JP2000222540A - 非接触型半導体タグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 球形の半導体を用いる方式の半導体タグで
は、球形半導体が立体であり従来のＩＣカードの工法で
あるプリント基板実装にはなじみにくいという問題があ
る。本発明は、球形半導体に適した高周波アンテナの構
造を提供し、安価で実用的な非接触型半導体タグを提供
する。 【解決手段】 球形半導体を用いた非接触型半導体タグ
において、高周波の送受を行うためのアンテナをダイポ
ール型とし、また必要によりアンテナが半導体本体の支
持体を兼ねるように構成し、部品の簡単化と組み立ての
簡単化を図る。また必要により半導体に整合回路を搭載
し、アンテナ素子の長さを短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非接触型半導体タグ
に関しさらに詳細には本体に球形の半導体を用いた半導
体タグに関する。

【０００２】

【従来の技術】物流、交通など多方面に用いられている
タグ（荷札）を電子化し、さらに非接触でこれを読み取
ることにより業務の合理化を図る提案が多くなされてい
る。これらの応用ではＩＣカードの技術を応用し、高周
波キャリアを用いたタグが用いられている。

【０００３】しかしながら物流制御などでは使い捨てな
どの要請からコストに対する要求は厳しく、通常の半導
体を用い、またＩＣカード類似の実装方法を用いてはそ
の実現が困難である。

【０００４】一方、最近、球形の半導体を用いて半導体
のコストを大幅に低減する方式が提案されている。半導
体タグでは回路規模も大きくなく、直径１mmのシリコン
球の表面に十分に収容できる規模であって、この面では
球形半導体はタグの応用に適していると考えられる。

【０００５】しかしながら球形半導体はたとえば１mmの
厚さがあり、立体であるから、従来のＩＣカードの工法
であるプリント基板実装はなじみにくい。

【０００６】本発明はこの点に関し、球形半導体を用
い、安価で実用的な半導体タグを提供しようとするもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】通常の半導体を用い、
またＩＣカード類似の実装方法を用いた従来の半導体タ
グではコストの切り下げに限界がある。

【０００８】一方、最近、球形の半導体を用いる方式は
タグの応用に適していると考えられるが、球形半導体が
立体であり、従来のＩＣカードの工法であるプリント基
板実装とはなじみにくいという問題がある。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は球形半導体に適した高周波アンテナ
の構造を提供し、安価で実用的な非接触型半導体タグを
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、球形半
導体を用いた非接触型半導体タグにおいて、高周波の送
受を行うために使用するアンテナをダイポール型とし、
また必要によりアンテナが半導体本体の支持体を兼ねる
ように構成し、部品の簡単化と組み立ての簡単化を図っ
たことを特徴とする非接触型半導体タグが提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従う非接触型半導
体タグの実施形態について説明する。

【００１２】（実施例１）図１はアンテナに単純ダイポ
ールを採用した本発明に従う非接触型半導体タグの実施
例である。１００は直径が１mmの球形半導体の本体であ
り、球面に多重に半導体回路が形成されている。その回
路には不揮発性メモリおよび情報の送受回路、受信電力
から動作電源を作り出すための電源回路が含まれ、さら
にアンテナと回路間のインピーダンス整合を取るための
コイルが内蔵されている。１０１は整合コイルであり、
アンテナの左右素子に対応して２個設けられている。

【００１３】２０１、２０２はアンテナ素子の一片であ
り半田付け２０３により、本体の球体に機械的に取り付
けられている。

【００１４】素子の動作キャリア周波数は２．４５GHz
であり、単純ダイポールとして必要な全長（２０１、２
０２の長さの和）は６１mmとなる。もしこれが長すぎる
ときは整合コイル１０１の巻数を増して装荷インダクタ
ンスを増やすことにより、全長を実用上半減することが
可能である。これにより全長が約３０mmで太さが最大１
mm程度の実用的なタグを実現することが出来る。

【００１５】半導体は球体のためある程度の機械強度が
確保されるので、この形でも実用に耐えるが、さらに樹
脂コーテングにより補強および保護を施すことも出来
る。

【００１６】（実施例２）図２はアンテナに折り返し型
ダイポールを採用した本発明に従う非接触型半導体タグ
の実施例である。アンテナ素子は折り返し型であり、全
長は半波長であり、２．４５GHzキャリアの場合約６０m
mである。整合コイル１０１は平面巻きの形式を用いて
いる。この折返しアンテナの形式ではアンテナ素子が１
個の連続した機械部品であって取り扱いが容易であり、
かつ球体接続部の位置決めが容易な特徴がある。またア
ンテナのインピーダンスは約３００Ωと高く、半導体回
路と整合しやすい特徴がある。

