JP2008204346A - Ｒｆｉｄタグおよびｒｆｉｄタグの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、非接触で外部機器との間で情報のやり取りを行なうＲＦＩＤタグおよびその製造方法に関し、一つの辺に沿う２つの端子がアンテナ端子、残りの２つの端子がダミー端子である場合の回路チップを用い、その回路チップの回転状態を問わずに４つの端子全てを使って実装する。
【解決手段】第１のパッド１２１が、実装状態の回路チップと重なって延びる結線部１２１ｃで互いに接続されるとともに回路チップ１３Ｂ下面の一方の対角に形成された２つの端子にそれぞれ接続される第１および第２のサブパッド１２１ａ，１２１ｂを有し、第２のパッド１２２が、実装状態の回路チップ１３Ｂを迂回した経路で互いに接続されるとともに回路チップ下面のもう一方の対角に形成された２つの端子にそれぞれ接続される第３および第４のサブパッド１２２ａ，１２２ｂを有する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、非接触で外部機器との間で情報のやり取りを行なうＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグおよびそのＲＦＩＤタグの製造方法に関する。なお、本願技術分野における当業者間では、本明細書で使用する「ＲＦＩＤタグ」のことを「ＲＦＩＤタグ」用の内部構成部材（インレイ；ｉｎｌａｙ）であるとして「ＲＦＩＤタグ用インレイ」と称する場合もある。また、この「ＲＦＩＤタグ」には、非接触ＩＣカードも含まれる。

近年、リーダライタに代表される外部機器との間で、電波によって非接触で情報のやり取りを行なう種々のタイプのＲＦＩＤタグが提案されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。

このＲＦＩＤタグの一種として、プラスチックや紙からなるベースシート上に電波通信用のアンテナパターンとＩＣチップが搭載された構成のものが提案されており、このようなタイプのＲＦＩＤタグについては、物品などに取り付けられ、その物品に関する情報を外部機器とやり取りすることで物品の識別を行なうという利用形態が考えられている。

図１は、このようなタイプのＲＦＩＤタグの一例を示す模式断面図である。

ここに示すＲＦＩＤタグ１０は、シート状のベース１１上に導体パターンからなるアンテナ１２が形成されており、その上には回路チップ１３が搭載されている。この回路チップ１３には、アンテナ１２を介して外部機器との間で情報を伝達するための回路が組み込まれている。この回路チップ１３は、その下面に形成されている接続端子１３ａがはんだ付け等によりアンテナ１２の、互いに近接して形成された２つの実装パッド（後述する）と電気的に接続され、さらにその周りが接着剤１４でベース１１上に固定されている。

ＲＦＩＤタグの潜在的な用途は極めて広範囲に広がっており、その用途を顕在化させるための１つの大きな要因は如何にしてコストを下げて安価に大量生産するか、という点である。

大量生産を可能にしコストを下げることに大きく寄与する点の１つが回路チップの接続端子の配置である。回路チップの接続端子を、回路チップをアンテナ端子に接続するにあたり、回路チップを特定の向きにして接続する必要があるような配置にした場合、接続にあたり、回路チップ１つずつの姿勢をきちんと制御する必要があり、それが生産性向上の足かせとなりかねない。

図２は、回路チップ下面の端子配置の第１例を示す図である。

ここには、正方形状の回路チップ１３Ａが示されており、その下面の４隅には、後述する２つの実装パッド１２１，１２２（図３参照）に接続される端子が１つずつ、合計４つ形成されている。

ここで、これら４つの端子のうちの一方の対角に形成された２つの端子１３１は、回路チップ１３Ａの内部の電子回路に接続され、アンテナ１２（図１参照）との電気的な接続を担うアンテナ端子であり、もう一方の対角に形成されたもう２つの端子１３２は、回路チップ１３Ａの内部の電子回路とは非接続であって実装時の回路チップ１３Ａの姿勢の安定化を図る目的のダミー端子である。

図３は、実装パッドと回路チップの位置関係を示した図である。

ここには、２つの実装パッド１２１，１２２が示されているが、これら２つの実装パッド１２１，１２２は、図１に示すアンテナ１２の、回路チップ１３側に位置する、互いに近接した２つの端部である。

図２に示すような、正方形状の回路チップ１３Ａであって、一方の対角に２つのアンテナ端子１２１が形成され、もう一方の対角に２つのダミー端子１２２が形成された構造の場合、回路チップ１３Ａが、実装パッド１２１，１２２に対して図３に示すような位置関係に配置されていた場合、あるいは、図３に示す位置関係から、回路チップ１３Ａの中心点Ｏを中心に矢印方向に９０°回転した場合、１８０°回転した場合、２７０°回転した場合のいずれの場合も、２つのアンテナ端子１２１，１２２のうちの一方のアンテナ端子が２つの実装パッド１２１，１２２のうちの一方の実装パッドに接続され、他方のアンテナ端子が他方の実装パッドに接続される。したがって、回路チップがいずれの回転位置にあった状態で実装パッドに接続されてもＲＦＩＤタグとして正常動作が期待できる。

すなわち、この端子配置の場合、実装パッドに回路チップを実装するにあたり回路チップの向きを考慮する必要がなく、実装設備の簡素化、高速実装化につながることが期待される。

しかしながら、回路チップ内部の電子回路の構成やレイアウト等によっては、図２に示すように一方の対角にアンテナ端子１２１，他方の対角にダミー端子１２２を配置できるとは限らず、以下に説明する図４に示す端子配置となる場合がある。

