JP2000082912A - 確認素子 - Google Patents

確認素子

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JP2000082912A JP11169159A JP16915999A JP2000082912A JP 2000082912 A JP2000082912 A JP 2000082912A JP 11169159 A JP11169159 A JP 11169159A JP 16915999 A JP16915999 A JP 16915999A JP 2000082912 A JP2000082912 A JP 2000082912A
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track
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Richard Altwasser
リヒャルト・アルトヴァッサー
David Robson
デーヴィッド・ロブソン
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Esselte Meto International GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な価格で、信頼ある作動を行う確認素子
を提供する。 【解決手段】 確認素子（８）は集積回路（ＲＦＩＤト
ランスポンダ）（６）と、この集積回路に接続されたア
ンテナコイル（７）とを有する。アンテナコイル（７）
は下方の導電性トラック（１）と、上方の導電性トラッ
ク（２）とを有し、各トラックは複数の巻回体（３）を
有し、２つのトラックは誘電層（４）の両側に配置さ
れ、２つのトラックの相対位置は、これらトラックが１
つの選択された領域（５ａ又は５ｂ）又は２つの選択さ
れた領域（５ａ及び５ｂ）においてのみ重なるように選
定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は集積回路と、この集
積回路に接続されたアンテナコイルとを有する確認素子
(identification element)（ＲＦＩＤトランスポンダ）
に関する。
【０００２】
【従来の技術】商品市場部門で特に使用されるバーコー
ドと比べてのＲＦＩＤトランスポンダ(transponder) の
利点は情報の直接交換が可能なことであり、これは、情
報を伝達するために尋問装置(interrogating device)と
トランスポンダとの間の可視接触が不要であることを意
味する。更に、バーコードとは異なり、ＲＦＩＤトラン
スポンダは必要時にその情報内容を直接変化させること
が容易である。
【０００３】もちろん、ＲＦＩＤトランスポンダは、種
々多様の分野、特に、保障部門のみならず、商品の製造
分野、更には商品の処理及び取り扱いの分野での応用が
可能である。例として、人間及び動物の確認標識、特に
空港や郵便局での手荷物や小荷物の確認標識、及び生産
中の車両や立体駐車場での車両の確認標識がある。
【０００４】既知のＲＦＩＤトランスポンダの欠点は、
バーコードと比べて価格があまりにも高いことである。
これはまた、販売部門におけるＲＦＩＤトランスポンダ
の使用がフリンジエリアに制限されていた理由でもあ
る。特に、大量生産品をデパートや卸売店で販売する場
合に価格情報又は他のデータを提示するためにＲＦＩＤ
トランスポンダを使用することは、ＲＦＩＤトランスポ
ンダがＤＭ１０（１０ドイルマルク）程度の価格を有す
ることを考慮して、今まで注目されていなかった。当
然、使い捨て可能な確認標識としての使用を全く考慮し
ないことになる。
【０００５】ＲＦＩＤトランスポンダは受動又は能動素
子として構成される。ＲＦＩＤトランスポンダを能動素
子として使用した場合、集積回路を包囲するハウジング
は普通バッテリーの形をした付加的なエネルギ源をも収
容する。ＲＦＩＤトランスポンダは種々多様の周波数レ
ンジ、例えば、１２５ｋＨｚの低周波数レンジ、１３．
５６ＭＨｚの中間周波数レンジ又は典型的には２．４５
