WO2023276583A1 - 無線通信デバイス製造システム - Google Patents

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WO2023276583A1
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rfic module
wireless communication
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喜典 山脇
登 加藤
亮介 鷲田
義樹 油谷
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株式会社村田製作所
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    • H05K2201/10098Components for radio transmission, e.g. radio frequency identification [RFID] tag, printed or non-printed antennas

Definitions

  • the present invention relates to a manufacturing system for wireless communication devices.
  • a base film (antenna substrate) provided with an antenna pattern is conveyed toward a mounting position, and at the mounting position, an RFIC (Radio-Frequency Integrated Circuit) element (RFIC) with a seal attached to the antenna pattern
  • RFIC Radio-Frequency Integrated Circuit
  • a method for manufacturing an RFID tag (wireless communication device) to which a module) is attached is disclosed.
  • the RFIC element with the seal attached to the tape is picked up, and the picked up RFIC element with the seal is attached (fixed) to the antenna pattern.
  • an object of the present invention is to easily and reliably pick up the RFIC module and adhere it to an antenna substrate provided with an antenna pattern.
  • a wireless communication device manufacturing system for bonding an RFIC module including an RFIC chip, terminal electrodes, and a hot-melt adhesive layer to an antenna substrate having an antenna pattern, a mounting device comprising a mounting head equipped with a suction nozzle that sucks and holds the RFIC module; a transport device that transports the antenna base to a mounting position; a heating device for heating the hot-melt adhesive layer of the RFIC module; The RFIC module in which the hot-melt adhesive layer is softened by heating with the heating device is adhered to the antenna base material arranged at the mounting position via the hot-melt adhesive layer, and the antenna pattern and the antenna pattern are bonded together.
  • a wireless communication device manufacturing system is provided in which the terminal electrode is capacitively coupled via the hot-melt adhesive layer.
  • the RFIC module in a wireless communication device having an RFIC module including an RFIC chip and an antenna pattern, the RFIC module can be easily and reliably picked up and adhered to the antenna substrate provided with the antenna pattern. .
  • FIG. 1 is a perspective view of an exemplary wireless communication device manufactured by a wireless communication device manufacturing system according to an embodiment of the present invention
  • Equivalent circuit diagram of wireless communication device Partial cross-sectional view of wireless communication device 1 is a front view schematically showing the configuration of a wireless communication device manufacturing system according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. The top view which shows the structure of a mounting apparatus roughly.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the surface shape of the surface-treated hot-melt adhesive layer; Figures showing examples of different surface shapes of surface-treated hot-melt adhesive layers FIG.
  • FIG. 4 is a top view schematically showing the configuration of a mounting apparatus in a wireless communication device manufacturing system according to Embodiment 2 of the present invention; A perspective view showing the RFIC module being held by the suction nozzle of the mounting head and being heated by light irradiation.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing a heating device of a mounting device in a wireless communication device manufacturing system according to Embodiment 3 of the present invention;
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing a heating device of a mounting device in a wireless communication device manufacturing system according to Embodiment 4 of the present invention;
  • a wireless communication device manufacturing system is a wireless communication device manufacturing system that adheres an RFIC module including an RFIC chip, terminal electrodes, and a hot-melt adhesive layer to an antenna substrate having an antenna pattern
  • a mounting device including a mounting head equipped with a suction nozzle that sucks and holds the RFIC module, a transport device that transports the antenna base material to a mounting position, and a heating that heats the hot-melt adhesive layer of the RFIC module. and a device for bonding the RFIC module in a state in which the hot-melt adhesive layer is softened by heating of the heating device to the antenna substrate arranged at the mounting position via the hot-melt adhesive layer. Then, the antenna pattern and the terminal electrode are capacitively coupled via the hot-melt adhesive layer.
  • the RFIC module in a wireless communication device having an RFIC module including an RFIC chip and an antenna pattern, the RFIC module can be easily and reliably picked up and adhered to the antenna substrate provided with the antenna pattern. can be done.
  • the heating device may heat the hot-melt adhesive layer of the RFIC module held by the suction nozzle of the mounting head.
