JP5377225B2 - Communication system, RFID tag manufacturing method, and RFID tag - Google Patents
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Description
通信システム、RFIDタグの製造方法及びRFIDタグにおいて、RFIDタグを用いた通信システム、所定の周波数帯及び特定の偏波成分の信号に応答するRFIDタグの製造方法及び当該方法で製造されたRFIDタグに関する。 Communication system, RFID tag manufacturing method and RFID tag, communication system using RFID tag, method of manufacturing RFID tag responding to signal of predetermined frequency band and specific polarization component, and RFID tag manufactured by the method About.
近年、RFID(Radio Frequency IDentification)技術を用いた通信システムが普及している。この通信システムでは、読み取り/書き込み装置(以下、「リーダライタ装置」)とRFIDタグとが無線通信する。 In recent years, communication systems using RFID (Radio Frequency IDentification) technology have become widespread. In this communication system, a read / write device (hereinafter “reader / writer device”) and an RFID tag communicate wirelessly.
RFIDタグの構成要素の一つに、微小なIC(Integrated Circuit)チップがある。ICチップには、個体の識別情報及び所定の演算処理機能等が搭載され、RFIDタグを付与された各個体及び各個体に対応付けられた各種情報の管理を可能とする。 One component of the RFID tag is a micro IC (Integrated Circuit) chip. The IC chip is equipped with individual identification information, a predetermined arithmetic processing function, and the like, and enables management of each individual to which an RFID tag is attached and various information associated with each individual.
RFIDタグを構成するICチップは固有の機能を持たせることができる。RFIDタグの使用環境に応じて、例えば、長距離又は短距離の通信に対応させたICチップを搭載させることができる。 The IC chip constituting the RFID tag can have a unique function. Depending on the environment in which the RFID tag is used, for example, an IC chip that supports long-distance or short-distance communication can be mounted.
また、RFIDタグの電源供給の方法には、アクティブ型及びパッシブ型がある。アクティブ型のRFIDタグは、内蔵された電源により駆動する。パッシブ型のRFIDタグは、リーダライタ装置からの給電により駆動する。さらに、パッシブ型では、リーダライタ装置のコイルアンテナとRFIDタグ側のコイルアンテナとを磁束結合させて電磁誘導により給電する方法、又はリーダライタ装置からの電波の受信電力で給電する方法が用いられる。これらの給電方法は、通信に利用する周波数帯によって使い分けられている。例えば、電磁誘導により給電する方法は、HF(High Frequency)帯の周波数で通信するRFIDタグに採用されている。また、電波の受信電力により給電する方法はUHF(Ultra High Frequency)帯の周波数で通信するRFIDタグに採用されている。給電されたRFIDタグは、ICチップによりリーダライタ装置から送信された送信信号に基づいて演算処理が行われる。そして、RFIDタグは処理結果をリーダライタ装置に送信する。 Further, there are an active type and a passive type as a method of supplying power to the RFID tag. The active RFID tag is driven by a built-in power source. A passive RFID tag is driven by power supply from a reader / writer device. Further, in the passive type, a method in which the coil antenna of the reader / writer device and the coil antenna on the RFID tag side are magnetically coupled and power is supplied by electromagnetic induction, or a method of power supply using the received power of the radio wave from the reader / writer device is used. These power supply methods are selectively used depending on the frequency band used for communication. For example, a method of supplying power by electromagnetic induction is employed in an RFID tag that communicates at a frequency in the HF (High Frequency) band. In addition, a method of supplying power using radio wave reception power is employed in RFID tags that communicate at a frequency in the UHF (Ultra High Frequency) band. The fed RFID tag is subjected to arithmetic processing based on a transmission signal transmitted from the reader / writer device by the IC chip. Then, the RFID tag transmits the processing result to the reader / writer device.
リーダライタ装置は、送信信号が含まれた電波(搬送波)をRFIDタグに対して送信し、送信信号に応じたRFIDタグからの返信信号を含んだ電波を受信する送受信機を内部に備える。このようにしてリーダライタ装置は、RFIDタグの返信信号からRFIDタグ中に予め記憶させた情報を非接触で検出することが可能である。 The reader / writer device internally includes a transceiver that transmits a radio wave (carrier wave) including a transmission signal to the RFID tag and receives a radio wave including a return signal from the RFID tag according to the transmission signal. In this way, the reader / writer device can detect information stored in advance in the RFID tag from the return signal of the RFID tag in a non-contact manner.
通信システムの使用例を次に説明する。管理対象となる個体の情報(物品名、管理番号等)を予め記憶させたRFIDタグを、当該個体に付与しておく。また、個体を管理保持する倉庫内にリーダライタ装置を設置しておく。倉庫内にRFIDタグが付与された個体を搬入搬出するごとに、リーダライタ装置によりRFIDタグが検出されて、例えば、倉庫内の個体の数を常に把握することが可能となる。 Next, a usage example of the communication system will be described. An RFID tag in which information on an individual to be managed (article name, management number, etc.) is stored in advance is assigned to the individual. Also, a reader / writer device is installed in a warehouse that manages and holds the individual. Each time an individual with an RFID tag is carried into or out of the warehouse, the RFID tag is detected by the reader / writer device, and for example, the number of individuals in the warehouse can be always grasped.
RFIDタグ及びリーダライタ装置を用いた通信システムは、商品在庫や備品を管理する以外にも鉄道の改札システム、イベントの入場チケットの入場システム(例えば、特許文献1参照)等、様々な分野で運用されている。 Communication systems using RFID tags and reader / writer devices operate in various fields, such as railway ticket gate systems and event entrance ticket entrance systems (for example, see Patent Document 1) in addition to managing product inventory and equipment. Has been.
