專利名稱：射頻識(shí)別用天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用了RFID(射頻識(shí)別Radio FrequencyIdentification)技術(shù)的標(biāo)簽用天線。具體涉及具有螺旋形線圈的、裝在物品上的RFID用天線。
背景技術(shù)：
眾所周知，傳統(tǒng)的應(yīng)用RFID技術(shù)的傳統(tǒng)標(biāo)簽包括天線和IC芯片，該IC芯片與所述天線電連接，其中存儲(chǔ)被監(jiān)管物品的相關(guān)信息。所述天線具有下述功能通過(guò)接收詢問(wèn)器的收發(fā)天線發(fā)出的預(yù)定頻率的電波來(lái)激活標(biāo)簽，響應(yīng)電波數(shù)據(jù)通信的讀出指令讀出IC芯片上的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)響應(yīng)寫入指令將數(shù)據(jù)寫入該IC芯片。另外，用于EAS(electronic article surveillance電子物品監(jiān)管)的最簡(jiǎn)單的1比特RFID，由電容器和天線構(gòu)成，接收到預(yù)定的頻率會(huì)產(chǎn)生共振來(lái)感應(yīng)監(jiān)管對(duì)象的有無(wú)。
為使標(biāo)簽的厚度盡量薄，用于所述標(biāo)簽的傳統(tǒng)RFID用天線有下述兩種制法將包有絕緣層的導(dǎo)線盤成略正方形的螺旋狀，再粘貼到基板上而形成；先在基板上淀積鋁箔或銅箔，通過(guò)蝕刻法或沖切法等除去鋁箔或銅箔中不需要的部分而形成螺旋形天線。對(duì)具有上述天線的標(biāo)簽而言，當(dāng)被監(jiān)管物品由金屬制作時(shí)，為防止受到金屬制品的影響，在標(biāo)簽與物品間夾入5～10mm厚的電絕緣性隔板，標(biāo)簽用粘膠等固定在物品上。
可是，上述的傳統(tǒng)標(biāo)簽，因隔板較厚，金屬制品與標(biāo)簽的間距變得較大，盡管天線本身厚度小，標(biāo)簽也會(huì)從被監(jiān)管物品表面明顯突出。因此，在物品的搬運(yùn)過(guò)程中，標(biāo)簽可能會(huì)與周圍的物體相接觸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供不管被監(jiān)管物品表面由何種材料制作，都不需使用隔板而直接安裝的RFID用天線。
本發(fā)明涉及對(duì)與IC芯片電連接且裝在物品上的RFID用天線的改良，所述RFID用天線包括平板狀導(dǎo)電構(gòu)件和螺旋狀線圈本體，其中，導(dǎo)電構(gòu)件的背面安裝在物品11上，線圈本體面對(duì)著所述導(dǎo)電構(gòu)件安裝，在盤卷狀態(tài)下，調(diào)整其盤卷圈數(shù)或盤卷半徑以取得預(yù)定的特性值。
本發(fā)明的RFID用天線中，由于線圈本體在導(dǎo)電構(gòu)件表面上盤卷狀態(tài)下被調(diào)整到能保證預(yù)定的特性值，所以該天線接收到詢問(wèn)器的收發(fā)天線所發(fā)出的預(yù)定頻率的電波能可靠激活標(biāo)簽。另外，由于所述天線導(dǎo)電構(gòu)件上的線圈本體已盤成所需形狀以確保預(yù)定的特性值，所以，即使將所述天線直接安裝在金屬制作的被監(jiān)管物品上，也不會(huì)受到該金屬的影響，從而線圈本體的特性值不會(huì)發(fā)生明顯變化。因此，傳統(tǒng)天線安裝在金屬物品上時(shí)所必需的隔板，在本發(fā)明中不再需要，能避免標(biāo)簽明顯突出被監(jiān)管物品的表面。
這里，導(dǎo)電構(gòu)件可以為片、板或箔、或螺旋狀的兩端相連接的導(dǎo)體，最好長(zhǎng)寬均為1cm，長(zhǎng)度方向兩端間電阻值不大于5Ω。就此時(shí)的所述電阻而言，對(duì)導(dǎo)電構(gòu)件的材料和厚度進(jìn)行改變時(shí)，若整體上用厚度去除比電阻(電阻率)后所得的電阻值不大于5Ω即可，導(dǎo)電構(gòu)件的材料和厚度可以任意選擇。
另外，導(dǎo)電構(gòu)件可以是在非導(dǎo)電性材料如聚乙烯或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯形成的片、板或箔材的背面涂敷導(dǎo)電性油墨并使之干燥后形成導(dǎo)電性涂膜；在所述片、板或箔材的背面層疊的可以是導(dǎo)電性的、例如Cu或Al等的鍍層或蒸鍍膜。此時(shí)，最好使用0.01～5mm厚的片、板或箔，以使導(dǎo)電構(gòu)件與線圈本體之間的間隙為0.01～5mm。
