JP2002525726A - 静電無線周波数識別タグ装置とこれに関連する方法 - Google Patents

静電無線周波数識別タグ装置とこれに関連する方法

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Abstract

(57)【要約】 ＲＦＩＤタグ（１００）は、内面と外面とを有する基板部材（１１０）を含む。基板部材の内面の上には、第１アンテナ素子（１１２）と第２アンテナ素子（１１４）とが配置される。第１および第２アンテナ素子は、互いに電気的に分離されて、集積回路（１１６）上の２つの別個のパッドに結合される。接着剤（１１８）は、基板の内面，第１および第２アンテナ素子および集積回路に塗布されて、タグを固定する。さらに、タグは、インタポーザ（６００）を使用して、集積回路（１１６）をタグ（１１０）とアンテナ素子（１１２，１１４）とに付着できる。インタポーザ（６００）は、基板（６０２）と、互いに電気的に分離され、集積回路（１１６）上の接続パッドと電気的に接続される第１および第２接続パッド（６０２，６０４）とを有する。インタポーザ（６００）は、集積回路（１１６）をアンテナ素子（１１２，１１４）に首尾よく結合させるのに必要な精密度を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
（関連出願の相互参照） 本出願は、Remotely Powered Electronic Tag and Associated Exciter/Reade
r and Related Method”と題され、Ted Geiszlerらによる１９９５年１０月１１
日に出願され、共同で譲渡された先行する米国特許出願番号第０８／５４０，８
１３号、弁理士ドケット番号（attorney docket number）ＩＮＤ００７０１の一
部継続出願であり、この先行出願の開示は、全く同一の語句により、かつ本明細
書に十分かつ完全に記載されたと同一の効果を有して、ここに参考資料として包
含される。
【０００１】 また、本出願は、“Radio Frequency Identification Tag System Using Tags
Arranged for Coupling to Ground”と題され、Victor Allen Vegaらにより１
９９８年２月２７日に出願され、共同で譲渡された先行する米国特許出願番号第
０９／０３１，８４８号、弁理士ドケット番号ＩＮＤ１０１５３の一部継続出願
であり、この先行出願の開示は、全く同一の語句により、また本明細書に十分か
つ完全に記載されたと同一の効果を有するように、ここに参考資料として包含さ
れる。
【０００２】 また、本出願は、“Radio Frequency Identification Tag Arranged for Magn
etically Storing Tag State Information”と題され、Victor Allen Vegaらに
より１９９８年３月１２日に出願され、共同で譲渡された先行する米国特許出願
番号第０９／０４１，４８０号、弁理士ドケット番号ＩＮＤ１０１４６の一部継
続出願であり、この先行出願の開示は、全く同一の語句により、また本明細書に
十分かつ完全に記載されたと同一の効果を有するように、ここに参考資料として
包含される。
【０００３】 また、本出願は、“Radio Frequency Identification Tag with a Programmab
le Circuit State”と題され、Victor Allen Vegaらにより１９９８年３月２０
日に出願され、共同で譲渡された先行する米国特許出願番号第０９／０４５，３
５７号、弁理士ドケット番号ＩＮＤ１０１７４の一部継続出願であり、この先行
出願の開示は、全く同一の語句により、また本明細書に十分かつ完全に記載され
たと同一の効果を有するように、ここに参考資料として包含される。
【０００４】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般に、静電無線周波数識別タグの装置と方法に関し、詳しくは、
平坦薄型で柔軟性のある印刷可能な静電無線周波数識別タグとそれに関わる方法
に関する。
【０００５】 （従来の技術） 遠隔で電源投入される電子装置とそれに関わるシステムは周知である。例えば
、Proximity Detecting Apparatusと題され、Geiszlerらに付与された米国特許
第５，００９，２２７号は、遠隔で電源投入される装置を開示し、これは、電磁
結合を使用して、遠隔の電源から電力を引き出し、ついで、電磁結合と静電結合
の両方を用いて、格納されたデータを、遠隔電源とともに配置されることが多い
受信機に送信する。このような遠隔で電源投入される通信装置を通常、無線周波
数識別（「ＲＦＩＤ」）タグという。
【０００６】 初期のＲＦＩＤタグとシステムは主に電磁結合を用いて、遠隔の装置に電源
を投入し、この遠隔の装置を既存システムおよび受信機システムと結合する。励
磁器システムは、装置に電源を投入するのに用いられる電磁励磁信号を発生し、
この装置に格納情報を含む信号を送信させる。受信機は、遠隔装置から発生され
る信号を受信する。
【０００７】 既知の電磁結合機構は、励磁システムの一部としての発振器、および励磁シス
テムと遠隔タグ双方の上にあるコイル・アンテナを含み、遠隔タグは、電子回路
を含む識別装置を使用する。例えば、初期のシステムでは、励磁回路は、コイル
・アンテナと接続され、この励磁回路は、電子回路を含むタグの上に取り付けら
れたコイル・アンテナによって捕捉される励磁信号を放射する。励磁信号は回路
を付勢し、ついで情報搬送信号を発生し、この信号は、電磁結合または静電結合
を用いて、受信機に送信される。
【０００８】 遠隔装置と、励磁器または受信機との間で電磁結合を使用することの１つの問
題は、コイル・アンテナを用いる遠隔装置の製造に関わる複雑性である。一般的
