特許 7024149 ＲＦタグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-14

(45)【発行日】2022-02-22

(54)【発明の名称】ＲＦタグ

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/077 20060101AFI20220215BHJP

   H01Q 1/38 20060101ALI20220215BHJP

   H01Q 13/08 20060101ALI20220215BHJP

【ＦＩ】

G06K19/077 248

G06K19/077 272

G06K19/077 284

H01Q1/38

H01Q13/08

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022502432

(86)(22)【出願日】2021-11-11

(86)【国際出願番号】 JP2021041565

【審査請求日】2022-01-14

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591020445

【氏名又は名称】立山科学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】本田 憲市

(72)【発明者】

【氏名】比嘉 匠

(72)【発明者】

【氏名】仲俣 裕喜

【審査官】木村 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０６５９５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１０６６６０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｋ １９／００－１９／１８

Ｈ０１Ｑ １／００－ １／１０

Ｈ０１Ｑ １／２７－ １／５２

Ｈ０１Ｑ ５／００－１１／２０

Ｈ０１Ｑ １３／００－１３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電波によりデータを送受信可能なＲＦタグであって、
誘電体により形成された板状基材と、
前記板状基材の上面に形成されたループ状の上面導電パターンと、
前記上面導電パターンの一端と他端との間に設けられており、前記データが記憶されており、前記データを電波により送受信する回路を有する半導体デバイスと、
前記板状基材の下面に形成された下面導電パターンと、
前記上面導電パターンと前記下面導電パターンとを接続する接続導電パターンと、
を有しており、
前記上面導電パターンが形成するループの内側の領域の短手方向の幅が、前記板状基材の短手方向の前記上面導電パターンの幅及び前記板状基材の長手方向の前記上面導電パターンの幅よりも小さい形状であるＲＦタグ。

【請求項2】

前記上面導電パターンは、
第１方向に延在する第１領域と、
前記第１領域と平行に延在する第２領域と、
前記第１方向と直交する第２方向に延在し、一端が前記第１領域に接続し、他端が前記第２領域に接続する第３領域と、
前記第３領域と平行に延在し、一端が前記第１領域における前記第３領域が接続する側と反対側に接続し、他端が前記第２領域における前記第３領域が接続する側と反対側に接続する第４領域と、を有し、
前記第１領域は、
一端が前記第３領域と接続し、他端が前記半導体デバイスと接続する第１サブ領域と、
一端が前記第４領域と接続し、他端が前記半導体デバイスと接続する第２サブ領域と、
を有し、
前記接続導電パターンは、前記第１サブ領域と、前記半導体デバイスと、前記第２サブ領域とを通る前記第１方向の直線上の位置で前記第１サブ領域に接続されており、前記第１方向に延在する領域を有する、
請求項１に記載のＲＦタグ。

【請求項3】

前記接続導電パターンは、
前記第１サブ領域と接続された位置から前記第１方向に延びる第１方向領域と、
前記第１方向領域と接続されており、前記第２方向に延びる第２方向領域と
を有する、
請求項２に記載のＲＦタグ。

【請求項4】

前記上面導電パターンを含む最小の四辺形の面積と前記下面導電パターンの面積との関係は、前記ＲＦタグを非導体上に設けている状態の前記電波の強度が最大となる共振周波数と、前記ＲＦタグを導体上に設けている状態の前記電波の強度が最大となる共振周波数との差が、前記ＲＦタグに求められる通信距離を確保するために必要な周波数帯域幅よりも小さいという条件を満たす関係である、
請求項１に記載のＲＦタグ。

