JPH1013296A - 無線トランスポンダ - Google Patents

無線トランスポンダ

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JPH1013296A
JPH1013296A JP9054823A JP5482397A JPH1013296A JP H1013296 A JPH1013296 A JP H1013296A JP 9054823 A JP9054823 A JP 9054823A JP 5482397 A JP5482397 A JP 5482397A JP H1013296 A JPH1013296 A JP H1013296A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、最小限の構成要素と接続を
有し、これらの構成要素と接続を基板層によって支持さ
れないものとすることができるので薄くて柔軟な、新規
の無線トランスポンダ(タグ)を提供することである。 【解決手段】 本発明の目的は、導電性リードフレーム
構造を、接続媒体としてのみならず、回路要素すなわち
トランスポンダ・アンテナとしても使用することによっ
て達成される。さまざまな好ましい実施例では、リード
フレームは、機械的に位置決めされ、回路チップに固定
可能に取り付けられ、その結果、リードフレーム(アン
テナ)が自己支持型になる。リードフレームが回路チッ
プに取り付けられる位置に、保護コーティングを追加す
ることができる。さらに、保護囲いによって、リードフ
レーム・アンテナ、回路チップ、および、保護コーティ
ングを設ける場合には保護コーティングの全体を包むこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線トランスポン
ダの分野に関する。具体的に言うと、本発明は、リード
フレーム・アンテナ構造を有する薄い無線タグに関す
る。
【0002】
【従来の技術】無線トランスポンダは、多くの応用分野
で使用されている。応用分野の1つである無線識別(R
FID)は、物体を識別するための多くの識別技術のう
ちの1つにすぎない。RFIDシステムの核心は、情報
担持タグにある。タグは、基地局から受信するコード化
された無線信号に応答して機能する。通常、タグは、入
射無線キャリアを基地局に反射する。タグがそれにプロ
グラミングされた情報プロトコルに従って反射信号を変
調するので、情報が転送される。
【0003】タグは、高周波回路、論理機構およびメモ
リを有する半導体チップからなる。タグは、たとえばデ
ィスクリート構成要素、コンデンサおよびダイオードの
集合であることがしばしばであるアンテナと、能動タグ
の場合には電池と、構成要素を取り付けるための基盤
と、構成要素間の相互接続と、物理的な格納機構を有す
る。タグの変形の1つである受動タグは、電池を有しな
い。受動タグは、タグの問合せに使用される無線信号か
らエネルギを獲得する。一般に、RFIDタグは、個々
の要素を回路カードに取り付けることによって製造され
る。これは、基板と、チップ、コンデンサ、ダイオー
ド、アンテナなどの回路要素との間の、短いワイヤ・ボ
ンド接続かはんだ付け接続のいずれかを使用することに
よって行われる。回路カードは、エポキシ−ガラス繊維
複合材料またはセラミックからなるものとすることがで
きる。アンテナは、通常は、回路カードにはんだ付けさ
れたワイヤのループか、回路カードにエッチングまたは
めっきされた金属からなるワイヤのループである。この
アセンブリ全体を、プラスチックの箱に格納するか、3
次元プラスチック・パッケージに封入することができ
る。
【0004】従来技術のいくつかは、無線タグの応用分
野の隙間、たとえば、鉄道有蓋車の識別に焦点を合わせ
ている。これらのタグは、非常に大きくなる傾向があ
り、剛体で柔軟性がないケーシングに取り付けられた回
路基板上のディスクリート構成要素からなる。他の応用
分野は、自動課金産業、たとえば高速道路通行料金や橋
の通行料金である。無線タグは、バスの無接触料金カー
ドとしての使用について試験されている。
【0005】より小さいタグ、たとえば、従業員識別バ
ッジやセキュリティ・バッジに使用されるタグが、製造
されている。動物識別タグも、製造工程で構成要素を追
跡するためのRFIDシステムと同様に市販されてい
る。
【0006】さまざまなタグの設計と用途が、参照によ
って全体を本明細書に組み込まれる米国特許第4656
463号明細書(以下ではAnders特許と呼称する)に開
示されている。
【0007】従来技術では、比較的薄い無線タグ・パッ
ケージ内のタグも開示されている。
【0008】標準クレジット・カードの長さおよび幅を
有するタグが存在する。しかし、これらのカードは、通
常は2.5mmを越える厚さであり、柔軟性のないケー
シングを有する。クレジット・カード・サイズの長さお
よび幅を有するが、回路が置かれる位置にでっぱりがあ
り、カード読取り装置に挿入するには厚すぎるタグも存
在する。
【0009】防犯装置などの電子商品監視(EAS)の
一部は、薄い(0.3mm)が、通常は限られた量(す
なわち、1ビットのみ)の情報が格納される。これらの
装置の一部は、一度オフにすることはできるが、再活動
化することはできない。
【0010】図1に、無線タグ105の1つの構造を示
す。無線タグ105は、基板115上にチップ110を
取り付けられている。チップ110は、ワイヤ・ボンド
125によって基板115上の回路に接続される接点1
20を有する。カプセル封じ材料130が、環境保護の
ためチップを覆う。この無線タグ105の厚さは、チッ
プ構成要素の厚さの組合せによって決定される。通常、
これらのタグの基板の厚さは、少なくとも0.25mm
(10ミル)であり、ボンドの高いループ122を含む
チップ110の厚さは、0.5mm(20ミル)から1
mm(40ミル)まで変化し、カプセル封じ材料130
の厚さは、約0.25mm(10ミル)である。その結
果、この構造の無線タグ105の厚さは、最小値1mm
(40ミル)から1.5mm(60ミル)まで変化す
る。この構造は、多くの潜在的なタグ応用分野にとって
厚すぎる。
【0011】図2に、チップ接点152が導電性接着剤
160によって回路接点155に接続されるチップ14
0を示すもう1つの構造150を示す。この構造150
の基板115は、通常はFR4/プリント回路(厚さ1
mm(40ミル)から1.5mm(60ミル)まで)ま
たはフレキシブル基板(厚さ0.25mm(10ミ
ル))として製造される。チップ140と導電性接着剤
160によって、厚さが0.5mm(20ミル)から1
mm(40ミル)増え、カプセル封じ165によって、
構造150の厚さがさらに0.25mm(10ミル)か
ら0.5mm(20ミル)増える。したがって、この構
造の厚さは、2mm(80ミル)から3.5mm(13
0ミル)まで変化する可能性があり、図1の構造より厚
くなっている。
【0012】1mmより厚い他の構造が、当技術分野で
既知である。これには、構成要素としてQFP(quad f
lat pak)またはSOP(small outline pak)が含まれ
る。これらの構成要素を用いて作られる構造は、少なく
とも1mmの厚さであり、通常は2mmないし3mmの
厚さである。無線タグおよび無線タグ・システムの通常
の従来技術の実施例の1つが、参照によって全体を本明
細書に組み込まれれる米国特許第4075632号明細
書に開示されている。
【0013】半導体チップの一般的なパッケージングに
おいて、リードフレーム構造が当技術分野で既知であ
る。半導体メモリ・チップ・パッケージングのための1
つの実施例が、米国特許第4916519号明細書(以
下ではWard特許と称する)に開示されている。この構造
には、実装されるチップに接合されるエッチングまたは
打抜き加工された金属薄片の使用が含まれる。チップ
は、薄いワイヤボンド相互接続によって、リードフレー
ムに電気的に接続される。チップとリードフレームの内
側区域は、固い有機成形材料を使用してカプセル封じさ
れる。リードフレームの諸要素がパッケージから突き出
して、回路基板へのはんだ付けによる電気的接続が可能
になっている。
【0014】Eberhardt他の世界特許WO94/187
00号、1994年2月14日提出(以下ではEberhard
t特許と称する)では、RFIDタグの製造にリードフ
レーム技術を使用することが可能であると教示されてい
る。この場合、リードフレームは、チップおよびコイル
・アンテナの支持構造とコンデンサとして働く。チップ
からリードフレームへ、薄いワイヤボンディングによる
接続が行われる。コイル・アンテナは、リードフレーム
に電気的に接続され、このリードフレームは、コンデン
サとなることができる。Ward特許の例と同様に、構成要
素は、有機プラスチックまたはエポキシ成形材料を使用
して密封される。金属のリードフレームの諸要素が、パ
ッケージの封入された部分の外に延びる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、柔軟な
基板上に薄いRFIDタグを製造することが長らく必要
とされてきたことが教示される。しかし、薄い柔軟なタ
グという目標は望ましいが、従来技術の多くが、その目
標に到達できなかった。従来技術の参考資料の1つに、
1.5mmないし2.0mmの厚さのタグが開示されて
いる。このタグの厚さが、このタグの応用分野を制限し
ている。たとえば、この厚さは、国際標準化機構(IS
O)標準規格のクレジット・カードの厚さ0.76mm
よりはるかに厚く、したがって、クレジット・カード読
取り器に挿入されるクレジット・カードに使用すること
はできない。Eberhardt特許のパッケージの厚さは、ワ
イヤボンド相互接続を使用しているのでクレジット・カ
ードより厚くなる。リードフレーム、ワイヤボンドおよ
びエポキシ・カプセル封じの組合せを使用する、現在入
手可能な最も薄いパッケージは、1mm以上の厚さであ
る。Eberhardt特許のパッケージにコイルを追加する
と、このパッケージは少なくとも1.5mm厚、おそら
くは2mmないし3mm厚になることは確実である。コ
ンデンサを示すEberhardt特許のパッケージ実施例は、
コンデンサの体積を含むために、少なくとも2mm厚に
なる。Eberhardt特許のパッケージは、クレジット・カ
ードに含めるには厚すぎる。
【0016】従来技術の参考資料の1つに、全厚さ0.
