JP2009075687A - Ｒｆｉｄタグ - Google Patents

Abstract

【課題】
回路チップとタグシートのアンテナとを非接触に保ちながら、当該アンテナを介した回路チップとその外部回路との交信精度を高め、且つ如何なる物体にも貼付可能なＲＦＩＤタグを提供する。
【解決手段】
ループ状のアンテナコイルが主面に形成された回路チップと、アンテナパターンが主面に形成されたタグシートとを用意し、回路チップをタグシートの主面にアンテナパターンと重ならないように搭載する。回路チップはアンテナパターンに近接配置され、望ましくはその主面の少なくとも半周をアンテナパターンに対向させる。これにより、回路チップ（アンテナコイル）とアンテナパターンとの間での信号や電力の授受が確実に行われるため、回路チップとタグシートとを粗く位置合わせするだけ、高性能且つ堅牢なＲＦＩＤタグが得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明はＲＦＩＤタグの構造およびＲＦＩＤタグの製造プロセスに関する。

従来の半導体装置は、たとえば特開平８−８８５８６号記載のように、ＩＣチップの表面に形成された複数の接続端子を、ＲＦＩＤタグのアンテナシートの接続部位に接触固定して電気的に接続してなる構造であり、前記ＩＣチップの接続端子と、アンテナシートの接続部位の正確な位置決め固定が必要な構造であった。このため、前記ＩＣチップが微細化されると当該接続端子は必然的に微細かつ相互に近接した配置の構造とならざるを得ず、結局、要求される位置決め精度も高度になる。また、電気的な接続を確実に行うため、前記ＩＣチップは接続端子を有する面を、前記アンテナシートの接続部位に対向して配置する必要があり、ＩＣチップの位置のみならず、その表裏・方角をアンテナシートに対して確実に調節しなければならない。その結果、アンテナシートへのＩＣチップの搭載には高価でタクトの遅いフリップチップボンダを用いざるを得ず、その製造コストも高くなる欠点があった。

特開平８−８８５８６号

上記従来の電気的接合による搭載接続方法ではアンテナシートの接続部分に、ＩＣチップ上の微細で相互に近接した接続端子を位置決めし且つ固定して、その間を確実に電気的に接続する必要があるため、アンテナシートにＩＣチップを高精度で位置決めして搭載する装置を使用せねばならず、それゆえＲＦＩＤタグの量産は高コストで生産性も悪かった。さらに、アンテナシートの接続部位とＩＣチップ上の接続端子の接続が不完全になると、相互に電流が流れなくなるため、ＲＦＩＤタグの使用時に外力が加わらないように、これらの端子の接続部位をレジンモールドやアンダーフィル材などにより強固に保護する必要が生じた。しかし、斯様なＲＦＩＤタグの補強は、その十分な薄型化を阻み、その柔軟性を損ねた。本発明では、搭載位置決め精度を大幅に緩和し、かつＩＣチップとアンテナシートとの電気接続を必要としないため、簡易な回路保護手段により、薄く且つ柔軟なＲＦＩＤタグを低コストで提供することにある。

本発明では、ＲＦＩＤのＩＣチップ上に微小な導体のループ構造を設け、このＩＣチップをアンテナシート上に形成されたアンテナ回路の電流密度が最大となる部位の近傍に配置する。これにより、外部からの電磁波信号を当該アンテナ回路上で共振させ、これにより生じる電磁場を当該部位（ＩＣチップの近傍）に集中させることにより、ＩＣチップに形成されたアンテナ（導体のループ構造もしくはコンデンサ構造）に電磁的に結合させる。これにより、ＲＦＩＤタグの外部回路とＩＣチップとの間で信号や電力が授受される。この構造により、単体ではその周囲から十分な電力を授受できない微細なＩＣチップ上のアンテナでも、外部との強力な信号電力の授受が可能になる。またＩＣチップとアンテナシートの電気回路としての接触は必須ではなくなるため、ＩＣチップの位置決め搭載精度は緩和される。ＩＣチップとアンテナシートに形成されたアンテナ回路とは非接触の状態で交信しあうため、これらの間に外力に弱い接合部位を形成する必要はなくなり、ＩＣチップ周辺の保護構造も大幅に簡略化される。これにより、ＩＣチップは簡易な振動整列やディスペンサ等によりアンテナシート主面への搭載が使用できるため、製造設備が安価かつ高速になり、ＲＦＩＤタグの構造自体も簡易であるため安価な製造が可能となる。

本発明によるＲＦＩＤタグの代表的な構造は、次のように記される。

構造１：アンテナパターンが導電材料により主面に形成されたタグシート（アンテナシート，ベースシート）と、タグシートの主面に搭載される回路チップ（ＩＣチップ）とを備えたＲＦＩＤタグであって、
前記回路チップは、前記アンテナパターンに直接接合されることなくアンテナパターンに電磁的に結合されるように前記タグシートの主面に搭載されている。

構造２：構造１を備えたＲＦＩＤタグであって、
前記回路チップは第１主面とその反対側の第２主面とを有し、且つ第１主面にはその周縁沿いにループ状に延在するアンテナが形成され、
前記タグシートに形成された前記アンテナパターンにより生じた電磁場が前記回路チップの前記アンテナに集中され、且つ回路チップからアンテナにより出力される信号がタグシートのアンテナパターンを経て前記ＲＦＩＤタグの周辺に放射されるように構成されている。

