KR20050033860A - 전자 장치 및 고무 제품 및 그들의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 RFID 칩 입구의 내구성을 향상시키는 것이 과제이다.
그 과제를 해결하는 대표적인 수단에는 RFID 칩(5)이 안테나부(6)에 실장되어 있는 실장 구조체에 점착제가 달린 폴리이미드 수지제 테이프(7)로 표면을 덮음으로써 RFID 입구를 형성하고, 또한 이형 처리한 기재(4)로 이형 처리한 면이 RFID 입구의 외주부를 덮도록 하는 것이 있다. 또한, 고무 제품인 경우에는 그에 이어서 이 상태에서 고무 제품의 고무 기재(2)에 배치하고, 그 노출면을 미가황 고무재(8')로 덮어 가압 및 가열 처리를 행함으로써 고무 기재에 내포시키는 경우가 있다.
Description
본 발명은 안테나에 RFID 칩이 접속되어 있는 실장 구조체를 구비한 전자 장치에 관한 것이다.
안테나에 RFID 칩이 접합되어 있는 구조(이하, 실장 구조체라 함)를 구비한 전자 장치의 이용 형태로서, 실장 구조체를 구비한 전자 장치를 내포한 고무 제품이 있다.
그와 같은 종래의 기술에 특허 문헌 1(일본 특허 공개 제2002-272589호 공보)이 있다.
특허 문헌 1에는 고무 제품인 매트의 귀퉁이에 관통 구멍을 마련하고, 그 관통 구멍에 실장 구조체를 삽입하여 미가황 고무에 의해 협입하고, 그 미가황 고무의 양면으로부터 가압 가열함으로써 미가황 고무를 황화시켜 별도 부재인 미가황 고무를 매트와의 가황 고무와 일체화시키는 것이 기재되어 있다.
또한, 전자 장치의 하나의 형태로서 IC 카드가 있다.
이 IC 카드에 관한 종래의 기술에 특허 문헌 2(일본 특허 공개 평11-345299호 공보)가 있다.
특허 문헌 2에는 실장 구조체의 위치 어긋남을 허용하기 위해 한 쌍의 기재와, 기재 사이에 배치된 실장 구조체와, 기재 사이에 충전하여 경화시킨 수지를 구비한 구조로, 그 실장 구조체에 실리콘 오일 등의 이형 재료를 도포해 두는 것이 기재되어 있다.
종래의 기술에서는, 실장 구조체의 위치 어긋남이 허용되게 되어 있지만, 이형재를 실장 구조체에 도포하여 그 주위를 다른 수지로 굳게 하기(경화시킴) 때문에 실장 구조체와 수지가 접촉하지는 않게 되지만, 굳어진 수지에 의해 둘러싸인 영역밖에 실장 구조체는 이동할 수 없으므로 분산할 수 있는 응력이 작았다.
따라서, 종래의 기술에서는 RFID 칩과 안테나 사이의 접합 불량이나 안테나의 변형을 초래할 가능성이 있었다.
또한, 고무 제품에 전자 장치를 부착하는데, 미관을 우선시키거나, 고무 제품으로서의 기능을 확보할 목적으로 미가황 고무를 가황함으로써 가황된 고무로 실장 구조체를 내포시키는 경우가 있다.
그러나, 통상 미가황 고무의 가황 공정은 약 100 ℃ 내지 300 ℃ 등의 고온으로까지 가열하고, 그 후 실온까지 복귀시키는 것이 포함된다.
그 때, 고무의 선 팽창 계수는 매우 크기 때문에 수축량이 크다.
따라서, 가황 공정에서 RFID 칩과 안테나 사이의 접속 불량이나 안테나의 변형이 발생하기 쉬웠다.
즉, 본 발명의 목적은 RFID 칩과 안테나 사이가 접속되어 있는 실장 구조체를 구비한 전자 장치의 내구성을 향상시키는 데 있다.
또한, 본원에 포함되는 다른 목적은 RFID 칩과 안테나 사이가 접속되어 있는 실장 구조체가 고무로 내포되어 있는 고무 제품의 내구성을 향상시키는 데 있다.
