(57)【要約】【課題】センサ、電子式商品監視、ＲＦＩＤのタグ及びデバイスのための、プリント集積回路及び付属のアンテナ及び／又はインダクタ、並びにその製造方法を提供すること。【解決手段】タグは、一方のキャリア上にプリント集積回路を、他方のキャリア上にアンテナ及び／又はインダクタを含み、集積回路は、アンテナ及び／又はインダクタと電気的に結合される。製造方法は、複数の第１のパッドをキャリア上に有する集積回路を印刷するステップと、複数の第２のパッドを基板上に有するアンテナ及び／又はインダクタを形成するステップと、プリント集積回路の少なくとも２つの第１のパッドを、アンテナ及び／又はインダクタの対応する第２のパッドに取り付けるステップとを含む。本発明によれば、従来よりも、ＭＨｚ周波数で動作可能な低コストＲＦＩＤタグを短期間に製造できる。【選択図】図２Ｂ
2014160515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）複数の電気的能動デバイスを形成する少なくとも１つの印刷された層を含む複数の層を備える集積回路であって、前記複数の層が第１の基板の面に物理的に接触し、前記複数の層のうちの１つは絶縁薄膜を含み、前記複数の層のうちの他の１つは金属薄膜を含み、前記複数の層のうちの更に他の１つは半導体薄膜を含み、前記第１の基板は第１の面積を有する、集積回路と、
ｂ）前記第１の基板及び／又は前記集積回路に設けられた第１のパッド及び第２のパッドであって、前記集積回路と電気的に結合された第１のパッド及び第２のパッドと、
ｃ）前記第１の面積よりも実質的に大きい第２の面積を有する第２の基板に設けられ、第１の端及び第２の端を有する導電線を備えるシングル層のアンテナ及び／又はインダクタであって、シートツーシート（sheet-to-sheet）プロセス、ロールツーロール（roll-to-roll）プロセス、ピックアンドプレース（pick-and-plate）プロセス、又はテープアンドリール（tape-and-reel）プロセスによって、前記集積回路が前記シングル層のアンテナ及び／又はインダクタの複数のコイルを横断するように、前記第１の端及び前記第２の端がそれぞれ前記第１のパッド及び第２のパッドと物理的に接続される、シングル層のアンテナ及び／又はインダクタと
を備える、識別デバイス又はタグ。
【請求項２】
前記第１の基板がフレキシブルである、請求項１に記載の識別デバイス。
【請求項３】
ａ）第１の基板に設けられた複数の電気的能動デバイスを備える集積回路を形成するステップであって、前記集積回路を形成するステップは少なくとも１つの印刷された層を含む複数の層を形成するステップを有し、前記複数の層が前記第１の基板の面に物理的に接触し、前記第１の基板は第１の面積を有し、前記複数の層のうちの１つは絶縁薄膜を含み、前記複数の層のうちの他の１つは金属薄膜を含み、前記複数の層のうちの更に他の１つは半導体薄膜を含み、前記絶縁薄膜、前記金属薄膜、及び、前記半導体薄膜のうちの少なくとも１つは絶縁、金属、又は、半導体前駆体を含むインクを印刷することによって形成される、ステップと
ｂ）前記集積回路と電気的に結合される第１のパッド及び第２のパッドを形成するステップと、
ｃ）前記第１の面積よりも実質的に大きい第２の面積を有する第２の基板に、第１の端及び第２の端を有するシングル層のアンテナ及び／又はインダクタを形成するステップと、
ｄ）シートツーシート（sheet-to-sheet）プロセス、ロールツーロール（roll-to-roll）プロセス、ピックアンドプレース（pick-and-plate）プロセス、又はテープアンドリール（tape-and-reel）プロセスによって、前記集積回路が前記シングル層のアンテナ及び／又はインダクタの複数のコイルを横断するように、前記第１のパッド及び前記第２のパッドを、前記シングル層のアンテナ及び／又はインダクタの前記第１の端及び前記第２の端に取り付けるステップと
を含む、識別デバイスを製造する方法。
【請求項４】
前記第１のパッド及び前記第２のパッドを前記第１の端及び前記第２の端に取り付けるステップが、バンプボンディング、超音波ボンディング、溶接、はんだ付け、圧接、又は、導電性粘着剤を少なくとも前記第１のパッド及び前記第２のパッド、又は前記第１の端及び前記第２の端に塗布するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記集積回路を形成するステップが、前記第１の基板に、前記半導体層及び前記金属層のうちの少なくとも１つの層を第１のパターンで印刷するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
ａ）第１の基板ストックに設けられた複数の集積回路を形成して、プリント集積回路（ＰＩＣ）ストックを形成するステップであって、各集積回路が個々に少なくとも１つの印刷された層を含む複数の層を備え、前記複数の層が前記第１の基板ストックの面に物理的に接触し、前記複数の層のうちの１つは絶縁薄膜を含み、前記複数の層のうちの他の１つは金属薄膜を含み、前記複数の層のうちの更に他の１つは半導体薄膜を含む、ステップと、
ｂ）複数のシングル層のアンテナ及び／又はインダクタを第２の基板ストック上に形成して、アンテナストックを形成するステップであって、前記複数のシングル層のアンテナ及び／又はインダクタのそれぞれは第１及び第２の対向する端を有する、ステップと、
ｃ）シートツーシート（sheet-to-sheet）プロセス、ロールツーロール（roll-to-roll）プロセス、ピックアンドプレース（pick-and-plate）プロセス、又はテープアンドリール（tape-and-reel）プロセスによって、前記ＰＩＣストックを前記アンテナストックに取り付けるステップであって、前記複数のＰＩＣのそれぞれは、前記複数のシングル層のアンテナのうちの対応するアンテナの前記第１の端及び前記第２の端と第１の位置及び第２の位置においてそれぞれ物理的に接続されており、前記集積回路が前記シングル層のアンテナ及び／又はインダクタのうちの対応する一方の複数のコイルを横断するように、前記ＰＩＣストックが前記アンテナストックに取り付けられる、ステップと
を含む、識別デバイスを製造する方法。
【請求項７】
複数の集積回路を形成するステップが、各集積回路に固有の識別子を与えるステップを含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
[0001]本出願は、２００８年１０月１０日に出願された米国特許仮出願第１２／２４９７０７号明細書、並びに２００７年１０月１０日及び２００７年１０月１７日にそれぞれ出願された米国特許仮出願第６０／９７９０５７号明細書及び米国特許仮出願第６０／９８０５８１号明細書の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
[0002]本発明は、一般にセンサ、並びに電子式商品監視（ＥＡＳ）、無線周波数（ＲＦ）及び／又はＲＦ識別（ＲＦＩＤ）のタグ及びデバイスに関する。より詳細には、本発明の実施形態は、付属アンテナを有するプリント集積回路を使用するタグ／デバイス、典型的にはＥＡＳ、ＲＦ及び／又はＲＦＩＤのタグ及びデバイス、並びにそれらの製造及び／又は生産の方法に関する。結果として、本発明は、プリント集積回路及びアンテナを備えるＲＦＩＤ（又はＥＡＳ）タグを生産するための低コストプロセスを提供することができる。
【背景技術】
【０００３】
[0003]遠隔給電式電子デバイス及び関連システムが知られている。例えば、「近接検知機器（Proximity Detecting Apparatus）」という名称のＧｅｉｓｚｌｅｒらに発行された米国特許第５０９９２２７号明細書は、リモート源から電力を引き出すために電磁結合を使用し、次いで、集められた蓄積データを、多くの場合リモート源と並置される受信機に送信するために、電磁結合と静電結合の両方を使用する、遠隔給電式デバイスを開示する。そのような遠隔給電式通信デバイスは、無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）タグとして一般に知られている。
【０００４】
[0004]ＲＦＩＤタグ及び関連システムには、多くの用途がある。例えば、ＲＦＩＤタグはしばしば、警備保障された建物又はエリアを守る自動門番用途において、個人識別のために使用される。これらのタグは、多くの場合、アクセス制御カードの形を取る。ＲＦＩＤタグに記憶される情報は、警備保障された建物又はエリアへのアクセスを求めるタグ所有者を識別する。一般に、より古い自動門番用途は、システムが、カード又はタグから情報を読み取るために、建物にアクセスする人が、識別カード又はタグを読取機に挿入するか又は通すことを必要とする。より新しいＲＦＩＤタグシステムは、無線周波数データ伝送技術を使用して、タグが短距離で読み取られることを可能にし、それにより、識別タグを読取機に挿入するか又は通す必要をなくす。最も一般的には、ユーザは、建物又はエリアを警備保障している警備保障システムと結合される基地局の近くで、タグを持つか又は置くだけである。基地局は、タグに含まれる回路に給電する励起信号を、タグに送信する。回路は、その励起信号に応答して、記憶された情報をタグから基地局に伝達し、基地局はその情報を受信して解読する。次いで、その情報が警備保障システムで処理され、アクセスが適正であるか否かが決定される。また、ＲＦＩＤタグは、所定の方式で適切に変調された励起信号により、遠隔で書き込まれうる（例えば、プログラム及び／又は非活性化されうる）。
