JP2005348197A - Radio electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線電子装置に関し、例えばICチップを搭載した無線ICタグ、ICカード等のアンテナ技術に利用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a wireless electronic device, and more particularly to a technology effective when used for antenna technology such as a wireless IC tag and an IC card mounted with an IC chip.
整合の最適化、インピーダンス的な整合がとれやすいアンテナを有する移動体識別装置の応答器として特開2002−135029がある。この公報においては、短冊状に形成された一枚の薄板状導体に、その長手方向の中央部にL字状の切欠き部を設けて、ここにICチップを搭載してアンテナとして用いるものである。
上記特許文献1の技術において、無線ICチップの同一面(表面)上に複数の電極を置かざるを得ないため、チップサイズが小さくなるに従い電極のサイズも小さくなり、接続面積の減少をまねくことにより、接続抵抗が上昇して無線ICチップの動作を不安定にする。上記のように無線ICチップが小さくなると、複数の電極のサイズ及び間隔が小さくなり、基板側のメタルパターンなどの導体との位置合わせに高度な技術を必要として、経済的に無線ICタグ及び無線認識トランスポンダなどを製造することができなくなる。無線ICチップと基板の間に空隙が発生して、無線ICチップに応力が加わるとチップ破壊が発生しやすくなる。この対策として、この空隙にアンダーフィルと称して充填樹脂を埋め込むと、材料と工数の増加をまねき、経済的に無線ICタグ及び無線認識トランスポンダなどの製造ができなくなる。更に無線ICチップが小さくなると、製造工程において、ICチップの上面合わせが困難となり、経済的に無線ICタグ及び無線認識トランスポンダなどの製造ができなくなるという問題が生じる。 In the technique of Patent Document 1, a plurality of electrodes must be placed on the same surface (front surface) of the wireless IC chip. Therefore, as the chip size is reduced, the size of the electrodes is reduced, resulting in a reduction in connection area. As a result, the connection resistance increases and the operation of the wireless IC chip becomes unstable. As described above, when the wireless IC chip is reduced, the size and interval of the plurality of electrodes are reduced, and advanced technology is required for alignment with a conductor such as a metal pattern on the substrate side. It becomes impossible to manufacture a recognition transponder or the like. When a gap is generated between the wireless IC chip and the substrate and stress is applied to the wireless IC chip, chip breakage is likely to occur. As a countermeasure, if a filling resin called “underfill” is embedded in the gap, the material and the number of man-hours are increased, and the wireless IC tag and the wireless recognition transponder cannot be manufactured economically. When the wireless IC chip is further reduced, it is difficult to align the top surfaces of the IC chips in the manufacturing process, and there is a problem that it is impossible to manufacture a wireless IC tag and a wireless recognition transponder economically.
本願発明者等においては、先に図13に示したように無線ICタグを開発した。上側電極と下側電極をもつ点線で示した無線ICチップ16のアンテナを構成する下側導体18bと上側導体14b(12b)でサンドイッチ状に挟むような構造とする。無線ICチップ16は、導体14bと導体18bにより構成されるアンテナから無線によりエネルギの供給を受け、また、無線によりデータの送受信を行う。アンテナ端子に接続するときは、無線ICチップから2端子あれば十分であって、無線ICチップの表面及び裏面から端子を出す構成にすれば、無線ICチップ16のサイズが小さくなっても大きな接触面積を持つ電極を表面及び裏面に形成することができ、シンプルな構造でアンテナを接続することが可能となる。前記特許文献1と比較して、無線ICチップと基板の間に空隙部分が発生しないので、無線ICチップへの応力集中が緩和されて、機械的強度を改善することが可能となる。そして、導体18bには長方形の中にスリット22bが設けられる。
The inventors of the present application have previously developed a wireless IC tag as shown in FIG. A structure is adopted in which the antenna is sandwiched between a