上記のような通信システムにおいて、RFIDタグは、ICチップに接続されたアンテナからリーダライタ装置に返信信号を含んだ電波を送信する。この電波はICチップの所定の周波数帯に応じた信号となり、リーダライタ装置は、指定された周波数帯以外の電波を認識できないという問題点があった。 In the communication system as described above, the RFID tag transmits a radio wave including a return signal from the antenna connected to the IC chip to the reader / writer device. This radio wave becomes a signal corresponding to a predetermined frequency band of the IC chip, and there is a problem that the reader / writer device cannot recognize a radio wave other than the designated frequency band.
また、アンテナの材質及びその他の外部要因により、当該電波の偏波成分が変化してしまうことがある。リーダライタ装置は、指定された偏波成分以外の電波を認識できないという問題点があった。 In addition, the polarization component of the radio wave may change depending on the material of the antenna and other external factors. The reader / writer device has a problem that it cannot recognize radio waves other than the designated polarization component.
また、上記のように通信システムが運用される分野は多岐にわたるため、様々な使用環境でも通信可能な通信システムが必要となってくる。
本発明は上記の問題点を同時に解決し、様々な使用環境・使用条件に適用できる通信システム、RFIDタグの製造方法及びRFIDタグを提供することを目的とする。
Moreover, since the communication system is operated in various fields as described above, a communication system that can communicate in various usage environments is required.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a communication system, an RFID tag manufacturing method, and an RFID tag that can solve the above problems at the same time and can be applied to various use environments and conditions.
上記目的を達成するために、RFIDタグを用いた通信システムが提供される。
この通信システムは、信号の送受信を行うタグ用アンテナと、所定の周波数帯がそれぞれ対応付けられて、前記タグ用アンテナがそれぞれ接続されて、前記タグ用アンテナを介して、前記周波数帯の第1信号を受信し、第2信号を送信する複数の半導体チップと、を備えるRFIDタグと、前記RFIDタグに対して前記第1信号及び前記第2信号の送受信を行うアンテナ部と、前記タグ用アンテナからの前記第2信号の所定の偏波成分を透過させて、前記アンテナ部に受信させるフィルタ部とを備えるリーダライタ装置と、を有する。
In order to achieve the above object, a communication system using an RFID tag is provided.
In this communication system , a tag antenna for transmitting and receiving signals is associated with a predetermined frequency band, the tag antenna is connected to each other, and the first of the frequency bands is connected via the tag antenna . receiving a signal, and a plurality of semiconductor chips for transmitting a second signal, the RFID tag comprising an antenna unit for transmitting and receiving the first signal and the second signal to the RFID tag, the tag antenna and prior SL is transmitted through a predetermined polarization component of the second signal from, having, a reader-writer device and a filter unit for receiving the antenna unit.
また、上記目的を達成するために所定の周波数帯の信号に応答するRFIDタグの製造方法が提供される。
このRFIDタグの製造方法は、基板フィルムを形成する工程と、前記基板フィルム上に、外周縁の一部に第1切り欠き部を有し、第1周波数帯に応答する第1半導体チップが前記第1切り欠き部を跨いで配置される第1アンテナ層を形成する工程と、前記第1アンテナ層を覆い、前記第1半導体チップが配置される領域に開口部を開口するように、前記基板フィルム上にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層上に、第2切り欠き部を外周縁の一部に有し、第2周波数帯に応答する第2半導体チップが前記第2切り欠き部を跨いで配置される第2アンテナ層を前記開口部が露出されるように形成する工程と、を有する。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing an RFID tag that responds to a signal in a predetermined frequency band is provided.
The RFID tag manufacturing method includes a step of forming a substrate film, and a first semiconductor chip that has a first notch on a part of the outer periphery on the substrate film and responds to a first frequency band. A step of forming a first antenna layer disposed across the first notch, and the substrate so as to cover the first antenna layer and open an opening in a region where the first semiconductor chip is disposed. A step of forming a resist layer on the film; and a second semiconductor chip having a second notch on a part of the outer periphery on the resist layer and responding to a second frequency band. Forming a second antenna layer disposed across the substrate so that the opening is exposed.
また、上記目的を達成するために所定の周波数帯の信号に応答するRFIDタグの製造方法が提供される。
このRFIDタグの製造方法は、基板フィルムを形成する工程と、前記基板フィルム上に、外周縁の一部に第1切り欠き部を有し、第1周波数帯に応答する第1半導体チップに接続される電極が前記第1切り欠き部を挟んだ領域にそれぞれ配置される第1アンテナ層を形成する工程と、前記基板フィルム上に前記第1アンテナ層を覆うようにレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層上に前記第1アンテナ層に重なるように、外周縁の一部に第2切り欠き部を有し、第2周波数帯に応答する第2半導体チップが前記第2切り欠き部を跨いで配置される第2アンテナ層を形成する工程と、を有する。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing an RFID tag that responds to a signal in a predetermined frequency band is provided.
The RFID tag manufacturing method includes a step of forming a substrate film and a first semiconductor chip that has a first notch at a part of the outer periphery on the substrate film and responds to a first frequency band. Forming a first antenna layer in which electrodes to be arranged are respectively disposed in regions sandwiching the first notch, and forming a resist layer so as to cover the first antenna layer on the substrate film; The second semiconductor chip responding to the second frequency band has the second notch so as to overlap the first antenna layer on the resist layer. Forming a second antenna layer disposed across the board.
様々な使用環境・使用条件の中、無線通信できる。 Wireless communication is possible in various usage environments and conditions.
