專利名稱：射頻識(shí)別標(biāo)簽和天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此討論的實(shí)施方式的特定方面涉及射頻識(shí)別標(biāo)簽的技術(shù)。
背景技術(shù)：
無(wú)線標(biāo)簽包括天線和電連接到所述天線的電路芯片。所述天線包括電感部分和雙 極部分。所述電感部分執(zhí)行與所述電路芯片的阻抗匹配。阻抗匹配是通過(guò)使得所述天線的 輻射電阻值逼近于所述電路芯片的電容，并且通過(guò)使所述天線的電感和所述電路芯片的電 容諧振來(lái)執(zhí)行。 日本特開No. 2006-268090公開了一種標(biāo)簽用天線的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施方式的一方面的目的是提供一種射頻識(shí)別標(biāo)簽，所述射頻識(shí)別標(biāo)簽包括與具 有較小電容的電路芯片相對(duì)應(yīng)的天線。 根據(jù)實(shí)施方式的一方面，射頻識(shí)別標(biāo)簽包括彈性基片；電子元件；加固部件，所 述加固部件具有位于所述加固部件周圍的至少一個(gè)凹部；以及天線，所述天線包括雙極部 分和電感部分，所述電感部分具有與所述電子元件的阻抗相匹配的阻抗并且形成為環(huán)形； 所述電感部分由所述加固部件部分地覆蓋，所述電感部分的所述環(huán)形在所述環(huán)形從所述加 固部件周圍的所述凹部下方經(jīng)過(guò)的位置處變窄，而在所述加固部件的外部變寬。


圖1是例示了無(wú)線標(biāo)簽的構(gòu)造的立體圖。
圖2是所述無(wú)線標(biāo)簽的主視圖。
圖3是天線和電路芯片的等效電路圖。 圖4是具有與根據(jù)實(shí)施方式的無(wú)線標(biāo)簽不同的結(jié)構(gòu)的無(wú)線標(biāo)簽的主視圖。 圖5是對(duì)根據(jù)實(shí)施方式的無(wú)線標(biāo)簽的通信距離與具有與根據(jù)實(shí)施方式的無(wú)線標(biāo)
簽不同的結(jié)構(gòu)的無(wú)線標(biāo)簽的通信距離進(jìn)行比較的曲線圖。 圖6是例示了天線的電感、未被覆蓋部分的寬度以及樹脂的介電常數(shù)之間的關(guān)系 的曲線圖。 圖7是圖2中的加固部件的周圍區(qū)域的放大圖。
圖8A、8B、8C例示了所述天線的變型實(shí)施例。
圖9A、9B例示了所述天線的變型實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
此后，將參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 圖1是例示了無(wú)線標(biāo)簽的構(gòu)造的立體圖。無(wú)線標(biāo)簽1包括彈性基片10、天線20、 電路芯片30、加固部件40以及樹脂50。
彈性基片10由PET (Polyethylene Ter印hthalate，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)膜制成 且具有柔性。整個(gè)彈性基片10的尺寸是大約60mm長(zhǎng)和15mm寬。天線20設(shè)置在彈性基片 10上。天線20沿著彈性基片IO的縱向方向布置。例如，通過(guò)在彈性基片IO上絲網(wǎng)印刷導(dǎo) 體漿料來(lái)形成天線20。整個(gè)天線20的尺寸是大約53mm長(zhǎng)和7mm寬。電路芯片30電連接 到天線20并且執(zhí)行無(wú)線通信。加固部件40覆蓋設(shè)置在彈性基片10上的電路芯片30。加 固部件40由纖維增強(qiáng)樹脂制成。電路芯片30由加固部件40覆蓋，從而防止電路芯片受到 損壞。樹脂50完全覆蓋彈性基片10的兩個(gè)側(cè)面以及天線20和電路芯片30。加固部件50 由合成樹脂制成。由于無(wú)線標(biāo)簽1由樹脂50覆蓋，因此提高了無(wú)線標(biāo)簽1的耐久性。
