JP2020140530A

JP2020140530A - 樹脂部品の製造方法、及び樹脂部品

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Publication number: JP2020140530A
Application number: JP2019036546A
Authority: JP
Inventors: 広和笠井; Hirokazu Kasai
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2020-09-03
Anticipated expiration: 2039-02-28
Also published as: JP7092069B2

Abstract

【課題】少量多品種生産に適した、ＩＣタグを装着した樹脂部品の製造方法を実現する。【解決手段】樹脂部品（１００）の製造方法は、樹脂部品の中間形成体（１１１）上に、３Ｄプリンタにより、前記樹脂部品若しくは前記樹脂部品を装着する製品の識別データを記憶するＩＣチップ（１０）を樹脂に包埋する工程と、樹脂部品の中間形成体上に、３Ｄプリンタにより、アンテナ（２０）を樹脂に包埋する工程とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は無線通信可能なＩＣチップを備えた樹脂部品の製造方法、及び樹脂部品に関する。

無線通信により、例えばＵＨＦ帯の電波を用いて非接触でデータの読み書きを行うことが可能なＩＣ（Integrated Circuit）タグが従来技術として知られている。ＩＣタグは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグとも呼称される。このようなＩＣタグを各種製品に取り付けて、製品個体ごとの識別情報を読み取ることを可能とし、製品の流通、寿命やメンテナンス履歴の管理、あるいはその製品を組み込む機器の生産管理に利用することが行われている。

特開２０１８−１３６７４６号公報

しかしながら、上述のような従来技術ではＩＣチップを埋設するための樹脂を射出成形していたため、少量多品種生産には必ずしも適していないという問題があった。また、表面にＩＣタグのアンテナが露出しつつ、アンテナと樹脂面とが平坦になるデザインの樹脂部品を製造することは困難であった。

本発明の一態様は、少量多品種生産にも対応し得る、ＩＣタグを装着した樹脂部品の製造方法を実現し、更に、アンテナの形態の自由度を高めることができるＩＣタグを装着した樹脂部品の製造方法を実現することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の構成を採用する。

本発明の一側面に係る樹脂部品の製造方法（１）は、前記樹脂部品の中間形成体上で、３Ｄプリンタにより、前記樹脂部品若しくは前記樹脂部品を装着する製品の識別データを記憶するＩＣチップを樹脂に包埋する工程と、前記樹脂部品の中間形成体上で、３Ｄプリンタにより、前記ＩＣチップが無線通信するためのアンテナを樹脂に包埋する工程と、を備える。

上記構成によれば、少量多品種生産にも対応し得る、ＩＣタグを装着した樹脂部品の製造方法を実現できる。しかも、樹脂部品そのものの中にＩＣタグを埋め込むので、当該樹脂部品を用いる製品の生産管理のために、ＩＣタグを利用することも可能となる。従って、当該樹脂部品を用いて生産される製品のトレーサビリティーを高めることが可能となる。また、アンテナの形態の自由度を高めることができるＩＣタグを装着した樹脂部品の製造方法を実現できる。

本発明の一側面（２）に係る樹脂部品の製造方法は、上記一側面に係る樹脂部品の製造方法（１）において、前記樹脂部品の中間形成体上に、前記ＩＣチップを載置する工程と、少なくとも前記ＩＣチップの一部上に、前記アンテナを形成する工程と、を更に備え、前記ＩＣチップを載置する工程と、前記ＩＣチップを樹脂に包埋する工程と、前記アンテナを形成する工程と、前記アンテナを樹脂に包埋する工程と、をこの順に実施する構成を備えていてもよい。

上記一側面（２）に係る樹脂部品の製造方法において、前記アンテナを樹脂に包埋する工程は、前記アンテナの上面が周囲の樹脂の表面と連続面を形成するように仕上げられる構成を備えていてもよい。

上記構成によれば、意匠性に優れた樹脂部品を製造することができる。また、アンテナと樹脂との間に段差が無いため、汚れが段差にたまるようなことが無く、汚れによってアンテナの性能を劣化させてしまうことが無い樹脂部品を製造することができる。

上記一側面（２）に係る樹脂部品の製造方法において、前記ＩＣチップを樹脂に包埋する工程は、前記ＩＣチップの上面の少なくとも一部が露出するように実行される構成を備えていてもよい。

上記構成によれば、ＩＣチップとアンテナとを確実に直接接続できるようにすることができる。

上記一側面（２）に係る樹脂部品の製造方法において、前記ＩＣチップを樹脂に包埋する工程は、前記ＩＣチップの上面をも樹脂が覆うように実行される構成を備えていてもよい。

