JP4475258B2 - 無線タグ - Google Patents

Description

本発明は、無線によって非接触で通信を行う無線タグに関する。

近年、各種物品に取り付けられて、無線により非接触で情報が読み書きされる種々の無線タグが利用されている。
これら無線タグの中には、信号を送信するアンテナと、このアンテナに接続された集積回路とを備えたものが知られている。このような無線タグにおいては、集積回路が設けられると、集積回路の厚さ分、集積回路がアンテナから厚さ方向に突出してしまう。そのため、集積回路が他の物に引っ掛かり易くなってしまう。
そこで、集積回路及びアンテナの全体を覆うパッケージ部材を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−２９３６５１号公報

しかしながら、上記のような特許文献１に記載の無線タグでは、集積回路を保護することはできるものの、パッケージ部材を設けるための大量のパッケージ材料や金型が必要となり、コストが増大してしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡易かつ安価な構成により、集積回路を保護することができる無線タグを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る無線タグは、集積回路と、前記集積回路が設置される設置領域及び前記設置領域を囲む周辺領域を有する放射電極と、前記放射電極を支持する誘電体層と、前記誘電体層を介して前記放射電極と対向する接地導体と、前記周辺領域に設けられて前記放射電極を覆う保護層と、前記設置領域に設けられて前記集積回路を覆う被覆部とを備え、
前記被覆部は樹脂ポッティングで形成されていて、その上面は保護層の上面と面一にされていることを特徴とする。

この発明に係る無線タグによれば、集積回路が引っ掛かることを防止することができる。そのため、簡易かつ安価な構成により、集積回路を容易に保護することができる。しかも被覆部の引っ掛かりも確実に防止することができる。

更に、既存の設備を利用して容易かつ確実に集積回路を覆うことができる。すなわち、樹脂ポッティングは、基板を封止するものとして、基板の製造工程において一般的に利用されるものであるから、その樹脂ポッティングを利用して被覆部を設けることにより、設備や材料などの利用効率を向上させることができる。

また、本発明に係る無線タグは、前記保護層が、樹脂によりなっていることを特徴とする。

この発明に係る無線タグによれば、放射電極を確実に保護することができる。

また、本発明に係る無線タグは、前記保護層が、ソルダーレジストからなっていることを特徴とする。

この発明に係る無線タグによれば、既存の設備を利用して容易かつ確実に保護層を設けることができる。

本発明によれば、集積回路が設置領域ごと被覆部に覆われていることから、簡易かつ安価な構成により、集積回路を保護することができる。しかも、集積回路を覆う被覆部の上面は保護層の上面と面一にされているから被覆部の引っ掛かりも確実に防止することができる。更に、樹脂ポッティングは、基板を封止するものとして、基板の製造工程において一般的に利用されるものであるから、既存の設備を利用して容易かつ確実に集積回路を覆うことができる。

（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態における無線タグについて、図面を参照して説明する。
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態としての無線タグを示したものである。
無線タグ１は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグや、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）タグと呼ばれることもある。

無線タグ１は、矩形板状の基板（誘電体層）２を備えている。基板２は、ガラスエポキシやセラミックスなどの誘電体からなるものである。
この基板２を挟むようにしてアンテナ５が設けられている。アンテナ５は、片面指向性を有するマイクロストリップアンテナである。このアンテナ５は、矩形板状の接地導体４と放射電極９とを備えている。この方式によるアンテナを用いた無線タグは、金属面への取付けに対応するものとなる。

接地導体４は、基板２の一方の主面（底面）の全面を覆うように設けられている。
放射電極９は、導電体であり、基板２の他方の主面（上面）に設けられている。放射電極９は、接地導体４よりも小さく形成されている。また、放射電極９の一対の長辺部９ａは、電波の送受信に寄与する部分であり、その長さ寸法は、通信用電波の波長λの１／４になっている。放射電極９には、切り込み１３が形成されている。この切り込み１３によって、放射電極９は、接続部１５と本体部１６とに分けられている。なお、接続部１５と本体部１６とは直接的には導通していない。

また、放射電極９には、その中心からオフセットした位置にＩＣチップ（集積回路）７が設置されている。ＩＣチップ７は、アンテナ５から電力を供給されて駆動されるものであり、各種情報を記憶する記憶部を有している。この記憶部に記憶された各種情報が、リーダライタなどの外部機器によって読み書きされるようになっている。なお、このＩＣチップ７が設置された領域が、図２に示す設置領域Ａとなり、この設置領域Ａを囲む領域が周辺領域Ｂとなる。

