JP4240698B2

JP4240698B2 - 非接触データキャリア

Info

Publication number: JP4240698B2
Application number: JP32640699A
Authority: JP
Inventors: 保子平田; 昌夫後上; 荒木　　登
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: JP2001143037A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナコイルとＩＣチップ（半導体装置）とを有する非接触データキャリアに係り、特にアンテナ層表面の接続端部以外の部分にエッチング工程で使用したレジスト材料が保護膜として残存していることを特徴とする非接触データキャリアに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来よりアンテナコイルとＩＣチップとを有する非接触データキャリアが物流システム等において用いられている。このような非接触データキャリアは、例えば製品の包装箱あるいは製品自体に貼付されて使用される。
非接触データキャリアは、一般に樹脂基材と、樹脂基材上に設けられた金属製アンテナコイルと、アンテナコイルに接続されたＩＣチップとを備えている。この非接触式データキャリアに対して読取機側から電磁波が発せられると、アンテナコイルに誘導電圧が発生し、ＩＣチップを作動させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
非接触データキャリアは、上述のように樹脂基材上に設けられた金属製アンテナコイルと、このアンテナコイルに接続されたＩＣチップとを備えている。またアンテナコイル上には、アンテナコイルとＩＣチップを保護するための保護シートが設けられるが、保護シートをラミネートする前におけるアンテナの傷、酸化等の変質、汚れ等により十分な接着ラミ強度が得られない場合がある。さらに、ＩＣチップをアンテナコイルに加熱圧着する際に樹脂基材がたるんだり収縮したりして導通不良となったり、キャリアを精度良く作製することができなくなる場合がある。そこで、本発明ではエッチング工程でのレジスト材料をアンテナの接続端部以外の部分のアンテナ層上に保護膜として残存させることによりこれらの問題を解決しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、樹脂基材と、樹脂基材と、樹脂基材の一方の面に設けられた金属箔からなるアンテナコイルと、アンテナコイルに接続されたＩＣチップとを有し、アンテナコイルとＩＣチップの面に保護シートを有する非接触データキャリアにおいて、アンテナ層表面には、フェイスダウン方式で装着されているＩＣチップとの接続端部を除き、エッチング工程で使用した絶縁性のレジスト膜が残存しており、さらに接着剤層を介して前記保護シートがラミネートされていることを特徴とする非接触データキャリア、にある。かかる非接触データキャリアであるため動作不良のないデータキャリアとすることができる。
【０００５】
上記において、絶縁性のレジスト膜が、塩酢ビ系樹脂によるものである、ようにすることができ、接着剤層が、ポリエステル系ホットメルト接着剤である、ようにすることもできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の非接触データキャリアについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の非接触データキャリアの一例を示す斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。データキャリア１０は、例えばＰＥＴ製の樹脂基材１１と、樹脂基材１１上の略全域にレジスト材料を用いてエッチング形成された金属からなるアンテナコイル１３と、アンテナコイル１３に接続されたＩＣチップ２０とを備えている。ＩＣチップはコイルの状態が理解できるように、図では単に矩形状の枠で表示されている。そのサイズも各種あるが、実際には１．５ｍｍ角程度の小さいものが多用される。アンテナコイルの両接続端部１３１，１３２はＩＣチップのバンプに接続している。本発明の非接触データキャリアでは、このように形成されたアンテナ層表面には、アンテナのＩＣチップとの両接続端部を除いてエッチング工程で使用した絶縁性のレジスト材料が保護膜として残存していることを特徴としている。アンテナの接続端部のレジスト材料を除去するのは金属層を露出して半田や異方性導電フィルム異方性導電ペースト、非導電性ペーストを使用する通常の接続方法でＩＣチップを装着できるようにするためである。