上記構成によれば、ＩＣチップとアンテナとが電磁的に結合されるＩＣタグを装着した樹脂部品を製造することができる。

上記一側面（２）に係る樹脂部品の製造方法において、前記アンテナを樹脂に包埋する工程は、前記アンテナの上面をも樹脂が覆うように実行される構成を備えていてもよい。

上記構成によれば、ＩＣタグのアンテナが保護された樹脂部品を製造することができる。また上記構成によれば、小型化された、より高性能なＩＣタグのアンテナを製造することができる。

本発明の一側面（３）に係る樹脂部品の製造方法は、上記一側面に係る樹脂部品の製造方法（１）において、前記樹脂部品の中間形成体上に、前記アンテナを形成する工程と、前記アンテナの一部上に、前記ＩＣチップを載置する工程と、を更に備え、前記アンテナを形成する工程と、前記アンテナを樹脂に包埋する工程と、前記ＩＣチップを載置する工程と、前記ＩＣチップを樹脂に包埋する工程と、をこの順に実施する構成を備えていてもよい。

上記一側面（３）に係る樹脂部品の製造方法において、前記アンテナを樹脂に包埋する工程は、前記アンテナの上面の少なくとも一部が露出するように実行される構成を備えていてもよい。

上記一側面（３）に係る樹脂部品の製造方法において、前記アンテナを樹脂に包埋する工程は、前記アンテナの上面をも樹脂が覆うように実行される構成を備えていてもよい。

本発明の一側面に係る樹脂部品は、樹脂中に包埋されたＩＣチップと、少なくとも前記ＩＣチップの一部上に形成され、樹脂中に包埋された、前記ＩＣチップが無線通信するためのアンテナとを備え、前記アンテナの上面は、周囲の樹脂の表面と連続面を形成する構成を備えている。

上記構成によれば、意匠性に優れたＩＣタグを装着した樹脂部品を実現することができる。また、アンテナと樹脂との間に段差が無いため、汚れが段差にたまるようなことが無く、汚れによってアンテナの性能を劣化させてしまうことが無い樹脂部品を実現することができる。また上記構成によれば、段差に物品が引っかかることによってアンテナやＩＣチップを破損させてしまうリスクを低減することができる。

本発明の一側面に係る樹脂部品の製造方法によれば、少量多品種生産にも対応し得る、ＩＣタグを装着した樹脂部品の製造方法を実現できる。また、当該樹脂部品を用いて生産される製品のトレーサビリティーを高めることが可能となる。更に、アンテナの形態の自由度を高めることができるＩＣタグを装着した樹脂部品の製造方法を実現できる。

本発明の一側面に係る樹脂部品によれば、意匠性に優れた樹脂部品を実現することができる。

本発明の実施形態１及び２に係る樹脂部品の製造方法を示す図である。（ａ）〜（ｄ）は、実施形態１、２に共通の各工程を示す。（ｅ）、（ｆ）はそれぞれ、実施形態１、２の工程を示す。本発明の樹脂部品の製造方法により作製した樹脂部品を示す図である。（ａ）は実施形態１、（ｂ）は実施形態１の変形例、（ｃ）は実施形態２による樹脂部品を示す。（ａ）はマテリアルジェッティング法を用いる、（ｂ）は材料押出堆積法を用いる、３Ｄプリンタを示す図である。本発明の実施形態３及び４に係る樹脂部品の製造方法を示す図である。（ａ）〜（ｄ）は、実施形態３、４に共通の各工程を示す。（ｅ）、（ｆ）はそれぞれ、実施形態３、４の工程を示す。本発明の実施形態５に係る樹脂部品の製造方法を示す図である。（ａ）〜（ｅ）は各工程を示す。本発明の実施形態６に係る樹脂部品の製造方法を示す図である。（ａ）〜（ｅ）は各工程を示す（ａ）は本発明の実施形態７の、樹脂部品を用いた製品の具体例を示し、（ｂ）は本発明の実施形態７の、樹脂部品の具体例を示す。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一側面に係る実施形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を説明する。

§１適用例
本実施形態に係る樹脂部品の製造方法は、前記樹脂部品の中間形成体上で、３Ｄプリンタにより、前記樹脂部品若しくは前記樹脂部品を装着する製品の識別データ（ＩＤ情報）を記憶するＩＣチップを樹脂に包埋する工程と、前記樹脂部品の中間形成体上で、３Ｄプリンタにより、前記ＩＣチップが無線通信するためのアンテナを樹脂に包埋する工程と、を備える。そうして、前記ＩＣチップとアンテナにより、ＩＣタグが構成される。