進(jìn)而，可以在導(dǎo)電構(gòu)件上線圈本體所包圍的部分形成通孔，也可以在導(dǎo)電構(gòu)件與線圈本體間夾入軟磁性構(gòu)件。在線圈本體中心部分的導(dǎo)電構(gòu)件上形成通孔時(shí)，即使通過(guò)線圈本體的電波在導(dǎo)電構(gòu)件上產(chǎn)生渦流，由于所述通孔的存在，所述渦流只產(chǎn)生在靠近線圈本體的窄小范圍內(nèi)，從而可抑制線圈本體的Q值降低。另外，所安裝的物品為絕緣材料或金屬蒸鍍膜等可通過(guò)電磁波的材料時(shí)，經(jīng)過(guò)導(dǎo)電構(gòu)件通孔的電磁波也能發(fā)揮作用，增強(qiáng)了標(biāo)簽的靈敏度。另一方面，如果在導(dǎo)電構(gòu)件與線圈本體間夾入軟磁性構(gòu)件，由于在所述軟磁性構(gòu)件上通過(guò)電磁波磁通量的密度大，即使作為導(dǎo)體的導(dǎo)電構(gòu)件和作為線圈的線圈本體之間的間隔小也能獲得所希望的靈敏度，而且，即使減小用于獲得預(yù)定電感的線圈的盤卷圈數(shù)或盤卷半徑，仍能提高Q值。
另外，本發(fā)明第二方面的RFID用天線中設(shè)有其平板狀形成的背面裝在物品上的軟磁性構(gòu)件；以及在軟磁性構(gòu)件的表面螺旋狀地固定的線圈本體，其盤卷圈數(shù)及盤卷半徑在盤卷的狀態(tài)下被調(diào)整以取得預(yù)定的特性值。
本發(fā)明第二方面的RFID用天線中，如在天線裝于金屬形成的物品的狀態(tài)下發(fā)送電波時(shí)，由于軟磁性構(gòu)件會(huì)將朝向金屬部分的電波的屏蔽掉，所以不會(huì)在所述金屬部分產(chǎn)生渦流。其結(jié)果，標(biāo)簽被激活；即使物品由金屬材料構(gòu)成，也不需要傳統(tǒng)技術(shù)中必需的隔板，能防止物品的在搬運(yùn)過(guò)程中天線與周圍的物品相接觸。
軟磁性構(gòu)件的導(dǎo)磁率和以mm為單位表示的厚度的乘積最好不小于0.5。另外，軟磁性構(gòu)件最好選用如下軟磁材料中的任一種制作非晶體合金、坡莫合金、電磁鋼、硅鋼、鐵硅鋁磁合金、Fe-Al合金或軟磁性鐵氧體的驟冷凝固材料、鑄材、軋材、鍛材或燒結(jié)材。并且，軟磁性構(gòu)件可為復(fù)合材料或涂料形成涂膜，所述復(fù)合材料由金屬或鐵氧體的粉狀體或薄片與塑料或橡膠復(fù)合而成，所述涂料含有金屬或鐵氧體的粉狀體或薄片。另外，軟磁性構(gòu)件可為將金屬或軟磁性鐵氧體制成的多個(gè)薄片在塑料制基片的表面上多個(gè)薄片相互緊密粘固的粘合板；作為軟磁性構(gòu)件也可采用將由金屬或軟磁性鐵氧體形成的多個(gè)薄片相互緊密粘接地配置在塑料制基片的表面上后用塑料制蓋片覆蓋的、由該基片和蓋片粘接成的層疊板。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的含有RFID用天線的標(biāo)簽的平面圖。
圖2是沿圖1的A-A線的剖面圖。
圖3是與圖1相對(duì)應(yīng)的、其所含天線的導(dǎo)電構(gòu)件上有通孔形成的標(biāo)簽的平面圖。
圖4是與圖2相對(duì)應(yīng)的該天線的剖面圖。
圖5是與圖2相對(duì)應(yīng)的、夾入軟磁性構(gòu)件的實(shí)施例2的天線的剖面圖。
圖6是與圖2相對(duì)應(yīng)的、在物品上裝有軟磁性構(gòu)件的實(shí)施例3的天線的剖面圖。
圖7是與圖1相對(duì)應(yīng)的、線圈本體為方形時(shí)的平面圖。
圖8是實(shí)驗(yàn)例中標(biāo)簽動(dòng)作確認(rèn)狀況的示意圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例下面基于圖示對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1與圖2所示，RFID用標(biāo)簽12安裝在物品11表面，該標(biāo)簽12包括IC芯片13和RFID用天線14，IC芯片13存儲(chǔ)每個(gè)物品11不同的特有信息，天線14與IC芯片13電連接。本實(shí)施例中的物品11是其標(biāo)簽安裝部分由金屬制材料形成的物品。本發(fā)明的天線14包括由導(dǎo)電性材料平板狀地形成、其背面安裝在所述物品11上導(dǎo)電構(gòu)件14a，以及在導(dǎo)電構(gòu)件14a的表面盤成螺旋狀的線圈本體14b。
