Rfid標簽以及自動識別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種RFID標簽以及使用其的自動識別系統(tǒng)，所述RFID標簽即使為小型也能夠確保通信距離，且具有耐熱性，而且與以前的片上天線、封裝化標簽相比能夠降低成本。一種RFID標簽以及使用其的自動識別系統(tǒng)，所述RFID標簽具有樹脂制的基材、配置在該基材上的中央部的IC芯片、配置在該IC芯片的外周部且與所述IC芯片連接而形成閉合電路的單層天線、以及密封所述IC芯片和天線的密封材料，所述天線為線圈天線或者環(huán)形天線，所述天線的共振頻率f0為IC芯片的工作頻率或者在其附近，所述IC芯片的工作頻率為13.56MHz～2.45GHz、或者0.86～0.96GHz，所述RFID標簽的尺寸為長13mm以下×寬13mm以下×高1.0mm以下。
【專利說明】RF ID標簽以及自動識別系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠與通用的閱讀器、讀寫器一起使用并在非接觸下進行信息收發(fā)的RFID (射頻識別，Radio Frequency Identif ication)標簽以及使用其的自動識別系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在產(chǎn)品的信息、識別、管理、防止偽造的目的下，在商品、包裝、卡片、文件等中多數(shù)使用搭載有IC芯片的非接觸式RFID標簽(以下僅稱為“RFID標簽”。)。將商品的名稱、價格等信息寫入IC芯片中，在管理、銷售、使用時可以通過閱讀器、讀寫器(以下有時將閱讀器、讀寫器統(tǒng)稱為“閱讀器等”)以無線讀取、利用這些IC芯片的信息。也有之后可以通過讀寫器寫入制造日期、制造地點、余款等信息的RFID標簽。由此，RFID標簽帶來了使商品管理的便利性提高、安全性提高、另外消除人為錯誤等大優(yōu)點。
[0003]從安裝在商品上或者內(nèi)置于卡片中這樣的特性方面出發(fā)，RFID標簽也強烈要求小型薄型化。特別是作為在以前通過刻印、記入批號來進行管理或者根本無法進行管理的商品中的使用在近年受到關注。具體地為眼鏡、鐘表或者醫(yī)療用樣品、半導體等(以下，將這樣具有復雜的形狀或者尺寸為長:數(shù)cmX寬:數(shù)cmX高:數(shù)cm(數(shù)cm表示2?3cm。以下同樣。)程度以下的小物品稱為“小型多品種物品”。)的管理，對商品(樣品)的制造地點、工作人員、制造日期、使用材料、尺寸、特性、庫存數(shù)管理等有幫助，能夠減少管理工作人員的勞力和時間而且防止錯誤。為了實現(xiàn)有這些便利性的管理系統(tǒng)，RFID標簽的小型化、薄型化是必不可缺的。
[0004]作為較小型且薄型的RFID標簽，公開了一種如圖1所示在膜基材I上形成有天線20并搭載有IC芯片30的RFID標簽80 (專利文獻1、2)。另外，作為更小型的RFID，公開了將天線圖案和IC芯片安裝在基板上后，進行密封而封裝化的標簽(專利文獻3);為了使其更薄且平坦，不設置基板，在獨立的天線圖案上安裝IC芯片后，進行密封而封裝化的標簽(專利文獻4)。進一步，如圖2所示，作為小型化至IC芯片尺寸的RFID標簽，公開了一種在IC芯片30上直接形成有天線20的標簽(片上天線)(專利文獻5、6)。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2006-221211號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2011-103060號公報
[0009]專利文獻3:日本特開2010-152449號公報
[0010]專利文獻4:日本特開2001-052137號公報
[0011]專利文獻5:國際公開第2005/024949號
[0012]專利文獻6:日本特開2007-189499號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的問題[0014]引用文獻1、2的RFID標簽為較小型且薄型，即便是通用的閱讀器等也具有200mm以上的通信距離。但是，作為設置在膜基材上的天線，由于長或者寬需要數(shù)cm程度的大小，因此，不能應對安裝RFID標簽的對象為上述的小型多品種物品的情況，對作為對象的產(chǎn)品、安裝的制約大。