RFID 칩에 안테나가 접속되어 있는 실장 구조체의 주위에 그 실장 구조체가 이동 가능한 공간을 미리 확보한 구조를 제품에 구비하게 한다. 그 공간이 있음으로써 실장 구조체가 크게 이동할 수 있으므로, RFID 칩과 안테나 사이의 접합부에 집중하는 응력이나, 안테나에의 응력이 분산되므로, 실장 구조체의 내구성이나 안테나의 내구성, 나아가서는 그 실장 구조체를 구비한 제품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 고무 제품에 상기 실장 구조체를 구비하게 한 경우, 미가황 고무의 가황 공정에서의 고무의 수축이 발생해도 응력을 분산시킬 수 있으므로, 제조 공정 중의 내구성도 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 함으로써, RFID 칩과 안테나 사이가 접속되어 있는 실장 구조체를 구비한 제품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 실시 형태에 대해 도1 내지 도8을 이용하여 설명한다.
제1 실시예로서, 본 발명에 관한 전자 장치로서 실장 구조체가 내포된 고무 제품에 대해 설명한다.
도1은 고무 제품인 고무 시트(1)에 있어서의 RFID 입구(9)를 내포한 영역의 단면도이다.
고무 시트(1)는 고무 기재(2), 표면을 이형 처리한 기재(4), 고정용 고무재(8), RFID 입구(9)로 구성되어 있다.
RFID 입구(9)는 박형 및 소형화를 도모한 RFID 칩(5)과 수신 및 발신을 담당하는 평판의 안테나(6)를 구비하고, 그 양자는 금속 결합, 구체적으로는 금속성 범프(도시하지 않음)에 의해 전기적으로 접속됨으로써 실장 구조체가 된다. 또한, 그 실장 구조체의 메인 평면(RFID 칩 탑재면 및 그 이면)을 협입하여 접합된 2매의 점착제가 부착된 폴리이미드 수지제 테이프(7)를 갖고 있다.
실장 구조체가 협입되어 있는 폴리이미드 수지제 테이프(7)의 메인 평면 상, 즉 상하 방향은 표면이 이형 처리되어 있는 기재(4)로 협입되고, 좌우 방향에는 고무 사이에 표면이 이형 처리되어 있는 기재(4)에 의해 협입되어 있는 공간이 있다. 이 공간이 있음으로써 실장 구조체의 이동이 용이해지므로 응력 분산을 실현할 수 있다.
또한, RFID 칩(5)과 금속성 범프(도시하지 않음)로 접합한 공간에는 언더필재, 예를 들어 에폭시 수지 등을 충전하여 가열 경화시켜 접합부를 보호하고 있다(도시하지 않음).
그리고, 안테나(6)는 유연성이 있는 기재, 예를 들어 폴리이미드 수지계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지계 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트계 필름, 폴리에틸렌술피드계 필름, 폴리에테르술폰계 필름, 폴리에테르이미드계 필름 등이 바람직하고, 그 표면에 금속막, 특히 알루미늄 또는 구리의 막을 형성하여 에칭에 의해 패터닝한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 그 RFID 입구(9)는 고무 기재(2)에 고정 보유 지지하기 위한 고정용 고무재(8)로 고무 기재(2)에 접하고 있는 상면 이외의 측면과 하면이 모두 덮여 있다. 여기서는, 의장성을 우선하는 관점으로부터 고무 기재(2)의 이면측으로부터 내포한 구조에 대해 서술하였지만, 고무 기재(2)의 표면측이라도 상관없다. 단, 안테나의 형상으로 결정되는 통신 거리를 유효하게 이용하기 위해서는, 제품의 외측에서 ID 정보의 송수신을 행하는 단말기를 배치한 위치에 가장 가까워지는 위치가 바람직하다.
도2는 고무 시트를 상방으로부터 본 평면도이다. RFID 입구(9)는 고무 시트(1) 내의 외주부에 있는 고무 기재(2)의 장소(A), 혹은 고무 기재(2)의 내측 장소(B) 중 어디에 장착해도 문제가 없다.
또한, RFID 입구의 보완성이나 제품이 가져야 할 정보량에 따라서는 복수개 동시에 내포시키는 것이 바람직하다.
도3은 고무 시트에 RFID 입구를 장착할 때의 각 구성 부재의 배치를 도시한 배치도이다.
고무 기재(2)의 하방에 상방으로부터의 투영 윤곽 형상보다 큰 이형 처리되어 있는 기재(6)를 이형 처리된 면이 RFTD 입구(9)에 근접하는 방향으로 배치한다.
