無線デバイス、その製造方法、その検査方法及び検査装置並びに無線装置及びその製造方法
【課題】 耐久性、通信性能及び外観性が優れ、多機能化が容易で、低コストで製造できる無線デバイス、その製造方法、その検査方法及び検査装置並びに無線装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 ガラス等からなる絶縁性基板１上に、信号処理回路２とアンテナ３とを一体的に形成する。このとき、信号処理回路２は、ＣＭＯＳプロセスにより形成する。これにより、実装に関する接続部分がなくなり、熱応力、曲げ応力、振動及び衝撃等への耐性を向上させることができる。また、実装工程が不要となり製造コストを低減できる。更に、基板として絶縁性基板１を使用することにより、ノイズの発生及びアンテナ３の指向性を無くすことができると共に、アンテナ３の大面積化が容易となり、通信性能が向上する。
【解決手段】 ガラス等からなる絶縁性基板１上に、信号処理回路２とアンテナ３とを一体的に形成する。このとき、信号処理回路２は、ＣＭＯＳプロセスにより形成する。これにより、実装に関する接続部分がなくなり、熱応力、曲げ応力、振動及び衝撃等への耐性を向上させることができる。また、実装工程が不要となり製造コストを低減できる。更に、基板として絶縁性基板１を使用することにより、ノイズの発生及びアンテナ３の指向性を無くすことができると共に、アンテナ３の大面積化が容易となり、通信性能が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ及び信号処理回路を備え、荷札情報、センサー情報、セキュリティー情報等を扱う無線デバイス、その製造方法及びその検査方法並びに無線装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、ＲＦ（Radio Frequency：無線）タグ又は非接触式ＩＣカード等の無線デバイスが急速に実用化されつつある。ＲＦタグはアンテナ、メモリ及び信号処理を行うための回路等から構成されており、メモリ内に記憶された荷札情報等を専用のリーダ／ライタとの間で交信し、商品管理又はセキュリティー対策等に活用されている。
【０００３】
図２４は従来のＲＦタグを示す斜視図である。図２４に示すように、基板３０１上にアンテナ３０２が設けられており、アンテナ３０２にＩＣチップが電気的に接続されるように実装されている。基板３０１の材料には、通常ＰＥＴ（Poly-Ethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）等の低コストな絶縁性プラスチックが用いられる。アンテナ３０２はアルミニウム等の比較的抵抗が小さい材料を用いて印刷等によって形成される。ＩＣチップ３０３はＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電フィルム）等によってアンテナに熱圧着されている。
【０００４】
図２４に示すＲＦタグにおいては、アンテナ３０２が形成された基板３０１に、ＩＣチップ３０３が直接実装されているが、その他にＩＣチップを一度別基板（以下、インレットという）に実装して、このインレットをアンテナが設けられた基板に接合するものもある。ＩＣチップはインレットに設けられた配線にＡＣＦによって熱圧着されている。インレットは前記基板に熱圧着又はかしめ圧着等によって接合されており、これにより、インレットに設けられた配線は、アンテナに接続されている。
【０００５】
次に、従来のＲＦタグの動作原理について説明する。図２５は従来のＲＦタグ及びリーダ／ライタの構成を示すブロック図である。図２５に示すように、リーダ／ライタ３１１は制御部３１２、送受信部３１３及びアンテナ３１４を備え、制御部３１２で生成された信号を送受信部３１３に送りアンテナ３１４から電波として出力する。ＲＦタグ３１５は、アンテナ３１６及びＩＣチップ３１７を備え、ＩＣチップ３１７は送受信部３１８及びメモリ３１９を備えている。リーダ／ライタ３１１のアンテナ３１４から出力された電波をＲＦタグ３１５のアンテナ３１６が感知し、その信号情報をＩＣチップ３１７内の送受信部３１８に送り、メモリ３１９の情報の読み書きを行う。読み出された信号は再び送受信部３１８に送られアンテナ３１６から電波として出力され、リーダ／ライタ３１１に返送される。リーダ／ライタ３１１は返送された情報をコンピュータ（図示せず）に送り、商品管理又はセキュリティー対策等に活用する。なお、ＲＦタグは通常バッテリーを搭載しておらず、アンテナ３１６で受信した電波から起電力を得ている。
【０００６】
非接触式のＩＣカードの動作原理はＲＦタグと略同様であり、使用方法の違いによって分類されている。即ち、ＲＦタグは荷札として使用されるのに対し、非接触式のＩＣカードはＩＤカード等の認証ツール又はプリペイドＩＣカード等のキャッシュ媒体として使用される。
【０００７】
図２６は従来の非接触式ＩＣカードを示す斜視図である。図２６に示すように、ＩＣカード３２１は、カードとしての携帯性を担保するために、デバイス３２２及び補助材３２４を挟んで２枚の基板３２３を貼り合わせて構成されている。補助材３２４の中央部には開口部が形成されており、その開口部にデバイス３２２が収納されている。デバイス３２２においては、表面にアンテナが設けられた薄いＰＥＴフィルム上にＩＣチップが実装されている。このため、デバイス３２２だけでは強度が低く、カードとしての使用に耐えない。そこで、ポリカーボネート又はＡＢＳ（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymer：アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）等の樹脂で形成された２枚の基板３２３を、ＩＣカード３２１の全体の厚さが１ｍｍ程度になるようにデバイス３２２に貼り合わせて、デバイス３２２を保護している。これにより、ＩＣカード３２１携帯時のデバイス３２２の破損を防止できる。このような、ＩＣカードは、例えば特許文献１（特開２００２−２７９３８３号公報）及び特許文献２（特開２０００−２５１０３７号公報）に開示されている。
【０００８】
また、デバイス３２２はＩＣチップが搭載された部分が、ＩＣチップの厚さの分だけ凸状になっているため、デバイス３２２を単に基板３２３で挟み込んだだけでは、その接合が不十分なものとなってしまう。そこで、スペーサとして補助材３２４を設けることにより、ＩＣカード３２１の表面を平坦化している。これにより、ＩＣカード３２１の表面に、その商品価値を高めるための模様等を鮮明に印刷することができる。また、補助材３２４は、ＩＣカード３２１の強度を向上させることもできる。
【０００９】
また、ＲＦタグの別の形態として、送受信部及びメモリ等の回路とアンテナとが１つのＩＣチップ内に一体形成されたものがある。例えば、非特許文献１（“ＩＣタグ用コイル”、［online］、［平成１６年５月２７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://ef2.e-kyuma.com/ic_coil.html＞）には、縦及び横の長さが夫々２．５ｍｍである（以下、２．５ｍｍ角という）シリコンチップ上に信号処理用の回路、メモリ及びアンテナが設けられたＲＦタグ（日立マクセル社製・ＭＥ−Ｙ１００２）が開示されている。このＲＦタグにおいては、回路及びメモリは通常のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）シリコンプロセスで形成されており、アンテナは回路が形成された後、銅めっきにより形成されている。アンテナの形状は、ピッチが１０μｍ強の螺旋状であり、２．５ｍｍ角のシリコンチップの最外周部まで使って形成されている。このＲＦタグの動作性能は、アンテナが２．５ｍｍ角の微小なＩＣチップ内に収められているため、通信距離が２．５ｍｍ以下と短い。
【００１０】
また、例えば、特許文献３（特開平８−７７３１７号公報）及び特許文献４（特開平１０−１６２１１２号公報）には、シリコンチップ上に微小アンテナと信号処理回路を一体形成する技術が開示されている。これらの文献には、これにより、ＩＣカードが小型化できると共に実装コストを削減できると記載されている。
【００１１】
上述のように、ＲＦタグ等の無線デバイスには、回路とアンテナとが別々の基板に形成されたもの（以下、別体型という）と、一体形成されたもの（以下、一体型という）との２種類がある。なお、必要とされる起電力に基づいてアンテナの使用を決定する方法は、例えば、非特許文献２（ＰＨＩＬＩＰＳ 「Ｉ・ＣＯＤＥ Ｃｏｉｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｇｕｉｄｅ」 ２００２年９月）及び非特許文献３（Ｓｔｅｖｅ Ｃ．Ｑ．Ｃｈｅｎ ｅｔ．ａｌ．、「ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＤＵＣＴＩＶＥ ＲＦＩＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」 ２００１ ＩＥＥＥ ｐ．８２−８７）に開示されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−２７９３８３号公報
【特許文献２】特開２０００−２５１０３７号公報
【特許文献３】特開平８−７７３１７号公報
【特許文献４】特開平１０−１６２１１２号公報
【非特許文献１】“ＩＣタグ用コイル”、［online］、［平成１６年５月２７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://ef2.e-kyuma.com/ic_coil.html＞
【非特許文献２】ＰＨＩＬＩＰＳ 「Ｉ・ＣＯＤＥ Ｃｏｉｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｇｕｉｄｅ」 ２００２年９月
【非特許文献３】Ｓｔｅｖｅ Ｃ．Ｑ．Ｃｈｅｎ ｅｔ．ａｌ．、「ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＤＵＣＴＩＶＥ ＲＦＩＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」 ２００１ ＩＥＥＥ ｐ．８２−８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述の従来のＲＦタグ等の無線デバイスには、以下に示すような問題点がある。
【００１４】
別体型の無線デバイスにおいては、耐久性が低いという問題がある。即ち、別体型の無線デバイスはアンテナが形成された基板上にＩＣチップを実装するという形態をとっているため、接続部分の信頼性が低い。例えばＩＣチップの端子とアンテナがＡＣＦによって接合されている場合、無線デバイスが高温になった場合の熱膨張、又は低温になった場合の熱収縮の割合が部材によって異なるため、大きな熱応力が生じる。例えば、ＲＦタグは物品に添付されて様々な環境下に置かれるため、例えば、飛行機のコンテナ内で低温にさらされる場合、又は工場ラインのパレット上で高温にさらされる場合がある。このため、ＲＦタグに熱応力が発生しやすく、接続部の断線が発生する虞がある。また、ＲＦタグは、添付された物品の輸送中の振動若しくは衝撃、又は洋服若しくは紙類に添付された場合の曲げ応力等によっても、ＲＦタグの接続部に断線が発生してしまう。実際、従来の別体型のＲＦタグの導入試験において、１０％近い故障率が報告されている。
【００１５】
また、別体型の無線デバイスは、製造コストが高くなってしまう。ＲＦタグは、将来、現在のバーコードに取って代わることが期待されており、そのために生産コストを１個当たり数円程度に抑えることが望ましい。無線デバイスに用いるＩＣチップは所謂半導体プロセスにより製造されるので、チップサイズの微細化及び製造工程の短縮等により、これまでのＤＲＡＭの発展に見られたように、ＩＣチップ自体のある程度のコスト削減が見込まれる。しかしながら、ＩＣチップの微細化が進むと、その実装コストが上昇してしまう虞がある。例えば０．３ｍｍ角のＩＣチップ（日立製作所製・μチップ）をアンテナ上に実装する場合、極めて高いハンドリング性能をもった生産設備が必要となり、その歩留り等を考慮すると製造コストの低減はかなりハードルの高い課題といえる。
【００１６】
更に、別体型の無線デバイスは、ＩＣカード等に製品化した場合、外観性が劣るという問題点がある。また、その外観を向上させようとすると、そのためのコストが生じてしまう。即ち、図２６に示すように、無線デバイスにおいては、ＩＣチップに起因する凸部があるため、この無線デバイスをＩＣカードに内蔵させた場合に、ＩＣカードの表面に凹凸が生じ、見た目が優れないばかりか、高精細な印刷が困難になる。また、前記凹凸を抑制するために、ある程度の厚さを持った補助材が必要となり、部品点数が増加し、コストが増大する
【００１７】
一方、一体型のＲＦタグにおいては、通信性能が低いという問題がある。ＲＦタグは非接触で信号の送受信ができることに大きなメリットがあり、その通信距離が長いほど利便性が高いといえる。しかしながら、従来の一体型のＲＦタグにおいては、シリコン基板の表面に回路及びアンテナ等が形成されており、シリコン基板が導体であるため、アンテナから出力された電波はシリコン基板に遮断されてしまう。即ち、アンテナが形成された面からしか電波を送受信できない。また、シリコン基板内に発生する誘導電流によって、ノイズが増大し、通信感度が著しく低下してしまう。
【００１８】
また、従来、シリコン基板は高価であるために、できるだけ素子を小さく作ることにより１枚のウエハからより多くの素子が得られるように設計される。従って、一体型のＲＦタグにおいても、単価を低く抑えるためにアンテナの面積を小さくする必要がある。例えば、前述の非特許文献１に記載のＲＦタグにおいては、２．５ｍｍ角の領域にアンテナが収められている。また、特許文献３においても、アンテナは「微小アンテナ」との名称になっており、極めて小さいアンテナであることが前提となっている。
【００１９】
一方、アンテナの通信性能は、アンテナのサイズに大きく影響を受ける。アンテナのサイズを大きくすることで、アンテナの感度を向上できる。また、ＲＦタグの駆動電源として受信した電波から生成した起電力を用いている場合には、アンテナのサイズを大きくすることでアンテナ内を通過する磁束を大きくでき、大きな起電力を得ることができる。これにより、アンテナから出力される電波の強度を高めることができる。このように、通信距離の拡大には、アンテナのサイズは最も効果の高いパラメータとなっている。しかしながら、前述のように、シリコン基板を用いたＩＣチップにおいては、コスト上の制約からアンテナのサイズを大きくできず、通信性能が著しく低下してしまう。前述の如く、非特許文献１に記載のＲＦタグにおいては、チップサイズが２．５ｍｍ角と小さく、通信距離は２．５ｍｍ以下である。これは、別体型のＲＦタグの通信距離が数十ｃｍであることと比較すると、極めて短い距離である。
【００２０】
ちなみに、別体型の無線デバイスでは、低コストなＰＥＴ基板等の表面にアンテナを形成するため、コストの観点からはアンテナの小型化にそれほどこだわる必要はなく、十分な通信性能を得るために、例えばカードの外形の制約内で自由に設計を行うことができる。具体的には、別体型の無線デバイスのアンテナは、例えば、縦が７ｃｍであり横が５ｃｍである矩形の領域内に形成することができる。
【００２１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、耐久性、通信性能及び外観性が優れ、多機能化が容易で、低コストで製造できる無線デバイス、その製造方法、その検査方法及び検査装置並びに無線装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る無線デバイスは、絶縁性基板と、この絶縁性基板上に形成された信号処理回路と、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路と一体的に形成され前記信号処理回路に接続された無線通信用のアンテナと、を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、信号処理に必要な信号処理回路と無線通信に必要なアンテナとを絶縁基板上に一体的に形成し、実装に関する接続部分をなくすことにより、熱応力、曲げ応力、振動及び衝撃等への耐性を向上させることができる。また、低コストな絶縁基板上に信号処理回路とアンテナとを一体形成することにより、実装工程が不要となり製造コストを低減できる。更に、アンテナを絶縁性基板に形成することにより、ノイズの発生及びアンテナの指向性を無くすことができると共に、アンテナの大面積化が容易となり、通信性能が向上する。更にまた、表面に大きな凹凸が形成されないため、外観性が優れている。
【００２４】
また、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成されたメモリを有していてもよく、前記メモリがＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭ、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭからなる群から選択された１のメモリであってもよい。
【００２５】
又は、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成された表示装置を有していてもよく、前記表示装置が液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置及び無機ＥＬ表示装置からなる群から選択された１の表示装置であってもよい。
【００２６】
又は、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成された電源装置を有していてもよく、前記電源装置が太陽電池又はリチウムイオン二次電池であってもよい。
【００２７】
又は、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成されたセンサーを有していてもよく、前記センサーが圧力センサー、加速度センサー、温度センサー、湿度センサー、においセンサー及び指紋センサーからなる群から選択された１のセンサーであってもよい。
【００２８】
又は、前記絶縁性基板上に形成された機械式入出力装置を有していてもよく、前記機械式入出力装置がディップスイッチ、タッチパネル、マイクロホン及びスピーカーからなる群から選択された１の装置であってもよい。
【００２９】
又は、前記絶縁性基板上に形成された他のアンテナを有していてもよい。この場合、前記他のアンテナが、前記アンテナが対応している通信周波数とは異なる通信周波数に対応していることが好ましく、前記他のアンテナが、ブースターアンテナであってもよい。
【００３０】
このように、絶縁性基板上に、信号処理回路及びアンテナと一体的にメモリ、表示装置、電源装置、センサー、機械式入出力装置又は他のアンテナ等を設けることにより、容易に無線デバイスの多機能化を図り、付加価値を高めることができる。
【００３１】
更に、前記絶縁性基板の厚さが２００μｍ以下であってもよい。これにより、無線デバイスにフレキシブル性を持たせることができる。このとき、前記情報処理回路及び前記アンテナを覆うように設けられた保護フィルムを有していてもよい。
【００３２】
更にまた、前記アンテナがコイルアンテナであり、このアンテナの最外周を結んだ線で囲まれた領域の面積が１ｃｍ２以上であることが好ましい。又は、前記アンテナがダイポールアンテナであり、このアンテナの長さが３ｃｍ以上であることが好ましい。これにより、良好な通信性能を確保することができる。
【００３３】
本発明に係る無線装置は、相互に積層された複数の無線デバイスを有し、この無線デバイスが請求項１乃至２１のいずれか１項に記載された無線デバイスであることを特徴とする。
【００３４】
また、少なくとも２つの前記無線デバイス間の通信を無線通信によって行うことが好ましい。これにより、無線デバイス同士を固定するときに、厳密な位置合わせをする必要がなくなり、製造が容易になると共に、接続部が損傷する虞がなくなる。
【００３５】
このとき、少なくとも３つの前記無線デバイス間の通信を無線通信によって行い、一の対をなす前記無線デバイス間の無線通信は、他の対をなす前記無線デバイス間の無線通信とは異なる通信周波数で行うことが好ましい。又は、一の対をなす前記無線デバイス間の無線通信は、他の対をなす前記無線デバイス間の無線通信とは異なる変調方式で行うことが好ましい。これにより、無線デバイス間の混線を防止することができる。
【００３６】
本発明に係る無線デバイスの製造方法は、絶縁性基板上にＴＦＴ形成プロセスにより信号処理回路を形成する工程と、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路に接続されるアンテナを形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００３７】
本発明に係る無線装置の製造方法は、無線デバイスを作製する工程と、複数の前記無線デバイスを相互に積層して相互に固定する工程と、を有し、前記無線デバイスを作製する工程は、請求項２８乃至４３のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法により実施されることを特徴とする。
【００３８】
本発明に係る無線デバイスの検査方法は、絶縁性基板上に信号処理回路及びアンテナを備えた無線デバイスが複数個形成された無線デバイスシートに対して、導電材料からなり１個又は相互に離隔して形成された複数個の前記無線デバイスに相当する領域に夫々開口部が形成された導電板の位置を調整し、前記開口部を前記１個又は複数個の無線デバイスに整合する位置に位置させる工程と、前記１個又は複数個の無線デバイスに無線により検査用信号を入出力させて前記１個又は複数個の無線デバイスを検査する工程と、を有することを特徴とする。
【００３９】
本発明においては、検査対象となる無線デバイスのみに検査用信号を入出力し、他の無線デバイスに対しては検査用信号を遮蔽することができる。これにより、混線を防止でき、無線デバイスシートのまま、個々の無線デバイスを効率よく検査することができる。
【００４０】
本発明に係る無線デバイスの検査装置は、絶縁性基板上に信号処理回路及びアンテナを備えた無線デバイスが複数個形成された無線デバイスシートを構成する各前記無線デバイスを検査する検査装置において、導電材料からなり１個又は相互に離隔して形成された複数個の前記無線デバイスに相当する領域に夫々開口部が形成されており、この開口部が検査対象となる前記１個又は複数個の無線デバイスに整合する位置に位置される導電板と、前記無線デバイスに対して無線により検査用信号を入出力させるリーダ／ライタと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、信号処理回路及びアンテナを絶縁性基板上に一体形成し、実装に関する接続部分をなくすことにより、熱応力、曲げ応力、振動及び衝撃等への耐性を向上させることができる。また、実装工程が不要となり製造コストを低減できる。更に、アンテナを絶縁性基板に形成することで、ノイズの発生及びアンテナの指向性を無くすことができると共に、アンテナの大面積化が容易となり、通信性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本第１実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。また、図２は本第１実施形態に係る無線デバイスの回路構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る無線デバイスにおいては、絶縁性基板１が設けられており、この絶縁性基板１上に矩形の信号処理回路２及び渦巻き状のアンテナ３が一体的に形成されている。絶縁性基板１には、例えばガラス基板又はプラスチック基板を使用し、例えばガラス基板を使用する。アンテナ３は１本の配線が矩形渦巻き状のパターンで形成されている。一般的に１３．５６ＭＨｚ帯を用いる無線方式では、電波からＲＦタグが起電力を得るために電磁誘導の原理を用いるため、アンテナ３としてコイルアンテナが使われる。アンテナ３の両端は、絶縁性基板１の表面の中央部上に設けられた矩形の信号処理回路２の一辺に接続されている。また、アンテナ３の最外周のパターンは絶縁性基板１の外周に沿って設けられている。アンテナ３は、例えばＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、はんだ、導電性高分子又はこれらの積層膜等により形成される。アンテナ３の面積、即ち、アンテナ３の最外周を結んだ線に囲まれる領域の面積は、例えば１ｃｍ２以上である。
【００４３】
以下、これらのアンテナ３の面積、即ちアンテナ仕様の決定方法を説明する。先ず、アンテナ仕様から、アンテナにより生成される起電力を計算する方法を説明する。この計算方法は公知の方法を使用すればよく、例えば前述の非特許文献２及び３に記載された方法を使用すればよい。起電力を計算する方法の流れは、概略以下の通りである。
（１）通信周波数に共振するように渦巻き状（コイル）アンテナ３のインダクタンスを決定する。
（２）そのインダクタンスを得るためのアンテナ形状を求める。
（３）リーダ／ライタ側の仕様を決め、アンテナ３との相互インダクタンスを求める。
（４）電磁誘導の原理から無線デバイス側に発生する起電力を求める。
信号処理回路２の動作に必要な起電力は、例えば２Ｖであり、この起電力が得られるようアンテナ仕様を決定する。
【００４４】
（１）コイルアンテナのインダクタンスの決定
コイルアンテナのインダクタンス決定においては、通信周波数Ｆを１３．５６ＭＨｚ、即ち、１．３５６×１０７Ｈｚとする。また、無線デバイス全体の容量は下記数式１で求められる。
【００４５】
【数１】
【００４６】
コイルアンテナ容量Ｃｃを２．００×１０−１１Ｆ、接続容量Ｃｃｏｎを２．００×１０−１２Ｆ、信号処理回路容量Ｃｉｃを３．００×１０−１１Ｆとして、これらを上記数式１に代入し、無線デバイス全体の容量Ｃｐｌは５．２０×１０−１１Ｆとなる。
【００４７】
コイルアンテナのインダクタンスは、信号処理回路２とアンテナ３とを組み合わせた回路が通信周波数と共振するように設定する。このときのインダクタンスＬＯは、下記数式２により求められる。
【００４８】
【数２】
【００４９】
上記数式２により、ＬＯは２．６５×１０−６Ｈと求まる。この値をアンテナ仕様を決定するための目標インダクタンスとする。
【００５０】
（２）アンテナ形状の決定
次に、この目標インダクタンスＬＯを得るためのアンテナ形状を決定する。アンテナ使仕様を基にインダクタンスＬｃａｌを算出し、目標インダクタンスＬＯを略一致するようにアンテナ仕様を決定する。インダクタンスＬｃａｌは下記数式３乃至７により求められる。
【００５１】
【数３】
【００５２】
【数４】
【００５３】
【数５】
【００５４】
【数６】
【００５５】
【数７】
【００５６】
