JP4444014B2

JP4444014B2 - Ｒｆｉｄタグ及びその製造方法

Info

Publication number: JP4444014B2
Application number: JP2004172480A
Authority: JP
Inventors: 元善新; 鐘煥朴; 世鎭林; 昌圭金; 在賢郭; 哲治石川; 隆信須藤; 悟杉田
Original assignee: Sony Chemical and Information Device Corp; Samsung Techwin Co Ltd; Hanwha Aerospace Co Ltd; Hanwha Techwin Co Ltd
Current assignee: Dexerials Corp; Hanwha Aerospace Co Ltd; Hanwha Techwin Co Ltd
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: KR100604314B1; KR20050116018A; JP2005346675A

Description

本発明はＲＦＩＤタグ及びそれを製造する方法に係り、さらに詳細には、外力が作用する作動環境でもＲＦＩＤタグの損傷や認識不能が防止される改善されたＲＦＩＤタグに関する。

近来には無線通信技術が流通分野を含む全産業分野で幅広く使われており、無線通信技術の一例であって、スマートカード及び無線認識（ＲＦＩＤ：ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の技術分野がある。

このような無線通信技術は、商品に関する情報を無線で得るために使用されうるが、このために無線通信システムは商品に付着されるトランスポンダ及びトランスポンダと無線通信するリーダ器を備える。トランスポンダにはアンテナ及びＲＦＩＤチップが備わり、リーダ器からの情報が前記アンテナを通じてＲＦＩＤチップに保存及び更新され、ＲＦＩＤチップに保存された情報がアンテナを通じてリーダ器に送信される。

無線通信技術が適用されうる商品のうち、例えば、タイヤの場合には、タイヤに加えられる圧力や温度のような作動環境が適正に統制されなければ、タイヤの製造過程や車両の運行中にタイヤの破損及びそれによる車両事故の危険があるため、タイヤの作動環境が随時モニタリングされる必要性が大きい。

図１には、従来技術によるＲＦＩＤタグが示されており、図２には図１に示されたＲＦＩＤタグの側面図が示されている。説明の便宜のために、図１には保護紙及び離形紙が付着される以前段階のＲＦＩＤタグを示した。図面に示されたＲＦＩＤタグは、薄膜フィルム１１、前記薄膜フィルム１１上に形成されたアンテナ１０、アンテナ１０にボンディングされたＲＦＩＤチップ５０を含む。前記薄膜フィルム１１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥ（ポリエチレン）のような高分子素材で形成されうる。前記アンテナ１０は、薄膜フィルム１１上に銅箔層やアルミニウム箔層を積層し、エッチングすることによって形成されうる。図２に示されたように、前記アンテナ１０の端部にはＲＦＩＤチップ５０がフリップチップボンディングされうる。さらに詳細には、ＲＦＩＤチップ５０及びアンテナ１０間に異方性導電接着剤２０が介在され、両者５０，１０が電気的に連結されうる。アンテナ１０の上側には保護紙１５が配置され、アンテナ１０の下側には離形紙１３が配置され、それぞれの保護紙１５及び離形紙１３は接着層１２，１４によって接着される。このようなＲＦＩＤタグは、離形紙１３を除去した後、情報を得ようとする商品に装着される。

しかし、このような従来のＲＦＩＤタグが高い圧力及び温度が維持されるタイヤに装着される場合、アンテナが変形されて作動周波数が変動されるか、またはＲＦＩＤチップやＲＦＩＤチップ及びアンテナのボンディング部の損傷によって、リーダ器がＲＦＩＤタグを認識できなくなる問題点が発生する。

本発明が解決しようとする目的は、外力が作用する作動環境でも損傷が防止される改善された構造のＲＦＩＤタグ及びその製造方法を提供することである。

このような目的を達成するために、本発明のＲＦＩＤタグは、所定の作動周波数を有するアンテナと、アンテナにボンディングされたＲＦＩＤチップと、少なくともＲＦＩＤチップ、及びＲＦＩＤチップとアンテナのボンディング部とを密封する第１モールディング部と、第１モールディング部の外側に形成された第２モールディング部と、を備える。

ここで、第２モールディング部は、第１モールディング部より軟性材質で形成されることが望ましい。この時、第１モールディング部は、エポキシコンパウンドで形成され、第２モールディング部は引っ張り弾性率が０．００１〜０．１/kgf/mm²である低弾性率の樹脂材よりなることが望ましい。また、第２モールディング部は、コーティング方法によって形成されることが望ましい。

