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RFIDタグ及び自動認識システム  RFID 標籤及自動識別系統
RFID TAG AND AUTOMATIC RECOGNITION SYSTEM
RFID 標籤及自動識別系統
第 2/2 筆

摘要

【課題】小型のRFIDタグ単体に比べて長い通信距離を実現し,しかもアンテナの設置にはんだづけ等が不要なため設置が容易でそのため接続不良の不具合が起こりえず信頼性に優れており,導体として金属線や導電性の糸を用いることができて特に導電性の糸は紙,布,軟質の曲がるプラスチックなどに縫うことも可能なため設置場所や設置形状の自由度が高いRFIDタグ及びこれを用いた自動認識システムを提供する. 【解決手段】ICチップ30と,このICチップと接続されて電気的閉回路を形成するアンテナ20と,前記ICチップ及びアンテナを封止する封止材とを有し,全ての辺の長さが前記ICチップの動作波長に比べて1/50以下である略直方体のRFIDタグパッケージ80と,このRFIDパッケージの外部周辺に前記ICチップおよび前記アンテナと接続されていない導体100が配置されているRFIDタグ85及びこれを用いた自動認識システム. 【選択図】図6
【課題】實現比小型 RFID 標籤單體更長的通訊距離,而且由於天線的設置不需要焊接等,因此設置容易,不易發生連接不良的故障,可靠性優異,並且作為導體可以使用金屬線或導電紗線,特別是導電紗線可以縫在紙、布、軟質可彎曲的塑膠等上,因此提供設置場所和設置形狀自由度高的 RFID 標籤及使用該標籤的自動識別系統。 【解決手段】具有 IC 晶片 30、與該 IC 晶片連接並形成電氣閉迴路的天線 20、以及封裝前述 IC 晶片及天線的封裝材料,且所有邊的長度均為前述 IC 晶片工作波長的 1/50 以下的略長方體 RFID 標籤封裝 80,以及在該 RFID 封裝的外部周圍配置有未與前述 IC 晶片及前述天線連接的導體 100 的 RFID 標籤 85 及使用該標籤的自動識別系統。 【選擇圖】圖 6

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an RFID tag having a high degree of freedom in an installation place and an installation shape, achieving a long communication distance compared with a compact RFID tag single body, facilitating the installation of an antenna by dispensing with soldering or the like in its installation, having high reliability by eliminating a trouble of poor connection, and capable of using a metal wire and a conductive thread as a conductor, especially, the conductive thread being used for sewing paper, cloth and soft bendable plastic, and to provide an automatic recognition system using the same.SOLUTION: An RFID tag 85 is disposed with: a substantially rectangular-parallelepiped RFID tag package 80 that includes an IC chip 30, an antenna 20 for forming an electric closed circuit by connecting with the IC chip, and a sealing material for sealing the IC chip and the antenna, and the length of the entire sides of which is 1/50 or less compared with the operating frequency of the IC chip; and a conductor 100 that is not connected to the IC chip and the antenna, and located on the outer periphery of the RFID package. The automatic recognition system using the same is provided.

書目資料

申請日20111003
公開日20130502
申請號JP2011219164
公開號JP2013080324A 公告 JP5867777B2
申請人日立化成株式会社; HITACHI CHEMICAL CO LTD (JP)
發明人遠藤 俊博; ENDO TOSHIHIRO (JP);
石坂 裕宣; ISHIZAKA HIRONOBU (JP);
田崎 耕司; TAZAKI KOJI (JP);
細井 博之; HOSOI HIROYUKI (JP)
優先權JP 20110219164 20111003
引用專利JP2005056221A 20050303; US2006012482A1 20060119; JP2008167190A 20080717; JP2011054185A 20110317; JP2011040919A 20110224; JP2005056221A 20050303; US2006012482A1 20060119
被參考次數00017
IPCG06K 19/077(2006.01); G06K 17/00(2006.01); G06K 19/07(2006.01); H01Q 1/40(2006.01); H01Q 9/16(2006.01); H04B 1/59(2006.01); H04B 5/48(2024.01)
FIG06K19/00 K; G06K19/00 H; G06K17/00 F; H01Q1/40; H01Q9/16; H04B1/59; H04B5/02
F-Term  F 術語5B035BA03; 5B035BB09; 5B035CA01; 5B035CA23; 5B058CA17; 5J046AA07; 5J046AA13; 5J046AB11; 5J046QA01; 5K012AA01; 5K012AA03; 5K012AB03; 5K012AC06
類別碼A

專利範圍
樹狀格式

  • 1.
    ICチップと,このICチップと接続されて電気的閉回路を形成するアンテナと,前記ICチップ及びアンテナを封止する封止材とを有し,全ての辺の長さが前記ICチップの動作波長に比べて1/50以下である略直方体のRFIDタグパッケージと, このRFIDパッケージの外部周辺に,前記ICチップおよび前記アンテナと接続されていない導体が配置されているRFIDタグ.

    1. 一種 RFID 標籤,其包括:IC 晶片;天線,其與該 IC 晶片連接並形成電氣閉合迴路;以及密封材料,其密封該 IC 晶片及天線;其中 RFID 標籤封裝為大致長方體,且所有邊的長度均小於 IC 晶片之工作波長的 1/50;以及導體,其配置於該 RFID 封裝的外部周圍,且未連接至該 IC 晶片及該天線。
    • 2.
      請求項1において,アンテナが単層のコイルであるRFIDタグ.

      2. 如請求項 1 所述之 RFID 標籤,其中天線為單層線圈。
    • 3.
      請求項1または2において,導体が銅,アルミニウム,鉄のいずれかを主成分としているRFIDタグ.

      3. 如請求項 1 或 2 所述之 RFID 標籤,其中,該導體主要由銅、鋁或鐵構成。
    • 4.
      請求項1から3の何れかにおいて,導体が金属線であるRFIDタグ.

      4. 如請求項 1 至 3 中任一項所述之 RFID 標籤,其中,該導體為金屬線。
    • 5.
      請求項1から3の何れかにおいて,導体が導電性の糸であるRFIDタグ.

      5. 請求項 1 至 3 中任一項所述之 RFID 標籤, 其中導體為導電性之線.
    • 6.
      請求項1から5の何れかにおいて,導体の表面が絶縁材料で覆われているRFIDタグ.

      6. 如請求項 1 至 5 中任一項所述之 RFID 標籤,其中導體表面覆蓋有絕緣材料。
    • 7.
      請求項1から6の何れかにおいて,アンテナが一つの平面上に配置され,導体が前記アンテナが形成されている平面と略同一平面上に配置され,かつ前記アンテナと前記導体との最短距離が2mm以下であるRFIDタグ.

      7. 如請求項 1 至 6 中任一項所述之 RFID 標籤,其中天線配置於一個平面上,導體配置於與前述天線形成之平面大致同一平面上,且前述天線與前述導體之最短距離為 2mm 以下。
      • 8.
        請求項7において,アンテナと導体が絶縁層を隔てて密着しているRFIDタグ.

        8. 如請求項 7 所述之 RFID 標籤,其中天線與導體隔著絕緣層密接。
    • 9.
      請求項1から8の何れかにおいて,導体のもっとも長い1辺の長さがICチップの動作波長以下,かつ1/8以上であるRFIDタグ.

      9. 請求項 1 至 8 中任一項所述之 RFID 標籤, 其中導體之最長邊長度為 IC 晶片之動作波長以下, 且 1/8 以上.
    • 10.
      請求項1から9の何れかにおいて,導体の形状が略直線状もしくは略コの字状もしくは略メアンダライン状であるRFIDタグ.

      10. 請求項 1 至 9 中任一項所述之 RFID 標籤, 其中導體之形狀為大致直線狀、大致 U 字狀或大致蜿蜒線狀.
    • 11.
      請求項1から10の何れかにおいて,導体の中央部付近にRFIDタグパッケージが配置されているRFIDタグ.

      11. 請求項 1 至 10 中任一項所述之 RFID 標籤, 其中 RFID 標籤封裝配置在導體之中央部附近.
    • 12.
      請求項1から11の何れかにおいて,ICチップの動作周波数が13.56MHz~2.45GHzの間であるRFIDタグ.

      12. 根據請求項 1 至 11 中任一項所述之 RFID 標籤,其中 IC 晶片的運作頻率介於 13.56MHz 至 2.45GHz 之間。
      • 13.
        請求項12において,ICチップの動作周波数が0.86~0.96GHzの間であるRFIDタグ.

        13. 根據請求項 12 所述之 RFID 標籤,其中 IC 晶片的運作頻率介於 0.86 至 0.96GHz 之間。
        • 14.
          請求項13において,導体のもっとも長い1辺の長さが125mm以上,かつ180mm以下であるRFIDタグ.

          14. 根據請求項 13 所述之 RFID 標籤,其中導體最長邊的長度為 125mm 以上且 180mm 以下。
          • 15.
            請求項14において,導体のもっとも長い1辺の長さが135mm以上,かつ150mm以下であるRFIDタグ.

            15. 根據請求項 14 所述之 RFID 標籤,其中導體最長邊的長度為 135mm 以上且 150mm 以下。
    • 16.
      請求項1から15の何れかにおいて,RFIDタグパッケージの外周に沿って導体が1~4周のコイルを形成しており,前記コイルを形成している部分で導体同士が接触していないRFIDタグ.

      16. 根據請求項 1 至 15 中任一項,其中導體沿著 RFID 標籤封裝的外周形成 1~4 圈的線圈,且在形成前述線圈的部分導體彼此未接觸之 RFID 標籤。
      • 17.
        請求項16において,ICチップの動作周波数が0.86~0.96GHzの間であるRFIDタグ.

        17. 根據請求項 16,其中 IC 晶片的運作頻率為 0.86~0.96GHz 之間之 RFID 標籤。
        • 18.
          請求項17において,導体のコイルを形成している部分以外の長さの和が125mm以上,かつ180mm以下であるRFIDタグ.

          18. 根據請求項 17,其中形成導體線圈的部分以外的長度總和為 125mm 以上,且 180mm 以下之 RFID 標籤。
    • 19.
      請求項1から8の何れかにおいて,導体がスプリング状であり,ICチップの動作周波数が13.56MHz~2.45GHzの間であり,RFIDタグパッケージがスプリング内に配置されているRFIDタグであって, 前記スプリングの直径がRFIDタグパッケージのアンテナの最外径の1倍~3倍の間であり, 前記スプリング状の導体は隣接している導体同士で接触しておらず, 前記スプリング1周が含まれる略平面に対して前記RFIDタグパッケージのアンテナが形成されている平面が略平行になるように前記RFIDタグパッケージを配置したRFIDタグ.

