JP2000285213A

JP2000285213A - 非接触式ｉｃタグ

Info

Publication number: JP2000285213A
Application number: JP11092265A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Maeda; 和幸前田; Masato Fukagaya; 正人深萱; Masayoshi Sakamoto; 雅義坂本
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】封止樹脂の流れをよくすることにより動作不良
の原因を取り除き、製品の製造歩留まりがよく、信頼性
の高い非接触式ＩＣタグを提供する。【解決手段】予め成形された下部シート１に、送受信ア
ンテナコイル２やＩＣチップ３を載せる基板４を、これ
らのワークを嵌合させる溝を設けずに載置し、この載置
している位置における当該下部シート１の厚みが、下部
シート１の周りの部分の厚みよりも厚くなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナコイルを
内蔵した近接型非接触式ＩＣタグに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アンテナコイルとＩＣチップ
とから構成される近接型非接触式ＩＣタグ（以下単に
「ＩＣタグ」という）とリーダ・ライタとの間で情報の
やり取りを行うＩＣタグシステムが種々提案されてい
る。このようなＩＣタグシステムは、地下鉄等の交通機
関の定期乗車券、高速道路の自動料金徴収システム、テ
レホンカード、等のシステムや工場における製品管理シ
ステム、流通業界における商品管理システム、さらには
パチンコプリペイドカード等にもその利用が検討され、
一部すでに実用化されている。

【０００３】すでに提案されているＩＣタグの概略断面
構造を図１１(a)に示す（特開平８−２１６５７６号公
報、特開平１０−１９３８５０号公報等参照）。図中、
２１はＩＣチップ、２２はＩＣチップ２１を固定するプ
リント配線板、２３はアンテナコイルパターン、２４は
ＩＣチップとアンテナコイルとを結ぶワイヤ配線、２５
はＩＣチップをプリント配線板ごと保持する下部シー
ト、２６は射出成形の結果形成された封止樹脂を示す。

【０００４】上記構造のＩＣタグの下部シート２５は、
プリント配線板２２やアンテナコイル２３（以下これら
を総称して「ワーク」という）を位置決めして載置する
ために、ワークの厚み分だけ掘り下げた溝部２７を有し
ていて、この溝部２７に、ワークを載せた状態で封止を
行っている。これにより、成形時の樹脂の成形圧力に起
因する下部シート２５からのワークの剥離等の不具合発
生を抑制することができる、とされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、射出成形さ
れた封止樹脂は溝部２７の中に回り込まずに、溝部２７
が空気溜まりとなることがある。その場合、成形後の熱
履歴によって、内部に溜まった空気の圧力が上がり、成
形された樹脂のクリープ変形が起こり、部分的に膨らむ
場合がある。この膨らみがワークに曲げとして作用する
場合、ＩＣチップの割れやアンテナコイルの断線を引き
起こし、動作不良の原因となってしまう。

【０００６】そこで、ワークの表裏面に突起を設け、こ
のワークを成形金型内に装着し、樹脂を注入して成形す
る方法が提案されている（特開平８−３００８６０号公
報）。しかし、この方法では、ワークの位置が固定でき
ないため、射出成形による樹脂の流れにより、ＩＣチッ
プとアンテナコイルとの間に過大な応力が加わり、断線
することがある。

【０００７】そこで、本発明は、封止樹脂の流れをよく
することにより動作不良の原因を取り除き、製品の製造
歩留まりがよく、信頼性の高い非接触式ＩＣタグを提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のＩＣタグは、予
め成形された下部シートに、ワークを嵌合させる溝がな
く、ワークを載置している位置における当該下部シート
の厚みが、下部シートの周りの部分の厚みと同じか、あ
るいは下部シートの周りの部分の厚みよりも厚くなって
いるものである（請求項１）。

【０００９】前記ＩＣタグによれば、下部シートには、
封止時に、封止樹脂の流れをせき止めるような溝や縁が
ない。このため、封止樹脂の流れがよくなり、従来のよ
うに、空気が抜けきらず、内部に気泡が残留する、とい
うことがない。したがって、残留気泡による応力の集中
がなくなり、ワークに曲げや損傷を与えることがない。

【００１０】前記下部シートには、ワークを位置決めす
るピンが３個以上設けられ、これらのピンによりワーク
を位置決めしていることが好ましい（請求項２）。ワー
クの位置が狂うと、成形後に基板やコイルが露出する可
能性がある。これを防止するため、ワークを位置決めす
るピン設ける。ピンの数は、位置を定めるために複数必
要である。ワークの位置を厳密に定めるためには３個以
上であることが好ましい。