しかしながら、図13のようにスリットを有する導体18bを用いた場合、2つの導体18bと14bの間の重なり合う部分で寄生容量が形成され、スリット長のマージンが小さくなってアンテナ性能が悪くなるという問題が生じる。また、上記寄生容量を小さくするために導体14bを無線ICの電極との接続に必要な最小の大きさとすると、無線ICと導体14bとの高精度の位置合わせが必要になり,前記特許文献1の場合と同様に無線ICタグの低コストでの組み立てが難しくなるという問題が生じる。
However, when the
この発明の目的は、実装コストを低減しつつ高性能アンテナを備えた無線電子装置を提供することにある。この発明の上記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 An object of the present invention is to provide a wireless electronic device equipped with a high-performance antenna while reducing the mounting cost. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、無線によるデータを送受信するICチップの表面及び裏面に設けられた電極にそれぞれ接続されて無線によるデータの送受信のためのアンテナを構成する第1導体及び第2導体とを備え、前記第1導体に切欠き部を設け、かかる切欠き部を挟んだ一方に前記ICチップの前記表面又は裏面の一方の電極を接続し、前記第2導体は、一端を前記ICチップの表面又は裏面の他方の電極に接続し、他端が前記切欠き部を挟んだ他方の第1導体に接続して、前記第1導体と重なり合う部分に厚み方向を貫通する1ないし複数の開口部を設ける。 The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the first and second conductors, which are connected to electrodes provided on the front and back surfaces of the IC chip for transmitting and receiving wireless data and constitute an antenna for wireless data transmission and reception, are provided. A notch is provided in the conductor, one electrode on the front surface or the back surface of the IC chip is connected to one of the notch portions, and the second conductor has one end on the other side of the front or back surface of the IC chip. The other end is connected to the other first conductor sandwiching the notch, and one or more openings penetrating in the thickness direction are provided in a portion overlapping the first conductor.
実装コストを低減しつつ高性能アンテナを実現することができる。 A high-performance antenna can be realized while reducing the mounting cost.
図1には、この発明に係る無線ICタグの一実施例の平面図が示され、図2には図1のB−B’線での断面図が示されている。図1及び図2において、下部基板10上に第1導体20が形成されている。前記第1導体20には、L字状のスリット30が形成されている。前記第1導体20の無線ICチップ70を接続する位置に、異方導電フィルム110を仮接着し、前記異方導電フィルム110上に無線ICチップ70の下部電極90を仮接着する。
FIG. 1 shows a plan view of an embodiment of a wireless IC tag according to the present invention, and FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 1. 1 and 2, the
次に、上部基板50上に形成した第2導体60と、無線ICチップ70と第1導体20を接続する為に、スリット30をまたぐように第2導体60の接続位置に異方導電フィルム110を仮圧着する。前記異方導電フィルム110に上部基板50上の第2導体60を仮圧着する。前記無線ICチップ70に形成した上部電極80及び下部電極90と第1導体20及び第2導体60、さらに第1導体20と第2導体60を電気的に接続するために、無線ICチップ70及び導体接続部100の位置を加熱圧着する。加熱圧着は、同時もしくは時間差をつけて接続する。
Next, in order to connect the
この実施例では、前記第2導体60の大きさを小さくすることなく、言い換えるならば、無線ICチップ70に対して十分に大きな大きさに形成しつつ、前記第1導体20と第2導体60との間での寄生容量を低減させるために、前記第2導体60は、メッシュ状の電極形状をしている、このメッシュの穴形状、つまり開口の形は、例えば円形以外のどんな形状をしていても良い。
In this embodiment, the size of the
前記第2導体60がメッシュ状であることにより、第1導体20との間で形成される寄生容量が減少し、図3のスリット長マージンと第2導体60の面積との関係を示した特性図に示したように、前記メッシュ構造により、第2導体60の実効的な面積を小さくでき、3倍以上のスリット長マージンを得ることが可能となる。同図において、標準とされているのは、第2導体に開口部を設けない場合であり、これと同様の位置合わせの精度のままで前記メッシュ構造とすることにより実装マージンを大きくすることが可能となり、安価で通信特性の安定した低コストの無線ICタグが実現できる。
Since the