【０００５】
[0005]いくつかの従来のＲＦＩＤタグ及びシステムは、遠隔デバイスを遠隔で給電し、遠隔デバイスを、励起システム及び受信システムと結合させるために、主として電磁結合を使用する。励起システムは、デバイスに電力を投入し、デバイスに、記憶された情報を含む可能性のある信号を送信させる、電磁励起信号を生成する。受信機は遠隔デバイスで作成された信号を受信する。
【０００６】
[0006]これらの従来のＲＦＩＤタグは、集積回路が、アンテナ及び／又はインダクタから分離して製造され、次いでその２つの構成部品が、物理的及び電気的に接続されるように製造される。これらの構成部品は、一つにはシリコンウェーハを製造するコストにより、別々に製造される。１シリコンウェーハ上に両構成部品を製造するには、桁違いのコストがかかるであろう。アンテナ及び／又はインダクタは簡単な構造であり、余り高価でない基板に余り高価でない処理方法を使用して製造可能であり、後の製造ステップの中で集積回路に連結されうる。
【０００７】
[0007]図１Ａを参照すると、従来のＲＦＩＤタグは、従来のウェーハを基本としたプロセスで製造されたウェーハを、複数のダイにダイシングするステップを含むプロセスで形成される。次いで、ダイは、チップツーアンテナ（chip-to-antenna）取付プロセスにおいて、アンテナ又はインダクタのキャリア（そのキャリアは、アンテナ、インダクタコイル又は他の誘導特徴要素（feature）を含んでもよい）に置かれる。あるいは、ダイは、２段階のチップツーストラップ（chip-to-strap）／ストラップツーアンテナ（strap-to-antenna）取付プロセスにおいて、中間キャリア（即ちインターポーザ（interposer））に取着されてもよい。
【０００８】
[0008]２段階プロセスにおいては、ダイ１２０が、インターポーザ（即ち、キャリア）１４０に取り付けられる。アンテナの両端を取り付けるための、ダイ１２０から比較的広い場所及び／又はより広く隔置された場所（例えば、１３４又は１３６）への電気的経路１３０及び１３２が、インターポーザ１４０上の、ある一定の位置に存在する。次いで、図１Ｂに示すように、この組立品は、インダクタ／アンテナ１５２を含む支持膜１５０に、取り付けられうる。パッド１３４及び１３６は（１３０と１３２の経路、及びダイ１２０と共に）、アンテナ１５２の両端を接続するため、インターポーザ１４０上のこの組立品は、時に、「ストラップ」として知られる。この取付プロセスは、ワイヤボンディング、異方性導電性エポキシボンディング、超音波、バンプボンディング、又はフリップチップ法を介して、接着と同時に電気的相互接続（複数可）を確立するような、様々な物理的接着技術を含むことができる。また、取付プロセスは、多くの場合、熱、時間、及び／又はＵＶ曝露の使用を伴う。ダイ１２０は通常、ダイ当たりコストを削減するために、できるだけ小さく（＜１ｍｍ２）作られるので、ダイ１２０との外部電気接続用のパッド要素は、比較的小さい可能性がある。このことは、設置動作が、高速機械動作に対して比較的高精度であるべきこと（例えば、所定の位置の５０ミクロン以内に設置することが、しばしば要求される）を意味する。
【０００９】
[0009]全体として、分離された（切り出された）ダイを拾い上げ、そのダイを、そのダイが接着されるべきアンテナ（複数可）、インダクタ、キャリア、又はインターポーザ上の正しい場所に移動させ、そのダイをその適切な位置に正確に設置し、物理的及び電気的相互接続を作るプロセスは、比較的遅くて高価なプロセスでありうる。中間インターポーザを使用するプロセスの場合、コスト及びスループットの利点は、最初にダイをインターポーザキャリアのロールに取り付けることにより得られ、その取り付けは速やかに、また、時には平行に実施されうる。というのは、ダイは、全体的に接近して置かれ、流体自己組立又はピンベッドアタッチメント（pin bed attachment）など、他の新しい設置動作が、より容易になされうるからである。キャリアは、一般に、ダイから、キャリアの他の位置の、比較的広い場所及び／又はより広く分配された場所までの電気的経路を含み、（チップダイをインダクタ基板に直接一体化するためのピックアンドプレース（pick-and-place）及び／又はワイヤボンディング式のプロセスと比較して、従来のストラップに幾分機能的に類似の）圧着接続又は導電性接着接続など、高スループット、低解像度取付動作が可能となる。いくつかの場合には、ストラップに適する低解像度取付プロセスは、市販の装置及び材料（例えば、Ｍｕｈｌｂａｕｅｒ  ＴＭＡ  ６０００又は類似の機器）に基づいて、ほぼ０．００３ドル又はそれより低いコストで実施されうるであろう。
【００１０】
[0010]キャリアは、次いで、電気的接続がそのような他の位置において形成されるように、インダクタ／アンテナ１５２に取り付けられる。また、このキャリア・ベースのプロセスは、従来の手段（例えば、ワイヤボンディング）で、必要なスタブ、バンプ、又は他の相互接続要素をより大きなインダクタ／キャリア基板１５０上に実施することが、より高価又は不利である可能性のある、フリップチップ又はバンプボンディング法に対して利点を有することができる。
【００１１】
[0011]従来のＲＦＩＤ製造プロセスは、上述のように、高度に複雑なチップツーアンテナ取付プロセス、又は、２段階のチップツーストラップ／ストラップツーアンテナ取付プロセスのいずれかの使用を必要とする。いずれのプロセスも、チップ取り付けに、高精度のピックアンドプレース装置を必要とする。高精度のピックアンドプレース装置は、比較的高い資本コストを有し、通常は低解像度装置より遅い。結果として、従来の取付プロセスは、全製造コストに対して比例的に高いコストを有する。
【００１２】
[0012]タグの価格は、ＲＦＩＤ業界内で重要な関心の的である。高いＲＦＩＤタグ価格は、特に、品目レベルの小売店の用途及び他の低コスト大数量の用途において、ＲＦＩＤ技術の広範な採用に対する障害となってきた。タグコストを削減する一方法は、余り高価でない基板と、安定で効率的なアンテナと、ＲＦフロントエンド（front end）デバイスと、高解像度のパターン化された論理回路とを組み込む（及び、好ましくは一体化する）タグ構造及びプロセスを開発することである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
[0013]本発明の実施形態は、プリント集積回路及び、付属のアンテナ及び／又はインダクタを有する、センサ、ＥＡＳ、ＲＦ及び／又はＲＦＩＤのタグ及びデバイス、並びにそれらのタグ及びデバイスを製造し、使用する方法に関する。概して述べるならば、本デバイスは、（ａ）第１の基板上のプリント集積回路と、（ｂ）プリント集積回路と電気的に結合された、第１の基板及び／又はプリント集積回路上の第１及び第２のパッドと、（ｃ）第１及び第２の端を導線上に有し、第１及び第２の端がそれぞれ第１及び第２のパッドと電気的に通じる導線を備える第２の基板上のアンテナ及び／又はインダクタとを備える。概して述べるならば、本デバイスを製造する方法は、（１）第１の基板にプリント集積回路を形成するステップと、（２）プリント集積回路と電気的に結合される第１及び第２のパッドを形成するステップと、（３）第２の基板に第１及び第２の端を有するアンテナ及び／又はインダクタを形成するステップと、（４）第１及び第２のパッドをアンテナ及び／又はインダクタの第１及び第２の端に取り付けるステップとを含む。多重デバイスを製造する方法は、概して述べるならば、（ｉ）複数のプリント集積回路を第１の基板素材（stock）に形成して、ＰＩＣ素材を形成するステップと、（ｉｉ）複数のアンテナ及び／又はインダクタを第２の基板素材に形成して、アンテナ素材を形成するステップと、（ｉｉｉ）ＰＩＣ素材をアンテナ素材に取り付けるステップとを含む。使用方法は、概して述べるならば、（ｉ）本デバイスに、検出可能な電磁信号をデバイスが放射、反射、又は変調するのに十分な電流を発生又は誘導するステップと、（ｉｉ）検出可能な電磁放射を検出するステップと、任意選択で（ｉｉｉ）検出可能な電磁放射により伝えられた情報を処理するステップとを含む。任意選択で、使用方法は、（ｉｖ）本デバイス（又はセンサ）から元の読み取りデバイスに、情報を伝送又は送信するステップを更に含むことができる。
【００１４】