8mmを有するパッケージが開示されている。この厚さ
は、それでもISO標準規格のクレジット・カード厚さ
の0.76mmより大きい。さらに、薄い要素が開示さ
れているが、柔軟な材料を使用することに関して何の考
慮もなされていない。構成要素は、固い回路カードに取
り付けられ、プラスチックにカプセル封じされる(固い
とは、簡単に手で引き裂くことができないことを意味す
る)。その結果は、堅固なパッケージである。従来技術
の多くが、パッケージのための薄い柔軟な積層被覆用材
料の使用を示していない。その結果、パッケージは厚
く、柔軟性がない。
【0017】従来技術は、薄く柔軟な無線トランスポン
ダの製造にも失敗してきた。というのは、少なくとも1
つの構成要素、すなわちアンテナを、そのアンテナを使
用して信号を送受信する高周波回路の外部に実装しなけ
ればならないからである。従来技術のトランスポンダに
は、少なくともこの2つの構成要素があるので、これら
の構成要素の支持を提供し、構成要素同士の相対的な位
置決めのために、何らかの種類の基板または回路カード
にこれらの構成要素を取り付けなければならない。この
基板またはカードによって、厚さが増加し、パッケージ
の柔軟性が制限される。
【0018】さらに、従来技術では、アンテナとチップ
構成要素の接続、支持および位置決めに使用される、ト
ランスポンダ・パッケージ内の構造を必要とすることが
しばしばである。これらの構造があると、パッケージの
複雑さと厚さが増し、柔軟性が下がる。基板または回路
基板の他に層を追加して、高周波回路とアンテナの3次
元的な位置決めを行い、その結果、構成要素間の電気的
接合を行えるようにする場合がある。たとえば、高周波
回路の支持と位置決めに1つの基板が必要であり、アン
テナを支持し、高周波回路上の接点の高さまで持ち上げ
るために基板の1つまたは複数の他の層が必要になる場
合がある。アンテナと接続導体が、電気配線の複数の平
面を必要とする、すなわち相互接続を完成するために設
計に交差が使用されることがしばしばである。構成要素
は、互いに積み重ねられることがしばしばである。
【0019】従来技術は、最小限の構成要素支持、最小
限の強さで薄く柔軟な構成要素、および、構成要素間の
最小限の相互接続を有するトランスポンダ・パッケージ
を構築するという問題を解決していない。
【0020】一部の従来技術の構造とパッケージングに
関する他の問題が存在する。一部の従来技術は、そのパ
ッケージングから突き出す金属のリードフレーム要素を
有する。これらの要素は、外部接続に使用されるのでは
なく、パッケージ構造設計とそれを製造するのに使用さ
れる工程の制限から生じたものである。これらの突き出
した要素は、複数の問題を引き起こす。これらの要素
は、内部的にチップに接続されているので、チップが静
電放電破壊(ESD)による損傷を受ける可能性があ
る。突き出した金属要素は、ESDの避雷針である。さ
らに、腐蝕性の環境では、金属が突き出したタグ・パッ
ケージは不適切である。たとえば、クリーニング(洗
濯)に関する要件は、パッケージが腐蝕に対する抵抗を
もたらすことである。大量の腐蝕性の塩素イオンを含む
塩素漂白が、クリーニング処理で使用される。金属要素
とエポキシ成形物の間の界面は、塩素イオンをパッケー
ジに運ぶチャンネルになる。金属要素自体も、塩素イオ
ンに富むクリーニング環境に浸された結果として腐蝕
し、溶解する可能性がある。
【0021】本発明の目的は、改良された無線トランス
ポンダ装置を提供することである。
【0022】本発明の目的は、最小限の構成要素と接続
とを有する改良された薄い柔軟な無線タグ装置を提供す
ることである。
【0023】本発明の目的は、保護囲いによって完全に
保護された最小限の構成要素と接続を有する、改良され
た薄い柔軟な無線タグ装置を提供することである。
【0024】本発明の目的は、基板層によって支持され
ない最小限の構成要素と接続を有する、改良された薄い
柔軟な無線タグ装置を提供することである。
【0025】本発明の目的は、保護囲いに固定的に取り
付けられない構成要素を有し、その結果、トランスポン
ダが機械的に曲げられた時の保護囲いと構成要素の間の
せん断力が減らされた、改良された薄い柔軟な無線タグ
を提供することである。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明は、最小限の構成
要素と接続を有し、これらの構成要素と接続を基板層に
よって支持されないものとすることができるので薄くて
柔軟な、新規の無線トランスポンダ(タグ)である。こ
れは、導電性リードフレーム構造を、接続媒体としての
みならず、回路要素すなわちトランスポンダ・アンテナ
としても使用することによって達成される。さまざまな
好ましい実施例では、リードフレームは、機械的に位置
決めされ、回路チップに固定可能に取り付けられ、その
結果、リードフレーム(アンテナ)が自己支持型にな
る。一部の好ましい実施例では、リードフレームが回路
チップに取り付けられる位置に保護コーティングを追加
して、チップの表面を腐蝕や摩耗から保護し、(一部の
実施例では)回路チップに光があたらないようにし、回
路チップの電気コネクタに固定可能に取り付けられるリ
ードフレーム・アンテナ構造の機械的接続を強化するこ
とができる。さらに、一部の好ましい実施例は、リード
フレーム・アンテナ、回路チップ、および、保護コーテ
ィングを設ける場合には保護コーティングの全体を包む
保護囲いを有する。保護囲いは、リードフレーム・アン
テナと回路チップに腐蝕と摩耗に対する抵抗を提供す
る。代替実施例では、保護囲いに、1つまたは複数の層
を含めることができる。さらに、保護囲いは、リードフ
レーム・アンテナに固く取り付けられない材料から作る
ことができ、その結果、アンテナが機械的に曲げられた
時のリードフレーム・アンテナと保護囲いの間のせん断
力を減らすことができる。
【0027】
【発明の実施の形態】図3は、本発明の好ましい実施例
の1つの平面図であり、図4はその前面(立面)図であ
る。
【0028】この実施例には、無線トランスポンダであ
る回路チップ210が含まれる。この回路チップは、回
路チップ内の回路に接続された1つまたは複数のコネク
タ220(たとえば220Aと220B)を有する表面
215および側面265(たとえば265L、265
R、265Bおよび265T)を有する。回路チップ2
10は、回路チップの表面上にあり、コネクタ220を
含み、チップの側面265のいずれからも所与の距離2
35(たとえば235L、235R、235Bおよび2
35T)にある、中央部分260も有する。通常、この
回路には、高周波信号を送受信するための高周波回路
と、情報を記憶するためのメモリと、制御および通信プ
ロトコルのための論理回路および他のディジタル回路が
含まれる。このような回路チップ210は周知である。
たとえば、上で組み込まれたAnders特許を参照された
い。もう1つの新規の回路が、参照によって全体を本明
細書に組み込まれる米国特許出願第08/303965
号明細書に開示されている。本発明の最も好ましい使用
は、無線トランスポンダ、具体的にはRFIDタグであ
る回路チップ210の使用であるが、どのような半導体
チップ回路210であっても、本発明を実施する形でリ
ードフレーム構造に取り付けることができる。
【0029】符号200のアンテナは、リードフレーム
から構成される。このリードフレーム・アンテナ200
は、1つまたは複数の端で支持される時に所与の量まで
アンテナをたわませることができる程度の剛性を有す
る、導電性の材料から作られる。剛性は、1単位のひず
みを生じるのに必要な応力として定義されるヤング率に
よって表される。ひずみは、長さの変化とすることがで
きる。リードフレーム材料のヤング率の所望の範囲は、
12×1011dyne/cm2(17.5×106ポンド
/平方インチ)程度またはこれ以上である。リードフレ
ーム・アンテナ200は、下で述べるさまざまな形状で
設計できる。しかし、リードフレーム・アンテナ200
は、少なくとも2つの端200A、200Bを有し、そ
のうちの少なくとも1つ200Aは、回路チップ210
のコネクタ220のうちの1つに接続点225で電気的
に取り付けられる。好ましい実施例の一部では、接続点
225で固定可能に取り付けられるリードフレーム・ア
ンテナ200の端は、平坦、三日月形、オフセット、角
度付きおよび球のうちのいずれかの端形状を有する。
【0030】リードフレーム・アンテナ200は、回路
チップ210の表面215と重なり合う、オーバーラッ
プ長230と称する部分も有する。オーバーラップ長2
30は、リードフレーム・アンテナ200のうち、リー
ドフレーム・アンテナ200の端200Aとコネクタ2
20の電気的な接続点225と、回路チップ210の側
面265との間の部分である。オーバーラップ長230
には、電気的および機械的な接続点225が含まれる。
リードフレーム・アンテナ200のチップ外長さ240
は、アンテナのうち、表面215と重なり合わず、側面