第２モールディング部の外側には第３モールディング部がさらに配置されることが望ましい。ＲＦＩＤタグがタイヤに装着される場合、前記第３モールディング部はＮＢＲ、アクリルゴム、天然ゴムよりなる群から選択された少なくとも１つのゴム材を含み、前記ゴム材は可塑剤が排除されて硫黄成分のないことが望ましい。また、第３モールディング部は、コーティング方法によって形成されることが望ましい。

アンテナは、二方向に延長されたウェーブ状であることが望ましい。

一方、本発明の他の側面によるＲＦＩＤタグの製造方法は、（ａ）リードフレームを準備する段階と、（ｂ）リードフレームをエッチングしてアンテナを形成する段階と、（ｃ）ＲＦＩＤチップとアンテナとをボンディングする段階と、（ｄ）少なくともＲＦＩＤチップ及びＲＦＩＤチップとアンテナのボンディング部とを密封する第１モールディング部形成する段階と、（ｅ）第１モールディング部の外側に第２モールディング部を形成する段階と、を含む。

（ｄ）段階及び（ｅ）段階では、第２モールディング部が第１モールディング部より軟性材質で形成されることが望ましく、（ｅ）段階以後には、（ｆ）第２モールディング部の外側に第３モールディング部を形成する段階がさらに備わることが望ましい。

（ｅ）段階及び（ｆ）段階は、コーティング方法によってなされることが望ましい。

本発明によるＲＦＩＤタグによれば、ＲＦＩＤタグが少なくても二層の相異なるモールディング部を備えることによって、外力が加えられる商品に装着される場合にもＲＦＩＤタグの円滑な作動が可能であり、ＲＦＩＤタグの損傷ないしリーダ器の認識不能が防止される。特に、本発明によるＲＦＩＤタグの製造方法によれば、半導体のリードフレーム技術を活用してＲＦＩＤタグを製造するので、モールディング部が安定的に形成されうる。

以下では、添付された図面を参考して本発明の望ましい実施例について詳細に説明する。

図３には本発明の第１実施例によるＲＦＩＤタグが示されており、図４には図３に示されたＲＦＩＤタグの側面図が示されている。本実施例によるＲＦＩＤタグ１００は、所定の作動周波数を有するアンテナ１１０、アンテナ１１０にボンディングされたＲＦＩＤチップ１５０、アンテナ１１０とＲＦＩＤチップ１５０とを埋め込んだモールディング部１０１，１０２，１０３を含む。前記アンテナ１１０は、例えば、二極形のウェーブアンテナで形成されうる。このようなアンテナ１１０は、半導体製造工程で使われるリードフレームのリードで形成されうるが、これについては後述する。

アンテナ１１０にはＲＦＩＤチップ１５０がボンディングされるが、例えば、ワイヤボンディングされうる。この時、ＲＦＩＤチップ１５０に形成されたパッド１５０ａとアンテナ１１０の両端部に形成された銀（Ａｇ）メッキ層１１０ａとは、ワイヤ１２０を通じて互いに導通される。

アンテナ１１０とＲＦＩＤチップ１５０とはモールディング部１０１，１０２，１０３によって密封されるが、図面に示されたＲＦＩＤタグ１００は、内側から順次に積層された第１モールディング部１０１、第２モールディング部１０２、及び第３モールディング部１０３を備える。このようなモールディング部１０１，１０２，１０３は、非導電性材質で形成され、アンテナ１１０及びＲＦＩＤチップ１５０を外部環境から遮断する。

第１モールディング部１１０は、ＲＦＩＤチップ１５０、及びＲＦＩＤチップ１５０とアンテナ１１０とのボンディング部を密封する。ここで、ＲＦＩＤチップ１５０とアンテナ１１０とのボンディング部は、ワイヤ１２０及びワイヤ１２０の両端がそれぞれ結合されたパッド１５０ａとＡｇメッキ層１１０ａとを含む。第１モールディング部１１０は、相対的に軽性の材質で形成されることが望ましいが、これはボンディング部が外力により容易に変形されれば、アンテナ１１０とＲＦＩＤチップ１５０間に接続不良が発生しうるためである。第１モールディング部１１０を形成する軽性のモールディング材としては、例えば、エポキシコンパウンドがある。

