CN101636750B - 电子装置、安装有电子装置的电子设备、安装有电子装置的物品、电子装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够降低施加至电路芯片的弯曲应力且能够避免导体图案的断线的电子装置，该电子装置具有：基底(11)；导体图案(12)，其布线形成在基底上；电路芯片(13)，其与导体图案(12)电连接；加强体(16)，其在基底(11)上以包围电路芯片(13)的方式配置，具有环状的外形，具有沿着基底(11)的厚度方向延伸的多个支柱(16b)分散在规定的基体材料(16a)中而成的内部结构；封装体(15a)，其填埋加强体(16)内侧并覆盖电路芯片(13)上部，从而将电路芯片(13)封装在基底(11)上。

Description

电子装置、安装有电子装置的电子设备、安装有电子装置的物品、电子装置的制造方法
技术领域
本发明涉及电子装置、安装有电子装置的电子设备、安装有电子装置的物品、电子装置的制造方法。 
背景技术
以往，在印刷布线基板等基底(base)上安装电路芯片而成的电子装置广为熟知。这样的电子装置用于如内置于电子设备以对该电子设备进行控制或者作为单体与外部设备进行信息交换等的用途上。作为电子装置的一个例子，熟知的有以读写器为代表的外部设备以及利用电波非接触地进行信息交换的各种RFID(Radio Frequency IDentification：射频识别)标签。作为该RFID标签的一种，已经提出了具有如下结构的标签，即在由塑料或纸等构成的基片上安装有电波通信用导体图案和IC芯片的结构(例如，参照JP特开2001-156110号公报)。关于这样类型的RFID标签，可想到如下的利用形态，即，贴附于物品等上，与外部设备交换与该物品相关的信息，从而对物品进行识别等。 
图1是表示现有技术中的RFID标签的一个例子的示意性剖面图。 
其中所示的RFID标签90具有如下结构：在例如由PET薄膜等构成的可折弯的基底91上形成有由导体图案构成的天线92，并在其上安装有电路芯片93。在该电路芯片93中，设置有用于与外部器械通过天线92传递信息的电路。形成在该电路芯片93下面的连接端子93a通过锡焊等与天线92电连接在一起，该电路芯片93进而通过粘接剂94被固定在基底91上。而且，在RFID标签90的基底91上，设置有覆盖电路芯片93的灌封材料(pottingmaterial)95以及以包围电路芯片93的方式配置的环状加强体96。进而，由基底91、天线92、电路芯片93、灌封材料95以及加强体96组合而成的标签主体全部被包覆材料97覆盖。在灌封材料95中，用于填埋环状加强体96内侧的内侧部分95a覆盖电路芯片93的上部，将电路芯片93封装在基底91上。 
RFID标签90被利用时例如装戴在衣服等柔软材质的物品上，所以会受到强的外力。在RFID标签90中的电路芯片93的周边设置有灌封材料95以及加强体96，所以电路芯片93得到保护。因此，即使在基底91的厚度方向上受到压力，也能够防止电路芯片93自身的破裂及剥落。 
发明内容
然而，在RFID标签90中，若要给加强体96赋予强度以强化对电路芯片93的保护，则加强体96周边的部分有可能会被毁坏。例如，若基底91受到弯曲应力，则应力会集中在天线92上的从加强体96露出的部分(图1中以虚线圆所示部分)，可能会导致天线92断线。 
并且，加强体96周边部分破坏所引起的这样的问题并不仅限于RFID标签，这种问题是在具有柔软性的基底上安装有电路芯片的电子装置的通病。 
本发明是借鉴上述情况而提出的，其目的在于，提供一种能够降低向电路芯片施加的弯曲应力且也能够避免导体图案的断线的电子装置、安装有该电子装置的电子设备、安装有该电子装置的物品、电子装置的制造方法。 
能够达到上述目的的本发明的电子装置的特征在于，具有：基底；导体图案，其布线形成在所述基底上；电路芯片，其与所述导体图案电连接；加强体，其在所述基底上以包围所述电路芯片的方式配置，具有环状的外形，而且具有沿着上述基底的厚度方向延伸的多个支柱分散在基体材料中而成的内部结构；封装体，其填埋所述加强体的内侧并覆盖所述电路芯片上部，从而将该电路芯片封装在所述基底上。 
