(57)【要約】【課題】耐候性・耐久性を向上させたＲＦＩＤタグを提供する。【解決手段】外部筐体１の主面には溝部３が設けられており、溝部３の内部には、内部筐体４が挿入されている。内部筐体４の開口面は、絶縁性の接着剤１１を介して溝部３の底部の金属板２に固定されている。内部筐体４の内部には、支持体５とその表面に貼り付けられたＲＦＩＤ用インレット６が気密封止されている。支持体５の側面と内部筐体４の側面との間には空隙が設けられており、支持体５の表面に貼り付けられたＲＦＩＤ用インレット６は、内部筐体４の側面と非接触の状態になっている。【選択図】図３
2010204744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面、前記主面と反対側の裏面、および前記主面から前記裏面に向かって形成された凹部を有する筐体と、
前記筐体の前記凹部内に配置されたケースと、
前記ケース内に配置されたＲＦＩＤ用インレットと、
を含み、
前記筐体の前記凹部は、第１底面、および前記第１底面と前記筐体の前記主面との間に位置する複数の第１側面とを有し、
前記ケースは、前記筐体の前記凹部の前記第１底面と対向する第２底面、および前記第１底面と前記第２底面との間に位置し、前記凹部の前記複数の第１側面とそれぞれ対向する複数の第２側面を有し、
前記ケースは、前記ケースの前記第２底面が前記筐体の前記第１底面と対向するように、前記筐体の前記凹部内に配置されており、
前記ケースの前記複数の第２側面は、前記筐体の前記複数の第１側面とそれぞれ接しており、
前記ＲＦＩＤ用インレットは、前記ケースの前記第２底面と前記複数の第２側面とに囲まれた位置に配置されており、
前記ＲＦＩＤ用インレットは、アンテナ部と、前記アンテナ部に搭載されたＲＦＩＤチップとを有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ケースは、絶縁性の第１樹脂を介して前記筐体の前記凹部の前記第１底面に固定されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁性の第１樹脂は、シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ＲＦＩＤ用インレットは、前記ＲＦＩＤ用インレットの前記アンテナ部を構成する材料よりも高い誘電率を有する材料からなり、かつ６つの面を有する支柱の表面に貼り付けられており、
前記支柱の一部は、絶縁性の第２樹脂を介して前記ケースの前記第２底面に固定されており、かつ前記ケースの前記複数の第２側面から離間していることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁性の第２樹脂は、シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記ケースの前記複数の第２側面には複数の突出部が設けられ、前記支柱は、前記複数の突出部によって支持されていることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項７】
前記筐体の前記裏面には金属板が固定されており、前記ケースは、前記絶縁性の第１樹脂を介して前記筐体の前記凹部の前記第１底面に露出した前記金属板に固定されていることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項８】
前記ケースの前記複数の第２側面のそれぞれは、前記ケースの前記第２底面に近い部分の肉厚が前記第２底面から離間した部分の肉厚と異なるように傾斜していることを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【請求項９】
前記ケースの前記第２底面と、前記筐体の前記主面との境界部分には、前記ケースの前記第２底面の一部及び前記筐体の前記主面の一部に跨るように、溝が形成されており、前記溝の内部に樹脂が充填されていることを特徴とする請求項８記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記ＲＦＩＤ用インレットの前記アンテナ部と、前記金属板とが容量結合していることを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記筐体は、液晶ポリマーからなることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項１２】
以下の工程を有する半導体装置の製造方法：
（ａ）主面、前記主面と反対側の裏面、および前記主面から前記裏面に向かって形成された凹部を有する筐体と、
開口面、前記開口面と対向する底面、および前記開口面と前記底面との間に位置する複数の側面を有し、前記複数の側面に複数の突出部が設けられたケースと、
アンテナ部、および前記アンテナ部に搭載されたＲＦＩＤチップを有するＲＦＩＤ用インレットとをそれぞれ用意する工程、
（ｂ）前記筐体の前記凹部の底面に絶縁性の第１樹脂を供給する工程、
（ｃ）前記ＲＦＩＤ用インレットを前記ケース内に収納する工程、
（ｄ）前記（ｂ）工程および前記（ｃ）工程の後、前記ケースの前記底面が前記筐体の前記凹部の底面と対向するように、前記ケースを前記筐体の前記凹部内に配置し、前記第１樹脂を介して前記ケースを前記凹部の底面に固定する工程。
【請求項１３】
前記絶縁性の第１樹脂は、シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記ＲＦＩＤ用インレットは、前記ＲＦＩＤ用インレットの前記アンテナ部を構成する材料よりも高い誘電率を有する材料からなり、かつ６つの面を有する支柱の表面に貼り付けられており、