以下、目標インダクタンスＬＯが得られたときのアンテナ仕様を示す。コイル巻き数：Ｎｃ＝５、コイル配線幅：ｗ＝１．００×１０−３ｍ、コイル配線間スペース：ｇ＝６．００×１０−４、コイル配線厚：ｔ＝３．００×１０−５、コイル最外形の横幅：ａｏ＝７．６０×１０−２ｍ、コイル最外形の縦幅：ｂｏ＝４．５０×１０−２ｍ、ターンＥＸＰ：ｐ＝１．７５、誘磁率：μ０＝１．２５６６×１０−６Ｈ／ｍ、コイル外形の横幅の平均：ａａｖｇ＝ａｏ−Ｎｃ×（ｗ＋ｇ）−ｇ＝６．８６×１０−２ｍ、コイル外形の縦幅の平均：ｂａｖｇ＝ｂｏ−Ｎｃ×（ｗ＋ｇ）−ｇ＝３．７６×１０−２ｍ、等価半径：ｄ＝２×（ｔ＋ｗ）／π＝６．５６×１０−４ｍであり、これらを上記数式３乃至７に代入して、Ｌｃａｌが２．６９×１０−６Ｈと求まり、この値は目標インダクタンスＬＯの値２．６５×１０−６Ｈと略等しい。
【００５７】
（３）相互インダクタンスの算出
リーダ／ライタとの間の相互インダクタンスは、下記数式８により求められる。
【００５８】
【数８】
【００５９】
このとき、リーダ／ライタの仕様は、前述の非特許文献２に記載されている製品（ＳＬＲＭ９００）を参考にして以下のように求める。即ち、リーダ／ライタのコイル巻き数：Ｎｒ＝１、コイル半径ａｒ＝０．１８ｍ、通信距離：ｒ＝０．５ｍ、電流Ｉｒ＝０．２８Ａ（５０Ω、４Ｗ）である。これらを上記数式８に代入して、相互インダクタンスＭ＝１．７５×１０−９Ｈ／ｍが求められる。
【００６０】
（４）発生起電力の算出
無線デバイスに発生する起電力の計算過程を以下に示す。アンテナ３は、例えばＡｌで形成されている。アンテナ３のコイル抵抗率：ρ＝２．６５５×１０−８Ω・ｍであり、そのコイル抵抗Ｒｓｃは下記数式９により求められる。
【００６１】
【数９】
【００６２】
コイル抵抗Ｒｓｃは９．４０×１０−１Ωとなる。次に、コイルのＱ値は下記数式１０により求められる。
【００６３】
【数１０】
【００６４】
上記数式１０によりコイルのＱ値は２４４となる。次に、コイルの並列等価回路抵抗Ｒｐｃは下記数式１１により求められる。
【００６５】
【数１１】
【００６６】
上記数式１１により、コイルの並列等価回路抵抗Ｒｐｃは、５．５９×１０−４Ωとなる。また、コイルの並列等価回路インダクタンスＬｐｃは、下記数式１２により求められる。
【００６７】
【数１２】
【００６８】
上記数式１２によりコイルの並列等価回路インダクタンスＬｐｃは２．６９×１０−６Ｈとなる。また、信号処理回路２の等価回路抵抗Ｒｉｃ＝２・５０×１０−４Ωとし、回路全体の並列等価回路抵抗Ｒｐｌは下記数式１３により求められる。
【００６９】
【数１３】
【００７０】
上記数式１３により、回路全体の並列等価回路抵抗Ｒｐｌは１．７３×１０−４Ωとなる。また、共振周波数Ｆｒは下記数式１４により求められる。
【００７１】
【数１４】
【００７２】
上記数式１４により、共振周波数Ｆｒは１．３４６×１０−７Ｈｚとなる。次に、下記数式１５により、無線デバイスのコイル（アンテナ３）に発生する起電力を計算する。
【００７３】
【数１５】
【００７４】
上記数式１５により、起電力は２．０４Ｖと求められる。このようにして、アンテナ仕様に基づいて、発生起電力を計算することができる
【００７５】
次に、これらの計算方法に基づいて、アンテナコイルの外形寸法と発生起電力との関係を検討する。図３（ａ）乃至（ｄ）及び図４（ａ）乃至（ｃ）は、横軸にコイルの幅をとり、縦軸に起電力をとって、コイル配線幅が生成起電力に及ぼす影響をコイルの巻き数及びコイルの外径寸法毎に示したグラフ図である。図中のＮはコイルの巻き数を示している。図３（ａ）乃至（ｄ）はアンテナ３の通信距離が５０ｃｍの場合であり、図３（ａ）はコイル外形寸法が７ｃｍ角、図３（ｂ）は５ｃｍ角、図３（ｃ）は３ｃｍ角、図３（ｄ）は１ｃｍ角の場合である。また、図４（ａ）乃至（ｃ）はアンテナ３の通信距離が５ｃｍの場合であり、図４（ａ）はコイル外形寸法が３ｃｍ角、図４（ｂ）は１ｃｍ角、図４（ｃ）は０．５ｃｍ角の場合である。リーダ／ライタの仕様、回路の抵抗、容量は一般的な値として前述の起電力の計算に用いた値を使用する。また、アンテナを形成する配線の厚さは、３０μｍに固定する。また、各図においては、最大の起電力が得られるターン数を中心として、プラスマイナス２ターン分のデータを示している。
【００７６】
図３（ａ）乃至（ｄ）及び図４（ａ）乃至（ｃ）に示すように、各コイル巻き数において、コイル配線幅を変えていくと、あるコイル配線幅で起電力がピーク値をとることがわかる。これは、コイルのインピーダンスが配線幅により変化し、最もマッチングがいい配線幅、即ち、共振周波数が通信周波数と一致する配線幅で起電力がピークになることを示している。
【００７７】
また、コイルの外形寸法毎に、あるコイル巻き数において起電力が最大となることがわかる。コイル巻き数の増加によって起電力も増加するが、コイルの外形寸法が決まっているのでコイル巻き数の増加によりアンテナの有効面積（ａａｖｇ×ｂａｖｇ）が小さくなる。その結果、ある巻き数で起電力は極大点を持つことになる。
【００７８】
本第１実施形態に係る無線デバイスにおいて、信号処理回路２を動作させるのに必要な起電力は、例えば２Ｖである。図３（ａ）乃至（ｄ）に示すように、通信距離が５０ｃｍの場合には、コイルの外形寸法が３ｃｍ角以上の場合に、２Ｖの起電力が得られることがわかる。そのため、５０ｃｍの通信距離を実現するためには、アンテナの外形を３ｃｍ角以上とする必要がある。また、図４（ａ）乃至（ｃ）に示すように、通信距離が５ｃｍ以上の場合には、コイルの外形寸法が１ｃｍ以上である必要があることがわかる。従って、１ｃｍ２以上のアンテナ面積を確保することで、無線デバイスの通信距離を５ｃｍ以上とすることができる。なお、ＲＦタグの使用状況に鑑みれば、通信距離は５０ｃｍ以上であることが望ましいが、５ｃｍ以上の通信距離を実現できれば、非接触の通信手段としてのメリットは享受できる。このため、アンテナの外形寸法は１ｃｍ角以上であることが好ましい。即ち、アンテナの面積は１ｃｍ２以上であることが好ましい。
【００７９】
図２に示すように、信号処理回路２は、高周波インターフェイス回路１１、ロジック回路１２及びメモリ１３から構成されている。アンテナ３は高周波インターフェイス回路１１と接続されている。
【００８０】
高周波インターフェイス１１は、整流回路１５、クロック生成部１６、復調回路１７、変調回路１８及び昇圧回路１９から構成されている。整流回路１５は、受信波を整流しロジック回路に直流電圧を供給する。クロック生成部１６は、受信した電波をもとにロジック回路が動作するために必要なクロック信号を発生する。例えば、数ＭＨｚの受信周波数から数十乃至数百ｋＨｚのクロック信号を発振する。復調回路１７は、受信した電波（搬送波）からデータを復調する。変調回路１８は、送信しようとするデータを搬送波に乗せるための変調を行う。昇圧回路１９は、整流回路１５において生成された起電力を更に高い電圧に昇圧する。昇圧回路１９による起電力の昇圧は、メモリ１３として高い動作電圧を必要とする不揮発性のＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）又はＦｅＲＡＭ（Feroelectric Random Access Memory：強誘電体ランダムアクセスメモリ）を使用する場合に必要となる。
【００８１】
ロジック回路１２は、復号化回路２０、符号化回路２１、シリアルＩ／Ｏ（Input/Output：入出力）２２、コマンド処理回路２３及びメモリ制御回路２４から構成されている。復号化回路２０は、受信データをＰＰＭ（Pulse Position Modulation：パルス位置変調）方式等により復号化し、符号化回路では送信データをマンチェスタ方式等により符号化する。シリアルＩ／Ｏ２２は、データ列のシリアル／パラレル変換を行う。コマンド処理回路２３は、これらの信号の流れを制御する役割を果たす。メモリ制御回路２４は、受信したデータのメモリ１３への書き込み、又は送信しようとするデータのメモリ１３からの読み出しを行う。この他、ＲＦタグの信頼性を向上する目的でデータのパリティーチェックをする回路、複数のタグが存在した場合に各々を識別しあうためのアンチコリジョン回路等が付加されることもある。また、メモリ１３には、ＲＦタグの用途に応じて、読出し専用のＲＯＭ（Read Only Memory：読み出し専用メモリ）、追記が可能で不揮発性をもつＥＥＰＲＯＭ若しくはＦｅＲＡＭを使用する。又は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory：ダイナミックランダムアクセスメモリ）若しくはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の不揮発性メモリを使用してもよい。
【００８２】
次に、上述の如く構成された本第１実施形態に係る無線デバイスの動作及び効果について説明する。図１及び図２に示すように、第１実施形態に係る無線デバイスにおいては、絶縁性基板上１に、高周波インターフェイス１１、ロジック回路１２及びメモリ１３等を備えた信号処理回路２並びにアンテナ３が一体的に形成されている。従って、アンテナが形成された基板に信号処理回路が形成されたチップを実装する工程が不要になるため、製造コストを低減することができる。また、熱応力、曲げ応力、振動及び衝撃等により破壊し易い実装に関する接続部が存在しないため、耐久性が優れている。更に、アンテナを絶縁性基板上に形成しているため、電波が基板によって電磁遮蔽されることがなく、通信性能が優れている。また、基板内を誘電電流が流れることがなく、ノイズが低い。これに対して、シリコン基板上に形成された無線デバイスにおいては、シリコン基板が導体であるため電波が遮断され、また渦電流によるノイズが発生するためガラス基板を用いたときのような通信品質を得ることは不可能である。よって、信号処理回路及びアンテナを一体で形成した無線デバイスにおいて、十分な通信距離を実現するためには、ガラス基板等の絶縁基板を用いることが必要である。
【００８３】
更にまた、基板としてガラス等の低コストな絶縁性基板を使用することにより、シリコン基板等の高価な基板を使用する場合と比較してコストを低減できる。また、アンテナの大面積化が容易となり、通信性能が向上する。即ち、従来のシリコン基板上に形成する無線デバイスにおいては、１ｃｍ各という大きさは基板コストが高くなるため現実的ではない。仮に、基板として直径が８インチのシリコンウエハを用いたとすると、１枚のウエハ当たり３００個弱の無線デバイスしか形成できない。これに対して、基板としてガラス基板を用いれば、１辺が１ｍ程度の大きな基板上に複数の無線デバイスを同時に形成することができ、各無線デバイスのサイズを１ｃｍ角としても、１枚のガラス基板から１００００個の無線デバイスを作製することができる。このように、ガラス基板上に無線デバイスを形成すれば、シリコンウエハ上に形成した場合と比較して、基板コスト及び１無線デバイス当たりのプロセスコストが圧倒的に低いため、１ｃｍ角の大きさの無線デバイスの形成も現実的なものとなる。
【００８４】
更にまた、表面にＩＣチップを実装しないため、無線デバイスの表面にＩＣチップに起因する凹凸が形成されることがなく、高精細な印刷を施すことができる。また、無線デバイスの表面を平坦化するための補助材が不要となり、部品点数を削減でき、コストを低減できる。
【００８５】
なお、本第１実施形態においては、アンテナ３として渦巻き構造のコイルアンテナを設ける例を示したが、ダイポールアンテナ又はパッチアンテナ等、他の構造のアンテナを設けてもよい。通信電波として９００ＭＨｚ帯又は２．４５ＧＨｚ帯のマイクロ波を使用するアンテナは、１／２波長又は１／４波長のダイポールアンテナを使用する。このときに必要なアンテナ長は、９００ＭＨｚ帯の１／２波長なら１６．７ｃｍであり、１／４波長なら８．３ｃｍである。また、２．４５ＧＨｚ帯の１／２波長なら６．１ｃｍであり、１／４波長なら３．１ｃｍである。従って、ダーポールアンテナを使用する場合には、アンテナ長は３ｃｍ以上であることが望ましい。即ち、本実施形態に係る無線デバイスのアンテナは、外形サイズが１ｃｍ角以上、又は長さが３ｃｍ以上であることが好ましい。なお、３ｃｍという長さもチップサイズとしては大きい値であり、シリコン基板上のデバイスとしては現実的ではない。
【００８６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第１の実施形態に係る無線デバイスの製造方法である。図５（ａ）乃至（ｃ）は、本第２実施形態をその工程順に示す断面図であり、図５（ｄ）は本第２実施形態により製造された無線デバイスを示す斜視図である。また、図６（ａ）乃至（ｆ）は本第２実施形態に係る無線デバイスに使用する信号処理回路等を構成するＣＭＯＳトランジスタの製造方法をその工程順に示す断面図である。更に、図７（ａ）乃至（ｃ）は、本第２実施形態に係る無線デバイスに使用するアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。即ち、図５（ａ）乃至（ｃ）は本実施形態に係る無線デバイスの製造方法の概略を示す図であり、図６（ａ）乃至（ｆ）は図５（ｂ）に示す工程を詳細に示す図であり、図７（ａ）乃至（ｃ）は図５（ｃ）に示す工程を詳細に示す図である。
【００８７】
図５（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）に示すように、絶縁性基板１上の中央部に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成技術を使用して、矩形の信号処理回路２を形成し、信号処理回路上の一辺に、一辺に沿うように２つの端子２６を形成する。絶縁性基板１には、例えばガラス基板を使用し、例えば一般の液晶ディスプレイ用のガラス基板を使用する。次に、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、絶縁性基板１上に、導電性材料のめっき又は印刷等の技術を使用して、渦巻き状のアンテナ３を形成する。アンテナ３は１本の配線が矩形渦巻き状のパターンとなるよう形成し、アンテナ３の両端は、信号処理回路２上の端子２６に接続するように形成する。また、アンテナ３の最外周のパターンが絶縁性基板１の外周に沿うように形成する。
【００８８】
次に、図５（ｂ）に示す信号処理回路２の形成工程について詳細に説明する。信号処理回路２の構成の基礎をなすものは、ＴＦＴ工程により形成されるＣＭＯＳトランジスタである。そこで、本実施形態においては、ガラス基板上にＣＭＯＳ−ＴＦＴを形成する工程の一例を説明する。
【００８９】
図６（ａ）に示すように、ガラスからなる絶縁性基板１上に、例えばスパッタリング法によりバリア膜３１を形成し、その表面に非晶質シリコン膜３２を形成する。この非晶質シリコン膜３２は、例えば、ＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition法：化学気相成長法）又はスパッタリング法により３０乃至２００ｎｍの膜厚で形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、図中に矢印３３により示すレーザ照射を行って非晶質シリコン膜３２をアニールし、多結晶シリコン膜３４に改質する。レーザーには、例えば、エキシマレーザー又は固体レーザー等を使用する。次に、図６（ｃ）に示すように、バリア膜３１上の多結晶シリコン膜３４を、フォトリソグラフィー技術により２つの相互に離隔したパターンとなるようにパターニングした後、バリア膜３２及び２つの多結晶シリコン膜３４を覆うようにゲート絶縁膜３５を形成する。ゲート絶縁膜３５は、例えば、ＣＶＤ法又はスパッタリング法により１０乃至２００ｎｍの膜厚で形成する。
【００９０】
次に、図６（ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜３５上に、２つのゲート電極３６を夫々、２つの多結晶シリコン膜３４の直上域を含む領域に形成する。次に、フォトレジスト３７を、ｎチャネルＴＦＴを形成する予定の領域、即ち、一方の多結晶シリコン膜３４の直上域を含む領域に、一方のゲート電極３６及びゲート絶縁膜３５を覆うように形成する。そして、矢印３８によって示すように、上方からボロンを注入することによって、ｐチャネルＴＦＴを形成する予定の領域における他方の多結晶シリコン膜３４の両端部にｐ型化された領域３９を形成する。ボロン注入には、例えばイオンドーピング法を使用する。なお、ｎチャネルＴＦＴ形成予定領域には、フォトレジスト３７がマスクとなってボロンが注入されない。また、ｐチャネルＴＦＴ形成予定領域においても、ゲート電極３６がマスクとなって、他方の多結晶シリコン膜３４の中心部にはボロンが注入されない。
【００９１】
次に、図６（ｅ）に示すように、フォトレジスト３７を、ｐチャネルＴＦＴ形成予定領域、即ち、ｐ型化された領域３９が設けられた多結晶シリコン膜３４の直上域を含む領域に、ゲート電極３６及びゲート絶縁膜３５を覆うように形成する。そして、図中に矢印４４で示すように、上方からリンを注入し、ｎチャネルＴＦＴ形成予定領域における多結晶シリコン膜３４の両端部にｎ型化された領域４１を形成する。リン注入には、例えばイオンドーピング法を使用する。なお、ｐチャネルＴＦＴ形成予定領域には、フォトレジスト３７がマスクとなってリンが注入されない。また、ｎチャネルＴＦＴ形成予定領域においても、ゲート電極３５がマスクとなって、多結晶シリコン膜３４の中心部にはリンが注入されない。次に、図６（ｆ）に示すように、層間絶縁膜４２及び金属電極４３を形成してＣＭＯＳ回路が完成する。ＣＭＯＳ回路製造の全工程において、ＣＶＤ又はスパッタ等の成膜工程のプロセス温度は、ガラス基板等の耐熱性を考慮して、例えば４００℃以下とする。
【００９２】
アンテナ３の製造方法においては、電解めっき法を使用する。図７（ａ）に示すように、絶縁性基板１上に、電解めっきの給電層として使用する導電膜５１を形成する。次に、図７（ｂ）に示すように、導電膜５１上にフォトリソグラフィー法によりアンテナ３のパターンが開口されたフォトレジスト５２を形成し、フォトレジスト５２の開口部の導電膜５１上に電解めっきによりめっき膜５３を形成する。次に、図７（ｃ）に示すように、フォトレジスト５２を剥離し、表面がめっき膜５３で覆われていない導電膜５１の不要部分をエッチングにより除去する。アンテナ３を形成する導電膜５１及びめっき膜５３は、例えばＡｕ又はＣｕ等により形成する。
【００９３】
なお、１枚の絶縁性基板１上に複数の無線デバイスを同時に作製してもよい。この場合は、前述の方法により、１枚の絶縁性基板１上に複数の信号処理回路２を形成し、続けて複数のアンテナ３を形成し、各１個の信号処理回路２及びアンテナ３からなる組を複数個形成する。そして、絶縁性基板１を前記組毎に切り分けることにより、複数個の無線デバイスを同時に作製する。このとき、絶縁性基板１として、シート状の基板を使用してもよく、このシート状の基板をロールからロールに送出しながら、信号処理回路２及びアンテナ３を形成してもよい。
【００９４】
次に、上述の如く構成された本第２実施形態の効果について説明する。図５乃至図７に示すように、第２実施形態に係る無線デバイスの製造方法においては、信号処理回路２及びアンテナ３を、１枚の絶縁性基板１上に一体化して形成することができる。したがって、デバイスを実装する工程が不要になるため、製造コストを低減することができる。また、熱応力、曲げ応力、振動及び衝撃等により破壊し易い実装に関する接続部が存在しないため、耐久性が優れている。更に、ガラス等の安価な絶縁性基板上にデバイスとアンテナとを一体形成することにより、実装工程が不要となり製造コストを低減できる。更に、アンテナを絶縁基板に形成することで、ノイズの発生及びアンテナの指向性を無くすことができると共に、アンテナの大面積化が容易となり、通信性能が向上する。更にまた、本実施形態によれば、アンテナを電界めっき法により形成しているため、抵抗値が低く受信信号の損失が小さいアンテナを形成することができる。また、所望の形状に容易に形成することができる。更に、既に基板上に形成されている信号処理回路に損傷を与えることなくアンテナを形成することができる。これは、後述する無電解めっき法、印刷法、導電性ポリマーのパターニングによる方法及び直接描画法についても同様である。
【００９５】
なお、本第２実施形態においては、本第２実施形態に係るＣＭＯＳの製造方法においては、ゲート絶縁膜３５を成膜した後、多結晶シリコン膜３４とゲート絶縁膜３５との界面に存在する固定電荷及び界面順位を低減するために、全面にレーザーを照射してもよい。このレーザー照射のエネルギー密度は、図６（ｂ）に矢印３３で示すアニールのためのレーザー照射よりも低いエネルギー密度とする。また、本第２実施形態に係る無線デバイスの製造方法により、液晶表示装置又はＥＬ表示装置等のディスプレイ製品のガラス基板上に無線デバイスを形成してもよい。ディスプレイを形成するガラス基板に、ディスプレイの製造プロセスの前又は後に無線デバイスを形成してもよい。この場合、対向電極側及びＴＦＴを形成する側のどちらの基板に無線デバイスを形成してもよい。更に、本第２実施形態に係る無線デバイスの製造方法は、ガラス基板を使用できるため、ディスプレイの製造プロセスとの親和性が高く、プロセス温度又は耐薬品性等の工程上の問題が生じない。例えば、携帯電話のディスプレイに無線デバイスを搭載し、例えばＩＤ等の認証機能とアンテナとを一体形成した無線デバイスを搭載して、携帯電話の機能を高めることができる。この場合、アンテナはディスプレイの表示の妨げにならないようＩＴＯ膜等の透明導電体を使用することが好ましい。
【００９６】
次に、本発明の第２の実施形態の第１の変形例について説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は本第１変形例におけるアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。前述の第２実施形態においては、図７（ａ）乃至に示すように、アンテナ３の製造方法として電解めっき法を使用する。これに対して、本第２実施形態の第１変形例においては、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、無電解めっき法を使用する。図８（ａ）に示すように、絶縁性基板１上に、無電解めっき膜の選択成長のための下地となる下地膜６１を形成する。下地膜６１は、例えばスパッタ法によりベタ膜を形成し、フォトリソグラフィー法によりアンテナ３のパターン形状にパターニングする。下地膜６１は、例えばＡｌ又はＮｉ等により形成する。次に、図８（ｂ）に示すように、下地膜６１上に無電解めっきによりめっき膜６２を形成する。このとき、めっき膜６２は、下地層６１上のみに選択的に形成される。めっき膜６２は、例えばＮｉ、Ｃｕ又はＡｕ等により形成する。本第２実施形態の第１変形例における上記以外の構成及び効果は、前述の第２実施形態と同様である。
【００９７】
なお、本第２実施形態の第１変形例においては、めっき膜６２として１層のめっき膜を形成する例を示したが、２層以上のめっき膜が積層されるよう形成してもよい。このとき、第１層としてＮｉ層を成膜する場合は、ＮｉはＣｕ及びＡｕに比べて電気抵抗値が３０乃至４０倍程度高いため、Ｎｉ層を使用した後、第２層としてＣｕ又はＡｕ層を形成することにより、めっき膜６２、即ちアンテナ３の抵抗値を低減できる。
【００９８】
次に、本発明の第２の実施形態の第２の変形例について説明する。図９（ａ）及び（ｂ）は本第２変形例におけるアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。前述の第２実施形態においては、図７（ａ）乃至（ｃ）に示すように、アンテナ３の製造方法として電解めっき法を使用する。これに対して、本第２実施形態の第２変形例においては、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、印刷法を使用する。図９（ａ）に示すように、アンテナ３のパターン形状に開口部が設けられたマスク７２上に導電性ペースト７１を配置する。マスク７２は、例えば、微細な繊維が格子状に織られたメッシュ上に所望のパターン形状に開口された乳化材層を備えたスクリーンマスクである。前記乳化材層の開口部においては、導電性ペースト７１がメッシュを通過してマスク裏面に押し出されるようになっている。導電性ペースト７１は、例えば、溶剤中にはんだ微粒子が分散されたはんだペースト又はＡｇ微粒子が分散されたＡｇペーストである。抵抗値の点からはＡｇペーストが好ましく、焼成して溶剤が除去された後の抵抗値は、Ａｇ単体の抵抗値とほぼ同等となる。
【００９９】
次に、図９（ｂ）に示すように、スキージ７３に印圧をかけマスク７２の開口部から導電性ペースト７１を押し出して絶縁性基板１上に塗布する。これにより、絶縁性基板１上にアンテナ３の印刷パターン７４が印刷される。次に、加熱処理により導電性ペーストに含まれる溶剤等を除去して、アンテナ３が完成する。この加熱処理は、例えばオーブンを使用して行い、加熱温度は例えば２００℃である。本第２実施形態の第２変形例における上記以外の構成及び効果は、前述の第２実施形態と同様である。
【０１００】
なお、本第２実施形態の第２変形例においては、マスク７２としてスクリーンマスクを使用する例を示したが、金属板に所望のパターン形状の開口部が設けられたメタルマスクを使用してもよい。また、上述の電界めっき法、無電解めっき法及び印刷法の他に、高分子（ポリマー）中に金属微粒子が分散された導電性ポリマーを基板上に塗布し、これをパターニングすることによってアンテナを形成してもよい。更に、基板上に直接アンテナパターンを描画してもよい。
【０１０１】
次に、前述の第１の実施形態に係る無線デバイスを基本的な構成として、多機能化を図る例について説明する。以下、第３乃至第８の実施形態は、無線デバイスの多機能化の実施形態である。
【０１０２】
次に、本発明の第３の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１０は本第３実施形態を示す斜視図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２のみが設けられている。これに対して、本第３実施形態においては、図１０に示すように、この絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２及びメモリ回路８１が隣接して設けられている。
【０１０３】
メモリ回路は、例えば、予めＲＦタグの情報を書き込んでおくためのＲＯＭ、信号処理と同時に情報の読み書きを行うＤＲＡＭ又はＳＲＡＭである。ＲＯＭ、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭ回路は、例えば前述の第２実施形態で示したＣＭＯＳの製造方法で形成する。本第３実施形態における上記以外の構成は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１０４】
本第３実施形態においては、メモリ回路を信号処理回路２及びアンテナ３と同一のガラス基板上に一体化して設けることにより、所望の機能をもつ無線デバイスの製造コストを低減することができるとともに、実装コストも低減することができる。前述の如く、従来のＲＦタグを使用して無線デバイスの多機能化を図ろうとすると、一体型のＲＦタグでも別体型のＲＦタグでも、別プロセスで作製したデバイスをさらにアッセンブリすることになり、製造コストが増加すると共にサイズが大型化するという問題があった。また、各デバイスを別々に設計して生産するため、デバイス間の性能マッチング等設計製作上のロスが大きくなってしまうことが予想される。これに対して、本実施形態においては、絶縁性基板上にアンテナと一体的にメモリを形成しているため、上述の問題点を解決することができる。例えばアンテナと回路（デバイス）のトータルでインピーダンスマッチングを設計することが容易になる。また、絶縁性基板の表面におけるコイル状のアンテナを形成した領域の内側には、比較的広い領域が残るため、この領域にメモリを形成することにより、多機能無線デバイスの小型化を図ることができる。本第３実施形態における上記以外の効果は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１０５】
