JP2010103388A - Laminated flexible wiring board and method of manufacturing the same, and antenna of electronic tag for rfid using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として電子機器用の部品として用いられる積層フレキシブル配線基板、その製造方法、及びそれを用いたRFID用電子タグのアンテナに関するものである。 The present invention relates to a laminated flexible wiring board mainly used as a component for an electronic device, a manufacturing method thereof, and an RFID electronic tag antenna using the same.
近年、電子機器が高機能化、小型化するのに伴い、配線基板も高密度化や小型化のために積層構造のフレキシブル配線基板の使用が増えてきている。 In recent years, as electronic devices become more sophisticated and smaller in size, the use of a flexible wiring board having a laminated structure is also increasing in order to increase the density and miniaturization of the wiring board.
従来の積層フレキシブル配線基板は高密度化を図る為に、例えば電気回路を形成したポリイミド樹脂シートを複数積層させ、各層間はシートに形成したスルーホールを通して電気的に接続する方法が一般に用いられている(特許文献1参照)。
このような積層フレキシブル配線基板は、積層する工程として例えば当該基板に接着層を設け、積層の際に上下基板の位置がずれないようにした上で熱圧着することが必要である。また積層した基板間の電気的導通の為には、前述したスルーホールを形成し、さらに当該スルーホールにめっきを施したり、金属ペーストを充填したりする工程が必要である。この為製造工程は複雑となり、コスト的にも高価となっていた。 In such a laminated flexible wiring board, for example, an adhesive layer is provided on the substrate, and it is necessary to perform thermocompression bonding so that the positions of the upper and lower substrates are not shifted during the lamination. In addition, for electrical conduction between the stacked substrates, it is necessary to form a through hole as described above, and further, plating the through hole or filling a metal paste. For this reason, the manufacturing process is complicated and expensive.
本発明はこれまでよりも簡単な工程で製造することが可能で、コスト的にも安価な積層フレキシブル配線基板、その製造方法、及びそれを用いたRFID用電子タグのアンテナを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laminated flexible wiring board that can be manufactured by a simpler process than before, a manufacturing method thereof, and an RFID electronic tag antenna using the same. And
前記従来の問題を解決するとともに目的を達成するため、本発明ではフレキシブルな基材の片面に配線パターンを形成し、配線パターンを含む面を折り曲げることにより積層構造にすると共に、積層面に設けた配線パターンの一端を含む基材の一部を、配線パターンが腹背に対向する他の層の基材に差し込ませることにより互いの配線パターンが接続せしめた積層フレキシブル配線基板及びこの製造方法とした。 In order to solve the conventional problems and achieve the object, in the present invention, a wiring pattern is formed on one surface of a flexible base material, and a surface including the wiring pattern is bent to form a laminated structure, and the laminated surface is provided. A part of the base material including one end of the wiring pattern was inserted into the base material of another layer where the wiring pattern opposes the back of the stomach so that the wiring patterns were connected to each other and the manufacturing method thereof.
また折り曲げにより対向して臨む2つの層の配線パターンが接触しないように、前記2つの層の間に絶縁部材を配設した積層フレキシブル配線基板及びこの製造方法とした。 Also, a laminated flexible wiring board in which an insulating member is disposed between the two layers so as not to contact the wiring patterns of the two layers facing each other by bending and the manufacturing method thereof are provided.
さらに配線パターンを渦巻き形状にして、RFID用電子タグのアンテナとして使用できる積層フレキシブル配線基板とした。 Furthermore, the wiring pattern was made into a spiral shape to obtain a laminated flexible wiring board that can be used as an antenna for an RFID electronic tag.
本発明の積層フレキシブル配線基板及びこの製造方法によれば、従来積層した基板間を電気的に接続するために必要であったスルーホールを形成する工程と、基板間を金属材料でつなぐ工程が不要となり、より簡単にかつ安価に製造することが可能となる。 According to the laminated flexible wiring board and the manufacturing method of the present invention, there is no need for a process of forming a through hole and a process of connecting the boards with a metal material, which are conventionally required to electrically connect the laminated boards. Therefore, it becomes possible to manufacture more easily and inexpensively.
また基材を配線パターン面を内側にして折り曲げると、配線パターン同士が接触することになるが、間に絶縁シート等の絶縁部材をを挟むことで配線パターン作成上の制約を少なくすることができる。 In addition, when the substrate is bent with the wiring pattern surface inward, the wiring patterns come into contact with each other. However, by interposing an insulating member such as an insulating sheet between them, restrictions on wiring pattern creation can be reduced. .