導(dǎo)電構(gòu)件14a可為Cu或Al等導(dǎo)電性材料形成的片、板或箔，也可為使螺旋形兩端相連接的導(dǎo)體。另外，作為導(dǎo)電構(gòu)件14a只要求具有導(dǎo)電性，如圖2的放大圖所示，也可以采用在非導(dǎo)電性的片、板或箔16背面涂敷導(dǎo)電性溶液并使之干燥后形成導(dǎo)電性涂膜，所述非導(dǎo)電性的片、板或箔16由聚乙烯或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等材料制作。進(jìn)而，作為導(dǎo)電構(gòu)件14a也可以使用層疊在非導(dǎo)電性的片、板或箔16背面的導(dǎo)電性鍍層或蒸鍍膜。使用由涂膜、鍍層或蒸鍍膜構(gòu)成的導(dǎo)電構(gòu)件14a時(shí)，非導(dǎo)電性的片、板或箔16的厚度最好在0.01-5mm范圍內(nèi)。通過(guò)將非導(dǎo)電性的片、板或箔16的厚度設(shè)為0.01-5mm，使導(dǎo)電構(gòu)件14a與線圈本體14b之間隔開，使線圈本體14b的Q值提高，從而改善作為天線的性能。還有，長(zhǎng)寬均為1cm的導(dǎo)電構(gòu)件14a的電阻值最好不大于5Ω。
一直以來(lái)，螺旋形線圈本體14b為業(yè)界所使用。即，如線圈本體14b由盤卷包覆銅線來(lái)制作，或先在塑料基片上層疊鋁箔或銅箔等導(dǎo)電層，再通過(guò)蝕刻法或薄板沖切法等除去不需要的部分而形成。線圈本體14b由鋁箔或銅箔制作時(shí)，為防止線圈本體14b與導(dǎo)電構(gòu)件14a電連接，要在導(dǎo)電構(gòu)件14a的表面粘接絕緣膜(未圖示)。另外，導(dǎo)電構(gòu)件14a為非導(dǎo)電性的片、板或箔和形成在非導(dǎo)電性的片、板或箔背面的涂膜或鍍層或蒸鍍層構(gòu)成時(shí)，是先在非導(dǎo)電性的片、板或箔上直接淀積鋁箔或銅箔等，再通過(guò)蝕刻法或沖切法等除去不需要的部分而在其表面直接形成螺旋狀線圈本體14b。在所述線圈本體14b在導(dǎo)電構(gòu)件14a表面盤卷的狀態(tài)下，其盤卷圈數(shù)或盤卷半徑被加以調(diào)整，以能保證預(yù)定的特性值。再有，本實(shí)施例中的IC芯片13與線圈本體14b兩端連接并直接粘接在導(dǎo)電構(gòu)件14a上。
如上述結(jié)構(gòu)的RFID用天線14，通常線圈本體14b在導(dǎo)電構(gòu)件14a上一固定，其特性值就會(huì)改變，但由于是在線圈本體14b在導(dǎo)電構(gòu)件14a的表面被盤卷的狀態(tài)下為保證其預(yù)定的特性值而作了調(diào)整，所以能通過(guò)詢問(wèn)器(未圖示)的收發(fā)天線給所述天線14發(fā)的預(yù)定頻率的電波，將標(biāo)簽12可靠激活。另外，由于所述天線14實(shí)際用于接收預(yù)定頻率電波的線圈本體14b已在導(dǎo)電構(gòu)件14a上的盤成所需形狀以確保預(yù)定的特性值，所以，即使將所述天線14直接安裝在金屬構(gòu)成的物品上，線圈本體14b的特性值也不會(huì)發(fā)生明顯變化。因此，傳統(tǒng)技術(shù)中，天線14安裝在金屬物品上時(shí)所必需的隔板，在本發(fā)明中不再需要，能避免標(biāo)簽12明顯突出被監(jiān)管物品的表面的情況，同時(shí)不會(huì)受到所述金屬材料物品的影響而能可靠地使標(biāo)簽12激活。
再有，如圖3與圖4所示，如果在導(dǎo)電構(gòu)件14a上被線圈本體14b包圍的部分形成通孔14c，由于線圈周圍部分被導(dǎo)電材料屏蔽，所以物品表面為導(dǎo)電材料或磁性材料時(shí)，線圈受其影響所產(chǎn)生的電感變化和Q值降低被限于允許的范圍內(nèi)；另一方面，物品為絕緣材料或金屬蒸鍍膜等可通過(guò)電磁波的材料時(shí)，無(wú)通孔時(shí)不能利用的通過(guò)通孔位置的電磁波也能發(fā)揮作用，從而提高標(biāo)簽的靈敏度。
圖5所示為本發(fā)明的實(shí)施例2。圖5中，采用與圖1、圖2相同的符號(hào)表示相同元件。
本實(shí)施例中的RFID用天線26，是在上述實(shí)施例1中天線的導(dǎo)電構(gòu)件14a和線圈本體14b之間夾入平板狀形成的軟磁性構(gòu)件26。關(guān)于導(dǎo)電構(gòu)件14a和線圈本體14b的詳細(xì)說(shuō)明與實(shí)施例1相同，這里就不再重復(fù)說(shuō)明。