なコイル・アンテナのらせん配置は、遠隔装置の製造をより困難なものにし、同
時に費用と大きさも増大させる。コイル・アンテナは、効率的な性能を得るのに
厳格な公差を必要とする。さらに、通常のコイル・アンテナは、特に、コイルを
包含する平坦なタグまたは遠隔装置を作製する機能に影響を与える好ましくない
熱圧縮特性を有する。
【０００９】 ＲＦＩＤタグとその関連システムは、数多くの用途を有する。例えば、ＲＦＩ
Ｄタグは、秘匿対策のとられた建物または区域を保護する自動ゲート見張り（ga
te sentry）用途における個人の識別によく用いられる。これらのタグは、入退
管理カードの形態をとることが多い。ＲＦＩＤタグ上に格納される情報は、秘匿
対策のとられた建物または区域に立ち入ることを希望する人間を識別する。旧式
の自動ゲート見張り用途では、建物に立ち入る人間は、システムが識別タグから
の情報を読取るために、読取り機に識別タグを挿入する必要がある。新式のＲＦ
ＩＤタグ・システムは、無線周波によるデータ送信技術を用いて、ＲＦＩＤタグ
を近距離で読取れるようにし、これにより、読取り機に識別タグを挿入する必要
を排除する。最も一般的には、利用者は、基地局の近傍にＲＦＩＤタグを単に保
持または配置し、基地局は、建物または区域を警護するセキュリティ・システム
と結合される。基地局は、励磁信号をＲＦＩＤタグに送信し、この信号は、ＲＦ
ＩＤタグに含まれる回路に電源を投入する。この回路は、励磁信号に応答して、
格納された情報を無線周波タグから基地局に通信し、基地局はこの情報を受信し
て復号する。読取られる情報は、立ち入りが妥当であるかを判断するために、セ
キュリティ・システムによって用いられる。また、ＲＦＩＤタグは、予め定めら
れた方法で適切に変調された励磁信号によって、遠隔で書き込むことができる。
【００１０】 個人の入退管理のための一般的な用途のほかに、ＲＦＩＤタグは、電子動物識
別，手荷物追跡，小包追跡，在庫管理用途，資産の識別と追跡，および物品の識
別に関わる他の用途でも役立つかもしれない。これらの用途は、格納された情報
を、タグから、タグの近傍にある励磁器／読取り機システムに送信する段階を伴
う。また、これらの用途は、タグに情報を書き込む段階を伴う。これらの用途の
ためのＲＦＩＤタグは、長期的使用のために耐久的なものにするか、または一時
的使用のために使い捨てにする必要があるかもしれない。
【００１１】 個人および物品を識別するための用途では、バーコードがほぼ全般的に採用さ
れる。バーコードの生成は極めて高い費用がかかる。しかしながら、バーコード
とバーコード読取り機に関わる１つの問題は、バーコードを読取るためには、バ
ーコードを、バーコード読取り機と正確に位置合せしなければならないことであ
る。バーコードに関わるもう１つの問題は、バーコードは、例えば、湿気暴露、
または使用による磨耗や引裂きによる損傷の結果、読取れなくなるおそれがある
ことである。ＲＦＩＤタグは、バーコードの欠点の幾つかに対処する。
【００１２】 無線周波の送信を介して、格納情報を送信する必要性のほかに、ＲＦＩＤタグ
は、印刷された情報，ロゴ，写真またはその他の印刷データまたはグラフィック
・データを含めて、個人を認知できる標示（indicia）を有することが望ましい
ことが多い。多くの用途では、この印刷された標示は、１つの用途のためにカス
タマイズしなければならず、ＲＦＩＤタグ上に直接標示を印刷するか、またはそ
の他の方法によって配置する必要がある。このために、ＲＦＩＤタグは、ダイ昇
華型（die sublimation printing），インクジェット印刷およびフレキソ印刷を
含む既存の印刷技術に適合するように超薄型かつ平坦で柔軟性のあるものにする
必要がある。コイルを組み込む先行技術のＲＦＩＤタグは、それに関わる費用は
言うまでも無く、平坦かつ薄型で柔軟性を備えるための機能が制限される。これ
は、特にコイル・アンテナ近傍の領域に印刷する機能を制限してきた。
【００１３】 したがって、薄型で平坦で柔軟性を備えた印刷可能ＲＦＩＤタグに対する必要
性が存在する。
【００１４】 （好適な実施例の説明） 簡単に言えば、ＲＦＩＤタグは、内面と外面とを有する基板部材を含む。基板
部材の内面の上には、第１アンテナ素子と第２アンテナ素子とが配置される。第
１と第２アンテナ素子は、互いに電気的に分離されて、集積回路上にある２つの
別個のパッドと結合される。この集積回路は、第１および第２アンテナ素子によ
り、集積回路上のパッドと無線により結合された静電電圧に応答して、集積回路
上の電子部材のために電源電圧を発生する電源回路を含む。１つの実施例では、
接着剤が、基板の内面の少なくとも一部分，第１と第２アンテナ素子および集積
回路に塗布されて、タグを人間または物品に固定する。別の実施例では、被覆層
が、基板部材の内面に固定されて、集積回路を被覆する。本明細書では、多岐に
渡る非導電材料が基板に用いられる。また、多岐に渡る導電材料が、第１および
第２アンテナ素子に用いられる。ＲＦＩＤタグは、情報によってプログラミング
され、テキスト，グラフィックまたは写真などの標示を印刷されるのが望ましい
。ＲＦＩＤタグは、個人または物品を識別する用途が無数にある。
【００１５】 図１は、本発明によるＲＦＩＤタグ１００の実施例の裏面を示す。タグ１００
は、基板１１０，第１アンテナ素子１１２，第２アンテナ素子１１４および集積
回路１１６を有する。基板１１０は、タグ１００の部材を保持するためのベース
を設ける。基板１１０の裏面１００に形成されるのが、第１アンテナ素子１１２
と第２アンテナ素子１１４である。第１および第２アンテナ素子１１２，１１４
は、互いに電気的に分離される。集積回路１１６は、タグ１００に関連する電子
部材を含み、集積回路１１６上のパッド（図示されず）を介して、第１アンテナ
素子１１２および第２アンテナ素子１１４と結合される。接着剤が、基板１１０
の裏面１０９およびアンテナ素子１１２，１１４の上にあって、タグ１００を別
