JP5377225B2 - 通信システム、ｒｆｉｄタグの製造方法及びｒｆｉｄタグ - Google Patents

Description

通信システム、ＲＦＩＤタグの製造方法及びＲＦＩＤタグにおいて、ＲＦＩＤタグを用いた通信システム、所定の周波数帯及び特定の偏波成分の信号に応答するＲＦＩＤタグの製造方法及び当該方法で製造されたＲＦＩＤタグに関する。

近年、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）技術を用いた通信システムが普及している。この通信システムでは、読み取り／書き込み装置（以下、「リーダライタ装置」）とＲＦＩＤタグとが無線通信する。

ＲＦＩＤタグの構成要素の一つに、微小なＩＣ（Integrated Circuit）チップがある。ＩＣチップには、個体の識別情報及び所定の演算処理機能等が搭載され、ＲＦＩＤタグを付与された各個体及び各個体に対応付けられた各種情報の管理を可能とする。

ＲＦＩＤタグを構成するＩＣチップは固有の機能を持たせることができる。ＲＦＩＤタグの使用環境に応じて、例えば、長距離又は短距離の通信に対応させたＩＣチップを搭載させることができる。

また、ＲＦＩＤタグの電源供給の方法には、アクティブ型及びパッシブ型がある。アクティブ型のＲＦＩＤタグは、内蔵された電源により駆動する。パッシブ型のＲＦＩＤタグは、リーダライタ装置からの給電により駆動する。さらに、パッシブ型では、リーダライタ装置のコイルアンテナとＲＦＩＤタグ側のコイルアンテナとを磁束結合させて電磁誘導により給電する方法、又はリーダライタ装置からの電波の受信電力で給電する方法が用いられる。これらの給電方法は、通信に利用する周波数帯によって使い分けられている。例えば、電磁誘導により給電する方法は、ＨＦ（High Frequency）帯の周波数で通信するＲＦＩＤタグに採用されている。また、電波の受信電力により給電する方法はＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の周波数で通信するＲＦＩＤタグに採用されている。給電されたＲＦＩＤタグは、ＩＣチップによりリーダライタ装置から送信された送信信号に基づいて演算処理が行われる。そして、ＲＦＩＤタグは処理結果をリーダライタ装置に送信する。

リーダライタ装置は、送信信号が含まれた電波（搬送波）をＲＦＩＤタグに対して送信し、送信信号に応じたＲＦＩＤタグからの返信信号を含んだ電波を受信する送受信機を内部に備える。このようにしてリーダライタ装置は、ＲＦＩＤタグの返信信号からＲＦＩＤタグ中に予め記憶させた情報を非接触で検出することが可能である。

通信システムの使用例を次に説明する。管理対象となる個体の情報（物品名、管理番号等）を予め記憶させたＲＦＩＤタグを、当該個体に付与しておく。また、個体を管理保持する倉庫内にリーダライタ装置を設置しておく。倉庫内にＲＦＩＤタグが付与された個体を搬入搬出するごとに、リーダライタ装置によりＲＦＩＤタグが検出されて、例えば、倉庫内の個体の数を常に把握することが可能となる。

ＲＦＩＤタグ及びリーダライタ装置を用いた通信システムは、商品在庫や備品を管理する以外にも鉄道の改札システム、イベントの入場チケットの入場システム（例えば、特許文献１参照）等、様々な分野で運用されている。

特開２００５−２８４５１５号公報

上記のような通信システムにおいて、ＲＦＩＤタグは、ＩＣチップに接続されたアンテナからリーダライタ装置に返信信号を含んだ電波を送信する。この電波はＩＣチップの所定の周波数帯に応じた信号となり、リーダライタ装置は、指定された周波数帯以外の電波を認識できないという問題点があった。

また、アンテナの材質及びその他の外部要因により、当該電波の偏波成分が変化してしまうことがある。リーダライタ装置は、指定された偏波成分以外の電波を認識できないという問題点があった。

また、上記のように通信システムが運用される分野は多岐にわたるため、様々な使用環境でも通信可能な通信システムが必要となってくる。
本発明は上記の問題点を同時に解決し、様々な使用環境・使用条件に適用できる通信システム、ＲＦＩＤタグの製造方法及びＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、ＲＦＩＤタグを用いた通信システムが提供される。
この通信システムは、信号の送受信を行うタグ用アンテナと、所定の周波数帯がそれぞれ対応付けられて、前記タグ用アンテナがそれぞれ接続されて、前記タグ用アンテナを介して、前記周波数帯の第１信号を受信し、第２信号を送信する複数の半導体チップと、を備えるＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグに対して前記第１信号及び前記第２信号の送受信を行うアンテナ部と、前記タグ用アンテナからの前記第２信号の所定の偏波成分を透過させて、前記アンテナ部に受信させるフィルタ部とを備えるリーダライタ装置と、を有する。