図４は、回路チップ下面の端子配置の第２例を示した図である。

この図４にも、図２の回路チップ１３Ａと同様、正方形状の回路チップ１３Ｂが示されているが、端子配置は図２の回路チップ１３Ａとは異なる。すなわち、この回路チップ１３Ｂの下面の４隅に１つずつ、合計４つの端子が形成されているが、それら４つの端子のうち、回路チップ１３Ｂの下面の１つの辺１３９に沿う２つの隅にそれぞれ１つずつ、合計２つのアンテナ端子１３１が形成され、４っつの端子のうちの残りの２つの端子がダミー端子１３２として形成されている。

この端子配置を有する回路チップ１３Ｂが９０°，１８０°，２７０°回転した場合を考える。

図５は、実装パッドと、図４に示す端子配置を有する回路チップ１３Ｂの位置関係を示した図である。

図５（Ａ）は、実装パッド１２１，１２２に図４に示す回路チップ１３Ｂを、図４に示す姿勢のまま、配置した状態を示しており、図５（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、回路チップ１３Ｂを、図５（Ａ）に示す姿勢から、回路チップ１３Ｂの中心点Ｏを中心に、矢印方向に、それぞれ９０°，１８０°，２７０°回転させた状態を示している。

これら図５（Ａ）〜（Ｄ）から分かるように、図５（Ａ），図５（Ｃ）の場合は２つの実装パッド１２１，１２２の一方、他方に２つのアンテナ端子１３１の一方、他方が配置されるため問題はないが、図５（Ｂ），図５（Ｄ）の場合は２つのアンテナ端子１３１の双方が、２つの実装パッド１２１，１２２のうちの一方の実装パッドにのみ配置されてしまい、このままではＲＦＩＤタグとしての正常動作は不可能である。

すなわち、図４に示す端子配置を有する回路チップ１３Ｂと、図５に示すような実装パッド１２１，１２２との組合せの場合、回路チップ１３Ｂの実装にあたり、回路チップ１３Ｂの回転方向の姿勢を１つ１つ正確に管理する必要があり、この点が生産効率を大幅に削ぐ結果となり、大量生産、低コスト化の重大な阻害要因となる。

これを解決するために、特許文献４には、以下の技術が提案されている。

図６は、その特許文献４に提案されている回路チップの端子配置を示す図である。

この図６に示す回路チップ１３Ｃも正方形状を有しているが、その下面には図２，図４に示すダミー端子は形成されておらず、４隅に形成された４つの端子はいずれもが内部回路と接続されたアンテナ端子である。ただし、この回路チップ１３Ｃの下面の１つの辺１３９ａに沿う２つの隅に形成された２つのアンテナ端子１３１ａは内部回路上で互いに接続されており、もう１つの辺１３ｂに沿う２つの隅に形成された２つのアンテナ端子１３１ｂも、内部回路上で互いに接続されている。

上掲の特許文献４では実装パッドの形状も工夫されている。

図７は、特許文献４にて提案された形状の実装パッド上に図６に示す端子配置を有する回路チップを配置した状態を示した図である。

この図７に示す実装パッド１２１´，１２２´は、回路チップ１３Ｃの４隅に形成されている４つの端子のうちのいずれか１つずつの端子のみ接続される形状を有している。

図７（Ａ）は、実装パッド１２１´，１２２´に、図６に示す回路チップ１３Ｃを、図６に示す姿勢のまま配置した状態を示しており、図７（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、回路チップ１３Ｃを、図７（Ａ）に示す姿勢から、回路チップ１３Ｃの中心点Ｏを中心に、矢印方向にそれぞれ９０°，１８０°，２７０°回転させた状態を示している。

図６に示す端子配置の回路チップ１３Ｃ、および図７に示す形状の実装パッド１２１´，１２２´によれば、回路チップ１３Ｃの回転状態にかかわらず、２つの実装パッド１２１´，１２２´のうちの一方、他方に、アンテナパッド１３１ａ，１３１ｂの一方／他方が配置されるため、実装パッド１２１´，１２２´に対する回路チップ１３Ｃの回転位置を考慮せずに回路チップ１３Ｃを接続することができ、この点では、実装設備の簡素化、大量生産につながることが期待される。

しかしながら、図６，図７に示す、特許文献４の提案の場合、回路チップ１３Ｃの下面の４隅に端子が形成されているにもかかわらず２つの端子のみが実装に寄与し、他の２つの端子は実装に寄与せず、図２，図４に示す回路チップ１３Ａ，１３Ｂがダミー端子を設けてまで実装時の安定化を図ったのに対し、実装時の回路チップの位置や姿勢の安定性が低下し、実装の位置や姿勢のばらつきが大きくなり、ＲＦＩＤタグとしての性能が大きくばらつくおそれがある。

また、図６に示す回路チップ１３Ｃでは、その内部回路で端子が２つずつ電気的に接続されているが、このような接続を行なうことができるのであれば、もともと、図２に示すように、一方の対角の端子のみをアンテナ端子とし、他方の対角の端子をダミー端子とすることが可能であり、その場合は、図３に示すように回路チップの回転位置を考慮せずに、かつ４隅の４つの端子の全てを接続に用いて実装時の回路チップの安定性を図ることができるのであり、図６，図７のように構成するメリットは存在しない。
特開２０００−３１１２２６号公報 特開２０００−２００３２２号公報 特開２００１−３５１０８２号公報 特開２００５−１０７８８２号公報

