0.4mm角RFIDチップ「ミューチップ」の設計技術　――回路，アンテナ，実装，セキュリティ技術を組み合わせる

4　ミューチップのアンテナ接続技術

　最後に，本RFIDチップとアンテナの接続を効率化するためのくふうについて紹介する．

●チップの両面に電極を設けてアンテナと接続

　従来のRFID向けの半導体チップでは，チップの表面から2端子の電極を引き出し，ワイヤ・ボンディング接続やバンプ接続などの方法でアンテナと接続することが多かった．しかし，本RFIDチップのようにチップ・サイズが小さくなると，チップ表面の面積も小さくなる．また，表面の端子間隔も相対的に狭くなる．そのため，チップとアンテナの接続が難しくなる．さらに，接続面積が小さくなるため，接続の信頼性も低下する．接続の信頼性は，RFIDチップを利用する応用システム全体の信頼性をも左右する重要な要素である．このため，チップ・サイズに制約が生じるおそれもある．

　小さなチップを取り扱う場合には，実装をいかに効率的に行うかという課題もある．さまざまな技術やアイデアが出てきてはいるものの，従来型の端子配置では実装の効率化に限界がある．

　そこで，筆者らが考案したのが「両面電極チップ」である^6）．これはチップの表面
に1端子，裏面に1端子の電極を持つチップである．この構造は，半導体チップの基板（サブストレート）電位がアンテナ電極として意味を持つように回路を設計することで実現できる．この構造にすると，かりにチップの上下が逆にアンテナと接続されても，チップの動作には影響を与えない．

　両面電極チップには，電極の面積を大きくとれるという利点がある．また，電極が面に一つしかないので，チップが回転したり，上下反転しても電気的に問題がない．すなわち，多数のチップを砂粒のように扱って，同時に配列し，アンテナに接続するという方法を採ることもできるのである．

参考・引用＊文献
 （1） D．Friman，H．Heinrich，and D．W．Duan，"A Low-Power CMOS Integrated Circuit for Field-Powered Radio Frequency Identification Tags"，ISSCC Digest of Technical Papers，pp.294-295，1997．
 （2） S．Tanaka，T．Ishifuji，T．Saito，M．Shida，and K．Nagai，"A Coding Scheme for Field-Powered RF IC Tag Systems"，Symposium on VLSI Circuits Digest of Technical Papers，pp.230-231，1998．
 （3） U．Kaiser and W．Steinhagen，"A Low-Power Transponder IC for High-Performance Identification Systems"，IEEE Journal of Solid-State Circuits，vol.30，no.3，pp.306-310，1995．
 （4） K．Takaragi，M．Usami，R．Imura，R．Itsuki，and T．Satoh，"An Ultra Small Individual Recognition Security Chip"，IEEE micro，vol.21， no.6，pp.43-49，2001．
 （5） M．Usami，"Thin Silicon Chips and ACF Connection Technology for Contactless IC Cards"，Proceedings
of IMAPS 32　International Symposium on Microelectronics，pp.309-312，1999．
 （6） M．Usami，A．Sato，K．Sameshima，K．Watanabe，H．Yoshigz and R．Imura，"Powder LSI：An Ultra RF Identification Chip for Individual Recongnition Applications"，ISSCC Digest of Technical Papers，pp.398-399，2003．

うさみ・みつお
（株）日立製作所 中央研究所

◆筆者プロフィール◆
宇佐美光雄．日立製作所 中央研究所，知能システム研究部に勤務．約15年間，主として超大型計算機用超高速論理LSIの回路設計に従事．薄型半導体チップの応用に基づき，非接触ICカードやICタグのハードウェアの研究を進めている．