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Abstract
【課題】応力が掛かるような環境で用いられても、アンテナの破損を抑制できるICタグを提供する。【解決手段】ICタグは、ICチップと、アンテナと、前記アンテナの少なくとも一部を覆うレジストとが第1面に設けられる基板と、前記ICチップの側面と、前記アンテナと、前記レジストとを接着するとともに、前記ICチップの端子と前記アンテナとを電気的に接続する接着部と、前記ICチップと、前記接着部と、前記レジストの少なくとも一部とを覆う、弾性を有するカバーとを含み、前記ICチップの周辺部における前記基板の第1面において、前記アンテナ、前記レジスト、及び前記接着部がこの順で積層されている部分を有する。【選択図】図2
Description
本発明は、IC(Integrated Circuit)タグに関する。
従来より、基板の上面の銅箔製の配線と、基板の上面との上にカバーレイが設けられ、カバーレイの上に異方性導電膜を介してICチップが接続される回路基板がある。ICチップの端子と配線とは、異方性導電膜によって電気的に接続されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、ICタグは、様々な物品に取り付けられ、物品の移動に伴って衝撃等による応力が掛かることがある。このため、ICタグは、応力によって破損しないように、強度がある構造を取ることになる。
このような場合に、ICタグの側面と基板との間に接着部を設けて強度を確保すると、接着部が厚くなり、衝撃でクラックが入り、アンテナに到達すると、アンテナが破損(断線)するおそれがある。特に、アンテナが破損すると、ICタグは通信を行うことができなくなる。
そこで、応力が掛かるような環境で用いられても、アンテナの破損を抑制できるICタグを提供することを目的とする。
本発明の実施の形態のICタグは、ICチップと、アンテナと、前記アンテナの少なくとも一部を覆うレジストとが第1面に設けられる基板と、前記ICチップの側面と、前記アンテナと、前記レジストとを接着するとともに、前記ICチップの端子と前記アンテナとを電気的に接続する接着部と、前記ICチップと、前記接着部と、前記レジストの少なくとも一部とを覆う、弾性を有するカバーとを含み、前記ICチップの周辺部における前記基板の第1面において、前記アンテナ、前記レジスト、及び前記接着部がこの順で積層されている部分を有する。
応力が掛かるような環境で用いられても、アンテナの破損を抑制できるICタグを提供することができる。
以下、本発明のICタグを適用した実施の形態について説明する。
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1のICタグ100を示す図である。図2は、図1におけるA−A矢視断面を示す図である。以下では、XYZ座標系を用いて説明する。平面視とはXY面視することである。また、説明の便宜上、+Z方向側を上、−Z方向側を下と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。
図1は、実施の形態1のICタグ100を示す図である。図2は、図1におけるA−A矢視断面を示す図である。以下では、XYZ座標系を用いて説明する。平面視とはXY面視することである。また、説明の便宜上、+Z方向側を上、−Z方向側を下と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。
ICタグ100は、基板110、ICチップ120、接着部130、及びカバー140を含むRFID(Radio Frequency Identifier)タグである。ICタグ100は、一例として、シーツ又はタオル等のリネンに取り付けられ、各リネンを識別するために利用される。リネンは、一例として、洗濯して繰り返し利用されるものであり、洗濯は工業用の大型の洗濯機で行われることがある。このような洗濯機で洗濯すると、リネンには非常に大きな圧力及び引っ張る力等が掛かるため、ICタグ100には様々な方向から非常に大きな応力が掛かる。このため、ICタグ100には、このような非常に大きな応力に耐えられる構造が求められる。
なお、一例として、ICチップ120の平面視でのサイズは、0.5mm×0.5mmであり、(Z方向の)厚さは、一例として0.22mmである。ICタグ100の大きさは、平面視で54mm×5mmであり、(Z方向の)厚さは、一例として0.5mmである。