つまり、高い組み立て歩留まりを得るために無線ICチップ70の幅より十分な幅を有する第2導体14bを用いることが必要である。しかし、図3の特性図に示したように、標準の第2導体の面積では十分なスリット長マージンを得ることができない。そのため、図3に示した標準の第2導体の面積の下では、スリットは、第2導体14bの位置合わせのばらつきにより、スリット長が変化したときに通信特性がばらついてしまう。この実施例では、第2導体14bの形状を、メッシュ状、中心に2本のクロス形状、縦ストライプあるいは横ストライプのような複数の開口部を設けることによって、第2導体14bの実効的な面積を減らすことにより、第2導体14bと第1導体18bの間の寄生容量を減少させることにより、通信特性をばらつかせることなく、無線ICチップと第2導体14bとの位置あわせ精度を従来のままで、低コスト化することができる。
In other words, in order to obtain a high assembly yield, it is necessary to use the
この実施例では、無線によるデータを送受信する無線ICチップにおいて、無線ICチップの表面及び裏面に電極を有しており、かかる無線ICチップの表裏、回転の判定がいらない無線ICチップを第1導体及び第2導体ではさみ込む構造で有るため位置あわせ精度がいらない。第2導体の面積を変えることなく、標準の第2導体の面積に対して、第1導体に形成したスリット長の位置あわせマージンを3倍以上向上させることができる。上記により、実装装置の高精度化が必要ないため、実装コストを低減し、低コストの無線ICタグを実現することが可能となる。 In this embodiment, in a wireless IC chip that transmits and receives data by wireless, electrodes are provided on the front and back surfaces of the wireless IC chip. In addition, since the second conductor is sandwiched, the positioning accuracy is not required. Without changing the area of the second conductor, the alignment margin of the slit length formed in the first conductor can be improved by three times or more with respect to the area of the standard second conductor. According to the above, since it is not necessary to increase the accuracy of the mounting apparatus, it is possible to reduce the mounting cost and realize a low-cost wireless IC tag.
図4には、この発明に係る無線ICタグの他の一実施例の平面図が示され、図5には図4のC−C’線での断面図が示されている。上記図4,図5において、下部基板10上に第1導体20が形成されている。前記第1導体20には、L字状のスリット30が形成されている。前記第1導体20の無線ICチップ70を接続する位置に異方導電フィルム110を仮接着し、前記異方導電フィルム110上に無線ICチップ70の下部電極90を仮接着する。
FIG. 4 shows a plan view of another embodiment of the wireless IC tag according to the present invention, and FIG. 5 shows a cross-sectional view taken along the line C-C 'of FIG. 4 and 5, the
次に、上部基板50上に形成した第2導体60と無線ICチップ70と第1導体20を接続する為に、スリット切れ目40をまたぐように第2導体60の接続位置に異方導電フィルム110を仮圧着する。前記異方導電フィルム110に上部基板50上の第2導体60を仮圧着する。前記無線ICチップ70に形成した上部電極80及び下部電極90と第1導体20及び第2導体60、さらに第1導体20と第2導体60を電気的に接続するために、無線ICチップ70及び導体接続部100の位置を加熱圧着する。加熱圧着は、同時もしくは時間差をつけて接続する。前記第2導体60は、中央部にクロスした導体を形成している。この形状を用いることにより、どの位置で位置合わせを行っても無線ICチップの上部電極との電気的接続ができる。
Next, in order to connect the
前記第2導体60が中央部にクロスした導体を形成していること、言い換えるならば、上記4隅に三角形の開口を設けるようにすることにより、第1導体20で形成される寄生容量が上記開口の分だけ減少し、図3で示した特性図のように、標準よりクロス導体構造により、第2導体60の面積を小さくでき、3倍以上のスリット長マージンを得ることが可能となる。上記により、従来と同様の位置合わせの精度のままで、実装マージンを大きくすることが可能となり、安価で通信特性の安定した低コストの無線ICタグが実現できる。
The
図6には、この発明に係る無線ICタグの他の一実施例の平面図が示され、図7には図4のD−D’線での断面図が示されている。上記図6,図7において、下部基板10上に第1導体20が形成されている、前記第1導体20には、T字状のスリット30が形成されている。前記第1導体20の無線ICチップ70を接続する位置に、異方導電フィルム110を仮接着し、前記異方導電フィルム110上に無線ICチップ70の下部電極90を仮接着する。次に、上部基板50上に形成した第2導体60と、無線ICチップ70と第1導体20を接続する為に、スリット切れ目40をまたぐように第2導体60の接続位置に異方導電フィルム110を仮圧着する。前記異方導電フィルム110に上部基板50上の第2導体60を仮圧着する。
FIG. 6 shows a plan view of another embodiment of the wireless IC tag according to the present invention, and FIG. 7 shows a sectional view taken along line D-D ′ of FIG. 4. 6 and 7, a