本発明は、上記事情に鑑み、図４に示すような、一つの辺に沿う２つの端子がアンテナ端子、残りの２つの端子がダミー端子である場合の回路チップを用い、その回路チップの回転位置を問わずに４つの端子全てを使って実装されたＲＦＩＤタグ、およびそのＲＦＩＤタグの、大量生産に適した製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のＲＦＩＤタグは、ベースと、ベース上に配線された、互いに近接した２つの実装パッドを有する通信用のアンテナと、実装パッドに電気的に接続された状態にベース上に実装された、アンテナを介して無線通信を行なう方形の回路チップとを備えたＲＦＩＤタグであって、
上記回路チップが、その回路チップの、実装パッドと接続される側の下面の４つの隅それぞれに、実装パッドに接続される端子を備え、それらの端子のうちの、回路チップの下面の１つの辺に沿う２つの隅に形成された端子が回路チップに搭載された回路とアンテナとを接続するアンテナ端子であり、それらのアンテナ端子を除く２つの端子がその回路とは非接続のダミー端子であって、
上記２つの実装パッドのうちの一方である第１のパッドが、実装状態の回路チップと重なって延びる結線部で互いに接続されるとともに回路チップ下面の一方の対角に形成された２つの端子にそれぞれ接続される第１および第２のサブパッドを有し、
上記２つの実装パッドのうちの他方である第２のパッドが、実装状態の回路チップを迂回した経路で互いに接続されるとともに回路チップ下面のもう一方の対角に形成された２つの端子にそれぞれ接続される第３および第４のサブパッドを有することを特徴とする。

本発明のＲＦＩＤタグは、２つの実装パッドのうちの一方である第１のパッドが、回路チップ下面の一方の対角に形成された２つの端子にそれぞれ接続される第１および第２のサブパッドからなり、もう一方の第２のパッドが、回路チップ下面のもう一方の対角に形成された２つの端子にそれぞれ接続される。第３および第４のサブパッドからなるものであるため、回路チップ下面の１つの辺に沿う２つの隅に形成された端子がアンテナ端子であり、それらのアンテナ端子を除く２つの端子がダミー端子である、図４に示す端子配置の回路チップについて、回転状態を考慮することなく、４つの端子の全てを使って実装することができ、製造設備の簡素化、高速実装化につなげることができる。

ここで、本発明のＲＦＩＤタグにおいて、実装状態の回路チップと重なる部分の面積に関し、第１のサブパッドと第２のサブパッドと結線部との面積の合計と、第３のサブパッドと第４のサブパッドの面積の合計とが等しくなるように、第３のサブパッドと第４のサブパッドが、実装状態の回路チップ下面の中心位置に向かって広がる各付加部を有することが好ましい。

上記の付加部を設けることにより、回路チップがどの回転状態で実装されても、実装時の寄生容量が一定となり、この寄生容量による通信距離への影響のばらつきが抑えられる。

また、上記本発明のＲＦＩＤタグにおいて、上記第１、第２、第３、および第４のサブパッドの、結線部および付加部を除いた部分の、実装状態の回路チップと重なる部分の端縁が互いに平行又は直角に延在し、かつ、結線部および付加部が、実装状態の回路チップと重なる領域に形成されていることが好ましい。

こうすることにより、回路チップを実装パッドに実装するにあたり、多数個製造している中では回路チップの実装パッドに対する実装位置ずれが生じても、寄生容量を一定に保つことができ、寄生容量による通信距離への影響のばらつきが抑えられ、ＲＦＩＤタグとしての製品の性能の安定化が図られる。

また、上記目的を達成する本発明のＲＦＩＤタグの製造方法は、ベースと、ベース上に配線された、互いに近接した２つの実装パッドを有する通信用のアンテナと、実装パッドに電気的に接続された状態にベース上に実装された、アンテナを介して無線通信を行なう方形の回路チップとを備えたＲＦＩＤタグの製造方法であって、
製造後にアンテナとして作用する複数の配線パターンが二次元的に配列された、切断後にベースとなるウェブを用意するウェブ準備工程と、
回路チップが嵌入するチップ整列孔がウェブ上に配列された配線パターンの配列ピッチと同一のピッチで二次元的に形成された整列マスク上に、複数の回路チップを供給し、その整列マスクを振動又は傾斜させて回路チップをチップ配置孔に嵌入させることにより複数の回路チップを整列マスク上に整列させるチップ整列工程と、
整列マスク上に整列した回路チップをウェブ上に一括して転写するチップ転写工程と、
ウェブ上に転写された回路チップを各配線パターンに接続するチップ接続工程とを有することを特徴とする。

本発明のＲＦＩＤタグの製造方法は、ウェブ上にアンテナの配線パターンを二次元的に配列しておき、整列マスク上に回路チップを二次元的に配列し、それらの回路チップをウェブ上に一括して転写して接続するものであり、ＲＦＩＤタグを効率的に大量生産することができる。ここで、整列マスク上に回路チップを整列させるにあたっては、回路チップの回転状態は制御できないが、本発明のＲＦＩＤタグを構成する回路チップによれば回転状態は制御する必要がない。この製造方法は回路チップの回転状態を制御する必要がないことを利用して高効率な製造を可能としているのである。