다음에, RFID 입구(9)의 상부로부터의 미가황 고무재(8')를 설치한다.
그리고, 고무 시트(1) 및 미가황 고무재(8')의 상하 방향으로부터 프레스기(도시하지 않음)에 의해 가압 가열 처리를 행하여 미가황 고무재(8')의 경화를 진행시키는 동시에 고무 기재(2)에 고정 부착하고, RFID 입구(9)를 고정 보유 지지하여 도1에 도시한 바와 같은 구조로 한다.
도4는 RFID 입구(9)를 구성하는 점착제가 부착된 폴리이미드 수지제 테이프를 실장 구조체에 부착하는 공정을 나타낸 개략도이다.
도4의 (a)는 RFID 입구(9)의 표리면에 점착제가 부착된 폴리이미드 수지제 테이프(7)를 점착재가 대향하도록 배치한 상태를 도시하고 있다. 이를 필름용 라미네이터 장치를 이용하여 RFID 입구(9)에 점착제가 부착된 폴리이미드 수지제 테이프(7)를 부착한다.
도4의 (b)에 라미네이트 공정의 일예를 나타낸다. 여기서는, 상하 2개의 롤러(10) 사이에 도4의 (a)의 상태인 것을 통해 빈틈이 없게 밀착시킨다. 이 방식에 한정된 것이 아닌 것은 물론이다.
도5는 라미네이트 처리한 RFID 입구(11)를 표면에 이형 처리한 기재(4) 속으로 삽입하는 공정을 나타낸 개략도이다. 도5의 (a)는 라미네이트 처리한 실장 구조체(11)를 도시하고 있고, RFID 칩(5)과 안테나부(6)로 구성되고, 양자는 금속성 범프(도시하지 않음)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 금속제 범프에 의한 RFID 칩(5)과 안테나부(6)의 공간은 언더필재, 예를 들어 에폭시 수지 등에 의해 충전되어 가열 경화되어 있다(도시하지 않음). 이 RFID 칩(5)의 크기는 약 0.1 내지 0.5 ㎜, 두께는 0.02 내지 0.5 ㎜이다.
안테나부(6)는 유연성이 있는 유기물제의 필름에 금속막을 형성한 것이다. 유기물제 필름으로서는, 예를 들어 폴리이미드계 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지계 필름 외를 이용할 수 있다. 또한, 금속막으로서는, 예를 들어 Cu, Sn의 조합이나 Al 등이 바람직하다.
또한, 점착제가 부착된 폴리이미드 수지제 테이프(7)의 기재 두께는 0.01 내지 0.1 ㎜이다. 점착제의 두께는 이용하는 칩 두께에 따라 적절하게 조정한다. 점착제로서는, 실리콘 수지계 점착제나 에폭시 수지계, 폴리이미드계의 접착제 등의 열경화성 수지나 상기 수지에 가요성을 부여한 것이 유효하다. 그 라미네이트 처리한 RFID 입구(11)의 확대한 A-A 단면을 우측에 도시한다.
도5의 (b)는 이 RFID 입구(11)를 표면이 이형 처리된 기재(4)에 삽입한 공정이다. 즉, 통형의 기재(4) 속에 RFID 입구(11)를 삽입한 상태를 도시한다. 기재(4)의 RFID 입구(11)에 접하는 표면에 이형 처리(12)가 실시되어 있다. 그 상태를 확대한 B-B 단면을 우측에 도시한다.
도5의 (c)는 RFID 입구(11)를 삽입 후, RFID 칩(5)의 상하 방향으로부터 가압하여 편평하게 한 상태이다. 그 상태를 확대한 C-C 단면을 우측에 도시한다. 원통 형상을 찌부러뜨림으로써 안테나부(6)의 메인 평면이나 측면의 공간에 이형재에 협입된 간극(공간)(13)이 생긴다. 이 간극(13)을 만드는 것으로 RFID 입구는 어느 정도 자유롭게 움직여 고무 내 실장 후에 응력 완화의 효과를 얻고 있다. 여기서는, 기재(4)의 형상을 통형으로 한 경우에 대해 나타내고 있지만, 한 쪽이 폐쇄된 소위 주머니형의 것도 아무런 지장이 없는 것은 물론이다.
