JP5262770B2 - Icタグ及びicタグの製造方法 - Google Patents
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Description
従来、このようにICタグをインサート成形等により成形する場合、ICチップ及びICチップに接続されたアンテナ等、又は、これらを備えるインレットを配置する凹部(ポケット)を設けた一次成形品を作成し、凹部にインレット等を配置又は固定し、二次成形を行い封止するという方法が用いられている(例えば、特許文献2参照)。
特に、特許文献1に示すような、アンテナ部を形成した絶縁基板を積層した多層基板タイプのインレットを用いてICタグの小型化を図る場合には、ICタグに対するインレットの面積が比較的大きく、また、ICタグ、インレットともに小型であるため、ゲートに起因した凹凸が、ICタグの信頼性等に与える影響は大きい。
請求項1の発明は、少なくとも1枚の絶縁基板と、外部機器と非接触で通信可能であって前記絶縁基板に設けられたアンテナ部と、前記アンテナ部に接続され、前記アンテナ部を介して通信する情報を管理するICチップとを有し、略平板状であるインレット(100)と、前記インレットを底面(111a)に配置する凹部(111)を備える一次成形品(11)と、少なくとも前記凹部に充填され、前記インレットを封止する二次成形品(12)と、を備え、外部機器と非接触で通信可能なICタグ(10)であって、前記底面は、前記絶縁基板の前記アンテナ部が形成された面に平行な前記インレットの外面(100a)と接し、前記一次成形品は、この一次成形品を形成する樹脂を注入する一次成形用の金型(120)のゲート(121)に対応するゲート部(113)が、前記底面の少なくとも前記外面と接する領域以外の部分に形成され、前記底面の少なくとも前記外面と接する領域は、平面であること、を特徴とするICタグ(10)である。
請求項2の発明は、請求項1に記載のICタグにおいて、前記一次成形品(11)は、射出成形によって形成され、前記樹脂を注入する前記一次成形用の金型(120)の前記ゲート(121)に対応する前記ゲート部(113)が、前記底面(111a)の少なくとも前記外面(100a)と接する領域以外の部分に形成されること、を特徴とするICタグ(10)である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のICタグにおいて、前記ゲート部(113)は、前記底面(111a)に平行であって、前記底面よりも前記二次形成品(12)側となる面に設けられること、を特徴とするICタグ(10)である。
請求項4の発明は、請求項1又は請求項2に記載のICタグにおいて、前記ゲート部は、前記凹部を形成する面であって前記底面と直交する面に設けられること、を特徴とするICタグである。
請求項5の発明は、請求項1又は請求項2に記載のICタグにおいて、前記ゲート部は、前記底面の方向と直交する面であって該ICタグの外周面となる面に設けられること、を特徴とするICタグである。
請求項7の発明は、請求項6に記載のICタグの製造方法において、前記一次成形工程では、前記一次成形用金型(110,120)の、前記一次成形品(11)の前記底面(111a)に平行であって前記底面より前記二次成形品(12)側となる面に対応する位置に設けられた前記ゲート(121)から樹脂が注入されること、を特徴とするICタグの製造方法である。
請求項8の発明は、請求項6に記載のICタグの製造方法において、前記ゲートの中心線は、前記底面に平行であること、を特徴とするICタグの製造方法である。
請求項9の発明は、請求項6又は請求項8に記載のICタグの製造方法において、前記一次成形工程では、前記一次成形用金型の、前記凹部の内側であって前記底面と直交する面に対応する位置に設けられた前記ゲートから樹脂が注入されること、を特徴とするICタグの製造方法である。
請求項10の発明は、請求項6又は請求項8に記載のICタグの製造方法において、前記一次成形工程では、前記一次成形用金型の、前記ICタグの外側であって前記底面と直交する面に対応する位置に設けられた前記ゲートから樹脂が注入されること、を特徴とするICタグの製造方法である。