      19. 根據請求項 1 至 8 中任一項,其中導體為彈簧狀,IC 晶片的運作頻率為 13.56MHz~2.45GHz 之間,且 RFID 標籤封裝配置於彈簧內的 RFID 標籤,其中前述彈簧的直徑為 RFID 標籤封裝的天線的最外徑的 1 倍~3 倍之間,前述彈簧狀的導體為相鄰的導體彼此未接觸,前述 RFID 標籤封裝被配置成,對於包含前述彈簧 1 圈的略平面,前述 RFID 標籤封裝的天線所形成之平面略為平行之 RFID 標籤。
      • 20.
        請求項19において,スプリングの直径がRFIDタグパッケージのアンテナの最外径の1倍~2倍の間であるRFIDタグ.

        如請求項 19 所述之 RFID 標籤,其中該彈簧之直徑為該 RFID 標籤封裝之天線之最外徑的 1 倍至 2 倍之間。
    • 21.
      請求項1から20の何れかにおいて,RFIDタグパッケージのサイズが,縦4mm以下×横4mm以下×高さ1.0mm以下,または縦2.5mm以下×横2.5mm以下×高さ1.0mm以下であるRFIDタグ.

      21. 根據請求項 1 至 20 中任一項所述之 RFID 標籤,其中該 RFID 標籤封裝之尺寸為長 4mm 以下×寬 4mm 以下×高 1.0mm 以下,或長 2.5mm 以下×寬 2.5mm 以下×高 1.0mm 以下。
    • 22.
      請求項1から21の何れかのRFIDタグと,リーダまたはリーダライタとを有する自動認識システム.

      22. 一種自動識別系統,包括根據請求項 1 至 21 中任一項所述之 RFID 標籤,以及讀取器或讀寫器。

詳細說明

【0001】 本発明は,汎用のリーダやリーダライタと共に用いて非接触で情報の送受信を行うことができるRFID(Radio Frequency Identification)タグ及びこれを用いた自動認識システムに関する.
【0001】 本發明係關於一種 RFID(Radio Frequency Identification)標籤及使用此標籤的自動識別系統,該標籤可與通用讀取器或讀寫器一起使用,以非接觸方式發送及接收資訊。


【0002】 製品の情報や識別,管理,偽造防止の目的で,商品,包装,カード,書類等にはICチップを搭載した非接触式RFIDタグ(以下,単に「RFIDタグ」という.)が多数利用されている.ICチップには商品の名称,価格等の情報が書き込まれており,管理,販売,使用する際には,リーダやリーダライタ(以下,リーダとリーダライタを合わせて「リーダ等」ということがある.)によって,これらのICチップの情報を無線で読み取り,利用できる.製造日や製造所,残金等の情報を,後でリーダライタによって書き込むことができるものもある.このようにしてRFIDタグは商品管理の利便性向上や安全性の向上,また人為的ミスをなくす等大きなメリットをもたらしている.
【0002】 為了產品資訊、識別、管理及防止偽造之目的,許多商品、包裝、卡片、文件等使用搭載 IC 晶片的非接觸式 RFID 標籤(以下簡稱「RFID 標籤」)。IC 晶片中寫入了商品的名稱、價格等資訊,在管理、銷售及使用時,可藉由讀取器或讀寫器(以下將讀取器及讀寫器統稱為「讀取器等」)以無線方式讀取這些 IC 晶片的資訊並加以利用。有些 RFID 標籤可以之後由讀寫器寫入製造日期、製造場所、餘額等資訊。如此一來,RFID 標籤在提升商品管理的便利性及安全性,以及消除人為錯誤等方面帶來了極大的優勢。


【0003】 RFIDタグは,商品に取り付けたりカードに内蔵したりするという性格上,小型薄型化の要求も強い.特に,従来はロット番号を刻印.記入して管理したりあるいは管理そのものができていなかったものへの利用として近年着目されている.具体的には眼鏡や時計あるいは医療用サンプルや半導体等(以下,このような複雑な形状を有したり,サイズが縦:数cm×横:数cm程度以下の小さい物品を「小型多品種品」という.)の管理であり,商品(サンプル)の製造所,作業者,製造日,使用材料,寸法,特性,在庫数管理等に役立ち,管理作業者の手間を減らしてかつミスを防ぐことができる.これらのような利便性のある管理システム実現のためには,RFIDタグの小型化.薄型化が必要不可欠となる.
【0003】 由於 RFID 標籤的特性是安裝在商品上或內建在卡片中,因此對於小型化及薄型化的需求也很高。近年來,特別受到關注的是將其應用於過去需刻印.填寫批號進行管理,或根本無法管理的物品上。具體而言,係指眼鏡、手錶、醫療用樣本或半導體等(以下將此種具有複雜形狀或尺寸為縱:數 cm×橫:數 cm 左右或更小的物品稱為「小型多品種品」)的管理,有助於商品(樣本)的製造場所、作業人員、製造日期、使用材料、尺寸、特性、庫存數量管理等,可減少管理作業人員的工時並防止錯誤。為了實現此種具便利性的管理系統,RFID 標籤的小型化.薄型化是不可或缺的。


【0004】 比較的小型で薄型のRFIDタグとしては,図1に示すように,フィルム基材1上にアンテナ20を形成し,ICチップ30を搭載したRFIDタグ85が開示されている(特許文献1,2).また,より小型のRFIDとして,基板上にアンテナパターンとICチップを取り付けた後,封止してパッケージ化したもの(特許文献3)や,より薄く平坦にするために,基板を設けずに,独立したアンテナパターン上にICチップを取付けた後,封止してパッケージ化したもの(特許文献4)が開示されている.さらに,図2に示すように,ICチップサイズまで小型化したRFIDタグとして,ICチップ30上に直接アンテナ20を形成したもの(オンチップアンテナ)が開示されている(特許文献5,6).
【0004】 作為比較小型且薄型的 RFID 標籤,如圖 1 所示,揭示了一種在薄膜基材 1 上形成天線 20,並搭載 IC 晶片 30 的 RFID 標籤 85(專利文獻 1,2)。此外,作為更小型的 RFID,揭示了在基板上安裝天線圖案及 IC 晶片後,進行密封及封裝的 RFID 標籤(專利文獻 3),以及為了使其更薄更平坦,不設置基板,而是在獨立的天線圖案上安裝 IC 晶片後,進行密封及封裝的 RFID 標籤(專利文獻 4)。再者,如圖 2 所示,作為小型化至 IC 晶片尺寸的 RFID 標籤,揭示了一種在 IC 晶片 30 上直接形成天線 20 的 RFID 標籤(晶片上天線)(專利文獻 5,6)。


【0005】 特開2006-221211号公報
特開2011-103060号公報
特開2010-152449号公報
特開2001-052137号公報
国際公開第2005/024949号   國際公開第 2005/024949 號
特開2007-189499号公報

【0006】 引用文献1,2のRFIDタグは,比較的小型で薄型であり,汎用のリーダ等でも200mm以上の通信距離を有する.しかし,フィルム基材に設けるアンテナとして,縦または横が,数cm程度の大きさが必要なため,RFIDタグを取付ける対象が,上述した小型多品種品である場合には対応できず,対象となる製品や取付けについての制約が大きい.
【0006】 引用文獻 1,2 的 RFID 標籤,尺寸相對較小且薄型,且即使使用通用讀取器等也能具有 200mm 以上的通訊距離。然而,由於作為設置在薄膜基材上的天線,需要縱向或橫向為數公分左右的大小,因此當安裝 RFID 標籤的對象是上述小型多品種產品時,無法對應,對於目標產品和安裝存在很大的限制。


【0007】 引用文献3,4のRFIDタグは,数mm角(縦:数mm×横:数mmを表す.以下,同様.)程度と小型であり,小型多品種品にも対応できる.しかし,引用文献3のRFIDタグは,アンテナを多層に設けるため,アンテナを設ける基材も多層構造が必要となり,コストがかかる上,全体の厚みも増す問題がある.引用文献4のRFIDタグは,基材で支持されない単体のアンテナを,多数個繋げたリードフレーム状の部材を用いるので,封止後に個々のパッケージに切断すると,アンテナの切断面がパッケージの外部に露出し,環境劣化等による通信特性や信頼性への影響が懸念される.しかも,引用文献3,4のような,数mm角程度サイズのRFIDタグは,一般に,通信距離が数mm以下程度であり,実用的には十分とは言えない.リーダ等の側で対応することで,通信距離を伸ばすことは可能であるが,専用のリーダ等が必要になり,汎用のリーダ等が使えないため,使い勝手が悪い問題がある.
【0007】 引用文獻 3,4 的 RFID 標籤,尺寸小至數 mm 角(表示縱向:數 mm×橫向:數 mm。以下相同。),因此也能對應小型多品種產品。然而,引用文獻 3 的 RFID 標籤,由於天線設置成多層,因此設置天線的基材也需要多層結構,導致成本增加,且整體厚度也會增加的問題。引用文獻 4 的 RFID 標籤,由於使用未由基材支撐的單個天線,而是使用連接多個天線的引線框架狀部件,因此當密封後切割成各個封裝時,天線的切斷面會暴露在封裝外部,令人擔心環境劣化等對通訊特性和可靠性的影響。而且,如引用文獻 3,4 那樣,數 mm 角左右大小的 RFID 標籤,一般通訊距離為數 mm 以下左右,實際上不能說是充分的。雖然可以通過讀取器等側進行對應來延長通訊距離,但是需要專用讀取器等,由於無法使用通用讀取器等,因此存在使用便利性差的問題。


【0008】 引用文献5,6のRFIDは,サイズはICチップと同等(数100μm角程度)であり,小型多品種品に十分対応できる.しかし,通信距離が1mm以下または接触レベルと短く,実際に使用する現場においては,作業の効率や自由度が低い問題がある.一方,通信距離を長くしようとすると,ICチップ自体のサイズを拡大する必要があるため,コスト高になる問題があった.
【0008】 引用文獻 5,6 的 RFID,尺寸與 IC 晶片相同(數 100μm 角左右),因此完全可以對應小型多品種產品。然而,由於通訊距離短至 1mm 以下或接觸等級,因此在實際使用的現場,存在作業效率和自由度低的問題。另一方面,為了延長通訊距離,需要擴大 IC 晶片本身的尺寸,因此存在成本增加的問題。


