JP7264325B1 - 無線通信デバイス製造システム - Google Patents

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Abstract

無線通信デバイス製造システムは、RFICチップ、端子電極、およびホットメルト接着剤層を含むRFICモジュールを吸引して保持する吸着ノズルを搭載した実装ヘッドを備える実装装置と、アンテナパターンを備えるアンテナ基材を実装位置に搬送する搬送装置と、RFICモジュールのホットメルト接着剤層を加熱する加熱装置とを有する。無線通信デバイス製造システムは、加熱装置の加熱によってホットメルト接着剤層が軟化した状態のRFICモジュールを実装位置に配置されたアンテナ基材にホットメルト接着剤層を介して接着し、アンテナパターンと端子電極とをホットメルト接着剤層を介して容量結合させる。

Description

本発明は、無線通信デバイスの製造システムに関する。
例えば、特許文献１には、アンテナパターンが設けられたベースフィルム（アンテナ基材）を実装位置に向かって搬送し、その実装位置でアンテナパターンにシール付きRFIC（Radio-Frequency Integrated Circuit）素子（RFICモジュール）を貼り付けるRFIDタグ（無線通信デバイス）の製造方法が開示されている。テープに貼り付けられたシール付きRFIC素子をピックアップし、そのピックアップしたシール付きRFIC素子をアンテナパターンに貼り付ける（固定する）。
国際公開第２０１８／０１２３９１号
しかしながら、特許文献１に記載された製造方法の場合、テープからシール付きRFIC素子を剥がしてピックアップする必要があるため、そのピックアップに時間がかかる。また、RIFC素子のピックアップに失敗する場合がある。
そこで、本発明は、RFICチップを含むRFICモジュールとアンテナパターンとを有する無線通信デバイスにおいて、RFICモジュールを、容易に且つ確実にピックアップし、アンテナパターンが設けられたアンテナ基材に接着することを課題とする。
上記技術的課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
アンテナパターンを備えるアンテナ基材に、RFICチップ、端子電極、およびホットメルト接着剤層を含むRFICモジュールを接着する無線通信デバイス製造システムであって、
前記RFICモジュールを吸引して保持する吸着ノズルを搭載した実装ヘッドを備える実装装置と、
前記アンテナ基材を実装位置に搬送する搬送装置と、
前記RFICモジュールの前記ホットメルト接着剤層を加熱する加熱装置と、を有し、
前記加熱装置の加熱によって前記ホットメルト接着剤層が軟化した状態の前記RFICモジュールを前記実装位置に配置された前記アンテナ基材に前記ホットメルト接着剤層を介して接着し、前記アンテナパターンと前記端子電極とを前記ホットメルト接着剤層を介して容量結合させる、無線通信デバイス製造システムが提供される。
本発明によれば、RFICチップを含むRFICモジュールとアンテナパターンとを有する無線通信デバイスにおいて、RFICモジュールを、容易に且つ確実にピックアップし、アンテナパターンが設けられたアンテナ基材に接着することができる。
本発明の実施の形態に係る無線通信デバイス製造システムで製造される一例の無線通信デバイスの斜視図 無線通信デバイスの上面図 RFICモジュールの分解斜視図 無線通信デバイスの等価回路図 無線通信デバイスの部分的断面図 本発明の実施の形態１に係る無線通信デバイス製造システムの構成を概略的に示す正面図 実装装置の構成を概略的に示す上面図 実装装置の実装ヘッドの概略的な部分断面図 実装ヘッドの吸着ノズルによって保持されつつ加熱されている状態のRFICモジュールを示す図 表面加工されたホットメルト接着剤層の表面形状の一例を示す図 表面加工されたホットメルト接着剤層の表面形状の別例を示す図 表面加工されたホットメルト接着剤層の表面形状のさらなる別例を示す図 表面加工されたホットメルト接着剤層の表面形状の異なる例を示す図 本発明の実施の形態２に係る無線通信デバイス製造システムにおける実装装置の構成を概略的に示す上面図 実装ヘッドの吸着ノズルによって保持されつつ光照射によって加熱されている状態のRFICモジュールを示す斜視図 本発明の実施の形態３に係る無線通信デバイス製造システムにおける実装装置の加熱装置を概略的に示す図 本発明の実施の形態４に係る無線通信デバイス製造システムにおける実装装置の加熱装置を概略的に示す図
本発明の一態様の無線通信デバイス製造システムは、アンテナパターンを備えるアンテナ基材に、RFICチップ、端子電極、およびホットメルト接着剤層を含むRFICモジュールを接着する無線通信デバイス製造システムであって、前記RFICモジュールを吸引して保持する吸着ノズルを搭載した実装ヘッドを備える実装装置と、前記アンテナ基材を実装位置に搬送する搬送装置と、前記RFICモジュールの前記ホットメルト接着剤層を加熱する加熱装置と、を有し、前記加熱装置の加熱によって前記ホットメルト接着剤層が軟化した状態の前記RFICモジュールを前記実装位置に配置された前記アンテナ基材に前記ホットメルト接着剤層を介して接着し、前記アンテナパターンと前記端子電極とを前記ホットメルト接着剤層を介して容量結合させる。
このような態様によれば、RFICチップを含むRFICモジュールとアンテナパターンとを有する無線通信デバイスにおいて、RFICモジュールを、容易に且つ確実にピックアップし、アンテナパターンが設けられたアンテナ基材に接着することができる。