以下、実施の形態について説明する。
図1は実施の形態における通信システムのハードウェア構成を説明するための図、図2は通信システムを構成するICチップのハードウェア構成を説明するための図、図3はリーダライタ装置を構成するフィルタ部のハードウェア構成を説明するための図である。
Hereinafter, embodiments will be described.
FIG. 1 is a diagram for explaining a hardware configuration of a communication system according to the embodiment, FIG. 2 is a diagram for explaining a hardware configuration of an IC chip constituting the communication system, and FIG. 3 is a reader / writer device. It is a figure for demonstrating the hardware constitutions of a filter part.
通信システム1は、RFIDタグ2と、RFIDタグ2と通信可能なリーダライタ装置3と、リーダライタ装置3と接続された通信処理装置4とを具備する。
RFIDタグ2は、アンテナ部21a,21bと、アンテナ部21a,21bにそれぞれ接続された2種のICチップ22a,22bと、を備える。
The communication system 1 includes an
The
アンテナ部21a,21bは、所定の周波数帯の電波を送受信するためのアンテナである。アンテナ部21a,21bは、他の通信装置から受信した電波に含まれる受信信号をICチップ22a,22bに出力する。また、アンテナ部21a,21bは、ICチップ22a,22bから取得した送信信号を含む電波を他の通信装置に送信する。
The
ICチップ22a,22bは、パッシブ型であって、アンテナ部21a,21bが受信する信号に含まれる情報(処理要求)に基づく演算処理を実行し、その処理結果をアンテナ部21a,21bを介して応答する。また、ICチップ22a,22bは、例えば、UHFの周波数帯の通信に関する国際標準規格ISO/IEC18000−6のタイプB又はタイプCにそれぞれ対応されている。
The
また、ICチップ22a,22bには、図2に示すように、アンテナ端22a1,22b1、記憶部22a2,22b2、電源制御部22a3,22b3、送信部22a4,22b4、受信部22a5,22b5及び制御部22a6,22b6を備える。
As shown in FIG. 2, the
アンテナ端22a1,22b1は、アンテナ部21a,21bとそれぞれ接続され、アンテナ部21a,21bから取得する電波に含まれる受信信号を電源制御部22a3,22b3及び受信部22a5,22b5にそれぞれ出力する。また、アンテナ端22a1,22b1は、送信部22a4,22b4から取得する送信信号をアンテナ部21a,21bに出力し、出力された送信信号を含む電波がアンテナ部21a,21bから他の通信装置に送信される。
The antenna ends 22a1 and 22b1 are connected to the
記憶部22a2,22b2は、制御部22a6,22b6の処理に必要なプログラムや他の通信装置から送信された送信信号の情報を格納するための不揮発性のメモリである。
電源制御部22a3,22b3は、アンテナ部21a,21bがリーダライタ装置3からの電波の受信電力によりICチップ22a,22bを駆動する電力を生成して、ICチップ22a,22bの各部に供給する。
The storage units 22a2 and 22b2 are non-volatile memories for storing programs necessary for the processing of the control units 22a6 and 22b6 and information on transmission signals transmitted from other communication devices.
The power supply control units 22a3 and 22b3 generate power for the
送信部22a4,22b4は、制御部22a6,22b6から取得する処理結果を変調及び所定の周波数帯の送信信号に周波数変換してアンテナ端22a1,22b1に出力する。 The transmission units 22a4 and 22b4 modulate and frequency-convert the processing results acquired from the control units 22a6 and 22b6 into transmission signals in a predetermined frequency band and output the result to the antenna ends 22a1 and 22b1.
受信部22a5,22b5は、アンテナ端22a1,22b1から取得する所定の周波数帯の受信信号を周波数変換及び復調して、受信信号に含まれる処理要求を抽出し、制御部22a6,22b6に出力する。 The receiving units 22a5 and 22b5 frequency-convert and demodulate received signals in a predetermined frequency band acquired from the antenna ends 22a1 and 22b1, extract processing requests included in the received signals, and output the processing requests to the control units 22a6 and 22b6.
制御部22a6,22b6は、受信部22a5,22b5から取得する処理要求に応じた処理を実行し、その結果を送信部22a4,22b4に出力する。
また、リーダライタ装置3は、図1に示すように、アンテナ部31aに接続されたアンテナ端31、送信部32、受信部33、記憶部34、制御部35及び通信インタフェース36を有する。なお、アンテナ部31aにはフィルタ部5がさらに設置されている。
The control units 22a6 and 22b6 execute processing corresponding to the processing request acquired from the receiving units 22a5 and 22b5, and output the result to the transmitting units 22a4 and 22b4.