[0015]引用文獻3、4的RFID標簽為數(shù)mm見方(表示長:數(shù)mmX寬:數(shù)mm。另外，數(shù)mm表示2?3mm，以下同樣。)程度的小型，也能夠應對小型多品種物品。但是，引用文獻3的RFID標簽中，為了將天線設置為多層，設置天線的基材也必須為多層結構，從而不僅成本增力口，具有整體的厚度也增加的問題。引用文獻4的RFID標簽由于使用將多個未支撐在基材上的單個天線連接而成的引線框狀的構件，因此，密封后切斷為各個封裝件時，天線的切斷面露出在封裝件的外部，從而擔心環(huán)境惡化等會對通信特性、可靠性產(chǎn)生影響。而且，像引用文獻3、4那樣的數(shù)mm見方程度尺寸的RFID標簽通常通信距離為I?2mm以下程度，在實用中不能說充分。通過在閱讀器等側進行對應，能夠延長通信距離，但需要專用的閱讀器等，不能使用通用的閱讀器等，因此有使用不方便的問題。
[0016]引用文獻5、6的RFID的尺寸與IC芯片相等(數(shù)100 μ m見方程度)，能夠充分應對小型多品種物品。但是，通信距離短至1_以下或接觸水平，在實際使用的現(xiàn)場中，有工作的效率、自由度低的問題。另一方面，想要使通信距離增長時，必須擴大IC芯片本身的尺寸，因此有成本提聞的問題。
[0017]如果是尺寸為10數(shù)mm見方程度以下、而且通信距離為數(shù)mm (2?3mm)程度以上那樣的RFID標簽，則從小型多品種物品開始，適用范圍大幅度擴大，另外通用的閱讀器等也能夠應對，因此工業(yè)上利用價值非常高。然而，如上所述，尺寸為數(shù)mm見方級以下的RFID的通信距離短，實用上使用不方便。另外，在適用產(chǎn)品為半導體封裝等電子部件、注射成型品等情況下，由于暴露在回流、成型時的加熱、或者使用時的發(fā)熱，因此要求在250?300°C下數(shù)秒程度的耐熱性，但是有未考慮到這樣的耐熱性的問題。
[0018]本發(fā)明是鑒于上述問題點而完成的發(fā)明，目的在于提供一種RFID標簽以及使用其的自動識別系統(tǒng)，所述RFID標簽即使為小型(1.7?13mm見方)也能夠確保通信距離，且具有耐熱性、耐環(huán)境性，而且與以前的片上天線、封裝化標簽相比能夠降低成本。
[0019]解決問題的方法
[0020]本發(fā)明涉及以下方面。
[0021]1.一種RFID標簽，其為具有樹脂制的基材、配置在該基材上的中央部的IC芯片、配置在該IC芯片的外周部且與上述IC芯片連接而形成閉合電路的單層天線、以及密封上述IC芯片和天線的密封材料的RFID標簽，上述天線為線圈天線或者環(huán)形天線，包含上述天線的電感L和IC芯片的靜電容量C而形成的電路的共振頻率&為IC芯片的工作頻率或者在其附近，上述IC芯片的工作頻率為13.56MHz?2.45GHz、或者0.86?0.96GHz，上述RFID標簽的尺寸為長13mm以下X寬13mm以下X高1.0mm以下、或者長4mm以下X寬4mm以下X高0.4mm以下、或者長2.5mm以下X寬2.5mm以下X高0.3mm以下、或者長
1.7mm以下X寬1.7mm以下X高0.3mm以下。
[0022]2.根據(jù)項I中的RFID標簽，IC芯片的工作頻率為0.86?0.96GHz，包含天線的電感L和IC芯片的靜電容量C而形成的電路的共振頻率4為0.2?2GHz，或者IC芯片的工作頻率為13.56MHz，上述共振頻率&為13.56?29MHz，或者IC芯片的工作頻率為2.45GHz,上述共振頻率fQ為2?2.45GHz。
[0023]3.根據(jù)項I或者2中的RFID標簽，以具有間隙的方式鄰接的天線的構成部分提供靜電容量，使具有IC芯片和配置在其外周部的天線的構成整體的實質靜電容量與上述IC芯片單一物體的靜電容量相比增加。
[0024]4.根據(jù)項I至3中任一項的RFID標簽，IC芯片與天線的端部通過引線接合連接或者倒裝芯片連接進行了直接連接。
[0025]5.根據(jù)項I至4中任一項的RFID標簽，天線的導線寬度/導線間距離為0.2mm/0.2mm ?0.05mm/0.05mmo
[0026]6.根據(jù)項I至5中任一項的RFID標簽，密封材料的相對介電常數(shù)為2.6以上。
