JP2008533940A - Ｒｆｉｄタグ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

ＲＦＩＤタグ（１、１’）は、少なくとも一つのアンテナ（２、２’）および該アンテナと協働する電子タグ部品（４）を有し、前記アンテナ（２、２’）及び電子タグ部品（４）は共通の基板（３）上に位置決めされ、前記アンテナ（２、２’）によって囲まれ、かつ前記電子タグ部品（４）によって占有されていない前記基板の部分（３ｂ）は除去される。

Description

本発明は、少なくとも一つのアンテナと、該アンテナと協働する電子タグ部品とを有し、前記アンテナ及び電子タグ部品が、共通の基板に位置決めされるＲＦＩＤタグに関するものである。

本発明は、更に、基板を設け、前記基板上に、少なくとも一つのアンテナと、該アンテナと協働する電子タグ部品とを画定することを具えるＲＦＩＤタグの製造方法に関するものである。

ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ用の事業は軌道に乗り始めているものの、これらのＲＦＩＤタグの製造はいまだに妥協するものである。一方では、ポリマーＴＦＴｓ（薄膜トランジスタ）のような、潜在的に比較的低コストの技術は、ＲＦＩＤタグ（１３．５ＭＨｚと７００−２５００ＭＨｚのいずれかの範囲）のために必要とされる周波数性能に必ずしも到達することができない。他方では、（数百ビットのメモリや百個のトランジスタの程度の）タグの電子部品は、ＣＭＯＳ内に、コスト効率よく製造することができるものの、このようなＣＭＯＳベースのタグの総コストは、アンテナを製造し、アンテナを電子部品と相互接続し、そして、それらをパッケージするためのコストに起因して依然として高い。

比較的低コストでＲＦＩＤタグを製造するための一つの選択は、ＬＴＰＳ（低温ポリシリコン）技術に移行することである。ＬＴＰＳは、ＲＦＩＤタグ用の周波数要求を処理することができ、また、ＣＭＯＳ（約１０倍）よりも著しく安価であるので、単一の基板上に、電子機器とアンテナの双方を集積化するにはコスト効率がよいかもしれない。しかしながら、知られている解決方法と比較してコスト効率の良い領域をもつ、ＬＴＰＳベースのタグシステムは、ほとんどの実用化に対して十分に感度が高くないことが判明する。特に、比較的大きなアンテナが必要とされるであろうが、これによって、比較的大きな基板が必要とされるであろうため、（ＬＴＰＳのような集積化アプローチでは、デバイス領域の一次関数である）タグの価格は許容できないほど増加するであろう。

本発明の目的は、集積アンテナをもつ低コストＲＦＩＤタグおよびその製造方法を提供することであり、上述される不利な点は回避されるものである。

上記で規定された目的を達成するため、本発明に従うＲＦＩＤタグとともに、特徴は、本発明に従うＲＦＩＤタグが、下記で規定される方法で特徴づけることができるように提供される。

すなわち、本発明に従うＲＦＩＤタグは、少なくとも一つのアンテナと、該アンテナと協働する電子タグ部品とを有するＲＦＩＤタグであって、前記アンテナ及び前記電子タグ部品は共通の基板上に位置決めされ、前記アンテナによって囲まれ、かつ前記電子タグ部品によって占有されていない前記基板の部分が除去されるＲＦＩＤタグである。

上記で規定された目的を達成するため、本発明に従うＲＦＩＤタグの製造方法とともに、特徴は、本発明に従う方法が、下記で規定される方法で特徴づけることができるように提供される。

すなわち、本発明に従うＲＦＩＤタグの製造方法は、基板を設け、前記基板上に、少なくとも一つのアンテナと、該アンテナと協働する電子タグ部品とを画定し、前記アンテナによって囲まれ、かつ前記電子タグ部品によって占有されていない前記基板の部分を、さらに使用可能なように除去することを具えるＲＦＩＤタグの製造方法である。