【請求項5】

前記上面導電パターンを含む最小の長方形の４つの辺のうち、前記接続導電パターンが接続されている辺以外の３つの辺の位置が、前記下面導電パターンの４つの辺のうち前記接続導電パターンが接続されている辺以外の３つの辺の位置に対応しており、
前記長方形の４つの辺の方向のうち第１方向における、前記長方形の４つの辺のうち前記第１方向と直交する第２方向の辺の位置と、前記下面導電パターンの４つの辺のうち前記第２方向の辺の位置との差は、前記第１方向の長さに対して±１０％以内であり、前記第２方向における、前記長方形の４つの辺のうち前記第１方向の辺の位置と、前記下面導電パターンの４つの辺のうち前記第１方向の辺の位置との差は、前記第２方向の長さに対して±１０％以内である、
請求項４に記載のＲＦタグ。

【請求項6】

前記上面導電パターンは、
第１方向に延在する第１領域と、
前記第１領域と平行に延在する第２領域と、
前記第１方向と直交する第２方向に延在し、一端が前記第１領域に接続し、他端が前記第２領域に接続する第３領域と、
前記第３領域と平行に延在し、一端が前記第１領域における前記第３領域が接続する側と反対側に接続し、他端が前記第２領域における前記第３領域が接続する側と反対側に接続する第４領域と、を有し、
前記第１領域は、
一端が前記第３領域と接続し、他端が前記半導体デバイスと接続する第１サブ領域と、
一端が前記第４領域と接続し、他端が前記半導体デバイスと接続する第２サブ領域と、
を有し、
前記第１領域の短手方向における前記第１領域の幅、前記第２領域の短手方向における前記第２領域の幅、前記第３領域の短手方向における前記第３領域の幅、及び前記第４領域の短手方向における前記第４領域の幅のうち最も小さい幅と最も大きい幅との比が２以下である、
請求項１に記載のＲＦタグ。

【請求項7】

前記上面導電パターンの面積は、前記下面導電パターンの面積の５０％以上である、
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のＲＦタグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＲＦタグに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、導体に取り付けられた状態で使用されることが想定されたＲＦタグが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－６１２７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、ＲＦタグが受信する電波の周波数に応じてキャパシタンスを自動的に調整する機能を有する自動調整用デバイスが使用されている。特許文献１に記載されたＲＦタグは、導体に取り付けられた状態で使用されることが想定されており、逆Ｆ型アンテナにより構成されているのでリアクタンスが小さく、電極の面積を大きくすることによりキャパシタンスを大きくしている。その結果、自動調整用デバイスがキャパシタンスを自動的に調整したとしても、ＲＦタグの周波数特性の調整可能な範囲が狭く、ＲＦタグがデータを送受信可能な周波数帯域の幅が小さいという問題があった。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ＲＦタグがデータを送受信可能な周波数帯域の幅を大きくすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のＲＦタグは、電波によりデータを送受信可能なＲＦタグであって、誘電体により形成された板状基材と、前記板状基材の上面に形成されたループ状の上面導電パターンと、前記上面導電パターンの一端と他端との間に設けられており、前記データが記憶されており、前記データを電波により送受信する回路を有する半導体デバイスと、前記板状基材の下面に形成された下面導電パターンと、前記上面導電パターンと前記下面導電パターンとを接続する接続導電パターンと、を有しており、前記上面導電パターンが形成するループの内側の領域の短手方向の幅が、前記板状基材の短手方向の前記上面導電パターンの幅及び前記板状基材の長手方向の前記上面導電パターンの幅よりも小さい形状である。

【0007】

前記上面導電パターンは、第１方向に延在する第１領域と、前記第１領域と平行に延在する第２領域と、前記第１方向と直交する第２方向に延在し、一端が前記第１領域に接続し、他端が前記第２領域に接続する第３領域と、前記第３領域と平行に延在し、一端が前記第１領域における前記第３領域が接続する側と反対側に接続し、他端が前記第２領域における前記第３領域が接続する側と反対側に接続する第４領域と、を有し、前記第１領域は、一端が前記第３領域と接続し、他端が前記半導体デバイスと接続する第１サブ領域と、一端が前記第４領域と接続し、他端が前記半導体デバイスと接続する第２サブ領域と、を有し、前記接続導電パターンは、前記第１サブ領域と、前記半導体デバイスと、前記第２サブ領域とを通る前記第１方向の直線上の位置で前記第１サブ領域に接続されており、前記第１方向に延在する領域を有してもよい。