軟磁性構(gòu)件26最好選擇下述軟磁性材料制作如非晶體合金、坡莫合金、電磁鋼、硅鋼、鐵硅鋁磁合金、Fe-Al合金及軟磁性鐵氧體的驟冷凝固體材料、鑄材、軋材、鍛材、燒結(jié)材，軟磁性構(gòu)件26的導(dǎo)磁率和以mm為單位表示的厚度的乘積最好不小于0.5。還有，只要能夠有磁性，軟磁性構(gòu)件26可為由金屬或鐵氧體的粉狀體或薄片與塑料或橡膠復(fù)合而成的復(fù)合材料，或者是由含金屬或鐵氧體的粉狀體或薄片的涂料形成的涂膜。這里，復(fù)合材料中的塑料可以使用具良好加工性能的熱塑性塑料或者具有良好耐熱性能的熱硬性塑料。另外，金屬粉狀體可為含有羰基鐵粉末、鐵-坡莫合金等的霧化粉末、還原性鐵粉等。另一方面，金屬薄片的制作，可以采用如下的方法將上述粉狀體用球磨機(jī)等細(xì)化后，將所得粉末體機(jī)械加工成扁平狀而成薄片的方法；或者將鐵、鈷系非晶體合金的熔化態(tài)液體顆粒碰撞水冷銅材而成薄片的方法。
另外，在采用由金屬或軟磁性鐵氧體制成多個(gè)薄片的場(chǎng)合，可以用在塑料基片的表面上多個(gè)薄片相互緊貼而粘固形成的基片來(lái)構(gòu)成軟磁性構(gòu)件26；作為軟磁性構(gòu)件26也可采用將由金屬或軟磁性鐵氧體形成的多個(gè)薄片相互緊密粘接地配置在塑料制基片的表面上后用塑料制蓋片覆蓋的、由該基片和蓋片粘接成的層疊板。
另外，使用復(fù)合材料作為軟磁性構(gòu)件26時(shí)，可通過(guò)射出成型或擠壓成型制作所述軟磁材料26。與用脆弱的鐵氧體形成的構(gòu)件相比，如上形成的軟磁性構(gòu)件26具有較強(qiáng)的韌性，因此，即使加工到很薄也不易破裂。而且，金屬或鐵氧體的粉狀體或薄片被分散到塑料或橡膠中，由于這種粉狀體或薄片相互絕緣，使軟磁性構(gòu)件26整體上不具導(dǎo)電性，即使接收高頻率的電波也不會(huì)產(chǎn)生渦流。
另一方面，用復(fù)合材料制作軟磁性構(gòu)件26時(shí)，為使金屬或鐵氧體的粉狀體或薄片中不產(chǎn)生渦流，所述粉狀體或薄片的制作厚度最好為74μm左右或在該值以下。還有，作為塑料，最好使用具有絕緣性的丙烯基、聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯、環(huán)氧樹脂等。本實(shí)施例中，只要起到電磁屏蔽作用，對(duì)軟磁性構(gòu)件26的厚度沒(méi)有特別的限制，但實(shí)用上最好在20μm-3000μm范圍內(nèi)。
如上構(gòu)成的RFID用天線24中，由于在軟磁性構(gòu)件26上通過(guò)電磁波磁通量的密度大，即使導(dǎo)電構(gòu)件14a和線圈本體14b之間的距離很小也能獲得所希望的靈敏度；而且，即使減小用于獲得預(yù)定的電感的線圈的圈數(shù)或盤卷半徑，仍能提高Q值。結(jié)果，傳統(tǒng)技術(shù)中天線14安裝在金屬物品上時(shí)所需的隔板，在本發(fā)明中不再需要，能避免標(biāo)簽12明顯突出于被監(jiān)管物品的表面的情況，同時(shí)能夠不受金屬制物品的影響而使標(biāo)簽12可靠激活。
圖6表示本發(fā)明的實(shí)施例3。圖6中用與圖1至圖5相同的符號(hào)表示相同部件。
本實(shí)施例中的RFID用天線34包括平板狀形成的、背面安裝在物品上的軟磁性構(gòu)件26，以及在線圈本體14b的表面隔開地螺旋狀盤卷粘接的、在盤卷的狀態(tài)下被調(diào)整盤卷圈數(shù)與盤卷半徑以獲得預(yù)定的特性值的線圈本體14b。線圈本體14b的詳細(xì)情況與上述實(shí)施例1相同，軟磁性構(gòu)件26與上述實(shí)施例2的相同。上述結(jié)構(gòu)的RFID用天線14，僅通過(guò)軟磁性構(gòu)件26的電磁屏蔽作用就能有效確保線圈本體14b的預(yù)定的特性值。
所述RFID用天線34中，由于軟磁性構(gòu)件26的電磁屏蔽作用，即使安裝在金屬物品上也能保證獲得預(yù)定的特性值，從而，通過(guò)詢問(wèn)器(未圖示)的收發(fā)天線向所述天線34發(fā)出的預(yù)定頻率的電波，能可靠激活標(biāo)簽12。因此，傳統(tǒng)技術(shù)中，天線34安裝在金屬物品上時(shí)所需的隔板，在本發(fā)明中不再需要，能避免標(biāo)簽12明顯突出于被監(jiān)管物品的表面，同時(shí)能夠不受金屬制品的影響而可靠激活標(biāo)簽12。
還有，上述實(shí)施例1至實(shí)施例3中，可以將線圈本體14b制作成大致為圓的螺旋形，但也可以制作成大致成橢圓的螺旋形、如圖7所示的大致正方的螺旋形或其他形狀的螺旋形。
實(shí)驗(yàn)例下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)例和比較例同時(shí)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
