JP6251770B2 - Ｒｆｉｄタグ - Google Patents

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    • H04B5/26—
    • H04B5/48—
    • H04B5/77—

Description

本発明は、非接触でリーダー／ライタと信号の送受信を行うためのアンテナを備えるＲＦＩＤタグに関する。
かかるＲＦＩＤタグは、情報を記録するＩＣチップと、このＩＣチップに接続されるアンテナとを備えている。従って、アンテナによりリーダー／ライタとの無線通信を行うことによって、ＩＣチップの情報を読む又は新たな情報をＩＣチップに書き込むことができる。
このようなＲＦＩＤタグでは、近年極小化したいとの要望が強まっており、該要望に応える極小ＲＦＩＤタグとして、次のものが既に公知である。即ち、ＲＦＩＤタグのアンテナは、前記ＩＣチップに重ね合わせて一体に接合された多層アンテナから構成されている。この多層アンテナは、ＩＣチップと略同一外形寸法を有する基材と、該基材上に形成される第１コイルと、絶縁膜を介して前記第１コイルに積層される第２コイルと、第２コイルを保護する保護膜とを備えている（例えば特許文献１参照）。
特許第４７１３６２１号公報
特許文献１のＲＦＩＤタグでは、多層アンテナにすることによって、アンテナの巻数を多くすることができる。その結果、アンテナ効率（例えば、通信距離）の向上を図ることができるとされている。しかし、未だ十分な通信距離を満足するものではなく、改善の余地があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、簡素な構成でアンテナ効率の向上を図ることができるＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。
本発明のＲＦＩＤタグは、前述の課題解決のために、リーダー／ライタと信号の送受信を行うためのアンテナと、該アンテナが接続されるＩＣチップと、を備えるＲＦＩＤタグであって、前記アンテナが形成される絶縁層上の外周端縁よりも内側部分に複数の接続端子を備え、前記絶縁層上の外周端縁と前記複数の接続端子との間の距離を内外方向の幅として該絶縁層上の外周全域又は外周略全域に環状のアンテナ形成領域を備え、前記アンテナは、前記一方の接続端子を始点とし、前記他方の接続端子を終点として前記アンテナ形成領域内を導体ラインが周回するようにループ状に形成され、前記導体ラインの縦断面形状が、横寸法よりも縦寸法の方が大きく構成され、前記径方向で隣り合う導体ラインの線幅が略同一であり、前記線幅が、２μｍ〜７μｍの範囲に設定され、かつ、前記径方向で隣り合う導体ライン同士間の距離が、２μｍ〜７μｍの範囲に設定され、前記絶縁層は、前記ＩＣチップのパッケージであり、前記アンテナは、前記ＩＣチップのパッケージ上に備え、前記ＩＣチップは、矩形状に構成され、前記複数の接続端子は、前記アンテナが形成される絶縁層上の角部において外周端縁よりも内側部分に設けられていることを特徴としている。
上記のように、アンテナをアンテナ形成領域内に、導体ラインのアスペクト比が１．０〜５．０の範囲で、しかも線幅が２μｍ〜７μｍの範囲で、更に導体ライン同士間の距離が、２μｍ〜７μｍの範囲で形成されるので、導体ラインに流れる電流に対する抵抗を抑えつつ、アンテナの半径を大きくすることができる。よって、アンテナゲイン（利得）を高くして、アンテナ効率（通信距離）の向上を図ることができる。また、アンテナ形成領域内に導体ラインの巻数を多くできるので、インダクタンスを大きくでき、共振周波数を小さく（低くすることが）できる。
また、本発明のＲＦＩＤタグは、前記アンテナ巻数が、１．５〜１０の巻数であることが、アンテナ効率を高める上において、より一層好ましい。
また、本発明のＲＦＩＤタグは、前記アンテナが、前記ＩＣチップのパッケージ上に備えるアンテナと略同一周波数で動作するブースタアンテナを備える場合においては、通信距離（情報伝達距離）を長くすることができる。
また、前記アンテナ形成領域は、前記絶縁層上の外周略全域に形成され、前記アンテナは、最外周の導体ラインが接続される接続端子の内側に導体ラインが巻かれて形成されることにより、前記接続端子に接続される最外周の導体ラインが内側に巻かれた導体ラインに重ならないように構成されていてもよい。
導体ラインのアスペクト比及び線幅並びに導体ライン同士間の距離を適切に設定することによって、簡素な構成でアンテナ効率（通信距離）の向上を図ることができるＲＦＩＤタグを提供することができる。
