JP6079248B2

JP6079248B2 - Ｒｆタグ、その製造方法、およびｒｆタグ用一次成形体

Info

Publication number: JP6079248B2
Application number: JP2013004863A
Authority: JP
Inventors: 健太川上; 英克野上; 新片岡
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: JP2014136327A

Description

この発明は、ＲＦタグ、その製造方法、およびＲＦタグ用一次成形体に関するものである。

例えば、工場のラインや物流において、物品を収納した収納容器やパレットに取り付けられ、繰り返し使用されるタグとして、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ（集積回路））やメモリ等の回路部品を用いたＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグがある。ＲＦタグは、ＩＣ等を実装した回路基板を備え、無線による外部との交信により、ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）情報やトレーサビリティ用データの送受信等を行う。

ＲＦタグについて、ＩＣの保護や取り扱い性の向上等の観点から、ＩＣを実装した回路基板全体を樹脂部材で覆うようにして構成される場合がある。このようなＲＦタグを製造するに際しては、まず、ＩＣを実装した回路基板、および板状の樹脂製の一次成形体を準備する。次に、ＩＣが実装された回路基板を一次成形体に取り付け、一次成形体に取り付けられた回路基板をさらに樹脂で覆うようにして二次成形体を形成する。このようにして、ＩＣを実装した回路基板を樹脂部材により密封したＲＦタグが製造される。ＲＦタグの製造については、このような二段階の樹脂成形、いわゆる二重成形が採用される場合がある。

なお、樹脂部材を用いた半導体装置やセンサ素子に関する技術については、特開昭６０−２１６５７０号公報（特許文献１）および特開２００２−３７２４７３号公報（特許文献２）に開示されている。

特開昭６０−２１６５７０号公報特開２００２−３７２４７３号公報

従来における二重成形で製造されたＲＦタグについては、以下のような構成であった。図１３は、従来におけるＲＦタグの一部を示す概略断面図である。なお、理解の容易の観点から、図１３中の矢印Ａ_１で示す紙面上方向を上側とする。図１３を参照して、ＲＦタグ１０１は、回路部品としてのＩＣ１０２が上側に実装された回路基板１０３と、回路基板１０３がその上側に取り付けられた薄板状の樹脂製の一次成形体１０４と、ＩＣ１０２、回路基板１０３、および一次成形体１０４の全体の上側の領域を覆うようにして形成される樹脂製の二次成形体１０５とを備える。ＩＣ１０２の上面１０６および側面１０７は、樹脂製の二次成形体１０５に覆われている構成である。また、このような二次成形体１０５は、回路基板１０３が取り付けられた一次成形体１０４を金型内の所定の箇所にセットし、溶融した高温の樹脂を所定の圧力で金型内の一次成形体の上側部分に投入して形成する射出成形を行って形成される。

しかし、このような構成によると、射出成形による熱が、ＩＣ１０２に対して悪影響を及ぼすことになる。すなわち、このような構成によると、二次成形体１０５を形成するために金型内に投入される溶融された高温の樹脂に直接ＩＣ１０２が曝されることになり、熱に弱い構造のＩＣ１０２の損傷を引き起こすおそれがある。

しかし、本願発明者らは、このような問題を解消するには以下に示す構成とすればよいと考えた。図１４は、この場合におけるＲＦタグ１１１の一部を示す概略断面図である。図１４は、図１３に示す断面に相当する。

図１４を参照して、ＲＦタグ１１１は、ＩＣ１１２が実装された回路基板１１３と、回路基板１１３が取り付けられた樹脂製の一次成形体１１４と、回路基板１１３および一次成形体１１４を覆う樹脂製の二次成形体１１５とを備える。一次成形体１１４には、ＩＣ１１２をその内部に収容可能にして板厚方向、この場合、図１４中の矢印Ａ_１で示す方向と逆の方向である紙面下側に凹む凹部１１６が設けられている。回路基板１１３は、ＩＣ１１２を凹部１１６に収容するようにして、一次成形体１１４に取り付けられている。また、ＩＣ１１２を収容した凹部１１６のうちの残りの空間は、予め凹部１１６内に注入された熱硬化性樹脂、具体的には、エポキシ樹脂から構成される封止剤１１７によって埋められ、封止されている。

このような構成によると、射出成形により二次成形体１１５を形成する際に、ＩＣ１１２が溶融された高温の樹脂に直接曝されず、回路基板１１３を介して熱が伝わるのみであるため、熱によるＩＣ１１２の損傷のおそれを低減することができる。また、凹部１１６の空間が封止剤１１７により封止されているため、射出成形時において溶融された樹脂の投入時の圧力によって、ＩＣ１１２や回路基板１１３の損傷や変形のおそれを低減することができる。なお、射出成形における樹脂としてＰＰＳ（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅＳｕｌｆｉｄｅ（ポリフェニレンサルファイド））樹脂を用いた場合、３００ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力がかかることになる。

しかし、図１４に示すような二重成形の積層構造を有するＲＦタグ１１１によっても、以下の問題が生ずるおそれがあることを本願発明者らは見出した。図１５は、図１４中のＸＶで示す凹部１１６の近傍を拡大して示す断面図である。