【０００９】
図１のデータキャリアでは、コンデンサパターンが形成されていないが、コンデンサはＩＣチップに内蔵されており、当該コンデンサの静電容量ＣとコイルのインダクタンスＬとによりＬＣ共振回路が形成されている。一般には共振周波数１３．５６ＭＨｚに対応するものが広く使用されている。アンテナコイルとＩＣチップを覆う全面には保護シート１８がラミネートされるのが通常である。ＩＣチップの凸部をはめ込むようにくり抜いたバッファ層を介して保護シートを積層しても良い。保護シートはプラスチックであっても紙であっても良く、必要な表示の印刷等もこのシート表面になされる。
【００１０】
図２のように、基材１１上にはアンテナコイル１３が形成され、アンテナ層上には絶縁性レジスト材料による保護膜１４を備えている。アンテナコイルの両接続端部１３１，１３２では保護膜は剥離除去されており、接続端部上にはＩＣチップが異方性導電フィルム、異方性導電ペースト、非導電性ペーストあるいは半田バンプの溶融等により装着される。非導電性ペーストの場合は、先端にスパイク部を有するバンプを使用してアンテナ層に突き刺さるようにして装着するのが好ましい。ＩＣチップ２０は厚みが薄いことがデータキャリア表面凹凸を少なくして好ましいが、通常はチップ化後にシリコン層背面を研磨（バックラップ）しても１５０〜１８０μｍの厚みとなる。
このように、アンテナ層上にレジスト膜を残存させることは、それ自体保護層として機能する他、アンテナの酸化、汚れを防止するとともに表面に保護シート１８をラミネートする際、接着性の向上に寄与させることができる。また、通常は行われるレジスト剥離の工程が省略でき、工程に伴うアンテナの傷発生防止、工程の簡易化とコストの低減を図ることができる。
【００１１】
図３は、アンテナコイルのＩＣチップとの接続端部を示す平面図である。アンテナコイル２本を中においてその両側にコイルの接続端部１３１，１３２が位置している。図中、斜めのハッチングが施された部分はレジストが保護膜として残存していることを示し、白くなっている接続端部ではレジストが剥離除去されていることを示している。端子間をとおるコイルを狭幅とすることで２本に限らずなお多数の数をとおすことができる。このように接続端部のみレジストを剥離することによりＩＣチップ２０の装着を通常の接続方法により行うことができ、アンテナコイルの他の部分では酸化による変質の防止や傷、汚れの発生を防ぐことができる。
【００１２】
図４は、本発明の非接触データキャリアの他の例を示す平面図である。４５×４５ｍｍサイズの基材に線幅０．５ｍｍのアルミエッチングによる線パターンが８回巻きに形成されている。線間の間隔は０．５ｍｍ程度である。この例では、コイルは導通部材１７により基材の裏面を通してジャンピング回路を形成するようにされ、ＩＣチップ２０はコイルの両接続端部が対面する部分に装着されている。この例でもアンテナ層上に、接続端部を除いて絶縁性レジストによる保護膜が形成されているのは同様である。なお、導通部材１７は凹凸状の突起で基材をかしめることによりアンテナとの導通が得られる。導通部材は基材１１のアンテナ形成面とは逆の面のアルミ箔をエッチング形成しても良いし、薄膜状の部品を使用しても良い。
【００１３】
次に、非接触データキャリアの製造方法について説明する。
図５は、非接触データキャリアの製造工程を示す図である。まず、図５（Ａ）のように、樹脂基材１１に良導電性の金属箔１３ｆがラミネートされたシートを準備する。樹脂基材としては、ＰＥＴやポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ナイロン等の各種材料を使用することができ、厚みは５〜３００μｍが使用できるが、強度、加工作業性、コスト等の点から１０〜１００μｍがより好ましい。金属箔としては銅箔やアルミ箔あるいは鉄箔を使用できるが、コスト、加工性からアルミ箔が好ましく、その厚みは６〜５０μｍ程度が好ましい。