なお、本第３実施形態においては、メモリ回路として、ＲＯＭ、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭが設けられている例を示したが、ＥＥＰＲＯＭ又はＦｅＲＡＭ等の不揮発性メモリが設けられていてもよい。ＥＥＰＲＯＭは、通常のＣＭＯＳ構造のゲート絶縁膜中に浮遊ゲートが設けられており、電源をオフにした後も電荷即ち情報が保持される。ＦｅＲＡＭは、トランジスタに強誘電体キャパシタが接続されたものであり、書き込み電圧が印加されると強誘電体が分極を起こし、分極状態が電源をオフにした後も保持される。強誘電体は、例えばゾルゲル法又はエアロゾル法により形成する。これらの方法を使用したときのプロセス温度は２００乃至４００℃であり、絶縁性基板であるガラス基板の耐熱温度以下である。
【０１０６】
次に、本発明の第４の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１１は本第４実施形態を示す斜視図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２のみが設けられている。これに対して、本第４実施形態においては、図１１に示すように、この絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２及び表示装置９１が隣接して設けられている。表示装置９１は、例えば有機ＥＬ（Electro Luminescence：電界発光）表示装置、無機ＥＬ表示装置又は液晶表示装置である。これらは従来の製造プロセスにより形成する。本第４実施形態における上記以外の構成は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１０７】
本第４実施形態においては、ガラス基板を使用し、表示装置を信号処理回路２及びアンテナ３と同一の基板上に一体化して設けることにより、表示機能をもつ無線デバイスを小型化できる。これにより、例えば、無線デバイスがリーダ／ライトとの間で情報のやりとりを行った後、その結果を表示することができる。例えば通信機能をもったプリペイドカードにおいて、残金等の情報を表示させることが可能となる。また、安価なガラス基板を使用することで製造コストを低減することができると共に、実装コストも低減することができる。本第４実施形態における上記以外の効果は、前述の第３実施形態と同様である。
【０１０８】
次に、本発明の第５の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１２は本第５実施形態を示す斜視図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２のみが設けられている。これに対して、本第５実施形態においては、図１２に示すように、この絶縁性基板１上の中央部に設けられている信号処理回路２に隣接して、アンテナ１０１及び１０２が設けられている。アンテナ１０１及び１０２は、対応する周波数に応じて、長さ及び大きさ等が調整して設計されている。また、アンテナ１０１及び１０２は、例えば特定の周波数帯の電波に対すて感度を向上させるブースターアンテナであってもよい。アンテナ１０１及び１０２は、信号処理回路２と配線パターンにより接続されていない。本第５施形態における上記以外の構成は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１０９】
本第５実施形態においては、アンテナ１０１及び１０２は、アンテナ３との間で容量接続又は電磁誘導接続により電気的に結合することにより、信号処理回路２との信号の授受が可能である。このように、本第５施形態においては、安価なガラス基板等の絶縁性基板上に信号処理回路２及びアンテナを一体化して設けることにより、基板面積の制約を受けずにアンテナ設計の自由度を広げることができ、高機能の無線デバイスを実現できる。
【０１１０】
また、現在、ＲＦタグの企画は、１２５ｋＨｚ近傍の低域帯、１３．５６ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、２．５４ＧＨｚ帯等、多様化してきている。そして、国によって主流の帯域が異なっている。しかし、アンテナの使用は帯域毎に異なるため、１つのタグで複数の帯域に対応することは難しい。このため、多国間の物流においてＲＦタグを使用するときに、支障をきたしてしまう。これに対して、本実施形態によれば、複数のアンテナを設けることにより複数の帯域に対応でき、上述の問題を解決できる。本第５実施形態における上記以外の効果は、前述の第３実施形態と同様である。
【０１１１】
次に、本発明の第６の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１３は本第６実施形態を示す斜視図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２のみが設けられている。これに対して、本第６実施形態においては、図１３に示すように、この絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２及び電源装置１１１が設けられている。電源装置１１１は、例えば太陽電池である。この太陽電池は、Ｐ型シリコン層とＮ型シリコン層とを備えた基板に光を照射すると、正電荷をもつ正孔はＰ型シリコン層へ、負電荷をもつ電子はＮ型シリコン層へ集まる性質を利用するものである。この太陽電池は、例えば前述の第２実施形態で示したＣＭＯＳの製造方法で形成する。本第６施形態における上記以外の構成は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１１２】
前述の如く、一般的な無線デバイスはリーダ／ライタから入力された電波を利用して起電力を得て、機能している。しかし、リーダ／ライタから入力される電波は極めて微弱であるため、通信距離を伸ばすことは困難である。また、無線デバイスは、この電波が届いているときしか機能しないため、リーダ／ライタが停止しているときに、無線デバイスからアクティブに電波を発信することはできない。これに対して、本第６施形態においては、絶縁性基板上に信号処理回路２及び電源装置を一体化して設けることにより、動作電圧を高めることができ、出力する電波の強度を高くすると共に、通信距離を延ばすことができる。また、電源電圧を受信電波に依存しないため、電波を受信していない場合でも、無線デバイスからの電波の発信が可能である。更に、機能拡張による必要電力の増加にも対応できる。本第６実施形態における上記以外の効果は、前述の第３実施形態と同様である。
【０１１３】
なお、本第６実施形態においては、電源装置として太陽電池が設けられている例を示したが、シート状に形成できればよく、例えばリチウムイオン二次電池等の２次電池又は１次電池でもよい。リチウムイオン電池は、シート状の電極で絶縁性の多孔質セパレータを挟んだ３層構造の積層体を、電解液に含浸してガラス基板で挟んで密閉した構造である。このようなリチウムイオン電池の充電は、受信電波を起電力に変換して行う非接触充電である。この充電方法を使用すると、例えば山積みにされたＲＦタグを一括して充電することができる。
【０１１４】
次に、本発明の第７の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１４（ａ）は本第７実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図であり、図１４（ｂ）は断面図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２のみが設けられている。これに対して、本第７実施形態においては、図１４（ａ）に示すように、この絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２及びセンサー回路１２１が設けられている。センサー回路１２１においては、図１４（ｂ）に示すように、絶縁性基板１上に電極１２２が設けられており、その上に中空体１２３が設けられている。中空体１２３は、絶縁性基板１上に１対の側板が立設しており、この側板上に天板が両持梁状に設けられている。また、電極１２２は、前記両側板の間に配置されており、前記底板と電極１２２は、距離Ｇの間隔で離隔して配置されている。中空板１２３は、例えばシリコン薄膜又は金属薄膜で形成される。センサー回路１２１は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System：微小電子機械システム）技術により形成する。本第７施形態における上記以外の構成は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１１５】
次に、上述の如く構成された本第７実施形態における無線デバイスの動作について説明する。センサー回路１２１においては、中空体１２３が上方からの圧力又は加速度により撓むと、中空体１２３の天板と電極１２２との距離Ｇが変化する。そして、中空体１２３上部の天板と電極１２２で構成されるコンデンサの静電容量を測定することにより、前記距離Ｇの変化を検出できる。従って、中空体１２３上部の天板に印加された圧力又は加速度を検出できる。
【０１１６】
このように、本第７実施形態においては、絶縁基板上にセンサー回路１２１、信号処理回路２及びアンテナ３を一体化して設けていることにより、センサー回路で検出した情報を無線によって外部に送信することが可能となる。例えば、自動車のタイヤに空気圧センサーを装着し、その情報を車内で管理できる。本第７実施形態においては、同一の基板上に一体化して設けていることにより、このような厳しい車載環境における故障耐性が高い。本第７実施形態における上記以外の効果は、前述の第３実施形態と同様である。
【０１１７】
なお、本第７実施形態においては、センサー回路として圧力センサーの例を示したが、例えば指紋センサー、温度センサー又は湿度センサー等の環境センサー、若しくはガスセンサー又は匂いにおいセンサー等でもよい。また、前記圧力センサーは、加速度センサーとしても使用できる。指紋センサーは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等により指先に照射し、その反射光をＣＣＤ（Charge-Coupled Device：電荷結合素子）等により受光して指紋の凹凸による反射光の変化を検出する光学式センサーと、指紋の凹凸による指先とセンサーとの間の静電容量の変化を検出する感圧式センサーとがある。光学式の指紋センサーは、前述の第２実施形態で示したＣＭＯＳの製造方法により、ガラス基板上にマトリクス状にトランジスタ及びフォトダイオードを形成して実現できる。また、感圧式の指紋センサーは、フォトダイオードの替りに静電容量検出用電極を形成すればよい。また、センサー回路の替りに、マイクロフォン、スピーカー又はタッチパネル等の機械式入出力装置を設けてもよい。マイクロフォンは、中空薄膜を形成し、これを振動させることで実現できる。
【０１１８】
次に、本発明の第８の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１５（ａ）及び（ｂ）は本第８実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上において、アンテナ３は信号処理回路２と電気的に接続されている。これに対して、本第８実施形態においては、図１５（ａ）に示すように、アンテナ３から信号処理回路２に接続される配線パターンの一部が切除された断絶部１３２が形成されており、アンテナ３と信号処理回路２は電気的に接続されておらず、非導通となっている。この無線デバイス上に着脱可能な導電性のテープ１３１が設けられており、このテープ１３１を絶縁性基板上に重ねたときに、テープ１３１を介してアンテナ３と信号処理回路２が電気的に接続されて導通状態となる。このテープ１３１が絶縁性基板から離隔されたときには、アンテナ３と信号処理回路２は電気的に切断される。これにより、この無線デバイスにおいて、外部との情報の授受が遮断され、情報の消去を防止することができる。また、タグ機能のオンオフの切り換えができる。本第８施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１１９】
次に、本発明の第９の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１６は本第９実施形態を示す斜視図である。また、図１７（ａ）乃至（ｄ）は、この絶縁性基板のエッチング方法をその工程順に示す断面図である。本実施形態は、前述の第１の実施形態に係る無線デバイスに対して、薄型化を図るものである。即ち、前述の第１実施形態においては、図１に示すように、１枚の絶縁性基板上に、アンテナ及び信号処理回路等が設けられている。これに対して、本第９実施形態においては、図１６に示すように、絶縁性基板として、ガラス基板１４１とフレキシブルフィルム１４２を積層したものを使用する。ガラス基板１４１は、例えば無アルカリのホウケイ酸ガラス基板であり、酸化ホウ素及びアルミナを含有している。また、ガラス基板１４１の厚さは例えば２００μｍ以下である。これにより、無線デバイスに可撓性（フレキシブル性）を付与することができる。ガラス基板１４１の厚さが２００μｍを超えると、フレキシブル性が得られない。しかしながら、ガラス基板１４１の厚さが０μｍ、即ち、ガラス基板１４１が存在しないと、回路及びアンテナの特性及び信頼性が損なわれてしまう。
【０１２０】
次に、図１６に示す無線デバイスの製造方法について説明する。ガラス基板１４１の厚さは、ガラス基板１４１上に信号処理回路２及びアンテナ３を形成した後に、エッチングにより薄くすることが好ましい。図１７（ａ）に示すように、先ず、ガラス基板１４１を用意する。この段階では、ガラス基板１４１の厚さは例えば０．７ｍｍである。次に、前述の第１の実施形態において説明した方法により、ガラス基板１４１上にアンテナ（図示せず）及び信号処理回路（図示せず）からなる回路層１５１を形成する。次に、回路層１５１を覆うように、保護フィルム１５２を接着剤（図示せず）により貼り付ける。保護フィルム１５２の材料は例えばポリエチレンである。なお、保護フィルム１５２の材料は、ポリエチレン以外でも耐フッ酸性に優れた材料であれば何でもよく、例えば、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ（poly-ethylene terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）又はＰＥＳ（poly-ether sluphone：ポリエーテルサルフィン）であってもよい。また、保護フィルムの厚さは、例えば２００μｍ以下であることが好ましい。保護フィルムの厚さが２００μｍを超えると剥離が困難となる。
【０１２１】
次に、図１７（ｂ）に示すように、このガラス基板１４１、回路層１５１及び保護フィルム１５２からなる積層体を、ガラス基板１４１を溶かすためのエッチング液１５３に浸漬する。このエッチング液１５３は、例えばフッ酸と塩酸との混合液である。塩酸の添加は、ガラス基板の材料である無アルカリのホウケイ酸ガラスに含有される酸化ホウ素及びアルミナを効率よくエッチングするのに効果的である。これにより、ガラス基板１４１を裏面側、即ち、回路層１５１が形成されていない側からエッチングして減厚する。無アルカリのホウケイ酸ガラスに対するフッ酸と塩酸との混合液のエッチングレートは、例えば５μｍであるため、例えば１３０分間エッチングすることで、例えば０．７ｍｍのガラス基板を５０μｍの厚さまでエッチングする。混合液の温度を高くするとエッチングレートを更に向上させることができるが、液温が７０℃を超えると、ガラス基板１４１の残厚を再現性よく制御できなくなるため、液温は７０℃以下とすることが好ましい。
【０１２２】
次に、図１７（ｃ）に示すように、ガラス基板のエッチングされた面を覆うように、フレキシブルフィルム１４２を貼り付ける。フレキシブルフィルム１４２は、例えばＰＥＴフィルムである。フレキシブルフィルム１４２の厚さは、例えば１０μｍ乃至２ｍｍである。フレキシブルフィルム１４２の厚さが１０μｍより小さい場合、強度が弱く破壊し易いという欠点がある。フレキシブルフィルム１４２の厚さが２ｍｍを超えると、フレキシブル性が無くなってしまう。次に、図１７（ｄ）に示すように、保護フィルム１５２を機械的に剥離する。この剥離に要する工程時間は例えば数分程度である。本第９施形態における上記以外の構成及び製造方法は、前述の第１及び第２の実施形態と同様である。
【０１２３】
本第９施形態においては、絶縁性基板として使用したガラス基板１４１を薄くし、フレキシブルフィルム１４２と貼り合わせることにより、無線デバイスはフレキシブル性を持つようになる。従って、ＲＦタグとして衣類若しくは紙類等の柔軟な物、又は瓶等の湾曲した表面に貼り付けても、曲げ応力によって破損することが少ない。本第９施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１２４】
なお、本第９実施形態においては、ガラス基板とフレキシブルフィルムを積層した絶縁性基板の構成、動作及び効果以外は、前述の第１実施形態と同様の構成としたが、本発明はこれに限定されず、前述の第３乃至第８の実施形態と同様の構成としてもよい。
【０１２５】
また、保護フィルムと回路層１５１を貼り合わせる接着剤として熱可塑性のものを使用してもよい。これにより、加熱することによって保護フィルムをより短時間でより容易に剥離することができる。例えば、８０℃以下では固体になり、８０℃以上では液体になる接着剤を使用すれば、保護フィルム剥離工程において雰囲気温度を１００℃とすることにより接着剤が液化し、極めて容易且つ短時間で保護フィルムを剥離することができる。更に、保護フィルムとして、回路層１５１上に塗布して硬化させることにより保護膜となるような樹脂材料を使用してもよい。
【０１２６】
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。図１８は、本第１０実施形態に係る無線装置を示す斜視図である。また、図１９（ａ）は無線デバイスの積層方法の比較例を示す模式図であり、（ｂ）は本実施形態の無線デバイスの積層方法を示す模式図である。更に、図２０は本実施形態に係る無線装置の製造方法を示す図であり、図２１は本実施形態に係る無線装置の他の製造方法を示す図である。図１８に示すように、第１０実施形態に係る無線装置１６７は、無線デバイス１６５、１６４、１６３、１６２及び１６１が順次積層されて構成されている。無線デバイス１６５は、前述の第４実施形態に係る無線デバイスであり、絶縁性基板１上に信号処理回路２、アンテナ３及び表示装置９１が設けられている。無線デバイス１６４は、前述の第３実施形態に係る無線デバイスであり、絶縁性基板１上に信号処理回路２、アンテナ３及びメモリ回路８１が設けられている。メモリ回路８１は、例えば電力が供給されている間だけデータを保持するＤＲＡＭ若しくはＳＲＡＭ、又は電力の供給が停止してもデータを保持し続ける不揮発性のＥＥＰＲＯＭ若しくはＦｅＲＡＭ等である。
【０１２７】
無線デバイス１６３においては、前述の第１実施形態における信号処理回路２の替りに、前記メモリ回路に対する記録及び再生の指示並びに前記表示装置への表示指示等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１６６が設けられている。それ以外の無線デバイス１６３の構成は、前述の第１実施形態と同様である。無線デバイス１６２は、前述の第７実施形態に係る無線デバイスであり、絶縁性基板１上に信号処理回路２、アンテナ３及びセンサー回路１２１が設けられている。センサー回路１２１は、例えば圧力センサー、温度センサー又は湿度センサー等である。無線デバイス１６１は、前述の第６実施形態に係る無線デバイスであり、絶縁性基板１上に信号処理回路２、アンテナ３及び電源装置１１１が設けられている。電源装置１１１は、例えば太陽電池である。無線装置１６７の厚さは、例えば１ｍｍである。無線デバイス１６１乃至１６５は、例えば前述の第９実施形態で説明したフレキシブル性を持った無線デバイスであり、夫々の厚さは、例えば無線装置１６７の厚さが１ｍｍとなるように相互に調整された厚さである。例えば、無線デバイス１６１乃至１６５の厚さは夫々２００μｍである。又は、１枚の無線デバイスだけ元の厚さである０．７ｍｍとし、他の４枚の無線デバイスの厚さを夫々５０μｍ強程度まで薄くして、無線装置全体の厚さを約１ｍｍとしてもよい。
【０１２８】
次に、本実施形態に係る無線装置の製造方法について説明する。無線装置の製造は、複数の無線デバイスを夫々作製する工程と、この複数の無線デバイスを相互に積層させて相互に固定する工程とからなる。この無線装置の製造において、最も注意すべき点は、各無線デバイスを張り合わせた後に残る反りである。図１９（ａ）及び（ｂ）に示すように、積層する無線デバイス１６１乃至１６５は、一定の反りを持っていることが多い。このような夫々が反りを持つ無線デバイスを積層する場合、図１９（ａ）に示すように、各層の反りの方向が同一となるように積層すると、積層後の無線装置も各層の反りと同一の方向に反ったものとなる。即ち、無線デバイスを夫々が下に凸となる向きで重ね、そのまま貼り合せると、貼り合せた後の無線装置も下に凸となるように反ってしまう。これに対して、本第１０実施形態においては、図１９（ｂ）に示すように、最上層の無線デバイスを下に凸となるよう配置した場合、その下の層は上に凸となるよう配置する。このように、各層の反りの方向が下に凸のものと上に凸のものを交互に積層することで、これらの反りを相殺して相互に矯正し、反りが無い無線装置が構成されている。
【０１２９】
各無線デバイス同士の固定は、例えば紫外線を吸収して硬化するＵＶ接着剤等の室温で硬化する接着剤により行う。例えば、図２０に示すように、前述の第９実施形態で説明したフレキシブル性を持った無線デバイスを使用し、ロールツーロールの生産方法により積層する。先ず、複数の無線デバイスが形成された２枚のシート１８２を、予め円柱状の芯１８１に夫々ロール状に巻いておく。それらのロールからシート１８２を引き出し、ＵＶ接着剤１８３を介して重ね合わせ、ＵＶ光１８４を照射してＵＶ接着剤１８３を硬化させ、２枚のシート１８２が接着剤１８３を介して積層された積層体１８５を形成する。次に、積層体１８５を別の円柱状の芯１８１にロール状に巻き取る。これにより、複数の無線デバイスが相互に積層されて相互に固定され、無線装置が製造される。
【０１３０】
次に、上述の如く構成された本第１０実施形態に係る無線装置の動作について説明する。図１８に示すように、無線デバイス１６１において、電源装置１１１により蓄電された電力は電波によって無線デバイス１６２乃至１６５に送られる。これによって、無線デバイス１６２乃至１６５の夫々の回路が動作する。なお、各無線デバイスがリーダ／ライタから出力される電波からも起電力を得て、この起電力と無線デバイス１６１から供給される電力とを併用するようにしてもよい。無線デバイス１６２においては、センサー回路が動作し、必要な情報を検知する。センサー回路によって検知された情報は、無線デバイス１６２のアンテナ３によって、無線デバイス１６３に送信される。無線デバイス１６３においては、ＣＰＵ１６６がアンテナ３で無線デバイス１６２から送信された情報を演算処理する。
【０１３１】
このとき、必要に応じてメモリ回路８１に情報の読み書きの指示を行う。メモリ回路には、予め無線装置のＩＤ情報又は以前にセンサー回路によって検知された情報等が記憶されている。なお、無線デバイス１６４のメモリ回路８１に書き込む追記情報は、メモリ回路８１にＥＥＰＲＯＭ又はＦｅＲＡＭ等の不揮発性メモリを使用して電力が供給されなくなった後も保持するようにしてもよいが、メモリ回路８１にＤＲＡＭ又はＳＲＡＭ等を使用して、無線デバイス１６１の電源装置１１１から電力が供給されている間だけデータを保持するようにしてもよい。演算結果は、アンテナ３を介して無線デバイス１６５の表示装置９１及び外部のリーダ／ライタ（図示せず）に送信される。表示装置９１は、視覚的に情報が読み取れるようにデータ又はアラームを表示する。また、リーダ／ライタにおいては、コンピュータにこの情報を格納して管理する。
【０１３２】
このように、本実施形態に係る無線装置によれば、様々な機能を持った無線デバイスを積層し、無線デバイス間の信号の授受を、アンテナを介して無線により行うことができる。これにより、無線装置の多機能化が容易となり、付加価値を高めることができる。また、本実施形態においては、無線装置を構成する無線デバイス間の電力及び信号の送受信を電波によって行っているため、無線デバイス間に金属又はＡＣＦ等による接続部を設ける必要が無く、実装コストを削減できると共に、接合部が熱応力及び曲げ応力等により損傷することによる接続不良等の障害が発生することがない。更に、太陽電池を備えた無線デバイス１６１を無線装置１６７の最上層に配置しているため、太陽電池に光が当たりやすく、発電効率が高い。このように、無線装置に太陽電池を備えた無線デバイスを組み込む場合は、この無線デバイスを無線装置の最表層に配置することが好ましい。
【０１３３】
更にまた、フレキシブル性を持った無線デバイスをロールツーロールで積層することにより、少ない工数で効率よく無線装置の多機能化を実現できる。ロールツーロール方式では、無線デバイス間で厳密な位置合わせを行うことは困難であるが、本実施形態においては、無線デバイス間の電力及び信号のやり取りを無線で行うため、無線デバイス間で直接コンタクトをとる必要がなく、厳密な位置合わせが不要である。
【０１３４】
更にまた、無線デバイス同士の接合をＵＶ接着剤等の室温で接着できる接着剤により行っているため、接着剤を硬化させるために加熱する必要がない。このため、熱による変形が生じることがなく、また、接合後に室温まで冷却することがないため、冷却による反りが発生しない。なお、本実施形態においては、各無線デバイスの基板としてガラス基板を使用しているため、無線装置の中央部まで紫外線光（ＵＶ光）を照射することが可能である。
【０１３５】
なお、本実施形態においては、無線デバイス同士を貼り合せる際に、ＵＶ接着剤の替わりに、嫌気性の接着剤を使用してもよい。この場合、ＵＶ接着剤と比較して硬化に時間がかかり作業性が劣るが、反りが生じないという点ではＵＶ接着剤と同様な効果が得られる。又は、両面テープ等の粘着材を使用してもよい。これにより、上述のＵＶ接着剤及び嫌気性接着剤と同様に、反りが生じない。両面テープ等の粘着材を使用する場合は、無線デバイス間の位置合わせが困難になるが、上述の如く、本実施形態においては、無線デバイス間の電力及び信号のやり取りを無線で行うため、厳密な位置合わせが不要であり、粘着材を使用する方法も十分実用的な方法となる。
【０１３６】