図１５を参照して、回路基板１１３は、凹部１１６内に封止剤１１７を注入した後にＩＣ１１２を収容するようにして一次成形体１１４に取り付けられる。しかし、ここで、一次成形体１１４の上に回路基板１１３を配置した際に、凹部１１６内に予め注入された封止剤１１７が、いわゆる毛細管現象により、回路基板１１３と一次成形体１１４との間に形成された微小なすき間１１８から図１４の矢印Ａ_２で示すように這い上がってしまう。すなわち、毛細管現象により、凹部１１６内に注入された封止材１１７が凹部１１６の外部へ流出してしまう。なお、理解の容易の観点から、図１５において、微小のすき間１１８を誇張して大きく図示している。

そうすると、凹部１１６のうちのＩＣ１１２の回りに存在する空間１１９が封止剤１１７によって封止されず、凹部１１６内に空間１１９が存在することになる。射出成形時においては、溶融された樹脂を金型内に投入する際に、図１５中の矢印Ａ_３で示す方向に大きな圧力が発生する。この圧力については、凹部１１６内を封止する封止剤１１７の反力で受けることとしていたが、凹部１１６内に封止材が存在せず、空間１１９が存在することになれば、射出成形による圧力を受けきれない場合がある。その結果、ＩＣ１１２および凹部１１６に対応する領域における回路基板１１３の損傷や変形が生ずるおそれがある。

この場合、図１６に示す構成とすれば、この問題は解消できる。図１６は、ＩＣ１２２を実装した回路基板１２３と一次成形体１２４との間に封止材１２５を構成する樹脂１２７を介在させたＲＦタグ１２１の一部を示す概略断面図である。図１６を参照して、ＲＦタグ１２１において、予め回路基板１２３と一次成形体１２４との板厚方向の間の全域に亘って樹脂１２７を介在させるようにすれば、このような毛細管現象に基づくと考えられる封止剤１２５の這い上がりは抑制される。そうすると、凹部１２６内に注入された封止剤１２５が適切に凹部１２６内で硬化される。そして、凹部１２６内が適切に封止されることになり、凹部１２６内に空間が存在することに起因するＩＣ１２２および回路基板１２３の損傷の問題が解消される。しかし、このような方策は、結果として樹脂１２７を多量に使用することになり、生産性、およびコストの観点から好ましくない。なお、特許文献１や特許文献２に示すように、凹部から離れた位置において、環状溝等を設けることにより、這い上がった樹脂を止めることはできる。しかし、凹部内からの樹脂の這い上がり自体の防止や抑制をすることができない。

この発明の目的は、生産性を向上させることができるＲＦタグを提供することである。

この発明の他の目的は、生産性を向上させることができるＲＦタグの製造方法を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、生産性を向上させることができるＲＦタグ用一次成形体を提供することである。

この発明の一つの局面においては、ＲＦタグは、板厚方向の一方面に回路部品が実装される回路基板と、板状であって、回路基板に実装された回路部品を収容可能に板厚方向の内方側に凹む凹部が設けられており、凹部に回路部品が収容され、回路基板の一方面に板厚方向の一方面を対向させるようにして回路基板が配置される一次成形体と、回路部品が収容された凹部内の空間を封止する樹脂製の封止材と、回路基板および一次成形体の外方側を覆うようにして設けられる二次成形体とを含む。一次成形体には、凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、一次成形体の一方面から板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部が設けられている。

このようなＲＦタグによると、一次成形体には、凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、一次成形体の一方面から板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部が設けられているため、封止剤を構成する樹脂を凹部内に注入し、回路部品を凹部内に収容させ、樹脂を固めて封止する際に、回路基板と一次成形体との間への樹脂の這い上がりによる流出を抑制することができる。そうすると、凹部内を封止材によって空間を存在させないように適切に封止することができる。したがって、二次成形体を形成する際に、回路基板や回路部品が損傷するおそれを大きく低減することができ、ＲＦタグの生産性を向上させることができる。

また、樹脂逃げ部を構成し、回路基板の一方面に対向する壁面は、凹部を構成する壁面側から一次成形体の一方面に向かって近づくようにテーパ状に設けられているよう構成してもよい。

また、樹脂逃げ部は、凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から凹部の外方側に延びるスリット状であるよう構成してもよい。

また、凹部は、一次成形体の一方面側から見た場合に角部が設けられている形状であり、樹脂逃げ部は、角部に設けられているよう構成してもよい。

また、樹脂逃げ部は、凹部の開口の全域に亘って設けられているよう構成してもよい。

また、記ＲＦタグを板厚方向に沿う平面で切断した場合の断面において、一次成形体の一方面を構成する線と樹脂逃げ部を構成する壁面を構成する線とのなす角度のうち鋭角の方の角度は、５度以上４５度以下であるよう構成してもよい。

また、樹脂逃げ部を構成する壁面のうちの少なくとも一つの壁面は、曲面で構成されているよう構成してもよい。

また、回路部品は、ＦｅＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭであるよう構成してもよい。

また、一次成形体の材質は、磁性体を含む材質であるよう構成してもよい。

この発明の他の局面においては、ＲＦタグの製造方法は、板厚方向の一方面に回路部品が実装される回路基板と、板状であって、回路基板に実装された回路部品を収容可能に板厚方向の内方側に凹む凹部が設けられており、凹部に回路部品が収容され、回路基板の一方面に板厚方向の一方面を対向させるようにして回路基板が配置される一次成形体と、回路部品が収容された凹部内の空間を封止する樹脂製の封止材と、回路基板および一次成形体の外方側を覆うようにして設けられる二次成形体とを含み、一次成形体には、凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、一次成形体の一方面から板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部が設けられているＲＦタグの製造方法である。ＲＦタグの製造方法は、回路部品が実装された回路基板と、凹部、および樹脂逃げ部が形成された一次成形体を準備する工程と、一次成形体に設けられた凹部内に樹脂製の封止剤を注入する工程と、封止剤が注入された凹部内に回路部品を収容して、一次成形体に回路基板を配置させる工程と、射出成形により、回路基板および一次成形体の少なくとも一部および回路基板を覆うようにして、二次成形体を形成する工程とを含む。