本発明の特徴は、集積アンテナをもつ低コストＲＦＩＤタグが、基板の非アクティブ領域を最小化することによって作り出され、ＲＦＩＤタグはさらに、アンテナ領域を広く保ち続けることによって、非常に感度が高いアンテナを具えるという利点を提供する。

それぞれ請求項２及び請求項７に記載されたような手段は、完全な機能性を依然として維持しながら、基板の必要な領域を、最小まで低減させるという利点を提供する。さらに、アンテナ及び電子タグ部品は、この方法で容易に集積化することができ、それらを相互接続において付加的な利点を提供する。

それぞれ請求項３及び請求項８に記載されたような手段は、ユニットコストが少量の基板領域に起因して低いものの、タグ感度がアンテナの広い有効領域に起因して増加するという利点を提供する。

それぞれ請求項４及び請求項９に記載されたような手段は、ＬＴＰＳ技術を用いて、ＲＦＩＤタグの周波数要求を処理することができ、かつ製造コストを低く保つことができるという利点を提供する。

それぞれ請求項５及び請求項１０に記載されたような手段は、比較的低い性能要求をもつＲＦＩＤタグの用途に対しては、ユニットコストを更に低減することができ、一方、高性能用途に対しては、コストはまた低く保つことができ、かつトランジスタ特性は、依然として維持されるという利点を提供する。

それぞれ請求項１１及び請求項１２に記載されたような手段は、失った基板材料の量を最小まで低減することができるという利点を提供する。

上記で規定された態様及び本発明の他の態様は、後述される典型的な実施形態から明らかであり、この典型的な実施形態を参照して説明される。

本発明は、典型的な実施形態を参照して、以下でより詳細に説明されるであろう。しかしながら、本発明は、これらの典型的な実施形態には限定されない。

図１は、本発明に従うＲＦＩＤタグ１を示す。ＲＦＩＤタグ１はアンテナ２を有する。アンテナ２は、単純な正方形フレームアンテナとして配置される。図面の明瞭性のため、アンテナ２は２本の巻き線で示すのみであるが、巻線の数は、アンテナの必要な感度に応じて、かなり多くすることができることは認められるべきである。ＲＦＩＤタグ１は、電子タグ部品４を更に有する。アンテナ２及び電子タグ部品４の両方は共通の基板３上に位置決めされ、いくつかの電子タグ部品４は、アンテナ２と相互接続される。本実施例では、電子タグ部品４が、フレームアンテナ２の左下側の隅に位置決めされる。基板３は、例えばＬＴＰＳ電子機器をもつガラス基板であって、アンテナ２及び電子タグ部品４を、同じ基板３上の集積化するのを可能にする。ＬＴＰＳは、ＲＦＩＤタグ用の周波数要求（例えば１３．５ＭＨｚまたは７００−２５００ＭＨｚのいずれかの範囲）を処理することができ、かつ、ＣＭＯＳと比較して顕著に安価であるという更なる利点を提供する。