構造３：構造２を備えたＲＦＩＤタグであって、
前記タグシートの主面において、前記アンテナパターンには、前記回路チップの前記第１主面と前記第２主面とを隔てる側面沿いに回路チップを迂回する迂回部分が形成され、
迂回部分にてアンテナパターンは、回路チップのアンテナで発生された電磁場を検知し、回路チップから出力される信号を取り込む。

構造４：構造３を備えたＲＦＩＤタグであって、
前記アンテナパターンの前記迂回路は、前記タグシート主面の前記回路チップの側面を囲む領域に回路チップの外周を少なくとも半周するように形成されている。

構造５：構造４を備えたＲＦＩＤタグであって、
前記タグシート主面の前記領域における前記アンテナパターンの前記迂回路の周回距離は、前記回路チップの１周未満である。

構造６：構造４を備えたＲＦＩＤタグであって、
前記タグシート主面の前記領域において、前記アンテナパターンの前記迂回路は、前記回路チップの１周を超えて周回する渦巻き形状を呈している。

構造７：構造６を備えたＲＦＩＤタグであって、
前記アンテナパターンは、前記タグシートの主面に形成された前記渦巻き状の迂回路が形成され且つ迂回路の一端から延在する第１パターン、及び迂回路と間隙を介して対向する一端から延在する第２パターンと、第１パターンの一端と第２パターンの一端とに夫々電気的に接続される接続シートとにより形成され、
接続シートは第１パターン及び第２パターンとの接続部の間で迂回路の他の部分と電気的に分離されながら交差して、迂回路とともに前記回路チップを囲む閉曲線を成している。

構造８：構造３を備えたＲＦＩＤタグであって、
前記アンテナパターンは前記タグシート主面にて閉曲線を成し、前記迂回路は閉曲線の一部として形成されている。

構造９：構造４を備えたＲＦＩＤタグであって、
前記アンテナパターンは、前記タグシート主面の前記領域において前記回路チップの１周を超えて周回する渦巻き状に形成された前記迂回路の一端から、迂回路と間隙を介して対向する他端に向けて延在し、
前記一端と他端との間を接続シートにより電気的に接続されてタグシート主面にて閉曲線のアンテナを成し、且つ
接続シートは一端及び他端との接続部の間で迂回路の他の部分と電気的に分離されながら交差して、迂回路とともに前記回路チップを囲む閉曲線を成している。

構造１０：構造１乃至９のいずれかを備えたＲＦＩＤタグであって、
前記回路チップ（その主面）は円盤状、又は概ね四角形に形成され、後者においては更に四角形に形成された回路チップ（その主面）の角は面取り加工されている。

本発明によれば、アンテナとＩＣチップの接触接合が不要となるため、チップ搭載位置決め精度を緩和できるため、ＲＦＩＤタグの製造コストを大幅に低減できる利点がある。

本発明によるＲＦＩＤタグ（Radio Frequency Identification Tag，ＩＣタグともいう）の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の適用されたＲＦ−ＩＤ回路装置（ＲＦＩＤタグ）の典型的な外観斜視図であり、図１（ａ）に全体、図１（ｂ）に回路チップ（例えば、ＩＣチップ）１の周辺の詳細図を示した。回路チップ１は、回路基板たる円盤状のシリコンチップ１０の回路面に渦巻き状のアンテナコイル１１を設けて成る。回路チップ１は、そのアンテナコイル１１を用いて、その外部から電波を受信し且つ電力を受け、またその外部に信号電波を返すことで、その外部（例えば、図示されないリーダ，ライタ，又はその複合回路）と交信する。このようにして回路チップ１とその外部回路との情報交換を実現させるアンテナコイル１１は、金メッキによりシリコンチップ１０（即ち、回路チップ１の基材）の回路面側に上層配線としてメッキ方式等で成膜される。回路チップ１が搭載される主面にアンテナ２１がアルミ箔等で形成されたベースフィルム２０は、タグシート（ＲＦＩＤタグの基材）と呼ばれる。回路チップ１は、ベースフィルム２０の主面にアンテナ２１に近接して貼り付けられるも、このアンテナ２１と電気的に接続されることはない。図１に示されるＲＦＩＤタグは、そのアンテナ２１、ベースフィルム２０、及びこれに搭載された回路チップ１全体を覆うように塗布された粘着層２２の形成により完成される。

ＲＦＩＤタグのベースフィルム（基材）２０の主面に形成されるアンテナ２１の形状は、回路チップ１とその外部回路（ＲＦＩＤタグの外部回路でもある）との間において情報（信号）を搬送する周波数に応じて変えられる。アンテナ２１は、ＵＨＦ帯（３００〜３０００ＭＨｚ）の搬送周波数に対してダイポールアンテナとなり、ＨＦ帯（３〜３０ＭＨｚ）の搬送周波数に対してループアンテナとなる。図１に示されるアンテナ２１は、ベースフィルム２０の主面の回路チップ１が貼り付けられる位置からその両側に棒状に延伸する。