このようなＲＦタグの製造方法によると、一次成形体には、凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、一次成形体の一方面から板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部が設けられているため、封止剤を構成する樹脂を凹部内に注入し、回路部品を凹部内に収容させ、樹脂を固めて封止する際に、回路基板と一次成形体との間への樹脂の這い上がりによる流出を抑制することができる。そうすると、凹部内を封止材によって空間を存在させないように適切に封止することができる。したがって、二次成形体を形成する際に、回路基板や回路部品が損傷するおそれを大きく低減することができ、ＲＦタグの生産性を向上させることができる。

この発明のさらに他の局面においては、ＲＦタグ用一次成形体は、板厚方向の一方面に回路部品が実装される回路基板を備えるＲＦタグに備えられ、板状であって、回路基板に実装された回路部品を収容可能に板厚方向の内方側に凹む凹部が設けられており、凹部に回路部品が収容され、回路基板の一方面に板厚方向の一方面を対向させるようにして回路基板が配置される。ここで、一次成形体には、凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、一次成形体の一方面から板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部が設けられている。

このようなＲＦタグ用一次成形体によると、凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、一次成形体の一方面から板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部が設けられているため、封止剤を構成する樹脂を凹部内に注入し、回路部品を凹部内に収容させ、樹脂を固めて封止する際に、回路基板と一次成形体との間への樹脂の這い上がりによる流出を抑制することができる。そうすると、凹部内を封止材によって空間を存在させないように適切に封止することができる。したがって、二次成形体を形成する際に、回路基板や回路部品が損傷するおそれを大きく低減することができ、ＲＦタグの生産性を向上させることができる。

このような構成によると、一次成形体には、凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、一次成形体の一方面から板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部が設けられているため、封止剤を構成する樹脂を凹部内に注入し、回路部品を凹部内に収容させ、樹脂を固めて封止する際に、回路基板と一次成形体との間への樹脂の這い上がりによる流出を抑制することができる。そうすると、凹部内を封止材によって空間を存在させないように適切に封止することができる。したがって、二次成形体を形成する際に、回路基板や回路部品が損傷するおそれを大きく低減することができ、ＲＦタグの生産性を向上させることができる。

この発明の一実施形態に係るＲＦタグを示す分解斜視図である。この発明の一実施形態に係るＲＦタグの一部を示す概略断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩで示す後述の樹脂逃げ部を含まない平面で切断した場合である。この発明の一実施形態に係るＲＦタグの一部を示す概略断面図であり、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩで示す樹脂逃げ部を含む平面で切断した場合である。図１に示すこの発明の一実施形態に係るＲＦタグに含まれる一次成形体のうち、凹部を含む領域を拡大して示す概略断面図であり、図３中のＩＶで示す部分の拡大図である。この発明の一実施形態に係るＲＦタグに含まれる一次成形体のうち、凹部を含む領域を拡大して板厚方向から見た図である。この発明の一実施形態に係るＲＦタグの製造方法の代表的な構成を示すフローチャートである。樹脂を注入した状態の凹部を板厚方向の上側から見た図である。樹脂を注入後、ＩＣを凹部内に収容させた状態の凹部を板厚方向の上側から見た図である。この発明の他の実施形態に係るＲＦタグに含まれる一次成形体のうち、凹部を含む領域を拡大して示す概略断面図である。この発明の他の実施形態に係るＲＦタグに含まれる一次成形体のうち、凹部を含む領域を拡大して板厚方向の上側から見た図である。凹部のうち、図９中のＸＩＩの領域で示す一部を拡大して示す断面図であり、図１４および図１５に示すＲＦタグの場合を示す。凹部のうち、図９中のＸＩＩの領域で示す一部を拡大して示す断面図であり、図９および図１０に示すＲＦタグの場合を示す。従来におけるＲＦタグの一部を示す概略断面図である。一次成形体に凹部が設けられたＲＦタグの一部を示す概略断面図である。図１４中のＸＶで示す凹部の近傍を拡大して示す断面図である。ＩＣを実装した回路基板と一次成形体との間に封止材を構成する樹脂を介在させたＲＦタグの一部を示す概略断面図である。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。まず、この発明の一実施形態に係るＲＦタグの構造について、簡単に説明する。この発明の一実施形態に係るＲＦタグは、例えば、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグとして利用される。そして、工場のラインや物流において、物品を収納した収納容器やパレットに取り付けられ、繰り返し使用されるタグとして用いられる。なお、このようなＲＦタグは、ＨＦ（ＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯やＵＨＦ（ＵｌｔｒａＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域で使用される。

図１は、この発明の一実施形態に係るＲＦタグを示す分解斜視図である。具体的には、図１は、ＲＦタグを構成部品が積層される積層方向に分解した図である。図２および図３はそれぞれ、この発明の一実施形態に係るＲＦタグの一部を示す概略断面図である。図２および図３は、ＲＦタグの板厚方向に沿う平面で切断した場合に相当する。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩで示す後述の樹脂逃げ部を含まない平面で切断した場合である。図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩで示す樹脂逃げ部を含む平面で切断した場合である。なお、図１〜図３において、矢印Ａ_１で示す方向を、積層方向の上方向とする。

