JP2009517730A - トランスポンダ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

トランスポンダ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を製造するに当たり，第１エリア（２）と，第１エリア（２）に隣接する第２エリア（３）と，第２エリア（３）に隣接する第１電気接点（８，９８）とを具える基板（１，９１）を準備する。電子デバイス（５０，８０）を，好ましくは第１電気接点（８，９８）には接触させずに，第１エリア（２）内又は第１エリア（２）上に配置する。その後，導電性接着剤（１２）を２エリア（３）及び第１電気接点（８，９８）に塗布することにより，第１電気接点（８，９８）を電子デバイス（５０，８０）に電気接続する。

Description

本発明は，トランスポンダの製造方法及びトランスポンダに関するものである。

米国特許第６８６７９８３Ｂ２号明細書は，ラジオ周波識別（ＲＦＩＤ）と称され，ＲＦＩＤタグ又はラベルとして使用されるトランスポンダを構成する電子回路を開示している。タグ又はラベルは，２つの端を有するアンテナが形成されたデバイス基板と，ストラップ基板とを含んでいる。タグ又はラベルを製造する際，先ずアンテナをデバイス基板上に形成し，次に導電性接着剤をアンテナ端に塗布する。微細構造素子をＦＳＡプロセスによりストラップ基板の凹部内に配置し，ストラップ基板上にリードをメッキする。最後に，ストラップ基板はデバイス基板上に載置し，その際にストラップ基板のリードをアンテナ端と接続することにより，アンテナを微細構造素子に接続する。
米国特許第６８６７９８３Ｂ２号明細書

本発明の目的は，より簡単な方法でトランスポンダの基板上に電子デバイスを取付け可能とするトランスポンダの製造方法を提案することである。

上記の課題を解決するため，本発明に係るトランスポンダの製造方法は：第１エリアと，第１エリアに隣接した第２エリアとを含む基板を準備し，第１電気接点を第２エリアに隣接させて基板上に取り付け；電子デバイスを第１エリア内，又は第１エリア上に配置し； 導電性接着剤を第２エリア及び／又は第１電気接点に塗布して，第１電気接点を電子デバイス（５０，８０）に電気的に接続するものである。従来の技術によれば，トランスポンダは，通常，最初に基板上に導電性接着剤を塗布し，それから基板上に電子デバイスを配置することによって製造される。その場合，電子デバイスは導電性接着剤上で浮遊する傾向を呈するので，導電性接着剤が硬化するまでの間，電子デバイスを基板上に押圧する特殊な装置が必要となる。しかしながら，本発明に係る製造方法によれば，集積回路で構成することにのできる電子デバイスを，先ず第１エリア内，又は第１エリア上に配置し，導電性接着剤を第２エリア及び第１電気接点に塗布する。これにより，電子デバイスは導電性接着剤上を浮遊しなくなり，電子デバイスを基盤上に押圧するための特殊装置を使用せずに硬化させることができる。第１電気接点は，基板上に第１電気接点を形成することによって基板上に配置することができる。第１電気接点は，種々の適切な方法，例えば導電性インクによる印刷，メッキ，又は他の選択的な金属付着の何れによっても形成することができる。

好ましい代替的な実施形態によれば，電子デバイスは，第１電気接点に接触させずに第１エリア内に，又は第１エリア上に配置する。その際，接点及び電子デバイス間の不要な浮遊容量が防止され，又は少なくとも制限される。しかしながら，電子デバイスは，第２エリア，及び第１電気接点を少なくとも部分的にカバーする構成とすることもできる。

電子デバイスを基板上に配置するに先立ち，基板を，第１エリアが第１の濡れ性を有し，第２エリアが第１の濡れ性より高い第２の濡れ性を有するように形成することができる。第１エリアは好ましくは導電性接着剤をはじくように形成し，第２エリアは好ましくは導電性接着剤を引き付けるように形成する。基板の異なる濡れ性は，基板の適切な構造化，又は適切な表面処理により得ることができる。基板の製造の間，基板の第１及び第２エリアは適当な表面処理，例えばプラズマ処理又はコロナ処理，又はナノ印刷等のインプリント処理，追加的な材料層の組成選択，スパッタリング処理，蒸着処理，それぞれの濡れ性を有する層をそれぞれのエリアに印刷する印刷処理，又はシリコン層の形成処理により得ることができる。適当な基板材料には，ポリカーボネート，ポリ塩化ビニル，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），セラミックス，又は紙が含まれる。特に，比較的高い濡れ性を有する材料，例えばＰＥＴで基板を構成する場合，基板の第１エリアのみについて上述した技術の１つを適用して第１エリアに第１の濡れ性を持たせれば足りる。第１電気接点が好ましくは金属製であるので，これに関連するエリアは本質的に比較的高い濡れ性を有する。そうでない場合には，第１電気接点の表面についても適切に処理する必要がある。

