JP6410420B2 - オブジェクト識別用トランスポンダおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報を保存するための少なくとも１つの半導体コンポーネントと、情報を外部ユニットに伝えるための少なくとも１つのアンテナを含んでなり、アンテナが回路板上に導体により形成され、半導体コンポーネントが回路板に取り付けられており、回路板がハウジングに収容されているオブジェクト識別用のトランスポンダに関する。本発明は、このようなトランスポンダの製造方法にも関する。

従来、トランスポンダは、代表的には、無線周波数範囲内で作動し、しばしば頭字語ＲＦＩＤタグで呼ばれる。たとえば、製造ライン、倉庫などでのオブジェクト追跡のために多くの産業界におけるＲＦＩＤタグの広範囲にわたる使用により、耐熱性、汚染防護および機械的頑健性に関するその性能、信頼性を改善することが望まれている。特に自動車産業の分野においては、２００℃〜２２０℃の高い温度に耐えることができるＲＦＩＤタグが要求される。

後者の問題は、特許文献１において扱われており、耐熱性プラスチックとオーバーモールドされた頂部とからなっているハウジングを有するＲＦＩＤタグが開示されている。集積回路の形をした半導体コンポーネントを設置した回路板は、側面に圧縮性耐熱性テキスタイルの薄層が設けてあるハウジング内に配置される。こうすることで、ＲＦＩＤタグ内の回路板の断熱性および圧縮性に関する改良が達成されことになる。

欧州特許第２３４８４６１号明細書

しかしながら、特許文献１のようなＲＦＩＤタグにおいて最も敏感なコンポーネントは集積回路である。高温や汚染のような有害な外部影響からこの弱点を防護するにはより特殊な方策が必要である。さらに、テキスタイル薄層は、もっぱら、機械的な力に抗する内部電子コンポーネントの防護を比較的弱くする可能性がある。

したがって、上述の欠陥のうちの少なくとも１つを改善し、高温度のような有害な外部影響に抗する抵抗性を改善すると共にその長いライフサイクルを改善すべく冒頭に述べた種類のトランスポンダおよびその製造方法を提供することが本発明の目的である。

上記課題を解決する本発明の態様は、請求項１に記載のトランスポンダおよび請求項１６に記載の製造方法にある。従属請求項は好ましい実施形態を定義している。

まず、本発明の態様は、情報を保存するための少なくとも１つの半導体コンポーネントと、情報を外部ユニットに伝えるための少なくとも１つのアンテナとを含んでなり、前記アンテナが、回路板上にある導体により形成され、前記半導体コンポーネントが、前記回路板に取り付けられており、前記回路板がハウジング内に収容されているオブジェクト識別用のトランスポンダにおいて、前記半導体コンポーネントが、前記回路板の表面に密封、固定された筐体内に収容されており、前記筐体が、前記半導体コンポーネントが固定される側部と、前記回路板に固定される反対側の側部とを備える支持セクションを含んでなり、該支持セクションが、前記回路板の温度係数と５０ｐｐｍ／℃未満の範囲で一致する材料からなることを特徴とするトランスポンダにある。

かかる態様では、半導体コンポーネントを回路板の表面に固定された密封筐体内に閉じ込めることを提案している。筐体は、トランスポンダ上の半導体コンポーネントに対する外部影響に抗する防護を行うことができ、また、そのライフサイクルを延ばすことに貢献できる。特に、半導体コンポーネントの半導体クリスタルおよび半導体コンポーネント配線における熱劣化および／または侵蝕の作用が、このような筐体を設けることによって減らされ得るという点で有利である。対応する製造方法において、半導体コンポーネントは密封筐体に挿入され、筐体は回路板の表面に固定される（以下、少なくとも１つの半導体コンポーネントを収容している密封筐体は、筐体と呼ぶことがある）。
また、上記のような温度係数の一致は、増加した作動温度で熱サイクルによって引き起こされるトランスポンダの損傷を防ぐのに利用され得る。筐体は蓋を含むことができる。この蓋は、筐体内部の密封体積を定めるおよび／または半導体コンポーネントの付加的な外側機械的防護を得るのに使用される。好ましくは、蓋は金属またはセラミックである。金属またはセラミックの蓋は、良好な防護および／または密封シーリングと組み合わせた簡単な据え付けという利点を提供する。
熱膨張係数とも熱膨張線係数とも呼び得る機械的温度係数という用語は、温度が１Ｋだ
け変化したときのそれぞれの機械的寸法の相対変化として理解されるべきである。
筐体の支持セクションと回路板との温度係数の一致は、好ましくは、少なくともトランスポンダの意図した動作温度の範囲にわたって行われる。温度範囲は、たとえば、少なくとも１８０℃、好ましくは少なくとも２５０℃の上限温度および／またはせいぜい０℃、より好ましくはせいぜい２５℃の下限温度を含んでなる。好ましくは、それぞれの温度係数は、意図された温度範囲にわたってほぼ一定である。