[0027]7.根據(jù)項I至6中任一項的RFID標簽，基材的相對介電常數(shù)為3.5以上。
[0028]8.根據(jù)項I至7中任一項的RFID標簽，基材使用聚酰亞胺或者玻璃環(huán)氧，而且使用以環(huán)氧樹脂、碳以及二氧化硅為主要成分的密封材料。
[0029]9.根據(jù)項I至8中任一項的RFID標簽，僅在基材的一面形成天線，通過使用密封材料將上述天線、IC芯片以及引線接合的引線一起密封，從而使上述天線、IC芯片以及引線不露出上述密封材料的表面。
[0030]10.一種自動識別系統(tǒng)，具有項I至9中任一項的RFID標簽、閱讀器或者讀寫器。
[0031]發(fā)明的效果
[0032]本發(fā)明是鑒于上述問題點而完成的發(fā)明，能夠提供一種RFID標簽以及使用其的自動識別系統(tǒng)，所述RFID標簽即使為小型(1.7?13mm見方)也能夠確保通信距離，且具有耐熱性、耐環(huán)境性，而且與以前的片上天線、封裝化標簽相比能夠降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是以前的RFID標簽的概略圖。
[0034]圖2是以前的RFID標簽的概略圖。
[0035]圖3是表示本實施方式的RFID標簽的天線形狀的圖。
[0036]圖4是本實施方式的RFID標簽的概略圖。
[0037]圖5是表示連接了 IC芯片的線圈天線的電等效電路的圖。
【具體實施方式】
[0038]本發(fā)明的基材是支撐天線、IC芯片的材料。作為基材，使用樹脂制的基材。作為樹脂制的基材，優(yōu)選具有在暴露于回流、成型時的加熱、或者使用時的發(fā)熱時所需要的250?300°C下數(shù)秒程度的耐熱性和機械強度、且熱膨脹系數(shù)小的材料，作為這樣的材料，可以使用玻璃環(huán)氧、苯酚、聚酰亞胺等。為了以低成本無偏差地形成天線，使用在基材的一面貼合有金屬箔的帶金屬箔的基材并通過蝕刻來形成天線是有效的。進一步為了使RFID標簽薄型化，使用10?50 μ m程度的薄基材是有效的。作為滿足上述條件的基材，可以使用在聚酰亞胺基材的一面貼合有銅箔的帶銅箔的聚酰亞胺基材(例如日立化成工業(yè)株式會社制產(chǎn)品名:MCF-50001、聚酰亞胺厚度25μπι、銅箔厚度18μπι)。另外，關于相對介電常數(shù)，酚醛紙為4.6?7.0左右，玻璃環(huán)氧為4.4?5.2左右，聚酰亞胺為3.5左右，這些基材全部可以使用，但是如果相對介電常數(shù)高，則電感增加，因此能夠將天線小型化。另外，雖然相對介電常數(shù)與酚醛紙、玻璃環(huán)氧相比更小，但從基材能夠形成得薄、具有耐熱性、物理強度強、天線的形成性也良好方面出發(fā)，優(yōu)選使用帶銅箔的聚酰亞胺基材。
[0039]本發(fā)明的天線與閱讀器等進行電磁耦合而接收電力，并傳給IC芯片，使IC芯片工作。由于天線可以為單層而不需要多層化，因此從能夠以低成本無偏差地形成方面出發(fā)，優(yōu)選使用在基材的一面上貼合有銅箔作為金屬層的、帶銅箔的聚酰亞胺基材的銅箔來形成。
[0040]如圖3所示，在樹脂制的基材I上的中央部配置IC芯片30，在該IC芯片30的外周部的基材I的一面配置天線20。由于天線20配置在能獲得基材I的外周部長度的區(qū)域中，因此天線形狀的自由度擴大，容易調整包含天線20的電感L和IC芯片30的靜電容量C而形成的電路(以下有時稱為“LC共振電路”。這里，L表示電感，C表示靜電容量。)的共振頻率。另外，由于天線20設置在IC芯片30的外周部，因此在線圈天線的情況下，線圈的直徑增大，電感增加，對通信距離的確保和小型化有利。另外，天線20與IC芯片30連接而形成閉合電路，從而不具有開放端。作為與IC芯片30連接而形成閉合電路、不具有開放端的天線的具體例子，可列舉圖3 (4)的環(huán)形天線B、圖3 (5)的線圈天線，由此，即使RFID標簽的尺寸為小型，也能夠容易地將天線20設計成為LC電路，而且能夠以小面積有效率地得到電感，因此對確保通信距離有利。