基板110は、一例として、PET(ポリエチレンテレフタラート)製であり、平面視で矩形状である。基板110の上面にはアンテナ111とレジスト112が設けられている。基板110の上面は、第1面の一例である。アンテナ111は、一例として平面的なアンテナとして示すが、ICタグ100の用途及び通信周波数等に応じて、平面視で様々な形状にパターニングされていてもよい。アンテナ111は、一例として、基板110の上面に塗布される銀ペースト(Agペースト)で実現される。Agペースト製のアンテナ111は、レジスト112よりも柔らかい(弾性率が低い)。
レジスト112は、基板110の上面の一部と、アンテナ111の上面の一部との上に形成されている。レジスト112の材料としては、配線基板等の配線の絶縁に用いられるレジスト用の絶縁材料を用いることができる。レジスト112は、熱硬化した接着部130よりも柔らかい(弾性率が低い)。
レジスト112は、平面視における中央に矩形状の開口部112Aを有する。開口部112Aの内部は、レジスト112が設けられていない部分である。開口部112Aからは、アンテナ111のX方向における中央側の一部が露出する。開口部112AのX方向の長さは、図2に示す断面視で、ICチップ120のX方向の長さよりも長く、接着部130のX方向における両側に位置する下端130A同士の間の長さよりも小さい。下端130Aは、接着部130がレジスト112と接触する部分のうちの平面視における最も外側の位置に相当する。接着部130は、断面視で上から下にかけて外側に延在するように傾斜しているからである。なお、このような構成は、Y方向に沿った断面においても同様である。
ICチップ120は、固有のIDを格納する内部メモリを有するICを内蔵するチップであり、下面に4つの端子121を有する。端子121は、接着部130を介してアンテナ111に電気的に接続されており、アンテナ111を介して受電した電力で動作し、IDを含む信号をアンテナ111を介して放射する。IDを含む信号は、リーダによって受信される。ICタグ100は、電源を含まないパッシブ型のRFIDタグである。
接着部130は、一例として、異方性導電性を示す接着剤を硬化させた部材であり、ICチップ120の側面の一部と、アンテナ111の一部と、レジスト112の一部とを接着するとともに、ICチップ120の下面において、端子121とアンテナ111とを電気的に接続する導電性を有する。
接着部130を実現する異方性導電性を示す接着剤は、熱硬化樹脂製のバインダに、導電粒子を混合した混合物であり、上下方向に圧力を掛けながら加熱(加熱圧着)すると、熱硬化して端子121とアンテナ111とを接着するとともに、端子121とアンテナ111との間を上下方向において電気的に接続する。また、接着部130を実現する異方性導電性を示す接着剤は、ICチップ120の側面の一部と、アンテナ111の一部と、レジスト112の一部と接着する。
接着部130の下端130Aは、平面視で円形であり、接着部130のX方向における両側に位置する下端130A同士の間の長さは、レジスト112の開口部112AのX方向の長さよりも長い。
換言すれば、X方向において、接着部130がレジスト112と接触する部分のうちの平面視における最も外側の位置にある下端130Aは、平面視で開口部112Aの開口端の位置よりも外側である。また、アンテナ111は、X方向において、レジスト112よりも内側まで延在し、アンテナ111のX方向の中央側の端部は、ICチップ120の下に位置する。なお、これはY方向においても同様である。
このため、ICチップ120の周辺部における基板110の上面において、アンテナ111、レジスト112、及び接着部130がこの順で積層されている部分(図2において2つの破線の楕円で示す部分)が存在する。なお、ICチップ120の周辺部とは、平面視において基板110の上面で規定される矩形状の領域内において、ICチップ120の周囲に位置する部分である。
カバー140は、基板110の上面において、レジスト112と、ICチップ120上面及び側面の上側の一部と、接着部130とを覆っている。カバー140は、ICチップ120と、ICチップ120及びアンテナ111の接続部とを衝撃等から保護するために設けられている。カバー140の平面視におけるサイズは、一例として基板110よりも小さく、アンテナ111の±X方向側の端部と、レジスト112のうちの平面視における±X方向側及び±Y方向側の端部とは、カバー140によって覆われていない。なお、カバー140は、アンテナ111の±X方向側の端部と、レジスト112のうちの平面視における±X方向側及び±Y方向側の端部とを覆っている構成であってもよい。