【００１４】
次いで、図５（Ｂ）のように、金属箔上に必要なアンテナコイルパターンを印刷レジスト１４Ｒを用いて印刷する。レジストの印刷にはグラビア、フレキソ、オフセット印刷やシルクスクリーン印刷を用いる場合が多い。この工程は感光性レジストを使用したフォトプロセスでも可能であるが、グラビア、フレキソ、オフセット印刷、スクリーン印刷法により０．１ｍｍ線幅程度までの印刷が可能であり、極端に精密パターンでない限り印刷法によるのが工程を省け、また効率も良く有利である。
【００１５】
金属箔をエッチング液を用いてエッチングして、印刷レジスト塗布部以外の部分の樹脂基材が露出するようにする。金属箔がアルミ箔である場合、エッチング液には、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）、炭酸ソーダ（Ｎａ₂ＣＯ₃）、燐酸（Ｈ₃ＰＯ₄）、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）の数％から２０％程度の濃度の液や、塩化第２鉄（ＦｅＣｌ₃）等を使用することができるが、塩化第２鉄の場合は鉄の析出物がパターンの周囲に付着して良好なエッチングが困難となる。
エッチング時間は、金属材質や厚みで異なるが、通常１〜２分から５分程度である。
【００１６】
エッチングして乾燥後、図５（Ｃ）のように、レジストによる保護膜１４付きアンテナコイル１３を得る。次いで、図５（Ｄ）のように、アンテナコイル両接続端部１３１，１３２面のレジストのみを除去する。これは、研磨紙や微小面積部分を研磨する研磨装置やプラズマにより物理的に除去する方法や濃度の高い酸やアルカリ液で化学的に除去する方法を採用することができる。
【００１７】
図示はしないが、その後、アンテナコイル接続端子面に適量の非導電性ペーストを塗布した後、ＩＣチップ２０のバンプが両接続端子の位置に合致するように位置合わせし、ＩＣチップ上から熱圧をかけて装着する。ＩＣチップは非導電性ペーストによりアンテナ上に固定されるとともに、バンプにより押圧された方向に導通を得ることができる。ＩＣチップの装着は非導電性ペーストに限らず異方性導電ペースト、異方性導電フィルム、半田や半田バンプを溶融して装着する通常のフェイスダウン装着の手段であって良い。
アンテナコイル上全面に接着剤を使用して保護シート１８をラミネートして非接触データキャリアが完成する。
【００１８】
（その他の材質に関する実施形態）
▲１▼保護膜を形成するためのレジスト材料としては、一般的な回路形成用レジストやソルダーマスク用のソルダーレジストを用いてもよい。ドライフィルムレジスト、液状レジストももちろん使用することができる。樹脂組成としては、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルあるいはスチレン等の共重合体を成分とした感光性の光硬化性樹脂や、エポキシ、アクリル、ウレタン等の２液硬化性樹脂、塩ビ、塩酢ビ、環化ゴムやノボラック樹脂、カゼインに感光性を付与したものであっても良い。ただし、乾燥後に例えばアンテナ層のアルミに対して接着性が弱いレジスト材料はデータキャリア完成後に剥離を生じる可能性があるため、使用する際は前処理を行う必要がある。
【００１９】
▲２▼最終製品として表面保護シートを設ける場合は、透明または不透明のプラスチックフィルムをラミネートして積層する。熱ラミネートの積層の他、接着剤を用いてラミネートしても良い。材質としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン等が使用でき、あるいはまた上質紙や合成紙をラミネートするものであっても良く、必要な印刷表示や装飾を予め設けておくこともできる。シートの厚みは強度、表面性能、コストの点で１０〜３００μｍ程度である。
▲３▼保護シートをラミネートするための接着剤は、保護シート材質等を考慮して適宜選択可能であるが、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、ビニル系等のホットメルトタイプの熱可塑性接着剤の他、２液性架橋反応硬化型接着剤、湿気硬化型接着剤、ＵＶ硬化型接着剤等を使用することができる。