ＧＨｚの高周波数レンジで作動できる。本発明は好まし
くは中間周波数レンジで作動する受動トランスポンダに
関するが、これに限定されない。
【０００６】集積回路を備えたデータキャリはＥＰ０６
８２３２１Ａ２号特許明細書からも分かるように従来既
知である。データキャリヤはカード本体と、１個又は数
個の層でできた少なくとも１つのコイルに接点素子を介
して電気的に接続された集積回路とを有する。素子は組
合わさって、所定の共振周波数で作動する共振回路を形
成する。コイルの目的はエネルギを供給すること及び
（又は）集積回路と外部の装置との間でデータを交換す
ることである。回路及び接点素子はそれぞれ別個のモジ
ュールとして構成される。
【０００７】既知の形状のトランスポンダの製造コスト
は高過ぎるため、高級市場向けの製品への使用以外に適
さない。可撓性の基体に装着された共振回路に集積回路
を結合する方法及び対応するトランスポンダはＥＰ０８
２１４０６Ａ１号明細書に記載されている。共振回路は
可撓性の基体の両側に配置された２つの導電性のパター
ンを有する。共振回路はあるインダクタンス及びあるキ
ャパシタンスを有する。集積回路と共振回路との間の信
頼ある結合を保証するため、可撓性の基体上の結合領域
をクリーニングする。次いで、半導体分野で知られてい
るワイヤボンディングと呼ばれる技術により、集積回路
を共振回路に接続する。結合部が外部からの衝撃により
破壊するのを阻止するため、集積回路及び結合領域に保
護コーティングを施す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この既知の方法及び既
知のトランスポンダの欠点は、共振回路への集積回路の
結合に続いて、回路及び結合領域に保護コーティングを
施すことが絶対に必要であることを考慮すると、個々の
部品としてのコストが比較的高く、製造コストが比較的
高いことである。典型的には、トランスポンダはラベル
に組み込まれる。チップ領域におけるトランスポンダの
厚さが残りの領域におけるトランスポンダの厚さより実
質上大きいので、ラベルを印刷するために例えばサーマ
ルプリンタを使用する場合の主要な問題を生じさせる。
更に、共振回路を構成する導電性パターンはエッチング
により基体上に形成される。エッチングは比較的高価な
方法であり、更に、重大な環境汚染問題を生じさせる。
【０００９】本発明の目的は、安価な価格で、信頼ある
作動を行う確認素子を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段並びに作用効果】この目的
を達成するため、本発明の確認素子においては、アンテ
ナコイルが下方の導電性のトラックと、上方の導電性の
トラックとを有し、各トラックが複数の巻回体を有し、
これら２つのトラックが誘電層の両側に配置され、２つ
のトラックの相対位置は、これらトラックが１つ又は２
つの選択された領域においてのみ重なるように選定され
る。
【００１１】本発明のこの構成の利点は、２つのトラッ
クが多数の巻回体を有する結果、アンテナコイルのイン
ダクタンスが比較的高くなることである。特に、インダ
クタンスは、所定のスペース内の所定の尋問フィールド
で、出力電圧が集積回路を活動即ち作動させるのに十分
となるように、寸法決めすることができる。更に、実質
上内端及び（又は）外端でのみ２つのトラックを重ね合
わせることを含む特徴が、トラックの重なり領域により
大半のキャパシタンスが得られ、他の重なり領域（即
ち、トラックが交差する領域）により得られるキャパシ
タンスは無視できるほど小さいという効果を奏する。こ
のため、アンテナコイルの所定の励磁周波数で集積回路
を作動させるための一層高いインダクタンス、従って、
一層高い誘起電圧を得ることが可能となる。
【００１２】有利な態様として、トラックの２つの重な
り領域のうちの一方（好ましくは、トラックの外側重な
り領域）において電気的に相互接続されるようになった
２つのアンテナコイルを設ける。
【００１３】本発明の確認素子の更に有利な特徴では、
集積回路をカプセルで包まれていないチップとする。明
らかに、これは著しく経済的な解決策を提供する。確認