（ａ）はアンテナを搭載したＩＣチップの平面図、（ｂ）は（ａ）の上端部の拡大図である。 （ａ）は図１（ａ）の上端部左側の拡大図、（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）はブースタアンテナの凹部にＩＣチップを収容した縦断面図、（ｂ）はブースタアンテナの凹部にＩＣチップを収容した平面図である。 電磁界シミュレーションで計算された磁場を等高線で表わした説明図である。 （ａ）は本発明１とモデル１の周波数に対する磁場の振幅を示すグラフ、（ｂ）はモデル１の入出力端子周辺を示す平面図である。 本発明１，２とモデル２の周波数に対する磁場の振幅を示すグラフである。 本発明１とモデル３の周波数に対する磁場の振幅を示すグラフである。 （ａ）は本発明３とモデル４の周波数に対する磁場の振幅を示すグラフ、（ｂ）はモデル４の平面図である。
以下、本発明のＲＦＩＤタグの第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）に、ＩＣチップ１のパッケージ（樹脂でなる絶縁層）の上面の外周縁に絶縁層２を介してアンテナ３が電気的に導通可能に搭載されたパッシブ型のＲＦＩＤタグ４が示されている。
ＩＣチップ１は、平面視において略正方形状（円形や楕円形あるいは多角形等どのような形状であってもよい）であり、サイズが、０．５ｍｍ角（縦０．５ｍｍ×横０．５ｍｍ）〜０．９ｍｍ角（縦０．９ｍｍ×横０．９ｍｍ）のものを用いることができる。ここでは、０．９ｍｍ角（縦０．９ｍｍ×横０．９ｍｍ）のＩＣチップ１である。また、ＩＣチップ１の４つの角部において外周端縁よりも内側部分に、接続端子５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを備えており、４つの接続端子のうちの上側の２つの接続端子がアンテナに接続される入出力端子５Ａ，５Ｂであり、一方（左上）の入出力端子５Ａに、アンテナ３の一端を接続し、他方（右上）の入出力端子５Ｂに、アンテナ３の他端を接続している。下側の角部の接続端子５Ｃ，５Ｄは、ダミー端子である。
絶縁層２は、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、回転塗布法（スピンコート）、印刷法、ラミネート法により形成される。また、絶縁層２は、感光性ポリイミド等の感光性樹脂から形成されたシートあるいはフィルムを貼り付けることによっても形成することができる。
ＩＣチップ１のパッケージ上の外周端縁と接続端子５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄとの間の距離を内外方向の幅としてパッケージ上の外周略全域に環状のアンテナ形成領域を備えている。尚、前記パッケージ上の外周の略全域となっているのは、接続端子５Ｂに接続される導体ライン３ａとこの導体ライン３ａに対して内側に巻いていく導体ライン３ａとが重なることがないように、内側に巻いていく導体ライン３ａを、パッケージ上の外周端縁と接続端子５Ｂとの間ではなく、接続端子５Ｂの内側に巻いているためである。アンテナ３は、一方の入出力端子５Ａを始点とし、他方の入出力端子５Ｂを終点として前記アンテナ形成領域内を導体ライン３ａが周回するように渦巻き状に形成されている。換言すれば、アンテナ３を、ＩＣチップ１のパッケージの上面（設置面）の外周縁に、導体ライン３ａをほぼ矩形で渦巻き状に複数回（図１（ａ）では４．７５）巻回された導体パターンから構成されている。導体パターンとしては、各種の導電材料を用いることができるが、例えば銅、銀、アルミニウム等を用いることができる。また、導体パターンは、導体ペーストを塗布して焼き付ける厚膜法、スパッタリング法、蒸着法、真空メッキ法、フォトリソグラフィや印刷法等の各種の製法によって形成される。
また、導体ライン３ａのアスペクト比が、１．０〜５．０の範囲に設定されている。前記アスペクト比は、大きければ大きいほど導体ライン３ａの断面積が増大するため、アンテナ３の配線の抵抗成分を低くすることができるので好ましいが、５．０を越えると、製造がし難くなり、５．０を限界値としている。また、アスペクト比が１．０より小さくなると、アンテナ３の抵抗値を確保するために幅を広くしなければならない。幅広になると、限られた外周部において通信に必要となる巻数を確保することができない。そのため、アスペクト比の最小値を１．０に設定している。