【００１１】下部シートの樹脂及び封止樹脂が、再結晶
化熱量が５Ｊ／ｇ以下のＰＰＳ（ポリフェニレンスルフ
ィド）であることが好ましい（請求項３）。再結晶化熱
量が５Ｊ／ｇより大きい場合、９０°Ｃ−１２０°Ｃの
温度でＰＰＳの熱変形が起こるため、全体を封止する際
に下部シートが熱変形するので、これを防止することが
できる。実装後、この温度にさらされても同様である。

【００１２】前記ワークと、予め成形された下部シート
とは、接着剤若しくは粘着剤で固定されていることが好
ましい（請求項４）。ワークが下部シートの上に固定さ
れていない状態で封止すると、樹脂の流れの不均一のた
め、ワークに余分な圧力をかけ、断線などの動作不良の
原因となるだけでなく、ワークの下部に入り込んだ空気
の膨張圧力によりＩＣの破壊を招くことがある。このた
め接着剤若しくは粘着剤で固定する。

【００１３】下部シートとＩＣチップとの間に金属板若
しくはセラミック板が置かれていることが好ましい（請
求項５）。射出成形は、融点以上に加熱して流動性を高
めた樹脂を、圧力をかけて成形する方法であるため、Ｉ
Ｃ自体に過大な熱履歴を与える。そこで、下部シートと
ＩＣチップとの間に金属板若しくはセラミック板を置く
ことによって、冷却速度を速めることができる。

【００１４】封止樹脂が、下部シートの縁を覆い込んで
いることが好ましい（請求項６）。この非接触式ＩＣタ
グは、予め成形された下部シートの上にワークを置き、
全体を射出成形により封止してなるものであるので、下
部シートと封止樹脂との成形界面ができる。この界面は
密着性が弱く、界面に沿って外部から水や油などが浸入
すると、界面剥離を起こし、ひいては製品の破損につな
がる。そこで、封止樹脂が下部シートの縁を覆い込むよ
うにして、界面剥離を起こしにくい構造とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１から
図８に基づいて説明する。図１は、封止する前の状態を
示す非接触式ＩＣタグの側断面図である。非接触式ＩＣ
タグは、予め成形された下部シート１の上に、１回から
複数回巻いた送受信アンテナコイル２、送受信アンテナ
コイル２を通して図示しないリーダライタとの間で電源
やデータのやりとりをするＩＣチップ３、及びＩＣチッ
プ３を載せる基板４を設置している。前記送受信アンテ
ナコイル２は、ＩＣチップ３上に形成された入出力端子
とワイヤ５で接続されている。

【００１６】前記予め成形された下部シート１の上面に
は、送受信アンテナコイル２や基板４を嵌合させる溝が
なく、しかも基板４を載置する面は平らになっており、
当該面から、下部シート１の周辺部分に行くにつれて、
下部シート１の厚みが、なだらかに低下している（厚み
が減少している）。この低下スロープの角度θは、１０
°以下であることが好ましい。１０°以上の角度では、
矩形形状の送受信アンテナコイル２が変形してしまい、
通信特性が悪くなるからである。

【００１７】図２は、下部シート１に段差１ｂを設け
た、他の実施の形態を示す側断面図である。この段差の
ために、基板４を載置する面１ａよりも、その周りの部
分が一段と薄くなっている。以上の図１又は図２のよう
な構造であれば、封止時に封止樹脂の流れがよくなり、
溝や封止樹脂の中に気泡が残留する、ということがな
い。

【００１８】図３は、図１の特殊な例を示し、角度θ＝
０°、すなわち下部シート１が全面にわたって平坦、に
なっている。この構造であれば、従来のように基板４を
埋め込む溝がないので、溝の中に気泡が残留する、とい
うことがない。図４及び図５は、ＩＣチップ３を載せる
基板４を位置決めするのに、ガイドピン６，７を用いた
実施形態を示す図である。図４は、断面円形のガイドピ
ンの数が８の場合、図５は、断面長円形のガイドピンを
４つ設置し、１つのガイドピンで基板４と送受信アンテ
ナコイル２とを同時に支持している場合を示している。
これらのガイドピン６，７は、下部シート１を成型する
ときに、下部シート１と一体に成型されている。

