JPH01113684A - 周波数センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、周波数センサーに関し、特に、デパート、ス
ーパーマーケット等において商品の盗難防止のために商
品に付ける周波数センサーカード（タグ）に適用して有
効な技術に関するものである。

〔従来技術〕　。

デパート、スーパーマーケット等の店舗においては、商
品の盗雅による被害が深刻な問題となっているが、その
対策に苦慮しているのが現状である。特開昭６１−１４
９８８０号公報には、この問題を解決するために商品に
付ける周波数センサーについて論じられている。この周
波数センサーは、受信アンテナパターン部及び送信アン
テナパターン部を備え、これらの間に逓倍ダイオードが
接続されている。そして、この周波数センサーを陳列商
品にあらかじめ付けておく。一方１店舗の出入口付近に
は、送信機及び受信機を設置しておき、この送信機の送
信アンテナから連続的に高周波の電波を放射させる。こ
の放射された電波は周波数センサーの受信アンテナパタ
ーン部に高周波電圧を誘起する。この高周波電圧は逓倍
ダイオードに供給され、この逓倍ダイオードから前記高
周波電圧よりも整数倍高い周波数の高周波電圧が出力さ
れる。この高周波電圧は送信アンテナパターン部に供給
され、その結果この送信アンテナパターン部から前記受
信周波数よりも整数倍高い周波数の電波が放射される。

この電波は、受信機の受信アンテナで受信されてこの受
信機に供給される。

この受信機では、周波数センサーから放射された電波を
受信しているときには例えば警報音が連続して送出され
たり警報ランプが点滅するようになっている。このよう
にすることにより、商品が盗難にあっても、受信機から
送出される警報音又は警報ランプの点滅により商品の盗
難を即座に判断することができ、従って商品の盗難の防
止を図ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記従来技術は、逓倍ダイオードとして
市販のダイオードを用いているために周波数センサーの
厚さが大きく、従ってこの周波数センサーを商品に付け
た場合に買物客に違和感を与えてしまう等の不都合を生
じるという問題があった。

本発明の目的は、周波数センサーの薄型化を図ることが
できる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち１代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、逓倍ダイオードを半導体チップにより構成し
ている。

〔作用〕

上記した手段によれば、半導体チップの厚さは極めて小
さいので、周波数センサーの薄型化を図ることができる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明する
。

なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものには同一符号を付け、その繰り返しの説明
は省略する。

実１１ロー 第１図は１本発明の実施例■による周波数センサーカー
ド（タグ）（以下略して周波数カンサーと称する）の全
体構成を示す平面図であり、第２図は、第１図に示す周
波数センサーの等価回路を示す回路図、第３図は、第１
図に示す周波数センサーの要部の拡大平面図、第４図は
、第３図の八−Ａ線に沿っての拡大断面図である。

第１図、第３図及び第４図に示すように、実施例Ｉによ
る周波数センサーにおいては１例えばボリフェニレンサ
ルファイド（ｐｐｓ）から成る非導電性耐熱フィルム１
上に例えば鋼のような金属から成るアンテナパターン２
が設けられている。

なお、このフィルム１の材料としては、ポリエステルや
ポリイミドを用いることもできる。また、前記アンテナ
パターン２は１例えば銀（Ａｇ）−パラジウム（Ｐｄ）
合金膜やアルミニウム（Ａ１）膜により構成してもよい
、前記フィルム１の厚さは例えば６０μｍであり、前記
アンテナパターン２の厚さは例えば３５μｍである。

前記アンテナパターン２は、はぼコ字状の形状を有する
受信アンテナパターン部２ａと、この受信アンテナパタ
ーン部りａ内に設けられた送信アンテナパターン部２ｂ
とを有する。この送信アンテナパターン部２ｂは、はぼ
四角形状の形状を有する。また、この送信アンテナパタ
ーン部２ｂのうちの前記受信アンテナパターン部２ａの
長辺部２ｃと対向する角部２ｄ、２ｅからは接続導体パ
ターン２ｆ、２ｇがそれぞれこの長辺部２Ｃに対して垂
直方向及び所定の角度方向に引き出されてこの長辺部２
Ｃにそれぞれ接続されている。