本発明に係る方法の限定された実施形態において，電子デバイスは底面，頂面及び複数の側面を有し，その少なくとも１つの側面は電気接点を含む。電子デバイスの電気接点が側面にあるので，電子デバイスは，電気接点を有する側面を第１電気接点と対向させて第１エリア内，又は第１エリア上に有利に配置される。この場合，導電性接着剤を電子デバイスの下側で流通させることは不要であし，その結果として，完成したトランスポンダの高さを減少させることが可能である。なお，電気接点は電子デバイスの頂面上に配置してもよい。

少なくとも，第１電気接点と対向する側面は，電子デバイスの底面に大して傾斜させることができる。これは，基板上の電子デバイスの接着結合を強化するものである。特に，導電性接着剤が電子デバイスの上面に部分的に塗布する場合，形状結合を達成することができる。さらに，傾斜側壁に作用する導電性接着剤の表面張力及び／又は重量が，基板に向かう分力を生じさせるので，組み立ての間に電子デバイスは基板に向けて附勢される。最後に，電子デバイスが曲げられる場合に，電子デバイスにクラックが発生し始める傾向が低下する。しかしながら，底面は，最上部のエリアと同一の大きさを有し，又は頂面より小さい構成とすることができる。

本発明に係る方法の更なる限定的な実施形態において，基板は，第１エリアに隣接して第３エリアを含み，第２電気接点は第３エリアに隣接させて基板上に取り付けられる。好ましくは，基板は，第３エリアが第３の濡れ性を有し，第１の濡れ性が第２及び第３の濡れ性より低くなるように形成する。上述した説明は２以下の接点しか含まない実施形態について言及するものであるが，本発明が２を超える接点を有するデバイスにも原則的に適用可能であることは，言うまでもない。

基板はその上に取り付けられるアンテナを含み，アンテナは第１電気接点により表わされる少なくとも１つのアンテナ端を含むことができる。しかしながら，前記基板で第１基板を構成し，本発明に係る方法が以下の追加的な工程，すなわち：少なくとも１つのアンテナ端を有するアンテナが取り付けられる第２基板上に第１基板を取り付け，第１電気接点を少なくとも１つのアンテナ端に電気接続する工程を含むことができる。

アンテナを基板上に取り付ける場合，本発明に係る方法で製造される発明に係るトランスポンダは，第２電気接点を含み，アンテナが第１接触端及び第２接触端を有する構成とすることができる。第１接触端は第１電気接点を表わし，第２接触端は第２電気接点を表わす。基板は比較的高い濡れ性を有する第２エリア及び第３エリアを含み，これらのエリアが好ましくは導電性接着剤を引き付けるように形成することができる。低い濡れ性を有する第１のエリアは，第２及び第３エリアの間に位置する。本発明に係るトランスポンダのこの実施形態において，各エリア及びアンテナは，電子デバイスがアンテナの２つの端間の第１エリア内，又は第１エリア上に配置されるように形成することができる。第１エリアが残りのエリアより低い濡れ性を有するため，導電性接合剤，例えば導電性接着剤又は導電性はんだが，一方では，第２エリア，第３エリア及び電気接点のみの少なくとも大部分を濡らす。他方，特に電子デバイスを少なくとも基板の第２及び第３エリアに部分的に配置する場合，導電性接合剤は，それぞれ，第１アンテナ端及び第２アンテナ端と対向する側面に接触して付着貼着する。第２エリア及び第３エリアに塗布される導電性接合剤の表面張力（傾斜側壁の場合には重量）のため，導電性接着剤は電子デバイスを自動的にセンタリングし，又は少なくとも略中央に位置決めする。これは，本発明に係るトランスポンダの製造プロセスを容易にするものである。その理由は，本発明に係るトランスポンダを取り付ける際，電子デバイスの正確なセンタリングが不要となるからである。加えて，電子デバイスが自動的にセンタリングされ，又は少なくとも略中央に位置決めされた時点から，導電性接着剤によって，電子デバイスは導電性接合剤の硬化中及び硬化後に，外的に修正する必要はない。不要な浮遊容量を回避し，又は少なくとも減らすため，電子デバイスは，好ましくは２つのアンテナ端に重ならない配置とする。