アスペクト比は、図２（ｂ）に示すように、導体ライン３ａの縦断面の方形における長辺長（縦寸法）Ｈの短辺長（横寸法）Ｌに対する比（Ｈ／Ｌ）である。縦方向は、アンテナ３の設置面の法線方向、横方向は、アンテナ３の設置面の面方向である。
導体パターンの開口部３Ｋの開口面積は、図１（ａ）に示すように、導体ライン４ａ…のうちの径方向最内縁に位置する４本の第１導体ライン３Ａ，３Ａ，３Ａ，３Ａ（図１（ａ）参照）で囲まれる面積である。
また、径方向で隣り合う導体ライン３ａ，３ａの線幅、つまり短辺長（横寸法）Ｌ（図２（ａ）参照）が略同一であり、ここでは、線幅Ｌが、２μｍであるが、２μｍ〜７μｍの範囲の任意の値に設定することができる。また、径方向で隣り合う導体ライン同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓが、２μｍであるが、２μｍ〜７μｍの範囲の任意の値に設定することができる。導体パターンは、導体ライン３ａを、ＩＣチップ１の上面の外周縁に同一距離（間隔）Ｓをあけて、外側から渦巻き状に内側に複数回巻くことによって形成されるが、図１（ａ）において右上の入出力端子５Ｂに導体ライン３ａの一端を接続するため、その接続した導体ライン３ａに接触しないように内側に巻く導体ライン３ａを入出力端子５Ｂの径方向内側を通るように巻いている。尚、ＩＣチップ１は、前述したように、０．９ｍｍ角（縦０．９ｍｍ×横０．９ｍｍ）であり、このＩＣチップ１の最外端から各入出力端子５Ａ（図１（ｂ）では左上の入出力端子を示している）までの間隔Ｚ１，Ｚ２が６５μｍ、６５μｍであり、その間隔に、４本の導体ライン３ａ，３ａ，３ａ，３ａが巻かれている。また、図１（ａ）においてＩＣチップ１のパッケージの上面の下側の２つの角部のダミー端子５Ｃ，５Ｄにおいても径方向最内縁に位置する５本目の第１導体ライン３Ａをダミー端子５Ｃ，５Ｄの内側を通るように巻いている。そして、このように巻かれたアンテナ巻数が、４．７５巻数になっているが、共振周波数（ここでは９２０ＭＨｚ）に応じて１．５〜１０の間の任意の巻数にすることになる。導体ライン３ａの線幅Ｌを２μｍ〜７μｍの範囲の任意の値に設定した理由としては、２μｍ未満になると、製造ができないのであり、７μｍを越えると、必要となる巻数を確保することができないのである。また、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを、２μｍ〜７μｍの範囲の任意の値に設定した理由としては、前記同様に２μｍ未満になると、製造ができないのであり、７μｍを越えると、必要となる巻数を確保することができないのである。尚、前記間隔Ｚ１，Ｚ２は、６５μｍ、６５μｍに限らず、３０μｍ〜９０μｍの範囲の任意の数値に設定可能である。また、ここでは、間隔Ｚ１と間隔Ｚ２とが同一間隔の場合を示しているが、間隔Ｚ１と間隔Ｚ２とが異なる間隔であってもよい。
前記構成のＲＦＩＤタグの共振周波数は、９２０ＭＨｚに設定されている。この共振周波数ｆは、下記の式で求められる。
ｆ＝１／２π×√（ＬＣ）
ここで、Ｌは等価インダクタンス、Ｃは入出力端子５Ａ，５Ｂ間に発生するＩＣチップの等価容量である。
上記式から必要なコイルのインダクタンスＬは、
Ｌ＝１／（２πｆ）２×Ｃとなる。
つまり、共振周波数ｆをＵＨＦ帯である９２０ＭＨｚ（８６５ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚの任意の値でもよい）に設定しようとすると、Ｌ及びＣのうちの一方の値を決めれば、他方の値が決まることになる。ところで、Ｃが、ＩＣチップ１毎に決定される固有の値となるので、Ｃの値に基づいてＬの値を適宜設定する。Ｌの値を決定するのは、導体ライン３ａのアスペクト比、線幅Ｌ、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離Ｓであり、これらの値は、前述した範囲内に設定することになる。これらの値を設定することによって、絶縁層上の外周縁に導体ライン３Ａ，３ａを寄せて導体パターン３を形成することができる。これによって、アンテナの半径を大きくすることができるだけでなく、巻数も多くすることができる。よって、導体ラインに流れる電流に対する抵抗を抑えつつ、アンテナの半径を大きくすることができるので、アンテナゲイン（利得）を高くしてアンテナ効率（通信距離）の向上を図ることができる。
また、コイルのインダクタンスＬとコイルの断面積Ｓと巻数Ｎの関係は、
