WO2006126252A1 - Ｉｃタグの実装構造および実装用ｉｃチップ - Google Patents

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WO2006126252A1
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antenna
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Shuichi Takeuchi
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Fujitsu Limited
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Definitions

  • the present invention relates to an IC tag mounting structure formed by mounting an IC chip on an antenna substrate, and an IC chip for mounting used therefor.
  • An IC tag is formed by mounting an IC chip on an antenna substrate on which an antenna for transmitting and receiving signals is formed.
  • the antenna substrate is obtained by forming an antenna pattern on an electrically insulating film.
  • the IC chip is mounted with the two electrodes provided on the chip electrically connected to both ends of the antenna pattern.
  • the IC chip there are various methods for mounting the IC chip on the antenna substrate. For example, an adhesive is applied to the antenna substrate, and the electrodes of the IC chip and the connection terminals of the antenna pattern are aligned and heated and heated. By pressing, the IC chip is bonded to the antenna substrate and the antenna pattern and the IC chip are electrically connected and mounted.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-6600
  • Patent Document 2 JP 2004-362190 A
  • IC tags are being used for a wide variety of applications as well as miniaturization. In order to make such versatile use possible, IC tags need to be produced in large quantities at low cost, and more efficient production methods are being studied. In particular, since the IC chip used in recent IC tags is extremely small, there is a problem that the work of manufacturing the IC tag by combining the IC chip and the antenna substrate becomes complicated. There is a need for a method that can be mounted on an antenna board.
  • the IC chip when the IC chip is heated and pressed using an adhesive and connected to the antenna substrate, if the substrate of the antenna substrate has low heat resistance and strength, such as a polyethylene film, the temperature is increased. There is a problem that the substrate melts when heated, and there is also a problem that heating the workpiece to a high temperature is limited in the manufacturing process.
  • the present invention has been made to solve these problems, and allows an IC chip to be easily mounted on an antenna substrate, thereby reducing the manufacturing cost of the IC tag.
  • the purpose is to provide an IC tag mounting structure and a mounting IC chip for use in this structure.
  • the present invention comprises the following arrangement.
  • an IC tag mounting structure in which a mounting IC chip is mounted in electrical connection with an antenna pattern, and the mounting IC chip is in mechanical contact with an electrode formed on the IC chip.
  • a conductive wire is wound around the outer surface between opposite sides of the IC chip, and the mounting IC chip is connected to the antenna pattern via the conductive wire. It is characterized by being joined to.
  • this IC tag mounting structure the assembly work of mounting the mounting IC chip on the antenna pattern is facilitated, and the manufacturing cost of the IC tag can be reduced.
  • the IC chip has a pair of electrodes arranged at diagonal positions, and the conductive wires are attached to be electrically connected to the respective electrodes, thereby mounting the mounting IC chip. Handling becomes even easier.
  • the antenna pattern is characterized in that it is formed on the surface of a base film having electrical insulation.
  • the antenna pattern can also be formed as an antenna using only metal wires.
  • the outer surface between the opposing sides of the IC chip is in a state of being in mechanical contact with and electrically connected to the electrode formed on the IC chip. It can be used effectively if it is formed by winding a conductive wire so that it goes around.
  • the IC chip has a pair of electrodes arranged at diagonal positions, and the conductive wire is electrically connected to the respective electrodes. The mounting operation to the antenna pattern is easy. Therefore, it is effective in that the IC chip for mounting can be easily manufactured.
  • the IC tag mounting structure in which the IC chip is mounted in electrical connection with the antenna pattern, and the planar arrangement overlapping the connection end of the antenna pattern with the IC chip
  • An IC chip is disposed on the IC chip so that the outer surface of the IC chip and the antenna pattern collectively make a round while being in mechanical contact with and electrically connected to the electrode formed on the IC chip.
  • a conductive wire is wound around and the IC chip and the antenna pattern are electrically connected through the conductive wire. According to this IC tag mounting structure, it is possible to easily manufacture an IC tag without the need for a heating process for thermosetting the adhesive.
  • the antenna pattern force is formed on the surface of a base film having electrical insulation, and the IC chip is arranged to face the base film, and the IC chip, the antenna pattern and the base film force are provided.
  • the conductive wire is wound around the outer surface of the antenna substrate so as to make a round.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of an IC tag mounting structure.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of a mounting IC chip.
  • FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of a mounting IC chip.
  • ⁇ 4 It is a schematic view of a winding device.
  • FIG. 5A to FIG. 5D are explanatory views showing an example of mounting a mounting IC chip on an antenna substrate.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the IC tag mounting structure.
  • FIG. 7 is a schematic view of a winding device.
  • FIG. 8A to FIG. 8C are explanatory views showing a process of mounting an IC chip on the antenna substrate.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the first embodiment of the IC tag mounting structure according to the present invention.
  • the mounting structure of the IC tag according to the present embodiment is that the mounting is performed by electrically connecting the antenna patterns 44a and 44b formed on the surface of the base film 42 having electrical insulation.
  • C chip 10 is mounted.
  • the mounting IC chip 10 is formed by winding conductive wires 12a and 12b so as to make a round around the outer surface of the IC chip 20 by electrically connecting with a pair of electrodes 20a and 20b formed on the IC chip 20. Has been.
  • the mounting IC chip 10 is mounted on the antenna substrate 40 by connecting the conductive wires 12a and 12b wound around the IC chip 20 to the connection ends of the antenna patterns 44a and 44b with solder 45. . As a result, the antenna patterns 44a and 44b and the IC chip 20 are electrically connected.
  • a method of connecting the conductive wires 12a and 12b to the antenna patterns 44a and 44b in addition to a method of connecting using the solder 45, a method of using a conductive material such as a conductive paste, an anisotropic conductive film A method using a conductive film such as can be used.
  • the conductive bonding material used when bonding the conductive wires 12a, 12b of the mounting IC chip 10 to the antenna patterns 44a, 44b is not particularly limited.