【0009】 サイズが10mm角程度以下で,かつ通信距離が,10mm程度以上であるようなRFIDタグであれば,小型多品種品を始めとして,適用範囲は大幅に拡大し,また汎用のリーダ等でも対応可能であるため,産業上利用価値が非常に高い.しかしながら,上述したように,サイズが数mm角オーダー以下のRFIDは,通信距離が短く,実用上は,使い勝手の悪いものであった.
【0009】 如果 RFID 標籤的尺寸在 10mm 角左右以下,且通訊距離在 10mm 左右以上,則可以大幅擴大包括小型多品種產品在內的適用範圍,而且由於即使使用通用讀取器等也能對應,因此產業利用價值非常高。然而,如上所述,尺寸在數 mm 角以下的 RFID,通訊距離短,實際上是使用便利性差的產品。


【0010】 また,RFIDタグには耐久性への要求も強まっている.適用製品が,半導体パッケージ等の電子部品や射出成形品等の場合,リフローや成形時の加熱,あるいは使用時の発熱に晒されるため,250~300℃で数秒程度の耐熱性を要するが,このような耐熱性は考慮されていない場合がほとんどである.また,RFIDタグはICチップとアンテナをはんだづけ等で機械的に接続する必要があり,そのため使用中に外力によって接続が外れてしまうことがあった.
【0010】 此外,對 RFID 標籤的耐用性要求也越來越高。當適用產品為半導體封裝等電子零件或射出成形品等時,會暴露於回流焊或成形時的加熱,或者使用時的發熱中,因此需要 250~300℃下數秒程度的耐熱性,但大多數情況下並未考慮這種耐熱性。此外,RFID 標籤需要通過焊接等方式將 IC 晶片和天線進行機械連接,因此在使用過程中,連接可能會因外力而脫落。


【0011】 本発明は,上記問題点に鑑みてなされたものであり,小型のRFIDタグ単体に比べて長い通信距離を実現し,しかも従来のRFIDタグに比べてアンテナの設置にはんだづけ等の機械的接続が不要なため設置が容易でそのため接続不良の不具合が起こりえず信頼性に優れており,導体として金属線や導電性の糸を用いることが出来て特に導電性の糸は紙,布,軟質の曲がるプラスチックなどに縫うことも可能なため設置場所や設置形状の自由度が高いRFIDタグを提供することを目的とする.
【0011】 鑒於上述問題,本發明的目的在於提供一種 RFID 標籤,與小型 RFID 標籤單體相比,可實現更長的通信距離,而且與傳統 RFID 標籤相比,由於天線的設置不需要焊接等機械連接,因此易於設置,從而不會發生連接不良的問題,可靠性優異,並且可以使用金屬線或導電紗線作為導體,特別是導電紗線可以縫在紙、布、柔軟的可彎曲塑膠等材料上,因此設置場所和設置形狀的自由度很高。


【0012】 本発明は,以下のものに関する. 1. ICチップと,このICチップと接続されて電気的閉回路を形成するアンテナと,前記ICチップ及びアンテナを封止する封止材とを有し,全ての辺の長さが前記ICチップの動作波長に比べて1/50以下である略直方体のRFIDタグパッケージと,このRFIDパッケージの外部周辺に,前記ICチップおよび前記アンテナと接続されていない導体が配置されているRFIDタグ. 2. 項1において,アンテナが単層のコイルであるRFIDタグ. 3. 項1または2において,導体が銅,アルミニウム,鉄のいずれかを主成分としているRFIDタグ. 4. 項1から3の何れかにおいて,導体が金属線であるRFIDタグ. 5. 項1から3の何れかにおいて,導体が導電性の糸であるRFIDタグ. 6. 項1から5の何れかにおいて,導体の表面が絶縁材料で覆われているRFIDタグ. 7. 項1から6の何れかにおいて,アンテナが一つの平面上に配置され,導体が前記アンテナが形成されている平面と略同一平面上に配置され,かつ前記アンテナと前記導体との最短距離が2mm以下であるRFIDタグ. 8. 項7において,アンテナと導体が絶縁層を隔てて密着しているRFIDタグ. 9. 項1から8の何れかにおいて,導体のもっとも長い1辺の長さがICチップの動作波長以下,かつ1/8以上であるRFIDタグ. 10. 項1から9の何れかにおいて,導体の形状が略直線状もしくは略コの字状もしくは略メアンダライン状であるRFIDタグ. 11. 項1から10の何れかにおいて,導体の中央部付近にRFIDタグパッケージが配置されているRFIDタグ. 12. 項1から11の何れかにおいて,ICチップの動作周波数が13.56MHz~2.45GHzの間であるRFIDタグ. 13. 項12において,ICチップの動作周波数が0.86~0.96GHzの間であるRFIDタグ. 14. 項13において,導体のもっとも長い1辺の長さが125mm以上,かつ180mm以下であるRFIDタグ. 15. 項14において,導体のもっとも長い1辺の長さが135mm以上,かつ150mm以下であるRFIDタグ. 16. 項1から15の何れかにおいて,RFIDタグパッケージの外周に沿って導体が1~4周のコイルを形成しており,前記コイルを形成している部分で導体同士が接触していないRFIDタグ. 17. 項16において,ICチップの動作周波数が0.86~0.96GHzの間であるRFIDタグ. 18. 項17において,導体のコイルを形成している部分以外の長さの和が125mm以上,かつ180mm以下であるRFIDタグ. 19. 項1から8の何れかにおいて,導体がスプリング状であり,ICチップの動作周波数が13.56MHz~2.45GHzの間であり,RFIDタグパッケージがスプリング内に配置されているRFIDタグであって,前記スプリングの直径がRFIDタグパッケージのアンテナの最外径の1倍~3倍の間であり,前記スプリング状の導体は隣接している導体同士で接触しておらず,前記スプリング1周が含まれる略平面に対して前記RFIDタグパッケージのアンテナが形成されている平面が略平行になるように前記RFIDタグパッケージを配置したRFIDタグ. 20. 項19において,スプリングの直径がRFIDタグパッケージのアンテナの最外径の1倍~2倍の間であるRFIDタグ. 21. 項1から20の何れかにおいて,RFIDタグパッケージのサイズが,縦4mm以下×横4mm以下×高さ1.0mm以下,または縦2.5mm以下×横2.5mm以下×高さ1.0mm以下であるRFIDタグ. 22. 項1から21の何れかのRFIDタグと,リーダまたはリーダライタとを有する自動認識システム.
【0012】 本發明涉及以下內容。 1. 一種 RFID 標籤,具有 IC 晶片、與該 IC 晶片連接並形成電氣閉迴路的天線,以及封裝所述 IC 晶片及天線的封裝材料,其特徵在於,所有邊的長度均為所述 IC 晶片的工作波長的 1/50 以下的略呈長方體的 RFID 標籤封裝,以及在該 RFID 封裝的外部周邊,配置有未與所述 IC 晶片以及所述天線連接的導體的 RFID 標籤。 2. 根據項 1 所述的 RFID 標籤,其中,天線為單層線圈。 3. 根據項 1 或 2 所述的 RFID 標籤,其中,導體的主要成分為銅、鋁、鐵中的任一種。 4. 根據項 1 至 3 中任一項所述的 RFID 標籤,其中,導體為金屬線。 5. 根據項 1 至 3 中任一項所述的 RFID 標籤,其中,導體為導電紗線。 6. 根據項 1 至 5 中任一項所述的 RFID 標籤,其中,導體的表面被絕緣材料覆蓋。 7. 根據項 1 至 6 中任一項所述的 RFID 標籤,其中,天線配置在一個平面上,導體配置在與形成所述天線的平面大致相同的平面上,並且所述天線與所述導體之間的最小距離為 2mm 以下。 8. 根據項 7 所述的 RFID 標籤,其中,天線和導體隔著絕緣層緊密接觸。 9. 根據項 1 至 8 中任一項所述的 RFID 標籤,其中,導體的最長一邊的長度為 IC 晶片的工作波長以下,且為 1/8 以上。 10. 根據項 1 至 9 中任一項所述的 RFID 標籤,其中,導體的形狀為大致直線狀、大致コの字狀或大致曲折線狀。 11. 根據項 1 至 10 中任一項所述的 RFID 標籤,其中,RFID 標籤封裝配置在導體的中央部附近。 12. 根據項 1 至 11 中任一項所述的 RFID 標籤,其中,IC 晶片的工作頻率在 13.56MHz~2.45GHz 之間。 13. 根據項 12 所述的 RFID 標籤,其中,IC 晶片的工作頻率在 0.86~0.96GHz 之間。 14. 根據項 13 所述的 RFID 標籤,其中,導體的最長一邊的長度為 125mm 以上,且為 180mm 以下。 15. 根據項 14 所述的 RFID 標籤,其中,導體的最長一邊的長度為 135mm 以上,且為 150mm 以下。 16. 根據項 1 至 15 中任一項所述的 RFID 標籤,其中,導體沿著 RFID 標籤封裝的外周形成 1~4 周的線圈,並且在形成所述線圈的部分,導體彼此不接觸。 17. 根據項 16 所述的 RFID 標籤,其中,IC 晶片的工作頻率在 0.86~0.96GHz 之間。 18. 根據項 17 所述的 RFID 標籤,其中,導體的線圈形成部分以外的長度之和為 125mm 以上,且為 180mm 以下。 19. 根據項 1 至 8 中任一項所述的 RFID 標籤,其中,導體為彈簧狀,IC 晶片的工作頻率在 13.56MHz~2.45GHz 之間,RFID 標籤封裝配置在彈簧內,所述彈簧的直徑為 RFID 標籤封裝的天線的最外徑的 1 倍~3 倍之間,所述彈簧狀的導體與相鄰的導體彼此不接觸,並且以使形成所述 RFID 標籤封裝的天線的平面與包含所述彈簧 1 周的略呈平面大致平行的方式配置所述 RFID 標籤封裝。 20. 根據項 19 所述的 RFID 標籤,其中,彈簧的直徑為 RFID 標籤封裝的天線的最外徑的 1 倍~2 倍之間。 21. 根據項 1 至 20 中任一項所述的 RFID 標籤,其中,RFID 標籤封裝的尺寸為,縱 4mm 以下×橫 4mm 以下×高 1.0mm 以下,或者縱 2.5mm 以下×橫 2.5mm 以下×高 1.0mm 以下。 22. 一種自動識別系統,具有根據項 1 至 21 中任一項所述的 RFID 標籤,以及讀取器或讀寫器。