また、上記目的を達成するために所定の周波数帯の信号に応答するＲＦＩＤタグの製造方法が提供される。
このＲＦＩＤタグの製造方法は、基板フィルムを形成する工程と、前記基板フィルム上に、外周縁の一部に第１切り欠き部を有し、第１周波数帯に応答する第１半導体チップが前記第１切り欠き部を跨いで配置される第１アンテナ層を形成する工程と、前記第１アンテナ層を覆い、前記第１半導体チップが配置される領域に開口部を開口するように、前記基板フィルム上にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層上に、第２切り欠き部を外周縁の一部に有し、第２周波数帯に応答する第２半導体チップが前記第２切り欠き部を跨いで配置される第２アンテナ層を前記開口部が露出されるように形成する工程と、を有する。

また、上記目的を達成するために所定の周波数帯の信号に応答するＲＦＩＤタグの製造方法が提供される。
このＲＦＩＤタグの製造方法は、基板フィルムを形成する工程と、前記基板フィルム上に、外周縁の一部に第１切り欠き部を有し、第１周波数帯に応答する第１半導体チップに接続される電極が前記第１切り欠き部を挟んだ領域にそれぞれ配置される第１アンテナ層を形成する工程と、前記基板フィルム上に前記第１アンテナ層を覆うようにレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層上に前記第１アンテナ層に重なるように、外周縁の一部に第２切り欠き部を有し、第２周波数帯に応答する第２半導体チップが前記第２切り欠き部を跨いで配置される第２アンテナ層を形成する工程と、を有する。

様々な使用環境・使用条件の中、無線通信できる。

実施の形態における通信システムのハードウェア構成を説明するための図である。 通信システムを構成するＩＣチップのハードウェア構成を説明するための図である。 リーダライタ装置を構成するフィルタ部のハードウェア構成を説明するための図である。 通信システムを構成するＲＦＩＤタグを説明するための図（その１）である。 通信システムを構成するＲＦＩＤタグを説明するための図（その２）である。 複数のＩＣチップが配置されたＲＦＩＤタグの製造方法を説明するための図（その１）である。 複数のＩＣチップが配置されたＲＦＩＤタグの製造方法を説明するための図（その２）である。 通信システムを構成する別のＲＦＩＤタグを説明するための図である。 複数のＩＣチップが配置された別のＲＦＩＤタグの製造方法を説明するための図（その１）である。 複数のＩＣチップが配置された別のＲＦＩＤタグの製造方法を説明するための図（その２）である。

以下、実施の形態について説明する。
図１は実施の形態における通信システムのハードウェア構成を説明するための図、図２は通信システムを構成するＩＣチップのハードウェア構成を説明するための図、図３はリーダライタ装置を構成するフィルタ部のハードウェア構成を説明するための図である。

通信システム１は、ＲＦＩＤタグ２と、ＲＦＩＤタグ２と通信可能なリーダライタ装置３と、リーダライタ装置３と接続された通信処理装置４とを具備する。
ＲＦＩＤタグ２は、アンテナ部２１ａ，２１ｂと、アンテナ部２１ａ，２１ｂにそれぞれ接続された２種のＩＣチップ２２ａ，２２ｂと、を備える。

アンテナ部２１ａ，２１ｂは、所定の周波数帯の電波を送受信するためのアンテナである。アンテナ部２１ａ，２１ｂは、他の通信装置から受信した電波に含まれる受信信号をＩＣチップ２２ａ，２２ｂに出力する。また、アンテナ部２１ａ，２１ｂは、ＩＣチップ２２ａ，２２ｂから取得した送信信号を含む電波を他の通信装置に送信する。

ＩＣチップ２２ａ，２２ｂは、パッシブ型であって、アンテナ部２１ａ，２１ｂが受信する信号に含まれる情報（処理要求）に基づく演算処理を実行し、その処理結果をアンテナ部２１ａ，２１ｂを介して応答する。また、ＩＣチップ２２ａ，２２ｂは、例えば、ＵＨＦの周波数帯の通信に関する国際標準規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６のタイプＢ又はタイプＣにそれぞれ対応されている。

また、ＩＣチップ２２ａ，２２ｂには、図２に示すように、アンテナ端２２ａ１，２２ｂ１、記憶部２２ａ２，２２ｂ２、電源制御部２２ａ３，２２ｂ３、送信部２２ａ４，２２ｂ４、受信部２２ａ５，２２ｂ５及び制御部２２ａ６，２２ｂ６を備える。

アンテナ端２２ａ１，２２ｂ１は、アンテナ部２１ａ，２１ｂとそれぞれ接続され、アンテナ部２１ａ，２１ｂから取得する電波に含まれる受信信号を電源制御部２２ａ３，２２ｂ３及び受信部２２ａ５，２２ｂ５にそれぞれ出力する。また、アンテナ端２２ａ１，２２ｂ１は、送信部２２ａ４，２２ｂ４から取得する送信信号をアンテナ部２１ａ，２１ｂに出力し、出力された送信信号を含む電波がアンテナ部２１ａ，２１ｂから他の通信装置に送信される。