前記（ｃ）工程では、前記ケースの前記底面に絶縁性の第２樹脂を供給した後、前記支柱の一部が前記ケースの複数の第２側面から離間されるように、前記支柱を前記ケース内に収納することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記筐体の前記凹部の底面には金属板が固定されており、前記ケースは、前記絶縁性の第１樹脂を介して前記金属板に固定されることを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前金属板は、前記筐体の前記裏面全体を覆っていることを特徴とする請求項１５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記ケースに収納された前記ＲＦＩＤ用インレットの前記アンテナ部と、前記筐体の前記凹部の底面には固定された前記金属板とが容量結合することを特徴とする請求項１６記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体の内部にＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)用インレットを収納した半導体装置およびその製造技術に関し、特に、ＵＨＦ（極超短波）帯の電波を使用してデータを非接触で読み書きするＲＦＩＤタグに適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤとは、半導体チップが実装されたアンテナを主体として構成されるインレットを何らかの外装に組み込んでなるタグ（ＲＦＩＤタグ）を物品に取り付け、このＲＦＩＤタグとリーダー／ライター（データの読み書きを行う装置）との間でデータ交換を行うことにより、物品の自動認識を行う技術である。
【０００３】
上記ＲＦＩＤタグは、半導体チップ内のメモリ回路にデータを記憶させるため、バーコードを利用したタグなどに比べて大容量のデータを格納できる利点がある。また、メモリ回路に記憶させたデータは、バーコードに記憶させたデータに比べて不正な改竄が困難であるという利点もある。
【０００４】
ＲＦＩＤタグの構造例については、例えば特許文献１（特開２００５−６３０８１号公報）や特許文献２（特開２００８−４０９０４号公報）に記載がある。
【０００５】
特許文献１には、メモリを含むＩＣチップが封入されたセラミックス製の保護パッケージと、基板上に印刷されたアンテナコイルと、これらの保護パッケージおよびアンテナコイルを封止する樹脂とを具備したＲＦＩＤタグにおいて、保護パッケージのＩＣチップの収容部を中空状態に維持すると共に、ＩＣチップに接続された電極端子を保護パッケージの外周面に配置する構造が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、電子回路を収納する金属ケースを樹脂筐体で外装した構造の電子機器において、金属ケースの表面と樹脂筐体の内面との間の狭い隙間を利用して配設するのに好適な薄型構造を有するＲＦＩＤタグが開示されている。このＲＦＩＤタグは、第１のスペーサを介して第１のアンテナを金属ケースの表面に貼り付けると共に、第１のアンテナと対向する位置の樹脂筐体の表面に第２のアンテナを貼り付けている。すなわち、第１のスペーサと第１のアンテナとからなる収納要素を薄型化して金属ケースの表面と樹脂筐体の内面との間の狭い隙間に収納し、かつ樹脂筐体を第２のスペーサとしてその表面に第２のアンテナを貼り付けることにより、薄型構造を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−６３０８１号公報
【特許文献２】特開２００８−４０９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、様々な商品（カード、書籍など）のみならず、貨物機（列車、車両）などの物流管理用途に向けた需要増大が期待されている。
【０００９】
しかしながら、ＲＦＩＤタグを貨物機に搭載する場合は、通常のＲＦＩＤタグに比べて耐候性や耐衝撃性といった高い信頼度が要求される。そこで、本発明者は、ＲＦＩＤタグの耐候性および耐衝撃性を向上させるために、ＲＦＩＤ用インレットを樹脂（レジン）からなる筐体で密封する技術について検討した。
【００１０】
ところが、モールド成形技術を使ってＲＦＩＤ用インレットを樹脂封止した場合、金型のキャビティ内に高圧で充填された樹脂がＲＦＩＤ用インレットの表面（特に、アンテナ部の表面）に密着するので、モールド樹脂の膨張収縮応力の影響によって通信距離が著しく低下したり、不安定になったりすることが明らかとなった。
【００１１】
そこで、その対策として、本発明者は、出来るだけＲＦＩＤ用インレットに樹脂が接触しない構造として、例えば前記特許文献１や特許文献２に示すようなタグ構造について検討した。しかしながら、これらの特許文献１、２に記載されたタグ構造には次のような問題のあることが本発明者の検討によって明らかとなった。
【００１２】
例えば、特許文献１の図５のようなタグ構造の場合は、基板１０３と、筐体である下皿１０２との界面から水分が侵入することにより、ＩＣチップ１０に吸湿不良が発生し易い。そのため、同図に示すように、ＩＣチップ１０をセラミックスパッケージ１７でさらに封止する必要があり、製造工程が増えるだけでなく、製造コストも高くなってしまう。
【００１３】