[0014]非常に低コストのＲＦＩＤタグを生産する１つの可能性のある方法では、ロール供給プロセス又はシート供給プロセスの中で印刷技術を使用することができる。印刷は潜在的なコスト上の利点を有する。何故ならば、印刷は、材料の利用性を向上させ（例えば、アディティブ（additive）又はセミアディティブ（semi-additive）処理）、堆積とパターン形成のステップを組み合わせ、装置に対する低い資本支出及び運転コストに好影響を与えることを可能にするからである。更に、高スループットの従来の印刷プロセスが、フレキシブル基板（例えば、樹脂シート又は金属箔）に適用可能であり、複数の用途においてタグの使用を改良及び／又は拡大する。材料効率及びアディティブ処理方法が、処理されたキャリア（又はダイが使用される場合はダイ）の、より低い単位面積当たりコストを可能にし、そのことが、受動部品の能動回路との、低コストでの取付プロセス及び／又はインテグレーションを可能にする。また、印刷などのマスクレス（mask-less）プロセスは、ＲＦデバイス（例えば、それぞれ個別のＲＦデバイスが、読取機の質問に関して固有の識別コード及び／又は固有の応答時間遅れを有するものである場合）の容易な特注製作を可能にする。更に、プリント集積回路のアンテナ及び／又はインダクタへの取り付けを容易にする方法で、回路が印刷されうる場合は、取り付けステップのコストは、著しく削減されうる。
【００１５】
[0015]キャリア上に集積回路を形成する印刷プロセスの使用は、従来の製造プロセスよりコストを削減しながら、より大きい集積回路を製造することを可能にする。より小さい集積回路を製造する動機は小さくなり、取付コストに関するコスト上の制約が支配的となる。この方法は、ダイサイズを減少させることによりダイコストを削減するという、従来の半導体ウェーハコスト削減方法（但し、この方法は、より小さいダイに対して取付コストが増加するので、直接取付けのシリコンＲＦＩＤタグに対して、自己限定的となる可能性がある）とは異なるものである。
【００１６】
[0016]キャリア式（carrier-based）のプロセスを使用することにより、いくつか又は全ての従来の薄膜ディスプレイ及び光起電材料処理が可能となる。光起電材料処理は、箔、シート及び／又は他のフレキシブル基板上の、無機半導体、誘電体及び他の膜のための、十分に開発されたロールツーロール（roll-to-roll）製造プロセスを含む。そのような処理は、ディスプレイ及び光起電デバイスを処理するための装置を用いて（それ自体で、又は代替として、印刷されたＲＦＩＤタグ用に開発された完全なツールと材料のセットを必ずしも持たずに、完全な製造プロセスを可能にする印刷ステップとの組合せで）ＲＦＩＤタグを作る効果的な方法を提供する。しかし、最終的には、そのような処理は、スプール式（spool-based）及び／又はロールツーロールの印刷プロセスを含むことが好ましく、これらの印刷プロセスは、低い資本設備コスト、高いスループット（数百ｍ２／時）、高められた材料利用効率、及び／又は減少された処理ステップ数により、製造コストをいっそう低く引き下げる。
【００１７】
[0017]本発明は、付属のアンテナを有するプリント集積回路を使用する低コストの、センサ、電子式商品監視（ＥＡＳ）、無線周波数（ＲＦ）及び／又はＲＦ識別（ＲＦＩＤ）のタグ及びデバイスを提供する。複数の高額及び／又は低スループットの取付ステップを削減し、同時に能動電子機器を製作するコストを削減することにより、低コストのタグが、直接印刷により、又はそうでなければ、基板に回路を形成し、その基板が、次いで別個の潜在的に余り高価でない基板に形成されたアンテナ及び／又はインダクタに、比較的低精度で比較的安価に取り付けられることにより、生産されうるという効果がある。本発明のこれら及び他の利点は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明から、容易に明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】インターポーザを使用するアンテナに、従来の半導体ダイを取り付けることを含む、ＲＦＩＤタグを製造する従来のプロセスにおける一ステップを示す図である。
【図１Ｂ】インターポーザを使用するアンテナに、従来の半導体ダイを取り付けることを含む、ＲＦＩＤタグを製造する従来のプロセスにおける一ステップを示す図である。
【図２Ａ】アンテナを含む第２のキャリア又は基板に、プリント集積回路を有する第１のキャリア又は基板を取り付けることを伴う、本発明によるＲＦＩＤタグ／デバイスを製造する例示的プロセスにおける主要なステップを示す図である。
【図２Ｂ】アンテナを含む第２のキャリア又は基板に、プリント集積回路を有する第１のキャリア又は基板を取り付けることを伴う、本発明によるＲＦＩＤタグ／デバイスを製造する例示的プロセスにおける主要なステップを示す図である。
【図３Ａ】アンテナ及び／又はインダクタに取り付けられた、下向きのプリント集積回路を有するキャリアの断面図である。
【図３Ｂ】アンテナ及び／又はインダクタに取り付けられた、上向きのプリント集積回路を有するキャリアの断面図である。
【図４Ａ】例示的なプリント集積回路シート素材、即ちＰＩＣシート素材の前面を示す図である。
【図４Ｂ】例示的なプリント集積回路シート素材、即ちＰＩＣシート素材の背面を示す図である。
【図４Ｃ】ＰＩＣシート素材の例示的な代替実施形態を示す図である。
【図４Ｄ】例示的なＰＩＣロール素材の前面と側面とを示す図である。
【図５】ロールツーロール処理を使用する、例示的な製造プロセスを示す図である。
【図６】ピックアンドプレース処理を使用する、例示的なプロセスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[0026]次に、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明し、その例を添付図面に示す。本発明は、好ましい実施形態に関連して説明されるが、それらの好ましい実施形態は、本発明をこれらの実施形態に限定するように意図されてはいないことを理解されたい。その反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨及び範囲に含まれうる、代替、改変及び同等物を含むものである。更に、本発明の以下の詳細な説明において、本発明の完全な理解をもたらすために、多くの具体的な詳細が説明される。しかし、本発明が、これらの具体的な詳細なしに実施されうることは、当業者には容易に理解されよう。他の例において、本発明の態様を不必要に分かりにくくしないように、よく知られている方法、処置、構成部品、及び回路は、詳細には説明していない。
【００２０】
[0027]利便性及び簡潔性のために、用語「結合された（coupledto）」、「接続された（connectedto）」、及び「連通して（incommunication with）」は、文脈がそれ以外を示さない場合は、直接的又は間接的な結合、接続、又は連通を意味する。これらの用語は、一般に、本明細書の中で互換性を持って使用されるが、一般的にそれらの技術分野で承認されている意味が与えられる。また、利便性と簡潔性のために、用語「ＲＦ」、「ＲＦＩＤ」、及び「識別（identification）」は、デバイス及び／又はタグの意図された使用及び／又は機能に関して互換性を持って使用されてもよく、用語「タグ（tag）」又は「デバイス（device）」は、本明細書の中で、任意のＲＦ及び／又はＲＦＩＤのセンサ、タグ及び／又はデバイスを表すために使用されてもよい。また、用語「集積回路（integrated circuitry）」及び「プリント集積回路（printedintegrated circuitry）」は、複数の導体、半導体及び絶縁薄膜から形成される複数の電気的能動デバイスを備える単一構造を表すが、個別に機械的に取り付けられた構成部品（ダイ、ワイヤボンド及びリード（lead）、キャリア、又はアンテナ及び／又はインダクタ構成部品など）、或いは接着機能を主に有する材料を、一般には含まない。用語「アンテナ（antenna）」は、一般的な文脈の中で、アンテナ、インダクタ、又は、アンテナとインダクタを表すために使用されてもよい。更に、用語「インターポーザ（interposer）」、「キャリア（carrier）」及び／又は「基板（substrate）」は、プリント集積回路及び／又は、アンテナ及び／又はインダクタを含む付加的構造に対する支持として使用されうる構造を表す。更に、用語「品目（item）」、「対象物（object）」及び「物品（article）」は互換性を持って使用され、そのような用語の１つが使用される場合はいつでも、その用語は、他の用語をも含める。本開示において、構造又は特徴要素の「主表面」は、少なくとも部分的には、構造又は特徴要素の主軸により画定される表面である（例えば、構造が丸く、その構造の厚さより大きな半径を有する場合は、半径方向の表面（複数可）が、その構造の主表面である）。
【００２１】