(1)本発明によるICタグは、一次成形品の凹部の底面が、絶縁基板のアンテナ部が形成された面に平行なインレットの外面と接し、底面の少なくともその外面と接する領域は、平面である。従って、二次成形時に、二次成形用樹脂を射出する際に樹脂に付与される圧力や、硬化の際に二次成形用金型に付与される底面の垂直方向の圧力に起因するICタグの破損や信頼性の低下等を防止でき、信頼性が高く歩留りのよいICタグとすることができる。
また、少なくとも1枚の絶縁基板のアンテナ部を形成したインレットを用いているので、従来のフィルム基材を用いたインレットに比べてICタグを小型化することができる。
(2)一次成形品は、射出成形によって形成され、樹脂を注入する一次成形用金型のゲートに対応するゲート部が、底面の少なくともインレットの外面と接する領域以外の部分に形成されるので、底面のインレットとの接触面にゲート部が存在しない。従って、ゲートに起因したバリや凹み等によって、二次成形時に、二次成形用樹脂を射出する際に樹脂に付与される圧力や、硬化の際に二次成形用金型に付与される底面の垂直方向の圧力に起因するICタグの破損や信頼性の低下等を防止でき、信頼性が高く歩留りのよいICタグとすることができる。
(3)ゲート部は、底面に平行であって、底面よりも二次形成品側となる面に設けられるので、底面とインレットとの間にバリや凹み等の不要な凹凸の発生を防止できる。
(4)ゲート部は、凹部を形成する面であって底面と直交する面に設けられるので、底面とインレットとの間にバリや凹み等の不要な凹凸の発生を防止できる。
(5)ゲート部は、底面の方向と直交する面であってICタグの外周面となる面に設けられるので、底面とインレットとの間にバリや凹み等の不要な凹凸の発生を防止できる。
(7)一次成形工程では、一次成形用金型の、一次成形品の底面に平行であって底面より二次成形品側となる面に対応する位置に設けられたゲートから樹脂が注入されるので、底面を平面とすることができる。
(8)ゲートの中心線は、底面に平行であるので、ゲート部が一次成形品の底面に形成されることがない。従って、インレットを配置する一次成形品の底面を平面とすることができる。
(10)一次成形工程では、一次成形用金型の、ICタグの外側であって底面と直交する面に対応する位置に設けられたゲートから樹脂が注入されるので、ゲート部が一次成形品の底面に形成されることがない。従って、インレットを配置する一次成形品の底面を平面とすることができる。
(12)本発明によるICタグの製造方法により製造されたICタグであるので、小型化でき、歩留りが高く信頼性が高く、生産コストの低減を図ることができるICタグとすることができる。
なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
図1は、実施形態のICタグを説明する図である。
本実施形態のICタグ10は、内部にICチップとアンテナ部とを備え、外部機器(例えば、リーダライタ)と、非接触で通信可能なRFIDである。本実施形態のICタグ10は、直方体形状であり(図1(a)参照)、その厚み方向から見た平面形状は略正方形状である(図1(b)参照)。
このICタグ10は、その平面形状が略矩形であって、その寸法が10mm×10mm〜20mm×20mm程度であり、ICタグとして、従来のカード型等のものに比べて非常に小型である。本実施形態のICタグ10は、その平面形状が約10mm×10mm、全体の厚みが約3.8mmとなっている。
図1(c)に示すように、ICタグ10は、一次成形品11と、二次成形品12とを備え、一次成形品11と二次成形品12との間にインレット100を内包し、一体に成形された形態となっている。
インレット100は、略矩形の平板状であり、不図示のICチップと、不図示のアンテナ部が表面に形成された不図示の絶縁基板を複数積層した多層基板と、アンテナ部に接続されたICチップ等とを備える、例えば、特開2007−213514号公報に開示されるような多層基板型のインレットであり、その表面は耐熱性を有するエポキシ樹脂やシリコーン等の半導体用封止材によって封止され、アンテナ部及びICチップが被覆されている。
