(57)【要約】      （修正有）【課題】タグを小型化することができ、チップに対してのアンテナのボンディング作業を迅速かつ容易に行うことができる極超短波用のラジオ周波数認識タグを提供する。【解決手段】本発明に係る極超短波用のラジオ周波数認識（ＵＨＦ・ＲＦＩＤ）タグ３１は、内部回路を外部に接続するための接続部３９を有するチップ３７と、チップ３７が取り付けられる基板３３と、接続部３９に接続される、極超短波に感応するアンテナ４３とを備えており、アンテナ４３の一端は接続部３９に固定され、アンテナ４３の他端は基板３３に固定される。【選択図】図２Ｂ
2006139772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極超短波用のラジオ周波数認識タグであって、
内部回路を外部に接続するための接続部を有するチップと、
前記チップが取り付けられる基板と、
前記接続部に接続される、極超短波に感応するアンテナとを備えており、
前記アンテナの一端は前記接続部に固定され、該アンテナの一部は前記基板に固定されることを特徴とする極超短波用のラジオ周波数認識タグ。
【請求項２】
請求項１に記載の極超短波用のラジオ周波数認識タグであって、
前記接続部と前記アンテナは導電性ペーストによって接続されることを特徴とする極超短波用のラジオ周波数認識タグ。
【請求項３】
請求項１に記載の極超短波用のラジオ周波数認識タグであって、
前記アンテナの他端は前記基板側に折り曲げられており、前記基板に打ち込まれることを特徴とする極超短波用のラジオ周波数認識タグ。
【請求項４】
請求項１に記載の極超短波用のラジオ周波数認識タグであって、
前記基板は、前記チップが取り付けられる対象物自体であることを特徴とする極超短波用のラジオ周波数認識タグ。
【請求項５】
極超短波用のラジオ周波数認識タグの製造方法であって、
表面に複数の接続部を有するチップを基板に固定するチップ固定工程と、
前記チップ表面における前記接続部近傍にカッターを設置するカッター設置工程と、
前記カッターの上方に配置したアンテナ部材を該カッターの刃部まで下降させて該刃部で切断することによりアンテナを作成した後、その作成されたアンテナを前記接続部に到達させて該接続部と接続させるアンテナ設置工程と
を含むことを特徴とする極超短波用のラジオ周波数認識タグの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の極超短波用のラジオ周波数認識タグの製造方法であって、
前記接続部に面した部分に貫通孔が形成されたチューブを、前記カッターと前記チップとの間、かつ前記接続部の近傍に設置するチューブ設置工程と、
前記チューブの内部に伝導性物質を充填する伝導性物質充填工程と
を更に含むことを特徴とする極超短波用のラジオ周波数認識タグの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の極超短波用のラジオ周波数認識タグの製造方法であって、
前記カッターは、前記アンテナ部材を切断する刃部と、該刃部から下方に傾斜し、その下端が前記接続部の近傍に位置する傾斜部とを有しており、
前記傾斜部は前記アンテナの前記刃部によって切断された部分を前記接続部に案内することを特徴とする極超短波用のラジオ周波数認識タグの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の極超短波用のラジオ周波数認識タグの製造方法であって、
アンテナを設置する工程は、
前記カッターの上方に配置した前記アンテナ部材を該カッターの刃部まで下降させるアンテナ下降工程と、
前記アンテナ部材を前記刃部に押し付けて切断することによりアンテナを作成すると共に、前記カッターで前記チューブを押圧して該チューブ内に充填されている伝導性物質を前記接続部に向けて押し出す加圧・切断・圧出工程と、
前記アンテナを前記カッターの傾斜部に沿って下降させて、前記アンテナを前記接続部上に流出した前記伝導性物質に接合させるボンディング工程と
