WO2017179601A1 - Ｒｆｉｄタグ - Google Patents

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WO2017179601A1
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rfid tag
conductor
chip
insulating layer
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小林　英樹
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株式会社エスケーエレクトロニクス
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    • H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
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    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/77—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for interrogation

Definitions

  • the present invention provides an R having an antenna for transmitting and receiving signals to and from a reader / writer without contact. It relates to FID tags.
  • the RFID tag includes an IC chip for recording information and an antenna connected to the IC chip.
  • information stored in the IC chip is read and information is written to the IC chip by performing wireless communication with the reader / writer via the antenna.
  • the antenna of the RFID tag is composed of a multi-layer antenna that is overlapped and integrally joined to the IC chip.
  • the multilayer antenna includes a base material having substantially the same outer dimensions as the IC chip, a first coil formed on the base material, a second coil stacked on the first coil via an insulating film, And a protective film for protecting the two coils.
  • the antenna is a multilayer antenna, the number of turns of the antenna is increased. As a result, the RFID tag can improve antenna efficiency (for example, communication distance). However, the RFID tag still does not satisfy a sufficient communication distance and has room for improvement.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an RFID tag capable of improving antenna efficiency with a simple configuration.
  • the RFID tag of the present invention is for solving the above-described problems.
  • An RFID tag comprising an antenna for transmitting and receiving signals to and from a reader / writer, and an IC chip to which the antenna is connected, An insulating layer on which the antenna is formed; A plurality of connection terminals on the inner side of the outer peripheral edge on the insulating layer; An annular antenna forming region is formed in the entire outer periphery or substantially the entire outer periphery on the insulating layer, The antenna is looped so that a conductor line circulates in the antenna formation region with one connection terminal of the plurality of connection terminals as a start point and any one of the remaining connection terminals as an end point.
  • the conductor line has an aspect ratio in the range of 1.0 to 5.0,
  • the line widths of conductor lines adjacent in the radial direction orthogonal to the circumferential direction of the antenna are substantially the same, the line width is set in the range of 2 ⁇ m to 7 ⁇ m, and between the conductor lines adjacent in the radial direction Is set in the range of 2 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • the RFID tag of the present invention is The antenna turns may be 1.5 to 10.
  • the insulating layer is a package of the IC chip;
  • the antenna may be provided on a package of the IC chip.
  • the insulating layer is a package of the IC chip;
  • a booster antenna that operates at substantially the same frequency as the antenna may be provided.
  • the antenna may be configured to perform wireless communication in a UHF band.
  • FIG. 1A is a plan view of an IC chip on which an antenna is mounted.
  • FIG. 1B is an enlarged view of the upper end portion of FIG. 1A.
  • FIG. 2A is an enlarged view of the left side of the upper end portion of FIG. 1A.
  • 2B is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1A.
  • FIG. 3A is a longitudinal sectional view in which an IC chip is accommodated in a recess of a booster antenna.
  • FIG. 3B is an enlarged view of region A in FIG. 3A.
  • FIG. 3C is a plan view in which the IC chip is accommodated in the recess of the booster antenna. It is explanatory drawing which represented the magnetic field calculated by the electromagnetic field simulation with the contour line.
  • FIG. 1B is an enlarged view of the upper end portion of FIG. 1A.
  • FIG. 2A is an enlarged view of the left side of the upper end portion of FIG. 1A.
  • 2B is
  • FIG. 5A is a graph showing the magnetic field amplitude with respect to the frequency of the present invention 1 and model 1.
  • FIG. 5B is a plan view showing the periphery of the input / output terminals of the model 1.
  • FIG. 6 is a graph showing the amplitude of the magnetic field with respect to the frequency of the present invention 1, 2 and model 2.
  • FIG. 7 is a graph showing the magnetic field amplitude with respect to the frequency of the present invention 1 and model 3.
  • FIG. 8A is a graph showing the magnetic field amplitude with respect to the frequency of the present invention 3 and model 4.
  • FIG. 8B is a plan view of the model 4.
  • FIG. 1A shows a passive RFID tag 4 in which an antenna 3 is mounted on an outer peripheral edge of an upper surface of a package (insulating layer made of resin) of an IC chip 1 through an insulating layer 2 so as to be electrically conductive. Has been.
  • the IC chip 1 has a substantially square shape in plan view.
  • the IC chip 1 may have a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, or the like.
  • the IC chip 1 having a size of 0.5 mm square (vertical 0.5 mm ⁇ horizontal 0.5 mm) to 0.9 mm square (vertical 0.9 mm ⁇ horizontal 0.9 mm) can be used.
  • a 0.9 mm square (vertical 0.9 mm ⁇ horizontal 0.9 mm) IC chip 1 is used.
  • the IC chip 1 includes connection terminals 5A, 5B, 5C, and 5D that are provided at the inner side of the outer peripheral edge at the four corners.
  • connection terminals 5A and 5B arranged on the upper side in FIG. 1A are connected to the antenna. More specifically, one end of the antenna 3 is connected to one input / output terminal 5A (upper left in FIG. 1A) and the other input / output terminal 5B (upper right in FIG. 1A) is connected to the antenna. 3 is connected to the other end.
  • the two connection terminals 5C and 5D arranged on the lower side in FIG. 1A are dummy terminals.
  • the connection terminal 5A to which one end of the antenna 3 is connected and the connection terminal 5B to which the other end of the antenna 3 is connected may be referred to as input / output terminals 5A and 5B.
  • the insulating layer 2 is made of polyimide, epoxy resin, silicone resin or the like, and is formed by spin coating (spin coating), printing, or laminating.
  • the insulating layer 2 can also be formed by attaching a sheet or film formed from a photosensitive resin such as photosensitive polyimide.
  • An annular antenna forming area is set in substantially the entire outer periphery of the IC chip 1 package. Note that the substantially whole area of the outer periphery on the package does not overlap the conductor line 3a connected to the connection terminal 5B and the conductor line 3a wound inwardly with respect to the conductor line 3a. In addition, this is because the conductor line 3a wound inward is wound not inside the outer peripheral edge of the package and the connection terminal 5B but inside the connection terminal 5B. Further, the antenna formation region is set to have a predetermined width in a direction orthogonal to its circumferential direction.
  • the antenna 3 has a spiral conductor pattern formed in the antenna formation region (the outer periphery of the upper surface (installation surface) of the package).
  • the conductor pattern has a shape that is wound a plurality of times (4.75 times in FIG. 1A) so as to be substantially rectangular, and the winding start portion of the conductor pattern extends from the connection terminal 5B to the outer peripheral edge of the package. In addition to extending straight toward the center of the package, the package is bent in front of the outer peripheral edge of the package.
  • each turn starting from the start of winding of the conductor pattern may be referred to as a turn part.
  • the innermost portion of the conductor pattern does not reach the length of one round, but is referred to as a round portion as in the first to fourth rounds.
  • the conductor pattern is formed by various manufacturing methods such as a thick film method in which a conductor paste is applied and baked, a sputtering method, a vapor deposition method, a vacuum plating method, a photolithography, and a printing method.
  • Each winding portion of the conductor pattern includes a plurality of conductor lines 3a arranged in accordance with each outer peripheral edge of the upper surface (installation surface) of the package.
  • the plurality of conductor lines 3a are continuous with each other, and are formed in a spiral shape so as to circulate in the antenna formation region with one input / output terminal 5A as a starting point and the other input / output terminal 5B as an end point.
  • the aspect ratio of the conductor line 3a is set in the range of 1.0 to 5.0.