265のいずれかを越えて懸架される部分である。
【0031】リードフレーム・アンテナ200は、回路
チップに機械的にも取り付けられ、その結果、オーバー
ラップ長の1つまたは複数の位置でチップに固定され
る。これらの位置のうちの1つは、それぞれリードフレ
ーム・アンテナ200の端200A、200Bとコネク
タ220A、220Bとの間の電気的な接続点225に
なる。この固定可能な取り付けによって、接続点225
A、225Bでの機械的な移動がなくなる。リードフレ
ーム・アンテナ200の端200A、200Bの間の固
定された機械的および電気的な接続をもたらす従来技術
のどのような接続でも使用できる。
【0032】リードフレーム・アンテナ200の端20
0A、200Bをコネクタ220A、220Bで固定可
能に取り付けるほかに、固定された取付けに、オーバー
ラップ長230と回路チップ210またはオーバーラッ
プ長230と表面215の間の他の機械的取付けを含め
ることができる。好ましい実施例の一部では、固定され
た取付けに、保護コーティング(下で説明する)の接着
効果が含まれる。この保護コーティングは、オーバーラ
ップ長230を表面215に取り付けるためにオーバー
ラップ長230と表面215の間または他の位置に置か
れ、その結果、オーバーラップ長230と表面215の
間の移動が存在しなくなる。
【0033】リードフレームは、打抜きまたはエッチン
グされた薄片である(下の図23の説明を参照された
い)。使用される材料は、通常は、銅、銅合金、または
alloy-42などのニッケル−鉄合金である。他の導電材料
も考えられる。
【0034】図5は、保護コーティング270を有し、
リードフレーム・アンテナ200を有する回路チップ2
10を示す立面図である。この保護コーティングは、回
路チップの表面215を覆い、リードフレーム・アンテ
ナ200の端200A、200Bと重なり合う。好まし
い実施例では、保護コーティング270は、回路チップ
210の1つまたは複数の側面265とも重なり合い、
その結果、アンテナの端200A、200Bが表面21
5とフィレット266に機械的に固定されるようにな
る。保護コーティングをチップの側面の周囲に流し、フ
ィレット266を形成することによって、表面215が
完全に覆われるようになる。これによって、保護コーテ
ィング270の表面215全体へのよりよい接着も保証
される。保護コーティングを表面215と側面265の
上に流し、フィレット266を形成することによって、
リードフレームの端200A、200Bの支持と機械的
強度がさらに高まる。
【0035】好ましい実施例では、保護コーティング2
70が、熱硬化性の、エポキシ、シリコン、イソシアン
塩酸またはポリウレタンとも称するウレタンなどのポリ
マー材料から作られる。追加の保護コーティングには、
フォトポリマーまたは紫外線(UV)硬化型材料が含ま
れる。
【0036】図6に、保護コーティング270と保護囲
い280を有する図5に示された発明の立面図を示す。
好ましい実施例では、保護囲いに、内層285と外層2
83の2層が含まれる。代替案では、保護囲い280全
体が1つの層で作られる。
【0037】保護囲い280は、回路チップ210とリ
ードフレーム・アンテナ200に環境保護を与える。保
護囲い280は、水分、化学物質、汚染物質、腐蝕材料
などが回路チップ210、コネクタ220およびリード
フレーム・アンテナ200に破壊的な化学作用を及ぼさ
ないようにする。
【0038】保護囲い280は、衝撃、摩耗、切断など
に対するリードフレームの機械的保護も提供する。さら
に、保護囲いは、パッケージング媒体を提供し、情報の
印刷とトランスポンダの取扱い媒体を提供する。たとえ
ば、保護囲い280は、板紙または紙(たとえば、トラ
ンスポンダ250の収納に使用される封筒、はがき、ク
レジット・カード、パスポートなど)とすることができ
る。
【0039】好ましくは、保護囲い280は、紙、板
紙、熱硬化性、熱可塑性または圧力感知材料すなわち、
エチレン・アセテート、ポリスチレン、ポリカーボネー
ト、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポ
リエステル、ポリオレフィン、ナイロン、ビニル、シリ
コン、ゴム系接着剤、アクリル系接着剤および水溶性接
着剤、ポリエチレン・テレフタラート(PET)、ポリ
エチレン・ナフタレート(PEN)、ポリエテルイミド
(PEI)、ポリエテルエテルケトン(PEEK)、ポ
リスルホン(PS)、ポリフェニレンスルホン(PP
S)およびポリエテルスルホン(PES)、ポリ塩化ビ
ニル(PVC),ポリエステル(マイラ)およびポリイ
ミド(カプトン)のうちのいずれかから作ることができ
る。
【0040】トランスポンダとその保護囲いの他の使用
は、参照によって全体を本明細書に組み込まれる米国特
許出願第08/303977号明細書に記載されてい
る。
【0041】保護囲い280は、2層(外層283と内
層285)で適用することができる。この場合、内層2
85は、トランスポンダ250の層が剥離しないように
内層285をリードフレーム・アンテナ200と回路チ
ップ210によく接着させる、良好な粘着特性と流動特
性を有するはずである。外層283は、環境ストレスお
よび機械的応力からトランスポンダ250を保護するた
め、弾力性があり、強靱であることが好ましい。
【0042】内層285に使用される好ましい材料に
は、エチレン・ビニル・アセテート系、アクリル系、シ
リコン系、ゴム系、改質エポキシ系、フェノール系、ポ
リエステル系、ポリイミド系ならびにフッ素樹脂系の接
着剤が含まれる。外層または単一層の保護囲い280に
使用される材料には、紙、板紙、ポリエチレン・テレフ
タラート(PET)、ポリエチレン・ナフタレート(P
EN)、ポリエテルイミド(PEI)、ポリエテルエテ
ルケトン(PEEK)、ポリスルホン(PS)、ポリフ
ェニレンスルホン(PPS)、ポリエテルスルホン(P
ES)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエステル(マ
イラ)およびポリイミド(カプトン)が含まれる。
【0043】好ましい実施例では、保護囲い280(ま
たは外層283と内層285)は、回路チップ210と
リードフレーム・アンテナ200を完全に囲むことに留
意されたい。これは、保護囲い280を通るすべての経
路を介する電気火花を含む、環境作用物の攻撃からリー
ドフレーム・アンテナ200と回路チップ210を保護
するためである。
【0044】図7は、単一層の保護囲い280を有し、
保護コーティング270がないトランスポンダ250の
立面図である。この実施例は、通常は、既知の技法によ
って射出成形されるはずである。この実施例は、任意の
形状の剛体パッケージとして製造でき、リードフレーム
・アンテナ200と回路チップ210の非常に優れた機
械的支持と環境保護を提供できる。トランスポンダ25
0は、玩具、機械部品、カバーおよびコンテナなどとし
て使用される射出成形されたプラスチック・ハウジング
に封入することができる。
【0045】図8は、トランスポンダ250の好ましい
実施例の立面図である。トランスポンダ250は、回路
チップ210とオーバーレイヤ290の間に挟まれた保
護コーティング270を有する。保護コーティング27
0は、回路の縁である側面265とリードフレーム・ア
ンテナ200の下面の間でフィレット295の領域を形
成する。オーバーレイヤ290は、保護コーティング2
70の案内として働き、保護コーティング270は、リ
ードフレーム・アンテナ200の下面から「(毛細管現
象によって)移動する」ので、オーバーレイヤと表面2
15の間の領域292に流れ込む。オーバーレイヤ29
0は、領域292を画定することによって保護コーティ
ング270の厚さを正確に決定し、また、保護コーティ
ング270が表面215を完全に覆うことを保証する。
フィレット295は、リードフレーム・アンテナ200
の追加の機械的支持と回路チップ210へのリードフレ
ーム・アンテナ200の接着を提供する。
【0046】好ましい実施例の1つでは、オーバーレイ
ヤの長さ、幅、および表面215上での位置は、オーバ
ーレイヤが回路チップ210上でコネクタ220を越え
て延びるようにされている。もう1つの好ましい実施例
では、オーバーレイヤの長さと位置は、オーバーレイヤ
が回路チップ210の側面265を越えて延びるように
されている。これは、よりよいフィレット295を形成
するために行われる。
【0047】図3ないし図8から、トランスポンダの好
ましい実施例の1つで、導電材料の平面(たとえばメタ
ライゼーション)が1つだけ存在し、それがリードフレ
ーム・アンテナ200であることが示されることに留意
されたい(表面215上のコネクタ220は、非常にわ
ずかな量すなわちコネクタ220と接続点225の厚さ
だけこの平面から外れている)。これは、リードフレー
ム・アンテナ200の剛性と、コネクタ(および、保護
コーティング270と保護囲い280を使用する場合に