また、無線デバイス同士の貼り合わせを、クリップ、ねじ又はかしめ等の機械的固定により行ってもよい。図２１は、無線デバイスをクリップを使用して機械的に固定する方法を示す図である。図２１に示すように、積層体１９１の端部を、クリップ１９２によって挟むことにより固定する。これにより、各無線デバイスの着脱が容易となり、無線装置の機能のカスタマイズ又は故障した層の交換等が可能となる。
【０１３７】
又は、複数の無線デバイスを、紫外線照射により粘着力を失うテープ又は熱により粘着力を失うテープ等により接着してもよい。これにより、各無線デバイスの着脱が容易となり、無線装置の機能のカスタマイズ又は故障した層の交換等が可能となる。
【０１３８】
更に、本第１０実施形態においては、各層間の通信は全て無線によるものとしたが、一部の層間を金属又はＡＣＦ等で接続して、無線通信と有線通信の混在したハイブリッド構造としてもよい。また、本第１０実施形態において懸念される各層間の無線信号の混信は、各層間の通信周波数又は変調方式を適切に割り当てることにより抑制できる。更に、各層から送信される信号の先頭部分に識別信号を設けることにより、ソフトウエアによって信号を区別することもできる。更にまた、本第１０実施形態においては、上に凸のそりを持つ層と下に凸の反りを持つ層を交互に積層する例を示したが、本発明はこれに限定されず、積層体の反りが最小となるように積層されていればよく、積層させる枚数及び順序は適宜調整すればよい。更にまた、複数の無線デバイスとともに、無線装置の曲げ応力に対抗するための補強板を積層してもよい。無線デバイスの厚さが夫々数十μｍ程度であると、仮に無線デバイスが反っていてもその反力が小さいため、比較的薄い補強板であっても十分に反りを矯正できる。更にまた、無線デバイス間にスペーサを挟んでもよい。例えば、アンテナ感度を調整するために、所定の厚さの誘電材を設けてもよい。更にまた、本第１０実施形態においては、単体の無線デバイスを積層して単体の無線装置を作製する例を示したが、シート状の絶縁性基板上に複数の無線デバイスがマトリクス状に設けられているものを積層した後で、単体の無線装置に分離してもよい。
【０１３９】
次に、本発明の第１１の実施形態に係る無線デバイスの検査方法について説明する。図２２（ａ）及び（ｂ）は、本第１１実施形態に係る無線デバイスの検査方法をその工程順に示す図である。本実施形態は、前述の各実施形態に係る無線デバイス又は無線装置を製造する際に、良否の検査を行う実施形態である。
【０１４０】
先ず、図２２（ａ）に示すように、ガラス基板２２１に複数の無線デバイスをマトリクス状に形成する。無線デバイスの製造方法は、前述の第２の実施形態と同様である。そして、このガラス基板２２１上に形成された無線デバイスが検査対象物となる。導体板に１つの無線デバイスに相当する形状及び大きさの開口部２２３が形成されたセレクタ２２２を準備する。そして、開口部２２３が検査対象の無線デバイスに整合するように、ガラス基板２２１をセレクタ２２２に重ね合わせる。これにより、ガラス基板２２１上に形成された複数の無線デバイスのうち、検査対象となる無線デバイスの裏面側には開口部２２３が位置し、他の無線デバイスの裏面側には導体板が位置する。次に、図２２（ｂ）に示すように、検査対象の無線デバイス素子に、リーダ／ライタのヘッド２２４を近接させ、無線により検査信号等の情報の授受を行う。
【０１４１】
無線通信においては、金属板等の導体をアンテナに近づけると、導体により電波が遮断され、略通信不能となる。本第１１実施形態においては、上述のようにセレクタ２２２をガラス基板２２１に近接させることにより、検査対象となる無線デバイス以外の無線デバイスを通信不能の状態とすることができる。これにより、他の無線デバイスとの間で混信が発生せず、検査対象の無線デバイスのみを精度良く検査することができる。そして、ガラス基板２２１に対する開口部２２３の位置を相対的にずらしていくことにより、ガラス基板２２１上に形成された複数の無線デバイスを順次検査していく。なお、本第１１実施形態に係る無線デバイスの検査方法は、初期データ書き込み等の特定の無線デバイス素子との交信にも利用することができる。
【０１４２】
無線デバイスは、絶縁性基板上に形成した後に無線で検査を行うことができる。また、予め入力すべきＩＤデータ等の初期データも無線で入力することができる。但し、１枚のガラス基板上に複数のアンテナ及び情報処理回路からなる組を形成した後、絶縁性基板を切り分けて複数の無線デバイスを同時に作製する場合に、絶縁性基板を無線デバイス毎に切り分けた後、上述の検査及び初期データの入力を行うと、ハンドリング効率が極端に低下してしまう。これに対して本実施形態においては、セレクタ２２２を使用して１つの無線デバイスのみに選択的に電波を入力することにより、絶縁性基板を切り分ける前に、シート又はロールの状態で検査及び初期データの入力を行うことができる。このため、ハンドリングが容易になり、効率が向上する。
【０１４３】
次に、本発明の第１１の実施形態に係る無線デバイスの検査方法の変形例について説明する。図２３は、本第１１実施形態に係る無線デバイスの検査方法の変形例を説明する図である。前述の第１１実施形態においては、図２２（ａ）に示すように、検査対象が、板状のガラス基板上に設けられた無線デバイスである。これに対して、本第１１実施形態の変形例においては、図２３に示すように、ロールツウロールにより形成されたフレキシブル性をもつ無線デバイスを検査する。図２３に示すように、検査前の無線デバイス２３１が形成されたシートは、円柱状の芯２３２にロール状に巻かれており、検査時にセレクタ２２２上に広げられ、検査後は円柱状の芯２３３にロール状に巻かれる。そして、芯２３１及び２３３を回転させることによりシートを送り出し、開口部２２３とヘッド２２４との間に複数の無線デバイスを順次位置させ、無線デバイスを連続的に検査することができる。本第１１実施形態の変形例における上記以外の構成及び効果は、前述の第１１実施形態と同様である。
【０１４４】
なお、上述の第１１の実施形態及びその変形例においては、１度に１個の無線デバイスを検査する例を示したが、本発明はこれに限定されず、複数個の無線デバイスを同時に検査してもよい。但し、この場合、検査対象となる複数個の無線デバイスは、互いに干渉しないように相互に離隔して形成されている必要がある。また、セレクタ２２２には、この複数個の無線デバイスに相当する複数ヶ所の領域に開口部２２３を形成する。そして、この複数ヶ所の開口部２２３を検査対象となる複数個の無線デバイスに整合する位置に位置させて、検査を行う。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る無線デバイスの回路構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）乃至（ｄ）は、横軸にコイルの幅をとり、縦軸に起電力をとって、コイル配線幅が生成起電力に及ぼす影響をコイルの巻き数及びコイルの外径寸法毎に示したグラフ図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は、横軸にコイルの幅をとり、縦軸に起電力をとって、コイル配線幅が生成起電力に及ぼす影響をコイルの巻き数及びコイルの外径寸法毎に示したグラフ図である。
【図５】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第２実施形態をその工程順に示す断面図であり、（ｄ）は本実施形態により製造された無線デバイスを示す斜視図である。
【図６】（ａ）乃至（ｆ）は本第２実施形態に係る無線デバイスに使用する信号処理回路等を構成するＣＭＯＳトランジスタの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図７】（ａ）乃至（ｃ）は、本第２実施形態に係る無線デバイスに使用するアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態の第１変形例におけるアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態の第２変形例におけるアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１４】本発明の第７の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１５】本発明の第８の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１６】本発明の第９の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１７】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第９実施形態における絶縁性基板のエッチング方法をその工程順に示す断面図である。
【図１８】本発明の第１０の実施形態に係る無線装置を示す斜視図である。
【図１９】（ａ）は無線デバイスの積層方法の比較例を示す模式図であり、（ｂ）は本実施形態の無線デバイスの積層方法を示す模式図である。
【図２０】本実施形態に係る無線装置の製造方法を示す図である。
【図２１】本実施形態に係る無線装置の他の製造方法を示す図である。
【図２２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１１の実施形態に係る無線デバイスの検査方法をその工程順に示す図である。
【図２３】本発明の第１１の実施形態に係る無線デバイスの検査方法の変形例を示す図である。
【図２４】従来のＲＦタグを示す斜視図である。
【図２５】従来のＲＦタグ及びリーダ／ライタの構成を示すブロック図である。
【図２６】従来の非接触式ＩＣカードを示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１；絶縁性基板
２；信号処理回路
３、１０１、１０２、３０２、３１４、３１６；アンテナ
１１；高周波インターフェイス
１２；ロジック回路
１３、３１９；メモリ
１５；整流回路
１６；クロック生成部
１７；復調回路
１８；変調回路
１９；昇圧回路
２０；復号化回路
２１；符号化回路
２２；シリアルＩ／Ｏ
２３；コマンド処理回路
２４；メモリ制御回路
２６；端子
３１；バリア膜
３２；非晶質シリコン膜
３３；レーザー照射を示す矢印
３４；多結晶シリコン膜
３５；ゲート絶縁膜
３６；ゲート電極
３７、５２；フォトレジスト
３８；ボロン注入を示す矢印
３９；ｐ型化された領域
４０；リン注入を示す矢印
４１；ｎ型化された領域
４２；層間絶縁膜
４３；金属電極
５１；導電膜
５３、６２；めっき膜
６１；下地膜
７１；導電性ペースト
７２；マスク
７３；スキージ
７４；印刷パターン
８１；メモリ回路
９１；表示装置
１１１；電源装置
１２１；センサー回路
１２２；電極
１２３；中空体
１３１；テープ
１３２；断絶部
１４１；ガラス基板
１４２；フレキシブルフィルム
１５１；回路層
１５２；保護フィルム
１５３；エッチング液
１６１；１６２；１６３；１６４；１６５、２３１：無線デバイス
１６６；ＣＰＵ
１６７；無線装置
１８１、２３２、２３３；芯
１８２；シート
１８３；ＵＶ接着剤
１８４；ＵＶ光
１８５、１９１；積層体
１９２；クリップ
２２１；絶縁性基板
２２２；セレクタ
２２３；開口部
２２４；ヘッド
３０１、３２３；基板
３０３、３１７；ＩＣチップ
３１１；リーダ／ライタ
３１２；制御部
３１３、３１８；送受信部
３１５；ＲＦタグ
３２１；ＩＣカード
３２２；デバイス
３２４；補助材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ及び信号処理回路を備え、荷札情報、センサー情報、セキュリティー情報等を扱う無線デバイス、その製造方法及びその検査方法並びに無線装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、ＲＦ（Radio Frequency：無線）タグ又は非接触式ＩＣカード等の無線デバイスが急速に実用化されつつある。ＲＦタグはアンテナ、メモリ及び信号処理を行うための回路等から構成されており、メモリ内に記憶された荷札情報等を専用のリーダ／ライタとの間で交信し、商品管理又はセキュリティー対策等に活用されている。
【０００３】
図２４は従来のＲＦタグを示す斜視図である。図２４に示すように、基板３０１上にアンテナ３０２が設けられており、アンテナ３０２にＩＣチップが電気的に接続されるように実装されている。基板３０１の材料には、通常ＰＥＴ（Poly-Ethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）等の低コストな絶縁性プラスチックが用いられる。アンテナ３０２はアルミニウム等の比較的抵抗が小さい材料を用いて印刷等によって形成される。ＩＣチップ３０３はＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電フィルム）等によってアンテナに熱圧着されている。
【０００４】
図２４に示すＲＦタグにおいては、アンテナ３０２が形成された基板３０１に、ＩＣチップ３０３が直接実装されているが、その他にＩＣチップを一度別基板（以下、インレットという）に実装して、このインレットをアンテナが設けられた基板に接合するものもある。ＩＣチップはインレットに設けられた配線にＡＣＦによって熱圧着されている。インレットは前記基板に熱圧着又はかしめ圧着等によって接合されており、これにより、インレットに設けられた配線は、アンテナに接続されている。
【０００５】
次に、従来のＲＦタグの動作原理について説明する。図２５は従来のＲＦタグ及びリーダ／ライタの構成を示すブロック図である。図２５に示すように、リーダ／ライタ３１１は制御部３１２、送受信部３１３及びアンテナ３１４を備え、制御部３１２で生成された信号を送受信部３１３に送りアンテナ３１４から電波として出力する。ＲＦタグ３１５は、アンテナ３１６及びＩＣチップ３１７を備え、ＩＣチップ３１７は送受信部３１８及びメモリ３１９を備えている。リーダ／ライタ３１１のアンテナ３１４から出力された電波をＲＦタグ３１５のアンテナ３１６が感知し、その信号情報をＩＣチップ３１７内の送受信部３１８に送り、メモリ３１９の情報の読み書きを行う。読み出された信号は再び送受信部３１８に送られアンテナ３１６から電波として出力され、リーダ／ライタ３１１に返送される。リーダ／ライタ３１１は返送された情報をコンピュータ（図示せず）に送り、商品管理又はセキュリティー対策等に活用する。なお、ＲＦタグは通常バッテリーを搭載しておらず、アンテナ３１６で受信した電波から起電力を得ている。
【０００６】
非接触式のＩＣカードの動作原理はＲＦタグと略同様であり、使用方法の違いによって分類されている。即ち、ＲＦタグは荷札として使用されるのに対し、非接触式のＩＣカードはＩＤカード等の認証ツール又はプリペイドＩＣカード等のキャッシュ媒体として使用される。
【０００７】
図２６は従来の非接触式ＩＣカードを示す斜視図である。図２６に示すように、ＩＣカード３２１は、カードとしての携帯性を担保するために、デバイス３２２及び補助材３２４を挟んで２枚の基板３２３を貼り合わせて構成されている。補助材３２４の中央部には開口部が形成されており、その開口部にデバイス３２２が収納されている。デバイス３２２においては、表面にアンテナが設けられた薄いＰＥＴフィルム上にＩＣチップが実装されている。このため、デバイス３２２だけでは強度が低く、カードとしての使用に耐えない。そこで、ポリカーボネート又はＡＢＳ（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymer：アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）等の樹脂で形成された２枚の基板３２３を、ＩＣカード３２１の全体の厚さが１ｍｍ程度になるようにデバイス３２２に貼り合わせて、デバイス３２２を保護している。これにより、ＩＣカード３２１携帯時のデバイス３２２の破損を防止できる。このような、ＩＣカードは、例えば特許文献１（特開２００２−２７９３８３号公報）及び特許文献２（特開２０００−２５１０３７号公報）に開示されている。
【０００８】
また、デバイス３２２はＩＣチップが搭載された部分が、ＩＣチップの厚さの分だけ凸状になっているため、デバイス３２２を単に基板３２３で挟み込んだだけでは、その接合が不十分なものとなってしまう。そこで、スペーサとして補助材３２４を設けることにより、ＩＣカード３２１の表面を平坦化している。これにより、ＩＣカード３２１の表面に、その商品価値を高めるための模様等を鮮明に印刷することができる。また、補助材３２４は、ＩＣカード３２１の強度を向上させることもできる。
【０００９】
また、ＲＦタグの別の形態として、送受信部及びメモリ等の回路とアンテナとが１つのＩＣチップ内に一体形成されたものがある。例えば、非特許文献１（“ＩＣタグ用コイル”、［online］、［平成１６年５月２７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://ef2.e-kyuma.com/ic_coil.html＞）には、縦及び横の長さが夫々２．５ｍｍである（以下、２．５ｍｍ角という）シリコンチップ上に信号処理用の回路、メモリ及びアンテナが設けられたＲＦタグ（日立マクセル社製・ＭＥ−Ｙ１００２）が開示されている。このＲＦタグにおいては、回路及びメモリは通常のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）シリコンプロセスで形成されており、アンテナは回路が形成された後、銅めっきにより形成されている。アンテナの形状は、ピッチが１０μｍ強の螺旋状であり、２．５ｍｍ角のシリコンチップの最外周部まで使って形成されている。このＲＦタグの動作性能は、アンテナが２．５ｍｍ角の微小なＩＣチップ内に収められているため、通信距離が２．５ｍｍ以下と短い。
【００１０】
また、例えば、特許文献３（特開平８−７７３１７号公報）及び特許文献４（特開平１０−１６２１１２号公報）には、シリコンチップ上に微小アンテナと信号処理回路を一体形成する技術が開示されている。これらの文献には、これにより、ＩＣカードが小型化できると共に実装コストを削減できると記載されている。
【００１１】
上述のように、ＲＦタグ等の無線デバイスには、回路とアンテナとが別々の基板に形成されたもの（以下、別体型という）と、一体形成されたもの（以下、一体型という）との２種類がある。なお、必要とされる起電力に基づいてアンテナの使用を決定する方法は、例えば、非特許文献２（ＰＨＩＬＩＰＳ 「Ｉ・ＣＯＤＥ Ｃｏｉｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｇｕｉｄｅ」 ２００２年９月）及び非特許文献３（Ｓｔｅｖｅ Ｃ．Ｑ．Ｃｈｅｎ ｅｔ．ａｌ．、「ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＤＵＣＴＩＶＥ ＲＦＩＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」 ２００１ ＩＥＥＥ ｐ．８２−８７）に開示されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−２７９３８３号公報
【特許文献２】特開２０００−２５１０３７号公報
【特許文献３】特開平８−７７３１７号公報
【特許文献４】特開平１０−１６２１１２号公報
【非特許文献１】“ＩＣタグ用コイル”、［online］、［平成１６年５月２７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://ef2.e-kyuma.com/ic_coil.html＞
【非特許文献２】ＰＨＩＬＩＰＳ 「Ｉ・ＣＯＤＥ Ｃｏｉｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｇｕｉｄｅ」 ２００２年９月
【非特許文献３】Ｓｔｅｖｅ Ｃ．Ｑ．Ｃｈｅｎ ｅｔ．ａｌ．、「ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＤＵＣＴＩＶＥ ＲＦＩＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」 ２００１ ＩＥＥＥ ｐ．８２−８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述の従来のＲＦタグ等の無線デバイスには、以下に示すような問題点がある。
【００１４】
別体型の無線デバイスにおいては、耐久性が低いという問題がある。即ち、別体型の無線デバイスはアンテナが形成された基板上にＩＣチップを実装するという形態をとっているため、接続部分の信頼性が低い。例えばＩＣチップの端子とアンテナがＡＣＦによって接合されている場合、無線デバイスが高温になった場合の熱膨張、又は低温になった場合の熱収縮の割合が部材によって異なるため、大きな熱応力が生じる。例えば、ＲＦタグは物品に添付されて様々な環境下に置かれるため、例えば、飛行機のコンテナ内で低温にさらされる場合、又は工場ラインのパレット上で高温にさらされる場合がある。このため、ＲＦタグに熱応力が発生しやすく、接続部の断線が発生する虞がある。また、ＲＦタグは、添付された物品の輸送中の振動若しくは衝撃、又は洋服若しくは紙類に添付された場合の曲げ応力等によっても、ＲＦタグの接続部に断線が発生してしまう。実際、従来の別体型のＲＦタグの導入試験において、１０％近い故障率が報告されている。
【００１５】
また、別体型の無線デバイスは、製造コストが高くなってしまう。ＲＦタグは、将来、現在のバーコードに取って代わることが期待されており、そのために生産コストを１個当たり数円程度に抑えることが望ましい。無線デバイスに用いるＩＣチップは所謂半導体プロセスにより製造されるので、チップサイズの微細化及び製造工程の短縮等により、これまでのＤＲＡＭの発展に見られたように、ＩＣチップ自体のある程度のコスト削減が見込まれる。しかしながら、ＩＣチップの微細化が進むと、その実装コストが上昇してしまう虞がある。例えば０．３ｍｍ角のＩＣチップ（日立製作所製・μチップ）をアンテナ上に実装する場合、極めて高いハンドリング性能をもった生産設備が必要となり、その歩留り等を考慮すると製造コストの低減はかなりハードルの高い課題といえる。
【００１６】
更に、別体型の無線デバイスは、ＩＣカード等に製品化した場合、外観性が劣るという問題点がある。また、その外観を向上させようとすると、そのためのコストが生じてしまう。即ち、図２６に示すように、無線デバイスにおいては、ＩＣチップに起因する凸部があるため、この無線デバイスをＩＣカードに内蔵させた場合に、ＩＣカードの表面に凹凸が生じ、見た目が優れないばかりか、高精細な印刷が困難になる。また、前記凹凸を抑制するために、ある程度の厚さを持った補助材が必要となり、部品点数が増加し、コストが増大する
【００１７】
一方、一体型のＲＦタグにおいては、通信性能が低いという問題がある。ＲＦタグは非接触で信号の送受信ができることに大きなメリットがあり、その通信距離が長いほど利便性が高いといえる。しかしながら、従来の一体型のＲＦタグにおいては、シリコン基板の表面に回路及びアンテナ等が形成されており、シリコン基板が導体であるため、アンテナから出力された電波はシリコン基板に遮断されてしまう。即ち、アンテナが形成された面からしか電波を送受信できない。また、シリコン基板内に発生する誘導電流によって、ノイズが増大し、通信感度が著しく低下してしまう。
【００１８】
また、従来、シリコン基板は高価であるために、できるだけ素子を小さく作ることにより１枚のウエハからより多くの素子が得られるように設計される。従って、一体型のＲＦタグにおいても、単価を低く抑えるためにアンテナの面積を小さくする必要がある。例えば、前述の非特許文献１に記載のＲＦタグにおいては、２．５ｍｍ角の領域にアンテナが収められている。また、特許文献３においても、アンテナは「微小アンテナ」との名称になっており、極めて小さいアンテナであることが前提となっている。
【００１９】
一方、アンテナの通信性能は、アンテナのサイズに大きく影響を受ける。アンテナのサイズを大きくすることで、アンテナの感度を向上できる。また、ＲＦタグの駆動電源として受信した電波から生成した起電力を用いている場合には、アンテナのサイズを大きくすることでアンテナ内を通過する磁束を大きくでき、大きな起電力を得ることができる。これにより、アンテナから出力される電波の強度を高めることができる。このように、通信距離の拡大には、アンテナのサイズは最も効果の高いパラメータとなっている。しかしながら、前述のように、シリコン基板を用いたＩＣチップにおいては、コスト上の制約からアンテナのサイズを大きくできず、通信性能が著しく低下してしまう。前述の如く、非特許文献１に記載のＲＦタグにおいては、チップサイズが２．５ｍｍ角と小さく、通信距離は２．５ｍｍ以下である。これは、別体型のＲＦタグの通信距離が数十ｃｍであることと比較すると、極めて短い距離である。
【００２０】
ちなみに、別体型の無線デバイスでは、低コストなＰＥＴ基板等の表面にアンテナを形成するため、コストの観点からはアンテナの小型化にそれほどこだわる必要はなく、十分な通信性能を得るために、例えばカードの外形の制約内で自由に設計を行うことができる。具体的には、別体型の無線デバイスのアンテナは、例えば、縦が７ｃｍであり横が５ｃｍである矩形の領域内に形成することができる。
【００２１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、耐久性、通信性能及び外観性が優れ、多機能化が容易で、低コストで製造できる無線デバイス、その製造方法、その検査方法及び検査装置並びに無線装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る無線デバイスは、絶縁性基板と、この絶縁性基板上に形成された信号処理回路と、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路と一体的に形成され前記信号処理回路に接続された無線通信用のアンテナと、を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、信号処理に必要な信号処理回路と無線通信に必要なアンテナとを絶縁基板上に一体的に形成し、実装に関する接続部分をなくすことにより、熱応力、曲げ応力、振動及び衝撃等への耐性を向上させることができる。また、低コストな絶縁基板上に信号処理回路とアンテナとを一体形成することにより、実装工程が不要となり製造コストを低減できる。更に、アンテナを絶縁性基板に形成することにより、ノイズの発生及びアンテナの指向性を無くすことができると共に、アンテナの大面積化が容易となり、通信性能が向上する。更にまた、表面に大きな凹凸が形成されないため、外観性が優れている。
【００２４】
また、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成されたメモリを有していてもよく、前記メモリがＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭ、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭからなる群から選択された１のメモリであってもよい。
【００２５】
又は、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成された表示装置を有していてもよく、前記表示装置が液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置及び無機ＥＬ表示装置からなる群から選択された１の表示装置であってもよい。