例えば、前記加熱装置が、前記実装ヘッドの前記吸着ノズルに保持された状態の前記RFICモジュールの前記ホットメルト接着剤層を加熱してもよい。この場合、前記実装ヘッドが、前記加熱装置の加熱によって前記ホットメルト接着剤層が軟化した状態の前記RFICモジュールを前記実装位置に搬送し、前記実装位置に配置された前記アンテナ基材に軟化した状態の前記ホットメルト接着剤層を介して前記RFICモジュールを接着する。
例えば、前記加熱装置が、前記実装ヘッドに搭載され、前記RFICモジュールを保持した状態の前記吸着ノズルを加熱するヒータであってもよい。
例えば、前記加熱装置が、前記実装ヘッドの前記吸着ノズルが前記RFICモジュールの前記ホットメルト接着剤層を前記アンテナ基材に接触させた状態で、前記吸着ノズルを加熱してもよい。
例えば、前記加熱装置が、前記RFICモジュールに光を照射して前記ホットメルト接着剤層を加熱する光加熱装置であってもよい。
例えば、前記光加熱装置が、前記実装位置と異なる加熱位置で、前記実装ヘッドの前記吸着ノズルに保持された状態の前記RFICモジュールに対して光照射を実行してもよい。この場合、前記実装ヘッドが、前記加熱位置での光照射によって加熱されて前記ホットメルト接着剤層が軟化した状態の前記RFICモジュールを前記実装位置に搬送する。
例えば、前記無線通信デバイス製造システムが、前記実装位置に配置された前記アンテナ基材を予熱する予熱装置を、さらに有してもよい。
例えば、前記実装ヘッドが、前記実装ヘッド上で周回する複数の吸着ノズルを備えてもよい。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信デバイス製造システムで製造される一例の無線通信デバイスの斜視図であって、図２は無線通信デバイスの上面図である。図中のｕ－ｖ－ｗ座標系は、発明の理解を容易にするためのものであって、発明を限定するものではない。ｕ軸方向は無線通信デバイスの長手方向を示し、ｖ軸方向は幅方向を示し、ｗ軸方向は厚さ方向を示している。
図１および図２に示すように、無線通信デバイス１０は、ストリップ状であって、いわゆるRFID(Radio-Frequency IDentification）タグとして使用される。
具体的には、図１および図２に示すように、無線通信デバイス１０は、アンテナ部材１２と、アンテナ部材１２に設けられたRFIC（Radio-Frequency Integrated Circuit）モジュール１４とを有する。
無線通信デバイス１０のアンテナ部材１２は、ストリップ状（細長い矩形状）であって、アンテナ基材１６と、アンテナ基材１６の一方の表面１６ａ（アンテナ部材１２の第１の主面１２ａ）に設けられたアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂとを備える。
アンテナ基材１６は、ポリイミド樹脂などの絶縁材料から作製された可撓性のシート状の部材である。図１および図２に示すように、アンテナ基材１６はまた、アンテナ部材１２の第１の主面１２ａおよび第２の主面１２ｂとして機能する表面１６ａ、１６ｂを備える。アンテナ部材１２の主要の構成要素であるアンテナ基材１６が可撓性を備えるので、アンテナ部材１２も可撓性を備えることができる。
アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂは、無線通信デバイス１０が外部の通信装置（例えば、無線通信デバイス１０がRFIDタグとして使用されている場合には、リーダ／ライター装置）と無線通信するためのアンテナとして使用される。本実施の形態の場合、アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂは、例えば、銀、銅、アルミニウムなどの金属箔から作製された導体パターンである。
また、アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂは、電波を送受信するための放射部１８Ａａ、１８Ｂａと、RFICモジュール１４と電気的に接続するための結合部１８Ａｂ、１８Ｂｂ（第１および第２の結合部）とを含んでいる。
本実施の形態１の場合、アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂの放射部１８Ａａ、１８Ｂａは、ダイポールアンテナであって、ミアンダ状である。また、放射部１８Ａａ、１８Ｂａそれぞれは、アンテナ基材１６の長手方向（ｕ軸方向）の中央部分に設けられた結合部１８Ａｂ、１８Ｂｂから該アンテナ基材１６の両端に向かって延在する。
アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂの結合部１８Ａｂ、１８Ｂｂは、詳細は後述するが、RFICモジュール１４の端子電極と電気的に接続する。結合部１８Ａｂ、１８Ｂｂそれぞれは、矩形状のランドである。
図３は、RFICモジュールの分解斜視図である。図４は、無線通信デバイスの等価回路図である。
図３および図４に示すように、RFICモジュール１４は、例えば９００ＭＨｚ帯、すなわちＵＨＦ帯の通信周波数でアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂを介して無線通信を行うデバイスである。
図３に示すように、本実施の形態１の場合、RFICモジュール１４は、多層構造体である。具体的には、RFICモジュール１４は、主要の構成要素であるモジュール基材として、絶縁材料から作製されて積層される二枚の薄板状の絶縁シート２０Ａ、２０Ｂを備える。絶縁シート２０Ａ、２０Ｂそれぞれは、ポリイミドや液晶ポリマなどの絶縁材料から作製された可撓性のシートである。