を含むことを特徴とする極超短波用のラジオ周波数認識タグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極超短波（Ultra High Frequncy：UHF）用のラジオ周波数認識（Radio Frequency Identification：RFID）タグ及びその認識タグの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤタグは、様々なデータを記憶するマイクロチップと、マイクロチップに接続されており、前記チップにデータを入力する、又は前記チップに記憶されているデータを送信するアンテナとから構成されている。ＲＦＩＤタグは、リーダ装置と共に使用される。リーダ装置は、アンテナから送信された信号を受信して、コンピュータに送る。そして、ユーザーは、コンピュータを介してＲＦＩＤタグの情報を取得する。
【０００３】
ＲＦＩＤタグに記憶されている様々なデータは、無線周波数を利用して非接触方式で読み取れるため、例えば、各種商品や貨物はもとより、資材、有価証券、動植物などにも取り付けられ、生産、流通、販売等における管理効率の向上に利用される。
【０００４】
図１は、従来の一般的なＲＦＩＤタグの構成を示す図面である。なお、ＲＦＩＤタグは、使用する周波数帯域や、必要とする最大無線認識距離によって、アンテナの構造及び形状が異なる。図１のＲＦＩＤタグは、１３．５６ＭＨｚ帯域の周波数を使用するＲＦＩＤタグである。
【０００５】
図１に示すように、従来のＲＦＩＤタグ１１は、所定の面積を有する四角形の基板１３と、基板１３の中央に固定される伝導性フィルム２１と、伝導性フィルム２１上にマウントされて伝導性フィルム２１に接続されるチップ１９と、チップ１９を取り囲み、その両端が伝導性フィルム２１を介してチップ１９に接続されるループ型のアンテナ１５とから構成されている。アンテナ１５の一端は、伝導性フィルム２１に直接的に接続され、他端は、コネクション１７を介して間接的に接続される。このように、アンテナ１５とチップ１９で閉回路を構成することにより、外部の周波数（電磁界）に反応してチップ１９を駆動させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図１のように構成された従来のＲＦＩＤタグ１１は、アンテナ１５が基板１３上で大きな面積を占めるため、タグ１１の小型化に限界があった。また、細いアンテナが長く延びているため、アンテナは傷つきやすく、切断されることもあった。言うまでないが、アンテナ１５の１箇所でも切断されれば、ＲＦＩＤタグの機能は完全に喪失する。
【０００７】
また、従来は、ＲＦＩＤタグの製作過程と、ＲＦＩＤタグの対象物への取り付け過程は異なっていた。そのため、ＲＦＩＤタグの製作過程や、ＲＦＩＤタグの対象物への取り付け過程において、ＲＦＩＤタグが損傷する恐れがあった。
【０００８】
また、従来のＵＨＦ・ＲＦＩＤタグのリードフレーム型のアンテナは、その下部を絶縁用の薄膜で被膜する工程や、アンテナをチップに付着させモールディングさせる工程が必要であるため、製作過程が煩雑であった。
【０００９】
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであって、タグを小型化することができ、チップに対してのアンテナのボンディング作業を迅速かつ容易に行うことができるＵＨＦのＲＦＩＤ及びその認識タグの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を達成するため、本発明に係る極超短波用のラジオ周波数認識（ＵＨＦ・ＲＦＩＤ）タグは、内部回路を外部に接続するための接続部を有するチップと、前記チップが取り付けられる基板と、前記接続部に接続される、極超短波に感応するアンテナとを備えており、前記アンテナの一端は前記接続部に固定され、該アンテナの一部は前記基板に固定されることを特徴とする。
【００１１】
また、前記接続部と前記アンテナは導電性ペーストによって接続されることを特徴とする。
【００１２】
また、前記アンテナの他端は前記基板側に折り曲げられており、前記基板に打ち込まれることを特徴とする。
【００１３】
