JP2012015159A - 配線基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】ベース基材上に樹脂系接着剤によって金属層が接着されることにより導電パターンが形成されてなる配線基板において、熱サイクル試験にかけられた場合に樹脂系接着剤が膨張することによる金属層の変形を防止する。
【解決手段】樹脂シート30上にプリプレグ32によってアンテナパターン20a,20b及びダミーパターン21a,21bが接着され、樹脂シート30には、アンテナパターン20a,20b及びダミーパターン21a,21bが接着された領域に、表裏貫通した微細穴31が設けられている。
【選択図】図1

Description

本発明は、ベース基材上に金属層が接着されることにより導電パターンが形成されてなる配線基板に関し、特に、熱サイクル試験における金属層の変形防止技術に関する。
昨今、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、該カードを用いた情報管理や決済等が行われている。また、商品等に貼付されるラベルやタグに情報を記録し、このラベルやタグを用いての商品等の管理も行われている。このようなカードやラベル、あるいはタグを用いた情報管理においては、カードやラベル、あるいはタグに対して非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うことが可能なICチップが搭載された非接触型ICカードや非接触型ICラベル、あるいは非接触型ICタグがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。
このような非接触型ICカードや非接触型ICラベル、あるいは非接触型ICタグといったRF−IDメディアは、ベース基材上に導電性のアンテナが形成されるとともにこのアンテナに接続されるようにICチップが搭載されてなるインレットが表面シートやカード基材に挟み込まれて構成されている。
図7は、一般的な非接触型ICタグに用いられるインレットの一構成例を示す図であり、(a)は表面から見た図、(b)は(a)に示したA―A’断面図である。
本例におけるインレット501は図7に示すように、PET(ポリエチレンテレフタレート)等からなる樹脂シート530の一方の面上に、二等辺三角形の形状を有する2つのアンテナパターン520a,520bが、二等辺三角形の等しい辺がなす頂点どうしを結んだ直線が二等辺三角形の底辺のそれぞれに対して垂直となるように、かつ、頂点どうしが空隙を有するように配置されてなるアンテナ部520が形成されており、このアンテナ部520に接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なICチップ510が搭載されて構成されている。なお、アンテナパターン520a,520bは、樹脂シート530上に積層されたプリプレグ532によって樹脂シート530に接着されている。また、ICチップ510は、樹脂シート530上に塗布されたACP(Anisotropic Conductive Paste:異方性導電ペースト)540によって樹脂シート530に接着されており、裏面に設けられたバンプ511がアンテナパターン520a,520bの頂点とそれぞれ接触することにより、アンテナ部520と電気的に接続されている。また、ICチップ510の裏面に設けられたバンプ511は、ICチップ510の裏面の4隅に1つずつ設けられており、そのうち2つのバンプ511がアンテナパターン520a,520bと接触しており、他の2つのバンプ511が接触する領域にはダミーパターン521a,521bが設けられている。なお、このダミーパターン521a,521bも、樹脂シート530上に積層されたプリプレグ532によって樹脂シート530に接着されている。
上記のように構成されたインレット501は、表面シートやカード基材に挟み込まれてRF−IDメディアとして利用され、外部に設けられた情報書込/読出装置(不図示)に近接させることにより、情報書込/読出装置からの電波にアンテナ部520が共振して電流が流れ、この電流がICチップ510に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込/読出装置からICチップ510に情報が書き込まれたり、ICチップ510に書き込まれた情報がアンテナ部520を介して情報書込/読出装置にて読み出されたりする。
このように、アンテナパターン520a,520bやダミーパターン521a,521bを、樹脂シート530上に積層されたプリプレグ532によって樹脂シート530に接着することが行われている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2010−109692号公報
上述したようなインレット、あるいはこれが用いられたRF−IDメディアは、製品として出荷される前に、高温環境下と低温環境下とに繰り返し置かれる熱サイクル試験にかけられることになる。