また、本発明者は、特許文献１の図７に示すような、ＩＣチップ１０が格納されたセラミックスパッケージ１７を樹脂製の本体部１００で封止する方法についても検討した。しかし、上記したように、樹脂の膨張収縮応力の影響によりセラミックスパッケージ１７が歪んでしまうため、半導体装置の信頼性が低下してしまう。
【００１４】
さらに、特許文献２の図３に示すような構造の場合は、ＩＣチップ７が搭載された金属ケース１１が樹脂筐体１２内に配置されているのみで、この樹脂筐体１２に固定されているわけではない。そのため、貨物機などに搭載した場合、貨物機の移動時に生じる振動によって金属ケース１１が動いてしまい、通信特性が不安定となってしまう。
【００１５】
ＲＦＩＤタグを普及させるためには、上記のような課題の解決に加えて、製造コストの抑制も重要な課題となる。
【００１６】
本発明の目的は、優れた耐候性を有する半導体装置（ＲＦＩＤタグ）を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、優れた耐衝撃性を有する半導体装置（ＲＦＩＤタグ）を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、上記のような特性を有する半導体装置（ＲＦＩＤタグ）を安価に提供することにある。
【００１９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２１】
本発明の好ましい一態様である半導体装置は、
主面、前記主面と反対側の裏面、および前記主面から前記裏面に貫通する凹部を有する筐体と、
前記筐体の前記凹部内に配置されたケースと、
前記ケース内に配置されたＲＦＩＤ用インレットと、
を含み、
前記筐体の前記凹部は、第１底面、および前記第１底面と前記筐体の前記主面との間に位置する複数の第１側面とを有し、
前記ケースは、前記筐体の前記凹部の前記第１底面と対向する第２底面、および前記第１底面と前記第２底面との間に位置し、前記凹部の前記複数の第１側面とそれぞれ対向する複数の第２側面を有し、
前記ケースは、前記ケースの前記第２底面が前記筐体の前記第１底面と対向するように、前記筐体の前記凹部内に配置されており、
前記ケースの前記複数の第２側面は、前記筐体の前記複数の第１側面とそれぞれ接しており、
前記ＲＦＩＤ用インレットは、前記ケースの前記第２底面と前記複数の第２側面とに囲まれた位置に配置されており、
前記ＲＦＩＤ用インレットは、アンテナ部と、前記アンテナ部に搭載されたＲＦＩＤチップとを有している半導体装置である。
【００２２】
また、本発明の別の好ましい一態様である半導体装置の製造方法は、以下の工程を有するものである。
（ａ）主面、前記主面と反対側の裏面、および前記主面から前記裏面に向かって形成された凹部を有する筐体と、
開口面、前記開口面と対向する底面、および複数の側面を有し、前記複数の側面に複数の突出部が設けられたケースと、
アンテナ部、および前記アンテナ部に搭載されたＲＦＩＤチップを有するＲＦＩＤ用インレットが貼り付けられた支柱とをそれぞれ用意する工程、
（ｂ）前記筐体の前記凹部の底面に絶縁性の第１樹脂を供給する工程、
（ｃ）前記ケースの前記底面に絶縁性の第２樹脂を供給した後、前記ケースの複数の第２側面の少なくとも一部から離間されるように、前記支柱を前記ケースに収納し、前記絶縁性の第２樹脂を介して前記支柱を前記ケースの前記底面に固定する工程、
（ｄ）前記（ｂ）工程および前記（ｃ）工程の後、前記ケースの前記底面が前記筐体の前記凹部の底面と対向するように、前記ケースを前記筐体の前記凹部内に配置し、前記絶縁性の第１樹脂を介して前記ケースを前記凹部の底面に固定する工程。
【発明の効果】
【００２３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００２４】
優れた耐候性を有する半導体装置（ＲＦＩＤタグ）を実現することができる。
【００２５】
優れた耐衝撃性を有する半導体装置（ＲＦＩＤタグ）を実現することができる。
【００２６】
上記のような特性を有する半導体装置（ＲＦＩＤタグ）を安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤタグの外観を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、ＲＦＩＤタグの外観を示す平面図、（ｂ）は、ＲＦＩＤタグの外観を示す側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】ＲＦＩＤタグの内部筐体の開口面を上方に向けた状態で示す斜視図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】ＲＦＩＤ用インレットが貼り付けられた支持体を内部筐体から取り出した状態で示す斜視図である。
【図７】ＲＦＩＤ用インレットが支持体へ貼り付けられる前の状態を示す斜視図である。
【図８】ＲＦＩＤ用インレットのアンテナ部に実装されたＲＦＩＤチップを拡大して示す平面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１０】ＲＦＩＤ用インレットのＲＦＩＤチップに形成された回路のブロック図である。
【図１１】ＲＦＩＤ用インレットの動作原理を説明する図である。
【図１２】ＲＦＩＤ用インレットのアンテナ部と外部筐体の金属板とが容量結合したときの動作原理を説明する図である。
【図１３】ＲＦＩＤタグの製造に用いる樹脂フィルムの平面図である。
【図１４】図１３に示す樹脂フィルムから個片化されたＲＦＩＤ用インレットの平面図である。
【図１５】ＲＦＩＤ用インレットを支持体の表面に巻き付ける工程を示す斜視図である。