【００１９】ガイドピンの数は、限定されないが、２点
では位置ずれを起こしやすいため、３点以上あることが
好ましい。特に、ＩＣチップ３を載せている基板４が正
方形若しくは長方形の場合は、４点以上あることが好ま
しい。このガイドピンの断面形状は、限定されないが、
例えば円形（図４の場合）あるいは長円形（図５の場
合）であり、ＩＣチップ３を載せる基板４や送受信アン
テナコイル２と点接触している。しかし、点接触に限ら
れるものではなく、基板４や送受信アンテナコイル２と
線接触あるいは面接触していてもよい。この場合、線接
触あるいは面接触する長さは、基板４の外周長、送受信
アンテナコイル２の内周長の１０％以下であることが好
ましい。

【００２０】ＩＣチップ３を載せる基板４の固定はガイ
ドピンだけでもよいが、さらに確実を期すため、接着剤
あるいは粘着剤で固定してもよい。このような目的で用
いられる接着剤及び粘着剤としては、エポキシ系接着
剤、ポリイミド系接着剤、ビスマレイミド系接着剤、シ
リコーン系接着剤などがあげられるが、これ以外でも、
射出成型時の熱による分解が生じないものであれば、材
質を問わない。

【００２１】さらに、射出成型時の熱が長くＩＣチップ
３に加わるとＩＣの動作不良につながるため、早く放熱
させる方がよい。そこで、図６に示すように、熱伝導率
のよいセラミック板や金属板８をＩＣチップ３の裏面に
ひくとよい。ただし、電磁誘導を妨げる透磁率の高い金
属、例えば鉄やフェライトは避ける必要がある。図７
は、下部シート１が平坦な（θ＝０°）場合の下部シー
ト１及びワークを封止した状態を示す断面図である。

【００２２】封止は射出成型により行う。射出成型に用
いる樹脂９としては、使用環境により種々の材料を選択
できる。常温付近から８０°Ｃ付近までであれば、塩化
ビニル、スチロール樹脂、１５０°Ｃ付近までであれ
ば、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂などが、ま
たさらに高温ではポリカーボネート、ＰＰＳ（ポリフェ
ニレンスルフィド）、液晶ポリエステル、シンジオタク
ティックポリスチレン等を用いることができる。

【００２３】特に、リネン用として用いる場合、耐熱性
だけでなく、耐薬品性、耐水性、耐衝撃性に優れた性能
が要求されるため、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィ
ド）を用いることが好ましい。ＰＰＳの場合、熱変形温
度は、一般的に２６０°Ｃ以上であるが、９０°Ｃから
１２０°Ｃに見られる再結晶ピークの再結晶化熱量が５
Ｊ／ｇ以下であることが好ましい。ＤＳＣ測定による再
結晶化熱量が５Ｊ／ｇより大きい場合、１００°Ｃ付近
で熱変形を起こす。一方、再結晶化熱量を５Ｊ／ｇ以下
とすることで、１００°Ｃ付近での熱変形量を小さくす
ることができ、成型中及び使用中の熱変形を防止するこ
とが可能となる。

【００２４】図８は、下部シート１の下面の縁の部分を
若干掘り下げて、封止樹脂が入り込む空間Ｓを作った実
施形態を示す図である。封止時に、樹脂９が下部シート
１の縁の部分を覆うため、下部シート１と封止樹脂との
間にできる界面（図７に符号Ｋで示す）の剥離を防止
し、ＩＣチップ３を水などの液体の浸入から守ることが
できる。

【００２５】

【実施例】(1)縦型射出成型器を用い、１個取り金型
に、シリンダー設定３１０°Ｃ、金型温度１５０°Ｃの
条件でＰＰＳ（大日本インキ（株）FZ-1140）を注入し
て、図５に示すようなガイドピンの付いた、封止樹脂が
入り込む空間Ｓを持った下部シートを作成した。

【００２６】(2)ワークを下部シートに粘着テープで固
定した。 (3)１個取り金型にワークを固定した下部シートを設置
し、縦型射出成型器を用い、シリンダー設定３１０°
Ｃ、金型温度１５０°Ｃの条件でＰＰＳ（大日本インキ
（株）FZ-1140）を注入してＩＣタグを作成した。 (4)成型されたＩＣタグは、外周部にわたって射出成形
された樹脂が回り、気泡、ひけ、膨れ、充填不良が見ら
れず、１ｍの厚みからコンクリート面に落下させても界
面剥離を起こさなかった。

【００２７】成型後の下部シート及び封止樹脂よりサン
プルを採取し、ＤＳＣ（示差走査熱量計）及びＴＭＡ
（熱機械分析）により熱分析を行ったところ、図９に示
すように９０°Ｃ−１２０°Ｃにおける再結晶ピークの
結晶化熱量が約２．４Ｊ／ｇであり、図１０に示すよう
に、常温から２８０°Ｃ付近までなだらかなＴＭＡチャ
ートとなり、９０°Ｃ−１２０°Ｃにおいて急激な熱変
形は生じなかった。さらに、成型したＩＣタグについ
て、１２５ｋＨｚのキャリア周波数を用い、リーダ・ラ
イタにより１０ｃｍ離した状態でのデータの読み書きが
可能であることを確認した。