記憶部２２ａ２，２２ｂ２は、制御部２２ａ６，２２ｂ６の処理に必要なプログラムや他の通信装置から送信された送信信号の情報を格納するための不揮発性のメモリである。
電源制御部２２ａ３，２２ｂ３は、アンテナ部２１ａ，２１ｂがリーダライタ装置３からの電波の受信電力によりＩＣチップ２２ａ，２２ｂを駆動する電力を生成して、ＩＣチップ２２ａ，２２ｂの各部に供給する。

送信部２２ａ４，２２ｂ４は、制御部２２ａ６，２２ｂ６から取得する処理結果を変調及び所定の周波数帯の送信信号に周波数変換してアンテナ端２２ａ１，２２ｂ１に出力する。

受信部２２ａ５，２２ｂ５は、アンテナ端２２ａ１，２２ｂ１から取得する所定の周波数帯の受信信号を周波数変換及び復調して、受信信号に含まれる処理要求を抽出し、制御部２２ａ６，２２ｂ６に出力する。

制御部２２ａ６，２２ｂ６は、受信部２２ａ５，２２ｂ５から取得する処理要求に応じた処理を実行し、その結果を送信部２２ａ４，２２ｂ４に出力する。
また、リーダライタ装置３は、図１に示すように、アンテナ部３１ａに接続されたアンテナ端３１、送信部３２、受信部３３、記憶部３４、制御部３５及び通信インタフェース３６を有する。なお、アンテナ部３１ａにはフィルタ部５がさらに設置されている。

アンテナ部３１ａは、上記アンテナ部２１ａ，２１ｂと同様に、所定の周波数帯の電波を送受信するためのアンテナである。アンテナ部３１ａは、ＲＦＩＤタグ２から受信した電波に含まれる受信信号をアンテナ端３１に出力する。また、アンテナ部３１ａは、アンテナ端３１から取得する送信信号を含む電波をＲＦＩＤタグ２に送信する。

アンテナ端３１は、アンテナ部３１ａに接続され、アンテナ部３１ａから取得する受信信号を受信部３３に出力する。また、アンテナ端３１は、送信部３２から取得する送信信号をアンテナ部３１ａに出力し、出力された送信信号はアンテナ部３１ａからＲＦＩＤタグ２に送信される。

送信部３２は、制御部３５から取得する処理結果を変調及び所定の周波数帯の送信信号に周波数変換してアンテナ端３１に出力する。
受信部３３は、アンテナ端３１から取得する所定の周波数帯の受信信号を周波数変換及び復調して、受信信号に含まれる処理要求を抽出し、制御部３５に出力する。

なお、受信部３３は、アンテナ部３１ａを特定の偏波成分を有する電波のみを受信するように限定すると、偏波成分が異なるものは受信信号が得られず、ＲＦＩＤタグ２の情報を正しく復調できない場合がある。このため、受信部３３は受信する電波の特性値に幅を持たせて受信できるようにしている。例えば、受信部３３は、周波数ｆ１の電波に対して、−Ｆ１≦ｆ１≦Ｆ１の範囲の周波数を受信できるようにしておく。

記憶部３４は、制御部３５の処理に必要なプログラム等を格納するための不揮発性のメモリである。
制御部３５は、受信部３３及び後述する通信処理装置４による処理要求に応じた演算処理を行う。または、送信部３２に出力する。なお、制御部３５は、必要に応じて記憶部３４にアクセスし、記憶部３４に格納された情報を読み出す。

通信インタフェース３６は、制御部３５及び通信処理装置４にそれぞれ接続されている。通信インタフェース３６は通信処理装置４からの処理要求の信号を制御部３５に送信し、制御部３５からの信号を通信処理装置４に送信する。

なお、リーダライタ装置３から、例えば、通信に関する国際標準規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６のタイプＢ及びタイプＣにそれぞれ対応した送信信号を含む電波が送信される。または、通信に関する国際標準規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６のタイプＢ及びタイプＣに対応する周波数の電波をそれぞれ送信する２台のリーダライタ装置３を用意するようにしても構わない。

通信処理装置４は、リーダライタ装置３の通信インタフェース３６に接続されている。通信処理装置４は、リーダライタ装置３からＲＦＩＤタグ２に送信信号を含む電波を送信させる。また、通信処理装置４は、ＲＦＩＤタグ２から送信された、リーダライタ装置３が保持する受信信号を利用して、所定の演算処理を行う。また、通信処理装置４は、リーダライタ装置３に、次に説明するフィルタ部５のフィルタ５ａ，５ｂの切り替え時間間隔を設定させることもできる。