第１モールディング部１０１の外側に配置された第２モールディング部１０２は、外部圧力や衝撃を吸収してＲＦＩＤタグ１００の内部に伝えられる応力を減少させる緩衝層の役割を行う。すなわち、ＲＦＩＤタグ１００がタイヤに装着される場合を例とすれば、車両運行中にはタイヤに相当なる圧力が加えられ、タイヤの製造工程でも最終形態を揃える以前段階でタイヤに急激な伸長及び圧縮が行われる。第２モールディング部１０２は、このようなタイヤの伸長及び圧縮にも拘わらず、ＲＦＩＤタグ１００の内部が安全に保護されるように緩衝性を提供する。第２モールディング部１０２は、引っ張り弾性率が０．００１〜１ｋｇｆ/mm^２である低弾性率の樹脂材よりなることが望ましいが、さらに具体的に、低弾性率の樹脂材の引っ張り弾性率は０．０１〜０．３ｋｇｆ/mm^２であることが望ましい。引っ張り弾性率がそれ以下である場合には、成型過程でくずれるなどの問題によって、実際の応用において不適当になる。また、引っ張り弾性率が前述の範囲を超えて過度に高い場合には、クッション材としては硬すぎて緩衝性が低下する。例えば、このような樹脂材としては、液状のシリコンゴムまたはゲル状のシリコンゴムがある。第２モールディング部はコーティング方法によって形成されうる。

第２モールディング部１０２の外側には第３モールディング部１０３が配置されるが、第３モールディング部１０３はＲＦＩＤタグ１００が装着される商品と直接接する。例えば、ＲＦＩＤタグ１００がタイヤに装着される場合には、タイヤ材質と密着性に優れるモールディング材で形成されることが望ましい。これは、タイヤとＲＦＩＤタグ１００とが密着された状態を維持させ、分離を防止するためである。もし、ＲＦＩＤタグ１００の一部でもタイヤから分離されれば、分離された部分で進められた亀裂によって、タイヤが破損される危険がある。第３モールディング部１０３がタイヤと密着性を維持しつつも、軟性を有するモールディング材で形成されれば、第２モールディング部１０２と共に外力を吸収してＲＦＩＤタグ１００の内部が安全に保護されうる。このような第３モールディング部１０３は、ＮＢＲ、アクリルゴム、天然ゴムよりなることが望ましいが、ゴム材は可塑剤が排除されて硫黄成分のないことが望ましい。これは、第２モールディング部１０２の外側に配置される第３モールディング部１０３の可塑剤成分によって低弾性率の樹脂材が劣化することを防止するためである。また、第３モールディング部はコーディング法によって形成されうる。

一方、ＲＦＩＤタグ１００の内部が充実に保護されるためには、モールディング部１０１，１０２，１０３が互いに堅固に結合されることが望ましい。このために、モールディング部１０１，１０２，１０３間には別途の接着層（図示せず）が介在され、または、相接するモールディング部１０１，１０２，１０３は高い密着性を維持するモールディング材で形成されうる。図３及び図４で、１０４及び１０３はそれぞれＲＦＩＤチップ１５０が配置される実装部１４０及び実装部１４０と一体に形成された支持部１３０を表す。

図５は、本発明のＲＦＩＤタグがタイヤに装着される状態を示す図面である。図面を参照すれば、タイヤ６００は多数のトレッドが形成され、かつ円周方向に延在するトレッド部６０１と、トレッド部６０１にほぼ垂直に延在する左側壁６０２及び右側壁６０３を含み、左側壁６０２及び右側壁６０３の中央には自動車のホイール（図示せず）が装着されるフィットホール６０５が形成される。本発明のＲＦＩＤタグ１００はタイヤ６００に挿し込まれうるが、図面に示されたように、左側壁の内面６０２ａに形成された装着溝６００`に挿し込まれうる。タイヤ６００の内圧を測定するためにはＲＦＩＤタグ１００がタイヤ６００の内側に装着されることが望ましく、損傷の危険が相対的に高いトレッド部６０１の内側よりは左側壁６０２や右側壁６０３の内側に形成されることが望ましい。

図６乃至図７には、本発明の第２実施例によるＲＦＩＤタグが示されているが、図６は第２実施例によるＲＦＩＤタグの平面図であり、図７は図６に示されたＲＦＩＤタグの側面図である。図面を参照すれば、本実施例のＲＦＩＤタグ２００もＲＦＩＤチップ２５０及びアンテナ２１０を含み、内側から順次に形成された第１モールディング部２０１、第２モールディング部２０２、及び第３モールディング部２０３を備える。本実施例のＲＦＩＤチップ２５０は、異方性導電接着剤２２０によってアンテナ２１０にフリップチップボンディングされる。すなわち、ＲＦＩＤチップ２５０のパッド２５０ａとアンテナ２１０の両端部間に異方性導電接着剤２２０が介在されて両者２１０，２５０が電気的に連結される。本実施例のＲＦＩＤタグでは、図３に示された第１実施例と相異に、ＲＦＩＤチップの実装部及び支持部が別途に形成される必要がない。