また、前記基板は、前記チップが取り付けられる対象物自体であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るＵＨＦ・ＲＦＩＤタグの製造方法は、表面に複数の接続部を有するチップを基板に固定するチップ固定工程と、前記チップ表面における前記接続部近傍にカッターを設置するカッター設置工程と、前記カッターの上方に配置したアンテナ部材を該カッターの刃部まで下降させて該刃部で切断することによりアンテナを作成した後、その作成されたアンテナを前記接続部に到達させて該接続部と接続させるアンテナ設置工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、前記ＵＨＦ・ＲＦＩＤタグの製造方法は、前記接続部に面した部分に貫通孔が形成されたチューブを、前記カッターと前記チップとの間、かつ前記接続部の近傍に設置するチューブ設置工程と、前記チューブの内部に伝導性物質を充填する伝導性物質充填工程とを更に含むことを特徴とする。
【００１６】
また、前記ＵＨＦ・ＲＦＩＤタグの製造方法は、前記カッターは、前記アンテナ部材を切断する刃部と、該刃部から下方に傾斜し、その下端が前記接続部の近傍に位置する傾斜部とを有しており、前記傾斜部は前記アンテナの前記刃部によって切断された部分を前記接続部に案内することを特徴とする。
【００１７】
また、前記ＵＨＦ・ＲＦＩＤタグの製造方法は、アンテナを設置する工程は、前記カッターの上方に配置した前記アンテナ部材を該カッターの刃部まで下降させるアンテナ下降工程と、前記アンテナ部材を前記刃部に押し付けて切断することによりアンテナを作成すると共に、前記カッターで前記チューブを押圧して該チューブ内に充填されている伝導性物質を前記接続部に向けて押し出す加圧・切断・圧出工程と、前記アンテナを前記カッターの傾斜部に沿って下降させて、前記アンテナを前記接続部上に流出した前記伝導性物質に接合させるボンディング工程とを含むことを特徴とする
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板上で大きな面積を占めるループ型のアンテナの代わりに、短く加工された複数のＵＨＦアンテナを使用することにより、タグを小型化することができる。また、チップに対してのアンテナのボンディング作業を、迅速かつ容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２０】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の一実施形態に係るＵＨＦ・ＲＦＩＤ３１の構成を概略的に示す側面図である。
【００２１】
図２Ａを参照して、ＲＦＩＤタグ３１は、所定の厚さを有する非導電性の基板３３と、基板３３の中央に固定され、その表面に複数の接続用のバンプ３９が設けられたチップ３７と、バンプ３９を介してチップ３７に接続される複数のＵＨＦアンテナ４３とを備えている。
【００２２】
ＵＨＦアンテナ４３の一端は、伝導性物質４１によってバンプ３９上に接合される。そして、ＵＨＦアンテナ４３は、前記一端から基板３３の表面と平行に延びて（チップ３７から離れる方向に）、他端が下方に折り曲がった形状を有している。ＵＨＦアンテナ４３は、外部から伝えられた極超短波（ＵＨＦ）に反応してＲＦＩＤタグ３１を駆動させる。
【００２３】
伝導性物質４１としては、周知の伝導性ペーストを使用してもよく、場合によっては銀（Ａｇ）を使用してもよい。銀を使用する際は、バンプ３９上にＵＨＦアンテナ４３の一端を接合させるときに、バンプ３９とＵＨＦアンテナ４３との間に溶融された状態の銀を供給する必要がある。銀は冷却されると、ソルダーボールのように、バンプ３９とＵＨＦアンテナ４３とを固定させる。
【００２４】
また、図２Ｂに示すように、ＵＨＦアンテナ４３の下方に折り曲がった他端を更に長く延ばして、基板３３に打ち込んで固定させることもできる。この場合、ＵＨＦアンテナ４３の両端は、バンプ３９と基板３３とに同時に支持されるので、外部からの衝撃に対して強くなる。
【００２５】
符号３５は、接着層である。接着層３５は、基板３３を対象物Ａに固定させるためのものであって、例えば、接着剤や両面テープを使用することができる。
【００２６】
