JP2004362008A - 無線認識半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術では、金属面での読取性を確保するために、アモルファスシートという固形物のガイドを必要とし、これも、磁力線をガイドするためであるので、薄くすることは出来ない。そのために、金属読取の半導体装置としての全体のＩＣタグの形状が立体型と固定してしまう。
【解決手段】無線により半導体チップ内にある認識番号を読み出す装置において、当該の装置はこの装置が当該の装置意外の物体に貼付される前の当該の装置の表面と裏面の距離が当該の物体に貼付された後の当該の装置の表面と裏面との距離より小さいことを特徴とする無線認識半導体装置とする。
【効果】金属面での読取性を確保するために、アモルファスシートという固形物のガイドを必要とせず、通常は薄くしておき、金属面に貼り付けるとき立体形状にできる。そのために、貼り付ける前は、金属読取の半導体装置としてＩＣタグをロール状にしておくことができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線により固有の認識番号を読み取ることを行なう半導体装置に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として特許文献１に示す技術が開示されている。本従来技術は無線により固有の認識番号を読み取ることを行なう半導体装置に関する技術分野において、鋼材などの金属面に無線認識半導体装置を貼付したときの半導体装置の取りつけ工夫により読取性の確保を図ることが行なわれている。そのために、アモルファスシートからなるガイド部材を用意して、半導体装置と金属面の間に置いて、磁力線が還流するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２７６５６５号公報
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来技術では、金属面での読取性を確保するために、アモルファスシートという固形物のガイドを必要とし、これも、磁力線をガイドするためであるので、薄くすることは出来ない。そのために、金属読取の半導体装置としての全体のＩＣタグの形状が立体型と固定してしまう。多数のＩＣタグを連続的に効率よくつけるためにはテープ状の媒体が望ましい。このとき、テープに貼りつけるものが立体では、テープを巻いたときに大きくかさばってしまうので、実用的ではない。また、高度でかつ経済的な無線ＩＣタグについて従来の技術では実現できない面がある。本発明ではこの課題を解決するために有効な手段を提供するものである。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するための手段として、無線により半導体チップ内にある認識番号を読み出す装置において、当該の装置はこの装置が当該の装置意外の物体に貼付される前の当該の装置の表面と裏面の距離が当該の物体に貼付された後の当該の装置の表面と裏面との距離より小さいことを特徴とする無線認識半導体装置とすることである。
【０００４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例を示している。発泡体１１はアンテナ付き半導体チップ１２が搭載している表面フィルム１３と裏面フィルム１４の間にあって、発泡後のタグ１５の形態を示している。半導体チップ１２の例は図６に示すものである。半導体チップ１２は図６の機能と同様の機能をもつ半導体チップでも代替可能である。無線用の半導体チップには必要に応じてアンテナが当該の半導体チップの外側または内部に接続されたり、内蔵されたりする。表面フィルム１３や裏面フィルム１４はプラスチックまたは紙により構成される。プラスチックではＰＥＴ材やＰＶＣ材が多用されるが、同様の機能をもつ代替でもよい。また、図１（ａ）は表面フィルムと裏面フィルムがある場合を示し、図１（ｂ）は表面フィルムと裏面フィルムがない場合を示す。
【０００５】