の表面または物品（図示されず）に付着する。
【００１６】 図２は、ＲＦＩＤタグ１００の前面を示す。タグ１００の前面１１１は、基板
１１０の前面１１１によって形成される。基板１１０の前面１１１は標示１２０
を有し、これは印刷されたテキスト，写真，グラフィックまたは他の認知しうる
標示を含むことが望ましい。
【００１７】 図３は、図１の線３-３に沿って切断されたタグ１００の断面図である。図３
を見ると最も良く分かるように、第１および第２アンテナ素子１１２，１１４は
、基板部材１１０の上に配置される。集積回路１１６は、第１アンテナ素子１１
２および第２アンテナ素子１１４と結合される。接着剤１１８は、集積回路１１
６の表面，第１および第２アンテナ素子１１２の表面および基板１１０を含めて
、タグ上で利用可能な表面または露出された表面に載せられる。接着剤１１８は
、図３では連続層として示されるが、接着剤の滴，膜またはその他の形態でも適
切に代用できる。図１から図３に示されるタグ１００は一般に、矩形構成を有す
る。しかしながら、タグ１００の形状および構成は、用途に応じて変化する。ま
た、タグ１００の厚みは変化し、基板１１０，第１および第２アンテナ素子１１
２，１１４および集積回路１１６の厚みによってのみ制限される。
【００１８】 基板１１０は、タグ１００のベースを設ける。基板１１０は、非導電部材から
なる。基板１１０に適する材料は紙，アセテート，ポリエステル，ポリエチレン
，ポリプロピレン，炭酸カルシウム入りポリプロピレン，ポリ塩化ビニル，アク
リロニトリル-ブタジエン-スチレン（ＡＢＳ）またはプラスチックを含む。基板
１１０の材料の選択は、用途に応じて変化する。例えば、タグ１００が使い捨て
である用途の場合には、基板１００は紙であることが望ましい。タグ１００が、
例えば、入退管理カードのように、耐久性を持ち、再利用可能な用途の場合には
、基板１１０は、プラスチック，ポリ塩化ビニルまたはポリエステルであること
が望ましい。
【００１９】 或いは、基板１１０は、巻き取り式の材料（a web of material）から形成さ
れるか、または材料の離散的部分から形成される。基板１１０に用いられる材料
の好適な形態は、タグ１００の用途、およびタグ１００を製造するのに用いられ
る方法に応じて変化する。例えば、ウェブ印刷（web printing）プロセスを用い
て、タグ１００を製造するには、基板１１０は、巻き取り形状の紙またはその他
の材料から形成されることが望ましい。或いは、例えば、基板１１０は、扇形に
褶曲された（fan-folded web of）の紙またはその他の材料から形成される。
【００２０】 第１および第２アンテナ素子１１２，１１４は、多くの適切な導電材料から形
成される。アンテナ素子１１２，１１４の導電性は、性能の劣化がほとんどない
形で、大幅に変化し得る。例えば、１平方当り０オームから５００Ｋオームの導
電性を有するアンテナ素子１１２，１１４は、読取り専用の用途に対して動作可
能である。０から１００オームの導電性を有するアンテナ素子１１２，１１４は
、読取り／書き込み用途のために動作可能である。アンテナ素子１１２，１１４
に適する材料は、導電インク，ワイヤまたは導電金属材料を含む。さらに詳しく
は、アンテナ素子１１２，１１４に適する材料は、銅，グラファイト，金属化ポ
リエステル，アルミニウム，銀インク（silver ink）およびカーボン・インクを
含む。アンテナ素子１１２，１１４は、印刷，貼り合わせ，接着剤による固定お
よび堆積を含む任意の適切な方法を用いて、基板１１０の上に配置される。アン
テナ素子１１２，１１４の形状は限定されないが、最適な性能を得るには、アン
テナ素子１１２，１１４は、基板１１０上で利用可能な表面積の実質的すべてを
占有する。アンテナ素子１１２，１１４のインピーダンス特性は、選択した材料
の種類によって、また選択した材料の寸法および密度によって変化することが望
ましい。例えば、導電インクが、アンテナ素子１１２，１１４のために用いられ
る場合には、導電インクを複数回塗布すると、インピーダンス特性が変化する。
電磁結合に依存した先行技術のＲＦＩＤタグと異なり、アンテナ素子１１２，１
１４はコイルではない。
【００２１】 集積回路１１６は、ＲＦＩＤタグに電源を投入し、かつ静電励磁信号の受信に
応答して、格納された信号または情報を送出するための回路を収容する。一部の
用途の場合、集積回路１１６は、静電励磁信号に応答して、新しい情報をタグに
書き込むために回路を含む。集積回路１１６の機能は、図１２から１３に関して
以下に詳しく説明する。
【００２２】 接着剤１１８は、タグ１００を物品または表面に固定するのに用いられる。接
着剤１１８として適切な材料は、非導電接着剤と導電接着剤とを含む。接着剤１
１８は、非導電転写接着（non-conductive transfer adhesive）フィルムである
ことが望ましい。接着剤１１８は、タグの利用可能な表面積全体と、関連する部
材を被覆すること、またはタグのある一定の部分のみを被覆することを含めて、
任意の方法で、タグ１００の上に塗布される。しかしながら、等方性接着剤（全
方向が導電性）が用いられる場合には、接着剤は、第１および第２アンテナ素子
１１２,１１４の間に導電路を設けないような方法で、塗布しなければならない
。
【００２３】 集積回路１１６は、集積回路１１６と、アンテナ１１２,１１４との電気接続
を可能にする任意の適切な方法により、第１アンテナ１１２と第２アンテナ１１
４とに結合されるが、アンテナ１１２,１１４を互いに分離する。集積回路１１
６をアンテナ１１２,１１４と結合する好適な方法は、図３に示されるように、
「Ｚ」方向に導電する導電性異方性接着剤である。或いは、第１アンテナ１１２
を結合するのに用いられる等方性接着剤が、第２アンテナ１１４を結合するのに
用いられる等方性接着剤と分離されるのであれば、等方性接着剤が使用される。
集積回路１１６をアンテナ１１２，１１４と結合するための別の方法は、両面導