Ｌ＝ＡＮ２Ｓである。尚、Ａは定数である。
上記式から、巻数Ｎが多くなり、コイルの断面積Ｓが大きくなると、インダクタンスＬを大きくでき、共振周波数を小さく（低く）できる。
次に、アンテナ３をＩＣチップ１に取り付けてＲＦＩＤタグを製造する製造方法について説明する。
ＩＣチップ１の上面を、絶縁層としてＰＩ（ポリイミド）でコートする。その上から、メッキ加工のためのシード層をスパッタでコートする。その上から、アンテナパターンを積層するためのモールドをフォトレジストで形成する。続いて、メッキ工程に移り、アンテナパターンを積層する。この後、前記モールド層を除去してから、露出している不要なシード層を除去する。この後、アンテナパターンを保護する保護膜をＰＩ（ポリイミド）でコートして、ＲＦＩＤタグの製造を終了する。
続いて、第２実施形態について説明する。図３（ａ），（ｂ）に、前述したＲＦＩＤタグ４が、ＩＣチップ１のパッケージの上面に備えるアンテナ３と略同一周波数で動作するブースタアンテナ６を備えたものを示している。このブースタアンテナ６を備えることによって、送受信感度を高めて情報伝達距離を長くすることができる利点がある。尚、ＩＣチップ１に搭載するアンテナ３は、図１（ａ），（ｂ）及び図２（ａ），（ｂ）と同一構成であるため、それに関連する説明は省略する。また、図３（ｂ）では、アンテナ３を図示していない。
ブースタアンテナ６は、絶縁層（設置平面）としてのセラミックス製（その他の各種の合成樹脂材料であってもよい）の矩形状の台７の外周部上にセラミックス製の絶縁層８を介して導体ライン９ａ…を渦巻き状に略１．７５回（２回以上５回までの複数巻きでもよい）巻回した導体パターン（アンテナ）９を備えている。絶縁層８の上には、ＩＣチップ１を載置する平面視において矩形状の凹部１０Ａが形成されたセラミックス製の載置部１０が形成されている。
前記アンテナ９は、ＩＣチップ１と同じ周波数で共振するように構成されている。また、アンテナ９は、ＩＣチップ１のアンテナ３と電磁結合して、通信を行う。つまり、ＩＣチップ１は、ブースタアンテナ６を介してリーダー／ライタと通信を行う。従って、ＩＣチップ１のアンテナ３のサイズは小さいのであるが、ＩＣチップ１のアンテナ３よりも大きなブースタアンテナ６を介して通信することによって、通信距離を長くすることができる。また、ＩＣチップ１のアンテナ３は、ＩＣチップ１自体にアンテナ３が一体形成されているオンチップアンテナで構成されているため、ＩＣチップ１とアンテナ３とを接続するための接点が不要となる。また、ＩＣチップ１とブースタアンテナ６とが電磁結合されているため、耐環境性に強いという利点がある。例えば低温、高温、振動等の環境では、通常のＲＦＩＤタグの場合に、アンテナとＩＣとの接続部（接着剤を含む）やアンテナの細いパターン部分等が、アンテナ材と基材と接着剤等が熱膨張の違いにより熱膨張する、あるいは振動を受けることで断線することがある。これに対して、上記したオンチップアンテナを備えるＩＣチップ１と電磁結合されるブースタアンテナ６との組み合わせの場合には、ＩＣチップ１をブースタアンテナ６の中央付近（図３の凹部１０Ａ）に設置するだけで済むため、熱膨張や振動により断線することがなく、耐環境性に強いＲＦＩＤタグと言える。尚、ＩＣチップ１をブースタアンテナ６の中央付近に設置してから、セラミックスと同等又はほぼ同等の熱膨張率を有する樹脂でモールドしてもよい。
導体パターン９としては、各種の導電材料を用いることができるが、例えば銅、銀、アルミニウム等を用いることができる。また、導体パターン９は、導体ペーストを塗布して焼き付ける厚膜法、スパッタリング法、蒸着法、真空メッキ法、フォトリソグラフィや印刷法等の各種の製法によって形成される。
導体パターン９の開口部９Ｋの開口面積は、図３（ｂ）に示すように、径方向に位置する導体ライン９ａのうちの最内周縁に位置する４本の第１導体ライン９Ａ，９Ａ，９Ａ，９Ａ（図３（ｂ）参照）で囲まれる面積である。
また、径方向で隣り合う導体ライン９ａの線幅、つまり短辺長（横寸法）Ｌが略同一である。また、アンテナ巻数が、１．７５巻数であるが、１．５〜１０の任意の巻数であることが好ましい。