또한, 2매의 이형 처리한 기재를 그 이형 처리면으로 RFID 입구의 메인 평면(안테나 탑재면의 표리면)을 협입하는 것만으로도 실현할 수 있다. 그 경우, RFID 입구의 메인 평면 방향으로 투영한 윤곽 형상보다도 큰 이형 처리한 기재를 이용하도록 함으로써, 그 비어져 나온 부분에서 RFID 입구의 측방에 2매의 이형 처리한 기재의 간극을 마련하도록 한다.
또한, RFID 입구의 주위를 접착하도록 하면, 전방향을 이형 재료로 덮을 수 있다.
기재(4)의 재질은 고무 가황 처리 온도인 100 ℃ 내지 300 ℃ 전후로 열화시키지 않으면 문제는 없고, 예를 들어 질 좋은 종이, 부직포 등 지류나 직포, 부직포 등 이형 처리로서는 실리콘 수지나 사불화에틸렌 수지의 표면 코팅 혹은 왁스, 로진류의 함침 처리 등을 생각할 수 있다. 또한, 기재(4)를 실리콘 수지나 사불화에틸렌 수지 등 그 자체가 고무와 접착하지 않는 성질의 것으로 구성해도 좋다. 또한, 기재(4)의 표리 양면에 이형 처리를 행해도 아무런 지장은 없다.
본 발명의 제2 실시 형태에 대해 도6, 도7에 나타낸다. 도6은 라미네이트 처리한 RFID 입구(11)를 이형 처리한 기재(14)에 삽입하는 공정이다.
또한, 점착제가 부착된 폴리이미드 수지제 테이프(7)로 라미네이트한 부분은 RFID 입구(11)의 구성을 명확하게 하기 위해 부분 단면으로 도시되어 있다. 기재(14)는 RFID 입구(11)를 둘러싸는 정도의 크기의 시트형을 하고 있고, 이를 이형 처리한 표면(12)을 내측으로 하여 3번 접어서 이용한다.
도7에 3번 접은 후의 상태를 도시한다. 이와 같이, 3번 접은 상태에서의 실장에 있어서도 제1 실시예와 같은 효과가 있다. 또한, 기재(14)를 2번 접어 RFID 입구(9)를 사이에 두고 실장해도 응력 완화 효과가 있는 것은 물론이다.
본 발명의 제3 실시 형태에 대해 도8에 나타낸다. 이는 기재(14)의 시트를 RFID 입구(11)의 상하에 끼운 형태의 것이다. 제1 실시예와 같은 효과가 있다.
이상, 고무 시트를 예로 들어 설명하였지만, 고무 제품, 예를 들어 방진 시트, 타이어, 프린터용 고무 롤러 등이면 같은 효과가 있는 것은 물론이다.
RFID 칩과 안테나 사이가 접속되어 있는 실장 구조체를 구비한 전자 장치의 내구성을 향상시키며, RFID 칩과 안테나 사이가 접속되어 있는 실장 구조체가 고무로 내포되어 있는 고무 제품의 내구성을 향상시킨다.
도1은 고무 시트에 RFID 입구를 내포시킨 전자 장치의 단면도.
도2는 고무 시트를 상방으로부터 본 평면도.
도3은 고무 시트에 RFID 입구를 장착할 때의 각 구성 부재의 배치를 도시한 배치도.
도4는 RFID 입구의 표리면에 점착제가 부착된 폴리이미드 수지제 테이프를 부착하는 공정을 나타낸 개략도.
도5는 라미네이트 처리한 RFID 입구를 표면을 이형 처리한 기재 속으로 삽입하는 공정을 나타낸 개략도.
도6은 본 발명에 관한 RFID 입구의 제2 실시 형태인 기재 속으로 삽입하는 공정을 나타내는 사시도.
도7은 기재 속에 삽입 후의 상태를 도시하는 사시도.
