JP2017004540A

JP2017004540A - Ｒｆｉｄタグ付き物品およびｒｆｉｄタグ

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Publication number: JP2017004540A
Application number: JP2016145040A
Authority: JP
Inventors: 邦宏駒木; Kunihiro Komaki
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-04-21
Also published as: GB2539839A; JPWO2015166832A1; CN106134000A; GB2539839B8; JP6079932B2; CN109888499A; GB2539839B; JP2018078619A; GB201616569D0; CN106134000B; CN109888499B; US20170017868A1; JP6556672B2; WO2015166832A1; US9940564B2; JP6566020B2; US20180181848A1; US10169689B2

Abstract

【課題】通信特性を高めたＲＦＩＤ付き物品を提供する。【解決手段】柱状体２０は、金属体を絶縁膜によって覆うことによって形成される。ループ状のアンテナ導体１２は、絶縁性の台座１８を介して柱状体２０の上面に設けられる。アンテナ導体１２のループ面は、柱状体２０の上面とほぼ平行となる。ＲＦＩＣ素子１４の下面には２つの端子電極が設けられる。ＲＦＩＣ素子１４は、この２つの端子電極がアンテナ導体１２の両端１２０１，１２０２にそれぞれ接続されるように、アンテナ導体１２に実装される。接続導体１６の一方端１６０１はアンテナ導体１２の一方端１２０１の近傍に接続され、接続導体１６の他方端１６０２は柱状体２０の上面に接続される。【選択図】図２

Description

この発明は、金属体を有する物品とこれに付されたＲＦＩＤ(Radio Frequency IDentifier)タグとを有するＲＦＩＤタグ付き物品に関する。この発明はまた、金属体を有する物品に付されるＲＦＩＤタグに関する。

ＵＨＦ帯域を利用して無線通信を行うＲＦＩＤタグを金属体に直接貼り付けると、リーダライタから送信された電波の電界成分がタグの表面でゼロになってしまうため、タグの読み書きを行うことができない。よって、金属物にＲＦＩＤタグを貼り付ける場合、ＲＦＩＤタグを金属面から離して配置するのが一般的である。

これに関連して、特許文献１は、ループアンテナを有するＲＦＩＤタグをそのループ面が金属面に対して垂直となるように貼り付ける手法を開示している。この手法によれば、ＲＦＩＤタグで電波を拾うことができるだけでなく、金属面を放射素子として利用することができるようになり、この結果、大きな利得を持つＲＦＩＤタグ（無線ＩＣデバイス）が実現される。

また、特許文献２によれば、紙等の被挟持媒体を挟持するクリップに電子データが記憶される。電子データの出入力は、ＲＦＩＤを応用した無線通信によって行われる。さらに、特許文献３によれば、通知補助装置は、受信器に接続された第１のアンテナ部と、ＩＣチップ読取器に接続された第２のアンテナ部と、これらのアンテナ部が取り付けられたクリップ状の本体とを備える。通知補助装置をファイルに取り付けて第２のアンテナ部を回動させると、第２のアンテナ部が通知補助装置の下方に突出し、ファイルの一部に当接または近接される。通知補助装置とＩＣチップとの送受信は、第２のアンテナ部を介してスムーズに実行される。

国際公開第２００９／００８２９６号特開２００４−１９２２８７号特開２００４−３０７２０９号

しかし、ループ面が金属面に対して垂直となるようにＲＦＩＤタグを貼り付ける特許文献１の構造では、ＲＦＩＤタグが金属体から突出してしまうため、特にタグに堅牢性が要求される用途（たとえばガスボンベ用）には不向きである。

また、特許文献２または３のようにＲＦＩＤタグをクリップに取り付けることで、紙書類などの対象物へのＲＦＩＤタグの取り付けや取り外しが容易になる。しかし、対象物が導体である場合、つまり導体にクリップを取り付ける場合、特許文献２または３の技術では、導体がＲＦＩＤタグの通信特性（特に利得）を阻害し、十分な通信距離を確保できないという問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、通信特性を高めることができる、ＲＦＩＤタグ付き物品およびＲＦＩＤタグを提供することである。

この発明に係るＲＦＩＤタグ付き物品は、金属体を有する物品と、物品に付されたＲＦＩＤタグと、を有する、ＲＦＩＤタグ付き物品であって、ＲＦＩＤタグは、第１ループ端および第２ループ端を有したループ導体と、第１ループ端および第２ループ端にそれぞれ接続された第１端子電極および第２端子電極を有するＲＦＩＣ素子と、ループ導体に接続された接続導体と、を備えており、接続導体の第１端部は、第１ループ端および第１端子電極の近傍においてループ導体と接続されていて、接続導体の第２端部は、直接または容量を介して、物品の金属体に接続されている。

好ましくは、ループ導体は、そのループ面が金属体の表面に沿うように設けられる。

好ましくは、ループ導体は、そのループ面が金属体の表面と重ならないように設けられる。

好ましくは、ＲＦＩＣ素子は第１端子電極および第２端子電極とそれぞれ接続された第１入出力端子および第２入出力端子を有するＲＦＩＣチップを含み、第１入出力端子および第２入出力端子の間の電気長は通信信号の１／２波長であり、第２端部を基点とする金属体の最遠端から第１入出力端子までの電気長は通信信号の１／２波長以上である。