電性粘着テープを用いる。好適な異方性接着テープは、ミネソタ州ミネアポリス
の３M Corporationにより販売される型式番号９７０３である。好適な等方性接
着テープは、カリフォルニア州Rancho DominquezのAblestikにより販売される型
式番号３３５―１である。もう１つの選択肢としては、集積回路１１６を付着す
る前に、異方性接着剤が、アンテナ素子１１２，１１４の全体または選択された
部分と、基板１１０の裏面とに塗布される。そのため、異方性接着剤は、（１）
集積回路１１６をアンテナ素子１１２，１１４と結合することと、（２）タグ１
００を物品または人間に付着するという二重の働きをする（接着剤１１８の機能
）。
【００２４】 図４は、本発明による無線周波タグ２００に関する別の実施例の断面図を示す
。タグ２００の前面図と裏面図は、無論、タグ上の標示が異なる点を除いて、図
２に示されるタグ１００の前面図と類似する。この断面図は、図１の線３-３に
相当する線に沿って切断されたものである。タグ２００は、被覆層２０２が、集
積回路１１６，第１および第２アンテナ素子１１２，１１４および基板１１０の
裏面１０９を被覆するのに用いられることを除いて、タグ１００と類似する。被
覆層２０２は、基板１１０と同じ表面積を有する。被覆層２０２は、任意の適切
な材料であり、印刷された標示がその上に形成された平面を有することが望まし
い。被覆層２０２に適する材料は、紙，アセテート，ポリエステル，ポリエチレ
ン，ポリプロピレン，炭酸カルシウム入りポリプロピレン，ポリ塩化ビニル，Ａ
ＢＳ，プラスチック，電気絶縁テープまたは他の任意の非導電部材を含む。
【００２５】 図５は、本発明によるＲＦＩＤタグ３００の別の実施例の断面図である。ＲＦ
ＩＤタグ３００は、被覆層３０２が、基板１１０全体，アンテナ素子１１２，１
１４およびを集積回路１１６の周囲および上部にあることを除き、タグ１００，
２００と類似する。タグ３００の前面図および裏面図は、無論、タグ上の標示が
異なることを除き、図２に示されるタグ１００の前面図と類似する。断面図は、
図１の線３-３に相当する線に沿って切断されたものである。被覆層３０２は、
射出成形によって形成されるのが望ましく、基板１１０は、エチケット（etique
tte）であることが望ましい。エチケットは、射出成形またはトランスファ成形
用金型に挿入されて、プラスチックが内部に封入された予め印刷済みのラベルで
あることが最も望ましい。
【００２６】 図６は、接着剤付きの印刷用粘着シートから作られるＲＦＩＤタグ３５０を提
供する本発明の実施例の断面図を示す。さらに詳しくは、基板部材３５２および
被覆層３５４はともに、接着剤付きの印刷用粘着シートから作成される。基板部
材３５２は、ベース層３５６，接着層３５８および取り外し可能剥離ライナ３６
０からなる。同様に、被覆層３５４は、ベース層３６２および接着層３６４から
なる。取り外し可能剥離ライナ（図示されず）が、被覆層３５４から取り外され
て、被覆層３５４をタグ３５０に接着できるようにした。アンテナ素子１１２，
１１４は、基板部材３５２のベース層３５６の上に配置され、集積回路１１６は
、アンテナ素子１１２，１１４と結合される。被覆層３５４は、その表面上に配
置される標示を有することが望ましい。ベース層３５６，３６２は、基板１１０
または被覆層２０２として使用するための前述の材料を含む任意の材料から形成
される。剥離ライナ３６０には従来の材料が用いられる。接着層３５８，３６４
は、剥離可能な接着剤および恒久的な接着剤を含む任意の適切な接着剤である。
【００２７】 図１から図６に示される本発明の実施例は、比較的平坦かつ薄型で柔軟性のあ
るＲＦＩＤタグを形成する。これらのタグは、ダイ昇華型印刷，インクジェット
印刷，フレキソ印刷，ウェブ印刷，スクリーン印刷およびパッド転写を含む多く
の印刷方法による印刷に対して、印刷方法を変更しない形で対応できる。
【００２８】 図１から図６に示される本発明の実施例は、タグの表面積全体に渡って存在し
ない集積回路１１６の厚みのために、外面に何らかの凹凸を有する場合がある。
この凹凸は、タグが積み重ねられる場合には、誇張される場合がある。一部の用
途では、集積回路１１６の厚みにより引き起こされる凹凸を防ぐことが利点にな
るかもしれない。
【００２９】 図７は、極めて平坦なＲＦＩＤタグ４００を提供し、集積回路１１６により生
じる可能性のある小さな凹凸に対処する本発明の実施例の断面図を示す。タグ４
００は、前面１１１および裏面１０９を持つ基板１１０を有する。アンテナ素子
１１２，１１４は、裏面１０９上にあり、集積回路１１６は、アンテナ素子１１
２，１１４と結合される。充填層４０２は、アンテナ素子１１２，１１４と被覆
層４０４との間に載置される。充填層４０２は、集積回路１１６を受け入れる大
きさのアパーチャ４０６が充填層４０２の中に形成される点を除いて、基板１１
０および被覆層４０４に類似する構成を有する。或いは、充填層４０２は、集積
回路１１６に隣接して配置される複数の層からなる。充填層４０２は、集積回路
１１６の厚みと実質的に等しい厚みを有することが最も望ましい。充填層４０２
は、摩擦性，接着および貼り合わせを含む任意の適切な方法により、基板１１０
と被覆層４０４との間に固定される。
【００３０】 図７に示される実施例は、タグ４００が、手荷物タグ、或いは複数の層もしく
はシート、例えば、同一形状の写しまたは「カーボン・コピー」の複数の層を有
するその他の形式に組み込まれる場合に特に有用である。基板１１０は、その形
式の１つの層として機能し、被覆層４０４は、その形式の別の層として機能し、
充填層４０２は、その形式のまた別の層として機能する。充填層４０２は、ブラ
ンクとして機能を持たないか、または例えば、その形式の別のカーボン・コピー
としての機能を有する。
【００３１】 図８は、極めて平坦なＲＦＩＤタグ５００を提供する本発明の別の実施例の断
面図を示す。タグ５００は、集積回路が存在することによる、タグ表面の凹凸を