フィルタ部５は、特定の偏波成分の電波のみを通し、それ以外の電波を通さないようにして、ＲＦＩＤタグ２からの電波の受信を制限する。具体的には、図３に示すように、フィルタ部５は、電波の透過成分の異なる２種類のフィルタ５ａ，５ｂと、これらのフィルタ５ａ，５ｂを所定の時間間隔で切り替えるフィルタ切替部５ｃと、を有する。例えば、各フィルタ５ａ，５ｂが透過できる周波数はｆ１，ｆ２，（０＜ｆ１＜ｆ２≦Ｆ１）であって、各フィルタ５ａ，５ｂが所定の時間間隔で切り替わる。電波の透過成分の異なる複数のフィルタを利用することにより、透過させる電波を切り分けることが可能となる。

次に、このような構成を備える通信システム１の動作について説明する。
通信システム１では、通信処理装置４によりリーダライタ装置３からＲＦＩＤタグ２に対して、上記のタイプＢ又はタイプＣのいずれかの周波数帯の送信信号を含む電波を送信させる。

リーダライタ装置３から送信された送信信号の周波数帯に対応したＲＦＩＤタグ２のＩＣチップ２２ａ，２２ｂのいずれかが動作する。すなわち、送信信号の周波数帯が、タイプＢであればＩＣチップ２２ａが、タイプＣであればＩＣチップ２２ｂが、送信信号を受信して給電を開始する。そして、給電を開始したＩＣチップ２２ａ，２２ｂのいずれかが所定の演算処理を行い、処理結果の返信信号を含む電波がアンテナ部２１ａ，２１ｂから送信される。

この時、アンテナ部２１ａ，２１ｂの材質及びその他の外部要因等により、アンテナ部２１ａ，２１ｂから送信される電波の偏波成分が変化する。
リーダライタ装置３では、電波の偏波成分を受信部３３で受信できるように、フィルタ部５で制限する。具体的には、ＲＦＩＤタグ２から送信された電波の偏波成分の違いによって、フィルタ５ａ，５ｂを所定の時間間隔で切り替えて、ｆ１，ｆ２の偏波成分に切り分け、受信する。

受信部３３は、既述の通り、異なる種類の偏波を受信できる。受信部３３は、フィルタ部５にて切り分けられた偏波成分ｆ１，ｆ２を有する電波を復調して返信信号を取得する。返信信号に含まれる処理要求を抽出し制御部３５に出力し、制御部３５で所定の演算処理が行われる。

このように、上記通信システム１では、ＲＦＩＤタグ２に、所定の周波数帯ごとに対応したＩＣチップ２２ａ，２２ｂを配置させている。読み取り環境や外部要因によってＲＦＩＤタグから送信される電波の偏波成分を変化させ、フィルタ５ａ，５ｂを使用することで、ＲＦＩＤタグ２で変化した電波の偏波成分を切り分けて受信することが可能となり、ＲＦＩＤタグ２とリーダライタ装置３とを確実に通信することが可能となり、それぞれの周波数帯に応じた通信が可能となる。

それでは、以下に２つのＩＣチップ２２ａ，２２ｂを備えるＲＦＩＤタグ２の具体例について説明する。
（実施例１）
図４及び図５は通信システムを構成するＲＦＩＤタグを説明するための図である。なお、図４（Ａ）はＲＦＩＤタグ２の平面図であり、図４（Ｂ）はＲＦＩＤタグ２のＩＣ実装部２ｅの拡大図である。図４（Ｃ）、図５（Ａ），（Ｂ）は図４（Ａ）の一点鎖線Ａ−Ａ、図４（Ａ）の一点鎖線Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃにおけるそれぞれの断面図である。また、図４（Ｂ）では、ＩＣチップ２２ａ，２２ｂの配置位置をそれぞれ二点鎖線で表している。

ＲＦＩＤタグ２は、積層構造であって、フィルム層２ａ上に形成されたアンテナ層２ｂに、アンテナ層２ｂのアンテナ部２１ａの切り欠き部２ｄ１を跨ぐようにＩＣチップ２２ａが配置されている。また、フィルム層２ａ及びアンテナ層２ｂ上に開口部２ｃ１を有するレジスト層２ｃが形成されている。そして、レジスト層２ｃ上にアンテナ層２ｄが形成されている。最上層のアンテナ層２ｄに、アンテナ層２ｄのアンテナ部２１ｂの切り欠き部２ｂ１を跨ぐようにＩＣチップ２２ｂが配置されている。

以下、ＲＦＩＤタグ２の断面図、及びＲＦＩＤタグ２のＩＣ実装部２ｅの断面図を参照しながら説明を続ける。
ＲＦＩＤタグ２は、一点鎖線Ａ−Ａによる断面図に示すように、フィルム層２ａ、アンテナ層２ｂ、レジスト層２ｃ及びアンテナ層２ｄが、順に積層されている（図４（Ｃ））。

ＩＣチップ２２ａは、一点鎖線Ｂ−Ｂによる断面図に示すように、順に積層されたフィルム層２ａ及びレジスト層２ｃにさらに形成されたアンテナ層２ｄ上に、切り欠き部２ｄ１を跨ぐように、バンプ電極２２１ａを介して、接合されている（図５（Ａ））。