【００２６】
又は、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成された電源装置を有していてもよく、前記電源装置が太陽電池又はリチウムイオン二次電池であってもよい。
【００２７】
又は、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成されたセンサーを有していてもよく、前記センサーが圧力センサー、加速度センサー、温度センサー、湿度センサー、においセンサー及び指紋センサーからなる群から選択された１のセンサーであってもよい。
【００２８】
又は、前記絶縁性基板上に形成された機械式入出力装置を有していてもよく、前記機械式入出力装置がディップスイッチ、タッチパネル、マイクロホン及びスピーカーからなる群から選択された１の装置であってもよい。
【００２９】
又は、前記絶縁性基板上に形成された他のアンテナを有していてもよい。この場合、前記他のアンテナが、前記アンテナが対応している通信周波数とは異なる通信周波数に対応していることが好ましく、前記他のアンテナが、ブースターアンテナであってもよい。
【００３０】
このように、絶縁性基板上に、信号処理回路及びアンテナと一体的にメモリ、表示装置、電源装置、センサー、機械式入出力装置又は他のアンテナ等を設けることにより、容易に無線デバイスの多機能化を図り、付加価値を高めることができる。
【００３１】
更に、前記絶縁性基板の厚さが２００μｍ以下であってもよい。これにより、無線デバイスにフレキシブル性を持たせることができる。このとき、前記情報処理回路及び前記アンテナを覆うように設けられた保護フィルムを有していてもよい。
【００３２】
更にまた、前記アンテナがコイルアンテナであり、このアンテナの最外周を結んだ線で囲まれた領域の面積が１ｃｍ２以上であることが好ましい。又は、前記アンテナがダイポールアンテナであり、このアンテナの長さが３ｃｍ以上であることが好ましい。これにより、良好な通信性能を確保することができる。
【００３３】
本発明に係る無線装置は、相互に積層された複数の無線デバイスを有し、この無線デバイスが請求項１乃至２１のいずれか１項に記載された無線デバイスであることを特徴とする。
【００３４】
また、少なくとも２つの前記無線デバイス間の通信を無線通信によって行うことが好ましい。これにより、無線デバイス同士を固定するときに、厳密な位置合わせをする必要がなくなり、製造が容易になると共に、接続部が損傷する虞がなくなる。
【００３５】
このとき、少なくとも３つの前記無線デバイス間の通信を無線通信によって行い、一の対をなす前記無線デバイス間の無線通信は、他の対をなす前記無線デバイス間の無線通信とは異なる通信周波数で行うことが好ましい。又は、一の対をなす前記無線デバイス間の無線通信は、他の対をなす前記無線デバイス間の無線通信とは異なる変調方式で行うことが好ましい。これにより、無線デバイス間の混線を防止することができる。
【００３６】
本発明に係る無線デバイスの製造方法は、絶縁性基板上にＴＦＴ形成プロセスにより信号処理回路を形成する工程と、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路に接続されるアンテナを形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００３７】
本発明に係る無線装置の製造方法は、無線デバイスを作製する工程と、複数の前記無線デバイスを相互に積層して相互に固定する工程と、を有し、前記無線デバイスを作製する工程は、請求項２８乃至４３のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法により実施されることを特徴とする。
【００３８】
本発明に係る無線デバイスの検査方法は、絶縁性基板上に信号処理回路及びアンテナを備えた無線デバイスが複数個形成された無線デバイスシートに対して、導電材料からなり１個又は相互に離隔して形成された複数個の前記無線デバイスに相当する領域に夫々開口部が形成された導電板の位置を調整し、前記開口部を前記１個又は複数個の無線デバイスに整合する位置に位置させる工程と、前記１個又は複数個の無線デバイスに無線により検査用信号を入出力させて前記１個又は複数個の無線デバイスを検査する工程と、を有することを特徴とする。
【００３９】
本発明においては、検査対象となる無線デバイスのみに検査用信号を入出力し、他の無線デバイスに対しては検査用信号を遮蔽することができる。これにより、混線を防止でき、無線デバイスシートのまま、個々の無線デバイスを効率よく検査することができる。
【００４０】
本発明に係る無線デバイスの検査装置は、絶縁性基板上に信号処理回路及びアンテナを備えた無線デバイスが複数個形成された無線デバイスシートを構成する各前記無線デバイスを検査する検査装置において、導電材料からなり１個又は相互に離隔して形成された複数個の前記無線デバイスに相当する領域に夫々開口部が形成されており、この開口部が検査対象となる前記１個又は複数個の無線デバイスに整合する位置に位置される導電板と、前記無線デバイスに対して無線により検査用信号を入出力させるリーダ／ライタと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、信号処理回路及びアンテナを絶縁性基板上に一体形成し、実装に関する接続部分をなくすことにより、熱応力、曲げ応力、振動及び衝撃等への耐性を向上させることができる。また、実装工程が不要となり製造コストを低減できる。更に、アンテナを絶縁性基板に形成することで、ノイズの発生及びアンテナの指向性を無くすことができると共に、アンテナの大面積化が容易となり、通信性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本第１実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。また、図２は本第１実施形態に係る無線デバイスの回路構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る無線デバイスにおいては、絶縁性基板１が設けられており、この絶縁性基板１上に矩形の信号処理回路２及び渦巻き状のアンテナ３が一体的に形成されている。絶縁性基板１には、例えばガラス基板又はプラスチック基板を使用し、例えばガラス基板を使用する。アンテナ３は１本の配線が矩形渦巻き状のパターンで形成されている。一般的に１３．５６ＭＨｚ帯を用いる無線方式では、電波からＲＦタグが起電力を得るために電磁誘導の原理を用いるため、アンテナ３としてコイルアンテナが使われる。アンテナ３の両端は、絶縁性基板１の表面の中央部上に設けられた矩形の信号処理回路２の一辺に接続されている。また、アンテナ３の最外周のパターンは絶縁性基板１の外周に沿って設けられている。アンテナ３は、例えばＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、はんだ、導電性高分子又はこれらの積層膜等により形成される。アンテナ３の面積、即ち、アンテナ３の最外周を結んだ線に囲まれる領域の面積は、例えば１ｃｍ２以上である。
【００４３】
以下、これらのアンテナ３の面積、即ちアンテナ仕様の決定方法を説明する。先ず、アンテナ仕様から、アンテナにより生成される起電力を計算する方法を説明する。この計算方法は公知の方法を使用すればよく、例えば前述の非特許文献２及び３に記載された方法を使用すればよい。起電力を計算する方法の流れは、概略以下の通りである。
（１）通信周波数に共振するように渦巻き状（コイル）アンテナ３のインダクタンスを決定する。
（２）そのインダクタンスを得るためのアンテナ形状を求める。
（３）リーダ／ライタ側の仕様を決め、アンテナ３との相互インダクタンスを求める。
（４）電磁誘導の原理から無線デバイス側に発生する起電力を求める。
信号処理回路２の動作に必要な起電力は、例えば２Ｖであり、この起電力が得られるようアンテナ仕様を決定する。
【００４４】
（１）コイルアンテナのインダクタンスの決定
コイルアンテナのインダクタンス決定においては、通信周波数Ｆを１３．５６ＭＨｚ、即ち、１．３５６×１０７Ｈｚとする。また、無線デバイス全体の容量は下記数式１で求められる。
【００４５】
【数１】
【００４６】
コイルアンテナ容量Ｃｃを２．００×１０−１１Ｆ、接続容量Ｃｃｏｎを２．００×１０−１２Ｆ、信号処理回路容量Ｃｉｃを３．００×１０−１１Ｆとして、これらを上記数式１に代入し、無線デバイス全体の容量Ｃｐｌは５．２０×１０−１１Ｆとなる。
【００４７】
コイルアンテナのインダクタンスは、信号処理回路２とアンテナ３とを組み合わせた回路が通信周波数と共振するように設定する。このときのインダクタンスＬＯは、下記数式２により求められる。
【００４８】
【数２】
【００４９】
上記数式２により、ＬＯは２．６５×１０−６Ｈと求まる。この値をアンテナ仕様を決定するための目標インダクタンスとする。
【００５０】
（２）アンテナ形状の決定
次に、この目標インダクタンスＬＯを得るためのアンテナ形状を決定する。アンテナ使仕様を基にインダクタンスＬｃａｌを算出し、目標インダクタンスＬＯを略一致するようにアンテナ仕様を決定する。インダクタンスＬｃａｌは下記数式３乃至７により求められる。
【００５１】
【数３】
【００５２】
【数４】
【００５３】
【数５】
【００５４】
【数６】
【００５５】
【数７】
【００５６】
以下、目標インダクタンスＬＯが得られたときのアンテナ仕様を示す。コイル巻き数：Ｎｃ＝５、コイル配線幅：ｗ＝１．００×１０−３ｍ、コイル配線間スペース：ｇ＝６．００×１０−４、コイル配線厚：ｔ＝３．００×１０−５、コイル最外形の横幅：ａｏ＝７．６０×１０−２ｍ、コイル最外形の縦幅：ｂｏ＝４．５０×１０−２ｍ、ターンＥＸＰ：ｐ＝１．７５、誘磁率：μ０＝１．２５６６×１０−６Ｈ／ｍ、コイル外形の横幅の平均：ａａｖｇ＝ａｏ−Ｎｃ×（ｗ＋ｇ）−ｇ＝６．８６×１０−２ｍ、コイル外形の縦幅の平均：ｂａｖｇ＝ｂｏ−Ｎｃ×（ｗ＋ｇ）−ｇ＝３．７６×１０−２ｍ、等価半径：ｄ＝２×（ｔ＋ｗ）／π＝６．５６×１０−４ｍであり、これらを上記数式３乃至７に代入して、Ｌｃａｌが２．６９×１０−６Ｈと求まり、この値は目標インダクタンスＬＯの値２．６５×１０−６Ｈと略等しい。
【００５７】
（３）相互インダクタンスの算出
リーダ／ライタとの間の相互インダクタンスは、下記数式８により求められる。
【００５８】
【数８】
【００５９】
このとき、リーダ／ライタの仕様は、前述の非特許文献２に記載されている製品（ＳＬＲＭ９００）を参考にして以下のように求める。即ち、リーダ／ライタのコイル巻き数：Ｎｒ＝１、コイル半径ａｒ＝０．１８ｍ、通信距離：ｒ＝０．５ｍ、電流Ｉｒ＝０．２８Ａ（５０Ω、４Ｗ）である。これらを上記数式８に代入して、相互インダクタンスＭ＝１．７５×１０−９Ｈ／ｍが求められる。
【００６０】
（４）発生起電力の算出
無線デバイスに発生する起電力の計算過程を以下に示す。アンテナ３は、例えばＡｌで形成されている。アンテナ３のコイル抵抗率：ρ＝２．６５５×１０−８Ω・ｍであり、そのコイル抵抗Ｒｓｃは下記数式９により求められる。
【００６１】
【数９】
【００６２】
コイル抵抗Ｒｓｃは９．４０×１０−１Ωとなる。次に、コイルのＱ値は下記数式１０により求められる。
【００６３】
【数１０】
【００６４】
上記数式１０によりコイルのＱ値は２４４となる。次に、コイルの並列等価回路抵抗Ｒｐｃは下記数式１１により求められる。
【００６５】
【数１１】
【００６６】
上記数式１１により、コイルの並列等価回路抵抗Ｒｐｃは、５．５９×１０−４Ωとなる。また、コイルの並列等価回路インダクタンスＬｐｃは、下記数式１２により求められる。
【００６７】
【数１２】
【００６８】
上記数式１２によりコイルの並列等価回路インダクタンスＬｐｃは２．６９×１０−６Ｈとなる。また、信号処理回路２の等価回路抵抗Ｒｉｃ＝２・５０×１０−４Ωとし、回路全体の並列等価回路抵抗Ｒｐｌは下記数式１３により求められる。
【００６９】
【数１３】
【００７０】
上記数式１３により、回路全体の並列等価回路抵抗Ｒｐｌは１．７３×１０−４Ωとなる。また、共振周波数Ｆｒは下記数式１４により求められる。
【００７１】
【数１４】
【００７２】
上記数式１４により、共振周波数Ｆｒは１．３４６×１０−７Ｈｚとなる。次に、下記数式１５により、無線デバイスのコイル（アンテナ３）に発生する起電力を計算する。
【００７３】
【数１５】
【００７４】
上記数式１５により、起電力は２．０４Ｖと求められる。このようにして、アンテナ仕様に基づいて、発生起電力を計算することができる
【００７５】
次に、これらの計算方法に基づいて、アンテナコイルの外形寸法と発生起電力との関係を検討する。図３（ａ）乃至（ｄ）及び図４（ａ）乃至（ｃ）は、横軸にコイルの幅をとり、縦軸に起電力をとって、コイル配線幅が生成起電力に及ぼす影響をコイルの巻き数及びコイルの外径寸法毎に示したグラフ図である。図中のＮはコイルの巻き数を示している。図３（ａ）乃至（ｄ）はアンテナ３の通信距離が５０ｃｍの場合であり、図３（ａ）はコイル外形寸法が７ｃｍ角、図３（ｂ）は５ｃｍ角、図３（ｃ）は３ｃｍ角、図３（ｄ）は１ｃｍ角の場合である。また、図４（ａ）乃至（ｃ）はアンテナ３の通信距離が５ｃｍの場合であり、図４（ａ）はコイル外形寸法が３ｃｍ角、図４（ｂ）は１ｃｍ角、図４（ｃ）は０．５ｃｍ角の場合である。リーダ／ライタの仕様、回路の抵抗、容量は一般的な値として前述の起電力の計算に用いた値を使用する。また、アンテナを形成する配線の厚さは、３０μｍに固定する。また、各図においては、最大の起電力が得られるターン数を中心として、プラスマイナス２ターン分のデータを示している。
【００７６】
図３（ａ）乃至（ｄ）及び図４（ａ）乃至（ｃ）に示すように、各コイル巻き数において、コイル配線幅を変えていくと、あるコイル配線幅で起電力がピーク値をとることがわかる。これは、コイルのインピーダンスが配線幅により変化し、最もマッチングがいい配線幅、即ち、共振周波数が通信周波数と一致する配線幅で起電力がピークになることを示している。
【００７７】
また、コイルの外形寸法毎に、あるコイル巻き数において起電力が最大となることがわかる。コイル巻き数の増加によって起電力も増加するが、コイルの外形寸法が決まっているのでコイル巻き数の増加によりアンテナの有効面積（ａａｖｇ×ｂａｖｇ）が小さくなる。その結果、ある巻き数で起電力は極大点を持つことになる。
【００７８】
本第１実施形態に係る無線デバイスにおいて、信号処理回路２を動作させるのに必要な起電力は、例えば２Ｖである。図３（ａ）乃至（ｄ）に示すように、通信距離が５０ｃｍの場合には、コイルの外形寸法が３ｃｍ角以上の場合に、２Ｖの起電力が得られることがわかる。そのため、５０ｃｍの通信距離を実現するためには、アンテナの外形を３ｃｍ角以上とする必要がある。また、図４（ａ）乃至（ｃ）に示すように、通信距離が５ｃｍ以上の場合には、コイルの外形寸法が１ｃｍ以上である必要があることがわかる。従って、１ｃｍ２以上のアンテナ面積を確保することで、無線デバイスの通信距離を５ｃｍ以上とすることができる。なお、ＲＦタグの使用状況に鑑みれば、通信距離は５０ｃｍ以上であることが望ましいが、５ｃｍ以上の通信距離を実現できれば、非接触の通信手段としてのメリットは享受できる。このため、アンテナの外形寸法は１ｃｍ角以上であることが好ましい。即ち、アンテナの面積は１ｃｍ２以上であることが好ましい。
【００７９】
図２に示すように、信号処理回路２は、高周波インターフェイス回路１１、ロジック回路１２及びメモリ１３から構成されている。アンテナ３は高周波インターフェイス回路１１と接続されている。
【００８０】
高周波インターフェイス１１は、整流回路１５、クロック生成部１６、復調回路１７、変調回路１８及び昇圧回路１９から構成されている。整流回路１５は、受信波を整流しロジック回路に直流電圧を供給する。クロック生成部１６は、受信した電波をもとにロジック回路が動作するために必要なクロック信号を発生する。例えば、数ＭＨｚの受信周波数から数十乃至数百ｋＨｚのクロック信号を発振する。復調回路１７は、受信した電波（搬送波）からデータを復調する。変調回路１８は、送信しようとするデータを搬送波に乗せるための変調を行う。昇圧回路１９は、整流回路１５において生成された起電力を更に高い電圧に昇圧する。昇圧回路１９による起電力の昇圧は、メモリ１３として高い動作電圧を必要とする不揮発性のＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）又はＦｅＲＡＭ（Feroelectric Random Access Memory：強誘電体ランダムアクセスメモリ）を使用する場合に必要となる。
【００８１】
ロジック回路１２は、復号化回路２０、符号化回路２１、シリアルＩ／Ｏ（Input/Output：入出力）２２、コマンド処理回路２３及びメモリ制御回路２４から構成されている。復号化回路２０は、受信データをＰＰＭ（Pulse Position Modulation：パルス位置変調）方式等により復号化し、符号化回路では送信データをマンチェスタ方式等により符号化する。シリアルＩ／Ｏ２２は、データ列のシリアル／パラレル変換を行う。コマンド処理回路２３は、これらの信号の流れを制御する役割を果たす。メモリ制御回路２４は、受信したデータのメモリ１３への書き込み、又は送信しようとするデータのメモリ１３からの読み出しを行う。この他、ＲＦタグの信頼性を向上する目的でデータのパリティーチェックをする回路、複数のタグが存在した場合に各々を識別しあうためのアンチコリジョン回路等が付加されることもある。また、メモリ１３には、ＲＦタグの用途に応じて、読出し専用のＲＯＭ（Read Only Memory：読み出し専用メモリ）、追記が可能で不揮発性をもつＥＥＰＲＯＭ若しくはＦｅＲＡＭを使用する。又は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory：ダイナミックランダムアクセスメモリ）若しくはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の不揮発性メモリを使用してもよい。
【００８２】
次に、上述の如く構成された本第１実施形態に係る無線デバイスの動作及び効果について説明する。図１及び図２に示すように、第１実施形態に係る無線デバイスにおいては、絶縁性基板上１に、高周波インターフェイス１１、ロジック回路１２及びメモリ１３等を備えた信号処理回路２並びにアンテナ３が一体的に形成されている。従って、アンテナが形成された基板に信号処理回路が形成されたチップを実装する工程が不要になるため、製造コストを低減することができる。また、熱応力、曲げ応力、振動及び衝撃等により破壊し易い実装に関する接続部が存在しないため、耐久性が優れている。更に、アンテナを絶縁性基板上に形成しているため、電波が基板によって電磁遮蔽されることがなく、通信性能が優れている。また、基板内を誘電電流が流れることがなく、ノイズが低い。これに対して、シリコン基板上に形成された無線デバイスにおいては、シリコン基板が導体であるため電波が遮断され、また渦電流によるノイズが発生するためガラス基板を用いたときのような通信品質を得ることは不可能である。よって、信号処理回路及びアンテナを一体で形成した無線デバイスにおいて、十分な通信距離を実現するためには、ガラス基板等の絶縁基板を用いることが必要である。
【００８３】
更にまた、基板としてガラス等の低コストな絶縁性基板を使用することにより、シリコン基板等の高価な基板を使用する場合と比較してコストを低減できる。また、アンテナの大面積化が容易となり、通信性能が向上する。即ち、従来のシリコン基板上に形成する無線デバイスにおいては、１ｃｍ各という大きさは基板コストが高くなるため現実的ではない。仮に、基板として直径が８インチのシリコンウエハを用いたとすると、１枚のウエハ当たり３００個弱の無線デバイスしか形成できない。これに対して、基板としてガラス基板を用いれば、１辺が１ｍ程度の大きな基板上に複数の無線デバイスを同時に形成することができ、各無線デバイスのサイズを１ｃｍ角としても、１枚のガラス基板から１００００個の無線デバイスを作製することができる。このように、ガラス基板上に無線デバイスを形成すれば、シリコンウエハ上に形成した場合と比較して、基板コスト及び１無線デバイス当たりのプロセスコストが圧倒的に低いため、１ｃｍ角の大きさの無線デバイスの形成も現実的なものとなる。
【００８４】
更にまた、表面にＩＣチップを実装しないため、無線デバイスの表面にＩＣチップに起因する凹凸が形成されることがなく、高精細な印刷を施すことができる。また、無線デバイスの表面を平坦化するための補助材が不要となり、部品点数を削減でき、コストを低減できる。
【００８５】
なお、本第１実施形態においては、アンテナ３として渦巻き構造のコイルアンテナを設ける例を示したが、ダイポールアンテナ又はパッチアンテナ等、他の構造のアンテナを設けてもよい。通信電波として９００ＭＨｚ帯又は２．４５ＧＨｚ帯のマイクロ波を使用するアンテナは、１／２波長又は１／４波長のダイポールアンテナを使用する。このときに必要なアンテナ長は、９００ＭＨｚ帯の１／２波長なら１６．７ｃｍであり、１／４波長なら８．３ｃｍである。また、２．４５ＧＨｚ帯の１／２波長なら６．１ｃｍであり、１／４波長なら３．１ｃｍである。従って、ダーポールアンテナを使用する場合には、アンテナ長は３ｃｍ以上であることが望ましい。即ち、本実施形態に係る無線デバイスのアンテナは、外形サイズが１ｃｍ角以上、又は長さが３ｃｍ以上であることが好ましい。なお、３ｃｍという長さもチップサイズとしては大きい値であり、シリコン基板上のデバイスとしては現実的ではない。
【００８６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第１の実施形態に係る無線デバイスの製造方法である。図５（ａ）乃至（ｃ）は、本第２実施形態をその工程順に示す断面図であり、図５（ｄ）は本第２実施形態により製造された無線デバイスを示す斜視図である。また、図６（ａ）乃至（ｆ）は本第２実施形態に係る無線デバイスに使用する信号処理回路等を構成するＣＭＯＳトランジスタの製造方法をその工程順に示す断面図である。更に、図７（ａ）乃至（ｃ）は、本第２実施形態に係る無線デバイスに使用するアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。即ち、図５（ａ）乃至（ｃ）は本実施形態に係る無線デバイスの製造方法の概略を示す図であり、図６（ａ）乃至（ｆ）は図５（ｂ）に示す工程を詳細に示す図であり、図７（ａ）乃至（ｃ）は図５（ｃ）に示す工程を詳細に示す図である。
【００８７】
図５（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）に示すように、絶縁性基板１上の中央部に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成技術を使用して、矩形の信号処理回路２を形成し、信号処理回路上の一辺に、一辺に沿うように２つの端子２６を形成する。絶縁性基板１には、例えばガラス基板を使用し、例えば一般の液晶ディスプレイ用のガラス基板を使用する。次に、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、絶縁性基板１上に、導電性材料のめっき又は印刷等の技術を使用して、渦巻き状のアンテナ３を形成する。アンテナ３は１本の配線が矩形渦巻き状のパターンとなるよう形成し、アンテナ３の両端は、信号処理回路２上の端子２６に接続するように形成する。また、アンテナ３の最外周のパターンが絶縁性基板１の外周に沿うように形成する。
【００８８】
次に、図５（ｂ）に示す信号処理回路２の形成工程について詳細に説明する。信号処理回路２の構成の基礎をなすものは、ＴＦＴ工程により形成されるＣＭＯＳトランジスタである。そこで、本実施形態においては、ガラス基板上にＣＭＯＳ−ＴＦＴを形成する工程の一例を説明する。
【００８９】
図６（ａ）に示すように、ガラスからなる絶縁性基板１上に、例えばスパッタリング法によりバリア膜３１を形成し、その表面に非晶質シリコン膜３２を形成する。この非晶質シリコン膜３２は、例えば、ＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition法：化学気相成長法）又はスパッタリング法により３０乃至２００ｎｍの膜厚で形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、図中に矢印３３により示すレーザ照射を行って非晶質シリコン膜３２をアニールし、多結晶シリコン膜３４に改質する。レーザーには、例えば、エキシマレーザー又は固体レーザー等を使用する。次に、図６（ｃ）に示すように、バリア膜３１上の多結晶シリコン膜３４を、フォトリソグラフィー技術により２つの相互に離隔したパターンとなるようにパターニングした後、バリア膜３２及び２つの多結晶シリコン膜３４を覆うようにゲート絶縁膜３５を形成する。ゲート絶縁膜３５は、例えば、ＣＶＤ法又はスパッタリング法により１０乃至２００ｎｍの膜厚で形成する。
【００９０】
次に、図６（ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜３５上に、２つのゲート電極３６を夫々、２つの多結晶シリコン膜３４の直上域を含む領域に形成する。次に、フォトレジスト３７を、ｎチャネルＴＦＴを形成する予定の領域、即ち、一方の多結晶シリコン膜３４の直上域を含む領域に、一方のゲート電極３６及びゲート絶縁膜３５を覆うように形成する。そして、矢印３８によって示すように、上方からボロンを注入することによって、ｐチャネルＴＦＴを形成する予定の領域における他方の多結晶シリコン膜３４の両端部にｐ型化された領域３９を形成する。ボロン注入には、例えばイオンドーピング法を使用する。なお、ｎチャネルＴＦＴ形成予定領域には、フォトレジスト３７がマスクとなってボロンが注入されない。また、ｐチャネルＴＦＴ形成予定領域においても、ゲート電極３６がマスクとなって、他方の多結晶シリコン膜３４の中心部にはボロンが注入されない。
【００９１】
次に、図６（ｅ）に示すように、フォトレジスト３７を、ｐチャネルＴＦＴ形成予定領域、即ち、ｐ型化された領域３９が設けられた多結晶シリコン膜３４の直上域を含む領域に、ゲート電極３６及びゲート絶縁膜３５を覆うように形成する。そして、図中に矢印４４で示すように、上方からリンを注入し、ｎチャネルＴＦＴ形成予定領域における多結晶シリコン膜３４の両端部にｎ型化された領域４１を形成する。リン注入には、例えばイオンドーピング法を使用する。なお、ｐチャネルＴＦＴ形成予定領域には、フォトレジスト３７がマスクとなってリンが注入されない。また、ｎチャネルＴＦＴ形成予定領域においても、ゲート電極３５がマスクとなって、多結晶シリコン膜３４の中心部にはリンが注入されない。次に、図６（ｆ）に示すように、層間絶縁膜４２及び金属電極４３を形成してＣＭＯＳ回路が完成する。ＣＭＯＳ回路製造の全工程において、ＣＶＤ又はスパッタ等の成膜工程のプロセス温度は、ガラス基板等の耐熱性を考慮して、例えば４００℃以下とする。
【００９２】