は他の場所)でのアンテナの固定された機械的取付けに
よって可能にされる。導電材料の層は1つしかないの
で、このトランスポンダは、より柔軟であり、薄いプロ
ファイルを有する。
【0048】図9ないし図12は、リードフレーム・ア
ンテナと保護囲い280を有する好ましいRFIDタグ
の平面図(図9)またはさまざまな断面図(図10ない
し図12)である。
【0049】図9には、トランスポンダ250の平面図
が示され、リードフレーム・アンテナ200のチップ外
長さ240での横断面AAと、リードフレーム・アンテ
ナ200のオーバーラップ長230での具体的には接続
点225を通る横断面BBと、トランスポンダのうちで
リードフレーム・アンテナ200がない部分の横断面C
Cがある。
【0050】図10は、リードフレーム・アンテナ20
0のチップ外長さ240でのトランスポンダ250の横
断面AAを示す図である。この横断面にある構成要素
は、保護囲い280によって囲まれたリードフレーム・
アンテナ200および320だけである。リードフレー
ム・アンテナ200のチップ外長さ240の部分では、
リードフレーム・アンテナ200は、基板などの他の支
持構造なしに、保護囲い280内に懸架され、これによ
って支持される。したがって、トランスポンダ250
(およびトランスポンダ250のリードフレーム・アン
テナ200)のチップ外長さ240の部分に必要な構造
が、リードフレーム・アンテナ200の要素と保護囲い
280だけであるから、このトランスポンダ250は、
非常に薄くすることができる。トランスポンダ250
は、薄いが、リードフレーム・アンテナ200と保護囲
い280の強さが組み合わされるので、機械的に強く、
環境に対する耐性がある。
【0051】図11は、回路チップ210の端が表面2
15の一部またはオーバーラップ長230と重なり合
う、トランスポンダ250の横断面BBを示す図である
(この横断面は、具体的には接続点225を通る)。こ
の横断面図には、保護コーティング270と、コネクタ
220に接続されたリードフレーム・アンテナ200の
端200Aも示されている。
【0052】図12は、リードフレーム・アンテナ20
0がない点でのトランスポンダ250の横断面CCを示
す図である。この横断面図には、保護囲い280だけが
含まれ、トランスポンダ250が保護囲い280によっ
て完全に囲まれ、その結果、環境汚染物が進入し、リー
ドフレーム・アンテナ200、リードフレームの端20
0A、200B、コネクタ220または回路チップ21
0を攻撃するための経路が存在しないことが示されてい
る。
【0053】図9ないし図12に示された保護囲い28
0に、上で述べたように内層285と外層283を含め
ることができることに留意されたい。
【0054】図13ないし図20は、リードフレーム金
属上にさまざまな形状を打抜きまたはエッチングするこ
とによって作成されるさまざまなリードフレーム・アン
テナ構造を示す図である。やはり、チップ外長さは、リ
ードフレーム・アンテナ200または420の剛性のゆ
えに、基板または他の支持なしに懸架できる。上のヤン
グ率の定義を参照されたい。
【0055】図13には、アンテナのデフレクタまたは
リフレクタのように、寄生要素であるリードフレーム・
アンテナ421と共に回路チップ210のコネクタ22
0に取り付けられたダイポール・アンテナであるリード
フレーム・アンテナ420がある。
【0056】図14では、二重ダイポール・アンテナで
あるリードフレーム・アンテナ420が、打抜きまたは
エッチングされ、チップ400上のコネクタ220に電
気的機械的に取り付けられる(以下では、チップ400
は回路チップ210の変形である。たとえば、図14で
は、チップ400は2対のコネクタ220を有する)。
その代わりに、2つのダイポール・アンテナであるリー
ドフレーム・アンテナ420を、異なる長さとすること
ができ、したがって、チップ400上の2つの別々の発
振器によって制御される異なる周波数のアンテナとする
ことができる。
【0057】図15では、リードフレーム・アンテナ構
造が、アンテナの範囲と方向性を改良するために複数の
要素を有する「針電極構造」である。
【0058】図16では、2つのダイポール・アンテナ
であるリードフレーム・アンテナ420が、リードフレ
ームから打抜きまたはエッチングされて、アンテナの範
囲と方向性が強化されるように直角またはほぼ直角の要
素を有するアンテナが作られる。
【0059】図17は、モノポール・アンテナ460を
示す図である。
【0060】図18は、単一ループ・アンテナ450を
示す図であり、図19は、多重ループ・アンテナ455
Aおよび455Bを示す図である。
【0061】上記その他のアンテナ構造は、参照によっ
て全体を本明細書に組み込まれる米国特許出願通し番号
第08/303976号明細書に開示されている。
【0062】さらに、図20は、図13に2つのダミー
・チップ接点480を加えた平面図である。ダミー接点
480は、ダミー金属コネクタ411によって、突起4
12に接続される。ダミー接点480は、ダミー金属コ
ネクタ411と共に、アンテナのコネクタ220と反対
側のチップ上に機械構造をもたらす。コネクタ220お
よびダミー接点480で形成される構造は、リードフレ
ーム・アンテナ420(およびダミー金属コネクタ41
1)の接続中にコネクタ220およびダミー接点480
と物理的に接触するヘッドに対して同一の高さにあるチ
ップの表面215上の任意の位置に置き、その結果、ヘ
ッドの物理的接触(衝撃)によってチップ400が回転
せず、これにねじり応力がかからないようにすることが
できる。突起412は、機械的支持のためリードフレー
ムの未使用部分への接続をもたらし、チップ400は、
リードフレーム・アンテナ420(任意選択のリードフ
レーム・アンテナ421と共に)に取り付けられる。チ
ップ400がリードフレーム・アンテナに取り付けられ
た後に、突起412が切り取られる。参照によって全体
を本明細書に組み込まれる本明細書と同時出願の米国特
許出願第???号明細書を参照されたい(さらに、リー
ドフレーム・アンテナ420とダミー金属コネクタ41
1は、圧縮接着、超音波接着、熱音波接着、レーザー音
波接着を含む1つまたは複数の既知の接続方法によっ
て、コネクタ220(ダミー接点480)に接続できる
ことに留意されたい)。接着技法の一部については、米
国特許出願第08/330288号明細書を参照された
い。
【0063】上記のさまざまなアンテナ構造のすべてお
よび他のアンテナ構造は、図3ないし図8で説明したよ
うに、保護コーティング270または保護囲い280と
共に回路チップ210または400に電気的に接続でき
る。
【0064】図21は、リードフレーム・アンテナ52
0(200、420など)のリードフレーム要素を位置
決めするのにポジショナ540を使用する、本発明のリ
ードフレーム構造530の好ましい実施例の1つの平面
図である。ポジショナ540は、リードフレーム・アン
テナ520の(回路チップ210、400などに関す
る)位置を維持し、リードフレーム・アンテナ520の
追加の支持を提供する、有機薄膜のストリップまたはテ
ープである。具体的に言うと、ポジショナ540は、組
み立て工程中、リードフレーム・アンテナ520がコネ
クタ220に取り付けられ、さらに、リードフレーム・
アンテナ520をリードフレーム構造530にパッケー
ジングする前に支持を提供する可能性があるリードフレ
ームの未使用部分から切り取られる時に、リードフレー
ム・アンテナ520に余分の強度を提供する(このリー
ドフレーム・アンテナ520は、上で説明したアンテナ
実施例のいずれであってもよく、チップは、上で説明し
たチップのいずれであってもよい)。
【0065】ポジショナ540は、通常は10μmと1
25μmの間の厚さである。より好ましくは、ポジショ
ナ540は、15μmと50μmの間の厚さである。ポ
ジショナ540に使用される材料の例には、熱硬化性材
料、熱可塑性材料、またはポリイミドが含まれる。マイ
ラ(ポリエステル)は、使用可能な材料である。
【0066】通常、ポジショナ540は、できる限り回
路チップ210の近くに置かれる。好ましい実施例で
は、このギャップ距離545は、0.15mmと0.7
5mmの間である。より好ましくは、この距離は、約
0.175mmないし0.5mmである。しかし、この
距離は、現在の製造技術によって規定される。この製造
技術で、チップの表面を侵害せずにポジショナ540の
位置をチップに近づけることができ、コスト効率が良い
ならば、ポジショナ540のより近い配置が使用され
る。通常、ポジショナ540は、0.25mmと5mm
の間のポジショナ幅560を有する。より好ましくは、
ポジショナ幅560は、0.5mmと2.5mmの間で
ある。
【0067】しかし、ギャップ距離545は、接続点2
25に接続されたリードフレーム・アンテナの端200
A、200Bと共にチップを覆い、チップの側面265
上にあふれて「フィレット266、295」を形成する