図１〜図３を参照して、この発明の一実施形態に係るＲＦタグ１１は、回路部品としてのＩＣ１２と、ＩＣ１２を実装する回路基板１３と、板状であって、回路基板１３が取り付けられる樹脂製の一次成形体２１と、回路基板および一次成形体の外方側を覆うようにして設けられる二次成形体３１とを含む。ＲＦタグ１１のおおよその構成については、図１〜図３に示す場合において、下層側から順に一次成形体２１、回路基板１３、二次成形体３１が積層された構成である。

上記した用途に用いられるＲＦタグ１１に備えられるＩＣ１２としては、リユースが前提となる観点、書き換え回数の制限がない観点、およびリードとライトで必要な電力が同じであり、交信距離に差異が生じない観点から、例えば、ＦｅＲＡＭ（ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）が用いられる。なお、必要に応じて、ＩＣ１２として、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）を用いることにしてもよい。ＩＣ１２は、薄板状であって、所定の肉厚を有する。

回路基板１３は、略平板状であって、積層方向となる板厚方向から見た場合に、略矩形状である。具体的には、板厚方向から見た場合において、回路基板１３は、矩形を構成する四つの角のうちの対角線上に位置する二つの角が切り取られた形状である。なお、この切り取られた角の領域については、後述する一次成形体２１および二次成形体３１に設けられる取り付け孔が位置する領域と重なる。なお、回路基板１３は、薄板状であって、所定の板厚を有する。回路基板１３の板厚については、図２中の長さＬ_１で示す回路基板１３の一方面１４ａと他方面１４ｂとの間の板厚方向の長さで示される。また、図１における紙面表裏方向となる回路基板１３の縦方向の長さＬ_２については、回路基板１３の側面１５ａと側面１５ｂとの間の長さで示され、図１および図２における紙面左右方向となる回路基板１３の横方向の長さＬ_３については、回路基板１３の側面１５ｃと側面１５ｄとの間の長さで示される。

回路基板１３には、ＩＣ１２が実装されている。具体的には、回路基板１３を構成する板厚方向の下側の面となる一方面１４ａにＩＣ１２が取り付けられ、固定されている。この場合、回路基板１３に実装されたＩＣ１２は、一方面１４ａから突出した構成となる。この場合、ＩＣ１２は、回路基板１３のほぼ中央に実装されている。

回路基板１３は、パターンコイル基板である。すなわち、所定のパターンコイル（図示せず）が、回路基板１３を構成する板厚方向のいずれかの面に形成されている。この場合、板厚方向の上側の面となる他方面１４ｂにパターンコイルが形成されている。パターンコイルが形成された他方面１４ｂが、ＲＦタグ１１における外部との通信時の交信面となる。このように構成することにより、外部との交信距離を長くすることができる。

一次成形体２１は、略平板状であって、板厚方向から見た場合に、略矩形状である。一次成形体２１は、所定の肉厚を有する。一次成形体２１には、板厚方向に貫通する取り付け孔２２ａ、２２ｂが二つ設けられている。二つの取り付け孔２２ａ、２２ｂは、矩形状の一次成形体２１において、対角線上に位置する角部に近い領域に設けられている。一次成形体２１の板厚については、図２中の長さＬ_４で示す一方面２３ａから他方面２３ｂまでの長さで示される。また、図１における紙面表裏方向となる一次成形体２１の縦方向の長さＬ_５については、一次成形体２１の側面２４ａと側面２４ｂとの間の長さで示され、図１および図２における紙面左右方向となる一次成形体２１の横方向の長さＬ_６については、一次成形体２１の側面２４ｃと側面２４ｄとの間の長さで示される。一次成形体２１の縦方向の長さＬ_５、および横方向の長さＬ_６はそれぞれ、回路基板１３の縦方向の長さＬ_２、および横方向の長さＬ_３よりも長く構成されている。なお、一次成形体２１は、樹脂製である。一次成形体２１の材質としては、例えば、ＰＰＳ樹脂が採用される。

一次成形体２１は、回路基板１３の一方面１４ａと板厚方向の一方面２３ａを対向させるようにして配置される。この場合、一次成形体２１には、回路基板１３が取り付けられる。具体的には、一次成形体２１のうちの上側に向く板厚方向の一方面２３ａが、回路基板１３のうちの下側に向く板厚方向の一方面１４ａと当接するようにして取り付けられる。この場合、一次成形体２１および回路基板１３のいずれも略平板状であり、長さＬ_５が長さＬ_２より長く、長さＬ_６が長さＬ_３よりも長いため、回路基板１３の一方面１４ａの領域のほとんどが、一次成形体２１の一方面２３ａに当接する。回路基板１３は、一次成形体２１のほぼ中央の領域に取り付けられる。この場合、極薄の接着剤等を介して回路基板１３を一次成形体２１に取り付けることにしてもよいし、回路基板１３と一次成形体２１との間に何も介在させず、ＩＣ１２と後述する封止材との固着により回路基板１３を一次成形体２１に取り付けることにしてもよい。

一次成形体２１には、回路基板１３を一方面２３ａに取り付けた際に、ＩＣ１２を収容可能な凹部２６が設けられている。凹部２６は、一方面２３ａから板厚方向の内方側に略矩形状に凹んだ形状である。すなわち、凹部２６は、それぞれ二つずつ対向し、いずれも板厚方向に真直ぐに延びる合計四つの側壁面２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄと、凹部２６の最も凹んだ部分となる底壁面２８とから構成されている。ここで、凹部２６の凹み量、すなわち、一方面２３ａと底壁面２８との板厚方向の長さは、図２中の長さＬ_７で示される。凹部２６は、一次成形体２１のおおよそ中央の領域、すなわち、回路基板１３を一次成形体２１に取り付けた際に、ＩＣ１２が位置する領域に対応する領域に設けられる。