[0041]將天線形狀的代表例子示于圖3 (I)?(5)。天線20的形狀按照包含天線20的電感和IC芯片30的靜電容量而形成的電路(LC共振電路)的共振頻率為IC芯片30的工作頻率或者在其附近的方式進行設計。作為天線20的形狀，可以使用作為彎折線天線(圖3 (2))、環(huán)形天線(圖3 (1)、(4))、線圈天線(圖3 (5))、旋渦狀天線(圖3 (3))等天線廣泛使用的形狀。其中，與IC芯片30連接而形成閉合電路的線圈天線(圖3 (5))、環(huán)形天線B(圖3(4))，由于能夠將電路容易地設計成為LC共振電路，而且能夠以小面積有效率地得到電感，因此能夠小型化，從這方面出發(fā)而優(yōu)選，特別優(yōu)選線圈天線(圖3 (5))。關于天線20的設計方法，如后所述。另外，在線圈天線的情況下，也能夠使用粘接劑等搭載繞線線圈，但與繞線線圈相比，通過蝕刻制作的線圈的電感等性能更穩(wěn)定，另外能夠形成導線寬度/導線間距離為0.2mm/0.2mm?0.05mm/0.05mm程度的微細配線，因此對小型化有利，批量生產(chǎn)性也優(yōu)異，因而蝕刻制法在工業(yè)上更有效。另外，通過采取這樣的天線20的形狀，進一步使基材I和密封材料10的相對介電常數(shù)做貢獻，從而包含以具有間隙的方式鄰接的構成部分的天線20的鄰接構成部分發(fā)生電容耦合，向它們之間提供靜電容量。由此，作為具有IC芯片30和配置在其外周部的天線的構成整體的實質靜電容量的實效靜電容量，與IC芯片30單一物體的靜電容量相比顯著增加。這里，所謂實質靜電容量，是在IC芯片30的外周部配置有天線的構成中IC芯片30所提供的靜電容量。
[0042]另外，圖3也圖示了 IC芯片30以及進行引線接合的引線40。在對帶銅箔的聚酰亞胺的銅箔進行蝕刻而形成天線20時，留下搭載IC芯片30的部分的銅箔而形成芯片焊盤(未圖示。)，從而在IC芯片30的引線接合等連接時維持剛性且成品率提高。
[0043]在搭載IC芯片30的部分的銅箔上配置芯片接合膜(未圖示。)，將IC芯片30固定在其上。IC芯片30可以為讀取專用的芯片，但能夠寫入信息的芯片由于能夠隨時寫入操作歷程等，因此優(yōu)選。之后，通過引線接合將IC芯片30與天線20直接連接。在圖3 (5)的線圈天線20中，2處天線端部以將天線20夾在之間的方式定位，在位于其間的天線20上跨過引線接合的引線40，將天線端部與IC芯片30直接連接，從而無須設置跳線或者多層化并通過通孔進行連接，因此能夠實現(xiàn)低成本化。
[0044]幾乎全部的天線通過調整配線位置并利用倒裝芯片連接也能夠將天線和IC芯片直接連接。如果使用雙面銅箔基材等進行多層配線，則能夠在全部的天線中進行倒裝芯片連接，但從批量生產(chǎn)性減少、成本上升以及配線在密封后會露出表面等的理由考慮，優(yōu)選使用單面銅箔基材。
[0045]通過使用雙面銅箔基材等進行多層配線，特別是在線圈天線中能夠減小線圈的直徑，因此能夠減小RFID標簽的長和寬的尺寸，實現(xiàn)小型化。但是，在這種情況下，高度的尺寸增加一些。另外，作為缺點，有批量生產(chǎn)性減少、成本上升以及配線在密封后會露出表面等，因此還是優(yōu)選使用單面銅箔基材形成單層的線圈天線。
[0046]圖4是表示密封后的RFID標簽80的截面圖。通過將基材I上搭載在芯片焊盤90上的IC芯片30、天線20、引線40使用密封材料10 —起密封而保護它們。由于使用薄的基材作為基材I且僅在基材的一面上以單層設置天線20，因此密封后的厚度例如可以為0.2?1.0mm左右。密封后，IC芯片30、天線20、引線40等的金屬配線部分全部被封入，因此形成與密封材料10的外部完全不接觸的結構，從環(huán)境惡化的觀點和防止偽造的觀點考慮，安全性、可靠性都提高。
[0047]作為密封材料，可以使用通常在半導體中使用的密封材料，相對介電常數(shù)為
2.6?4.5左右。為了提高RDID標簽本身的性能，優(yōu)選使密封材料的相對介電常數(shù)低，但如果相對介電常數(shù)高，則電感增加，因此能夠使天線小型化。
[0048]這樣制作的RFID標簽，基材耐熱性為180°C以上，密封材料耐熱性為150°C以上，且使用了引線接合，因此與以前的在PET等上形成有天線的RFID標簽相比耐熱性高，即使在高溫下也正常工作。因此，在適用產(chǎn)品為半導體封裝等電子部件、注射成型品等情況下，由于暴露于回流、成型時的加熱、或者使用時的發(fā)熱而需要在250?300°C下數(shù)秒鐘程度的耐熱性，也能夠應對這樣的用途。
[0049]以下對天線的設計方法進行說明。天線的設計以由天線的形狀、線的粗細、線的長度等決定的共振頻率作為指標。通過使該共振頻率接近所使用的IC芯片的工作頻率，天線接收來自讀寫器的電力，并傳給IC芯片，使IC芯片工作。