アンテナ２１は棒状（矩形）に延びて成形されるも、ベースフィルム２０の主面における回路チップ１の設置（予定位置）の近傍には切り欠き（Notch）２１０が形成される。この切り欠き２１０により、回路チップ１はアンテナ２１の上面を避けるようにベースフィルム２０の主面に着地する。従って、回路チップ１が、そのアンテナ２１（導体膜）が形成された主面をベースフィルム２０の主面に向けるようにして（所謂裏返しにされて）、当該ベースフィルム２０に搭載された場合でも、回路チップ１に形成された回路は、そのアンテナコイル１１とアンテナ２１との接触によりショートすることはない。同時に、アンテナ２１は回路チップ１近傍で配線幅が細くなっているため、アンテナ電流をチップ近傍に流すことが可能である。また、アンテナ２１の切り欠き２１０の形状は単純な台形形状であるため、アンテナ２１の成型精度は大幅に緩和される。

ベースフィルム２０の材質として、安価で入手性が良好なＰＥＴフィルム（ＰＥＴ＝ポリエチレンテレフタレート（PolyEthylene Terephthalate）の略）やＯＰＰフィルム（ＯＰＰ＝二軸延伸ポリプロピレン（biaxially Oriented PolyProylene）の略）などの樹脂フィルムが挙げられるが、紙伝票などに貼り付けられるＲＦＩＤタグにおいては、これに貼り付け易い（これと相性が良好な）紙製のシートなどがベースフィルム２０として利用可能である。樹脂製のベースフィルム２０に好適なアンテナ２１の材質としてはアルミ箔が安価で入手性が優れているが、これをアンテナ２１に成形するためのエッチング加工などの追加工が必要である。このため、導電性銀ペーストをベースフィルム２０の主面に印刷して、アンテナ２１の回路パターンを形成してもよい。

ここで回路チップ１は概略形状が円盤状であり、シリコンウエハ（半導体単結晶の母材）からダイシング等により切り出される従来の四角い半導体回路チップに存在した欠け易い角部分がない。このため外力が加わっても、回路チップ１（シリコンチップ等の半導体基材１０）が割れたり欠けたりする恐れが少ない。また、回路チップ１とアンテナ２１とは電気回路として接続しないため、これらの間には圧着や圧接等で形成される通常耐湿性の保護が必要なほど湿度に敏感な接合部も存在しない。このため、回路チップ１とアンテナ２１とによりベースフィルム２０の主面に形成される回路を従来のＲＦＩＤタグや無線カードの如く強固に保護する必要はなく、これをベースフィルム２０と粘着層２２で挟み込むだけで実用上十分な信頼性が得られる。粘着層２２は電気的に一定の絶縁性を有すれば良いため、ゴム系の粘着糊や、アクリル系の粘着剤を用いて形成できる。

回路チップ１とアンテナ２１（タグシート）とは、電気回路を成すこと無く接合されるため、これらの間に設けられたバンプ接合部を用いたワイヤボンディング接合やフリップチップ接合などの外部回路接合方式に比して、アンテナ２１に回路チップ１を搭載し且つ接合するプロセスに要求される相互の位置合わせ精度も大幅に緩和される。

また、ベースフィルム２０の主面（アンテナ２１が形成された面）に対向する回路チップ１の主面に拘わりなく（回路チップ１の表裏を問わず）、当該回路チップ１とアンテナ２１との間で信号が伝達されるため、ベースフィルム２０（ＲＦＩＤタグ）の１枚毎に回路チップ１の向きを調整することなくＲＦＩＤタグが量産できる。即ち、ベースフィルム２０に対する回路チップの向きを揃える必要がなくなり、複数のベースフィルム２０に夫々配置される複数の回路チップ１の整列位置決めが不要になる。図１に示されるアンテナ２１が、導電性ペースト（例えば、銀（Ag）等の導電材料（金属や合金）や導電性高分子の前駆体が分散された溶媒）でベースフィルム２０の主面に描画されたとき、当該溶媒（又はその固化により形成された「薄膜」）に対して撥液性を示す液体に回路チップ１を分散し、その液体（回路チップ１を含む液滴）をベースフィルム２０の主面に滴下すると、回路チップ１はアンテナ２１の上面を避けるようにベースフィルム２０の主面に着地する。特に、アンテナ２１の切り欠き２１０（ベースフィルム２０の主面を台形状に露出する部分）は上記液滴に濡れ易く、故に回路チップ１も当該切り欠き２１０の内側に固定され易い。

以下、図２から図１２を用いて、本発明のその他の実施例を説明する。

図２には、図１を参照して説明した実施例１と同様のアンテナ構造が示されるが、回路チップ１は四角形状の回路基板１０−１を用いて形成されている。本実施例でも、アンテナコイル１１とアンテナ２１は近接するのみで、その相互の接触により接合される必要はないため、ベースフィルム２０の主面における回路チップ１の搭載位置、角度、及び表裏の制限は緩和されている。例えば、図２（ｂ）に示したように、回路基板１０−１が裏返しでベースフィルム２０の主面に搭載されていても、実施例１と同様に何ら問題は生じない。回路チップ１は、通常の半導体後工程で用いられるダイシングブレードで、シリコンウエハ等の半導体基材を直線状に切断するだけで切り出されるため、４角形の回路基板１０−１（回路チップ１）が安価に、且つ１枚のシリコンウエハから面積効率よく得られる。