さらに配線パターンを渦巻き形状にすれば、RFID用の電子タグのアンテナとして使用できる。通信距離を維持しながらアンテナを小型化するには、渦巻き形状を小型化し、かつ多層にすることが有効であるが、本発明では同一の配線パターンを繰り返し並べることで容易に積層数を増やすことができる。またRFIDタグは使い捨てで使用される場面も想定されており、この点でも先に述べた安価に製造できる点は有利である。 Furthermore, if the wiring pattern is spiral, it can be used as an antenna for an RFID electronic tag. In order to reduce the size of the antenna while maintaining the communication distance, it is effective to reduce the spiral shape and increase the number of layers. In the present invention, however, the number of layers can be easily increased by repeatedly arranging the same wiring pattern. Can do. The RFID tag is also supposed to be used in a disposable manner, and this point is advantageous in that it can be manufactured at a low cost.
請求項1に記載の発明は、フレキシブルな基材の片面に配線パターンを形成する工程と、基材を折り曲げて積層構造とする工程と、1つの層に設けた配線パターンの一端を含む基材の一部を、他の層の基材に差し込ませて互いの配線パターンを接続させる工程を有する、積層フレキシブル配線基板の製造方法である。これにより、基板に接着層を設け、積層の際に上下基板の位置がずれないようにした上で熱圧着する工程と、積層した基板間の電気的導通の為にスルーホールを形成し、さらに当該スルーホールにめっきを施したり、金属ペーストを充填したりする工程が不要となり、簡単な工程で安価な積層フレキシブル配線基板を製造することが可能となる。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、折り曲げにより対向して臨む2つの層の配線パターンの接触を防止する絶縁部材を、前記2つの層間に配設する工程を含む、請求項1に記載の積層フレキシブル配線基板の製造方法である。これにより、谷折りに折り曲げられることで、内側で対向して臨む配線パターンの接触を防止することができる。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、前記基材には複数の層が設けられ、山折りと谷折りで折り曲げて積層構造とする工程と、谷折りにより対抗して臨む2つの層の配線パターンはあらかじめ接続し、谷折りにより対抗して臨む2つの層の配線パターンの間には接触を防止する絶縁部材を配設する工程を含む、請求項1に記載の積層フレキシブル配線基板の製造方法である。これにより、あらかじめ谷折りにより対抗して臨む2つの層の配線パターンを接続しておけば、谷折りにより対抗して臨む2つの層の配線パターンの間に絶縁部材を配設するだけで接続を防止できる。
According to a third aspect of the present invention, a plurality of layers are provided on the base material, a step of folding a mountain fold and a valley fold to form a laminated structure, and a wiring pattern of two layers facing each other by the valley fold are as follows: 2. The method for manufacturing a laminated flexible wiring board according to
請求項4に記載の発明は、前記基材には複数の層が設けられ、山折りと谷折りで折り曲げて積層構造とする工程と、谷折りにより対抗して臨む2つの層の配線パターンはあらかじめ接続せず、谷折りにより対抗して臨む2つの層の配線パターンの間に設置される接触を防止する絶縁部材に穴を開け、前記穴を介して谷折りにより対抗して臨む2つの層の配線パターンを接続する工程を含む、請求項1に記載の積層フレキシブル配線基板の製造方法である。これにより、あらかじめ谷折りにより対抗して臨む2つの層の配線パターンを接続していない場合でも、谷折りにより対抗して臨む2つの層の配線パターンの間に穴を開けた絶縁部材を配設することで、接続を防止できる。谷折りにより対抗して臨む2つの層の配線パターンは、絶縁部材に設けられた穴を介して1層目と2層目、3層目と4層目と同様に接続される。
According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of layers are provided on the base material, and a step of folding a mountain fold and a valley fold to form a laminated structure and a wiring pattern of two layers facing each other by the valley fold are as follows: Two layers that are not connected in advance but are formed in an insulating member that prevents contact between two wiring patterns facing each other by valley folding, and are opposed by valley folding through the holes. It is a manufacturing method of the lamination | stacking flexible wiring board of
請求項5に記載の発明は、片面に配線パターンを形成し、折り曲げて積層構造としているフレキシブルな基材の、1つの層に設けた配線パターンの一端を含む基材の一部を、配線パターン面が腹背に対抗する他の層の基材に差し込ませて互いの配線パターンを接続した、積層フレキシブル配線基板である。これにより、基板に接着層を設け、積層の際に上下基板の位置がずれないようにした上で熱圧着する工程と、積層した基板間の電気的導通の為にスルーホールを形成し、さらに当該スルーホールにめっきを施したり、金属ペーストを充填したりする工程を不要としないので、簡単な工程で、安価な積層フレキシブル配線基板を製造することができる。 In the invention according to claim 5, a part of the base material including one end of the wiring pattern provided in one layer of the flexible base material in which the wiring pattern is formed on one side and bent to form a laminated structure is used. It is a laminated flexible wiring board in which the surface is inserted into a base material of another layer that opposes the back of the stomach and the wiring patterns are connected to each other. In this way, an adhesive layer is provided on the substrate, and the positions of the upper and lower substrates are prevented from shifting during lamination, and a through hole is formed for electrical conduction between the laminated substrates, Since a process of plating the through hole or filling a metal paste is not required, an inexpensive laminated flexible wiring board can be manufactured with a simple process.