カバー140は、主剤と硬化剤とを化学反応させて硬化させたウレタン樹脂製の樹脂ポッティングある。樹脂ポッティングは、弾性を有し、変形し易いため、様々な方向から応力が掛かるICタグ100のカバーに適している。なお、カバー140は、弾性を有し、変形し易いものであれば、ポッティング樹脂以外のものであってもよい。
図3は、接着部130にクラック130Bが入った状態を示す図である。ICタグ100に応力が掛かって、接着部130のうちのICチップ120の側面側に位置する部分にクラック130Bが入ったこととする。しかしながら、アンテナ111と接着部130との間には、接着部130よりも柔らかく変形し易いレジスト112が設けられているため、クラック130Bはレジスト112には生じず、レジスト112が弾性変形することで接着部130に掛かっている応力を吸収又は緩和し、アンテナ111が破損することが抑制される。
このように、接着部130のうちのICチップ120の側面側(X方向側の側面側)に位置する部分にクラック130Bが入っても、アンテナ111の破損を抑制することができる。
図4は、比較例のICタグ10を示す図である。図5は、図4におけるB−B断面を示す図である。比較例のICタグ10の構成要素のうち、実施の形態1のICタグ100の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
ICタグ10は、基板11、ICチップ120、接着部13、及びカバー140を含むRFIDタグである。
基板11は、基板110と同様にPET製であり、平面視で矩形状である。基板11の上面にはアンテナ111とレジスト12が設けられている。基板11は、レジスト12の開口部12Aが円形で大きく、レジスト12と接着部13との重なる部分がないことが、実施の形態1の基板110との違いである。
ICタグ10に応力が掛かって、接着部13のうちのICチップ120の側面側(X方向側の側面側)に位置する部分にクラック13Aが入ると、クラック13Aはアンテナ111に到達するため、アンテナ111が断線するおそれがある。
これに対して、実施の形態1のICタグ100は、ICチップ120の周辺部における基板110の上面において、アンテナ111、レジスト112、及び接着部130がこの順で積層されている部分(図2において2つの破線の楕円で示す部分)を有する。
このため、接着部130のうちのICチップ120の側面側(X方向側の側面側)に位置する部分にクラック130B(図3参照)が入っても、クラック130Bはレジスト112にまでしか到達せず、アンテナ111の破損を抑制することができる。
したがって、応力が掛かるような環境で用いられても、アンテナ111の破損を抑制できるICタグ100を提供することができる。
<実施の形態2>
図6は、実施の形態2のICタグ200を示す図である。図7は、図6におけるC−C矢視断面を示す図である。以下では、XYZ座標系を用いて説明する。平面視とはXY面視することである。また、説明の便宜上、+Z方向側を上、−Z方向側を下と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。また、以下では、実施の形態1のICタグ100の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
図6は、実施の形態2のICタグ200を示す図である。図7は、図6におけるC−C矢視断面を示す図である。以下では、XYZ座標系を用いて説明する。平面視とはXY面視することである。また、説明の便宜上、+Z方向側を上、−Z方向側を下と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。また、以下では、実施の形態1のICタグ100の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
ICタグ200は、基板210、ICチップ120、接着部230、カバー240、及び弾性部材250を含むRFIDタグである。ICタグ200は、実施の形態1のICタグ100と同様に、一例として、シーツ又はタオル等のリネンに取り付けられ、各リネンを識別するために利用される。