[0050]通常難以從天線的設計圖解析導出共振頻率。實際上多數(shù)采用試制天線并進行實驗測定的方法。但是，由于本發(fā)明的RFID標簽為小型，因此不可能通過手工操作正確地進行天線的試制，另一方面，從制作蝕刻掩模到進行蝕刻來制作天線既花費時間也花費成本。因此，在本發(fā)明中，使用電磁場模擬器(ANSYS日本株式會社制模擬器軟件產(chǎn)品名:HFSS)進行天線設計，由此能夠削減時間和成本。通過在電磁場模擬器中輸入天線的形狀、材質、以及IC芯片的靜電容量等，由模擬結果得到共振頻率。然后，按照由電磁場模擬器求出的、包含天線的電感L和IC芯片的靜電容量C而形成的電路的共振頻率&為IC芯片的工作頻率或者在其附近的方式設計天線。另外，這種情況下的共振頻率是指將IC芯片連接在天線的兩端時閉合電路的阻抗的虛數(shù)部為零的頻率。
[0051]容易理解設計原理的方法為，對將IC芯片連接在線圈天線的兩端時的閉合電路加以考慮，可以看作單純的LC共振電路。將圖3(5)的線圈天線的電等效電路示于圖5中。這種情況下的共振頻率fo，使用作為線圈天線的等效電路的線圈50的電感L、作為IC芯片30的等效電路的電容器60的靜電容量C，用下式表示。[0052][式](23if0)2=l/(L*C)
[0053]C可以通過所使用的IC芯片30的選定而改變，L可以通過線圈天線的形狀(特別是線圈天線的直徑和卷數(shù))進行調整，其結果能夠實現(xiàn)目標共振頻率特別是L的調整有效，通過使線圈天線的直徑增大或者卷數(shù)增多，L增加，其結果&減少。
[0054]在上述式中，作為IC芯片30的靜電容量C，可適用在IC芯片30的外周部配置有天線20 (線圈50)的構成的實效靜電容量。在本實施方式中，通過在以具有間隙的方式鄰接的天線20的構成部分之間產(chǎn)生電容成分，進一步使基材I與密封材料10的相對介電常數(shù)做貢獻，從而向它們之間提供靜電容量。由此，作為具有IC芯片30和配置在其外周部的天線的構成整體的實質靜電容量的實效靜電容量，與IC芯片30單一物體的靜電容量相比顯著增加。因此，從上述式可知，期望的共振頻率A能夠通過更小的電感L來實現(xiàn)。由此，通過減小直徑和卷數(shù)等，能夠使線圈的尺寸小型化，進而能夠使RFID標簽整體小型化。
[0055]RFID標簽(IC芯片)的共振頻率(工作頻率)優(yōu)選設為在電波法上特別是商業(yè)利用價值高的 13.56MHz ?2.48GHz 的范圍。在 UHF 帶(超高頻帶,UltraHigh Frequency Band)的工作頻率0.86?0.96GHz附近的RFID的情況下，電波的波長為30cm左右，而UHF帶用的IC芯片的大小通常為0.6mm見方以下，因此在片上天線方式中，難以在IC芯片上形成IC芯片正常工作的天線。另外，即使在數(shù)mm見方程度尺寸的RFID標簽中，使用了以前的設計方法的天線也僅得到數(shù)mm程度的通信距離。但是，根據(jù)通過上述使用了電磁場模擬器的設計方法得到的本發(fā)明的RFID標簽，有如下的優(yōu)異特點:即使不使用以前的數(shù)cm見方的天線而使用數(shù)mm見方的單層天線，也能夠大幅度擴大用于使RFID標簽工作的通信距離。另外，由于可以為大小為數(shù)_見方、導線寬度/導線間寬度為數(shù)10 μ m?數(shù)100 μ m的天線，因此通過蝕刻等能夠容易地形成銅箔等金屬層。進一步，由于可以為單層的天線而不需要多層化，因此能夠使用在基材的一面上貼合有銅箔作為金屬層的、帶銅箔的聚酰亞胺基材的銅箔來形成。因此，能夠使用低成本的通用材料以通用工藝來形成。
[0056]本發(fā)明的RFID標簽可以埋入半導體裝置內(nèi)等而使用。另外，可以使用雙面膠帶等像簽條那樣粘貼在商品、樣品上而用于管理等，銷售商品時等情況下也能夠容易摘下。進一步，通過將本發(fā)明的RFID標簽和閱讀器等組合，即使為眼鏡、鐘表或者醫(yī)療用樣品、半導體等那樣的小型多品種物品，也能夠構成通信距離長、操作性好的自動識別系統(tǒng)。在這種情況下，使用本發(fā)明的RFID標簽的話，由于通信距離長，因此也能夠與通用的閱讀器等組合而構成自動識別系統(tǒng)。
[0057]實施例
[0058](實施例1)