図３および図４に示すように、RFICモジュール１４は、RFICチップ２２と、そのRFICチップ２２に接続される端子電極２４Ａ、２４Ｂ（第１および第２の端子電極）とを備える。また、RFICモジュール１４は、RFICチップ２２と端子電極２４Ａ、２４Ｂとの間に設けられた整合回路２６を備える。
RFICチップ２２は、ＵＨＦ帯の周波数（通信周波数）で駆動するチップであって、シリコン等の半導体を素材とする半導体基板に各種の素子を内蔵した構造を有する。また、RFICチップ２２は、第１の入出力端子２２ａと第２の入出力端子２２ｂとを備える。さらに、図４に示すように、RFICチップ２２は、内部容量（キャパシタンス：RFICチップ自身が持つ自己容量）Ｃ１を備える。ここで、端子電極２４Ａ、２４Ｂの面積は第１の入出力端子２２ａ、第２の入出力端子２２ｂの面積に比べて大きい。これにより、無線通信デバイス１０の生産性が向上する。その理由は、RFICチップ２２の第１および第２の入出力端子２２ａ、２２ｂを直接、アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂの結合部１８Ａｂ、１８Ｂｂ上に位置合わせすることに比べて、RFICモジュール１４を、アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂに位置合わせすることの方が容易であるからである。
また、RFICチップ２２は、図３に示すように、多層構造体であるRFICモジュール１４に内蔵されている。具体的には、RFICチップ２２は、絶縁シート２０Ａ上に配置され、その絶縁シート２０Ａ上に形成された樹脂パッケージ２８内に封止されている。樹脂パッケージ２８は、例えばポリウレタンなどのエラストマー樹脂、またはホットメルト樹脂から作製される。この樹脂パッケージ２８により、RFICチップ２２は保護される。また、この樹脂パッケージ２８により、可撓性の絶縁シート２０Ａ、２０Ｂからなる多層構造体のRFICモジュール１４はたわみ剛性が向上する（絶縁シート単体の剛性に比べて）。その結果、RFICチップ２２が内蔵されたRFICモジュール１４を、電子部品と同様に、後述するようなパーツフィーダなどの部品供給装置で取り扱うことができる（参考までに、RFICチップ２２単体は、チッピングなどの破損が生じる恐れがあるため、後述するパーツフィーダなどで取り扱うことができない）。
端子電極２４Ａ、２４Ｂは、銀、銅、アルミニウムなどの導体材料から作製された導体パターンであって、RFICモジュール１４の第１の主面１４ａを構成する絶縁シート２０Ｂの内側面２０Ｂａ（第１の主面１４ａに対して反対側であって且つ絶縁シート２０Ａと対向する面）に設けられている。すなわち、本実施の形態の場合、端子電極２４Ａ、２４Ｂは、RFICモジュール１４の外部に露出せずに、内蔵されている。また、端子電極２４Ａ、２４Ｂは、その形状が矩形状である。なお、これらの端子電極２４Ａ、２４Ｂは、後述するが、アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂの結合部１８Ａｂ、１８Ｂｂと、ホットメルト接着剤層４２を介して電気的に接続するための電極である。
図４に示すように、RFICチップ２２と端子電極２４Ａ、２４Ｂとの間に設けられる整合回路２６は、複数のインダクタンス素子３０Ａ～３０Ｅから構成されている。
複数のインダクタンス素子３０Ａ～３０Ｅそれぞれは、絶縁シート２０Ａ、２０Ｂそれぞれに設けられた導体パターンによって構成されている。
RFICモジュール１４の絶縁シート２０Ａの外側面２０Ａａ（樹脂パッケージ２８が設けられる面）には、銀、銅、アルミニウムなどの導体材料から作製された導体パターン３２、３４が設けられている。導体パターン３２、３４それぞれは、渦巻きコイル状のパターンであって、外周側端にRFICチップ２２と電気的に接続するためのランド部３２ａ、３４ａを備える。なお、ランド部３２ａとRFICチップ２２の第１の入出力端子２２ａは、例えばはんだまたは導電性接着剤を介して電気的に接続されている。同様に、ランド部３４ａと第２の入出力端子２２ｂも電気的に接続されている。
絶縁シート２０Ａ上の一方の渦巻コイル状の導体パターン３２は、図４に示すように、インダクタンスＬ１を持つインダクタンス素子３０Ａを構成している。また、他方の渦巻コイル状の導体パターン３４は、インダクタンスＬ２を持つインダクタンス素子３０Ｂを構成している。
絶縁シート２０Ａに隣接する絶縁シート２０Ｂには、銀、銅、アルミニウムなどの導体材料から作製された導体パターン３６が設けられている。導体パターン３６は、端子電極２４Ａ、２４Ｂと、渦巻コイル部３６ａ、３６ｂと、ミアンダ部３６ｃとを含んでいる。絶縁シート２０Ｂにおいて、渦巻コイル部３６ａ、３６ｂとミアンダ部３６ｃは、端子電極２４Ａ、２４Ｂの間に配置されている。
絶縁シート２０Ｂ上の導体パターン３６における一方の渦巻コイル部３６ａは、端子電極２４Ａに電気的に接続されている。また、渦巻コイル部３６ａの中心側端３６ｄは、絶縁シート２０Ａに形成されたスルーホール導体などの層間接続導体３８を介して、その絶縁シート２０Ａ上の渦巻コイル状の導体パターン３２の中心側端３２ｂに電気的に接続されている。また、導体パターン３２を流れる電流と渦巻コイル部３６ａを流れる電流の周回方向が同一になるように、渦巻コイル部３６ａは構成されている。さらに、渦巻コイル部３６ａは、図４に示すように、インダクタンスＬ３を持つインダクタンス素子３０Ｃを構成している。