前記無線ICチップ70に形成した、上部電極80及び下部電極90と第1導体20及び第2導体60、さらに第1導体20と第2導体60を電気的に接続するために、無線ICチップ70及び導体接続部100の位置を加熱圧着する。加熱圧着は、同時もしくは、時間差をつけて接続する。前記第2導体60は、長辺方向にストライプ状、つまりは細長い開口を設け形成している。この形状を用いることにより、どの位置で位置合わせを行っても無線ICチップの上部電極との電気的接続ができる。前記第2導体60が長辺方向のストライプが形成していることにより、第1導体20で形成される寄生容量が減少し、図3で示したグラフのように、標準よりクロス構造とされた実施例の方が第2導体60の面積を小さくでき、3倍以上のスリット長マージンを得ることが可能となる。上記により従来と同様の位置合わせの精度のままで、実装マージンを大きくすることが可能となり、安価で通信特性の安定した低コストの無線ICタグが実現できる。
In order to electrically connect the
図8には、この発明に係る無線ICタグの他の一実施例の平面図が示され、図9には図8の断面図が示されている。図8において、上側が第2導体60(50)が開いた状態を示し、下側が上記第2導体60(50)を折り曲げた状態を示している。上記のような図8において、下部基板10上に第1導体20が形成されている。前記第1導体20には、L字状のスリット30が形成されている。前記第1導体20と上部基板50上の第2導体60は上部基板折り返し部120の部分で一体的に形成されている。前記第1導体20の無線ICチップ70を接続する位置に、異方導電フィルム110を仮接着し、前記異方導電フィルム110上に無線ICチップ70の下部電極90を仮接着する。次に、上部基板50上に形成した第2導体60と無線ICチップ70を接続する為に、スリット切れ目40をまたぐように第2導体60の接続位置に、異方導電フィルム110を仮圧着する。
FIG. 8 shows a plan view of another embodiment of the wireless IC tag according to the present invention, and FIG. 9 shows a cross-sectional view of FIG. In FIG. 8, the upper side shows a state where the second conductor 60 (50) is opened, and the lower side shows a state where the second conductor 60 (50) is bent. In FIG. 8 as described above, the
上部基板50上と第2導体60を上部基板折り返し部120で折り返し、前記異方導電フィルム110で仮圧着する。前記無線ICチップ70に形成した上部電極80及び下部電極90と第1導体20及び第2導体60を電気的に接続するために、無線ICチップ70の位置を加熱圧着する。加熱圧着は、同時もしくは、時間差をつけて接続する。前記第2導体60は、短辺方向にストライプ状の導体を形成している。この形状を用いることにより、どの位置で位置合わせを行っても第2導体60と無線ICチップの上部電極との電気的接続ができる。前記第2導体60が短辺方向のストライプが形成していることにより、第1導体20で形成される寄生容量が減少し、図3で示した特性図のように、標準より、クロス構造とすることにより、第2導体60の面積を小さくでき、3倍以上のスリット長マージンを得ることが可能となる。上記により、従来と同様の位置合わせの精度のままで、実装マージンを大きくすることが可能となり、安価で通信特性の安定した低コストのICタグが実現できる。
The
図10には、この発明に係る無線ICタグの一実施例のブロック図が示されている。この実施例の無線ICタグは、アンテナ151、整流回路153、コンデンサ154、クロック回路155、パワーオンリセット回路157、メモリ回路156などから構成される。アンテナ151は、グランド点152とペアで存在する。アンテナから入力された電磁波は、整流回路153において整流されて、直流電圧を発生させる。この電圧は、コンデンサ154において電荷が蓄積される。クロック回路155は、電磁波に乗せられてきた信号からクロックを抽出するものである。パワーオンリセット回路157は、クロック信号を受けて、メモリ回路156の初期値を設定するものである。メモリ回路156は、カウンタ、デコーダ、メモリ情報を持つメモリセル、書き込み回路などから構成される。
FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment of the wireless IC tag according to the present invention. The wireless IC tag of this embodiment includes an
これらのデジタル回路は、クロック信号に同期して動作する。クロック信号は、電磁波の変調された信号を復調して発生させる。変調方式には、振幅で変調するASK方式、周波数で変調するFSK方式、位相で変調するPSK方式などがある。これらを組み合わせた方式も可能である。整流回路153の中には、コンデンサやダイオードがあって、交流波形が直流波形に整流される。
These digital circuits operate in synchronization with the clock signal. The clock signal is generated by demodulating the electromagnetic wave-modulated signal. The modulation system includes an ASK system that modulates by amplitude, an FSK system that modulates by frequency, and a PSK system that modulates by phase. A combination of these is also possible. The