  • the antenna 3 is preferable since the cross-sectional area of the conductor line 3a increases and the resistance component of the wiring of the antenna 3 decreases as the aspect ratio increases.
  • the antenna 3 is difficult to manufacture when the aspect ratio exceeds 5.0. Therefore, the limit value of the aspect ratio of the antenna 3 is 5.0.
  • the minimum value of the aspect ratio is 1.0.
  • the aspect ratio is a ratio (H / L) of the length (longitudinal dimension) H of the long side to the length (horizontal dimension) L of the short side in the longitudinal section of the conductor line 3a. is there.
  • the normal direction of the installation surface of the antenna 3 may be referred to as a vertical direction
  • the surface direction of the installation surface of the antenna 3 may be referred to as a horizontal direction.
  • the opening area of the opening 3K of the conductor pattern is the four conductor lines 3a located at the radially innermost edge of the conductor lines 3a, that is, the fifth from the outside of the conductor pattern. It is an area surrounded by a conductor line 3a (hereinafter referred to as a first conductor line 3A) included in the surrounding portion (see FIG. 1A).
  • a conductor line 3a hereinafter referred to as a first conductor line 3A
  • the line width of the conductor line 3a that is, the lateral dimension L (see FIG. 2A) of the conductor lines 3a, 3a is the same or substantially the same over the entire length of the conductor line 3a.
  • the line width L of the conductor lines 3a, 3a can be set to an arbitrary value within a range of 2 ⁇ m to 7 ⁇ m, and is set to 2 ⁇ m in this embodiment.
  • the distance S (so-called line space) S between adjacent conductor lines in the radial direction can be set to an arbitrary value within a range of 2 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • the conductor pattern is formed by winding the conductor line 3a around the outer periphery of the upper surface of the IC chip 1 in a spiral shape.
  • the conductor line 3a is wound in a spiral shape while shifting the position toward the inside every round. Therefore, the conductor line 3a is wound in a spiral shape with a gap S from the portion previously provided on the upper surface of the IC chip 1. In the conductor line 3a, the interval S is a constant distance at each position in the winding direction.
  • the conductor pattern has a winding start portion at the input / output terminal 5B so as not to contact the connected conductor line 3a.
  • the portion extending from the outer periphery of the package toward the outer peripheral edge of the package and continuing to the winding start portion passes through the inside of the input / output terminal 5B.
  • the IC chip 1 is 0.9 mm square (vertical 0.9 mm ⁇ horizontal 0.9 mm), and the input / output terminal 5A (in the upper left in FIG. 1B) is input from the outermost end of the IC chip 1.
  • the intervals Z1 and Z2 (showing the output terminals) are 65 ⁇ m and 65 ⁇ m.
  • the conductor line 3a contained in the 4th surrounding part from the 1st surrounding part (around part for 1 turn from the winding start) of the conductor pattern is the outermost end of the IC chip 1 and the input / output terminals 5A. It is arranged to pass between.
  • the conductor line 3a included in the fourth surrounding portion from the first surrounding portion of the conductor pattern passes.
  • the conductor lines 3a included in the first to fourth circuit portions of the conductor pattern are connected to the outside of the connection terminals 5D, 5C, and 5A (the connection terminals 5D, 5C, and 5A and the outer peripheral edge of the package).
  • the conductor line 3a is wound in a spiral shape so as not to overlap in the inner and outer directions. .
  • the conductor line 3a (that is, the first conductor line 3A) included in the fifth surrounding portion of the conductor pattern passes through the dummy terminals 5C and 5D.
  • the number of turns of the antenna is 4.75, but it may be an arbitrary number between 1.5 and 10 depending on the resonance frequency (920 MHz in this case).
  • the line width L of the conductor line 3a is less than 2 ⁇ m, a conductor pattern cannot be manufactured, and if it exceeds 7 ⁇ m, the required number of turns cannot be secured, so the value is set in the range of 2 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • the distance between the conductor lines 3a and 3a (so-called line space) S cannot be produced when the conductor pattern is less than 2 ⁇ m, and the necessary number of turns is ensured when the distance exceeds 7 ⁇ m. Therefore, the value is set in the range of 2 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • the intervals Z1 and Z2 from the outermost end of the IC chip 1 to the input / output terminal 5A are not limited to 65 ⁇ m and 65 ⁇ m, and can be set to arbitrary numerical values in the range of 30 ⁇ m to 90 ⁇ m.
  • the interval Z1 from the outermost end of the IC chip 1 to the input / output terminal 5A and the interval Z2 are the same interval is shown, but the interval Z1 and the interval Z2 may be different intervals. .
  • the resonance frequency of the RFID tag configured as described above is set to 920 MHz.
  • L is an equivalent inductance
  • C is an equivalent capacitance of the IC chip generated between the input / output terminals 5A and 5B.
  • C is a unique value determined for each IC chip 1, it is necessary to appropriately set the value of L based on the value of C.
  • the value of L is the aspect ratio of the conductor line 3a.
  • the line width L and the distance S between the conductor lines 3a and 3a are determined, and these values are set within the above-described range.
  • the conductor lines 3A, 3a are brought close to the outer peripheral edge on the insulating layer. Is formed.
  • the radius of the antenna can be increased, but also the number of turns can be increased. Therefore, since the radius of the antenna can be increased while suppressing resistance to the current flowing through the conductor line, the antenna gain (gain) can be increased and the antenna efficiency (communication distance) can be improved.
  • L AN 2 S.
  • A a constant. From the above equation, when the number of turns N increases and the cross-sectional area S of the coil increases, the inductance L can be increased and the resonance frequency can be decreased (lowered).
  • the top surface of the IC chip 1 is coated with PI (polyimide) as an insulating layer. Then, a seed layer for plating is coated on the insulating layer by sputtering. Further, a mold for laminating the antenna pattern is formed from a photoresist on the seed layer.
  • PI polyimide
  • the process moves to a plating process, and an antenna pattern is laminated. Then, after removing the mold layer, the exposed unnecessary seed layer is removed. Thereafter, a protective film for protecting the antenna pattern is coated with PI (polyimide), and the manufacturing of the RFID tag is completed.
  • PI polyimide
  • the RFID tag 4 according to the present embodiment includes the above-described antenna 3 provided on the upper surface of the IC chip 1 and a booster antenna 6 that operates at substantially the same frequency.
  • the RFID tag 4 according to the present embodiment has the advantage that by providing the booster antenna 6, the transmission / reception sensitivity can be increased and the information transmission distance can be increased.
  • the antenna 3 mounted on the IC chip 1 has the same configuration as that shown in FIGS. 1A, 1B, 2A, and 2B, and a description related thereto is omitted. 3B and 3C do not show the antenna 3.
  • the booster antenna 6 is a conductor on the outer periphery of a rectangular base 7 made of ceramics (which may be other various synthetic resin materials) as an insulating layer (installation plane) via a ceramic insulating layer 8.
  • a conductor pattern (antenna) 9 is provided in which the lines 9a are spirally wound approximately 1.75 times (may be a plurality of turns of 2 to 5 times).
  • a ceramic placement portion 10 is formed in which a rectangular recess 10 ⁇ / b> A is formed in a plan view where the IC chip 1 is placed.
  • the antenna 9 is configured to resonate at the same frequency as the IC chip 1.
  • the antenna 9 communicates with the antenna 3 of the IC chip 1 by electromagnetic coupling. That is, the IC chip 1 communicates with the reader / writer via the booster antenna 6. Therefore, although the size of the antenna 3 of the IC chip 1 is small, the communication distance can be increased by performing communication via the booster antenna 6 that is larger than the antenna 3 of the IC chip 1.