絶縁シート２０Ｂ上の導体パターン３６における他方の渦巻コイル部３６ｂは、端子電極２４Ｂに電気的に接続されている。また、渦巻コイル部３６ｂの中心側端３６ｅは、絶縁シート２０Ａに形成されたスルーホール導体などの層間接続導体４０を介して、その絶縁シート２０Ａ上の渦巻コイル状の導体パターン３４の中心側端３４ｂに電気的に接続されている。また、導体パターン３４を流れる電流と渦巻コイル部３６ｂを流れる電流の周回方向が同一になるように、渦巻コイル部３６ｂは構成されている。さらに、渦巻コイル部３６ｂは、図４に示すように、インダクタンスＬ４を持つインダクタンス素子３０Ｄを構成している。
絶縁シート２０Ｂ上の導体パターン３６におけるミアンダ部３６ｃは、一方の渦巻コイル部３６ａの外周側端と多方の渦巻コイル部３６ｂの外周側端とを電気的に接続する。また、ミアンダ部３６ｃは、図４に示すように、インダクタンスＬ５を持つインダクタンス素子３０Ｅを構成している。
このようなインダクタンス素子３０Ａ～３０Ｅを含む（RFICチップ２２の自己容量Ｃ１も含む）整合回路２６により、RFICチップ２２と端子電極２４Ａ、２４Ｂとの間のインピーダンスが、所定の周波数（通信周波数）で整合されている。またインダクタンス素子３０Ａ～３０ＥとRFICチップ２２で閉じたループ回路になっており、端子電極２４Ａ、２４Ｂ間は、インダクタンス素子３０Ｅに繋がっているので低周波域（ＤＣ～４００ＭＨｚの周波数帯域）では、低インピーダンスとなる。
このような無線通信デバイス１０によれば、アンテナパターン１８Ａ、１８ＢがＵＨＦ帯の所定の周波数（通信周波数）の電波（信号）を受信すると、アンテナパターン１８Ａ、１８ＢからRFICチップ２２に信号に対応する電流が流れる。その電流の供給を受けてRFICチップ２２は駆動し、その内部の記憶部（図示せず）に記憶されている情報に対応する電流（信号）をアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂに出力する。そして、その電流に対応する電波（信号）がアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂから放射される。
これまでは、無線通信デバイス１０の構成を説明してきた。ここからは、その無線通信デバイス１０を製造する無線通信デバイス製造システムについて説明する。
まず、本実施の形態１に係る無線通信デバイス製造システムは、RFICモジュール１４をホットメルト接着剤層４２を介してアンテナ基材１６に接着するシステムである。
図５は、無線通信デバイスの部分的断面図である。
図５に示すように、本実施の形態１の場合、アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂが設けられたアンテナ部材１２の第１の主面１２ａとRFICモジュール１４の第１の主面１４ａは、ホットメルト接着剤層４２を介して接着されている。その結果、アンテナパターン１８１８Ａ、１８Ｂの結合部１８Ａｂ、１８ＢｂとRFICモジュール１４の端子電極２４Ａ、２４Ｂとが電気的に接続する、すなわちホットメルト接着剤層４２を介して容量結合する。
このようなホットメルト接着剤層４２を構成するホットメルト接着剤は、個体状態から加熱されると軟化（部分的に溶融）し、軟化状態で冷却されると再び固体化する。本実施１の形態の場合、ホットメルト接着剤は、無線通信デバイス１０の使用環境の温度では固体状態を維持して変形しない、例えばＥＶＡ系の熱可塑性樹脂である。また、本実施の形態１の場合、個体状のホットメルト接着剤層４２は、絶縁性を備える。さらに本実施の形態１の場合、ホットメルト接着剤層４２は、RFICモジュール１４の他の構成要素に比べて、低い溶融温度、例えば５０～１００度の溶融温度を備える。
本実施の形態１の場合、RFICモジュール１４がアンテナ部材１２に接着される前、ホットメルト接着剤層４２は、図３に示すように、RFICモジュール１４の第１の主面１４ａ上に予め設けられている。例えば、ホットメルト塗布装置によってホットメルト接着剤がRFICモジュール１４に予め層状に塗布されることにより、ホットメルト接着剤層４２がRFICモジュール１４の構成要素とされている。
したがって、本実施の形態１に係る無線通信デバイス製造システムは、RFICモジュール１４上の固体状のホットメルト接着剤層４２を軟化させ、軟化した状態のホットメルト接着剤層４２をアンテナ基材１６とRFICモジュール１４との間で再び固体化させることにより、アンテナ基材１６とRFICモジュール１４とを接着するように構成されている。なお、ここで言う「軟化」とは、ホットメルト接着剤層４２全てが溶融（液体化）してRFICモジュール１４から分離しない程度にやわらかい状態になることを言う。
図６は、本実施の形態１に係る無線通信デバイス製造システムの構成を概略的に示す正面図である。なお、図に示すＸ－Ｙ－Ｚ座標系は、発明の理解を容易にするためのものであって、発明を限定するものではない。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向を示し、Ｚ軸方向は鉛直方向を示している。
なお、本実施の形態１の場合、RFICモジュール１４が接着される前の複数のアンテナ部材１２は、１つにまとめられている。具体的には、アンテナ部材１２を構成するアンテナ基材１６の材料である材料シートＳ上に複数のアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂが並んで形成されている。その材料シートＳ上の複数のアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂそれぞれに対してRFICモジュール１４が接着される。複数のＲFICモジュール１４が接着された状態の材料シートＳは、後工程で図１に示すように複数の無線通信デバイス１０に分割される。