カプセル封じ材の正しい(毛細管現象による)移動(た
とえば図5および図8を参照されたい)を保証するため
に必要であることに留意されたい。正しい(毛細管現象
による)移動が発生するためには、ギャップ距離545
は、保護コーティング270が流れるのに十分な広さで
あるが、カプセル封じ材がギャップ距離545を通って
落下するほど広くないことが必要である。実際には、ギ
ャップ距離545は、少なくとも0.18mm(約7ミ
ル)であることが必要である。
【0068】図21の横断面B−BおよびC−Cは、上
で説明した図11および図12の断面B−BおよびC−
Cと同一である。図22は、図21の横断面A−Aであ
り、保護囲い280に封入されたリードフレーム・アン
テナ520とポジショナ540が示されている。
【0069】通常、ポジショナは、チップに対してリー
ドフレームと同じ側に置かれる。これは、パッケージ全
体の厚さを増やさないために行われる。チップとポジシ
ョナの両方を、リードフレームの同じ側に取り付ける場
合、パッケージのこの部分の最大厚さは、リードフレー
ムの厚さに、チップとポジショナのうちの厚い方の厚さ
を加えた値になる。チップとポジショナがリードフレー
ムの反対側に置かれる場合、全体の厚さは、これら3つ
の要素の厚さの合計になる。
【0070】図23は、リードフレーム・アンテナ62
0、621(または上で述べた他のリードフレーム・ア
ンテナのいずれか)と代替案の好ましいポジショナ64
0を有する高周波回路の平面図である。このポジショナ
640は、チップ(210、400など)とギャップの
2倍(通常はギャップ615の2倍、またはギャップ6
15Lと615Rの合計)を覆うのに十分な幅であるポ
ジショナ幅610を有し、なおかつリードフレーム・ア
ンテナ620の一部とのオーバーラップ625を有す
る。回路チップ210の横のギャップ615(右がギャ
ップ615R、左がギャップ615L)とチップの上下
のギャップ630(上が630T、下が630B)が、
回路チップ210がおさまる窓650を形成する。好ま
しい実施例では、上で説明したように、すべてのギャッ
プ(615L、615R、630T、630B)は、回
路チップ210の側面265とポジショナ640の間を
カプセル封じ材が流れられるようにするのに十分な広さ
であり、その結果、カプセル封じ材は、(毛細現象によ
って)移動し、フィレットを形成して、回路チップ21
0の側面265に付着する。この実施例では、製造工程
において、回路チップ210を窓650内に位置決め
し、その結果、正しいギャップ(615、630)が作
成されるようにすることが必要である。ポジショナ64
0は、上で説明したポジショナと同じ厚さで、同じ材料
から作ることができる。
【0071】図24は、リードフレーム・アンテナ42
0および421と、チップ(210、400など)の両
側に置かれる代替案の好ましいポジショナ740を有す
る高周波回路の平面図である。回路チップ210の左右
のギャップ715(左が715L、右が715R)は、
回路チップ210がおさまるトラフ730またはチャネ
ルを形成する。上で説明したように、好ましい実施例で
は、ギャップ715は、回路チップ210の側面265
とポジショナ740の間をカプセル封じ材が流れられる
ようにするのに十分な広さであり、その結果、カプセル
封じ材は、(毛細現象によって)移動し、フィレットを
形成して、回路チップ210の側面265に付着する。
この実施例では、製造工程において、トラフ730内に
回路チップ210を位置決めし、その結果、正しいギャ
ップ715が作成されるようにする必要がある。ポジシ
ョナ740は、上で説明したポジショナと同じ厚さで、
同一の材料から作ることができる。通常、ポジショナ7
40は、0.25mmと5mmの間のポジショナ幅76
0を有する。より好ましくは、ポジショナ幅760は、
0.5mmと2.5mmの間である。ポジショナ740
は、ギャップ715が0.5mm以下になるように配置
されることが好ましく、ギャップ715が0.25mm
以下になるように配置されることがより好ましい。
【0072】図25ないし図27は、それぞれ回路チッ
プのコネクタ220の「センタリング」の平面図(図2
5)、「センタリングされた」回路チップのコネクタ2
20への代替取り付けの平面図(図26)、保護コーテ
ィング270を有する側面図(図27)である。この形
でのコネクタの位置決めによって、ポジショナ(54
0、640および740)が保護コーティング270を
保持してチップ上に保護コーティング270のドームを
形成する必要が、減るかなくなる。
【0073】図25と図26では、リードフレーム・ア
ンテナ200(上で説明したアンテナ構造のいずれか)
のリードが、オーバーラップ長230の上に位置決めさ
れ、回路チップ210上のコネクタ220に接続点22
5で接続される。コネクタ220は、回路チップ210
の側面265のそれぞれから最小の距離815の位置に
置かれる。具体的に言うと、コネクタは、チップの表面
215上で、回路チップ210の左側面265Lから距
離815L、右側面265Rから距離815R、下側面
265Bから距離815B、上側面265Tから距離8
15Tに置かれる。この形でコネクタ220を配置する
ことで、チップ・コネクタが回路チップ210の表面の
中央領域850で「センタリング」される。このセンタ
リングによって、より大きいオーバーラップ長230が
もたらされ、これによって、回路チップ210へのリー
ドフレーム・アンテナ200(など)のより強い機械的
接続がもたらされる。好ましい実施例では、距離815
は0.25mmと0.5mmの間である。より好ましく
は、距離815は、小さいチップの場合にはチップの幅
の約1/4である。
【0074】図26では、1つまたは複数のリードフレ
ーム・アンテナ要素801が、曲げ860を有する。こ
れは、機械的な曲げからの応力や、パッケージの異なる
材料の熱膨張係数の不一致からの応力を逃がすために行
われる。
【0075】図27では、保護コーティング270のド
ームが、保護コーティング270によってチップの接続
点225を覆う形で回路チップ210の上に堆積され
る。
【0076】図28は、リードフレーム・アンテナ92
0(200など)の構造によって支持され、これに接着
される回路チップ210を示す、本発明の構造の好まし
い代替実施例900の側面図である。ワイヤボンド・ワ
イヤ901は、リードフレーム・アンテナ920に接着
されて、リードフレーム・アンテナ920への接続93
5を形成する。ワイヤボンド・ワイヤ901は、回路チ
ップ210上のコネクタ220に接続点225で接着さ
れる。回路チップ210は、リードフレーム・アンテナ
920上に置かれ、この構造全体は、保護囲い280に
よって囲まれる。
【0077】上の開示があれば、同等の代替実施例は当
業者に明白になる。これらの実施例は、発明者の意図に
含まれる。たとえば、開示されたアンテナ構造のいずれ
もが、開示されたポジショナのいずれかと共に使用可能
である。その代わりに、ポジショナを使用しないことも
可能である。また、高周波パッケージに、保護コーティ
ングまたは保護囲いのいずれかを使用することも、使用
しないことも可能である。
【0078】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【0079】(1)a.1つまたは複数のコネクタを有
する表面を有する回路チップと、 b.2つ以上の端を有する導電性薄片であり、1つまた
は複数の端が回路チップ上のコネクタのうちの1つに電
気的に取り付けられ、その結果、高周波回路用のリード
フレーム・アンテナを形成するリードフレームとを含
む、無線トランスポンダ。 (2)チップ・コネクタのうちの1つの電気的に接続さ
れた1つまたは複数の端が、チップ・コネクタに固定可
能に取り付けられ、リードフレーム・アンテナが、固定
可能に取り付けられたチップ・コネクタで支持されるこ
とを特徴とする、上記(1)に記載のトランスポンダ。 (3)端が、直接冶金的取付け、c4ボンディング、は
んだボンディングおよび金属バンプ・ボンディングのう
ちのいずれかを用いて電気的かつ固定可能に取り付けら
れることを特徴とする、上記(2)に記載のトランスポ
ンダ。 (4)固定可能に取り付けられた端が、平坦、三日月
形、オフセット、角度付きおよび球のうちのいずれかの
端形状を有することを特徴とする、上記(2)に記載の
トランスポンダ。 (5)導電性薄片が、銅、銅合金、ニッケル−鉄合金、
銅めっきされた金属、銀めっきされた金属、ニッケルめ
っきされた金属および金めっきされた金属のうちのいず
れかで作られることを特徴とする、上記(1)に記載の
トランスポンダ。 (6)a.表面、高周波回路および高周波回路に電気的
に接続された1つまたは複数のコネクタを有する回路チ
ップと、 b.2つ以上の端を有する導電性薄片であるリードフレ
ームであって、1つまたは複数の端が、回路チップ上の
コネクタのうちの1つに電気的に接続され、その結果、