  • the reader / writer is a device that can communicate with the IC chip 1.
  • the antenna 3 of the IC chip 1 is composed of an on-chip antenna in which the antenna 3 is integrally formed with the IC chip 1 itself, a contact for connecting the IC chip 1 and the antenna 3 is not necessary. .
  • the IC chip 1 and the booster antenna 6 are electromagnetically coupled, there is an advantage that the environment resistance is strong.
  • the antenna-IC connection part including the adhesive
  • the thin pattern part of the antenna, etc., the antenna material, base material, adhesive, etc. May be thermally expanded due to a difference in thermal expansion, or may be disconnected due to vibration.
  • the IC chip 1 is installed near the center of the booster antenna 6 (recess 10A in FIG. 3A).
  • the RFID tag has high environmental resistance without disconnection due to thermal expansion or vibration.
  • the IC chip 1 after the IC chip 1 is installed near the center of the booster antenna 6, it may be molded with a resin having a thermal expansion coefficient equivalent to or substantially equivalent to that of ceramics.
  • the conductive pattern 9 various conductive materials can be used. For example, copper, silver, aluminum or the like can be used.
  • the conductor pattern 9 is formed by various manufacturing methods such as a thick film method in which a conductor paste is applied and baked, a sputtering method, a vapor deposition method, a vacuum plating method, a photolithography, and a printing method.
  • the opening area of the opening 9 ⁇ / b> K of the conductor pattern 9 is the four first conductor lines 9 ⁇ / b> A, 9 ⁇ / b> A, 9 ⁇ / b> A, 9 ⁇ / b> A located at the innermost peripheral edge of the conductor lines 9 a located in the radial direction. (See FIG. 3B).
  • the line widths of the conductor lines 9a adjacent in the radial direction that is, the short side length (lateral dimension) L are substantially the same.
  • the number of antenna turns is 1.75, but an arbitrary number of turns of 1.5 to 10 is preferable.
  • the RFID tag 4 of the present invention shown in FIG. 1A, FIG. 1B, FIG. 2A, and FIG. 2B has a conductor pattern of 4.75 turns. However, as the RFID tag of the present invention in which the number of turns of the conductor pattern is 5.75 turns. Also good. Electromagnetic fields of three types of RFID tags of the present invention with different specifications (the same number of turns: 5.75) and other four types of RFID tags with specs partially different from the specifications of the RFID tag of the present invention as a comparative example The amplitude of the magnetic field calculated through simulation is graphed and discussed below. In FIG. 4, the magnetic field calculated by the electromagnetic field simulation is represented by contour lines.
  • a point at a distance of 2mm in the Z-axis direction is P obs from the center of the RFID tag of the package, was calculated magnetic field at the point P obs for each 20MHz between from 715MHz to 1115MHz.
  • These calculated values are plotted in a graph in which the horizontal axis represents frequency (GHz) and the vertical axis represents magnetic field amplitude (AU).
  • GHz frequency
  • AU magnetic field amplitude
  • the amplitude of the magnetic field at the operating frequency of 915 MHz is important, and the communication distance improves as the amplitude value increases.
  • the data of the RFID tag of the present invention 1 is plotted with black circles, and the data of the RFID tag of the model 1 as a comparative example is plotted with +.
  • an antenna is disposed in an antenna formation region between the outer peripheral edge on the insulating layer and the plurality of connection terminals, and the conductor line is adjacent in the radial direction with an aspect ratio of 1.25.
  • the line width 3a is 4 ⁇ m
  • the distance between the conductor lines 3a, 3a (so-called line space) S is 2.83 ⁇ m
  • the number of turns is 5.75.
  • an antenna is disposed in an antenna forming region between the outer peripheral edge on the insulating layer and the plurality of connection terminals, and the conductor is adjacent in the radial direction with an aspect ratio of 1.25.
  • the line width of the line 3a is 10 ⁇ m (value outside the scope of the present invention)
  • the distance between the conductor lines 3a, 3a (so-called line space) S is 8 ⁇ m (value outside the scope of the present invention)
  • the number of turns is 1.75. It is a volume.
  • the number of turns of the conductor pattern is 1.75, as shown in FIG. 5B, when a conductive material having a line width of 10 ⁇ m is wound once, the distance M between the conductor line 3a and the connection terminal 5B. Is 25 ⁇ m.
  • the distance between the conductor lines 3a is also required between the conductor terminals 3B.
  • the number of turns of the conductor pattern is limited to 1.75.
  • the magnitude of the magnetic field at 915 MHz which is the operating frequency of the RFID tag of the present invention 1
  • the operation of the RFID tag of model 1 The magnitude of the magnetic field at a frequency of 915 MHz is less than 10 (AU), and the communication distance of the RFID tag of the present invention 1 can be made longer than that of the model 1 RFID tag.
  • the line width of the conductor lines 3a and the distance between the conductor lines 3a are out of the scope of the present invention, and the line width is in the range of 2 ⁇ m to 7 ⁇ m as in the present invention.
  • it is important that the distance between the conductor lines 3a is in the range of 2 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • the data of the RFID tag of the present invention 1 is plotted with filled circles, and the data of the RFID tag of the present invention 2 of specifications different from the RFID tag of the present invention 1 is plotted with filled triangles for comparison.
  • data of RFID tags having specifications different from those of model 1 are plotted with hollow diamonds.
  • an antenna is arranged in the antenna formation region between the outer peripheral edge on the insulating layer and the plurality of connection terminals, the aspect ratio is 1.25, and the radial direction
  • the adjacent conductor lines 3a have a line width of 4 ⁇ m, a distance (so-called line space) S between the conductor lines 3a, 3a of 2.83 ⁇ m, and the number of turns of the conductor pattern is 5.75.
  • the RFID tag of the second aspect of the present invention is similar to the RFID tag of the first aspect of the present invention in that an antenna is disposed in the antenna formation region between the outer peripheral edge on the insulating layer and the plurality of connection terminals, and the aspect ratio is 2. 5 (value different from the present invention 1), the line width of each conductor line 3a adjacent in the radial direction is 4 ⁇ m (the same value as the present invention 1), and the distance between the conductor lines 3a, 3a (so-called line space) S 2.29 ⁇ m (value different from the present invention 1), the number of turns of the conductor pattern is 5.75.
  • an antenna is disposed in the antenna formation region between the outer peripheral edge on the insulating layer and the plurality of connection terminals, and the aspect ratio is 0.5.
  • the line width of each conductor line 3a adjacent in the radial direction is 4 ⁇ m (value within the scope of the present invention), and the distance between the conductor lines 3a, 3a (so-called line space) S is 3 ⁇ m (within the scope of the present invention). Value), the number of turns of the conductor pattern is 5.75.
  • the RFID tag of model 2 has an aspect ratio that is outside the range of 1.0 to 5.0, which is the range of the aspect ratio of the present invention, and the aspect ratio is 1.0 to 5 as in the present invention. It is important to set the value in the range of 0.0.
  • the data of the RFID tag of the first aspect of the present invention is plotted with filled circles, and the data of the RFID tag of the model 3 is plotted with x as a comparative example.
  • an antenna is arranged in the antenna formation region between the outer peripheral edge on the insulating layer and the plurality of connection terminals, and the aspect ratio is 1.25 in the radial direction.
  • Each line width of the adjacent conductor lines 3a is 4 ⁇ m, the distance (so-called line space) S between the conductor lines 3a, 3a is 2.83 ⁇ m, and the number of turns of the conductor pattern is 5.75.
