(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子的装置において、
プリント回路基板上にマウントされた少なくとも１つの集積回路装置と、
当該電子的装置をタグ付けするための高周波タグとを有し、
前記高周波タグは、前記プリント回路基板上にマウントされた電子的パッケージに内蔵された信号処理ロジックおよびメモリと、高周波信号を受信しかつ前記メモリに記憶された装置識別データに従って変調された高周波信号をの送信するためのアンテナ手段とを含み、
前記アンテナ手段は、前記プリント回路基板の１つまたは複数の金属層に形成され、電子パッケージの電気コネクタ経由で前記信号処理ロジックおよびメモリに電気的に接続されることを特徴とする電子的装置。
【請求項２】
メモリ・モジュールにおいて、
プリント回路基板上にマウントされた複数のメモリ・チップと、
前記メモリモジュールをタグ付けするための高周波タグとを有し、
前記高周波タグは、前記プリント回路基板上にマウントされた電子的パッケージに内蔵された信号処理ロジックおよびメモリと、高周波信号を受信しかつ前記メモリに記憶された装置識別データに従って変調された高周波信号をの送信するためのアンテナ手段とを含み、
前記アンテナ手段は、前記プリント回路基板の１つまたは複数の金属層に形成され、電子パッケージの電気コネクタ経由で前記信号処理ロジックおよびメモリに電気的に接続されることを特徴とするメモリ・モジュール。
【発明の詳細な説明】
本発明は、高周波（RF）タグ付けの分野に関し、具体的には改良型の高周波タグ付け装置に関する。
高周波識別（RF−ID）は物品認識に使用される技術の様々なタイプの一種である。RF−IDシステムの中心である情報保有タグは、基地局から受け取るコード化されたRF信号に応答して機能する。タグは通常、入来するRF搬送波を基地局に返す。返された信号がプログラムされた情報プロトコルに従って変調されて、情報が転送される。
一般に、RF−IDタグは、RF回路、ロジック、およびメモリを有する半導体チップを含む。また、タグは例えば、コンデンサ、およびダイオード等の独立したコンポーネントの集合であるアンテナ、（アクティブタグの場合）バッテリ、コンポーネント、およびコンポーネント間の相互結合をマウントするための回路基板を含む。これらの要素は物理的な格納容器に含まれる。タグの一種である受動タグには、バッテリが無く、これはタグを調べるために使用するRF信号からエネルギーを誘導することによって機能する。一般に、RF−IDタグは個々の要素を回路ガード上にマウントすることによって製造される。これを行うには、基盤と回路要素（チップ、コンデンサ、ダイオード、アンテナ）との間のはんだ接続の短いワイヤボンディングを使用する。回路カードはエポキシ繊維グラス混合物製、あるいはセラミック製である。アンテナは通常、回路カードにはんだ付けされたワイヤのループであるか、あるいは回路基板に金属エッチングまたはめっきをしたものである。アセンブリ全体は、プラスチックの箱に格納されるか、あるいは３次元のプラスチックのパッケージの形にモールドされ、タグ付けする物品に直ちに取り付けられるようになっている。別法として、コイル・アンテナを含む全てのタグ・コンポーネントを組み込んだ単一のパッケージでタグを構成することもできる。この後者のタグのタイプは、使用時にタグ付けする物品に固定される。
RF−IDアプリケーション技術は他のID技術（たとえばバーコード）ほど普及していないが、RF−IDは特定の市場（たとえば車両認識）には浸透しはじめている。RF−ID技術の他の使用用途としては、たとえば、製造業や格納倉庫の環境における在庫管理があげられる。製造及び取り扱いの様々な段階における製造物品（例えば電気的または電子的コンポーネントまたはシステム）の所在を突き止めるのは、製造単位に取り付けられたRF−IDタグを問い合わせることで達成することができる。さらに、RF−IDタグは製造場所での盗難を防ぐこと、および物品がその後保管場所、たとえば、顧客の敷地内から盗まれるのを防ぐためにもRF−IDタグを物品に取り入れることができる。現在では、RF−IDタグはコストが高いため、高価値アイテム以外には使用されていない。タグのコストが下がれば、より広く使用されるようになるだろう。
英国特許出願第GB−Ａ−2255692号には、非接触型のポータブル記憶装置のためのアンテナ回路が開示されており、このアンテナ・コイルは記憶装置のカードに作り混まれている。この記憶装置は他の電子的装置をタグ付けするように設計されたものではない。
従来のRFタグの欠点の一つは、適度に効率的なアンテナを提供するのに必要となるスペースのため、比較的サイズが大きいことである。さらに、一体的アンテナを含む回路基板支持体を作るコストが含まれるため、タグの全体的製造コストと複雑さが比較的高くなる。結果として、全体的コストとサイズによって、RF−IDタグのアプリケーションが制限されることになる。
本発明は、電気的または電子的コンポーネントおよびシステムのタグ付けを低コストで提供するRF−IDタグ付け装置の提供を追求するものである。
従って、本発明の一面において、プリント回路基板上にマウントされた少なくとも１つの集積回路装置と、電子的装置をタグ付けするための高周波タグであって、前記プリント回路基板上にマウントされた電子的パッケージに内蔵された信号処理ロジックおよびメモリを含むものと、を含み、前記タグは高周波信号を受信しかつ前記メモリに記憶された装置識別データに従って変調された高周波信号を送信するためのアンテナ手段を更に含み、該アンテナ手段は、回路基板の１つまたは複数の金属層に形成され、電子パッケージの電気コネクタ経由で前記信号処理ロジックおよびメモリに電気的に接続されて成る電子的装置が提供される。