半導体コンポーネントという用語は、特に、トランジスタまたはダイオードのような半導体デバイスを指しており、さらに一般的に言えば、そこに含まれる半導体材料の電子特性を利用する任意他のコンポーネントをいう。好ましい構成においては、半導体コンポーネントという用語は、１つまたはそれ以上の半導体デバイスを含んでなる集積回路を指す。

引き続き、トランスポンダおよびその製造方法に対応して適用され得る、トランスポンダの抵抗性および／または耐久性についてのさらなる改良を可能とする種々の特徴を説明する。

ここで、前記筐体が、真空となっていること、または不活性ガスで満たされており前記筐体が密封されて不活性雰囲気を維持することが好ましい。

こうすることで、侵蝕および外部汚染に抗する良好な防護が達成され、そして、高温および熱サイクルにさらされたときのトランスポンダの作動ライフおよび信頼性が改善され得る。好ましくは、筐体は、不活性雰囲気を得るために窒素を充填される。あるいは、筐体内部の真空雰囲気が適用され得る。

また、前記筐体が、１つまたはそれ以上の無機材料からなることが好ましい。

たとえば、筐体の材料は、セラミックス、金属および／またはガラスだけを含んでなる。筐体の支持セクションと回路板との間の熱膨張の有利な一致を達成するのに特に好ましい材料は、筐体の支持セクションに用いられたセラミックスを含んでなる。好ましくは、筐体の少なくとも支持セクションは、完全にセラミックスからなる。

一例として、回路板上および／または筐体内部には実質的に無機成分のみが与えられる。好ましくは、合成またはプラスチック成分は回路板上および／または筐体内部には与えられない。最も好ましくは、回路板上および／または筐体内にはもっぱらセラミックおよび／または半導体および／または金属のコンポーネントが配置される。好ましくは、回路板自体は、耐熱性材料成分のみからなる。好ましくは、回路板上のコンポーネントを連結している電気導体は、少なくとも部分的に回路板の表面に取り付けられ、貴金属、好ましくは金でメッキされる。

アンテナは、回路板に印刷した導体によって形成することができる。プリント回路板の使用は、コイル状ワイヤと比較して、高温度での絶縁体の劣化によって引き起こされる短絡が回避され得るという利点を有する。好ましくは、回路板は、アンテナの印刷前に含浸させ、高温度での高い安定性および信頼性を達成する。

また、前記筐体が、前記アンテナが設けられている前記回路板の側部に対して反対側の側部に取り付けられていることが好ましい。

たとえば、アンテナは、回路板の外側部分まわりに延び、その有効長さを最大にする。好ましくは、筐体は、回路板の反対側でアンテナの下に取り付けられ、筐体に含まれるアンテナと半導体コンポーネントの連結長さを減らしている。

好ましくは、半導体コンポーネントをアンテナに接触させる接点回路が回路板上に設けられる。好ましくは、筐体は、接点回路の頂面に配置される。好ましくは、接点回路は、実質的に回路板に印刷される導体によって形成される。

また、前記筐体が、前記回路板上の導体に電気的に接続された少なくとも２つの接続パッドを含んでなり、前記半導体コンポーネントが、前記接続パッドに電気的に接続されており、前記接続パッドが、金の金属化層を含んでなることが好ましい。

たとえば、筐体内の接続パッドと電気接触する筐体底部上の対応する接点は、回路板上のそれぞれの接点に取り付けられると好ましい。好ましくは、半導体コンポーネントの少なくとも１つの接点と筐体内の対応する接続パッドとの電気接続は、熱圧着を介して行われる。接続部として金のワイヤが使用されると好ましい。好ましくは、少なくとも１つの接続パッドは、金の金属化層を含んでなる。半導体コンポーネントの回路板への電気接続に関するこれらの方策は、さらに、トランスポンダおよび半導体コンポーネントを収容した筐体の改良した耐熱性に貢献し得る。さらに、ただ一種類の金属を使用することで、金属部品の接合部でのイオン移行の影響を減らすことができる。