〔實(shí)驗(yàn)例1〕如圖1和圖2所示，將直徑0.2mm的包覆銅線盤卷4-5圈制作成外徑50mm、內(nèi)徑49mm的線圈本體。另一方面，準(zhǔn)備厚0.16mm、外形100mm×100mm的軟鋼片和與所述軟鋼片同樣形狀同樣大小的比較用非金屬的丙烯酸樹脂片，充當(dāng)物品。分別在所述軟鋼片和丙烯酸樹脂片上設(shè)置導(dǎo)電構(gòu)件，所述導(dǎo)電構(gòu)件為厚0.2mm、外形50mm×50mm的鋁片。在軟鋼片上的鋁片上直接或以預(yù)定的間隔設(shè)置線圈本體，測(cè)量線圈本體的L1值和Q1值，然后，在丙烯酸樹脂片上的鋁片上直接或以預(yù)定的間隔設(shè)置線圈本體，測(cè)量線圈本體的L2值和Q2值。并求出L1/L2的比值。
〔實(shí)驗(yàn)例2〕在實(shí)驗(yàn)例1中的線圈本體和丙烯酸樹脂片間夾入軟磁性構(gòu)件。制作軟磁性構(gòu)件時(shí)，先將72％的羰基鐵和28％的聚乙烯組成的復(fù)合材料注射成型，再加壓使其成型為外徑60mm、厚0.34mm的板狀軟磁性構(gòu)件。所述軟磁性構(gòu)件26的表面緊貼實(shí)驗(yàn)例1中的線圈本體，所述軟磁性構(gòu)件26背面與實(shí)驗(yàn)例1中的軟鋼片上的鋁片直接或以預(yù)定的距離間隔設(shè)置，測(cè)量線圈本體的L1值和Q1值。然后，所述軟磁性構(gòu)件26的表面緊貼實(shí)驗(yàn)例1中的線圈本體，所述軟磁性構(gòu)件26的背面與實(shí)驗(yàn)例1中的軟鋼片上鋁片的上表面直接或以預(yù)定的距離間隔設(shè)置，測(cè)量線圈本體的L2值和Q2值。并求出L1/L2的比值。
〔實(shí)驗(yàn)例3〕與實(shí)驗(yàn)例1的不同之處在于，將實(shí)驗(yàn)例1中的鋁片更換為10μm厚的鋁箔，與實(shí)驗(yàn)例1同樣測(cè)量線圈本體的L1值、Q1值、L2值、Q2值。并且，求出L1/L2的比值。
〔實(shí)驗(yàn)例4〕與實(shí)驗(yàn)例2不同處在于，將實(shí)驗(yàn)例1中的鋁片更換為10μm厚的鋁箔，與實(shí)驗(yàn)例2同樣地測(cè)量線圈本體的L1值、Q1值、L2值、Q2值。并求出L1/L2的比值。
〔比較例1〕在實(shí)驗(yàn)例1中作為物品的軟鋼片上直接或以預(yù)定的距離間隔設(shè)置線圈本體，測(cè)量線圈本體的L1值和Q1值。并且，在丙烯酸樹脂片上直接或以預(yù)定的距離間隔設(shè)置線圈本體，測(cè)量線圈本體的L2值和Q2值。并求出L1/L2的比值。
上述結(jié)果如表1所示。
〔表1〕

再有，檢測(cè)頻率選用13.56MHz。
表1明確顯示，比較例1中L1/L2的比值大，即線圈本體直接安裝在金屬上時(shí)其變化率大，在實(shí)際使用標(biāo)簽時(shí)判明該標(biāo)簽不能激活。而且，隨著線圈本體與金屬的間隙加大，其變化率也在減小，從而明確如果該線圈本體構(gòu)成的天線安裝在上述金屬表面而不夾入預(yù)定厚度的隔板，就不能激活標(biāo)簽這一事實(shí)。
另一方面，判明在金屬板和線圈本體間設(shè)置鋁片或鋁箔的實(shí)驗(yàn)例1和實(shí)驗(yàn)例3中，表示L值變化的L1/L2比值顯著降低。因此，粘固了在導(dǎo)電構(gòu)件的表面盤卷的狀態(tài)下為得到預(yù)定的特性值而對(duì)盤卷圈數(shù)或盤卷半徑作了調(diào)整的線圈本體的RFID用天線，即使直接安裝在金屬物品上，也可以預(yù)期能發(fā)揮作為天線的功能，從而可判斷本發(fā)明成立。
還有，可以判定鋁片或鋁箔和線圈本體間設(shè)置軟磁性構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)例2和實(shí)驗(yàn)例4與比較例1相比，L1/L2比值顯著降低，同時(shí)與實(shí)驗(yàn)例1和實(shí)驗(yàn)例3相比，Q值較大。Q值升高，減少了由渦流等原因造成的損耗，提高了RFID用天線的性能。從而，可以判斷出本發(fā)明在導(dǎo)電構(gòu)件和線圈本體間設(shè)置軟磁性構(gòu)件，充分提高了天線的功能。
接下來(lái)，對(duì)使用本發(fā)明天線的標(biāo)簽是否實(shí)際工作的實(shí)驗(yàn)例和比較例同時(shí)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
〔實(shí)驗(yàn)例5〕如圖1和圖2所示，將直徑0.2mm的包覆銅線盤卷4-5圈制成外徑50mm、內(nèi)徑49mm的線圈本體。另一方面，作為導(dǎo)電構(gòu)件，準(zhǔn)備10μm厚、外形60mm×60mm的鋁箔。制作RFID用標(biāo)簽，將線圈本體直接固定在該鋁箔上，該線圈本體與IC芯片電連接。將該標(biāo)簽用作實(shí)驗(yàn)例5。