【0013】 本発明は,上記問題点に鑑みてなされたものであり,小型のRFIDタグ単体に比べて長い通信距離を実現し,しかも従来のRFIDタグに比べてアンテナの設置にはんだづけ等の機械的接続が不要なため設置が容易でそのため接続不良の不具合が起こりえず信頼性に優れており,導体として金属線や導電性の糸を用いることが出来て特に導電性の糸は紙,布,軟質の曲がるプラスチックなどに縫うことも可能なため設置場所や設置形状の自由度が高いRFIDタグを提供することを目的とする.
【0013】 鑒於上述問題,本發明的目的在於提供一種 RFID 標籤,與小型 RFID 標籤單體相比,可實現更長的通信距離,而且與傳統 RFID 標籤相比,由於天線的設置不需要焊接等機械連接,因此易於設置,從而不會發生連接不良的問題,可靠性優異,並且可以使用金屬線或導電紗線作為導體,特別是導電紗線可以縫在紙、布、柔軟的可彎曲塑膠等材料上,因此設置場所和設置形狀的自由度很高。


【0014】 従来のRFIDタグの概略図である.従来のRFIDタグの概略図である.本実施形態のRFIDタグパッケージのアンテナの形状を示す図である.本実施形態のRFIDタグパッケージの一例である.ICチップを接続したコイルアンテナの電気的等価回路を示す図である.本発明のRFIDタグの概略図である.本発明のRFIDタグの概略図である.本発明のRFIDタグの概略図である.本発明のRFIDタグの概略図である.
【0014】 是一個傳統 RFID 標籤的概略圖。是一個傳統 RFID 標籤的概略圖。是一個顯示本實施例的 RFID 標籤封裝的天線形狀的圖。是本實施例的一個 RFID 標籤封裝的例子。是一個顯示連接 IC 晶片的線圈天線的電氣等效電路的圖。是本發明的 RFID 標籤的概略圖。是本發明的 RFID 標籤的概略圖。是本發明的 RFID 標籤的概略圖。是本發明的 RFID 標籤的概略圖。


【0015】 本発明におけるRFIDタグパッケージとは,ICチップとアンテナをワイヤボンディングなどで接続し,それらを封止材で封止したものをいう.以下にRFIDタグパッケージの作製方法の一例を示す. RFIDタグパッケージにおける基材は,アンテナやICチップを支持するものである.基材としては,樹脂製のものを使用する.樹脂製の基材としては,リフローや成形時の加熱,あるいは使用時の発熱に晒される時に必要な,250~300℃で数秒程度の耐熱性と機械的強度を有し,熱膨張係数が小さい材料が好適であり,このようなものとして,ガラスエポキシ,フェノール,ポリイミド等が利用できる.アンテナを低コストでばらつきなく形成するためには,基材の片面に金属箔が貼り合わされた金属箔付き基材を用いて,エッチングによりアンテナを形成することが効果的である.さらにRFIDタグパッケージの薄型化のためには10~50μm程度の薄い基材を用いることが有効である.前記条件を満たす基材として,ポリイミド基材の片面に銅箔が貼り合わされた銅箔付きポリイミド基材(例えば日立化成工業株式会社製 製品名:MCF-5000I,ポリイミド厚み25μm,銅箔厚み18μm)が利用できる.なお,比誘電率は,紙フェノールが4.6~7.0程度,ガラスエポキシが4.4~5.2程度,ポリイミドが3.5程度であり,これらの基材は全て利用できるが,比誘電率が高ければ,インダクタンスが増加するため,アンテナを小型化できる.なお,比誘電率は,紙フェノールやガラスエポキシより小さいが,基材が薄く形成可能で,耐熱性があり,物理的強度が強く,アンテナの形成性も良好な点で,銅箔付きポリイミド基材を用いるのが望ましい.
【0015】 本發明中的 RFID 標籤封裝是指,將 IC 晶片和天線通過打線接合等方式連接,然後用密封材料將它們密封起來的裝置。以下顯示 RFID 標籤封裝的製作方法的一個例子。RFID 標籤封裝中的基材是用於支撐天線和 IC 晶片的部件。作為基材,使用樹脂製的材料。作為樹脂製的基材,最好使用具有在回流焊或成型時的加熱,或者使用時的發熱時所必需的,在 250~300℃下數秒左右的耐熱性和機械強度,並且熱膨脹係數小的材料,作為這樣的材料,可以使用玻璃環氧樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺等。為了以低成本且無偏差地形成天線,使用基材的一面貼合有金屬箔的金屬箔基材,通過蝕刻形成天線是有效的。此外,為了使 RFID 標籤封裝更薄,使用 10~50μm 左右的薄基材是有效的。作為滿足上述條件的基材,可以使用聚醯亞胺基材的一面貼合有銅箔的帶銅箔聚醯亞胺基材(例如日立化成工業株式会社製造 產品名:MCF-5000I,聚醯亞胺厚度 25μm,銅箔厚度 18μm)。此外,介電常數方面,紙質酚醛樹脂約為 4.6~7.0,玻璃環氧樹脂約為 4.4~5.2,聚醯亞胺約為 3.5,所有這些基材都可以使用,但是如果介電常數較高,則電感會增加,因此可以使天線小型化。此外,雖然介電常數比紙質酚醛樹脂或玻璃環氧樹脂小,但銅箔聚醯亞胺基材可以在薄的狀態下形成,具有耐熱性,物理強度高,並且天線的形成性也良好,因此是較佳的選擇。


【0016】 アンテナは,リーダ等と電磁結合して電力を受け取り,ICチップに伝えて,ICチップを動作させるものである.アンテナは単層でよく,多層化する必要がないので,基材の片面に銅箔を貼り合せた,銅箔付きポリイミド基材の銅箔を用いて形成すると,低コストでばらつきなく形成することができる点で望ましい.
【0016】 天線通過與讀取器等進行電磁耦合來接收電力,並將其傳輸到 IC 晶片以操作 IC 晶片。天線可以是單層的,沒有必要多層化,因此,通過使用在基材的一面貼合有銅箔的帶銅箔聚醯亞胺基材的銅箔來形成天線,在可以以低成本且無偏差地形成天線這一點上,是較佳的選擇。


【0017】 図3に示すように,樹脂製の基材1上の中央部にICチップを30配置し,このICチップ30の外周部の基材1の片面にアンテナ20を配置する.アンテナ20は,基材1の外周部の長さのとれる領域に配置されるので,アンテナ形状の自由度が拡大し,アンテナ20のインダクタンスLとICチップ30の静電容量Cとを含めて形成される電気回路(以下,「LC共振回路」ということがある.)の共振周波数の調整が容易となる.また,アンテナ20は,ICチップ30の外周部に設けられるので,コイルアンテナの場合,コイルの直径が大きくなり,インダクタンスが増加して,通信距離の確保と小型化に有利となる.また,アンテナ20は,ICチップ30と接続されて電気的閉回路を形成し,開放端を有しないようにする.ここで,電気的閉回路を形成するとは,アンテナ20が端部を2箇所有しており,アンテナ20上の2箇所とICチップ30の2つの電極(図示しない.)とがそれぞれ接続されていることを意味する.ICチップ30と接続されて電気的閉回路を形成し,開放端を有しないアンテナの具体例としては,図3のコイルアンテナが挙げられ,これにより,RFIDタグパッケージのサイズが小型でも,LC回路としてアンテナ20を容易に設計でき,かつ小面積で効率的にインダクタンスを得ることができるため,通信距離を確保するのが有利となる.
【0017】 如圖 3 所示,在樹脂製的基材 1 上的中央部配置 IC 晶片 30,並且在該 IC 晶片 30 的外周部的基材 1 的一面上配置天線 20。由於天線 20 配置在基材 1 的外周部的長度可以確保的區域中,因此天線形狀的自由度擴大,包括天線 20 的電感 L 和 IC 晶片 30 的靜電容量 C 在內形成的電路(以下,有時稱為“LC 共振電路”)的共振頻率的調整變得容易。此外,由於天線 20 設置在 IC 晶片 30 的外周部,因此在線圈天線的情況下,線圈的直徑變大,電感增加,這有利於確保通信距離和小型化。此外,天線 20 與 IC 晶片 30 連接,形成電氣閉合迴路,使其不具有開放端。此處,形成電氣閉合迴路是指,天線 20 具有兩個端部,並且天線 20 上的兩個位置和 IC 晶片 30 的兩個電極(未圖示)分別連接。作為與 IC 晶片 30 連接而形成電氣閉合迴路且不具有開放端的天線的具體例子,可以列舉圖 3 的線圈天線,由此,即使 RFID 標籤封裝的尺寸較小,也可以容易地將天線 20 設計為 LC 電路,並且可以以較小的面積有效地獲得電感,因此有利於確保通信距離。


【0018】 アンテナの形状を,図3に示す.アンテナ20の形状は,アンテナ20のインダクタンスとICチップ30の静電容量とを含めて形成される電気回路(LC共振回路)の共振周波数が,ICチップ30の動作周波数またはその付近となるように設計する.アンテナ20の形状としては,コイルアンテナなどが利用できる.ICチップ30と接続されて電気的閉回路を形成するコイルアンテナは,電気回路をLC共振回路として容易に設計することができ,かつ小面積で効率的にインダクタンスを得ることができるため,小型化することが可能となる点で望ましい.アンテナ20の設計手法については後述する.またコイルアンテナの場合,巻線コイルを接着剤等で搭載することも可能だが,巻線コイルよりもエッチングで作製するコイルのほうがインダクタンス等の性能が安定しており,また,導線幅/導線間距離が,0.2mm/0.2mm~0.05mm/0.05mm程度の微細な配線を形成することができるため小型化に有利であり,量産性にも優れているため,エッチング製法のほうが産業上有効である.
【0018】 天線的形狀如圖 3 所示。天線 20 的形狀設計為,包含天線 20 的電感和 IC 晶片 30 的靜電容量所形成的電路(LC 共振電路)的共振頻率,為 IC 晶片 30 的動作頻率或其附近。天線 20 的形狀,可使用線圈天線等。IC 晶片 30 連接並形成電氣閉迴路的線圈天線,由於可以將電路容易地設計為 LC 共振電路,並且能夠以小面積有效地獲得電感,因此在能夠小型化這一點上是較佳的。關於天線 20 的設計方法將在後述。另外,線圈天線的情況,雖然也能夠用接著劑等搭載繞線線圈,但是與繞線線圈相比,用蝕刻製作的線圈,電感等性能更穩定,而且,導線寬度/導線間距離為 0.2mm/0.2mm~0.05mm/0.05mm 左右,能夠形成微細的配線,因此有利於小型化,並且量產性也優異,因此蝕刻製法在產業上更有效。