また、基板３３を使用せずに、ＵＨＦアンテナ４３がマウントされたチップ３７を単独で使用することもできる。その場合は、チップ３７は、装着対象物Ａに直接固定する。
【００２７】
チップ３７を対象物Ａに直接固定するときは、まず、対象物Ａの目標位置にチップを固定し、固定されたチップ上にアンテナを接合する。つまり、予め製作されたＲＦＩＤタグを、対象物に取り付けるのではなく、製造工程の一工程としてチップ３７は対象物に固定され、その後アンテナが取り付けられる。
【００２８】
対象物Ａは、例えば、農畜産物や各種原資材類、衣類、工産品類、又はＰＣＢ類などを含む、あらゆる流通可能な物品である。また、対象物Ａは、チップ３７を支持する付加的な支持用板材（樹脂類、紙類）も含む。
【００２９】
図２Ｂを参照して、ＲＦＩＤタグ３１を構成するＵＨＦアンテナ４３の端部は、基板３３を貫通している。このように、ＵＨＦアンテナ４３の端部を基板３３に貫通させることにより、ＵＨＦアンテナ４３は安定して支持される。
【００３０】
また、ＵＨＦアンテナ４３の端部を、対象物Ａに所定の深さで打ち込むことにより、ＲＦＩＤタグ３１を対象物Ａに固定できる。この場合、対象物Ａは、ＵＨＦアンテナ４３よりも柔らかい物性（例えば、スチロール、スポンジ、繊維のような物性）を有することは言うまでもない。更に、基板３３に打ち込まれたＵＨＦアンテナ４３の端部を任意の方向に曲げると、ＲＦＩＤタグ３１を対象物Ａにより強固に固定できる。
【００３１】
図３は、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグの製作方法を説明するための図面である。また、図４は、図３に示したＲＦＩＤタグの製作方法を整理して示すフローチャートである。
【００３２】
図３及び図４を参照して、本発明に係るＲＦＩＤタグの製作方法は、基板３３上の目標位置にチップ３７を固定するチップ固定工程１０２から始まる（図３（Ａ）参照）。基板３３を使用しない場合は、このチップ固定工程１０２では、チップ３７を対象物Ａの目標位置に単に固定するだけである。
【００３３】
チップ固定工程１０２が行われた後、伝導性物質供給ユニットの設置工程１０４が行われる。伝導性物質供給ユニットの設置工程１０４は、一定の長さを有する一対の中空型のチューブ５３（図３（Ｂ）参照）をチップ３７上に平行に配置し、供給管６１を介して、伝導性物質４１を貯蔵する貯蔵タンク５７とチューブ５３とを相互連結する工程である。
【００３４】
チューブ５３は、外力により圧縮可能な合成樹脂製のチューブであって、各バンプ３９の近傍に配置される。本実施形態のように、バンプ３９が２列に配列されている場合は、チューブ５３は２つ必要である。チューブ５３のバンプ３９に面した部分には、貫通孔５４が形成されている。チューブ５３が圧縮された時、チューブ５３の内部に充填されている伝導性物質４１は、貫通孔５４から矢印ａ方向に押し出される（図３（Ｄ）参照）。
【００３５】
貯蔵タンク５７は、伝導性物質４１を貯蔵する容器であって、その下部には、ヒーター５９が設けられている。ヒーター５９は、伝導性物質を加熱して、伝導性物質に流動性を付与するものである。伝導性物質として銀を使用する場合、ヒーター５９は、銀を溶融状態に維持する役割を果たす。伝導性物質の種類によっては、ヒーターは使用しないこともある。
【００３６】
供給管６１は、貯蔵タンク５７とチューブ５３とを連通させる周知のパイプであって、貯蔵タンク５７に貯蔵されている伝導性物質４１をチューブ５３の内部に誘導する。必要に応じて、供給管６１に中間バルブを設置できることは言うまでもない。
【００３７】
伝導性物質供給部の設置工程１０４が完了した後、カッター設置工程１０６が行われる。カッター設置工程１０６は、チューブ５３の上部にカッター５１を配置する工程である（図３（Ｂ）参照）。
【００３８】
カッター５１は、横向けになった三角柱の形状であり、刃部５１ａと傾斜部５１ｂとを有している。刃部５１ａは、カッター５１の上端に設けられた刃であって、図３Ｃの矢印Ｙ方向に下降するＵＨＦアンテナ部材４２の中央部を切断する。また、傾斜部５１ｂは、刃部５１ａを中心にして下方に傾斜しており、刃部５１ａで切断されたＵＨＦアンテナ４３を矢印Ｓ方向に案内する（図３（Ｄ）参照）。
【００３９】