図11は、図10の無線ICチップの一実施例のデバイス構造の断面図が示されている。この実施例の無線ICチップに設けられる前記図10の倍圧整流回路の入力部は、例えば、コンデンサを形成しており、上側電極13、ポリシリコン172、酸化膜173、コンデンサ用拡散部174、下側電極17などから構成されている。ポリシリコン172は、上側電極13と接続している。無線ICチップ16と上側電極13は、酸化膜で絶縁されている。また、コンデンサ用拡散部174は、酸化膜を介してコンデンサを構成するための電極として用いることが可能である。このコンデンサはシリコン基板上に構成されているため、シリコン基板16をグランド端子とすることが可能である。倍圧整流回路では、回路を相似形に組む必要がなく、基板電位をグランドに固定することが可能である。そのため、アンテナ端子としてシリコン基板の裏面から取り出すことが可能となる。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the device structure of one embodiment of the wireless IC chip of FIG. The input portion of the voltage doubler rectifier circuit of FIG. 10 provided in the wireless IC chip of this embodiment forms, for example, a capacitor, and includes an
もちろん、デバイス表面から取り出すことも可能であるが、チップサイズが0.5mm角、0.3mm角、0.15mm角、0.1mm角、0.05mm角、0.01mm角と小さくなるにつれて、同一表面から二つの電極を取り出すには場所が狭くなる。狭い場所から複数の端子を取り出すと、電極サイズの減少のみならず、その電極間のスペースを小さくしてしまうためアンテナ端子との接続が極めて困難となる。 Of course, it is possible to take out from the device surface, but as the chip size becomes 0.5 mm square, 0.3 mm square, 0.15 mm square, 0.1 mm square, 0.05 mm square, 0.01 mm square, The place to take out two electrodes from the same surface becomes small. When a plurality of terminals are taken out from a narrow place, not only the electrode size is reduced, but also the space between the electrodes is reduced, so that connection with the antenna terminal becomes extremely difficult.
無線ICチップは、電磁波で無線ICチップが動作するため、無線ICチップに対して、エネルギを供給し、データを送受信することが大きな特徴である。このため、無線ICチップの中には、電磁波を処理する回路とメモリ回路とこれらの回路を制御する回路が含まれている。電磁波を処理する回路においては、電磁波は交流波形であるため、交流波形を直流波形に変換する整流回路が用いられている。 The wireless IC chip is characterized by supplying energy to the wireless IC chip and transmitting / receiving data because the wireless IC chip operates with electromagnetic waves. For this reason, the wireless IC chip includes a circuit for processing electromagnetic waves, a memory circuit, and a circuit for controlling these circuits. In a circuit that processes electromagnetic waves, since the electromagnetic waves have an alternating waveform, a rectifier circuit that converts the alternating waveform into a direct current waveform is used.
一般に、整流回路には、全波整流回路と倍圧整流回路の2種類がある。全波整流回路では、基板電位が無線ICチップの入力とは別電位になる。一方、倍圧整流回路では、基板電位を無線ICチップの入力と兼用することが可能となる。したがって、基板と同電位である無線ICチップの裏面を電極として使うことが可能となる。無線ICチップの基板は、P型とN型に分かれるが、いずれの基板であっても倍圧整流回路を形成することは可能である。 Generally, there are two types of rectifier circuits, a full-wave rectifier circuit and a voltage doubler rectifier circuit. In the full-wave rectifier circuit, the substrate potential is different from the input of the wireless IC chip. On the other hand, in the voltage doubler rectifier circuit, the substrate potential can be shared with the input of the wireless IC chip. Therefore, the back surface of the wireless IC chip having the same potential as the substrate can be used as an electrode. The substrate of the wireless IC chip is divided into a P-type and an N-type, but a voltage doubler rectifier circuit can be formed with any substrate.