〔實(shí)驗(yàn)例6〕按實(shí)驗(yàn)例5中同樣的次序制作與實(shí)驗(yàn)例5中同樣的線圈本體。另外，準(zhǔn)備與實(shí)驗(yàn)例5中同樣形狀同樣大小的鋁箔和與所述鋁箔同樣外徑形狀、厚0.607mm的丙烯酸樹脂片。在所述鋁箔表面隔著所述丙烯酸樹脂片后固定線圈本體，該線圈本體與IC芯片電連接，于是制成RFID用標(biāo)簽。將這樣粘固了與鋁箔以0.607mm的間隙隔開的線圈本體的標(biāo)簽用作實(shí)驗(yàn)例6。
〔實(shí)驗(yàn)例7〕按實(shí)驗(yàn)例5中同樣的次序制作與實(shí)驗(yàn)例5中同樣的線圈本體。另外，準(zhǔn)備與實(shí)驗(yàn)例5中同樣形狀同樣大小的鋁箔，并在該鋁箔中央設(shè)置直徑40mm的圓形通孔。在所述鋁箔上固定線圈本體，該線圈本體包圍所述圓形通孔并與IC芯片電連接，于是制成RFID用標(biāo)簽。將這樣線圈本體被固定在有圓形通孔的鋁箔上的標(biāo)簽周作實(shí)驗(yàn)例7。
〔實(shí)驗(yàn)例8〕按實(shí)驗(yàn)例5中同樣的次序制作與實(shí)驗(yàn)例5中同樣的線圈本體。另外，準(zhǔn)備與實(shí)驗(yàn)例5中同樣形狀同樣大小的作為導(dǎo)電構(gòu)件的鋁箔和外形60mm×60mm、厚0.34mm的軟磁性構(gòu)件，所述軟磁性構(gòu)件由含有羰基鐵的復(fù)合材料制作。在所述鋁箔上隔著所述復(fù)合材料固定線圈本體，該線圈本體與IC芯片電連接，制作成RFID用標(biāo)簽。將這樣的在鋁箔和線圈本體之間夾入平板狀形成的軟磁性構(gòu)件的標(biāo)簽用作實(shí)驗(yàn)例8。
〔實(shí)驗(yàn)例9〕按實(shí)驗(yàn)例5中同樣的次序制作與實(shí)驗(yàn)例5中同樣的線圈本體。另外，準(zhǔn)備與實(shí)驗(yàn)例5中同樣形狀同樣大小的作為導(dǎo)電構(gòu)件的鋁箔，在鋁箔上涂敷含有鐵氧體磁性粉末的涂料并使之干燥，形成作為軟磁性構(gòu)件的涂膜，其厚度為0.2mm。在所述涂膜上固定線圈本體，該線圈本體與IC芯片電連接，制作成RFID用標(biāo)簽。將這樣的在鋁箔和線圈本體之間夾入作為軟磁性構(gòu)件的涂膜的標(biāo)簽用作實(shí)驗(yàn)例9。
〔實(shí)驗(yàn)例10〕按實(shí)驗(yàn)例5中同樣的次序制作與實(shí)驗(yàn)例5中同樣的線圈本體。并且，準(zhǔn)備外形60mm×60mm、厚0.34mm的軟磁性構(gòu)件，所述軟磁性構(gòu)件為含有羰基鐵的復(fù)合材料。在所述復(fù)合材料的背面涂敷含有銀粉的涂料并使之干燥，從而在復(fù)合材料的背面形成作為導(dǎo)電構(gòu)件的涂膜，其厚度為0.15mm。在所述復(fù)合材料上固定線圈本體，該線圈本體與IC芯片電連接，制作成RFID用標(biāo)簽。將這樣的在作為導(dǎo)電構(gòu)件的涂膜和線圈本體之間夾入作為軟磁性構(gòu)件的復(fù)合材料的標(biāo)簽用作實(shí)驗(yàn)例10。
〔實(shí)驗(yàn)例11〕按實(shí)驗(yàn)例5中同樣的次序制作與實(shí)驗(yàn)例5中同樣的線圈本體。另外，按實(shí)驗(yàn)例11中同樣的次序在復(fù)合材料上形成0.15mm厚的作為導(dǎo)電構(gòu)件的涂膜。將所述涂膜剝離復(fù)合材料，在作為導(dǎo)電構(gòu)件的涂膜上固定線圈本體，該線圈本體與IC芯片電連接，制作成RFID用標(biāo)簽。將這樣設(shè)有作為導(dǎo)電構(gòu)件的涂膜的標(biāo)簽用作實(shí)驗(yàn)例11。
〔實(shí)驗(yàn)例12〕按實(shí)驗(yàn)例5中同樣的次序制作與實(shí)驗(yàn)例5中同樣的線圈本體。另外，準(zhǔn)備1mm厚、直徑60mm的圓板形鐵氧體板作為導(dǎo)電構(gòu)件。在所述鐵氧體板上直接固定線圈本體，該線圈本體與IC芯片電連接，制作成RFID用標(biāo)簽。將所得標(biāo)簽用作實(shí)驗(yàn)例12。
〔比較例2〕按實(shí)驗(yàn)例5中同樣的次序制作與實(shí)驗(yàn)例5中同樣的線圈本體。將所述固定線圈本體與IC芯片電連接，制作成RFID用標(biāo)簽。將這樣由線圈本體和IC芯片組成的標(biāo)簽用作比較例2。
〔比較例3〕將直徑0.2mm的包覆銅線在厚1mm、外形40mm×40mm的含有羰基鐵的復(fù)合材料上纏繞10圈，制作線圈本體。將所述固定線圈本體與IC芯片電連接，制作成RFID用標(biāo)簽。將這樣由纏線板狀的線圈本體和IC芯片組成的標(biāo)簽用作比較例3。