実施例の説明

以下，本発明を図示の実施例について更に詳述する。

図１は，第１実施例に係るトランスポンダＴ１を製造するために使用する基板１の平面図である。そのトランスポンダＴ１の製造工程は図１〜４に示されている。また，トランスポンダＴ１自体は，図４及び７に示されている。基板１は，図示例ではポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）で構成されており，導電性接着剤を良好に引き付けるように，基板１の頂面は比較的高い濡れ性を有している。以下，導電性接着剤について説明するが，本発明の実施例のためには，はんだを代用することもできる。トランスポンダＴ１を製造するために，先ず，基板１をスパッタリングの間に構造化する。スパッタリングの間，上記の導電性接着剤をはじくために，比較的低い濡れ性を有するエリア２を基板１の頂面上に形成する。これに加えて，更なるエリア３及び４を基板１の頂面上に形成する。これらのエリア３，４は，図示例では基本的に無処理であるが，基板１の頂面にエッチング又はインプリンティングで形成されるトレンチ５，６により規制される。従って，エリア３，４は，エリア２よりも高い濡れ性を有することにより，上記の導電性接着剤を引き付けるものである。低い濡れ性を有するエリア２は，比較的高い濡れ性を有するエリア３，４に隣接して位置する。

図２に示すとおり，構造化した基板１の頂面上にアンテナ７を形成する。本例において，アンテナ７は，第１電気接触端８及び第２電気接触端９を有しており，周知のメッキ処理により基板１の頂面に形成されるものである。これらのアンテナ接触端８，９は，上述した導電性接着剤を引きつけるように，それぞれ比較的高い濡れ性を有するエリア１０，１１を具える（通常，エリア１０，１１は，アンテナ接触端８，９と一致するが，これは本発明の必須の特徴でない）。さらに，第１接触端８のエリア１０は，比較的高い濡れ性を有するエリア３に隣接し，かつ，低い濡れ性を有するエリア２から離間している。第２接触端９のエリア１１は，比較的高い濡れ性を有するエリア４に隣接し，かつ，比較的低い濡れ性を有するエリア２から離間している。

図３に示す次の製造ステップにおいて，本実施例では集積回路５０で構成される電子デバイスを，比較的低い濡れ性を有するエリア２上に配置する。集積回路５０は，図５及び６に更に詳細に示されている。

本実施例において，集積回路５０は角錐台形状を有し，頂面５１，第１側面５２，第２側面５３，第３側面５４，第４側面５５及び底面（図示せず。）を含んでいる。集積回路５０が本例において角錐台形状を有するため，側面５２，５３，５４，５５は，底面に対して傾斜している。側面５２は，側面５４の反対側に配置されている。集積回路５０を電気的に接続するため，第１側面５２に第１電気接点５６が，第３側面５４には第２電気接点５７が，それぞれ設けられている。

集積回路５０は，第１電気接点５６を有する第１側面５２が第１アンテナ接点８と対向し，かつ，第２電気接点５７を有する第３側面５４が第２アンテナ接点９と対向するように，比較的低い濡れ性を有するエリア２上に配置する。これに加えて，集積回路５０の底面を適切な大きさに形成することにより，比較的低い濡れ性を有するエリア２上に集積回路５０を配置したときに，底面が，アンテナ接点８，９に接触することなく，比較的高い濡れ性を有する２つのエリア３，４に部分的に重なる構成とする。

集積回路５０を比較的低い濡れ性を有するエリア２上に配置し，かつ，比較的高い濡れ性を有するエリア３，４上にも部分的に配置した後，図４に示すように，導電性接着剤１２を，比較的高い濡れ性を有するエリア３，４と，アンテナ接触端８，９とに塗布する。基板１のエリア２が同様に比較的低い濡れ性を有し，基板１のエリア３，４と２つのアンテナ接触端８，９のエリア１０，１１とが比較的高い濡れ性を有するため，エリア３，４，１０，１１だけが実質的に導電性接着剤１２によって濡れることとなる。さらに，導電性接着剤１２は，集積回路５０の第１及び第２電気接点５６，６７をカバーしている側面５２，５４に達することにより，集積回路５０をアンテナ７に電気接続する。図７は，トランスポンダＴ１の側面図である。

導電性接着剤１２は，ある表面張力と，ある重量とを有する。したがって，濡れている間に導電性接着剤１２は，集積回路５０を２つのアンテナ接触８，９間で実質的にセンタリングする。その結果，集積回路５０の底面は，比較的高い濡れ性を有するエリア３，４を部分的にカバーするが，アンテナ７の２つのアンテナ接触端１０，１１には達しない。さらに，傾斜した側壁５２，５４に作用する導電性接着剤１２の表面張力及び／又は重量が基板１に向かう分力を発生させるので，集積回路５０は基板１に向けて附勢される。

