(57)【要約】【課題】布のような柔軟な材料に組み込んだり、塗装剤により強固に媒体に付着させたりするむことのできる糸状のＩＣタグを提供する。【解決手段】ＩＣタグ１０１Ａは、糸１０２の表面に形成されたアンテナ１０３ａ、１０３ｂと、糸１０２に巻き付けられたフィルム状の絶縁基板１０４と、絶縁基板１０４に搭載されたＩＣチップ１０６とを備えている。アンテナ１０３ａ、１０３ｂは、糸１０２の延在方向に沿って所定の間隔で交互に配置され、アンテナ１０３ａとアンテナ１０３ｂとの間には糸１０２が露出する構成になっている。アンテナ１０３ａ、１０３ｂおよびＩＣチップ１０６は、絶縁基板１０４に一面に形成された導体パターン１０５を介して互いに電気的に接続されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から電磁波を照射することによりＩＣチップに書き込まれた認識番号を送出するＩＣタグであって、
表面に導電部と非導電部とが交互に形成された糸と、一面に前記ＩＣチップが搭載された基板とを具備し、
前記基板が前記糸の表面に貼付され、前記ＩＣチップが前記導電部に電気的に接続されていることを特徴とするＩＣタグ。
【請求項２】
前記ＩＣチップは、前記基板の前記一面に形成された導体パターン上に搭載され、前記導体パターンは、前記導電部に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載のＩＣタグ。
【請求項３】
前記ＩＣチップは、主面、および前記主面と反対側の裏面を有し、
前記主面には第１電極が形成され、前記裏面には第２電極が形成され、
前記第１、第２電極の一方が前記導体パターンに電気的に接続され、他方が前記導電部に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２記載のＩＣタグ。
【請求項４】
前記基板は、プラスチックフィルムからなることを特徴とする請求項１記載のＩＣタグ。
【請求項５】
前記基板は、前記糸の表面に巻き付けられ、接着剤によって前記糸の表面に固定されていることを特徴とする請求項１記載のＩＣタグ。
【請求項６】
外部から電磁波を照射することによりＩＣチップに書き込まれた認識番号を送出するＩＣタグであって、
表面に導電部と非導電部とが交互に形成された糸と、前記ＩＣチップおよび前記ＩＣチップに電気的に接続されたアンテナを有するインレットとを具備し、
前記インレットが前記糸の表面に貼付され、前記アンテナが前記導電部に電気的に接続されていることを特徴とするＩＣタグ。
【請求項７】
前記アンテナは、前記糸の表面に巻き付けられ、接着剤によって前記糸の表面に固定されていることを特徴とする請求項６記載のＩＣタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣタグに関し、特に、布のような柔軟な材料に組み込むことのできる糸状のＩＣタグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２００９−４３８１７号公報）は、柔軟性を有する糸、帯またはテープなどを芯材とし、導電部と非導電部が交互に形成された部分導電線を蛇行状、渦巻き状または格子状パターンに配索した電波吸収材を備えた電波吸収体を開示している。
【０００３】
特許文献２（特開２００７−１０３６７１号公報）は、化学繊維からなる繊維を並列に引き揃えてメッキレジストを形成し、メッキで導電回路パターンを引き揃え線上に接触または絡めて形成した導電配線基板を開示している。
【０００４】
特許文献３（特開２００７−１１５３４号公報）は、メモリを内蔵したＩＣチップに外部アンテナを接合したアンテナ付きＩＣチップ内蔵シートにおいて、ＩＣチップをテープ本体に埋設することによって、ＩＣチップの脱落や損傷を防ぐ技術を開示している。
【０００５】
特許文献４（特開２００５−１３０３５４号公報）は、ＩＣタグのアンテナを柔軟性を有する金属細線で形成すると共に、その給電点にＩＣチップを接続する技術を開示している。
【０００６】
特許文献５（特開２００１−３４４５８０号公報）は、柔軟な基材に導電性の糸をコイル状に縫い付けてＩＣタグのアンテナを形成する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０４３８１７号公報
【特許文献２】特開２００７−１０３６７１号公報
【特許文献３】特開２００７−０１１５３４号公報
【特許文献４】特開２００５−１３０３５４号公報