また、アンテナ層上の保護膜たるレジスト材料に対して接着性が高いことも必要である。
【００２０】
【実施例】
（実施例）
厚み３８μｍの透明２軸延伸ポリエステルフィルムに２５μｍ厚のアルミニュウム箔をドライラミネートしてアンテナ樹脂基材を準備した。上記、アルミ箔表面に塩酢ビ系樹脂による印刷レジスト（ザ・インクテック株式会社製）１４Ｒを乾燥後の厚みが２μｍとなるようにグラビア印刷法により印刷して設けた後、５％の塩酸でアルミ露出部を２分間エッチングしてアンテナコイルパターンを有するシートを得た。なお、レジスト膜は剥膜処理せずにそのままアンテナ層上に残し、接続端子１３１，１３２部分のレジスト膜のみを研磨装置で除去した。
【００２１】
次いで、非導電性ペースト（ソニーケミカル株式会社製「ＹＫ５２０」）を使用して、ＩＣチップのバンプをフェイスダウンの状態にしてアンテナコイルの接続端部１３１，１３２に位置合わせして仮圧着した。ＩＣチップ側から１５０°Ｃ、１．３×１０⁶Ｐａ／チップで熱圧をかけてＩＣチップを装着した。
次に、ポリエステル系ホットメルト接着剤を介し、５０μｍ厚の２軸延伸ポリエステルフィルムを積層し、鏡面ステンレス板間にはさんだ後、プレス機に導入して１３５°Ｃ、０．５ＭＰａ、１２０秒間の条件で熱プレスしてラミネートした。その後、所定形状（５０ｍｍ×５０ｍｍ）に外寸カットしてデータキャリアを完成した。
【００２２】
（比較例）
上記実施例と同一の条件で基材上にアンテナコイルパターンを形成したが、レジスト膜を剥膜除去した後、ＩＣチップの装着を同一条件で行った。保護シートのラミネートも同一の条件で行った。
【００２３】
実施例の非接触データキャリアは、アンテナ表面に傷や変質、汚れが生じず、保護シートを十分な接着強度を持ってラミネートすることができた。
一方、比較例の場合は、剥膜処理工程中にアンテナ表面に傷が生じて導通不良となったり、アルミ表面の酸化皮膜によりラミネート接着力の低下が生じ、実用上の問題が生じた。
【００２４】
【発明の効果】
上述のように、本発明のデータキャリアでは、アンテナ層上に接続端子部分を除きレジスト膜をそのまま残存させているので、それ自体保護層として機能する他、アンテナの傷、酸化等の変質、汚れを防止して表面に保護シートをラミネートする際、接着性の向上に寄与させることができる。また、通常は行われるレジスト剥離の工程が省略でき、工程の簡易化とコストの低減を図ることができる。また、本発明の非接触データキャリアではＩＣチップ装着部は、コイル上のレジストが除去されているので、通常の装着方法を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非接触データキャリアの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】アンテナコイルのＩＣチップとの接続端部を示す平面図である。
【図４】本発明の非接触データキャリアの他の例を示す平面図である。
【図５】非接触データキャリアの製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１０非接触データキャリア
１１基材
１３アンテナコイル
１４保護膜
１７導通部材
１８保護シート
１９異方性導電フィルムまたは非導電性ペースト
２０ＩＣチップ
１３１，１３２アンテナの両接続端部
２０１，２０２バンプ

Claims

樹脂基材と、樹脂基材の一方の面に設けられた金属箔からなるアンテナコイルと、アンテナコイルに接続されたＩＣチップとを有し、アンテナコイルとＩＣチップの面に保護シートを有する非接触データキャリアにおいて、アンテナ層表面には、フェイスダウン方式で装着されているＩＣチップとの接続端部を除き、エッチング工程で使用した絶縁性のレジスト膜が残存しており、さらに接着剤層を介して前記保護シートがラミネートされていることを特徴とする非接触データキャリア。
絶縁性のレジスト膜が、塩酢ビ系樹脂によるものであることを特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。
接着剤層が、ポリエステル系ホットメルト接着剤であることを特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。