ここで、本発明のＲＦＩＤの製造方法において、上記チップ整列工程が、前記複数の回路チップを、整列マスク上に、端子が配列された下面を下向きにして整列させる工程であって、
上記チップ転写工程が、整列マスク上に整列した回路チップ上面に粘着性の支持体を置いて回路チップを支持体に一括して転写し、支持体に転写された回路チップをウェブ上に一括して転写する工程であってもよく、あるいは、上記チップ整列工程が、複数の回路チップを、整列マスク上に、端子が配列された下面を上向きにして整列させる工程であって、
上記チップ転写工程が、整列マスク上に整列した回路チップを配線パターンが形成された面を下向きにした状態のウェブの下向きの面に、下側から一括して転写する工程であ
ってもよい。

以上の本発明によれば、回路チップの実装時の回転状態を考慮せずに済み、それを利用して大量生産、低コスト化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図８は、本発明の第１実施形態のＲＦＩＤタグの、回路チップ実装部分の拡大図である。

ここには、図４に示す回路チップ１３Ｂと同じ回路チップ１３Ｂが示されている。

この回路チップ１３Ｂは正方形状を有しており、この回路チップ１３Ｂの下面の４つの隅それぞれに端子が備えられている。それら４つの端子のうちの、１つの辺１３９に沿う２つの隅に形成された２つの端子が、回路チップ１３Ｂに搭載されている回路とアンテナとを接続するアンテナ端子１３１であり、それら２つのアンテナ端子１３１を除く残りの２つの端子が回路チップ１３Ｂに搭載されている回路とは非接続であって、実装時の回路チップ１３Ｂの姿勢安定性を図る目的のダミー端子１３２である。この回路チップ１３Ｂは、一点鎖線で囲まれた実装領域内に実装される。この実装領域内には、第１のサブパッド１２１ａと第２のサブパッド１２１ｂと、結線部１２１ｃとからなる第１の実装パッド１２１と、第３のサブパッド１２２ａと第４のサブパッド１２２ｂとからなる第２の実装パッド１２２を有する。

第１の実装パッド１２１を構成する第１のサブパッド１２１ａおよび第２のサブパッド１２１ｂは、回路チップ１３Ｂの下面の一方の対角に形成された２つの端子それぞれに接続されるパッドであり、結線部１２１ｃは、実装状態の回路チップ１３Ｂと重なって延び、第１のサブパッド１２１ａと第２のサブパッド１２１ｂを接続している。

また、第２の実装パッド１２２を構成する第３のサブパッド１２２ａおよび第４のサブパッド１２２ｂは、回路チップ１３Ｂの下面のもう一方の対角に形成された２つの端子それぞれに接続される端子である。これら第３のサブパッド１２２ａと第４のサブパッド１２２ｂは、実装状態の回路チップ１３Ｂを迂回した経路で互いに接続されている。

ここで、回路チップ１３Ｂが図８に示す回転位置（ここではこれを０°とする）で実装された場合、第１のサブパッド１２１ａにはダミー端子１３２が接続され、第２のサブパッド１２１ｂにはアンテナ端子１３１が接続され、第３のサブパッド１２２ａにはダミー端子１３２が接続され、第４のサブパッド１２２ｂにはアンテナ端子１３１が接続される。すなわち、第１の実装パッド１２１には１つのアンテナ端子１３１が接続され、第２の実装パッド１２２にも１つのアンテナ端子１３１が接続されるため、この接続状態のＲＦＩＤタグは正常に動作する。

図９、図１０、図１１は、図８に示す回路チップ１３Ｂを、それぞれ９０°、１８０°、２７０°回転させて実装パッド上に配置した状態を示した図である。

図９に示す、回路チップ１３Ｂを９０°回転させた状態では、第１のサブパッド１２１ａ、第２のサブパッド１２１ｂ、第３のサブパッド１２２ａ、第４のサブパッド１２２ｂに、それぞれ、アンテナ端子１３１、ダミー端子１３２、ダミー端子１３２、アンテナ端子１３１が接続される。したがって第１の実装パッド１２１と第２の実装パッド１２２の双方にアンテナ端子１３１が接続され、この場合も正常に動作する。

図１０に示す回路チップ１３Ｂを１８０°回転させた状態では、第１のサブパッド１２１ａ、第２のサブパッド１２１ｂ、第３のサブパッド１２２ａ、第４のサブパッド１２２ｂに、それぞれ、アンテナ端子１３１、ダミー端子１３２、アンテナ端子１３１、ダミー端子１３２が接続される。したがって、この場合もやはり、第１の実装パッド１２１と第２の実装パッド１２２との双方にアンテナ端子１３１が１つずつ接続され、正常動作となる。

さらに、図１１に示す、回路チップ１３Ｂを２７０°回転させた状態では、第１のサブパッド１２１ａ、第２のサブパッド１２１ｂ、第３のサブパッド１２２ａ、第４のサブパッド１２２ｂに、それぞれ、ダミー端子１３２、アンテナ端子１３１、アンテナ端子１３１、ダミー端子１３２が接続される。すなわち、この場合も、第１の実装パッド１２１と第２の実装パッド１２２の双方にアンテナ端子１３１が１つずつ接続され、正常動作が期待できる。

これら図８〜図１１から分かるように、本実施形態によれば、回路チップ１３Ｂの回転状態を考慮することなく実装パッド上に実装することができる。

図１２は、第２実施形態のＲＦＩＤタグの、回路実装部分の拡大図である。

ここでは、図８に示す第１実施形態との相違点について説明する。

この図１２に示す第２実施形態の、図８に示す第１実施形態との相違点は、第３のサブパッド１２２ａおよび第４のサブパッド１２２ｂに、各付加部１２２２ａ，１２２２ｂが付加されている点である。その他にも、この図１２には、図８とは描き方が違う点があるが、これは、この付加部１２２２ａ，１２２２ｂの説明のために描き方を変えたのであって、ＲＦＩＤタグとしての相違点は付加部１２２２ａ，１２２２ｂの有無の点のみである。