低減または排除する。タグ５００は、前面１１１と裏面１０９を有する基板１１
０を含む。アンテナ素子１１２，１１４は、裏面１０９の上に配置され、集積回
路１１６は、アンテナ素子１１２，１１４と結合される。被覆層５０４は、基板
１１０の裏面１０９，アンテナ素子１１２，１１４および集積回路１１６を被覆
する。他の実施例の被覆層について既述したように、被覆層５０４は、任意の適
切な方法により、他の部材と固定される。被覆層５０４は、くぼんだ部分または
凹部５０６を有する。凹部５０６は、被覆層５０４の平らで平坦な表面を維持し
つつ、集積回路１１６を受け入れる大きさにすることが望ましい。凹部５０６は
、集積回路１１６の形状と一致するように矩形または正方形構成を有するか、ま
たは凹部５０６は円形を採るか、または被覆層５０４の表面に伸びるトラック（
track）を有する。被覆層５０４は、基板１１０および被覆層２０２として使用
するための前述の材料を含む任意の適切な材料によって形成される。
【００３２】 図１から図８に示される本発明の実施例では、集積回路１１６は、第１および
第２アンテナ素子１１２，１１４に直接付着されて示される。このように直接付
着するには、集積回路１１６を該当するアンテナ素子に対して正確に位置合わせ
する必要がある。より正確に言えば、細心の注意を払って、集積回路１１６上の
パッドをアンテナ素子１１２，１１４と位置合わせしなければならない。集積回
路１１６上のパッドは、１１０平方ミル以下の小ささなので、正確に接続するの
は難しい。図９から図１０に示される本発明の実施例は、ＲＦＩＤタグ内で、集
積回路１１６をアンテナ素子１１２，１１４に付着するために、「インタポーザ
（interposer）」６００という介在物を用いる。インタポーザ６００は，集積回
路１１６をアンテナ素子１１２，１１４に首尾よく結合させるのに必要な精度を
低減する。これは、費用の安い工程を付加することにより、ＲＦＩＤタグの製造
を容易にする。
【００３３】 図１０は、インタポーザ６００の前面の平面図である。インタポーザ６００は
、基板６０２を有する。基板６０２の上には、第１インタポーザ接続パッド６０
４と、第２インタポーザ接続パッド６０６とが配置される。第１および第２イン
タポーザ接続パッド６０４，６０６の上に、集積回路１１６が配置されて結合さ
れる。図９を見ると最も分かるように、集積回路１１６は、第１および第２イン
タポーザ接続パッド６０４，６０６と固定され、これらは、ついで、第１および
第２アンテナ素子１１２，１１４にそれぞれ固定されて結合される。これにより
、集積回路１１６と、第１および第２アンテナ素子１１２，１１４との間の電気
接続を容易にする。基板６０２は、基板として使用するための前述の材料を含め
て、任意の適切な材料とする。同様に、インタポーザ接続パッド６０４，６０６
は、第１および第２アンテナ素子１１２，１１４に関する前述の材料を含む任意
の導電材料とする。集積回路１１６は、集積回路１１６をアンテナ素子１１２，
１１４と結合するための前述の接着剤を含む任意の接着剤または接合技術を用い
て、インタポーザ接続パッド６０４，６０６に固定または結合される。
【００３４】 図１１は、タグ７００の裏面図を示す本発明の別の好適な実施例である。タグ
７００は、基板７１０の上に配置されるアンテナ素子７１２，７１４を有する。
集積回路１１６は、アンテナ素子７１２，７１４の上に配置されてこれらに結合
される。タグ７００は、アンテナ素子７１２，７１４の構成が、アンテナ素子１
１２，１１４の構成と異なる点を除けば、部材面ではタグ１００と対応する。さ
らに詳しくは、アンテナ素子１１２，１１４は「蝶ネクタイ（bow tie）」パタ
ーンを形成し、アンテナ素子７１２，７１４は、「チェッカー盤」（checker bo
ard）パターンを形成する。タグ７００は、図１１に示されるように、接地７２
０を基準に方向づけられる可能性の高い用途では望ましい。このような方向付け
においては、アンテナ素子の１つ、この例ではアンテナ素子７１２は、残りのア
ンテナ素子、この例ではアンテナ素子７１４よりも接地に近い。チェッカー盤パ
ターンは、タグ７００をどのように回転しても、アンテナ素子と接地との相対的
位置関係を維持するのに便利である。
【００３５】 図１２は、励磁器８０２，読取り機８０４および集積回路１１６を含むＲＦＩ
Ｄタグ・システム８００を示すブロック図である。励磁器８０２は、第１静電ア
ンテナ素子８０６と、第２静電アンテナ素子８０８とに結合される。読取り機８
０４は、静電アンテナ素子８１０と結合される。集積回路１１６は、第１静電ア
ンテナ素子１１２と、第２静電アンテナ素子１１４とに結合される。励磁器８０
２は、静電アンテナ素子８０６，８０８から静電アンテナ素子１１２，１１４へ
と、集積回路１１６と静電結合される信号を生成する。励磁器８０２により生成
される信号は、集積回路１１６に書き込まれる情報を含めることができる。励磁
器８０２からの信号に応答して、回路１１６は、電子部材を付勢し、該当する情
報を書き込み、読取り信号を生成し、この読取り信号は、静電アンテナ素子８１
０を介して、無線により読取り機８０４と静電結合される。読取り機８０４はこ
の信号を読取り、他のシステム（図示されず）により使用されるための情報を復
号する。
【００３６】 集積回路１１６は、整流・電源回路８１４，書込みデコーダ８１６，コントロ
ーラ８１８，メモリ８２０，変調器８２２およびクロック抽出回路８２４を含む
。整流・電源回路８１４は、アンテナ素子１１２，１１４と結合されて、励磁器
８０２からの静電結合された信号を受信する。この交流（Ａ．Ｃ．）信号は、整
流・電源回路８１４により整流されて、直流（Ｄ．Ｃ．）信号を生成し、この直
流信号はついで、集積回路１１６のための電源電圧Ｖ＋を提供するように調整さ
れる。励磁器８０２からのＡ．Ｃ．信号は、書込みデコーダ８１６に渡される。
書込みデコーダ８１６は、励磁器８０２により信号に変調された情報を復号して