図６に示すように、本実施の形態１に係る無線通信デバイス製造システム１００は、材料シートＳ（アンテナ基材１６）を実装位置ＭＰに搬送する搬送装置１１０と、実装位置ＭＰ上の材料シートＳの部分にRFICモジュール１４を接着する実装装置１３０とを有する。
本実施の形態１の場合、搬送装置１０２は、ロールトゥロール方式で、複数のアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂが予め形成された材料シートＳを搬送する。具体的には、材料シートＳは、その搬送方向Ｆに長い長尺シートである。
搬送装置１１０は、材料シートＳを巻回した状態で保持し、実装位置ＭＰに材料シートＳを供給する供給リール１１２と、供給リール１１２を回転させるモータ１１４と、実装位置ＭＰでRFICモジュール１４が接着された材料シートＳを巻回して回収する回収リール１１６と、回収リール１１６を回転させるモータ１１８とを備える。また、搬送装置１０２は、材料シートＳを実装位置ＭＰを通過するようにガイドする複数のガイドローラ１２０と、材料シートＳを搬送方向Ｆに送る送りローラ１２２と、送りローラ１２２を回転させるモータ１２４とを備える。
なお、材料シートＳを搬送する搬送装置１１０は、ロールトゥロール方式の搬送装置に限らない。例えば、材料シートＳが枚葉シートである場合、搬送装置は、ベルトコンベアを用いて材料シートＳを搬送する装置であってもよい。
図７は、実装装置の構成を概略的に示す上面図である。また、図８は、実装装置の実装ヘッドの概略的な部分断面図である。
図７および図８に示すように、実装装置１３０は、水平方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）および鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能であって、RFICモジュール１４をピッキングする実装ヘッド１３２を備える。実装ヘッド１３２には、RFICモジュール１４を吸引して保持する複数の吸着ノズル１３４が搭載されている。本実施の形態１の場合、実装ヘッド１３２は、いわゆるロータリーヘッドであって、複数の吸着ノズル１３４は、実装ヘッド１３２上で、鉛直方向に延在するヘッド中心線Ａ１を中心にして周回する。なお、実装ヘッド１３２は、１つの吸着ノズル１３４のみを搭載する、いわゆるシングルヘッドであってもよい。
実装ヘッド１３２の複数の吸着ノズル１３４それぞれは、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延在するノズル中心線Ａ２を中心にして回転可能に且つ鉛直方向に移動可能に実装ヘッド１３２に搭載されている。また、実装ヘッド１３２には、理由は後述するが、吸着ノズル１３４を加熱する加熱装置として、例えばヒータ１３６が搭載されている。
実装装置１３０はまた、実装ヘッド１３２に、RFICモジュール１４を供給する供給装置としてパーツフィーダ１３７を備える。パーツフィーダ１３７は、供給位置ＦＰに向かってRFICモジュール１４をホットメルト接着剤層４２が下方に向いた状態で搬送する。実装ヘッド１３２の吸着ノズル１３４は、供給位置ＦＰに供給されたRFICモジュール１４を上方から吸引してピックアップし、ホットメルト接着剤層４２が下方を向いた状態で保持する。
実装装置１３０はさらに、実装位置ＭＰに、実装ヘッド１３２によってRFICモジュール１４が接着される材料シートＳの部分を吸引して支持する吸引テーブル１３８を備える。図６に示すように、吸引テーブル１３８は、材料シートＳを下方から支持しつつ吸引することにより、RFICモジュール１４が接着される材料シートＳの部分を固定する。なお、本実施の形態１の場合、吸引テーブル１３８は、理由は後述するが、吸引テーブル１３８上の材料シートＳを予熱する予熱装置として予熱ヒータ１４０を備える。
実装装置１３０はさらに、実装ヘッド１３２の吸着ノズル１３４に保持されているRFICモジュール１４を撮影するカメラ１４２を備える。カメラ１４２の撮影画像に基づいて、吸着ノズル１３４が回転し、RFICモジュール１４の姿勢が微調整される。
本実施の形態１の実装装置１３０において、RFICモジュール１４のホットメルト接着剤層４２は、そのRFICモジュール１４が実装ヘッド１３２の吸着ノズル１３４に保持されている状態で、加熱されて軟化する。
図９は、実装ヘッドの吸着ノズルによって保持されつつ加熱されている状態のRFICモジュールを示す図である。
図９に示すように、RFICモジュール１４のホットメルト接着剤層４２は、供給位置ＦＰで吸着ノズル１３４に吸引されて保持されると、加熱され始める。具体的には、図８に示すように、吸着ノズル１３４は、実装ヘッド１３２に設けられたヒータ１３６によって加熱されている。図９に示すように、その加熱された吸着ノズル１３４からRFICモジュール１４に熱Ｈ１が伝達されることにより、ホットメルト接着剤層４２が加熱される。なお、図９に示すように、RFICチップ２２と吸引口１３４ａとが重なる状態で、吸着ノズル１３４がRFICモジュール１４を吸引保持するのが好ましい。これにより、RFICチップ２２と吸引口１３４ａとが重ならない場合に比べて、吸着ノズル１３４からRFICチップ２２に伝わる熱Ｈ１の熱量が抑制される。その結果、例えば、図３に示すようにRFICチップ２２とランド部３２ａ、３４ａとを電気的に接続するはんだ等が溶ける不良の発生が抑制される。