  • the antenna substrate 40 in the illustrated example is a dipole antenna substrate in which a pair of antenna patterns 44a and 44b are linearly formed on the surface of the base film 42, and is also an antenna substrate in which a force antenna pattern is formed in a planar coil shape.
  • the mounting IC chip 10 can be mounted.
  • FIG. 2 and 3 show examples of the mounting IC chip 10 mounted on the antenna substrate 40.
  • FIG. These mounting IC chips 10 are each configured such that the conductive wires 12a and 12b are wound around the IC chip 20 while being electrically connected to the electrodes 20a and 20b formed on the IC chip 20. It is formed by attaching.
  • the IC chip 20 is provided on one surface of the electrodes 20a and 20b force C chip 20 in a diagonal arrangement.
  • the conductive wires 12a and 12b pass through the electrodes 20a and 20b, respectively, and are attached so as to go around the outer surface of the IC chip 20 in the two opposite sides of the IC chip 20.
  • FIG. 2 and 3 show the same IC chip 20 with the winding direction of the conductive wires 12a and 12b changed by 90 °. Since the IC chip 20 has a square shape in plan and the electrodes 20a and 20b are arranged in a diagonal direction, the direction of winding the conductive wires 12a and 12b so as to pass over the electrodes 20a and 20b is shown in the figure. As shown in Fig. 2 and Fig. 3, it can be wound between different opposing sides. In either case, the conductive wires 12a, 12b The electrodes 20a and 20b are arranged in a non-intersecting arrangement, and are mounted on the IC chip 20 substantially in parallel.
  • the electrical connection between the electrodes 20a, 20b and the conductive wires 12a, 12b is made by mechanical contact of the conductive wires 12a, 12b with the electrodes 20a, 20b of the IC chip 20.
  • the winding positions of the conductive wires 12a and 12b are set to overlap (intersect) with the electrodes 20a and 20b.
  • conductive '14 wires 12a and 12b force contact with S electrodes 20a and 20b, and keep conductive electrodes 14a 12a and 12b in contact with strong electrodes 20a and 20b Attach as shown.
  • the conductive wires 12a and 12b are electrically connected to the electrodes 20a and 20b of the IC chip 20 over their entire length.
  • the conductive wires 12a and 12b fine metal wires such as copper wires and gold wires are used.
  • the material of the fine metal wires used for the conductive wires 12a and 12b is not particularly limited, but the IC chip 20 used for the IC tag has a very small plane dimension of about lmm x 1mm.
  • the conductive wires 12a and 12b do not contact each other when they are attached to the chip 20 and are electrically short-circuited! It is necessary to select a thin metal wire.
  • the winding device 30 includes a storage portion for storing the conductive wire 12 formed in a U-shape, a pressing portion 32 provided with an extrusion claw for pressing the conductive wire 12 one by one, and a support base for supporting the IC chip 20 34.
  • the support base 34 is provided with a set portion 34a for positioning and setting the IC chip 20, and the conductive wire 12 pushed out by the pressing portion 32 is wound around the outer surface of the IC chip 20 on the set portion 34a. Guide grooves to guide are provided.
  • the operation of winding the conductive wire 12 around the IC chip 20 using the winding device 30 is performed as follows. With the pressing portion 32 in the open position, the IC chip 20 is set on the set portion 34a of the support base 34, and then the pressing portion 32 is pressed down to clamp the IC chip 20 between the pressing portion 32 and the support base 34. . The pressing part 32 is pushed out by the clamping force between the pressing part 32 and the support base 34. The conductive wire 12 is pushed out by the nail, the winding position of the conductive wire 12 is guided by the guide groove provided in the set portion 34a, and the conductive wire 12 wraps around the lower side of the IC chip 20 to cause the IC chip. A conductive wire 12 is wound around the outer surface of 20.
  • the set part 34a provided on the support base 34 pushes the conductive wire 12 pushed out from the pressing part 32 in a state where the IC chip 20 is set in the set part 34a.
  • the conductive wire 12 passes over one electrode of the IC chip 20, and the electrodes 20a and 20b It is in electrical connection with one side.
  • the IC chip 20 After the conductive wire 12 is wound around one of the electrodes 20a and 20b of the IC chip 20, the IC chip 20 is set in the set portion 34a in the direction opposite to the direction shown in FIG. 4, and the winding operation is performed in the same manner.
  • the conductive wire 12 can be wound around the IC chip 20 while being electrically connected to the other electrode. Since the electrodes 20a and 20b of the IC chip 20 are symmetrically arranged in the diagonal direction, when the IC chip 20 is set in the setting portion 34a, the electrode 20a, The wire 20b is wound with the conductive wire 12 being electrically connected.
  • one surface of the IC chip 20 on which the electrodes 20a and 20b are formed may be directed upward or downward.
  • the conductive wire 12 is wound around the IC chip 20, the electrodes 20a and 20b and the conductive wire 12 are electrically connected in either case.
  • FIG. 2 shows that one conductive wire 12a is wound downward and the other conductive wire 12b is wound upward with the conductive wires 12a and 12b wound around the IC chip 20.
  • FIG. 3 shows that the conductive wires 12a and 12b are wound upward, and the ends of one conductive wire 12a are wound so as to overlap each other.
  • the conductive wires 12a and 12b may be slightly separated from each other in the state of being wound around the IC chip 20, or may be slightly overlapped.
  • a metal mold for processing used for bending a thin metal wire is used. It is also possible to do.
  • the IC chip 20 used in the mounting IC chip 10 of the present embodiment winds the support base 34 of the winding device 30 and the conductive wire without distinguishing the direction and the front and back of the IC chip 20. Since the mounting IC chip 10 can be formed by being set in a mold, there is an advantage that the mounting IC chip 10 can be easily manufactured. The ability to form the mounting IC chip 10 without considering the orientation of the IC chip 20 facilitates handling of the extremely small IC chip 20 used for the IC tag and improves workability.
  • the method of forming the mounting IC chip 10 by winding the conductive wire 12 around the IC chip 20 is the same as that shown in FIG. 2 and FIG. 20b is not limited to the diagonal arrangement.