このＩＣチップ７を介して、接地導体４と放射電極９とが導通している。すなわち、基板２には、その厚さ方向に貫通するスルーホール８が形成され、スルーホール８内にはその長さ方向の全長にわたって導体層（不図示）が設けられている。そして、接続部１５と接地導体４とは、導体層に接続されている。さらに、接続部１５と本体部１６とにわたってＩＣチップ７が設けられている。これにより、本体部１６はＩＣチップ７を介して接続部１５に電気的に接続され、接続部１５は、スルーホール８内の導体層を介して接地導体４に電気的に接続されている。
なお、ＩＣチップ７の厚さ寸法は、１００〜１５０μｍに設定されており、この厚さ寸法の分、ＩＣチップ７は放射電極９の上面から、無線タグ１の厚さ方向の上方に突出している。

さらに、基板２の他方の主面及び放射電極９の上面には、絶縁性を有する保護層３が設けられている。保護層３は、基板２の他方の主面及び放射電極９の上面を保護するものである。また、保護層３は、ソルダーレジストからなっている。ソルダーレジストは、絶縁性を有する感光性樹脂であれば何でもよく、通常、エポキシ樹脂系の感光性樹脂組成物に光重合開始剤、希釈剤等を調合したレジストインキが用いられるが、その他の樹脂を使用することもできる。
保護層３は、周辺領域Ｂに設けられており、設置領域Ａには設けられていない。すなわち、保護層３は、ＩＣチップ７及びその周囲を除いて設けられている。
なお、保護層３の厚さ寸法は、２０μｍに設定されており、ＩＣチップ７は、保護層３の上面からも上方に突出している。

さらに、保護層３には、設置領域Ａを塞いでＩＣチップ７を覆う被覆部１２が設けられている。被覆部１２は、樹脂ポッティングにより設けられており、保護層３からドーム状になだらかに突出している。

次いで、無線タグ１の製造方法について説明する。
まず、スルーホール形成工程において、基板２の両主面に銅箔が設けられた銅貼積層板に、ドリルなどでスルーホール８を形成する。次いで、導体層形成工程において、無電解メッキにより、スルーホール８内に導体層を形成する。そして、パターニング形成工程により、放射電極９と切り込み１３とのパターンを、基板２の他方の主面にマスク露光技術によりパターニングし、不要な銅箔をエッチングにより取り除く。それから、集積回路設置工程において、ＩＣチップ７を設置領域Ａに設置する。これによって、接続部１５と本体部１６とがＩＣチップ７を介して電気的に接続される。

さらに、保護層形成工程において、基板２の他方の主面と放射電極９の上面に、設置領域Ａを除いて保護層３を設ける。そして、被覆部形成工程において、樹脂ポッティングにより、設置領域Ａを塞いでＩＣチップ７を被覆部１２で覆う。
これによって、本実施形態における無線タグ１が得られる。
なお、集積回路設置工程の後、保護層形成工程へと移行するものとしたが、これに限ることはなく、保護層形成工程において保護層３を設けた後、集積回路設置工程においてＩＣチップ７を設置してもよい。

次に、このように構成された本実施形態における無線タグ１の作用について説明する。
例えば飲料用缶などの物品に、無線タグ１を取り付ける。すなわち、物品の表面と接地導体４の底面とを両面テープなどにより貼り付ける。この状態で、無線タグ１にリーダライタを近接させて、リーダライタから、２．４５ＧＨｚの電波を放射する。するとアンテナ５は、その電波を受信して、ＩＣチップ７に電力を供給する。これにより、ＩＣチップ７が駆動されて、種々の処理が行われる。すなわち、例えば記憶部に記憶された各種情報が読み出され、その各種情報が搬送波に載せられてアンテナ５を介して放射される。この電波をリーダライタが受信することにより、ＩＣチップ７の各種情報が読み出され、物品の管理などに利用される。

ここで、ＩＣチップ７は、放射電極９の上面及び保護層３の上面から突出しているが、被覆部１２が設けられていることから、ＩＣチップ７は、被覆部１２に覆われて被覆部１２の内部に配される。そのため、保護層３に、他の物が擦られるように接触しても、他の物はＩＣチップ７に当接することなく被覆部１２の上面を摺動していく。