【００１７】（実施例３）図３はＴ型整合を採用した型
のダイポールアンテナを採用した本発明に従う非接触型
半導体タグの実施例である。アンテナ素子の全長は半波
長であり、２．４５GHzキャリアの場合は約６０mmであ
る。アンテナの本体２０１は切れ目のない一本の金属棒
である。

【００１８】整合部２０４、２０５はアンテナ本体の中
央部に取り付けられその全長は１００分の１２波長であ
って、２．４５GHzキャリアの場合は約１５mmである。
この場合素子２０４、２０５は７mmで短いため、球体の
取り付け部は実施形態２に比べて機械的に安定であり、
取り扱いが容易という特徴が得られる。アンテナのイン
ピーダンスは約６００Ωで半導体回路との整合も容易で
ある。

【００１９】（実施例４）以上の実施形態では本体の球
体とそれに接するアンテナ素子は中心を共有する構造と
して説明したが、実施例２、３の場合は、素子の組み立
て時の球体素子の挿入に問題が生じる場合がある。図４
は実施例３におけるアンテナ素子と球体の接合面の他の
構造を示す。この例では球体の半分がアンテナ素子に接
するように構成される。この構造によれば球体を挿入す
るさいアンテナ素子が邪魔にならず、アンテナ素子を変
形することなしに単純な平行移動で組み立て動作が完了
するという利点がある。

【００２０】以上、本発明の非接触型半導体タグの実施
形態について具体的に説明してきたが、本発明は上記実
施形態に限定されるものではない。例えば、アンテナの
構造がダイポールに反射器や導波器をつけた八木アンテ
ナ形式にも同様に適用できる。

【００２１】また上記実施形態では棒状のアンテナ構造
で説明したが、スリットアンテナなどの面構造のアンテ
ナでも同様の効果がある。

【００２２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に従え
ば、球形半導体を用いて非接触型半導体タグを構成し、
高周波の送受を行うために使用するアンテナをダイポー
ル型に構成し、部品の簡単化と組み立ての簡単化を図っ
た非接触型半導体タグが提供される。これにより球形半
導体の特徴を発揮でき、安価で実用的な非接触型半導体
タグを提供することができる。

【００２３】また本発明によれば使用するアンテナをア
ンテナが半導体本体の支持体を兼ねるように構成するこ
とも出来、部品の簡単化と組み立ての簡単化を図ること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】アンテナに単純ダイポールを採用した非接触型
半導体タグの実施例を示す説明図である。

【図２】アンテナに折り返しダイポールを採用した非接
触型半導体タグの実施例を示す説明図である。

【図３】Ｔ型整合を採用したダイポールアンテナを採用
した非接触型半導体タグの実施例を示す説明図である。

【図４】アンテナ素子と球体の接合面の他の構造であ
る。

【符号の説明】

１００ 球形半導体 １０１ 球形半導体面に構成された整合コイル ２０１ アンテナ素子 ２０２ アンテナ素子 ２０３ アンテナと球形半導体の溶接部 ２０４ Ｔ整合部の一片 ２０５ Ｔ整合部の他の一片

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波を用いて内部のメモリの情報を外
   部のリーダライタと非接触で交信する半導体タグにおい
   て、本体の半導体は一個の球体であり、高周波の送受を
   行うアンテナはダイポール型であることを特徴とする非
   接触型半導体タグ。
2. 【請求項２】 本体半導体にアンテナとの整合回路を搭
   載しアンテナの長さを短縮したことを特徴とする請求項
   １記載の非接触型半導体タグ。
3. 【請求項３】 アンテナは単純ダイポール形式であり、
   本体球の両端にアンテナ素子を取り付けてなることを特
   徴とする請求項１記載の非接触型半導体タグ。
4. 【請求項４】 アンテナは折り返しダイポール型であ
   り、アンテナの突き合わせ部分に本体の球体を配置した
   ことを特徴とする請求項１記載の非接触型半導体タグ。
5. 【請求項５】 アンテナ本体の中央部は連続した金属で
   あり、整合部の中間に球体の本体を配置したことを特徴
   とする請求項１記載の非接触型半導体タグ。
6. 【請求項６】 アンテナと球体半導体の接続部が接続部
   の変形なしに球体を受容できる形状としたことを特徴と
   する請求項１記載の非接触型半導体タグ。