【特許文献５】特開２００１−３４４５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＩＣタグは、無線によりＩＤ（認識番号）を識別する技術として、各種媒体に貼付され、多様な目的のために活用されている。この技術はさらに、布に織り込むことにより利用範囲を大幅に広げることが可能である。
【０００９】
ＩＣタグを布に織り込んだり、塗装剤により強固に媒体に付着させたりするためには糸状のものであることが望ましい。この形状を実現するためには、ねじれ強度や引っ張り強度が大きい糸状のアンテナを必要とするが、従来の技術ではこのようなものが実現できないという課題があることが本発明者の検討によって判明した。
【００１０】
例えば特許文献１は、アンテナとなる糸の構成を示しているが、ＩＣチップの記載がないため、ＩＣタグ技術と考慮することはできないという課題がある。
【００１１】
特許文献２は、糸を配線に用いるものであるが、ＩＣチップの接続は従来のボンディングパッドであって、糸状のＩＣタグを構成する技術となっていないという課題がある。
【００１２】
特許文献３は、テープの媒体にアンテナパターンを形成したものであり、糸状のＩＣタグを形成する技術ではない。
【００１３】
特許文献４は、糸状のアンテナを開示しているが、ＩＣチップのパッドに接続されているため、糸状に連続体を形成しても引っ張り強度が弱く、布に織り込むことができないという課題がある。
【００１４】
特許文献５は、糸により布に縫い付けてコイル状に形成したりするものであるが、糸とＩＣチップの接続については、引っ張り強度が考慮されていないという課題がある。
【００１５】
本発明の目的は、ねじれ強度や引っ張り強度が大きいアンテナを有する糸状のＩＣタグを提供することにある。
【００１６】
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】
【００１７】
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。
【００１８】
本願発明の一態様であるＩＣタグは、表面に導電部と非導電部とが交互に形成された糸と、一面に前記ＩＣチップが搭載された基板とを具備し、前記基板が前記糸の表面に貼付され、前記ＩＣチップが前記導電部に電気的に接続されているものである。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【００２０】
上記した手段によれば、糸の表面に形成された導電部がアンテナとして機能するので、ねじれ強度や引っ張り強度が大きいアンテナが得られる。これにより、ＩＣタグを布（織布、不織布）のような柔軟な材料に組み込んだり、塗装剤などを使って媒体の表面に強固に付着させたりすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１によるＩＣタグを示す斜視図である。
【図２】図１に示すＩＣタグの絶縁基板を展開した状態で示す斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】ＩＣタグの絶縁基板に搭載されたＩＣチップの回路ブロック図である。
【図６】ＩＣタグの製造に用いる大型絶縁基板を示す平面図である。
【図７】ＩＣタグの製造方法を示す平面図である。
【図８】図６に示す大型絶縁基板から得られた絶縁基板の平面図である。
【図９】本発明の実施の形態２によるＩＣタグを示す側面図である。
【図１０】（ａ）は、図９に示すＩＣタグのインレットを示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】インレットのアンテナとＩＣチップとの接続方法の別例を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３によるＩＣタグを示す側面図である。
【図１３】インレットの別例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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、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。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態のＩＣタグを示す斜視図、図２は、図１に示すＩＣタグの絶縁基板を展開した状態で示す斜視図、図３は、図１のＡ−Ａ線断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２４】