以上より、本実施形態における無線タグ１によれば、ＩＣチップ７が被覆部１２に覆われていることから、ＩＣチップ７が、他の物に引っ掛かることを防止することができる。そのため、簡易な構成により、ＩＣチップ７の破損などを効果的に防止することができる。
また、従来のように、無線タグ全体を覆うパッケージなどが不要であることから、迅速かつ容易に製造することができ、コストの上昇を抑制することができる。
また、保護層３が設けられていることから、放射電極９を保護することができるだけでなく、被覆部１２を安定かつ確実に設けることができる。

さらに、被覆部１２が樹脂ポッティングにより形成されていることから、既存の設備を利用して容易かつ確実にＩＣチップ７を覆うことができる。すなわち、樹脂ポッティングは、基板を封止するものとして、基板の製造工程において一般的に利用されるものであるから、その樹脂ポッティングを利用して被覆部１２を設けることにより、設備や材料などの利用効率を向上させることができる。
また、保護層３がソルダーレジストによりなっていることから、上記と同様に、既存の設備を利用して容易かつ確実に層を形成することができる。

また、被覆部１２がドーム状になだらかに形成されていることから、引っ掛かりを確実に防止することができる。さらに、被覆部１２を目視したり、指などで触れることにより、無線タグ１の配置された方向（上下方向）を容易に認識することができる。この場合、被覆部１２の色を他の部分（特に保護層３）と異なる色を付すことにより、目視確認をさらに容易にすることができる。

なお、本実施形態においては、保護層３がソルダーレジストからなるものとしたが、これに限ることはなく、エポキシ樹脂からなるものとしてもよい。エポキシ樹脂も、基板の製造において一般的に利用される材料であることから、既存の設備や材料などの利用効率を向上させることができる。

（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態を示したものである。
図３において、図１及び図２に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは異なる点についてのみ説明する。

本実施形態における保護層１４は、エポキシ樹脂によりなるものである。そして、保護層１４の厚さ寸法は、ＩＣチップ７の厚さ寸法よりも大きく設定されている。すなわち、ＩＣチップ７は、保護層１４の上面よりも下方に没した状態になっている。この状態において、被覆部１２´は設置領域Ａを塞いでＩＣチップ７を覆っている。被覆部１２´の上面は、平坦面とされており、保護層１４の上面と面一にされている。

以上より、本実施形態における無線タグ１によれば、被覆部１２´の上面と保護層１４の上面とが面一にされていることから、被覆部１２´の引っ掛かりを確実に防止することができる。
なお、保護層１４がエポキシ樹脂によりなっていることから、既存の設備や材料を利用することができるだけでなく、ＩＣチップ７の高さ寸法よりも大きな厚さ寸法を有する層を容易に形成することができる。

なお、本実施形態における無線タグ１を製造する場合、被覆部形成工程において、樹脂ポッティングにより、被覆部１２を設けたのち、研磨工程において、被覆部１２及び保護層１４の表面を研磨してもよい。

また、上記第１及び第２の実施形態においては、通信用電波の周波数として、２．４５ＧＨｚとしているが、これに限ることはなく、他の周波数であってもよい。例えば、９５０ＭＨｚや５．８ＧＨｚとすることもできる。
また、保護層３は、少なくとも放射電極９を覆っていればよいが、さらに基板２も覆っていることが好ましい。
さらに、接地導体４及び放射電極９が矩形状としたが、これに限ることはなく、それら形状は適宜変更可能である。例えば、円形、多角形としてもよい。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

本発明に係る無線タグの第１の実施形態を示す斜視図である。 上記実施形態における無線タグの側断面図である。 本発明に係る無線タグの第２の実施形態を示す側断面図である。

符号の説明

１ 無線タグ
３，１４ 保護層
４ 接地導体
７ ＩＣチップ（集積回路）
９ 放射電極
１２ 被覆部
Ａ 設置領域
Ｂ 周辺領域

Claims (3)

1. 集積回路と、
   前記集積回路が設置される設置領域及び前記設置領域を囲む周辺領域を有する放射電極と、
   前記放射電極を支持する誘電体層と、
   前記誘電体層を介して前記放射電極と対向する接地導体と、
   前記周辺領域に設けられて前記放射電極を覆う保護層と、
   前記設置領域に設けられて前記集積回路を覆う被覆部と
   を備え、
   前記被覆部は樹脂ポッティングで形成されていて、その上面は保護層の上面と面一にされていることを特徴とする無線タグ。
2. 前記保護層が、樹脂によりなっていることを特徴とする請求項１に記載の無線タグ。
3. 前記保護層が、ソルダーレジストからなっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線タグ。

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