図３を参照して示される本実施例のＲＦＩＤタグは、ベースフィルム２０の主面に直線状に形成されたアンテナ２１−１に特徴付けられる。このダイポール型のアンテナ２１−２は、実施例１や実施例２で説明したアンテナ２１と異なり、その中心部（長手方向の中点近傍）には所謂切り欠きが形成されない。本実施例でも、回路チップ１はアンテナ２１−１の中心部近傍に配置すれば良く、アンテナ２１の場合に比して、チップ位置決めが一層緩和される。但し、回路チップ１とアンテナ２１−１との交信条件は、図３（ｂ）に示す如く、ダイポール型のアンテナ２１−１に生じた電流ｉで誘発される磁界Ｈに対する回路チップ１のアンテナコイル１１の姿勢に依存する。例えば、回路チップ１がその側面（側壁）でベースフィルム２０の主面に固定されると、アンテナコイル１１の内部における磁界Ｈの強度も弱まり、アンテナ２１−１がＲＦＩＤタグの外部から得た情報が回路チップ１に充分に入力されない。

このような問題を避けるべく、図３（ｂ）に示されるベースフィルム２０の主面における回路チップ１の搭載位置（破線円で囲まれた領域）２４には、特定のパターンが形成される。このパターンは、例えば、回路チップ１をベースフィルム２０の主面に供給するための分散媒（参照番号２５を用いて後述）に対する親和性を搭載位置２４以外の領域（破線円の外側の領域で，アンテナ２１−１の上面も含む）より高めるように、ベースフィルム２０の主面を処理して形成される。また、ベースフィルム２０の主面の搭載位置２４を除く全領域（アンテナ２１−１の上面も含む）が上記分散媒に対して撥液性を示すような当該領域の処理でも、このパターンは形成される。

本実施例では、ベースフィルム２０の主面における回路チップ１の搭載位置２４をプレス等により凹ませて形成された上述した特定パターンについて、図４を参照して説明する。図４（ａ）には、本発明によるＲＦＩＤタグへの搭載に好適な回路チップ１の断面が示される。また、図４（ｂ）には回路チップ１がベースフィルム２０の主面の搭載位置２４に形成された特定パターンに供給される様子が、図４（ｃ）には回路チップ１が当該搭載位置２４に固定されたＲＦＩＤタグ（完成時）の断面が、図３（ｂ）におけるＡ−Ａ’断面として示される。

図４（ａ）に示された回路チップ１は、シリコンチップ（半導体基材）１０の一方の主面に形成された複数の能動素子を有する。これらの能動素子は、シリコンチップ１０の主面内において、記憶回路（例えば、トランジスタ・アレイ）や回路チップ１の外部回路との信号授受を担うインタフェース回路等の回路パターンを成すが、本実施例（図４（ａ））において、この回路パターンは一対の電界効果型トランジスタＴＲ１，ＴＲ２で示される。電界効果型トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は、真性半導体の単結晶基板（例えば、シリコンチップ）１の主面近傍にｎ型又はｐ型の不純物を添加して改質された活性領域（チャネル）ＣＨ１，ＣＨ２と、この活性領域を含めたシリコンチップ１０の主面を覆う絶縁膜（ゲート絶縁膜）ＧＩ、絶縁膜ＧＩ上に形成され且つこれを介して活性領域に電界を印加する配線層（ゲート電極）ＧＴ、絶縁膜ＧＩ上に形成され且つこれに形成された開口を通して活性領域に電気的に接続する配線層ＷＬを備える。活性領域や配線層は、電界効果型トランジスタをバイポーラ型トランジスタやダイオードに置き換えられても、これらの等価物が夫々に即した形状でシリコンチップ１０内又はその主面上に形成される。絶縁膜ＧＩ及び配線層ＧＴ，ＷＬを覆う絶縁膜ＩＮＳ１、ＩＮＳ２は、シリコンチップ１０の主面に形成された配線層ＧＴ，ＷＬ等の構造物を回路チップの雰囲気から保護し、または回路チップの周辺の外部回路との不測の電気的短絡を防ぐ。電界効果型トランジスタＴＲ１，ＴＲ２等のアクティブ素子や配線層ＧＴ，ＷＬが設けられるシリコンチップ１０の主面（上面）は「回路面」とも呼ばれる。

アンテナ２１−１との交信に用いられる回路チップ１のアンテナコイル１１は、絶縁膜ＩＮＳ１と絶縁膜ＩＮＳ２との間に形成され、絶縁膜ＩＮＳ１に形成されたスルーホールＴＨを通して上述した回路パターン（配線層ＷＬ）に電気的に接続される。また、アンテナコイル１１は絶縁膜ＩＮＳ２に覆われて、ベースフィルム２０の主面に形成されたアンテナ２１−１やＲＦＩＤタグ周辺に存在する導電部材から電気的に分離される。