、集積回路１１６が採るべき適切な措置を決定する。書込みデコーダ８１６は、
コントローラ８１８と結合される。書込みデコーダ８１６は、励磁器８０２から
の信号を書込みコマンドに復号する。コントローラ８１８は、メモリ８２０を制
御し、メモリは、励磁器８０２からの適切な信号または書込みコマンドに応答し
て書き込まれたり、励磁器８０２からの適切な信号に応答して読み出される。メ
モリ８２０は、デジタル情報を格納する。メモリ８２０から読み出される情報は
、変調器８２２によって変調され、変調器は、アンテナ素子１１２，１１４のう
ち少なくとも１つを介して静電結合される信号を発生し、読取り機８０４によっ
て受信される。クロック抽出回路８２４は、励磁器８０２から受信したＡ．Ｃ．
信号に基づき、集積回路１１６のためのクロック信号を生成する。
【００３７】 図１２に示される集積回路１１６は、読取りと書き込みが可能なＲＦＩＤタグ
で使用されるための回路である。読取りと書き込みが可能な好適なＲＦＩＤ回路
は、ニュージャージー州バスキング・リッジのTemic North America，Inc.から
入手可能なTemic e5550チップである。読み出し専用の集積回路の場合には、書
き込み命令を判定するための書込みデコーダ８１６を含める必要はない。読み出
し専用のＲＦＩＤタグで使用するのに好適な集積回路は、Motolora Indala Corp
oration，3041，Orchard Parkway，San Jose，California 95134から入手可能な
Indala 1341回路チップである。
【００３８】 図１３は、本発明による別のＲＦＩＤタグ・システム９００を示すブロック図
である。ＲＦＩＤタグ・システム９００は、若干変更された集積回路１１６‘を
含む。システム９００は、システム８００と類似するが、集積回路１１６’の変
調器８２２が、第２静電アンテナ素子１１４ではなく、別個の静電アンテナ素子
９０２と結合される点が異なる。この実施例は、データ送信専用に、別個の静電
アンテナ素子９０２を有する点で利点を持つ。
【００３９】 図１４は、本発明によるＲＦＩＤタグ１０００に関する別の実施例の裏面図で
ある。タグ１０００は、集積回路１１６‘を組み込み、そのため、基板１１０の
上に形成される第３静電アンテナ素子９０２を有する。静電アンテナ素子９０２
は、静電アンテナ素子１１２，１１４の間に配置されることが望ましい。励磁器
の静電アンテナ素子とタグの静電アンテナ素子１１２，１１４との間のダイポー
ル結合のために、第３静電アンテナ素子９０２は、励磁器からの信号が、実質的
に互いに相殺しあうようなポイントにおいて、アンテナ１１２，１１４間のヌル
領域（null region）内に配置されるのが望ましい。
【００４０】 本発明によるＲＦＩＤタグは、自動ゲート見張り用途，アミューズメント・パ
ーク，スポーツ・イベント、コンサート、クルーズ、スキー・リゾート、行楽地
のリゾート、および個人の識別または権利管理を必要とするその他の用途を含む
数多くの用途で有用である。さらに、本発明によるＲＦＩＤタグは、資産の追跡
，在庫管理，郵便ラベル，動物識別，手荷物追跡，小包み追跡を目的とする物品
の識別、および物品の識別、または物品に関わる情報の記憶を必要とするその他
の用途にとって有用である。
【００４１】 先行技術のＲＦＩＤタグとは対照的に、本発明による静電ＲＦＩＤタグは、誘
導コイル，共振コンデンサ，プリント回路基板およびリードフレームが排除され
ることによって、費用が実質的に低減される。また、本発明による静電ＲＦＩＤ
タグは、極めて平坦かつ薄型で柔軟性があるため、標準的な印刷方法による印刷
に適する。
【００４２】 本発明による静電ＲＦＩＤタグは、個人および物品の識別に従来用いられてき
たバーコードおよびバーコード読取り機に比べて一定の利点を有する。特に、Ｒ
ＦＩＤタグ内に格納された情報は、タグ上に印刷された標示ではなく、集積回路
内に格納されるので、格納情報は、タグ上の磨耗や引裂きによる破損もしくは破
壊を受けない。さらに、本発明によるＲＦＩＤタグの中に、読取りおよび書き込
みが可能な集積回路を組み込むことにより、個人または物品に関わる情報を容易
に更新できることが便利である。バーコードはこの面が制限される。
【００４３】 本発明によるＲＦＩＤタグを用いる代表的な用途では、タグをプログラミング
して印刷する必要がある。一部の用途では、タグは完全に予めプログラム済みで
ある。他の用途では、タグは、当該タグに関わる個人または物品に一意の、また
は関連する一定の情報を取り込むために、使用する直前にプログラミングされる
。そのため、複雑な製造方法に頼らずに、タグを印刷してプログラミングするこ
とが望ましい。本発明による平坦かつ印刷可能なタグは、特定の用途に対するプ
ログラミングと印刷が容易に行える。
【００４４】 例えば、本発明によるタグは、スキー・リゾート，アミューズメント・パーク
，スポーツ・イベント，コンサートまたはその他のイベントのための入場券また
は入場許可証として有用である。このような用途では、例えば、当該イベントの
識別、また恐らくは当該タグに関わる識別番号といった、なんらかの情報をタグ
に予めプログラミングしておくことが望ましい。このタグは、印刷された標示、
または他の視認できる標示により明示される予めプログラミングされた同一の情
報を、表面に有することが望ましい。タグは、個人によって使用される前に、当
該個人に関連する情報によってプログラミングされる。例えば、タグは、個人の
氏名，住所，社会保障番号，クレジットカード番号，または当該個人に関わるそ
の他の情報によってプログラミングされる。プログラミング後、タグは、読み取
られて、目的のプログラミング情報が適切に格納されたことを確認することが望
ましい。タグが適切にプログラミングされた場合には、タグには、印刷またはそ
の他の方法により、タグ上に配置される標示を有する。タグ上に配置される標示
は、タグ上に格納された情報と一致することが望ましい。