図９に示すように、RFICモジュール１４のホットメルト接着剤層４２は、吸着ノズル１３４から伝達される熱Ｈ１によって加熱されながら、供給位置ＦＰから実装位置ＭＰに搬送される。供給位置ＦＰから実装位置ＭＰへの搬送中に、ホットメルト接着剤層４２が十分に軟化される。そして、実装位置ＭＰで、ホットメルト接着剤層４２が十分に軟化した状態のRFICモジュール１４が、そのホットメルト接着剤層４２を介して材料シートＳに実装ヘッド１３２によって接触される。吸着ノズル１３４が吸引を停止して材料シートＳに接触した状態のRFICモジュール１４をリリースすると、吸着ノズル１３４からRFICモジュール１４への熱Ｈ１の伝達が停止し、ホットメルト接着剤層４２が硬化し始める。その結果、RFICモジュール１４が材料シートＳにホットメルト接着剤層４２を介して接着される。また、図５に示すように、RFICモジュール１４の端子電極２４Ａ、２４Ｂと材料シートＳ（アンテナ基材１６）上のアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂの結合部１８Ａｂ、１８Ｂｂとがホットメルト接着剤層４２を介して容量結合する。
なお、実装ヘッド１３２の吸着ノズル１３４がRFICモジュール１４のホットメルト接着剤層４２を材料シートＳに接触させた状態で、ヒータ１３６が吸着ノズル１３４を介してホットメルト接着剤層４２を加熱してもよい。これにより、ホットメルト接着剤層４２と材料シートＳとの間の空気が十分に抜けて、これらの密着性が向上する。
また、本実施の形態１の場合、材料シートＳは、吸引テーブル１３８の予熱ヒータ１４０によって予熱されている。その結果、ホットメルト接着剤層４２が冷えた材料シートＳに接触してすぐに固化し、ホットメルト接着剤層４２と材料シートＳとが不十分に密着することが抑制される。また、予熱ヒータ１４０からの熱Ｈ２とヒータ１３６からの吸着ノズル１３４を介する熱Ｈ１の両方によってホットメルト接着剤層４２を加熱することができるので、ヒータ１３６の熱出力を低く抑えることができる（予熱ヒータ１４０がない場合に比べて）。それにより、ヒータ１３６を小型化することができ、実装ヘッド１３２を軽量化することができる。その結果、実装ヘッド１３２は、高速移動が可能になる。
さらに、本実施の形態１の場合、ホットメルト接着剤層４２は、加熱装置であるヒータ１３６に対して非接触の状態で加熱される。その結果、ホットメルト接着剤層４２が、RFICモジュール１４から分離して加熱装置に転写することが抑制される。
以上、本実施の形態１によれば、RFICチップ２２を含むRFICモジュール１４とアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂとを有する無線通信デバイス１０において、RFICモジュール１４を、容易に且つ確実にピックアップし、アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂが設けられたアンテナ基材１６に接着することができる。
具体的には、RFICモジュール１４がピックアップされる前、そのRFICモジュール１４上のホットメルト接着剤層４２は固体状態であって実質的に接着性を備えていない。それにより、実装ヘッド１３２の吸着ノズル１３４は、容易に且つ確実にRFICモジュール１４をピックアップすることができる。また、吸着ノズル１３４に保持された状態で加熱されることによってホットメルト接着剤層４２が接着可能になるので、RFICモジュール１４をアンテナ基材１６に接着することができる。
RFICモジュール１４がピックアップされる前、そのRFICモジュール１４上のホットメルト接着剤層４２は固体状態であって実質的に接着性を備えていない。しかし、稀にRFICモジュール１４同士が、ホットメルト接着剤層４２の摩擦力により、互いに弱くひっつくことがある。
このようなRFICモジュール１４間のひっつきの発生を低減する方法の１つとして、例えば、ホットメルト接着剤層４２の表面に対して種々の表面加工を実行することが挙げられる。
図１０Ａ～図１０Ｄは、表面加工されたホットメルト接着剤層の表面形状の例を示している。
例えば、ホットメルト接着剤層４２の表面は、図１０Ａ～１０Ｃに示すように凹凸面に加工される、もしくは図１０Ｄに示すように粗面化される。このような凹凸面および粗面は、例えば、ホットメルト接着剤層４２の表面にセパレータや金属メッシュ等の部材を押し付けた状態で、加熱してホットメルト接着剤層４２を溶かした後、冷やして再び硬化させることによって形成することができる。
また、RFICモジュール１４間のひっつきの発生を低減する別の方法として、例えば、ホットメルト接着剤層４２の表面に離型剤を塗布する方法がある。
さらに、RFICモジュール１４間のひっつきの発生を低減するまた別の方法として、例えば、ホットメルト接着剤層４２の内にビーズ粒子を混ぜる方法がある。
（実施の形態２）
本実施の形態２に係る無線通信デバイス製造システムは、ホットメルト接着剤層を加熱する加熱装置が異なる点を除いて、上述の実施の形態１に係る無線通信デバイス製造システム１００と実質的に同じである。したがって、異なる点を中心に、本実施の形態２について説明する。
図１１は、本発明の実施の形態２に係る無線通信デバイス製造システムにおける実装装置の構成を概略的に示す図である。
図１１に示すように、本実施の形態２に係る無線通信デバイス製造システムにおける実装装置２３０において、RFICモジュール１４のホットメルト接着剤層４２を加熱する加熱装置２３６は、実装ヘッド２３２には設けられていない。実装装置２３０における実装位置ＭＰと異なる加熱位置ＨＰで、加熱装置２３６はホットメルト接着剤層４２を加熱する。
図１２は、実装ヘッドの吸着ノズルによって保持されつつ光照射によって加熱されている状態のRFICモジュールを示す斜視図である。
