JP5899575B2 - デバイスの製造方法、および、印刷アンテナを備えるデバイス - Google Patents
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Description
本発明は、一側面によると、無線デバイスの製造方法に関し、当該製造方法は、(1)第1の基板に集積回路を形成する段階と、(2)集積回路および/または第1の基板に、アンテナまたはアンテナ前駆体層の少なくとも一部を印刷する段階とを備え、アンテナは集積回路と導通している。当該方法は、センサ、インタラクティブ型ディスプレイ、ならびに、EASデバイスおよび識別デバイス(例えば、HF、VHF、UHF、および、RFID方式のデバイス)を高いコスト効率で製造する方法を提供する。
本発明の別の側面は、(a)第1の基板に設けられている集積回路と、(b)第1の基板および/または集積回路に直接設けられており、集積回路と導通しているアンテナとを備える身分証明デバイス(例えば、RFID)またはその他の無線デバイスに関する。本発明に係る無線デバイスはさらに、センサ(環境の外部変化(例えば、センサが取り付けられている構造または表面の温度、導電率の変化等)によって信号変調動作が変化し得る)と、能動型のRF回路および/またはデバイス、または、無線回路および/またはデバイス(例えば、電池を内蔵しているタグ)を備えるとしてよい。本発明に係るRFデバイスは、現在の無線規格またはRFID規格に応じた動作が可能なRFフロントエンド(または、RFフロントエンドおよび論理回路の一部)を有するとしてよい。本発明に係るデバイスは、特定の周波数帯域で動作する集積回路を備える身分証明タグを含む。例えば、RF、HF、VHF、および、UHFといった方式の機能IDタグが実現可能であり、さらなる詳細は米国特許出願公開公報第2007/0007342 A1号および米国特許出願第12/467,121号に記載されている。
本発明はさらに、本発明に係る無線デバイスと無線方式で通信を行う方法に関する。当該方法は概して、(i)無線デバイスにおいて、検出可能な電磁波(印加される電磁界の整数倍数または整数約数の周波数であることが好ましい)を当該デバイスが吸収、放出、または、後方散乱するのに十分な電流を発生させる段階と、(ii)検出可能な電磁波を検出する段階と、任意で(iii)検出可能な電磁波が運ぶ情報を処理する段階とを備える。一般的に、本発明に係る無線デバイスにおいて、発振電磁界を含む検出ゾーンに当該デバイスが存在する場合に、検出可能な電磁波を当該デバイスが吸収、放出、または、後方散乱するのに十分な電流および電圧を発生させる。無線デバイスがIDタグを含む場合、当該方法は、検出ゾーン内で品物または物体を検出することに関するとしてよい。このような実施形態によると、検出可能な電磁波が運ぶ情報は、身分証明情報、製品または品物の情報等を含むとしてよい。
このように、本発明は、集積回路と、直接印刷されたアンテナおよび/またはインダクタとを備える無線デバイス(例えば、センサ、ならびに、EAS IDタグ、RF IDタグ、HF IDタグ、VHF IDタグ、およびUHF IDタグ)、ならびに、その製造方法および利用方法を提供する。本発明に係るデバイスは概して、(a)基板に設けられている集積回路と、(b)基板および/または集積回路に直接設けられており、集積回路と導通しているアンテナとを備える。本発明に係る製造方法は概して、(1)基板に集積回路を形成する段階と、(2)アンテナまたはアンテナ前駆体層を集積回路および/または基板に印刷する段階とを備え、アンテナは集積回路と導通している。
[項目1]
デバイスの製造方法であって、
a)第1の基板上に集積回路(PIC)を形成する段階と、
b)前記集積回路および前記第1の基板の少なくとも一方の上にアンテナまたはアンテナ前駆体層の少なくとも一部を印刷する段階とを備え、
前記アンテナは、前記集積回路と導通している製造方法。
[項目2]
前記集積回路は、印刷集積回路(PIC)を含む項目1に記載の製造方法。
[項目3]
前記第1の基板上に前記PICを形成する段階は、前記第1の基板上に、第1のパターンで第1の材料の第1の層を少なくとも一層印刷する段階を有する項目2に記載の製造方法。
[項目4]
前記第1の基板上に前記PICを形成する段階は(さらに)、前記第1のパターンの上または上方に、第2のパターンで第2の材料の第2の層を印刷する段階を有する項目3に記載の製造方法。
[項目5]
前記第2の材料は、誘電体前駆体を含む項目3に記載の製造方法。
[項目6]