[0028]本発明は、プリント集積回路及び、付属のアンテナ及び／又はインダクタを有し、通常、（ａ）第１の基板上のプリント集積回路と、（ｂ）第１の基板及び／又はプリント集積回路の上の第１及び第２のパッドであって、プリント集積回路と電気的に結合するパッドと、（ｃ）第１及び第２の端をその上に有する導線を備える第２の基板上のアンテナ及び／又はインダクタであって、第１及び第２の端が、それぞれ第１及び第２のパッドと電気的に通じる、アンテナ及び／又はインダクタとを備える、センサ、ＥＡＳ、ＲＦ及び／又はＲＦＩＤのタグ及びデバイスを含む、デバイスに関する。様々な実施形態において、プリント集積回路及び／又は、アンテナ及び／又はインダクタのための基板は、ガラス、ポリイミド、ガラス／ポリマー積層板、高温ポリマー、又は金属箔を含むことができる。
【００２２】
[0029]更なる態様において、本発明は、（１）第１の基板上にプリント集積回路を形成するステップと、（２）プリント集積回路と電気的に結合された第１及び第２のパッドを形成するステップと、（３）第２の基板上に第１及び第２の端を有するアンテナ及び／又はインダクタを形成するステップと、（４）第１及び第２のパッドを、アンテナ及び／又はインダクタの第１及び第２の端に取り付けるステップとを一般的に含むデバイスを製造する方法に関する。様々な実施形態において、集積回路のパッドをアンテナ上の対応するパッドに取り付けるために使用されるプロセスは、接着、バンプボンディング、超音波ボンディング、溶接、はんだ付け、及び／又は圧接のいずれかを含むことができる。
【００２３】
[0030]本発明の更なる態様は、（Ａ）複数のプリント集積回路を第１の基板素材の上に形成して、ＰＩＣ素材を形成するステップと、（Ｂ）複数のアンテナ及び／又はインダクタを第２の基板素材の上に形成して、アンテナ素材を形成するステップと、（Ｃ）ＰＩＣ素材をアンテナ素材に取り付けるステップとを一般的に含む、無線周波数識別デバイスを製造する方法に関する。様々な実施形態において、ＰＩＣ素材をアンテナ素材に取り付けるために使用されるプロセスは、シートツーシート（sheet-to-sheet）プロセス、ロールツーロールプロセス、ピックアンドプレースプロセス、及び／又はテープアンドリール（tape-and-reel）プロセスを含む。
【００２４】
[0031]本発明の他の態様は、（ｉ）本デバイスの中に、検出可能な電磁信号をデバイスが放射、反射、又は変調するのに十分な電流を発生又は誘導するステップと、（ｉｉ）検出可能な電磁放射を検出するステップと、任意選択として、（ｉｉｉ）検出可能な電磁放射により伝えられる情報を処理するステップとを一般的に含む、無線周波数識別デバイスを使用する方法に関する。任意選択で、使用方法は、（ｉｖ）本デバイス（又はセンサ）から元の読み取りデバイスに情報を伝送又は送信するステップを更に含むことができる。
【００２５】
[0032]本発明は、その様々な態様において、例示的実施形態に関して、以下に、より詳細に説明される。
【００２６】
例示的なタグ及び／又はデバイス
[0033]本発明の一態様は、（ａ）第１の基板上のプリント集積回路と、（ｂ）第１の基板及び／又はプリント集積回路上の第１及び第２のパッドであって、プリント集積回路と電気的に結合するパッドと、（ｃ）第１及び第２の端を有する第２の基板上のアンテナ及び／又はインダクタであって、第１及び第２の端がそれぞれ第１及び第２のパッドと電気的に通じるアンテナ及び／又はインダクタとを備える、ＲＦ識別デバイス又は他の無線デバイスに関する。結果として、本発明は、最新の、無線又はＲＦＩＤ標準に従って完全に動作可能な、基板（例えば、キャリア）と、インダクタ／アンテナと、ＲＦフロントエンド（又は、ＲＦフロントエンドと論理回路のサブセット）とを備える、低コストのＲＦＩＤ（又は、ＥＡＳ）タグ（このタグはまた、センサの信号変調活動が、環境［例えば、センサが接触する構造又は表面の温度、伝導率など］における、ある一定の外的な変化の結果として一般に変化するセンサと、能動的ＲＦ又は無線の回路及び／又はデバイス、例えばオンボードのバッテリを有するタグ、とを含む）を提供する。
【００２７】
[0034]本発明の一実施形態によるデバイスを、図３Ａに示す。デバイス３００は、一緒に取り付けられたプリント集積回路キャリア（即ち、ＰＩＣキャリア）及び、アンテナ及び／又はインダクタのキャリア（又は、アンテナキャリア）を備える。ＰＩＣキャリアは、第１の基板３０４に形成されたプリント集積回路３０２を備える。基板は、プリント集積回路３０２と電気的に通じる電気的経路／パッド３０６及び３０７を有する。本実施形態において、電気的経路３０６／３０７は、少なくとも部分的には基板３０４に形成され、プリント集積回路３０２に置かれる。あるいは、電気的経路３０６／３０７は、プリント集積回路３０２に単独で、又はプリント集積回路３０２と基板３０４に、形成されてもよい。アンテナキャリアは、基板３１０と、アンテナ及び／又はインダクタ３２０とを備える。本実施形態において、アンテナ及び／又はインダクタは、シード層３１２上にバルク導電層３１８を備える。あるいは、好ましくは、アンテナ及び／又はインダクタ３２０は、基板３１０に印刷されてもよい。図３Ａに示す実施形態において、ＰＩＣキャリアの上面（ＰＩＣ側）は、アンテナキャリアの上面（アンテナ側）と接触しており、第１及び第２の電気的経路／パッド３０６／３０７は、第１及び第２のアンテナ及び／又はインダクタの端３１４／３１６と、それぞれ接触している。接着剤３０８は、電気的経路／パッド３０６／３０７を、第１及び第２のアンテナ及び／又はインダクタの端３１４／３１６に付着させるために使用される。
【００２８】
[0035]図３Ｂに示す、本発明の他の実施形態において、ＰＩＣキャリアの底面（基板側）は、アンテナキャリアの上面と接触している。この実施形態において、電気的経路／パッド３２６／３２７は、基板３２４の穴を通してアンテナ及び／又はインダクタ３４０と接触している。
【００２９】
[0036]この幾何学的配置を有するいくつかの他の実施形態は、ＰＩＣキャリアの底面が、電気的経路３２６及び３２７、並びに基板３２４の対応する穴の代わりに使用される実施形態を含む。これらの他の実施形態において、基板３２４は、互いに離隔される導電性の構造又はパッドを形成するために選択的に除去される金属を含む。これらの他の実施形態は、典型的には、ＰＩＣキャリアの上面に、最上部キャップ又は不動態化層を有する。パッドは、金属基板からアンテナ及び／又はインダクタを形成するために使用されるプロセスに類似のプロセスを使用して、基板３２４から形成されうる（例えば、２００６年６月１２日に出願された米国特許出願第１１／４５２１０８号明細書参照）。
【００３０】
[0037]プリント集積回路３０２用の基板３０４は、（ｉ）基板形成中の、基板に形成される集積回路の物理的支持、及び基板取付け中の、基板に取り付けられるアンテナ及び／又はインダクタ構成部品のための物理的支持を提供することと、（ｉｉ）基板に形成される（好ましくは印刷される）集積回路を有することと、（ｉｉｉ）基板を貫通して形成される電気的接続を可能にする（即ち、それにより１つの基板に形成された集積回路と、別の基板に形成されたアンテナ及び／又はインダクタとの間で信号が送信可能になる）こととが可能な任意の基板を備えることができる。基板は、フレキシブル（可撓性）であっても、フレキシブルでなく、即ち剛性であってもよい。基板は、導電性（電気的に活性）であっても、非導電性（電気的に不活性）であってもよく、電気的に活性とは、基板の特性を表しており、必ずしも基板とプリント集積回路との間の相互作用を表していない。
【００３１】
[0038]基板は、低コストのＲＦ回路を生産するために、従来の薄膜プロセス及び／又は新しく生まれた、又は最新技術の印刷プロセスを使用して費用効率よく処理されうる寸法を有する。集積回路は、ポリイミド、ガラス／ポリマー積層板、高温ポリマー、又は金属箔など、フレキシブル基板に形成可能であり、それらの全ては、１つ又は複数の防護塗膜を更に含むことができる。一般に、そのような基板から製造されるキャリアは、同寸法の従来のシリコンダイより実質的に安価である。（しかし、約０．０１ｃｍ２又はそれ以下の面積である従来のシリコンＲＦＩＤダイと比べて、従来のＲＦＩＤインターポーザは、通常、面積で１ｃｍ２程度の寸法を有する。）。
【００３２】
[0039]陽極酸化されたＡｌ、Ａｌ／Ｃｕ、Ｃｕ、ステンレススチール、又は類似の金属箔を基板として使用することは、有利である。そのような材料は、大容量又はＩＣ共振コンデンサ、インダクタ用の相互接続、電極及び／又は誘電体として、及び／又はダイオード、ＭＯＳデバイス又はＦＥＴ用の電極として、又は追記型（ＷＯＲＭ）、１回書き込み可能（ＯＴＰ）、非活性化又は他のメモリ記憶要素として、働くことができる。そのような基板の例は、米国特許第７１５２８０４号明細書及び米国特許第７２８６０５３号明細書の中に見出されうる。
【００３３】