なお、ＩＣチップを樹脂に包埋するとは、ＩＣチップの少なくとも側面の一部が樹脂に埋まるような状態になることをいう。ＩＣチップを樹脂に包埋するとは、ＩＣチップの上面までは樹脂に埋まっていない状態と、上面までも樹脂に埋まっている状態の双方を含み得る。アンテナを樹脂に包埋する、についても同様である。

本実施形態に係る樹脂部品の製造方法は、上記各工程を備えることにより、少量多品種生産にも対応し得る、ＩＣタグを装着した樹脂部品の製造方法を実現できる。また、従来技術では困難であった、表面にアンテナが露出しつつ、アンテナ表面と樹脂表面とが一連の平坦な面で構成されるデザインの樹脂部品を製造し得るなど、アンテナの形態の自由度を高めることができるＩＣタグを装着した樹脂部品の製造方法を実現できる。

§２構成例
図１を参照し、実施形態１における樹脂部品１００の製造方法の具体例を説明する。図１各図において、左側は上面図であり、右側は上面図におけるＡ−Ａ断面図である。図１の（ａ）から（ｅ）が、実施形態１の樹脂部品１００の製造工程の一例を順次示す模式図である。

図１（ａ）に示されるように、始めに、樹脂部品１００の中間形成体１１１が準備される。中間形成体１１１は、樹脂部品１００の最終形態を構成するに至る途中の段階の部材である。中間形成体１１１は、樹脂部材が樹脂部品１００の最終形態から一部を欠いた形態をしている。中間形成体１１１の形成方法は特に制限されないが、３Ｄプリンタで形成することが好ましい。なぜなら、少量多品種生産にも対応し得るからである。

次に図１（ｂ）に示されるように、中間形成体１１１の上面にＩＣチップ１０が位置決めして載置される。ＩＣチップ１０は、アンテナとともにＩＣタグを構成する。ＩＣチップ１０は、樹脂部品１００若しくは樹脂部品１００を装着する製品の識別データを記憶できる。ここで、上とは、後の工程で３Ｄプリンタによって、中間形成体１１１に更に樹脂層が形成される側の方向をいう。

次に図１（ｃ）に示されるように、ＩＣチップ１０が樹脂で包埋される。ＩＣチップ１０の側面が樹脂に埋まり、上面は露出した状態とする。本工程は３Ｄプリンタによる樹脂層の形成により実行される。本工程で形成される樹脂層を構成する樹脂は、中間形成体１１１と同一の組成であることが好ましい。樹脂部品１００として完成した後に、ＩＣチップ１０に熱膨張係数差によるストレスを与えないためである。樹脂部分１１２は、中間形成体１１１に樹脂層が形成された形態となる。

次に図１（ｄ）に示されるように、ＩＣチップ１０の一部の上面及びＩＣチップ１０を包埋した樹脂の一部の上面（樹脂部分１１２の上面）に、金属を含んでなるアンテナ２０が形成される。アンテナ２０は単数若しくは複数のアンテナ素子２１からなる。アンテナ素子２１は、必要に応じて、ＩＣチップ１０の上面に設けられたバンプに接続される。

実施形態１において、アンテナ２０は図１に示されるダイポールアンテナであり、ＩＣチップ１０を含んだ領域において、アンテナ素子２１間にギャップ２２を形成している。

本工程は、金属３Ｄプリンタで実行されることが好ましい。なぜなら、成形できる形状の自由度が高く、専用のマスク等が不要であり、少量多品種生産にも対応し得るからである。更に、アンテナ２０が形成される樹脂面を平坦としておく必要は無く、自在に任意の立体形状とすることができるからである。

しかしながら、ＩＣタグのアンテナの形成に適用される他の公知の手法、例えば、金属薄板を用いる手法、金属薄膜形成とエッチングによるパターニングの手法や、スクリーン印刷法を用いてもよい。

アンテナ２０が金属を含んでなるとは、金属の微粒子を接触させた構造で構成されていることを含む。また、金属の微粒子を接合させた構造で構成されていることを含む。これらの構造においてバインダとなる樹脂を含んでいてもよい。導電性インクや導電性ペーストからアンテナ２０が造形される場合に、アンテナ２０の内部の微細構造は、このような形態となり得る。