前記受信アンテナパターン部２ａ及び送信アンテナパタ
ーン部２ｂには、互いに相手の方に向かって突出する突
出部２ｈ、、２ｉがそれぞれ設けられている。そして、
これらの突出部２ｈ、２１の間に、逓倍ダイオードＤ（
第２図参照）として用いられるショットキーバリアダイ
オード（Ｓ　Ｂ　Ｄ）を構成する半導体チップ３がはん
だバンプ４により接続されている。なお、半導体チップ
４により構成されるこのＳＢＤの一方の電極たとえばア
ノードは受信アンテナパターン部２ａの突出部２ｈに接
続され、そのＳＢＤの他方の電極たとえばカソードは送
信アンテナパターン部２ｂの突出部２１に接続されてい
る。受信アンテナパターン部２ａ、送信パターン部２ｂ
に接続されるＳＢＤの外部電極の極性は特に限定されな
い。すなわち、ＳＢＤのアノードを突出部２１に接続し
、カソードを突出部２ｈに接続する方式でもよい。この
ように逓倍ダイオードＤを厚さが極めて小さい半導体チ
ップ３により構成しているので、周波数センサーを例え
ば０．５〜０．６ｎｎ＋程度に薄型化することができる
。また、前記突出部２ｈ、２１の長さは互いにほぼ等し
く、前記半導体チップ３はこれらの突出部２ｈ、２１の
根元の部分の間のほぼ中心位置に設けられている。本発
明者による実験結果によれば、このようにすることによ
って、周波数センサーが折り曲げられた時等に半導体チ
ップ３に加わる垂直方向の力を最小にすることができ、
従ってこの垂直力により半導体チップ８が前記突出部２
ｈ、２１からはがれるのを防止することができる。

さらに、公知ではないが本発明者が検討した技術におい
ては、半導体チップ３の安定性を保つために前記はんだ
バンプ４の数を合計４個（そのうち２個はダミーバンプ
）としたが、この実施例Ｉにおいては半導体チップ３の
厚さを例えばその短辺の長さの約１／２以下と小さくし
ているため安定性が向上し、その結果２個のはんだバン
プ４しか用いていない。これによって、４個のはんだバ
ンプ４を用いた場合に比べて、−枚の半導体ウェハーか
らの半導体チップ３の取得数を２倍に増加させることが
でき、従ってこの分だけ半導体チップ３の原価の低減を
図ることができる。また、これらのはんだバンプ４間の
浮遊容量も、それらの数が４個である場合に比べて１７
２に低減することができ、周波数センサーの応答速度の
向上を図ることができる。

前記半導体チップ３は１例えばシアノアクリレート系の
接着剤５により封止されている。なお、この接着剤５の
代わりに例えばエポキシ系の樹脂を用いてもよい。この
接着剤５によって、周波数センサーが折り曲げられた時
等に半導体チップ３のはんだバンプ４が前記突出部２ｈ
、２１からはがれるのをより効果的に防止することがで
きる。

また、符号６は例えば厚さが１００μｍ程度の紙である
。水分が含まれた紙は一般的に高周波が通りにくくなる
ため、この紙６は吸湿性の少ないものが好ましい、この
紙６によって、アンテナパターン２を外部から見えなく
することができるとともに、周波数センサー全体の機械
的強度の向上を図ることができる。

次に、第２図に示す等価回路について説明する。

第２図において、コンデンサＣ１及びコイルＬ１は第１
図における受信アンテナパターン部２ａの形状によって
定まる分布定数であり、これらのコンデンサＣ□及びコ
イルＬ１により受信同調周波数が決定される。また、コ
ンデンサＣ２及びコイルＬ２は同じく第１図における送
信アンテナパターン部２ｂの形状によって定まる分布定
数であり、これらのコンデンサＣ２及びコイルＬ２によ
り送信同調周波数が決定される。