アンテナ３の製造方法においては、電解めっき法を使用する。図７（ａ）に示すように、絶縁性基板１上に、電解めっきの給電層として使用する導電膜５１を形成する。次に、図７（ｂ）に示すように、導電膜５１上にフォトリソグラフィー法によりアンテナ３のパターンが開口されたフォトレジスト５２を形成し、フォトレジスト５２の開口部の導電膜５１上に電解めっきによりめっき膜５３を形成する。次に、図７（ｃ）に示すように、フォトレジスト５２を剥離し、表面がめっき膜５３で覆われていない導電膜５１の不要部分をエッチングにより除去する。アンテナ３を形成する導電膜５１及びめっき膜５３は、例えばＡｕ又はＣｕ等により形成する。
【００９３】
なお、１枚の絶縁性基板１上に複数の無線デバイスを同時に作製してもよい。この場合は、前述の方法により、１枚の絶縁性基板１上に複数の信号処理回路２を形成し、続けて複数のアンテナ３を形成し、各１個の信号処理回路２及びアンテナ３からなる組を複数個形成する。そして、絶縁性基板１を前記組毎に切り分けることにより、複数個の無線デバイスを同時に作製する。このとき、絶縁性基板１として、シート状の基板を使用してもよく、このシート状の基板をロールからロールに送出しながら、信号処理回路２及びアンテナ３を形成してもよい。
【００９４】
次に、上述の如く構成された本第２実施形態の効果について説明する。図５乃至図７に示すように、第２実施形態に係る無線デバイスの製造方法においては、信号処理回路２及びアンテナ３を、１枚の絶縁性基板１上に一体化して形成することができる。したがって、デバイスを実装する工程が不要になるため、製造コストを低減することができる。また、熱応力、曲げ応力、振動及び衝撃等により破壊し易い実装に関する接続部が存在しないため、耐久性が優れている。更に、ガラス等の安価な絶縁性基板上にデバイスとアンテナとを一体形成することにより、実装工程が不要となり製造コストを低減できる。更に、アンテナを絶縁基板に形成することで、ノイズの発生及びアンテナの指向性を無くすことができると共に、アンテナの大面積化が容易となり、通信性能が向上する。更にまた、本実施形態によれば、アンテナを電界めっき法により形成しているため、抵抗値が低く受信信号の損失が小さいアンテナを形成することができる。また、所望の形状に容易に形成することができる。更に、既に基板上に形成されている信号処理回路に損傷を与えることなくアンテナを形成することができる。これは、後述する無電解めっき法、印刷法、導電性ポリマーのパターニングによる方法及び直接描画法についても同様である。
【００９５】
なお、本第２実施形態においては、本第２実施形態に係るＣＭＯＳの製造方法においては、ゲート絶縁膜３５を成膜した後、多結晶シリコン膜３４とゲート絶縁膜３５との界面に存在する固定電荷及び界面順位を低減するために、全面にレーザーを照射してもよい。このレーザー照射のエネルギー密度は、図６（ｂ）に矢印３３で示すアニールのためのレーザー照射よりも低いエネルギー密度とする。また、本第２実施形態に係る無線デバイスの製造方法により、液晶表示装置又はＥＬ表示装置等のディスプレイ製品のガラス基板上に無線デバイスを形成してもよい。ディスプレイを形成するガラス基板に、ディスプレイの製造プロセスの前又は後に無線デバイスを形成してもよい。この場合、対向電極側及びＴＦＴを形成する側のどちらの基板に無線デバイスを形成してもよい。更に、本第２実施形態に係る無線デバイスの製造方法は、ガラス基板を使用できるため、ディスプレイの製造プロセスとの親和性が高く、プロセス温度又は耐薬品性等の工程上の問題が生じない。例えば、携帯電話のディスプレイに無線デバイスを搭載し、例えばＩＤ等の認証機能とアンテナとを一体形成した無線デバイスを搭載して、携帯電話の機能を高めることができる。この場合、アンテナはディスプレイの表示の妨げにならないようＩＴＯ膜等の透明導電体を使用することが好ましい。
【００９６】
次に、本発明の第２の実施形態の第１の変形例について説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は本第１変形例におけるアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。前述の第２実施形態においては、図７（ａ）乃至に示すように、アンテナ３の製造方法として電解めっき法を使用する。これに対して、本第２実施形態の第１変形例においては、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、無電解めっき法を使用する。図８（ａ）に示すように、絶縁性基板１上に、無電解めっき膜の選択成長のための下地となる下地膜６１を形成する。下地膜６１は、例えばスパッタ法によりベタ膜を形成し、フォトリソグラフィー法によりアンテナ３のパターン形状にパターニングする。下地膜６１は、例えばＡｌ又はＮｉ等により形成する。次に、図８（ｂ）に示すように、下地膜６１上に無電解めっきによりめっき膜６２を形成する。このとき、めっき膜６２は、下地層６１上のみに選択的に形成される。めっき膜６２は、例えばＮｉ、Ｃｕ又はＡｕ等により形成する。本第２実施形態の第１変形例における上記以外の構成及び効果は、前述の第２実施形態と同様である。
【００９７】
なお、本第２実施形態の第１変形例においては、めっき膜６２として１層のめっき膜を形成する例を示したが、２層以上のめっき膜が積層されるよう形成してもよい。このとき、第１層としてＮｉ層を成膜する場合は、ＮｉはＣｕ及びＡｕに比べて電気抵抗値が３０乃至４０倍程度高いため、Ｎｉ層を使用した後、第２層としてＣｕ又はＡｕ層を形成することにより、めっき膜６２、即ちアンテナ３の抵抗値を低減できる。
【００９８】
次に、本発明の第２の実施形態の第２の変形例について説明する。図９（ａ）及び（ｂ）は本第２変形例におけるアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。前述の第２実施形態においては、図７（ａ）乃至（ｃ）に示すように、アンテナ３の製造方法として電解めっき法を使用する。これに対して、本第２実施形態の第２変形例においては、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、印刷法を使用する。図９（ａ）に示すように、アンテナ３のパターン形状に開口部が設けられたマスク７２上に導電性ペースト７１を配置する。マスク７２は、例えば、微細な繊維が格子状に織られたメッシュ上に所望のパターン形状に開口された乳化材層を備えたスクリーンマスクである。前記乳化材層の開口部においては、導電性ペースト７１がメッシュを通過してマスク裏面に押し出されるようになっている。導電性ペースト７１は、例えば、溶剤中にはんだ微粒子が分散されたはんだペースト又はＡｇ微粒子が分散されたＡｇペーストである。抵抗値の点からはＡｇペーストが好ましく、焼成して溶剤が除去された後の抵抗値は、Ａｇ単体の抵抗値とほぼ同等となる。
【００９９】
次に、図９（ｂ）に示すように、スキージ７３に印圧をかけマスク７２の開口部から導電性ペースト７１を押し出して絶縁性基板１上に塗布する。これにより、絶縁性基板１上にアンテナ３の印刷パターン７４が印刷される。次に、加熱処理により導電性ペーストに含まれる溶剤等を除去して、アンテナ３が完成する。この加熱処理は、例えばオーブンを使用して行い、加熱温度は例えば２００℃である。本第２実施形態の第２変形例における上記以外の構成及び効果は、前述の第２実施形態と同様である。
【０１００】
なお、本第２実施形態の第２変形例においては、マスク７２としてスクリーンマスクを使用する例を示したが、金属板に所望のパターン形状の開口部が設けられたメタルマスクを使用してもよい。また、上述の電界めっき法、無電解めっき法及び印刷法の他に、高分子（ポリマー）中に金属微粒子が分散された導電性ポリマーを基板上に塗布し、これをパターニングすることによってアンテナを形成してもよい。更に、基板上に直接アンテナパターンを描画してもよい。
【０１０１】
次に、前述の第１の実施形態に係る無線デバイスを基本的な構成として、多機能化を図る例について説明する。以下、第３乃至第８の実施形態は、無線デバイスの多機能化の実施形態である。
【０１０２】
次に、本発明の第３の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１０は本第３実施形態を示す斜視図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２のみが設けられている。これに対して、本第３実施形態においては、図１０に示すように、この絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２及びメモリ回路８１が隣接して設けられている。
【０１０３】
メモリ回路は、例えば、予めＲＦタグの情報を書き込んでおくためのＲＯＭ、信号処理と同時に情報の読み書きを行うＤＲＡＭ又はＳＲＡＭである。ＲＯＭ、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭ回路は、例えば前述の第２実施形態で示したＣＭＯＳの製造方法で形成する。本第３実施形態における上記以外の構成は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１０４】
本第３実施形態においては、メモリ回路を信号処理回路２及びアンテナ３と同一のガラス基板上に一体化して設けることにより、所望の機能をもつ無線デバイスの製造コストを低減することができるとともに、実装コストも低減することができる。前述の如く、従来のＲＦタグを使用して無線デバイスの多機能化を図ろうとすると、一体型のＲＦタグでも別体型のＲＦタグでも、別プロセスで作製したデバイスをさらにアッセンブリすることになり、製造コストが増加すると共にサイズが大型化するという問題があった。また、各デバイスを別々に設計して生産するため、デバイス間の性能マッチング等設計製作上のロスが大きくなってしまうことが予想される。これに対して、本実施形態においては、絶縁性基板上にアンテナと一体的にメモリを形成しているため、上述の問題点を解決することができる。例えばアンテナと回路（デバイス）のトータルでインピーダンスマッチングを設計することが容易になる。また、絶縁性基板の表面におけるコイル状のアンテナを形成した領域の内側には、比較的広い領域が残るため、この領域にメモリを形成することにより、多機能無線デバイスの小型化を図ることができる。本第３実施形態における上記以外の効果は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１０５】
なお、本第３実施形態においては、メモリ回路として、ＲＯＭ、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭが設けられている例を示したが、ＥＥＰＲＯＭ又はＦｅＲＡＭ等の不揮発性メモリが設けられていてもよい。ＥＥＰＲＯＭは、通常のＣＭＯＳ構造のゲート絶縁膜中に浮遊ゲートが設けられており、電源をオフにした後も電荷即ち情報が保持される。ＦｅＲＡＭは、トランジスタに強誘電体キャパシタが接続されたものであり、書き込み電圧が印加されると強誘電体が分極を起こし、分極状態が電源をオフにした後も保持される。強誘電体は、例えばゾルゲル法又はエアロゾル法により形成する。これらの方法を使用したときのプロセス温度は２００乃至４００℃であり、絶縁性基板であるガラス基板の耐熱温度以下である。
【０１０６】
次に、本発明の第４の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１１は本第４実施形態を示す斜視図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２のみが設けられている。これに対して、本第４実施形態においては、図１１に示すように、この絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２及び表示装置９１が隣接して設けられている。表示装置９１は、例えば有機ＥＬ（Electro Luminescence：電界発光）表示装置、無機ＥＬ表示装置又は液晶表示装置である。これらは従来の製造プロセスにより形成する。本第４実施形態における上記以外の構成は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１０７】
本第４実施形態においては、ガラス基板を使用し、表示装置を信号処理回路２及びアンテナ３と同一の基板上に一体化して設けることにより、表示機能をもつ無線デバイスを小型化できる。これにより、例えば、無線デバイスがリーダ／ライトとの間で情報のやりとりを行った後、その結果を表示することができる。例えば通信機能をもったプリペイドカードにおいて、残金等の情報を表示させることが可能となる。また、安価なガラス基板を使用することで製造コストを低減することができると共に、実装コストも低減することができる。本第４実施形態における上記以外の効果は、前述の第３実施形態と同様である。
【０１０８】
次に、本発明の第５の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１２は本第５実施形態を示す斜視図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２のみが設けられている。これに対して、本第５実施形態においては、図１２に示すように、この絶縁性基板１上の中央部に設けられている信号処理回路２に隣接して、アンテナ１０１及び１０２が設けられている。アンテナ１０１及び１０２は、対応する周波数に応じて、長さ及び大きさ等が調整して設計されている。また、アンテナ１０１及び１０２は、例えば特定の周波数帯の電波に対すて感度を向上させるブースターアンテナであってもよい。アンテナ１０１及び１０２は、信号処理回路２と配線パターンにより接続されていない。本第５施形態における上記以外の構成は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１０９】
本第５実施形態においては、アンテナ１０１及び１０２は、アンテナ３との間で容量接続又は電磁誘導接続により電気的に結合することにより、信号処理回路２との信号の授受が可能である。このように、本第５施形態においては、安価なガラス基板等の絶縁性基板上に信号処理回路２及びアンテナを一体化して設けることにより、基板面積の制約を受けずにアンテナ設計の自由度を広げることができ、高機能の無線デバイスを実現できる。
【０１１０】
また、現在、ＲＦタグの企画は、１２５ｋＨｚ近傍の低域帯、１３．５６ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、２．５４ＧＨｚ帯等、多様化してきている。そして、国によって主流の帯域が異なっている。しかし、アンテナの使用は帯域毎に異なるため、１つのタグで複数の帯域に対応することは難しい。このため、多国間の物流においてＲＦタグを使用するときに、支障をきたしてしまう。これに対して、本実施形態によれば、複数のアンテナを設けることにより複数の帯域に対応でき、上述の問題を解決できる。本第５実施形態における上記以外の効果は、前述の第３実施形態と同様である。
【０１１１】
次に、本発明の第６の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１３は本第６実施形態を示す斜視図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２のみが設けられている。これに対して、本第６実施形態においては、図１３に示すように、この絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２及び電源装置１１１が設けられている。電源装置１１１は、例えば太陽電池である。この太陽電池は、Ｐ型シリコン層とＮ型シリコン層とを備えた基板に光を照射すると、正電荷をもつ正孔はＰ型シリコン層へ、負電荷をもつ電子はＮ型シリコン層へ集まる性質を利用するものである。この太陽電池は、例えば前述の第２実施形態で示したＣＭＯＳの製造方法で形成する。本第６施形態における上記以外の構成は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１１２】
前述の如く、一般的な無線デバイスはリーダ／ライタから入力された電波を利用して起電力を得て、機能している。しかし、リーダ／ライタから入力される電波は極めて微弱であるため、通信距離を伸ばすことは困難である。また、無線デバイスは、この電波が届いているときしか機能しないため、リーダ／ライタが停止しているときに、無線デバイスからアクティブに電波を発信することはできない。これに対して、本第６施形態においては、絶縁性基板上に信号処理回路２及び電源装置を一体化して設けることにより、動作電圧を高めることができ、出力する電波の強度を高くすると共に、通信距離を延ばすことができる。また、電源電圧を受信電波に依存しないため、電波を受信していない場合でも、無線デバイスからの電波の発信が可能である。更に、機能拡張による必要電力の増加にも対応できる。本第６実施形態における上記以外の効果は、前述の第３実施形態と同様である。
【０１１３】
なお、本第６実施形態においては、電源装置として太陽電池が設けられている例を示したが、シート状に形成できればよく、例えばリチウムイオン二次電池等の２次電池又は１次電池でもよい。リチウムイオン電池は、シート状の電極で絶縁性の多孔質セパレータを挟んだ３層構造の積層体を、電解液に含浸してガラス基板で挟んで密閉した構造である。このようなリチウムイオン電池の充電は、受信電波を起電力に変換して行う非接触充電である。この充電方法を使用すると、例えば山積みにされたＲＦタグを一括して充電することができる。
【０１１４】
次に、本発明の第７の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１４（ａ）は本第７実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図であり、図１４（ｂ）は断面図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２のみが設けられている。これに対して、本第７実施形態においては、図１４（ａ）に示すように、この絶縁性基板１上の中央部に信号処理回路２及びセンサー回路１２１が設けられている。センサー回路１２１においては、図１４（ｂ）に示すように、絶縁性基板１上に電極１２２が設けられており、その上に中空体１２３が設けられている。中空体１２３は、絶縁性基板１上に１対の側板が立設しており、この側板上に天板が両持梁状に設けられている。また、電極１２２は、前記両側板の間に配置されており、前記底板と電極１２２は、距離Ｇの間隔で離隔して配置されている。中空板１２３は、例えばシリコン薄膜又は金属薄膜で形成される。センサー回路１２１は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System：微小電子機械システム）技術により形成する。本第７施形態における上記以外の構成は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１１５】
次に、上述の如く構成された本第７実施形態における無線デバイスの動作について説明する。センサー回路１２１においては、中空体１２３が上方からの圧力又は加速度により撓むと、中空体１２３の天板と電極１２２との距離Ｇが変化する。そして、中空体１２３上部の天板と電極１２２で構成されるコンデンサの静電容量を測定することにより、前記距離Ｇの変化を検出できる。従って、中空体１２３上部の天板に印加された圧力又は加速度を検出できる。
【０１１６】
このように、本第７実施形態においては、絶縁基板上にセンサー回路１２１、信号処理回路２及びアンテナ３を一体化して設けていることにより、センサー回路で検出した情報を無線によって外部に送信することが可能となる。例えば、自動車のタイヤに空気圧センサーを装着し、その情報を車内で管理できる。本第７実施形態においては、同一の基板上に一体化して設けていることにより、このような厳しい車載環境における故障耐性が高い。本第７実施形態における上記以外の効果は、前述の第３実施形態と同様である。
【０１１７】
なお、本第７実施形態においては、センサー回路として圧力センサーの例を示したが、例えば指紋センサー、温度センサー又は湿度センサー等の環境センサー、若しくはガスセンサー又は匂いにおいセンサー等でもよい。また、前記圧力センサーは、加速度センサーとしても使用できる。指紋センサーは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等により指先に照射し、その反射光をＣＣＤ（Charge-Coupled Device：電荷結合素子）等により受光して指紋の凹凸による反射光の変化を検出する光学式センサーと、指紋の凹凸による指先とセンサーとの間の静電容量の変化を検出する感圧式センサーとがある。光学式の指紋センサーは、前述の第２実施形態で示したＣＭＯＳの製造方法により、ガラス基板上にマトリクス状にトランジスタ及びフォトダイオードを形成して実現できる。また、感圧式の指紋センサーは、フォトダイオードの替りに静電容量検出用電極を形成すればよい。また、センサー回路の替りに、マイクロフォン、スピーカー又はタッチパネル等の機械式入出力装置を設けてもよい。マイクロフォンは、中空薄膜を形成し、これを振動させることで実現できる。
【０１１８】
次に、本発明の第８の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１５（ａ）及び（ｂ）は本第８実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。前述の第１実施形態においては、図１に示すように、絶縁性基板１上において、アンテナ３は信号処理回路２と電気的に接続されている。これに対して、本第８実施形態においては、図１５（ａ）に示すように、アンテナ３から信号処理回路２に接続される配線パターンの一部が切除された断絶部１３２が形成されており、アンテナ３と信号処理回路２は電気的に接続されておらず、非導通となっている。この無線デバイス上に着脱可能な導電性のテープ１３１が設けられており、このテープ１３１を絶縁性基板上に重ねたときに、テープ１３１を介してアンテナ３と信号処理回路２が電気的に接続されて導通状態となる。このテープ１３１が絶縁性基板から離隔されたときには、アンテナ３と信号処理回路２は電気的に切断される。これにより、この無線デバイスにおいて、外部との情報の授受が遮断され、情報の消去を防止することができる。また、タグ機能のオンオフの切り換えができる。本第８施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１１９】
次に、本発明の第９の実施形態に係る無線デバイスについて説明する。図１６は本第９実施形態を示す斜視図である。また、図１７（ａ）乃至（ｄ）は、この絶縁性基板のエッチング方法をその工程順に示す断面図である。本実施形態は、前述の第１の実施形態に係る無線デバイスに対して、薄型化を図るものである。即ち、前述の第１実施形態においては、図１に示すように、１枚の絶縁性基板上に、アンテナ及び信号処理回路等が設けられている。これに対して、本第９実施形態においては、図１６に示すように、絶縁性基板として、ガラス基板１４１とフレキシブルフィルム１４２を積層したものを使用する。ガラス基板１４１は、例えば無アルカリのホウケイ酸ガラス基板であり、酸化ホウ素及びアルミナを含有している。また、ガラス基板１４１の厚さは例えば２００μｍ以下である。これにより、無線デバイスに可撓性（フレキシブル性）を付与することができる。ガラス基板１４１の厚さが２００μｍを超えると、フレキシブル性が得られない。しかしながら、ガラス基板１４１の厚さが０μｍ、即ち、ガラス基板１４１が存在しないと、回路及びアンテナの特性及び信頼性が損なわれてしまう。
【０１２０】
次に、図１６に示す無線デバイスの製造方法について説明する。ガラス基板１４１の厚さは、ガラス基板１４１上に信号処理回路２及びアンテナ３を形成した後に、エッチングにより薄くすることが好ましい。図１７（ａ）に示すように、先ず、ガラス基板１４１を用意する。この段階では、ガラス基板１４１の厚さは例えば０．７ｍｍである。次に、前述の第１の実施形態において説明した方法により、ガラス基板１４１上にアンテナ（図示せず）及び信号処理回路（図示せず）からなる回路層１５１を形成する。次に、回路層１５１を覆うように、保護フィルム１５２を接着剤（図示せず）により貼り付ける。保護フィルム１５２の材料は例えばポリエチレンである。なお、保護フィルム１５２の材料は、ポリエチレン以外でも耐フッ酸性に優れた材料であれば何でもよく、例えば、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ（poly-ethylene terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）又はＰＥＳ（poly-ether sluphone：ポリエーテルサルフィン）であってもよい。また、保護フィルムの厚さは、例えば２００μｍ以下であることが好ましい。保護フィルムの厚さが２００μｍを超えると剥離が困難となる。
【０１２１】
次に、図１７（ｂ）に示すように、このガラス基板１４１、回路層１５１及び保護フィルム１５２からなる積層体を、ガラス基板１４１を溶かすためのエッチング液１５３に浸漬する。このエッチング液１５３は、例えばフッ酸と塩酸との混合液である。塩酸の添加は、ガラス基板の材料である無アルカリのホウケイ酸ガラスに含有される酸化ホウ素及びアルミナを効率よくエッチングするのに効果的である。これにより、ガラス基板１４１を裏面側、即ち、回路層１５１が形成されていない側からエッチングして減厚する。無アルカリのホウケイ酸ガラスに対するフッ酸と塩酸との混合液のエッチングレートは、例えば５μｍであるため、例えば１３０分間エッチングすることで、例えば０．７ｍｍのガラス基板を５０μｍの厚さまでエッチングする。混合液の温度を高くするとエッチングレートを更に向上させることができるが、液温が７０℃を超えると、ガラス基板１４１の残厚を再現性よく制御できなくなるため、液温は７０℃以下とすることが好ましい。
【０１２２】
次に、図１７（ｃ）に示すように、ガラス基板のエッチングされた面を覆うように、フレキシブルフィルム１４２を貼り付ける。フレキシブルフィルム１４２は、例えばＰＥＴフィルムである。フレキシブルフィルム１４２の厚さは、例えば１０μｍ乃至２ｍｍである。フレキシブルフィルム１４２の厚さが１０μｍより小さい場合、強度が弱く破壊し易いという欠点がある。フレキシブルフィルム１４２の厚さが２ｍｍを超えると、フレキシブル性が無くなってしまう。次に、図１７（ｄ）に示すように、保護フィルム１５２を機械的に剥離する。この剥離に要する工程時間は例えば数分程度である。本第９施形態における上記以外の構成及び製造方法は、前述の第１及び第２の実施形態と同様である。
【０１２３】
本第９施形態においては、絶縁性基板として使用したガラス基板１４１を薄くし、フレキシブルフィルム１４２と貼り合わせることにより、無線デバイスはフレキシブル性を持つようになる。従って、ＲＦタグとして衣類若しくは紙類等の柔軟な物、又は瓶等の湾曲した表面に貼り付けても、曲げ応力によって破損することが少ない。本第９施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１実施形態と同様である。
【０１２４】