請求項6に記載の発明は、折り曲げにより対向して臨む2つの層の配線パターンの、接触を防止する絶縁部材を前記2つの層間に配設した、請求項5に記載の積層フレキシブル配線基板である。これにより、谷折りに折り曲げられることで、内側で対向して臨む配線パターンの接触を防止することができる。 The invention according to claim 6 is the laminated flexible wiring board according to claim 5, wherein an insulating member for preventing contact between the wiring patterns of the two layers facing each other by bending is disposed between the two layers. is there. Thereby, it is possible to prevent the contact of the wiring patterns that face each other on the inside by being folded into valley folds.
請求項7に記載の発明は、配線パターンが渦巻き形状である、請求項5又は6に記載のRFID用電子タグのアンテナである。これにより、小型化されたRFID用電子タグのアンテナを、簡単な工程で安価に製造することができる。
The invention according to
添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形態である積層フレキシブル配線基板による積層型平面アンテナの上面図、図2は本発明の実施の形態である積層型平面アンテナのA−A断面図、図3は本発明の実施の形態である積層型平面アンテナの配線パターンを示した平面図、図4は本発明の実施の形態である積層型平面アンテナの積層方法を示す概略図、図5は本発明の実施の形態である積層型平面アンテナの電気的接続方法を示すB−B断面図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a top view of a multilayer planar antenna using a multilayer flexible wiring board according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the multilayer planar antenna according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view showing a wiring pattern of a laminated planar antenna according to an embodiment of the invention, FIG. 4 is a schematic view showing a lamination method of the laminated planar antenna according to the embodiment of the invention, and FIG. It is BB sectional drawing which shows the electrical connection method of the lamination type planar antenna which is the form of.
最初に、図1、図2を参照しながら、本発明の実施の形態の積層フレキシブル配線基板の構成について説明する。 First, the configuration of the laminated flexible wiring board according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
まず基材1は絶縁性材料であって、電子部品とのはんだ接合に耐えうる耐熱性が要求される。また今回は基材を折り曲げて積層構造を構成している為、柔軟性を持ち、ある程度薄くなければならない。ただし屈曲性が求められているわけではない為、一般的なフレキシブル基板として使用されているポリイミドフィルムやポリエステルフィルムが使用可能である。
First, the
また基材1は片面に所望の配線パターンを形成している。本実施例においてはRFID用の電子タグのアンテナとして使用することを想定し、図1に示すように基材1の片面に、配線パターン2を渦巻き形状としている。この際通信距離を維持しながら小型化を図る為には、アンテナの渦巻き径を小型化し、かつ多層に積層することが有効である。今回は渦巻きの外径を15mmとし、図2に示すように配線パターンは4層構造として小型化を図っている。配線パターン2の形成は、エッチングのようにあらかじめ基板の上に積層した金属箔についてパターンの不要部分を溶解除去する方法や、必要な部分に導電ペーストを印刷して導電材料を残していく方法が用いられる。また、2層と3層は谷折りに折り曲げられており、配線パターン2が接続しないように絶縁シート7を設けている。
Moreover, the
次に本実施例のRFID用の電子タグのアンテナの製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the antenna of the RFID electronic tag of this embodiment will be described.
まず積層する前段階の基材について説明する。今回図3に示すような配線パターンは、基板の片面だけに、選択したパターン面だけ銅を電解めっきすることによって形成した。具体的には後述する積層構造及び配線パターンを積層して、アンテナコイルを形成した際に電流が一方向に流れるように考慮して、2層目と3層目は配線パターンが結合しているが、1層目と4層目は他の層とは配線パターンが結合していない構成とした。 First, the substrate in the previous stage of lamination will be described. The wiring pattern as shown in FIG. 3 was formed by electroplating copper only on the selected pattern surface on only one surface of the substrate. Specifically, the second layer and the third layer are connected to each other so that a current flows in one direction when an antenna coil is formed by stacking a laminated structure and a wiring pattern to be described later. However, the first layer and the fourth layer are configured such that the wiring pattern is not coupled to the other layers.