ＩＣチップ２２ｂは、一点鎖線Ｃ−Ｃによる断面図に示すように、順に積層されたフィルム層２ａ、アンテナ層２ｂ、レジスト層２ｃ及びアンテナ層２ｄにおいて、開口部２ｃ１内のアンテナ層２ｂ上に、切り欠き部２ｂ１を跨ぐように、バンプ電極２２１ｂを介して、接合されている（図５（Ｂ））。

次にこのようなＲＦＩＤタグ２の製造方法について説明する。
図６及び図７は、複数のＩＣチップが配置されたＲＦＩＤタグの製造方法を説明するための図である。なお、図６及び図７の（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＲＦＩＤタグ２のＩＣ実装部２ｅの拡大平面図、（Ｃ）は（Ａ）の一点鎖線Ａ−Ａによる断面図である。

まず、ベースとなる例えばＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム又はＰＩフィルムによりフィルム層２ａを用意する。フィルム層２ａ上に接着剤を介して、例えば、銅又はアルミニウム箔を順に積層させる。銅又はアルミニウム箔を所定のアンテナ形状にエッチングして、切り欠き部２ｂ１を備えたアンテナ層２ｂが形成される。なお、アンテナ層２ｂの切り欠き部２ｂ１が形成された外周縁はアンテナ部２１ｂとなる（図６）。

なお、アンテナ層２ｂの形成方法は上記の方法に限らず、次の方法でも構わない。例えば、銀及びアルミニウム等の導電性微小粒子と樹脂成分とを混ぜ合わせたペースト状のアンテナ部材を作製する。フィルム層２ａに形成した所定の形状の印刷版を用いて、当該アンテナ部材をフィルム層２ａにスキージにて印刷する。印刷されたアンテナ部材に熱処理を施して、硬化させることでアンテナ層２ｂが形成される。または、フィルム層２ａにマスクを形成して銅又はアルミニウム等の金属粒子を用いたスパッタにより切り欠き部２ｂ１が形成された同様のアンテナ層２ｂを形成することも可能である。

次いで、フィルム層２ａ及びフィルム層２ａ上に形成されたアンテナ層２ｂ上に、アンテナ層２ｂの切り欠き部２ｂ１の領域を開口した開口部２ｃ１を有するレジスト層２ｃを形成する。なお、図７（Ａ），（Ｂ）ではレジスト層２ｃで覆われたアンテナ層２ｂの領域を二点鎖線で表している（図７）。

次いで、上記に説明したアンテナ層２ｂの形成方法のいずれかにより、レジスト層２ｃ上に、切り欠き部２ｄ１が一部に形成されたアンテナ層２ｄを形成する。但し、アンテナ層２ｄは、その一部がアンテナ層２ｂのアンテナ部２１ｂ以外と重なるように形成されている。また、アンテナ層２ｄの切り欠き部２ｄ１が形成された外周縁はアンテナ部２１ａとなる。

次いで、切り欠き部２ｄ１及び開口部２ｃ１内の切り欠き部２ｂ１を跨ぐように（対向するように）アンテナ層２ｄ，２ｂにＩＣチップ２２ａ，２２ｂをそれぞれ接合する。
ＩＣチップ２２ｂ，２２ａの接合方法としては、切り欠き部２ｄ１，２ｂ１に塗布した接着剤上にＩＣチップ２２ａ，２２ｂをそれぞれ配置し、塗布した接着剤を熱硬化させてＩＣチップ２２ａ，２２ｂが固定され、ＩＣチップ２２ａ，２２ｂの電極（バンプ）とアンテナ層２ｄ，２ｂが電気的に接合される。この時の接着剤は、アンテナ材料によって異方導電性接着剤又は絶縁性接着剤のどちらかを用いる（図４及び図５）。

別の配置方法としては、切り欠き部２ｄ１，２ｂ１に異方導電性フィルムを貼付する。貼付したフィルム上にＩＣチップ２２ａ，２２ｂを配置して、熱処理によりフィルム内の樹脂成分を熱硬化させることによりＩＣチップ２２ａ，２２ｂがそれぞれ固定され、ＩＣチップ２２ａ，２２ｂの電極（バンプ）とアンテナ層２ｄ，２ｂが電気的に接合される。

このようにして形成されたＲＦＩＤタグ２では、アンテナ部２１ａ，２１ｂがリーダライタ装置３からの送信信号をそれぞれ受信する。受信した送信信号は、バンプ電極２２１ａ，２２１ｂを介してＩＣチップ２２ａ，２２ｂにそれぞれ入力される。入力された送信信号の周波数帯に対応するＩＣチップ２２ａ，２２ｂのいずれかが動作を開始する。また、入力された送信信号に基づき、ＩＣチップ２２ａ，２２ｂで演算処理が行われる。ＩＣチップ２２ａ，２２ｂから処理結果の情報の返信信号がバンプ電極２２１ａ，２２１ｂを介して、アンテナ部２１ａ，２１ｂからリーダライタ装置３に送信される。