本実施の形態のＩＣタグ１０１Ａは、直径が１００μｍ程度の天然繊維や合成繊維などで構成された１本の糸１０２と、糸１０２の表面に形成されたアンテナ（導電部）１０３ａ、１０３ｂと、糸１０２に巻き付けられたフィルム状の絶縁基板１０４と、絶縁基板１０４に搭載されたＩＣチップ１０６とを備えている。
【００２５】
糸１０２の表面に形成されたアンテナ１０３ａ、１０３ｂは、糸１０２の延在方向に沿って所定の間隔で交互に配置されており、アンテナ１０３ａとアンテナ１０３ｂとの間に糸１０２が露出する構成になっている。アンテナ１０３ａ、１０３ｂは、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）のような金属の粉末を含む導電性塗料を糸１０２の表面に塗布することによって形成されている。このように、糸１０２の表面に形成した薄い導電膜でアンテナ１０３ａ、１０３ｂを構成することにより、アンテナ１０３ａ、１０３ｂのねじれ強度や引っ張り強度を大きくすることができる。
【００２６】
糸１０２に巻き付けられた絶縁基板１０４は、非導電性の接着剤１０９によって糸１０２の表面およびアンテナ１０３ａ、１０３ｂの表面に固定されている。絶縁基板１０４は、例えば１０μｍ程度の厚さを有する矩形のプラスチックフィルムで構成されており、その一面には、長方形の導体パターン１０５が形成されている。導体パターン１０５は、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕのような金属の粉末を含む導電性塗料をスクリーン印刷法で絶縁基板１０４の表面に印刷することによって形成されている。導体パターン１０５は、絶縁基板１０４の表面に貼り付けた金属箔（例えばＡｌ箔、Ｃｕ箔、Ａｕ箔など）をエッチングして形成してもよく、あるいはマスクを用いたスパッタリング法によって絶縁基板１０４の表面に金属膜（例えばＡｌ膜、Ｃｕ膜、Ａｕ膜など）を堆積して形成してもよい。
【００２７】
上記導体パターン１０５の表面には、１個のＩＣチップ１０６が搭載されている。ＩＣチップ１０６は、例えば縦、横の寸法がそれぞれ５０μｍ程度、厚さが５μｍ程度の単結晶シリコン基板からなり、その主面には、図５に示すような容量素子２０１、容量検出回路２０２、ディジタル変換回路２０３、ＲＯＭ２０４および送信回路２０５などが形成されている。そして、ＲＯＭ２０４には、ＩＣタグ１００Ａに固有の認識番号が書き込まれている。
【００２８】
図３に示すように、ＩＣチップ１０６の一面（主面）には、上記回路に電気的に接続された１個の第１電極１０７が形成されている。また、ＩＣチップ１０６の他の一面（裏面）には、上記回路に電気的に接続された１個の第２電極１０８が形成されている。そして、第１電極１０７は、絶縁基板１０４の導体パターン１０５に電気的に接続され、第２電極１０８は、糸１０２の表面のアンテナ１０３ａに電気的に接続されている。
【００２９】
図４に示すように、上記導体パターン１０５の一端は、アンテナ１０３ｂに電気的に接続されている。図示は省略するが、導体パターン１０５の他端は、アンテナ１０３ａに電気的に接続されている。すなわち、アンテナ１０３ａ、１０３ｂおよびＩＣチップ１０６は、導体パターン１０５を介して互いに電気的に接続されている。
【００３０】
上記のように構成されたＩＣタグ１００Ａに対して外部のリーダ装置から電磁波が照射されると、糸１０２の表面のアンテナ１０３ａ、１０３ｂに交流電流が誘起される。そして、この交流電流が導体パターン１０５を介してＩＣチップ１０６に印加されると、ＩＣチップ１０６は、固有の認識番号を送出する動作を行う。
【００３１】
図６は、上記ＩＣタグ１００Ａの製造に用いる大型絶縁基板１１０を示している。大型絶縁基板１１０は、前述した導体パターン１０５をマトリクス状に複数形成したプラスチックフィルムで構成されており、この大型絶縁基板１１０を図の一点鎖線で示すダイシングラインＬに沿って切断することによって、前述した絶縁基板１０４が複数個得られるようになっている。
【００３２】
ＩＣタグ１００Ａを組み立てるには、まず、図７に示すように、大型絶縁基板１１０の一面に形成された導体パターン１０５のそれぞれにＩＣチップ１０６を搭載する。
【００３３】