次に図１（ｅ）に示されるように、アンテナ２０が樹脂で包埋される。アンテナ２０の側面が樹脂に埋まり、上面は露出した状態とする。本工程は３Ｄプリンタによる樹脂層の形成により実行される。本工程で形成される樹脂層を構成する樹脂は、中間形成体１１１と同一の組成であることが好ましい。樹脂部品１００として完成した後に、ＩＣチップ１０やアンテナ２０に熱膨張係数差によるストレスを与えないためである。樹脂部分１１３は、中間形成体１１１に更に樹脂層が形成された形態となる。

ここで、アンテナ２０の周辺において、樹脂部分１１３の表面は、アンテナ２０の上面と平坦な連続面を形成するような形態に仕上げられている。

図２（ａ）に斜視図が示される樹脂部品１００が、以上の工程を経て完成する。

以下に、実施形態１における、３Ｄプリンタによる樹脂の造型について説明する。

図３は、３Ｄプリンタの代表的な方式による樹脂の造型手法を示す図である。

図３（ａ）は、マテリアルジェッティング法を用いる３Ｄプリンタ５を示す図である。本方式の３Ｄプリンタ５では、プリントヘッド５１から噴出させた樹脂５２を、紫外線５３で硬化しつつ樹脂層を積層していく。造形物５４は、ビルトプラットフォーム５６上に載置される。積層が進むにつれてビルトプラットフォーム５６が徐々に降下することで、３次元形状の樹脂の造形物５４が作製できる。ビルトプラットフォーム５６上で、造形物５４を支えるためのサポート材５５も、造形物５４と合わせて造形される。サポート材５５は、最終的に造形物５４から取り除かれる。

図３（ｂ）は、材料押出堆積法を用いる３Ｄプリンタ６を示す図である。本方式の３Ｄプリンタ６では、モデル材用スプール６１から供給される樹脂原料を、熱で溶かしノズルヘッド６３から押出して樹脂層を積層していく。造形物６４は、ビルトプラットフォーム６６上に載置される。積層が進むにつれてビルトプラットフォーム６６が徐々に降下することで、３次元形状の樹脂の造形物６４が作製できる。マテリアルジェッティング法の場合と同様に、ビルトプラットフォーム６６上で、造形物６４を支えるためのサポート材６５も、造形物６４と合わせて造形される。サポート材６５の樹脂原料はモデル材用スプール６２から供給される。

本発明に用いる３Ｄプリンタは、これらの形式の３Ｄプリンタに限られず、バインダジェッティング法、レーザ造型法、粉末焼結積層造型法等、他の方式を用いてもよい。

実施形態１における少なくとも樹脂層の形成工程は、このような３Ｄプリンタを用いた造形法により実施される。

§３変形例
図２（ｂ）は、実施形態１の製造方法によって作製され得る、樹脂部品１００とは別の外観形態を有する樹脂部品１０２を示す図である。樹脂部品１００と比較すると、樹脂部品１０２はアンテナ３０が部品表面（外面）に占める面積が極めて大きい。そのことにより、本変形例によれば、アンテナ利得を高めることもできる。

アンテナ３０は、図２（ｂ）に示されるノッチアンテナであり、金属を含んでなるアンテナ３０の一部にノッチ３３を有している。ノッチ３３は樹脂で埋められている。本変形例においても、アンテナ３０の周辺において、樹脂部分の表面は、アンテナ３０の上面と平坦な連続面を形成するような形態に仕上げられている。

図２（ｂ）に示されるように、本発明は、樹脂部品の表面（外面）の大部分が金属を含んでなるアンテナ３０で覆われるような構成とする場合にも適用できる。

§４効果
実施形態１によれば、例えば金型を必要とする射出成型法では対応が困難である、少量多品種生産にも対応し得る、ＩＣタグを装着した樹脂部品の製造方法を実現できる。しかも、樹脂部品そのものの中にＩＣタグを埋め込むので、当該樹脂部品を用いる製品の生産管理のために、ＩＣタグを利用することも可能となる。従って、当該樹脂部品を用いて生産される製品のトレーサビリティーを高めることが可能となる。

更に、従来技術では困難であった、表面にアンテナが露出しつつ、アンテナ表面と樹脂表面とが一連の平坦な面で構成されるデザインの樹脂部品を製造し得る。このようなアンテナが露出したデザインは、これまでに無いデザインであり、意匠性に優れている。また、アンテナと樹脂との間に段差が無いため、汚れが段差にたまるようなことが無く、汚れによってアンテナの性能を劣化させてしまうことが無い。あるいは、アンテナと樹脂との間に段差が無いため、段差に物品が引っかかることによってアンテナやＩＣチップを破損させてしまうリスクを低減することができる。樹脂部品の外部に、アンテナと電磁的に結合する外部アンテナを設けてアンテナ利得を高めるなどの更なる工夫を行うことも可能となる。