図１（ａ），（ｂ）及び図２（ａ），（ｂ）で示した本発明のＲＦＩＤタグ４は、導体ライン３ａを４．７５巻としたが、導体ライン３ａの巻数を５．７５巻とした本発明のＲＦＩＤタグとしてもよい。スペックの異なる本発明の３種類のＲＦＩＤタグ（巻数は同じ５．７５巻）と、比較例として本発明のＲＦＩＤタグの仕様と一部異なるスペックにした他の４種類のＲＦＩＤタグとを電磁界シミュレーションを行って算出された磁場の振幅をグラフにして、以下において考察する。図４に、電磁界シミュレーションで計算された磁場を等高線で表わしている。図４では、ＲＦＩＤタグのパッケージの中心からＺ軸方向へ２ｍｍの距離にある点をＰｏｂｓとし、点Ｐｏｂｓにおける磁場を７１５ＭＨｚから１１１５ＭＨｚまでの間において２０ＭＨｚ毎に算出した。これら算出した値を、横軸に周波数（ＧＨｚ）を取り、縦軸に磁場の振幅（Ａ．Ｕ．）を取ったグラフにプロットする。ここで、動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の振幅が重要であり、振幅の値が大きな値ほど通信距離が向上する。
図５（ａ）では、本発明１のＲＦＩＤタグのデータを●でプロットし、比較例としてのモデル１のＲＦＩＤタグのデータを+でプロットしている。ここで、本発明１のＲＦＩＤタグは、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を１．２５、径方向で隣り合う導体ライン３ａの線幅を４μｍ、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを２．８３μｍ、巻数を５．７５巻としている。これに対して、モデル１のＲＦＩＤタグは、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を１．２５、径方向で隣り合う導体ライン３ａの線幅を１０μｍ（本発明の範囲から外れる値）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを８μｍ（本発明の範囲から外れる値）、巻数を１．７５巻としている。巻数が１．７５巻になっているのは、図５（ｂ）に示すように、線幅が１０μｍの導体ライン３ａを１回巻くと、その導体ライン３ａと接続端子５Ｂとの距離Ｍが、２５μｍとなる。これに対して導体間距離が８μｍで線幅が１０μｍの導体ライン３ａを２回を巻く場合には、導体ライン同士間の距離が接続端子５Ｂとの間にも必要となるため、線幅１０μｍ+導体間距離８μ×２＝２６μｍが必要となり、距離Ｍの２５μｍを越えてしまい、２回巻くことができない。このため、巻数が１．７５巻に制限される。図５（ａ）のグラフから、本発明１のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが１００（Ａ．Ｕ．）を超える値となっているのに対して、モデル１のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが１０（Ａ．Ｕ．）未満となり、本発明１のＲＦＩＤタグの通信距離をモデル１のＲＦＩＤタグに比べて長くできる結果となっている。モデル１のＲＦＩＤタグは、導体ラインの線幅及び導体ライン同士間の距離が、本発明の範囲から外れたものになっており、本発明のように、線幅が、２μｍ〜７μｍの範囲で、かつ、導体ライン同士間の距離が、２μｍ〜７μｍの範囲であることが重要となる。
図６では、前記本発明１のＲＦＩＤタグのデータを●でプロットし、前記本発明１のＲＦＩＤタグとは異なるスペックの本発明２のＲＦＩＤタグのデータを▲でプロットし、比較例としてモデル１とは異なるスペックのＲＦＩＤタグのデータを◇でプロットしている。ここで、本発明１のＲＦＩＤタグは、前述同様に、絶縁層上の外周端縁と前記複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を１．２５、径方向で隣り合う導体ライン３ａの線幅を４μｍ、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを２．８３μｍ、巻数を５．７５巻としている。また、本発明２のＲＦＩＤタグは、本発明１のＲＦＩＤタグと同様に、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を２．５（本発明１と異なる値）、径方向で隣り合う導体ライン３ａの線幅を４μｍ（本発明１と同じ値）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを２．２９μｍ（本発明１と異なる値）、巻数を５．７５巻としている。これに対して、モデル２のＲＦＩＤタグは、本発明１と同様に、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を０．