また、前記回路板が、耐熱性ポリイミドを含んでなることが好ましい。

回路板に適する材料は、たとえば、熱耐性プラスチックス、セラミックス、ガラスおよびエナメル引き金属を含んでなる。熱膨張を筐体の支持セクションと一致させるのに好ましい回路板材料は、耐熱性ポリイミドを含んでなる。好ましくは、ポリ−（ジフェニルオキシド）−ピロメリトイミド（またはポリ（４,４'−オキシジフェニレン−ピロメリトイミド）が使われる。この材料は、「カプトン」（登録商標）としても知られており、たとえば、−２００℃から４００℃までの大きい温度範囲にわたって適用可能性を有し、不燃性で融点がないという利点を与える。好ましくは、回路板は、強化材料、好ましくはガラス材料を含んでなり、より適切な熱膨張およびより高い機械的安定性を提供する。

また、前記回路板が、キャリア・プレート上に固定され、前記キャリア・プレートが、前記筐体を受けるくぼみを含んでなることが好ましい。

すなわち、機械的な安定性をさらに改善するために、そして、さらに別の製造ステップを容易にするために、回路板がキャリア・プレート上に固定されることが好ましい。キャリア・プレートは、好ましくは、筐体を受けるくぼみを含んでなり、したがって、半導体コンポーネントに対する付加的な保護を提供する。好ましくは、キャリア・プレートは、回路板と係合して第一の機械的な固定を与える表面構造を含んでなる。

また、前記キャリア・プレートが、少なくとも１つの無機材料からなることが好ましい。

たとえば、キャリア・プレートは、液晶ポリマー（ＬＣＰ）を含んでなり、好ましくは、キャリア・プレートは、繊維で補強される。たとえば、ガラス繊維を２０％、好ましくは約１５％含有する組成物であれば、良好な機械的な安定性を得ることができる。

また、前記回路板が、成形コンパウンドによって、オーバーモールドされることが好ましい。

成形コンパウンドは、温度、汚染および機械的衝撃に抗する防護のために回路板の封入を行うことができる。さらに、成形コンパウンドは、高温でのガスの存在による、金属部分、特に金属接続部の酸化を防いだり、遅延させたりすることができる。好ましくは、可撓性成形コンパウンドが適用される。成形コンパウンドは、好ましくは、熱可塑性コンパウンドである。好ましくは、成形コンパウンドは、実質的に、キャリア・プレートと同じ材料からなる。

好ましくは、回路板は、キャリア・プレートに機械的に固定された後、成形コンパウンドでオーバーモールドされる。好ましくは、成形コンパウンドは、回路板の表面の少なくとも一部を覆い、キャリア・プレートの表面の少なくとも一部を覆って延びている。こうして、成形コンパウンドは、回路板のキャリア・プレートへの付加的な固定を行う。好ましくは、成形コンパウンドは、回路板の片側で回路板のほぼ全表面にわたって延びている。

好ましくは、成形コンパウンドは、回路板の、アンテナが設けられる側を覆って延びている。こうすることで、成形コンパウンドは、アンテナの回路板への付加的な固定を行う。このような付加的な固定は、回路板に印刷された導体により形成される他の固定、たとえばアンテナを切り離す傾向のある高い温度で特に有益である。

また、前記成形コンパウンドおよび／または前記キャリア・プレートにより前記ハウジングが構成されることが好ましい。

回路板は、片側で成形コンパウンドによって完全に囲むことができ、反対側でキャリア・プレートによって、完全に囲むことができる。成形コンパウンドおよび／またはキャリア・プレートは、回路板の側縁も取り囲むと好ましい。好ましくは、成形コンパウンドは、回路板およびキャリア・プレートをほぼ完全に囲む。こうすることで、回路板が収容されるハウジングが、実質的に、成形コンパウンドのみによって、または、成形コンパウンドとキャリア・プレートによって形成され得る。

また、前記回路板の表面で前記筐体まわりに保護キャップが配置されることが好ましい。

これは、オーバーモールド工程中、強い力が回路板に加わり、これが回路板から筐体を折り取る可能性があるためである。筐体の破壊を回避するために、オーバーモールド工程が行われる前に、保護キャップを筐体まわりで回路板の表面に配置すると好ましい。次いで、保護キャップを、筐体と共に、キャリア・プレートの対応するくぼみに挿入すると好ましい。