【００４５】 物品の識別のためにタグを用いる用途も同様に、識別対象の物品に関わる一定
の情報によってプログラミングされ、印刷される。例えば、在庫追跡用途では、
タグは、物品の種類，型式番号、および製造ロットや製造場所など、製造に関わ
る情報によってプログラミングされる。またタグは、同一の情報を明示する標示
を入れて印刷されることが望ましい。
【００４６】 また、特にタグの読み出しと書き込みが可能な場合には、タグは、現金の額，
クレジット金額または権利表示を格納し、これは、タグが使用されるたびに、増
分または減分される。或いは、使用頻度に基づくロイヤルティ・ポイントが、タ
グ上に格納される。
【００４７】 本発明を特定の実施例について説明してきたが、当業者には、種々の変更およ
び変形が示唆されることを理解されたい。また、本発明は、添付請求の範囲に属
する前記の変更および変形を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好適な実施例によるＲＦＩＤタグの裏面図である。
【図２】 図１のタグの前面図である。
【図３】 線３-３に沿って切断した図１のタグの断面図である。
【図４】 本発明の別の好適な実施例によるＲＦＩＤタグの断面図である。
【図５】 タグが、射出成形により形成される本発明の別の好適な実施例に
よるＲＦＩＤタグの断面図である。
【図６】 タグが、接着剤付きの印刷用粘着シートを用いて形成される本発
明の別の好適な実施例によるＲＦＩＤタグの断面図である。
【図７】 タグが、極めて平坦なタグを形成するために充填層を含む本発明
の別の好適な実施例によるＲＦＩＤタグの断面図である。
【図８】 タグが、集積回路を受け入れるための凹部を含む本発明の別の好
適な実施例によるＲＦＩＤタグの断面図である。
【図９】 集積回路をタグに結合するためにインタポーザが用いられる本発
明の別の好適な実施例によるＲＦＩＤタグの断面図である。
【図１０】 図９に示されるインタポーザおよび集積回路の平面図である。
【図１１】 アンテナ素子の配置を変えた別の好適な実施例によるＲＦＩＤ
タグの裏面図である。
【図１２】 本発明の好適な実施例によるＲＦＩＤタグ・システムを示すブ
ロック図である。
【図１３】 本発明の別の好適な実施例によるもう１つのＲＦＩＤタグ・シ
ステムのブロック図である。
【図１４】 図１３のシステムで使用するためのＲＦＩＤタグである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｑ 1/40 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｈ Ｈ０４Ｂ 1/59 Ｋ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ Ｆターム(参考） 5B035 AA00 BA05 BB09 CA23 5C084 AA03 AA09 BB23 CC19 CC35 DD07 EE07 FF02 GG05 GG07 GG09 GG74 5J046 AA07 AA09 AA10 AA19 AB03 AB07 PA07 5J047 AA07 AA09 AA10 AA19 AB03 AB07 EF04 【要約の続き】

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 静電無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグであって： 内面と外面とを有する基板部材； 前記基板の前記内面の上に配置される第１アンテナ素子； 前記基板部材の前記内面の上に配置され、前記第１アンテナ素子から電気的に
    分離される第２アンテナ素子； 前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子と電気的に結合される集積
    回路； 前記第１アンテナ素子，前記第２アンテナ素子，前記集積回路および前記基板
    部材の内面のうち１つの少なくとも一部分の上にある接着剤； によって構成され、 前記集積回路は、前記第１と第２アンテナ素子との間の静電電圧差から電源電
    圧を発生する電源回路によって構成されることを特徴とするタグ。
  2. 【請求項２】 前記基板は、紙； アセテート； ポリ塩化ビニル； ポリエステル； ポリエチレン； ポリプロピレン； 炭酸カルシウム； プラスチック；および 非導電材料からなるグループから選択された材料であることを特徴とする請求
    項１記載のＲＦＩＤタグ。
  3. 【請求項３】 前記集積回路はさらに： 情報を格納するためのメモリ装置， コマンドに基づき、前記メモリ装置から情報を読取り、前記メモリ装置に情報
    を書き込むために前記メモリ装置と結合されるコントローラ； 前記コントローラと結合され、前記第１および第２アンテナ素子から受信され
    た信号に応答して、前記信号を、前記コントローラにより使用されるコマンドに
    復号するためのデコーダ，および 前記メモリ装置と結合されて、前記メモリ装置から受信された情報に基づき、
    被変調信号を生成するための変調器であって、前記被変調信号は、前記第１およ
    び第２素子の少なくとも１つにより、受信機と静電結合される変調器， によって構成されることを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
  4. 【請求項４】 前記集積回路は、 インタポーザ基板； 前記インタポーザ基板の上に配置される第１接続パッド；および 前記インタポーザ基板の上に配置されて、前記第１接続パッドから電気的に分
    離される第２接続パッド； によって構成されるインタポーザにより、前記第１および第２アンテナ素子と
    結合され、かつ 前記集積回路は、前記第１および第２接続パッドと結合され、前記第１および
    第２接続パッドは、それぞれ前記第１および第２アンテナ素子と結合されるよう