  • electrodes 20a and 20b are formed on one surface and the other surface of IC chip 20, respectively, and electrodes 20a and 20b are arranged diagonally, and between two sides facing one surface of IC chip 20
  • the electrodes 20a and 20b may be at arbitrary arrangement positions, such as one in which the two electrodes 20a and 20b are arranged so as to face each other.
  • the pads formed on the electrodes 20a and 20b of the IC chip 20 are formed so as to protrude slightly from the surface of the IC chip 20, thereby ensuring contact between the conductive wires 12a and 12b and the electrodes 20a and 20b.
  • the electrical connection between the electrodes 20a and 20b and the conductive wires 12a and 12b can be ensured.
  • a conductive material such as a conductive paste is applied to the contact portion between the electrodes 20a and 20b and the conductive wires 12a and 12b. 20b and the conductive wires 12a and 12b can be joined together, and the electrical connection between them can be further ensured.
  • FIG. 5 shows a method of mounting the mounting IC chip 10 on the antenna substrate 40.
  • FIG. 5A shows a conventional IC tag mounting structure in which an IC chip 20 is mounted on an antenna substrate 40 as an IC tag as a comparative example.
  • 5B to 5D show the mounting structure of the IC tag according to the present invention in which the mounting IC chip 10 described above is mounted on the antenna substrate 40.
  • FIG. 5A shows a conventional IC tag mounting structure in which an IC chip 20 is mounted on an antenna substrate 40 as an IC tag as a comparative example.
  • 5B to 5D show the mounting structure of the IC tag according to the present invention in which the mounting IC chip 10 described above is mounted on the antenna substrate 40.
  • the antenna substrate 40 is shaped.
  • the electrodes 20a and 20b are opposed to the formed antenna patterns 44a and 44b, and the electrodes 20a and 20b are aligned and joined to the terminals. That is, the IC chip 20 is bonded by aligning the arrangement of the electrodes 20a and 20b and the terminals of the antenna patterns 44a and 44b by flip chip connection.
  • FIGS. 5B and 5C show the state in which the mounting IC chip 10 is mounted with the surface (front side) of the IC chip 20 on which the electrodes 20a and 20b are formed facing the antenna substrate 40
  • FIG. The state where the mounting IC chip 10 is mounted with the back side of the IC chip 20 facing the antenna substrate 40 is shown.
  • the conductive wires 12a and 12b and the electrodes 20a and 20b of the IC chip 20 are joined to each other by a force.
  • the IC chip 20 and the antenna patterns 44a and 44b are electrically connected via 12a and 12b.
  • the direction of the mounting IC chip 10 (the force to make it horizontal or vertical) and the front and back of the mounting IC chip 10
  • the antenna patterns 44a and 44b and the IC chip 20 can be electrically connected by mounting without distinction.
  • the conductive wires 12a and 12b are wound around the IC chip 20, the conductive wires 12a and 12b are allowed to be slightly separated from each other as shown in FIGS. 5B to 5D. Even if both ends of 12a and 12b are slightly separated from each other, in practice, it is a force that can be mounted without considering the orientation of the mounting IC chip 10 in particular.
  • the conductive wires 12a and 12b are wound around the outer surface of the IC chip 20, the mounting of the mounting IC chip 10 is not particularly considered in this way. This means that the conductive wires 12a and 12b are wound to a satisfactory degree.
  • the mounting IC chip 10 of the present embodiment can be mounted by simply aligning the conductive wires 12a and 12b and the antenna patterns 44a and 44b when mounting on the antenna substrate 40. Since the 10 orientations can be freely selected, the IC tag can be assembled very easily and efficiently. This also makes it possible to easily automate the mounting work of the mounting IC chip 10.
  • the force described with respect to the example in which the mounting IC chip 10 is mounted on the antenna substrate 40 is replaced with the antenna that only uses metal wires instead of the antenna substrate 40. It is also possible to attach an IC chip 10 for mounting to an IC tag. In this case, the antenna having a metal wire force corresponds to the antenna pattern.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the IC tag mounting structure according to the present invention.
  • the IC chip 20 is set in alignment with the connection ends of the antenna patterns 44a and 44b formed on the antenna substrate 40, and the outer surfaces of the IC chip 20 and the antenna substrate 40 are aligned.
  • Conductive wires 12a and 12b are wound so as to make a round around, and the IC chip 20 is mounted on the antenna substrate 40.
  • FIG. 7 shows a wrapping device 35 that wraps the conductive wire 12 around the IC chip 20 and the antenna substrate 40 together, and the wrapping device 35 that wraps the conductive wire 12 around the IC chip 20 and the antenna substrate 40.
  • the method is shown.
  • the wrapping device 35 is formed in the same form as the stapler-shaped wrapping device 30 used when forming the mounting IC chip 10 described above, and is a pressing portion that houses the conductive wire 12 formed in a U-shape. 36 and a support base 37 that supports the antenna substrate 40 and the IC chip 20.
  • the operation of winding the conductive wire 12 around the IC chip 20 and the antenna substrate 40 at once is to set the antenna substrate 40 and the IC chip 20 on the support base 37, and the IC chip 20 and the antenna substrate 40 are connected by the pressing portion 36.
  • the conductive wire 12 is pushed out of the pressing portion 36 by the clamping pressure between the pressing portion 36 and the support base 37, and the conductive wire 12 is wrapped around the lower side of the antenna substrate 40, so that the IC chip
  • the conductive wire 12 is wound around the outer surface of the antenna substrate 40 and the antenna 20.
  • FIG. 8 shows a state in which the conductive wire 12 is collectively wound around the IC chip 20 and the antenna substrate 40 as viewed from the plane direction of the antenna substrate 40.
  • FIG. 8A shows an enlarged view of the vicinity of the antenna substrate 40 where the IC chip 20 is mounted.
  • the antenna substrate 40 is a dipole antenna substrate in which a pair of antenna patterns 44a and 44b are linearly formed.
