JP5248224B2 - 電子回路及びicタグ - Google Patents
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Description
非接触ICタグなどに内蔵されている電子回路は、コイル・アンテナを形成する回路線と、ICチップやジャンパ線と接続させるための平面状のベタ面で構成されている端子部とからなる。この端子部のベタ面は、ICチップやジャンパ線との接続時の位置ズレを考慮し、接続信頼性を向上させるために、回路線よりも大きな面積にするのが一般的である。
しかし、接続した回路線の線幅と、端子部の平面状ベタ面の大きさに大きな差があると(例えば、特許文献1参照。)、電子回路を曲げたときに回路線と端子部の接続点の付近にその応力が集中し、断線することがある。
例えば、図2に示すように、回路線1と端子部3が接続点5で接続され、端子部3の側縁の形状が直線であり、その端子部3の側縁と回路線1の角度θが大きいと、回路線1の短辺方向に沿って電子回路を折り曲げた場合、接続点5付近にその応力が集中し、回路線が折れて、断線することがある。
電子回路の回路線が断線すると、ICタグの機能は失われてしまい、記録情報を確認して、管理することができなくなる。
また、本発明は、上記電子回路において、前記端子部が、ICチップ実装端子部、ジャンパ端子部又はスルーホール端子部のいずれかから選ばれたものである電子回路を提供するものである。
また、本発明は、上記電子回路に、ICチップを接続していることを特徴とするICインレットを提供するものである。
また、本発明は、上記ICインレットのICチップを被覆するように、保護層が積層されていることを特徴とするICタグを提供するものである。
図1は(非接触)ICタグを製造するための電子回路の一例であり、この電子回路は、回路線1と該回路線1に接続している端子部2及び端子部3、さらに端子部3と間隔を空けて配置されている端子部4から成る。
端子部2は、回路線1の最内側の末端に接続しており、ジャンパ線の一端を接続するためのジャンパ端子部である。端子部3は、回路線1の最外側の末端に接続しており、ICチップの一端を実装するためのICチップ実装端子部である。端子部4は、端子部3と共にICチップ実装端子部を形成し、回路線とは接続していない端子である。
金属粒子の平均粒径は、0.001〜15μmが好ましく、0.001〜10μmが特に好ましい。バインダーとしては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
溶媒としては、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、シクロヘキサノールなどのアルコール、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、トリメチルペンタンなどの長鎖アルカン、シクロヘキサン、シクロヘプタンなどの環状アルカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素、アセトン、水などを例示できる。これらの溶媒は、1種のみで用いてもよいが、2種以上の数種を選択して混合溶媒として用いてもよい。
端子部の耐折強度構造は、回路線と端子部の接続点から離れるにつれて端子部の平面幅が連続的又は断続的に増加している平面幅漸増部を有するものである。
端子部の平面幅とは、平面形状の端子部の幅方向の長さであり、具体的には、回路線の接線に直角方向の端子部の長さをいう。
また、平面幅漸増部は、端子部の平面幅の増加率が該接続点から離れるにつれて連続的又は断続的に大きくなっているものが好ましい。ここで、端子部の平面幅の増加率は、単位長さ当たりの増加した平面幅の長さとして示すことができる。
例えば、図3に示すように、回路線1に接続点5で接続している端子部3は、接続点5に接続している平面幅漸増部11を有しており、その平面幅漸増部11の幅方向の一方の側縁10は、接続点5における回路線1の接線上にあり、直線形状になっており、平面幅漸増部11の幅方向の他方の側縁9は、凹状の曲線形状になっている。
図3においては、平面幅漸増部11は、回路線と端子部の接続点から離れるにつれて端子部の平面幅が連続的に増加している。本発明においては、平面幅漸増部における端子部の平面幅は、回路線と端子部の接続点から離れるにつれて連続的に増加しているものが好ましい。
図3においては、A点及びB点を側縁9のどの地点においても、平面幅漸増部11における端子部の平面幅の増加率は、該接続点5から離れるにつれて連続的に大きくなっている。
例えば、図4に示すように、凹状の曲線形状である側縁9のA点における凹状の曲線の接線Eと、回路線から延長された直線の挟む角度θは、A点よりも接続点5に近づいたB点における凹状の曲線の接線Fと、回路線から延長された直線の挟む角度θ’よりも大きくなっている。
凹状の曲線が円の一部の円弧である場合の曲率は、半径Rで表した場合、1mm〜20mmであり、1.5〜15mmであるものがより好ましく、2〜10mmであるものがさらに好ましい。
側縁9が接続点5の直後から凹状の曲線形状である場合は、端子部の平面幅の増加率は、該接続点から離れるにつれて連続的に大きくなるが、接続点5の直後の側縁9が直線であり、その後凹状の曲線形状である場合は、端子部の平面幅の増加率は、直線部分では一定であり、凹状の曲線形状部分で該接続点から離れるにつれて連続的に大きくなる。