SOI(Silicon On Insulator)ウエハにおいては、裏面電位が浮いてしまうが、裏面のシリコン及び酸化膜を除去することにより、アクティブな面を露出させて接続することが可能となる。 In an SOI (Silicon On Insulator) wafer, the back surface potential is floating, but by removing the silicon and oxide film on the back surface, it is possible to expose and connect the active surface.
前記の整流回路の中には、無線ICチップの入力インピーダンスを変更する回路が組み込まれている。入力インピーダンスが変化すると、アンテナのインピーダンスと半導体装置のインピーダンスの間でアンマッチが発生して、反射率の変化が起こる。反射率の変化はリーダで読み取れられて、情報の受信をリーダ側で行うことができる。 A circuit that changes the input impedance of the wireless IC chip is incorporated in the rectifier circuit. When the input impedance changes, an unmatch occurs between the antenna impedance and the semiconductor device impedance, resulting in a change in reflectance. The change in reflectance can be read by the reader, and information can be received on the reader side.
メモリ回路として低電力で動作するものが必要である。メモリ素子は、面積を小さくするため、1メモリ1素子で形成する。そして、メモリアドレスカウンタをデコードして、対象のメモリを選択する。メモリ全体をチャージ、ディスチャージする回路とすることによって、常時電流を流すことなくメモリ動作を行うことが可能となり、大幅な低電力化を図ることができる。メモリ回路の情報書き込みにおいては、次に述べる制御回路でも可能である。しかし、メモリサイズを小さくするためには、ROM(Read Only Memory)にして、電子線描画装置で情報を書き込めば、メモリ回路規模を最小にすることが可能となる。また、信頼性が高く、一切の番号ダブりを排除した番号化が可能となる。 A memory circuit that operates with low power is required. In order to reduce the area, the memory element is formed by one element per memory. Then, the memory address counter is decoded to select the target memory. By using a circuit that charges and discharges the entire memory, it is possible to perform a memory operation without constantly flowing current, and a significant reduction in power can be achieved. In writing information in the memory circuit, a control circuit described below is also possible. However, in order to reduce the memory size, it is possible to minimize the memory circuit scale by using ROM (Read Only Memory) and writing information with an electron beam drawing apparatus. In addition, the numbering can be performed with high reliability and eliminating any number duplication.
制御回路について述べる。制御回路は、メモリ出力を制御したり、電磁波からクロック情報を抽出したり、電源電圧を抑制して最大電圧を抑えたり、パワーオンリセット回路により初期状態を設定したりする機能をもっている。クロック回路は、電磁波に変調されているクロック信号を復調するものである。そして、復調されたクロック信号をメモリ回路に送出する。クロック信号により、メモリアドレスカウンタが動作し、メモリ出力が制御される。 The control circuit will be described. The control circuit has functions of controlling memory output, extracting clock information from electromagnetic waves, suppressing power supply voltage to suppress maximum voltage, and setting an initial state by a power-on reset circuit. The clock circuit demodulates a clock signal modulated by electromagnetic waves. Then, the demodulated clock signal is sent to the memory circuit. The memory address counter operates by the clock signal, and the memory output is controlled.
パワーオンリセット回路は、電源電圧が上昇する途中において、リセット信号を送出する回路である。電源電圧が0ボルトから上昇する時、カウンタの状態が不安定にならないようにするために用いられる。電源電圧のリミッタは、無線ICチップがリーダの近くにあって、強力すぎるエネルギを得たとき、無線ICチップ内の回路に過剰な電圧が印加されて回路破壊を起こさないようにする保護回路である。以上の回路によって、基板電位を無線ICチップの端子入力と共通にすれば、無線ICチップの裏面を電極として使用することが可能となる。 The power-on reset circuit is a circuit that sends a reset signal while the power supply voltage is rising. Used to prevent the counter from becoming unstable when the power supply voltage rises from 0 volts. The power supply voltage limiter is a protection circuit that prevents excessive voltage from being applied to the circuits in the wireless IC chip when the wireless IC chip is near the reader and gains too much energy. is there. If the substrate potential is made common with the terminal input of the wireless IC chip by the above circuit, the back surface of the wireless IC chip can be used as an electrode.