図１〜７に示した実施例において，トランスポンダＴ１の集積回路５０は角錐台形状とされている。この場合，その底面は頂面５１より大きい。この種の集積回路は，その頂面を底面より大きい形状とすることもできる。異なる形状の集積回路を使用することもできる。異なる形状の集積回路８０を有するトランスポンダＴ２の実施形態を，図８に示す。この場合，集積回路８０は，角柱形状を有する。

図９は，トランスポンダＴ３の第３実施態様を示すものである。図１〜７に示したトランスポンダＴ１の構成要素と実質的に同一であるトランスポンダＴ３の構成要素は，同一の参照符号で表されている。

トランスポンダＴ３は，介在基板９１と主基板９２とを具えている。基板９１及び９２は，図示例ではＰＥＴで構成されている。主基板９２は，導電性インクを主基板９２の上面に印刷して形成したアンテナ９７が設けられている。アンテナ９７は，第１接触端９４及び第２接触端９５を有する。

介在基板９１は，その詳細が図１０に示されており，トランスポンダＴ１の基板１と構造が類似している。すなわち，介在基板９１においては，比較的低い濡れ性を有するエリア２が，比較的高い濡れ性を有する２つのエリア３，４の間に位置している。図１０に示すとおり，第１電気接点９８及び第２電気接点９９が，周知のメッキ処理により，介在基板９１の頂面上に形成されている。これら２つの接点９８，９９は，それぞれ比較的高い濡れ性を有するエリア１１０，１１１を具えているため，導電性接着剤を引き付ける（通常，エリア１１０，１１１はアンテナ接触端９８，９９と一致しているが，これは本発明の必須の特徴ではない）。さらに，第１電気接点９８のエリア１１０は，比較的高い濡れ性を有するエリア３に隣接し，かつ，低い濡れ性を有するエリア２から離間している。第２電気接点９９のエリア１１１は，比較的高い濡れ性を有するエリア４に隣接し，かつ，比較的低い濡れ性を有するエリア２から離間している。

トランスポンダＴ３を製造するに当たり，集積回路５０をエリア２上に配置し，導電性接着剤１２をエリア３，４，１１０，１１１に塗布して集積回路５０を電気接点９８，９９に電気的に接続する。次に介在基板９１を，集積回路５０を含めて，主基板９２上に載置し，アンテナ９７の第１接触端９４を介在基板９１の第１電気接点９８に電気接続し，同様にアンテナ９３の第２接触端９５を介在基板９１の第２電気接点９９に電気接続する。

本発明は，コイルアンテナ，ダイポールアンテナ又はモノポールアンテナを有するトランスポンダ，並びに他の任意のアンテナを有するトランスポンダに関しても適用可能である。さらに，本発明は，トランスポンダのみならず，基板に取り付けられ，好ましくは２つのコネクタを有する他の電子デバイスにも適用可能である。このような電子デバイスとしては，例えばＬＥＤ（能動部品），スイッチ（電気機械部品），レジスタ，コンデンサ及びコイル（受動部品）を列挙することができる。これが限定的列挙でなく，他の多くのデバイスも想定可能であることは，当業者にとって明白である。また，本発明は，１つ又は２つの以上コネクタを有する電子デバイス（例えば増幅器）を提案するものでもある。

最後に，上述した実施形態は本発明を例示するに止まり，本発明を限定するものではない。言うまでもなく，当業者は，特許請求の範囲を逸脱することなく，多くの異なる実施形態をもって本発明を実施し得るものである。また，各請求項において，括弧内の参照符号は，その請求項を限定するものと解すべきものではない。「含む」，「具える」，「有する」等の動詞の使用は，請求項も又は明細書全体に開示されているもの以外の構成要素，工程等の存在を除外するものではない。構成要素を単数で記載した場合，複数の構成要素の存在が除外されるものでなく，その逆も同様である。いくつかの手段を列挙しているデバイス請求項において，これらの手段のいくつかは，ハードウェアにおける全く同一の要素によって具現化することができる。特定の手段が相互に異なる従属クレームにおいて別個に記載されているという単なる事実は，これら特定の手段の組合せが有効に使用できないことを意味するものではない。

図１は，第１実施例に係るトランスポンダを対象とする基板の説明図である。 第１実施例のトランスポンダの製造工程の説明図である。 第１実施例のトランスポンダの製造工程の説明図である。 第１実施例のトランスポンダの製造工程の説明図である。 図２〜４に示す第１実施例のトランスポンダを対象とする集積回路の実施例の一側を示す説明図である。 図２〜４に示す第１実施例のトランスポンダを対象とする集積回路の実施例の他の側を示す説明図である。 第１実施例のトランスポンダの側面図である。 第２実施例のトランスポンダの側面図である。 第３実施例のトランスポンダの製造工程を示す説明図である。 第３実施例のトランスポンダの製造工程を示す説明図である。