【図１６】内部筐体の底面に接着剤を供給する工程を示す斜視図である。
【図１７】ＲＦＩＤ用インレットが貼り付けられた支持体を内部筐体に収納する工程を示す斜視図である。
【図１８】外部筐体の溝部の底面に露出した金属板の表面に接着剤を供給する工程を示す斜視図である。
【図１９】内部筐体を外部筐体の溝部に挿入する工程を示す斜視図である。
【図２０】本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤタグの断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤタグの断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤタグの斜視図である。
【図２３】本発明の実施の形態４によるＲＦＩＤタグを物品に実装した状態を示す説明図である。
【図２４】本発明の実施の形態４によるＲＦＩＤタグを物品に実装する方法の別例を示す説明図である。
【図２５】本発明の実施の形態５によるＲＦＩＤタグの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。また、以下の実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２９】
（実施の形態１）
本実施の形態１の半導体装置は、ＵＨＦ帯（８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）の電波を使用してデータを非接触で読み書きするＲＦＩＤタグである。図１は、ＲＦＩＤタグの外観を示す斜視図、図２（ａ）は、ＲＦＩＤタグの外観を示す平面図、図２（ｂ）は、ＲＦＩＤタグの外観を示す側面図、図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図４は、内部筐体の開口面を上方に向けた状態で示す斜視図、図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図、図６は、ＲＦＩＤ用インレットが貼り付けられた支持体を内部筐体４から取り出した状態で示す斜視図、図７は、ＲＦＩＤ用インレットが支持体へ貼り付けられる前の状態を示す斜視図である。
【００３０】
図１〜図３に示すように、本実施の形態１の半導体装置であるＲＦＩＤタグ（ＲＦＩＤ用インレット）は、直方体状の外部筐体（第１筐体）１を備えている。この外部筐体１は、例えば液晶ポリマー(liquid crystal polymer)などの熱可塑性樹脂からなり、その外形寸法は、ここでは例えば、長辺＝１００ｍｍ、短辺＝２５ｍｍ、厚さ＝１０．５ｍｍ程度である。液晶ポリマーは、半導体チップの封止材料として広く使用されているエポキシ樹脂に比べて安価なエンジニアリング・プラスチックの一種である。
【００３１】
エンジニアリング・プラスチックとは、主として機械装置の分野において、金属材料に代わって使用されるようになったプラスチックの総称である。従来の脂肪族、エステル結合、アミド構造などの分子に芳香族環を導入し、それらの組合せにより目的の特性を向上させる。一般的にはポリプロピレン、高密度ポリエチレン、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ナイロン（ポリアミド）などがそうであるが、狭義には最も金属に似た性質を持った、硬く粘り強いプラスチック、たとえばＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリイミドなどの熱可塑性プラスチックをいう。このエンジニアリング・プラスチックは、優れた耐熱性、耐薬品性および剛性を備えている。従って、外部筐体１を液晶ポリマーで構成することにより、信頼性の高いＲＦＩＤタグを安価に提供することができる。なお、ここでは液晶ポリマーを用いた例で説明するが、耐熱性、耐薬品性および剛性等を満足できるのであれば、エポキシ樹脂等でもよい。
【００３２】
上記外部筐体１には、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４等）からなる薄い金属板２が貼り付けられている。この金属板２は、外部筐体１の裏面全体と、側面の一部の領域を覆うように配置されている。これにより、外部から外部筐体１に強い衝撃が加わった場合でも、後述する外部筐体１内に備えられたＲＦＩＤ用インレットの破損を防ぐことができるので、ＲＦＩＤ用インレットの半導体チップ（ＲＦＩＤチップ）に書き込まれた情報のエラーや消失を防ぐことができる。なお、金属板２は、ステンレス鋼に限定されるものではなく、アルミニウムなどで構成することもできる。
【００３３】
上記外部筐体１の主面（金属板２が貼り付けられた裏面と反対側の面）の中央部には、この主面から裏面に向かって溝部（凹部）３が設けられている。この溝部３の平面形状は矩形状であり、本実施の形態では長方形である。また、開口部の寸法は、ここでは例えば、長辺＝３２ｍｍ、短辺＝１０．５ｍｍ程度である。また、溝部３は、外部筐体１の主面から裏面（又は、裏面から主面）に向かって貫通するように形成されている。そのため、前述したように、外部筐体１の裏面には金属板２が貼り付けられているので、溝部３の底面には金属板２が露出している。なお、溝部３は、底面となる金属板２の一部と、この底面と外部筐体１の主面との間に位置する複数の側面を有している。
【００３４】