アンテナ部は、外部機器と非接触で通信可能であり、絶縁基板の表面に形成されている。また、ICチップは、このアンテナ部に接続され、アンテナ部を介して外部機器と通信する情報を管理する機能を有する。
また、本実施形態では、インレット100に用いられる絶縁基板は、その平面形状が約5.5mm×5.5mmの略矩形状であり、多層基板の表面に配置されたICチップは、平面形状が約2.0mm×2.0mmであり、絶縁基板(すなわち、インレット)の平面形状の面積に比して大きい面積を占めている。ICチップとしては、平面形状が約0.4mm×0.4mm〜約2.0mm×2.0mm程度の範囲内で、その特性等に応じて、適宜選択して使用できる。
なお、本実施形態のインレット100は、平面形状が略矩形のものを用いたが、これに限らず、例えば略円形等の形状のもの等を適宜選択して使用してよい。また、本実施形態では、アンテナ部が形成された絶縁基板が複数積層された多層基板型のインレットである例を示したが、所望する周波数に応じて、絶縁基板は1枚でもよい。さらに、インレット100は、ICチップが、積層された絶縁基板間に配置されたものを用いてもよい。
凹部111は、インレット100を配置する底面111aを有している。また、底面111aは、平面状であり、底面111aには、ゲート部113は存在していない。
この底面111aには、インレット100の絶縁基板上のアンテナが形成されている面に平行なインレット100の外面(外側の表面)である面100aが接する形で、インレット100が配置される。底面111aは、この面100aに比べ、その平面形状の面積が若干大きく、インレット100を容易に凹部111に配置することができる。なお、底面111aの平面形状は、インレット100の面100aの形状に合わせた形状としてもよく、インレット100の面100aが円形であれば、底面111aも円形とする等してもよい。
なお、本実施形態では、凹部111を囲む4辺に縁部112が形成される例を示したが、これに限らず、例えば、縁部112は、3辺のみ、又は、2辺のみに形成される形態とし、インレット100の角部と縁部112が形成する角部分とを合せる等により、インレット100の位置決めを可能とし、凹部111の底面111aに配置する形態としてもよい。
ゲート部113は、縁部112aの二次成形品12側となる端面の一部に設けられている。ゲート部113は、一次成形品を射出成形によって成形する際に用いる一次成形用金型に設けられたゲート(樹脂の注入口)に対応する部分である(図2参照)。
本実施形態では、後述の図2に示すように、一次成形用金型120には、ゲート121による突起(バリ)の発生及びバリによる影響を防ぐ目的で、ゲート121の射出口の周囲にゲート逃げ部121aという凸形状が形成されているため、ゲート部113は、後述の図2(d)に示すように、ゲート逃げ部121aの形状に応じて凹み113aを有し、凹み113aの中央には、ゲート121の射出口に対応した位置にバリ113bを有している。
なお、本実施形態では、一次成形品11と二次成形品12とは、同様の樹脂によって形成される例を示したが、一次成形品11と二次成形品12とが異なる樹脂によって形成されるものとしてもよい。
まず、一次成形品11の製造方法(一次成形工程)について説明する。
一次成形品11を成形するための一次成形用金型110,120を用意する。一次成形用金型120には、一次成形品11の縁部112aの二次成形品12側となる端面に対応する位置に、樹脂R1を注入するためのゲート121が形成されている(図2(a)参照)。
一次成形用金型110,120を組み合わせ、一次成形品11を形成する樹脂R1(本実施形態ではPPS)を、所定の温度まで加熱し、所定の圧力をかけて、所定の速度でゲート121から一次成形用金型110,120内へ射出し、一次成形用金型110,120内に充填する(図2(b)参照)。