アンテナ２は正方形の領域５を取り囲み、この領域５は、電磁波がアンテナ２によって受信されるところの有効領域である。この領域５のサイズは、アンテナ２の感度に比例する。それ故、感度を考慮する観点からは、領域５は、できる限り広くすべきである。しかしながら、アンテナ２によって画定される広い領域５の必要性は、低い材料コストの必要性とは対照をなす。ＬＴＰＳ基板の価格は、基板領域の一次関数である。したがって、製造を考慮すると、ＲＦＩＤタグの基板はできる限り小さくすべきである。前記ジレンマを打破するため、本発明は、アンテナ２によって囲まれる領域５の有効サイズが、基板３の実際の領域と比較して広いところの、集積アンテナ２をもつ、ＬＴＰＳベースのＲＦＩＤタグを形成することを提案する。この目的を達成するため、外周線３ａによって画定される基板３の内側部分は、物理的に除去され、ＲＦＩＤタグ１の中央にフリースペース６を残す。このフリースペース６は、アンテナ２によって囲まれる有効領域５と実質的に一致する。この有効領域５は、十分な電力及び感度を有する電磁信号の受信と送信をするために単に必要なだけであり、したがって、この領域５内に、基板３の部分があるか、または前記フリースペース６があるかどうかの違いはない。実際、フリースペースを有することは好ましくさえあるかもしれない。これは電磁信号のいずれかの減衰を避けられるであろうからである。除去された基板３の除去部分は、アンテナ２の部分によって、または電子タグ部品４によっていずれも占有されてなく、また、前記除去部分が、他の電子機器の用途のために用いることができるように取り除かれたことに注目することが最も重要である。言い換えれば、基板３の前記除去部分は、非破壊の方法で、例えばレーザ切断によって除去される。フリースペース６のサイズは、基板３の実際の領域より大きく、前記基板は、アンテナ２及び電子タグ部品４用のＲＦＩＤタグ１に用いられることが更に認められるべきである。この方法では、ＲＦＩＤタグ１の感度が増加し、一方、材料価格が低いままである。更に、電子タグ部品４が位置決めされるところの基板３の領域は、アンテナ２が位置決めされるところの基板３の領域の部分と一致するので、基板３の実際の領域は更に低減する。

図２は、本発明に従うＲＦＩＤタグ１’の第二の実施形態を上面図で示したものである。このＲＦＩＤタグ１’は、四つの窓マルチフレーム配置に、より複雑な多重極アンテナ２’を有する。電子タグ部品４は、タグの中央に位置決めされる。また、本発明のＲＦＩＤタグ１’のこの実施形態では、アンテナ２’の四つのフレーム窓の内側の基板部分の全ては、更なる使用のために除去され、その結果、アンテナ窓内に、フリースペース６を残す。この方法では、感度が高いＲＦＩＤタグ１’が、少量のＬＴＰＳ基板３’のみを消費するだけで実現された。基板３’の部分の除去は、例えばレーザ切断または他の知られた製造方法によって再び実現することができる。

本発明に従うＲＦＩＤタグ１の製造方法は、ここで図３を参照しながら説明する。まず、この実施例では、正方形の配置を有するＬＴＰＳ基板３が設けられている。この基板３上に、フレームアンテナ２が、基板３の外周近くに設けられている。次に、電子タグ部品４が、アンテナ２とともに集積化する方法で基板３上に画定される。アンテナ２は、基板３の内側部分３ｂを囲む。この内側部分３ｂ上に、他の電子機器製品７が形成される。最後に、電子機器製品７と共に基板３の内側部分３ｂは、例えば外周線３ａに沿ってレーザ切断によって除去される。残りのＲＦＩＤタグ１は、少量のＬＴＰＳ基板３を用いるのみである。

図４は、ＲＦＩＤタグ１から除去されるべき基板３の除去部分３ｂの代案の用途を示したものである。この実施形態では、異なる減少サイズをもつ多数のタグ１Ａ、１Ｂ、１Ｃについて、これらのタグ１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、基板部分３ｂ上に、一方のタグを他方のタグ内に位置決めされたものである。異なるサイズは別として、ＲＦＩＤタグ１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃは同じ特性を有し、各々は基板３上に画定されたアンテナ２及び電子タグ部品４を有する。図面で空白である基板部分３ｂの中央部が、基板３の全領域を最大限に活用するため、追加のＲＦＩＤタグまたは他の電子機器製品を画定するために用いることができることが認められるべきである。