本実施の形態２の場合、図１２に示すように、加熱装置２３６は、加熱位置ＨＰに配置され、吸着ノズル２３４に保持された状態のRFICモジュール１４に光を照射してホットメルト接着剤層４２を加熱する光加熱装置である。本実施の形態２の場合、加熱装置２３６は、レーザ光Ｌをホットメルト接着剤層４２に照射し、それによりホットメルト接着剤層４２を加熱して軟化させる。レーザ光Ｌは、例えば紫外線光である。
本実施の形態２の場合、加熱装置２３６は、加熱位置ＨＰに固定されている。そのために、実装ヘッド２３２により、その吸着ノズル１３４に保持された状態のRFICモジュール１４が、加熱装置２３６の上方に配置される。１つのRFICモジュール１４の加熱が完了すると、複数の吸着ノズル２３４が周回し、次のRFICモジュール１４の加熱が開始される。実装ヘッド２３２に保持された全てのRFICモジュール１４それぞれのホットメルト接着剤層４２の加熱が完了すると、実装ヘッド２３２が、ホットメルト接着剤層４２が軟化された状態のRFICモジュール１４を実装位置ＭＰに搬送する。なお、加熱装置２３６は、すなわち加熱位置ＨＰは、加熱されたホットメルト接着剤層４２が搬送中に冷めないように、実装位置ＭＰ近くに位置するのが好ましい。また、光による加熱効率を高めるために、ホットメルト接着剤層４２に光吸収剤が含有されてもよい。
なお、本実施の形態２の場合、実装ヘッド２３２に加熱装置２３６が搭載されていないので、実装ヘッド２３２は、軽量化され、高速移動が可能になる。
以上のような本実施の形態２も、上述の実施の形態１と同様に、RFICチップ２２を含むRFICモジュール１４とアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂとを有する無線通信デバイス１０において、RFICモジュール１４を、容易に且つ確実にピックアップし、アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂが設けられたアンテナ基材１６に接着することができる。
（実施の形態３）
本実施の形態３に係る無線通信デバイス製造システムは、ホットメルト接着剤層を加熱する加熱装置が異なる点を除いて、上述の実施の形態１に係る無線通信デバイス製造システム１００と実質的に同じである。したがって、異なる点を中心に、本実施の形態３について説明する。
図１３は、本発明の実施の形態３に係る無線通信デバイス製造システムにおける実装装置の加熱装置を概略的に示す図である。
図１３に示すように、本実施の形態３に係る無線通信デバイス製造システムにおける加熱装置３３６は、実装位置ＭＰに配置された材料シートＳ（すなわちアンテナ基材１６）のアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂ上に実装ヘッドによって載置された状態のRFICモジュール１４のホットメルト接着剤層４２を、その上方から加熱して軟化させる。加熱装置３３６は、RFICモジュール１４を材料シートＳに載置した実装ヘッドが実装位置ＭＰから退避した後に、ホットメルト接着剤層４２を加熱する。加熱装置３３６は、例えば、レーザ光Ｌを上方からRFICモジュール１４に向かって照射し、RFICモジュール１４のホットメルト接着剤層４２を軟化させる光加熱装置である。代わりとして、加熱装置３３６は、RFICモジュール１４の上方に移動し、RFICモジュール１４のホットメルト接着剤層４２を加熱するヒータであってもよい。なお、本実施の形態３の場合、材料シートＳ上に複数のRFICモジュール１４を載置した後、その複数のRFICモジュール１４それぞれのホットメルト接着剤層４２を同時に加熱してもよい。また、実装ヘッドによってRFICモジュール１４が載置された状態の材料シートＳを実装位置ＭＰから搬送し、その搬送先で加熱装置３３６がRFICモジュール１４のホットメルト接着剤層４２を加熱してもよい。
以上のような本実施の形態３も、上述の実施の形態１と同様に、RFICチップ２２を含むRFICモジュール１４とアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂとを有する無線通信デバイス１０において、RFICモジュール１４を、容易に且つ確実にピックアップし、アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂが設けられたアンテナ基材１６に接着することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態４に係る無線通信デバイス製造システムは、ホットメルト接着剤層を加熱する加熱装置が異なる点を除いて、上述の実施の形態１に係る無線通信デバイス製造システム１００と実質的に同じである。したがって、異なる点を中心に、本実施の形態４について説明する。
図１４は、本発明の実施の形態４に係る無線通信デバイス製造システムにおける実装装置の加熱装置を概略的に示す図である。
図１４に示すように、本実施の形態４に係る無線通信デバイス製造システムにおける実装装置において、加熱装置４３６は、実装ヘッド４３２に搭載されずに、実装位置ＭＰと異なる加熱位置ＨＰに配置されている。また、加熱装置４３６は、実装ヘッド４３２の複数の吸着ノズル４３４それぞれに保持された複数のRFICモジュール１４のホットメルト接着剤層４２を同時に加熱する。具体的には、加熱装置４３６は、ハロゲンランプなどの光Ｌを広範囲に放射する光源４３８と、光源４３８を収容して光Ｌを反射するケーシング４４０とを備える。実装ヘッド４３２により、ケーシング４４０内に複数の吸着ノズル４３４に保持された状態のRFICモジュール１４が配置される。そして、その配置されたRFICモジュール１４それぞれのホットメルト接着剤層４２が光源４３８によって同時に加熱されて軟化する。