また実施形態１によれば、アンテナをその上に形成するための樹脂面を３Ｄプリンタで造型するので、アンテナの形態の自由度を高めることができる。

特にアンテナの形成に金属３Ｄプリンタを用いれば、樹脂部品がどのような形態であろうとも、樹脂部品の表面近くにＩＣタグを形成できる。例えば樹脂部品の表面が曲面であっても、そのような箇所にＩＣタグを形成することが可能となる。更には、複雑な３次元形状をもつようなアンテナを作製することができ、アンテナの形態の自由度を更に高めることができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図１を参照し、実施形態２における樹脂部品１０１の製造方法の具体例を説明する。図１の（ａ）から（ｄ）及び（ｆ）が、本発明の樹脂部品１０１の製造工程の一例を順次示す模式図である。

図１（ｄ）に示される状態までの各工程については、実施形態１と同一である。

次に図１（ｆ）に示されるように、アンテナ２０が樹脂で包埋される。アンテナ２０の側面及び上面が樹脂で埋まった状態とする。アンテナ２０は、完全に樹脂に埋め込まれた状態となる。本工程は３Ｄプリンタによる樹脂層の形成により実行される。本工程で形成される樹脂層を構成する樹脂は、中間形成体１１１と同一の組成であることが好ましい。樹脂部品１００として完成した後に、ＩＣチップ１０やアンテナ２０に熱膨張係数差によるストレスを与えないためである。樹脂部分１１４は、中間形成体１１１に更に樹脂層が形成された形態となる。

図２（ｃ）に斜視図が示される樹脂部品１０１が、以上の工程を経て完成する。

実施形態２によれば、アンテナ２０上に樹脂層が形成されることにより、アンテナ２０の保護効果が得られる。また、アンテナ２０において導体が樹脂に挟まれていることにより、アンテナサイズがより小型になり、高性能なアンテナを製造することが可能となる。

また、実施形態２によっても、実施形態１における、樹脂部分１１３の表面がアンテナ２０の上面と平坦な連続面を形成するような形態に仕上げられていることについての効果を除いて、実施形態１と同様の効果が奏される。

〔実施形態３〕
図４を参照し、実施形態３における樹脂部品４００の製造方法を説明する。図４の（ａ）から（ｅ）が、本発明の樹脂部品４００の製造工程の一例を順次示す模式図である。

図４（ａ）に示されるように、始めに、樹脂部品４００の中間形成体４１１が準備される。中間形成体４１１は、樹脂部品４００の最終形態を構成するに至る途中の段階の部材である。中間形成体４１１は、樹脂部材が樹脂部品４００の最終形態から一部を欠いた形態をしている。中間形成体４１１の形成方法は特に制限されないが、３Ｄプリンタで形成することが好ましい。なぜなら、少量多品種生産にも対応し得るからである。

次に図４（ｂ）に示されるように、中間形成体４１１の上面にＩＣチップ１０が位置決めして載置される。ＩＣチップ１０は、アンテナとともにＩＣタグを構成する。ＩＣチップ１０は、樹脂部品４００若しくは樹脂部品４００を装着する製品の識別データを記憶できる。

次に図４（ｃ）に示されるように、ＩＣチップ１０が樹脂で包埋される。ＩＣチップ１０の側面及び上面が樹脂で埋まった状態とする。本工程は３Ｄプリンタによる樹脂層の形成により実行される。本工程で形成される樹脂層を構成する樹脂は、中間形成体４１１と同一の組成であることが好ましい。樹脂部品４００として完成した後に、ＩＣチップ１０に熱膨張係数差によるストレスを与えないためである。樹脂部分４１２は、中間形成体４１１に樹脂層が形成された形態となる。

次に図４（ｄ）に示されるように、ＩＣチップ１０の一部の上（上方）に、金属を含んでなるアンテナ２０が形成される。アンテナ２０は、ＩＣチップ１０の上では無い、ＩＣチップ１０を包埋した樹脂の一部の上面（樹脂部分４１２の上面）にも形成される。アンテナ２０は単数若しくは複数のアンテナ素子２１からなる。ＩＣチップ１０とアンテナ２０とは直接は接していないが、電磁的に結合されており、アンテナ２０がアンテナとしての役割を果たす。