また、前記アンテナに前記半導体コンポーネントを接続する接点回路が、前記回路板上に設けてあり、前記筐体が、前記接点回路の頂部に配置されており、前記接点回路が、前記筐体の隣接表面を覆って側方へ突出し、前記接点回路が前記保護キャップ内に封入されることが好ましい。

保護キャップは、アンテナに半導体コンポーネントを接触させるための接点回路および接点回路上に配置された筐体が保護キャップによって、完全に囲まれるように回路板上に設置することができる。これは、筐体内部の半導体コンポーネントおよび接点回路の付加的な防護となる。回路板上の接点回路が、筐体の隣接する表面を覆って側方へ突出してもよい。

好ましくは、保護キャップは金属製である。最初の機械的な固定を行うため、保護キャップは、好ましくは、回路板の表面に設けた対応する係合スロット内に係合する固定ローブを含んでなるとよい。

また、体積充填材が、前記保護キャップの内側体積内に配置されていることが好ましい

この場合、保護キャップの内側体積は、そこに収容された筐体の体積を超える。このことは、保護キャップ内部に収容されたコンポーネントの熱膨張応力の防止に貢献する。

好ましくは、体積充填材が、筐体により占有されていない保護キャップの内側体積内に配置される。体積充填材は、好ましくは、空間的に広がった物体により構成される。好ましくは、体積充填材は、合成フルオロポリマー、好ましくは、「テフロン」（登録商標）としても知られているポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含んでなる。こうすることで、特にオーバーモールド工程中に保護キャップに作用する強い力が、内部の体積充填材の存在と釣り合い、保護キャップが曲がるのを防ぐことができる。

好ましくは、ハウジングは、２つの部片からなる。好ましくは、ハウジングは、実質的に、キャリア・プレートと回路板のオーバーモールド部からなる。好ましくは、ハウジングは、トランスポンダの形状寸法についての産業上の要求に応えて、トランスポンダの関連物体への容易な取り付けを可能とするようにリング形状である。それに対応して、回路板および／またはキャリア・プレートは、好ましくは、リング形状である。

また、前記半導体コンポーネントが、集積回路であることが好ましい。

また、上記課題を解決する本発明の他の態様は、情報を保存するための少なくとも１つの半導体コンポーネントと、外部ユニットに情報を伝えるための少なくとも１つのアンテナとが設けてあり、前記アンテナが、回路板上に導体を設けることにより形成され、前記半導体コンポーネントが、前記回路板上に取り付けられ、前記回路板が、ハウジング内に収容されているオブジェクト識別用トランスポンダを製造する方法において、前記半導体コンポーネントを、前記回路板の表面に固定され、かつ、密封された筐体に挿入し、前記筐体として、前記半導体コンポーネントが固定される側部と、前記回路板に固定される反対側の側部とを備える支持セクションを含んでなるものを用い、前記支持セクションとして、前記回路板の温度係数と５０ｐｐｍ／℃未満の範囲で一致する材料からなるものを用い、前記オブジェクト識別用トランスポンダを製造することを特徴とするオブジェクト識別用トランスポンダの製造方法にある。

以下、発明のさらなる特性および利点を示す図面を参照しながら好ましい実施形態によって、発明をより詳しく説明する。図、明細書および特許請求の範囲は、当業者であれば個別に意図することもできる組み合わせの数多の特徴を含んでおり、さらに適切な組み合わせで使用できる数多の特徴を含んでいる。

本発明によるトランスポンダの透視図。 オーバーモールド部なしの、図１に示すトランスポンダの、上から見た展開図。 オーバーモールド部なしの、図１に示すトランスポンダの、下から見た展開図。 図１に示すトランスポンダの回路板の底面図。 図４に示す回路板の頂部図。 図５に示す回路板のＡＡ線に沿った断面図。 トランスポンダのキャリア・プレートの断面図。 図６に示す回路板および図７に示すキャリア・プレートのアセンブリの断面図。 図１に示すトランスポンダの断面図。 蓋なしの、半導体コンポーネントのための筐体の頂部図。 蓋を含んでなる図１０に示す筐体の頂部図。 図１０、１１に示す筐体のＢＢ線に沿った断面図である。