また今回は1層目から4層目までを電気的に接続する為に、1層目には接続電極部3a、3cを有する、2つの舌状形状4a、4cを形成している。ここで舌状形状4aは、後述する方法により1層目と2層目を電気的に接続することができ、もう1つの舌状形状4cは1層目と4層目を接続することができる。同様に3層目にも接続電極部3bを有する舌状形状4bがあり、これにより3層目と4層目を電気的に接続することができる。さらに2層目には1層目の舌状形状4aを挿入するスリット5aを有しており、4層目には3層目の舌状形状4bを挿入するスリット5bと、1層目の舌状形状3cを挿入する切り欠き5cを有している。またそれぞれのスリットと切り欠きには、挿入した舌状形状の接続電極部に対応する接続電極部6a、6b、6cを有している。4層目の渦巻き形状の一端はアンテナのIN側電極となっており、接続電極部6cの一部はアンテナのOUT側電極も兼ねている。
Further, this time, in order to electrically connect the first layer to the fourth layer, two tongue-
前述のような舌状形状やスリットは、アンテナ外形の打ち抜き加工と同時に形成することが可能である。例えば打ち抜きのトムソン型に、外形以外にも舌状形状やスリットに対応する刃を設けておけば、一度に所望の形状を得ることができる。 The tongue-like shape and slit as described above can be formed simultaneously with the punching of the outer shape of the antenna. For example, if a punched Thomson mold is provided with a tongue-like shape or a blade corresponding to a slit in addition to the outer shape, a desired shape can be obtained at one time.
次に積層方法は、図4に示すようにまず1層目と2層目について、配線パターンがお互いに外側になるように基材1を山折りに折り曲げる。このようにして折り曲げることで配線パターン同士の接触を防ぐことができる。2層目と3層目は配線パターンが谷折りに折り曲げられ、内側で相互に接触するため、この間に絶縁シート7を挟むことで配線パターン同士が接触することを防いでいる。本実施例では絶縁シートを用いたが、配線パターン面に絶縁塗料を塗布するなど配線面の絶縁を確保する他の手段で代替できることは言うまでも無い。また3層目と4層目は、1層目と2層目と同様に配線パターンが腹背になるように折り曲げる。
Next, as shown in FIG. 4, first, the
さらに各層の電気的な接続は、1層目の舌状形状4aを2層目のスリット5aに、3層目の舌状形状4bを4層目のスリット5bに、1層目の舌状形状4cを4層目の切り欠き5cに差し込むことで実現される。代表例として図5に1層目の舌状形状を2層目のスリットに挿入した状態の断面図を示す。基材1は弾性を有している為、スリットに差し込まれた舌状形状は基材と平行に戻ろうとする。この為接続電極同士は接触して電気的に接続される。好ましくは舌状形状同士を他部材ではさみ込んだり、接続電極部同士をはんだ付けや超音波接合で結合したりすることで確実に接合することができる。
Further, the electrical connection of each layer is such that the first tongue-
以上のように基材を折り曲げ、電気的に接続することで、4層目のアンテナのIN側電極より3層目、2層目、1層目、4層目OUT側電極に至る渦巻き形状のRFID用アンテナを形成することができる。 By bending and electrically connecting the base material as described above, a spiral shape extending from the IN side electrode of the fourth layer antenna to the third layer, second layer, first layer, fourth layer OUT side electrode An RFID antenna can be formed.