実施形態３において、アンテナ２０は図４に示されるダイポールアンテナであり、ＩＣチップ１０を含んだ領域において、アンテナ素子２１間にギャップ２２を形成している。

次に図４（ｅ）に示されるように、アンテナ２０が樹脂で包埋される。アンテナ２０の側面が樹脂に埋まり、上面は露出した状態とする。本工程は３Ｄプリンタによる樹脂層の形成により実行される。本工程で形成される樹脂層を構成する樹脂は、中間形成体４１１と同一の組成であることが好ましい。樹脂部品４００として完成した後に、ＩＣチップ１０やアンテナ２０に熱膨張係数差によるストレスを与えないためである。樹脂部分４１３は、中間形成体４１１に更に樹脂層が形成された形態となる。

ここで、アンテナ２０の周辺において、樹脂部分４１３の表面は、アンテナ２０の上面と平坦な連続面を形成するような形態に仕上げられている。

以上の工程を経て、樹脂部品４００が完成する。樹脂部品４００の外形は図２（ａ）に示されるものと同様のものである。

実施形態３によっても、実施形態１と同様の効果が奏される。

〔実施形態４〕
図４を参照し、実施形態４における樹脂部品４０１の製造方法を説明する。図４の（ａ）から（ｄ）及び（ｆ）が、本発明の樹脂部品４０１の製造工程の一例を順次示す模式図である。

図４（ｄ）に示される状態までの各工程については、実施形態３と同一である。

次に図４（ｆ）に示されるように、アンテナ２０が樹脂で包埋される。アンテナ２０の側面及び上面が樹脂で埋まった状態とする。アンテナ２０は、完全に樹脂に埋め込まれた状態となる。本工程は３Ｄプリンタによる樹脂層の形成により実行される。本工程で形成される樹脂層を構成する樹脂は、中間形成体４１１と同一の組成であることが好ましい。樹脂部品４００として完成した後に、ＩＣチップ１０やアンテナ２０に熱膨張係数差によるストレスを与えないためである。樹脂部分４１４は、中間形成体１１１に更に樹脂層が形成された形態となる。

以上の工程を経て、樹脂部品４０１が完成する。樹脂部品４０１の外形は図２（ｃ）に示されるものと同様のものである。

実施形態４によっても、実施形態２と同様の効果が奏される。

〔実施形態５〕
図５を参照し、実施形態５における樹脂部品５００の製造方法を説明する。図５の（ａ）から（ｅ）が、本発明の樹脂部品５００の製造工程の一例を順次示す模式図である。

図５（ａ）に示されるように、始めに、樹脂部品５００の中間形成体５１１が準備される。中間形成体５１１は、樹脂部品５００の最終形態を構成するに至る途中の段階の部材である。中間形成体５１１は、樹脂部材が樹脂部品５００の最終形態から一部を欠いた形態をしている。中間形成体５１１の形成方法は特に制限されないが、３Ｄプリンタで形成することが好ましい。なぜなら、少量多品種生産にも対応し得るからである。また、アンテナを形成するための樹脂面を自由な形状に造型でき、アンテナの形態の自由度を高めることができるからである。

次に図５（ｂ）に示されるように、中間形成体５１１の上面に、金属を含んでなるアンテナ２０が形成される。アンテナ２０は単数若しくは複数のアンテナ素子２１からなる。

実施形態５において、アンテナ２０は図５に示されるダイポールアンテナであり、ＩＣチップ１０が搭載される領域において、アンテナ素子２１間にギャップ２２を形成している。

次に図５（ｃ）に示されるように、アンテナ２０が樹脂で包埋される。アンテナ２０の側面が樹脂に埋まり、上面は露出した状態とする。本工程は３Ｄプリンタによる樹脂層の形成により実行される。本工程で形成される樹脂層を構成する樹脂は、中間形成体５１１と同一の組成であることが好ましい。樹脂部品５００として完成した後に、アンテナ２０に熱膨張係数差によるストレスを与えないためである。樹脂部分５１２は、中間形成体５１１に樹脂層が形成された形態となる。

次に図５（ｄ）に示されるように、アンテナ２０の一部の上面にＩＣチップ１０が位置決めして載置される。ＩＣチップ１０は、アンテナとともにＩＣタグを構成する。ＩＣチップ１０は、樹脂部品５００若しくは樹脂部品５００を装着する製品の識別データを記憶できる。アンテナ素子２１は、必要に応じて、ＩＣチップ１０に設けられたバンプに接続される。