さらに好ましくは、金属体は最遠端に相当する縁端部と異なる特定縁端部を有し、第２端部は特定縁端部で対象物と接続される。

好ましくは、ＲＦＩＣ素子はループ導体とＲＦＩＣチップとの間に位置する給電回路をさらに含み、第１端子電極および第２端子電極は給電回路を介して第１入出力端子および第２入出力端子と接続される。

好ましくは、物品の表面に形成される絶縁体がさらに備えられ、第２端部は絶縁体を介して物品の金属体と接続される。

好ましくは、ＲＦＩＤタグは、物品の金属体に対して着脱自在である。

この発明に係るＲＦＩＤタグは、金属体を有する物品に付されたＲＦＩＤタグであって、第１ループ端および第２ループ端を有したループ導体と、第１ループ端および第２ループ端にそれぞれ接続された第１端子電極および第２端子電極を有するＲＦＩＣ素子と、ループ導体に接続された接続導体と、を備えており、接続導体の第１端部は、第１ループ端および第１端子電極の近傍においてループ導体と接続されていて、接続導体の第２端部は、直接または容量を介して、物品の金属体に接続されている。

ループ導体を流れる電流量（電流密度）は、ループ端の近傍において最大となる。したがって、ループ導体と金属体とを接続するにあたって接続導体をループ端の近傍に接続することで、金属体を流れる電流量が最大化される。金属体は放射体または放射素子として機能し、高い利得が得られる。これによって通信特性が向上する。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の基本的構成を示す斜視図である。実施例１の無線ＩＣデバイスを斜め上から眺めた状態の一例を示す斜視図である。実施例１の無線ＩＣデバイスを真上から眺めた状態を示す上面図である。接続導体の端部と柱状体との接続状態を示す図解図である。実施例１の無線ＩＣデバイスに適用されるＲＦＩＣ素子の構造の一例を示す図解図である。実施例１の無線ＩＣデバイスの等価回路を示す回路図である。実施例１の変形例の無線ＩＣデバイスの等価回路を示す回路図である。実施例２の無線ＩＣデバイスを斜め上から眺めた状態の一例を示す斜視図である。アンテナ導体およびこれに実装されたＲＦＩＣ素子を示す分解斜視図である。アンテナ導体の固定部と柱状体との接続状態を示す図解図である。（Ａ）はアンテナ導体を作製する工程の一部を示す図解図であり、（Ｂ）はアンテナ導体を作製する工程の他の一部を示す図解図であり、（Ｃ）はアンテナ導体を作製する工程のその他の一部を示す図解図であり、（Ｄ）はアンテナ導体にＲＦＩＣチップを実装する工程のさらにその他の一部を示す図解図である。（Ａ）は実施例３のクリップ状ＲＦＩＤタグを真上から眺めた状態を示す上面図であり、（Ｂ）は実施例３のクリップ状ＲＦＩＤタグを真横から眺めた状態を示す側面図である。実施例３のクリップ状ＲＦＩＤタグに適用されるループ導体および接続導体の接続状態を示す図解図である。実施例３のクリップ状ＲＦＩＤタグに適用されるＲＦＩＣ素子およびループ導体の接続状態を示す図解図である。実施例３のクリップ状ＲＦＩＤタグに適用されるＲＦＩＣ素子の構造を示す断面図である。実施例３のクリップ状ＲＦＩＤタグに適用されるＲＦＩＣ素子の等価回路を示す回路図である。（Ａ）は実施例３のクリップ状ＲＦＩＤタグとこれが取り付けられたトレーとを真上から眺めた状態を示す上面図であり、（Ｂ）は実施例３のクリップ状ＲＦＩＤタグとこれが取り付けられたトレーとを真横から眺めた状態を示す側面図である。実施例３のクリップ状ＲＦＩＤタグとこれが取り付けられたバインダノートとを正面から眺めた状態を示す正面図である。ターンクリップを斜視した状態を示す斜視図である。目玉クリップを斜視した状態を示す斜視図である。

［基本的構成］
図１を参照して、この発明の無線ＩＣデバイス１は、代表的には、ＵＨＦ帯を通信周波数とするＲＦＩＤデバイスであり、ループ導体２，ＲＦＩＣ素子３，接続導体４および金属体５によって構成される。金属体５は角形の柱状体をなし、ループ導体２，ＲＦＩＣ素子３および接続導体４は金属体５の上面に設けられる。

具体的には、ループ導体２は、そのループ面が金属体５の上面に対してほぼ平行となる姿勢で、かつ金属体５の上面から僅かに距離を置いて配置される。換言すれば、ループ導体２は、そのループ面が金属体５の上面に沿う姿勢で、かつ金属体５に接触することなく、金属体５の上方に配置される。

ＲＦＩＣ素子３の内部には、第１入出力端子および第２入出力端子が設けられたＲＦＩＣチップ（図示せず）が埋め込まれ、ＲＦＩＣ素子３の下面には第１入出力端子および第２入出力端子とそれぞれ接続された第１端子電極および第２端子電極（いずれも図示せず）が設けられる。第１端子電極はループ導体２の一方端（第１ループ端）２０１に接続され、第２端子電極はループ導体２の他方端（第２ループ端）２０２に接続される。接続導体４の一方端（第１端部）４０１はループ導体２の一方端２０１の近傍に接続され、接続導体４の他方端（第２端部）４０２は金属体５の上面の所定位置（特定縁端部）に接続される。