[0040]また、プリント集積回路用の基板として、比較的高温処理に（例えば、３００℃、３５０℃、４００℃、４５０℃の温度、又はそれ以上の５００℃、６００℃、又は１０００℃までの温度、概ね、その機械的及び／又は電気的特性に重大な劣化又は低下なく）耐えるように構成されうるフレキシブル材料を使用することが有利である。例えば、基板は、薄い（５０〜２００ミクロン）ガラスシート又は「スリップ」、ガラス／ポリマー積層板、高温ポリマー（例えば、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート［ＰＥＮ］、ポリエーテルエーテルケトン［ＰＥＥＫ］、など）、又はアルミニウム、ステンレススチール、又は銅等の金属箔を備えることができる。例示的な厚さは、使用される材料により左右されるが、一般に、約２５μｍ〜約２００μｍまで（例えば、約５０μｍ〜約１００μｍまで）に及ぶ。
【００３４】
[0041]好ましくは、基板は、従来通りに、次処理の前に洗浄され、防護材料（酸化シリコン又は酸化アルミニウムなど）で被覆される。コーティングステップは、基板（例えば、金属箔）の表面材料の酸化及び／又は陽極化のステップ、スピンオン（spin-on）又は流体塗布された防護膜の堆積のステップ、防護材料を基板上にスパッタリング、ＣＶＤ、又はスプレー塗布するステップ、又は、これらのプロセスの任意の組合せのステップ（例えば、２００５年１０月３日に出願された米国特許出願第１１／２４３４６０号明細書参照）を含むことができる。インターポーザが金属のシート又は箔を構成する程度まで、金属箔は、２００６年６月１２日に出願された米国特許出願第１１／４５２１０８号明細書、並びに米国特許第７２８６０５３号明細書及び米国特許第７１５２８０４号明細書に記載されるように、エッチング及び／又は切断されうる。
【００３５】
[0042]プリント集積回路３０２は、集積回路（例えば、相補形金属酸化膜半導体［ＣＭＯＳ］回路）及び／又は基板に１枚又は複数枚（好ましくは複数枚）のパターン化された層を印刷することにより製造されたデバイスを備えることができる。他の層は、他のより従来的な技術を使用して印刷又は形成されうる。一般に、集積回路は、ゲート金属層と；１枚又は複数枚の半導体層（例えば、トランジスタチャネル層、ソース／ドレイン端子層、及び／又は１枚又は複数枚の低濃度又は高濃度ドープのダイオード層）と；ゲート金属層と、少なくとも１枚の半導体層との間のゲート絶縁層と；１つ又は複数のコンデンサ電極（電極のそれぞれが他のコンデンサの電極と概ね容量結合され、電極がまた、集積回路の一部でありうるか或いは電極がキャリア又はアンテナ／インダクタ層と一体化されるか又はそれらの一部でありうる）と；ゲート金属層、ソース及びドレイン端子、最も上及び／又は最も下のダイオード層、及び／又は最も上及び／又は最も下のコンデンサ電極と電気的に通じる複数の金属導体と；及び／又は様々な金属導体及び／又は半導体層（複数可）との間の誘電体層とを備えることができる。集積回路は、金属、及び／又は低濃度又は高濃度ドープ（lightly- or heavily-doped）のポリシリコンを含むことができる、１つ又は複数の抵抗を更に備えることができる。一実施形態において、集積回路は、ゲート金属層と、半導体層（例えば、トランジスタチャネル層と同じ層、又はトランジスタチャネル層と接触する上部又は下部の層の中で、ソース／ドレイン端子と接触するトランジスタチャネル層）と、ゲート金属層とトランジスタチャネル層との間のゲート絶縁層と、ゲート金属層並びにソース及びドレイン端子と電気的に通じる複数の金属導体とを備える。
【００３６】
[0043]アンテナ及び／又はインダクタ３２０用の基板３１０は、（ｉ）基板形成中の、基板上に形成されるアンテナ及び／又はインダクタの物理的支持、並びに、基板に取付け中の、基板に取り付けられるＰＩＣキャリア構成部品のための物理的支持を提供することと、（ｉｉ）基板に形成される（好ましくは印刷される）アンテナ及び／又はインダクタを有することと、（ｉｉｉ）基板を貫通して形成される電気的接続を可能にする（即ち、それにより１つの基板に形成された集積回路と、別の基板に形成されたアンテナ及び／又はインダクタとの間で信号が送信可能になる）こととが可能な任意の基板を備えることができる。基板は、フレキシブルであっても、フレキシブルでなく、即ち剛性であってもよい。基板は、導電性（電気的に活性）であっても、又は非導電性（電気的に不活性）であってもよく、電気的に活性とは、基板の特性を表しており、基板とアンテナ及び／又はインダクタとの間の相互作用を表していない。一般に、アンテナ及び／又はインダクタは、ポリイミド、ガラス／ポリマー積層板、高温ポリマー、又は金属箔を含むプリント集積回路と同じ材料の上に形成可能であり、それらの材料の全ては、１つ又は複数の防護塗膜を更に含むことができる。
【００３７】
[0044]アンテナ及び／又はインダクタは、アンテナ、インダクタ、又はその両方を備えることができ、アンテナ及び／又はインダクタと結合されるか又は一体化されるコンデンサ電極を更に備えることができる（例えば、米国特許第７１５２８０４号明細書及び米国特許第７２８６０５３号明細書参照）。アンテナ及び／又はインダクタは、１つ又は複数の層及び／又はコイルを備えることができる。更に、アンテナ及び／又はインダクタは、基板の１面又は両面上に形成されうる（例えば、２００７年５月１５日に出願された米国特許出願第１１／７４９１１４号明細書参照）。
【００３８】
[0045]一般に、アンテナ及び／又はインダクタは、金属を含む。一実施形態において、金属は、アルミニウム、銀、金、銅、パラジウム、チタン、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル、プラチナ、亜鉛、鉄など、又はそれらの金属合金、好ましくは銀又は金、或いは銀と金の合金、を含むか又は実質的にそれらから成ることができる。あるいは、金属は、上述の金属の箔を含むことができる。そのような場合（及び、一方で金属箔から作られたアンテナ及び／又はインダクタ構成部品、及び他方で集積回路が、インターポーザの対向する面上にある場合）は、ＲＦＩＤ及び／又はＥＡＳデバイスを作る方法（以下の部分参照）は、金属箔から、電気的に活性な集積回路（例えば、トランジスタ及びダイオード、しかし、必ずしも電極又はプレートとして金属箔の一部分を含むコンデンサの電極又はプレートではない）の下（即ち、反対側）に位置する金属の一部分又は複数の部分を外すステップを更に含むことができる。
【００３９】
[0046]アンテナとインダクタの両方を備える一実施形態において、インダクタは、同調インダクタとして機能することができる（例えば、米国特許第７２８６０５３号明細書参照）。結果として、アンテナ及びインダクタを形成する金属は、連続でなくてもよく（即ち、金属は、電気的な切断を含んでもよく）、本発明による監視及び／又は識別デバイスは、第１の蓄電板と結合された第１の（例えば、外側の）インダクタと、第２の蓄電板と結合された第２の（例えば、内側の）インダクタと、第１の（外側の）インダクタ上の誘電体膜と、第２の（内側の）インダクタと、第１及び第２の蓄電板とを備えることができ、第１の誘電体膜は、第１及び第２（例えば、外側及び内側）のインダクタのそれぞれの端を露出する開口を、その誘電体膜に有する。代替実施形態において、蓄電板は直線的でも非直線的でもよく、及び／又はデバイスは、誘電体膜上に、第１及び第２の直線的蓄電板とそれぞれ結合された第１及び第２の非直線蓄電板を更に含むことができる。
【００４０】
[0047]本デバイスはまた、第１及び／又は第２のキャリア３１０の表面に、支持層及び／又はバッキング（backing）層（図示せず）を更に備えることができる。支持層及び／又はバッキング層は、従来の、よく知られている、ＥＡＳ及びＲＦＩＤの技術であってもよい（例えば、米国特許出願公開第２００２／０１６３４３４号明細書並びに米国特許第５８４１３５０、５６０８３７９及び４０６３２２９号明細書参照）。一般に、そのような支持層及び／又はバッキング層は、（１）タグ／デバイスを、追跡又は監視される物品に後で取付け又は設置するための接着性表面、及び／又は（２）タグ／デバイスに対する何らかの機械的支持を提供する。例えば、本デバイスは、識別ラベル又は価格タグの背面に付着され、接着剤が、識別ラベル又は価格タグの反対側のデバイスの表面に塗布又は設置され（任意選択で、ラベル又はタグが使える状態になるまで従来の剥離シートで覆われ）、従来のＲＦＩＤシステムでの使用に適するラベル又はタグを形成する。
【００４１】
例示的無線及び／又はＲＦＩＤのタグ／デバイスを作製するための例示的方法
[0048]一態様において、本発明は、（１）第１の基板にプリント集積回路を形成するステップと、（２）プリント集積回路と電気的に結合された第１及び第２のパッドを形成するステップと、（３）第２の基板に第１及び第２の端を有するアンテナ及び／又はインダクタを形成するステップと、（４）第１及び第２のパッドを、アンテナ及び／又はインダクタの第１及び第２の端に取り付けるステップとを含む、識別デバイスを作製する方法に関する。従って、本方法は、ＲＦＩＤデバイスを製造するための費用効率のよい方法を提供する。