ここで、アンテナ層２ｂ，２ｄは絶縁性のレジストを挟み層構成されていることで、アンテナ層２ｂから送信される電波の偏波成分とアンテナ層２ｄから送信される電波の偏波成分とは異なった特性を有する。リーダライタ装置３のアンテナ部３１ａに設置したフィルタ部５により、所望の範囲の特性値の電波を選択して受信することができる。

したがって、通信システム１では、使用環境・使用条件に応じて適切な周波数帯を選択でき、選択した周波数帯を利用して、ＲＦＩＤタグ２とリーダライタ装置３とを確実に通信することが可能となる。

なお、実施例１の図４では、平面視で、アンテナ層２ｂ，２ｄの切り欠き部２ｂ１，２ｄ１が近接している場合について説明した。この場合の他に、アンテナ層２ｄは、開口部２ｃ１を塞がなければレジスト層２ｃ上に形成することができる。また、アンテナ層２ｂ，２ｄの切り欠き部２ｂ１，２ｄ１についても、互いに重ならなければ、図４の位置に限らず、アンテナ層２ｂ，２ｄの外周縁に形成することができる。

次に、ＲＦＩＤタグの別の例について説明する。
（実施例２）
図８は通信システムを構成する別のＲＦＩＤタグを説明するための図である。なお、図８はＲＦＩＤタグ１２の（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＩＣ実装部１２ｅの拡大断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の一点鎖線Ｄ−Ｄの断面図である。また、図８（Ｂ）では、ＩＣチップ２２ａ，２２ｂの設置位置をそれぞれ二点鎖線で表している。

ＲＦＩＤタグ１２は、実施例１のＲＦＩＤタグ２の場合と同様に、積層構造である。具体的には、フィルム層１２ａと、フィルム層１２ａ上に形成された、一部に切り欠き部１２ｂ１が形成されたアンテナ層１２ｂと、フィルム層１２ａ及びアンテナ層１２ｂ上に形成されたレジスト層１２ｃと、レジスト層１２ｃ上に形成された、一部に切り欠き部１２ｄ１が形成されたアンテナ層１２ｄとを有する（図８）。

また、ＩＣチップ２２ａは、実施例１のＲＦＩＤタグ２の場合と同様に、バンプ電極２２１ａを介して切り欠き部１２ｄ１を跨ぐようにアンテナ層１２ｄ上に接合されている。ＩＣチップ２２ｂは、アンテナ層１２ｄ上に配置されて、アンテナ層１２ｄ及びレジスト層１２ｃを貫通するバンプ電極２２２ｂを介して、アンテナ層１２ｂの切り欠き部１２ｂ１を挟んだ領域に電気的にそれぞれ接合されている（図８（Ｃ））。

次にこのようなＲＦＩＤタグ１２の製造方法について説明する。
図９及び図１０は、複数のＩＣチップが配置された別のＲＦＩＤタグの製造方法を説明するための図である。なお、図９及び図１０は平面図であって、図９及び図１０中一点鎖線Ａ−Ａの断面図は、図６（Ｃ）及び図７（Ｃ）とそれぞれ同様である。

まず、ベースとなる例えばＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム又はＰＩフィルムによりフィルム層１２ａを用意する。フィルム層１２ａ上に接着剤を介して、例えば、銅又はアルミニウム箔を順に積層させる。銅又はアルミニウム箔を、所定のアンテナ形状にエッチングして、切り欠き部１２ｂ１を備えたアンテナ層１２ｂが形成される。なお、アンテナ層２ｂの切り欠き部２ｂ１が形成された外周縁はアンテナ部２１ｂとなる（図９）。

なお、アンテナ層１２ｂの形成方法は、実施例１のアンテナ層２ｂの場合と同様に、上記の方法の他に、次の方法でも構わない。導電性微小粒子である、例えば、銀とアルミニウムと樹脂成分とを混ぜ合わせたペースト状のアンテナ部材を作製する。フィルム層１２ａに形成した所定の形状の印刷版を用いて、当該アンテナ部材をフィルム層１２ａにスキージにて印刷する。印刷したアンテナ部材に熱処理を施して、硬化させることで切り欠き部１２ｂ１が外周縁に形成されたアンテナ層１２ｂが形成される。または、フィルム層１２ａにマスクを形成して銅又はアルミニウム等の金属粒子を用いたスパッタにより切り欠き部１２ｂ１が形成された同様のアンテナ層１２ｂを形成することも可能である。

次いで、アンテナ層１２ｂ及びアンテナ層１２ｂが形成されたフィルム層１２ａ上に、レジスト層１２ｃを形成する（図１０）。なお、図１０では、アンテナ層１２ｂの形成位置を二点鎖線で表している。