[0059]作為樹脂基材，準備在聚酰亞胺基材的一面貼合有銅箔的、帶銅箔聚酰亞胺基材(日立化成工業(yè)株式會社制MCF-5000I聚酰亞胺厚度25 μ m、銅箔厚度18 μ m)。通過對該帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在4_見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.05mm/0.05mm、0.lmm/0.lmm、0.2mm/0.2mm形成如圖3 (5)所示的線圈天線。另外，同時形成搭載IC芯片的芯片焊盤(未圖示。)。
[0060]接著，作為IC芯片，使用大小為0.5mmX0.5mmX0.1mm左右、靜電容量為0.77pF、工作頻率在0.86?0.96GHz附近的芯片。使用芯片接合材料將該IC芯片搭載在芯片焊盤上，通過引線接合將天線和IC芯片直接連接。接著，對于在基材的一面上的天線和IC芯片、包含引線接合的引線在內(nèi)，使用密封材料進行密封。最后，切割加工成為所要求的尺寸，制作RFID標簽。
[0061](實施例2)
[0062]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在4mm見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.05mm/0.05mm、0.lmm/0.lmm、0.2mm/0.2mm形成如圖3 (4)所不的環(huán)形天線B。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0063](比較例I)
[0064]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在4mm見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.05mm/0.05mm、0.lmm/0.lmm、0.2mm/0.2mm形成如圖3 (2)所示的彎折線天線。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0065](比較例2)
[0066]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在4mm見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.05mm/0.05mm、0.lmm/0.lmm、0.2mm/0.2mm形成如圖3 (I)所不的環(huán)形天線A。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0067](比較例3)
[0068]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在4mm見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.05mm/0.05mm、0.lmm/0.lmm、0.2mm/0.2mm形成如圖3 (3)所不的旋潤狀天線。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0069](實施例3)
[0070]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在2.5mm見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.l_/0.1mm形成如圖3 (5)所示的線圈天線。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0071](實施例4)
[0072]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在2.5_見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.05mm/0.05臟、0.lmm/0.1臟、0.2mm/0.2臟形成如圖3 (4)所不的環(huán)形天線B。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0073](比較例4)