図４（ａ）に示された回路チップ１は、その主面（例えば回路面）のアンテナコイル１１に囲まれた領域内に設けられた「回路パターンが形成されない部分２６」でも特徴付けられる。この領域２６を、便宜的に交信面と記す。交信面２６には、上述した能動素子や配線層等が形成されないため、アンテナ２１−１により発生した磁界Ｈは、この面を導体層に遮られることなく通過する。従って、回路チップ１とアンテナ２１−１との間における信号の授受は、高い感度で行われる。

図４（ｂ）及び（ｃ）に示されるベースフィルム２０の主面への回路チップ１の搭載は、図４（ａ）に示された回路チップ１に限らず、ＲＦＩＤタグに搭載される種々の回路チップ（ＩＣチップ）のベースフィルム２０への実装に適用できる。しかし、本実施例では、回路チップ１のベースフィルム２０に対する姿勢と、回路チップ１とアンテナ２１−１との交信における各々の受信感度との関係を明確に把握するために、易い図４（ａ）の回路チップ１を用いて、その搭載工程が説明される。

図４（ｂ）は、回路チップ１が分散媒２５とともにベースフィルム２０の主面に滴下された状態を示す。ベースフィルム２０は、その母材からＲＦＩＤタグ毎に切り出された形状に示されるが、その母材の主面に形成された複数のアンテナ２１−１の各々の近傍に回路チップ１を供給してもよい。回路チップ１の供給は、その複数個が分散された分散媒２５の所定量をディスペンサ、シリンジ、又はインクジェットノズル等から吐出し、ＲＦＩＤタグ毎に形成されたアンテナ２１−１の近くに滴下させる。回路チップ１は、分散媒２５の１滴に一つの割合でベースフィルム２０の主面に送られる。複数の回路チップ１が搭載位置２４（これに形成された特定パターン）に供給された場合、分散媒２５を介して当該搭載位置２４に対向する面積が最も広いもの回路チップ１以外、ブロワ等でベースフィルム２０の主面から除去される。図４（ｂ）に示された分散媒２５の滴がベースフィルム２０の主面に濡れ広がると、回路チップ１はアンテナ２１−１に重なり、またはその一端がアンテナ２１−１に寄り掛かる状態でベースフィルム２０に固定される。このため、アンテナ２１−１で誘発された磁界Ｈは交信面２６に入り難くなり、または交信面２６に入るも通過することなく入射側へ返される。

しかし、ベースフィルム２０の搭載位置２４に形成された凹部は、浅いながらもベースフィルム２０の主面における分散媒２５の濡れ広がりを抑える。殊に分散媒２５がベースフィルム２０の搭載位置２４以外の面に対して大きい接触角を示すとき、分散媒２５の滴は搭載位置２４に形成された「特定パターン」に留まりながら、蒸発していく。これにより、回路チップ１は、その主面のいずれか一方を搭載位置２４（ベースフィルム２０の主面）に向けた姿勢をとる。その結果、アンテナ２１−１で誘発された磁界Ｈに対し、交信面２６は概ね直角に交差し、回路チップ１の主面間を通過する磁束の密度も高くなる。この状態でベースフィルム２０の主面全域に粘着材料を塗布し、これを乾燥させることにより、ベースフィルム２０の主面には図４（ｃ）に示す如く、粘着層２２が形成される。粘着層２２は、言わば生乾きの状態で、完全には硬化されていないため、これをＲＦＩＤタグで管理すべき対象物（小包や書籍）に軽く押し付けるだけで、ベースフィルム２０（アンテナ２１−１が形成され且つ回路チップ１が固定された）は当該対象物に貼り付けられる。

搭載位置２４に形成される特定のパターンは、これが上述したベースフィルム２０の主面の凹部として形成される場合のみならず、例えば分散媒２５に親和性を示す表面改質領域として形成される場合等を含め、その面積を回路チップ１の主面（両面で異なるときは広い主面）の面積より大きくすることが望ましい。即ち、特定パターンの面積が大きいほど、これによる分散媒２５の拘束力が強まり、その結果、回路チップ１のアンテナ２１−１に対する姿勢がより好ましく保たれる。さらに、特定のパターンを、その輪郭が回路チップ１の主面（両面で異なるときは広い主面）を囲むように広げると、回路チップ１の主面とベースフィルム２０の主面とが成す角度は「０（ゼロ）」に近付き、回路チップ１（特に交信面２６）を貫通する磁束密度が高められる。

一方、粘着層２２は図４（ｃ）に示す如く、その上面で、ベースフィルム２０の主面にアンテナ２１−１の形成や回路チップ１の搭載で生じた起伏が均されるように形成されることが望ましい。粘着層２２の前駆体（粘着材）としては、粘度が高く又は表面張力の大きい物質が好ましい。

なお、本実施例で論じたベースフィルム２０の主面に形成される「特定パターン」や粘着層２２の形状は、実施例１及び実施例２にて先述されたＲＦＩＤタグ、及び実施例４以降で後述されるＲＦＩＤタグにも適用される。