  • an antenna is arranged in the antenna formation region between the outer peripheral edge on the insulating layer and the plurality of connection terminals, and the aspect ratio is 0.5 (out of the scope of the present invention). Value), the line width of each conductor line 3a adjacent in the radial direction is 10 ⁇ m (value deviating from the scope of the present invention), and the distance (so-called line space) S between the conductor lines 3a, 3a is 8 ⁇ m (range of the present invention). As in the case of Model 1, the number of turns of the conductor pattern is 1.75. From the graph of FIG.
  • the magnitude of the magnetic field at 915 MHz which is the operating frequency of the RFID tag of the present invention 1, exceeds 100 (AU), whereas the operation of the RFID tag of model 3
  • the magnitude of the magnetic field at a frequency of 915 MHz is less than 10 (AU), and the communication distance of the RFID tag of the present invention 1 can be made longer than that of the model 3 RFID tag.
  • the RFID tag data of the present invention 3 different from the specifications of the present invention 1 and the specifications of the present invention 2 are plotted with solid squares, and the data of the RFID tag of the model 4 is omitted as a comparative example. And it is plotted with a downward triangle.
  • an antenna is disposed in the antenna formation region between the outer peripheral edge on the insulating layer and the plurality of connection terminals, and the aspect ratio is 1.67 (the first aspect of the present invention 1). 2), a line width of each conductor line 3a adjacent in the radial direction is 3 ⁇ m (a value different from those of the first and second aspects of the present invention), and a distance (so-called line space) S between the conductor lines 3a, 3a is 3. 9 ⁇ m (value different from the first and second aspects of the present invention), and the number of turns of the conductor pattern is 5.75.
  • the RFID tag of model 4 is located approximately half of the antenna formation region R between the outer peripheral edge on the insulating layer and the two input / output terminals 5A and 5B.
  • An antenna is disposed on the side, the aspect ratio is 1.67 (within the scope of the present invention), the width of each conductor line 3a adjacent in the radial direction is 3 ⁇ m (within the scope of the present invention), and between the conductor lines 3a and 3a
  • the distance (so-called line space) S is 2.5 ⁇ m (within the scope of the present invention), and the number of turns of the conductor pattern is 5.75.
  • the magnitude of the magnetic field at 915 MHz which is the operating frequency of the RFID tag of the present invention 1, exceeds 100 (AU), whereas the operation of the RFID tag of model 4
  • the magnitude of the magnetic field at a frequency of 915 MHz is approximately 75 (AU), which indicates that the communication distance of the RFID tag of the present invention 1 can be made longer than that of the RFID tag of model 4.
  • the outer diameter size of the antenna 3 is reduced. It is thought that.
  • the conductor line 3a wound inside is not overlapped with the conductor line 3a connected to the input / output terminal 5B, and the conductor line 3a is wound inside the input / output terminal 5B so that the outer periphery on the insulating layer is covered.
  • the antenna formation region is formed in almost the entire area, but the conductor line 3a connected to the input / output terminal 5B and the conductor line 3a wound inside the conductor line 3a are wound so as to overlap, and the antenna is formed in the entire outer periphery on the insulating layer. A region may be formed.
  • one conductor line 3a is separated upward so that the overlapping conductor lines 3a, 3a (the conductor line 3a connected to the input / output terminal 5B and the conductor line 3a wound inside the conductor line 3a) do not contact in the vertical direction.