【００２８】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、下部シートには、封止樹脂の流れをせき止めるよう
な溝や縁がないため、封止樹脂の流れがよくなり、従来
のように、空気が抜けきらず内部に気泡が残留する、と
いうことがない。したがって、非接触式ＩＣタグとして
の動作不良の原因を取り除くことができ、製品の製造歩
留まりを向上させ、信頼性を維持することができる。

【００２９】請求項２記載の発明によれば、下部シート
に溝がないことの代替として、ピンによりワークを位置
決めすることができる。請求項３記載の発明によれば、
再結晶化熱量を規定することで、熱変形温度を下げるこ
となく、加工ができるという効果が得られる。請求項４
記載の発明によれば、封止時の樹脂の流れの不均一を防
止でき、動作不良やＩＣの破壊を防ぐことができる。

【００３０】請求項５記載の発明によれば、ＩＣチップ
に加わる熱履歴を緩和することができる。請求項６記載
の発明によれば、下部シートと封止樹脂との成形界面に
沿って外部から水や油などが浸入するのを防止できるた
め、界面剥離が起こりにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】下部シートにスロープを設けた非接触式ＩＣタ
グの配置を示す側断面図である。

【図２】下部シートに段差を設けた非接触式ＩＣタグの
配置を示す側断面図である。

【図３】下部シートが平坦な非接触式ＩＣタグの配置を
示す側断面図である。

【図４】ＩＣチップを載せる基板を位置決めするのに、
断面円形のガイドピンを８つ用いた実施形態を示す図で
ある。(a)は平面図、(b)は側面図。

【図５】ＩＣチップを載せる基板を位置決めするのに、
断面長円形のガイドピンを４つ設置し、１つのガイドピ
ンで基板４と送受信アンテナコイル２とを同時に支持す
る実施形態を示す図である。(a)は平面図、(b)は側面
図。

【図６】セラミック板又は金属板をＩＣチップ３の裏面
にひいた状態を示す側面図である。

【図７】平坦な下部シートにワークを載せて封止した状
態を示す断面図である。

【図８】下部シートの縁の部分を覆い込んで成型した状
態を示す断面図である。

【図９】ＰＰＳのＤＳＣチャート（再結晶化熱量５Ｊ／
ｇ以下）である。

【図１０】ＰＰＳのＴＭＡチャート（再結晶化熱量５Ｊ
／ｇ以下）である。

【図１１】従来提案されているＩＣタグの概略断面構造
図である。

【符号の説明】１下部シート３ＩＣチップ２アンテナコイル４基板５ワイヤ６，７ガイドピン８セラミック板又は金属板９封止樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂本雅義名古屋市南区菊住一丁目７番10号住友電気工業株式会社名古屋製作所内Ｆターム(参考） 5B035 AA00 AA04 BA01 BA05 BB09 CA01 CA02 CA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予め成形された下部シートの上に、ＩＣチ
ップを含む基板、送受信アンテナコイルなどのワークを
置き、全体を射出成形により封止してなる非接触式ＩＣ
タグにおいて、前記下部シートには、ワークを嵌合させる溝がなく、ワ
ークを載置している位置における当該下部シートの厚み
が、下部シートの周りの部分の厚みと同じか、あるいは
下部シートの周りの部分の厚みよりも厚くなっているこ
とを特徴とする非接触式ＩＣタグ。
【請求項２】前記下部シートには、ワークを位置決めす
るピンが複数設けられ、これらのピンによりワークを位
置決めしていることを特徴とする請求項１記載の非接触
式ＩＣタグ。
【請求項３】下部シートの樹脂及び封止樹脂が、再結晶
化熱量が５Ｊ／ｇ以下のＰＰＳ（ポリフェニレンスルフ
ィド）であることを特徴とする請求項１記載の非接触式
ＩＣタグ。
【請求項４】前記ワークと、下部シートとは、接着剤若
しくは粘着剤で固定されていることを特徴とする請求項
１記載の非接触式ＩＣタグ。
【請求項５】下部シートとＩＣチップとの間に金属板若
しくはセラミック板が置かれていることを特徴とする請
求項１記載の非接触式ＩＣタグ。
【請求項６】封止樹脂が、下部シートの縁を覆い込んで
いることを特徴とする請求項１記載の非接触式ＩＣタ
グ。