Further, as shown in FIG. 1, the reader / writer device 3 includes an antenna end 31, a
アンテナ部31aは、上記アンテナ部21a,21bと同様に、所定の周波数帯の電波を送受信するためのアンテナである。アンテナ部31aは、RFIDタグ2から受信した電波に含まれる受信信号をアンテナ端31に出力する。また、アンテナ部31aは、アンテナ端31から取得する送信信号を含む電波をRFIDタグ2に送信する。
The
アンテナ端31は、アンテナ部31aに接続され、アンテナ部31aから取得する受信信号を受信部33に出力する。また、アンテナ端31は、送信部32から取得する送信信号をアンテナ部31aに出力し、出力された送信信号はアンテナ部31aからRFIDタグ2に送信される。
The antenna end 31 is connected to the
送信部32は、制御部35から取得する処理結果を変調及び所定の周波数帯の送信信号に周波数変換してアンテナ端31に出力する。
受信部33は、アンテナ端31から取得する所定の周波数帯の受信信号を周波数変換及び復調して、受信信号に含まれる処理要求を抽出し、制御部35に出力する。
The
The receiving
なお、受信部33は、アンテナ部31aを特定の偏波成分を有する電波のみを受信するように限定すると、偏波成分が異なるものは受信信号が得られず、RFIDタグ2の情報を正しく復調できない場合がある。このため、受信部33は受信する電波の特性値に幅を持たせて受信できるようにしている。例えば、受信部33は、周波数f1の電波に対して、−F1≦f1≦F1の範囲の周波数を受信できるようにしておく。
Note that if the receiving
記憶部34は、制御部35の処理に必要なプログラム等を格納するための不揮発性のメモリである。
制御部35は、受信部33及び後述する通信処理装置4による処理要求に応じた演算処理を行う。または、送信部32に出力する。なお、制御部35は、必要に応じて記憶部34にアクセスし、記憶部34に格納された情報を読み出す。
The
The
通信インタフェース36は、制御部35及び通信処理装置4にそれぞれ接続されている。通信インタフェース36は通信処理装置4からの処理要求の信号を制御部35に送信し、制御部35からの信号を通信処理装置4に送信する。
The
なお、リーダライタ装置3から、例えば、通信に関する国際標準規格ISO/IEC18000−6のタイプB及びタイプCにそれぞれ対応した送信信号を含む電波が送信される。または、通信に関する国際標準規格ISO/IEC18000−6のタイプB及びタイプCに対応する周波数の電波をそれぞれ送信する2台のリーダライタ装置3を用意するようにしても構わない。 Note that the reader / writer device 3 transmits radio waves including transmission signals respectively corresponding to type B and type C of the international standard ISO / IEC 18000-6 for communication. Alternatively, two reader / writer devices 3 for transmitting radio waves having frequencies corresponding to types B and C of the international standard ISO / IEC 18000-6 for communication may be prepared.
通信処理装置4は、リーダライタ装置3の通信インタフェース36に接続されている。通信処理装置4は、リーダライタ装置3からRFIDタグ2に送信信号を含む電波を送信させる。また、通信処理装置4は、RFIDタグ2から送信された、リーダライタ装置3が保持する受信信号を利用して、所定の演算処理を行う。また、通信処理装置4は、リーダライタ装置3に、次に説明するフィルタ部5のフィルタ5a,5bの切り替え時間間隔を設定させることもできる。
The
フィルタ部5は、特定の偏波成分の電波のみを通し、それ以外の電波を通さないようにして、RFIDタグ2からの電波の受信を制限する。具体的には、図3に示すように、フィルタ部5は、電波の透過成分の異なる2種類のフィルタ5a,5bと、これらのフィルタ5a,5bを所定の時間間隔で切り替えるフィルタ切替部5cと、を有する。例えば、各フィルタ5a,5bが透過できる周波数はf1,f2,(0<f1<f2≦F1)であって、各フィルタ5a,5bが所定の時間間隔で切り替わる。電波の透過成分の異なる複数のフィルタを利用することにより、透過させる電波を切り分けることが可能となる。
The
次に、このような構成を備える通信システム1の動作について説明する。
通信システム1では、通信処理装置4によりリーダライタ装置3からRFIDタグ2に対して、上記のタイプB又はタイプCのいずれかの周波数帯の送信信号を含む電波を送信させる。
Next, operation | movement of the communication system 1 provided with such a structure is demonstrated.
In the communication system 1, the
リーダライタ装置3から送信された送信信号の周波数帯に対応したRFIDタグ2のICチップ22a,22bのいずれかが動作する。すなわち、送信信号の周波数帯が、タイプBであればICチップ22aが、タイプCであればICチップ22bが、送信信号を受信して給電を開始する。そして、給電を開始したICチップ22a,22bのいずれかが所定の演算処理を行い、処理結果の返信信号を含む電波がアンテナ部21a,21bから送信される。
One of the
この時、アンテナ部21a,21bの材質及びその他の外部要因等により、アンテナ部21a,21bから送信される電波の偏波成分が変化する。
リーダライタ装置3では、電波の偏波成分を受信部33で受信できるように、フィルタ部5で制限する。具体的には、RFIDタグ2から送信された電波の偏波成分の違いによって、フィルタ5a,5bを所定の時間間隔で切り替えて、f1,f2の偏波成分に切り分け、受信する。
At this time, the polarization components of the radio waves transmitted from the
In the reader / writer device 3, the
受信部33は、既述の通り、異なる種類の偏波を受信できる。受信部33は、フィルタ部5にて切り分けられた偏波成分f1,f2を有する電波を復調して返信信号を取得する。返信信号に含まれる処理要求を抽出し制御部35に出力し、制御部35で所定の演算処理が行われる。