在本发明的电子装置中，因为封装体具有填埋环状加强体内侧并覆盖电路芯片上部从而将电路芯片封装在上述基底上的结构，所以即使基底被折弯，应力也不会施加在电路芯片上，因此能够防止电路芯片的破裂及剥落。进而，在本发明的电子装置中，因为以包围电路芯片的方式配置的加强体具有沿着上述基底的厚度方向延伸的多个支柱分散在基体材料中而成的内部结构，所以在基底的厚度方向上受到的力所引起的变形得以抑制，从而能够保护电路芯片，另一方面，对于使基底弯曲的力能够作出柔软的变形，因此能够使导体图案的断线得到抑制。 
其中，在上述本发明的电子装置中，优选地，上述基体材料由弹性体构 成，支柱由金属材料构成。 
由于沿着基底的厚度方向延伸的支柱由金属材料构成，所以克服在基底的厚度方向上受到的力的刚性得以强化，另一方面，对于使基底弯曲的力可作出柔软的变形。 
而且，上述本发明的上述电子装置可以是一种RFID标签，该RFID标签使上述导体图案发挥通信用天线的功能，并使上述电路芯片通过导体图案进行无线通信。 
因为以安装于商品或卡片上的状态被使用的RFID标签被折弯的情况很多，所以本发明的电子装置适合于RFID标签。 
而且，能够达到上述目的的本发明的电子设备是一种具有电子装置、安装有该电子装置且借助该电子装置的动作来驱动的设备主体部的电子设备，其特征在于，所述电子装置具有：基底；导体图案，其布线形成在所述基底上；电路芯片，其与所述导体图案电连接；加强体，其在所述基底上以包围所述电路芯片的方式配置，具有环状的外形，而且具有沿着上述基底的厚度方向延伸的多个支柱分散在基体材料中而成的内部结构；封装体，其填埋所述加强体的内侧并覆盖所述电路芯片上部，从而将该电路芯片封装在所述基底上。 
在本发明的电子设备中，例如，即使电子设备自身发生折弯，或者在修理或检查时电子装置被折弯，都能够抑制导体图案的断线，所以能够提高电子设备的可靠性。 
而且，安装有能够达到上述目的的本发明的电子装置的物品是一种由电子装置和安装有该电子装置的被安装物品构成的物品，其特征在于，所述电子装置具有：基底；导体图案，其布线形成在所述基底上；电路芯片，其与所述导体图案电连接；加强体，其在所述基底上以包围所述电路芯片的方式配置，具有环状的外形，而且具有沿着上述基底的厚度方向延伸的多个支柱分散在规定的基体材料中而成的内部结构；封装体，其填埋所述加强体的内侧并覆盖所述电路芯片上部，从而将该电路芯片封装在所述基底上。 
虽然例如安装有RFID标签等电子装置的物品会同电子装置一起被折弯，但是在这种情况下，仍然也能够抑制电路芯片的破裂及剥落以及导体图案的断线。 
此外，能够达到上述目的的本发明的电子装置的制造方法的特征在于，包括：连接工序，将电路芯片与布线形成有导体图案的基底上的该导体图案相连接；粘接剂涂敷工序，涂敷粘接剂以覆盖所述电路芯片上部；加强体配置工序，将加强体以包围所述电路芯片的方式配置在所述基底上，使粘接剂处于填埋该加强体的至少内侧的状态，所述加强体的基体材料具有环状的外形，所述加强体具有沿着所述基底的厚度方向延伸的多个支柱分散在基体材料中而成的内部结构；固化工序，使所述粘接剂固化，从而由该粘接剂将所述电路芯片封装在所述基底上，并将所述加强体固定在该基底上。 
在本发明的电子装置的制造方法中，将沿着基底的厚度方向延伸的多个支柱分散而成的加强体以包围电路芯片的方式配置在上述基底上，并使处于填埋加强体的内侧的状态的粘接剂固化，从而能够制造出相对在基底的厚度方向上受到的力具有刚性且对使基底弯曲的力可作出柔软的变形的电子装置。 
如上所说明，根据本发明，能够在避免弯曲应力向电路芯片集中的同时，也能否避免向导体图案的应力集中。 
附图说明
图1是表示现有技术中的RFID标签的一个例子的示意性剖面图。 
图2是表示本发明一实施方式的RFID标签的剖面图。 
图3是表示本发明一实施方式的RFID标签的俯视图。 
图4是用于说明图2以及图3所示的RFID标签的制造方法的图。 
图5是用于说明图4所示加强体的制造方法的图。 
图6是用于说明装戴有RFID标签的衣服的制造方法的图。 
图7是表示本发明一实施方式的印刷电路基板装置和安装有该印刷电路基板装置的台式计算器的概略图。 
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。 
图2和图3分别是表示本发明的电子装置的一实施方式的RFID标签的剖面图和俯视图。并且，在图2的剖面图中，为易于看懂结构，与图3的俯视图相比放大示出了RFID标签的中央部分。 