符号の説明

Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ トランスポンダ
１，９１ 基板
２ 第１エリア
３ 第２エリア
４ 第３エリア
７，９７ アンテナ
８，９８ 第１電気接点
９，９９ 第２電気接点
１２ 導電性接着剤
５０，８０ 電子デバイス
５１ 頂面
５２，５３，５４，５５ 側面
９４ アンテナ端

Claims (13)

1. トランスポンダ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）の製造方法であって，該製造方法が次の工程，すなわち：
   第１エリア（２）と，該第１エリア（２）に隣接した第２エリア（３）とを含む基板（１，９１）を準備し，第１電気接点（８，９８）を前記第２エリア（３）に隣接させて前記基板（１，９１）上に取り付けること；
   電子デバイス（５０，８０）を前記第１エリア（２）内，又は前記第１エリア（２）上に配置すること；並びに，
   導電性接着剤（１２）を前記第２エリア（３）及び／又は前記第１電気接点（８，９８）上に適用して，前記第１電気接点（８，９８）を前記電子デバイス（５０，８０）に電気的に接続すること；
   を含む製造方法。
2. 請求項１記載の製造方法であって，前記電子デバイス（５０，８０）を，前記第１電気接点（８，９８）に接触させずに前記第１エリア（２）内，又は前記第１エリア（２）上に配置する製造方法。
3. 請求項１記載の製造方法であって，前記導電性接着剤（１２）を，前記電子デバイス（５０，８０）を前記基板（１，９１）に対して押圧することなく硬化させる行程を含む製造方法。
4. 請求項１記載の製造方法であって，準備すべき前記基板（１，９１）を，前記第１エリア（２）が第１の濡れ性を有し，前記第２エリア（３）が前記第１の濡れ性より高い第２の濡れ性を有するように形成する行程を含む製造方法。
5. 請求項１記載の製造方法であって，前記電子デバイス（５０，８０）を前記第１エリア（２）内，又は前記第１エリア（２）上に配置する際，その一部を前記第２エリア（３）上に配置する製造方法。
6. 請求項１記載の製造方法であって，前記電子デバイス（５０）が，底面，頂面（５１）及び複数の側面（５２−５５）を有し，その少なくとも1つの側面が，電気接点（５６，５７）を含むものであり，該製造方法が：
   前記電気接点（５６）を含む前記側面（５２）が前記第１電気接点（８，９８）と対向するように，前記電子デバイス（５０）を前記第１エリア（２）内，又は前記第１エリア（２）上に配置する工程を含む製造方法。
7. 請求項６記載の製造方法であって，少なくとも前記第１電気接点（８，９８）と対向する前記側面（５２）が，前記電子デバイス（５０）の前記底面に対して傾斜したものである製造方法。
8. 請求項１記載の製造方法であって，前記導電性接着剤（１２）を，少なくとも部分的に前記電子デバイス（５０，８０）上に適用する工程を含む製造方法。
9. 請求項１記載の製造方法であって，前記基板（１，９１）が，前記第１エリア（２）に隣接する第３エリア（４）と，該第３エリア（９，９９）に隣接して前記基板（１，９１）上に配置した第２電気接点（９，９９）とを含むものである製造方法。
10. 請求項９記載の製造方法であって，準備すべき前記基板（１，９１）を，前記第１エリア（２）が第１の濡れ性を有し，前記第２エリア（３）が第２の濡れ性を有し，前記第３エリア（４）が第３の濡れ性を有し，かつ，前記第１の濡れ性が前記第２の濡れ性及び前記第３の濡れ性より低くなるように形成する工程を含む製造方法。
11. 請求項９記載の製造方法であって，前記基板（１）がその上に取り付けられたアンテナ（７）を有し，該アンテナ（７）が，前記第１電気接点（８）で代表される少なくとも１つのアンテナ端を具えたものである製造方法。
12. 請求項１記載の製造方法であって，前記基板が第１基板（９１）であり，該製造方法が次の工程，すなわち：
    前記第１基板（９１）を，少なくとも１つのアンテナ端（９４）を有するアンテナ（９７）を取り付けた第２基板（９２）上に配置すること；及び
    前記第１電気接点（９８）を前記少なくとも１つのアンテナ端（９４）に電気的に接続すること；
    を含む製造方法。
13. 請求項１１又は１２記載の製造方法によって製造されてなるトランスポンダ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）。

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