〔比較實(shí)驗(yàn)及評(píng)價(jià)〕分別測(cè)量實(shí)驗(yàn)例1～實(shí)驗(yàn)例5及比較例2和3中的標(biāo)簽厚度，再將各標(biāo)簽設(shè)置在丙烯酸樹脂片上，分別測(cè)量各線圈本體的L3值和Q3值。然后，如圖8所示，將詢問(wèn)器21的收發(fā)天線21a靠近到相距30mm處，確認(rèn)是否正常工作。
然后，如圖8所示，將各標(biāo)簽12設(shè)置在物體上，所述物體為1mm厚的鐵板，分別測(cè)量各線圈本體的L4值和Q4值。并且在所述狀態(tài)下，將詢問(wèn)器21的收發(fā)天線21a靠近到相距30mm處，確認(rèn)是否正常工作。
線圈本體的L3值、L4值和Q3值、Q4值的測(cè)量結(jié)果以及是否工作的判斷結(jié)果列于表2。
〔表2〕

再有，檢測(cè)頻率選用13.56MHz。
表2顯示，比較例2中標(biāo)簽設(shè)置在金屬上，L值和Q值兩者的變化大，判斷結(jié)果設(shè)置在金屬上的標(biāo)簽不能正常工作。另外，比較例3中將標(biāo)簽設(shè)置在金屬上時(shí)，L值和Q值兩者的變化與比較例2相比較小，但判斷結(jié)果為設(shè)置在金屬上的標(biāo)簽沒(méi)有正常工作。這是由于任何纏線板狀線圈的磁心方向均為線圈的軸心方向，而不能接收到沿正交方向靠近金屬物品表面的詢問(wèn)器的收發(fā)天線所發(fā)送的電波而造成的。
另一方面，設(shè)有鋁箔作為導(dǎo)電構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)例5至實(shí)驗(yàn)例9、及設(shè)有導(dǎo)電涂膜作為導(dǎo)電構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)例10和實(shí)驗(yàn)例11中，L值和Q值兩者本身數(shù)值較小且其變化也小，判斷結(jié)果為設(shè)置在金屬上的標(biāo)簽?zāi)苷９ぷ鳌６?，設(shè)有間隔的實(shí)驗(yàn)例6和在鋁箔上形成圓形通孔的實(shí)驗(yàn)例7，與將線圈本體直接固定在鋁箔上的實(shí)驗(yàn)例5相比，判斷其L和Q值兩者均上升。還有，在導(dǎo)電構(gòu)件和線圈本體之間夾入軟磁性構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)例8至實(shí)驗(yàn)例10中，判斷出其L值和Q值兩者進(jìn)一步上升。從而，可以判斷在導(dǎo)電構(gòu)件和線圈本體間夾入軟磁性構(gòu)件的本發(fā)明，充分提高了作為天線的性能。
另外，在作為軟磁性構(gòu)件的圓板形鐵氧體板上固定線圈本體的實(shí)驗(yàn)例12中，可以判斷L和Q雙方數(shù)值得到進(jìn)一步的提高，設(shè)置在金屬上的標(biāo)簽正常工作。從而，可以判定只要軟磁性構(gòu)件的電磁屏蔽作用能確保線圈本體預(yù)定的特性值，即使將標(biāo)簽安裝在金屬物品上，也能可靠的獲得預(yù)定的特性值，并且能夠正常工作。
根據(jù)上面所述，如果采用本發(fā)明內(nèi)容，即使將天線直接安裝在金屬制的被監(jiān)管物品上，線圈本體的特性值也不會(huì)發(fā)生顯著變化，傳統(tǒng)天線安裝在金屬物品上時(shí)所需的隔板，在本發(fā)明中不再需要，能避免標(biāo)簽明顯突出于被監(jiān)管物品表面的情況。
并且，導(dǎo)電構(gòu)件和線圈本體間由于夾入軟磁性構(gòu)件，線圈本體受到導(dǎo)電構(gòu)件的電磁屏蔽作用，使線圈本體的Q值上升，為獲得預(yù)定的特性值而對(duì)線圈本體的盤卷圈數(shù)或盤卷半徑的調(diào)整變得比較容易，并且，即使即使將標(biāo)簽安裝在金屬物品上，也能保證確實(shí)獲得預(yù)定的特性值。
另外，天線還可以具有下述構(gòu)造軟磁性構(gòu)件背面安裝在物品上，在軟磁性構(gòu)件的表面直接或隔開預(yù)定的距離固定螺旋形盤卷的線圈本體。將具有上述結(jié)構(gòu)的天線安裝在金屬物品上時(shí)，如果接收到電波，由于軟磁性構(gòu)件屏蔽掉流向金屬內(nèi)部的電波，在該金屬部分不會(huì)產(chǎn)生渦流。其結(jié)果，為激活標(biāo)簽，即使物品由金屬制作，也不再需要傳統(tǒng)技術(shù)中所必須有的隔板，能避免在物品的搬運(yùn)過(guò)程中標(biāo)簽與周圍的其他物品相接觸。
權(quán)利要求