  • the insulating layer is formed so that the conductor line 3a moved upward is maintained at that position.
  • the antenna is configured by arranging the conductor lines 3a in a spiral shape.
  • two or more single layers formed by arranging the conductor lines 3a in a loop shape on the insulating layer are arranged. You may comprise the antenna which laminated
  • the antenna is formed on the upper surface of the IC chip package.
  • a substrate for mounting the IC chip may be provided, and the antenna may be formed on the substrate.
  • it implements by providing a some connection terminal for connecting with an IC chip on a board

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Abstract

本発明は、簡素な構成でアンテナ効率の向上を図ることができるＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。　リーダー／ライタと信号の送受信を行うためのアンテナ３と、アンテナ３が接続されるＩＣチップ１と、を備え、アンテナ３が形成される絶縁層上の外周端縁よりも内側部分に複数の接続端子５Ａ，５Ｂを備え、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子５Ａ，５Ｂとの間の距離を内外方向の幅として絶縁層上の外周全域又は外周略全域に環状のアンテナ形成領域を備え、アンテナ３は、複数の接続端子のうちの一つの接続端子５Ａを始点とし、残りの接続端子のうちの一つの接続端子５Ｂを終点としてアンテナ形成領域内を導体ラインが周回するようにループ状に形成されている。

Description

ＲＦＩＤタグ 関連出願の相互参照
　本願は、特願２０１６－０８２２０２号の優先権を主張し、引用によって本願明細書の記載に組み込まれる。
　本発明は、非接触でリーダー／ライタと信号の送受信を行うためのアンテナを備えるＲ
ＦＩＤタグに関する。
　かかるＲＦＩＤタグは、情報を記録するＩＣチップと、このＩＣチップに接続されるアンテナとを備えている。そして、ＲＦＩＤタグでは、アンテナによりリーダー／ライタとの無線通信を行うことによって、ＩＣチップに記憶されている情報の読み出しや、ＩＣチップへの情報の書き込みが行われる。
　このようなＲＦＩＤタグでは、近年極小化したいとの要望が強まっており、該要望に応える極小ＲＦＩＤタグとして、例えば、特許文献１に開示されているものが既に公知である。かかるＲＦＩＤタグのアンテナは、前記ＩＣチップに重ね合わせて一体に接合された多層アンテナにより構成されている。この多層アンテナは、ＩＣチップと略同一外形寸法を有する基材と、該基材上に形成される第１コイルと、絶縁膜を介して前記第１コイルに積層される第２コイルと、第２コイルを保護する保護膜とを備えている。
　特許文献１のＲＦＩＤタグでは、アンテナが多層アンテナであるため、アンテナの巻数が多くなっている。その結果、前記ＲＦＩＤタグは、アンテナ効率（例えば、通信距離）の向上を図ることができるとされている。しかし、前記ＲＦＩＤタグは、未だ十分な通信距離を満足するものではなく、改善の余地があった。
日本国特許第４７１３６２１号公報
　本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、簡素な構成でアンテナ効率の向上を図ることができるＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。
　本発明のＲＦＩＤタグは、前述の課題解決のために、
　リーダー／ライタと信号の送受信を行うためのアンテナと、該アンテナが接続されるＩＣチップと、を備えるＲＦＩＤタグであって、
　前記アンテナが形成される絶縁層と、
　該絶縁層上の外周端縁よりも内側部分に複数の接続端子とを備え、
　該絶縁層上の外周全域又は外周略全域には、環状のアンテナ形成領域が形成され、
　前記アンテナは、前記複数の接続端子のうちの一つの接続端子を始点とし、残りの接続端子のうちの何れか一つの接続端子を終点として前記アンテナ形成領域内を導体ラインが周回するようにループ状に形成され、前記導体ラインのアスペクト比が、１．０～５．０の範囲であり、
　前記アンテナの周回方向に直交する径方向で隣り合う導体ラインの線幅が略同一であり、前記線幅が、２μｍ～７μｍの範囲に設定され、かつ、前記径方向で隣り合う導体ライン同士間の距離が、２μｍ～７μｍの範囲に設定されている。
　本発明のＲＦＩＤタグは、
　前記アンテナ巻数が、１．５～１０の巻数であってもよい。
　本発明のＲＦＩＤタグにおいて、
　前記絶縁層は、前記ＩＣチップのパッケージであり、
　前記アンテナは、前記ＩＣチップのパッケージ上に備えられていてもよい。
　本発明のＲＦＩＤタグにおいて、
　前記絶縁層は、前記ＩＣチップのパッケージであり、
　前記アンテナと略同一周波数で動作するブースタアンテナを備えていてもよい。
　本発明のＲＦＩＤタグにおいて、
　前記アンテナは、ＵＨＦ帯で無線通信するように構成されていてもよい。
図１Ａは、アンテナを搭載したＩＣチップの平面図である。 図１Ｂは、図１Ａの上端部の拡大図である。 図２Ａは、図１Ａの上端部左側の拡大図である。 図２Ｂは、図１ＡにおけるＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図３Ａは、ブースタアンテナの凹部にＩＣチップを収容した縦断面図である。 図３Ｂは、図３Ａの領域Ａの拡大図である。 図３Ｃは、ブースタアンテナの凹部にＩＣチップを収容した平面図である。 電磁界シミュレーションで計算された磁場を等高線で表わした説明図である。 図５Ａは、本発明１とモデル１の周波数に対する磁場の振幅を示すグラフである。 図５Ｂは、モデル１の入出力端子周辺を示す平面図である。 図６は、本発明１，２とモデル２の周波数に対する磁場の振幅を示すグラフである。 図７は、本発明１とモデル３の周波数に対する磁場の振幅を示すグラフである。 図８Ａは、本発明３とモデル４の周波数に対する磁場の振幅を示すグラフである。 図８Ｂは、モデル４の平面図である。
　以下、本発明のＲＦＩＤタグの第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１Ａには、、ＩＣチップ１のパッケージ（樹脂でなる絶縁層）の上面の外周縁に絶縁層２を介してアンテナ３が電気的に導通可能に搭載されたパッシブ型のＲＦＩＤタグ４が示されている。
　ＩＣチップ１は、平面視において略正方形状である。なお、ＩＣチップ１は、円形や楕円形あるいは多角形等の形状であってもよい。
　また、ＩＣチップ１は、０．５ｍｍ角（縦０．５ｍｍ×横０．５ｍｍ）～０．９ｍｍ角（縦０．９ｍｍ×横０．９ｍｍ）のものを用いることができ、本実施形態では、０．９ｍｍ角（縦０．９ｍｍ×横０．９ｍｍ）のＩＣチップ１を用いている。
　ＩＣチップ１は、４つの角部において外周端縁よりも内側部分に設けられた接続端子５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを備えている。
　なお、４つの接続端子のうち、図１Ａにおいて紙面上方側に配置されている２つの接続端子５Ａ，５Ｂには、アンテナに接続される。より具体的に説明すると、一方（図１Ａの紙面左上側）の入出力端子５Ａには、アンテナ３の一端が接続され、他方（図１Ａの紙面右上側）の入出力端子５Ｂには、アンテナ３の他端が接続される。４つの接続端子のうち、図１Ａにおいて紙面下方側に配置されている２つの接続端子５Ｃ，５Ｄは、ダミー端子である。なお、本実施形態では、以下の説明において、アンテナ３の一端が接続される接続端子５Ａ、アンテナ３の他端が接続される接続端子５Ｂを、入出力端子５Ａ，５Ｂと称する場合がある。
　絶縁層２は、ポリイミド、エポキシ樹脂、又はシリコーン樹脂等からなり、回転塗布法（スピンコート）、印刷法、又はラミネート法により形成される。また、絶縁層２は、感光性ポリイミド等の感光性樹脂から形成されたシートあるいはフィルムを貼り付けることによって形成することもできる。