该图2及图3所示RFID标签10与图1所示的RFID标签90相比，除了加强体的结构不同之外，其他与图1所示的RFID标签90相同。即，在可挠性的基底11上形成有天线12且安装有电路芯片13，而且用粘接剂14来固定该电路芯片13。而且，在基底11上，设置有覆盖电路芯片13上部的灌封材料15和以包围电路芯片13的方式配置的环状加强体16。进而，由基底11、天线12、电路芯片13、灌封材料15以及加强体16组合而成的装置全部被包覆材料17覆盖。并且，在图3的俯视图中，为易于看懂内部结构，省略了包覆材料17的图示。 
加强体16的外形呈圆环状，具有沿着基底11的厚度方向延伸的多个支柱16b分散在基体材料16a中而成的内部结构。基体材料16a由橡胶等弹性体构成，支柱16b由金属材料构成且呈针状，在厚度方向上贯穿基体材料16a而延伸。 
灌封材料15被划分为用于填埋加强体16内侧的内侧部15a和从外侧包围加强体16的外侧部15b。在灌封材料15中，用于填埋加强体16内侧的内侧部15a覆盖电路芯片13上部，将电路芯片13封装在基底11上。 
在此，天线12相当于本发明中所述的导体图案的一个例子，灌封材料15的内侧部15a相当于本发明所述的封装体的一个例子。 
在该RFID标签10中，以包围电路芯片的方式配置的加强体16具有沿着基底11厚度方向上延伸的多个支柱16b分散在基体材料16a中而成的内部结构。因此，加强体16在基底11的厚度方向上即支柱的延伸方向上受到的力所引起的变形得以抑制，从而能够保护电路芯片13，另一方面，针对使基底11弯曲的力能够作出柔软的变形，所以向天线12上的从加强体16露出的部分的应力集中得以抑制，从而能够防止天线12的断线。另外，在该RFID标签10中，被加强体16包围的电路芯片13的上部被用于填埋加强体16内部的灌封材料15的内侧部15a所覆盖，所以电路芯片13共同被该内侧部15a与基底11封装。因此，也能够防止向电路芯片13的应力集中，从而也能够防止电路芯片13的破裂及剥落等。 
接下来，说明RFID标签的制造方法。 
图4是用于说明图2以及图3所示RFID标签的制造方法的图。 
从图4(a)部分到(e)部分，依次表示制造RFID标签的各工序。 
为获得RFID标签10，首先，在图4的(a)部分所示的连接工序中，在布线形成有天线12的基底11的天线12上连接电路芯片13。 
其次，在图4的(b)部分所示的粘接剂涂敷工序中，涂敷由热固化树脂构成的液状的灌封材料15p以覆盖电路芯片13的上部。将灌封材料15p也涂敷在电路芯片13周边。 
接着，在图4的(c)部分及(d)部分所示的加强体配置工序中，将加强体16对位安装在基底11上，使加强体16包围电路芯片13。 
在此，暂且参照图5对加强体16的制造方法进行说明。 
图5是用于说明图4所示加强体的制造方法的图。 
为了制造加强体，首先，如图5的(a)部分所示，在同一方向上配置多根金属制的细长的棒，并利用有弹性体构成的基体材料将这些棒结合成圆柱状。接着，如图5的(b)部分所示，在结合成圆柱状后将其切成圆盘状。然后，如图5(c)部分所示，将所切成的圆盘状的中央开孔，得到多根支柱16b分散在基体材料16a中而成的加强体16。 
参照图4继续进行说明。如图4(c)部分及(d)部分所示，若以沉入灌封材料15p中的方式配置加强体16，则灌封材料15p被划分为加强体16的内侧和加强体16的外侧的两个区域。之后，如(d)部分所示，加热固化灌封材料15p。由此，在加强体16的内侧形成了内侧部15a。 
接着，在图4的(e)部分所示的包覆工序中，通过包覆材料17从上下表面两侧覆盖基底11。通过加热及加压来使包覆材料17粘合。包覆工序结束，就可得到图2所示的RFID标签10。 
接下来，作为如上所述的RFID标签的应用例，对本发明的装戴有RFID标签10的衣服进行说明，该衣服是安装有电子装置的物品的一实施方式。 
图6是用于说明装戴有RFID标签的衣服的制造方法的图。 
例如，如图6所示，通过粘贴等将图2以及图3所示的RFID标签10装戴在衣服5的标签5a上。然后，在装戴在衣服5上的RFID标签10中存储表示衣服5的属性的信息。例如，通过无线通信将JAN代码(Japanese ArticleNumber：日本商品代码)等衣服5的属性信息从信息写入装置6发送至RFID标签10，以此将该属性信息存储在电路芯片13(参照图2)中。 