なお、本実施例では2層目と3層目は配線パターンを結合させているが、結合されていない場合でも1層目と2層目、3層目と4層目と同様に接続することで同様の効果が得られる。まず、2層目の配線パターンにおいて接続電極部6aの逆の端部に新たに接続電極部を有する舌状形状部分を設ける。さらに3層目の配線パターンにおいて接続電極部3bの逆の端部に新たに接続電極部を有するスリットを設ける。2層目と3層目の間に挟まれている絶縁シート7には、2層目の舌状形状部分と3層目のスリットの部分に穴を開けておく。配線パターン面に絶縁塗料を塗布する場合は、2層目の舌状形状部分と3層目のスリットの部分を避けて塗布すればよい。そして、絶縁シート7を間に介して2層目の舌状形状部分を3層目のスリットに差し込むことで、2層目と3層目を電気的に接続することができる。ただし、1層目と2層目、3層目と4層目の接続と異なり2層目と3層目の間には絶縁シートがあるため、2層目の舌状形状部分を、他層の舌状形状4a、4b、4cよりも長く設ける必要がある。また、2層目にスリット、3層目に舌状形状部分を設けてもよい。
In this embodiment, the wiring patterns are connected to the second layer and the third layer, but even when they are not connected, they should be connected in the same way as the first layer, the second layer, the third layer, and the fourth layer. A similar effect can be obtained. First, in the second-layer wiring pattern, a tongue-shaped portion having a connection electrode portion is newly provided at the opposite end of the
本実施例では4層の積層構造とする配線パターンを例示したが、これ以上に積層数を増やすことも可能である。例えば図3に示す本実施例の2層目、3層目の配線パターンと同じ形状のパターン(以下中間パターン)を複数並べ、1層目の配線パターンと4層目の配線パターンをこれら複数の中間パターンの両端に配置する。このように配置すると中間パターンが今回の実施例のように1組の場合は4層、2組の場合は6層というように、中間パターンN組の場合は2×(N+1)層の積層構造を形成することができる。また中間パターンを無くして1層目と4層目の配線パターンだけにすると、両面基板として利用することも可能である。 In this embodiment, a wiring pattern having a four-layer structure is illustrated, but the number of layers can be increased further. For example, a plurality of patterns (hereinafter referred to as intermediate patterns) having the same shape as the second-layer and third-layer wiring patterns of this embodiment shown in FIG. 3 are arranged, and the first-layer wiring pattern and the fourth-layer wiring pattern are arranged in the plurality of patterns. Arranged at both ends of the intermediate pattern. When arranged in this way, the intermediate pattern has a laminated structure of 2 × (N + 1) layers in the case of N sets of intermediate patterns, such as four layers in the case of one set and six layers in the case of two sets as in this embodiment. Can be formed. If the intermediate pattern is eliminated and only the first and fourth wiring patterns are provided, it can be used as a double-sided board.
本発明にかかる積層フレキシブル配線基板及びその製造方法によれば、スルーホールを形成し、さらに電気的に接続する為のめっき等を施す必要がない点で従来の積層フレキシブル配線基板よりも簡単な工程で製造可能であり、コスト的にも安価で製造可能である。また積層数を増やす必要がある場合でも、同一パターンを用いて簡単に増やすことができる点で有利である。 According to the multilayer flexible wiring board and the method of manufacturing the same according to the present invention, a process that is simpler than the conventional multilayer flexible wiring board in that it is not necessary to form a through hole and further perform plating for electrical connection. Can be manufactured at a low cost. Moreover, even when it is necessary to increase the number of stacked layers, it is advantageous in that it can be easily increased using the same pattern.
1 基材
2 配線パターン
3a、3b、3c 接続電極部
4a、4b、4c 舌状形状
5a、5b スリット
5c 切り欠き
6a、6b、6c 接続電極部
7 絶縁シート
DESCRIPTION OF
Claims (7)
谷折りにより対向して臨む2つの層の配線パターンはあらかじめ接続し、
谷折りにより対向して臨む2つの層の配線パターンの間には接触を防止する絶縁部材を配設する工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載の積層フレキシブル配線基板の製造方法。 A plurality of layers are provided on the base material, and a step of folding a mountain fold and a valley fold to form a laminated structure;
The wiring patterns of the two layers facing each other by valley folding are connected in advance,
2. The method for manufacturing a laminated flexible wiring board according to claim 1, further comprising a step of disposing an insulating member for preventing contact between two wiring patterns facing each other by valley folding.
谷折りにより対向して臨む2つの層の配線パターンはあらかじめ接続せず、
谷折りにより対向して臨む2つの層の配線パターンの間に設置される接触を防止する絶縁部材に穴を開け、前記穴を介して谷折りにより対向して臨む2つの層の配線パターンを接続する工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載の積層フレキシブル配線基板の製造方法。 A plurality of layers are provided on the base material, and a step of folding a mountain fold and a valley fold to form a laminated structure;
The wiring patterns of the two layers facing each other by valley folding are not connected in advance,
A hole is formed in an insulating member that prevents contact between two wiring patterns facing each other by valley folding, and the two wiring patterns facing each other by valley folding are connected through the holes. The manufacturing method of the lamination | stacking flexible wiring board of Claim 1 characterized by including the process to perform.
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