【0008】

前記接続導電パターンは、前記第１サブ領域と接続された位置から前記第１方向に延びる第１方向領域と、前記第１方向領域と接続されており、前記第２方向に延びる第２方向領域とを有してもよい。

【0009】

前記上面導電パターンを含む最小の四辺形の面積と前記下面導電パターンの面積との関係は、前記ＲＦタグを非導体上に設けている状態の前記電波の強度が最大となる共振周波数と、前記ＲＦタグを導体上に設けている状態の前記電波の強度が最大となる共振周波数との差が、前記ＲＦタグに求められる通信距離を確保するために必要な周波数帯域幅よりも小さいという条件を満たす関係であってもよい。

【0010】

前記上面導電パターンを含む最小の長方形の４つの辺のうち、前記接続導電パターンが接続されている辺以外の３つの辺の位置が、前記下面導電パターンの４つの辺のうち前記接続導電パターンが接続されている辺以外の３つの辺の位置に対応しており、前記長方形の４つの辺の方向のうち第１方向における、前記長方形の４つの辺のうち前記第１方向と直交する第２方向の辺の位置と、前記下面導電パターンの４つの辺のうち前記第２方向の辺の位置との差は、前記第１方向の長さに対して±１０％以内であり、前記第２方向における、前記長方形の４つの辺のうち前記第１方向の辺の位置と、前記下面導電パターンの４つの辺のうち前記第１方向の辺の位置との差は、前記第２方向の長さに対して±１０％以内であってもよい。

【0011】

前記上面導電パターンは、第１方向に延在する第１領域と、前記第１領域と平行に延在する第２領域と、前記第１方向と直交する第２方向に延在し、一端が前記第１領域に接続し、他端が前記第２領域に接続する第３領域と、前記第３領域と平行に延在し、一端が前記第１領域における前記第３領域が接続する側と反対側に接続し、他端が前記第２領域における前記第３領域が接続する側と反対側に接続する第４領域と、を有し、前記第１領域は、一端が前記第３領域と接続し、他端が前記半導体デバイスと接続する第１サブ領域と、一端が前記第４領域と接続し、他端が前記半導体デバイスと接続する第２サブ領域と、を有し、前記第１領域の短手方向における前記第１領域の幅、前記第２領域の短手方向における前記第２領域の幅、前記第３領域の短手方向における前記第３領域の幅、及び前記第４領域の短手方向における前記第４領域の幅のうち最も小さい幅と最も大きい幅との比が２以下であってもよい。

【0012】

前記上面導電パターンの面積は、前記下面導電パターンの面積の５０％以上であってもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ＲＦタグがデータを送受信可能な周波数帯域の幅を大きくすることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】ＲＦタグ１の概要を説明するための図である。

【図2】ＲＦタグ１の構成を示す図である。

【図3】上面導電パターン１２の幅について説明するための図である。

【図4】接続導電パターン１４の位置について説明するための図である。

【図5】上面導電パターン１２の形状と下面導電パターン１３の形状との関係について説明するための図である。

【図6】接続導電パターン１４の構成について説明するための図である。

【図7】ＲＦタグ１の他の構成例を示す図である。

【図8】本実施形態に係る板状基材１１と比較例の周波数特性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［ＲＦタグ１の概要］
図１は、ＲＦタグ１の概要を説明するための図である。ＲＦタグ１は、電波によりデータを送受信可能なデバイスである。ＲＦタグ１は、導体２に取り付けられた状態で、リーダライタ３から送信された電波Ｗ１を受信することにより発生した電力により動作する。ＲＦタグ１は、内蔵する半導体デバイスに記憶されたデータが重畳された電波Ｗ２を放射する。