ここでは、第１のサブパッド１２１ａ、第２のサブパッド１２１ｂ、第３のサブパッド１２２ａ、第４のサブパッド１２２ｂそれぞれの、実装状態の回路チップ１３Ｂとの重なり領域１２１１ａ，１２１１ｂ，１２２１ａ，１２２１ｂの端線（例えば重なり領域１２２１ｂにおける、長さｅの縦線および横線、他の重なり領域１２２１ａ，１２１１ａ，１２１１ｂについても同様）は、全て互いに平行又は直角に延在しており、かつ回路チップ１３Ｂの実装時の位置ずれを考慮しない設計中心値としては、それら４つの領域１２１１ａ，１２１１ｂ，１２２１ａ，１２２１ｂはいずれもｅ×ｅの面積を有する。回路チップ１３Ｂの実装時の位置ずれについての考察は後述する。

またここでは、結線部１２１ｃの面積と、２つの付加部１２２２ａ，１２２２ｂの合計の面積とが同一となるように、２つの付加部１２２２ａ，１２２２ｂの面積が決められている。具体的には、本実施形態では、２つの付加部１２２２ａ，１２２２ｂはいずれも、結線部１２１ｃの２分の１の面積を有している。こうすることにより、第１のサブパッド１２１ａの、実装された回路チップ１３Ｂとの重なり領域１２１１ａ、第２のサブパッド１２１ｂの、実装された回路チップ１３Ｂとの重なり領域１２１１ｂ、および結線部１２１ｃの合計の面積と、第３のサブパッド１２１ａの、実装された回路チップ１３Ｂとの重なり領域１２１１ａ、および第４のサブパッド１２１ｂの、実装された回路チップ１３Ｂとの重なり領域の合計の面積とが等しくなり、回路チップ１３Ｂの回転位置にかかわらず、回路チップ１３Ｂの実装時の寄生容量の影響が一定に保たれ、したがって、通信距離への影響が一定に保たれるなどＲＦＩＤタグの特性のばらつきが抑えられ、品質の安定化が図られる。

次に、回路チップ１３Ｂの、実装位置のばらつきの影響について説明する。

図１３は、図１２に示す第２実施形態のＲＦＩＤタグであって、回路チップが設計値どおりの標準の位置に実装された状態を示す図、図１４は、同じく図１２に示す第２実施形態のＲＦＩＤタグであって、回路チップが図１３に示す標準位置と比べ、横方向にδだけずれた位置に実装された状態を示す図である。

ここでは、図１３に示す寸法ｅは全て等しく、想定される最大の実装ずれ量δｍａｘに対し、δｍａｘ≦ｋ，δｍａｘ≦ｈとなっている。また、回路チップ１３Ｂは正方形状を有し、その輪郭線は上下方向又は左右方向に延びている。また、各サブパッドの回路チップ１３Ｂとの重なり領域１２１１ａ，１２１１ｂ，１２２１ａ，１２２１ｂの端線も全て上下方向又は左右方向に延びている。このため、回路チップ１３Ｂが標準の位置から最大の実装ずれ量δｍａｘ以内のずれ量δだけずれても、第１の実装パッドと第２の実装パッドとを比べたときの回路チップ１３Ｂとの重なり領域の面積は変化せず、したがってＲＦＩＤタグとしての性能が安定に保たれる。

図１４では、実装ずれ量δだけ横にずれており、その結果、第１のサブパッドの重なり領域１２１１ａは、δ×ｅだけ面積が増え、第２のサブパッドの重なり領域１２１１ｂはδ×ｅだけ面積が減っている。この結果第１のサブパッドと第２のサブパッドと結線部１２１ｃとからなる第１の実装パッドの、回路チップ１３Ｂと重なっている領域の面積は実装ずれ量δの大きさにかかわらず一定に保たれる。また、これと同様に、第３のサブパッドの重なり領域１２２１ａはδ×ｅだけ面積が減り、第４のサブパッドの重なり領域１２２１ｂはδ×ｅだけ面積が増えている。この結果、第３のサブパッドと第４のサブパッドと、それぞれの付加部１２２２ａ，１２２２ｂとからなる第２の実装パッドの、回路チップ１３Ｂと重なっている領域の面積は実装ずれ量δの大きさにかかわらず一定に保たれる。図１４では、回路チップ１３Ｂがこの図１４の左方向にずれて実装された状態を示しているが、回路チップ１３Ｂがこの図１４の右方向にずれて実装された場合であっても、第１の実装パッドおよび第２の実装パッドの回路チップ１３Ｂと重なっている領域の面積は一定に保たれる。さらに、回路チップ１３Ｂが図１４の上方向又は下方向にずれて実装された場合も同様である。

次に、本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の実施形態について説明する。

図１５は、切断後にＲＦＩＤタグのベース（図１のベース１３参照）となるウェブを示した図である。

この図１５に示すウェブ２０は、図１５（Ｂ）に示すようにロール状に巻回されている。図１５（Ａ）は、そのウェブ２０の一部の拡大平面図であり、このウェブ２０上には、ＲＦＩＤタグを製造した後でアンテナ（図１のアンテナ１２参照）として作用する複数の配線パターン２２が二次元的に一定のピッチで配列されている。またこの図１５（Ａ）には回路チップが実装される領域２３が破線で示されている。