この方法で、タグのRFアンテナをタグを付ける電気システムのプリント配線回路基板に一体化することにより、RF−IDタグ付けが達成される。アンテナ支持用の別の回路基板が不要であるため、全体のタグのサイズを縮小し、タグ製造工程も簡易化される。さらに、事実上、タグ付けする物品に組み込まれるため、無許可で除去することがますます困難となると言う点において、本発明のタグ付け装置は、上記で記述した「単体」タグ・タイプに比べて追加の利点も持っている。
アンテナは、タグ付けされる物品の電子コンポーネントの相互接続用の他の信号線を形成するのと同時に、回路基板のひとつまたは複数の金属層内部に形成される。好ましいタグ装置では回路基板のアンテナはカードの外部表面の標準パッドに配線される。パッケージはそれからパッドにマウントされ、多くの周知の取り付け処理の何れか、たとえば、はんだづけなどによってアンテナと接続される。
請求の範囲で使用するプリント配線回路基板という用語は、剛性の回路基板、例えばFR4、およびポリイミド層と銅層から成る可撓性の回路支持体の両方を含む。タグの半導体回路要素が収容されているパッケージは、たとえば、SOJ（small outline J−lead package）などの一般的に使用される様々な異なるタイプの何れであっても良い。
以下に本発明の好ましい実施例の詳細を添付図面を参照しながら説明するが、これらは例示にすぎない。
第１図は、様々なロジックおよびメモリ・コンポーネントおよびRFアンテナを含むRF−IDタグを説明する図である。
第２図は、第１図の半導体パッケージをマウントし、RFアンテナを埋め込んだプリント配線回路基板の一部を表わす断面図である。
第３図は、メモリー・チップと回路基板支持体にマウントされたメモリ・チップおよびRFタグを含むメモリ・モジュールを説明する図である。
第１図は、受動的高周波タグ10のコンポーネントを図式的に示すものである。前述の通り、RF−IDタグは半導体回路、および基地局からRF信号を受信し基地局へRF信号を送信するRFアンテナを含む。送信される信号は、タグ内のメモリに格納されている識別データにより変調される。メモリ内に格納されている識別データのタイプは、アプリケーションによって異なり、任意所望の形式を取ることもできる。単純なタグの場合は、データも単純なIDコードとなる。より高度なアプリケーションの場合は、データは製造日、物品の製造場所、あるいは物品の所有者の識別情報をさらに含むこともある。したがって、タグが基地局により調べられると、変調したRF信号がタグを取り付けられた物品を基地局に対して識別する。
第１図で示すように、タグは様々な半導体コンポーネントを含むので、単一チップに実装すると有利である。これらのコンポーネントはRFアンテナ30に接続するために標準的な電子パッケージ20にパッケージされる。タグの動作を制御するこれらのコンポーネントは、バス24経由でメモリ26に接続された中央処理装置（CPU）22を含むが、このメモリ26はROM、RAMあるいはこの２つの組み合せの形式を取る物であって良い。プロセッサおよびメモリに対するデータの入力と出力を制御する入出力制御回路28もバス24に接続される。入出力装置はモデム回路29と通信できるように接続され、モデム回路29は動作中にRFアンテナ30から受信される信号を受信し復調する。RFタグで使用する半導体回路は、周知であり商業的にも入手可能で、前述のように単一チップの形式であることもある。好ましい実施例では、チップは、たとえばSOJなどの標準的な電子パッケージに組み込み、プリント配線回路基板にマウントするようにされる。
第２図では、断面図に示すように、パッケージしたRF−IDチップ20がプリント配線回路基板（PCB）40上にある。本発明によれば、このPCBが、タグ付けする電気装置の全体あるいは一部を形成する。好ましい実施例の一つでは、PCBは、たとえばパーソナル・コンピュータ・システムのメモリ・モジュール（SIMM）、マザーボードあるいはドーターボードなどのデータ処理システムのコンポーネントである。これによって、本発明が、PCBを含むパーソナル・コンピュータの任意のコンポーネントに利用できることが認められるであろう。ただし、利用は通常、メモリ・モジュールなどの高価値コンポーネントに制限される。第３図は、メモリ・モジュール50のタイプの一種を示し、ここでプリント配線回路基板支持体53上にメモリ・チップ52が４つマウントされる。RFタグ・パッケージ20も、支持体の適切な場所にマウントされる。コネクタ54、55は支持体の１縁に設けられて、これによりマザーボードあるいはコンピュータ・システムの他のコンポーネントへ接続が可能になる。
RFアンテナは、他の信号転送回路が形成されるのと同じ製造段階、および同じ方法でPCB（たとえば、FR4カード）の金属層内部に形成される。このプロセスは当業者にとっては周知のものである。たとえば、信号転送回路およびアンテナは、現在のプリント配線回路基板技術における標準である標準の6milの内部銅トレースに形成される。他のトレース・サイズは適宜利用される。第２図で示すように、好ましい実施例ではアンテナ30はPCB40の埋め込み銅の複数層（たとえば、４から６層）内に形成されるコイル形状をとる。コイルは、PCBの表面でコネクタ・パッド32に接続する。RF−IDチップ・パッケージは、たとえば従来のはんだ付け技術を使用して、これらのパッドに至るコネクタを経由して固定される。
PCBのサイズや形態による物理的制約に応じて代替のアンテナ構成を直ちに採用することができる。コイルの長さはRFタグが動作するRF信号の周波数によって決まる。原則的には、これらの周波数は転送できるものであればどの周波数でも構わない。実際に選択される周波数域（またはコイルの長さ）はタグに問い合わせるのに利用する検出／付勢装置の作動周波数に依存する。アンテナの形状係数が異なれば、異なる周波数に応答する。
【図１】
0003653099.tif 000002
【図２】
0003653099.tif 000003
【図３】
0003653099.tif 000004