導体パターン１０５にＩＣチップ１０６を搭載する際は、ＩＣチップ１０６の一面に形成された第１電極１０７または他の一面に形成された第２電極１０８（図３参照）のいずれかを導体パターン１０５に接続する。
【００３４】
前述したように、ＩＣチップ１０６は交流電流で動作するため、第１電極１０７と第２電極１０８に極性を持たせる必要はない。すなわち、導体パターン１０５に第１電極１０７を接続した場合でも第２電極１０８を接続した場合でも、ＩＣチップ１０６は正常に動作する。
【００３５】
ＩＣチップ１０６は、一面に第１電極１０７が形成され、他の一面に第２電極１０８が形成されているので、導体パターン１０５にＩＣチップ１０６を搭載する際、ＩＣチップ１０６の表裏を確認する必要がない。従って、一面に第１電極１０７および第２電極１０８を並べて配置したＩＣチップに比べて、導体パターン１０５への搭載を迅速に行うことができ、高度な位置合わせ技術も不要となる。
【００３６】
次に、大型絶縁基板１１０を図６に示すダイシングラインＬに沿って切断することにより、図８に示すような絶縁基板１０４が複数個得られる。次に、絶縁基板１０４を図８に示す中心線Ｆに沿って折り曲げた後、前述した糸１０２に巻き付ける。
【００３７】
このとき、ＩＣチップ１０６の第２電極１０８（または第１電極１０７）を糸１０２の表面のアンテナ１０３ａに接続する。また、導電性の接着剤を使って導体パターン１０５の一端をアンテナ１０３ｂに接続し、他端をアンテナ１０３ａに接続する。さらに、導電性接着剤または非導電性接着剤を使って絶縁基板１０４とアンテナ１０３ａ、１０３ｂを接着する。電磁波は交流であるため、接着剤が非導電性材料であっても交流的に電流を流すことができ、ＩＣタグ１００Ａの動作が阻害されることはない。
【００３８】
前述したように、絶縁基板１０４の厚さは１０μｍ程度であり、糸１０２の直径（１００μｍ程度）に比べて十分小さい。そのため、絶縁基板１０４を糸１０２に巻き付けたとき、絶縁基板１０４が糸１０２の外側に大きく突き出すことはない。同様に、ＩＣチップ１０６のサイズも糸１０２の直径に比べて十分小さいので、ＩＣチップ１０６が搭載された領域の絶縁基板１０４が糸１０２の外側に大きく突き出すことはない。従って、糸１０２は、その特性を維持することができ、ねじれや引っ張りなどに対して充分な強度を保持できる。
【００３９】
このように、本実施の形態のＩＣタグ１００Ａは、糸１０２の表面に形成された薄い導電層でアンテナ（導電部）１０３ａ、１０３ｂを構成しているので、アンテナ１０３ａ、１０３ｂのねじれ強度や引っ張り強度が大きい。これにより、ＩＣタグ１００Ａを布（織布、不織布）のような柔軟な材料に組み込んだり、塗装剤などを使って媒体の表面に強固に付着させたりすることが可能となる。
【００４０】
（実施の形態２）
図９は、本実施の形態のＩＣタグを示す側面図、図１０（ａ）は、図９に示すＩＣタグのインレットを示す平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００４１】
本実施の形態のＩＣタグ１０１Ｂは、糸１０２の表面に形成された導体パターン（導電部）３０１ａ、３０１ｂにインレット３０２を貼付した構成になっている。
【００４２】
糸１０２は、直径が１００μｍ程度の天然繊維または合成繊維で構成されている。導体パターン３０１ａ、３０１ｂは、前記実施の形態１で用いた糸１０２の表面のアンテナ１０３ａ、１０３ｂと同じく、糸１０２の延在方向に沿って所定の間隔で交互に配置されており、導体パターン３０１ａと導体パターン３０１ｂとの間に糸１０２が露出する構成になっている。導体パターン３０１ａ、３０１ｂは、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕのような金属の粉末を含む導電性塗料を糸１０２の表面に塗布することによって形成されている。
【００４３】
図１０に示すように、インレット３０２は、例えば５〜１０μｍ程度の厚さを有する長方形のプラスチックフィルムで構成された絶縁基板３０３と、絶縁基板３０３の一面に形成された一対のアンテナ３０４ａ、３０４ｂと、アンテナ３０４ａ、３０４ｂに接続されたＩＣチップ３０５とで構成されている。インレット３０２は、アンテナ３０４ａ、３０４ｂが形成された面を糸１０２の表面に対向させた状態で糸１０２に貼付されている。
【００４４】
上記アンテナ３０４ａ、３０４ｂは、前記実施の形態１で用いた絶縁基板１０４の導体パターン１０５と同じく、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕのような金属の粉末を含む導電性塗料をスクリーン印刷法で絶縁基板３０３の表面に印刷することによって形成されている。