【００４２】
[0049]従来の薄膜プロセス、並びに従来及び／又は最新技術の印刷プロセスが、プリント集積回路（例えば、図２Ｂの２１０）を生産するために使用される。これらのプロセスは、スパッタリング、蒸着、ＬＰＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、バスエッチング、ドライエッチング、デバイス要素の直接レーザ印刷、任意の要素又は層のインクジェット印刷、スプレーコーティング、ブレードコーティング、押出コーティング、フォトリソグラフィ、任意の層の印刷されたエッチマスクリソグラフィ（レーザ又はインクジェットなど）、オフセット印刷、グラビア印刷、エンボス加工、密着焼付け、スクリーン印刷、それらの組合せ、及び／又は他の技術を含む。本発明の集積回路における材料のほぼ全ての層は、これらの技術のうちの実質的に全ての技術により作製されうる。
【００４３】
[0050]プリント集積回路を生産するために使用されるインクは、薄膜を形成するための金属配合を含むことができる。そのような配合は、金属前駆体を使用して、純粋な金属膜の印刷を可能にし、一般に実質的に不都合なレベルの不純物及び／又は残渣を膜の中に残さない助剤を削減する。一般に、これらのインク配合は、１つ又は複数の群４、５、６、７、８、９、１０、１１、又は１２の金属塩（複数可）及び／又は金属錯体（複数可）と、配合の塗布及び／又は印刷を容易にするように構成される１種類又は複数種類の溶剤と、任意選択で、金属塩又は金属錯体が、成分の金属又はその金属の合金に還元する際に気体又は揮発性の副産物を形成する１種類又は複数種類の添加物とで、本質的に構成される。
【００４４】
[0051]本ＲＦＩＤデバイスを製造するための第１の例示的方法を、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、以下に説明する。図２Ａは、基板２３２と、集積回路２１０とを備えるタグ前駆体（又は、プリント集積回路）２００を示す。一般に、集積回路２１０は、キャリア２３２の第１の主表面上に形成される。
【００４５】
[0052]その後で、図１Ａにおけるパッド１３４及び１３６を形成するためのプロセスと同様に、パッド２３４及び２３６が、集積回路２１０と同じ基板２３２の表面上に形成される。しかし、図２Ａの例示的プロセスにおいて、一般に、穴即ちバイアが、集積回路２１０の最も上の誘電体層（時に、不活性化層として知られる）の中に存在し、集積回路の中で回路要素と電気的な伝達を可能にする。パッド２３４及び２３６は、図１Ａのパッド１３４及び１３６と本質的に同じ機能を提供する。
【００４６】
[0053]図２Ｂは、キャリア２５０及び、アンテナ及び／又はインダクタ２５２を備えるアンテナ及び／又はインダクタキャリア２４０を示す。一般に、アンテナ及び／又はインダクタ２５２は、キャリア２５０の第１の主表面上に形成される。アンテナ及び／又はインダクタ２５２は、誘電体基板、メッキされた構造体、又は印刷された構造体上の、エッチングされた構造体として実現されうる。
【００４７】
[0054]次に、穴即ちバイアが、パッド２３４及び２３６並びに集積回路２１０が形成されている基板２３２の主表面と反対側の、基板２３２の主表面に形成されうる。次に、図２Ａを参照すると、一般に、パッド２３４及び２３６の表面を露出させ、アンテナ／インダクタ２５２の対応する端子との電気的接続を可能にする、基板２３２を貫通する穴即ちバイアが存在する。一般に、１つの穴／バイアがパッド当たりに設けられ、各穴／バイアは同じ位置にあり、比較的高スループット、低解像度の取付動作（ダイ１２０をインダクタ基板１４０に一体化するためのピックアンドプレース動作又はワイヤボンディングプロセスと比較して；図１Ｂ参照）を使用して、アンテナ／インダクタ２５２の１つの端子と、その対応するパッドとの間の容易な接触を可能にする寸法を有する。図２Ｂに戻って参照すると、（キャリア２５０上に付着又は設置されうる）インダクタ及び／又はアンテナ２５２は、次いで、基板２３２に取り付けられ又は付着され、それにより、パッド２３４及び２３６と、基板２３２の中の穴即ちバイアに対応する位置でのアンテナ／インダクタ２５２の端子との間に、電気的接続が形成される。
【００４８】
[0055]第２の例示的方法において、パッド２３４及び２３６は、上述の通り、基板２３２の、集積回路２１０と同じ表面に形成される。しかし、基板２３２及びキャリア２５０は、基板２３２の上面（集積回路２１０を有する表面）がキャリア２５０の上面（インダクタ及び／又はアンテナ２５２を有する表面）に面するように整列される。次に図２Ｂを参照すると、一般に、パッド２３４及び２３６の表面は、アンテナ／インダクタ２５２の対応する端子と整列され、それによりその端子との電気的接続が可能になる。一般に、パッド２３４及び２３６は、比較的高スループット、低解像度の取付動作を使用して、アンテナ／インダクタ２５２の１つの端子と、対応するパッドとの間の容易な接触を可能にする寸法を有する。図２Ｂに戻って参照すると、（キャリア２５０上に付着又は設置されうる）インダクタ及び／又はアンテナ２５２は、次いで、基板２３２に取り付けられるか又は付着され、それにより、パッド２３４及び２３６と、基板２３２上のそれらの関連する位置に対応する位置におけるアンテナ／インダクタ２５２の端子との間に、電気的接続が形成される。
【００４９】
[0056]プリント集積回路２００及びキャリア２５０は、本明細書で論じるように、様々な構成で取り付け、又は搭載が可能である。プリント集積回路をアンテナ及び／又はインダクタから電気的に分離するために、誘電体層が、プリント集積回路及び／又は、アンテナ及び／又はインダクタの上に形成される。誘電体層は、キャリア又は基板の表面の、大半又は全てを覆うことができ、その場合、パッドと、アンテナ及び／又はインダクタの端との間の接触のための開口が、電気的接触を容易にするために設けられうる。あるいは、誘電体層で覆われない、パッドを含むキャリア又は基板の一部分を残して、誘電体層が、プリント集積回路２１０の上に形成されてもよい。同様に、電気的接触を容易にするために露出されたアンテナ及び／又はインダクタの端を残して、プリント集積回路２００に接触することができるアンテナ及び／又はインダクタ２５２の一部分の上に、誘電体層が形成されてもよい。
【００５０】
[0057]他の実施形態において、取り付けステップは、パッド２３４及び２３６が、アンテナ／インダクタ２５２の対応する端子と電気的接続を有するように、（キャリア２５０上に付着又は印刷又は設置されうる）インダクタ及び／又はアンテナ２５２を、接着剤を使用して基板２３２に付着させるステップを含むことができる。異方性導電ペースト（ＡＣＰ）、非導電性ペースト（ＮＣＰ）、等方性導電ペースト（ＩＣＰ）、又は内部に金属粒子を有する接着剤を含む様々な接着剤が、使用されうる。ＮＣＰの場合、接着剤は、パッド２３２／２３４と、アンテナの端との間の接触位置には塗布されない。容易な電気的接続を促進するために、パッド又はアンテナの端は、それらの上に導電性／金属のバンプを有することができる。
【００５１】
[0058]従って、他の実施形態において、取り付けステップは、（キャリア２５０に付着又はキャリア２５０上に設置されうる）インダクタ及び／又はアンテナ２５２を、バンプボンディング、ワイヤボンディング、又は超音波ボンディングなどのプロセスを使用して基板２３２に取り付けるステップを含むことができる。あるいは、取り付けステップは、（キャリア２５０に付着又はキャリア２５０上に設置されうる）インダクタ及び／又はアンテナ２５２を、溶接、はんだ付け、又は圧接などのプロセスを使用して基板２３２に取り付けるステップを含むことができる。いくつかの実施形態において、短いアニーリング（annealing）のステップ（そのステップは、基板２３２及びキャリア２５０の対向する主表面に圧力を加えるステップを更に含むことができる）が、インダクタ及び／又はアンテナ２５２を、比較的確実に基板２３２に固定することができる。
【００５２】
ＲＦＩＤデバイスを製造するための例示的方法
[0059]更に、本発明は、（Ａ）複数のプリント集積回路を第１の基板素材上に形成して、ＰＩＣ素材を形成するステップと、（Ｂ）複数のアンテナ及び／又はインダクタを第２の基板素材上に形成して、アンテナ素材を形成するステップと、（Ｃ）ＰＩＣ素材をアンテナ素材に取り付けるステップとを一般に含む、無線周波数識別デバイスを製造する方法に関する。本発明の新しい要素は、直接基板上に印刷するステップを含むことができ、基板は、次いで、金属箔などの低コスト基板材料の上に、又は同材料から形成されたアンテナ及び／又はインダクタに、速やか及び安価に取り付けられる。
【００５３】