図8は、図7に示したインレット501が熱サイクル試験にかけられた場合のICチップ510近傍の状態を示す図であり、(a)は熱サイクル試験にかけられる前の状態を示す断面図、(b)は熱サイクル試験にかけられた後の状態を示す断面図である。
図7に示したインレット501においては、図8(a)に示すように、樹脂シート530上にプリプレグ532によって接着されたアンテナパターン520a,520bが、ICチップ510の裏面に設けられたバンプ511とそれぞれ接触することにより、ICチップ510とアンテナ部520とが電気的に接続されている。
この状態からインレット501が熱サイクル試験にかけられると、樹脂シート530と樹脂系接着剤であるプリプレグ532とが、その組成が互いに異なる樹脂からなるものであることから熱膨張率が互いに異なり、それにより、プリプレグ532のみが膨張すると、アンテナパターン520a,520bやダミーパターン521a,521bがプリプレグ532に押し上げられて変形してしまう。そして、図8(b)に示すように、アンテナパターン520a,520bやダミーパターン521a,521bがICチップ510の裏面に接触してしまうと、ICチップ510内の回路とアンテナパターン520a,520bやダミーパターン521a,521bとが電気的に短絡し、ICチップ510が破損したり、誤動作が生じたりしてしまうという問題点がある。
この問題点は、インレット501のベース基材として樹脂シート530を用いた場合に限らず、ベース基材上にアンテナパターン520a,520bを接着するための接着剤として樹脂系接着剤を用いた場合、熱サイクル試験において樹脂系接着剤が膨張することによっても生じるものである。
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、ベース基材上に樹脂系接着剤によって金属層が接着されることにより導電パターンが形成されてなる配線基板において、熱サイクル試験にかけられた場合に樹脂系接着剤が膨張することによる金属層の変形を防止することができる配線基板を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、
ベース基材ト上に樹脂系接着剤によって金属層が接着されることにより導電パターンが形成されてなる配線基板において、
前記ベース基材は、前記金属層が接着された領域に、該金属層が接着された面側が開口した穴を有することを特徴とする。
上記のように構成された本発明においては、熱サイクル試験にかけられることにより、ベース基材と金属層とを接着している樹脂系接着剤が膨張すると、ベース基材上に樹脂系接着剤によって接着された導電パターンとなる金属層が樹脂系接着剤によって押し上げられてしまう。ところが、ベース基材には、金属層が接着された領域に、金属層が接着された面側が開口した穴が設けられているので、膨張した樹脂系接着剤がこの穴に入り込み、それにより、膨張した樹脂系接着剤によって金属層が押し上げられることがなくなる。
以上説明したように本発明においては、ベース基材上に樹脂系接着剤によって金属層が接着されることにより導電パターンが形成されてなる配線基板において、ベース基材が、金属層が接着された領域に、金属層が接着された面側が開口した穴を有する構成としたため、熱サイクル試験にかけられることによって樹脂系接着剤が膨張しても、膨張した樹脂系接着剤が、ベース基材に設けられた穴に入り込み、それにより、膨張した樹脂系接着剤によって金属層が押し上げられることがなくなり、金属層の変形を防止することができる。
本発明の配線基板を用いたインレットの第1の実施の形態を示す図であり(a)は表面から見た図、(b)は(a)に示したA部においてICチップを取り除いた拡大図、(c)は(a)に示したA―A’断面図、(d)は(c)に示したB部拡大図である。 図1に示したインレットの製造方法を説明するための図である。 図1に示したインレットが熱サイクル試験にかけられた場合のICチップ近傍の状態を示す図であり、(a)は熱サイクル試験にかけられる前の状態を示す断面図、(b)は熱サイクル試験にかけられた後の状態を示す断面図である。 本発明の配線基板を用いたインレットの第2の実施の形態を示す図であり(a)は表面から見た図、(b)は(a)に示したA部においてICチップを取り除いた拡大図、(c)は(a)に示したA―A’断面図、(d)は(c)に示したB部拡大図である。 図4に示したインレットの製造方法を説明するための図である。 図4に示したインレットが熱サイクル試験にかけられた場合のICチップ近傍の状態を示す図であり、(a)は熱サイクル試験にかけられる前の状態を示す断面図、(b)は熱サイクル試験にかけられた後の状態を示す断面図である。 一般的な非接触型ICタグに用いられるインレットの一構成例を示す図であり、(a)は表面から見た図、(b)は(a)に示したA―A’断面図である。 図7に示したインレットが熱サイクル試験にかけられた場合のICチップ近傍の状態を示す図であり、(a)は熱サイクル試験にかけられる前の状態を示す断面図、(b)は熱サイクル試験にかけられた後の状態を示す断面図である。