  • This antenna substrate 40 is formed by forming a base film 42 in substantially the same width as the antenna patterns 44a and 44b, and the antenna pattern 44a on the lower surface of the base film 42 (the surface opposite to the surface on which the IC chip 20 is mounted). 44b is formed.
  • FIG. 8B shows a state where the IC chip 20 is aligned and set on the antenna substrate 40. I The C chip 20 is set on the antenna substrate 40 so that one surface on which the electrodes 20a and 20b are formed is on the side opposite to the surface facing the base film 42, that is, the side exposed to the outside.
  • FIG. 8C shows a state in which the conductive wires 12 a and 12 b are wound around the IC chip 20 and the antenna substrate 40.
  • the conductive wire 12a is wound so as to make a round in the width direction between the opposing sides of the IC chip 20 and the antenna substrate 40 so as to pass over the electrode 20a provided on the IC chip 20.
  • the electrical continuity between the conductive wires 12a and 12b and the electrodes 20a and 20b of the IC chip 20 is the same as that of the mounting IC chip 10 in the above-described embodiment, with the conductive wires 12a and 12b being the electrodes 20a and 2 Ob. Taken by mechanical contact.
  • the conductive wires 12a and 12b and the antenna patterns 44a and 44b of the antenna board 40 are electrically connected to each other.
  • the conductive wires 12a and 12b that wrap around the antenna board 40 are connected to the antenna patterns 44a and 44b. This is done by pressing (contacting) the edge.
  • connection ends of the antenna patterns 44a and 44b are positioned where the conductive wires 12a and 12b are wound when the conductive wires 12a and 12b are wound around the electrodes 20a and 20b of the IC chip 20 so as to overlap (intersect). It is formed on the base film 42 so that the (passing position) and the connection end intersect.
  • the antenna patterns 44a and 44b formed on the antenna substrate 40 and the IC chip 20 are electrically connected to each other via the force conductive wires 12a and 12b. Become.
  • the method of supporting the IC chip 20 on the antenna substrate 40 by mechanically winding the conductive wires 12a and 12b does not require a step of heating and bonding the IC chip 20 to the antenna substrate 40 using an adhesive.
  • the base film 42 of the antenna substrate 40 is melted, there is an advantage that the IC tag can be easily assembled by solving the problem.
  • the antenna pattern formed on the force antenna substrate 40 described in the example in which the IC chip 20 is mounted on the dipole antenna substrate 40 can be appropriately formed in a pattern.
  • the IC chip 20 instead of mounting the IC chip 20 on the antenna substrate 40, the IC chip 20 may be mounted on an antenna that can be used only by a metal wire. Is possible. In this case, the antenna with a metal wire force corresponds to the antenna pattern.

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Description