As described above, the receiving
このように、上記通信システム1では、RFIDタグ2に、所定の周波数帯ごとに対応したICチップ22a,22bを配置させている。読み取り環境や外部要因によってRFIDタグから送信される電波の偏波成分を変化させ、フィルタ5a,5bを使用することで、RFIDタグ2で変化した電波の偏波成分を切り分けて受信することが可能となり、RFIDタグ2とリーダライタ装置3とを確実に通信することが可能となり、それぞれの周波数帯に応じた通信が可能となる。
As described above, in the communication system 1, the IC tags 22 a and 22 b corresponding to the predetermined frequency bands are arranged on the
それでは、以下に2つのICチップ22a,22bを備えるRFIDタグ2の具体例について説明する。
(実施例1)
図4及び図5は通信システムを構成するRFIDタグを説明するための図である。なお、図4(A)はRFIDタグ2の平面図であり、図4(B)はRFIDタグ2のIC実装部2eの拡大図である。図4(C)、図5(A),(B)は図4(A)の一点鎖線A−A、図4(A)の一点鎖線B−B,C−Cにおけるそれぞれの断面図である。また、図4(B)では、ICチップ22a,22bの配置位置をそれぞれ二点鎖線で表している。
A specific example of the
Example 1
4 and 5 are diagrams for explaining the RFID tag constituting the communication system. 4A is a plan view of the
RFIDタグ2は、積層構造であって、フィルム層2a上に形成されたアンテナ層2bに、アンテナ層2bのアンテナ部21aの切り欠き部2d1を跨ぐようにICチップ22aが配置されている。また、フィルム層2a及びアンテナ層2b上に開口部2c1を有するレジスト層2cが形成されている。そして、レジスト層2c上にアンテナ層2dが形成されている。最上層のアンテナ層2dに、アンテナ層2dのアンテナ部21bの切り欠き部2b1を跨ぐようにICチップ22bが配置されている。
The
以下、RFIDタグ2の断面図、及びRFIDタグ2のIC実装部2eの断面図を参照しながら説明を続ける。
RFIDタグ2は、一点鎖線A−Aによる断面図に示すように、フィルム層2a、アンテナ層2b、レジスト層2c及びアンテナ層2dが、順に積層されている(図4(C))。
Hereinafter, description will be continued with reference to a cross-sectional view of the
As shown in the cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line AA, the
ICチップ22aは、一点鎖線B−Bによる断面図に示すように、順に積層されたフィルム層2a及びレジスト層2cにさらに形成されたアンテナ層2d上に、切り欠き部2d1を跨ぐように、バンプ電極221aを介して、接合されている(図5(A))。
The
ICチップ22bは、一点鎖線C−Cによる断面図に示すように、順に積層されたフィルム層2a、アンテナ層2b、レジスト層2c及びアンテナ層2dにおいて、開口部2c1内のアンテナ層2b上に、切り欠き部2b1を跨ぐように、バンプ電極221bを介して、接合されている(図5(B))。
As shown in the cross-sectional view by the alternate long and short dash line C-C, the
次にこのようなRFIDタグ2の製造方法について説明する。
図6及び図7は、複数のICチップが配置されたRFIDタグの製造方法を説明するための図である。なお、図6及び図7の(A)は平面図、(B)はRFIDタグ2のIC実装部2eの拡大平面図、(C)は(A)の一点鎖線A−Aによる断面図である。
Next, a method for manufacturing such an
6 and 7 are diagrams for explaining a method of manufacturing an RFID tag in which a plurality of IC chips are arranged. 6A and 6A are plan views, FIG. 6B is an enlarged plan view of the
まず、ベースとなる例えばPETフィルム、PENフィルム又はPIフィルムによりフィルム層2aを用意する。フィルム層2a上に接着剤を介して、例えば、銅又はアルミニウム箔を順に積層させる。銅又はアルミニウム箔を所定のアンテナ形状にエッチングして、切り欠き部2b1を備えたアンテナ層2bが形成される。なお、アンテナ層2bの切り欠き部2b1が形成された外周縁はアンテナ部21bとなる(図6)。
First, the
なお、アンテナ層2bの形成方法は上記の方法に限らず、次の方法でも構わない。例えば、銀及びアルミニウム等の導電性微小粒子と樹脂成分とを混ぜ合わせたペースト状のアンテナ部材を作製する。フィルム層2aに形成した所定の形状の印刷版を用いて、当該アンテナ部材をフィルム層2aにスキージにて印刷する。印刷されたアンテナ部材に熱処理を施して、硬化させることでアンテナ層2bが形成される。または、フィルム層2aにマスクを形成して銅又はアルミニウム等の金属粒子を用いたスパッタにより切り欠き部2b1が形成された同様のアンテナ層2bを形成することも可能である。
In addition, the formation method of the
次いで、フィルム層2a及びフィルム層2a上に形成されたアンテナ層2b上に、アンテナ層2bの切り欠き部2b1の領域を開口した開口部2c1を有するレジスト層2cを形成する。なお、図7(A),(B)ではレジスト層2cで覆われたアンテナ層2bの領域を二点鎖線で表している(図7)。
Next, on the
次いで、上記に説明したアンテナ層2bの形成方法のいずれかにより、レジスト層2c上に、切り欠き部2d1が一部に形成されたアンテナ層2dを形成する。但し、アンテナ層2dは、その一部がアンテナ層2bのアンテナ部21b以外と重なるように形成されている。また、アンテナ層2dの切り欠き部2d1が形成された外周縁はアンテナ部21aとなる。
Next, the
次いで、切り欠き部2d1及び開口部2c1内の切り欠き部2b1を跨ぐように(対向するように)アンテナ層2d,2bにICチップ22a,22bをそれぞれ接合する。
