JPH11515094A - 高周波タグ付け - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 開示したのは、高周波識別（ＲＦ−ＩＤ）タグであり、プリント配線回路基板（ＰＣＢ）上にマウントされた電子コンポーネントを組み込んだ電子／電気システムの識別において応用される。ＲＦ−ＩＤタグは、電子パッケージに含まれる半導体回路を含み、このパッケージをＰＣＢにマウントする。タグ付けシステムのさまざまなコンポーネントおよび回路に加え、ＰＣＢはＰＣＢ内あるいはＰＣＢ上のどちらかに形成されたタグのＲＦアンテナ部分を含む。パッケージはＰＣＢのパッドを通してアンテナに接続する。

Description

【発明の詳細な説明】 高周波タグ付け 本発明は、高周波（ＲＦ）タグ付けの分野に関し、具体的には改良型の高周波 タグ付け装置に関する。 高周波識別（ＲＦ−ＩＤ）は物品認識に使用される技術の様々なタイプの一種 である。ＲＦ−ＩＤシステムの中心である情報保有タグは、基地局から受け取る コード化されたＲＦ信号に応答して機能する。タグは通常、入来するＲＦ搬送波 を基地局に返す。返された信号がプログラムされた情報プロトコルに従って変調 されて、情報が転送される。 一般に、ＲＦ−ＩＤタグは、ＲＦ回路、ロジック、およびメモリを有する半導 体チップを含む。また、タグは例えば、コンデンサ、およびダイオード等の独立 したコンポーネントの集合であるアンテナ、（アクティブタグの場合）バッテリ 、コンポーネント、およびコンポーネント間の相互結合をマウントするための回 路基板を含む。これらの要素は物理的な格納容器に含まれる。タグの一種である 受動タグには、バッテリが無く、これはタグを調べるために使用するＲＦ信号か らエネルギーを誘導することによって機能する。一般に、ＲＦ−ＩＤ タグは個 々の要素を回路カード上にマウントすること によって製造される。これを行うには、基盤と回路要素（チップ、コンデンサ、 ダイオード、アンテナ）との間のはんだ接続の短いワイヤボンディングを使用す る。回路カードはエポキシ繊維グラス混合物製、あるいはセラミック製である。 アンテナは通常、回路カードにはんだ付けされたワイヤのループであるか、ある いは回路基板に金属エッチングまたはめっきをしたものである。アセンブリ全体 は、プラスチックの箱に格納されるか、あるいは３次元のプラスチックのパッケ ージの形にモールドされ、タグ付けする物品に直ちに取り付けられるようになっ ている。別法として、コイル・アンテナを含む全てのタグ・コンポーネントを組 み込んだ単一のパッケージでタグを構成することもできる。この後者のタグのタ イプは、使用時にタグ付けする物品に固定される。 ＲＦ−ＩＤアプリケーション技術は他のＩＤ技術（たとえばバーコード）ほど 普及していないが、ＲＦ−ＩＤは特定の市場（たとえば車両認識）には浸透しは じめている。ＲＦ−ＩＤ技術の他の使用用途としては、たとえば、製造業や格納 倉庫の環境における在庫管理があげられる。製造及び取り扱いの様々な段階にお ける製造物品（例えば電気的または電子的コンポーネントまたはシステム）の所 在を突き止めるのは、製造単位に取り付けられたＲＦ−ＩＤタグを問い合わせる ことで達成することができる。さらに、ＲＦ−ＩＤタグは製造場所での盗難を防 ぐこと、および物品がその後保管場所、た とえば、顧客の敷地内から盗まれるのを防ぐためにもＲＦ−ＩＤタグを物品に取 り入れることができる。現在では、ＲＦ−ＩＤタグはコストが高いため、高価値 アイテム以外には使用されていない。タグのコストが下がれば、より広く使用さ れるようになるだろう。 従来技術による高周波タグ付けの例が、英国特許出願第ＧＢ−Ａ−２２５５６ ９２号に記載されている。（プロセッサおよびメモリを含む）タグの様々なロジ ック要素を組み込んだＩＣチップがカードの回路基板に取り付けられ、その周縁 にコイル形状のアンテナが形成されている。使用する時には、チップとアンテナ を含めたカードの回路基板がタグ付けする物品に取り付けられる。