リードフレームが高周波回路用のリードフレーム・アン
テナを形成し、リードフレームがチップ外長さとオーバ
ーラップ長とを有し、チップ外長さが表面と重なり合わ
ず、オーバーラップ長が表面と重なり合い、少なくとも
1つの端が、オーバーラップ長の一部であり、コネクタ
のうちの1つに電気的かつ固定可能に取り付けられるリ
ードフレームと、 c.回路チップ表面および回路チップ表面と重なり合う
端を覆う保護コーティングとを含む、無線トランスポン
ダ。 (7)チップ外長さが、支持されないことを特徴とす
る、上記(6)に記載の無線トランスポンダ。 (8)1つまたは複数のコネクタが、回路チップの中央
部分の中に置かれ、その結果、保護コーティングが、リ
ードフレーム・アンテナの追加の支持をもたらし、中央
部分が、表面上で回路チップの1つまたは複数の側面の
いずれからも少なくとも0.5mm(20ミル)離れて
いることを特徴とする、上記(6)に記載の無線トラン
スポンダ。 (9)リードフレーム・アンテナのチップ外長さが、1
つまたは複数のポジショナに取り付けられることを特徴
とする、上記(6)に記載の無線トランスポンダ。 (10)端が、直接冶金的取付け、c4ボンディング、
はんだボンディング、ワイヤ・ボンディングおよび金属
バンプ・ボンディングのうちのいずれかを用いて電気的
かつ固定可能に取り付けられることを特徴とする、上記
(6)に記載のトランスポンダ。 (11)オーバーレイヤをさらに含み、オーバーレイヤ
が、回路チップのコネクタの上に置かれ、保護コーティ
ングが、表面とオーバーレイヤとの間にある、上記
(6)に記載のトランスポンダ。 (12)保護コーティングが、回路チップの1つまたは
複数の側面の回りにさらに延び、フィレットを形成する
ことを特徴とする、上記(11)に記載のトランスポン
ダ。 (13)オーバーレイヤが、コネクタを越えて延びる長
さ、幅および位置を有することを特徴とする、上記(1
1)に記載のトランスポンダ。 (14)オーバーレイヤが、側面を越えて延びる長さ、
幅および位置を有することを特徴とする、上記(11)
に記載のトランスポンダ。 (15)a.表面、高周波回路および高周波回路に接続
された1つまたは複数のコネクタを有する回路チップ
と、 b.2つ以上の端を有する導電性薄片であるリードフレ
ームであって、1つまたは複数の端が、回路チップ上の
コネクタのうちの1つに電気的かつ固定可能に取り付け
られ、その結果、リードフレームが高周波回路用のリー
ドフレーム・アンテナを形成するようにする接続された
端であり、リードフレームがチップ外長さとオーバーラ
ップ長とを有し、チップ外長さが表面と重なり合わず、
オーバーラップ長が表面と重なり合い、接続された端の
うちの少なくとも1つが、オーバーラップ長の一部であ
るリードフレームと、 c.回路チップおよびリードフレームを包む保護囲いと
を含む高周波回路。 (16)1つまたは複数のコネクタが、回路チップの中
央部分の中に置かれ、その結果、保護囲いが、リードフ
レーム・アンテナの追加の支持をもたらし、中央部分
が、表面上で回路チップの1つまたは複数の側面のいず
れからも少なくとも0.5mm(20ミル)離れている
ことを特徴とする、上記(15)に記載の高周波回路。 (17)接続された端が、直接冶金的取付け、c4ボン
ディング、はんだボンディング、ワイヤ・ボンディング
および金属バンプ・ボンディングのうちのいずれかを用
いて電気的かつ固定可能に取り付けられることを特徴と
する、上記(15)に記載の高周波回路。 (18)チップ外長さの全体にわたって1レベルの導体
があることを特徴とする、上記(15)に記載の高周波
回路。 (19)リードフレーム・アンテナのチップ外長さが、
単一の層を含み、リードフレーム・アンテナのチップ外
長さの任意の位置のトランスポンダの横断面が、リード
フレーム・アンテナと保護囲いだけを含むことを特徴と
する、上記(15)に記載の高周波回路。 (20)リードフレーム・アンテナのチップ外長さが、
1つまたは複数のポジショナに取り付けられることを特
徴とする、上記(15)に記載の高周波回路。 (21)a.表面および高周波回路を有する回路チップ
と、高周波回路に接続された1つまたは複数のコネクタ
と、 b.2つ以上の端を有する導電性薄片であるリードフレ
ームであって、1つまたは複数の端が、回路チップ上の
コネクタのうちの1つに電気的かつ固定可能に取り付け
られ、その結果、リードフレームが高周波回路用のリー
ドフレーム・アンテナを形成するようにする接続された
端であり、リードフレームがチップ外長さとオーバーラ
ップ長とを有し、チップ外長さが表面と重なり合わず、
オーバーラップ長が表面と重なり合い、接続された端の
うちの少なくとも1つが、オーバーラップ長の一部であ
るリードフレームと、 c.チップ表面の少なくとも一部とコネクタとを覆う保
護コーティングと、 d.回路チップ、保護コーティングおよびリードフレー
ムを包む保護囲いとを含む無線トランスポンダ。 (22)保護コーティングが、熱硬化性の、エポキシ、
シリコン、イソシアン塩酸またはポリウレタンとも称す
るウレタンのうちのいずれかのポリマー材料から作ら
れ、追加の保護コーティングに、フォトポリマーまたは
紫外線(UV)硬化型材料が含まれることを特徴とす
る、上記(21)に記載のトランスポンダ。 (23)保護囲いが、紙、板紙、熱硬化性、熱可塑性ま
たは圧力感知材料すなわち、エチレン・アセテート、ポ
リスチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリオレフィ
ン、ナイロン、ビニル、シリコン、ゴム系接着剤、アク
リル系接着剤および水溶性接着剤と、ポリエチレン・テ
レフタラート(PET)、ポリエチレン・ナフタレート
(PEN)、ポリエテルイミド(PEI)、ポリエテル
エテルケトン(PEEK)、ポリスルホン(PS)、ポ
リフェニレンスルホン(PPS)およびポリエテルスル
ホン(PES)と、ポリ塩化ビニル(PVC),ポリエ
ステル(マイラ)およびポリイミド(カプトン)のうち
のいずれかの材料から作られることを特徴とする、上記
(21)に記載のトランスポンダ。 (24)保護コーティングが、射出成形される材料であ
ることを特徴とする、上記(21)に記載のトランスポ
ンダ。 (25)保護囲いが、内層と外層を含むことを特徴とす
る、上記(21)に記載のトランスポンダ。 (26)内層が、エチレン・ビニル・アセテート系、ア
クリル系、シリコン系、ゴム系、改質エポキシ系、フェ
ノール系、ポリエステル系、ポリイミド系ならびにフッ
素樹脂系の接着剤のうちのいずれかの材料から作られる
ことを特徴とする、上記(25)に記載のトランスポン
ダ。 (27)外層が、紙、板紙、ポリエチレン・テレフタラ
ート(PET)、ポリエチレン・ナフタレート(PE
N)、ポリエテルイミド(PEI)、ポリエテルエテル
ケトン(PEEK)、ポリスルホン(PS)、ポリフェ
ニレンスルホン(PPS)、ポリエテルスルホン(PE
S)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエステル(マイ
ラ)およびポリイミド(カプトン)のうちのいずれかの
材料から作られることを特徴とする、上記(25)に記
載のトランスポンダ。 (28)a.表面と回路チップ上の1つまたは複数のコ
ネクタとを有する回路チップと、 b.2つ以上の端を有する導電性薄片であるリードフレ
ームであって、1つまたは複数の端が、回路チップ上の
コネクタのうちの1つに電気的かつ固定可能に取り付け
られ、その結果、リードフレームが高周波回路用のリー
ドフレーム・アンテナを形成するようにする接続された
端であり、リードフレームがチップ外長さとオーバーラ
ップ長とを有し、チップ外長さが表面と重なり合わず、
オーバーラップ長が表面と重なり合い、接続された端の
うちの少なくとも1つが、オーバーラップ長の一部であ
り、リードフレーム・アンテナが、チップ外長さに沿っ
た1つまたは複数の位置でリードフレーム・アンテナに
取り付けられた1つまたは複数のポジショナによって位
置決めされる、リードフレームと、 c.チップ表面の少なくとも一部とコネクタとを覆う保
護コーティングと、 d.回路チップ、保護コーティングおよびリードフレー
ムを包む保護囲いとを含む無線トランスポンダ。 (29)ポジショナが、窓を有するストリップであり、
回路チップが、窓の中に置かれ、ポジショナが、回路チ
ップを囲むことを特徴とする、上記(28)に記載のト
ランスポンダ。 (30)ポジショナが、ストリップであり、各ストリッ
プが、回路チップの側面に隣接して置かれることを特徴
とする、上記(28)に記載のトランスポンダ。 (31)ポジショナが、回路チップの側面から0.25
mm以内にあることを特徴とする、上記(30)に記載
のトランスポンダ。 (32)オーバーレイヤをさらに含み、オーバーレイヤ
が、回路チップのコネクタの上に置かれ、保護コーティ
ングが、表面とオーバーレイヤとの間にある、上記(2
8)に記載のトランスポンダ。 (33)保護コーティングが、回路チップの1つまたは