図１は、中央領域に貫通孔４を有するリング状のハウジング２を含んでなるトランスポンダ１を示す。貫通孔４は、上方テーパ部分５および一定の直径を有する下方部分６を含んでなる。貫通孔４は、スクリュウまたは同様の固定手段によって、トランスポンダ１を関連した物体に取り付けるのを容易にするのに用いることができる。外側半径方向セクションのところでのハウジング２の表面材料は、成形コンパウンドのオーバーモールド部３によって構成される。オーバーモールド部３は熱可塑性コンパウンドである。内側半径方向セクションのところで貫通孔４に隣接するハウジング２の表面材料は、ほぼ１５％の体積含量率を備えるガラス繊維で補強された液晶ポリマー（ＬＣＰ）によって構成される。

図２および図３は、オーバーモールド部３は別として展開図のトランスポンダ１の構成部品を示す。トランスポンダ１は、回路板７およびキャリア・プレート８を含んでなる。回路板７は、中央円形カットアウト部９と、互いに等距離に隔たり、かつ中央円形カットアウト部９からも等距離に隔たった４つのより小さな円形カットアウト部１０を有する円形プレートである。回路板７の材料は、ガラス繊維で補強された、「カプトン」（登録商標）としても知られるポリ−（ジフェニルオキシド）−ピロメリトイミドによって構成されている。

アンテナ１１が、回路板７の表面（上面１２）に印刷されている。アンテナ１１は、ほぼ螺旋形のコースに沿って延びている均一幅の導体ストライプである。したがって、アンテナ１１は、複数のほぼ円形の相互接続した導体ループ、たとえば、互いに隣接する５〜１０個の導体ループを含んでなる。アンテナ１１は、回路板７の上面１２の外側半径方向に、３分の１にわたって延びている。導体材料は金である。

特に図３において、接点回路１４が、回路板７の表面（下面１３）に印刷される。接点回路１４は、アンテナ１１と同じ材料の導体を含んでなる。接点回路１４は、アンテナ１１が延びる上面１２の一部と対向して、回路板７の下面１３の外側半径方向部分のところに配置される。回路板７を貫通している接続部を介して、接点回路１４はアンテナ１１と電気的に相互接続される。

接点回路１４は、その中央部分に、電気接続がアンテナ１１と半導体コンポーネント（集積回路）の間で確立され得るように半導体コンポーネントが取り付けられ得る接点フィールド１５を含んでなる。接点回路１４は、さらに、接点フィールド１５を覆って側方へ突出する回路エレメント１６を含んでなる。接点回路１４は、回路板７の下面１３に設けたくぼみ１７によって囲まれている。

半導体コンポーネントを収容している筐体１８は、接点フィールド１５上に取り付けられる。筐体１８は、接点フィールド１５上のそれぞれの導体に電気的に接続するその底部のところに接点を含んでなる。こうすることで、アンテナ１１と筐体１８内部の半導体コンポーネントの間に接点回路１４介して電気接続が確立される。それによって、横向きの回路エレメント１６が、筐体１８の底面を覆って側方へ突出する。

底部のところに閉じた蓋を有する円筒形の保護キャップ１９がくぼみ１７内に設置される。こうして、接点回路１４上に配置された接点回路１４および筐体１８が保護キャップ１９内に完全に封入される。くぼみ１７内にある対応する係合スロット２１にぴったりと嵌合する、保護キャップ１９の上端にある固定ローブ２０によって、くぼみ１７内へ保護キャップ１９が付加的に固定される。接点回路１４の上面にはんだ付けすることによって保護キャップ１９の付加的な固定が行われてもよい。保護キャップ１９の材料は金属であり、接点回路１４および筐体１８の頑丈な被覆を提供する。

筐体１８によって占有されていない、保護キャップ１９の内側体積をほぼ充填する体積充填材２２が保護キャップ１９内に配置される。体積充填材２２は、筐体１８の寸法にほぼ一致する内部穴を有するリング状のスペーサである。体積充填材２２の材料は、「テフロン」（登録商標）としても知られるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であり、オーバーモールド工程中に円筒形の保護キャップに加わる力と釣り合うのが可能になっている。

キャリア・プレート８は、回路板７の寸法、形状にほぼ一致する上面２３を備えた円形プレートであり、キャリア・プレート８の半径は回路板７の半径よりわずかに大きくなっている。キャリア・プレート８の厚さは、回路板７の厚さよりも少なくとも２倍大きい。その上面２３の中央領域のところで、キャリア・プレート８は、貫通孔４の上方テーパ部分５まわりのリング状の中央突起２４を有する。中央突起２４の外周縁は、回路板７の中央円形カットアウト部９の内周縁にほぼ一致する。