明 細 書
ICタグの実装構造および実装用 ICチップ
技術分野
[0001] 本発明は、アンテナ基板に ICチップを実装して形成される ICタグの実装構造およ びこれに用いる実装用 ICチップに関する。
背景技術
[0002] ICタグは、信号を送受信するアンテナが形成されたアンテナ基板に ICチップを搭 載して形成される。アンテナ基板は電気的絶縁性を有するフィルムにアンテナパター ンを形成したものである。 ICチップはチップに設けられた 2つの電極を、アンテナパタ ーンの両端に各々電気的に接続した状態で搭載される。
アンテナ基板に ICチップを搭載する方法には種々の方法があり、たとえば、アンテ ナ基板に接着剤を塗布し、 ICチップの電極とアンテナパターンの接続用の端子とを 位置合わせして加熱および加圧することにより、アンテナ基板に ICチップを接合する とともにアンテナパターンと ICチップとを電気的に接続して搭載される。
特許文献 1：特開 2003— 6600号公報
特許文献 2 :特開 2004— 362190号公報
[0003] 発明の開示
ICタグは、小型化とともにきわめて多用途に利用されている。このような多用途に利 用可能とするため、 ICタグは大量に低コストで生産する必要があり、より効率的に製 造する方法が検討されている。とくに、最近の ICタグに用いられる ICチップはきわめ て小型であるため、 ICチップとアンテナ基板とを組み合わせて ICタグを製造する作 業が煩雑になるという問題があり、より簡単に ICチップをアンテナ基板に実装できる 方法が求められている。
また、接着剤を用いて ICチップを加熱および加圧してアンテナ基板に接続すると ヽ つた場合に、アンテナ基板の基材がポリエチレンフィルムのような耐熱性の低 、もの 力もなる場合には、高温に加熱すると基材が溶融してしまうといった問題があり、製造 工程上、高温にワークを高温に加熱することが制限されるといった問題もあった。 本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、アンテナ基板に ICチッ プを容易に実装することを可能とし、これによつて ICタグの製造コストの削減を図るこ とができる ICタグの実装構造およびこれに用いる実装用 ICチップを提供することを目 的とする。
上記目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、アンテナパターンと電気的に接続して実装用 ICチップが実装された ICタ グの実装構造であって、前記実装用 ICチップは、 ICチップに形成された電極と機械 的に接触して前記電極と電気的に接続した状態で、 ICチップの対向辺間の外面を 一周するように導電性ワイヤが巻き付けて形成され、前記実装用 ICチップが、前記 導電性ワイヤを介して前記アンテナパターンに接合されていることを特徴とする。 この ICタグの実装構造によれば、アンテナパターンに実装用 ICチップを実装する 組立作業が容易になり、 ICタグの製造コストを低減させることが可能となる。
また、前記 ICチップは、一対の電極が対角位置に配置され、前記導電性ワイヤが、 前記各々の電極に電気的に接続して取り付けられていることにより、実装用 ICチップ を実装する取り扱 、がさらに容易になる。
また、前記アンテナパターンは、電気的絶縁性を有するベースフィルムの表面に被 着形成されているものであることを特徴とする。アンテナパターンはベースフィルムに アンテナパターンを形成したアンテナ基板に設ける他に、金属線のみを用いたアン テナとして形成することもできる。
また、前記 ICタグの実装構造に用いる実装用 ICチップとして、 ICチップに形成され た電極と機械的に接触して前記電極と電気的に接続した状態で、 ICチップの対向辺 間の外面を一周するように導電性ワイヤが巻き付けて形成されているものが有効に 使用できる。また、前記 ICチップは、一対の電極が対角位置に配置され、前記導電 性ワイヤが、前記各々の電極に電気的に接続して取り付けられているもの力 アンテ ナパターンへの実装操作が容易で、実装用 ICチップの製造が容易にできる点で有 効である。
また、アンテナパターンと電気的に接続して ICチップが実装された ICタグの実装構 造であって、前記アンテナパターンの前記 ICチップとの接続端に重複する平面配置 に ICチップが配置され、該 ICチップに形成された電極と機械的に接触して該電極と 電気的に接続した状態で、該 ICチップと前記アンテナパターンとの外面を一括して 一周するように導電性ワイヤが巻き付けられ、該導電性ワイヤを介して前記 ICチップ とアンテナパターンとが電気的に接続されて!ヽることを特徴とする。この ICタグの実装 構造によれば、接着剤を熱硬化させる加熱工程を不要とし、 ICタグを容易に製造す ることが可能となる。
また、前記アンテナパターン力 電気的絶縁性を有するベースフィルムの表面に被 着形成され、前記 ICチップが前記ベースフィルムに対向して配置され、前記 ICチッ プと、前記アンテナパターンおよびベースフィルム力 なるアンテナ基板との外面を 一括して一周するように前記導電性ワイヤが巻き付けられて 、ることを特徴とする。 図面の簡単な説明
[0004] [図 1]ICタグの実装構造についての第 1の実施の形態を示す断面図である。
[図 2]実装用 ICチップの一実施形態を示す斜視図である。
[図 3]実装用 ICチップの他の実施形態を示す斜視図である。
圆 4]巻き付け器具の概略図である。
[図 5]図 5A—図 5Dは、アンテナ基板に実装用 ICチップを実装する例を示す説明図 である。
[図 6]ICタグの実装構造についての第 2の実施の形態を示す断面図である。
[図 7]巻き付け器具の概略図である。
[図 8]図 8A—図 8Cは、アンテナ基板に ICチップを実装する工程を示す説明図である 発明を実施するための最良の形態
[0005] 以下、本発明に係る ICタグの実装構造およびこれに用いる実装用 ICチップの実施 の形態について、添付図面とともに詳細に説明する。
(第 1の実施の形態）
図 1は、本発明に係る ICタグの実装構造にっ 、ての第 1の実施の形態を示す断面 図である。本実施の形態の ICタグの実装構造は、電気的絶縁性を有するベースフィ ルム 42の表面に形成されたアンテナパターン 44a、 44bと電気的に接続して実装用 I Cチップ 10を実装したものである。実装用 ICチップ 10は、 ICチップ 20に一対形成さ れている電極 20a、 20bと電気的に接続して、 ICチップ 20の外面を一周するように導 電性ワイヤ 12a、 12bを巻き付けて形成されている。
実装用 ICチップ 10は、 ICチップ 20に巻き付けて取り付けられた導電性ワイヤ 12a 、 12bを、はんだ 45によりアンテナパターン 44a、 44bの接続端に接続することによつ てアンテナ基板 40に実装される。これによつて、アンテナパターン 44a、 44bと ICチッ プ 20とが電気的に接続された状態になる。