また、図１において図示はしないが、図２および図３に示すように、凹部２６内には、樹脂製の封止材２９が充填されている。この封止材２９によって、ＩＣ１２が収容された凹部２６内の空間を封止する。樹脂製の封止材２９の材質については、例えば、熱硬化性樹脂、具体的には、エポキシ樹脂が採用される。エポキシ樹脂については、熱硬化の温度が１６５℃程度であって比較的低温であり、また、硬化後の機械的強度も高いため、好適である。封止材２９は、未硬化の状態の液状の樹脂を凹部２６内に注入し、加熱による硬化により固めたものである。封止材２９の硬化により、凹部２６内に収容されたＩＣ１２は、封止材２９に固着される。すなわち、封止材２９により、ＩＣ１２は、保持され、固定される。

二次成形体３１についても、一次成形体２１と同様に、板厚方向から見た場合に、略矩形状である。二次成形体３１についても、所定の肉厚を有する。二次成形体３１には、板厚方向に貫通する取り付け孔３２ａ、３２ｂが二つ設けられている。二つの取り付け孔３２ａ、３２ｂは、矩形状の二次成形体３１において、対角線上に位置する角部に近い領域に設けられている。二次成形体３１の板厚については、図２中の長さＬ_８で示す一方面３３ａから他方面３３ｂまでの長さで示される。また、図１における紙面表裏方向となる二次成形体３１の縦方向の長さＬ_９については、二次成形体３１の側面３４ａと側面３４ｂとの間の長さで示され、図１および図２における紙面左右方向となる二次成形体３１の横方向の長さＬ_１０については、二次成形体３１の側面３４ｃと側面３４ｄとの間の長さで示される。二次成形体３１の縦方向の長さＬ_９、および横方向の長さＬ_１０はそれぞれ、一次成形体２１の縦方向の長さＬ_５、および横方向の長さＬ_６よりも長く構成されている。なお、二次成形体３１の材質としても、例えば、ＰＰＳ樹脂が採用される。

また、二次成形体３１には、一方面３４ａ側から内方側に凹む凹部３５が設けられている。この二次成形体３１に設けられる凹部３５内に、回路基板１３を取り付けた一次成形体２１が収容される。すなわち、この凹部３５内に収容された一次成形体２１は、二次成形体３１に覆われた構成となる。なお、一次成形体２１のうち、下側の他方面２３ｂについては、外部、具体的には、積層方向の下側に露出した構成である。図２および図３に示す断面において、二次成形体３１は、開口を下方側とした略コの字状である。この二次成形体３１については、後述する通り、射出成形にて形成される。二次成形体３１は、回路基板１３および一次成形体２１の外方側、具体的には、回路基板１３の他方面１４ｂ、回路基板１３の側面１５ａ〜１５ｄ、一次成形体２１の側面２４ａ〜２４ｄ、および一次成形体２１の一方面２３ａのうちの回路基板１３の一方面１４ａに覆われていない領域を、ほぼすき間なく覆うように形成されている。

ここで、一次成形体２１には、凹部２６を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、一次成形体２１の一方面２３ａから板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが設けられている。図４は、図１に示すこの発明の一実施形態に係るＲＦタグ１１に含まれる一次成形体２１のうち、凹部２６を含む領域を拡大して示す概略断面図であり、図３中のＩＶで示す部分の拡大図である。図５は、この発明の一実施形態に係るＲＦタグ１１に含まれる一次成形体２１のうち、凹部２６を含む領域を拡大して板厚方向の上側、すなわち、図１〜図３に示す矢印Ａ_１と逆の方向から見た図である。

図１〜図５を参照して、樹脂逃げ部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、合計四つ設けられている。四つの樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄは、矩形状に凹む凹部２６の四つの角部にそれぞれ設けられている。一つの樹脂逃げ部３６ａについて説明すると、樹脂逃げ部３６ａは、凹部２６を構成する側壁面２７ａおよび側壁面２７ｃを構成する角部のうちの上側の領域、すなわち、一方面２３ａ側の領域から凹部２６の外方側に延びるスリット状である。スリット状の樹脂逃げ部３６ａは、凹部２６の外方側に向かって真直ぐ延びるように設けられている。

また、樹脂逃げ部３６ａを構成し、回路基板１３の一方面１４ａに対向する壁面である底壁面３７ａは、凹部２６を構成する側壁面２７ａおよび側壁面２７ｃ側から一次成形体２１の一方面２３ａに向かって近づくようにテーパ状に設けられている。すなわち、スリット状の樹脂逃げ部３６ａを構成する底壁面３７ａについて、凹部２６側の凹み量が多く、そして、外方側に向かって徐々に凹み量が少なくなるように設けられている。樹脂逃げ部３６ａについては、凹部２６側が最も深く、凹部２６から遠ざかるにつれ、浅くなっていくように構成されている。

ここで、図３および図４に示す断面、すなわち、ＲＦタグ１１を板厚方向に沿う平面で切断した場合の断面において、一次成形体２１の一方面２３ａを構成する線３８ａと樹脂逃げ部３６ａを構成する底壁面３７ａを構成する線３９ａとのなす角度のうち図４中の角度Ｂ_１で示す鋭角の方の角度は、５度以上４５度以下であるよう構成されている。具体的には、この場合、角度Ｂ_１は、３０度である。