図２は金属面に貼りつけたタグのスペーサの厚さと通信距離の関係を示す原理図面である。線形の関係でスペーサの厚さが厚くなるにつれて、通信距離が伸びる。これはスペーサは無線による認識を行うアンテナ付き半導体チップと金属面との間隔を確保するための挿入物体であるためである。図２におけるスペーサはＩＣタグにおけるアンテナと金属面の距離を確保するための機能をもっている。スペーサは導体でなければ特に材料を選ぶことはない。アンテナは電池なしで動作するＩＣタグでは重要な役割をはたす。一般に電池は金属を含むため、使い捨ての用途では廃棄のとき公害となる課題があるため、利用範囲が限定され、また経済的恩恵を享受することが出来ない。一方、電池無しＩＣタグでは、空間における電磁波のエネルギを得て、半導体チップの中の整流回路により、直流電源を得る方法をとるため、アンテナの特性が重要となる。アンテナは電磁波の周波数と共振するようになっている状態であれば、最適に動作して、空間のエネルギが半導体チップの中に流入することができる。しかし、近くに金属体が存在すると、アンテナと金属が干渉し合い、そのために、アンテナの共振状態が失われ、空間の電磁波のエネルギが半導体チップに入りことはなく、当該の半導体チップは動作することはない。従って、スペーサによって、アンテナと金属面との距離を確保して、アンテナと金属の干渉を防ぐ必要がある。スペーサの厚さは図１の発泡後の発泡体１１の厚さである。
【０００６】
図３は本発明の別の実施を示す。発泡前のＩＣタグ３１では、表面フィルム１３と裏面フィルム１４の間には、発泡前の発泡体３２が挟まれている。表面フィルムの上にはアンテナ付き半導体チップ１２がある。発泡体はまだ発泡していないため、表面フィルムと裏面フィルムの間隔は狭い状態となっている。そのため、図１の発泡後のＩＣタグに比べて、図３の発泡前のＩＣタグは体積が１０分の１から１００分の１と小さくなっている。そのために、発泡前のＩＣタグはコンパクトに収納することが可能となる。図３の発泡前の発泡体３２は発泡すると図１の発泡体１１となる。発泡する特性をもつと、発泡前の発泡体３２の体積が増える。
【０００７】
図４は本発明の別の実施例を示す。ロール４１は発泡前のＩＣタグ３１を多数ロール状に捲いたものである。ロール４１はプラスチックフィルムを巻いたものであるが、紙などの代替物でもよい。図１と図３のＩＣタグ３１は図４のＩＣタグに対応している。また、ＩＣタグ３１には表裏があって、アンテナがあるほうを表にしてロール４１に搭載される。断面図を図５（ａ）に示す。ＩＣタグは接着剤によりロールに取り付けられる。利用法によってはＩＣタグはロールの内側に取り付けられることもある。このようにするとコンパクトに発泡前のＩＣタグを収納することができることと、ロール状であるため、使用するとき、簡便に取り出すことが可能となる。
【０００８】
図５は本発明の別の実施例を示している。図５（ａ）はロール４１をセットして、発泡前のＩＣタグ３１を引き出して鋼材５２の上に持っていき、加熱ヘッド５１を近づけた断面図を示している。図５（ｂ）は図５（ａ）の工程の次の工程を示しており、加熱ヘッド５１を発泡前のＩＣタグに押し付ける状態を示す断面図である。加熱ヘッドの温度は１００度から２００度であるが、本温度範囲は本発明の適用範囲を規定するものではない。図５（ｃ）は図５（ｂ）の工程の次の工程を示しており、加熱ヘッドにより、発泡前のＩＣタグの中にあった発泡体が発泡を開始して、図１に示すのような発泡後のＩＣタグ１５の形状となることを示している。図５（ｄ）は図５（ｃ）の工程の次の工程を示しており、ロール４１および加熱ヘッド５１を除去した状態を示している。このような状態であれば、図２のように、発泡した発泡体がスペーサの機能を示して、鋼材などの金属面に貼り付けたＩＣタグが通信距離を確保して無線によりＩＣタグ内の情報を読み取ることができるようになる。加熱ヘッド５１により、半導体チップ、表面フィルム、裏面フィルムが押し付けられるので、これらの材料は耐熱がある材料が好ましく、具体的にはＰＥＴフィルムなどの耐熱性のある材料がよいが、相当品を適用することを妨げない。また、鋼材５２は鋼材以外の金属一般のものを対象にしてなんら制限はない。また、鋼材には接着剤により貼りつけられる。図５（ｃ）から図５（ｄ）に移行するとき、切断されることにより、ロール４１が除去される。図５ではロールにＩＣタグがとりつけられているが、別の実施例としてつづら折りのものにＩＣタグを貼りつけることも行うことができる。すなわち、コンパクトにＩＣタグを収納する方法であればよい。別の実施例としてＩＣタグをテープや糸で繋げていく方法がある。