なお、導電性ワイヤ 12a、 12bをアンテナパターン 44a、 44bに接続する方法として は、はんだ 45を用いて接続する方法の他に、導電性ペースト等の導電材を使用する 方法、異方導電性フィルム等の導電性フィルムを使用する方法等が利用できる。この ように、実装用 ICチップ 10の導電性ワイヤ 12a、 12bをアンテナパターン 44a、 44b に接合する際に使用する導電接合材はとくに限定されるものではない。
図示例のアンテナ基板 40は、ベースフィルム 42の表面に直線状に一対のアンテナ パターン 44a、 44bを形成したダイポール型のアンテナ基板である力 アンテナパタ ーンを平面コイル状に形成したアンテナ基板についても、同様に実装用 ICチップ 10 を実装することができる。
図 2および図 3は、アンテナ基板 40に実装する実装用 ICチップ 10の例を示す。こ れらの実装用 ICチップ 10は、いずれも ICチップ 20に形成された電極 20a、 20bと電 気的に接続した状態で、導電性ワイヤ 12a、 12bを ICチップ 20に巻き付けるように取 り付けることによって形成されている。 ICチップ 20は、電極 20a、 20b力 Cチップ 20 の一方の面に、対角配置に設けられている。導電性ワイヤ 12a、 12bは、これらの電 極 20a、 20b上を各々通過して、 ICチップ 20の対向する 2辺方向で ICチップ 20の外 面を一周するようにして取り付けられて 、る。
図 2および図 3は、同一の ICチップ 20で、導電性ワイヤ 12a、 12bの巻き付け方向 を 90° 変えた状態を示す。 ICチップ 20は平面形状が正方形に形成され、電極 20a 、 20bは対角方向に配置されているから、電極 20a、 20b上を通過するように導電性 ワイヤ 12a、 12bを巻き付ける向きとしては、図 2および図 3に示すように、異なる対向 辺間で巻き付けることができる。いずれの場合も、導電性ワイヤ 12a、 12bは、互いに 交差しない配置に、電極 20a、 20bの配置間隔をあけて、略平行に ICチップ 20に取 り付けられる。
実装用 ICチップ 10において、電極 20a、 20bと導電性ワイヤ 12a、 12bとの電気的 接続は、導電性ワイヤ 12a、 12bが ICチップ 20の電極 20a、 20bに機械的に接触す ることによってなされる。すなわち、 ICチップ 10に導電性ワイヤ 12a、 12bを巻き付け る際には、導電性ワイヤ 12a、 12bの巻き付け位置が電極 20a、 20bと重複する（交 差する）ように設定し、 ICチップ 20に導電性ワイヤ 12a、 12bを取り付ける際に、導電 '14ワイヤ 12a、 12b力 S電極 20a、 20bと接虫し、力つ電極 20a、 20bに導電' 14ワイヤ 1 2a、 12bが接触した状態を保持するように取り付ける。これによつて、導電性ワイヤ 12 a、 12bはその全長にわたり、 ICチップ 20の電極 20a、 20bと各々電気的に接続され た状態になる。
導電性ワイヤ 12a、 12bとしては、銅線、金線等の金属細線が使用される。導電性 ワイヤ 12a、 12bに使用される金属細線の材質はとくに限定されるものではないが、 I Cタグに使用される ICチップ 20は、平面寸法が lmm X 1mm程度ときわめて小型で あるから、 ICチップ 20に卷きつけた際に導電性ワイヤ 12a、 12bが相互に接触して電 気的に短絡しな!、太さの金属細線を選択する必要がある。
ICチップ 20に機械的に導電性ワイヤ 12a、 12bを巻き付けて実装用 ICチップ 10を 形成するには、図 4に示すようなステープラー形の巻き付け器具 30が利用できる。こ の巻き付け器具 30は、 U字形に形成した導電性ワイヤ 12を収納する収納部と導電 性ワイヤ 12を 1本ずつ押し出す押し出し爪が設けられた押圧部 32と、 ICチップ 20を 支持する支持台 34とを備える。支持台 34には ICチップ 20を位置決めしてセットする セット部 34aが設けられ、セット部 34aには押圧部 32によって押し出される導電性ワイ ャ 12を、 ICチップ 20の外面に沿って巻き付けるようにガイドするガイド溝が設けられ ている。
巻き付け器具 30を用いて導電性ワイヤ 12を ICチップ 20に巻き付ける操作は、次の ようにしてなされる。押圧部 32が開き位置にある状態で、支持台 34のセット部 34aに I Cチップ 20をセットし、次いで押圧部 32を押し下げて押圧部 32と支持台 34とで ICチ ップ 20を挟圧する。押圧部 32と支持台 34間の挟圧力により、押圧部 32の押し出し 爪によって導電性ワイヤ 12が押し出され、セット部 34aに設けられたガイド溝により導 電性ワイヤ 12の巻き付け位置がガイドされて、導電性ワイヤ 12が ICチップ 20の下側 に回り込むことにより ICチップ 20の外面に導電性ワイヤ 12が巻き付けられる。
支持台 34に設けられたセット部 34aは、セット部 34aに ICチップ 20をセットした状態 で、押圧部 32から押し出される導電性ワイヤ 12の押し出 Lf立置力 ICチップ 20の電 極 20a、 20bの一方の位置に一致するように設定されている。これにより、 ICチップ 2 0をセット部 34aにセットして、導電性ワイヤ 12を巻き付ける操作を行うことによって導 電性ワイヤ 12は ICチップ 20の一方の電極上を通過し、電極 20a、 20bの一方と電気 的に接続された状態になる。
ICチップ 20の電極 20a、 20bの一方に導電性ワイヤ 12を巻き付けた後、 ICチップ 20を図 4に示す向きとは逆向きにしてセット部 34aにセットし、同じようにして巻き付け 操作を行うことによって他方の電極と電気的に接続した状態で導電性ワイヤ 12を IC チップ 20に巻き付けることができる。 ICチップ 20の電極 20a、 20bは対角方向に対 称に配置されているから、セット部 34aに ICチップ 20をセットする際にはどちらの向き に ICチップ 20をセットしても電極 20a、 20bと導電性ワイヤ 12とが電気的に接続され た状態で巻き付けられる。また、支持台 34に ICチップ 20をセットする際に、 ICチップ 20の電極 20a、 20bが形成された一方の面を上向きにしてもよいし、下向きにしても よい。導電性ワイヤ 12は、 ICチップ 20を一周するように巻き付けられるから、どちらの 場合でも電極 20a、 20bと導電性ワイヤ 12とは電気的に接続された状態になる。 図 2は、 ICチップ 20に導電性ワイヤ 12a、 12bを卷きつけた状態で、一方の導電性 ワイヤ 12aが下向きに巻き付けられ、他方の導電性ワイヤ 12bが上向きに巻き付けら れていることを示す。また、図 3では、導電性ワイヤ 12a、 12bが上向きに巻き付けら れ、一方の導電性ワイヤ 12aの端部が重複するように巻き付けられていることを示す 。このように、導電性ワイヤ 12a、 12bは、 ICチップ 20に巻き付けた状態で両端が若 干離間してもよいし、若干重複してもよい。