[0074]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在2.5_見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.05mm/0.05臟、0.lmm/0.1臟、0.2mm/0.2臟形成如圖3 (2)所不的彎折線天線。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0075](比較例5)
[0076]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在2.5_見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.05mm/0.05mm、0.lmm/0.lmm、0.2mm/0.2mm形成如圖3 (I)所不的環(huán)形天線A。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0077](比較例6)
[0078]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在2.5_見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.05mm/0.05臟、0.lmm/0.1臟、0.2mm/0.2臟形成如圖3 (3)所不的旋渦狀天線。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0079](實施例5)[0080]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在1.7mm見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.l_/0.1mm形成如圖3 (5)所示的線圈天線。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0081](實施例6)
[0082]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在9mm見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.lmm/0.1mm形成如圖3 (5)所示的線圈天線。另外，作為IC芯片，使用大小為0.5mmX 0.5mmX 0.1mm左右、靜電容量為17pF、工作頻率在13.56GHz附近的芯片。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0083](實施例7)
[0084]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在13mm見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.l_/0.1mm形成如圖3 (5)所示的線圈天線。除此之外，與實施例6同樣地操作，制作RFID標簽。
[0085](實施例8)
[0086]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在2.5mm見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.2mm/0.2mm形成如圖3 (5)所示的線圈天線。另外，作為IC芯片，使用大小為0.5mmX 0.5mmX 0.1mm左右、靜電容量為0.7pF、工作頻率在2.45GHz附近的芯片。除此之外，與實施例1同樣地操作，制作RFID標簽。
[0087](實施例9)
[0088]通過對帶銅箔聚酰亞胺基材的銅箔進行蝕刻，從而在2.5mm見方的范圍內(nèi)以導線寬度/導線間寬度為0.l_/0.1mm形成如圖3 (5)所示的線圈天線。除此之外，與實施例8同樣地操作，制作RFID標簽。
[0089]以下，對讀取評價的方法與實驗結果進行說明。讀寫器使用LS產(chǎn)電株式會社制產(chǎn)品名:U1-9061 (輸出1W)。在以讀寫器的讀取部為中心、周圍25cm四周沒有障礙物的狀態(tài)下，進行RFID標簽80的讀取評價。測定使用讀寫器讀取RFID時從讀寫器讀取部到RFID標簽80的最大距尚。