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の配線基板を用いたインレットの第1の実施の形態を示す図であり(a)は表面から見た図、(b)は(a)に示したA部においてICチップ10を取り除いた拡大図、(c)は(a)に示したA―A’断面図、(d)は(c)に示したB部拡大図である。
本形態におけるインレット1は図1に示すように、ベース基材となるPET等からなる樹脂シート30の一方の面上に、二等辺三角形の形状を有する金属層からなる導電パターンである2つのアンテナパターン20a,20bが、二等辺三角形の等しい辺がなす頂点どうしを結んだ直線が二等辺三角形の底辺のそれぞれに対して垂直となるように、かつ、頂点どうしが空隙を有するように配置されてなるアンテナ部20が形成されており、このアンテナ部20に接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なICチップ10が搭載されて構成されている。なお、アンテナパターン20a,20bは、樹脂シート30上に積層されたポリエステル系等の樹脂系接着剤であるプリプレグ32によって樹脂シート30に接着されている。また、ICチップ10は、樹脂シート30上に塗布されたACP40によって樹脂シート30に接着されており、裏面に設けられたバンプ11がアンテナパターン20a,20bの頂点とそれぞれ接触することにより、アンテナ部20と接続されている。また、ICチップ10の裏面に設けられたバンプ11は、ICチップ10の裏面の4隅に1つずつ設けられており、そのうち2つのバンプ11がアンテナパターン20a,20bと接触しており、他の2つのバンプ11が接触する領域にはダミーパターン21a,21bが設けられている。このようにICチップ10の裏面に設けられた4つのバンプ11のうちアンテナパターン20a,20bに接触しないバンプ11に対向しない領域にダミーパターン21a,21bを形成することにより、ICチップ10が樹脂シート30上にて傾いてしまうことが回避されている。なお、このダミーパターン21a,21bも、樹脂シート30上に積層されたプリプレグ32によって樹脂シート30に接着されている。さらに、本形態においては、樹脂シート30のうち、アンテナパターン20a,20b及びダミーパターン21a,21bが接着された領域であって、かつ、ACP40が塗布された領域のそれぞれに、プリプレグ32を含めて表裏貫通した微細穴31が形成されている。これにより、樹脂シート30のうち、アンテナパターン20a,20b及びダミーパターン21a,21bが接着された領域に、アンテナパターン20a,20b及びダミーパターン21a,21bが接着された面側が開口した微細穴31が形成されていることになる。なお、このように構成されたインレット1のうち、ICチップ10及びACP40を除いた部分が本願発明の配線基板となる。
上記のように構成されたインレット1は、表面シートやカード基材に挟み込まれてRF−IDメディアとして利用され、外部に設けられた情報書込/読出装置(不図示)に近接させることにより、情報書込/読出装置からの電波にアンテナ部20が共振して電流が流れ、この電流がICチップ10に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込/読出装置からICチップ10に情報が書き込まれたり、ICチップ10に書き込まれた情報がアンテナ部20を介して情報書込/読出装置にて読み出されたりする。
以下に、上述したインレット1の製造方法について説明する。
図2は、図1に示したインレット1の製造方法を説明するための図である。
図1に示したインレット1を製造する場合は、まず、樹脂シート30の一方の面の全面にプリプレグ32を積層し、その上に、アルミや銅等の金属層をプリプレグ32によって接着し、その後、アンテナパターン20a,20b及びダミーパターン21a,21bをエッチングによって形成する(図2(a))。
次に、樹脂シート30のアンテナパターン20a,20b及びダミーパターン21a,21bが形成された領域のうち、後にACP40が塗布される領域のそれぞれにおいて、例えば、樹脂シート30のアンテナパターン20a,20b及びダミーパターン21a,21bが形成されたとは反対側の面からレーザ光を照射し、樹脂シート30及びプリプレグ32の表裏を貫通した微細穴31を形成する(図2(b))。
次に、樹脂シート30のアンテナパターン20a,20b及びダミーパターン21a,21bが形成された面のうちICチップ10が搭載される領域にACP40を塗布する(図2(c))。
次に、樹脂シート30のACP40が塗布された領域上にICチップ10を搭載する。この際、ICチップ10の裏面に設けられた4つのバンプ11のうち2つのバンプ11が、樹脂シート30上に形成されたアンテナパターン20a,20bとそれぞれ対向し、また、他の2つのバンプ11が樹脂シート30上に形成されたダミーパターン21a,21bにそれぞれ対向するようにICチップ10を搭載する。