【0016】

導体２は、電流を流すことができる物体であり、例えば金属である。導体２は金属に限定されるものではなく、電流を流すことができる物質を含む木又は樹脂であってもよい。さらに、導体２におけるＲＦタグ１の取り付け方向の厚みは任意であり、電流を流すことができる金属箔であってもよい。

【0017】

ＲＦタグ１と導体２とは静電容量的に結合しているため、ＲＦタグ１が発生した電波Ｗ２は、導体２を介しても放射される。その結果、ＲＦタグ１が放射した電波Ｗ２を受信しにくい位置にリーダライタ３が存在していても、リーダライタ３は導体２を介して電波Ｗ２を受信することで、ＲＦタグ１に記憶されたデータを取得することができる。

【0018】

図２は、ＲＦタグ１の構成を示す図である。図２（ａ）はＲＦタグ１の斜視図である。図２（ｂ）はＲＦタグ１の上面図である。図２（ｃ）はＲＦタグ１の下面図である。

【0019】

ＲＦタグ１は、板状基材１１と、上面導電パターン１２と、下面導電パターン１３と、接続導電パターン１４と、半導体デバイス１５と、を有する。
板状基材１１は、誘電体により形成されている。図２に示す例では板状基材１１の上面及び下面が長方形であるが、板状基材１１の上面及び下面の形状は長方形以外の多角形、長円形又は楕円形であってもよい。

【0020】

また、板状基材１１を構成する誘電体は、複数の種類の部材により構成されていてもよい。板状基材１１は、板状の誘電体に、上面導電パターン１２と、下面導電パターン１３と、接続導電パターン１４と、半導体デバイス１５とが設けられたシート状の誘電体部材が接合されていてもよい。

【0021】

上面導電パターン１２は、板状基材１１の上面に形成されたループ状の導電性のパターンである。上面導電パターン１２が形成するループの内側においては板状基材１１が露出している。上面導電パターン１２により形成されるループの一部には、導電性のパターンが形成されていない領域があり、当該領域に半導体デバイス１５が設けられている。

【0022】

下面導電パターン１３は、板状基材１１の下面に形成された導電性のパターンである。下面導電パターン１３は、例えば長方形状である。下面導電パターン１３の面積は上面導電パターン１２の面積よりも大きく、板状基材１１の下面の面積よりも小さい。

【0023】

接続導電パターン１４は、上面導電パターン１２と下面導電パターン１３とを接続する導電性のパターンである。接続導電パターン１４は、上面導電パターン１２の一部の領域を起点として、板状基材１１の側面を経由して下面導電パターン１３の一部の領域を終点とするように構成されている。図２に示す例において、接続導電パターン１４は、上面導電パターン１２の一端と、半導体デバイス１５と、上面導電パターン１２の他端と、を通り、板状基材１１の長手方向に平行な直線上の位置で上面導電パターン１２と接続されている。

【0024】

図４は、接続導電パターン１４の位置について説明するための図である。図４（ａ）は、ＲＦタグ１に半導体デバイス１５が設けられていない状態の上面導電パターン１２を示す図である。図４（ａ）においては、上面導電パターン１２における一端Ｔ１と他端Ｔ２とが示されている。図４（ａ）に示す例における一端Ｔ１及び他端Ｔ２には、凸部が形成されているが、一端Ｔ１及び他端Ｔ２に凸部が形成されていなくてもよい。

【0025】

接続導電パターン１４は、図４（ｂ）の太線で示すように、半導体デバイス１５が含まれる長方形を通り、板状基材１１の長手方向に平行な直線Ｌを含む位置において上面導電パターン１２に接続されている。接続導電パターン１４と上面導電パターン１２とが接続されている範囲に直線Ｌが含まれている限りにおいて、接続導電パターン１４の幅は、太線で示される領域の短手方向の幅よりも大きくてもよく小さくてもよい。なお、図４（ｂ）においては、太線で示す領域の中央付近に直線Ｌが描かれているが、直線Ｌの位置は、太線で示す領域の短手方向の任意の位置であってよい。