前記第1の基板上に前記PICを形成する段階は(さらに)、前記第1のパターンおよび前記第2のパターンの少なくとも一方の上または上方に第3のパターンで第3の材料の第3の層を印刷する段階を有する項目4に記載の製造方法。
[項目7]
前記第3の材料は、金属前駆体を含む項目6に記載の製造方法。
[項目8]
前記第1の基板上に前記PICを形成する段階は、第2の基板上に前記印刷集積回路を形成した後に前記第2の基板を前記第1の基板に取着する段階を有し、前記第1の基板は、前記第2の基板よりも面積が大きい項目2に記載の製造方法。
[項目9]
前記PICおよび前記第1の基板の少なくとも一方の上に前記アンテナまたは前記アンテナ前駆体層を印刷する段階は、前記PIC上に前記アンテナの第1の部分を印刷し、前記第1の基板上に前記アンテナの第2の部分を印刷する段階を有する項目2に記載の製造方法。
[項目10]
前記アンテナまたは前記アンテナ前駆体層を印刷する段階は、
a)前記PIC上および前記第1の基板上にアンテナ前駆体層を印刷する段階と、
b)前記アンテナ前駆体層上に金属導体をメッキして、前記アンテナを形成する段階とを有する項目2に記載の製造方法。
[項目11]
前記アンテナまたは前記アンテナ前駆体層を印刷する段階は、前記PIC上に前記アンテナまたは前記アンテナ前駆体層を印刷する段階を有する項目2に記載の製造方法。
[項目12]
前記PICは、第1および第2の開口が形成されているパッシベーション最上層を含み、前記第1および第2の開口は、前記PICとの導通のために第1および第2の導電面を露出させ、前記アンテナまたは前記アンテナ前駆体層の第1および第2の端部は、前記第1および第2の導電面上に印刷されている項目2に記載の製造方法。
[項目13]
前記集積回路を印刷する段階は、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、または、インクジェット印刷を行う段階を有する項目3に記載の製造方法。
[項目14]
a)第1の基板上に設けられている集積回路と、
b)前記第1の基板上および前記集積回路上の少なくとも一方に直接設けられており、前記集積回路と導通しているアンテナとを備えるデバイス。
[項目15]
前記集積回路は、印刷集積回路(PIC)を有する項目14に記載のデバイス。
[項目16]
前記PICと導通しており、前記PIC上に設けられている複数のパッドをさらに備え、前記複数のパッドはそれぞれ、前記アンテナの端部とも導通している項目15に記載のデバイス。
[項目17]
前記PICは、前記第1の基板上に第1のパターンで設けられているシリコン層を有し、前記シリコン層は外形がドーム形状である項目15に記載のデバイス。
[項目18]
前記PICはさらに、前記シリコン層の上または上方に第2のパターンで設けられている誘電体層を有する項目17に記載のデバイス。
[項目19]
前記PICはさらに、前記第1の基板、前記第1のパターン、および、前記第2のパターンの少なくとも一方の上または上方に第3のパターンで設けられている金属を有する項目15に記載のデバイス。
[項目20]
前記印刷集積回路を支持しており、前記第1の基板よりも面積が小さい第2の基板をさらに備え、前記第2の基板は前記第1の基板に取着されている項目14に記載のデバイス。
[項目21]
前記アンテナは、
a)前記PIC上および前記第1の基板上にアンテナパターンで形成されているシード層と、
b)前記シード層上に設けられている金属導体とを有する項目14に記載のデバイス。
[項目22]
前記PICは、第1および第2の開口が形成されているパッシベーション最上層を有しており、前記第1および第2の開口は、前記PICと導通している第1および第2の導電面を露出しており、前記アンテナまたは前記アンテナ前駆体層の第1および第2の端部は、前記第1および第2の導電面と接触している項目15に記載のデバイス。
Claims (11)
- デバイスの製造方法であって、
a)第2の基板上にパターニングされた少なくとも1つの導体薄膜、前記第2の基板上にパターニングされた少なくとも1つの半導体薄膜、及び、前記第2の基板上にパターニングされた少なくとも1つの絶縁薄膜を有する印刷集積回路(PIC)を前記第2の基板上に形成する段階と、
b)前記PICの最上層内に第1の金属パッドおよび第2の金属パッドを形成する段階と、
c)前記第2の基板よりも面積が大きい第1の基板に前記第2の基板を取着する段階と、
d)前記PIC及び前記第1の基板の上に直接アンテナまたはアンテナ前駆体層を印刷する段階であって、前記アンテナまたは前記アンテナ前駆体層の少なくとも一部を前記PIC上に印刷し、前記アンテナ前駆体層が印刷される場合には、その上に金属導体をメッキする段階と
を備え、