なお、上述した“近傍”に関連して、接続導体４は、ループ導体２の一方端２０１から他方端２０２までの長さ（電気長）をＡとすると、一方端２０１からの長さがＡ／４までの範囲、さらには一方端２０１からの長さがＡ／８までの範囲において、ループ導体２に接続されていることが好ましい。

ＲＦＩＣチップに設けられた第１入出力端子および第２入出力端子の間の電気長は、λ／２に調整される。また、金属体５の高さ（上面から下面までの距離）は、λ／２以上に調整される。接続導体４の他方端４０２は金属体５の上面の所定位置に接続されるため、所定位置を基点とする金属体５の最遠端から第１入出力端子までの電気長もまたλ／２以上となる。

ＲＦＩＣ素子３から高周波信号を送信する際には、電流Ｉがλ／４モードでループ導体２を流れ、この電流Ｉを素とする電流Ｉ´がλ／２モードで金属体５を流れる。つまり、ループ導体２は励振器または励振ループ部として機能し、金属体５は放射体として機能する。

ここで、接続導体４の一方端４０１は、ループ導体２を流れる電流Ｉが最大となる点に接続される。このため、金属体５を流れる電流Ｉ´もまた最大化され、ひいては高周波伝送性能が向上する（無線ＩＣデバイスとしての利得が大きく向上する）。また、ループ導体２のループ面は金属体５の上面に対してほぼ平行である。このため、ループ導体２が金属体５の上面から大きく突出することがなく、無線ＩＣデバイス１の堅牢性を高めることができる。
［実施例１］

図２および図３を参照して、実施例１の無線ＩＣデバイス１０は、ループ状のアンテナ導体１２，直方体状のＲＦＩＣ素子１４，帯状の接続導体１６，平板をなす絶縁性の台座（スペーサ）１８および角形の柱状体２０によって構成される。実施例１では、柱状体２０の幅方向，奥行き方向および高さ方向にＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸がそれぞれ割り当てられる。

台座１８は、柱状体２０の上面よりも小さい主面を有し、この主面がＺ軸に直交する姿勢で柱状体２０の上面の中央に載置される。アンテナ導体１２は、台座１８の主面よりも小さいループ面を有し、このループ面がＺ軸に直交する姿勢で台座１８の一方主面（上面）の中央に載置される。つまり、アンテナ導体１２は、ループ面が柱状体２０の上面と平行となる姿勢で（ループ面が柱状体２０の上面に沿う姿勢で）、柱状体２０から離れた位置に設けられる。ＲＦＩＣ素子１４は、アンテナ導体１２よりも小さく、アンテナ導体１２の一方端（第１ループ端）１２０１および他方端（第２ループ端）１２０２を跨ぐようにアンテナ導体１２の上に実装される。

図５から分かるように、ＲＦＩＣ素子１４は、ＲＦＩＤ信号を処理するＲＦＩＣチップ１４ｅとこれを実装する給電回路基板１４ｃとを含んで構成される。給電回路基板１４ｃは、セラミックまたは樹脂を材料として板状に形成される。ＲＦＩＣチップ１４ｅは、メモリ回路や信号処理回路を内蔵し、かつ樹脂製の封止層１４ｄによって封止される。給電回路基板１４ｃの側面はＸ軸およびＹ軸の各々に直交し、封止層１４ｄの側面は給電回路基板１４ｃの側面と面一となる。

ＲＦＩＣ素子１４の下面には、Ｘ軸に沿って並ぶ端子電極１４ａおよび１４ｂ（１４ａ：第１端子電極、１４ｂ：第２端子電極）が設けられる。端子電極１４ａは導電性の接合材２４ａ（材料ははんだ等）を介してアンテナ導体１２の一方端１２０１に接続または接着され、端子電極１４ｂは導電性の接合材２４ｂ（材料ははんだ等）を介してアンテナ導体１２の他方端１２０２に接続または接着される。

給電回路基板１４ｃの上面には、入出力端子１４ｆおよび１４ｇが形成される。また、ＲＦＩＣチップ１４ｅの下面には、入出力端子１４ｈおよび１４ｉ（１４ｈ：第１入出力端子、１４ｉ：第２入出力端子）が形成される。入出力端子１４ｆおよび１４ｇはそれぞれ、図示しない導電性の接合材（材料はＡｇ等）によって、入出力端子１４ｈおよび１４ｉと接続または接着される。入出力端子１４ｈおよび１４ｉは、給電回路基板１４ｃに設けられた給電回路１４ｆｃｔ（図６参照）を介して、端子電極１４ａおよび１４ｂにそれぞれ接続される。

接続導体１６の一方端（第１端部）１６０１はアンテナ導体１２の一方端１２０１の近傍に接続され、接続導体１６の他方端（第２端部）１６０２は柱状体２０の上面の所定位置（特定縁端部）に接続される。図４を参照して、柱状体２０は、中実または中空の金属体２０ｍと、金属体２０ｍの表面を覆う絶縁膜２０ｉとによって形成される。接続導体１６の一方端１６０１ははんだ等の導電性の接合材を介してアンテナ導体１２と接続され、接続導体１６の他方端１６０２は絶縁性の接合材２２を介して柱状体２０の上面に接着される。