【０００９】
本発明は鋼材などの金属面に貼り付けた無線認識用ＩＣタグ内の情報を読むために、読み取り性を確保しながら、当該のＩＣタグを鋼材などの金属面に貼り付ける前はコンパクトに収納して置きたいという強い要求を技術的に解決するものである。そのために、発泡体をＩＣタグの間に挟みこんでおき、通常はコンパクトなＩＣタグの体積にしておき、貼り付けるときに、発泡させて、スペーサ機能をもたせて体積を増大するという考え方を提案している。スペーサの材料はプラスチック系など導体ではないすべての材料を活用することによって行われる。このようにすると従来例のような硬い材料を採用することによって通信機能を確保しようとする技術では達成不可能な利便性を提供する。すなわち、従来例では、ＩＣタグを金属に貼り付ける前と後では形状を変化させることは不可能であり、貼り付ける前の状態を多数集合させると大きな体積を必要として、扱い性を著しく損することになり、利便性を失う。鋼材への貼り付けにおいては、一時に１００枚以上を短時間にＩＣタグを貼り付ける必要があり、連続的にかつ高速に貼り付けることが必要であって、簡便なかつコンパクトな貼り付け装置やハンディタイプの装置を必要とする。そのために、多数（１０００枚以上）のＩＣタグをコンパクトを小面積に収納する必要に迫られており、実用化を進めるための鍵をにぎっている。従来のバーコードは簡便であり、スーパマーケットなどで高速にハンディタイプのバーコード貼り付け機が多用されているが、鋼材などではバーコードは表面の汚れに弱いこと、狭い奥まった場所での読み取り性がないことなどで利用が困難である。一方、無線認識によるＩＣタグでは、汚れに強く、狭い場所でも読むことが可能であるなど、バーコードの弱点を凌駕することができるが、通信距離を確保するためには、立体型である必要があり、紙のように薄くすることは出来ない。そのために、ロール状に巻いてもかさばってしまい、バーコードのようにコンパクトに収納できない。そのために、本発明のように通常は紙のように薄くしておき、貼り付ける時点で立体型にする方法を考案した。
【００１０】
図６は本発明の別の実施例を示している。この図は本発明であるＩＣタグの内部構造を示している。金属面やその他の面に貼り付けるＩＣタグでは、アンテナ６１が半導体チップ６２の外にあって、また、低電位点６３とも接続されている。送受信回路６４はアンテナ６１と低電位点６３に接続されていて、ＲＯＭ回路６５が送受信回路６４に接続されている。また、ＲＡＭ回路が送受信回路６４に接続されている。ＲＯＭはリードオンリメモリを示し、読み出し専用のメモリであり、改竄などができないためセキュリティ性に優れる。一方、ＲＡＭはランダムアクセスメモリを示し、書き換えが可能である。繰り返し書き換えができるため、当該の半導体チップを出荷する時点で検査を十分することができる。リードオンリメモリの内容は出荷時点で唯一無二の番号となるようにあらかじめ書き込まれているために、使用者が任意に書き込む必要がない。また、ランダムアクセスメモリは、利用状態の状態等を書き込むことや、搬送するアドレスを書き込むことなどが行われる。本発明ではこのリードオンリメモリとランダムアクセスメモリを組み合わせることにより、セキュリティと利便性を合わせもつ無線認識半導体チップとすることを提案する。このことにより、すべてランダムアクセスメモリである場合の書き込み回路の低減や書き込まれる番号管理の統一化不能を解消して、かつリードオンリメモリと組み合わせることによって追加書き込みなどの利便性を達成することができる。
【００１１】