　ＩＣチップ１のパッケージ上の外周の略全域に環状のアンテナ形成領域が設定されている。尚、前記パッケージ上の外周の略全域となっているのは、接続端子５Ｂに接続される導体ライン３ａとこの導体ライン３ａに対して内側に巻いていく導体ライン３ａとが重なることがないように、内側に巻いていく導体ライン３ａを、パッケージ上の外周端縁と接続端子５Ｂとの間ではなく、接続端子５Ｂの内側に巻いているためである。また、アンテナ形成領域は、自身の周方向に対して直交する方向において所定の幅を有するように設定されている。
　アンテナ３は、アンテナ形成領域（パッケージの上面（設置面）の外周縁）に形成された渦巻き状の導体パターンを有する。導体パターンは、ほぼ矩形となるように複数回（図１Ａでは４．７５回）巻回された形状となっており、該導体パターンの巻き始めの部分は、接続端子５Ｂからパッケージの外周端縁に向けて真っ直ぐに延びるとともに、パッケージの外周端縁の手前で屈曲した形状となっている。
　なお、本実施形態では、導体パターンの巻き始めを起点とする各周分を周回部分と称して説明を行うことがある。また、導体パターンの最も内側の部分は、長さが１周分に到達していないが、１周目の部分から４周目の部分までと同様、周回部分と称することとする。
　導体パターンには、各種の導電材料を用いることができるが、例えば銅、銀、アルミニウム等を用いることができる。また、導体パターンは、導体ペーストを塗布して焼き付ける厚膜法、スパッタリング法、蒸着法、真空メッキ法、フォトリソグラフィや印刷法等の各種の製法によって形成される。
　導体パターンの各周回部分には、パッケージの上面（設置面）の各外周端に合わせて配置された複数の導体ライン３ａが含まれている。複数の導体ライン３ａは、互いに連続しており、一方の入出力端子５Ａを始点とし、他方の入出力端子５Ｂを終点として前記アンテナ形成領域内で周回するように渦巻き状に形成されている。
　導体ライン３ａのアスペクト比は、１．０～５．０の範囲に設定されている。アンテナ３は、アスペクト比が大きいほど導体ライン３ａの断面積が増大し、アンテナ３の配線の抵抗成分が低くなるため、好ましい。
　アンテナ３は、アスペクト比が５．０を越えると製造が困難になる。そのため、アンテナ３のアスペクト比の限界値は５．０である。
　一方、アンテナ３は、アスペクト比が１．０よりも小さくなると、抵抗値を確保するために導体ライン３ａの巻き数を増やす必要があるため、導体パターンの幅が広がってしまう。従って、アンテナ形成領域内で通信に必要となる導体ライン３ａの巻数を確保することができなくなる。そのため、アスペクト比の最小値は１．０である。
　なお、アスペクト比は、図２Ｂに示すように、導体ライン３ａの縦断面における、短辺の長さ（横寸法）Ｌに対する長辺の長さ（縦寸法）Ｈの比（Ｈ／Ｌ）である。本実施形態では、以下の説明において、アンテナ３の設置面の法線方向を縦方向と称し、アンテナ３の設置面の面方向を横方向と称して以下の説明を行う場合がある。
　導体パターンの開口部３Ｋの開口面積は、図１Ｂに示すように、導体ライン３ａ…のうちの径方向最内縁に位置する４本の導体ライン３ａ、すなわち、導体パターンの外側から５つ目の周回部分に含まれる導体ライン３ａ（以下、第１導体ライン３Ａと称する）に囲まれた面積である（図１Ａ参照）。
　また、導体ライン３ａの線幅、つまり、導体ライン３ａ，３ａの前記横寸法Ｌ（図２Ａ参照）は、該導体ライン３ａの全長に亘って同一又は略同一である。導体ライン３ａ，３ａの線幅Ｌは、２μｍ～７μｍの範囲の間で任意の値に設定することができ、本実施形態では２μｍに設定されている。
　また、径方向で隣り合う導体ライン同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓは、２μｍ～７μｍの範囲の間で任意の値に設定することができる。
　導体パターンは、導体ライン３ａがＩＣチップ１の上面の外周縁に渦巻き状に巻かれることによって形成されている。
　そして、導体ライン３ａは、１周毎に内側に向けて位置をずらしながら渦巻き状に巻かれている。そのため、導体ライン３ａは、先にＩＣチップ１の上面に設けられた部分に対して間隔Ｓをあけながら渦巻き状に巻かれている。なお、導体ライン３ａでは、巻回方向の各位置において間隔Ｓが一定の距離となっている。
　ここで、導体ライン３ａは、図１Ａにおいて右上の入出力端子５Ｂに一端が接続されているため、その接続した導体ライン３ａに接触しないよう、導体パターンは、巻き始めの部分が入出力端子５Ｂからパッケージの外周端縁に向かって延び、且つ該巻き始めの部分に続く部分が入出力端子５Ｂの内側を通るように構成されている。
　尚、ＩＣチップ１は、前述したように、０．９ｍｍ角（縦０．９ｍｍ×横０．９ｍｍ）であり、このＩＣチップ１の最外端から入出力端子５Ａ（図１Ｂでは左上の入出力端子を示している）までの間隔Ｚ１，Ｚ２が６５μｍ、６５μｍである。そして、導体パターンの１つ目の周回部分（巻き始めから１周分の周回部分）から４つ目の周回部分に含まれる導体ライン３ａは、ＩＣチップ１の最外端と入出力端子５Ａとの間を通るように配置されている。
　ＩＣチップ１の最外端と、２つのダミー端子５Ｃ，５Ｄとの間にも、導体パターンの１つ目の周回部分から４つ目の周回部分に含まれる導体ライン３ａが通っている。
　このように、導体パターンの１つ目の周回部分から４つ目の周回部分に含まれる導体ライン３ａは、接続端子５Ｄ，５Ｃ、５Ａの外側（接続端子５Ｄ，５Ｃ、５Ａとパッケージの外周端縁との間）、接続端子５Ｂの内側を順に通って渦巻状となるように巻かれており、これにより、導体ライン３ａは、前記内外方向で重なり合わないように渦巻状に巻かれている。
　導体パターンの５つ目の周回部分に含まれる導体ライン３ａ（すなわち、第１導体ライン３Ａ）は、ダミー端子５Ｃ，５Ｄの内側を通っている。アンテナの巻数は、４．７５であるが、共振周波数（ここでは９２０ＭＨｚ）に応じて１．５～１０の間の任意の数にすることになる。
　導体ライン３ａの線幅Ｌは、２μｍ未満になると導体パターンを製造できず、７μｍを越えると必要となる巻数を確保することができなくなるため、２μｍ～７μｍの範囲の値に設定されている。
　導体ライン３ａ，３ａ同士の間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓは、導体ライン３ａの線幅Ｌと同様、２μｍ未満になると導体パターンを製造できず、７μｍを越えると必要となる巻数を確保することができなるため、２μｍ～７μｍの範囲の値に設定されている。
　尚、ＩＣチップ１の最外端から入出力端子５Ａまでの間隔Ｚ１，Ｚ２は、６５μｍ、６５μｍに限らず、３０μｍ～９０μｍの範囲の任意の数値に設定可能である。また、ここでは、ＩＣチップ１の最外端から入出力端子５Ａまでの間隔Ｚ１と間隔Ｚ２とが同一間隔の場合を示しているが、間隔Ｚ１と間隔Ｚ２とが異なる間隔であってもよい。
　前記構成のＲＦＩＤタグの共振周波数は、９２０ＭＨｚに設定されている。この共振周波数ｆは、下記の式で求められる。
 
ｆ＝１／２π×√（ＬＣ）
 
ここで、Ｌは等価インダクタンス、Ｃは入出力端子５Ａ，５Ｂ間に発生するＩＣチップの等価容量である。上記式から必要なコイルの等価インダクタンスＬは、下記の式で求められる。
 
Ｌ＝１／（２πｆ）２×Ｃ
 
つまり、共振周波数ｆをＵＨＦ帯である９２０ＭＨｚ（８６５ＭＨｚ～９２８ＭＨｚの任意の値でもよい）に設定するには、Ｌ又はＣのうちの一方の値を決めれば、Ｌ又はＣのうちの他方の値が決まることになる。
　なお、Ｃは、ＩＣチップ１毎に決定される固有の値となるため、Ｃの値に基づいてＬの値を適宜設定することが必要になり、Ｌの値は、導体ライン３ａのアスペクト比、線幅Ｌ、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離Ｓに応じて決定され、これらの値は、前述した範囲内に設定することになる。
　そして、導体ライン３ａのアスペクト比、線幅Ｌ、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離Ｓの値を前述した範囲内に設定することによって、絶縁層上の外周縁に寄せて導体ライン３Ａ，３ａが配置された導体パターン３が形成される。これによって、アンテナの半径を大きくすることができるだけでなく、巻数を多くすることができる。よって、導体ラインに流れる電流に対する抵抗を抑えつつ、アンテナの半径を大きくすることができるため、アンテナゲイン（利得）を高くしてアンテナ効率（通信距離）の向上を図ることができる。
　また、コイルのインダクタンスＬとコイルの断面積Ｓと巻数Ｎの関係は、Ｌ＝ＡＮ２Ｓである。尚、Ａは定数である。上記式から、巻数Ｎが多くなり、コイルの断面積Ｓが大きくなると、インダクタンスＬを大きくでき、共振周波数を小さく（低く）できる。
　次に、アンテナ３をＩＣチップ１に取り付けてＲＦＩＤタグを製造する製造方法について説明する。