    に配置されることを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
  5. 【請求項５】 前記集積回路は、導電接着剤によって、前記第１アンテナ素
    子と前記第２アンテナ素子とに直接固定されることを特徴とする請求項１記載の
    ＲＦＩＤタグ。
  6. 【請求項６】 前記導電接着剤は、異方性接着剤と等方性接着剤のうち少な
    くとも１つからなることを特徴とする請求項５記載のＲＦＩＤタグ。
  7. 【請求項７】 前記集積回路は、両面接着テープによって、前記第１アンテ
    ナ素子と前記第２アンテナ素子とに付着されることを特徴とする請求項１記載の
    ＲＦＩＤタグ。
  8. 【請求項８】 前記基板部材の前記外面は、印刷された標示がその上に形成
    され、前記印刷された標示は： フレキソ印刷；および ダイ昇華型印刷； からなるグループから選択された方法により形成されることを特徴とする請求
    項１記載のＲＦＩＤタグ。
  9. 【請求項９】 前記基板部材は、ロール状の基板材料；および 扇形褶曲構成の基板材料のうち少なくとも１つから形成されることを特徴とす
    る請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
  10. 【請求項１０】 前記第１および第２アンテナ素子と、前記第１および第２
    接続パッドは： 導電インク； 銀インク； カーボン・インク； グラファイト； 金属化ポリエステル；および アルミニウム； のうち少なくとも１つによって構成されることを特徴とする請求項１および請
    求項４記載のＲＦＩＤタグ。
  11. 【請求項１１】 前記第１および第２アンテナ素子と、前記第１および第２
    接続パッドは、前記基板部材の上に印刷されることを特徴とする請求項１および
    請求項４記載のＲＦＩＤタグ。
  12. 【請求項１２】 前記第１および第２アンテナと、前記第１および第２接続
    パッドは、前記基板の上に貼り合わされることを特徴とする請求項１および請求
    項４記載のＲＦＩＤタグ。
  13. 【請求項１３】 前記第１および第２アンテナ素子と、前記第１および第２
    接続パッドは、導電金属材料によって構成されることを特徴とする請求項１およ
    び請求項４記載のＲＦＩＤタグ。
  14. 【請求項１４】 前記第１および第２アンテナ素子は、蝶ネクタイ形パター
    ンを形成することを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
  15. 【請求項１５】 前記第１および第２アンテナ素子は、チェッカー盤パター
    ンを形成することを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
  16. 【請求項１６】 請求項３記載のＲＦＩＤタグであって、さらに第３アンテ
    ナ素子によって構成され、前記変調器は、前記第３アンテナ素子と結合されるこ
    とを特徴とするタグ。
  17. 【請求項１７】 前記格納された情報は、前記印刷された標示の少なくとも
    一部に対応することを特徴とする請求項３および請求項８記載のＲＦＩＤタグ。
  18. 【請求項１８】 前記格納された情報は、氏名，住所，通貨の評価（curren
    cy valuation），信用状況；および個人の識別のうち少なくとも１つによって構
    成されることを特徴とする請求項１７記載のＲＦＩＤタグ。
  19. 【請求項１９】 請求項１記載のＲＦＩＤタグであって、さらに： 前記基板部材の前記内面，前記第１および第２アンテナ素子および前記集積回
    路を被覆する材料層によって構成され；かつ 前記集積回路は、前記第１および第２アンテナ素子の間の静電電圧差から、電
    源電圧を発生する電源回路を含むことを特徴とするタグ。
  20. 【請求項２０】 前記材料層は、非導電材料； 紙； ポリエチレン； ポリプロピレン； プラスチック； ポリ塩化ビニル；および 炭酸カルシウム； によって構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項１９記載
    のＲＦＩＤタグ。
  21. 【請求項２１】ＲＦＩＤタグであって： 第１アンテナ素子； 前記第１アンテナ素子から電気的に分離された第２アンテナ素子； 第３アンテナ素子； ＲＦＩＤ回路であって： 前記第１アンテナ素子と結合される第１パッド； 前記第２アンテナ素子と結合される第２パッド； 前記第３アンテナ素子と結合される第３パッド； 前記第１アンテナ素子と前記第２アンテナ素子とに結合される整流器であっ
    て、前記第１および第２パッドのうち少なくとも１つからのＡ．Ｃ．電圧を整流
    して、前記ＲＦＩＤ回路に電源を投入するために用いられる被整流電圧を発生す
    る整流器；および 前記第３パッドと結合されて、受け取る電力に応答して、信号を送信するた
    めの送信変調回路；からなるＲＦＩＤ回路； によって構成されることを特徴とするタグ。
  22. 【請求項２２】 請求項２１記載のタグであって、さらに： 前記送信変調回路と結合される出力を有して、入力信号を前記送信変調回路に
    与えるゲート； コントローラから出力される状態に反映される回路状態を有するコントローラ
    ； 被変調信号を発生する変調エンコーダ； によってさらに構成され； 前記コントローラから出力される前記状態は、前記ゲートへの第１入力となり
    、前記変調エンコーダからの前記被変調信号は、前記ゲートへの第２入力であり
    ；かつ、 前記ゲートへの前記第１入力は、前記ゲートへの前記第２入力を、前記送信変
    調回路の前記入力信号に反映できるようにすることを特徴とするタグ。
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