なお、本第９実施形態においては、ガラス基板とフレキシブルフィルムを積層した絶縁性基板の構成、動作及び効果以外は、前述の第１実施形態と同様の構成としたが、本発明はこれに限定されず、前述の第３乃至第８の実施形態と同様の構成としてもよい。
【０１２５】
また、保護フィルムと回路層１５１を貼り合わせる接着剤として熱可塑性のものを使用してもよい。これにより、加熱することによって保護フィルムをより短時間でより容易に剥離することができる。例えば、８０℃以下では固体になり、８０℃以上では液体になる接着剤を使用すれば、保護フィルム剥離工程において雰囲気温度を１００℃とすることにより接着剤が液化し、極めて容易且つ短時間で保護フィルムを剥離することができる。更に、保護フィルムとして、回路層１５１上に塗布して硬化させることにより保護膜となるような樹脂材料を使用してもよい。
【０１２６】
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。図１８は、本第１０実施形態に係る無線装置を示す斜視図である。また、図１９（ａ）は無線デバイスの積層方法の比較例を示す模式図であり、（ｂ）は本実施形態の無線デバイスの積層方法を示す模式図である。更に、図２０は本実施形態に係る無線装置の製造方法を示す図であり、図２１は本実施形態に係る無線装置の他の製造方法を示す図である。図１８に示すように、第１０実施形態に係る無線装置１６７は、無線デバイス１６５、１６４、１６３、１６２及び１６１が順次積層されて構成されている。無線デバイス１６５は、前述の第４実施形態に係る無線デバイスであり、絶縁性基板１上に信号処理回路２、アンテナ３及び表示装置９１が設けられている。無線デバイス１６４は、前述の第３実施形態に係る無線デバイスであり、絶縁性基板１上に信号処理回路２、アンテナ３及びメモリ回路８１が設けられている。メモリ回路８１は、例えば電力が供給されている間だけデータを保持するＤＲＡＭ若しくはＳＲＡＭ、又は電力の供給が停止してもデータを保持し続ける不揮発性のＥＥＰＲＯＭ若しくはＦｅＲＡＭ等である。
【０１２７】
無線デバイス１６３においては、前述の第１実施形態における信号処理回路２の替りに、前記メモリ回路に対する記録及び再生の指示並びに前記表示装置への表示指示等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１６６が設けられている。それ以外の無線デバイス１６３の構成は、前述の第１実施形態と同様である。無線デバイス１６２は、前述の第７実施形態に係る無線デバイスであり、絶縁性基板１上に信号処理回路２、アンテナ３及びセンサー回路１２１が設けられている。センサー回路１２１は、例えば圧力センサー、温度センサー又は湿度センサー等である。無線デバイス１６１は、前述の第６実施形態に係る無線デバイスであり、絶縁性基板１上に信号処理回路２、アンテナ３及び電源装置１１１が設けられている。電源装置１１１は、例えば太陽電池である。無線装置１６７の厚さは、例えば１ｍｍである。無線デバイス１６１乃至１６５は、例えば前述の第９実施形態で説明したフレキシブル性を持った無線デバイスであり、夫々の厚さは、例えば無線装置１６７の厚さが１ｍｍとなるように相互に調整された厚さである。例えば、無線デバイス１６１乃至１６５の厚さは夫々２００μｍである。又は、１枚の無線デバイスだけ元の厚さである０．７ｍｍとし、他の４枚の無線デバイスの厚さを夫々５０μｍ強程度まで薄くして、無線装置全体の厚さを約１ｍｍとしてもよい。
【０１２８】
次に、本実施形態に係る無線装置の製造方法について説明する。無線装置の製造は、複数の無線デバイスを夫々作製する工程と、この複数の無線デバイスを相互に積層させて相互に固定する工程とからなる。この無線装置の製造において、最も注意すべき点は、各無線デバイスを張り合わせた後に残る反りである。図１９（ａ）及び（ｂ）に示すように、積層する無線デバイス１６１乃至１６５は、一定の反りを持っていることが多い。このような夫々が反りを持つ無線デバイスを積層する場合、図１９（ａ）に示すように、各層の反りの方向が同一となるように積層すると、積層後の無線装置も各層の反りと同一の方向に反ったものとなる。即ち、無線デバイスを夫々が下に凸となる向きで重ね、そのまま貼り合せると、貼り合せた後の無線装置も下に凸となるように反ってしまう。これに対して、本第１０実施形態においては、図１９（ｂ）に示すように、最上層の無線デバイスを下に凸となるよう配置した場合、その下の層は上に凸となるよう配置する。このように、各層の反りの方向が下に凸のものと上に凸のものを交互に積層することで、これらの反りを相殺して相互に矯正し、反りが無い無線装置が構成されている。
【０１２９】
各無線デバイス同士の固定は、例えば紫外線を吸収して硬化するＵＶ接着剤等の室温で硬化する接着剤により行う。例えば、図２０に示すように、前述の第９実施形態で説明したフレキシブル性を持った無線デバイスを使用し、ロールツーロールの生産方法により積層する。先ず、複数の無線デバイスが形成された２枚のシート１８２を、予め円柱状の芯１８１に夫々ロール状に巻いておく。それらのロールからシート１８２を引き出し、ＵＶ接着剤１８３を介して重ね合わせ、ＵＶ光１８４を照射してＵＶ接着剤１８３を硬化させ、２枚のシート１８２が接着剤１８３を介して積層された積層体１８５を形成する。次に、積層体１８５を別の円柱状の芯１８１にロール状に巻き取る。これにより、複数の無線デバイスが相互に積層されて相互に固定され、無線装置が製造される。
【０１３０】
次に、上述の如く構成された本第１０実施形態に係る無線装置の動作について説明する。図１８に示すように、無線デバイス１６１において、電源装置１１１により蓄電された電力は電波によって無線デバイス１６２乃至１６５に送られる。これによって、無線デバイス１６２乃至１６５の夫々の回路が動作する。なお、各無線デバイスがリーダ／ライタから出力される電波からも起電力を得て、この起電力と無線デバイス１６１から供給される電力とを併用するようにしてもよい。無線デバイス１６２においては、センサー回路が動作し、必要な情報を検知する。センサー回路によって検知された情報は、無線デバイス１６２のアンテナ３によって、無線デバイス１６３に送信される。無線デバイス１６３においては、ＣＰＵ１６６がアンテナ３で無線デバイス１６２から送信された情報を演算処理する。
【０１３１】
このとき、必要に応じてメモリ回路８１に情報の読み書きの指示を行う。メモリ回路には、予め無線装置のＩＤ情報又は以前にセンサー回路によって検知された情報等が記憶されている。なお、無線デバイス１６４のメモリ回路８１に書き込む追記情報は、メモリ回路８１にＥＥＰＲＯＭ又はＦｅＲＡＭ等の不揮発性メモリを使用して電力が供給されなくなった後も保持するようにしてもよいが、メモリ回路８１にＤＲＡＭ又はＳＲＡＭ等を使用して、無線デバイス１６１の電源装置１１１から電力が供給されている間だけデータを保持するようにしてもよい。演算結果は、アンテナ３を介して無線デバイス１６５の表示装置９１及び外部のリーダ／ライタ（図示せず）に送信される。表示装置９１は、視覚的に情報が読み取れるようにデータ又はアラームを表示する。また、リーダ／ライタにおいては、コンピュータにこの情報を格納して管理する。
【０１３２】
このように、本実施形態に係る無線装置によれば、様々な機能を持った無線デバイスを積層し、無線デバイス間の信号の授受を、アンテナを介して無線により行うことができる。これにより、無線装置の多機能化が容易となり、付加価値を高めることができる。また、本実施形態においては、無線装置を構成する無線デバイス間の電力及び信号の送受信を電波によって行っているため、無線デバイス間に金属又はＡＣＦ等による接続部を設ける必要が無く、実装コストを削減できると共に、接合部が熱応力及び曲げ応力等により損傷することによる接続不良等の障害が発生することがない。更に、太陽電池を備えた無線デバイス１６１を無線装置１６７の最上層に配置しているため、太陽電池に光が当たりやすく、発電効率が高い。このように、無線装置に太陽電池を備えた無線デバイスを組み込む場合は、この無線デバイスを無線装置の最表層に配置することが好ましい。
【０１３３】
更にまた、フレキシブル性を持った無線デバイスをロールツーロールで積層することにより、少ない工数で効率よく無線装置の多機能化を実現できる。ロールツーロール方式では、無線デバイス間で厳密な位置合わせを行うことは困難であるが、本実施形態においては、無線デバイス間の電力及び信号のやり取りを無線で行うため、無線デバイス間で直接コンタクトをとる必要がなく、厳密な位置合わせが不要である。
【０１３４】
更にまた、無線デバイス同士の接合をＵＶ接着剤等の室温で接着できる接着剤により行っているため、接着剤を硬化させるために加熱する必要がない。このため、熱による変形が生じることがなく、また、接合後に室温まで冷却することがないため、冷却による反りが発生しない。なお、本実施形態においては、各無線デバイスの基板としてガラス基板を使用しているため、無線装置の中央部まで紫外線光（ＵＶ光）を照射することが可能である。
【０１３５】
なお、本実施形態においては、無線デバイス同士を貼り合せる際に、ＵＶ接着剤の替わりに、嫌気性の接着剤を使用してもよい。この場合、ＵＶ接着剤と比較して硬化に時間がかかり作業性が劣るが、反りが生じないという点ではＵＶ接着剤と同様な効果が得られる。又は、両面テープ等の粘着材を使用してもよい。これにより、上述のＵＶ接着剤及び嫌気性接着剤と同様に、反りが生じない。両面テープ等の粘着材を使用する場合は、無線デバイス間の位置合わせが困難になるが、上述の如く、本実施形態においては、無線デバイス間の電力及び信号のやり取りを無線で行うため、厳密な位置合わせが不要であり、粘着材を使用する方法も十分実用的な方法となる。
【０１３６】
また、無線デバイス同士の貼り合わせを、クリップ、ねじ又はかしめ等の機械的固定により行ってもよい。図２１は、無線デバイスをクリップを使用して機械的に固定する方法を示す図である。図２１に示すように、積層体１９１の端部を、クリップ１９２によって挟むことにより固定する。これにより、各無線デバイスの着脱が容易となり、無線装置の機能のカスタマイズ又は故障した層の交換等が可能となる。
【０１３７】
又は、複数の無線デバイスを、紫外線照射により粘着力を失うテープ又は熱により粘着力を失うテープ等により接着してもよい。これにより、各無線デバイスの着脱が容易となり、無線装置の機能のカスタマイズ又は故障した層の交換等が可能となる。
【０１３８】
更に、本第１０実施形態においては、各層間の通信は全て無線によるものとしたが、一部の層間を金属又はＡＣＦ等で接続して、無線通信と有線通信の混在したハイブリッド構造としてもよい。また、本第１０実施形態において懸念される各層間の無線信号の混信は、各層間の通信周波数又は変調方式を適切に割り当てることにより抑制できる。更に、各層から送信される信号の先頭部分に識別信号を設けることにより、ソフトウエアによって信号を区別することもできる。更にまた、本第１０実施形態においては、上に凸のそりを持つ層と下に凸の反りを持つ層を交互に積層する例を示したが、本発明はこれに限定されず、積層体の反りが最小となるように積層されていればよく、積層させる枚数及び順序は適宜調整すればよい。更にまた、複数の無線デバイスとともに、無線装置の曲げ応力に対抗するための補強板を積層してもよい。無線デバイスの厚さが夫々数十μｍ程度であると、仮に無線デバイスが反っていてもその反力が小さいため、比較的薄い補強板であっても十分に反りを矯正できる。更にまた、無線デバイス間にスペーサを挟んでもよい。例えば、アンテナ感度を調整するために、所定の厚さの誘電材を設けてもよい。更にまた、本第１０実施形態においては、単体の無線デバイスを積層して単体の無線装置を作製する例を示したが、シート状の絶縁性基板上に複数の無線デバイスがマトリクス状に設けられているものを積層した後で、単体の無線装置に分離してもよい。
【０１３９】
次に、本発明の第１１の実施形態に係る無線デバイスの検査方法について説明する。図２２（ａ）及び（ｂ）は、本第１１実施形態に係る無線デバイスの検査方法をその工程順に示す図である。本実施形態は、前述の各実施形態に係る無線デバイス又は無線装置を製造する際に、良否の検査を行う実施形態である。
【０１４０】
先ず、図２２（ａ）に示すように、ガラス基板２２１に複数の無線デバイスをマトリクス状に形成する。無線デバイスの製造方法は、前述の第２の実施形態と同様である。そして、このガラス基板２２１上に形成された無線デバイスが検査対象物となる。導体板に１つの無線デバイスに相当する形状及び大きさの開口部２２３が形成されたセレクタ２２２を準備する。そして、開口部２２３が検査対象の無線デバイスに整合するように、ガラス基板２２１をセレクタ２２２に重ね合わせる。これにより、ガラス基板２２１上に形成された複数の無線デバイスのうち、検査対象となる無線デバイスの裏面側には開口部２２３が位置し、他の無線デバイスの裏面側には導体板が位置する。次に、図２２（ｂ）に示すように、検査対象の無線デバイス素子に、リーダ／ライタのヘッド２２４を近接させ、無線により検査信号等の情報の授受を行う。
【０１４１】
無線通信においては、金属板等の導体をアンテナに近づけると、導体により電波が遮断され、略通信不能となる。本第１１実施形態においては、上述のようにセレクタ２２２をガラス基板２２１に近接させることにより、検査対象となる無線デバイス以外の無線デバイスを通信不能の状態とすることができる。これにより、他の無線デバイスとの間で混信が発生せず、検査対象の無線デバイスのみを精度良く検査することができる。そして、ガラス基板２２１に対する開口部２２３の位置を相対的にずらしていくことにより、ガラス基板２２１上に形成された複数の無線デバイスを順次検査していく。なお、本第１１実施形態に係る無線デバイスの検査方法は、初期データ書き込み等の特定の無線デバイス素子との交信にも利用することができる。
【０１４２】
無線デバイスは、絶縁性基板上に形成した後に無線で検査を行うことができる。また、予め入力すべきＩＤデータ等の初期データも無線で入力することができる。但し、１枚のガラス基板上に複数のアンテナ及び情報処理回路からなる組を形成した後、絶縁性基板を切り分けて複数の無線デバイスを同時に作製する場合に、絶縁性基板を無線デバイス毎に切り分けた後、上述の検査及び初期データの入力を行うと、ハンドリング効率が極端に低下してしまう。これに対して本実施形態においては、セレクタ２２２を使用して１つの無線デバイスのみに選択的に電波を入力することにより、絶縁性基板を切り分ける前に、シート又はロールの状態で検査及び初期データの入力を行うことができる。このため、ハンドリングが容易になり、効率が向上する。
【０１４３】
次に、本発明の第１１の実施形態に係る無線デバイスの検査方法の変形例について説明する。図２３は、本第１１実施形態に係る無線デバイスの検査方法の変形例を説明する図である。前述の第１１実施形態においては、図２２（ａ）に示すように、検査対象が、板状のガラス基板上に設けられた無線デバイスである。これに対して、本第１１実施形態の変形例においては、図２３に示すように、ロールツウロールにより形成されたフレキシブル性をもつ無線デバイスを検査する。図２３に示すように、検査前の無線デバイス２３１が形成されたシートは、円柱状の芯２３２にロール状に巻かれており、検査時にセレクタ２２２上に広げられ、検査後は円柱状の芯２３３にロール状に巻かれる。そして、芯２３１及び２３３を回転させることによりシートを送り出し、開口部２２３とヘッド２２４との間に複数の無線デバイスを順次位置させ、無線デバイスを連続的に検査することができる。本第１１実施形態の変形例における上記以外の構成及び効果は、前述の第１１実施形態と同様である。
【０１４４】
なお、上述の第１１の実施形態及びその変形例においては、１度に１個の無線デバイスを検査する例を示したが、本発明はこれに限定されず、複数個の無線デバイスを同時に検査してもよい。但し、この場合、検査対象となる複数個の無線デバイスは、互いに干渉しないように相互に離隔して形成されている必要がある。また、セレクタ２２２には、この複数個の無線デバイスに相当する複数ヶ所の領域に開口部２２３を形成する。そして、この複数ヶ所の開口部２２３を検査対象となる複数個の無線デバイスに整合する位置に位置させて、検査を行う。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る無線デバイスの回路構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）乃至（ｄ）は、横軸にコイルの幅をとり、縦軸に起電力をとって、コイル配線幅が生成起電力に及ぼす影響をコイルの巻き数及びコイルの外径寸法毎に示したグラフ図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は、横軸にコイルの幅をとり、縦軸に起電力をとって、コイル配線幅が生成起電力に及ぼす影響をコイルの巻き数及びコイルの外径寸法毎に示したグラフ図である。
【図５】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第２実施形態をその工程順に示す断面図であり、（ｄ）は本実施形態により製造された無線デバイスを示す斜視図である。
【図６】（ａ）乃至（ｆ）は本第２実施形態に係る無線デバイスに使用する信号処理回路等を構成するＣＭＯＳトランジスタの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図７】（ａ）乃至（ｃ）は、本第２実施形態に係る無線デバイスに使用するアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態の第１変形例におけるアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態の第２変形例におけるアンテナの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１４】本発明の第７の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１５】本発明の第８の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１６】本発明の第９の実施形態に係る無線デバイスを示す斜視図である。
【図１７】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第９実施形態における絶縁性基板のエッチング方法をその工程順に示す断面図である。
【図１８】本発明の第１０の実施形態に係る無線装置を示す斜視図である。
【図１９】（ａ）は無線デバイスの積層方法の比較例を示す模式図であり、（ｂ）は本実施形態の無線デバイスの積層方法を示す模式図である。
【図２０】本実施形態に係る無線装置の製造方法を示す図である。
【図２１】本実施形態に係る無線装置の他の製造方法を示す図である。
【図２２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１１の実施形態に係る無線デバイスの検査方法をその工程順に示す図である。
【図２３】本発明の第１１の実施形態に係る無線デバイスの検査方法の変形例を示す図である。
【図２４】従来のＲＦタグを示す斜視図である。
【図２５】従来のＲＦタグ及びリーダ／ライタの構成を示すブロック図である。
【図２６】従来の非接触式ＩＣカードを示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１；絶縁性基板
２；信号処理回路
３、１０１、１０２、３０２、３１４、３１６；アンテナ
１１；高周波インターフェイス
１２；ロジック回路
１３、３１９；メモリ
１５；整流回路
１６；クロック生成部
１７；復調回路
１８；変調回路
１９；昇圧回路
２０；復号化回路
２１；符号化回路
２２；シリアルＩ／Ｏ
２３；コマンド処理回路
２４；メモリ制御回路
２６；端子
３１；バリア膜
３２；非晶質シリコン膜
３３；レーザー照射を示す矢印
３４；多結晶シリコン膜
３５；ゲート絶縁膜
３６；ゲート電極
３７、５２；フォトレジスト
３８；ボロン注入を示す矢印
３９；ｐ型化された領域
４０；リン注入を示す矢印
４１；ｎ型化された領域
４２；層間絶縁膜
４３；金属電極
５１；導電膜
５３、６２；めっき膜
６１；下地膜
７１；導電性ペースト
７２；マスク
７３；スキージ
７４；印刷パターン
８１；メモリ回路
９１；表示装置
１１１；電源装置
１２１；センサー回路
１２２；電極
１２３；中空体
１３１；テープ
１３２；断絶部
１４１；ガラス基板
１４２；フレキシブルフィルム
１５１；回路層
１５２；保護フィルム
１５３；エッチング液
１６１；１６２；１６３；１６４；１６５、２３１：無線デバイス
１６６；ＣＰＵ
１６７；無線装置
１８１、２３２、２３３；芯
１８２；シート
１８３；ＵＶ接着剤
１８４；ＵＶ光
１８５、１９１；積層体
１９２；クリップ
２２１；絶縁性基板
２２２；セレクタ
２２３；開口部
２２４；ヘッド
３０１、３２３；基板
３０３、３１７；ＩＣチップ
３１１；リーダ／ライタ
３１２；制御部
３１３、３１８；送受信部
３１５；ＲＦタグ
３２１；ＩＣカード
３２２；デバイス
３２４；補助材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、この絶縁性基板上に形成された信号処理回路と、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路と一体的に形成され前記信号処理回路に接続された無線通信用のアンテナと、を有することを特徴とする無線デバイス。
【請求項２】
前記絶縁性基板がガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載の無線デバイス。
【請求項３】
前記絶縁性基板がプラスチック基板であることを特徴とする請求項１に記載の無線デバイス。
【請求項４】
前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成されたメモリを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項５】
前記メモリがＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭ、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭからなる群から選択された１のメモリであることを特徴とする請求項４に記載の無線デバイス。
【請求項６】
前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成された表示装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項７】
前記表示装置が液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置及び無機ＥＬ表示装置からなる群から選択された１の表示装置であることを特徴とする請求項６に記載の無線デバイス。
【請求項８】
前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成された電源装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項９】
前記電源装置が太陽電池又はリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項８に記載の無線デバイス。
【請求項１０】
前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成されたセンサーを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項１１】
前記センサーが圧力センサー、加速度センサー、温度センサー、湿度センサー、においセンサー及び指紋センサーからなる群から選択された１のセンサーであることを特徴とする請求項１０に記載の無線デバイス。
【請求項１２】
前記絶縁性基板上に形成された機械式入出力装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項１３】
前記機械式入出力装置がディップスイッチ、タッチパネル、マイクロホン及びスピーカーからなる群から選択された１の装置であることを特徴とする請求項１２に記載の無線デバイス。
【請求項１４】
前記絶縁性基板上に形成された他のアンテナを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項１５】
前記他のアンテナが、前記アンテナが対応している通信周波数とは異なる通信周波数に対応していることを特徴とする請求項１４に記載の無線デバイス。
【請求項１６】
前記他のアンテナが、ブースターアンテナであることを特徴とする請求項１４に記載の無線デバイス。
【請求項１７】
前記絶縁性基板の厚さが２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項１８】
前記情報処理回路及び前記アンテナを覆うように設けられた保護フィルムを有することを特徴とする請求項１７に記載の無線デバイス。
【請求項１９】
前記アンテナがコイルアンテナであり、このアンテナの最外周を結んだ線で囲まれた領域の面積が１ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項２０】
前記アンテナがダイポールアンテナであり、このアンテナの長さが３ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項２１】
前記絶縁性基板が表示装置の基板であることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項２２】
相互に積層された複数の無線デバイスを有し、この無線デバイスが請求項１乃至２１のいずれか１項に記載された無線デバイスであることを特徴とする無線装置。
【請求項２３】
少なくとも２つの前記無線デバイス間の通信を無線通信によって行うことを特徴とする請求項２２に記載の無線装置。
【請求項２４】
少なくとも３つの前記無線デバイス間の通信を無線通信によって行い、一の対をなす前記無線デバイス間の無線通信は、他の対をなす前記無線デバイス間の無線通信とは異なる通信周波数で行うことを特徴とする請求項２３に記載の無線装置。
【請求項２５】
少なくとも３つの前記無線デバイス間の通信を無線通信によって行い、一の対をなす前記無線デバイス間の無線通信は、他の対をなす前記無線デバイス間の無線通信とは異なる変調方式で行うことを特徴とする請求項２３に記載の無線装置。
【請求項２６】
前記無線デバイス間又は最表層を構成する前記無線デバイスの外側に配置された補強部材を有することを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項２７】
最表層を構成する前記無線デバイスが太陽電池を有することを特徴とする請求項２２乃至２６のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項２８】
絶縁性基板上にＴＦＴ形成プロセスにより信号処理回路を形成する工程と、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路に接続されるアンテナを形成する工程と、を有することを特徴とする無線デバイスの製造方法。