いくつかのスナップ作用突起２５が中央突起２４の外周縁まわりに配置される。スナップ作用突起２５は、回路板７が中央突起２４まわりに設置されたとき、回路板７の中央円形カットアウト部９の内側周縁と係合する。さらに、４つのサイド突起２６が、キャリア・プレート８の上面２３に設けられる。サイド突起２６は、中央突起２４から等距離に隔たっており、回路板７の円形カットアウト部１０の内周縁にほぼ一致する外周縁を有する。こうすることで、キャリア・プレート８上への回路板７の付加的な固定が行われる。

キャリア・プレート８の上面２３は、さらに、回路板７がキャリア・プレート８に取り付けられたときに保護キャップ１９を受けるための円形凹部２７を含んでなる。キャリア・プレート８の下面２８は、上面２３上の中央突起２４、スナップ作用突起２５およびサイド突起２６のそれぞれの位置のところのいくつかの貫通孔４，３０及び貫通部２９を除いてほぼ平らである。キャリア・プレート８の材料は、ほぼ１５％の体積含量率を有するガラス繊維で補強された液晶ポリマー（ＬＣＰ）によって構成される。

図４は、接点回路１４の接点フィールド１５に取り付けられた筐体１８を封入している保護キャップ１９、体積充填材２２および接点回路１４を備えた回路板７の下面１３を示す。図５は、アンテナ１１を印刷した回路板７の上面１２を示す。図６は、図５のＡＡ線に沿った回路板７の断面図を示す。キャリア・プレート８の対応する断面図が図７に示されている。

以下、上記したトランスポンダ１を製造する方法を詳細に説明する。まず、アンテナ１１および接点回路１４が、回路板７の上面１２、下面１３のそれぞれに印刷される。次いで、筐体１８の底部接点が接点回路１４の接点フィールド１５上のそれぞれの接続パッドにはんだ付けされ、筐体１８の内部半導体コンポーネントがアンテナ１１と電気接続される。はんだ付けするによって、筐体１８は、回路板７の下面１３に固定される。

次のステップにおいて、体積充填材２２が筐体１８まわりで接点回路１４の頂面に配置され、保護キャップ１９がくぼみ１７内部で接点回路１４まわりに設置される。この位置における保護キャップ１９の付加的な固定は、固定ローブ２０の係合スロット２１内への挿入および保護キャップ１９の回路板７の下面１３へのはんだ付けにより行われる。こうすることで、図４〜６に示すような回路板７が得られる。

続くステップにおいて、回路板７の下面１３が、断面図で図８に示すように、キャリア・プレート８の上面２３に置かれる。キャリア・プレート８の中央突起２４およびスナップ作用突起２５が、回路板７の上面１２を覆って突出するように回路板７の中央円形カットアウト部９に挿入される。スナップ作用突起２５は、回路板７の内周縁と係合して回路板７の固定を行い、キャリア・プレート８の上面２３に関して並進変位するのを防ぐ。キャリア・プレート８のサイド突起２６が回路板７の小さい方の円形カットアウト部１０に挿入され、回路板７の固定を行い、キャリア・プレート８の上面２３に関する回転変位を防ぐ。回路板７の下面１３上の保護キャップ１９は、キャリア・プレート８の上面２３のところで円形凹部２７の体積を実質的に満たす。

続くステップにおいて、図８に示す配置が、断面図で図９に示すように、成形コンパウンド（オーバーモールド部３）によってオーバーモールドされる。オーバーモールド部３は、回路板７の上面１２覆って突出する中央突起２４およびスナップ作用突起２５から回路板７およびキャリア・プレート８の側縁を覆ってキャリア・プレート８の下面２８の外側半径方向セクションまで延びる。こうすることで、キャリア・プレート８が、回路板７のハウジング２を構成しているキャリア・プレート８およびオーバーモールド部３によって完全に封入される。オーバーモールド部３は、キャリア・プレート８および回路板７を完全に取り囲むようにも適用され得る。