【0026】

半導体デバイス１５は、リーダライタ３に送信するデータを記憶するメモリを有する。半導体デバイス１５は、上面導電パターン１２の一端と他端との間に設けられている。具体的には、半導体デバイス１５は、上面導電パターン１２における板状基材１１の長手方向に延びる領域における一端と他端との間に設けられている。

【0027】

また、半導体デバイス１５は、メモリに記憶しているデータを電波により送受信する回路を有する。半導体デバイス１５は、複数のキャパシタを内蔵しており、上面導電パターン１２の一端と他端との間に接続する一以上のキャパシタを切り替えることで、上面導電パターン１２の一端と他端との間のキャパシタンスを調整することができる。半導体デバイス１５は、例えば、受信した電波の強度が最大になるようにキャパシタンスを調整する。

【0028】

ＲＦタグ１のリアクタンスをＬ、キャパシタンスをＣとすると、共振周波数ｆは１／（２π√（ＬＣ））により表される。半導体デバイス１５のキャパシタンスを調整することにより共振周波数をできるだけ大きく変化させるには、半導体デバイス１５が設けられていない状態でのＲＦタグのキャパシタンスをできるだけ小さくすることが望ましい。

【0029】

ただし、ＲＦタグ１がリーダライタ３と通信可能な電波の周波数帯域は所定の範囲内に定められているので、ＲＦタグ１のキャパシタンスを小さくするためには、ＲＦタグ１のリアクタンスを大きくする必要がある。そこで、ＲＦタグ１は、リアクタンスを大きくするために各種の特徴を有している。以下、ＲＦタグ１の特徴を説明する。

【0030】

［ＲＦタグ１の特徴］
図３は、上面導電パターン１２の幅について説明するための図である。上面導電パターン１２は、第１方向に延在する第１領域（図３における１２ａ）と、第１領域と平行に延在する第２領域（図３における１２ｂ）とを有する。また、上面導電パターン１２は、第１方向と直交する第２方向に延在し、一端が第１領域に接続し、他端が第２領域に接続する第３領域（図３における１２ｃ）を有する。さらに、上面導電パターン１２は、第３領域と平行に延在し、一端が第１領域における第３領域が接続する側と反対側に接続し、他端が第２領域における第３領域が接続する側と反対側に接続する第４領域（図３における１２ｄ）を有する。換言すると、上面導電パターン１２は、板状基材１１の長手方向に平行な第１領域及び第２領域と、板状基材１１の短手方向に平行な第３領域及び第４領域と、を有する。

【0031】

第１領域は、一端が第３領域と接続し、他端が半導体デバイス１５と接続する第１サブ領域１２ａ’と、一端が第４領域と接続し、他端が半導体デバイス１５と接続する第２サブ領域１２ａ’’と、を有する。接続導電パターン１４は、第１サブ領域と、半導体デバイス１５と、第２サブ領域とを通る第１方向の直線上の位置で第１サブ領域に接続されており、第１方向に延在する領域を有する。

【0032】

上面導電パターン１２が形成するループの内側の領域の短手方向の幅（図３におけるＥ）は、板状基材１１の長手方向の上面導電パターン１２の幅（図３におけるＡ及びＢ）及び板状基材１１の短手方向の上面導電パターン１２の幅（図３におけるＣ及びＤ）よりも小さい。

【0033】

上面導電パターン１２がこのような形状を有することで、上面導電パターン１２のリアクタンスが十分に大きくなるので、共振周波数におけるキャパシタンスを小さくすることができる。その結果、半導体デバイス１５のキャパシタンスの調整可能範囲で半導体デバイス１５のキャパシタンスが変化することにより、上面導電パターン１２のリアクタンスが小さい場合に比べて広い周波数範囲で共振周波数を調整可能になる。その結果、ＲＦタグ１は、従来のＲＦタグに比べて、データを送受信可能な周波数帯域の幅を大きくすることができる。なお、当該周波数帯域は、ＲＦタグ１がリーダライタ３との間でデータを送受信することが必要とされる距離でデータを送受信可能な周波数の帯域であり、例えば当該周波数帯域の幅は４０ＭＨｚである。