【0019】 また,図3には,ICチップ30及びワイヤボンディングしたワイヤ40も図示している.銅箔付きポリイミドの銅箔をエッチングしてアンテナ20を形成するとき,ICチップ30を搭載する部分の銅箔も残しておき,ダイパッド(図示しない.)を形成しておくことで,ICチップ30のワイヤボンディング等の接続の際に剛性を保ち歩留まりが向上する.ICチップ30を搭載する部分の銅箔の上にダイボンドフィルム(図示しない.)を配置し,その上にICチップ30を固定する.ICチップ30は読み取り専用のものでもよいが,情報を書き込めるもののほうが,作業履歴等を随時書き込めるため好適である.その後,ワイヤボンディングによってICチップ30とアンテナ20を直接接続する.図3のコイルアンテナ20では,2箇所のアンテナ端部が,アンテナ20を間に挟んで位置するが,この間に位置するアンテナ20を,ワイヤボンディングのワイヤ40で跨いで,アンテナ端部とICチップ30とを直接接続することによって,ジャンパー線を設けたり,多層化してスルーホールを介して接続する必要がないため,低コスト化を図ることができる.
【0019】 另外,圖 3 也圖示了 IC 晶片 30 及線接合的導線 40。在蝕刻附有銅箔的聚醯亞胺的銅箔而形成天線 20 時,也將搭載 IC 晶片 30 的部分的銅箔保留,形成晶粒墊(未圖示),藉此,在 IC 晶片 30 的線接合等連接之際,能夠保持剛性,提高良率。在搭載 IC 晶片 30 的部分的銅箔之上配置晶粒黏著膜(未圖示),在其上固定 IC 晶片 30。IC 晶片 30 也可以是僅供讀取的,但能夠寫入資訊的晶片,由於能夠隨時寫入作業履歷等,因此較佳。其後,藉由線接合將 IC 晶片 30 和天線 20 直接連接。在圖 3 的線圈天線 20 中,2 個地方的天線端部,將天線 20 夾在中間而定位,藉由用線接合的導線 40 跨越位於這中間的天線 20,將天線端部和 IC 晶片 30 直接連接,由於不需要設置跳線,或者多層化並透過貫孔來連接,因此能夠實現低成本化。


【0020】 アンテナは配線場所を調整することでフリップチップ接続により,アンテナとICチップとを直接接続することが可能になる場合がある.両面銅箔基材等を用いて多層配線すれば必ずフリップチップ接続ができるが,量産性減少,コスト上昇及び配線が封止後に表面に露出してしまう等の理由から片面銅箔基材を用いることが望ましい.両面銅箔基材等を用いて多層配線することで,コイルの直径を小さくすることができるためRFIDタグパッケージの縦および横の寸法を減らし,小型化を実現できる.但し,この場合は,高さの寸法が若干増加する.また,デメリットとしては量産性減少,コスト上昇及び配線が封止後に表面に露出してしまう等があるため,やはり片面銅箔基材を用いて,単層のコイルアンテナを形成することが望ましい.
【0020】 有時候,藉由調整天線的配線場所,能夠透過覆晶連接,將天線和 IC 晶片直接連接。如果使用雙面銅箔基材等進行多層配線,則必定能夠進行覆晶連接,但由於量產性減少、成本上升及配線在封裝後會露出於表面等理由,因此較佳為使用單面銅箔基材。藉由使用雙面銅箔基材等進行多層配線,能夠縮小線圈的直徑,因此能夠減少 RFID 標籤封裝的縱向及橫向尺寸,實現小型化。但是,此情況下,高度的尺寸會稍微增加。另外,缺點為量產性減少、成本上升及配線在封裝後會露出於表面等,因此還是較佳為使用單面銅箔基材,形成單層的線圈天線。


【0021】 図4は,封止材によって封止された後,ダイシング加工によって,略直方体に形成されたRFIDタグパッケージ80を示す断面図である.基材1上にてダイパッド90上に搭載されたICチップ30,アンテナ20,ワイヤ40を,封止材10を用いて一括して封止することで,それらを保護する.基材1として薄いものを用い,アンテナ20を基材の片面のみに単層で設けているので,封止後の厚みは,例えば0.2~1.0mm程度にすることができる.封止後,ICチップ30やアンテナ20やワイヤ40等の金属配線部分は全て封入されるため,封止材10の外部からは,まったく触れられない構造となり,環境劣化の観点からも偽造防止の観点からも安全性.信頼性が向上する.
【0021】 圖 4 是顯示用封裝材料封裝後,藉由切割加工,形成略呈長方體的 RFID 標籤封裝 80 的剖面圖。藉由在基材 1 上,使用封裝材料 10 一併封裝搭載在晶粒墊 90 上的 IC 晶片 30、天線 20、導線 40,來保護它們。由於作為基材 1 使用薄的材料,並且將天線 20 僅在基材的單面以單層設置,因此封裝後的厚度,例如能夠設為 0.2~1.0mm 左右。封裝後,IC 晶片 30 或天線 20 或導線 40 等的金屬配線部分全部被封入,因此成為從封裝材料 10 的外部完全無法觸摸的構造,從環境劣化的觀點來看,也從防止偽造的觀點來看,安全性及可靠性都提高。


【0022】 封止材としては,通常半導体で使用されている封止材を使用することができ,比誘電率は2.6~4.5程度である.RDIDタグパッケージ自体の性能を高めるためには,封止材の比誘電率は低いほうが好ましいが,比誘電率が高ければインダクタンスが増加するためアンテナを小型化することができる.
【0022】 封裝材料可以使用通常半導體使用的封裝材料,其相對介電常數約為 2.6~4.5。為了提高 RDID 標籤封裝本身的性能,封裝材料的相對介電常數越低越好,但如果相對介電常數較高,則電感會增加,因此可以縮小天線的尺寸。


【0023】 このようにして作製されたRFIDタグパッケージは,基材が耐熱性180℃以上,封止材が耐熱性150℃以上であり,ワイヤボンディングを使用しているため,従来のPET等にアンテナを形成しているRFIDタグに比べて耐熱性が高く,高温でも正常に動作する.このため,適用製品が,半導体パッケージ等の電子部品や射出成形品等の場合,リフローや成形時の加熱,あるいは使用時の発熱に晒されるので,250~300℃で数秒程度の耐熱性を要するが,このような用途にも対応可能である.
【0023】 這樣製作的 RFID 標籤封裝,基材的耐熱性為 180℃以上,封裝材料的耐熱性為 150℃以上,並且由於使用了打線接合,因此與傳統在 PET 等材料上形成天線的 RFID 標籤相比,具有更高的耐熱性,即使在高溫下也能正常工作。因此,當應用產品為半導體封裝等電子元件或射出成型品等時,會暴露於回流焊或成型時的加熱,或者使用時的發熱,因此需要 250~300℃下數秒左右的耐熱性,但本發明也能夠適用於此類用途。


【0024】 以下,アンテナの設計手法について説明する. アンテナの設計は,アンテナ線の形状,線の太さ,線の長さ,等によって決まる共振周波数を指標とする.この共振周波数を,使用するICチップの動作周波数に近づけることによって,リーダライタからの電力をアンテナが受け取り,ICチップに伝えて,ICチップが動作する.
【0024】 以下說明天線的設計方法。 天線的設計以天線線的形狀、線的粗細、線的長度等決定的共振頻率為指標。通過使該共振頻率接近使用的 IC 晶片的動作頻率,天線可以接收來自讀寫器的電力,並將其傳輸到 IC 晶片,使 IC 晶片工作。


【0025】 共振周波数をアンテナの図面から解析的に導出することは一般的に難しい.実際にはアンテナを試作して実験的に測定する方法が採られることが多い.しかし,本発明のRFIDタグは小型なので,アンテナの試作を手作業で正確に行うことは不可能であり,一方でエッチングマスク作製からエッチングまで行ってアンテナを作製するのは時間もコストもかかってしまう.このため,本発明では,電磁界シミュレータ(アンシス.ジャパン株式会社製シミュレータソフト 製品名:HFSS)を用いてアンテナ設計を行なうが,これにより,時間およびコストを削減することができる.電磁界シミュレータに,アンテナの形状,材質,およびICチップの静電容量等を入力することにより,シミュレーション結果から共振周波数を得る.そして,電磁界シミュレータにより求められる,アンテナのインダクタンスLとICチップの静電容量Cとを含めて形成される電気回路の共振周波数f0が,ICチップの動作周波数またはその付近であるように,アンテナを設計する.なお,この場合の共振周波数とは,アンテナの両端にICチップを接続した場合の電気的閉回路のインピーダンスの虚数部がゼロとなる周波数のことである.
【0025】 一般來說,很難從天線的圖面解析性地導出共振頻率。實際上,通常採用試製天線並進行實驗性測量的方法。然而,由於本發明的 RFID 標籤很小,因此不可能通過手工準確地試製天線,另一方面,從製作蝕刻光罩到進行蝕刻來製作天線,既費時又費力。因此,在本發明中,使用電磁場模擬器(Ansys.Japan 株式會社製造的模擬器軟體,產品名稱:HFSS)進行天線設計,從而可以減少時間和成本。通過將天線的形狀、材質以及 IC 晶片的靜電容量等輸入到電磁場模擬器中,可以從模擬結果中獲得共振頻率。並且,設計天線,使得包含由電磁場模擬器求出的天線的電感 L 和 IC 晶片的靜電容量 C 而形成的電路的共振頻率 f0,為 IC 晶片的動作頻率或其附近。此外,此情況下的共振頻率是指,在天線兩端連接 IC 晶片時,電氣閉合迴路的阻抗的虛數部分變為零的頻率。


【0026】 設計の原理を理解しやすいのはコイルアンテナの両端にICチップを接続した場合の電気的閉回路を考えることであり,単純なLC共振回路と見立てることができる.図3のコイルアンテナの電気的等価回路を,図5に示す.この場合の共振周波数f0は,コイルアンテナの等価回路であるコイル50のインダクタンスL,ICチップ30の等価回路であるコンデンサ60の静電容量Cを用いて,次式で表される.
【0026】 容易理解設計原理的方式是考慮將 IC 晶片連接至線圈天線兩端的電氣閉合迴路,可以將其視為簡單的 LC 共振迴路。圖 3 的線圈天線的電氣等效電路,如圖 5 所示。此時的共振頻率 f0,可以使用線圈天線的等效電路也就是線圈 50 的電感 L,IC 晶片 30 的等效電路也就是電容器 60 的靜電容量 C,以下式表示。


【0027】 Cは使用するICチップ30の選定によって変えられ,Lはコイルアンテナの形状(特にコイルアンテナの直径と巻数)によって調整することができ,その結果,目的の共振周波数f0を実現することができる.特にLの調整は有効で,コイルアンテナの直径を大きくしたり,巻数を増やすことでLが増加し,その結果f0は減少する.
【0027】 C 可以藉由選定使用的 IC 晶片 30 來改變,L 可以藉由線圈天線的形狀(尤其是線圈天線的直徑和繞線匝數)來調整,其結果是可以實現目的的共振頻率 f0。尤其是 L 的調整很有效,藉由增大線圈天線的直徑或是增加繞線匝數可以增加 L,其結果 f0 會減少。