素子をラベルに組み込んだ場合、カプセルで包まれてい
ないトランスポンダがカプセルで包まれたトランスポン
ダよりも実質上薄いので、例えばサーマルプリンタによ
る印刷が実質上一層容易になる。
【００１４】好ましくは、導電性トラックは金属箔材料
からダイスタンピング加工により作られた部分である。
共振ラベルの極めて安価な製造方法はＥＰ０６５５７０
５Ａ１号明細書から分かるように従来既知である。同明
細書に開示された製造方法は本発明の特にアンテナコイ
ルの製造に適用できる。
【００１５】本発明の有利な態様によれば、誘電層とし
て誘電接着剤を使用する。この態様は上述のヨーロッパ
公開特許明細書にも記載されている。カプセルで包まれ
ていないチップで構成された集積回路の作動電圧は２ボ
ルト程度である。本発明の確認素子の有利な態様におい
ては、トラックが多数の巻回体を有し、その巻回体の数
はアンテナコイルのインダクタンス、従って、誘起電圧
に比例し、トラックの重なり領域の寸法は、アンテナコ
イルの出力電圧が所定のスペース内で所定の尋問フィー
ルドを有するボルト範囲となるように選定される。
【００１６】製造公差を補償するために、本発明の有利
な実施の形態に係る確認素子においては、選択された領
域（単数又は複数）に熱及び圧力を作用させることによ
り、所望の共振周波数となるように製造後のアンテナコ
イルを調整（チューニング）できる。好ましくは、調整
は、アンテナコイルが集積回路の作動に必要な共振周波
数を供給するような態様で、加熱可能なラムによりトラ
ックの重なり領域内の２つのトラック間の距離を調節す
ることによって、行われる。また、集積回路がアンテナ
コイルに結合されたときにこのような微調整を行うこと
も可能である。
【００１７】本発明の確認素子の好ましい実施の形態に
よれば、アンテナコイル及び集積回路は導電性の接着剤
を介して相互接続される。使用する接着剤は半導体製造
分野で周知の等方性又は異方性の接着剤である。これを
用いる方法は極めて安価な結合方法である。更に、この
方法は、カプセルで包まれていないチップ及びダイスタ
ンピング加工されたトラックから作られた上述のアンテ
ナコイルに容易に適用でき、特に適している。
【００１８】本発明の確認素子の有利な態様によれば、
アンテナコイルの２つの導電性トラックは実質上同じ寸
法を有し、導電性トラックは互いに反対方向に巻かれ
る。更に、好ましくは、２つのトラックのうちの少なく
とも一方のトラックの外側巻回体の端部及び内側巻回体
の端部はトラックの他の領域よりも大きな幅を有する。
上述のように、選択されたトラックの重なり領域はアン
テナコイルのこのような内側及び（又は）外側端部に位
置する。これらの領域が残りのトラック領域よりも大き
な幅を有するので、キャパシタンスの集中が対応するト
ラックの重なり領域内で生じる。重なり領域の近傍にお
いて、チップ即ち集積回路はアンテナコイルに接続され
る。集中した全キャパシタンスは複数の個々のキャパシ
タンスの合計として得られる全キャパシタンスよりも実
質上一層好ましい。その理由は、チップの近傍の所望の
地点において、全キャパシタンス、従って、集積回路を
作動させるエネルギを容易に集めることができるからで
ある。
【００１９】本発明の確認素子の有利な実施の形態によ
れば、トランスポンダ即ちチップは確認素子の対称軸の
領域において２つのトラックの２つの内側巻回体間に位
置する。この構成は、後述する確認素子の更なる特徴に
関連して特に有利である。この更なる特徴によれば、チ
ップが位置する領域の外側で、２つの導電性トラック間
に誘電箔の２つのウエブを設ける。この箔は２つの導電
性トラックの相対距離を増大させ、アンテナコイルを不
作動にさせるような短絡が２つの導電性トラックの重な
り領域内で発生するのを阻止する。好ましくは、誘電箔
はポリエステルで作る。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１はアンテナコイル７の下方の
導電性トラック１の上平面図である。下方のトラック１
はほぼ３つの巻回体３を有するが、図２の上平面図から
明らかなように、上方のトラック２はほぼ３つの巻回体
３を有する。比較的多数の巻回体は高インダクタンスを