次いで、アンテナ層１２ｂの形成方法と同様に、レジスト層１２ｃ上に、アンテナ層１２ｂに重なるように、一部に切り欠き部１２ｄ１が形成されたアンテナ層１２ｄを形成する（図８（Ｂ））。

なお、バンプ電極２２２ｂを貫通させるため、導電性微小粒子と樹脂成分とを混ぜ合わせたぺースト状のアンテナ部材を用いて形成する。
次いで、ＩＣチップ２２ｂ，２２ａを、切り欠き部１２ｂ１，１２ｄ１に対向するようにアンテナ層１２ｂ，１２ｄにバンプ電極２２２ｂ，２２１ａを介してそれぞれ接合する。ＩＣチップ２２ｂの接合方法（バンプ電極２２２ｂとアンテナ層１２ａの接合方法）としては、例えば、アンテナ層１２ｄ上に図示しない絶縁膜を形成し、所定の領域に接着剤を塗布し、超音波実装により絶縁膜を巻き込みながら、アンテナ層１２ｄ及びレジスト層１２ｃを貫通する孔を形成する。超音波実装とともに加熱することで接着剤を熱硬化させ、ＩＣチップ２２ｂを固定し、ＩＣチップ２２ｂの電極とアンテナ層１２ｄを電気的に接合させる。なお、超音波実装とともに絶縁膜を巻き込みながら孔を形成することにより、絶縁膜で孔の内側のアンテナ層１２ｄ及びレジスト層１２ｃが被覆される。このため、バンプ電極２２２ｂと、アンテナ層１２ｄ及びレジスト層１２ｃとは絶縁性が保たれる。

また、ＩＣチップ２２ａの接合方法としては、実施例１の場合と同様に、切り欠き部１２ｄ１に塗布した接着剤上にＩＣチップ２２ａを配置し、塗布した接着剤を熱硬化させてＩＣチップ２２ａを固定し、ＩＣチップ２２ａの電極とアンテナ層１２ｄを電気的に接合させる。この時の接着剤は、アンテナ材料によって異方導電性接着剤又は絶縁性接着剤のどちらかを選択する。または、切り欠き部１２ｄ１に異方導電性フィルムを貼付する。貼付したフィルム上にＩＣチップ２２ａを配置して、熱処理によりフィルム内の樹脂成分を熱硬化させることによりＩＣチップ２２ａを固定し、ＩＣチップ２２ａの電極とアンテナ層１２ｄを電気的に接合させる。

このようにして形成されたＲＦＩＤタグ１２では、アンテナ部２１ａ，２１ｂがリーダライタ装置３からの送信信号をそれぞれ受信する。受信した送信信号は、バンプ電極２２１ａ，２２２ｂを介してＩＣチップ２２ａ，２２ｂにそれぞれ入力される。入力された送信信号の周波数帯に対応するＩＣチップ２２ａ，２２ｂのいずれかが動作を開始する。また、入力された送信信号に基づき、ＩＣチップ２２ａ，２２ｂで演算処理が行われる。ＩＣチップ２２ａ，２２ｂから処理結果の情報の返信信号がバンプ電極２２１ａ，２２２ｂを介して、アンテナ部２１ａ，２１ｂからリーダライタ装置３に送信される。

また、リーダライタ装置３のアンテナ部３１ａに設置したフィルタ部５により、ＲＦＩＤタグ２からの返信信号を含む電波の特性値がばらついていても、所望の範囲の特性値の電波を受信することができる。

ここで、アンテナ層１２ｂ，１２ｄは絶縁性のレジストを挟み層構成されていることで、アンテナ層１２ｂから送信される電波の偏波成分とアンテナ層１２ｄから送信される電波の偏波成分とは異なった特性を有する。リーダライタ装置３のアンテナ部３１ａに設置したフィルタ部５により、特定の偏波成分を有する電波を選択して受信することができる。
したがって、通信システム１では、使用環境・使用条件に応じて適切な周波数帯を選択でき、選択した周波数帯を利用して、ＲＦＩＤタグ２とリーダライタ装置３とを確実に通信することが可能となる。また、実施例１と比較して、省スペース化を図ることができる。

なお、実施例２の図８では、平面視で、アンテナ層１２ｄ，１２ｂが互いに重なり、切り欠き部１２ｄ１，１２ｂ１を同じ側の外周縁に形成した場合について説明した。この場合の他に、切り欠き部１２ｄ１，１２ｂ１は、互いに重ならない位置であれば、アンテナ層１２ｄ，１２ｂの外周縁に形成することができる。