オーバーモールド部３は、回路板７の上面１２の保護を行う。こうして、上面１２に印刷されたアンテナ１１は、特に高温の影響により導体印刷が剥がれるような場合、頂面へのオーバーモールド部３の直接適用によりそれの位置にしっかりと固定される。筐体１８内部の半導体コンポーネントを含んでなるより敏感なコンポーネントは、保護キャップ１９内のこのような配置により、温度、汚染および機械的衝撃の外部的影響に抗して一層よく保護される。この保護は、保護キャップ１９がキャリア・プレート８と回路板７の間に頂部にあるオーバーモールド部３と共に位置決めされ、付加的な保護のための体積充填材２２を収容しているので、さらに増強される。オーバーモールド工程中に生じる高圧衝撃は、はんだ付けから筐体１８を引きはがすリスクを与えるが、保護キャップ１９は、内部に収容されたコンポーネントのための保護手段として役立つ。

図１０は、（図１１に示すような）筐体１８の頂部にある蓋３２を取り除いて筐体１８の内部構成を示している。筐体１８はセラミック体（支持セクション３１）を含んでなる。セラミック体の基部が平らな支持セクション３３により形成される。外側壁３４は、筐体１８内部の内側体積３５を垂直方向に境界をつけている。セラミック体はほぼ方形横断面を有する。

支持セクション３３は、半導体コンポーネント３６、より詳しくは集積回路（ＩＣ）の支持体として使われる。集積回路（半導体コンポーネント３６）は、支持セクション３３の上面に固定される。第１の接続パッド４３および第２の接続パッド４４が、集積回路に近接して支持セクション３３上に配置される。第１の接続パッド４３および第２の接続パッド４４は、金の金属化層を含んでなる。それぞれの金ワイヤ５２，５４を介して、集積回路は接続パッド４３，４４に接続される。

図１１は、筐体１８の頂部に取り付けた蓋３２を示している。蓋３２は、金属製であり、集積回路（半導体コンポーネント３６）の内部配線が実施された後に筐体１８に適用される。蓋３２の金属組成は、据え付けの容易さを求めるのに適しており、良好な機械的な保護および筐体１８の内側体積３５の緊密なシールを得ることができる。

図１２は、図１０に示す接続パッド４３，４４への金ワイヤ５２，５４の取り付け位置のところでの、図１０に示す筐体１８のＢＢ線に沿った横断面図を示す。金ワイヤ５２，５４は、熱圧着部５５，５６を介して接続パッド４３，４４の金の金属化層に取り付けられる。こうすることで、熱劣化および侵蝕に抗する抵抗性がさらに向上する。

接続パッド４３，４４は、支持セクション３１の側面にあるそれぞれの底部接点５７，５９に電気的に接続される。筐体１８は、回路板７に印刷された接点回路１４の接点フィールド１５に固定される。それによって、底部接点５７，５９は、接点フィールド１５上のそれぞれの接点に高温度はんだ付けによって、取り付けられる。こうすることで、回路板７への筐体１８の良好な耐侵食性および耐熱性の固定が行われる。特にトランスポンダ１の高温作動中の、回路板７上の集積回路（半導体コンポーネント３６）の保護が、接点回路１４まわりの体積充填材２２および保護キャップ１９の適用後にさらに改良される。

回路板７への筐体１８の固定後、ほぼ筐体１８の支持セクション３１，３３，３４のみが回路板７の下面１３と直接接触するだけである。こうして、筐体１８と回路板７の熱膨張が、回路板７および筐体１８の有利な材料選択により一致し得るという利点がある。

筐体１８の内側体積３５は、窒素で満たされる。セラミック体（支持セクション３１）と金属製の蓋３２との間で行われる緊密シールにより、内側体積３５内の不活性雰囲気が比較的長い時間にわたって維持され得る。内側体積３５内の不活性雰囲気は、侵食、汚染および熱劣化を避けるさらなる改良に通じ、トランスポンダ１の長寿命に貢献する。

前述の説明から、本発明によるトランスポンダの数多の変更例が、特許請求の範囲によってのみ唯一定義される発明の範囲を逸脱することなく、当業者にとって明らかであろう。

２ ハウジング、 ３ オーバーモールド部（成形コンパウンド）、 ４，３０ 貫通孔、 ５ 上方テーパ部分、 ６ 下方部分、 ７ 回路板、 ８ キャリア・プレート、 ９ 中央円形カットアウト部、 １０ 円形カットアウト部、 １１ アンテナ、 １２ 表面（上面）、 １３ 表面（下面）、 １４ 接点回路、 １５ 接点フィールド、 １６ 回路エレメント、 １７ くぼみ、 １８ 筐体、 １９ 保護キャップ、 ２０ 固定ローブ、 ２１ 係合スロット、 ２２ 体積充填材、 ２３ 上面、 ２４ 中央突起、 ２５ スナップ作用突起、 ２６ サイド突起、 ２７ 円形凹部、 ２８ 下面、 ２９ 貫通部、 ３１，３３，３４ 支持セクション、 ３２ 蓋、 ３４ 外側壁、 ３５ 内側体積、 ４３ 第１の接続パッド、 ４４ 第２の接続パッド、 ５２，５４ 金ワイヤ、 ５５，５６ 熱圧着部、 ５７，５９ 底部接点