複数の側面の回りにさらに延び、フィレットを形成する
ことを特徴とする、上記(32)に記載のトランスポン
ダ。 (34)オーバーレイヤが、コネクタを越えて延びる長
さおよび位置を有することを特徴とする、上記(32)
に記載のトランスポンダ。 (35)オーバーレイヤが、側面を越えて延びる長さお
よび位置を有することを特徴とする、上記(32)に記
載のトランスポンダ。
【図面の簡単な説明】
【図1】通常の既知の構造を示す断面図である。
【図2】もう1つの通常の既知の構造を示す断面図であ
る。
【図3】本発明のリードフレーム・アンテナを有する高
周波回路の好ましい実施例の平面図である。
【図4】本発明のリードフレーム・アンテナを有する高
周波回路の好ましい実施例の立面図である。
【図5】本発明の、保護コーティングを有し、リードフ
レーム・アンテナを有する高周波回路の好ましい実施例
の立面図である。
【図6】本発明の、保護コーティングと保護囲いを有
し、リードフレーム・アンテナを有する高周波回路の好
ましい実施例の立面図である。
【図7】本発明の、保護囲いを有し、リードフレーム・
アンテナを有する高周波回路の好ましい実施例の立面図
である。
【図8】本発明の、回路とオーバーレイヤの間に挟まれ
た保護コーティングを有し、保護コーティングが回路の
縁でフィレットを形成する、リードフレーム・アンテナ
を有する高周波回路の好ましい実施例の立面図である。
【図9】リードフレーム・アンテナと保護囲いを有する
好ましいRFIDタグの平面図である。
【図10】リードフレーム・アンテナと保護囲いを有す
る好ましいRFIDタグの断面図である。
【図11】リードフレーム・アンテナと保護囲いを有す
る好ましいRFIDタグの断面図である。
【図12】リードフレーム・アンテナと保護囲いを有す
る好ましいRFIDタグの断面図である。
【図13】本発明と共に使用できる好ましい代替アンテ
ナ設計の例を示す平面図である。
【図14】本発明と共に使用できる好ましい代替アンテ
ナ設計の例を示す平面図である。
【図15】本発明と共に使用できる好ましい代替アンテ
ナ設計の例を示す平面図である。
【図16】本発明と共に使用できる好ましい代替アンテ
ナ設計の例を示す平面図である。
【図17】本発明と共に使用できる好ましい代替アンテ
ナ設計の例を示す平面図である。
【図18】本発明と共に使用できる好ましい代替アンテ
ナ設計の例を示す平面図である。
【図19】本発明と共に使用できる好ましい代替アンテ
ナ設計の例を示す平面図である。
【図20】本発明と共に使用できる好ましい代替アンテ
ナ設計の例を示す平面図である。
【図21】リードフレーム・アンテナのチップ外長さに
取り付けられたポジショナを有する好ましい構造の平面
図である。
【図22】リードフレーム・アンテナのチップ外長さに
取り付けられたポジショナを有する好ましい構造の断面
図である。
【図23】窓を有する代替案の好ましいポジショナとリ
ードフレーム・アンテナとを有する高周波回路の平面図
である。
【図24】リードフレーム・アンテナと代替案の好まし
いポジショナを有する高周波回路の平面図である。
【図25】回路チップ・コネクタの「センタリング」の
平面図である。
【図26】「センタリングされた」回路チップ・コネク
タへの代替取り付けの平面図である。
【図27】保護コーティングを有する側面図である。
【図28】リードフレーム・アンテナ構造によって支持
され、これにワイヤ・ボンディングされた回路チップを
示す、好ましい代替実施例の側面図である。
【符号の説明】
200 リードフレーム・アンテナ 210 回路チップ 215 表面 220 コネクタ 225 接続点 230 オーバーラップ長 235 距離 240 チップ外長さ 250 トランスポンダ 260 中央部分 265 側面 266 フィレット 270 保護コーティング 280 保護囲い 283 外層 285 内層 290 オーバーレイヤ
フロントページの続き (72)発明者 ノーマン・ジル・ファブロー カナダ ダンハム ド・ラ・メテリー 146 (72)発明者 フランソワ・ガンドン カナダ ジェイ・オー・イー 2ジェイ0 南ケベック州スチュークリー シュマ ン・ルフェーブル 301 (72)発明者 ポール・アンドリュー・モスコヴィッツ アメリカ合衆国10598 ニューヨーク州ヨ ークタウン・ハイツ ハンターブルック・ ロード 2015 (72)発明者 フィリップ・マーフィー アメリカ合衆国06812 コネチカット州ニ ュー・フェアフィールド フルトン・ドラ イブ 14

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a.1つまたは複数のコネクタを有する表
    面を有する回路チップと、 b.2つ以上の端を有する導電性薄片であり、1つまた
    は複数の端が回路チップ上のコネクタのうちの1つに電
    気的に取り付けられ、その結果、高周波回路用のリード
    フレーム・アンテナを形成するリードフレームとを含
    む、無線トランスポンダ。
  2. 【請求項2】チップ・コネクタのうちの1つの電気的に
    接続された1つまたは複数の端が、チップ・コネクタに
    固定可能に取り付けられ、リードフレーム・アンテナ
    が、固定可能に取り付けられたチップ・コネクタで支持
    されることを特徴とする、請求項1に記載のトランスポ
    ンダ。
  3. 【請求項3】端が、直接冶金的取付け、c4ボンディン
    グ、はんだボンディングおよび金属バンプ・ボンディン
    グのうちのいずれかを用いて電気的かつ固定可能に取り
    付けられることを特徴とする、請求項2に記載のトラン
    スポンダ。
  4. 【請求項4】固定可能に取り付けられた端が、平坦、三
    日月形、オフセット、角度付きおよび球のうちのいずれ
    かの端形状を有することを特徴とする、請求項2に記載
    のトランスポンダ。
  5. 【請求項5】導電性薄片が、銅、銅合金、ニッケル−鉄
    合金、銅めっきされた金属、銀めっきされた金属、ニッ
    ケルめっきされた金属および金めっきされた金属のうち
    のいずれかで作られることを特徴とする、請求項1に記
    載のトランスポンダ。
  6. 【請求項6】a.表面、高周波回路および高周波回路に
    電気的に接続された1つまたは複数のコネクタを有する
    回路チップと、 b.2つ以上の端を有する導電性薄片であるリードフレ
    ームであって、1つまたは複数の端が、回路チップ上の
    コネクタのうちの1つに電気的に接続され、その結果、
    リードフレームが高周波回路用のリードフレーム・アン
    テナを形成し、リードフレームがチップ外長さとオーバ
    ーラップ長とを有し、チップ外長さが表面と重なり合わ
    ず、オーバーラップ長が表面と重なり合い、少なくとも
    1つの端が、オーバーラップ長の一部であり、コネクタ
    のうちの1つに電気的かつ固定可能に取り付けられるリ
    ードフレームと、 c.回路チップ表面および回路チップ表面と重なり合う
    端を覆う保護コーティングとを含む、無線トランスポン
    ダ。
  7. 【請求項7】チップ外長さが、支持されないことを特徴
    とする、請求項6に記載の無線トランスポンダ。
  8. 【請求項8】1つまたは複数のコネクタが、回路チップ
    の中央部分の中に置かれ、その結果、保護コーティング
    が、リードフレーム・アンテナの追加の支持をもたら
    し、中央部分が、表面上で回路チップの1つまたは複数
    の側面のいずれからも少なくとも0.5mm(20ミ
    ル)離れていることを特徴とする、請求項6に記載の無
    線トランスポンダ。
  9. 【請求項9】リードフレーム・アンテナのチップ外長さ
    が、1つまたは複数のポジショナに取り付けられること
    を特徴とする、請求項6に記載の無線トランスポンダ。
  10. 【請求項10】端が、直接冶金的取付け、c4ボンディ
    ング、はんだボンディング、ワイヤ・ボンディングおよ
    び金属バンプ・ボンディングのうちのいずれかを用いて
    電気的かつ固定可能に取り付けられることを特徴とす
    る、請求項6に記載のトランスポンダ。
  11. 【請求項11】オーバーレイヤをさらに含み、オーバー
    レイヤが、回路チップのコネクタの上に置かれ、保護コ
    ーティングが、表面とオーバーレイヤとの間にある、請
    求項6に記載のトランスポンダ。
  12. 【請求項12】保護コーティングが、回路チップの1つ
    または複数の側面の回りにさらに延び、フィレットを形
    成することを特徴とする、請求項11に記載のトランス
    ポンダ。
  13. 【請求項13】オーバーレイヤが、コネクタを越えて延
    びる長さ、幅および位置を有することを特徴とする、請
    求項11に記載のトランスポンダ。
  14. 【請求項14】オーバーレイヤが、側面を越えて延びる
    長さ、幅および位置を有することを特徴とする、請求項