その後、樹脂シート30のACP40が塗布された領域上に搭載されたICチップ10を加熱しながら加圧する。すると、ICチップ10のバンプ11と樹脂シート30上に形成されたアンテナパターン20a,20b及びダミーパターン21a,21bとが接触してICチップ10とアンテナ部20とが電気的に接続されるとともに、ICチップ10が樹脂シート30に接着される(図2(d))。
上記のようにして製造されたインレット1は、インレット1のまま、あるいはこれが用いられたRF−IDメディアとして、高温環境下と低温環境下とに繰り返し置かれる熱サイクル試験にかけられることになる。
以下に、図1に示したインレット1が熱サイクル試験にかけられた場合の作用について説明する。
図3は、図1に示したインレット1が熱サイクル試験にかけられた場合のICチップ10近傍の状態を示す図であり、(a)は熱サイクル試験にかけられる前の状態を示す断面図、(b)は熱サイクル試験にかけられた後の状態を示す断面図である。
図1に示したインレット1においては、図3(a)に示すように、樹脂シート30上にプリプレグ32によって接着されたアンテナパターン20a,20bが、ICチップ10の裏面に設けられたバンプ11とそれぞれ接触することにより、ICチップ10とアンテナ部20とが電気的に接続されている。
この状態からインレット1が熱サイクル試験にかけられると、樹脂シート30とプリプレグ32とが、その組成が互いに異なる樹脂からなるものであることから熱膨張率が互いに異なり、それにより、プリプレグ32のみが膨張すると、アンテナパターン20a,20bやダミーパターン21a,21bがプリプレグ32に押し上げられてしまう。ところが、樹脂シート30には、アンテナパターン20a,20b及びダミーパターン21a,21bが接着された領域に、表裏貫通した微細穴31が設けられているので、図3(b)に示すように、膨張したプリプレグ32がこの微細穴31に入り込み、それにより、膨張したプリプレグ32によってアンテナパターン20a,20bやダミーパターン21a,21bが押し上げられることがなくなる。
これにより、図1に示したインレット1が熱サイクル試験にかけられた場合において、樹脂シート30とプリプレグ32との組成の違いによってアンテナパターン20a,20bやダミーパターン21a,21bが変形してしまうことを防止することができる。
(第2の実施の形態)
図4は、本発明の配線基板を用いたインレットの第2の実施の形態を示す図であり(a)は表面から見た図、(b)は(a)に示したA部においてICチップ110を取り除いた拡大図、(c)は(a)に示したA―A’断面図、(d)は(c)に示したB部拡大図である。
本形態は図4に示すように、第1の実施の形態にて示したものに対して、ベース基材となる樹脂シート130のアンテナパターン120a,120b及びダミーパターン121a,121bが接着された領域に形成された微細穴131が、樹脂シート130の表裏貫通しているのではなく、アンテナパターン120a,120b及びダミーパターン121a,121bが接着された面側から所定の深さを有するものとなっており、また、プリプレグ132が、樹脂シート130上のうち、その微細穴131上も含めてアンテナパターン120a,120b及びダミーパターン121a,121bが接着された領域のみに積層されている点のみが異なるものである。
以下に、上述したインレット101の製造方法について説明する。
図5は、図4に示したインレット101の製造方法を説明するための図である。
図4に示したインレット101を製造する場合は、まず、樹脂シート130の一方の面において、後にACP140が塗布される領域にレーザ光を照射して所定の深さを有する微細穴131を形成する(図5(a))。
次に、一方の面の全面にプリプレグ132が積層されたアンテナパターン120a,120b及びダミーパターン121a,121bを、樹脂シート130の微細穴131が形成された面にプリプレグ132によって接着する(図5(b))。
次に、樹脂シート130のアンテナパターン120a,120b及びダミーパターン121a,121bが接着された面のうちICチップ110が搭載される領域にACP140を塗布する(図5(c))。
次に、樹脂シート130のACP140が塗布された領域上にICチップ110を搭載する。この際、ICチップ110の裏面に設けられた4つのバンプ111のうち2つのバンプ111が、樹脂シート130に接着されたアンテナパターン120a,120bとそれぞれ対向し、また、他の2つのバンプ111が樹脂シート130に接着されたダミーパターン121a,121bにそれぞれ対向するようにICチップ110を搭載する。
その後、樹脂シート130のACP140が塗布された領域上に搭載されたICチップ110を加熱しながら加圧する。すると、ICチップ110のバンプ111と樹脂シート130に接着されたアンテナパターン120a,120b及びダミーパターン121a,121bとが接触してICチップ110とアンテナ部120とが電気的に接続されるとともに、ICチップ110が樹脂シート130に接着される(図5(d))。