基板210は、一例として、PET製であり、平面視で矩形状である。基板210の上面にはアンテナ111とレジスト212が設けられている。基板210の上面は、第1面の一例である。
レジスト212は、基板210の上面の一部と、アンテナ111の上面の一部との上に形成されている。レジスト212の材料としては、配線基板等の配線の絶縁に用いられるレジスト用の絶縁材料を用いることができる。
レジスト212は、平面視における中央に円形の大きな開口部212Aを有する。開口部212Aは、比較例のICタグ10のレジスト12の開口部12A(図4参照)と同様である。
接着部230は、一例として、異方性導電性を示す接着剤を硬化させた部材であり、接続部231と、側面接着部232とを有する。
接続部231は、ICチップ120の下面と、基板210の上面及びアンテナ111とを接着するとともに、ICチップ120の端子121とアンテナ111とを電気的に接続する。側面接着部232は、ICチップ120の側面に接着されており、ICチップ120の側面と弾性部材250の上面とを接着する。接着部230を実現する異方性導電性を示す接着剤は、実施の形態1の接着部130を実現する異方性導電性を示す接着剤と同様である。
接着部230の下端230Aは、平面視で円形であり、接着部230のX方向における両側に位置する下端230Aの円形は、レジスト212の開口部212Aの円形よりも小さく、レジスト212の開口部212Aの円形の内側に位置する。
カバー240は、基板210の上面において、レジスト212の一部と、ICチップ120上面及び側面の上側の一部と、接着部230の側面接着部232と、弾性部材250の一部とを覆っている。カバー240は、実施の形態1のカバー140と同様に、アンテナ111と、ICチップ120と、ICチップ120及びアンテナ111の接続部とを衝撃等から保護するために設けられており、同様の樹脂ポッティングによって実現される。
弾性部材250は、アンテナ111と、側面接着部232との間に設けられ、アンテナ111よりも高い弾性率を有する。Agペースト製のアンテナ111は、レジスト212よりも柔らかい(弾性率が低い)ため、弾性部材250は、アンテナ111よりも硬く、レジスト212よりも柔らかいことになる。
弾性部材250の弾性率がアンテナ111よりも高いことは、レジスト212よりも柔らかい部材を側面接着部232とアンテナ111との間に設けることで、側面接着部232にクラックが生じるほどの応力が掛かった際にアンテナ111を保護するためである。
また、弾性部材250の弾性率は、レジスト212よりも低い、又は、製造過程においてICチップ120が上側から押し付けられるとICチップ120の端子121と熱硬化される前の接着部230用の接着剤とが弾性部材250を突き破って貫通可能な弾性率である。端子121と熱硬化される前の接着部230用の接着剤とが弾性部材250を突き破って貫通可能とは、熱硬化される前の接着部230用の接着剤に重ねたICチップ120を弾性部材250に押し付けて弾性部材250を押し潰して変形させているときに、少なくとも端子121と熱硬化される前の接着部230用の接着剤とが重なって弾性部材250に触れている部分のみに孔が開き、孔の周りは繋がった状態に保たれることをいう。
このように弾性部材250の弾性率が、製造過程においてICチップ120が上側から押し付けられるとICチップ120の端子121と熱硬化される前の接着部230用の接着剤とが弾性部材250を突き破って貫通可能な弾性率であることは、弾性部材250の弾性率がレジスト212よりも低い場合に実現可能であった。また、弾性部材250の代わりにレジスト212と同様のレジストを用いた場合には、ICチップ120の端子121と熱硬化される前の接着部230用の接着剤とがレジストを突き破ることができなかった。
このため、弾性部材250の弾性率については、レジスト212よりも低い、又は、製造過程においてICチップ120が上側から押し付けられるとICチップ120の端子121が弾性部材250を突き破って貫通可能な弾性率であることとしている。
このような弾性部材250としては、例えば、ポリプロピレン系の樹脂等を用いることができる。
ICチップ120の周辺部における基板210の上面には、アンテナ111と側面接着部232との間に弾性部材250が設けられている。弾性部材250の弾性率は、アンテナ111よりも高く、かつ、レジスト212よりも低い、又は、製造過程においてICチップ120が上側から押し付けられるとICチップ120の端子121と熱硬化される前の接着部230用の接着剤とが弾性部材250を突き破って貫通可能な弾性率である。このため、レジスト212よりも変形し易く、アンテナ111よりも変形し難い。このため、ICタグ200に応力が掛かって側面接着部232にクラックが入っても、弾性部材250が変形して応力を吸収又は緩和し、アンテナ111を保護することで、アンテナ111の破損を抑制することができる。
また、弾性部材250は、ICチップ120の側面に接触している。このため、側面接着部232とアンテナ111との間で、効果的に応力を吸収することができる。
図8は、実施の形態2のICタグ200を製造する工程の一部を示す図である。基板210の上面の中央部に、弾性部材250と接着部230用の接着剤230Cとを重ねて配置し、接着剤230Cに対してICチップ120を−Z方向において押圧すると、ICチップ120の端子121と接着剤230Cとが弾性部材250を突き破って、アンテナ111の上に位置することになる。
この状態で接着剤230Cを加熱すると、図7に示すように、接着剤230Cが接続部231と側面接着部232とに別れ、ICチップ120の下面と側面においてそれぞれ硬化する。ここで、接続部231と側面接着部232とを接続する部分があっても、接続する部分がなくても、どちらでもよい。
接続部231は、押圧された方向に導電性を有するので、ICチップ120の下面の端子121とアンテナ111とが電気的に接続される。この後に、カバー240を形成すればよい。
このため、ICタグ200に応力が掛かって、接着部230のうちの側面接着部232にクラックが入っても、弾性部材250が変形して応力を吸収又は緩和し、アンテナ111を保護することで、アンテナ111の破損を抑制することができる。
したがって、応力が掛かるような環境で用いられても、アンテナの破損を抑制できるICタグ200を提供することができる。
また、弾性部材250は、ICチップ120の側面に接触している。このため、側面接着部232とアンテナ111との間で、効果的に応力を吸収するでき、側面接着部232にクラックが入っても、アンテナ111の破損を抑制することができる。
以上、本発明の例示的な実施の形態のICタグについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
ICチップと、
アンテナと、前記アンテナの少なくとも一部を覆うレジストとが第1面に設けられる基板と、
前記ICチップの側面と、前記アンテナと、前記レジストとを接着するとともに、前記ICチップの端子と前記アンテナとを電気的に接続する接着部と、
前記ICチップと、前記接着部と、前記レジストの少なくとも一部とを覆う、弾性を有するカバーと
を含み、
前記ICチップの周辺部における前記基板の第1面において、前記アンテナ、前記レジスト、及び前記接着部がこの順で積層されている部分を有する、ICタグ。
(付記2)
前記レジストは、前記アンテナが前記ICチップに接続される部分を露出させる開口部を有し、
前記接着部が前記レジストと接触する部分のうちの平面視における最も外側の位置は、平面視で前記開口部の開口端の位置よりも外側である、付記1記載のICタグ。
(付記3)
ICチップと、
アンテナと、前記アンテナの少なくとも一部を覆うレジストとが第1面に設けられる基板と、
前記ICチップの側面に接着される側面接着部と、前記ICチップの端子と前記アンテナとを接着するともに電気的に接続する接続部とを有する接着部と、
前記ICチップの周辺部における前記基板の第1面において、前記アンテナと、前記側面接着部との間に設けられ、前記アンテナよりも高い弾性率を有する弾性部材と、
前記ICチップと、前記接着部と、前記弾性部材と、前記レジストの少なくとも一部とを覆うカバーと
を含む、ICタグ。
(付記4)
前記弾性部材の弾性率は、前記レジストよりも低い、又は、前記ICチップが押し付けられると前記ICチップの端子が貫通可能な弾性率である、付記3記載のICタグ。
(付記5)
前記弾性部材は、前記ICチップの側面に接触している、付記3又は4記載のICタグ。
(付記6)
前記カバーは、ポッティング樹脂製である、付記1乃至5のいずれか一項記載のICタグ。
(付記7)
前記接着部は、導電フィラーを有し、熱圧着により異方性導電性を示す接着剤によって形成されている、付記1乃至6のいずれか一項記載のICタグ。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
ICチップと、
アンテナと、前記アンテナの少なくとも一部を覆うレジストとが第1面に設けられる基板と、
前記ICチップの側面と、前記アンテナと、前記レジストとを接着するとともに、前記ICチップの端子と前記アンテナとを電気的に接続する接着部と、
前記ICチップと、前記接着部と、前記レジストの少なくとも一部とを覆う、弾性を有するカバーと
を含み、
前記ICチップの周辺部における前記基板の第1面において、前記アンテナ、前記レジスト、及び前記接着部がこの順で積層されている部分を有する、ICタグ。
(付記2)
前記レジストは、前記アンテナが前記ICチップに接続される部分を露出させる開口部を有し、
前記接着部が前記レジストと接触する部分のうちの平面視における最も外側の位置は、平面視で前記開口部の開口端の位置よりも外側である、付記1記載のICタグ。
(付記3)
ICチップと、
アンテナと、前記アンテナの少なくとも一部を覆うレジストとが第1面に設けられる基板と、
前記ICチップの側面に接着される側面接着部と、前記ICチップの端子と前記アンテナとを接着するともに電気的に接続する接続部とを有する接着部と、
前記ICチップの周辺部における前記基板の第1面において、前記アンテナと、前記側面接着部との間に設けられ、前記アンテナよりも高い弾性率を有する弾性部材と、
前記ICチップと、前記接着部と、前記弾性部材と、前記レジストの少なくとも一部とを覆うカバーと
を含む、ICタグ。
(付記4)
前記弾性部材の弾性率は、前記レジストよりも低い、又は、前記ICチップが押し付けられると前記ICチップの端子が貫通可能な弾性率である、付記3記載のICタグ。
(付記5)
前記弾性部材は、前記ICチップの側面に接触している、付記3又は4記載のICタグ。
(付記6)
前記カバーは、ポッティング樹脂製である、付記1乃至5のいずれか一項記載のICタグ。
(付記7)
前記接着部は、導電フィラーを有し、熱圧着により異方性導電性を示す接着剤によって形成されている、付記1乃至6のいずれか一項記載のICタグ。
100、200 ICタグ
110、210 基板
120 ICチップ
130、230 接着部
140、240 カバー
110、210 基板
120 ICチップ
130、230 接着部
140、240 カバー
Claims (7)
- ICチップと、
アンテナと、前記アンテナの少なくとも一部を覆うレジストとが第1面に設けられる基板と、
前記ICチップの側面と、前記アンテナと、前記レジストとを接着するとともに、前記ICチップの端子と前記アンテナとを電気的に接続する接着部と、
前記ICチップと、前記接着部と、前記レジストの少なくとも一部とを覆う、弾性を有するカバーと
を含み、
前記ICチップの周辺部における前記基板の第1面において、前記アンテナ、前記レジスト、及び前記接着部がこの順で積層されている部分を有する、ICタグ。 - 前記レジストは、前記アンテナの前記ICチップに接続される部分を露出させる開口部を有し、
前記接着部が前記レジストと接触する部分のうちの平面視における最も外側の位置は、平面視で前記開口部の開口端の位置よりも外側である、請求項1記載のICタグ。 - ICチップと、
アンテナと、前記アンテナの少なくとも一部を覆うレジストとが第1面に設けられる基板と、
前記ICチップの側面に接着される側面接着部と、前記ICチップの端子と前記アンテナとを接着するともに電気的に接続する接続部とを有する接着部と、
前記ICチップの周辺部における前記基板の第1面において、前記アンテナと、前記側面接着部との間に設けられ、前記アンテナよりも高い弾性率を有する弾性部材と、
前記ICチップと、前記接着部と、前記弾性部材と、前記レジストの少なくとも一部とを覆うカバーと
を含む、ICタグ。 - 前記弾性部材の弾性率は、前記レジストよりも低い、又は、前記ICチップが押し付けられると前記ICチップの端子が貫通可能な弾性率である、請求項3記載のICタグ。
- 前記弾性部材は、前記ICチップの側面に接触している、請求項3又は4記載のICタグ。
- 前記カバーは、ポッティング樹脂製である、請求項1乃至5のいずれか一項記載のICタグ。
- 前記接着部は、導電フィラーを有し、熱圧着により異方性導電性を示す接着剤によって形成されている、請求項1乃至6のいずれか一項記載のICタグ。
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2020
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