【００４５】
上記アンテナ３０４ａ、３０４ｂに接続されたＩＣチップ３０５は、例えば縦、横の寸法がそれぞれ５０μｍ程度、厚さが５μｍ程度の単結晶シリコン基板からなる。ＩＣチップ３０５の主面には、図５に示したような回路が形成されており、この回路の一部にはＩＣタグ１０１Ｂに固有の認識番号が書き込まれている。
【００４６】
また、上記ＩＣチップ３０５の主面には、上記回路に電気的に接続された２個の電極（第１電極３０６、第２電極３０７）が形成されており、一方の電極（例えば第１電極３０６）は、絶縁基板３０３のアンテナ３０４ａに電気的に接続され、他方の電極（例えば第２電極３０７）は、絶縁基板３０３のアンテナ３０４ｂに電気的に接続されている。
【００４７】
アンテナ３０４ａ、３０４ｂとＩＣチップ３０５との電気的接続は、図１１に示すように、ＡｕあるいはＣｕからなるワイヤ３０８を用いて行うこともできる。この場合は、ワイヤ３０８の変形や断線を防ぐため、ＩＣチップ３０５の主面とワイヤ３０８をポッティング樹脂３０９などで封止することが望ましい。
【００４８】
上記インレット３０２に形成されたアンテナ３０４ａ、３０４ｂの一方（例えばアンテナ３０４ａ）は、接着剤によって糸１０２の導体パターン３０１ａに接続され、他方（例えばアンテナ３０４ｂ）は、接着剤によって導体パターン３０１ｂに接続される。
【００４９】
前述したように、ＩＣチップ３０５を動作させる電磁波は交流であるため、アンテナ３０４ａ、３０４ｂと導体パターン３０１ａ、３０１ｂとを接続する上記接着剤は非導電性材料であってもよい。また、導体パターン３０１ａ、３０１ｂは、糸１０２の表面にインレット３０２を固定するための支持体であるが、アンテナ３０４ａ、３０４ｂの一部として機能させることもできる。
【００５０】
本実施の形態のＩＣタグ１０１Ｂは、周知の構成を有するインレット３０２を糸１０２の表面に固定するだけで製造できるので、製造工程が簡略であり、製造コストも安価である。
【００５１】
（実施の形態３）
図１２は、本実施の形態のＩＣタグを示す側面図である。前記実施の形態２のＩＣタグ１０１Ｂは、糸１０２の表面に形成された導体パターン３０１ａ、３０１ｂにインレット３０２を貼付したが、本実施の形態のＩＣタグ１０１Ｃは、インレット３０２のアンテナ３０４ａ、３０４ｂを導体パターン３０１ａ、３０１ｂの表面に巻き付けた構成になっている。
【００５２】
本実施の形態のＩＣタグ１０１Ｃによれば、前記実施の形態２のＩＣタグ１０１Ｂに比べて導体パターン３０１ａ、３０１ｂとインレット３０２の接着面積が増加するため、インレット３０２が糸１０２の表面から剥がれ難い。
【００５３】
従って、このＩＣタグ１０１Ｃを布のような柔軟な材料に組み込んだり、塗装剤などを使って媒体の表面に強固に付着させたりしたときの信頼性、耐久性が向上する。
【００５４】
インレット３０２のアンテナ３０４ａ、３０４ｂを導体パターン３０１ａ、３０１ｂの表面に巻き付ける場合は、例えば図１３に示すように、アンテナ３０４ａ、３０４ｂのサイズを絶縁基板３０３のサイズに近づけると、ねじれなどに強い構造体を実現することができる。
【００５５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、布のような柔軟な材料に組み込んだり、塗装剤などを使って媒体の表面に強固に付着させたりするＩＣタグに利用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ  ＩＣタグ
１０２  糸
１０３ａ、１０３ｂ  アンテナ
１０４  絶縁基板
１０５  導体パターン
１０６  ＩＣチップ
１０７  第１電極
１０８  第２電極
１０９  接着剤
１１０  大型絶縁基板
２０１  容量素子
２０２  容量検出回路
２０３  ディジタル変換回路
２０４  ＲＯＭ
２０５  送信回路
３０１ａ、３０１ｂ  導体パターン
３０２  インレット
３０３  絶縁基板
３０４ａ、３０４ｂ  アンテナ
３０５  ＩＣチップ
３０６  第１電極
３０７  第２電極
３０８  ワイヤ
３０９  ポッティング樹脂
【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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