図１６は、整列マスクの平面図、図１７は、図１６の矢印Ａ−Ａに沿う断面図である。ただし、この断面図では、整列マスクに設けられたチップ配置孔３１の数を減らし、拡大して示している。また図１８は、図１６、図１７に示す整列マスク上に回路チップが整列した状態を示した図である。

この整列マスク３０には、回路チップ１３が図１８に示す状態に嵌入するチップ整列孔３１が二次元的に配列されている。

このチップ整列孔３１の配列ピッチは、図１５に示すウェブ２０上の配線パターン２２の配列ピッチと同一である。各チップ整列孔３１は、回路チップ１３をスムーズに整列させるために表面の開口が広く裏面側ほど狭いテーパ状となっている。回路チップ１３の整列の位置精度は、チップ整列孔３１の配列の精度に依存するが、ここでは、整列マスク３０としては、薄いステンレス又はアルミニウム等の金属板が使用され、チップ整列孔３１はエッチングにより形成されており、エッチングによれば十分に高い位置精度でチップ配置孔３１を形成することができる。

図１９、図２０は、整列マスク上への回路チップ供給の様子を示した、それぞれ平面図および断面図である。

ここでは、整列マスク３０上に供給された回路チップ１３がこぼれないように枠４１が設けられたチップ供給ジグ４０を取り付け、図２０に示すように全体を傾けて、整列マスク３０に形成されたチップ整列孔３１の数と同数の回路チップ１３を供給する。ここでは、回路チップ１３は、アンテナに接続される端子１３ａ（図１の端子１３ａ参照）を下向きにした状態で供給される。この回路チップ１３の端子１３ａには、後の半田づけのための半田ボール（図示せず）が固定されている。

図２１、図２２は、整列マスク上に必要数の回路チップが供給された後の、回路チップを整列させる様子を示したそれぞれ平面図および断面図、図２３、図２４は、回路チップが整列マクス上に整列した状態を示した、それぞれ平面図および断面図である。

整列マスク３０上への回路チップ１３の供給が完了したら、今度は、図２１、図２２に矢印で示すように、整列マスク３０の全体を振動させたり、あるいは整列マスク３０を色々な方向に傾けて、回路チップ１３をチップ整列孔３１に１つずつ嵌入させることにより、図２３、図２４に示すように、回路チップ１３を整列させる。

図２５は、整列マスク上の回路チップへ粘着フイルムを押し当てた状態を示した図、図２６は、整列マスク上の回路チップを粘着フイルムに粘着させて持ち上げた状態を示した図である。

整列マスク３０上への回路チップ１３の整列が終わると、今度は、図２５に示すように、粘着フイルム５１を押え板５２で、整列マスク３０上の回路チップ１３に押し当てて、その整列マスク３０上に整列している回路チップ１３を、図２６に示すように一括して持ち上げる。

図２７は、接着剤が供給された状態のウェブを示した図である。

整列マスク上に配列された回路チップは、図２５、図２６に示すようにして一括して持ち上げた後、ウェブ２０上に一括して供給されるが、このウェブ２０上への供給に先立って、ウェブ２０の、回路チップが実装される領域２３には、図２７に示すように、接着剤２４が塗布あるいは印刷により配置される。

図２８、図２９、図３０は、図２６のようにして整列マスクから一括して持ち上げた回路チップをウェブ上に一括して供給する様子を示した図である。

ウェブ２０の、回路チップ１３が供給される部分をステージ５３上に置き、その上部に回路チップ１３を運んで、図２８に示すように、回路チップ１３がウェブ２０上のチップ配置領域２３（図１５、図２７参照）と正しく重なるように位置合わせされ、図２９に示すように回路チップ１３がウェブ２０に一括して押し当てられる。その後、図３０に示すように粘着フィルム５１を持ち上げると、回路チップ１３はウェブ２０上に搭載された状態に残る。ここで、回路チップ１３が粘着フィルム５１に着いたまま持ち上げられたり、粘着フィルム５１を持ち上げる際に回路チップ１３の位置がずれてしまわないようにウェブ２０上に供給する接着剤２４（図２７参照）として、粘着フイルム５１の粘着力よりも十分に強い粘着力を持つ接着剤が使用される。

図３１は、ウェブ上への回路チップのさらに確実な搭載方法を示す図である。

ここでは、押え板５２として、回路チップ１３の配列ピッチと同一のピッチでピン挿入孔５２１が形成された押え板を用い、ウェブ２０上に回路チップ１３を供給した後、粘着フイルム５１を持ち上げる際に、押え板５２のピン挿入孔５２１の配列ピッチと同一のピッチで押しピン５５１が並ぶ押しピン機構５５の押しピン５５１をピン挿入孔５２１に挿入して、回路チップ１３を上から押さえながら粘着フイルム５１を持ち上げる。こうすることにより、回路チップ１３をウェブ２０上にさらに確実に搭載させることができる。

図３２は、ウェブ２０上に供給された回路チップの実装の様子を示す図、図３３は、回路チップの実装が完了した状態のウェブを示す図である。

前述したように、回路チップ１３の端子１３ａには半田ボール（図示せず）が固定されており、ここでは、ウェブ２０上に一括して供給された回路チップ１３上に加圧加熱ヘッド５６を押し当てて加圧および加熱することにより、図３３に示すように、ウェブ２０上への回路チップ１３の実装が完了する。