　ＩＣチップ１の上面を、絶縁層としてＰＩ（ポリイミド）でコートする。そして、絶縁層上に、メッキ加工のためのシード層をスパッタでコートする。さらに、シード層の上から、アンテナパターンを積層するためのモールドをフォトレジストで形成する。
　続いて、メッキ工程に移り、アンテナパターンを積層する。この後、前記モールド層を除去してから、露出している不要なシード層を除去する。この後、アンテナパターンを保護する保護膜をＰＩ（ポリイミド）でコートして、ＲＦＩＤタグの製造を終了する。
　続いて、第２実施形態について説明する。本実施形態に係るＲＦＩＤタグ４は、図３Ａ，図３Ｃに示すように、ＩＣチップ１の上面に設けた前述したアンテナ３と、略同一周波数で動作するブースタアンテナ６とを備えている。本実施形態に係るＲＦＩＤタグ４は、ブースタアンテナ６を備えることによって、送受信感度を高めて情報伝達距離を長くすることができる利点がある。尚、ＩＣチップ１に搭載するアンテナ３は、図１Ａ，図１Ｂ及び図２Ａ，図２Ｂと同一構成であるため、それに関連する説明は省略する。また、図３Ｂ、図３Ｃでは、アンテナ３を図示していない。
　ブースタアンテナ６は、絶縁層（設置平面）としてのセラミックス製（その他の各種の合成樹脂材料であってもよい）の矩形状の台７の外周部上にセラミックス製の絶縁層８を介して導体ライン９ａ…を渦巻き状に略１．７５回（２回以上５回までの複数巻きでもよい）巻回した導体パターン（アンテナ）９を備えている。絶縁層８の上には、ＩＣチップ１を載置する平面視において矩形状の凹部１０Ａが形成されたセラミックス製の載置部１０が形成されている。
　前記アンテナ９は、ＩＣチップ１と同じ周波数で共振するように構成されている。また、アンテナ９は、ＩＣチップ１のアンテナ３と電磁結合して通信を行う。つまり、ＩＣチップ１は、ブースタアンテナ６を介してリーダー／ライタと通信を行う。従って、ＩＣチップ１のアンテナ３のサイズは小さいが、ＩＣチップ１のアンテナ３よりも大きなブースタアンテナ６を介して通信することで通信距離を長くすることができる。なお、リーダー／ライタとは、ＩＣチップ１と通信可能な機器のことである。
　また、ＩＣチップ１のアンテナ３は、ＩＣチップ１自体にアンテナ３が一体形成されているオンチップアンテナで構成されているため、ＩＣチップ１とアンテナ３とを接続するための接点が不要となる。
　そして、ＩＣチップ１とブースタアンテナ６とが電磁結合されているため、耐環境性に強いという利点がある。例えば低温、高温、振動等の環境では、通常のＲＦＩＤタグの場合に、アンテナとＩＣとの接続部（接着剤を含む）やアンテナの細いパターン部分等が、アンテナ材と基材と接着剤等が熱膨張の違いにより熱膨張する、あるいは振動を受けることで断線することがある。これに対して、上記したオンチップアンテナを備えるＩＣチップ１と電磁結合されるブースタアンテナ６との組み合わせの場合には、ＩＣチップ１をブースタアンテナ６の中央付近（図３Ａの凹部１０Ａ）に設置するだけで済むため、熱膨張や振動により断線することがなく、耐環境性に強いＲＦＩＤタグと言える。尚、ＩＣチップ１をブースタアンテナ６の中央付近に設置してから、セラミックスと同等又はほぼ同等の熱膨張率を有する樹脂でモールドしてもよい。
　導体パターン９としては、各種の導電材料を用いることができるが、例えば銅、銀、アルミニウム等を用いることができる。また、導体パターン９は、導体ペーストを塗布して焼き付ける厚膜法、スパッタリング法、蒸着法、真空メッキ法、フォトリソグラフィや印刷法等の各種の製法によって形成される。
　導体パターン９の開口部９Ｋの開口面積は、図３Ｂに示すように、径方向に位置する導体ライン９ａのうちの最内周縁に位置する４本の第１導体ライン９Ａ，９Ａ，９Ａ，９Ａ（図３Ｂ参照）で囲まれる面積である。
　また、径方向で隣り合う導体ライン９ａの線幅、つまり短辺長（横寸法）Ｌが略同一である。また、アンテナ巻数が、１．７５巻数であるが、１．５～１０の任意の巻数であることが好ましい。
　図１Ａ，図１Ｂ及び図２Ａ，図２Ｂで示した本発明のＲＦＩＤタグ４は、導体パターンを４．７５巻としたが、導体パターンの巻数を５．７５巻とした本発明のＲＦＩＤタグとしてもよい。スペックの異なる本発明の３種類のＲＦＩＤタグ（巻数は同じ５．７５巻）と、比較例として本発明のＲＦＩＤタグの仕様と一部異なるスペックにした他の４種類のＲＦＩＤタグとを電磁界シミュレーションを行って算出された磁場の振幅をグラフにして、以下において考察する。図４に、電磁界シミュレーションで計算された磁場を等高線で表わしている。図４では、ＲＦＩＤタグのパッケージの中心からＺ軸方向へ２ｍｍの距離にある点をＰｏｂｓとし、点Ｐｏｂｓにおける磁場を７１５ＭＨｚから１１１５ＭＨｚまでの間において２０ＭＨｚ毎に算出した。これら算出した値を、横軸に周波数（ＧＨｚ）を取り、縦軸に磁場の振幅（Ａ．Ｕ．）を取ったグラフにプロットする。ここで、動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の振幅が重要であり、振幅の値が大きな値ほど通信距離が向上する。
　図５Ａでは、本発明１のＲＦＩＤタグのデータを黒丸でプロットし、比較例としてのモデル１のＲＦＩＤタグのデータを+でプロットしている。ここで、本発明１のＲＦＩＤタグは、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を１．２５、径方向で隣り合う導体ライン３ａの線幅を４μｍ、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを２．８３μｍ、巻数を５．７５巻としている。これに対して、モデル１のＲＦＩＤタグは、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を１．２５、径方向で隣り合う導体ライン３ａの線幅を１０μｍ（本発明の範囲から外れる値）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを８μｍ（本発明の範囲から外れる値）、巻数を１．７５巻としている。
　導体パターンの巻数が１．７５巻になっているのは、図５（ｂ）に示すように、線幅が１０μｍの導電材料を１回巻くと、導体ライン３ａと接続端子５Ｂとの距離Ｍが、２５μｍとなる。これに対して導体間距離が８μｍで線幅が１０μｍの導電材料を２回巻く場合には、導体ライン３ａ同士間の距離が接続端子５Ｂとの間にも必要となるため、線幅１０μｍ+導体間距離８μ×２＝２６μｍが必要となり、距離Ｍの２５μｍを越えてしまい、２回巻くことができない。
　このため、導体パターンの巻数が１．７５巻に制限される。図５Ａのグラフから、本発明１のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが１００（Ａ．Ｕ．）を超える値となっているのに対して、モデル１のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが１０（Ａ．Ｕ．）未満となり、本発明１のＲＦＩＤタグの通信距離をモデル１のＲＦＩＤタグに比べて長くできる結果となっている。モデル１のＲＦＩＤタグは、導体ライン３ａの線幅及び導体ライン３ａ同士間の距離が、本発明の範囲から外れたものになっており、本発明のように、線幅が２μｍ～７μｍの範囲で、かつ、導体ライン３ａ同士間の距離が２μｍ～７μｍの範囲であることが重要となる。
　図６では、前記本発明１のＲＦＩＤタグのデータを塗りつぶした丸でプロットし、前記本発明１のＲＦＩＤタグとは異なるスペックの本発明２のＲＦＩＤタグのデータを塗りつぶした三角でプロットし、比較例としてモデル１とは異なるスペックのＲＦＩＤタグのデータを中抜きの菱形でプロットしている。
　ここで、本発明１のＲＦＩＤタグは、前述同様に、絶縁層上の外周端縁と前記複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を１．２５、径方向で隣り合う各導体ライン３ａの線幅を４μｍ、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを２．８３μｍ、導体パターンの巻数を５．７５巻としている。
　また、本発明２のＲＦＩＤタグは、本発明１のＲＦＩＤタグと同様に、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を２．５（本発明１と異なる値）、径方向で隣り合う各導体ライン３ａの線幅を４μｍ（本発明１と同じ値）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを２．２９μｍ（本発明１と異なる値）、導体パターンの巻数を５．７５巻としている。