上記のようにして製造されたインレット101は、インレット101のまま、あるいはこれが用いられたRF−IDメディアとして、高温環境下と低温環境下とに繰り返し置かれる熱サイクル試験にかけられることになる。
以下に、図4に示したインレット101が熱サイクル試験にかけられた場合の作用について説明する。
図6は、図4に示したインレット101が熱サイクル試験にかけられた場合のICチップ110近傍の状態を示す図であり、(a)は熱サイクル試験にかけられる前の状態を示す断面図、(b)は熱サイクル試験にかけられた後の状態を示す断面図である。
図4に示したインレット101においては、図6(a)に示すように、樹脂シート130上にプリプレグ132によって接着されたアンテナパターン120a,120bが、ICチップ110の裏面に設けられたバンプ111とそれぞれ接触することにより、ICチップ110とアンテナ部120とが電気的に接続されている。
この状態からインレット101が熱サイクル試験にかけられると、樹脂シート130とプリプレグ132とが、その組成が互いに異なる樹脂からなるものであることから熱膨張率が互いに異なり、それにより、プリプレグ132のみが膨張すると、アンテナパターン120a,120bやダミーパターン121a,121bがプリプレグ132に押し上げられてしまう。ところが、樹脂シート130には、アンテナパターン120a,120b及びダミーパターン121a,121bが接着された領域に、アンテナパターン120a,120b及びダミーパターン121a,121bが接着された側が開口した微細穴131が設けられているので、図6(b)に示すように、膨張したプリプレグ132がこの微細穴131に入り込み、それにより、膨張したプリプレグ132によってアンテナパターン120a,120bやダミーパターン121a,121bが押し上げられることがなくなる。
これにより、図4に示したインレット101が熱サイクル試験にかけられた場合において、樹脂シート130とプリプレグ132との組成の違いによってアンテナパターン120a,120bやダミーパターン121a,121bが変形してしまうことを防止することができる。
なお、上述した2つの実施の形態においては、熱によって膨張したプリプレグ32,132が微細穴31,131に入り込むことにより、アンテナパターン20a,20b,120a,120bやダミーパターン21a,21b,121a,121bが押し上げられることがない旨を説明したが、熱によってACP40,140内に気泡が発生した場合においても、その気泡が微細穴31,131に入り込むことにより、アンテナパターン20a,20b,120a,120bやダミーパターン21a,21b,121a,121bが押し上げられることを防止することもできる。
また、上述した2つの実施の形態においては、樹脂シート30,130のアンテナパターン20a,20b,120a,120b及びダミーパターン21a,21b,121a,121bが接着された領域のうち、ACP40,140が塗布された領域のみに微細穴31,131が形成されているが、樹脂シート30,130のアンテナパターン20a,20b,120a,120b及びダミーパターン21a,21b,121a,121bが接着された領域であれば、ACP40,140が塗布されていない領域にも微細穴31,131が形成されていてもよく、その数も実施の形態に示したものに限らない。
また、上述した2つの実施の形態においては、ベース基材として樹脂シート30,130を用いたインレット1,101を例に挙げ、樹脂シート30,130とプリプレグ32,132とが、その組成が互いに異なる樹脂からなるものであることから熱膨張率が互いに異なることにより、熱サイクル試験にかけられた場合にプリプレグ32,132のみが膨張した場合について説明したが、ベース基材としてガラエポ等の熱によって膨張しないものを用いた配線基板においても、ベース基材と金属層とを接着するための接着剤として樹脂系接着剤を用いれば、熱サイクル試験において樹脂系接着剤が膨張することによって同様の作用が生じるため、本発明を適用することができる。
1,101 インレット
10,110 ICチップ
11,111 バンプ
20,120 アンテナ部
20a,20b,120a,120b アンテナパターン
21a,21b,121a,121b ダミーパターン
30,130 樹脂シート
31,131 微細穴
32,132 プリプレグ
40,140 ACP

Claims (1)

  1. ベース基材上に樹脂系接着剤によって金属層が接着されることにより導電パターンが形成されてなる配線基板において、
    前記ベース基材は、前記金属層が接着された領域に、該金属層が接着された面側が開口した穴を有することを特徴とする配線基板。
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