【0028】 RFIDタグパッケージ(ICチップ)の共振周波数(動作周波数)は,電波法上特に商業的に利用価値が高い13.56MHz~2.45GHzの範囲とすることが好ましい.UHF帯(Ultra High Frequency Band)の動作周波数0.86~0.96GHz付近のRFIDの場合,電波の波長は30cm程度であるが,一方で,UHF帯用のICチップの大きさは,通常0.6mm角以下であるため,オンチップアンテナ方式では,ICチップが正常に動作するようなアンテナを,ICチップ上に形成することは困難である.また,数mm角程度サイズのRFIDタグにおいても,従来の設計手法を用いたアンテナでは,1mm程度の通信距離しか得られなかった.しかし,上記の電磁界シミュレータを用いた設計手法による本発明のRFIDタグパッケージによれば,従来の数cm角のアンテナを用いずとも,数mm角のアンテナでも,RFIDタグパッケージが動作するための通信距離を大幅に拡大できるという優れた特長がある.具体的には,略直方体に形成されたRFIDタグパッケージであって,全ての辺の長さが,UHF帯の波長30cmに対してその1/50以下である縦4mm×横4mm×高さ1.0mm,または縦2.5mm×横2.5mm×高さ1.0mmの大きさのRFIDタグパッケージにおいて,内部にアンテナが形成されており,通信距離は10mm以上である.
【0028】 RFID 標籤封裝(IC 晶片)的共振頻率(工作頻率),在電波法上尤其是商業利用價值高的 13.56MHz〜2.45GHz 的範圍為佳。在 UHF 頻帶(Ultra High Frequency Band)的工作頻率 0.86〜0.96GHz 附近的 RFID 的情況下,電波的波長大約是 30cm,但是,另一方面,UHF 頻帶用的 IC 晶片的大小,通常是 0.6mm 角以下,因此,在晶片上天線方式中,要在 IC 晶片上形成 IC 晶片正常動作的天線是很困難的。此外,即使是數 mm 角左右大小的 RFID 標籤,以使用傳統設計手法的天線,也只能獲得 1mm 左右的通訊距離。但是,藉由使用上述電磁場模擬器的設計手法所產生的本發明的 RFID 標籤封裝,即使不使用傳統的數 cm 角的天線,而使用數 mm 角的天線,也可以大幅擴大 RFID 標籤封裝動作所需的通訊距離,這是一個很優異的特點。具體而言,在略呈長方體形成的 RFID 標籤封裝中,所有的邊的長度,對於 UHF 頻帶的波長 30cm 而言是其 1/50 以下的縱 4mm×橫 4mm×高 1.0mm,或是縱 2.5mm×橫 2.5mm×高 1.0mm 大小的 RFID 標籤封裝中,在內部形成有天線,通訊距離是 10mm 以上。


【0029】 RFIDタグパッケージは,半導体装置内等に埋め込んで使用することができる.また,両面テープ等でラベルのように商品やサンプルに貼り付けて管理等に利用することができ,商品を販売する際等に容易に取り外すことも可能である.さらに,本発明のRFIDタグと,リーダ等とを組み合わせることにより,眼鏡や時計あるいは医療用サンプルや半導体等のような小型多品種品であっても,通信距離が長く,作業性のよい自動認識システムを構成することができる.この場合,本発明のRFIDタグパッケージであれば,通信距離が長いので,汎用のリーダ等と組み合わせて自動認識システムを構成することも可能である.
【0029】 RFID 標籤封裝,可以埋入在半導體裝置內等來使用。此外,也可以用雙面膠帶等像標籤一樣地黏貼在商品或樣品上,利用於管理等,在販賣商品時等也可以容易地取下。再者,藉由將本發明的 RFID 標籤和讀取器等組合,即使是眼鏡或鐘錶或是醫療用樣品或半導體等之類的小型多品種品,也可以構成通訊距離長、作業性良好的自動識別系統。此時,如果是本發明的 RFID 標籤封裝,因為通訊距離長,所以也可以和通用的讀取器等組合來構成自動識別系統。


【0030】 図6に,本発明のRFIDタグ85を示す.RFIDタグパッケージ80の外部周辺には,RFIDタグパッケージ80のアンテナ20やICチップ30とは電気的に接続されておらず,表面が絶縁体で覆われている導体100を配置している.なお導体としては金属の塊,金属の板,金属の線,導電性の糸(金属を含有した糸や,細い金属を通常の糸に織り込んだものを含む)などが含まれるが,小型.軽量.デザイン性という観点から,金属線または金属を含有する糸が良好であるため,本明細書では以降,これらを代表して金属線と言う.図6では金属線100が外部アンテナとなり,リーダ(図示せず)からの信号を効率よくRFIDタグパッケージ80に伝え,結果的に通信距離が向上する.
【0030】圖 6 顯示本發明的 RFID 標籤 85。在 RFID 標籤封裝 80 的外部周邊,配置有與 RFID 標籤封裝 80 的天線 20 或 IC 晶片 30 未電性連接,且表面被絕緣體覆蓋的導體 100。此外,導體包含金屬塊、金屬板、金屬線、導電性線(包含含有金屬的線或將細金屬織入一般線中的線)等,但從小型、輕量、設計性的觀點來看,金屬線或含有金屬的線較佳,因此在本說明書中以下將以金屬線作為代表。在圖 6 中,金屬線 100 成為外部天線,有效地將來自讀取器(未圖示)的訊號傳達至 RFID 標籤封裝 80,結果通信距離提升。


【0031】 金属線として,銅またはアルミニウムまたは鉄のいずれかを主成分とする金属線は,安価で透磁率が高く良好な外部アンテナとして働くため好適である.また金属線自身または外部の金属と接触することで外部アンテナとしての性能が減少するため,外部を被覆してある金属線を用いることも有効である.
【0031】金屬線以銅或鋁或鐵的任一種為主要成分的金屬線,由於價格低廉且磁導率高,可作為良好的外部天線,因此較為合適。此外,由於金屬線自身或與外部金屬接觸會降低作為外部天線的性能,因此使用外部被覆的金屬線也很有效。


【0032】 リーダからの信号を受けることで,金属線には電流が流れる.その電流によって金属線周辺には磁束が発生する.発生した磁束はRFIDタグパッケージのコイル状アンテナに電流を発生させ,それによりICチップには電圧が印加されて動作する.この原理が活用できるのはRFIDタグパッケージのアンテナがコイル状のためである.
【0032】金屬線由於接收來自讀取器的訊號,因此會有電流流動。藉由該電流在金屬線周邊會產生磁束。產生的磁束會在 RFID 標籤封裝的線圈狀天線中產生電流,藉此對 IC 晶片施加電壓而使其運作。此原理之所以能夠活用,是因為 RFID 標籤封裝的天線為線圈狀。


【0033】 そのため,RFIDタグパッケージのコイル状アンテナが一つの平面上に形成されており,この平面と略同一の平面上に金属線を配置すると,金属線で発生した磁束が多くコイル状アンテナに伝わるため,効率が良く,通信距離が長くなる.ここで,コイル状アンテナが形成されている平面と略同一の平面上に金属線を配置するというのは,コイル状アンテナが形成されている平面と繋がった平面上(連続した平面上)に金属線を配置するというだけでなく,コイル状アンテナが形成されている平面とは不連続な平面上に金属線を配置する場合を含む.つまり,コイル状アンテナが形成されている平面を拡大した仮想平面上に金属線を配置する場合を含む.
【0033】因此,RFID 標籤封裝的線圈狀天線形成在一個平面上,且若在此平面略同一平面上配置金屬線,則金屬線產生的磁束會大量傳遞至線圈狀天線,因此效率良好,通信距離會變長。此處,在與線圈狀天線所形成的平面略同一平面上配置金屬線,不僅是指在與線圈狀天線所形成的平面連接的平面上(連續的平面上)配置金屬線,也包含在與線圈狀天線所形成的平面不連續的平面上配置金屬線的情況。也就是說,包含在擴大線圈狀天線所形成的平面的假想平面上配置金屬線的情況。


【0034】 同様の理由で,RFIDタグパッケージのコイル状アンテナから遠い位置よりも,近接した位置に金属線を配置すると,通信距離が長くなる.特にコイル状アンテナと金属線の最短距離が2mm以下の場合に効果が大きい.
【0034】 基於同樣的理由,與 RFID 標籤封裝的線圈狀天線相距較遠的位置相比,在較近的位置配置金屬線,通信距離會更長。特別是線圈狀天線與金屬線的最短距離在 2mm 以下的情況下效果更佳。


【0035】 図7に,外部アンテナとして効率がよい金属線100の形状を示す.(1)は金属線100が直線型である.(2)はコの字型である.(3)は折り曲げ箇所を増やしたコの字型である.(4)は折り曲げを緩やかな曲線にしたコの字型である.(5)はメアンダライン型である.(6)はRFIDタグパッケージ80の3辺を囲っている直線型であり効率が高めになる.(2)~(5)についてもRFIDタグパッケージ80の3辺を囲うことで効率を上げることが出来る.
【0035】 圖 7 顯示了作為外部天線效率較高的金屬線 100 的形狀。(1) 是金屬線 100 為直線型。(2) 是 U 字型。(3) 是增加了彎折處的 U 字型。(4) 是將彎折做成緩和曲線的 U 字型。(5) 是蜿蜒線型。(6) 是包圍 RFID 標籤封裝 80 的 3 邊的直線型,效率會提高。關於 (2)~(5),也可透過包圍 RFID 標籤封裝 80 的 3 邊來提高效率。


【0036】 金属線の長さは,ICチップの動作波長の半分程度がもっとも好適である.ICチップの動作周波数をf0(Hz),光の速度をc(m/秒)とすると,ICチップの動作波長λ(m)は次式で示せる.
【0036】 金屬線的長度,以 IC 晶片的動作波長的一半左右最為合適。若 IC 晶片的動作頻率為 f0(Hz),光速為 c(m/秒),則 IC 晶片的動作波長 λ(m) 可用下式表示。


【0037】 例えば動作周波数が950MHzの場合,動作波長は315.6mmであり,金属線の長さはその半分の157.8mm程度が好適である.
【0037】 例如,動作頻率為 950MHz 的情況下,動作波長為 315.6mm,金屬線的長度以其一半的 157.8mm 左右較為合適。