導電性ワイヤ 12を ICチップ 20の外面に巻き付けるようにして取り付ける装置として は、図 4に示すような巻き付け器具 30を使用する他に、金属細線の曲げ加工に使用 する加工用の金型を使用することも可能である。また、 ICチップ 20に導電性ワイヤ 1 2を巻き付ける際に、 1回の巻き付け操作で ICチップ 20に 2本の導電性ワイヤ 12を卷 き付けて、 2つの電極 20a、 20bの各々と電気的に接続した状態で導電性ワイヤ 12a 、 12bを取り付けることも可能である。
このように、本実施形態の実装用 ICチップ 10で使用している ICチップ 20は、 ICチ ップ 20の向きおよび表裏を区別することなく巻き付け器具 30の支持台 34や導電性 ワイヤを巻き付ける金型にセットして実装用 ICチップ 10を形成することができる点で、 実装用 ICチップ 10が簡単に製造できるという利点がある。 ICチップ 20の向きを考慮 せずに実装用 ICチップ 10を形成できることは、 ICタグに使用されるきわめて小型の I Cチップ 20の取り扱 、を容易にし、作業性を向上させるものとなる。
なお、上述したように ICチップ 20に導電性ワイヤ 12を巻き付けて実装用 ICチップ 1 0を形成する方法は、図 2および図 3に示すような、 ICチップ 20の一方の面で電極 20 a、 20bが対角配置となっている場合に限らない。たとえば、 ICチップ 20の一方の面 と他方の面に各々電極 20a、 20bが形成され、電極 20a、 20bが対角配置されている もの、 ICチップ 20の一方の面で対向する 2辺間で正対するように 2つの電極 20a、 20 bが配置されているもの等のように、電極 20a、 20bが任意の配置位置にあるものであ つてもよい。
なお、 ICチップ 20の電極 20a、 20bに形成されるパッドを ICチップ 20の表面から若 干突出させて形成することにより、導電性ワイヤ 12a、 12bと電極 20a、 20bとの接触 を確実にして、電極 20a、 20bと導電性ワイヤ 12a、 12bとの電気的接続を確実にす ることができる。また、 ICチップ 20に導電性ワイヤ 12a、 12bを巻き付けた後、電極 20 a、 20bと導電性ワイヤ 12a、 12bとの当接部分に、導電性ペースト等の導電材を塗布 して、電極 20a、 20bと導電性ワイヤ 12a、 12bとを接合させるととも〖こ、相互間の電気 的接続をさらに確実にさせることもできる。
図 5はアンテナ基板 40に実装用 ICチップ 10を実装する方法を示して ヽる。図 5 A は、比較例として、アンテナ基板 40に ICチップ 20を実装して ICタグとする従来の IC タグの実装構造を示す。図 5B〜図 5Dは、アンテナ基板 40に上述した実装用 ICチッ プ 10を実装した本発明に係る ICタグの実装構造を示す。
図 5Aに示すように、従来の ICタグの実装構造においては、アンテナ基板 40に形 成されたアンテナパターン 44a、 44bに電極 20a、 20bを向かい合わせ、端子に電極 20a、 20bを位置合わせして接合している。すなわち、 ICチップ 20はフリップチップ 接続により、電極 20a、 20bの配置とアンテナパターン 44a、 44bの端子を位置合わ せして接合される。
これに対して、図 5B、図 5Cは、 ICチップ 20の電極 20a、 20bが形成された面（表 側）をアンテナ基板 40に向けて実装用 ICチップ 10を実装した状態、図 5Dは、 ICチ ップ 20の裏側をアンテナ基板 40に向けて実装用 ICチップ 10を実装した状態を示す 。図 5B〜図 5Dに示すように、本実施形態の実装用 ICチップ 10によれば、導電性ヮ ィャ 12a、 12bと ICチップ 20の電極 20a、 20bと力 ^接合され、導電'性ワイヤ 12a、 12b を介して ICチップ 20とアンテナパターン 44a、 44bとが電気的に導通された状態にな る。したがって、実装用 ICチップ 10をアンテナ基板 40に実装する際に、実装用 ICチ ップ 10の向き (横向きとするか縦向きとする力）、および実装用 ICチップ 10の表と裏と を区別することなく実装して、アンテナパターン 44a、 44bと ICチップ 20とを電気的に 接続することができる。 ICチップ 20に導電性ワイヤ 12a、 12bを巻き付けた際に、導 電性ワイヤ 12a、 12bの両端が若干離間することを許容するのは、図 5B〜図 5Dに示 すように、導電性ワイヤ 12a、 12bの両端が若干離間していても、実際上は、実装用 I Cチップ 10の向きをとくに考慮せずに実装することが可能だ力もである。すなわち、 本明細書において、 ICチップ 20の外面を一周するように導電性ワイヤ 12a、 12bを 巻き付けるとは、このように、実装用 ICチップ 10の搭載向きをとくに考慮することなく 実装することを満足させる程度に、導電性ワイヤ 12a、 12bを巻き付けるという意味で ある。
以上説明したように、本実施形態の実装用 ICチップ 10は、アンテナ基板 40に実装 する際に、導電性ワイヤ 12a、 12bとアンテナパターン 44a、 44bを位置合わせするだ けで、実装用 ICチップ 10の向きについては自由に選択することができるから、 ICタグ の組立作業をきわめて容易にかつ効率的に行うことが可能になる。また、これによつ て、実装用 ICチップ 10の実装作業の自動化を容易に可能にする。
なお、上記実施形態においては、実装用 ICチップ 10をアンテナ基板 40に実装す る例について説明した力 アンテナ基板 40のかわりに、金属線のみ力 なるアンテナ に実装用 ICチップ 10を接合して ICタグとすることも可能である。この場合は、金属線 力もなるアンテナがアンテナパターンに相当する。
(第 2の実施の形態）
図 6は、本発明に係る ICタグの実装構造についての第 2の実施の形態を示す断面 図である。本実施の形態の ICタグの実装構造は、アンテナ基板 40に形成されたアン テナパターン 44a、 44bの接続端に位置合わせして ICチップ 20をセットし、 ICチップ 20とアンテナ基板 40の外面を一括して一周するように導電性ワイヤ 12a、 12bを巻き 付けて、 ICチップ 20をアンテナ基板 40に実装したものである。