また、外部筐体１の主面には、上記溝部３を挟んで一対のねじ穴１５が設けられている。さらに、外部筐体１の長辺方向の側面には、一対の貫通穴１６が設けられている。後述するように、これらのねじ穴１５および貫通穴１６は、本実施の形態１のＲＦＩＤタグを貨物機や荷物運搬用のカーゴ台車に搭載する際、外部筐体１をそれらに固定するために利用される。
【００３５】
上記外部筐体１の溝部３の内部には、内部筐体（第２筐体）４が挿入されている。内部筐体４は、例えば液晶ポリマーなどの熱可塑性樹脂を成型したもので、その形状は、一つの面が開口された中空の直方体である。詳細には、内部筐体４は、外部筐体１の底面と対向する底面と、開口面とこの底面との間に位置する複数の側面を有している。また、内部筐体４は、この開口面が溝部３の底面の金属板２と接するような向きで溝部３に嵌め込まれ、絶縁性の樹脂からなる接着剤１１によって金属板２に固定されている。言い換えると、内部筐体４は、内部筐体４の底面が外部筐体１の底面と対向するように、溝部３内に嵌め込まれている。従って、内部筐体４は、その開口面が金属板２で塞がれることによって、内部の気密が維持されている。なお、内部筐体４についても外部筐体１と同様に、ここでは液晶ポリマーを用いた例で説明しているが、耐熱性、耐薬品性および剛性等を満足できるのであれば、エポキシ樹脂等でもよい。
【００３６】
上記内部筐体４の外形寸法と、内部筐体４が挿入される溝部３の寸法とは、ほぼ同一になるように設計されている。従って、内部筐体４を溝部３に挿入すると、内部筐体４の４側面と溝部３の４側面とがそれぞれ接した状態になると共に、溝部３の開口部から露出した内部筐体４の底面と外部筐体１の主面とは、同一の平面となる。
【００３７】
図６〜図７に示すように、上記内部筐体４の内部には、直方体状の支持体（支柱）５と、この支持体５の表面に貼り付けられたシート状のＲＦＩＤ用インレット６が収納されている。すなわち、内部筐体４は、ＲＦＩＤ用インレット６を収納するケースとして機能している。ＲＦＩＤ用インレット６は、厚さ数十μｍ程度のアルミニウム箔で構成されたアンテナ部７と、このアンテナ部７の一部（チップ搭載領域）に実装されたＲＦＩＤチップ８と、アンテナ部７の一面にラミネートされた厚さ数十μｍ程度の絶縁性の樹脂フィルム９とによって構成されている。
【００３８】
一方、支持体５の一面には、ＲＦＩＤチップ８が収容される凹溝１０が設けられており、支持体５の表面に貼り付けられたＲＦＩＤ用インレット６のＲＦＩＤチップ８がこの凹溝１０に入り込むようになっている。支持体５の一面にこのような凹溝１０を設けることにより、ＲＦＩＤ用インレット６が貼り付けられた支持体５の表面の平坦性を保つことができる。
【００３９】
上記支持体５は、ＲＦＩＤ用インレット６の通信特性を向上させるために、ＲＦＩＤ用インレット６のアンテナ部７を構成する材料（アルミニウム）よりも高い誘電率を有する絶縁材料で構成されている。このような高誘電率材料の代表的なものとして、フェライトなどのセラミック磁性体が挙げられる。本実施の形態１では、部品の材料コストを低減するために、セラミックよりも安価な高誘電率材料であり、上記外部筐体１および内部筐体４を構成する液晶ポリマーよりも誘電率の高い樹脂の成型品で支持体５を構成した例を示している。
【００４０】
図４〜５に示すように、上記支持体５は、その表面に貼り付けられたＲＦＩＤ用インレット６のＲＦＩＤチップ８が内部筐体４の底面側に位置するような向きで内部筐体４に収納され、絶縁性の樹脂からなる接着剤１２によって内部筐体４の底面に固定されている。支持体５の高さは、内部筐体４の底面から開口面までの高さとほぼ同一である。従って、支持体５を内部筐体４に収納すると、内部筐体４の開口面に露出した支持体５の一面は、この開口面と同一の平面となる。
【００４１】
上記内部筐体４の側面（内壁面）には、内部筐体４と一体成型された複数本（例えば４本）のリブ（突出部）１３が設けられており、内部筐体４に収納された支持体５の側面の一部がこれらのリブ１３と接触するようになっている。すなわち、支持体５は、内部筐体４のリブ１３と底面とによって規制された空間に収納され、接着剤１２とリブ１３とによって内部筐体４に固定されている。言い換えると、支持体５は、支持体５の一部が内部筐体４の複数の側面から離間されるように、支持体５を内部筐体４内に収納されている。
【００４２】
一方、支持体５の側面のうち、リブ１３と接触していない部分は、内部筐体４の側面と非接触の状態になっている。すなわち、支持体５の側面とリブ１３とが接触している箇所を除き、支持体５の側面と内部筐体４の側面との間には空隙が設けられている。つまり、支持体５の側面部分に貼り付けられたＲＦＩＤ用インレット６は、リブ１３と接触している一部の箇所を除き、内部筐体４の側面と非接触の状態になっている。
【００４３】
前述したように、上記内部筐体４は、その開口面が外部筐体１の溝部３の底面と接するような向きで溝部３に挿入されている。また、内部筐体４の開口面は、絶縁性の樹脂からなる接着剤１１を介して溝部３の底面の金属板２に固定されている。内部筐体４の開口面には、内部筐体４に収納された支持体５の一面が露出しているので、内部筐体４の開口面を接着剤１１で金属板２に固定すると、内部筐体４の開口面に露出した支持体５の一面も接着剤１１で金属板２に固定されることになる（図３参照）。
【００４４】
なお、図３には、内部筐体４の下端部およびＲＦＩＤ用インレット６が溝部３の底面の金属板２と直接接触しているように描かれている。しかし、実際には、内部筐体４の下端部と金属板２との間、およびＲＦＩＤ用インレット６と金属板２との間には、極めて薄い膜厚の接着剤１１が介在している。また、前述したように、ＲＦＩＤ用インレット６のアンテナ部７は、樹脂フィルム９によって支持されているので、アンテナ部７と金属板２との間には、樹脂フィルム９が介在している。従って、ＲＦＩＤ用インレット６のアンテナ部７と金属板２は、薄い膜厚の絶縁性材料（樹脂フィルム９および接着剤１１）を介して絶縁された状態となっている。