ICチップ22b,22aの接合方法としては、切り欠き部2d1,2b1に塗布した接着剤上にICチップ22a,22bをそれぞれ配置し、塗布した接着剤を熱硬化させてICチップ22a,22bが固定され、ICチップ22a,22bの電極(バンプ)とアンテナ層2d,2bが電気的に接合される。この時の接着剤は、アンテナ材料によって異方導電性接着剤又は絶縁性接着剤のどちらかを用いる(図4及び図5)。
Next, the
As a method of joining the IC chips 22b and 22a, the
別の配置方法としては、切り欠き部2d1,2b1に異方導電性フィルムを貼付する。貼付したフィルム上にICチップ22a,22bを配置して、熱処理によりフィルム内の樹脂成分を熱硬化させることによりICチップ22a,22bがそれぞれ固定され、ICチップ22a,22bの電極(バンプ)とアンテナ層2d,2bが電気的に接合される。
As another arrangement method, an anisotropic conductive film is stuck on the notches 2d1 and 2b1. The IC chips 22a and 22b are placed on the pasted film, and the resin components in the film are thermally cured by heat treatment to fix the
このようにして形成されたRFIDタグ2では、アンテナ部21a,21bがリーダライタ装置3からの送信信号をそれぞれ受信する。受信した送信信号は、バンプ電極221a,221bを介してICチップ22a,22bにそれぞれ入力される。入力された送信信号の周波数帯に対応するICチップ22a,22bのいずれかが動作を開始する。また、入力された送信信号に基づき、ICチップ22a,22bで演算処理が行われる。ICチップ22a,22bから処理結果の情報の返信信号がバンプ電極221a,221bを介して、アンテナ部21a,21bからリーダライタ装置3に送信される。
In the
ここで、アンテナ層2b,2dは絶縁性のレジストを挟み層構成されていることで、アンテナ層2bから送信される電波の偏波成分とアンテナ層2dから送信される電波の偏波成分とは異なった特性を有する。リーダライタ装置3のアンテナ部31aに設置したフィルタ部5により、所望の範囲の特性値の電波を選択して受信することができる。
Here, since the antenna layers 2b and 2d are configured by sandwiching an insulating resist, the polarization component of the radio wave transmitted from the
したがって、通信システム1では、使用環境・使用条件に応じて適切な周波数帯を選択でき、選択した周波数帯を利用して、RFIDタグ2とリーダライタ装置3とを確実に通信することが可能となる。
Therefore, in the communication system 1, an appropriate frequency band can be selected according to the use environment and use conditions, and the
なお、実施例1の図4では、平面視で、アンテナ層2b,2dの切り欠き部2b1,2d1が近接している場合について説明した。この場合の他に、アンテナ層2dは、開口部2c1を塞がなければレジスト層2c上に形成することができる。また、アンテナ層2b,2dの切り欠き部2b1,2d1についても、互いに重ならなければ、図4の位置に限らず、アンテナ層2b,2dの外周縁に形成することができる。
In addition, in FIG. 4 of Example 1, the case where the notch parts 2b1 and 2d1 of the antenna layers 2b and 2d are close to each other in a plan view has been described. In addition to this case, the
次に、RFIDタグの別の例について説明する。
(実施例2)
図8は通信システムを構成する別のRFIDタグを説明するための図である。なお、図8はRFIDタグ12の(A)は平面図、(B)はIC実装部12eの拡大断面図、(C)は(B)の一点鎖線D−Dの断面図である。また、図8(B)では、ICチップ22a,22bの設置位置をそれぞれ二点鎖線で表している。
Next, another example of the RFID tag will be described.
(Example 2)
FIG. 8 is a diagram for explaining another RFID tag constituting the communication system. 8A is a plan view of the
RFIDタグ12は、実施例1のRFIDタグ2の場合と同様に、積層構造である。具体的には、フィルム層12aと、フィルム層12a上に形成された、一部に切り欠き部12b1が形成されたアンテナ層12bと、フィルム層12a及びアンテナ層12b上に形成されたレジスト層12cと、レジスト層12c上に形成された、一部に切り欠き部12d1が形成されたアンテナ層12dとを有する(図8)。
The
また、ICチップ22aは、実施例1のRFIDタグ2の場合と同様に、バンプ電極221aを介して切り欠き部12d1を跨ぐようにアンテナ層12d上に接合されている。ICチップ22bは、アンテナ層12d上に配置されて、アンテナ層12d及びレジスト層12cを貫通するバンプ電極222bを介して、アンテナ層12bの切り欠き部12b1を挟んだ領域に電気的にそれぞれ接合されている(図8(C))。
Similarly to the case of the
次にこのようなRFIDタグ12の製造方法について説明する。
図9及び図10は、複数のICチップが配置された別のRFIDタグの製造方法を説明するための図である。なお、図9及び図10は平面図であって、図9及び図10中一点鎖線A−Aの断面図は、図6(C)及び図7(C)とそれぞれ同様である。
Next, a method for manufacturing such an
9 and 10 are diagrams for explaining another method of manufacturing an RFID tag in which a plurality of IC chips are arranged. 9 and 10 are plan views, and cross-sectional views taken along one-dot chain line AA in FIGS. 9 and 10 are the same as FIGS. 6C and 7C, respectively.