第５図は、逓倍ダイオードとして用いられる前記ＳＢＤ
の断面図である。

第５図に示すように、前記ＳＢＤにおいては。

例えばｎ１型のシリコン基板のような半導体基板７上に
例えばｎ型シリコンのようなエピタキシャル層８が設け
られ、これらのエピタキシャル層８及び半導体基板７中
に例えばｎ゛型の半導体領域９が設けられている。この
エピタキシャル層８上には。

例えばＳｉＯ□膜のような絶縁膜１０及び例えばリンシ
リケートガラス（Ｐ　Ｓ　Ｇ）膜のような絶縁膜１１が
設けられている。これらの絶縁膜１０．　ｉｆには開口
１２ａ、１２ｂが設けられ、これらの開口１２ａ、１２
ｂを通じて前記半導体領域９及び前記エピタキシャル層
８上にタングステン（Ｗ）膜１３及びＡｌｌ膜種４設け
られている。前記開口１２ａ、１２ｂに設けられた前記
Ｗ膜１３と前記エピタキシャル層８との界面にショット
キー接合が形成されている。また。

符号１５は例えばＰＳＧ膜のような絶縁膜である。

この絶縁膜１５には開口１５ａ、１５ｂが設けられ、こ
れらの開口１５ａ、１５ｂを通じて前記Ａ１膜１４上に
例えばチタン（Ｔｉ）／銅（Ｃｕ）／Ｔｉの二層構造の
金属膜１６が設けられている。そして、この金属膜１６
の上に例えばニッケル（Ｎｉ）膜１７を介して例えば鉛
（ｐｂ）−すず（Ｓｎ）合金系の前記はんだバンプ４が
設けられている。符号１８は例えばポリイミドのような
樹脂であって、この樹脂１８によって、前記はんだバン
プ４を前記アンテナパターン２に接続する際にこのはん
だバンプ４がつぶれるのを効果的に防止することができ
る。半導体チップ３とアンテナパターン２との間に生じ
る浮遊容量はこのはんだバンプ４の高さに反比例するか
ら、このはんだバンプ４がつぶれて高さが低くなること
による浮遊容量の増加を効果的に防止することができる
。

次に、前記ＳＢＤの製造方法の一例について説明する。

第５図に示すように、まず半導体基板７上にエピタキシ
ャル層８を形成した後、所定のマスク（図示せず）を用
いて前記エピタキシャル層８及び半導体基板７中に例え
ばリンのようなｎ型不純物を導入することにより半導体
領域９を形成する。

次に、このエピタキシャル層８の表面に例えば熱酸化に
より絶縁膜１０を形成した後、この絶縁膜１０上に例え
ばＣＶＤ法により絶縁１！１１１を形成する。

次に、これらの絶縁膜１０．１１の所定部分をエツチン
グ除去して開口１２ａ、１２ｂを形成する。次に、例え
ばスパッタ法により全面にＷ膜１３を形成した後、この
Ｗ膜１３をエツチングにより所定形状にパターンニング
して前記開口１２ａ、１２ｂの部分にのみ残す。次に、
例えば蒸着法により全面にＡＩ膜膜種４形成した後、こ
のＡ１膜１４をエツチングにより所定形状にパターンニ
ングして前記開口１２ａ、１２ｂの部分にのみ残す６次
に、前記絶縁膜１１上に例えばＣＶＤ法により絶縁膜１
５を形成した後、この絶縁膜１５の所定部分をエツチン
グ除去して開口１５ａ、１５ｂを形成する。次に、Ｔｉ
膜、　Ｃｕ膜及びＴｉ膜を順次蒸着して金属膜１６を形
成した後、この金属膜１６の上に前記開口１５ａ、１５
ｂに対応する部分が開口したフォトレジスト（図示せず
）を形成する。次に、このフォトレジストをマスクとし
て、前記金属膜１６にＮｉ膜１７、ｐｂ膜及びＳｎ膜を
メツキにより順次形成する。次に、前記フォトレジスト
を除去した後、これらのＮｉ膜１７、ｐｂ膜及びＳｎ膜
をマスクとして前記金属膜１６をエツチングして所定形
状とする。次に、はんだバンプ４を形成する９次に、全
面に例えばポリイミド膜のような樹脂１８を塗布した後
、この樹脂１８及びはんだバンプ４の一部を研磨して、
目的とするＳＢＤを完成させる。