チューブ５３の上部にカッター５１を設置した後、伝導性物質の充填工程が行われる。伝導性物質の充填工程１０８は、貯蔵タンク５７内に貯蔵されている伝導性物質４１を、供給管６１を介してチューブ５３に供給する工程である。
【００４０】
チューブ５３内に伝導性物質を充填し、チューブ５３の上部にカッター５１を配置すると、ＲＦＩＤタグ３１の本格的な製造工程であるアンテナ設置工程１１０を始める準備が整う。
【００４１】
図３（Ｃ）を参照して、その両端が下方に折り曲げられたコ字状のＵＨＦアンテナ部材４２を、矢印Ｙ方向に下降させる。ＵＨＦアンテナ部材４２は、刃部５１ａの延長方向と直交する方向に延びている（基板３３の表面と平行であり、ＵＨＦアンテナ部材４２の中心線は、刃部５１ａの延長方向と一致する）。
【００４２】
ＵＨＦアンテナ部材４２を矢印Ｙ方向に下降させて刃部５１ａに到達すると、ＵＨＦアンテナ部材４２はカッター５１を押圧（加圧）する。その結果、ＵＨＦアンテナ部材４２は、カッター５１の刃部５１ａによって切断されて、ＵＨＦアンテナ部材４２から２つのＵＨＦアンテナ４３が作成される。作成されたＵＨＦアンテナ４３は、図３（Ｄ）に示すように、矢印Ｓ方向に下降する。
【００４３】
図３（Ｄ）を参照して、ＵＨＦアンテナ部材４２でカッター５１を押圧（加圧）すると、カッター５１の下部に位置するチューブ５３は矢印ｆ１方向に圧縮される。チューブ５３が圧縮されると、チューブ５３の内部に充填されている伝導性物質４１が、貫通孔５４からバンプ３９上に押し出される（図３（Ｅ）参照）。なお、伝導性物質４１は、この時点では固まっていない状態であることは言うまでもない。
【００４４】
伝導性物質４１がバンプ３９上に流出した状態で、ＵＨＦアンテナ４３が下降すれば、ＵＨＦアンテナ４３の切断部分（カッター５１の刃部５１ａで切断された部分）が伝導性物質４１に到達して、伝導性物質４１と接合する。この時、ＵＨＦアンテナ４３が、図２Ｂに示すタイプである場合は、ＵＨＦアンテナ４３の下方に折り曲げられた端部は基板３３に打ち込まれる。
【００４５】
さらに、伝導性物質４１が完全に固まるまでは、別途の支持装置を利用して、ＵＨＦアンテナ４３を水平に支持せねばならない。
【００４６】
伝導性物質４１が完全に固まり、ＵＨＦアンテナ４３の固定が完了したら、タグ３１を残して、チューブ５３やカッター５１などの伝導性物質供給ユニットを撤去する撤去工程１１２が行われ、これにより全ての過程を終える。
【００４７】
以上、本発明を具体的な実施形態により詳細に説明したが、本発明は、実施形態に限定されずに、当業者により、本発明の技術的思想の範囲内で多様に変形可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ＲＦＩＤタグに関連した技術分野に好適に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来の一般的なＲＦＩＤの構成を示す図面である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係るＵＨＦ・ＲＦＩＤ３１の構成を概略的に示す図面である。
【図２Ｂ】本発明の他の実施形態に係るＵＨＦ・ＲＦＩＤ３１の構成を概略的に示す図面である。
【図３】本発明に係るＵＨＦ・ＲＦＩＤタグの製作方法を説明するためな図面である。
【図４】図３に示した製作方法を整理して示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
３１    ＲＦＩＤタグ
３３    基板
３７    チップ
３９    バンプ
４１    伝導性物質
４３    ＵＨＦアンテナ
５１    カッター
５１ａ  刃部
５１ｂ  傾斜部
５３    チューブ
５４    貫通孔
５７    貯蔵タンク
５９    ヒーター
６１    供給管
【図１】
2006139772.tif 000003
【図２Ａ】
2006139772.tif 000004
【図２Ｂ】
2006139772.tif 000005
【図３】
2006139772.tif 000006
【図４】
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