５、径方向で隣り合う導体ライン３ａの線幅を４μｍ（本発明の範囲内の値）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを３μｍ（本発明の範囲内の値）、巻数を５．７５巻としている。図６のグラフから、本発明１及び本発明２のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが、いずれも１００（Ａ．Ｕ．）を超える値となっているのに対して、モデル２のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさがほぼ８０（Ａ．Ｕ．）となり、本発明１及び本発明２のＲＦＩＤタグの通信距離をモデル２のＲＦＩＤタグに比べて長くできる結果となっている。モデル２のＲＦＩＤタグは、アスペクト比のみが本発明のアスペクト比の範囲である１．０〜５．０から外れたものになっており、本発明のように、アスペクト比を１．０〜５．０の範囲に設定することが重要となる。
図７では、前記本発明１のＲＦＩＤタグのデータを●でプロットし、比較例としてモデル３のＲＦＩＤタグのデータを×でプロットしている。ここで、本発明１のＲＦＩＤタグは、前述同様に、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を１．２５、径方向で隣り合う導体ライン３ａの線幅を４μｍ、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを２．８３μｍ、巻数を５．７５巻としている。これに対して、モデル３のＲＦＩＤタグは、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を０．５（本発明の範囲から外れる値）、径方向で隣り合う導体ライン３ａの線幅を１０μｍ（本発明の範囲から外れる値）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを８μｍ（本発明の範囲から外れる値）とし、モデル１と同様に巻数が１．７５巻になっている。図７のグラフから、本発明１のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが１００（Ａ．Ｕ．）を超える値となっているのに対して、モデル３のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが１０（Ａ．Ｕ．）未満となり、本発明１のＲＦＩＤタグの通信距離をモデル３のＲＦＩＤタグに比べて長くできる結果となっている。モデル３のＲＦＩＤタグは、アスペクト比、導体ラインの線幅及び導体ライン同士間の距離の全ての値が、本発明の範囲から外れたものになっており、本発明のように、アスペクト比が、１．０〜５．０の範囲で、線幅が、２μｍ〜７μｍの範囲で、かつ、導体ライン同士間の距離が、２μｍ〜７μｍの範囲であることが重要となる。
図８（ａ）では、前記本発明１のスペック及び本発明２のスペックとは異なる本発明３のＲＦＩＤタグのデータを■でプロットし、比較例としてモデル４のＲＦＩＤタグのデータを▽でプロットしている。ここで、本発明３のＲＦＩＤタグは、前述同様に、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を１．６７（本発明１，２と異なる値）、径方向で隣り合う導体ライン３ａの線幅を３μｍ（本発明１，２と異なる値）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを３．９μｍ（本発明１，２と異なる値）、巻数を５．７５巻としている。これに対して、モデル４のＲＦＩＤタグは、図８（ｂ）に示すように、絶縁層上の外周端縁と２つの入出力端子５Ａ，５Ｂとの間のアンテナ形成領域Ｒのほぼ半分に位置するようにアンテナを配置し、アスペクト比を１．６７（本発明の範囲内）、径方向で隣り合う導体ライン３ａの線幅を３μｍ（本発明の範囲内）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを２．５μｍ（本発明の範囲内）、巻数を５．７５巻としている。図８（ａ）のグラフから、本発明１のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが１００（Ａ．Ｕ．）を超える値となっているのに対して、モデル４のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさがほぼ７５（Ａ．Ｕ．）となり、本発明１のＲＦＩＤタグの通信距離をモデル４のＲＦＩＤタグに比べて長くできる結果となっている。モデル４のＲＦＩＤタグでは、アンテナ３のほぼ半分がＩＣチップ１の外周に形成されるアンテナ形成領域Ｒよりも内側に外れた領域に配置されているため、アンテナ３の外径寸法が小さくなったためであると考えられる。