[0060]本発明の方法において利用される製造ステップは、ウェブ、連続、ロールツーロール、及び／又はシート処理と両立することができ、また、従来のフレキシブルで薄いＲＦラベルと両立することができ、そして、タグ製造プロセスにおいて、向上したスループットを提供するものである。回路要素を直接キャリア上に製作することが、プリント集積回路（及びキャリア）をアンテナキャリアに取り付けるための、低解像度のピックアンドプレース処理（又は他の類似の処理）を可能にする。本発明の方法はまた、ＲＦＩＤ及び／又はＥＡＳタグ製造と熱的及び化学的に両立することができるアンテナ用基板材料、及び／又は適切なバリア性をもたらすアンテナ基板材料の効果的／低コスト使用を可能にするが、アンテナ基板材料が、そうではなくタグ／デバイス全体の基板として使用される場合は、余りにも高価になるであろう。結果として本発明の方法は、高スループットで低コストの、ＲＦＩＤのデバイス／タグを製造するプロセスを、結果的にもたらすことができる。
【００５４】
[0061]無線周波数識別デバイスを製造するための第１の例示的方法が、図４Ａ〜図４Ｄを参照して以下に説明される。図４Ａは、全体参照数字４００で示される、ＰＩＣ素材のシートを示す。ＰＩＣ素材は、第１の基板素材４０２上に複数のプリント集積回路４０４を形成することにより作成され、ＰＩＣ素材は、この例ではシートとして図示される。プリント集積回路は、上述の通り、印刷及びインクの技術を使用して基板上に製作された集積回路（例えば、ＣＭＯＳ回路）を含むことができる。
【００５５】
[0062]プリント集積回路は、全体として、第１の基板素材に対して任意の向きに形成されうる。図４Ａの点線は、シート横断分割４０６又はシート縦断分割４０８を示す。シートがロール上に形成される場合は、用語「ロール横断分割」及び「ロール縦断分割」が、やはり使用されうる。シート横断（又はロール横断）分割４０６及びシート縦断（又はロール縦断）分割４０８は、基板の今後の分割を示し、処理中又はこの先の時点のいずれかでなされる。いくつかの実施形態において、シート又はロールは、折り目を入れられるか、ミシン目を入れられるか、又は他のそのような類似のプロセスで加工され、分割の画定及び／又はその後の個々のストラップへの分割の容易化がなされうる。
【００５６】
[0063]図４Ｂは、ＰＩＣ素材を、裏側、即ちプリント集積回路の反対側から見た図である。この実施形態において、（好ましくは、金属箔４２２を含む）基板は、選択された位置において取り除かれており、残っている金属箔が、プリント集積回路４２４のパッドとして使用されることが可能となる。バッキング４２６は、ＰＩＣ素材の上部即ちプリント集積回路側に貼り付けられる。バッキング４２６は、箔、膜、シート、又は類似の種類の材料を含むことができ、通常は、電気的に絶縁される。膜又はシートは、それ自体で貼り付け可能であるか、又は液体材料として塗布され、続いて乾燥及び／又は硬化されて膜又はシートを形成することができる。
【００５７】
[0064]ＰＩＣ素材の代替実施形態は、全体参照数字４３０で示され、図４Ｃに図示される。この実施形態において、パッド４１２、４１４は、各プリント集積回路４０４上に形成され、ＰＩＣ素材の上面に設置される。
【００５８】
[0065]シートは、次いで、取付機でハンドリングするため、及び特定用途のための目標パラメータ値に適合させるために最適化された寸法のストラップ又はキャリアに、切断又はそうでなければ分割されうる。一例として、ＥＡＳ又はＲＦＩＤのタグ用途において、ＰＩＣの寸法は、アンテナ素材上のアンテナの端を都合よく取り付けることが可能となるように選択されうる。従って、パッド４１２、４１４は、アンテナの両端の間の間隔に等しい間隔で、離隔されうる。
【００５９】
[0066]ＰＩＣ素材を、全て、又は選択されたシート横断分割及び／又はシート縦断分割のいずれかに、そのような分割／分離が可能な任意のプロセスを使用して分割することにより、ＰＩＣ素材が分割されうる。図４Ｄに全体参照数字４４０で示されるＰＩＣ素材のロールは、ＰＩＣ素材のシート、又はＰＩＣ素材のロールから形成されうる。そのような単一行又は単一列当たり「ｎ×１」のＰＩＣシート素材の分割が、バッキングテープに貼り付けられ、ロール４４２に巻き上げられうる。１ＰＩＣ幅のロールが図に描かれているが、ＰＩＣ素材ロールは、任意の数のＰＩＣを含むことができ、任意のユニット数のＰＩＣに対応する幅及び／又は長さを有することができる。ロール４４２は、ロールの中心を向くか、又はロールの中心から離れる方を向くプリント集積回路を含むことができる。ロール上のＰＩＣの向き、及びロールのコアの寸法は、ＰＩＣへのストレス又は損傷を避けるように設計されうる。
【００６０】
[0067]次いで、アンテナが、アンテナ構造を形成及び／又は印刷するための前述の技術のうちの１つを使用して、別個の基板上に形成される。基板用に使用される材料（複数可）は、熱的及び化学的にＲＦＩＤ及び／又はＥＡＳタグ製造と両立可能であるような選択、及び／又は適切なバリア性を保有するような選択がなされる。アンテナの形成及び後続の処理（即ち、取付プロセス）に対する必要条件が、プリント集積回路基板用に使用される基板材料よりも安価な基板材料の使用を可能にする（それにより、プリント集積回路及び、アンテナ及び／又はインダクタを備える一体化インターポーザに勝る利点が提供される）。
【００６１】
[0068]次に、キャリアが、アンテナ基板について前述した技術のうちのいずれかにより取り付けられる。任意選択で、キャリアは、最初に、後続の取付プロセスを容易にするために、ダイスカットされた基板シートから拾い上げられ、キャリアのロールに変換されうる。キャリアは、キャリア取付機で都合よく取り扱うことができる寸法なので、このプロセスのコストは、許容できる低さに最適化されうる。
【００６２】
[0069]図５に示す製造方法の一実施形態において、ＰＩＣ素材の複数のロールが、アンテナ素材のロールに貼り付けられる。全体参照数字５００で示される、例示的なプロセスにおいて、複数のアンテナ５０７を含むアンテナ素材５０２のロールが、処理装置の中に巻き戻される。ロールは、単一のアンテナを含んでもよく、又はロールを横断する方向に複数のアンテナを含んでもよい。図示の例示的実施形態において、ロールは、ロールを横断する方向に４個のアンテナを有する。ＰＩＣ素材５０４のロールが巻き戻され、各ＰＩＣが、各アンテナと接触するように配置され、ＰＩＣがアンテナ素材５１４のロールに移し替えられる。接着剤が、当業界で知られる技術により、ＰＩＣ素材５０４又はアンテナ素材５１４のいずれかに塗布されうる。
【００６３】
[0070]製造方法の他の実施形態を、図６に示す。この実施形態は、全体参照数字６００で概ね示されるピックアンドプレースプロセスである。アンテナ基板６０２のシートが、ロボットによる配置作業ステーションに向かって供給され、そこで単一化／分割化されたプリント集積回路キャリア、即ちＰＩＣ、６１０がアンテナ６０８に取り付けられ、無線（例えば、ＲＦＩＤ）デバイス６１０がもたらされる。一般に、機台及び／又は制御ユニット６１６、腕６１４、及び吸引又は拾い上げデバイス６１２を備えるロボット機が、腕６１４をＰＩＣ６１０の位置まで操作し、ＰＩＣを拾い上げ、ＰＩＣをアンテナ６０８の上に配置することにより、ＰＩＣ６１０を拾い上げる。本明細書の中で論じられるこれらのプロセスを含めて、取り付けステップは、要望どおりにＰＩＣ配置の前（例えば、１種類又は複数種類の接着剤の、ＰＩＣ又はアンテナへの塗布）に実施されてもよい。また、取り付けステップは、要望どおりにＰＩＣ配置の後（例えば、接着、バンプボンディング、ワイヤボンディング、超音波ボンディング、溶接、はんだ付け、又は圧接を容易にするために、熱及び／又は圧力をＰＩＣ及びアンテナに加えるステップ）に実施されてもよい。加工対象物シート６０４は、一般に、正確な配置動作を容易にするために静止しているが、本発明の方法では、より低い許容値が要求されるので、シート６０４が動いている実施形態が理解されうる。シート６０４上の全てのアンテナが、アンテナの上にＰＩＣを配置されると、シート６０４は、完成されたシート６０６の位置に進み、ブランクシート６０２が、加工対象物シート６０４の位置まで進む。
【００６４】
[0071]例示的方法のいくつかの実施形態において、製造されたデバイスは、集積回路（ＩＣ）レベルでカスタマイズされて、固有の識別子（例えば、バーコード相当物）及び／又は応答特性（例えば、読み出し専用メモリ［ＲＯＭ］、１回のみ書き込み可能［ＯＴＰ］フューズ、及び電気的消去書き込み可能なＲＯＭ［ＥＥＰＲＯＭ］要素を使用する方法など、従来の方法を使用する、ＴＴＦ衝突防止方式における固有の時間遅れ）を組み込むことができる。ソフトウェアパラメータの変更により様々な用途に速やかに適用可能なマスクレスパターン形成技術を使用する、カスタマイズに対する代替方法が、使用されうる。マスクレスパターン形成技術の例は、レーザパターン形成、並びに金属ナノ粒子ベース及び／又は液体シランベースのインクを使用するインクジェット噴射を含む（例えば、２００８年５月３０日、２００８年５月２日、２００８年４月２４日、２００７年８月２１日、２００７年８月３日、２００７年８月３日、２００６年６月１２日、２００５年１０月３日、２００５年８月１１日、２００５年３月１８日、２００４年１０月１日、２００４年９月２４日、及び２００４年２月２７日にそれぞれ出願された米国特許出願第１２／１３１００２、１２／１１４７４１、１２／１０９３３８、１１／８４２８８４、１１／８８８９４９、１１／８８８９４２、１１／４５２１０８、１１／２４３４６０、１１／２０３５６３、１１／０８４４４８、１０／９５６７１４、１０／９５０３７３、及び／又は１０／７８９３１７号明細書、並びに米国特許第７３１４５１３、７２９４４４９、７２８６０５３、７２７６３８５、及び／又は７１５２８０４号明細書参照）。