　これに対して、モデル２のＲＦＩＤタグは、本発明１と同様に、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を０．５、径方向で隣り合う各導体ライン３ａの線幅を４μｍ（本発明の範囲内の値）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを３μｍ（本発明の範囲内の値）、導体パターンの巻数を５．７５巻としている。
　図６のグラフから、本発明１及び本発明２のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが、いずれも１００（Ａ．Ｕ．）を超える値となっているのに対して、モデル２のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさがほぼ８０（Ａ．Ｕ．）となり、本発明１及び本発明２のＲＦＩＤタグの通信距離をモデル２のＲＦＩＤタグに比べて長くできる結果となっている。モデル２のＲＦＩＤタグは、アスペクト比のみが本発明のアスペクト比の範囲である１．０～５．０から外れたものになっており、本発明のように、アスペクト比を１．０～５．０の範囲に設定することが重要となる。
　図７では、前記本発明１のＲＦＩＤタグのデータを塗りつぶした丸でプロットし、比較例としてモデル３のＲＦＩＤタグのデータを×でプロットしている。ここで、本発明１のＲＦＩＤタグは、前述同様に、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を１．２５、径方向で隣り合う導体ライン３ａの各線幅を４μｍ、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを２．８３μｍ、導体パターンの巻数を５．７５巻としている。
　これに対して、モデル３のＲＦＩＤタグは、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を０．５（本発明の範囲から外れる値）、径方向で隣り合う各導体ライン３ａの線幅を１０μｍ（本発明の範囲から外れる値）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを８μｍ（本発明の範囲から外れる値）とし、モデル１と同様に導体パターンの巻数が１．７５巻になっている。図７のグラフから、本発明１のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが１００（Ａ．Ｕ．）を超える値となっているのに対して、モデル３のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが１０（Ａ．Ｕ．）未満となり、本発明１のＲＦＩＤタグの通信距離をモデル３のＲＦＩＤタグに比べて長くできる結果となっている。
　モデル３のＲＦＩＤタグは、アスペクト比、導体ライン３ａの線幅及び導体ライン３ａ同士間の距離の全ての値が、本発明の範囲から外れたものになっており、本発明のように、アスペクト比が、１．０～５．０の範囲で、各導体ライン３ａの線幅が、２μｍ～７μｍの範囲で、かつ、導体ライン同士間の距離が、２μｍ～７μｍの範囲であることが重要となる。
　図８Ａでは、前記本発明１のスペック及び本発明２のスペックとは異なる本発明３のＲＦＩＤタグのデータを塗りつぶした四角でプロットし、比較例としてモデル４のＲＦＩＤタグのデータを中抜きであり且つ下向きの三角でプロットしている。
　ここで、本発明３のＲＦＩＤタグは、前述同様に、絶縁層上の外周端縁と複数の接続端子との間のアンテナ形成領域にアンテナを配置し、アスペクト比を１．６７（本発明１，２と異なる値）、径方向で隣り合う導体ライン３ａの各線幅を３μｍ（本発明１，２と異なる値）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを３．９μｍ（本発明１，２と異なる値）、導体パターンの巻数を５．７５巻としている。
　これに対して、モデル４のＲＦＩＤタグは、図８Ｂに示すように、絶縁層上の外周端縁と２つの入出力端子５Ａ，５Ｂとの間のアンテナ形成領域Ｒのほぼ半分に位置するようにアンテナを配置し、アスペクト比を１．６７（本発明の範囲内）、径方向で隣り合う各導体ライン３ａの線幅を３μｍ（本発明の範囲内）、導体ライン３ａ，３ａ同士間の距離（所謂、ラインスペース）Ｓを２．５μｍ（本発明の範囲内）、導体パターンの巻数を５．７５巻としている。
　図８Ａのグラフから、本発明１のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさが１００（Ａ．Ｕ．）を超える値となっているのに対して、モデル４のＲＦＩＤタグの動作周波数である９１５ＭＨｚにおける磁場の大きさがほぼ７５（Ａ．Ｕ．）となり、本発明１のＲＦＩＤタグの通信距離をモデル４のＲＦＩＤタグに比べて長くできる結果となっている。モデル４のＲＦＩＤタグでは、アンテナ３のほぼ半分がＩＣチップ１の外周に形成されるアンテナ形成領域Ｒよりも内側に外れた領域に配置されているため、アンテナ３の外径寸法が小さくなったためであると考えられる。
　尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　上記実施形態では、入出力端子５Ｂに接続した導体ライン３ａに内側に巻いていく導体ライン３ａが重なることがないように、入出力端子５Ｂの内側に導体ライン３ａを巻いて絶縁層上の外周略全域にアンテナ形成領域を形成したが、入出力端子５Ｂに接続した導体ライン３ａとこの導体ライン３ａの内側に巻いていく導体ライン３ａが重なるように巻いて絶縁層上の外周全域にアンテナ形成領域を形成してもよい。この場合、重なり合う導体ライン３ａ，３ａ（入出力端子５Ｂに接続する導体ライン３ａとこれの内側に巻いていく導体ライン３ａと）を上下方向で接触しないように一方の導体ライン３ａを上方へ離間させるとともにその上方へ移動した導体ライン３ａをその位置に維持するように絶縁層を形成することになる。
　また、上記実施形態では、導体ライン３ａを渦巻き状に並べて配置することでアンテナを構成したが、導体ライン３ａを絶縁層上にループ状に並べて配置することによって形成される単層を２層以上積層して複数回巻いたアンテナを構成してもよい。
　また、上記実施形態では、ＩＣチップのパッケージの上面にアンテナを形成したが、ＩＣチップを実装するための基板を設け、その基板上にアンテナを形成してもよい。尚、基板上にＩＣチップと接続するための複数の接続端子を備えて実施することになる。
　１…ＩＣチップ、２…絶縁層、３…アンテナ（導体パターン）、３ａ…導体ライン、３Ａ…第１導体ライン、３Ｋ…開口部、４…ＲＦＩＤタグ、５Ａ，５Ｂ…入出力端子（接続端子）、５Ｃ，５Ｄ…ダミー端子、６…ブースタアンテナ、７…台、８…絶縁層、９…導体パターン（アンテナ）、９ａ…導体ライン、９Ａ…第１導体ライン、９Ｋ…開口部、１０…載置部、１０Ａ…凹部、Ｈ…長辺長、Ｌ…短辺長（線幅）、Ｓ…距離、Ｚ１，Ｚ２…間隔

Claims (5)

  1. 　リーダー／ライタと信号の送受信を行うためのアンテナと、該アンテナが接続されるＩＣチップと、を備えるＲＦＩＤタグであって、
    　前記アンテナが形成される絶縁層と、
    　該絶縁層上の外周端縁よりも内側部分に複数の接続端子とを備え、
    　該絶縁層上の外周全域又は外周略全域には、環状のアンテナ形成領域が形成され、
    　前記アンテナは、前記複数の接続端子のうちの一つの接続端子を始点とし、残りの接続端子のうちの何れか一つの接続端子を終点として前記アンテナ形成領域内を導体ラインが周回するようにループ状に形成され、前記導体ラインのアスペクト比が、１．０～５．０の範囲であり、
    　前記アンテナの周回方向に直交する径方向で隣り合う導体ラインの線幅が略同一であり、前記線幅が、２μｍ～７μｍの範囲に設定され、かつ、前記径方向で隣り合う導体ライン同士間の距離が、２μｍ～７μｍの範囲に設定されている
    　ＲＦＩＤタグ。
  2. 　前記アンテナ巻数が、１．５～１０の巻数である
    　請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
  3. 　前記絶縁層は、前記ＩＣチップのパッケージであり、
    　前記アンテナは、前記ＩＣチップのパッケージ上に備えられている
    　請求項１又は請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
  4. 　前記絶縁層は、前記ＩＣチップのパッケージであり、
    　前記アンテナと略同一周波数で動作するブースタアンテナを備えている
    　請求項１又は２に記載のＲＦＩＤタグ。
  5. 　前記アンテナは、ＵＨＦ帯で無線通信するように構成されている
    　請求項１～４のうちのいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
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