ウェブ２０上への回路チップ１３の実装が完了した後は、ＲＦＩＤタグの個片に切断される。

次にＲＦＩＤタグの製造方法の別の実施形態について説明する。上述の実施形態と同様の工程については、図示および説明を省略する。

図３４、図３５は、整列マスク上への回路チップ供給の様子を示した、それぞれ平面図および断面図である。

ここでは、回路チップ１３は端子１３ａを上に向けた状態で供給される。回路チップ１３を整列マスク３０上へ供給した後の、整列マスク３０上での整列については、図２１、図２２を参照して説明したように、整列マスク３０に振動を加えたり色々な方向に傾けることにより行なわれる。ここでは、この点に関する図示は省略する。

図３６、図３７は、回路チップが整列マスク上に整列した状態を示したそれぞれ、平面図および断面図である。

ここでは、回路チップ１３は、整列マスク３０のチップ整列孔３１上に端子１３ａを上に向けた状態で整列している。

図３８は、ウェブ上への回路チップの実装工程を示した図である。

製造後にアンテナとして作用する配線パターンが二次元的に配列された、ロール状に巻回された状態のウェブ２０は、そのロール状の状態から巻き解かれて、先ず、接着剤印刷部に供給される。この接着剤印刷部では、印刷用マスク６１とスキージ６２により、ウェブ２０上の回路チップ搭載領域に接着剤２４が印刷される。接着剤が印刷されたウェブ２０は、ガイド部材６０により上下反転される。

図３９は、ウェブ２０とガイド部材６０の位置関係を示した図である。

ウェブ２０上には配線パターン２２が形成され、さらに接着剤２４が印刷された状態でガイド部材６０によりガイドされるが、このガイド部材６０は、ウェブ２０の、配線パターン２２や接着剤２４のない両縁部にのみ接触してウェブ２０をガイドしている。このガイド部材６０は、例えば、ウェブ２０に傷をつけないように鏡面加工された固定部材であってもよく、あるいはウェブ２０の両縁部にのみ接触するように中央部分が細径に加工されたロール、あるいは両縁部それぞれに設けられた長さの短かい一対のロールであってもよい。

図３８に戻って説明を続ける。

ガイド部材６０により上下反転されたウェブ２０は、今度は、加圧加熱部に進む。この加圧加熱部には、ウェブ２０を上下から挟んで加圧および加熱する一対の加圧加熱ヘッド５７，５８が備えられており、ここでは、整列マスク３０上に整列した回路チップ１３がウェブ２０の下側から整列マスク３０ごと持ち上げられてそのまま加圧加熱され、回路チップ１３がウェブ２０の配線パターンに半田づけされる。

このようにして、多数個の回路チップ１３がウェブ２０上に一度に実装される。

ＲＦＩＤタグの一例を示す模式断面図である。 回路チップ下面の端子配置の第１例を示す図である。 実装パッドと回路チップの位置関係を示した図である。 回路チップ下面の端子配置の第２例を示した図である。 実装パッドと、図４に示す端子配置を有する回路チップの位置関係を示した図である。 特許文献４に提案されている回路チップの端子配置を示す図である。 特許文献４にて提案された形状の実装パッド上に図６に示す端子配置を有する回路チップを配置した状態を示した図である。 本発明の第１実施形態のＲＦＩＤタグの、回路チップ実装部分の拡大図である。 図８に示す回路チップ１３Ｂを９０°回転させて実装パッド上に配置した状態を示した図である。 図８に示す回路チップ１３Ｂを１８０°回転させて実装パッド上に配置した状態を示した図である。 図８に示す回路チップ１３Ｂを２７０°回転させて実装パッド上に配置した状態を示した図である。 第２実施形態のＲＦＩＤタグの、回路実装部分の拡大図である。 図１２に示す第２実施形態のＲＦＩＤタグであって、回路チップが設計値どおりの標準の位置に実装された状態を示す図である。 図１２に示す第２実施形態のＲＦＩＤタグであって、回路チップが図１３に示す標準位置と比べ、横方向にδだけずれた位置に実装された状態を示す図である。 切断後にＲＦＩＤタグのベース（図１のベース１３参照）となるウェブを示した図である。 整列マスクの平面図である。 図１６の矢印Ａ−Ａに沿う断面図である。 図１６、図１７に示す整列マスク上に回路チップが整列した状態を示した図である。 整列マスク上への回路チップ供給の様子を示した平面図である。 整列マスク上への回路チップ供給の様子を示した断面図である。 整列マスク上に必要数の回路チップが供給された後の、回路チップを整列させる様子を示した平面図である。 整列マスク上に必要数の回路チップが供給された後の、回路チップを整列させる様子を示した断面図である。 回路チップが整列マクス上に整列した状態を示した平面図である。 回路チップが整列マクス上に整列した状態を示した断面図である。 整列マスク上の回路チップへ粘着フイルムを押し当てた状態を示した図である。 整列マスク上の回路チップを粘着フイルムに粘着させて持ち上げた状態を示した図である。 接着剤が供給された状態のウェブを示した図である。 図２６のようにして整列マスクから一括して持ち上げた回路チップをウェブ上に一括して供給する様子を示した図である。 図２６のようにして整列マスクから一括して持ち上げた回路チップをウェブ上に一括して供給する様子を示した図である。 図２６のようにして整列マスクから一括して持ち上げた回路チップをウェブ上に一括して供給する様子を示した図である。 ウェブ上への回路チップのさらに確実な搭載方法を示す図である。 ウェブ上に供給された回路チップの実装の様子を示す図である。 回路チップの実装が完了した状態のウェブを示す図である。 整列マスク上への回路チップ供給の様子を示した平面図である。 整列マスク上への回路チップ供給の様子を示した断面図である。 回路チップが整列マスク上に整列した状態を示した平面図である。 回路チップが整列マスク上に整列した状態を示した断面図である。 ウェブ上への回路チップの実装工程を示した図である。 ウエブとガイド部材の位置関係を示した図である。