図 7に、 ICチップ 20とアンテナ基板 40とに一括して導電性ワイヤ 12を巻き付ける卷 き付け器具 35と、巻き付け器具 35を用いて導電性ワイヤ 12を ICチップ 20とアンテナ 基板 40とに巻き付ける方法を示す。巻き付け器具 35は、前述した実装用 ICチップ 1 0を形成する際に使用したステープラー形の巻き付け器具 30と同様の形態に形成さ れ、 U字形に形成された導電性ワイヤ 12を収納する押圧部 36と、アンテナ基板 40 および ICチップ 20を支持する支持台 37とを備える。
ICチップ 20とアンテナ基板 40とに一括して導電性ワイヤ 12を巻き付ける操作は、 支持台 37にアンテナ基板 40と ICチップ 20とをセットし、押圧部 36により ICチップ 20 とアンテナ基板 40とを押圧し、押圧部 36と支持台 37との間の挟圧力により、導電性 ワイヤ 12を押圧部 36から押し出すとともに、導電性ワイヤ 12をアンテナ基板 40の下 側に回り込ませるようにして、 ICチップ 20とアンテナ基板 40の外面に導電性ワイヤ 1 2を巻き付けることによってなされる。
図 8は、 ICチップ 20とアンテナ基板 40とに一括して導電性ワイヤ 12を巻き付ける操 作をアンテナ基板 40の平面方向から見た状態を示す。
図 8Aは、アンテナ基板 40で ICチップ 20を搭載する近傍部分を拡大して示して ヽ る。アンテナ基板 40は一対のアンテナパターン 44a、 44bを直線状に形成したダイポ ール形のアンテナ基板である。このアンテナ基板 40はアンテナパターン 44a、 44bと 略同幅にベースフィルム 42を形成したもので、ベースフィルム 42の下面（ICチップ 2 0が搭載される面と反対側の面）にアンテナパターン 44a、 44bが形成されている。 図 8Bは、アンテナ基板 40に ICチップ 20を位置合わせしてセットした状態を示す。 I Cチップ 20は、電極 20a、 20bが形成された一方の面がベースフィルム 42に対向す る面とは反対側、すなわち外部に露出する側となるようにアンテナ基板 40にセットす る。
図 8Cは、導電性ワイヤ 12a、 12bを ICチップ 20とアンテナ基板 40とに巻き付けた 状態を示す。導電性ワイヤ 12aは、 ICチップ 20に設けられている電極 20a上を通過 するように、 ICチップ 20の対向辺間およびアンテナ基板 40を幅方向に一周するよう に巻き付ける。
導電性ワイヤ 12a、 12bと ICチップ 20の電極 20a、 20bとの電気的導通は、前述し た実施形態での実装用 ICチップ 10と同様に、導電性ワイヤ 12a、 12bが電極 20a、 2 Obに機械的に接触することによってとられる。また、導電性ワイヤ 12a、 12bとアンテ ナ基板 40のアンテナパターン 44a、 44bとの電気的導通も、アンテナ基板 40の下側 に回り込んだ導電性ワイヤ 12a、 12bがアンテナパターン 44a、 44bの接続端に押接 (接触)することによってなされる。なお、アンテナパターン 44a、 44bの接続端は、 IC チップ 20の電極 20a、 20bと重複（交差)する配置に導電性ワイヤ 12a、 12bを巻き付 けた際に、導電性ワイヤ 12a、 12bの巻き付け位置 (通過位置)と接続端とが交差す るようにベースフィルム 42に形成される。
こうして、本実施形態の ICタグの実装構造によれば、アンテナ基板 40に形成された アンテナパターン 44a、 44bと ICチップ 20と力 導電性ワイヤ 12a、 12bを介して電気 的に接続されることになる。
ICチップ 20は導電性ワイヤ 12a、 12bを機械的に巻き付ける操作によってアンテナ 基板 40に支持する方法は、接着剤を用いて ICチップ 20をアンテナ基板 40に加熱 接着する工程が不要であり、加熱によってアンテナ基板 40のベースフィルム 42が溶 融するといつた問題を解消して、簡単に ICタグを組み立てることができるという利点が ある。
なお、上記実施形態では、ダイポール形のアンテナ基板 40に ICチップ 20を実装し た例について説明した力 アンテナ基板 40に形成するアンテナパターンは適宜パタ ーンに形成することができる。本実施形態においても、 ICチップ 20をアンテナ基板 4 0に実装するかわりに、金属線のみ力もなるアンテナに ICチップ 20を実装することも 可能である。この場合は、金属線力 なるアンテナがアンテナパターンに相当する。

Claims

請求の範囲
[1] アンテナパターンと電気的に接続して実装用 ICチップが実装された ICタグの実装 構造であって、
前記実装用 ICチップは、 ICチップに形成された電極と機械的に接触して前記電極 と電気的に接続した状態で、 ICチップの対向辺間の外面を一周するように導電性ヮ ィャが巻き付けて形成され、
前記実装用 ICチップが、前記導電性ワイヤを介して前記アンテナパターンに接合 されて 、ることを特徴とする ICタグの実装構造。
[2] 前記 ICチップは、一対の電極が対角位置に配置され、前記導電性ワイヤが、前記 各々の電極に電気的に接続して取り付けられていることを特徴とする請求項 1記載の ICタグの実装構造。
[3] 前記アンテナパターンは、電気的絶縁性を有するベースフィルムの表面に被着形 成されているものであることを特徴とする請求項 1記載の ICタグの実装構造。
[4] 請求項 1記載の ICタグの実装構造に用いる実装用 ICチップであって、
ICチップに形成された電極と機械的に接触して前記電極と電気的に接続した状態 で、 ICチップの対向辺間の外面を一周するように導電性ワイヤが巻き付けて形成さ れて 、ることを特徴とする実装用 ICチップ。
[5] 前記 ICチップは、一対の電極が対角位置に配置され、前記導電性ワイヤが、前記 各々の電極に電気的に接続して取り付けられていることを特徴とする請求項 4記載の 実装用 ICチップ。
[6] アンテナパターンと電気的に接続して ICチップが実装された ICタグの実装構造で あって、
前記アンテナパターンの前記 ICチップとの接続端に重複する平面配置に ICチップ が配置され、
該 ICチップに形成された電極と機械的に接触して該電極と電気的に接続した状態 で、該 ICチップと前記アンテナパターンとの外面を一括して一周するように導電性ヮ ィャが巻き付けられ、該導電性ワイヤを介して前記 ICチップとアンテナパターンとが 電気的に接続されていることを特徴とする ICタグの実装構造。 前記アンテナパターン力 電気的絶縁性を有するベースフィルムの表面に被着形 成され、前記 ICチップが前記ベースフィルムに対向して配置され、
前記 ICチップと、前記アンテナパターンおよびベースフィルム力 なるアンテナ基 板との外面を一括して一周するように前記導電性ワイヤが巻き付けられて 、ることを 特徴とする請求項 6記載の ICタグの実装構造。
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