冷却した後、一次成形用金型110,120から離型して一次成形品11が完成する(図2(d)参照)。このとき、一次成形品11のゲート121に対応する部分には、ゲート逃げ部121aに対応する凹み113aや凹み113aの中央部に位置するバリ113bを有するゲート部113が形成されている。このバリ113bは、その高さが、凹み113aの深さに比べて低く、凹み113aからバリ113bは突出しない。また、底面111aは、平面状であり、凹みやバリは生じていない。
次に、インレット100を配置した一次成形品11を、二次成形用金型210,220内に配置する(図3(b)参照)。そして、二次成形用金型220に設けられた不図示のゲートから、二次成形品12を形成する樹脂R2(本実施形態では、PPS)を射出する(図3(c)参照)。このとき樹脂R2は、所定の温度まで加熱され、所定の速度で圧入可能なように所定の圧力がかけられている。
二次成形用金型210,220内に樹脂を圧入して充填した後、一次成形時と同様に、ゲートを閉じて二次成形用金型210,220に圧力をかけながら冷却する。このとき、図3(d)に示すように、圧力をかける方向は、底面111aに直交する方向である。以上が、二次成形工程である。
冷却後、二次成形用金型210,220から離型し、表面処理等の後処理工程を経たのち、ICタグ10の完成品となる(図3(e)参照)。
ここで、一次成形品11の製造過程において、ゲート部が底面に設けられる場合、すなわち、一次成形用金型のゲートが、凹部の底面に対応する位置に設けられている場合の問題点を説明する。
図4は、一次成形用金型720,820において、一次成形品の底面711a,811aに対応する位置に、ゲート721,821が設けられた場合を示す図である。なお、理解を容易にするために、図4(e),(f)では、二次成形用金型に設けられたゲートは省略して示している。
本実施形態のようにICタグを射出成形によって作製する場合、樹脂を均一に充填する目的から、一次成形品71,81の中央部に対応する位置に、ゲート721,821を設ける場合がある(図4(a),(b)参照)。特に、ゲート逃げ部821aを形成する場合には、ゲート逃げ部821aを含むゲート部分の径が1.0mm〜2.0mm程度必要になるため、より小型化を図ろうとすると、一次成形品において最も広い部分、すなわち、底面811aに対応する位置にゲート821が対応するように配置する(図4(b)参照)。
この凹みhを有するゲート部813上にインレット100を配置すると、凹みhと底面811aとからなる角部分とインレット100との接点に、二次成形用樹脂R2を射出する際に二次成形用樹脂R2に付与されたゲート821の中心線に略平行な方向の圧力や、二次成形用樹脂R2の射出後の冷却時等に付与される底面811aに垂直な方向(図4(f)に示す矢印方向)の圧力によって、大きな力がかかってインレット100のアンテナ部や絶縁基板が破損したり、インレット100に圧力がかかった状態で完成品となる場合がある(図4(f)参照)。また、上述のように、インレット100の平面形状に対して、ICチップの平面形状が比較的大きいため、凹みhによる角部分が当たる位置によっては、ICチップが破損する場合がある。
また、生じたバリbを研磨等によって除去したり、凹みhを樹脂等で埋めたりする場合には、そのための製造工程が増えるという問題や、ゲート径や一次成形品自体の小ささから作業が困難であり作業時間や生産コストが増加する等の問題が発生する。
そのため、一次成形品71,81やインレット100に空気の体積変化による圧力が加わり、インレット100の破損により信頼性が低下したり、一次成形品71,81自体が破損したりする。
従って、本実施形態によれば、小型であり、歩留りや信頼性の向上等を図ることができ、生産コストの低減や、機能の向上を図ることができる。
また、本実施形態では、絶縁基板を用いた多層基板型のインレット100を用いているので、従来のフィルム状の基材にアンテナ部を形成したインレットに比べて、さらなるICタグの小型化を図ることができる。また、インレット100は、基材として絶縁基板を用いているので、基材にフィルムを用いた場合に生じる二次成形時の樹脂の射出圧力や高温によるフィルムのしわや変形、アンテナ部やICチップの破損を防止できる。