1.一種與IC芯片(13)或電容器電連接的、安裝在物品(11)上的RFID用天線，其中設(shè)有平板狀形成的、其背面?zhèn)劝惭b在所述物品(11)上的導(dǎo)電構(gòu)件(14a)，以及安裝在導(dǎo)電構(gòu)件(14a)表面?zhèn)鹊?、螺旋狀形成的線圈本體(14b)；所述螺旋狀線圈本體的圈數(shù)和半徑被加以調(diào)整，以使所述線圈本體的特性成為預(yù)定值。
2.如權(quán)利要求1所述的RFID用天線，其特征在于所述導(dǎo)電構(gòu)件(14a)長(zhǎng)1cm、寬1cm，其長(zhǎng)度方向的兩端間的電阻值不大于5Ω。
3.如權(quán)利要求1所述的RFID用天線，其特征在于所述導(dǎo)電構(gòu)件(14a)為片、板或箔，或?yàn)槁菪隣畹膬啥诉B接的導(dǎo)體。
4.如權(quán)利要求1所述的RFID用天線，其特征在于所述導(dǎo)電構(gòu)件(14a)是在非導(dǎo)電性的片(16)、板或箔的背面涂敷導(dǎo)電性油墨并使之干燥而得到的導(dǎo)電性涂膜，所述線圈本體(14b)在所述片(16)、板或箔的表面盤卷并粘接固定。
5.如權(quán)利要求1所述的RFID用天線，其特征在于所述導(dǎo)電構(gòu)件(14a)為在非導(dǎo)電性的片(16)、板或箔的背面層疊的導(dǎo)電性鍍層或蒸鍍膜，所述線圈本體(14b)在所述片(16)、板或箔的表面盤卷并粘接固定。
6.如權(quán)利要求1所述的RFID用天線，其特征在于所述導(dǎo)電構(gòu)件(14a)和所述線圈本體(14b)之間的間隙為0.01～5mm。
7.如權(quán)利要求1所述的RFID用天線，其特征在于在所述導(dǎo)電構(gòu)件(14a)的由所述線圈本體(14b)包圍的部分，形成孔(14c)。
8.如權(quán)利要求1所述的RFID用天線，其特征在于所述導(dǎo)電構(gòu)件(14a)和所述線圈本體(14b)之間夾裝軟磁性構(gòu)件(26)。
9.一種與IC芯片(13)電連接的、安裝在物品(11)上的RFID用天線，其中設(shè)有其平板狀形成的背面裝在所述物品(11)上的軟磁性構(gòu)件(26)，以及安裝于所述軟磁性構(gòu)件(26)表面的線圈本體(14b)；所述線圈本體(14b)的圈數(shù)和半徑被加以調(diào)整，以使所述線圈本體的特性成為預(yù)定值。
10.如權(quán)利要求8或9所述的RFID用天線，其特征在于所述軟磁性構(gòu)件(26)的導(dǎo)磁率和以mm為單位表示的厚度的乘積不小于0.5。
11.如權(quán)利要求8或9所述的RFID用天線，其特征在于所述軟磁性構(gòu)件(26)用非晶體合金、坡莫合金、電磁鋼、硅鋼、鐵硅鋁磁合金、Fe-Al合金或軟磁性鐵氧體的驟冷凝固材料、鑄材、軋材、鍛材、燒結(jié)材中的任一種軟磁性材料形成。
12.如權(quán)利要求8或9所述的RFID用天線，其特征在于所述軟磁性構(gòu)件(26)是由金屬或鐵氧體的粉狀體或薄片與塑料或橡膠的復(fù)合材料，或者是含有金屬或鐵氧體的粉狀體或薄片的涂料的涂膜。
13.如權(quán)利要求8或9所述的RFID用天線，其特征在于所述軟磁性構(gòu)件(26)是將由金屬或軟磁性鐵氧體形成的多個(gè)薄片在塑料制基片的表面上所述薄片之間相互緊密粘接而成的粘合板。
14.如權(quán)利要求8或9所述的RFID用天線，其特征在于所述軟磁性構(gòu)件(26)是將由金屬或軟磁性鐵氧體形成的多個(gè)薄片所述薄片相互緊密粘接地配置在塑料制基片的表面上后用塑料制蓋片覆蓋的、由所述基片和所述蓋片粘接成的層疊板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無(wú)論被監(jiān)管物品表面由何種材料形成，都無(wú)需使用隔板而可直接安裝的RFID用天線。所述RFID用天線(14)安裝在物品上且與IC芯片或電容器電連接，它包括平板狀形成的、其背面安裝在物品(11)上的導(dǎo)電構(gòu)件(14a)，以及在導(dǎo)電構(gòu)件的表面直接或隔開預(yù)定間隔螺旋狀地盤卷并粘固的、在盤卷的狀態(tài)下為得到預(yù)定的特性值而調(diào)整了盤卷回?cái)?shù)或盤卷半徑的線圈本體(14b)。
文檔編號(hào)H01F1/147GK1489806SQ01822632
公開日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2001年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月18日
發(fā)明者遠(yuǎn)藤貴則, 米澤政, 八幡誠(chéng)朗, 朗 申請(qǐng)人:三菱麻鐵里亞爾株式會(huì)社