次に図５（ｅ）に示されるように、ＩＣチップ１０及びアンテナ２０が樹脂で包埋される。ＩＣチップ１０の側面及び上面が樹脂で埋まった状態とする。ＩＣチップ１０及びアンテナ２０は、完全に樹脂に埋め込まれた状態となる。本工程は３Ｄプリンタによる樹脂層の形成により実行される。本工程で形成される樹脂層を構成する樹脂は、中間形成体５１１と同一の組成であることが好ましい。樹脂部品５００として完成した後に、ＩＣチップ１０やアンテナ２０に熱膨張係数差によるストレスを与えないためである。樹脂部分５１３は、中間形成体５１１に更に樹脂層が形成された形態となる。

以上の工程を経て、樹脂部品５００が完成する。樹脂部品５００の外形は図２（ｃ）に示されるものと同様のものである。

実施形態５によっても、実施形態２と同様の効果が奏される。

〔実施形態６〕
図６を参照し、実施形態６における樹脂部品６００の製造方法を説明する。図６の（ａ）から（ｅ）が、本発明の樹脂部品６００の製造工程の一例を順次示す模式図である。

図６（ａ）に示されるように、始めに、樹脂部品６００の中間形成体６１１が準備される。中間形成体６１１は、樹脂部品６００の最終形態を構成するに至る途中の段階の部材である。中間形成体６１１は、樹脂部材が樹脂部品６００の最終形態から一部を欠いた形態をしている。中間形成体６１１の形成方法は特に制限されないが、３Ｄプリンタで形成することが好ましい。なぜなら、少量多品種生産にも対応し得るからである。また、アンテナを形成するための樹脂面を自由な形状に造型でき、アンテナの形態の自由度を高めることができるからである。

次に図６（ｂ）に示されるように、中間形成体６１１の上面に、金属を含んでなるアンテナ２０が形成される。アンテナ２０は単数若しくは複数のアンテナ素子２１からなる。

実施形態６において、アンテナ２０は図６に示されるダイポールアンテナであり、ＩＣチップ１０が搭載される領域において、アンテナ素子２１間にギャップ２２を形成している。

次に図６（ｃ）に示されるように、アンテナ２０が樹脂で包埋される。アンテナ２０の側面及び上面が樹脂で埋まった状態とする。本工程は３Ｄプリンタによる樹脂層の形成により実行される。本工程で形成される樹脂層を構成する樹脂は、中間形成体６１１と同一の組成であることが好ましい。樹脂部品６００として完成した後に、アンテナ２０に熱膨張係数差によるストレスを与えないためである。樹脂部分６１２は、中間形成体６１１に樹脂層が形成された形態となる。

次に図６（ｄ）に示されるように、アンテナ２０の一部の上（上方）にＩＣチップ１０が位置決めして載置される。ＩＣチップ１０は、アンテナとともにＩＣタグを構成する。ＩＣチップ１０は、樹脂部品６００若しくは樹脂部品６００を装着する製品の識別データを記憶できる。ＩＣチップ１０とアンテナ２０とは直接は接していないが、電磁的に結合されており、アンテナ２０がアンテナとしての役割を果たす。

次に図６（ｅ）に示されるように、ＩＣチップ１０及びアンテナ２０が樹脂で包埋される。ＩＣチップ１０の側面及び上面が樹脂で埋まった状態とする。ＩＣチップ１０及びアンテナ２０は、完全に樹脂に埋め込まれた状態となる。本工程は３Ｄプリンタによる樹脂層の形成により実行される。本工程で形成される樹脂層を構成する樹脂は、中間形成体６１１と同一の組成であることが好ましい。樹脂部品６００として完成した後に、ＩＣチップ１０やアンテナ２０に熱膨張係数差によるストレスを与えないためである。樹脂部分６１３は、中間形成体６１１に更に樹脂層が形成された形態となる。

以上の工程を経て、樹脂部品６００が完成する。樹脂部品６００の外形は図２（ｃ）に示されるものと同様のものである。

実施形態６によっても、実施形態２と同様の効果が奏される。

〔実施形態７〕
実施形態７では、本発明の樹脂部品の製造方法によって作製された樹脂部品または当該樹脂部品を用いた製品の具体例が示される。

図７（ａ）は、本発明の樹脂部品の製造方法によって作製された樹脂部品を用いた製品の具体例である、駆動ユニット７である。駆動ユニット７は、モータ部７１と変速機構部７２とからなる。変速機構部７２の筐体は樹脂からなり、本発明の樹脂部品の製造方法によって作製される。図７（ａ）において、例えばＸで示される位置にＩＣタグが包埋される。

図７（ｂ）は、本発明の樹脂部品の製造方法によって作製された樹脂部品の具体例である、樹脂歯車８である。図７（ｂ）において、例えばＸで示される位置にＩＣタグが包埋される。