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)実施形態において、一次成形品11は、インレット100の面100aと接する底面111aには、ゲート部が設けられない例を示したが、これに限らず、インレットがゲート径に対して十分大きい場合等、ゲート部をアンテナやICタグに影響を与えない位置で形成可能であれば、底面に形成してもよい。
図5は、変形形態の一次成形品及びインレットを示す図である。図5(a)は、一次成形品を底面の法線方向から見た図であり、図5(b)は、図5(a)に示す矢印S2−S2で切断した断面図を示している。
変形形態の一次成形品21は、凹部211と、縁部212と、ゲート部213とを備えた樹脂成形品であり、凹部211にインレット200を配置可能である。
インレット200は、略平板状の絶縁基板である基材201に、外部機器と非接触で通信可能なアンテナ部202と、アンテナ部202に接続され、情報を管理するICチップ203とを備え、少なくともアンテナ部202及びICチップ203は、耐熱性を有する樹脂層204により封止されている。
このインレット200は、図5(a)に示すように、インレットの基材201の法線方向から見たとき、アンテナ部202やICチップ203等が設けられていない領域を有しており、一次成形品21の底面211aであって、インレット200のアンテナ部202やICチップ203とは重ならない領域に、ゲート部213が形成されている。すなわち、一次成形用のゲートは、一次成形用金型の、一次成形品21の底面211aであってインレット200のアンテナ部202やICチップ203が設けられていない領域に対応する位置に形成されている。
また、このような形態とすれば、アンテナ部202の配置によっては、底面211aの略中央に対応する位置に、一次成形金型のゲートを設けることができるので、一次成形用の樹脂を均一に金型内に充填することが容易となる。
なお、インレット200は、基材201に絶縁基板を用いたものを示したが、これに限らず、例えば、樹脂製のフィルム状の基材を用い、耐熱性を有する樹脂製の保護層等によって両面を被覆したインレット等を用いてもよい。
図6は、ゲート部の位置の変形形態を示す図である。図6では、図1(c)に示す断面と同様の断面での一次成形品及びインレットを示している。なお、実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図6(a)は、ゲート部313を縁部312の外側の面、すなわち、一次成形品31の外周面に設けた例を示している。このとき、一次成形用金型のゲートの中心線は、底面311aに平行な方向である。
ICタグの外観に、ゲート部が存在しても機能上や意匠上問題がない場合は、このように、一次成形品31の外側表面となる位置に設けてもよい。このような位置に形成すれば、後述の図6(b)に示すゲート部の位置に比べて、金型の製造等が容易に行える。
図6(c)は、凹部511の底面511aであってインレット100と接しない領域にゲート部513を設ける例を示している。この形態とする場合、実施形態ほどの小型化は望めないが、底面511aにゲート部513を配置できるので、一次成形用金型の製造が容易になり、また、一次成形品51の成形も容易に行える。
なお、例えば、図6(d)に示す一次成形品61の底面611aに対向する外側底面61Aにゲート部を設けると、その部分の厚みが薄くなるため、二次成形時の底面611aの垂直方向に付与される圧力等によって、一次成形品61が破損する可能性があり、好ましくない。
このように複数のゲートから一次成形用樹脂R1を射出することにより、ショートモールド等の成形不良や、成形時のゲートからの距離に起因した一次成形品の強度の差等を防止できる。
11 一次成形品
111 凹部
111a 底面
112 縁部
113 ゲート部
12 二次成形品
100 インレット
110,120 一次成形用金型
121 ゲート
210,220 二次成形用金型