Claims (15)

1. 情報を保存するための少なくとも１つの半導体コンポーネントと、情報を外部ユニットに伝えるための少なくとも１つのアンテナとを含んでなり、前記アンテナが、回路板上にある導体により形成され、前記半導体コンポーネントが、前記回路板に取り付けられており、前記回路板がハウジング内に収容されているオブジェクト識別用のトランスポンダにおいて、
   前記半導体コンポーネントが、前記回路板の表面に密封、固定された筐体内に収容されており、
   前記筐体が、前記半導体コンポーネントが固定される側部と、前記回路板に固定される反対側の側部とを備える支持セクションを含んでなり、該支持セクションが、前記回路板の温度係数と５０ｐｐｍ／℃未満の範囲で一致する材料からなることを特徴とするトランスポンダ。
2. 前記筐体が、真空となっていること、または不活性ガスで満たされており前記筐体が密封されて不活性雰囲気を維持することを特徴とする、請求項１に記載のトランスポンダ。
3. 前記筐体が、１つまたはそれ以上の無機材料からなることを特徴とする、請求項１または２に記載のトランスポンダ。
4. 前記筐体が、前記アンテナが設けられている前記回路板の側部に対して反対側の側部に取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載のトランスポンダ。
5. 前記筐体が、前記回路板上の導体に電気的に接続された少なくとも２つの接続パッドを含んでなり、前記半導体コンポーネントが、前記接続パッドに電気的に接続されており、前記接続パッドが、金の金属化層を含んでなることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載のトランスポンダ。
6. 前記回路板が、耐熱性ポリイミドを含んでなることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載のトランスポンダ。
7. 前記回路板が、キャリア・プレート上に固定され、前記キャリア・プレートが、前記筐体を受けるくぼみを含んでなることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載のトランスポンダ。
8. 前記キャリア・プレートが、少なくとも１つの無機材料からなることを特徴とする、請求項７に記載のトランスポンダ。
9. 前記回路板が、成形コンパウンドによって、オーバーモールドされることを特徴とする、請求項７または８に記載のトランスポンダ。
10. 前記成形コンパウンドおよび／または前記キャリア・プレートにより前記ハウジングが構成されることを特徴とする、請求項９に記載のトランスポンダ。
11. 前記回路板の表面で前記筐体まわりに保護キャップが配置されることを特徴とする、請求項１〜１０の何れか一項に記載のトランスポンダ。
12. 前記アンテナに前記半導体コンポーネントを接続する接点回路が、前記回路板上に設けてあり、前記筐体が、前記接点回路の頂部に配置されており、前記接点回路が、前記筐体の隣接表面を覆って側方へ突出し、前記接点回路が前記保護キャップ内に封入されることを特徴とする、請求項１１に記載のトランスポンダ。
13. 体積充填材が、前記保護キャップの内側体積内に配置されていることを特徴とする、請求項１１または１２に記載のトランスポンダ。
14. 前記半導体コンポーネントが、集積回路であることを特徴とする、請求項１〜１３の何れか一項に記載のトランスポンダ。
15. 情報を保存するための少なくとも１つの半導体コンポーネントと、外部ユニットに情報を伝えるための少なくとも１つのアンテナとが設けてあり、前記アンテナが、回路板上に導体を設けることにより形成され、前記半導体コンポーネントが、前記回路板上に取り付けられ、前記回路板が、ハウジング内に収容されているオブジェクト識別用トランスポンダを製造する方法において、
    前記半導体コンポーネントを、前記回路板の表面に固定され、かつ、密封された筐体に挿入し、
    前記筐体として、前記半導体コンポーネントが固定される側部と、前記回路板に固定される反対側の側部とを備える支持セクションを含んでなるものを用い、前記支持セクションとして、前記回路板の温度係数と５０ｐｐｍ／℃未満の範囲で一致する材料からなるものを用い、前記オブジェクト識別用トランスポンダを製造することを特徴とするオブジェクト識別用トランスポンダの製造方法。

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