なお、他の樹脂逃げ部３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの構成については、設けられる位置がそれぞれ、凹部２６を構成する側壁面２７ｂおよび側壁面２７ｃを構成する角部のうちの上側の領域、凹部２６を構成する側壁面２７ｂおよび側壁面２７ｄを構成する角部のうちの上側の領域、凹部２６を構成する側壁面２７ａおよび側壁面２７ｄを構成する角部のうちの上側の領域であり、それぞれ樹脂逃げ部３６ａと同様の構成であるため、それらの説明を省略する。

このようにして、この発明の一実施形態に係るＲＦタグ１１は構成されている。また、この発明の一実施形態に係るＲＦタグ用一次成形体２１は、板厚方向の一方面２３ａにＩＣ１２が実装される回路基板１３を備えるＲＦタグ１１に備えられ、板状であって、回路基板１３に実装されたＩＣ１２を収容可能に板厚方向の内方側に凹む凹部２６が設けられており、凹部２６にＩＣ１２が収容され、回路基板１３の一方面１４ａに板厚方向の一方面２３ａを対向させるようにして回路基板１３が配置される。ＲＦタグ用一次成形体２１は、凹部２６を構成する側壁面２７ａ〜２７ｄのうちの少なくとも一部から連なるようにして、一次成形体２１の一方面２３ａから板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄが設けられている。

次に、このような構成のＲＦタグ１１を製造する際の製造方法について説明する。図６は、この発明の一実施形態に係るＲＦタグ１１の製造方法の代表的な構成を示すフローチャートである。

図６を参照して、まず、ＩＣ１２を実装した回路基板１３を準備すると共に、取り付け孔２２ａ、２２ｂ、凹部２６、および樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄが形成された一次成形体２１を準備する（図６（Ａ））。一次成形体２１の準備に際しては、取り付け孔２２ａ、２２ｂ、凹部２６、および樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄが形成されるような金型を用いて、射出成形や加熱圧縮成形を行ってもよいし、矩形状の所定の板厚および大きさを有する樹脂部材を形成し、この樹脂部材の所定の箇所を削って、取り付け孔２２ａ、２２ｂ、凹部２６、および樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄを形成し、これを一次成形体２１としてもよい。

その後、凹部２６内に後に封止材２９となる未硬化の熱硬化性の液状の樹脂４０を注入する（図６（Ｂ））。この場合、樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄが設けられた領域にまで樹脂４０が注入されることになる。図７は、この場合、すなわち、樹脂４０を注入した状態の凹部２６を板厚方向の上側から見た図である。この樹脂４０の注入量については、後にＩＣ１２を凹部２６内に収容させた際に、凹部２６および樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄがほぼ満杯になる量である。

次に、樹脂が硬化しないうちに、凹部２６内にＩＣ１２を収容するようにして、一次成形体２１に回路基板１３を配置させる（図６（Ｃ））。すなわち、回路基板１３の板厚方向の一方面１４ａと一次成形体２１の板厚方向の一方面２３ａとを対向させ、その後、回路基板１３と一次成形体２１との板厚方向の距離を狭めて、最後には回路基板１３の板厚方向の一方面１４ａと一次成形体２１の板厚方向の一方面２３ａとを当接させて配置し、回路基板１３を一次成形体２１に取り付ける。図８は、樹脂４０を注入後、ＩＣ１２を凹部２６内に収容させた状態の凹部２６を板厚方向の上側から見た図である。図８を参照して、樹脂４０に浸かったＩＣ１２の体積分、図８中の矢印Ａ_４で示す樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄの外方側に向かって樹脂４０が浸入することになる。すなわち、この場合、樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄの外方側に向かって樹脂４０が浸入し、回路基板１３と一次成形体２１との板厚方向の微小なすき間、具体的には、回路基板１３の板厚方向の一方面１４ａと一次成形体２１の板厚方向の一方面２３ａとの間の微小なすき間に、毛細管現象によって、樹脂４０が這い上がることを抑制することができる。

その後、加熱等により熱硬化性の樹脂４０を硬化させる。この樹脂４０の硬化の終了により、一次成形体２１に回路基板１３を取り付ける工程が終了することとなる。

封止材２９としての樹脂４０が硬化した後、二次成形体３１を形成するために、射出成型機（図示せず）内の所定の箇所に回路基板１３を取り付けた一次成形体２１をセットする（図６（Ｄ））。

その後、射出成形を行い、二次成形体３１を形成する（図６（Ｅ））。具体的には、所定の圧力にて溶融された樹脂を金型内に投入し、射出成形を行う。このようにして、この発明の一実施形態に係るＲＦタグ１１を製造する。

このような構成によると、一次成形体２１には、凹部２６を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、一次成形体２１の一方面２３ａから板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄが設けられているため、封止剤２９を構成する樹脂４０を凹部２６内に注入し、ＩＣ１２を凹部２６内に収容させ、樹脂４０を固めて封止する際に、回路基板１３と一次成形体２１との間への樹脂４０の這い上がりによる流出を抑制することができる。そうすると、凹部２６内を封止材２９によって空間を存在させないように適切に封止することができる。したがって、二次成形体３１を形成する際に、回路基板１３やＩＣ１２が損傷するおそれを大きく低減することができ、ＲＦタグ１１の生産性を向上させることができる。