本実施例以降で論じる回路チップ１は、そのチッピング（微小な欠け）も生じ難い概略円形の主面を有するが、意図されるチッピング防止の効果は、回路チップ１が搭載されるベースフィルム２０の主面のレイアウト（アンテナ２１の平面形状や主面における被覆率）の改善のみでも得られる。このため、以降で論じられる円盤状の回路チップ１を、図２に示したように４角形状の回路チップ１に置き換えても、図１０を参照して後述される角部分が面取り加工された概略４角形の回路チップ（シリコンチップ１０）に置き換えてもよいことは言うまでもない。

図５に示される本実施例のＲＦＩＤタグは、ベースフィルム２０−１の楕円状の主面に形成されたアンテナ２１−２の両側（回路チップ１の搭載位置に対する）が夫々つづら折り形状を呈することに特徴付けられる。これにより、ベースフィルム２０−１の長手寸法（換言すれば「全長」）は、実施例１乃至３に論ぜられたＲＦＩＤタグのそれより短くなり、小面積の対象物にも貼り付けられるＲＦＩＤタグが実現できる。アンテナ２１−２は回路チップ１の近傍を概ね１／２周する周回路を成し、回路チップ１は当該周回路の内部に（その内周に対向するように）配置される。換言すれば、回路チップ１の輪郭（側壁）の半分以上が、間隔を介してアンテナ２１−２と対向するため、アンテナコイル１１（回路チップ１）から発振される微弱な信号も効率よくアンテナ２１−２で検知され、ＲＦＩＤタグの言わば外側回路に読み出される。従って、回路チップ１からアンテナ２１−２の端部に至るアンテナ長が短縮されるも、これによる特性損失はアンテナ２１−２の形状にて補われる。

なお、本実施例では前記周回路部分が円弧状（Ｕ字状）に成形されているが、アンテナ２１−２の寸法要求精度を緩和するために、その一部に図１０に示されるような矩形（角形）を取り入れることもできる。また、ＲＦＩＤタグの外側回路との交信に携わるアンテナ２１−２において、前記周回路は回路チップ１で入出力される信号の授受に顕著に寄与する。従って、アンテナの形状を問わず、その周回路は「信号転送部」とも呼ばれる。

本実施例で述べたＲＦＩＤタグは、そのベースフィルム２０−１が実施例１乃至３にて論じられたＲＦＩＤタグのベースフィルム２０の如く細長い形状を呈さないため、その実使用段階で粘着層２２により被管理対象物（小包等）に貼り付けられたＲＦＩＤタグは、当該被管理対象物から剥落し難くなる。

実施例４に論じたアンテナ２１−２の周回路（信号転送部）が回路チップ１の外周（側壁）沿いに長く延在するほど、アンテナ２１−２と回路チップ１との間における交信の精度は高くなる。本実施例では、回路チップ１の外側にその１／２周超に亘って延びた周回路を有するアンテナの形状について、図６及び図７を参照して説明する。

図６に示されたＲＦＩＤタグのアンテナ２１−３には、回路チップ１の外周（輪郭）の概ね１／２周を超え且つ極力その１周近くに延ばされた周回路が形成されている。この周回路は回路チップ１を完全に囲まず、その両端が回路チップ１の周辺で間隙を介して向き合う。従って、周回路は回路チップ１の３／４周程度を囲み、残り１／４周ほどで「開いて」いる。アンテナ２１−３の周回路が回路チップ１を閉じ込める閉曲線を描かなくとも、当該回路チップ１の近傍に電界を集中させやすくなり、アンテナ２１−３と回路チップ２との間の信号授受の効率も一層向上される。

図７（ａ）には、回路チップ１をその１周超、即ち複数周に亘って取り囲む周回路を成すアンテナ２１−４ａを備えたＲＦＩＤタグが示される。アンテナ２１の回路チップ１を囲む部分は、その周回数が１周超に増えると、必然的に「渦巻き状」に形成される。このため、アンテナ２１−４ａは、その周回路の両側に延伸されて、外部回路との信号の授受をＵＨＦ帯の搬送周波数で行うダイポールアンテナに成形できない。この技術的な課題に対し、本実施例では、図７（ｂ）に示す如く、ベースフィルム２０−１の主面に、周回路部分を有するアンテナ２１−４ａとともに、これと離間されたアンテナ２１−４ｂが形成されたのＲＦＩＤタグが提供される。アンテナ２１−４ａとアンテナ２１−４ｂとは、これらを覆う粘着層２２がベースフィルム２０−１の主面に塗布成型される前に、接続シート２３により電気的に接続される。即ち、アンテナ２１−４ａの一端とアンテナ２１−４ｂの一端とが接続シート２３で導通されることにより、アンテナ２１−４ａの他端からアンテナ２１−４ｂの他端に延在するダイポールアンテナが形成される。接続シート２３は、導電性部材（例えば、金属箔）を基材とするも、その図示されない裏面は、その両端部（アンテナ２１−４ａ，２１−４ｂの夫々の一端に接続される部位）を除き、絶縁塗装や絶縁コートが施されている。これにより、接続シート２３はアンテナ２１−４ａの渦巻き状の周回路部分を跨いでも、これらと電気的に短絡することはない。また、接続シート２３もアンテナ２１−４ａ，２１−４ｂ、回路チップ１、及びベースフィルム２０−１の主面とともに粘着層２２で覆われるため、接続シート２３とアンテナ２１−４ａ，２１−４ｂの各々の一端との接続状態は安定に保たれる。