なお、上述した“近傍”に関連して、接続導体１６は、アンテナ導体１２の一方端１２０１から他方端１２０２までの長さ（電気長）をＡとすると、一方端１２０１からの長さがＡ／４までの範囲、さらには一方端１２０１からの長さがＡ／８までの範囲において、アンテナ導体１２に接続されていることが好ましい。

無線ＩＣデバイス１０の等価回路を図６に示す。給電回路１４ｆｃｔは、給電回路基板１４ｃに設けられる。コンデンサＣ１の一方端は端子電極１４ａと接続され、コンデンサＣ１の他方端はインダクタＬ２の一方端と接続される。インダクタＬ２の他方端は、入出力端子１４ｆひいては入出力端子１４ｈと接続される。コンデンサＣ２の一方端は端子電極１４ｂと接続され、コンデンサＣ１の他方端は入出力端子１４ｇひいては入出力端子１４ｉと接続される。また、インダクタＬ１の一方端はコンデンサＣ１の他方端と接続され、インダクタＬ１の他方端はコンデンサＣ２の他方端と接続される。

なお、インダクタＬ０はアンテナ導体１２のインダクタ成分であり、インダクタＬ１およびＬ２と磁気結合される。また、接続導体１６の他方端１６０２と金属体２０ｍとの間には、絶縁性の接合材２２および絶縁膜２０ｉに基づくコンデンサ成分が存在する。コンデンサＣ０は、このコンデンサ成分である。こうして形成されたインダクタＬ０およびコンデンサＣ０によって、広帯域でのマッチングが可能となる。

ＲＦＩＣチップ１４ｅに設けられた２つの入出力端子１４ｈおよび１４ｉの間の電気長は、λ／２に調整される。また、金属体２０ｍの高さ（上面から下面までの距離）は、λ／２以上に調整される。接続導体１６の他方端１６０２は柱状体２０の上面の所定位置に接続されるため、所定位置を基点とした金属体２０ｍの最遠端部から入出力端子１４ｈまでの電気長もまたλ／２以上となる。

ＲＦＩＣ素子１４から高周波信号を送信する際には、アンテナ導体１２を流れる電流Ｉを素とする電流Ｉ´が柱状体２０を流れる。このとき、アンテナ導体１２の両端１２０１，１２０２近傍の位置が最大電流点になり、アンテナ導体１２の中央近傍の位置（ＲＦＩＣ素子１４から最も離れた位置）が最大電圧点になる。したがって、アンテナ導体１２は第１放射素子（励振器または励振ループ部）として機能する。

また、アンテナ導体１２を柱状体２０と接続するにあたって、接続導体１６の他方端１６０２は柱状体２０の上面の所定位置と接続されるため、電流Ｉ´は金属体２０ｍの側面を流れやすく、柱状体２０は第２放射素子として機能する。

さらに、接続導体１６の一方端１６０１はアンテナ導体１２の最大電流点に接続されるため、柱状体２０を流れる電流Ｉ´もまた最大化される。これによって、高周波伝送性能が向上する（無線ＩＣデバイスとしての利得が大きく向上する）。

また、アンテナ導体１２のループ面は柱状体２０の上面に対してほぼ平行であるため、アンテナ導体１２が柱状体２０の上面から大きく突出することがない。これによって、無線ＩＣデバイス１０の堅牢性を高めることができる。

なお、実施例１では、給電回路基板１４ｃに図６に示す給電回路１４ｆｃｔを設けるようにしているが、給電回路１４ｆｃｔは省略してもよい。この場合、等価回路は図７に示すように構成される。

また、実施例１では、接続導体１６の他方１６０２は絶縁性の接合材２２を介して柱状体２０の上面に接着される。しかし、接続導体１６の他方端１６０２は金属体２０ｍと直接接続されてもよい。

さらに、実施例１では、ＲＦＩＣ素子１４は、堅牢性を高めるべくＲＦＩＣチップ１４ｅを封止層１４ｄによって封止した構造となっている。しかし、ＲＦＩＣベアチップをＲＦＩＣ素子１４として構成するようにしてもよい。
［実施例２］

図８および図９を参照して、実施例２の無線ＩＣデバイス１０ａは、アンテナ導体３２，ＲＦＩＣ素子１４および円形の柱状体３０によって形成される。

アンテナ導体３２は、ループ部（ループ導体）３２ｌｐと脚部（接続導体の一部）３２ｌｇと固定部（接続導体の他の一部）３２ｆｘとが一体成形された導体である。後段で詳述するように、アンテナ導体３２は、フープ材に打ち抜き加工および曲げ加工を施すことで作製される。この結果、ループ部３２ｌｐの主面および固定部３２ｆｘの主面は互いに平行に広がり、脚部３２ｌｇの主面はループ部３２ｌｐまたは固定部３２ｆｘの主面と垂直に広がる。

ループ部３２ｌｐは、一方端（第１ループ端）３２ｌｐ０１および他方端（第２ループ端）３２ｌｐ０２を有し、かつ柱状体３０の上面（＝柱の軸に直交する断面）よりも格段に小さいループを描く。このとき、ループ面は、ループ部３２ｌｐの主面と平行に広がる。