なお、本実施の形態４の場合、実装ヘッド４３２に加熱装置４３６が搭載されていないので、実装ヘッド４３２は、軽量化され、高速移動が可能になる。
以上のような本実施の形態４も、上述の実施の形態１と同様に、RFICチップ２２を含むRFICモジュール１４とアンテナパターン１８Ａ、１８Ｂとを有する無線通信デバイス１０において、RFICモジュール１４を、容易に且つ確実にピックアップし、アンテナパターン１８Ａ、１８Ｂが設けられたアンテナ基材１６に接着することができる。
以上、上述の複数の実施の形態１～４を挙げて本発明を説明したが、本発明の実施の形態はこれに限らない。
例えば、上述の実施の形態１の場合、無線通信デバイス製造システム１００における実装装置１３０の実装ヘッド１３２は、複数の吸着ノズル１３４を周回可能に搭載する、いわゆるロータリーヘッドであるが、本発明の実施の形態はこれに限らない。本発明の実施の形態に係る実装ヘッドは、１つの吸着ノズルを搭載した実装ヘッドであってもよい。
また、RFICモジュール１４のホットメルト接着剤層４２を加熱するために、上述の実施の形態１～４における加熱装置１３６、２３６、３３６、４３６のいずれかを組み合わせることが可能である。例えば、実装ヘッドに搭載される実施の形態１の加熱装置１３６と、実施形態２の加熱装置２３６または実施の形態４の加熱装置４３６とにより、ホットメルト接着剤層４２を加熱してもよい。この場合、加熱装置２３６または４３６によってホットメルト接着剤層４２を十分に加熱し、RFICモジュール１４の材料シートＳ（アンテナ基材１６）への接着が完了するまでにホットメルト接着剤層４２から逃げる熱を加熱装置１３６によって補う。これにより、実装ヘッドに搭載される加熱装置１３６を小型化することができる。
すなわち、本発明の実施の形態は、広義には、アンテナパターンを備えるアンテナ基材に、RFICチップ、端子電極、およびホットメルト接着剤層を含むRFICモジュールを接着する無線通信デバイス製造システムであって、前記RFICモジュールを吸引して保持する吸着ノズルを搭載した実装ヘッドを備える実装装置と、前記アンテナ基材を実装位置に搬送する搬送装置と、前前記RFICモジュールの前記ホットメルト接着剤層を加熱する加熱装置と、を有し、前記加熱装置の加熱によって前記ホットメルト接着剤層が軟化した状態の前記RFICモジュールを前記実装位置に配置された前記アンテナ基材に前記ホットメルト接着剤層を介して接着し、前記アンテナパターンと前記端子電極とを前記ホットメルト接着剤層を介して容量結合させる、無線通信デバイス製造システムである。
本発明は、RFICチップを含むRFICモジュールとアンテナとを有する無線通信デバイスの製造に適用可能である。

Claims (8)

  1. アンテナパターンを備えるアンテナ基材に、RFICチップ、端子電極、およびホットメルト接着剤層を含むRFICモジュールを接着する無線通信デバイス製造システムであって、
    前記RFICモジュールを吸引して保持する吸着ノズルを搭載した実装ヘッドを備える実装装置と、
    前記アンテナ基材を実装位置に搬送する搬送装置と、
    前記RFICモジュールの前記ホットメルト接着剤層を加熱する加熱装置と、を有し、
    前記加熱装置の加熱によって前記ホットメルト接着剤層が軟化した状態の前記RFICモジュールを前記実装位置に配置された前記アンテナ基材に前記ホットメルト接着剤層を介して接着し、前記アンテナパターンと前記端子電極とを前記ホットメルト接着剤層を介して容量結合させる、無線通信デバイス製造システム。
  2. 前記加熱装置が、前記実装ヘッドの前記吸着ノズルに保持された状態の前記RFICモジュールの前記ホットメルト接着剤層を加熱し、
    前記実装ヘッドが、前記加熱装置の加熱によって前記ホットメルト接着剤層が軟化した状態の前記RFICモジュールを前記実装位置に搬送し、前記実装位置に配置された前記アンテナ基材に軟化した状態の前記ホットメルト接着剤層を介して前記RFICモジュールを接着する、請求項１に記載の無線通信デバイス製造システム。
  3. 前記加熱装置が、前記実装ヘッドに搭載され、前記RFICモジュールを保持した状態の前記吸着ノズルを加熱するヒータである、請求項２に記載の無線通信デバイス製造システム。
  4. 前記加熱装置が、前記実装ヘッドの前記吸着ノズルが前記RFICモジュールの前記ホットメルト接着剤層を前記アンテナ基材に接触させた状態で、前記吸着ノズルを加熱する、請求項３に記載の無線通信デバイス製造システム。
  5. 前記加熱装置が、前記RFICモジュールに光を照射して前記ホットメルト接着剤層を加熱する光加熱装置である、請求項１に記載の無線通信デバイス製造システム。
  6. 前記光加熱装置が、前記実装位置と異なる加熱位置で、前記実装ヘッドの前記吸着ノズルに保持された状態の前記RFICモジュールに対して光照射を実行し、
    前記実装ヘッドが、前記加熱位置での光照射によって加熱されて前記ホットメルト接着剤層が軟化した状態の前記RFICモジュールを前記実装位置に搬送する、請求項５に記載の無線通信デバイス製造システム。
  7. 前記実装位置に配置された前記アンテナ基材を予熱する予熱装置を、さらに有する、請求項１に記載の無線通信デバイス製造システム。
  8. 前記実装ヘッドが、前記実装ヘッド上で周回する複数の吸着ノズルを備える、請求項１に記載の無線通信デバイス製造システム。
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