このようなタ グの欠点の一つは、適度に効率的なアンテナを提供するのに必要となるスペース のため、比較的サイズが大きいことである。さらに、一体的アンテナを含む回路 基板支持体を作るコストが含まれるため、製造工程におけるタグの全体的製造コ ストと複雑さが比較的高くなる。結果として、全体的コストとサイズによって、 ＲＦ−ＩＤタグのアプリケーションが制限されることになる。 本発明は、電気的または電子的コンポーネントおよびシステムのタグ付けを低 コストで提供するＲＦ−ＩＤタグ付け装置の提供を追求するものである。 従って、本発明の一面において、物品にタグを付けるためのプリント配線回路 基板を含む高周波タグ付け装置が提供され、この装置は回路基板上にマウントさ れ、電気的接続コネクタを有する電子パッケージに含まれる信号処理ロジックお よびメモリと、高周波信号の送受信のためのアンテナ手段とを含み、該アンテナ 手段は、回路基板のひとつまたは複数の金属層に形成され、電子パッケージの電 気コネクタ経由でロジックとメモリに電気的に接続される。 この方法で、タグのＲＦアンテナをタグを付ける電気システムのプリント配線 回路基板に一体化することにより、ＲＦ−ＩＤタグ付けが達成される。アンテナ 支持用の別の回路基板が不要であるため、全体のタグのサイズを縮小し、タグ製 造工程も簡易化される。さらに、事実上、タグ付けする物品に組み込まれるため 、無許可で除去することがますます困難となると言う点において、本発明のタグ 付け装置は、上記で記述した「単体」タグ・タイプに比べて追加の利点も持って いる。 アンテナは、タグ付けされる物品の電子コンポーネントの相互接続用の他の信 号線を形成するのと同時に、回路基板のひとつまたは複数の金属層内部に形成さ れる。好ましいタグ装置では回路基板のアンテナはカードの外部表面の標準パッ ドに配線される。パッケージはそれからパッドにマウントさ れ、多くの周知の取り付け処理の何れか、たとえば、はんだづけなどによってア ンテナと接続される。 請求の範囲で使用するプリント配線回路基板という用語は、剛性の回路基板、 例えばＦＲ４、およびポリイミド層と銅層から成る可撓性の回路支持体の両方を 含む。タグの半導体回路要素が収容されているパッケージは、たとえば、ＳＯＪ （small outline J-lead package）などの一般的に使用される様々な異なるタイ プの何れであっても良い。 以下に本発明の好ましい実施例の詳細を添付図面を参照しながら説明するが、 これらは例示にすぎない。 第１図は、様々なロジックおよびメモリ・コンポーネントおよびＲＦアンテナ を含むＲＦ−ＩＤタグを説明する図である。 第２図は、第１図の半導体パッケージをマウントし、ＲＦアンテナを埋め込ん だプリント配線回路基板の一部を表わす断面図である。 第３図は、メモリー・チップと回路基板支持体にマウントされたメモリ・チッ プおよびＲＦタグを含むメモリ・モジュールを説明する図である。 第１図は、受動的高周波タグ１０のコンポーネントを図式的に示すものである 。前述の通り、ＲＦ−ＩＤタグは半導体回路、および基地局からＲＦ信号を受信 し基地局へＲＦ信号を送信するＲＦアンテナを含む。送信される信号は、タグ内 のメモリに格納されている識別データにより変調される。メモリ内に格納されて いる識別データのタイプは、アプリケーションによって異なり、任意所望の形式 を取ることもできる。単純なタグの場合は、データも単純なＩＤコードとなる。 より高度なアプリケーションの場合は、データは製造日、物品の製造場所、ある いは物品の所有者の識別情報をさらに含むこともある。したがって、タグが基地 局により調べられると、変調したＲＦ信号がタグを取り付けられた物品を基地局 に対して識別する。 第１図で示すように、タグは様々な半導体コンポーネントを含むので、単一チ ップに実装すると有利である。これらのコンポーネントはＲＦアンテナ３０に接 続するために標準的な電子パッケージ２０にパッケージされる。タグの動作を制 御するこれらのコンポーネントは、バス２４経由でメモリ２６に接続された中央 処理装置（ＣＰＵ）２２を含むが、このメモリ２６はＲＯＭ、ＲＡＭあるいはこ の２つの組み合せの形式を取る物であって良い。