いずれの場合も、接続点5の直後の接線の角度θは、小さいことが好ましく、35度以下がより好ましく、20度以下がさらに好ましく、10度以下が特に好ましい。
また、平面幅漸増部11は、接続点での回路線の接線方向に、接続点から3mm以上は設けることが好ましく、5mm以上は設けることがより好ましい。
図5においては、回路線1に接続点5で接続している端子部3は、接続点5に接続している平面幅漸増部11を有しており、その平面幅漸増部11の幅方向の一方の側縁10は、接続点5における回路線1の延長直線上にあり、直線形状になっており、平面幅漸増部11の幅方向の他方の側縁9は、傾斜の異なる複数の直線が、傾斜の小さいものから傾斜の大きいものに順次連結した形状になっており、折れ線形状になっている。
側縁9は、直線部分では、平面幅の増加率が接続点から離れている長さに関係せず、一定であるが、傾斜の異なる直線同士の連結点を挟んで、端子部の平面幅の増加率が大きくなる。側縁9に傾斜の異なる直線同士の連結点が複数存在することにより、端子部の平面幅の増加率が接続点から離れるにつれて断続的に大きくなる。
また、傾斜の異なる複数の直線の連結点における直線同士が挟む角度は、例えば、直線Gと直線Hの挟む角度θ’や、直線Hと直線Iの挟む角度θ’’などで表されるが、その角度も、小さいことが好ましく、35度以下がより好ましく、20度以下がさらに好ましく、10度以下が特に好ましい。角度θ’や、角度θ’’などの下限値は、0度より大きければ、特に制限ないが、1度以上が好ましい。
また、各直線の長さは、適宜選定すればよいが、0.5〜5mmが好ましく、1〜3mmがより好ましい。
なお、図5では、側縁9は、折れ線になっているが、傾斜の異なる直線同士の連結点付近の形状を、丸みの帯びた曲線にしてもよい。
本発明においては、回路線が金属箔であり、その金属箔の厚みが薄い場合に、より効果的であり、例えば、金属箔の厚みが50μm以下であることがさらに効果的である。
回路線1の幅は、特に制限ないが、10〜1000μmが好ましく、50〜600μmが特に好ましい。
基材シート21は、熱可塑性樹脂からなるシートである。熱可塑性樹脂のシートとしては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリメチル−1−ペンテン/エチレン/環状オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体またはこれらの樹脂の構成単位のいずれかを含む共重合体などの各種合成樹脂、これらの樹脂のポリマーブレンド、これらの樹脂のポリマーアロイなどからなるシートが使用できるが、特に、ポリエステル系樹脂から成るシートが好ましく用いられる。
基材シート21の厚みは、特に制限ないが、通常5〜500μmであればよく、好ましくは10〜200μmであり、より好ましくは25〜125μmである。
基材シート21と積層される接着剤層との接着力を増すために、基材シート21の表面を表面処理してもよい。表面処理方法としては、例えば、コロナ放電処理、化学処理、樹脂コーティング等が挙げられる。
ジャンパ線8の形成方法は、端子部2と端子部4の間のラセン環状回路線1の上面部分に、絶縁インクをスクリーン印刷等により帯状に印刷し、乾燥して絶縁層7を形成した後、その絶縁層7の上に導電性ペーストをスクリーン印刷等により線状に印刷し、乾燥してジャンパ線8を形成し、端子部2と端子部4を連結する方法等が挙げられる。導電性ペーストは、導電性材料として例示した導電性ペーストを用いることができる。絶縁インクとしては、アクリル樹脂やウレタン樹脂を主成分とした紫外線硬化型インク等の光硬化型インクなどが挙げられる。
ICチップ6を連結させる方法としては、端子部3と端子部4の表面に異方性導電フィルム又は異方性導電ペーストを介して、フリップチップボンディング法により連結する方法等が挙げられる。フリップチップボンディング法は、ICチップ6の電極部にワイヤバンプを設け、端子部3と端子部4の表面に被覆された異方性導電フィルム又は異方性導電ペーストの上に、ICチップ6のワイヤバンプがある面を押し付けて、異方性導電フィルム又は異方性導電ペーストの中にワイヤバンプが入り込み、端子部3と端子部4とICチップ6を導通し易くする方法である。このようにICチップ6を端子部3と端子部4に連結させることにより、ICチップ6が接続された電子回路、つまりICインレットを作成することができる。
保護シートは、ICインレットの表面を保護するものであればよく、前記の基材シートと同様なものが挙げられる。具体的には、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリメチル−1−ペンテン/エチレン/環状オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂などの各種樹脂からなるシートや、ポリエチレンラミネート紙、ポリプロピレンラミネート紙、クレーコート紙、樹脂コート紙、グラシン紙、上質紙などの各種紙材などが挙げられる。
なお、本発明における粘着剤層とは、シート状の中間基材の両側に粘着剤を積層した両面テープタイプのものも含む。中間基材としては、基材21として前述したものの中から選択でき、中間基材の両側に積層する粘着剤としては、上記で例示した粘着剤を使用することができる。