生じさせ、最終的に、集積回路６を活動させるための十
分高い誘起電流を提供する。２つのトラック１、２は互
いに反対方向に巻かれている。図３は２つの導電性トラ
ック１、２を有する完成した確認素子８を示す。
【００２１】下方のトラック１の内端５ａ及び外端５
ｂ、並びに、上方のトラック２の外端５ｂはトラック
１、２の残りの部分よりも大きな幅を有する。好ましく
は、２つのトラック１、２は金属箔（特に、アルミニウ
ム箔）からダイスタンピング加工により作る。もちろ
ん、箔は銅の如き他の導電性材料から作ることができ
る。
【００２２】アンテナコイル７を得るために、２つのト
ラック１、２間に誘電層４を配置する。２つのトラック
１、２の相対位置は、これらのトラックが実質上選択さ
れた領域５ａ、５ｂにおいてのみ重なるように選定され
る。好ましい実施の形態によれば、トラック１、２は外
側の巻回体３の重なり領域５ｂにおいて電気的に相互接
続される。最も簡単な場合、トラックの重なり領域５ｂ
において２つのトラックを貫通する穴をポンチング加工
することにより、トラック間の結合を行う。ただし、他
の結合方法も適用できる。
【００２３】好ましくは、２つのトラック１、２間に配
置された誘電層４は誘電性のホットメルト接着剤であ
る。誘電層４は２つのトラック１、２を電気的に絶縁す
る。２つのトラック１、２が片寄って配置されているた
め、トラックの重なり領域５ａ、５ｂにより大半のキャ
パシタンスが得られ、２つのトラック１、２が交差する
領域である他の重なり領域１０により得られるキャパシ
タンスは全体のキャパシタンスに対して無視できるほど
小さい。このような構成のため、キャパシタンス（従っ
て、アンテナコイルのエネルギ）は必要な地点（即ち、
チップのごく近傍）に集中する。
【００２４】好ましくはカプセルで包まれていないチッ
プ６で構成される集積回路６は、アンテナコイル７の中
心線１１のごく近傍で、下方のトラック１の端領域と上
方のトラック２の端領域との間に位置する。
【００２５】好ましくは、チップ６とトラック１、２と
の結合は、導電性接着剤を用いて、フリップ・チップボ
ンディングとして参照される方法により行われる。もち
ろん、半導体製造分野で既知の他の結合方法を本発明に
関連して適用できることは言うまでもない。
【００２６】アンテナコイル７及びこれを備えた確認素
子８を不作動にするような短絡が重なり領域１０で発生
するのを阻止するため、少なくともこのような領域１０
において、付加的な誘電箔９又は他の付加的な誘電層を
設ける。
【００２７】図４は本発明の確認素子８の他の実施の形
態を示す。先の図面に示す確認素子８と異なる点は、デ
ザインのみである。
【図面の簡単な説明】
【図１】下方の導電性トラックの上平面図である。
【図２】上方の導電性トラックの上平面図である。
【図３】本発明の確認素子の形状を示す上平面図であ
る。
【図４】本発明の確認素子の別の形状を示す上平面図で
ある。
【符号の説明】
１ 下方の導電性トラック ２ 上方の導電性トラック ３ 巻回体 ４ 誘電層 ５ａ トラック重なり領域（内端） ５ｂ トラック重なり領域（外端） ６ 集積回路 ７ アンテナコイル ８ 確認素子 ９ 誘電箔 １１ 中心線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デーヴィッド・ロブソン イギリス国イースト・サセックス ティー エヌ６・２エイチピー，クロウボロ，オズ ボーン・ヒル，タンブラーフ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 集積回路と、同集積回路に接続されたア
    ンテナコイルとを有する確認素子において、 上記アンテナコイル（７）が下方の導電性のトラック
    （１）と、上方の導電性のトラック（２）とを有し、上
    記各トラック（１、２）が複数の巻回体（３）を有し、
    誘電層（４）が当該２つのトラック（１、２）間に配置
    され、該２つのトラック（１、２）の相対位置は、同ト
    ラックが実質上１つの選択された領域（５ａ又は５ｂ）
    又は２つの選択された領域（５ａ及び５ｂ）においての