図12は、この発明に係る無線ICタグの通信距離とスリット長との関係を説明するための特性図が示されている。図12において、横軸はアンテナの中にあるスリットの長さを示し、縦軸はリーダとの通信距離を示している。図12から、スリットの長さによって、もっとも通信距離の伸びる条件があることが分かる。このことは、無線ICチップの入力インピーダンスとアンテナのインピーダンスとの整合は、スリットの長さによって調整できることを示している。 FIG. 12 is a characteristic diagram for explaining the relationship between the communication distance and the slit length of the wireless IC tag according to the present invention. In FIG. 12, the horizontal axis indicates the length of the slit in the antenna, and the vertical axis indicates the communication distance with the reader. From FIG. 12, it can be seen that there is a condition that the communication distance is most extended depending on the length of the slit. This indicates that the matching between the input impedance of the wireless IC chip and the impedance of the antenna can be adjusted by the length of the slit.
この実施例では、無線ICチップの両面に電極があるもので、スリットの長さによって通信距離の最適点が出る現象は、マイクロ波での特有の現象であって、周波数が異なる場合には別の現象が出る。例えば、周波数が13.56MHzの場合、外部のコンデンサの値によって通信距離に差が出てくる。これらのことは、無線ICチップの外部の形状によって、無線ICチップのインピーダンスと整合をとることが可能であることを示しており、本出願に係る発明の有効範囲を広げる効果をもたらす。 In this embodiment, there are electrodes on both sides of the wireless IC chip, and the phenomenon in which the optimum point of the communication distance is obtained depending on the length of the slit is a phenomenon unique to microwaves, and is different when the frequency is different. The phenomenon appears. For example, when the frequency is 13.56 MHz, the communication distance varies depending on the value of the external capacitor. These indicate that the external shape of the wireless IC chip can be matched with the impedance of the wireless IC chip, which brings about the effect of extending the effective range of the present invention.
図14は、本発明に用いられるスリットを持つアンテナの動作原理を示す等価回路図が示されている。前記スリットは分布定数回路を構成しており、スリット長に沿ってインダクタンスLが存在し、スリット幅に反比例してキャパシタンスCが存在している。分布定数回路の特性インピーダンスはインダクタンスLをキャパシタンスCで割ったもの平方根で示される。よって、スリット長はインダクタンスLとおおよそ比例関係にあり、スリット長を長くするとインダクタンスLは大きくなる。スリット幅は、キャパシタンスCとおおよそ反比例の関係にあり、スリット幅を広げるとキャパシタンスCは小さくなる。 FIG. 14 is an equivalent circuit diagram showing the operating principle of an antenna having a slit used in the present invention. The slit constitutes a distributed constant circuit, an inductance L exists along the slit length, and a capacitance C exists in inverse proportion to the slit width. The characteristic impedance of the distributed constant circuit is expressed as the square root of the inductance L divided by the capacitance C. Therefore, the slit length is approximately proportional to the inductance L, and the inductance L increases as the slit length increases. The slit width is approximately inversely proportional to the capacitance C, and the capacitance C decreases as the slit width increases.
分布定数回路の末端を同じインピーダンスとして整合をとった場合に、反射なくエネルギを伝えることが可能となる。いま、スリット幅を大きくすると、キャパシタンスCは小さくなる。従って、特性インピーダンスを変えないためには、インダクタンスLを小さくする必要があって、スリット長を電気的に短くすることが必要となる。このように、無線ICタグチップの入力インピーダンスが変更されてもこのスリット長とスリット幅により自由に整合を調整することによって、インピーダンスの整合を図ることができる。また、スリット長が短ければ小型アンテナが実現しやすいこと、スリット幅が大きければ、製造精度がそれほど必要ない(例えば、アルミ打ち抜きによる)低価格なアンテナを作成することが可能となる。前記第1導体と第2導体との寄生容量は、上記キャパシタCに並列形態に挿入されるので、かかる寄生容量を低減させることに大きな意味がある。 When matching is performed with the same impedance at the ends of the distributed constant circuit, energy can be transmitted without reflection. Now, when the slit width is increased, the capacitance C decreases. Therefore, in order not to change the characteristic impedance, it is necessary to reduce the inductance L, and it is necessary to shorten the slit length electrically. As described above, even when the input impedance of the wireless IC tag chip is changed, impedance matching can be achieved by freely adjusting the matching according to the slit length and the slit width. In addition, if the slit length is short, a small antenna can be easily realized, and if the slit width is large, it is possible to create a low-cost antenna that does not require much manufacturing accuracy (for example, by punching aluminum). Since the parasitic capacitance between the first conductor and the second conductor is inserted in parallel with the capacitor C, it is significant to reduce the parasitic capacitance.