[0090]將對于實施例1?5和比較例I?6的模擬結果和讀取評價的結果示于表I中。所使用的IC芯片的大小為0.5mmX0.5mmX0.1mm左右，靜電容量為0.77pF，工作頻率在
0.86?0.96GHz附近。從該表I可知，在與IC芯片連接而形成閉合電路的線圈天線和環(huán)形天線B中，使用電磁場模擬器得到的共振頻率為0.2?2GHz，與其他天線相比大概更接近IC芯片的工作頻率0.9GHz左右。另外，與未形成閉合電路的彎折線天線、環(huán)形天線A、旋渦狀天線相比，讀取距離也獲得了讀取良好的結果。另外，在使用電磁場模擬器得到的共振頻率為0.5?1.5GHz的實施例la、lb、2a、2b、3b、4c、5b中，得到了 5mm以上的通信距離。特別是在獲得了接近IC芯片的工作頻率0.9GHz左右的共振頻率I?1.1GHz的實施例la、2b、3b中，得到了超過20mm的通信距離。
[0091][表 I]
[0092]
【權利要求】
1.一種RFID標簽，其為具有樹脂制的基材、配置在該基材上的中央部的IC芯片、配置在該IC芯片的外周部且與所述IC芯片連接而形成閉合電路的單層天線、以及密封所述IC芯片和天線的密封材料的RFID標簽， 所述天線為線圈天線或者環(huán)形天線， 包含所述天線的電感L和IC芯片的靜電容量C而形成的電路的共振頻率&為IC芯片的工作頻率或者在其附近， 所述IC芯片的工作頻率為13.56MHz?2.45GHz、或者0.86?0.96GHz, 所述RFID標簽的尺寸為長13mm以下X寬13mm以下X高1.0mm以下、或者長4mm以下X寬4mm以下X高0.4mm以下、或者長2.5謹以下X寬2.5謹以下X高0.3謹以下、或者長1.7mm以下X寬1.7mm以下X高0.3mm以下。
2.根據(jù)權利要求1所述的RFID標簽，IC芯片的工作頻率為0.86?0.96GHz，包含天線的電感L和IC芯片的靜電容量C而形成的電路的共振頻率&為0.2?2GHz， 或者IC芯片的工作頻率為13.56MHz，所述共振頻率&為13.56?29MHz， 或者IC芯片的工作頻率為2.45GHz，所述共振頻率&為2?2.45GHz。
3.根據(jù)權利要求1或者2所述的RFID標簽，以具有間隙的方式鄰接的天線的構成部分提供靜電容量，使具有IC芯片和配置在其外周部的天線的構成整體的實質靜電容量與所述IC芯片單一物體的靜電容量相比增加。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的RFID標簽，IC芯片與天線的端部通過引線接合連接或者倒裝芯片連接進行了直接連接。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的RFID標簽，天線的導線寬度/導線間距離為0.2mm/0.2mm ?0.05mm/0.05mmo
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的RFID標簽，密封材料的相對介電常數(shù)為2.6以上。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的RFID標簽，基材的相對介電常數(shù)為3.5以上。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的RFID標簽，基材使用聚酰亞胺或者玻璃環(huán)氧，而且使用以環(huán)氧樹脂、碳以及二氧化硅為主要成分的密封材料。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的RFID標簽，通過僅在基材的一面形成天線，使用密封材料將所述天線、IC芯片以及引線接合的引線一起密封，從而使所述天線、IC芯片以及引線不露出于所述密封材料的表面。
10.一種自動識別系統(tǒng)，具有權利要求1至9中任一項的RFID標簽、閱讀器或者讀寫器。
【文檔編號】H01Q1/38GK103797498SQ201280044117
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年9月7日 優(yōu)先權日:2011年9月12日
【發(fā)明者】遠藤俊博, 石坂裕宣, 太田雅彥, 田崎耕司, 細井博之 申請人:日立化成株式會社