    11に記載のトランスポンダ。
  15. 【請求項15】a.表面、高周波回路および高周波回路
    に接続された1つまたは複数のコネクタを有する回路チ
    ップと、 b.2つ以上の端を有する導電性薄片であるリードフレ
    ームであって、1つまたは複数の端が、回路チップ上の
    コネクタのうちの1つに電気的かつ固定可能に取り付け
    られ、その結果、リードフレームが高周波回路用のリー
    ドフレーム・アンテナを形成するようにする接続された
    端であり、リードフレームがチップ外長さとオーバーラ
    ップ長とを有し、チップ外長さが表面と重なり合わず、
    オーバーラップ長が表面と重なり合い、接続された端の
    うちの少なくとも1つが、オーバーラップ長の一部であ
    るリードフレームと、 c.回路チップおよびリードフレームを包む保護囲いと
    を含む高周波回路。
  16. 【請求項16】1つまたは複数のコネクタが、回路チッ
    プの中央部分の中に置かれ、その結果、保護囲いが、リ
    ードフレーム・アンテナの追加の支持をもたらし、中央
    部分が、表面上で回路チップの1つまたは複数の側面の
    いずれからも少なくとも0.5mm(20ミル)離れて
    いることを特徴とする、請求項15に記載の高周波回
    路。
  17. 【請求項17】接続された端が、直接冶金的取付け、c
    4ボンディング、はんだボンディング、ワイヤ・ボンデ
    ィングおよび金属バンプ・ボンディングのうちのいずれ
    かを用いて電気的かつ固定可能に取り付けられることを
    特徴とする、請求項15に記載の高周波回路。
  18. 【請求項18】チップ外長さの全体にわたって1レベル
    の導体があることを特徴とする、請求項15に記載の高
    周波回路。
  19. 【請求項19】リードフレーム・アンテナのチップ外長
    さが、単一の層を含み、リードフレーム・アンテナのチ
    ップ外長さの任意の位置のトランスポンダの横断面が、
    リードフレーム・アンテナと保護囲いだけを含むことを
    特徴とする、請求項15に記載の高周波回路。
  20. 【請求項20】リードフレーム・アンテナのチップ外長
    さが、1つまたは複数のポジショナに取り付けられるこ
    とを特徴とする、請求項15に記載の高周波回路。
  21. 【請求項21】a.表面および高周波回路を有する回路
    チップと、高周波回路に接続された1つまたは複数のコ
    ネクタと、 b.2つ以上の端を有する導電性薄片であるリードフレ
    ームであって、1つまたは複数の端が、回路チップ上の
    コネクタのうちの1つに電気的かつ固定可能に取り付け
    られ、その結果、リードフレームが高周波回路用のリー
    ドフレーム・アンテナを形成するようにする接続された
    端であり、リードフレームがチップ外長さとオーバーラ
    ップ長とを有し、チップ外長さが表面と重なり合わず、
    オーバーラップ長が表面と重なり合い、接続された端の
    うちの少なくとも1つが、オーバーラップ長の一部であ
    るリードフレームと、 c.チップ表面の少なくとも一部とコネクタとを覆う保
    護コーティングと、 d.回路チップ、保護コーティングおよびリードフレー
    ムを包む保護囲いとを含む無線トランスポンダ。
  22. 【請求項22】保護コーティングが、熱硬化性の、エポ
    キシ、シリコン、イソシアン塩酸またはポリウレタンと
    も称するウレタンのうちのいずれかのポリマー材料から
    作られ、追加の保護コーティングに、フォトポリマーま
    たは紫外線(UV)硬化型材料が含まれることを特徴と
    する、請求項21に記載のトランスポンダ。
  23. 【請求項23】保護囲いが、紙、板紙、熱硬化性、熱可
    塑性または圧力感知材料すなわち、エチレン・アセテー
    ト、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレ
    ン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ
    オレフィン、ナイロン、ビニル、シリコン、ゴム系接着
    剤、アクリル系接着剤および水溶性接着剤と、ポリエチ
    レン・テレフタラート(PET)、ポリエチレン・ナフ
    タレート(PEN)、ポリエテルイミド(PEI)、ポ
    リエテルエテルケトン(PEEK)、ポリスルホン(P
    S)、ポリフェニレンスルホン(PPS)およびポリエ
    テルスルホン(PES)と、ポリ塩化ビニル(PV
    C),ポリエステル(マイラ)およびポリイミド(カプ
    トン)のうちのいずれかの材料から作られることを特徴
    とする、請求項21に記載のトランスポンダ。
  24. 【請求項24】保護コーティングが、射出成形される材
    料であることを特徴とする、請求項21に記載のトラン
    スポンダ。
  25. 【請求項25】保護囲いが、内層と外層を含むことを特
    徴とする、請求項21に記載のトランスポンダ。
  26. 【請求項26】内層が、エチレン・ビニル・アセテート
    系、アクリル系、シリコン系、ゴム系、改質エポキシ
    系、フェノール系、ポリエステル系、ポリイミド系なら
    びにフッ素樹脂系の接着剤のうちのいずれかの材料から
    作られることを特徴とする、請求項25に記載のトラン
    スポンダ。
  27. 【請求項27】外層が、紙、板紙、ポリエチレン・テレ
    フタラート(PET)、ポリエチレン・ナフタレート
    (PEN)、ポリエテルイミド(PEI)、ポリエテル
    エテルケトン(PEEK)、ポリスルホン(PS)、ポ
    リフェニレンスルホン(PPS)、ポリエテルスルホン
    (PES)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエステル
    (マイラ)およびポリイミド(カプトン)のうちのいず
    れかの材料から作られることを特徴とする、請求項25
    に記載のトランスポンダ。
  28. 【請求項28】a.表面と回路チップ上の1つまたは複
    数のコネクタとを有する回路チップと、 b.2つ以上の端を有する導電性薄片であるリードフレ
    ームであって、1つまたは複数の端が、回路チップ上の
    コネクタのうちの1つに電気的かつ固定可能に取り付け
    られ、その結果、リードフレームが高周波回路用のリー
    ドフレーム・アンテナを形成するようにする接続された
    端であり、リードフレームがチップ外長さとオーバーラ
    ップ長とを有し、チップ外長さが表面と重なり合わず、
    オーバーラップ長が表面と重なり合い、接続された端の
    うちの少なくとも1つが、オーバーラップ長の一部であ
    り、リードフレーム・アンテナが、チップ外長さに沿っ
    た1つまたは複数の位置でリードフレーム・アンテナに
    取り付けられた1つまたは複数のポジショナによって位
    置決めされる、リードフレームと、 c.チップ表面の少なくとも一部とコネクタとを覆う保
    護コーティングと、 d.回路チップ、保護コーティングおよびリードフレー
    ムを包む保護囲いとを含む無線トランスポンダ。
  29. 【請求項29】ポジショナが、窓を有するストリップで
    あり、回路チップが、窓の中に置かれ、ポジショナが、
    回路チップを囲むことを特徴とする、請求項28に記載
    のトランスポンダ。
  30. 【請求項30】ポジショナが、ストリップであり、各ス
    トリップが、回路チップの側面に隣接して置かれること
    を特徴とする、請求項28に記載のトランスポンダ。
  31. 【請求項31】ポジショナが、回路チップの側面から
    0.25mm以内にあることを特徴とする、請求項30
    に記載のトランスポンダ。
  32. 【請求項32】オーバーレイヤをさらに含み、オーバー
    レイヤが、回路チップのコネクタの上に置かれ、保護コ
    ーティングが、表面とオーバーレイヤとの間にある、請
    求項28に記載のトランスポンダ。
  33. 【請求項33】保護コーティングが、回路チップの1つ
    または複数の側面の回りにさらに延び、フィレットを形
    成することを特徴とする、請求項32に記載のトランス
    ポンダ。
  34. 【請求項34】オーバーレイヤが、コネクタを越えて延
    びる長さおよび位置を有することを特徴とする、請求項
    32に記載のトランスポンダ。
  35. 【請求項35】オーバーレイヤが、側面を越えて延びる
    長さおよび位置を有することを特徴とする、請求項32
    に記載のトランスポンダ。
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