また、この場合、樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄはテーパ状であるため、樹脂逃げ部３６ａ〜３６ｄに樹脂４０が円滑に流れることになり、より効率的に回路基板１３と一次成形体２１との間のすき間への樹脂４０の這い上がりを抑制することができる。

なお、上記の実施の形態においては、四つの角部に樹脂逃げ部を設けることとしたが、これに限らず、少なくとも四つの角部のうちの一つに樹脂逃げ部を設ける構成とすればよく、例えば、四つの角部のうちの三つに樹脂逃げ部を設けることとしてもよい。また、樹脂逃げ部を設ける箇所は、角部に限らず、例えば、板厚方向の上側から見た場合に、角部と角部との間の辺の部分から外方側に向かって延びるように樹脂逃げ部を設けることとしてもよい。

さらに、以下のような実施形態でもよい。図９は、この発明の他の実施形態に係るＲＦタグに含まれる一次成形体のうち、凹部を含む領域を拡大して示す概略断面図である。図１０は、この発明の他の実施形態に係るＲＦタグに含まれる一次成形体のうち、凹部を含む領域を拡大して板厚方向の上側から見た図である。図９は、図４に相当し、図１０は、図５に相当する。

図９および図１０を参照して、この発明の他の実施形態に係るＲＦタグ４１に備えられる一次成形体４２には、矩形状に凹んだ凹部４３が設けられている。凹部４３を構成する四つの側壁面４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄから連なるようにして、一次成形体４２の一方面４５から板厚方向に凹む樹脂逃げ部４６が設けられている。

樹脂逃げ部４６は、凹部４３の周囲を取り囲むように環状に設けられている。すなわち、樹脂逃げ部４６は、凹部４３の開口の全域に亘って設けられている。また、樹脂逃げ部４６は、テーパ状に設けられている。樹脂逃げ部４６のうち、一方面４５と交わる部分の角部に相当する領域４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄについては、曲面で構成されている。

このような構成としても、上記したように回路基板を一次成形体に取り付ける際に、凹部４３内に注入された樹脂の這い上がりを効率的に抑制して、凹部４３を封止材によって空間を存在させないように適切に封止することができる。したがって、二次成形体を形成する際に、回路基板や回路部品が損傷するおそれを大きく低減することができ、ＲＦタグの生産性を向上させることができる。

また、上記した図９および図１０に示す実施形態の場合、以下の点で有利である。図１１および図１２は、凹部のうち、図９中のＸＩＩの領域で示す一部を拡大して示す断面図である。図１１は、図１４および図１５に示すＲＦタグの場合であり、図１２は、図９および図１０に示すＲＦタグの場合である。なお、図１１および図１２においては、平らな状態の回路基板１１３、１３を点線により図示している。

まず、図１１を参照して、図１４および図１５に示すＲＦタグ１１１の場合、凹部１１６を構成する側壁面１２０が設けられた領域においては、凹部１１６内に空間１１９が存在しているため、射出成形時において、図１１中の矢印Ａ_３で示す方向の荷重を受ける部分と荷重を受けない部分との差が顕著となる。そして、回路基板１１３に段差が生じるような圧力を受けることとなり、この領域において、回路基板１１３が損傷する割合が高くなる。

一方、図１２を参照して、図９および図１０に示すＲＦタグ４１の場合、封止材４８が充填された凹部４３を構成する側壁面４４ｃが設けられた領域において、凹部４３の外方側にテーパ状の樹脂逃げ部４６が設けられているため、垂直方向、すなわち、板厚方向に延びる側壁面４４ｃの図１２中に示す始点４９から、水平方向に延びる一次成形体４２の一方面４５に亘って、なだらかに連なる構成となる。そうすると、図１２中の矢印Ａ_３で示す方向の荷重を受けた場合でも、なだらかに連なった広い領域で荷重を受けることができる。したがって、この領域において、回路基板１３が損傷するおそれを大きく低減することができる。

なお、上記の実施の形態においては、樹脂逃げ部は、テーパ状に設けることとしたが、これに限らず、階段状に段差を有する構成としてもよいし、凹凸を有するよう構成してもよい。

また、上記の実施の形態においては、ＩＣを一つ実装することとしたが、これに限らず、回路基板に二つ以上のＩＣを実装することにしてもよい。この場合、ＩＣが実装される領域において、対向する一次成形体の領域に、凹部および樹脂逃げ部を設けるとよい。

なお、上記の実施の形態においては、一次成形体を樹脂製としたが、ＲＦタグが金属部材に取り付けられて用いられる場合には、一次成形体に磁性体、具体的には、例えば、フェライトを含有させる構成としてもよい。こうすることにより、外部との交信における交信性能の安定化を図ることができる。また、フェライトで構成されたフェライトシートを準備し、一次成形体と回路基板との間に介在させるようにしてもよい。

また、上記の実施の形態においては、パターンコイルが形成される面は、ＩＣと反対側の面とすることとしたが、必要に応じて、コイル面をＩＣと同じ面に形成することにしてもよい。ここで、一次成形体にフェライトを含有させた場合、パターンコイルとフェライトとを含有した一次成形体とを回路基板の板厚分離すことができるため、一次成形体にフェライトを含有させる場合、パターンコイルが形成される面は、ＩＣと反対側の面とするのがよい。また、交信アンテナとの距離を短くする観点からは、パターンコイルが形成される側の二次成形体の板厚方向の厚みは、できるだけ薄くすることが好ましい。