【００４５】
図８は、上記ＲＦＩＤ用インレット６のアンテナ部７に実装されたＲＦＩＤチップ８を拡大して示す平面図、図９は、図８のＣ−Ｃ線に沿った断面図、図１０は、ＲＦＩＤチップ８に形成された回路のブロック図である。
【００４６】
ＲＦＩＤチップ８は単結晶シリコンからなり、図１０に示すようにその主面には、ＲＯＭ回路、セレクタ回路、カウンタ回路、クロック抽出回路、整流・送信回路などが形成されている。ＲＯＭ回路には、ＲＦＩＤタグが取り付けられる物品に関する各種データが書き込まれるようになっている。また、ＲＯＭ回路に書き込まれたデータは、必要に応じて消去し、新たなデータを再書き込みすることができるようになっている。
【００４７】
図９に示すように、アンテナ部７のチップ搭載領域に実装されたＲＦＩＤチップ８の主面は、エポキシ樹脂などからなるポッティング樹脂１７によって封止されている。なお、ここでいうポッティング樹脂１７は、フリップチップ接続されたチップ下に充填されるアンダーフィル樹脂や紫外線硬化型樹脂を総称したものである。このポッティング樹脂１７は、ＲＦＩＤチップ８の主面に形成された上記回路や、ＲＦＩＤチップ８とアンテナ部７との接続部などを電気的および機械的に保護するためのものである。ＲＦＩＤチップ８の主面およびアンテナ部７との接続部をポッティング樹脂１７で封止するには、ＲＦＩＤチップ８をアンテナ部７に実装した後、ディスペンサなどを用いてＲＦＩＤチップ８の周囲にポッティング樹脂１７を塗布し、加熱または紫外線照射などによってポッティング樹脂１７を硬化させる。
【００４８】
図８に示すように、上記ＲＦＩＤチップ８の主面には、４個のＡｕバンプ（２個のＡｕバンプ１８および２個のＡｕバンプ１９）が形成されている。これらのＡｕバンプは、ＲＦＩＤチップ８の主面に設けられた電極パッドの上に、電解メッキ法や無電解メッキ法で形成されたメッキバンプや、Ａｕワイヤに超音波を印加することで形成されたスタッドバンプ等である。４個のＡｕバンプ１８、１９のうち、２個のＡｕバンプ１８は、上記回路に電気的に接続されている。すなわち、２個のＡｕバンプ１８は、ＲＦＩＤチップ８の外部端子であり、その一方は電源端子を構成し、他方はＧＮＤ端子を構成している。これら２個のＡｕバンプ１８の間の領域のアンテナ部７には、２個のＡｕバンプ１８を電気的に分離するためのスリット２０が設けられている。
【００４９】
一方、ＲＦＩＤチップ８の主面に形成された残り２個のＡｕバンプ１９は、上記回路には電気的に接続されていないダミーのバンプである。Ａｕバンプ１９の径および高さは、ＲＦＩＤチップ８の外部端子を構成するＡｕバンプ１８の径および高さと同じである。
【００５０】
外部端子を構成するＡｕバンプ１８は、熱圧着法、もしくは超音波を併用した熱圧着法によってアンテナ部７の表面に電気的に接続されるが、その際、上記ダミーのＡｕバンプ１９も同時にアンテナ部７に接続される。このダミーのＡｕバンプ１９が無い場合、２個のＡｕバンプ１８は、ＲＦＩＤチップ８の一辺に沿って並んで配置されているので、アンテナ部７とＡｕバンプ１８とを電気的に接続する際、ＲＦＩＤチップ８がアンテナ部７に対して傾いた状態で接続され易くなる。これは、アンテナ部７とＡｕバンプ１８との接続信頼性を低下させる原因となる。そこで、Ａｕバン１８が配置された一辺に対向する辺の近傍にダミーのＡｕバンプ１９を設け、Ａｕバンプ１８とダミーのＡｕバンプ１９とを同時にアンテナ部７に接続させる。これにより、ＲＦＩＤチップ８の傾きが防止されるので、アンテナ部７とＡｕバンプ１８との接続信頼性を向上させることができる。以上の理由から、ダミーのＡｕバンプ１９は、アンテナ部７とＡｕバンプ１８とを確実に接続させるために設けられる。
【００５１】
図１１に示すように、ＲＦＩＤ用インレット６は、アンテナ部７に接続された２個のＡｕバンプ１８（電源端子およびＧＮＤ端子）の間を流れる信号の軌跡がループ形状を描くように走り、一つの整合回路が形成されることによって動作する。
【００５２】
従って、ＲＦＩＤ用インレット６のアンテナ部７と外部筐体１の金属板２とを直接接触させたり、導電性の接着剤を介して両者を電気的に接続したりすると、ＲＦＩＤ用インレット６に形成される上記整合回路上を流れる信号と、金属板２を流れる信号とが干渉し、整合回路のループ形状が不安定になってしまう。
【００５３】
前述したように、本実施の形態１では、アンテナ部７と金属板２との間に薄い膜厚の絶縁性材料（樹脂フィルム９および接着剤１１）が介在している。そのため、アンテナ部７と金属板２との接続は、薄い膜厚の絶縁性材料を介して容量結合による接続となっている。これにより、図１２に示すように、ＲＦＩＤ用インレット６のアンテナ部７が第１アンテナを構成し、外部筐体１の金属板２が第２アンテナを構成することになる。従って、本実施の形態１によれば、図１１に示した整合回路に比べてアンテナ部の総面積（信号が流れる実行距離）が大きくなるので、より通信特性の向上したＲＦＩＤタグを実現することができる。
【００５４】
例えば、本実施の形態１のＲＦＩＤタグの場合、内蔵されるＲＦＩＤ用インレット６自体の通信距離（ＲＦＩＤタグとリーダー／ライターとの距離）は、約１０〜２０ｃｍ程度である。外部筐体１の長辺の長さは、約１００ｍｍ程度であることから、外部筐体１の長辺方向に沿った金属板２の長さもほぼ同一の約１００ｍｍ程度となるが、この金属板２とＲＦＩＤ用インレット６のアンテナ部７とが容量結合することにより、通信距離を約２ｍ程度にまで伸ばすことができる。