圖2是無(wú)線標(biāo)簽1的主視圖。省略了電路芯片30，并且用虛線表示加固部件40。 天線20包括電感部分21和雙極部分26。電感部分21形成為環(huán)形。從前方觀看，電感部分 21形成為凹形。用于向電路芯片30提供電流的電源部分25形成在電感部分21的中央。 電源部分25電連接到電路芯片30。雙極部分26形成為螺旋形。下面將描述加固部件40 的細(xì)節(jié)。 電感部分21包括由加固部件40覆蓋的被覆蓋部分22和未被加固部件40覆蓋的 未被覆蓋部分23。被覆蓋部分22的最小寬度Wl與未被覆蓋部分23的最大寬度W2不同。 具體來(lái)說(shuō)，未被覆蓋部分23的寬度W2大于被覆蓋部分22的寬度Wl。寬度Wl例如大約為 1. 5mm，而寬度W2例如大約為3. Omm。加固部件40的周圍區(qū)域4D是用于在將加固部件40 接合到彈性基片10上時(shí)，方便加固部件40的位移的區(qū)域，并且電感部分21在區(qū)域4D中的 寬度被設(shè)置為與被覆蓋部分22的寬度Wl相同。這樣，通過(guò)從未被覆蓋部分23的寬度變化 為被覆蓋部分22的寬度，保證了整個(gè)電感部分21的足夠長(zhǎng)度。保證整個(gè)電感部分21的足 夠長(zhǎng)度是為了實(shí)現(xiàn)與具有相對(duì)小的電容的電路芯片30的阻抗匹配。
下面簡(jiǎn)要描述一下所述阻抗匹配。 圖3是天線20和電路芯片30的等效電路圖。如圖3所示，天線20可由輻射電阻 Rap和電感L即的并聯(lián)電路等效表示。電路芯片30可由內(nèi)電阻Rcp和電容Ccp的并聯(lián)電路 等效表示。電容Ccp和電感L即因天線20和電路芯片30并聯(lián)連接而諧振。這樣，在期望 的諧振頻率fo ( = 1/2 Ji V (LC))處實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，并將天線20處的接收功率充分提供給 電路芯片30。在日本使用大約953MHz的頻率，在歐洲使用大約868MHz的頻率，而在美國(guó)使 用大約915腿z的頻率。 為了實(shí)現(xiàn)與具有相對(duì)小的電容Ccp的電路芯片30的阻抗匹配，電感L即必須是很 大的值。為了增加電感L即，天線20的電感部分21的長(zhǎng)度必須長(zhǎng)。如圖2所示，為了保證 電感部分21的足夠長(zhǎng)度，未被覆蓋部分23的寬度W2被設(shè)置成大于被覆蓋部分22的寬度 Wl。 接下來(lái)描述具有與無(wú)線標(biāo)簽l不同的結(jié)構(gòu)的無(wú)線標(biāo)簽lx。圖4是具有與無(wú)線標(biāo) 簽1不同的結(jié)構(gòu)的無(wú)線標(biāo)簽lx的主視圖。在圖中省略了電路芯片，并且由虛線表示出加固 部件40。無(wú)線標(biāo)簽lx的天線20x的形狀與無(wú)線標(biāo)簽1的天線20的形狀不同。在天線20x 中，被覆蓋部分22與未被覆蓋部分23具有相同的寬度。具體來(lái)說(shuō)，被覆蓋部分22和未被 覆蓋部分23的寬度與無(wú)線標(biāo)簽1的天線20的被覆蓋部分22的寬度Wl相同。因此，如圖4 所示，當(dāng)在無(wú)線標(biāo)簽lx中采用具有相對(duì)小的電容Ccp的電路芯片時(shí)，電感部分21x必須長(zhǎng) 以便于實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
如果加長(zhǎng)電感部分21x長(zhǎng)，則需要在比無(wú)線標(biāo)簽1的雙極部分26的面積更小的區(qū) 域內(nèi)保證雙極部分26x的足夠長(zhǎng)度。為了在較小區(qū)域內(nèi)保證電感部分21的足夠長(zhǎng)度，如圖 4所示，雙極部分26x具有多折形狀。由于雙極部分26x具有這種形狀，所以存在天線20x 的天線增益減小且通信距離變短的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)制造適合于歐洲應(yīng)用的頻率(868MHz)的無(wú)線 標(biāo)簽lx時(shí)，雙極部分26的長(zhǎng)度需要為原長(zhǎng)度的953/868倍，因此需要加大整個(gè)無(wú)線標(biāo)簽lx 的尺寸。 