図７は本発明の別の実施例である。図７（ａ）は発泡前のＩＣタグ１５の構造を示している。表面フィルム１３と裏面フィルム１４の間には接着剤７１の中に発泡前の粒子７２が分散している。この粒子はシェル組成はアクリロニトリル系の材料でできており、コア組成は液体炭化水素類（発泡剤）でできており、粒径は１０から３０ミクロンであり、発泡方法は炭化水素類の気化によって発泡する。加熱することによって体積が１０倍から１００倍膨張する。このことを示したのが、図７（ｂ）である。発泡後のＩＣタグ３１の構造を示しており、断面図である。表面フィルム１３と裏面フィルム１４の間に分散していた発泡前の粒子７２接着剤７１の中で加熱により膨張している状態で発泡後の粒子７３が分散している。そのため、表面フィルムと裏面フィルムの間隔が発泡後の粒子のために、距離が大きくなっている。アンテナ付き半導体チップ１２は表面フィルム１３の上にある。
【００１２】
図８は本発明の構成を示している。鋼材５２に発泡体があり、その上に半導体チップによるＩＣタグがある構成は本発明の重要な構成を示しており、この構造はいままで前例のない有効な構造を示しており、鋼材の効率的、経済的認識のため重要である。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の効果は、従来技術の課題を解決することにある。すなわち、従来技術では、金属面での読取性を確保するために、アモルファスシートという固形物のガイドを必要とし、これも、磁力線をガイドするためであるので、薄くすることは出来ない。そのために、金属読取の半導体装置としての全体のＩＣタグの形状が立体型と固定してしまう。多数のＩＣタグを連続的に効率よくつけるためにはテープ状の媒体が望ましい。このとき、テープに貼りつけるものが立体では、テープを巻いたときに大きくかさばってしまうので、実用的ではない。また、高度でかつ経済的な無線ＩＣタグについて従来の技術では実現できない面がある。本発明ではこの課題を解決するために有効な手段を提供するものである。本発明によって、金属などへのＩＣタグへの適用性が高められ、効率的利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発泡した後を示す断図面である。
【図２】本発明の原理を示す図面である。
【図３】本発明の発泡前を示す断図面である。
【図４】本発明のロールへの組み込みを示す図面である。
【図５】本発明の実施のシーケンス例を示す断図面である。
【図６】本発明の半導体チップの構成を示す図面である。
【図７】本発明の発泡粒子の実施例を示す図面である。
【図８】本発明の発泡粒子を含むＩＣタグ実施例を示す図面である。
【符号の説明】
１１…発泡後の発泡体
１２…アンテナ付き半導体チップ
１３…表面フィルム
１４…裏面フィルム
１５…発泡後のＩＣタグ
３１…発泡前のＩＣタグ
３２…発泡前の発泡体
４１…ロール
５１…加熱ヘッド
５２…鋼材
６１…アンテナ
６２…半導体チップ
６３…低電位点
６４…送受信回路
６５…ＲＯＭ回路
６６…ＲＡＭ回路
７１…接着剤
７２…発泡前の粒子
７３…発泡後の粒子。

Claims (3)

1. 無線により半導体チップ内にある認識番号を読み出す装置において、当該の装置はこの装置が当該の装置意外の物体に貼付される前の当該の装置の表面と裏面の距離が当該の物体に貼付された後の当該の装置の表面と裏面との距離より小さいことを特徴とする無線認識半導体装置。
2. 無線により半導体チップ内にある認識番号を読み出す装置において、当該の装置はこの装置が当該の装置意外の物体に貼付される前の当該の装置の表面と裏面の距離が当該の物体に貼付された後の当該の装置の表面と裏面との距離より小さい無線認識半導体装置において、当該の距離を大きくするために発泡粒子を使用することを特徴とする無線認識半導体装置。
3. 無線により半導体チップ内にある認識番号を読み出す装置において、当該の半導体チップ内には当該の認識番号の一部は読取専用のメモリであり、当該の認識番号の一部は書き込み可能なメモリから構成されることを特徴とする無線認識半導体装置。

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