脚部３２ｌｇの一方端３２ｌｇ０１は、接続導体の第１端部をなし、ループ部３２ｌｐの一方端３２ｌｐ０１の近傍に接続される。脚部３２ｌｇの他方端３２ｌｇ０２は、固定部３２ｆｘと接続される。固定部３２ｆｘもまたループを描き、脚部３２ｌｇの他方端３２ｌｇ０２はこのループの一方端に接続される。固定部３２ｆｘが描くループの他方端（接続導体の第２端部）３２ｆｘ０１は、柱状体３０の上面の所定位置（特定縁端部）に接続される。

なお、上述した“近傍”に関連して、脚部３２ｌｇは、ループ部３２ｌｐの一方端３２ｌｐ０１から他方端３２ｌｐ０２までの長さ（電気長）をＡとすると、一方端３２ｌｐ０１からの長さがＡ／４までの範囲、さらには一方端３２ｌｐ０１からの長さがＡ／８までの範囲において、ループ部３２ｌｐに接続されていることが好ましい。

アンテナ導体３２が柱状体３０の上面にこうして装着された状態において、固定部３２ｆｘの主面は柱状体３０の上面と平行に広がる。ループ部３２ｌｐの主面は固定部３２ｆｘの主面と平行に広がり、ループ部３２ｌｐは脚部３２ｌｇを介して固定部３２ｆｘと接続される。このため、ループ部３２ｌｐは、ループ面が柱状体３０の上面と平行となる姿勢で（ループ面が柱状体３０の上面に沿う姿勢で）、かつ柱状体３０から所定の間隔を置いた位置に設けられる。

ＲＦＩＣ素子１４は、図５に示す構造をなし、ループ部３２ｌｐよりも小さく、ループ部３２ｌｐの一方端３２ｌｐ０１および他方端３２ｌｐ０２を跨ぐようにループ部３２ｌｐの上に実装される。ＲＦＩＣ素子１４に設けられた端子電極１４ａおよび１４ｂはそれぞれ、はんだ等の導電性の接合材（図示せず）を介して、ループ部３２ｌｐの一方端３２ｌｐ０１および他方端３２ｌｐ０２に接続または接着される。

図１０を参照して、柱状体３０は、中実または中空の金属体３０ｍと、金属体３０ｍの表面を覆う絶縁膜３０ｉとによって形成される。固定部３２ｆｘは、絶縁性の接合材３４を介して柱状体３０の上面に接着される。

ＲＦＩＣチップ１４ｅに設けられた２つの入出力端子１４ｈおよび１４ｉの間の電気長は、λ／２に調整される。また、金属体３０ｍの高さ（上面から下面までの距離）は、λ／２以上に調整される。ループ部３２ｌｐは脚部３２ｌｇおよび固定部３２ｆを介して柱状体３０の上面に接続されるため、固定部３２ｆｘが接続された所定位置を基点とする金属体３０ｍの最遠端部から入出力端子１４ｈまでの電気長もまたλ／２以上となる。

ＲＦＩＣ素子１４から高周波信号を送信する際には、ループ部３２ｌｐを流れる電流Ｉを素とする電流Ｉ´が柱状体３０を流れる。このとき、ループ部３２ｌｐの両端３２ｌｐ０１，３２ｌｐ０２近傍の位置が最大電流点になり、ループ部３２ｌｐの中央近傍の位置（ＲＦＩＣ素子１４から最も離れた位置）が最大電圧点になる。したがって、ループ部３２ｌｐは第１放射素子（励振器または励振ループ部）として機能する。

また、脚部３２ｌｇを介してループ部３２ｌｐと接続された固定部３２ｆｘの他方端３２ｆｘ０１は柱状体３０の上面の所定位置と接続されるため、電流Ｉ´は金属体３０ｍの側面を流れやすく、柱状体３０は第２放射素子として機能する。

さらに、脚部３２ｌｇの一方端３２ｌｇ０１はループ部３２ｌｐの最大電流点に接続されるため、柱状体３０を流れる電流Ｉ´もまた最大化される。これによって、高周波伝送性能が向上する（無線ＩＣデバイスとしての利得が大きく向上する）。

また、ループ部３２ｌｐのループ面は柱状体３０の上面に対してほぼ平行であるため、ループ部３２ｌｐが柱状体３０の上面から大きく突出することがない。これによって、無線ＩＣデバイス１０ａの堅牢性を高めることができる。

続いて、アンテナ導体３２の製造方法およびＲＦＩＣ素子１４の実装方法を図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）を参照して説明する。

まず、ループ部３２ｌｐ，脚部３２ｌｇおよび固定部３２ｆｘを有する板状導体がフープ材から打ち抜かれる（図１１（Ａ）参照）。次に、ループ部３２ｌｐと脚部３２ｌｇとの接続部分で、脚部３２ｌｇおよび固定部３２ｆｘが下に９０°折り曲げられる（図１１（Ｂ）参照）。続いて、脚部３２ｌｇと固定部３２ｆｘとの接続部分で、固定部３２ｆｘが上に９０°折り曲げられる（図１１（Ｃ）参照）。こうしてアンテナ導体３２が完成すると、ループ部３２ｌｐの一方端３２ｌｐ０１および他方端３２ｌｐ０２を跨ぐようにＲＦＩＣ素子１４が実装される（図１１（Ｄ）参照）。