以下では、図８−Ａ乃至図８−Ｈに示された本発明のＲＦＩＤタグの製造方法の一例について説明する。

まず、薄膜のリードフレーム５００を準備し（図８−Ａ）、準備されたリードフレーム５００をエッチングしてアンテナ３１０を形成する（図８−Ｂ）。エッチングされたリードフレーム５００は、リードフレーム５００の外郭を形成し、リードフレーム５００を１つの単位別に区分するガイドレール５０１、ウェーブ状のアンテナ３１０、ＲＦＩＤチップが配置される実装部３４０、及び前記実装部３４０と一体に形成された支持部３３０を備える。アンテナ３１０は、二極形のウェーブアンテナで形成されうる。図８−Ｂにおいて点線で表示された部分は、リードフレーム５００の一単位を表すものであって、リードフレーム５００の一単位から１つのＲＦＩＤタグが製造される。したがって、同時に多数のＲＦＩＤタグが製造されうるように、図８−Ｂに示されたように、多数個単位でリードフレーム５００を準備する。

次いで、図８−Ｃに示されたように、リードフレーム５００の実装部３４０にＲＦＩＤチップ３５０を配置する。図８−Ｃでは説明の便宜のために、リードフレーム５００の一単位だけを示した。次いで、図８−Ｄに示されたように、アンテナ３１０にＲＦＩＤチップ３５０をボンディングする。ＲＦＩＤチップ３５０は、ワイヤボンディングされうるが、これによれば、アンテナ３１０の端部にＡｇメッキ層３１０ａを形成した後、ＲＦＩＤチップ３５０のパッド３５０ａとＡｇメッキ層３１０ａとをワイヤ３２０で連結する。一方、ＲＦＩＤチップは異方性導電接着剤（図示せず）によってフリップチップボンディングされることもある。

次いで、図８−Ｅに示されたように、リードフレーム５００に第１モールディング部３０１を形成する。第１モールディング部３０１は、ＲＦＩＤチップ３５０、及びＲＦＩＤチップ３５０とアンテナ３１０とのボンディング部を封入するように形成される。ここで、ボンディング部は、ワイヤ３２０、ワイヤ３２０の両端がそれぞれ結合されたＲＦＩＤチップ３５０のパッド３５０ａとＡｇメッキ層３１０ａとを含む。ボンディング部が外力によって容易に変形されれば、ＲＦＩＤチップ３５０とアンテナ３１０との接続不良が発生しうる。したがって、第１モールディング部３０１は、相対的に軽性のモールディング材で形成されることが望ましい。このような軽性のモールディング材としては、例えば、エポキシコンパウンドがある。

次いで、図８−Ｆに示されたように、リードフレーム５００に第２モールディング部３０２を形成する。第２モールディング部３０２は、前段階で形成された第１モールディング部３０１の外側に積層されるが、外部衝撃を緩和する緩衝層の役割を行う。このために、第２モールディング部３０２は柔軟性または弾性を有するモールディング材で形成されるが、前述した低弾性率の樹脂材で形成されうる。第２モールディング部は、コーティング方法によって形成されうる。

次いで、図８−Ｇに示されたように、第２モールディング部３０２の外側に第３モールディング部３０３を積層する。第３モールディング部３０３は、外圧を吸収してアンテナ３１０及びＲＦＩＤチップ３５０を保護しつつも、タイヤ及び密着性を維持できるモールディング材で形成されることが望ましい。第３モールディング部３０３は、前述したゴム材で形成されうる。第３モールド物はコーティング方法によって形成されうるが、後述するシンギュレーション工程では、ガイドレール５０１の内側に沿って切断されるので、第３モールディング部３０３はガイドレール５０１の内側まで形成されることが望ましい。

最後に、図８−Ｈに示されたように、シンギュレーション工程が行われる。シンギュレーション工程では、ガイドレール５０１の内側に沿って切断され、ＲＦＩＤタグ３００がガイドレール５０１から分離される。図面に表示された点線は、このような切断線を表す。

本発明の製造方法によれば、リードフレームを利用してＲＦＩＤタグが製造されるので、モールディングの流れが均等になるため、モールディング工程が少なくとも２回以上行われなければならない場合にも、安定したモールディングが可能になる。