プロセッサおよびメモリに対す るデータの入力と出力を制御する入出力制御回路２８もバス ２４に接続される。入出力装置はモデム回路２９と通信できるように接続され、 モデム回路２９は動作中にＲＦアンテナ３０から受信される信号を受信し復調す る。ＲＦタグで使用する半導体回路は、周知であり商業的にも入手可能で、前述 のように単一チップの形式であることもある。好ましい実施例では、チップは、 たとえばＳＯＪなどの標準的な電子パッケージに組み込み、プリント配線回路基 板にマウントするようにされる。 第２図では、断面図に示すように、パッケージしたＲＦ−ＩＤチップ２０がプ リント配線回路基板（ＰＣＢ）４０上にある。本発明によれば、このＰＣＢが、 タグ付けする電気装置の全体あるいは一部を形成する。好ましい実施例の一つで は、ＰＣＢは、たとえばパーソナル・コンピュータ・システムのメモリ・モジュ ール（ＳＩＭＭ）、マザーボードあるいはドーターボードなどのデータ処理シス テムのコンポーネントである。これによって、本発明が、ＰＣＢを含むパーソナ ル・コンピュータの任意のコンポーネントに利用できることが認められるであろ う。ただし、利用は通常、メモリ・モジュールなどの高価値コンポーネントに制 限される。第３図は、メモリ・モジュール５０のタイプの一種を示し、ここでプ リント配線回路基板支持体５３上にメモリ・チップ５２が４つマウントされる。 ＲＦタグ・パッケージ２０も、支持体の適切な場所にマウントされる。コネクタ ５４、５５は支持体の １縁に設けられて、これによりマザーボードあるいはコンピュータ・システムの 他のコンポーネントへ接続が可能になる。 ＲＦアンテナは、他の信号転送回路が形成されるのと同じ製造段階、および同 じ方法でＰＣＢ（たとえば、ＦＲ４カード）の金属層内部に形成される。このプ ロセスは当業者にとっては周知のものである。たとえば、信号転送回路およびア ンテナは、現在のプリント配線回路基板技術における標準である標準の６ｍｉｌ の内部銅トレースに形成される。他のトレース・サイズは適宜利用される。第２ 図で示すように、好ましい実施例ではアンテナ３０はＰＣＢ４０の埋め込み銅の 複数層（たとえば、４から６層）内に形成されるコイル形状をとる。コイルは、 ＰＣＢの表面でコネクタ・パッド３２に接続する。ＲＦ−ＩＤチップ・パッケー ジは、たとえば従来のはんだ付け技術を使用して、これらのパッドに至るコネク タを経由して固定される。 ＰＣＢのサイズや形態による物理的制約に応じて代替のアンテナ構成を直ちに 採用することができる。コイルの長さはＲＦタグが動作するＲＦ信号の周波数に よって決まる。原則的には、これらの周波数は転送できるものであればどの周波 数でも構わない。実際に選択される周波数域（またコイルの長さ）はタグに問い 合わせるのに利用する検出／付勢装置の作動周波数に依存する。アンテナの形状 係数が異なれば、異 なる周波数に応答する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１０月２９日 【補正内容】 現在では、ＲＦ−ＩＤタグはコストが高いため、高価値アイテム以外には使用さ れていない。タグのコストが下がれば、より広く使用されるようになるだろう。 英国特許出願第ＧＢ−Ａ−２２５５６９２号には、非接触型のポータブル記憶 装置のためのアンテナ回路が開示されており、このアンテナ・コイルは記憶装置 のカードに作り混まれている。この記憶装置は他の電子的装置をタグ付けするよ うに設計されたものではない。 従来のＲＦタグの欠点の一つは、適度に効率的なアンテナを提供するのに必要 となるスペースのため、比較的サイズが大きいことである。さらに、一体的アン テナを含む回路基板支持体を作るコストが含まれるため、タグの全体的製造コス トと複雑さが比較的高くなる。結果として、全体的コストとサイズによって、Ｒ Ｆ−ＩＤタグのアプリケーションが制限されることになる。 本発明は、電気的または電子的コンポーネントおよびシステムのタグ付けを低 コストで提供するＲＦ−ＩＤタグ付け装置の提供を追求するものである。 