    み重なるように選定されていることを特徴とする確認素
    子。
  2. 【請求項２】 上記集積回路がカプセルで包まれていな
    いチップ（６）を有することを特徴とする請求項１に記
    載の確認素子。
  3. 【請求項３】 上記アンテナコイル（７）及び上記集積
    回路（６）が導電性の接着剤により相互接続されている
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の確認素子。
  4. 【請求項４】 上記導電性のトラック（１、２）が金属
    箔材料からダイスタンピング加工により形成された部品
    であることを特徴とする請求項１に記載の確認素子。
  5. 【請求項５】 上記誘電層（４）が誘電接着剤で形成さ
    れることを特徴とする請求項１に記載の確認素子。
  6. 【請求項６】 上記アンテナコイル（７）のインダクタ
    ンスを決定する上記トラック（１、２）の巻回体（３）
    の数、及び、当該トラック（１、２）が重なる上記領域
    （５ａ、５ｂ）の寸法は、当該アンテナコイル（７）の
    出力電圧が所定のスペース内で所定の尋問フィールドを
    有するボルト範囲となるように選定されていることを特
    徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の確認素
    子。
  7. 【請求項７】 製造後に、上記選択された領域（５ａ又
    は５ｂ）又は選択された領域（５ａ及び５ｂ）に熱及び
    圧力を加えることにより、上記アンテナコイル（７）を
    所望の共振周波数に調整できることを特徴とする請求項
    １又は６に記載の確認素子。
  8. 【請求項８】 上記アンテナコイル（７）の上記２つの
    導電性のトラック（１、２）が実質上同じ寸法を有し、
    当該トラック（１、２）が互いに反対方向に巻かれてい
    ることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載
    の確認素子。
  9. 【請求項９】 上記２つのトラック（１、２）のうちの
    少なくとも一方のトラックの外側巻回体（３）の端部
    （５ｂ）及び内側巻回体（３）の端部（５ａ）が対応す
    る同トラック（１；２）の他の領域よりも大きな幅を有
    することを特徴とする請求項１又は７に記載の確認素
    子。
  10. 【請求項１０】 上記２つのトラック（１、２）が２つ
    の外側巻回体（３）の端部（５ｂ）で電気的に相互接続
    されていることを特徴とする請求項１又は９に記載の確
    認素子。
  11. 【請求項１１】 上記チップ（６）即ちトランスポンダ
    （６）が確認素子（８）の中心線（１１）の領域におい
    て上記２つのトラック（１、２）の２つの内側巻回体
    （３）間に位置することを特徴とする請求項２又は１０
    に記載の確認素子。
  12. 【請求項１２】 上記２つのトラック（１、２）の間
    で、かつ、上記チップ（６）が位置する領域の外側に、
    付加的な誘電層（９）を設けたことを特徴とする請求項
    １ないし１１のいずれかに記載の確認素子。
  13. 【請求項１３】 上記誘電層がポリエステルで作った誘
    電箔の２つのウエブ（９）を有することを特徴とする請
    求項１２に記載の確認素子。
  14. 【請求項１４】 集積回路を備えた確認素子に使用する
    アンテナコイル（７）において、 下方の導電性のトラック（１）と、上方の導電性のトラ
    ック（２）とを有し；上記各トラック（１、２）が複数
    の巻回体（３）を有し、当該２つのトラック（１、２）
    間に誘電層（４）を配置し、該２つのトラック（１、
    ２）の相対位置は、該トラックが実質上１つの選択され
    た領域（５ａ又は５ｂ）又は２つの選択された領域（５
    ａ及び５ｂ）においてのみ重なるように選定されている
    ことを特徴とするアンテナコイル。
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