【００６５】
[0072]本発明の製造プロセスは、プリント集積回路を使用するときに要求される配置精度より低いために、そうでなければ不可能であろう他の製造方法を可能にすることを理解されたい。
【００６６】
本ＲＦＩＤタグを読み取る例示的方法
[0073]更に、本発明は、（ｉ）本デバイスの中に、検出可能な（好ましくは、印加された電磁場の整数の倍数又は整数の除数である周波数における）電磁放射をデバイスが放射するのに十分な電流を、発生又は誘導するステップと、（ｉｉ）検出可能な電磁放射を検出するステップと、任意選択で、（ｉｉｉ）検出可能な電磁放射により伝えられた情報を処理するステップとを含む、検出ゾーン内の品目又は対象物を検出する方法に関する。一般に、本デバイスが振動電磁場を含む検出ゾーンの中にあるときに、本デバイスの中に、検出可能な電磁放射をデバイスが放射するのに十分な電流及び電圧が誘導される。この振動電磁場は、従来のＥＡＳ及び／又はＲＦＩＤの装置及び／又はシステムにより発生又は生成される。従って、本使用方法は、（ｉｖ）本デバイス（又はセンサ）から元の読み取りデバイスに、情報を伝送又は送信するステップ、或いは、（ステップ（ｉ）の前に）本デバイスを、検出されるべき対象物又は物品に（例えば、識別カードを、輸送される品物の荷造りなどに）取り付けるか又は付着させるステップ、或いはそうでなければ、本デバイスを、そのような対象物、物品、又はそれらのための荷造りの中に含めるステップを、更に含むことができる。
【００６７】
[0074]本タグは、少なくとも部分的には、無線周波数（ＲＦ）電磁場における外乱を感知する、電子識別及び／又は警備保障システムと共に動作するように設計される。一般に、そのような電子システムは、物品が、制御された構内（例えば、小売店、図書館、など）を離れるときに通過しなければならないポータル（portal）により画定される制御された領域、或いは物品が、読み取られ識別されるために配置されなければならない空間の中に、電磁場が設定される。共振回路を有するタグが、それぞれのそのような物品に取り付けられ、制御された領域中のタグ回路の存在が、受信システムにより感知され、そのシステムがタグを検出し、タグから得られた情報を処理する（例えば、物品の無許可持ち出し、又はタグでラベル付けされたコンテナ中の品物の同一性を特定する）。これらの原理で動作するタグの多くは、一回使用又は使い捨てのタグであり、それ故、低コストで非常に大量に生産されるように設計される。
【００６８】
[0075]あるいは、本タグは、センサの形を取ることができ、センサが取り付けられている対象物又は物品の特質及び／又は特性が変化するにつれて、センサのＲＦ信号変調の特質及び／又は特性が変化する可能性がある。例えば、本センサは、ステンレススチール（又は他の金属）の対象物、構造又は表面に取り付けられうる。対象物、構造又は表面の特性が変化する（例えば、スチールが酸化する、電磁的性質を有する金属が磁化されるか又は最小しきい値の電流を運ぶようになる、或いは対象物又は表面が［その組成に関係なく］所定の変化量又はしきい値量だけ温度が変わる）につれて、本センサにより放射、反射又は変調されたＲＦ信号の特質及び／又は特性が、同じく、検出可能な形で変化する。
【００６９】
[0076]本タグは、いかなる市販のＥＡＳ及び／又はＲＦＩＤの応用においても、又そのような用途に対して本質的にいかなる周波数範囲においても使用（及び、所望及び／又は適用可能の場合は、再使用）されうる。例えば、本タグは、下記の表１に記載される周波数において、並びに領域及び／又は範囲の中で使用されうる。
【表１】
2014160515.tif 000003
【００７０】
[0077]従って、本発明はまた、電磁波が、基本周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）で、保護されている構内のある領域の中に送信されており、本デバイス１００により放出された電磁放射を受信し検出することにより、その領域内に、許可されていない物品が存在することが感知される、物品監視技術に関する。この放出された電磁放射は、構内からの許可された持ち出しに対して、ラベル又は膜が非活性化されないか又は変調されない環境下で、物品に取り付け又は物品内への組み込みがなされている本デバイスを備えるセンサ−送信機の要素、ラベル、又は膜から再放射される第二高調波、又はそれに続く高調波周波数の波を含むことができる。
【００７１】
結論／要約
[0078]従って、本発明は、プリント集積回路及び付属のアンテナ及び／又はインダクタを有するセンサ、ＥＡＳ、ＲＦ及び／又はＲＦＩＤのタグ及びデバイス、並びにそれらの製造及び使用方法を提供する。一般に、識別デバイスは、（ａ）第１の基板におけるプリント集積回路と、（ｂ）プリント集積回路と電気的に結合された、第１の基板及び／又はプリント集積回路における第１及び第２のパッドと、（ｃ）第１及び第２のパッドとそれぞれ電気的に通じる第１及び第２の端を有する導電線を備える第２の基板上のアンテナ及び／又はインダクタとを備える。一般に、単一のデバイスのための製造方法は、（１）第１の基板上に複数の第１のパッドを有する集積回路を印刷するステップと、（２）第２の基板上に複数の第２のパッドを有するアンテナ及び／又はインダクタを形成するステップと、（３）プリント集積回路の少なくとも２つの第１のパッドを、アンテナ及び／又はインダクタの対応する第２のパッドに取り付けるステップとを含む。一般に、複数のデバイスのための製造方法は、（Ａ）複数のプリント集積回路を第１の基板素材に形成してＰＩＣ素材を形成するステップと、（Ｂ）複数のアンテナ及び／又はインダクタを第２の基板素材上に形成してアンテナ素材を形成するステップと、（Ｃ）ＰＩＣ素材をアンテナ素材に取り付けるステップとを含む。一般に、使用方法は、（ｉ）本デバイス内にデバイスが検出可能な電磁信号を放射、反射又は変調するのに十分な電流を発生又は誘導するステップと、（ｉｉ）検出可能な電磁放射を検出するステップと、任意選択で（ｉｉｉ）検出可能な電磁放射により伝えられた情報を処理するステップとを含む。任意選択で、使用方法は、（ｉｖ）本デバイス（又はセンサ）から元の読み取りデバイスに情報を伝送又は送信するステップを更に含むことができる。
【００７２】
[0079]本発明は、従来のＲＦ、ＲＦＩＤ及び／又はＥＡＳの装置及びシステムを使用する標準的な用途及び動作が可能な、低コストのＲＦ及び／又はＲＦＩＤタグを提供する。高額及び／又は低スループットの取り付けステップの数を削減すること、並びに能動電子機器を製作するコストを削減することにより、低コストのタグが、直接印刷により、又はそうでなければ、回路をキャリア上に形成し、次いで、そのキャリアがインダクタ／キャリアに、比較的低い精度で比較的安価に取り付けられることにより、生産されうるという効果がある。
【００７３】
[0080]本発明の特定の実施形態についての前述の説明は、例示及び説明の目的で提示されてきた。前述の説明は、包括的であること、又は本発明を開示された厳密な形体に限定することを意図されておらず、明らかに、多くの改変及び変形が、上記の教示に照らせば可能となる。本実施形態は、本発明の原理及び本発明の実際的な用途を最も分かりやすく説明し、それにより当業者が、本発明及び様々な実施形態を、企図される特定の使用に適合するような様々な改変を用いて最大限利用することを可能にするために、選択され、説明された。本発明の範囲は、本明細書に添付される特許請求の範囲及びそれらの相当物によって定義されることが意図される。
【図１Ａ】
2014160515.tif 000004
【図１Ｂ】
2014160515.tif 000005
【図２Ａ】
2014160515.tif 000006
【図２Ｂ】
2014160515.tif 000007
【図４Ａ】
2014160515.tif 000008
【図４Ｂ】
2014160515.tif 000009
【図４Ｃ】
2014160515.tif 000010
【図４Ｄ】
2014160515.tif 000011
【図５】
2014160515.tif 000012
【図６】
2014160515.tif 000013
【図３Ａ】
2014160515.tif 000014
【図３Ｂ】
2014160515.tif 000015
【外国語明細書】
2014160515000001.pdf