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記実施形態では、入出力端子５Ｂに接続した導体ライン３ａに内側に巻いていく導体ライン３ａが重なることがないように、入出力端子５Ｂの内側に導体ライン３ａを巻いて絶縁層上の外周略全域にアンテナ形成領域を形成したが、入出力端子５Ｂに接続した導体ライン３ａとこの導体ライン３ａの内側に巻いていく導体ライン３ａが重なるように巻いて絶縁層上の外周全域にアンテナ形成領域を形成してもよい。この場合、重なり合う導体ライン３ａ，３ａ（入出力端子５Ｂに接続する導体ライン３ａとこれの内側に巻いていく導体ライン３ａと）を上下方向で接触しないように一方の導体ライン３ａを上方へ離間させるとともにその上方へ移動した導体ライン３ａをその位置に維持するように絶縁層を形成することになる。
また、上記実施形態では、渦巻き状に導体ラインを複数回巻いてアンテナを構成したが、絶縁層上にループ状に導体ラインを巻いてなる単層を２層以上積層して複数回巻いたアンテナを構成してもよい。
また、上記実施形態では、ＩＣチップのパッケージの上面にアンテナを形成したが、ＩＣチップを実装するための基板を設け、その基板上にアンテナを形成してもよい。尚、基板上にＩＣチップと接続するための複数の接続端子を備えて実施することになる。
１…ＩＣチップ、２…絶縁層、３…アンテナ（導体パターン）、３ａ…導体ライン、３Ａ…第１導体ライン、３Ｋ…開口部、４…ＲＦＩＤタグ、５Ａ，５Ｂ…入出力端子（接続端子）、５Ｃ，５Ｄ…ダミー端子、６…ブースタアンテナ、７…台、８…絶縁層、９…導体パターン（アンテナ）、９ａ…導体ライン、９Ａ…第１導体ライン、９Ｋ…開口部、１０…載置部、１０Ａ…凹部、Ｈ…長辺長、Ｌ…短辺長（線幅）、Ｓ…距離、Ｚ１，Ｚ２…間隔

Claims (4)

  1. リーダー／ライタと信号の送受信を行うためのアンテナと、該アンテナが接続されるＩＣチップと、を備えるＲＦＩＤタグであって、
    前記アンテナが形成される絶縁層上の外周端縁よりも内側部分に複数の接続端子を備え、前記絶縁層上の外周端縁と前記複数の接続端子との間の距離を内外方向の幅として該絶縁層上の外周全域又は外周略全域に環状のアンテナ形成領域を備え、前記アンテナは、前記一方の接続端子を始点とし、前記他方の接続端子を終点として前記アンテナ形成領域内を導体ラインが周回するようにループ状に形成され、前記導体ラインの縦断面形状が、横寸法よりも縦寸法の方が大きく構成され、前記径方向で隣り合う導体ラインの線幅が略同一であり、前記線幅が、２μｍ〜７μｍの範囲に設定され、かつ、前記径方向で隣り合う導体ライン同士間の距離が、２μｍ〜７μｍの範囲に設定され、
    前記絶縁層は、前記ＩＣチップのパッケージであり、前記アンテナは、前記ＩＣチップのパッケージ上に備え、前記ＩＣチップは、矩形状に構成され、前記複数の接続端子は、前記アンテナが形成される絶縁層上の角部において外周端縁よりも内側部分に設けられていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
  2. 前記アンテナ巻数が、１．５〜１０の巻数であることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
  3. 前記アンテナは、前記ＩＣチップのパッケージ上に備えるアンテナと略同一周波数で動作するブースタアンテナを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＲＦＩＤタグ。
  4. 前記アンテナ形成領域は、前記絶縁層上の外周略全域に形成され、前記アンテナは、最外周の導体ラインが接続される接続端子の内側に導体ラインが巻かれて形成されることにより、前記接続端子に接続される最外周の導体ラインが内側に巻かれた導体ラインに重ならないように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか1項に記載のＲＦＩＤタグ。
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