【請求項２９】
前記アンテナを形成する工程は、前記信号処理回路を形成する工程の後、続けて実施されることを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３０】
前記絶縁性基板上にメモリを形成する工程を有することを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３１】
前記絶縁性基板上に表示装置を形成する工程を有することを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３２】
前記絶縁性基板上に電源装置を形成する工程を有することを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３３】
前記絶縁性基板上にセンサーを形成する工程を有することを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３４】
前記絶縁性基板上に機械式入出力装置を形成する工程を有することを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３５】
前記アンテナを形成する工程が、めっきプロセスにより配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項２８乃至３４のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３６】
前記アンテナを形成する工程が、導電性ペーストを印刷することにより配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項２８乃至３４のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３７】
前記絶縁性基板を前記信号処理回路及び前記アンテナが形成されていない側からエッチングして薄型化する工程を有することを特徴とする請求項２８乃至３６のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３８】
前記信号処理回路を形成する工程は、１枚の前記絶縁性基板上に複数の前記信号処理回路を形成する工程であり、前記アンテナを形成する工程は、前記１枚の絶縁性基板上に前記複数の信号処理回路に対応させて複数のアンテナを形成する工程であり、各１個の前記信号処理回路及び前記アンテナからなる組毎に前記絶縁性基板を切り分ける工程を有することを特徴とする請求項２８乃至３７のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３９】
前記アンテナを形成する工程と前記絶縁性基板を切り分ける工程との間に、前記無線デバイスの良否を検査する検査工程を有することを特徴とする請求項３８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項４０】
前記検査工程が、導電材料からなり１個又は相互に離隔して形成された複数個の前記無線デバイスに相当する領域に夫々開口部が形成された導電板の位置を前記絶縁性基板に対して調整し、前記開口部を前記１個又は複数個の無線デバイスに整合する位置に位置させる工程と、前記１個又は複数個の無線デバイスに無線により検査用信号を入出力させて前記１個又は複数個の無線デバイスを検査する工程と、を有することを特徴とする請求項３９に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項４１】
前記１個又は複数個の無線デバイスの検査が終了した後に、前記導電板と前記絶縁性基板とを相互に相対的に移動させて前記開口部を他の１個又は複数個の前記無線デバイスに整合する位置に位置させる工程と、前記他の１個又は複数個の無線デバイスの検査を行う工程と、を有することを特徴とする請求項４０に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項４２】
前記導電板と前記絶縁性基板とを相互に相対的に移動させながら、複数の前記無線デバイスを順次検査することを特徴とする請求項４０に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項４３】
前記絶縁性基板がシート状の基板であり、前記絶縁性基板と前記導電板との間の相対的な移動は、前記絶縁性基板を一のロールから他のロールに送出することによって行うことを特徴とする請求項４１又は４２に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項４４】
無線デバイスを作製する工程と、複数の前記無線デバイスを相互に積層して相互に固定する工程と、を有し、前記無線デバイスを作製する工程は、請求項２８乃至４３のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法により実施されることを特徴とする無線装置の製造方法。
【請求項４５】
前記無線デバイスを固定する工程は、室温硬化型の接着剤により前記複数の無線デバイスを相互に接着する工程であることを特徴とする請求項４４に記載の無線装置の製造方法。
【請求項４６】
前記室温硬化型の接着剤が、紫外線により硬化するＵＶ接着剤又は嫌気性の接着剤であることを特徴とする請求項４５に記載の無線装置の製造方法。
【請求項４７】
前記無線デバイスを固定する工程は、前記複数の無線デバイスを粘着材により相互に接合する工程であることを特徴とする請求項４４に記載の無線装置の製造方法。
【請求項４８】
前記無線デバイスを固定する工程は、前記複数の無線デバイスを着脱可能に固定する工程であることを特徴とする請求項４４に記載の無線装置の製造方法。
【請求項４９】
クリップにより前記複数の無線デバイスを相互に固定することを特徴とする請求項４８に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５０】
ねじにより前記複数の無線デバイスを相互に固定することを特徴とする請求項４８に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５１】
紫外線照射により粘着力を失う粘着材により前記複数の無線デバイスを相互に固定することを特徴とする請求項４８に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５２】
加熱により粘着力を失う粘着材により前記複数の無線デバイスを相互に固定することを特徴とする請求項４８に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５３】
前記無線デバイスを固定する工程において、各前記無線デバイスの反りを相殺するように各前記無線デバイスの表裏を調整して前記複数の無線デバイスを積層することを特徴とする請求項４４乃至５２のいずれか１項に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５４】
前記無線デバイスを作製する工程が、シート状の絶縁性基板上に前記情報処置回路及び前記アンテナを形成する工程と、前記シート状の絶縁性基板をロールに巻き取る工程と、を有し、前記無線デバイスを固定する工程が、前記シート状の絶縁性基板をロールから引き出し、この引き出した部分同士を重ね合わせて相互に固定する工程を有することを特徴とする請求項４４乃至５３のいずれか１項に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５５】
前記無線デバイスを固定する工程が、前記相互に固定されたシート状の絶縁性基板を他のロールに巻き取る工程を有することを特徴とする請求項５４に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５６】
前記無線デバイスを作製する工程が、前記絶縁性基板上に前記信号処置回路及び前記アンテナからなる組を複数形成する工程を有し、前記無線デバイスを固定する工程が、前記相互に固定された絶縁性基板を前記組毎に切り分ける工程を有することを特徴とする請求項４４乃至５５のいずれか１項に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５７】
絶縁性基板上に信号処理回路及びアンテナを備えた無線デバイスが複数個形成された無線デバイスシートに対して、導電材料からなり１個又は相互に離隔して形成された複数個の前記無線デバイスに相当する領域に夫々開口部が形成された導電板の位置を調整し、前記開口部を前記１個又は複数個の無線デバイスに整合する位置に位置させる工程と、前記１個又は複数個の無線デバイスに無線により検査用信号を入出力させて前記１個又は複数個の無線デバイスを検査する工程と、を有することを特徴とする無線デバイスの検査方法。
【請求項５８】
前記１個又は複数個の無線デバイスの検査が終了した後に、前記導電板と前記無線デバイスシートとを相互に相対的に移動させて前記開口部を他の１個又は複数個の前記無線デバイスに整合する位置に位置させる工程と、前記他の１個又は複数個の無線デバイスの検査を行う工程と、を有することを特徴とする請求項５７に記載の無線デバイスの検査方法。
【請求項５９】
前記導電板と前記無線デバイスシートとを相互に相対的に移動させて複数の前記無線デバイスを順次検査することを特徴とする請求項５７に記載の無線デバイスの検査方法。
【請求項６０】
前記無線デバイスシートと前記導電板との間の相対的な移動は、前記無線デバイスシートを一のロールから他のロールに送出することによって行うことを特徴とする請求項５８又は５９に記載の無線デバイスの検査方法。
【請求項６１】
絶縁性基板上に信号処理回路及びアンテナを備えた無線デバイスが複数個形成された無線デバイスシートを構成する各前記無線デバイスを検査する検査装置において、導電材料からなり１個又は相互に離隔して形成された複数個の前記無線デバイスに相当する領域に夫々開口部が形成されており、この開口部が検査対象となる前記１個又は複数個の無線デバイスに整合する位置に位置される導電板と、前記無線デバイスに対して無線により検査用信号を入出力させるリーダ／ライタと、を有することを特徴とする無線デバイスの検査装置。
【請求項１】
絶縁性基板と、この絶縁性基板上に形成された信号処理回路と、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路と一体的に形成され前記信号処理回路に接続された無線通信用のアンテナと、を有することを特徴とする無線デバイス。
【請求項２】
前記絶縁性基板がガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載の無線デバイス。
【請求項３】
前記絶縁性基板がプラスチック基板であることを特徴とする請求項１に記載の無線デバイス。
【請求項４】
前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成されたメモリを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項５】
前記メモリがＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭ、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭからなる群から選択された１のメモリであることを特徴とする請求項４に記載の無線デバイス。
【請求項６】
前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成された表示装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項７】
前記表示装置が液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置及び無機ＥＬ表示装置からなる群から選択された１の表示装置であることを特徴とする請求項６に記載の無線デバイス。
【請求項８】
前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成された電源装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項９】
前記電源装置が太陽電池又はリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項８に記載の無線デバイス。
【請求項１０】
前記絶縁性基板上に前記信号処理回路及び前記アンテナと一体的に形成されたセンサーを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項１１】
前記センサーが圧力センサー、加速度センサー、温度センサー、湿度センサー、においセンサー及び指紋センサーからなる群から選択された１のセンサーであることを特徴とする請求項１０に記載の無線デバイス。
【請求項１２】
前記絶縁性基板上に形成された機械式入出力装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項１３】
前記機械式入出力装置がディップスイッチ、タッチパネル、マイクロホン及びスピーカーからなる群から選択された１の装置であることを特徴とする請求項１２に記載の無線デバイス。
【請求項１４】
前記絶縁性基板上に形成された他のアンテナを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項１５】
前記他のアンテナが、前記アンテナが対応している通信周波数とは異なる通信周波数に対応していることを特徴とする請求項１４に記載の無線デバイス。
【請求項１６】
前記他のアンテナが、ブースターアンテナであることを特徴とする請求項１４に記載の無線デバイス。
【請求項１７】
前記絶縁性基板の厚さが２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項１８】
前記情報処理回路及び前記アンテナを覆うように設けられた保護フィルムを有することを特徴とする請求項１７に記載の無線デバイス。
【請求項１９】
前記アンテナがコイルアンテナであり、このアンテナの最外周を結んだ線で囲まれた領域の面積が１ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項２０】
前記アンテナがダイポールアンテナであり、このアンテナの長さが３ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項２１】
前記絶縁性基板が表示装置の基板であることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の無線デバイス。
【請求項２２】
相互に積層された複数の無線デバイスを有し、この無線デバイスが請求項１乃至２１のいずれか１項に記載された無線デバイスであることを特徴とする無線装置。
【請求項２３】
少なくとも２つの前記無線デバイス間の通信を無線通信によって行うことを特徴とする請求項２２に記載の無線装置。
【請求項２４】
少なくとも３つの前記無線デバイス間の通信を無線通信によって行い、一の対をなす前記無線デバイス間の無線通信は、他の対をなす前記無線デバイス間の無線通信とは異なる通信周波数で行うことを特徴とする請求項２３に記載の無線装置。
【請求項２５】
少なくとも３つの前記無線デバイス間の通信を無線通信によって行い、一の対をなす前記無線デバイス間の無線通信は、他の対をなす前記無線デバイス間の無線通信とは異なる変調方式で行うことを特徴とする請求項２３に記載の無線装置。
【請求項２６】
前記無線デバイス間又は最表層を構成する前記無線デバイスの外側に配置された補強部材を有することを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項２７】
最表層を構成する前記無線デバイスが太陽電池を有することを特徴とする請求項２２乃至２６のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項２８】
絶縁性基板上にＴＦＴ形成プロセスにより信号処理回路を形成する工程と、前記絶縁性基板上に前記信号処理回路に接続されるアンテナを形成する工程と、を有することを特徴とする無線デバイスの製造方法。
【請求項２９】
前記アンテナを形成する工程は、前記信号処理回路を形成する工程の後、続けて実施されることを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３０】
前記絶縁性基板上にメモリを形成する工程を有することを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３１】
前記絶縁性基板上に表示装置を形成する工程を有することを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３２】
前記絶縁性基板上に電源装置を形成する工程を有することを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３３】
前記絶縁性基板上にセンサーを形成する工程を有することを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３４】
前記絶縁性基板上に機械式入出力装置を形成する工程を有することを特徴とする請求項２８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３５】
前記アンテナを形成する工程が、めっきプロセスにより配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項２８乃至３４のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３６】
前記アンテナを形成する工程が、導電性ペーストを印刷することにより配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項２８乃至３４のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３７】
前記絶縁性基板を前記信号処理回路及び前記アンテナが形成されていない側からエッチングして薄型化する工程を有することを特徴とする請求項２８乃至３６のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３８】
前記信号処理回路を形成する工程は、１枚の前記絶縁性基板上に複数の前記信号処理回路を形成する工程であり、前記アンテナを形成する工程は、前記１枚の絶縁性基板上に前記複数の信号処理回路に対応させて複数のアンテナを形成する工程であり、各１個の前記信号処理回路及び前記アンテナからなる組毎に前記絶縁性基板を切り分ける工程を有することを特徴とする請求項２８乃至３７のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項３９】
前記アンテナを形成する工程と前記絶縁性基板を切り分ける工程との間に、前記無線デバイスの良否を検査する検査工程を有することを特徴とする請求項３８に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項４０】
前記検査工程が、導電材料からなり１個又は相互に離隔して形成された複数個の前記無線デバイスに相当する領域に夫々開口部が形成された導電板の位置を前記絶縁性基板に対して調整し、前記開口部を前記１個又は複数個の無線デバイスに整合する位置に位置させる工程と、前記１個又は複数個の無線デバイスに無線により検査用信号を入出力させて前記１個又は複数個の無線デバイスを検査する工程と、を有することを特徴とする請求項３９に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項４１】
前記１個又は複数個の無線デバイスの検査が終了した後に、前記導電板と前記絶縁性基板とを相互に相対的に移動させて前記開口部を他の１個又は複数個の前記無線デバイスに整合する位置に位置させる工程と、前記他の１個又は複数個の無線デバイスの検査を行う工程と、を有することを特徴とする請求項４０に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項４２】
前記導電板と前記絶縁性基板とを相互に相対的に移動させながら、複数の前記無線デバイスを順次検査することを特徴とする請求項４０に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項４３】
前記絶縁性基板がシート状の基板であり、前記絶縁性基板と前記導電板との間の相対的な移動は、前記絶縁性基板を一のロールから他のロールに送出することによって行うことを特徴とする請求項４１又は４２に記載の無線デバイスの製造方法。
【請求項４４】
無線デバイスを作製する工程と、複数の前記無線デバイスを相互に積層して相互に固定する工程と、を有し、前記無線デバイスを作製する工程は、請求項２８乃至４３のいずれか１項に記載の無線デバイスの製造方法により実施されることを特徴とする無線装置の製造方法。
【請求項４５】
前記無線デバイスを固定する工程は、室温硬化型の接着剤により前記複数の無線デバイスを相互に接着する工程であることを特徴とする請求項４４に記載の無線装置の製造方法。
【請求項４６】
前記室温硬化型の接着剤が、紫外線により硬化するＵＶ接着剤又は嫌気性の接着剤であることを特徴とする請求項４５に記載の無線装置の製造方法。
【請求項４７】
前記無線デバイスを固定する工程は、前記複数の無線デバイスを粘着材により相互に接合する工程であることを特徴とする請求項４４に記載の無線装置の製造方法。
【請求項４８】
前記無線デバイスを固定する工程は、前記複数の無線デバイスを着脱可能に固定する工程であることを特徴とする請求項４４に記載の無線装置の製造方法。
【請求項４９】
クリップにより前記複数の無線デバイスを相互に固定することを特徴とする請求項４８に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５０】
ねじにより前記複数の無線デバイスを相互に固定することを特徴とする請求項４８に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５１】
紫外線照射により粘着力を失う粘着材により前記複数の無線デバイスを相互に固定することを特徴とする請求項４８に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５２】
加熱により粘着力を失う粘着材により前記複数の無線デバイスを相互に固定することを特徴とする請求項４８に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５３】
前記無線デバイスを固定する工程において、各前記無線デバイスの反りを相殺するように各前記無線デバイスの表裏を調整して前記複数の無線デバイスを積層することを特徴とする請求項４４乃至５２のいずれか１項に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５４】
前記無線デバイスを作製する工程が、シート状の絶縁性基板上に前記情報処置回路及び前記アンテナを形成する工程と、前記シート状の絶縁性基板をロールに巻き取る工程と、を有し、前記無線デバイスを固定する工程が、前記シート状の絶縁性基板をロールから引き出し、この引き出した部分同士を重ね合わせて相互に固定する工程を有することを特徴とする請求項４４乃至５３のいずれか１項に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５５】
前記無線デバイスを固定する工程が、前記相互に固定されたシート状の絶縁性基板を他のロールに巻き取る工程を有することを特徴とする請求項５４に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５６】
前記無線デバイスを作製する工程が、前記絶縁性基板上に前記信号処置回路及び前記アンテナからなる組を複数形成する工程を有し、前記無線デバイスを固定する工程が、前記相互に固定された絶縁性基板を前記組毎に切り分ける工程を有することを特徴とする請求項４４乃至５５のいずれか１項に記載の無線装置の製造方法。
【請求項５７】
絶縁性基板上に信号処理回路及びアンテナを備えた無線デバイスが複数個形成された無線デバイスシートに対して、導電材料からなり１個又は相互に離隔して形成された複数個の前記無線デバイスに相当する領域に夫々開口部が形成された導電板の位置を調整し、前記開口部を前記１個又は複数個の無線デバイスに整合する位置に位置させる工程と、前記１個又は複数個の無線デバイスに無線により検査用信号を入出力させて前記１個又は複数個の無線デバイスを検査する工程と、を有することを特徴とする無線デバイスの検査方法。
【請求項５８】
前記１個又は複数個の無線デバイスの検査が終了した後に、前記導電板と前記無線デバイスシートとを相互に相対的に移動させて前記開口部を他の１個又は複数個の前記無線デバイスに整合する位置に位置させる工程と、前記他の１個又は複数個の無線デバイスの検査を行う工程と、を有することを特徴とする請求項５７に記載の無線デバイスの検査方法。
【請求項５９】
前記導電板と前記無線デバイスシートとを相互に相対的に移動させて複数の前記無線デバイスを順次検査することを特徴とする請求項５７に記載の無線デバイスの検査方法。
【請求項６０】
前記無線デバイスシートと前記導電板との間の相対的な移動は、前記無線デバイスシートを一のロールから他のロールに送出することによって行うことを特徴とする請求項５８又は５９に記載の無線デバイスの検査方法。
【請求項６１】
絶縁性基板上に信号処理回路及びアンテナを備えた無線デバイスが複数個形成された無線デバイスシートを構成する各前記無線デバイスを検査する検査装置において、導電材料からなり１個又は相互に離隔して形成された複数個の前記無線デバイスに相当する領域に夫々開口部が形成されており、この開口部が検査対象となる前記１個又は複数個の無線デバイスに整合する位置に位置される導電板と、前記無線デバイスに対して無線により検査用信号を入出力させるリーダ／ライタと、を有することを特徴とする無線デバイスの検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
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【図９】
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【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００６−２４０８７（Ｐ２００６−２４０８７Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０３０４７（Ｐ２００４−２０３０４７）
【出願日】平成１６年７月９日（２００４．７．９）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月９日（２００４．７．９）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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