Claims (11)
- 少なくとも1枚の絶縁基板と、外部機器と非接触で通信可能であって前記絶縁基板に設けられたアンテナ部と、前記アンテナ部に接続され、前記アンテナ部を介して通信する情報を管理するICチップとを有し、略平板状であるインレットと、
前記インレットを底面に配置する凹部を備える一次成形品と、
少なくとも前記凹部に充填され、前記インレットを封止する二次成形品と、
を備え、外部機器と非接触で通信可能なICタグであって、
前記底面は、前記絶縁基板の前記アンテナ部が形成された面に平行な前記インレットの外面と接し、
前記一次成形品は、この一次成形品を形成する樹脂を注入する一次成形用の金型のゲートに対応するゲート部が、前記底面の少なくとも前記外面と接する領域以外の部分に形成され、前記底面の少なくとも前記外面と接する領域は、平面であること、
を特徴とするICタグ。 - 請求項1に記載のICタグにおいて、
前記一次成形品は、射出成形によって形成され、前記樹脂を注入する前記一次成形用の金型の前記ゲートに対応する前記ゲート部が、前記底面の少なくとも前記外面と接する領域以外の部分に形成されること、
を特徴とするICタグ。 - 請求項1又は請求項2に記載のICタグにおいて、
前記ゲート部は、前記底面に平行であって、前記底面よりも前記二次成形品側となる面に設けられること、
を特徴とするICタグ。 - 請求項1又は請求項2に記載のICタグにおいて、
前記ゲート部は、前記凹部を形成する面であって前記底面と直交する面に設けられること、
を特徴とするICタグ。 - 請求項1又は請求項2に記載のICタグにおいて、
前記ゲート部は、前記底面の方向と直交する面であって該ICタグの外周面となる面に設けられること、
を特徴とするICタグ。 - 少なくとも1枚の絶縁基板と、外部機器と非接触で通信可能であって前記絶縁基板に設けられたアンテナ部と、前記アンテナ部に接続され、前記アンテナ部を介して通信する情報を管理するICチップとを有し、略平板状であるインレットと、
前記インレットを底面に配置する凹部を備える一次成形品と、
少なくとも前記凹部に充填され、前記インレットを封止する二次成形品と、
を備えるICタグの製造方法であって、
一次成形用金型に一次成形用樹脂を充填し、前記一次成形品を成形する一次成形工程と、
前記一次成形品に前記インレットを配置する配置工程と、
前記インレットを配置した前記一次成形品を二次成形用金型内に配置し、二次成形用樹脂を前記二次成形用金型内に充填して前記二次成形品を成形する二次成形工程と、
を備え、
前記一次成形工程では、前記一次成形用金型の、前記底面の前記インレットが配置される領域以外の領域に対応する位置に設けられたゲートから樹脂が注入されること、
を特徴とするICタグの製造方法。 - 請求項6に記載のICタグの製造方法において、
前記一次成形工程では、前記一次成形用金型の、前記一次成形品の前記底面に平行であって前記底面より二次成形品側となる面に対応する位置に設けられた前記ゲートから樹脂が注入されること、
を特徴とするICタグの製造方法。 - 請求項6に記載のICタグの製造方法において、
前記ゲートの中心線は、前記底面に平行であること、
を特徴とするICタグの製造方法。 - 請求項6又は請求項8に記載のICタグの製造方法において、
前記一次成形工程では、前記一次成形用金型の、前記凹部の内側であって前記底面と直交する面に対応する位置に設けられた前記ゲートから樹脂が注入されること、
を特徴とするICタグの製造方法。 - 請求項6又は請求項8に記載のICタグの製造方法において、
前記一次成形工程では、前記一次成形用金型の、前記ICタグの外側であって前記底面と直交する面に対応する位置に設けられた前記ゲートから樹脂が注入されること、
を特徴とするICタグの製造方法。 - 請求項6から請求項10までのいずれか1項に記載のICタグの製造方法であって、
前記一次成形工程及び前記二次成形工程では、射出成形が行われること、
を特徴とするICタグの製造方法。
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