【0034】

第１領域１２ａの短手方向における第１領域１２ａの幅（図３におけるＡ）、第２領域１２ｂの短手方向における第２領域１２ｂの幅（図３におけるＢ）、第３領域１２ｃの短手方向における第３領域１２ｃの幅（図３におけるＣ）、及び第４領域１２ｄの短手方向における第４領域１２ｄの幅（図３におけるＤ）のうち最も小さい幅と最も大きい幅との比が２以下である。上面導電パターン１２における最も小さい幅と最も大きい幅との比が２以下である場合には、幅が大きい領域の電流密度が小さくなることに起因するキャパシタンスの増加を抑制することができ、上面導電パターン１２の実効ループ面積が大きくなる。

【0035】

図５は、上面導電パターン１２の形状と下面導電パターン１３の形状との関係について説明するための図である。図５（ａ）は、ＲＦタグ１の上面図である。図５（ａ）における太線は、上面導電パターン１２を含む最小の四辺形の輪郭線を示している。図５（ｂ）はＲＦタグ１の下面図である。

【0036】

上面導電パターン１２を含む最小の四辺形の４つの辺のうち、接続導電パターン１４が接続されている辺以外の３つの辺（図５（ａ）における１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）の位置は、下面導電パターン１３の４つの辺のうち接続導電パターン１４が接続されている辺以外の３つの辺（図５（ｂ）における１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ）の位置に対応している。

【0037】

すなわち、辺１２１ａは辺１３１ａと平行であり、かつ板状基材１１の長手方向の辺１１１ａから辺１２１ａまでの距離は、辺１１１ａから辺１３１ａまでの距離とほぼ等しい。また、辺１２１ｂは辺１３１ｂと平行であり、かつ板状基材１１の短手方向の辺１１１ｂから辺１２１ｂまでの距離は、辺１１１ｂから辺１３１ｂまでの距離とほぼ等しい。また、辺１２１ｃは辺１３１ｃと平行であり、かつ板状基材１１の長手方向の辺１１１ｃから辺１２１ｃまでの距離は、辺１１１ｃから辺１３１ｃまでの距離とほぼ等しい。

【0038】

ところで、上面導電パターン１２と下面導電パターン１３との間にはキャパシタンスが発生するので、下面導電パターン１３が設けられていることで、導体２の影響によりキャパシタンスが変動することが抑制される。ただし、上面導電パターン１２が下面導電パターン１３に対して大きくはみ出した状態で導体２に貼り付けられてしまうと、はみ出した領域と導体２との間に生じるキャパシタンスにより、共振周波数が低い方向に変動してしまう。

【0039】

共振周波数の変動量が大きいと、ＲＦタグ１が設けられている導体２の特性によっては、ＲＦタグ１に求められる通信距離を確保することができる周波数でＲＦタグ１が共振せず、ＲＦタグ１が当該通信距離でデータを送受信できないという問題が生じ得る。そこで、上面導電パターン１２を含む最小の四辺形の面積と下面導電パターン１３の面積との関係は、ＲＦタグ１の共振周波数が最も高くなる場合の共振周波数ｆ１と、ＲＦタグ１の共振周波数が最も低くなる場合の共振周波数ｆ２との差が、ＲＦタグ１に求められる通信距離を確保するために必要な周波数帯域幅よりも小さいという条件を満たす関係であることが望ましい。