【００５５】
次に、上記のように構成されたＲＦＩＤタグの製造方法の一例を説明する。ＲＦＩＤタグを製造するには、まず、その主要部品である金属板２が取り付けられた外部筐体１、内部筐体４、支持体５およびＲＦＩＤ用インレット６をそれぞれ用意する。
【００５６】
金属板２が取り付けられた外部筐体１は、最初に厚さ０．５ｍｍ程度のＳＵＳ板をプレスで折り曲げ加工して金属板２を作製し、次に、この金属板２をモールド金型のキャビティ内に配置した状態でキャビティ内に樹脂（液晶ポリマー）を充填することによって作製される。また、内部筐体４は、液晶ポリマーをモールド成形することによって作製され、支持体５は、高誘電率の樹脂をモールド成形することによって作製される。
【００５７】
ＲＦＩＤ用インレット６を作製するには、図１３に示すように、樹脂フィルム９の一面に貼り付けたアルミニウム箔をエッチングして複数のアンテナ部７を形成する。そして、それぞれのアンテナ部７に前述した方法でＲＦＩＤチップ８を実装し、続いてＲＦＩＤチップ８の主面およびアンテナ部７との接続部をポッティング樹脂１７（図９参照）で封止した後、アンテナ部７を樹脂フィルム９と共に裁断することによって、図１４に示すようなＲＦＩＤ用インレット６に個片化する。ＲＦＩＤ用インレット６の外形寸法は、ここでは例えば長辺が２８ｍｍ、短辺が１８ｍｍ程度である。
【００５８】
次に、図１５に示すように、接着剤あるいは両面テープなどを使って上記ＲＦＩＤ用インレット６を支持体５の表面に巻き付け、図示していない接着剤やテープなどで接着固定する。また、この作業と並行して、図１６に示すように、ディスペンサ２１を使って内部筐体４の底面に接着剤１２を供給する。
【００５９】
次に、図１７に示すように、上記支持体５を内部筐体４に収納する。このとき、支持体５は、ＲＦＩＤチップ８が内部筐体４の開口面に位置するような向きで内部筐体４に収納される。これにより、内部筐体４の底面と接する支持体５の一面が接着剤１２を介して内部筐体４の底面に固定される。なお、内部筐体４の底面に供給する接着剤１２の量は、内部筐体４の底面と接する支持体５の一面が接着剤１２で覆われる程度にとどめる。接着剤１２の供給量が過剰になると、支持体５の側面と内部筐体４の側面との空間に接着剤１２が入り込み、支持体５の側面部分に貼り付けられたＲＦＩＤ用インレット６の表面に接着剤１２が付着し、接着剤１２の膨張収縮応力の影響により通信特性を低下させるので好ましくない。
【００６０】
次に、図１８に示すように、外部筐体１の溝部３の底面に露出した金属板２の表面に、ディスペンサ２１を使って絶縁性の樹脂からなる接着剤１１を供給する。この場合も、内部筐体４を外部筐体１の溝部３に挿入したときに、支持体５の側面と内部筐体４の側面との空間に接着剤１１が過剰に入り込まないように、接着剤１１の供給量を調整する。
【００６１】
金属板２の表面に供給する接着剤１１、および前述した内部筐体４の底面に供給する接着剤１２は、エポキシ樹脂系の汎用接着剤でもよいが、好ましくは、シリコーン樹脂系の接着剤を使用する。すなわち、シリコーン樹脂は、エポキシ樹脂よりも弾力性が高いことから、接着剤１１、１２をシリコーン樹脂系の接着剤で構成した場合には、外部筐体１に外部から衝撃が加わった際、この衝撃の一部が接着剤１１、１２の変形によって吸収され易くなる。従って、内部筐体４内のＲＦＩＤ用インレット６に伝わる衝撃が緩和されるので、ＲＦＩＤタグの信頼性の低下（通信特性の低下）を抑制することができる。
【００６２】
次に、図１９に示すように、上記内部筐体４を外部筐体１の溝部３に挿入する。このとき、内部筐体４は、その開口面が外部筐体１の溝部３の底に露出した金属板２と接するような向きで溝部３に挿入される。これにより、内部筐体４の開口面およびこの開口面に露出した支持体５の一面が接着剤１１を介して金属板２の表面に固定され、内部筐体４と金属板２とによって囲まれた密閉空間内にＲＦＩＤ用インレット６が封止される。
【００６３】
（実施の形態２）
図２０は、本実施の形態２によるＲＦＩＤタグの断面図を示す図である。本実施の形態２の前記実施の形態１との違いは、図２０に示す内部筐体４の樹脂の肉厚を開口面側よりも底面（図２０では上面）側で厚くすることによって、側面に傾斜（テーパ）を持たせると共に、外部筐体１の溝部３の開口の面積を底面の面積よりも大きくしている点である。このようにすることで、内部筐体４を外部筐体１の溝部３に挿入したときに、内部筐体４の側面が溝部３の側面を強く押しつけるので、内部筐体４の側面と溝部３の側面とが強固に密着することになる。これにより、内部筐体４と金属板２とによって囲まれた空間（ＲＦＩＤ用インレット６が収納された空間）の気密性が、傾斜（テーパ）を持たないときと比べて向上するので、ＲＦＩＤタグの耐候性をさらに向上させることができる。
【００６４】
（実施の形態３）
図２１および図２２は、それぞれ本実施の形態３によるＲＦＩＤタグの断面図および斜視図を示すものである。本実施の形態３と実施の形態２との違いは、外部筐体１の主面と、この主面に露出した内部筐体４の底面との境界部分に、外部筐体１の主面の一部と内部筐体４の底面の一部とに跨るように溝２２を形成し、外部筐体１の溝部３に内部筐体４を挿入した後、この溝２２の内部に樹脂２３を充填していることである。これにより、溝部３の内側が外部環境から遮断されるので、内部筐体４と金属板２とによって囲まれた空間の気密性がさらに向上し、ＲＦＩＤタグの耐候性がさらに向上する。
【００６５】
（実施の形態４）