符号の説明

１０ ＲＦＩＤタグ
１１ ベース
１２ アンテナ
１２１ 第１の実装パッド
１２１ａ 第１のサブパッド
１２１１ａ 重なり領域
１２１ｂ 第２のサブパッド
１２１１ｂ 重なり領域
１２１ｃ 結線部
１２２ 第２の実装パッド
１２２ａ 第３のサブパッド
１２２１ａ 重なり領域
１２２１ｂ 重なり領域
１２２２ａ 付加部
１２２ｂ 第４のサブパッド
１２２２ｂ 付加部
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ 回路チップ
１３ａ 端子
１３１ アンテナ端子
１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄ
１３２ ダミー端子
１３９，１３９ａ，１３９ｂ 辺
２０ ウェブ
２２ 配線パターン
２３ 領域
２４ 接着剤
３０ 整列マスク
３１ チップ配置孔
４０ チップ供給ジグ
４１ 枠
５１ 粘着フィルム
５２ 押え板
５２１ ピン挿入孔
５３ ステージ
５５ 押しピン機構
５６，５７，５８ 加圧加熱ヘッド
６０ ガイド部材
６１ 印刷用マスク
６２ スキージ

Claims (6)

1. ベースと、前記ベース上に配線された、互いに近接した２つの実装パッドを有する通信用のアンテナと、前記実装パッドに電気的に接続された状態に前記ベース上に実装された、前記アンテナを介して無線通信を行う方形の回路チップとを備えたＲＦＩＤタグであって、
   前記回路チップが、該回路チップの、前記実装パッドと接続される側の下面の４つの隅それぞれに、該実装パッドに接続される端子を備え、該端子のうちの、該下面の１つの辺に沿う２つの隅に形成された端子が該回路チップに搭載された回路と前記アンテナとを接続するアンテナ端子であり、該アンテナ端子を除く２つの端子が該回路とは非接続のダミー端子であって、
   前記２つの実装パッドのうちの一方である第１のパッドが、実装状態の回路チップと重なって延びる結線部で互いに接続されるとともに該回路チップ下面の一方の対角に形成された２つの端子にそれぞれ接続される第１および第２のサブパッドを有し、
   前記２つの実装パッドのうちの他方である第２のパッドが、該実装パッドに接続された状態の回路チップを迂回した経路で互いに接続されるとともに該回路チップ下面のもう一方の対角に形成された２つの端子にそれぞれ接続される第３および第４のサブパッドを有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
2. 実装状態の回路チップと重なる部分の面積に関し、前記第１のサブパッドと前記第２のサブパッドと前記結線部との面積の合計と、前記第３のサブパッドと前記第４のサブパッドの面積の合計とが等しくなるように、該第３のサブパッドと該第４のサブパッドが、実装状態の回路チップ下面の中心位置に向かって広がる各付加部を有することを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
3. 前記第１、第２、第３、および第４のサブパッドの、前記結線部および前記付加部を除いた部分の、実装状態の回路チップと重なる部分の端縁が互いに平行又は直角に延在し、かつ、前記結線部および前記付加部が、実装状態の回路チップと重なる領域に形成されていることを特徴とする請求項２記載のＲＦＩＤタグ。
4. ベースと、前記ベース上に配線された、互いに近接した２つの実装パッドを有する通信用のアンテナと、前記実装パッドに電気的に接続された状態に前記ベース上に実装された、前記アンテナを介して無線通信を行なう方形の回路チップとを備えたＲＦＩＤタグの製造方法であって、
   製造後に前記アンテナとして作用する複数の配線パターンが二次元的に配列された、切断後に前記ベースとなるウェブを用意するウェブ準備工程と、
   前記回路チップが嵌入するチップ整列孔が前記ウェブ上に配列された配線パターンの配列ピッチと同一のピッチで二次元的に形成された整列マスク上に、複数の回路チップを供給し、該整列マスクを振動又は傾斜させて該回路チップを前記チップ配置孔に嵌入させることにより該複数の回路チップを前記整列マスク上に整列させるチップ整列工程と、
   前記整列マスク上に整列した回路チップを前記ウェブ上に一括して転写するチップ転写工程と、
   前記ウェブ上に転写された回路チップを各配線パターンに接続するチップ接続工程とを有することを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。
5. 前記チップ整列工程が、前記複数の回路チップを、前記整列マスク上に、前記端子が配列された下面を下向きにして整列させる工程であって、
   前記チップ転写工程が、前記整列マスク上に整列した回路チップ上面に粘着性の支持体を置いて該回路チップを該支持体に一括して転写し、該支持体に転写された回路チップを前記ウェブ上に一括して転写する工程であることを特徴とする請求項４記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
6. 前記チップ整列工程が、前記複数の回路チップを、前記整列マスク上に、前記端子が配列された下面を上向きにして整列させる工程であって、
   前記チップ転写工程が、前記整列マスク上に整列した回路チップを前記配線パターンが形成された面を下向きにした状態の前記ウェブの下向きの面に、下側から一括して転写する工程であることを特徴とする請求項４記載のＲＦＩＤタグの製造方法。

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