まず、ベースとなる例えばPETフィルム、PENフィルム又はPIフィルムによりフィルム層12aを用意する。フィルム層12a上に接着剤を介して、例えば、銅又はアルミニウム箔を順に積層させる。銅又はアルミニウム箔を、所定のアンテナ形状にエッチングして、切り欠き部12b1を備えたアンテナ層12bが形成される。なお、アンテナ層2bの切り欠き部2b1が形成された外周縁はアンテナ部21bとなる(図9)。
First, the
なお、アンテナ層12bの形成方法は、実施例1のアンテナ層2bの場合と同様に、上記の方法の他に、次の方法でも構わない。導電性微小粒子である、例えば、銀とアルミニウムと樹脂成分とを混ぜ合わせたペースト状のアンテナ部材を作製する。フィルム層12aに形成した所定の形状の印刷版を用いて、当該アンテナ部材をフィルム層12aにスキージにて印刷する。印刷したアンテナ部材に熱処理を施して、硬化させることで切り欠き部12b1が外周縁に形成されたアンテナ層12bが形成される。または、フィルム層12aにマスクを形成して銅又はアルミニウム等の金属粒子を用いたスパッタにより切り欠き部12b1が形成された同様のアンテナ層12bを形成することも可能である。
The method for forming the
次いで、アンテナ層12b及びアンテナ層12bが形成されたフィルム層12a上に、レジスト層12cを形成する(図10)。なお、図10では、アンテナ層12bの形成位置を二点鎖線で表している。
Next, a resist
次いで、アンテナ層12bの形成方法と同様に、レジスト層12c上に、アンテナ層12bに重なるように、一部に切り欠き部12d1が形成されたアンテナ層12dを形成する(図8(B))。
Next, similarly to the method for forming the
なお、バンプ電極222bを貫通させるため、導電性微小粒子と樹脂成分とを混ぜ合わせたぺースト状のアンテナ部材を用いて形成する。
次いで、ICチップ22b,22aを、切り欠き部12b1,12d1に対向するようにアンテナ層12b,12dにバンプ電極222b,221aを介してそれぞれ接合する。ICチップ22bの接合方法(バンプ電極222bとアンテナ層12aの接合方法)としては、例えば、アンテナ層12d上に図示しない絶縁膜を形成し、所定の領域に接着剤を塗布し、超音波実装により絶縁膜を巻き込みながら、アンテナ層12d及びレジスト層12cを貫通する孔を形成する。超音波実装とともに加熱することで接着剤を熱硬化させ、ICチップ22bを固定し、ICチップ22bの電極とアンテナ層12dを電気的に接合させる。なお、超音波実装とともに絶縁膜を巻き込みながら孔を形成することにより、絶縁膜で孔の内側のアンテナ層12d及びレジスト層12cが被覆される。このため、バンプ電極222bと、アンテナ層12d及びレジスト層12cとは絶縁性が保たれる。
In order to penetrate the
Next, the IC chips 22b and 22a are joined to the antenna layers 12b and 12d via the
また、ICチップ22aの接合方法としては、実施例1の場合と同様に、切り欠き部12d1に塗布した接着剤上にICチップ22aを配置し、塗布した接着剤を熱硬化させてICチップ22aを固定し、ICチップ22aの電極とアンテナ層12dを電気的に接合させる。この時の接着剤は、アンテナ材料によって異方導電性接着剤又は絶縁性接着剤のどちらかを選択する。または、切り欠き部12d1に異方導電性フィルムを貼付する。貼付したフィルム上にICチップ22aを配置して、熱処理によりフィルム内の樹脂成分を熱硬化させることによりICチップ22aを固定し、ICチップ22aの電極とアンテナ層12dを電気的に接合させる。
Further, as a method of joining the
このようにして形成されたRFIDタグ12では、アンテナ部21a,21bがリーダライタ装置3からの送信信号をそれぞれ受信する。受信した送信信号は、バンプ電極221a,222bを介してICチップ22a,22bにそれぞれ入力される。入力された送信信号の周波数帯に対応するICチップ22a,22bのいずれかが動作を開始する。また、入力された送信信号に基づき、ICチップ22a,22bで演算処理が行われる。ICチップ22a,22bから処理結果の情報の返信信号がバンプ電極221a,222bを介して、アンテナ部21a,21bからリーダライタ装置3に送信される。
In the
また、リーダライタ装置3のアンテナ部31aに設置したフィルタ部5により、RFIDタグ2からの返信信号を含む電波の特性値がばらついていても、所望の範囲の特性値の電波を受信することができる。
Further, even when the characteristic value of the radio wave including the reply signal from the
ここで、アンテナ層12b,12dは絶縁性のレジストを挟み層構成されていることで、アンテナ層12bから送信される電波の偏波成分とアンテナ層12dから送信される電波の偏波成分とは異なった特性を有する。リーダライタ装置3のアンテナ部31aに設置したフィルタ部5により、特定の偏波成分を有する電波を選択して受信することができる。
したがって、通信システム1では、使用環境・使用条件に応じて適切な周波数帯を選択でき、選択した周波数帯を利用して、RFIDタグ2とリーダライタ装置3とを確実に通信することが可能となる。また、実施例1と比較して、省スペース化を図ることができる。
Here, since the antenna layers 12b and 12d are configured by sandwiching an insulating resist, the polarization component of the radio wave transmitted from the
Therefore, in the communication system 1, an appropriate frequency band can be selected according to the usage environment and usage conditions, and the
なお、実施例2の図8では、平面視で、アンテナ層12d,12bが互いに重なり、切り欠き部12d1,12b1を同じ側の外周縁に形成した場合について説明した。この場合の他に、切り欠き部12d1,12b1は、互いに重ならない位置であれば、アンテナ層12d,12bの外周縁に形成することができる。 In FIG. 8 of the second embodiment, the case where the antenna layers 12d and 12b are overlapped with each other and the notches 12d1 and 12b1 are formed on the outer peripheral edge on the same side in the plan view has been described. In addition to this case, the notches 12d1 and 12b1 can be formed on the outer peripheral edges of the antenna layers 12d and 12b as long as they do not overlap each other.