集積タグの上記の実施形態は、ＬＴＰＳ技術に関して記載されていたが、いくつかの（比較的低い性能の）用途では、アモルファスシリコンまたはポリマーベースの電子機器技術のようなアクティブマトリクス技術だけでなく、ＣｄＳｅベースの能動素子およびダイオードまたはＭＩＭデバイスのような水素化アモルファスシリコン窒素化合物ベースの技術によって、ＲＦＩＤタグ用のＬＴＰＳ基板を集積アンテナに置き換えることは可能であるかもしれない。さらにまた、高性能の用途では、集積タグ電子機器及びアンテナはまた、担体基板からの移送技術による基板に適用されることができ、例えば、ＣＭＯＳベースプロセス用、またはセイコーエプソン社の商品名「Ｓｕｆｔｌａ」で知られるようなＬＴＰＳ用のｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ（ＳＯＩ）もしくはｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ａｎｙｔｈｉｎｇとともに使用されている。再び、ここで我々は、最良のトランジスタ特性を維持しながら、最低の製造価格を達成するため、担体基板の使用されなくなった領域を再利用することができ、集積化された電子機器及びアンテナが移送される。

図１は、本発明に従うＲＦＩＤタグの第１の実施形態の上面図である。 図２は、本発明に従うＲＦＩＤタグの第２の実施形態を上面図である。 図３は、ＲＦＩＤタグの前記第１の実施形態を、製造プロセス中の他の電子製品と共に示した上面図である。 図４は、ＲＦＩＤタグの前記第一の実施形態を、製造プロセス中の更なる複数のＲＦＩＤタグと共に示した上面図である。

Claims (12)

1. 少なくとも一つのアンテナと、該アンテナと協働する電子タグ部品とを有するＲＦＩＤタグであって、
   前記アンテナ及び前記電子タグ部品は共通の基板上に位置決めされ、前記アンテナによって囲まれ、かつ前記電子タグ部品によって占有されていない前記基板の部分が除去されるＲＦＩＤタグ。
2. 前記電子タグ部品が位置決めされる前記基板の領域は、前記アンテナが位置決めされる前記基板の領域と、少なくとも部分的に一致する請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
3. 前記アンテナによって囲まれる有効領域のサイズは、前記ＲＦＩＤタグに用いられる前記基板の実際の領域を超える請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
4. 前記電子タグ部品は、ＬＴＰＳ（低温ポリシリコン）ベースの電子部品を有する請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
5. 前記電子タグ部品は、アモルファスシリコンベースの電子部品、水素化アモルファスシリコン窒素化合物ベースの電子部品、ＣｄＳｅベースの電子部品、ポリマーベースの電子部品または、ＣＭＯＳ用のｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒもしくはｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ａｎｙｔｈｉｎｇベースの電子部品の少なくとも一つから選択される請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
6. 基板を設け、
   前記基板上に、少なくとも一つのアンテナと、該アンテナと協働する電子タグ部品とを画定し、
   前記アンテナによって囲まれ、かつ前記電子タグ部品によって占有されていない前記基板の部分を、さらに使用可能なように除去することを具えるＲＦＩＤタグの製造方法。
7. 前記アンテナは、単一又は複数の窓のある配置内にフレームアンテナとして配置され、前記電子タグ部品は、前記アンテナが位置決めされる前記基板の領域と少なくとも部分的に一致する前記基板の領域内に位置決めされる請求項６に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
8. 基板の前記除去部分の領域のサイズは、前記ＲＦＩＤタグに用いられる前記基板の実際の領域を超える請求項６に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
9. 電子タグ部品は、ＬＴＰＳ（低温ポリシリコン）ベースの電子部品を有する請求項６に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
10. 前記電子タグ部品は、アモルファスシリコンベースの電子部品、水素化アモルファスシリコン窒素化合物ベースの電子部品、ＣｄＳｅベースの電子部品、ポリマーベースの電子部品または、ＣＭＯＳ用のｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒもしくはｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ａｎｙｔｈｉｎｇベースの電子部品の少なくとも一つから選択される請求項６に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
11. 除去されるべき基板の前記除去部分上に、他のＲＦＩＤタグまたは電子製品が画定される請求項６に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
12. 複数の減少サイズをもつ多数のタグについて、これらタグは、前記基板上に、一方のタグを他方のタグ内に位置決めされる請求項１１に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。

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