しかし、本発明のＲＦＩＤタグに備わるアンテナは、前述した製造方法以外にも、薄膜フィルム上に積層された銅箔層またはアルミニウム箔層をエッチングするか、または薄膜フィルム上に導電性インクをプリントして形成されうる。

本明細書に添付された図面では、アンテナが二極形のウェーブ状に形成されているが、これは説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の実質的な特徴はこのようなアンテナの形状に限定されず、例えば、単極形のアンテナの場合にも事実上同一に適用可能である。

本発明は、添付された図面に示された一実施例を参考として説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることが分かる。したがって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されなければならない。

本発明のＲＦＩＤタグは、その外力が作用する商品、例えばタイヤなどに付着され、その外力によるＲＦＩＤタグの損傷や認識不能が防止される。

従来技術によるＲＦＩＤタグを示す平面図である。図１に示されたＲＦＩＤタグの側面図である。本発明の第１実施例によるＲＦＩＤタグを示す平面図である。図３に示されたＲＦＩＤタグの側面図である。図３に示されたＲＦＩＤタグがタイヤに装着される状態を示す図面である。本発明の第２実施例によるＲＦＩＤタグを示す平面図である。図６に示されたＲＦＩＤタグの側面図である。本発明のＲＦＩＤタグの製造方法を工程段階別に示す図面である。本発明のＲＦＩＤタグの製造方法を工程段階別に示す図面である。本発明のＲＦＩＤタグの製造方法を工程段階別に示す図面である。本発明のＲＦＩＤタグの製造方法を工程段階別に示す図面である。本発明のＲＦＩＤタグの製造方法を工程段階別に示す図面である。本発明のＲＦＩＤタグの製造方法を工程段階別に示す図面である。本発明のＲＦＩＤタグの製造方法を工程段階別に示す図面である。本発明のＲＦＩＤタグの製造方法を工程段階別に示す図面である。

符号の説明

１００ＲＦＩＤタグ
１０１第１モールディング部
１０２第２モールディング部
１０３第３モールディング部
１１０アンテナ
１１０ａＡｇメッキ層
１２０ワイヤ
１３０支持部
１４０実装部
１５０ＲＦＩＤチップ
１５０ａパッド

Claims

所定の作動周波数を有するアンテナと、
前記アンテナにボンディングされたＲＦＩＤチップと、
少なくとも前記ＲＦＩＤチップ、及び前記ＲＦＩＤチップと前記アンテナのボンディング部とを密封する第１モールディング部と、
前記第１モールディング部の外側に形成された第２モールディング部と、
前記第２モールディング部のさらに外側に形成された第３モールディング部と、
を備え、
前記第３モールディング部が、可塑剤が排除されて硫黄成分のないゴム材であることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
前記第２モールディング部が、前記第１モールディング部より軟性材質で形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
前記第１モールディング部がエポキシコンパウンドで形成され、前記第２モールディング部が、引っ張り弾性率が０．００１〜０．１/ｋｇｆ/ｍｍ^２である低弾性率の樹脂よりなることを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
前記第２モールディング部が、コーティング方法によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
前記ＲＦＩＤタグがタイヤに装着され、前記第３モールディング部がＮＢＲ、アクリルゴム、天然ゴムよりなる群から選択された少なくとも１つのゴム材を含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
前記第３モールディング部が、コーティング方法によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
前記アンテナが、二方向に延長されたウェーブ状であることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
（ａ）リードフレームを準備する段階と、
（ｂ）前記リードフレームをエッチングしてアンテナを形成する段階と、
（ｃ）ＲＦＩＤチップとアンテナとをボンディングする段階と、
（ｄ）少なくとも前記ＲＦＩＤチップ及び前記ＲＦＩＤチップと前記アンテナのボンディング部とを密封する第１モールディング部を形成する段階と、
（ｅ）前記第１モールディング部の外側に第２モールディング部を形成する段階と、
（ｆ）前記第２モールディング部の外側に第３モールディング部を形成する段階であって、前記第３モールディング部が、可塑剤が排除されて硫黄成分のないゴム材である、該段階と、
を含むＲＦＩＤタグの製造方法。
前記（ｄ）段階及び前記（ｅ）段階では、前記第２モールディング部が前記第１モールディング部より軟性材質で形成されることを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
前記（ｅ）段階及び前記（ｆ）段階がコーティング方法によってなされることを特徴とする請求項９に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。