このように、アンテナ導体３２をなすループ部３２ｌｐ，脚部３２ｌｇおよび固定部３２ｆｘは、フープ材の打ち抜き加工および曲げ加工によって一体成形される。これによって、アンテナ導体３２を容易に作製することができる。
［実施例３］

図１２（Ａ），図１２（Ｂ），図１３および図１４を参照して、実施例３のクリップ状ＲＦＩＤタグ１００は、代表的には９００ＭＨｚ帯を通信周波数とするＲＦＩＤタグであり、ワニグチクリップ１２０，リード線１４０，ＲＦＩＣ素子１８０およびループ導体２２０を含んで構成される。

ワニグチクリップ１２０は、導電性のクリップ片１２１および１２２を有する。クリップ片１２１の先端の内側面には山谷状の止め部１２１ｔが形成され、クリップ片１２２の先端の内側面には山谷状の止め部１２２ｔが形成される。また、クリップ片１２２の長さはクリップ片１２１の長さを上回り、クリップ片１２２の基端にはリード線１４０を保持する保持部１２４（詳細は後述）が形成される。

クリップ片１２１および１２２は、止め部１２１ｔおよび１２２ｔが噛み合うように導電性の軸（支持部材）１２３によって支持され、軸１２３の回転方向に揺動自在となる。また、軸１２３の周りには図示しない捩りコイルバネが設けられ、クリップ片１２１の止め部１２１ｔは捩りコイルバネの復元力によってクリップ片１２２の止め部１２２ｔに押圧される。

このような構造を有するワニグチクリップ１２０においては、軸１２３が支点とされ、クリップ片１２１および１２２の先端が作用点とされ、クリップ片１２１および１２２の基端が力点とされる。クリップ片１２１の止め部１２１ｔは、捩りコイルバネの復元力を上回る反対方向の外力を力点に付勢することで、クリップ片１２２の止め部１２２ｔから離れる。

ループ導体２２０は、第１ループ端２２０１および第２ループ端２２０２を有するループ状のアンテナ導体であり、絶縁性の基板２００によって支持される。基板２００の主面は矩形をなし、この矩形のサイズは平面視でループ導体２２０に外接する矩形と一致する。

リード線１４０は、線状の接続導体（芯線）１４２と、その第１端部１４２０１および第２端部１４２０２を除いて接続導体１４２を覆う樹脂１４１とによって形成される。リード線１４０の或る位置（樹脂１４１の長さ方向中央よりも第１端部１４２０１に近い位置）は、クリップ片１２２の基端に設けられた保持部１２４と係合する。この結果、リード線１４０がワニグチクリップ１２０によって保持される。

接続導体１４２の第１端部１４２０１は、導電性接合材１６１（材料ははんだ等、以下同じ）によってクリップ片１２２に接続される。また、接続導体１４２の第２端部１４２０２は、導電性接合材１６２によってループ導体２２０に接続される。より詳しくは、接続導体１４２の第１端部１４２０１は、保持部１２４に近接する位置つまりワニグチクリップ１２０の支点を基準としてワニグチクリップ１２０の作用点とは反対の位置で、クリップ片１２２に接続される。また、接続導体１４２の第２端部１４２０２は、ループ導体２２０の第１ループ端２２００１の近傍に接続される。

なお、この“近傍”に関連して、接続導体１４２は、ループ導体２２０の第１ループ端２２００１から第２ループ端２２００２までの長さ（電気長）をＡとすると、第１ループ端２２００１からの長さがＡ／４までの範囲、さらには第１ループ端２２００１からの長さがＡ／８までの範囲において、ループ導体２２０に接続されていることが好ましい。

接続導体１４２の第１端部１４２０１を上述の位置に接続することで、接続導体１４２がクリップ１２０の着脱を妨げる懸念が軽減されるとともに、クリップ片１２２の先端から接続導体１４２の第２端部１４２０２までの電気長（後段で詳述）が延長される。

ＲＦＩＣ素子１８０は、第１ループ端２２００１および第２ループ２２００２端を跨ぐように、ループ導体２２０に実装される。詳しくは、ＲＦＩＣ素子１８０は第１端子電極１８０ａおよび第２端子電極１８０ｂを有し、第１端子電極１８０ａは導電性接合材２４０ａによって第１ループ端２２００１に接続される一方、第２端子電極１８０ｂは導電性接合材２４０ｂによって第２ループ端２２００２に接続される。

図１５から分かるように、ＲＦＩＣ素子１８０は、ＲＦＩＤ信号を処理するＲＦＩＣチップ１８０ｅとこれを実装する給電回路基板１８０ｃとを含んで構成される。給電回路基板１８０ｃは、セラミックまたは樹脂を材料として板状に形成される。ＲＦＩＣチップ１８０ｅは、メモリ回路や信号処理回路を内蔵し、かつ樹脂製の封止層１８０ｄによって封止される。