１ 通信システム
２，１２ ＲＦＩＤタグ
２ａ，１２ａ フィルム層
２ｂ，２ｄ，１２ｂ，１２ｄ アンテナ層
２ｂ１，２ｄ１，１２ｂ１，１２ｄ１ 切り欠き部
２ｃ，１２ｃ レジスト層
２ｃ１，１２ｃ１ 開口部
２ｅ，１２ｅ ＩＣ実装部
３ リーダライタ装置
４ 通信処理装置
５ フィルタ部
５ａ，５ｂ フィルタ
５ｃ フィルタ切替部
２１ａ，２１ｂ，３１ａ アンテナ部
２２ａ，２２ｂ ＩＣチップ
２２ａ１，２２ｂ１，３１ アンテナ端
２２ａ２，２２ｂ２ ３４ 記憶部
２２ａ３，２２ｂ３ 電源制御部
２２ａ４，２２ｂ４，３２ 送信部
２２ａ５，２２ｂ５，３３ 受信部
２２ａ６，２２ｂ６，３５ 制御部
３６ 通信インタフェース
２２１ａ，２２１ｂ，２２２ｂ バンプ電極

Claims (8)

1. 信号の送受信を行うタグ用アンテナと、所定の周波数帯がそれぞれ対応付けられて、前記タグ用アンテナがそれぞれ接続されて、前記タグ用アンテナを介して、前記周波数帯の第１信号を受信し、第２信号を送信する複数の半導体チップと、を備えるＲＦＩＤタグと、
   前記ＲＦＩＤタグに対して前記第１信号及び前記第２信号の送受信を行うアンテナ部と、前記タグ用アンテナからの前記第２信号の所定の偏波成分を透過させて、前記アンテナ部に受信させるフィルタ部とを備えるリーダライタ装置と、
   を有することを特徴とする通信システム。
   
2. 前記フィルタ部は、前記偏波成分に応じて電波を透過させる複数のフィルタを備え、所定の時間ごとに前記フィルタを切り替えることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 所定の周波数帯の信号に応答するＲＦＩＤタグの製造方法において、
   基板フィルムを形成する工程と、
   前記基板フィルム上に、外周縁の一部に第１切り欠き部を有し、第１周波数帯に応答する第１半導体チップが前記第１切り欠き部を跨いで配置される第１アンテナ層を形成する工程と、
   前記第１アンテナ層を覆い、前記第１半導体チップが配置される領域に開口部を開口するように、前記基板フィルム上にレジスト層を形成する工程と、
   前記レジスト層上に、第２切り欠き部を外周縁の一部に有し、第２周波数帯に応答する第２半導体チップが前記第２切り欠き部を跨いで配置される第２アンテナ層を前記開口部が露出されるように形成する工程と、
   を有することを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。
4. 所定の周波数帯の信号に応答するＲＦＩＤタグの製造方法において、
   基板フィルムを形成する工程と、
   前記基板フィルム上に、外周縁の一部に第１切り欠き部を有し、第１周波数帯に応答する第１半導体チップに接続される電極が前記第１切り欠き部を挟んだ領域にそれぞれ配置される第１アンテナ層を形成する工程と、
   前記基板フィルム上に前記第１アンテナ層を覆うようにレジスト層を形成する工程と、
   前記レジスト層上に前記第１アンテナ層に重なるように、外周縁の一部に第２切り欠き部を有し、第２周波数帯に応答する第２半導体チップが前記第２切り欠き部を跨いで配置される第２アンテナ層を形成する工程と、
   を有することを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。
5. 前記第２アンテナ層を、前記第２切り欠き部が前記第１切り欠き部に重ならないように形成することを特徴とする請求項４記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
6. 前記第１アンテナ層の前記第１切り欠き部を挟んだ前記電極が配置される領域に達する孔を、前記第２アンテナ層及び前記レジスト層に超音波実装とともに形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項５記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
7. 所定の周波数帯の信号に応答するＲＦＩＤタグにおいて、
   基板フィルムと、
   前記基板フィルム上に形成された、外周縁の一部に第１切り欠き部を有し、第１周波数帯に応答する第１半導体チップが前記第１切り欠き部を跨いで配置される第１アンテナ層と、
   前記基板フィルム上に形成された、前記第１アンテナ層を覆い、前記第１半導体チップが形成される領域に開口部が開口されたレジスト層と、
   前記レジスト層上に前記開口部が露出されるよう形成された、外周縁の一部に第２切り欠き部を有し、第２周波数帯に応答する第２半導体チップが前記第２切り欠き部を跨いで配置される第２アンテナ層と、
   を有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
8. 所定の周波数帯の信号に応答するＲＦＩＤタグにおいて、
   基板フィルムと、
   前記基板フィルム上に形成された、外周縁の一部に第１切り欠き部を有し、第１周波数帯に応答する第１半導体チップに接続される電極が前記第１切り欠き部を挟んだ領域にそれぞれ配置される第１アンテナ層と、
   前記第１アンテナ層を覆うように前記基板フィルム上に形成されたレジスト層と、
   前記レジスト層上に前記第１アンテナ層に重なるように形成された、外周縁の一部に前記第１切り欠き部に重ならない第２切り欠き部を有し、第２周波数帯に応答する第２半導体チップが前記第２切り欠き部を跨いで配置される第２アンテナ層と、
   を有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。

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