なお、本発明のICタグにおいて、保護シート15が積層されていない基材シート21の表面に、別の粘着剤層を設けても良い。この粘着剤層は、上記粘着剤層と同様なものが使用できる。
さらに、粘着剤層の表面には、剥離シートを積層してもよい。
銅箔(厚さ35μm)とポリエチレンテレフタレートシート(厚さ50μm)を貼り合わせた銅箔積層シート(商品名「ニカフレックスF−10T50C−1」、ニッカン工業製)の銅箔面に、スクリーン印刷法により回路線1、端子部2、端子部3及び端子部4の形状にレジストパターンを印刷した。これをエッチングして不要な銅箔部分を除去し、図1に示す一体配線パターンを製造した。回路線1の線幅は、200μmであった。また、四角形の環状回路線の長辺方向の長さは61mmであり、短辺方向の長さは32mmであった。
ICタグの外形は、長辺方向の長さが65mmであり、短辺方向の長さが35mmであった。
次に、このICタグ20枚が図10(イ)に示すように、幅75mm、厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム17にICタグ16が長辺方向に連なって粘着剤層で貼付されたテスト用長尺シートを、図11に示すように、直径20mmの円柱ロール18の表面に回し掛け、テスト用長尺シートの一端に加重7.5Nの錘19を吊るし、テスト用長尺シートの他端を手で掴んで、引き上げ及び引き下げの動作を繰り返し、円柱ロールの表面に接触させながら1000回往復移動させ、曲げ試験を行った。同様にして、ICタグ20枚が図10(ロ)に示すようにICタグが短辺方向に連なったテスト用長尺シートを用いて、曲げ試験を行った。
曲げ試験後のICタグの動作確認は、リード/ライト試験(試験機:FEIG社製、商品名「ID ISC. MR101−USB」)により行った。曲げ試験後のICタグは、40枚全てが正常に作動した。
端子部2の平面幅漸増部の長辺方向の長さが3.5mmであり、平面幅漸増部の最大平面幅が3.5mmであり、平面幅漸増部の一方の側縁が凹状の曲線形状(曲率:半径Rが3.5mmの円弧形状)であり、また、端子部3の平面幅漸増部の短辺方向の長さが3.3mmであり、平面幅漸増部の最大平面幅が2.7mmであり、平面幅漸増部の一方の側縁が凹状の曲線形状(曲率:半径Rが3.5mmの円弧形状)である以外は、実施例1と同様にして、ICタグを40枚作成した。
次に、実施例1と同様にして、曲げ試験を行った。
曲げ試験後のICタグの動作確認は、リード/ライト試験(試験機:FEIG社製、商品名「ID ISC. MR101−USB」)により行った。曲げ試験後のICタグは、40枚全てが正常に作動した。
図2に示す回路線及び端子部の形状にした以外は、実施例1と同様にして、ICタグを40枚作成した。なお、図2において、端子部2の側縁の直線と接続点5における接線の挟む角度は90度であり、端子部3側縁の直線と接続点5における接線の挟む角度は90度であった。
作成したICタグの動作確認は、リード/ライト試験(試験機:FEIG社製、商品名「ID ISC. MR101−USB」)により行った。作成したICタグは、40枚全てが正常に作動した。
曲げ試験後のICタグの動作確認は、リード/ライト試験(試験機:FEIG社製、商品名「ID ISC. MR101−USB」)により行った。曲げ試験後のICタグは、40枚中33枚のICタグが応答せず、NGと判定された。電子回路状況を光学顕微鏡で観察したところ、回路線と端子部の接続点の部分に断線が確認された。この状態は、NGと判定されたICタグの全てに観察された。
2 端子部
3 端子部
4 端子部
5 接続点
6 ICチップ
7 絶縁層
8 ジャンパ線
9 側縁
10 側縁
11 平面幅漸増部
12 スルーホール端子部
13 回路線
14 粘着剤層
15 保護シート
16 ICタグ
17 ポリエチレンテレフタレートフィルム
18 円柱ロール
19 錘
21 基材シート
Claims (5)
- 厚みが10〜200μmの熱可塑性樹脂からなる基材シートの表面に設けられている電子回路であって、該電子回路が回路線と該回路線に接続している端子部から成り、該端子部が該回路線と接続している接続点で回路線と端子部の接続点から離れるにつれて端子部の平面幅が連続的に増加している平面幅漸増部を有する耐折強度構造を有し、回路線に接続点で接続している端子部の接続点に繋がる平面幅漸増部の幅方向の側縁の一方が接続点における回路線の延長直線上又は接続点における回路線の接線から平面幅漸増部の内側方向に外れた曲線上にあり、前記平面幅漸増部の幅方向の側縁の他方が凹状の曲線形状で、円の一部の円弧であり、その円弧の曲率半径が1〜20mmであることを特徴とする電子回路。
- 前記接続点と連結している平面幅漸増部の幅方向の側縁の直線と、接続点の直後の平面幅漸増部の幅方向の曲線形状の側縁の接線との角度θが20度以下である請求項1に記載の電子回路。
- 前記端子部が、ICチップ実装端子部、ジャンパ端子部又はスルーホール端子部のいずれかから選ばれたものである請求項1又は2に記載の電子回路。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の電子回路に、ICチップを接続していることを特徴とするICインレット。
- 請求項3に記載のICインレットのICチップを被覆するように、保護層が積層されていることを特徴とするICタグ。
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