der Metalloberfläche erstreckt und sich mit der Metalloberfläche in Bezug auf einen Gleichstrom oder kapazitiv verbindet.
Das RFID-Etikett gemäß Anspruch 1, wobei der Etiketten-Hauptkörper ein deckelförmiges Bauteil ist, bei dem sich das Obere-Platte-Trägerteil rohrförmig von einer äußeren Umfangskante des Obere-Platte-Teils erstreckt, und wobei die vordere Endfläche des Obere-Platte-Trägerteils ein offener Kantenteil des deckelförmigen Bauteils ist.
Das RFID-Etikett gemäß Anspruch 2, wobei ein vorderer Endabschnitt des Verlängerungsteils des Antennenmusters auf dem offenen Kantenteil des deckelförmigen Bauteils angeordnet ist.
Das RFID-Etikett gemäß Anspruch 2, wobei sich der Verlängerungsteil des Antennenmusters über den offenen Kantenteil hinaus zur Außenseite des deckelförmigen Bauteils erstreckt.
Das RFID-Etikett gemäß Anspruch 2, wobei ein ringförmiges Muster eines Leiters auf dem offenen Kantenteil des deckelförmigen Bauteils angeordnet ist, und wobei der Verlängerungsteil des Antennenmusters mit dem ringförmigen Muster verbunden ist.
Das RFID-Etikett gemäß Anspruch 5, ferner aufweisend eine Leiterplatte, die an dem offenen Kantenteil angebracht ist, um die Innenseite des deckelförmigen Bauteils abzudecken, und die mit dem ringförmigen Muster verbunden ist.
Das RFID-Etikett gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Antennenmuster ein erstes Teilmuster umfasst, das mit einem ersten Ein-/Ausgangsanschluss des RFIC-Chips verbunden ist, und ein zweites Teilmuster, das in einem Abstand von dem ersten Teilmuster beabstandet mit einem zweiten Ein-/Ausgangsanschluss des RFIC-Chips verbunden ist und den Verlängerungsteil umfasst, wobei das erste Teilmuster einen Bereich aufweist, der kleiner ist als der Bereich des zweiten Teilmusters, und wobei das erste Teilmuster einen ersten bandförmigen Teil umfasst, der sich in eine Richtung erstreckt, und einen zweiten bandförmigen Teil, der sich in eine Richtung entgegengesetzt zu der einen Richtung erstreckt, wenn man ihn von einem Verbindungspunkt zu dem ersten Ein-/Ausgangsanschluss aus betrachtet.
Das RFID-Etikett gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei das Antennenmuster eine invertierte F-Antenne ist und wobei das Antennenmuster und das ringförmige Muster als eine Komponente integriert sind, indem ein Zuführleitungsteil und ein Kurzschlussleitungsteil der invertierten F-Antenne mit dem ringförmigen Muster verbunden sind.
Das RFID-Etikett gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, aufweisend ein RFIC-Modul, das den RFIC-Chip und eine dem RFIC-Chip und dem Antennenmuster entsprechende Anpassungsschaltung umfasst, wobei das RFIC-Modul ferner mindestens einen von einem Temperatursensor, der eine Außentemperatur des deckelförmigen Bauteils erfasst, und einem Feuchtigkeitssensor, der eine Außenfeuchtigkeit des deckelförmigen Bauteils erfasst, umfasst.
Das RFID-Etikett gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Etiketten-Hauptkörper aus einem Harzmaterial besteht und flexibel ist.
Das RFID-Etikett gemäß Anspruch 10, wobei der Etiketten-Hauptkörper ein Hilfsträgerteil umfasst, das sich von der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils erstreckt und mit der Metalloberfläche in Kontakt kommt.
Ein Artikel, der zumindest teilweise eine Metalloberfläche umfasst und ein RFID-Etikett aufweist, das an der Metalloberfläche angebracht ist, wobei das RFID-Etikett einen Etiketten-Hauptkörper umfasst, der einen Obere-Platte-Teil mit einer über einen Zwischenraum der Metalloberfläche zugewandten rückseitigen Oberfläche und einen Obere-Platte-Trägerteil, der sich von dem Obere-Platte-Teil auf der Rückseite erstreckt und eine an der Metalloberfläche angebrachte vordere Endoberfläche umfasst, ein Antennenmuster, das auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet ist, und einen RFIC-Chip, der auf der rückseitigen Oberfläche des Obere-Patte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers angeordnet und mit dem Antennenmuster verbunden ist, und wobei das Antennenmuster einen Verlängerungsteil umfasst, der sich von der rückseitigen Oberfläche des Obere-Platte-Teils des Etiketten-Hauptkörpers weg in Richtung der Metalloberfläche erstreckt und sich mit der Metalloberfläche in Bezug auf einen Gleichstrom oder kapazitiv verbindet.