図２３は、実施の形態１で説明したＲＦＩＤタグをカーゴ台車２５のフレーム２６に実装した例を示している。ＲＦＩＤタグを実装する際は、外部筐体１の主面を実装面とし、金属板２が貼り付けられた裏面を外側に向けてフレーム２６に実装する。ここでは、外部筐体１の側面に設けられた貫通穴１６に紐２８を通し、この紐２８をフレーム２６に結わえ付けることによってＲＦＩＤタグを実装している。
【００６６】
また、図２４に示すように、外部筐体１の主面に設けられたねじ穴１５を利用してＲＦＩＤタグを金属板２７にねじ止めし、この金属板２７を物品に固定することによって、ＲＦＩＤタグを貨物機などの物品に実装することもできる。
【００６７】
物品に実装されたＲＦＩＤタグのデータを読み出すには、まず、リーダー／ライターのアンテナからＲＦＩＤタグにＵＨＦ帯の電波を送信する。すると、この電波がＲＦＩＤ用インレット６のアンテナ部７によって受信された後、高周波電流に変換され、整合回路を通してＲＦＩＤチップ８に入力される。ＲＦＩＤチップ８はこの交流信号を整流して直流電力を生成し、この電力によってＲＦＩＤチップ８の回路が動作し、ＲＯＭ回路に書き込まれたデータがＲＦＩＤチップ８からアンテナ部７に出力される。次に、このデータがアンテナ部７から電波に乗ってリーダー／ライターに送信されると、リーダー／ライターは、そのアンテナを通じてこの電波を受信し、ＲＯＭ回路に書き込まれたデータを読み取る。
【００６８】
以上、これまで実施の形態１〜４に従って説明してきた。これらの実施の形態によれば、ＲＦＩＤ用インレット６を内部筐体４に収納し、この内部筐体４をさらに外部筐体１の溝部３に挿入することによって、ＲＦＩＤ用インレット６を気密封止しているので、耐候性に優れたＲＦＩＤタグを実現することができる。
【００６９】
また、外部筐体１を構成する樹脂の表面のほぼ半分の領域を金属板２で覆っているので、耐衝撃性に優れたＲＦＩＤタグを実現することができる。
【００７０】
また、内部筐体４に収納されたＲＦＩＤ用インレット６と内部筐体４の側面とを非接触の状態にしたことにより、通信特性が向上したＲＦＩＤタグを実現することができる。
【００７１】
また、外部筐体１に形成する溝部３を、外部筐体１の主面から裏面へ貫通するように形成し、内部筐体４の内部に収納されたＲＦＩＤ用インレット６のアンテナ部７を外部筐体１の裏面に配置された金属板２に接続（容量結合）しているため、ＲＦＩＤタグの通信特性をより向上することができる。
【００７２】
また、安価な樹脂部材を使用することによって、材料コストを抑制しているので、耐候性、耐衝撃性および通信特性に優れたＲＦＩＤタグを低廉な価格で実現することができる。
【００７３】
（実施の形態５）
これまで実施の形態１〜４では、外部筐体１に形成する溝部３を、外部筐体１の主面から裏面（又は、裏面から主面）に向かって貫通させ、外部筐体１の裏面に金属板２を配置する構造について説明してきた。図２５は、本発明の実施の形態５によるＲＦＩＤタグの断面図を示す図である。図２５に示すように、ＲＦＩＤタグは、金属板２を使用せず、外部筐体１に形成する溝部３の形状を、溝部３の底面が外部筐体１の主面と裏面との間に位置するような、凹み形状としたものであってもよい。このような外部筐体１を用いたとしても、内部筐体（ケース）４内に収納されたＲＦＩＤタグは、この内部筐体４と外部筐体１により気密封止されるため、耐候性に優れたＲＦＩＤタグを実現することができる。
【００７４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７５】
前記実施の形態では、ＲＦＩＤ用インレットのアンテナ部を樹脂フィルムで支持した構造としたが、接着剤を介してアンテナ部を支持体の表面に直接巻き付ける構造にすることもできる。
【００７６】
また、これまで説明してきた前記実施の形態１〜５では、ＵＨＦ帯（８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）の電波を使用する半導体装置（ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤ用インレット）について説明したが、例えば、２．４５ＧＨｚ帯のマイクロ波を使用する半導体装置や、１３．５６ＭＨｚ帯の短波を使用する電磁誘導方式の半導体装置を使用してもよい。この場合、ＵＨＦ帯の電波を使用する半導体装置に比べ、アンテナの寸法（外形サイズ）が小さいため、筐体の寸法も小さくすることができ、材料費をさらに低減できることから、半導体装置をより安価に提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、ＵＨＦ帯の電波を使用するＲＦＩＤタグのうち、特に、貨物機などの物流管理用途に向けたＲＦＩＤタグに適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  外部筐体（第１筐体）
２  金属板
３  溝部（凹部）
４  内部筐体（第２筐体）
５  支持体（支柱）
６  ＲＦＩＤ用インレット
７  アンテナ部
８  ＲＦＩＤチップ
９  樹脂フィルム
１０  凹溝
１１、１２  接着剤
１３  リブ（突出部）
１５  ねじ穴
１６  貫通穴
１７  ポッティング樹脂
１８、１９  Ａｕバンプ
２０  スリット
２１  ディスペンサ
２２  溝
２３  樹脂
２５  カーゴ台車
２６  フレーム
２７  金属板
２８  紐
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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