【0038】 図8に,RFIDタグパッケージ80の外周に沿って金属線100が1~4周のコイル状になっているRFIDタグ85を示す.ここで,金属線100がコイル状になっているとは,金属線100が,略平面上で,直径を徐々に拡大しながら,周回する形状をいい,円形に限らず,三角形や四角形等の多角形,楕円形あるいは星形等の種々の形状を含む.金属線は被覆してあるため重なり合う部分でも電気的に導通しない.このようにコイル状にすると外部アンテナである金属線からRFIDタグパッケージ内のコイル状アンテナへ非常に効率よくエネルギーが伝送する.従来のRFIDタグでは外部アンテナはICチップに対し電気的に接続されていなければアンテナで受け取ったエネルギーをICチップに伝えることができない.その点で本発明は外部アンテナである金属線とICチップを電気的に接続せずとも通信できるため,電気的接続の手間を省くことができ,また使用中に断線する心配が無く,外付け.後付けで通信距離が延長できる外部アンテナとして金属線を設置することができる.
【0038】圖 8 顯示 RFID 標籤 85,其中金屬線 100 沿 RFID 標籤封裝 80 的外周呈 1~4 圈的線圈狀。此處,金屬線 100 呈線圈狀是指金屬線 100 在大致平面上,以直徑逐漸擴大的方式,呈環繞的形狀,不限於圓形,也包含三角形、四邊形等多邊形、橢圓形或星形等多種形狀。由於金屬線已覆蓋,因此即使在重疊的部分也不會產生電氣導通。像這樣形成線圈狀,能量就能非常有效地從作為外部天線的金屬線傳輸到 RFID 標籤封裝內的線圈狀天線。在傳統的 RFID 標籤中,外部天線若未與 IC 晶片電氣連接,就無法將天線接收到的能量傳輸到 IC 晶片。就這一點而言,本發明由於外部天線的金屬線與 IC 晶片無需電氣連接也能夠通訊,因此能省去電氣連接的麻煩,且沒有使用中斷線的疑慮,能將金屬線設置成以外接、後加的方式延長通訊距離的外部天線。


【0039】 また図8のようにRFIDタグパッケージ80の位置においてコイルを形成した場合については,コイルを除いた金属線の長さがICチップの動作波長の半分程度であると好適である.この理由は定かではないが,金属線のコイルはRFIDタグパッケージのコイル状アンテナとのマッチング回路として働き,金属線のコイルを形成している部分以外の部分が外部アンテナとして働いてリーダからの信号を受信しているのではないかと考えている.
【0039】此外,如圖 8 所示,在 RFID 標籤封裝 80 的位置形成線圈的情況下,較佳的是,除去線圈的金屬線長度為 IC 晶片動作波長的一半左右。雖然原因不明,但考慮到金屬線的線圈作為與 RFID 標籤封裝的線圈狀天線的匹配電路而工作,且形成金屬線線圈的部分以外的部分作為外部天線而工作,並接收來自讀取器的訊號。


【0040】 図9(1)は金属線100をスプリング状にした場合である.金属線の長さはICチップの動作波長の半分程度がもっとも好適である.ここで,金属線100をスプリング状にするとは,金属線100を棒体に重ならないように巻き付けて得られる形状をいい,円形に限らず,三角形や四角形等の多角形,楕円形あるいは星形等の種々の形状を含む.スプリングの直径は,RFIDタグパッケージのコイル状アンテナの最外径の1倍~3倍の間が好適であり,1倍~2倍がもっとも好適である.理由として,金属線の長さが同じ場合にスプリングの直径を大きくすると,スプリング内を通過する磁束が減少するためと考えている.金属線は被覆などで電気的に絶縁されており,スプリング状になっても隣接した金属線同士が電気的に接続されることはない.図9(2)および(3)のように,スプリング1周が含まれる略平面に対して,RFIDタグパッケージ80のコイル状アンテナが形成されている面が略平行になるようにRFIDタグパッケージ80をスプリング内に配置する.このように配置することで,スプリング状の金属線からの磁束がコイル状アンテナに有効に伝わり,通信距離が伸びることとなる.
【0040】圖 9(1)是將金屬線 100 做成彈簧狀的情況。金屬線的長度以 IC 晶片動作波長的一半左右最為合適。此處,將金屬線 100 做成彈簧狀是指,將金屬線 100 以不重疊的方式纏繞在棒體上所獲得的形狀,不限於圓形,也包含三角形、四邊形等多邊形、橢圓形或星形等多種形狀。彈簧的直徑,以 RFID 標籤封裝的線圈狀天線的最外徑的 1 倍~3 倍之間較佳,1 倍~2 倍最為合適。理由在於,考慮到在金屬線的長度相同的情況下,若增大彈簧的直徑,則通過彈簧內的磁通量會減少。金屬線藉由被覆等方式在電氣上絕緣,即使呈彈簧狀,相鄰的金屬線彼此也不會在電氣上連接。如圖 9(2)及(3)所示,相對於包含彈簧 1 圈的大致平面,將 RFID 標籤封裝 80 配置在彈簧內,使 RFID 標籤封裝 80 的線圈狀天線所形成的平面大致平行。藉由這樣配置,來自彈簧狀金屬線的磁通量能有效地傳遞到線圈狀天線,從而延長通訊距離。


【0041】 RFIDタグパッケージを作製する方法はいくつか提案されている.本発明ではRFIDタグパッケージの作製方法はどのような方法でも構わない.今回はその中の一例を実施した. 樹脂基材として,ポリイミド基材の片面に銅箔を貼り合せた,銅箔付きポリイミド基材(日立化成工業株式会社製 MCF-5000I,ポリイミド厚み25μm,銅箔厚み18μm)を準備した.この銅箔付きポリイミド基材の銅箔をエッチングすることにより,図3に示すようなコイルアンテナを,2.5mm角の範囲内に,導線幅/導線間幅が0.1mm/0.1mm,巻数4回で形成した.また,同時にICチップを搭載するダイパッドを形成した.
【0041】已提出幾種製造 RFID 標籤封裝的方法。在本發明中,RFID 標籤封裝的製造方法為何種方法皆可。這次實施了其中的一個例子。 作為樹脂基材,準備了在聚醯亞胺基材的單面上貼合銅箔的、附銅箔聚醯亞胺基材(日立化成工業股份有限公司製 MCF-5000I,聚醯亞胺厚度 25μm,銅箔厚度 18μm)。藉由蝕刻該附銅箔聚醯亞胺基材的銅箔,在 2.5mm 見方的範圍內,以導線寬度/導線間寬度為 0.1mm/0.1mm,捲繞次數為 4 次,形成了如圖 3 所示的線圈天線。此外,同時形成了搭載 IC 晶片的晶粒墊。


【0042】 次に,ICチップとして,大きさが0.5mm×0.5mm×0.1mm程度,静電容量が0.8pF,動作周波数が0.86~0.96GHz付近のものを用いた.このICチップを,ダイパッド上に,ダイボンディング材を用いて搭載し,ワイヤボンディングにより,アンテナとICチップとを直接接続した.次に,基材の片面上のアンテナとICチップ,ワイヤボンディングのワイヤを含めて,封止材で封止した.最後に,必要なサイズにダイシング加工し,RFIDタグパッケージを作製した.これをサンプル1とする.
【0042】 接著,作為 IC 晶片,使用尺寸為 0.5mm×0.5mm×0.1mm 左右,靜電容量為 0.8pF,動作頻率為 0.86~0.96GHz 附近的產品。將此 IC 晶片使用晶粒黏合材料搭載在晶粒墊上,並透過導線接合,將天線與 IC 晶片直接連接。接著,包含基材單面上的天線與 IC 晶片、導線接合的導線在內,以封裝材料封裝。最後,進行切割加工至所需尺寸,製作出 RFID 標籤封裝。將此作為樣本 1。


【0043】 銅箔付きポリイミド基材の銅箔をエッチングすることにより,図3に示すようなコイルアンテナを,4mm角の範囲内に,導線幅/導線間幅が0.2mm/0.2mm,巻数3回で形成した.それ以外は,サンプル1と同様にしてRFIDタグパッケージ80を作製した.これをサンプル2とする.
【0043】 藉由蝕刻附有銅箔的聚醯亞胺基材之銅箔,在 4mm 見方的範圍內,形成如圖 3 所示的線圈天線,導線寬/導線間寬為 0.2mm/0.2mm,繞線數 3 圈。除此之外,以與樣本 1 同樣的方式製作出 RFID 標籤封裝 80。將此作為樣本 2。


【0044】 以下,読取り評価の方法と実験結果について説明する. リーダライタはLS産電株式会社製 製品名:UI-9061(出力1W)を用いた.リーダライタの読取り部を中心として,周囲1m四方に障害物がない状態で,RFIDタグ85およびRFIDタグパッケージ110の読取り評価を行った.リーダライタでRFIDを読取れる時の,リーダライタ読取り部からRFIDタグ85およびRFIDタグパッケージ110までの最大距離を測定した.
【0044】 以下,說明讀取評估的方法與實驗結果。讀寫器使用 LS 產電股份有限公司製 產品名:UI-9061(輸出 1W)。以讀寫器的讀取部為中心,在周圍 1m 四方沒有障礙物的狀態下,進行 RFID 標籤 85 以及 RFID 標籤封裝 110 的讀取評估。測量讀寫器可讀取 RFID 時,從讀寫器讀取部到 RFID 標籤 85 以及 RFID 標籤封裝 110 的最大距離。


【0045】 (比較例1) サンプル1およびサンプル2を,そのままリーダで読み取り距離を測定した結果を表1に示す.それぞれ読み取り距離は18mm,27mmであった.
【0045】 (比較例 1) 將樣本 1 以及樣本 2 直接以讀寫器測量讀取距離的結果如表 1 所示。讀取距離分別為 18mm、27mm。