然而，按與照?qǐng)D2所示的無(wú)線標(biāo)簽1相同的方式，電感部分21的被覆蓋部分22的 長(zhǎng)度與未被覆蓋部分23的長(zhǎng)度不同，因此能夠在保證電感部分21的足夠長(zhǎng)度的同時(shí)也保 證雙極部分26的足夠面積。以此方式，雙極26可具有包括相對(duì)少的折疊部的形狀。因此 可抑制天線增益的減小，并使得通信距離變長(zhǎng)。以此方式，天線20可用于具有相對(duì)小的電 容的電路芯片。即使在制造適用于歐洲應(yīng)用的頻率(868MHz)的無(wú)線標(biāo)簽l時(shí)，也能夠在保 持天線標(biāo)簽1的小尺寸的同時(shí)保證雙極部分26的足夠長(zhǎng)度。 圖5是對(duì)無(wú)線標(biāo)簽1和無(wú)線標(biāo)簽lx的通信距離進(jìn)行比較的曲線圖。水平軸是頻 率，垂直軸是通信距離比值。垂直軸的通信距離比值是當(dāng)把其頻率被設(shè)置為958MHz的無(wú) 線標(biāo)簽lx的通信距離設(shè)為歸一化值1時(shí)，無(wú)線標(biāo)簽1和lx的通信距離的比值。在曲線圖 中示出的結(jié)果是在無(wú)線標(biāo)簽1和lx都未被樹脂50覆蓋的情況下計(jì)算的。如圖5所示，在 900MHz的頻率與1000MHz的頻率之間，無(wú)線標(biāo)簽1的通信距離長(zhǎng)于無(wú)線標(biāo)簽lx的通信距 離。 接下來(lái)，對(duì)樹脂50進(jìn)行描述。樹脂50具有預(yù)定介電常數(shù)。圖6是例示了天線20 的電感L即、未被覆蓋部分23的寬度W2、以及樹脂的介電常數(shù)之間的關(guān)系的曲線圖。例如， 針對(duì)預(yù)定電感Lap的值，樹脂50的介電常數(shù)越大，未被覆蓋部分23的寬度W2必須越小。換 言之，樹脂50的介電常數(shù)越大，電感部分21的長(zhǎng)度可越短。例如，為了使用具有1. OpF的 電容Ccp的電路芯片，電感Lap根據(jù)諧振條件應(yīng)該為28nH，并且寬度W2在樹脂50的介電 常數(shù)e r為3時(shí)應(yīng)為3mm。這樣，可根據(jù)樹脂50的介電常數(shù)來(lái)設(shè)置未被覆蓋部分23的寬 度W2。作為樹脂50的材料，例如可使用熱塑性樹脂中的諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的聚酯樹 脂(介電常數(shù)為3. 2)，以及熱固性樹脂中的環(huán)氧樹脂(介電常數(shù)為4. 0到4. 6)和聚氨酯 (polyurethane)樹脂(介電常數(shù)為4. 2到7. 6)。 下面將簡(jiǎn)要描述樹脂50的介電常數(shù)與天線20的長(zhǎng)度之間的關(guān)系。在諸如UHF頻 帶的頻帶中使用的天線的尺寸必須具有通過(guò)將波長(zhǎng)除以偶數(shù)而獲得的長(zhǎng)度，例如通過(guò)將波 長(zhǎng)除以2而獲得的長(zhǎng)度。在樹脂50內(nèi)部，無(wú)線電波的波長(zhǎng)與介電常數(shù)的平方根成反比。因 此，當(dāng)使用具有高介電常數(shù)的材料作為樹脂50的材料時(shí)，可減小天線的尺寸。因此，樹脂50 的介電常數(shù)越高，則天線20的長(zhǎng)度可越短。換言之，樹脂50的介電常數(shù)越高，則電感部分 21的長(zhǎng)度可越短。如上所述，樹脂50的介電常數(shù)越高，則未被覆蓋部分23的寬度W2可越 小。 接下來(lái)將描述加固部件40。圖7是圖2中加固部件40的周圍區(qū)域的放大圖。加 固區(qū)域40具有不與電感部分21交叉的第一邊緣部分41和與電感部分21交叉的第二邊緣 部分42。第一邊緣部分41和第二邊緣部分42將加固部件的邊緣部分形成為凹形?？紤]使 彈性基片10沿著第一邊緣部分41上的延長(zhǎng)線L彎曲的情況。在這種情況下，彈性基片10 在第一邊緣部分41周圍的彎曲半徑相對(duì)較小。另一方面，彈性基片10在第二邊緣部分42周圍的彎曲半徑相對(duì)較大。由于電感部分21與第二邊緣部分42交叉，所以可將電感部分
21的彎曲半徑抑制得較小。這樣，防止了與天線20斷開。 接下來(lái)，將參照?qǐng)D8A、8B、8C以及圖9A、9B來(lái)描述天線的變型實(shí)施例。 如圖8A所示，電感部分21a具有呈圓形彎曲的彎曲部分24a。由于大電流在電感
部分21a中流動(dòng)，所以呈圓形彎曲的彎曲部分24a可抑制導(dǎo)體損耗。當(dāng)電感部分21a的彎
曲部分如上所述地呈圓形彎曲時(shí)，電感部分21a的周長(zhǎng)變長(zhǎng)。因此，電感部分21a的整個(gè)面
積必須很大，并且當(dāng)電感部分21a很大時(shí)，雙極部分26的面積變小。 如圖8B所示，電感部分21b具有向下突出的凸部24b。通過(guò)這種形狀，可保證電感 部分21b的充足長(zhǎng)度。然而，由于電感部分21b的彎曲部分增加，因此電感部分21b中的損 耗也隨之增加。 如圖8C所示，雙極部分26c包括具有較窄寬度的窄寬度部分26cl和連接到該窄 寬度部分26cl的具有較大寬度的大寬度部分26c2。大寬度部分26c2的長(zhǎng)度大于窄寬度部 分26cl的長(zhǎng)度。大寬度部分26c2形成在雙極部分26c的頂端側(cè)。這樣，能夠保證雙極部 分26c的充足面積，并且因?yàn)殡p極部分26c具有較少的彎曲部分，所以可增加天線增益。
如圖9A所示，天線20d的雙極部分26d具有曲折延伸形狀。借助這種形狀，能夠 保證雙極部分26d的充足長(zhǎng)度。 如圖9B所示，天線20e中的電感部分21e的未被覆蓋部分23e曲折延伸。未被覆
蓋部分23e對(duì)應(yīng)于曲折延伸部分。未被覆蓋部分23e的最大寬度W2大于被覆蓋部分22的
最小寬度W1。通過(guò)這種方式，同樣能夠保證電感部分21e的充足長(zhǎng)度。 雖然上文描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明不限于所述具體實(shí)施方式
，并
且能夠在權(quán)利要求所述的本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，進(jìn)行各種變型和修改。 雖然無(wú)線標(biāo)簽1是由樹脂50覆蓋，但無(wú)線標(biāo)簽1也可不由樹脂50覆蓋?？蓪盈B
形成包括彈性基片10、天線20、電路芯片30以及加固部件40的整個(gè)主體。 在此引述的全部實(shí)施例和條件語(yǔ)言都旨在教學(xué)目的，以輔助讀者理解本發(fā)明人為
推動(dòng)現(xiàn)有技術(shù)所貢獻(xiàn)的發(fā)明和概念，并且應(yīng)該將其解釋為不受這些具體引述的實(shí)施例和條
件的限制，這些實(shí)施例在說(shuō)明書中的組織結(jié)構(gòu)不涉及本發(fā)明的優(yōu)劣的展示。雖然已經(jīng)詳細(xì)
描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但應(yīng)該理解在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)
明進(jìn)行各種變化、替代以及變更。
權(quán)利要求
一種射頻識(shí)別標(biāo)簽，所述射頻識(shí)別標(biāo)簽包括彈性基片；電子元件；加固部件，所述加固組件具有位于所述加固部件的周圍的至少一個(gè)凹部；以及天線，所述天線包括雙極部分和電感部分，所述電感部分具有與所述電子元件的阻抗相匹配的阻抗，并且形成為環(huán)形；所述電感部分由所述加固部件部分地覆蓋，所述電感部分的所述環(huán)形在所述環(huán)形從所述加固部件的周圍的凹部下方經(jīng)過(guò)的位置處變窄，而在所述加固部件的外部變寬。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，所述射頻識(shí)別標(biāo)簽進(jìn)一步包括 覆蓋所述天線的樹脂層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中，所述環(huán)形在所述加固部件的外部的寬 度和所述樹脂層的介電常數(shù)被調(diào)節(jié)以提供所述阻抗。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中，所述環(huán)形在所述加固部件的外部的最 大寬度大于所述環(huán)形被所述加固部件覆蓋的最小寬度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中，所述電感部分形成為凹形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中，所述電感部分具有向下突出的凸部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中，所述電感部分具有呈圓形彎曲的彎曲部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中，所述電感部分具有曲折延伸的曲折延 伸部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中，所述雙極部分具有螺旋形或者曲折延 伸形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中，所述雙極部分包括具有較窄寬度的窄 寬度部分和連接到所述窄寬度部分的具有較大寬度的大寬度部分。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中，所述大寬度部分的長(zhǎng)度長(zhǎng)于所述窄寬度部分的長(zhǎng)度。
12. —種在射頻識(shí)別標(biāo)簽中使用的天線，所述射頻識(shí)別標(biāo)簽包括彈性片、電子元件以及 加固部件，所述加固部件具有位于該加固部件的周圍的至少一個(gè)凹部，所述天線包括雙極部分；禾口電感部分，所述電感部分具有與所述電子元件的阻抗相匹配的阻抗，并且形成為環(huán)形；所述電感部分由所述加固部件部分地覆蓋，所述電感部分的所述環(huán)形在所述環(huán)形從所述加固部件的周圍的所述凹部下方經(jīng)過(guò)的 位置處變窄，而在所述加固部件的外部變寬。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的天線，其中，所述環(huán)形在所述加固部件的外部的最大寬度 大于所述環(huán)形被所述加固部件覆蓋的最小寬度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的天線，其中，所述電感部分形成為凹形。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的天線，其中，所述電感部分具有向下突出的凸部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種射頻識(shí)別標(biāo)簽和天線，所述射頻識(shí)別標(biāo)簽包括彈性基片；電子元件；加固部件，所述加固組件具有位于所述加固部件的周圍的至少一個(gè)凹部；以及天線，所述天線包括雙極部分和電感部分，所述電感部分具有與所述電子元件的阻抗相匹配的阻抗，并且形成為環(huán)形；所述電感部分由所述加固部件部分地覆蓋，所述電感部分的所述環(huán)形在所述環(huán)形從所述加固部件的周圍的所述凹部下方經(jīng)過(guò)的位置處變窄，而在所述加固部件的外部變寬。
文檔編號(hào)G06K19/07GK101739587SQ200910209369
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者二宮照尚, 甲斐學(xué) 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社