〔実施形態８〕
実施形態８は、上記各実施形態におけるアンテナが、ＩＣチップ内に内蔵される例である。ＩＣチップ自体にアンテナの機能が内蔵されており、上記各実施形態におけるアンテナの形成工程は省略される。

実施形態８によれば、例えば金型を必要とする射出成型法では対応が困難である、少量多品種生産にも対応し得る、ＩＣタグを装着した樹脂部品の製造方法を実現できる。しかも、樹脂部品そのものの中にＩＣタグを埋め込むので、当該樹脂部品を用いる製品の生産管理のために、ＩＣタグを利用することも可能となる。従って、当該樹脂部品を用いて生産される製品のトレーサビリティーを高めることが可能となる。

上述した各実施形態において、アンテナとしてダイポールアンテナが例示された。しかし本発明の適用はこれらに限定されるものではなく、例えば、ノッチアンテナ、スロットアンテナ、パッチアンテナ等、他の種類のアンテナが包埋または形成されるものであってもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１００、１０１、１０２、４００、４０１、５００、６００樹脂部品
１１１、４１１、５１１、６１１中間形成体
１１２、１１３、１１４、４１２、４１３、４１４、５１２、５１３、６１２、６１３樹脂部分
１０ＩＣチップ
２０、３０アンテナ
２１アンテナ素子
２２ギャップ
３３ノッチ
５、６３Ｄプリンタ
５１プリントヘッド
５２樹脂
５３紫外線
５４、６４造形物
５５、６５サポート材
５６、６６ビルトプラットフォーム
６１、６２モデル材用スプール
６３ノズルヘッド
７駆動ユニット
７１モータ部
７２変速機構部
８樹脂歯車

Claims

樹脂部品の製造方法であって、
前記樹脂部品の中間形成体上で、３Ｄプリンタにより、前記樹脂部品若しくは前記樹脂部品を装着する製品の識別データを記憶するＩＣチップを樹脂に包埋する工程と、
前記樹脂部品の中間形成体上で、３Ｄプリンタにより、前記ＩＣチップが無線通信するためのアンテナを樹脂に包埋する工程と、を備える樹脂部品の製造方法。
前記樹脂部品の中間形成体上に、前記ＩＣチップを載置する工程と、
少なくとも前記ＩＣチップの一部上に、前記アンテナを形成する工程と、を更に備え、
前記ＩＣチップを載置する工程と、
前記ＩＣチップを樹脂に包埋する工程と、
前記アンテナを形成する工程と、
前記アンテナを樹脂に包埋する工程と、
をこの順に実施する、請求項１に記載の樹脂部品の製造方法。
前記アンテナを樹脂に包埋する工程は、前記アンテナの上面が周囲の樹脂の表面と連続面を形成するように仕上げられる、請求項２に記載の樹脂部品の製造方法。
前記ＩＣチップを樹脂に包埋する工程は、前記ＩＣチップの上面の少なくとも一部が露出するように実行される、請求項２または３に記載の樹脂部品の製造方法。
前記ＩＣチップを樹脂に包埋する工程は、前記ＩＣチップの上面をも樹脂が覆うように実行される、請求項２または３に記載の樹脂部品の製造方法。
前記アンテナを樹脂に包埋する工程は、前記アンテナの上面をも樹脂が覆うように実行される、請求項１から５のいずれか１項に記載の樹脂部品の製造方法。
前記樹脂部品の中間形成体上に、前記アンテナを形成する工程と、
前記アンテナの一部上に、前記ＩＣチップを載置する工程と、を更に備え、
前記アンテナを形成する工程と、
前記アンテナを樹脂に包埋する工程と、
前記ＩＣチップを載置する工程と、
前記ＩＣチップを樹脂に包埋する工程と、
をこの順に実施する、請求項１に記載の樹脂部品の製造方法。
前記アンテナを樹脂に包埋する工程は、前記アンテナの上面の少なくとも一部が露出するように実行される、請求項７に記載の樹脂部品の製造方法。
前記アンテナを樹脂に包埋する工程は、前記アンテナの上面をも樹脂が覆うように実行される、請求項７に記載の樹脂部品の製造方法。
樹脂中に包埋されたＩＣチップと、
少なくとも前記ＩＣチップの一部上に形成され、樹脂中に包埋された、前記ＩＣチップが無線通信するためのアンテナとを備え、
前記アンテナの上面は、周囲の樹脂の表面と連続面を形成する樹脂部品。