次に、上述のように構成された周波数センサーの製造方
法について説明する。

第１図、第３図及び第４図に示すように、フィルム１上
にアンテナパターン２を形成した後、このアンテナパタ
ーン２の突出部２ｈ、２１に半導体チップ８をダイボン
ディングする。なお、このダイボンディングは、例えば
加熱されたコレットで半導体チップ３を前記突出部２ｈ
、２１に押し付け、はんだバンプ４とこれらの突出部２
ｈ、２１とを熱圧着することにより行う。次に、この半
導体チップ３に接着剤５を適下して封止する。次に、こ
の半導体チップ３及びアンテナパターン２が設けられた
フィルム１の両面に紙を貼り付けることによって、目的
とする周波数センサーを完成させる。

次に、第６図は、この実施例■による周波数センサーを
実際に商品に取り付けるときの一形態を示す。

この第６図に示すように、紙６に商品の値段等を書いて
おき、この周波数センサーをその穴１９を利用してひも
等により商品に付けておく、すなわち、周波数センサー
自体が値札の役割を果たす。

この場合、この周波数センサーの例えば下から１／４位
の位置にミシン目２０を入れておき、このミシン目２０
に沿って周波数センサーを手で切ることができるように
しておく。なお、この１／４の部分にも商品の値段等を
書いておく。また、半導体チップ３は、この１７４の部
分の中に含まれている。スーパーマーケットやデパート
において、客がこの値札の付いた商品をレジに持ってき
たら、レジ係は前記ミシン目２０に沿って値札を切り、
この１／４の部分を回収する。これによって、客がレジ
で支払いを済ませて店の外に出る際に周波数センサーが
感知されるおそれがなくなるとともに、この周波数セン
サーが客に違和感を与えるおそれもない。

周波数センサーの機能破壊（感知不能）方法としては、
周波数センサーの表または裏のどちらか一方にアルミニ
ウム箔などの金属箱すなわち導電体シール（テープ）を
貼ることによって行なう方法がある。この性質を応用し
た周波数センサーの使用方法がある。すなわち、この周
波数センサーの付いた商品を客がレジに持ってきたら１
店の名前、「ありがとうございました、」などのメツセ
ージが印字された導電性テープを店員が上記周波数セン
サーに貼ることにより、レジを通過した周波数センサー
つまりそれが付いている商品のみが。

周波数センサーの機能が破壊（感知不能）された状態と
なり、盗難防止等の効果を奏することになる。

慄ＪＩＩＬ 第７図は、本発明の実施例■による周波数センサーを示
す断面図である。

第７図に示すように、実施例■による周波数センサーに
おいては、アンテナパターン２を覆うように例えば膜厚
２１０μｍのポリエステルから成るスペーサ２１が設け
られている。このスペーサ２１によって、周波数センサ
ーの表面を平坦化することができる。また、このスペー
サ２１には、前記半導体チップ３を囲むようにほぼ円形
のスリット２１ａが設けられている。これによって、こ
のスペーサ２１を設けた場合においても、周波数センサ
ーが折り曲げられた時等に半導体チップ３がアンテナパ
ターン２の突出部２ｈ、２１からはがれるのを防止する
ことができる。符号２２は、例えば膜厚８０μｍのポリ
エステルから成るシール材である。