図７に示されたＲＦＩＤタグでは、アンテナ２１が回路チップ１、即ちアンテナコイル１１の外側に複数回周回するように形成されるため、アンテナ２１（タグシート）と回路チップ１との間で、ＨＦ帯として例示される比較的低い搬送周波数の信号を授受する場合、アンテナ２１とアンテナコイル１１とは一層の結合し易くなる。

上述した実施例１乃至５では、ＵＨＦ帯として例示される比較的高い搬送周波数で外部回路と信号を授受するに好適なダイポールアンテナを備えたＲＦＩＤタグが論じられた。本実施例では、ダイポールアンテナに代えてループアンテナやスパイラルアンテナを備えたＨＦ帯として例示される比較的低い搬送周波数で外部回路と信号を授受するに好適な備えたＲＦＩＤタグが論じられる。

図８に示されるＲＦＩＤタグでは、実施例４において、図５を参照して論じたＲＦＩＤタグのアンテナ２１が、回路チップ１の周辺を１周するループ回路（ループアンテナ２１−５）に置き換えられている。このＲＦＩＤタグは、楕円形のベースフィルム２０−１の限られた主面（有効面積）を最大限アンテナの有効面積として使用できる利点を有し、特に手持ち式のリーダアンテナ（外部回路）との交信における通信位置（ＲＦＩＤタグと外部回路との配置）の影響が軽減される。

図９に示されるＲＦＩＤタグは、実施例５において、図７を参照して論じたＲＦＩＤタグのアンテナ２１−４ａを、ループ状に成形されたアンテナ２１−６に置き換えて構成される。アンテナ２１−６は、その渦巻き状の周回路を成す一端から、当該周回路に間隙を介して対向する他端に向けてループ状に延在し、当該一端と他端とが実施例５で述べた如き接続シート２３で接続されて閉曲線を成す。接続シート２３は、アンテナ２１−６の一端と他端との間で、当該アンテナ２１−６の周回路を成す部分と交差するが、その図示されない裏面の絶縁処理で当該交差部にて電気的に短絡せず、アンテナ２１−６、回路チップ１、及びベースフィルム２０−１の主面とともに粘着層２２で覆われるため、接続シート２３とアンテナ２１−６の両端との接続状態は安定に保たれる。

換言すれば、図９に示されるＲＦＩＤタグは、図７および図８に夫々示されるＲＦＩＤタグの利点を併せ持ち、良好な通信性能が得られる。

本実施例では、実施例１乃至６で説明したＲＦＩＤタグの応用例が論じられる。

図１１には、本発明の実施例１で述べたＲＦＩＤタグを使用したＲＦＩＤカードの使用例が示される。ＲＦＩＤタグは図示しない裏面の粘着層２２によりＩＤカード３０に貼り付けられ、回路チップ１はベースフィルム２０により覆われて露出されない。換言すれば、回路チップ１はベースフィルム２０の主面に形成されたアンテナ等とともに、ベースフィルム（その主面）２０とＩＤカード３０との間に挟まれている。

この状態でハンディリーダ４０をベースフィルム２０（回路チップ１等が搭載されない裏面）に近接させると、ＲＦＩＤタグによる信号授受が行われ、ＩＤカードの認証を行うことができる。この実施例では、図示しないアンテナ２１が細長い形状を有するため、ハンディリーダの内蔵アンテナとして、受信領域寸法の狭いパット型のアンテナを用いても、特にアンテナ２１の長手方向に高い位置決め精度を必要としないため、手動での位置決めが容易になる。

これとは別に、図１２に、本発明の実施例６で図９を参照して述べたＲＦＩＤタグを用いたＲＦＩＤカードの使用例を示す。

この場合、ベースフィルム２０−１は面積の小さな楕円形状であり、前記の実施例に比して位置決め精度が必要になる。そこで、この形式のＲＦＩＤタグの読み取りリーダとして、受信領域寸法の広いダイポールアンテナを内蔵したハンディリーダ４０−１を用いることが好ましい。これにより、外観上目立たない小さなＲＦＩＤタグであっても、位置決め容易で使用できる。

本発明によるＲＦＩＤタグは、回路チップをタグシートに形成されたアンテナに電気的に接続させることなく製造できるため、回路チップとタグシートとの位置合わせに起因する不良がなくなり、ＲＦＩＤタグに衝撃が加えられても回路チップとＲＦＩＤタグの外部回路との交信不良は生じ難い。その結果、ＲＦＩＤタグに保護部材を設けることなく、外力の加わり易い物体（例えば、洗濯すべき衣服、南瓜等の表皮の硬い青果物）に直接貼り付けても、当該物体の移動はＲＦＩＤタグにより確実に追跡できる。