在上述实施方式中，作为电子装置举例说明了RFID标签，但是本发明的电子装置并不仅限于RFID标签，例如也可以适用于在可挠性的基底上安装有电路芯片的印刷电路基板装置。 
图7是表示本发明的一实施方式的印刷电路基板装置和安装有该印刷电路基板装置的台式计算器的概略图。 
图7所示的台式计算器7具有计算器主体部71和安装在计算器主体部71中的印刷电路基板装置75。印刷电路基板装置75具有与图2以及3所示RFID标签10相同的结构。即，具有如下结构：在作为基底的软性印刷电路77(FPC77)上安装有电路芯片76，另外，虽然省略了图示，但是在FPC77上以包围电路芯片的方式配置有加强体，该加强体是沿着基底的厚度方向延伸的多个支柱分散在基体材料中而成的，进而，封装体填埋加强体的内侧并覆盖电路芯片上部，从而将电路芯片76封装在FPC77上。但是，印刷电路基板装置75的电路芯片与图2所示的RFID标签10的不同点为：具有对计算器主体部71的控制功能；在FPC77上布线形成有在电路芯片76和计算器主体部71之间传递信号的布线图案以取代天线。计算器主体部71具有用于进行各种显示的显示部71a以及操作键71b，借助电路芯片76的动作来驱动。 在安装有印刷电路基板装置75的台式计算器7中，即使计算器主体部71被弯曲，也能够防止印刷电路基板装置75上的布线图案的断线。 
并且，虽然在此对台式计算器7的计算器主体部71被弯曲的情况进行了说明，但是本发明并不仅限于此，例如也可以适用于在具有硬盒的设备主体部中以弯曲状态安装有电子装置的电子设备，或者为了修理或保养从设备主体部取出电子装置时电子装置容易弯曲的电子设备。而且，本发明并不仅限于台式计算器，也可以适用于安装有电子装置的移动电话等各种电子设备，上述电子装置是指，在可挠性的基底上安装了电路芯片的电子装置。 
而且，虽然在上述实施方式中举例说明了具有包覆材料，但是本发明的电子装置并不仅限于于此，也可以不设置包覆材料。 
另外，在上述实施方式中，虽然举例说明了将弹性体作为加强体的基体材料的情形，但是本发明的电子装置并不仅限于此，基体材料例如也可以采用丙烯酸(PMAA)、聚缩醛(POM)、聚苯硫醚(PPS)、聚丙烯(PP)、ABS树脂(ABS)、聚氯乙烯(PVC)等树脂。 

Claims (5)

1.一种电子装置，其特征在于，具有：
基底；
导体图案，其布线形成在所述基底上；
电路芯片，其与所述导体图案电连接；
加强体，其在所述基底上以包围所述电路芯片的方式配置，具有环状的外形，而且具有沿着上述基底的厚度方向延伸的多个支柱分散在基体材料中而成的内部结构；
封装体，其填埋所述加强体的内侧并覆盖所述电路芯片上部，从而将该电路芯片封装在所述基底上。
2.如权利要求1所记载的电子装置，其特征在于，
所述基体材料由弹性体构成，
支柱由金属材料构成。
3.如权利要求1所记载的电子装置，其特征在于，所述电子装置是一种RFID标签，所述RFID标签使所述导体图案发挥通信用天线的功能，使所述电路芯片通过该导体图案进行无线通信。
4.一种电子设备，具有电子装置、安装有该电子装置且借助该电子装置的动作来驱动的设备主体部，其特征在于，所述电子装置具有：
基底；
导体图案，其布线形成在所述基底上；
电路芯片，其与所述导体图案电连接；
加强体，其在所述基底上以包围所述电路芯片的方式配置，具有环状的外形，而且具有沿着上述基底的厚度方向延伸的多个支柱分散在基体材料中而成的内部结构；
封装体，其填埋所述加强体的内侧并覆盖所述电路芯片上部，从而将该电路芯片封装在所述基底上。
5.一种电子装置的制造方法，其特征在于，包括：
连接工序，将电路芯片与布线形成有导体图案的基底上的该导体图案相连接；
粘接剂涂敷工序，涂敷粘接剂以覆盖所述电路芯片上部；
加强体配置工序，将加强体以包围所述电路芯片的方式配置在所述基底上，使粘接剂处于填埋该加强体的至少内侧的状态，所述加强体的基体材料具有环状的外形，所述加强体具有沿着所述基底的厚度方向延伸的多个支柱分散在基体材料中而成的内部结构；
固化工序，使所述粘接剂固化，从而由该粘接剂将所述电路芯片封装在所述基底上，并将所述加强体固定在该基底上。
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