この実施例■によれば、実施例１と同様な利点に加えて
、シール材２２を設けていることにより半導体チップ３
の耐湿性の向上を図ることができるという利点がある。

去ｍ旦 第８図は、本発明の実施例■による周波数センサーを示
す断面図である。

第８図に示すように、実施例■による周波数センサーは
、スペーサ２１が設けられていないことを除いて、実施
例■による周波数センサーと同様な構成を有している。

この実施例■によっても、実施例■と同様な利点がある
。

ス皇■立 第９図は、本発明の実施例■による周波数センサーを示
す断面図である。

第９図に示すように、実施例■による周波数センサーに
おいては、フィルム１に穴１ａが設けられ、この穴１ａ
の中に半導体チップ３が収容されている。

この実施例■によれば、半導体チップ３の厚さが周波数
センサー全体の厚さに寄与しないので、周波数センサー
をより薄型化することができる。

以上、本発明を実施例にもとづき具体、的に説明したが
、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であるこ
とは言うまでもない。

例えば、アンテナパターン２の形状や周波数センサー自
体の形状は、必要に応じて変更することができる。

〔発明の効果〕

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、下記のとおりであ
る。

すなわち、周波数センサーの薄型化を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例Ｉによる周波数センサーの全
体構成を示す平面図。 第２図は、第１図に示す周波数センサーの等価回路を示
す回路図、 第３図は、第１図に示す周波数センサーの要部の拡大平
面図、 第４図は、第３図のＡ−Ａ線に沿っての拡大断面図。 第５図は、第１図に示す周波数センサーにおいて逓倍ダ
イオードとして用いられるＳＢＤの断面図。 第６図は、第１図に示す周波数センサーを実際に商品に
取り付けるときの一形態を示す平面図、第７図は１本発
明の実施例■による周波数センサーを示す断面図、 第８図は１本発明の実施例■による周波数センサーを示
す断面図。 第９図は、本発明の実施例■による周波数センサーを示
す断面図である。 図中、１・・・フィルム、２・・・アンテナパターン。 ２ａ・・・受信アンテナパターン部、２ｂ・・・送信ア
ンテナパターン部、３・・・半導体チップ、４・・・は
んだバンプ、６・・・紙、２１・・・スペーサ、２２・
・・シール材である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受信アンテナパターン部と、送信アンテナパターン
   部と、これらの受信アンテナパターン部及び送信アンテ
   ナパターン部の間に接続されている逓倍ダイオードとを
   有する周波数センサーであって、前記逓倍ダイオードを
   半導体チップにより構成したことを特徴とする周波数セ
   ンサー。 ２、前記受信アンテナパターン部をコ字状に形成し、こ
   の受信アンテナパターン部内にその同調周波数よりも整
   数倍高い周波数に同調された四角形状の前記送信アンテ
   ナパターン部を配設し、この送信アンテナパターン部の
   うちの前記受信アンテナパターン部の長辺部と対向する
   部分から所定の角度方向に引き出された導体パターンを
   前記受信アンテナパターン部の前記長辺部に接続し、か
   つ前記受信アンテナパターン部の所定箇所に前記逓倍ダ
   イオードの一方の電極を接続するとともに、この逓倍ダ
   イオードの他方の電極を前記送信アンテナパターン部の
   所定箇所に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の周波数センサー。 ３、前記半導体チップに２個のバンプを設け、これらの
   バンプを用いて前記半導体チップを前記受信アンテナパ
   ターン部及び前記送信アンテナパターン部の間に接続し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の周波数センサー。 ４、前記半導体チップを前記受信アンテナパターン部の
   前記所定箇所と前記送信アンテナパターン部の所定箇所
   との間のほぼ中心部に設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項〜第３項のいずれか一項記載の周波数セン
   サー。 ５、前記受信アンテナパターン部及び前記送信アンテナ
   パターン部を非導電性耐熱フィルム上に設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか一項
   記載の周波数センサー。 ６、前記逓倍ダイオードがショットキーバリアダイオー
   ドであることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第５
   項のいずれか一項記載の周波数センサー。