以上本発明者によってなされた発明を、上記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態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。例えば、前記実施例では、第1導体20と第2導体60との組み合わせの例を示したが、どのような組み合わせを用いても良い。前記実施例では、いずれも異方導電フィルムを用いた例を示したが、ICチップと第1導体及び第2導体の接続は、異方導電フィルム、銀ペースト、半田、合金、接着剤等を用いても良い。この発明は、無線ICタグ、ICカード等の無線電子装置として広く利用できる。
Although the invention made by the present inventors has been specifically described based on the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, although the example of the combination of the
10…下部基板、20…第1導体、3040…スリット、40…スリット切り目、50…上部基板、60…第2導体、70…無線ICチップ、80…上部電極、90…下部電極、100…導体接続部、110…異方導電フィルム、120…折り返し部、
151…アンテナ、152…グランド点、153…整流回路、154…コンデンサ、155…クロック回路、156…メモリ回路、157…パワーオンリセット回路、173…酸化膜、174…コンデンサ用拡散部、
12b…上側基板、14b…第1導体、16…無線ICチップ、18b…第2導体、19b…下側基板、20b…導体接続部、
13…上側電極、16…基板、17……下側電極、103…無線ICタグチップ104…第1のバンプ、105…第2のバンプ。
DESCRIPTION OF
151 ... Antenna, 152 ... Ground point, 153 ... Rectifier circuit, 154 ... Capacitor, 155 ... Clock circuit, 156 ... Memory circuit, 157 ... Power-on reset circuit, 173 ... Oxide film, 174 ... Diffusion part for capacitor,
12b ... Upper substrate, 14b ... First conductor, 16 ... Wireless IC chip, 18b ... Second conductor, 19b ... Lower substrate, 20b ... Conductor connection part,
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ICチップの表面及び裏面の電極にそれぞれ接続されて無線によるデータの送受信のためのアンテナを構成する第1導体及び第2導体とを備え、
前記第1導体は切欠き部を有し、かかる切欠き部を挟んだ一方に前記ICチップの前記表面又は裏面の一方の電極と接続され、
前記第2導体は、一端が前記ICチップの表面又は裏面の他方の電極に接続され、他端が前記切欠き部を挟んだ他方の第1導体に接続され、前記第1導体と重なり合う部分に厚み方向を貫通する1ないし複数の開口部が設けられてなることを特徴とする無線電子装置。 An IC chip that transmits and receives wireless data and has electrodes on the front and back surfaces;
A first conductor and a second conductor that are connected to the front and back electrodes of the IC chip, respectively, and constitute an antenna for wireless data transmission and reception;
The first conductor has a notch, and is connected to one of the electrodes on the front or back surface of the IC chip on one side of the notch,
The second conductor has one end connected to the other electrode on the front or back surface of the IC chip, the other end connected to the other first conductor across the notch, and overlaps the first conductor. A wireless electronic device comprising one or more openings penetrating in a thickness direction.
上記切欠き部は、L字状又はT字状にされていることを特徴とする無線電子装置。 In claim 1,
The wireless electronic device according to claim 1, wherein the notch is L-shaped or T-shaped.
前記第2導体は、少なくとも前記ICチップとの接続部分を含む一端側がICチップの大きさよりも大きく形成されてなることを特徴とする無線電子装置。 In claim 2,
The wireless electronic device according to claim 1, wherein at least one end side of the second conductor including a connection portion with the IC chip is formed larger than the size of the IC chip.
前記第2導体に設けられた複数の開口部部は、スリット状又はメッシュ状を構成するものであることを特徴とする無線電子装置。 In claim 3,
The wireless electronic device according to claim 1, wherein the plurality of openings provided in the second conductor form a slit shape or a mesh shape.
前記ICチップの電極と第1導体及び第2導体との接続は、異方導電フィルム、銀ペースト、半田、合金又は導電性接着剤のいずれか1つが用いられることを特徴とする無線電子装置。
In claim 4,
The wireless electronic device according to claim 1, wherein any one of an anisotropic conductive film, a silver paste, solder, an alloy, or a conductive adhesive is used to connect the electrode of the IC chip to the first conductor and the second conductor.
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