【0047】 (実施例1) サンプル1およびサンプル2を用いて,図7(1)のように金属線100を直線状に配置してその中央部付近にRFIDタグパッケージ80を配置した場合の,金属線100の長さに対する読み取り距離を測定した結果を表2に示す.金属線として金属が直径0.32mmの被覆銅線を用いた.金属線100は,RFIDタグパッケージ80のコイル状アンテナが形成されている略面内に,RFIDタグパッケージ80に接して配置した. 表2から,サンプル1では金属線100の長さが40mm以上320mm以下であり,表1に比べて2倍以上の通信距離を実現した.金属線100の長さはICチップの動作波長315.6mmに対して1/8倍以上1倍以下の間である. さらに,サンプル1およびサンプル2において,金属線100の長さが125mm以上180mm以下の場合に表1に比べて10倍以上の通信距離を実現し,金属線100の長さが135mm以上150mm以下の場合に,表1に比べて20倍以上の通信距離を実現した.
【0047】 (實施例 1) 使用樣本 1 以及樣本 2,如圖 7(1)所示,將金屬線 100 以直線狀配置,並將 RFID 標籤封裝體 80 配置於其中央部附近的情況下,針對金屬線 100 的長度所測量的讀取距離結果如表 2 所示。金屬線使用金屬為直徑 0.32mm 的被覆銅線。金屬線 100 配置於 RFID 標籤封裝體 80 的線圈狀天線所形成的略平面內,且與 RFID 標籤封裝體 80 接觸。從表 2 可知,樣本 1 中金屬線 100 的長度為 40mm 以上 320mm 以下,相較於表 1 實現了 2 倍以上的通訊距離。金屬線 100 的長度相對於 IC 晶片的動作波長 315.6mm 為 1/8 倍以上 1 倍以下之間。再者,在樣本 1 以及樣本 2 中,當金屬線 100 的長度為 125mm 以上 180mm 以下的情況下,相較於表 1 實現了 10 倍以上的通訊距離,當金屬線 100 的長度為 135mm 以上 150mm 以下的情況下,相較於表 1 實現了 20 倍以上的通訊距離。


【0048】 (比較例2) 金属線の長さをICチップの動作波長の1/8以下である20mmおよび10mmにした場合について,実施例1と同様に読み取り距離を測定した結果も表2に示す.表1に比べて通信距離が伸びていない.
【0048】 (比較例 2) 關於金屬線的長度為 IC 晶片的動作波長的 1/8 以下,即 20mm 以及 10mm 的情況,也與實施例 1 同樣地測量讀取距離,結果如表 2 所示。相較於表 1,通訊距離沒有增加。


【0049】 ※ 表中の「-」は,実施していないことを示す.
【0049】 ※ 表中的「-」表示未實施。


【0050】 (実施例2) サンプル1を用いて,図7(1)のように金属線100を直線状に配置してその中央部付近にRFIDタグパッケージ80を配置した場合の,RFIDタグパッケージ80と金属線100との距離に対する読み取り距離を測定した結果を表3に示す.金属線100として金属が直径0.32mm,長さ140mmの被覆銅線を用いた.金属線100は,RFIDタグパッケージ80のコイル状アンテナが形成されている平面と略同一平面内に配置した. 金属線100は,RFIDタグパッケージ80に近いほうがよく,距離2mm以下の場合に表1に比べて10倍以上の通信距離を実現し,密着(距離0mm)の場合には40倍以上の通信距離を実現した.
【0050】 (實施例 2) 使用樣本 1,如圖 7(1)所示,將金屬線 100 以直線狀配置,並將 RFID 標籤封裝體 80 配置於其中央部附近的情況下,針對 RFID 標籤封裝體 80 與金屬線 100 之間的距離所測量的讀取距離結果如表 3 所示。金屬線 100 使用金屬為直徑 0.32mm,長度 140mm 的被覆銅線。金屬線 100 配置於與 RFID 標籤封裝體 80 的線圈狀天線所形成的平面大致同一平面內。金屬線 100 越靠近 RFID 標籤封裝體 80 越好,在距離 2mm 以下的情況下,相較於表 1 實現了 10 倍以上的通訊距離,在密接(距離 0mm)的情況下,實現了 40 倍以上的通訊距離。


【0052】 (実施例3) サンプル1を用いて,金属線100の中央部付近にRFIDタグパッケージ80を密着するように配置し,図7のように金属線100をいくつかの形状とした場合の読み取り距離を測定した結果を表4に示す.金属線100として金属が直径0.32mm,長さ140mmの被覆銅線を用いた.金属線100は,RFIDタグパッケージ80のコイル状アンテナが形成されている平面と略同一平面内に配置した. これらの金属線100の形状に対しては,良好な通信距離を保てることがわかる.
【0052】 (實施例 3) 使用樣本 1,將 RFID 標籤封裝 80 配置在金屬線 100 中央部附近,使其緊密貼合,並如圖 7 所示,測量金屬線 100 呈現幾種形狀時的讀取距離,結果如表 4 所示。金屬線 100 使用金屬為直徑 0.32mm、長度 140mm 的被覆銅線。金屬線 100 配置在與 RFID 標籤封裝 80 的線圈狀天線形成的平面大致相同的平面內。從結果可知,對於這些金屬線 100 的形狀,可以保持良好的通訊距離。


【0054】 (実施例4) サンプル1を用いて,金属線100の中央部付近にRFIDタグパッケージ80を密着するように配置し,図8(2)のようにRFIDタグパッケージ80を囲うように金属線100の一部をコイル状に変形した場合の読み取り距離を測定した結果を表5に示す.金属線100のコイル形状にしていない部分は直線状とした.金属線100として金属が直径0.32mm,長さ180mmの被覆銅線を用いた.金属線100は,RFIDタグパッケージ80のコイル状アンテナが形成されている平面と略同一平面内に配置した. 表5から,金属線100がコイルを作らない(巻数0回)場合に対して,コイルを作ることで5倍以上の通信距離を実現でき,最大で17倍以上の通信距離を実現できた. なおこの場合,コイルを作ることによって金属線100の端から端までの距離が変化している.表5の場合,125mmから180mmの間で変化しており,150mm付近で通信距離がピークになっている.コイルを作った場合には通信距離は金属線100の端から端までの距離に依存することがわかる.
【0054】 (實施例 4) 使用樣本 1,將 RFID 標籤封裝 80 配置在金屬線 100 中央部附近,使其緊密貼合,並如圖 8(2)所示,測量將金屬線 100 的一部分變形為線圈狀以圍繞 RFID 標籤封裝 80 時的讀取距離,結果如表 5 所示。金屬線 100 未形成線圈形狀的部分呈直線狀。金屬線 100 使用金屬為直徑 0.32mm、長度 180mm 的被覆銅線。金屬線 100 配置在與 RFID 標籤封裝 80 的線圈狀天線形成的平面大致相同的平面內。從表 5 可知,相對於金屬線 100 未形成線圈(繞線數 0 圈)的情況,通過形成線圈可以實現 5 倍以上的通訊距離,最大可實現 17 倍以上的通訊距離。此外,在這種情況下,由於形成線圈,金屬線 100 端到端的距離發生了變化。在表 5 的情況下,端到端的距離在 125mm 到 180mm 之間變化,並且在 150mm 附近通訊距離達到峰值。從結果可知,形成線圈時,通訊距離取決於金屬線 100 端到端的距離。


【0056】 (実施例5) サンプル1を用い,図9のように金属線100をスプリング状にした場合の読み取り距離を測定した結果を表6に示す.スプリング1周が含まれる略平面に対して,RFIDタグパッケージ80のコイル状アンテナが形成されている平面を略平行になるようにRFIDタグパッケージ80を配置した.金属線100として金属が直径0.32mm,長さ140mmの被覆銅線を用いた. サンプル1のコイル状アンテナの最外径は2.5mmである.よって表6から,スプリングの直径がRFIDタグパッケージ80のコイル状アンテナの最外径の3倍の時には,金属線100がない場合と比べて8倍以上の通信距離となり,コイル状アンテナの最外径の1倍~2倍では15倍以上の通信距離を実現している.
【0056】 (實施例 5) 使用樣本 1,並如圖 9 所示,測量將金屬線 100 形成彈簧狀時的讀取距離,結果如表 6 所示。相對於包含彈簧 1 圈的大致平面,以 RFID 標籤封裝 80 的線圈狀天線形成的平面大致平行的方式配置 RFID 標籤封裝 80。金屬線 100 使用金屬為直徑 0.32mm、長度 140mm 的被覆銅線。樣本 1 的線圈狀天線的最外徑為 2.5mm。因此,從表 6 可知,當彈簧的直徑是 RFID 標籤封裝 80 的線圈狀天線的最外徑的 3 倍時,與沒有金屬線 100 的情況相比,通訊距離為 8 倍以上;在線圈狀天線的最外徑的 1 倍~2 倍時,實現了 15 倍以上的通訊距離。


【0058】 (実施例6) 実施例1と同様の実験を,金属線の代わりに,直径200μmの紡績糸に直径50μmのすずめっき銅線を螺旋状に巻きつけた導電性の糸を用い,読み取り距離を測定した結果を表7に示す. 表7から,導電性の糸の長さが40mm以上320mm以下で表1に比べて2倍以上の通信距離を実現した.導電性の糸の長さが125mm以上180mm以下の場合に表1に比べて6倍以上の通信距離を実現し,金属線の長さが135mm以上150mm以下の場合に表1に比べて15倍以上の通信距離を実現した.
【0058】 (實施例 6) 使用與實施例 1 相同的實驗,但將金屬線替換為直徑 200μm 的紡織線,並將直徑 50μm 的鍍錫銅線螺旋狀纏繞在紡織線上,作為導電性線材,測量讀取距離的結果如表 7 所示。從表 7 可知,在導電性線材的長度為 40mm 以上 320mm 以下時,實現了比表 1 高出 2 倍以上的通訊距離。在導電性線材的長度為 125mm 以上 180mm 以下的情況下,實現了比表 1 高出 6 倍以上的通訊距離;在金屬線的長度為 135mm 以上 150mm 以下的情況下,實現了比表 1 高出 15 倍以上的通訊距離。


【0060】 本発明のRFIDタグは,商品,包装,カード,書類,眼鏡,時計(特に腕時計等小型 のもの),半導体,医療用途(患者から採取したサンプル等),ホテル等で使用するリネン類,作業着,屋外で使用する耐候性ラベル,ショッピングカートなどのカゴ車,ガスボンベ等の製品の管理,識別,情報提示,情報記録,偽造防止の目的として使用することができる.
【0060】 本發明的 RFID 標籤,可使用於商品、包裝、卡片、文件、眼鏡、鐘錶(尤其是手錶等小型物)、半導體、醫療用途(從患者採集的樣本等)、飯店等使用的布巾類、工作服、戶外使用的耐候性標籤、購物車等的籠車、瓦斯桶等產品的管理、識別、資訊提示、資訊記錄、防止偽造的目的。


【0061】 1 基材 10 封止材 20 アンテナ 30 ICチップ 40 ワイヤボンディングのワイヤ 50 コイル(アンテナ) 60 コンデンサ(ICチップ) 70 シミュレーション時に入力するポート 80 RFIDタグパッケージ 85 RFIDタグ 90 ダイパッド 100 金属線(導体)
【0061】 1 基材 10 封裝材 20 天線 30 IC 晶片 40 導線接合的導線 50 線圈(天線) 60 電容器(IC 晶片) 70 模擬時輸入的埠 80 RFID 標籤封裝 85 RFID 標籤 90 晶粒墊 100 金屬線(導體)
縮圖尺寸 圖示: