JP2021501998A - Ｉｃおよびアンテナを含むｒｆｉｄタグおよびｒｆｉｄタグを製造するための方法、 - Google Patents

Ｉｃおよびアンテナを含むｒｆｉｄタグおよびｒｆｉｄタグを製造するための方法、 Download PDF

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Abstract

ＩＣおよびアンテナを含むＲＦＩＤタグを製造する方法を提供する。この方法は、はんだ付け材料で作られたアンテナを提供するステップを含み、このアンテナは、少なくとも部分的に固形のホットメルト接着材で覆われている。アンテナをその融点より高い温度に加熱し、アンテナの加熱部分およびホットメルト接着材が溶融し、ＩＣをアンテナに接続するのに適した所定の位置にＩＣを配置する。ＩＣとアンテナとの間の電気的接続が確立されるように、ＩＣとアンテナを一緒に押圧する。そして、ＩＣとアンテナとの間のはんだ接合がなされ、ホットメルト接着材がＩＣとアンテナとの間の接合部を被せるように、ＲＦＩＤタグを冷却してホットメルト接着材とアンテナが固化する。

Description

本発明は、ＩＣおよびアンテナを備えるＲＦＩＤタグを製造する方法に関する。また、ＩＣおよびアンテナを備えるＲＦＩＤタグに関する。
本明細書では、「ホットメルト接着材」（ＨＭＡ：Ｈｏｔ Ｍｅｌｔ Ａｄｈｅｓｉｖｅ（又はホットメルト接着剤：Ｈｏｔ Ｍｅｌｔ Ｇｌｕｅ））という表現をしばしば用いる。本明細書では、この表現は特定の融点を持つ熱可塑性材料を意味する。
さらに、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：無線周波数識別）タグという表現も用いる。ＲＦＩＤタグは、無線周波数識別システムで識別される対象物に取り付けるために使用されるタグである。ＲＦＩＤタグは、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）であるＲＦＩＤチップを備える。
また、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）という表現も用いる。本願明細書では、ＲＦＩＤタグの一部であるＲＦＩＤチップと同じである。ＲＦＩＤタグにおいては、ＩＣがアンテナに電気的に接続されている。
ＲＦＩＤタグは集積回路（ＩＣ）とアンテナを含む。ＩＣはアンテナに電気的に接続される。今日の技術では、ＩＣは、等方性導電性接着材（ＩＣＡ：Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）または異方性導電性接着材（ＡＣＡ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）でアンテナに接続される。この方法で製造されたＲＦＩＤタグは、高価な導電性接着材と、圧力、温度、時間を含む硬化プロセスとの使用が必要とされる。硬化プロセスは、各タグに個別の圧力要素を行う必要がある。これらの接着材は輸送に敏感で、通常はコールドチェーン（Ｃｏｌｄ Ｃｈａｉｎ）が必要である。アンテナへの分配は、正確に制御する必要があるプロセスであり、加熱されたものを用いて、硬化させるためには、通常は６から１０秒の時間が必要である。これらのタイプの接着材は、多くの場合、寿命も限られている。さらに、これらのタイプの接着材の多くは、環境負荷上または食品接触上承認されていない化学物質（たとえば、ビスフェノールＡを含むエポキシ）も含んでいる。
国際公開第２００８／００６９４１号
本発明の目的は、ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤタグを製造するための方法を提供することであり、新規な手法でＩＣがアンテナに接続される。本発明の方法およびＲＦＩＤタグは、上述の問題を解決する。
本発明によれば、ＲＦＩＤタグの製造方法は、
はんだ付け材料で作られた前記アンテナを提供するステップであって、前記アンテナは、少なくとも部分的に固形のホットメルト接着材で覆われている、前記アンテナを提供するステップと、
前記アンテナをその融点より高い温度に加熱ステップであって、前記アンテナの加熱部分とホットメルト接着材が溶ける、前記アンテナを加熱するステップと、
前記アンテナに接続するために、適した所定の位置に前記ＩＣを配置するステップと、
前記ＩＣと前記アンテナとの間の電気的接続が確立するように前記アンテナと前記ＩＣとを一緒に押圧するステップと、
前記ホットメルト接着材と前記アンテナとが固化するように前記ＲＦＩＤタグを冷却するステップであって、前記ＩＣと前記アンテナと間のはんだ接合がなされて、前記ＩＣと前記アンテナとの間の前記はんだ接合は前記ホットメルト接着材が被されている、前記冷却するステップと、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、ＲＦＩＤタグは、
前記アンテナは、はんだ付け材料で作られ、前記ＩＣは、前記アンテナにはんだ付けされており、
前記ＩＣと前記アンテナとは、固形のホットメルト接着材で被せられたはんだ接点で接続されていることを特徴とする。
以下では、本発明がより詳細に説明され、ＩＣ（ＲＦＩＤチップ）が、ＲＦＩＤタグのアンテナに新規な発明の方法で接続される。
本発明によれば、ＩＣのアンテナへの取り付けは、はんだ付けおよびホットメルト接着材（ＨＭＡ）を用いて行われる。はんだ付けは電気的およびある程度の機械的接続を提供し、ＨＭＡは更なる機械的接続と強度を提供する。したがって、ホットメルト接着材は導電性である必要はない。
本発明によるアンテナは、はんだ付け材料、すなわち金属合金でできており、好ましいアンテナ材料は、スズ−ビスマス、Ｓｎ６３Ｂｉ３７である。これらのアンテナの製造プロセスは、ＷＯ２００８／００６９４１に詳細に記載されている。アンテナは、固形のホットメルト接着材（ＨＭＡ）で覆われている。ＨＭＡは、最初にＨＭＡを加熱しＨＭＡが溶融することによってアンテナに塗布される。その後、ＨＭＡはコーティング、押し出し、印刷、スプレー、またはアンテナにＨＭＡの層を堆積できるような他の手法により塗布される。一実施形態では、ＨＭＡは、ＩＣ取り付けステップ（以下参照）の前にアンテナに塗布される。別の実施形態では、ＨＭＡは、アンテナ製造プロセスの前にアンテナに塗布される。アンテナ上のＨＭＡ層の厚さは、ＩＣ、つまりＲＦＩＤチップの厚さに依存する。ＩＣの厚さが７５から１２０マイクロメートルの範囲で、ＩＣをＨＭＡに押圧した場合、最小でもＨＭＡはチップとアンテナの間のギャップを埋める必要があり、最大ではチップの上に乗らないようにする必要がある。平均的には推奨される厚さは約５から５０マイクロメートルである。
適切なホットメルト接着材の例は、ＰＯ（ポリオレフィン・ベースのホットメルト接着材：ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ−ｂａｓｅｄ ｈｏｔ ｍｅｌｔ ａｄｈｅｓｉｖｅ）とＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート・ホットメルト接着材：Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ ｈｏｔ ｍｅｌｔ ａｄｈｅｓｉｖｅ）である。ただし、当業者は、他の同様のＨＭＡも使用できることを理解できるであろう。
アンテナは、ＨＭＡが塗布された状態で加熱工程に送られ、そこでアンテナ材料が柔らかくなり、部分的に溶融し、ＨＭＡが溶融して粘着性と液体状になる。好ましいアンテナ金属合金は、１３８℃から溶融し始め、１８３℃で完全に液体となる。このアンテナの推奨温度範囲は約１４０から１７０度である。ただし、最適な温度は、ＨＭＡ溶融温度にも注意する必要があり、熱可塑性材料の選択によっても異なる場合がある。加熱は、オーブン、ＩＲ加熱、レーザー、加熱プレートなど、ＩＣを配置する予定の位置で目的の温度（アンテナとＨＭＡの両方が溶融する温度）に達するように、さまざまな方法で実行できる。
ＲＦＩＤチップ、つまりＩＣは、バンプ、接続パッド、またはアンテナを所定の位置に配置されうる同様のものを有する。
次に、ＩＣ（バンプ、パッドなど）が、溶融したＨＭＡを通じてソフトアンテナに入るように、ＩＣがソフトアンテナに押圧される。ここで、ＩＣとアンテナとの間の電気的接続が確立される。溶融したＨＭＡは、液体の形で、ＩＣとアンテナの間の接合部に被さる。
ＩＣ取り付けステップの後、周囲の空気がＲＦＩＤタグを冷却し、ＨＭＡとはんだ付け材料が固化する。固化したＨＭＡは、ＩＣとアンテナの間のはんだ接合部に更なる機械的強度を与える。強制冷却の必要はない。
従来のＲＦＩＤタグ製造と比較した本発明のいくつかの利点は、以下である。
・タグあたりの硬化時間が短い。
・接着材の塗布方法や設備が安価である。ＨＭＡは高速でコーティングまたは印刷されるが、ＩＣＰまたはＡＣＰは、洗練された高価で低速の装置を使用して投与または噴射される。
・低コストの材料の使用を可能にする。
・ＲＦＩＤタグのコストの削減。
・より少ないプロセスステップ。
・ホットメルト接着材は、溶剤ベースの接着材に比べていくつかの利点がある。揮発性有機化合物が減少または排除され、乾燥または硬化工程が排除される。ホットメルト接着材は保存期間が長く、通常は特別な注意なしに廃棄できる。ＨＭＡは固化中に厚みを失うことはなく、溶剤ベースの接着材は、乾燥中に層厚の最大５０から７０％を失う可能性がある。さらに、ＨＭＡはより環境にやさしく、食品への直接的接触を間接的に受け入れることができる。
上述したように、本発明のいくつかの特定の実施形態に基づいて説明した。ここで、当業者であれば、別紙の特許請求の範囲内で他の実施形態および変形が可能であることを理解できる。たとえば、アンテナは、それぞれ別の融点を持つ個別の金属合金で構成できるので、望ましい加熱温度は、この構成に依存する。
さらに、アンテナのすべての部分が固相のＨＭＡで覆われている必要はない。ＩＣと接触する（アンテナの）部分にＨＭＡを塗布すれば十分である。
さらに、加熱プロセスは、ＩＣがアンテナ上の所定の位置に配置される前、後、または同時に実行することができる。
別の実施形態では、ＨＭＡは、ＩＣの底部、すなわち、アンテナに接するＩＣの面に塗布される。この実施形態では、ＩＣがアンテナ上のその位置に配置される前または後に加熱プロセスが実行される。

Claims (9)

  1. ＩＣおよびアンテナを含むＲＦＩＤタグを製造する方法において、
    はんだ付け材料で作られた前記アンテナを提供するステップであって、前記アンテナは、少なくとも部分的に固形のホットメルト接着材で覆われている、前記アンテナを提供するステップと、
    前記アンテナをその融点より高い温度に加熱ステップであって、前記アンテナの加熱部分とホットメルト接着材が溶ける、前記アンテナを加熱するステップと、
    前記アンテナに接続するために、適した所定の位置に前記ＩＣを配置するステップと、
    前記ＩＣと前記アンテナとの間の電気的接続が確立するように前記アンテナと前記ＩＣとを一緒に押圧するステップと、
    前記ホットメルト接着材と前記アンテナとが固化するように前記ＲＦＩＤタグを冷却するステップであって、前記ＩＣと前記アンテナと間のはんだ接合がなされて、前記ＩＣと前記アンテナとの間の前記はんだ接合は前記ホットメルト接着材が被されている、前記冷却するステップと、を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記ＩＣを配置するステップの前に、前記加熱するステップが実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 前記ＩＣを配置するステップは、前記加熱するステップの前に実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  4. 前記ＩＣを配置するステップは、前記加熱するステップと同時に実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  5. 前記アンテナに接するＩＣの面が、前記アンテナを除いて、固形のホットメルト接着材で覆われることを特徴とする、請求項１、３または４に記載の方法。
  6. 前記アンテナを提供するステップにおいて、前記アンテナがスズビスマスで作られることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記ホットメルト接着材が、ＰＯまたはＥＶＡホットメルト接着材であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
  8. ＩＣとアンテナとを備えたＲＦＩＤタグにおいて、
    前記アンテナは、はんだ付け材料で作られ、前記ＩＣは、前記アンテナにはんだ付けされており、
    前記ＩＣと前記アンテナとは、固形のホットメルト接着材で被せられたはんだ接点で接続されていることを特徴とする、ＲＦＩＤタグ。
  9. 請求項１から７のいずれか一項に記載の方法により得られることを特徴とする、ＲＦＩＤタグ。
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