給電回路基板１８０ｃの上面には、入出力端子１８０ｆおよび１８０ｇが形成される。また、ＲＦＩＣチップ１８０ｅの下面には、入出力端子１８０ｈおよび１８０ｉ（１８０ｈ：第１入出力端子、１８０ｉ：第２入出力端子）が形成される。入出力端子１８０ｆおよび１８０ｇはそれぞれ、図示しない導電性接合材（材料はＡｇ等）によって、入出力端子１８０ｈおよび１８０ｉと接続される。入出力端子１８０ｆおよび１８０ｇは、給電回路基板１８０ｃに設けられた給電回路１８０ｊ（図１６参照）を介して、第１端子電極１８０ａおよび第２端子電極１８０ｂにそれぞれ接続される。

ＲＦＩＣ素子１８０の等価回路を図１６に示す。給電回路１８０ｊにおいて、コンデンサＣ１１の一方端は第１端子電極１８０ａと接続され、コンデンサＣ１１の他方端はインダクタＬ１１の一方端と接続される。インダクタＬ１１の他方端は、入出力端子１８０ｆひいては入出力端子１８０ｈと接続される。コンデンサＣ１２の一方端は第２端子電極１８０ｂと接続され、コンデンサＣ１２の他方端は入出力端子１８０ｇひいては入出力端子１８０ｉと接続される。また、インダクタＬ１２の一方端はコンデンサＣ１１の他方端と接続され、インダクタＬ１２の他方端はコンデンサＣ１２の他方端と接続される。こうして設けられたインダクタＬ１１〜Ｌ１２およびコンデンサＣ１１〜Ｃ１２によって、広帯域でのマッチングが可能となる。

ＲＦＩＣチップ１８０ｅに設けられた入出力端子１８０ｈおよび１８０ｉの間の電気長は、λ／２（＝通信信号の１／２波長）に調整される。これに対して、入出力端子１８０ｈからクリップ片１２２の先端までの電気長は、λ／２未満の値（好ましくは、共振が生じない範囲でできる限りλ／２に近い値）に調整される。

こうして構成されたクリップ状ＲＦＩＤタグ１００は、金属またはカーボンを材料とする導電性のトレー（物品）３００に図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）に示す要領で取り付けられる。取り付け位置を基準とするトレー３００の最遠端（取り付け位置から最も遠くかつ開放状態にある端部）から入出力端子１８０ｈまでの電気長はλ／２以上の値を示す。また、クリップ状ＲＦＩＤタグ１００をトレー３００の所定位置に取り付けた場合、所定位置を基準とするトレー３００の最遠端から入出力端子１８０ｈまでの電気長はλ／２の整数倍を示す。

ＲＦＩＣ素子１８０から高周波信号を送信する際には、ループ導体２２０を流れる電流Ｉを素とする電流Ｉ´がワニグチクリップ１２０およびトレー３００を流れる。このとき、ループ導体２２０の両端２２００１，２２００２近傍の位置が最大電流点（電流密度が最大となる点）になり、ループ導体２２０の中央近傍の位置（ＲＦＩＣ素子１８０から最も離れた位置）が最大電圧点になる。したがって、ループ導体２２０は励振器または励振ループ部として機能し、ワニグチクリップ１２０およびトレー３００は放射体または放射素子として機能する。

また、接続導体１４２の第２端部１４２０２はループ導体２２０の最大電流点に接続されるため、ワニグチクリップ１２０およびトレー３００を流れる電流Ｉ´もまた最大化される。これによって、通信信号の利得が大きく向上する。換言すれば、高周波伝送性能ないし通信特性が向上する。

さらに、入出力端子１８０ｈからクリップ片１２２の先端までの電気長はλ／２未満の値に調整されるため、クリップ状ＲＦＩＤタグ１００をトレー３００から外すと、通信信号の利得が大きく低減する。したがって、クリップ状ＲＦＩＤタグ１００をトレー３００に対して着脱することで、通信動作を実質的にオン／オフすることができる。

なお、実施例３では、クリップ状ＲＦＩＤタグ１００を導電性のトレー３００に取り付けることを想定している。しかし、図１８に示すバインダノート４００を物品として準備し、バインダノート４００に設けられた螺旋状の金具（導体部分）４００ｍにクリップ状ＲＦＩＤタグ１００を取り付けるようにしてもよい。この場合、金具４００ｍをなす螺旋の長さは、λ／２以上の電気長に対応する長さに調整される。したがって、クリップ状ＲＦＩＤタグ１００を金具４００ｍに取り付けると、金具４００ｍが放射体または放射素子として機能する。

なお、図１８では、金具４００ｍを螺旋状に形成することを想定しているが、各々がリングをなす複数の金具を螺旋状の金具４００ｍの代わりに採用するようにしてもよい。ただし、この場合は、リングの最遠端から入出力端子１８０ｈまでの電気長がλ／２以上となるようにリングの大きさを調整する必要がある。

また、実施例３では、クリップとしてワニグチクリップ１２０を採用しているが、これに代えて導電性のターンクリップまたは目玉クリップを採用するようにしてもよい（図１９および図２０参照）。

さらに、実施例３では、ワニグチクリップ１２０の止め部１２１ｔおよび１２２ｔが物品の導体部分に直接的に接続される。しかし、止め部１２１ｔおよび１２２ｔの各々には、導電性ゴムまたは絶縁性ゴムのような滑り止め部材を取り付けるようにしてもよい。滑り止め部材を取り付けることで、ワニグチクリップ１２０が物品から簡単に外れる懸念が軽減される。また、滑り止め部材として絶縁性ゴムを採用する場合は、止め部１２１ｔまたは１２２ｔと物品との間に容量が形成される。