【0040】

一例として、上面導電パターン１２を含む最小の四辺形の面積と下面導電パターン１３の面積との関係は、ＲＦタグ１を非導体（例えば樹脂）上に設けている状態におけるＲＦタグ１の電波の強度が最大となる共振周波数ｆ１と、ＲＦタグ１を導体（例えば金属）上に設けている状態におけるＲＦタグ１の電波の強度が最大となる共振周波数ｆ２との差が、ＲＦタグ１に求められる通信距離を確保するために必要な周波数帯域幅よりも小さいという条件を満たす関係であることが望ましい。上面導電パターン１２を含む最小の四辺形の面積と下面導電パターン１３の面積との関係がこのようになっていることで、ＲＦタグ１が使用される環境によらず、必要な通信可能距離を確保することができる。

【0041】

具体的には、板状基材１１の短手方向における、上面導電パターン１２を含む最小の四辺形の４つの辺のうち板状基材１１の長手方向の辺１２１ａの位置と、下面導電パターン１３の４つの辺のうち板状基材１１の長手方向の辺１３１ａの位置との差は、板状基材１１の短手方向の長さに対して±１０％以内であることが望ましい。同様に、辺１２１ｃの位置と辺１３１ｃの位置との差は、板状基材１１の短手方向の長さに対して±１０％以内であることが望ましい。また、板状基材１１の長手方向における、上記の四辺形の４つの辺のうち板状基材１１の短手方向の辺１２１ｂの位置と、下面導電パターン１３の４つの辺のうち板状基材１１の短手方向の辺１３１ｃの位置との差は、板状基材１１の長手方向の長さに対して±１０％以内であることが望ましい。

【0042】

また、上面導電パターン１２の面積は、下面導電パターン１３の面積の５０％以上であることが望ましい。上面導電パターン１２の面積が、このように下面導電パターン１３の面積に対して５０％以上であることにより、上面導電パターン１２のリアクタンスを十分に大きくすることができる。

【0043】

図６は、接続導電パターン１４の構成について説明するための図である。図６（ａ）は、図２（ｂ）に示した板状基材１１と同じ形状を示しており、図６（ｂ）は接続導電パターン１４の変形例を示している。

【0044】

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、接続導電パターン１４は、第１サブ領域１２ａ’と接続された位置から第１方向に延びる第１方向領域１４ａと、第１方向領域１４ａと接続されており、第２方向に延びる第２方向領域１４ｂとを有する。すなわち、接続導電パターン１４は、上面導電パターン１２と接続された位置から板状基材１１の長手方向に延びる第１方向領域（図６における１４ａ）と、長手方向領域と接続されており、板状基材１１の短手方向に延びる第２方向領域（図６における１４ｂ又は１４ｄ）とを有する。このように、接続導電パターン１４は、パターンの方向が変わる屈曲部を少なくとも１つ有しているが、接続導電パターン１４が有する屈曲部の数は任意である。

【0045】

図６（ａ）に示すように、接続導電パターン１４は、第２方向領域１４ｂに接続された第１方向領域１４ｃをさらに有することで２個の屈曲部を有してもよく、それ以上の数の屈曲部を有してもよい。このように接続導電パターン１４に屈曲部を設けることで、屈曲部の前後の領域の長さを変えることにより、ＲＦタグ１に搭載される半導体デバイス１５の特性に応じてリアクタンス及びキャパシタンスが異なる複数種類の板状基材１１を容易に設計することができる。

【0046】

図７は、ＲＦタグ１の他の構成例を示す図である。図２に示したＲＦタグ１における上面導電パターン１２においては、第１領域１２ａの中央位置に半導体デバイス１５が設けられていたが、図７に示すＲＦタグ１における上面導電パターン１２においては、第１領域１２ａの中央位置に対して接続導電パターン１４から遠い側の位置に半導体デバイス１５が設けられている。このように、半導体デバイス１５が設けられる第１領域１２ａの長手方向における位置は任意である。