本発明の実施例１によるＲＦＩＤタグの斜視図である。 本発明の実施例２によるＲＦＩＤタグの斜視図である。 本発明の実施例３によるＲＦＩＤタグの平面図及びその主要部を拡大して示す斜視図である。 本発明の実施例３によるＲＦＩＤタグに係り、これに搭載される回路チップの概略断面図（ａ）と、ベースフィルム（タグシート）主面への回路チップ搭載工程を示す説明図（ｂ），（ｃ）である。 本発明の実施例４によるＲＦＩＤタグの平面図である。 本発明の実施例５によるＲＦＩＤタグの平面図である。 本発明の実施例５に係り、（ａ）ベースフィルム主面に形成されたアンテナパターンと、（ｂ）これに接続シートを固定して完成されたＲＦＩＤタグとの平面図を示す。 本発明の実施例６によるＲＦＩＤタグの平面図である。 本発明の実施例６に係り、（ａ）ベースフィルム主面に形成されたアンテナパターンと、（ｂ）これに接続シートを固定して完成されたＲＦＩＤタグとの平面図を示す。 矩形主面の各々の角が面取りされた概略４角形の回路チップが搭載された本発明によるＲＦＩＤタグの平面図である。 本発明の実施例７に係り、その実施例１によるＲＦＩＤタグを備えたＲＦＩＤカードの使用状態を示す説明図である。 本発明の実施例７に係り、その実施例６によるＲＦＩＤタグを備えたＲＦＩＤカードの使用状態を示す説明図である。

符号の説明

１…回路チップ，１０…半導体（シリコン）チップ，１１…アンテナコイル，２０…ベースフィルム，２１…アンテナ，２２…粘着層，２３…接続シート，３０…ＩＤカード，４０…ハンディリーダ，２１０…切り欠き。

Claims (15)

1. アンテナパターンが導電材料により主面に形成されたタグシートと、該タグシートの主面に搭載される回路チップとを備え、
   前記回路チップは、前記アンテナパターンに直接接合されることなく該アンテナパターンに電磁的に結合されるように前記タグシートの主面に搭載されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
2. 前記回路チップは第１主面とその反対側の第２主面とを有し、且つ該第１主面にはその周縁沿いにループ状に延在するアンテナが形成され、
   前記タグシートに形成された前記アンテナパターンにより生じた電磁場が前記回路チップの前記アンテナに集中され、且つ該回路チップから該アンテナにより出力される信号が該タグシートの該アンテナパターンを経て前記ＲＦＩＤタグの周辺に放射されるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
3. 前記タグシートの主面において、前記アンテナパターンには、前記回路チップの前記第１主面と前記第２主面とを隔てる側面沿いに該回路チップを迂回する迂回部分が形成され、
   該迂回部分にて該アンテナパターンは該回路チップの該アンテナで発生された電磁場を検知し、該回路チップから出力される信号を取り込むことを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
4. 前記アンテナパターンの前記迂回路は、前記タグシート主面の前記回路チップの側面を囲む領域に該回路チップの外周を少なくとも半周するように形成されていることを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤタグ。
5. 前記タグシート主面の前記領域における前記アンテナパターンの前記迂回路の周回距離は、前記回路チップの１周未満であることを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤタグ。
6. 前記タグシート主面の前記領域において、前記アンテナパターンの前記迂回路は、前記回路チップの１周を超えて周回する渦巻き形状を呈することを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤタグ。
7. 前記アンテナパターンは、前記タグシートの主面に形成された前記渦巻き状の迂回路が形成され且つ該迂回路の一端から延在する第１パターン、及び該迂回路と間隙を介して対向する一端から延在する第２パターンと、該第１パターンの該一端と該第２パターンの該一端とに夫々電気的に接続される接続シートとにより形成され、
   該接続シートは該第１パターン及び該第２パターンとの接続部の間で該迂回路の他の部分と電気的に分離されながら交差して、該迂回路とともに前記回路チップを囲む閉曲線を成していることを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグ。
8. 前記アンテナパターンは前記タグシート主面にて閉曲線を成し、前記迂回路は該閉曲線の一部として形成されていることを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤタグ。
9. 前記アンテナパターンは、前記タグシート主面の前記領域において前記回路チップの１周を超えて周回する渦巻き状に形成された前記迂回路の一端から、該迂回路と間隙を介して対向する他端に向けて延在し、
   該一端と該他端との間を接続シートにより電気的に接続されて該タグシート主面にて閉曲線のアンテナを成し、且つ
   該接続シートは該一端及び該他端との接続部の間で該迂回路の他の部分と電気的に分離されながら交差して、該迂回路とともに前記回路チップを囲む閉曲線を成していることを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤタグ。
10. 前記回路チップは円盤状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
11. 前記回路チップは概ね四角形に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
12. 前記四角形に形成された回路チップの角は面取り加工がなされていることを特徴とする請求項１１に記載のＲＦＩＤタグ。
13. 前記回路チップは、前記第１主面を前記タグシート主面に対向させて該タグシート主面に搭載されていることを特徴とする請求項２乃至９のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
14. 前記回路チップは、前記第２主面を前記タグシート主面に対向させて該タグシート主面に搭載されていることを特徴とする請求項２乃至９のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
15. 請求項１乃至１４のいずれかに記載のＲＦＩＤタグが内蔵されたＲＦＩＤ機能付のＩＤカード。

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