なお、上記の実施の形態において、樹脂から構成される封止材としてエポキシ樹脂を用いることとしたが、これに限らず、他の熱硬化性樹脂や、要求に応じて熱可塑性樹脂を用いることとしてもよい。

また、上記の実施の形態においては、ＩＣを収容する凹部は、板厚方向に真直ぐに凹むこととしたが、これに限らず、板厚方向に斜め方向に凹む構成としてもよく、また、底壁面が曲面や球面の一部を構成するものとしてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、一次成形体、二次成形体として、板厚方向から見た場合に、略矩形状となるよう構成することとしたが、これに限らず、他の形状、例えば多角形状や略円状、略楕円状としてもよい。また、平板状でなくともよく、例えば、図２に示す断面において、一次成形体や二次成形体の形状が断面略Ｈ字状となる構成としてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明に係るＲＦタグ、その製造方法、およびＲＦタグ用一次成形体は、生産性の向上が要求される場合に、有効に利用される。

１１，４１，１０１，１１１，１２１ＲＦタグ、１２，１０２，１１２，１２２ＩＣ、１３，１０３，１１３，１２３回路基板、１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２８，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３７ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４５，１０６，１０７，１２０面、２１，４２，１０４，１１４，１２４一次成形体、２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ取り付け孔、２６，４３，１１６，１２６凹部、２９，４８，１１７，１２５封止材、３１，１０５，１１５二次成形体、３５凹部、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，４６樹脂逃げ部、３８ａ，３９ａ線、４０，１２７樹脂、４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ領域、４９始点、１１８すき間、１１９空間。

Claims

板厚方向の一方面から突出するように回路部品が実装される回路基板と、
板状であって、前記回路基板に実装された前記回路部品を収容可能に板厚方向の内方側に凹む凹部が設けられており、前記凹部に前記回路部品が収容され、前記回路基板の前記一方面に板厚方向の一方面を対向させるようにして前記回路基板が配置される一次成形体と、
前記回路部品が収容された前記凹部内の空間を封止する樹脂製の封止材と、
前記回路基板および前記一次成形体の外方側を覆うようにして設けられる二次成形体とを含み、
前記一次成形体には、前記回路基板の前記一方面と対向する部分に、前記凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、前記一次成形体の前記一方面から板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部が設けられている、ＲＦタグ。
前記樹脂逃げ部を構成し、前記回路基板の前記一方面に対向する壁面は、前記凹部を構成する壁面側から前記一次成形体の前記一方面に向かって近づくようにテーパ状に設けられている、請求項１に記載のＲＦタグ。
前記樹脂逃げ部は、前記凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から前記凹部の外方側に延びるスリット状である、請求項１または２に記載のＲＦタグ。
前記凹部は、前記一次成形体の前記一方面側から見た場合に角部が設けられている形状であり、
前記樹脂逃げ部は、前記角部に設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載のＲＦタグ。
前記樹脂逃げ部は、前記凹部の開口の全域に亘って設けられている、請求項１または２に記載のＲＦタグ。
前記ＲＦタグを板厚方向に沿う平面で切断した場合の断面において、前記一次成形体の前記一方面を構成する線と前記樹脂逃げ部を構成する壁面を構成する線とのなす角度のうち鋭角の方の角度は、５度以上４５度以下である、請求項２に記載のＲＦタグ。
前記樹脂逃げ部を構成する壁面のうちの少なくとも一つの壁面は、曲面で構成されている、請求項１〜６のいずれかに記載のＲＦタグ。
前記回路部品は、ＦｅＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭである、請求項１〜７のいずれかに記載のＲＦタグ。
前記一次成形体の材質は、磁性体を含む材質である、請求項１〜８のいずれかに記載のＲＦタグ。
板厚方向の一方面に回路部品が実装される回路基板と、板状であって、前記回路基板に実装された前記回路部品を収容可能に板厚方向の内方側に凹む凹部が設けられており、前記凹部に前記回路部品が収容され、前記回路基板の前記一方面に板厚方向の一方面を対向させるようにして前記回路基板が配置される一次成形体と、前記回路部品が収容された前記凹部内の空間を封止する樹脂製の封止材と、前記回路基板および前記一次成形体の外方側を覆うようにして設けられる二次成形体とを含み、前記一次成形体には、前記凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、前記一次成形体の前記一方面から板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部が設けられているＲＦタグの製造方法であって、
前記回路部品が実装された回路基板と、前記凹部、および前記樹脂逃げ部が形成された一次成形体を準備する工程と、
前記一次成形体に設けられた前記凹部内に前記樹脂製の封止剤を注入する工程と、
前記封止剤が注入された前記凹部内に前記回路部品を収容して、前記一次成形体に前記回路基板を配置させる工程と、
射出成形により、前記回路基板および前記一次成形体の少なくとも一部および前記回路基板を覆うようにして、前記二次成形体を形成する工程とを含む、ＲＦタグの製造方法。
板厚方向の一方面から突出するように回路部品が実装される回路基板を備えるＲＦタグに備えられ、板状であって、前記回路基板に実装された前記回路部品を収容可能に板厚方向の内方側に凹む凹部が設けられており、前記凹部に前記回路部品が収容され、前記回路基板の前記一方面に板厚方向の一方面を対向させるようにして前記回路基板が配置される一次成形体であって、
前記回路基板の前記一方面と対向する部分に、前記凹部を構成する壁面のうちの少なくとも一部から連なるようにして、前記一次成形体の前記一方面から板厚方向の内方側に凹む樹脂逃げ部が設けられている、ＲＦタグ用一次成形体。