【0047】

［周波数特性の比較］
図８は、本実施形態に係る板状基材１１と比較例の周波数特性を示す図である。図８（ａ）は、図２に示した板状基材１１の周波数特性を示しており、図８（ｂ）は、比較例のＲＦタグの周波数特性を示している。図８の横軸は周波数を示しており、縦軸は読取可能距離を示している。

【0048】

図８（ａ）に対応する板状基材１１は、外形寸法が１０ｍｍ×５１ｍｍ×４．３ｍｍであり、上面及び下面の面積が９１８ｍｍ^２であった。また、半導体デバイス１５を設けていない状態における板状基材１１のキャパシタンス（静電容量）は２．９５ｐＦであり、インダクタンスは１０．２ｎＨであった。

【0049】

半導体デバイス１５は、０．１６ｐＦの範囲でキャパシタンスを調整可能であり、半導体デバイス１５のキャパシタンスが最大の場合の共振周波数は、半導体デバイス１５のキャパシタンスが最小の場合の共振周波数に比べて２４．７ＭＨｚ低くなった。すなわち、共振周波数の調整可能幅は２４．７ＭＨｚであった。その結果、図８（ａ）に示すように、読取可能距離が１０ｍ以上となる帯域幅が約４０ＭＨｚとなっている。

【0050】

一方、図８（ｂ）に対応する比較例のＲＦタグは、外形寸法が１４ｍｍ×５５ｍｍ×２ｍｍであり、上面及び下面の面積が７７０ｍｍ^２であった。また、ＲＦタグのキャパシタンスは６．８６ｐＦであり、インダクタンスは４．３６ｎＨであった。

【0051】

比較例のＲＦタグは、本実施形態に係る板状基材１１に比べてインダクタンスが小さくキャパシタンスが大きいため、キャパシタンスを調整可能なＩＣデバイスが０．１８ｐＦの範囲でキャパシタンスを調整可能であるにもかかわらず、共振周波数の調整可能幅は１２．０ＭＨｚであった。その結果、図８（ｂ）に示すように、読取可能距離が１０ｍ以上となる帯域幅が約１５ＭＨｚとなっている。

【0052】

以上のとおり、本実施形態に係る板状基材１１は、インダクタンスが５ｎＨ以上であり、キャパシタンスが６ｐＦ以下であることにより、比較例のＲＦタグに比べて、リーダライタ３が所定の距離においてＲＦタグからデータを読み取ることができる電波の周波数帯域を大きくすることができることを確認できた。

【0053】

［ＲＦタグ１による効果］
以上説明した通り、ＲＦタグ１においては、上面導電パターン１２が形成するループの内側の領域の短手方向の幅が、板状基材１１の短手方向の上面導電パターン１２の幅及び板状基材１１の長手方向の上面導電パターン１２の幅よりも小さい形状である。ＲＦタグ１が、このような形状の上面導電パターン１２を有していることで、ＲＦタグ１のリアクタンスが大きくなるので、半導体デバイス１５のキャパシタンスを調整することで、リーダライタ３との間でデータを送受信できる周波数帯域の幅を大きくすることが可能になる。

【0054】

以上、実施の形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0055】

１ ＲＦタグ
２ 導体
３ リーダライタ
１１ 板状基材
１２ 上面導電パターン
１３ 下面導電パターン
１４ 接続導電パターン
１５ 半導体デバイス

【要約】

ＲＦタグ１は、誘電体により形成された板状基材１１と、板状基材１１の上面に形成されたループ状の上面導電パターン１２と、上面導電パターン１２の一端と他端との間に設けられており、メモリに記憶されたデータを電波により送受信する回路を有する半導体デバイス１５と、板状基材１１の下面に形成された下面導電パターン１３と、上面導電パターン１２と下面導電パターン１３とを接続する接続導電パターン１４と、を有する。上面導電パターン１２が形成するループの内側の領域の短手方向の幅は、板状基材１１の短手方向の上面導電パターン１２の幅及び板状基材１１の長手方向の上面導電パターン１２の幅よりも小さい形状である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】