従って、本発明の一面において、プリント回路基板上にマウントされた少なく とも１つの集積回路装置と、電子的装置 をタグ付けするための高周波タグであって、前記プリント回路基板上にマウント された電子的パッケージに内蔵された信号処理ロジックおよびメモリを含むもの と、を含み、前記タグは高周波信号を受信しかつ前記メモリに記憶された装置識 別データに従って変調された高周波信号を送信するためのアンテナ手段を更に含 み、該アンテナ手段は、回路基板の１つまたは複数の金属層に形成され、電子パ ッケージの電気コネクタ経由で前記信号処理ロジックおよびメモリに電気的に接 続されて成る電子的装置が提供される。 この方法で、タグのＲＦアンテナをタグを付ける電気システムのプリント配線 回路基板に一体化することにより、ＲＦ−ＩＤタグ付けが達成される。アンテナ 支持用の別の回路基板が不要であるため、全体のタグのサイズを縮小し、タグ製 造工程も簡易化される。さらに、事実上、タグ付けする物品に組み込まれるため 、無許可で除去することがますます困難となると言う点において、本発明のタグ 付け装置は、上記で記述した「単体」タグ・タイプに比べて追加の利点も持って いる。 アンテナは、タグ付けされる物品の電子コンポーネントの相互接続用の他の信 号線を形成するのと同時に、回路基板のひとつまたは複数の金属層内部に形成さ れる。好ましいタグ装置では回路基板のアンテナはカードの外部表面の標準パッ ドに配線される。パッケージはそれからパッドにマウントされ、多くの周知の取 り付け処理の何れか、たとえば、はんだづけなどによってアンテナと接続される 。 請求の範囲 １． プリント回路基板上にマウントされた少なくとも１つの集積回路装置と、 電子的装置をタグ付けするための高周波タグであって、回路基板上にマウント された電子的パッケージに内蔵された信号処理ロジックおよびメモリ、および高 周波信号を受信しかつ前記メモリに記憶された装置識別データに従って変調され た高周波信号を送信するためのアンテナ手段と、 を含み、該アンテナ手段は、回路基板の１つまたは複数の金属層に形成され、 電子パッケージの電気コネクタ経由で前記信号処理ロジックおよびメモリに電気 的に接続されて成る高周波タグ。 ２． メモリ・モジュールにおいて、 プリント回路基板上にマウントされた複数のメモリ・チップと、 前記メモリ・モジュールをタグ付けするための高周波タグであって、回路基板 上にマウントされた電子的パッケージに内蔵された信号処理ロジックおよびメモ リ、および高周波信号を受信しかつ前記メモリに記憶された装置識別データに従 って変調された高周波信号を送信するためのアンテナ手段と、 を含み、該アンテナ手段は、回路基板の１つまたは複数の金属層に形成され、 電子パッケージの電気コネクタ経由で前記信号処理ロジックおよびメモリに電気 的に接続されて成る 高周波タグ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 物品にタグを付けるための、プリント配線回路基板を含む高周波タグ付け 装置であって、回路基板上にマウントされ、電気的接続コネクタを有する電子パ ッケージに含まれる信号処理ロジックおよびメモリと、高周波信号の送受信のた めのアンテナ手段とを含み、該アンテナ手段は、回路基板の金属層に形成され、 前記電子パッケージの電気コネクタ経由で前記ロジックとメモリに電気的に接続 されて成る高周波タグ付け装置。 ２． 前記アンテナは前記プリント配線回路基板内に形成されることを特徴とす る、請求項１に記載のタグ付け装置。 ３． 回路基板上にマウントされた１または複数個の電気的または電子的装置を 含む電気的装置であって、前記回路基板上にマウントされた電子パッケージに含 まれる信号処理ロジックおよびメモリと、前記回路基板の金属層に形成され、前 記電子パッケージの電気コネクタ経由で前記ロジックとメモリに電気的に接続さ れてた高周波信号の送受信のためのアンテナ手段とを含む電気的装置。 ４． 前記電子装置がメモリ・チップであることを特徴とする、請求項３に記載 の電気装置。