また、実施例３では、給電回路基板１８０ｃに図１６に示す給電回路１８０ｊを設けるようにしているが、給電回路１８ｊは省略してもよい。さらに、実施例３では、ＲＦＩＣ素子１８０は、堅牢性を高めるべくＲＦＩＣチップ１８０ｅを封止層１８０ｄによって封止した構造となっている。しかし、ＲＦＩＣベアチップをＲＦＩＣ素子１８０として構成するようにしてもよい。

１ …無線ＩＣデバイス
２ …ループ導体
３ …ＲＦＩＣ素子
４ …接続導体
５ …金属体
１０ …無線ＩＣデバイス
１２ …アンテナ導体（ループ導体）
１４ …ＲＦＩＣ素子
１４ａ …端子電極
１４ｂ …端子電極
１４ｅ …ＲＦＩＣチップ
１４ｈ …入出力端子
１４ｉ …入出力端子
１４ｆｃｔ …給電回路
１６ …接続導体
１８ …台座
２０ …柱状体（対象物）
２０ｉ …絶縁膜（絶縁体）
２０ｍ …金属体
２２ …接合材（絶縁体）
１０ａ …無線ＩＣデバイス
３０ …柱状体（対象物）
３０ｍ …金属体
３２ …アンテナ導体
３２ｌｐ …ループ部（ループ導体）
３２ｌｇ …脚部（接続導体の一部）
３２ｆｘ …固定部（接続導体の他の一部）
３４ …接合材（絶縁体）
１００ …クリップ状ＲＦＩＤタグ
１２０ …ワニグチクリップ（クリップ）
１２１，１２２ …クリップ片
１２３ …軸（支持部材）
１４０ …リード線
１４２ …接続導体
１８０ …ＲＦＩＣ素子
１８０ａ …第１端子電極
１８０ｂ …第２端子電極
１８０ｅ …ＲＦＩＣチップ
１８０ｈ …第１入出力端子
１８０ｉ …第２入出力端子
２２０ …ループ導体
３００ …トレー（物品）
４００ …バインダノート（物品）

Claims

金属体を有する物品と、
前記物品に付されたＲＦＩＤタグと、
を有する、ＲＦＩＤタグ付き物品であって、
前記ＲＦＩＤタグは、
第１ループ端および第２ループ端を有したループ導体と、
前記第１ループ端および前記第２ループ端にそれぞれ接続された第１端子電極および第２端子電極を有するＲＦＩＣ素子と、前記ループ導体に接続された接続導体と、
を備えており、
前記接続導体の第１端部は、前記第１ループ端および前記第１端子電極の近傍において前記ループ導体と接続されていて、前記接続導体の第２端部は、直接または容量を介して、前記物品の前記金属体に接続されている、
ＲＦＩＤタグ付き物品。
前記ループ導体は、そのループ面が前記金属体の表面に沿うように設けられる、請求項１記載のＲＦＩＤタグ付き物品。
前記ループ導体は、そのループ面が前記金属体の表面と重ならないように設けられる、請求項１記載のＲＦＩＤタグ付き物品。
前記ＲＦＩＣ素子は前記第１端子電極および前記第２端子電極とそれぞれ接続された第１入出力端子および第２入出力端子を有するＲＦＩＣチップを含み、
前記第１入出力端子および前記第２入出力端子の間の電気長は通信信号の１／２波長であり、
前記第２端部を基点とする前記金属体の最遠端から前記第１入出力端子までの電気長は前記通信信号の１／２波長以上である、請求項１記載のＲＦＩＤタグ付き物品。
前記金属体は前記最遠端に相当する縁端部と異なる特定縁端部を有し、
前記第２端部は前記特定縁端部で前記対象物と接続される、請求項４記載のＲＦＩＤタグ付き物品。
前記ＲＦＩＣ素子は前記ループ導体と前記ＲＦＩＣチップとの間に位置する給電回路をさらに含み、
前記第１端子電極および前記第２端子電極は前記給電回路を介して前記第１入出力端子および前記第２入出力端子と接続される、請求項１記載のＲＦＩＤタグ付き物品。
前記物品の表面に形成される絶縁体をさらに備え、
前記第２端部は前記絶縁体を介して前記物品の前記金属体と接続される、請求項１ないし６のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ付き物品。
前記ＲＦＩＤタグは、前記物品の前記金属体に対して着脱自在である、請求項１ないし７のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ付き物品。
金属体を有する物品に付されたＲＦＩＤタグであって、
第１ループ端および第２ループ端を有したループ導体と、
前記第１ループ端および前記第２ループ端にそれぞれ接続された第１端子電極および第２端子電極を有するＲＦＩＣ素子と、前記ループ導体に接続された接続導体と、
を備えており、
前記接続導体の第１端部は、前記第１ループ端および前記第１端子電極の近傍において前記ループ導体と接続されていて、前記接続導体の第２端部は、直接または容量を介して、前記物品の前記金属体に接続されている、
ＲＦＩＤタグ。