前記第1の金属パッド及び前記第2の金属パッドのそれぞれは、下方に設けられている誘電体層内の開口を介して、下方に設けられている電気的機能層と、前記第1の金属パッド及び前記第2の金属パッドとに電気接続される同一平面上の配線部を有し、
印刷された前記アンテナまたは前記アンテナ前駆体層の第1の端部及び第2の端部は、前記第1の金属パッド及び前記第2の金属パッドと直に接触しており、
前記第1の金属パッド及び前記第2の金属パッドはそれぞれ、印刷された前記アンテナまたは前記アンテナ前駆体層の前記第1の端部及び前記第2の端部よりも大きい面積を有する製造方法。 - 前記第2の基板上に前記PICを形成する段階は、前記第2の基板上に、第1のパターンで第1の材料の第1の層を少なくとも一層印刷する段階、
前記第1のパターンの上または上方に、第2のパターンで第2の材料の第2の層を印刷する段階、及び、
前記第1のパターンおよび前記第2のパターンの少なくとも一方の上または上方に第3のパターンで第3の材料の第3の層を印刷する段階
を有し、
前記PICの前記第1の層、前記第2の層、及び前記第3の層を印刷する段階は、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、または、インクジェット印刷を行う段階を有する
請求項1に記載の製造方法。 - 前記第2の材料は、誘電体前駆体を含み、前記第3の材料は、金属前駆体を含む請求項2に記載の製造方法。
- 前記PICおよび前記第1の基板の上に前記アンテナまたは前記アンテナ前駆体層を印刷する段階は、前記PIC上に前記アンテナの第1の部分を印刷し、前記第1の基板上に前記アンテナの第2の部分を印刷する段階を有する請求項1から3の何れか1項に記載の製造方法。
- 前記アンテナまたは前記アンテナ前駆体層を印刷する段階は、
a)前記PIC上および前記第1の基板上にアンテナ前駆体層を印刷する段階と、
b)前記アンテナ前駆体層上に前記金属導体をメッキして、前記アンテナを形成する段階と
を有する請求項1から4の何れか1項に記載の製造方法。 - a)第2の基板上にパターニングされた少なくとも1つの導体薄膜、前記第2の基板上にパターニングされた少なくとも1つの半導体薄膜、及び、前記第2の基板上にパターニングされた少なくとも1つの絶縁薄膜を有し、前記第2の基板上に設けられている印刷集積回路(PIC)、並びに、前記PICの最上層内の第1の金属パッドおよび第2の金属パッドと、
b)前記第2の基板よりも面積が大きく、前記第2の基板が取着られた第1の基板と、
c)前記PIC及び前記第1の基板の上に直接印刷されているアンテナであって、少なくとも一部が前記PIC上に印刷されているアンテナと
を備え、
前記第1の金属パッド及び前記第2の金属パッドのそれぞれは、下方に設けられている誘電体層内の開口を介して、下方に設けられている電気的機能層と、前記第1の金属パッド及び前記第2の金属パッドとに電気接続される同一平面上の配線部を有し、
印刷された前記アンテナの第1の端部及び第2の端部は、前記第1の金属パッド及び前記第2の金属パッドと直に接触しており、
前記第1の金属パッド及び前記第2の金属パッドはそれぞれ、印刷された前記アンテナの前記第1の端部及び前記第2の端部よりも大きい面積を有するデバイス。 - 前記PICは、(i)前記第2の基板上に第1のパターンで設けられているシリコン層、(ii)前記シリコン層の上または上方に第2のパターンで設けられている誘電層、及び(iii)前記第2の基板、前記第1のパターン及び前記第2のパターンの上または上方に第3のパターンで設けられている金属を有し、前記シリコン層は外形がドーム形状である請求項6に記載のデバイス。
- 前記アンテナは、
a)前記PIC上および前記第1の基板上にアンテナパターンで形成されているシード層と、
b)前記シード層上に設けられている金属導体と
を有する請求項6または7に記載のデバイス。 - 前記PICは、らせん状または同心円状の前記アンテナのループの下に設けられている請求項6から8の何れか1項に記載のデバイス。
- 前記PICの上に絶縁性のパッシベーション層を形成する段階を備え、
前記絶縁性のパッシベーション層は、前記第1の金属パッド及び前記第2の金属パッドを露出させる第1の開口及び第2の開口を有する請求項1から5の何れか1項に記載の製造方法。 - 前記PICの上に絶縁性のパッシベーション層を備え、
前記絶縁性のパッシベーション層は、前記第1の金属パッド及び前記第2の金属パッドを露出させる第1の開口及び第2の開口を有する請求項6から9の何れか1項に記載のデバイス。
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