1 通信システム
2,12 RFIDタグ
2a,12a フィルム層
2b,2d,12b,12d アンテナ層
2b1,2d1,12b1,12d1 切り欠き部
2c,12c レジスト層
2c1,12c1 開口部
2e,12e IC実装部
3 リーダライタ装置
4 通信処理装置
5 フィルタ部
5a,5b フィルタ
5c フィルタ切替部
21a,21b,31a アンテナ部
22a,22b ICチップ
22a1,22b1,31 アンテナ端
22a2,22b2 34 記憶部
22a3,22b3 電源制御部
22a4,22b4,32 送信部
22a5,22b5,33 受信部
22a6,22b6,35 制御部
36 通信インタフェース
221a,221b,222b バンプ電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記RFIDタグに対して前記第1信号及び前記第2信号の送受信を行うアンテナ部と、前記タグ用アンテナからの前記第2信号の所定の偏波成分を透過させて、前記アンテナ部に受信させるフィルタ部とを備えるリーダライタ装置と、
を有することを特徴とする通信システム。
A tag antenna for transmitting and receiving signals is associated with a predetermined frequency band, the tag antenna is connected to each other, and the first signal in the frequency band is received via the tag antenna . a RFID tag comprising a plurality of semiconductor chips for transmitting a second signal, and
Wherein the antenna portion with respect to the RFID tag for transmitting and receiving the first signal and the second signal, by transmitting a predetermined polarization component before Symbol second signal from the tag antenna, receiving the antenna portion and the reader-writer device and a filter portion which causes,
A communication system comprising:
基板フィルムを形成する工程と、
前記基板フィルム上に、外周縁の一部に第1切り欠き部を有し、第1周波数帯に応答する第1半導体チップが前記第1切り欠き部を跨いで配置される第1アンテナ層を形成する工程と、
前記第1アンテナ層を覆い、前記第1半導体チップが配置される領域に開口部を開口するように、前記基板フィルム上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層上に、第2切り欠き部を外周縁の一部に有し、第2周波数帯に応答する第2半導体チップが前記第2切り欠き部を跨いで配置される第2アンテナ層を前記開口部が露出されるように形成する工程と、
を有することを特徴とするRFIDタグの製造方法。 In a method of manufacturing an RFID tag that responds to a signal in a predetermined frequency band,
Forming a substrate film;
On the substrate film, a first antenna layer having a first cutout portion at a part of an outer peripheral edge and a first semiconductor chip that responds to a first frequency band is disposed across the first cutout portion. Forming, and
Forming a resist layer on the substrate film so as to cover the first antenna layer and open an opening in a region where the first semiconductor chip is disposed;
A second antenna layer having a second notch on a part of the outer periphery on the resist layer, and a second semiconductor chip that responds to a second frequency band is disposed across the second notch Forming the opening to be exposed;
The manufacturing method of the RFID tag characterized by having.
基板フィルムを形成する工程と、
前記基板フィルム上に、外周縁の一部に第1切り欠き部を有し、第1周波数帯に応答する第1半導体チップに接続される電極が前記第1切り欠き部を挟んだ領域にそれぞれ配置される第1アンテナ層を形成する工程と、
前記基板フィルム上に前記第1アンテナ層を覆うようにレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層上に前記第1アンテナ層に重なるように、外周縁の一部に第2切り欠き部を有し、第2周波数帯に応答する第2半導体チップが前記第2切り欠き部を跨いで配置される第2アンテナ層を形成する工程と、
を有することを特徴とするRFIDタグの製造方法。 In a method of manufacturing an RFID tag that responds to a signal in a predetermined frequency band,
Forming a substrate film;
An electrode connected to the first semiconductor chip that has a first notch on a part of the outer peripheral edge on the substrate film and responds to the first frequency band is located in a region sandwiching the first notch, respectively. Forming a first antenna layer to be disposed;
Forming a resist layer on the substrate film so as to cover the first antenna layer;
A second notch is formed in a part of the outer periphery so as to overlap the first antenna layer on the resist layer, and a second semiconductor chip responding to the second frequency band straddles the second notch Forming a second antenna layer disposed in
The manufacturing method of the RFID tag characterized by having.
基板フィルムと、
前記基板フィルム上に形成された、外周縁の一部に第1切り欠き部を有し、第1周波数帯に応答する第1半導体チップが前記第1切り欠き部を跨いで配置される第1アンテナ層と、
前記基板フィルム上に形成された、前記第1アンテナ層を覆い、前記第1半導体チップが形成される領域に開口部が開口されたレジスト層と、
前記レジスト層上に前記開口部が露出されるよう形成された、外周縁の一部に第2切り欠き部を有し、第2周波数帯に応答する第2半導体チップが前記第2切り欠き部を跨いで配置される第2アンテナ層と、
を有することを特徴とするRFIDタグ。 In an RFID tag that responds to a signal in a predetermined frequency band,
A substrate film;
A first semiconductor chip formed on the substrate film, having a first notch at a part of an outer peripheral edge and responsive to a first frequency band is disposed across the first notch. An antenna layer;
A resist layer formed on the substrate film, covering the first antenna layer and having an opening in an area where the first semiconductor chip is formed;
The second semiconductor chip responding to the second frequency band is formed on the resist layer so as to expose the opening, and the second semiconductor chip responding to the second frequency band has a second notch. A second antenna layer disposed across
An RFID tag comprising:
基板フィルムと、
前記基板フィルム上に形成された、外周縁の一部に第1切り欠き部を有し、第1周波数帯に応答する第1半導体チップに接続される電極が前記第1切り欠き部を挟んだ領域にそれぞれ配置される第1アンテナ層と、
前記第1アンテナ層を覆うように前記基板フィルム上に形成されたレジスト層と、
前記レジスト層上に前記第1アンテナ層に重なるように形成された、外周縁の一部に前記第1切り欠き部に重ならない第2切り欠き部を有し、第2周波数帯に応答する第2半導体チップが前記第2切り欠き部を跨いで配置される第2アンテナ層と、
を有することを特徴とするRFIDタグ。 In an RFID tag that responds to a signal in a predetermined frequency band,
A substrate film;
An electrode connected to the first semiconductor chip responding to the first frequency band sandwiches the first notch, having a first notch at a part of the outer periphery formed on the substrate film. A first antenna layer disposed in each region;
A resist layer formed on the substrate film so as to cover the first antenna layer;
A second notch that is formed on the resist layer so as to overlap the first antenna layer and does not overlap the first notch is formed at a part of the outer periphery, and is responsive to the second frequency band. A second antenna layer in which two semiconductor chips are disposed across the second notch,
An RFID tag comprising:
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