도8은 본 발명에 관한 RFID 입구의 제3 실시 형태인 기재 속에 삽입하는 공정을 나타내는 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 고무 시트
2 : 고무 기재
4 : 기재
5 : RFID 칩
6 : 안테나부
7 : 폴리이미드 수지제 테이프
8 : 고정용 고무재
9 : RFID 입구
13 : 간극
Claims (20)
- RFID 칩이 안테나의 메인 평면에 접합되어 있는 실장 구조체를 구비한 전자장치이며,상기 실장 구조체의 메인 평면 및 상기 실장 구조체의 측방 공간을 협입하고 있는 이형재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
- RFID 칩이 안테나의 메인 평면에 접합되어 있는 실장 구조체를 구비한 전자장치이며,상기 실장 구조체가 이동 가능한 공간을 거쳐서 상기 실장 구조체가 이형재에 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 실장 구조체가 보호막으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 실장 구조체가 보호막으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이형재는 이형 재료가 기재 상에 부착된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
- RFID 칩이 안테나의 메인 평면에 접합되어 있는 실장 구조체를 구비한 전자 장치의 제조 방법이며,상기 실장 구조체를 그 실장 구조체의 투영한 윤곽 형상보다도 큰 이형재로 협입하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 협입한 이형재끼리를 접착하고, 상기 실장 구조체의 측방을 실장 구조체가 이동 가능한 공간을 비워 이형재로 덮는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
- RFID 칩이 안테나의 메인 평면에 접합되어 있는 실장 구조체를 구비한 전자 장치의 제조 방법이며,기재 상에 이형 재료가 부착된 이형재의 상기 이형 재료 상에 상기 실장 구조체를 탑재하고,상기 이형재를 만곡시켜 상기 실장 구조체의 메인 평면을 덮는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 이형재를 가압하여 성형하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
- RFID 칩이 안테나의 메인 평면에 접합되어 있는 실장 구조체가 가황된 고무에 내포되어 있는 고무 제품이며,상기 실장 구조체의 메인 평면 및 상기 실장 구조체의 측방 공간을 협입하고 있는 이형재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고무 제품.
- RFID 칩이 안테나의 메인 평면에 접합되어 있는 실장 구조체가 가황된 고무에 내포되어 있는 고무 제품이며,상기 실장 구조체가 이동 가능한 공간을 거쳐서 상기 실장 구조체가 이형재에 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 고무 제품.
- 제10항에 있어서, 상기 실장 구조체가 보호막으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 고무 제품.
- 제11항에 있어서, 상기 실장 구조체가 보호막으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 고무 제품.
- 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이형재는 이형 재료가 기재 상에 부착된 것을 특징으로 하는 고무 제품.
- RFID 칩이 안테나의 메인 평면에 접합되어 있는 실장 구조체를 가황된 고무에 내포하는 고무 제품의 제조 방법이며,상기 실장 구조체를 그 실장 구조체의 상면으로부터 투영한 윤곽 형상보다도 큰 이형재로 협입하고,미가황 고무를 가황함으로써 상기 이형재로 협입한 실장 구조체를 고무에 내포하는 것을 특징으로 하는 고무 제품의 제조 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 실장 구조체가 이동 가능한 공간을 비워 협입한 이형재끼리를 접착함으로써 상기 실장 구조체의 측방을 이형재로 덮고,미가황 고무를 가황함으로써 상기 측방이 이형재로 덮인 실장 구조체를 가황된 고무에 내포하는 고무 제품의 제조 방법.
- RFID 칩이 안테나의 메인 평면에 접합되어 있는 실장 구조체가 가황된 고무에 내포되어 있는 고무 제품의 제조 방법이며,기재 상에 이형 재료가 부착된 이형재의 상기 이형 재료 상에 상기 실장 구조체를 탑재하고,상기 이형재를 만곡시켜 상기 실장 구조체의 메인 평면을 덮고,미가황 고무를 가황함으로써 상기 이형재로 메인 평면이 덮인 실장 구조체를 가황된 고무에 내포하는 고무 제품의 제조 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 이형재를 가압하여 성형하고,성형한 이형재로 메인 평면이 덮인 실장 구조체를 가황된 고무에 내포하는 고무 제품의 제조 방법.
- RFID 칩이 안테나의 메인 평면에 접합되어 있는 실장 구조체를 이형재로 덮고,상기 이형재로 덮은 실장 구조체를 미가황 고무의 가황에 의해 고무 내에 상기 실장 구조체를 내포시키는 고무 제품의 제조 방법.
- RFID 칩이 안테나의 메인 평면에 접합되어 있는 실장 구조체를 이형재로 둘러싸고, 상기 이형재로 둘러싸인 실장 구조체를 가황된 고무 상에 배치하거나 또는 가황된 고무에 형성한 구멍에 배치하고, 미가황 고무의 가황를 이용하여 고무 내에 상기 실장 구조체를 내포시키는 고무 제품의 제조 방법.
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