  • the mounting head transports the RFIC module with the hot-melt adhesive layer softened by the heating of the heating device to the mounting position, and the antenna substrate placed at the mounting position is softened.
  • the RFIC module is glued through the hot melt adhesive layer in good condition.
  • the heating device may be a heater that is mounted on the mounting head and heats the suction nozzle holding the RFIC module.
  • the heating device may heat the suction nozzle of the mounting head while the hot melt adhesive layer of the RFIC module is in contact with the antenna substrate.
  • the heating device may be a light heating device that irradiates the RFIC module with light to heat the hot melt adhesive layer.
  • the optical heating device may irradiate the RFIC module held by the suction nozzle of the mounting head with light at a heating position different from the mounting position.
  • the mounting head conveys the RFIC module in a state where the hot-melt adhesive layer is softened by being heated by light irradiation at the heating position to the mounting position.
  • the wireless communication device manufacturing system may further include a preheating device that preheats the antenna substrate placed at the mounting position.
  • the mounting head may include a plurality of suction nozzles that revolve on the mounting head.
  • FIG. 1 is a perspective view of an example wireless communication device manufactured by a wireless communication device manufacturing system according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a top view of the wireless communication device.
  • the uvw coordinate system in the figure is for the purpose of facilitating understanding of the invention and is not intended to limit the invention.
  • the u-axis direction indicates the longitudinal direction of the wireless communication device
  • the v-axis direction indicates the width direction
  • the w-axis direction indicates the thickness direction.
  • the wireless communication device 10 is strip-shaped and used as a so-called RFID (Radio-Frequency Identification) tag.
  • RFID Radio-Frequency Identification
  • the wireless communication device 10 has an antenna member 12 and an RFIC (Radio-Frequency Integrated Circuit) module 14 provided on the antenna member 12 .
  • RFIC Radio-Frequency Integrated Circuit
  • the antenna member 12 of the wireless communication device 10 has a strip shape (elongated rectangular shape), and is provided on an antenna base 16 and one surface 16a of the antenna base 16 (first main surface 12a of the antenna member 12).
  • antenna patterns 18A, 18B are provided on an antenna base 16 and one surface 16a of the antenna base 16 (first main surface 12a of the antenna member 12).
  • the antenna base material 16 is a flexible sheet-like member made of an insulating material such as polyimide resin. As shown in FIGS. 1 and 2, the antenna substrate 16 also includes surfaces 16a, 16b that function as the first major surface 12a and the second major surface 12b of the antenna member 12. As shown in FIGS. Since the antenna substrate 16, which is the main component of the antenna member 12, is flexible, the antenna member 12 can also be flexible.
  • the antenna patterns 18A and 18B are used as antennas for wireless communication between the wireless communication device 10 and an external communication device (for example, a reader/writer device when the wireless communication device 10 is used as an RFID tag). be.
  • the antenna patterns 18A and 18B are conductor patterns made of metal foil such as silver, copper, and aluminum.
  • the antenna patterns 18A and 18B include radiating portions 18Aa and 18Ba for transmitting and receiving radio waves, and coupling portions 18Ab and 18Bb (first and second coupling portions) for electrically connecting to the RFIC module 14. contains.
  • the radiating portions 18Aa and 18Ba of the antenna patterns 18A and 18B are dipole antennas and have a meandering shape.
  • the radiating portions 18Aa and 18Ba extend toward both ends of the antenna base 16 from coupling portions 18Ab and 18Bb provided at the central portion in the longitudinal direction (u-axis direction) of the antenna base 16, respectively.
  • the coupling portions 18Ab and 18Bb of the antenna patterns 18A and 18B are electrically connected to the terminal electrodes of the RFIC module 14, although the details will be described later.
  • Each of the coupling portions 18Ab and 18Bb is a rectangular land.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the RFIC module.
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a wireless communication device.
  • the RFIC module 14 is a device that performs wireless communication via antenna patterns 18A and 18B at a communication frequency of, for example, the 900 MHz band, that is, the UHF band.
  • the RFIC module 14 is a multilayer structure. Specifically, the RFIC module 14 includes two laminated thin insulating sheets 20A and 20B made of an insulating material as a module base material, which is a main component. Each of the insulating sheets 20A and 20B is a flexible sheet made of an insulating material such as polyimide or liquid crystal polymer.
  • the RFIC module 14 includes an RFIC chip 22 and terminal electrodes 24A and 24B (first and second terminal electrodes) connected to the RFIC chip 22.
  • FIG. The RFIC module 14 also includes a matching circuit 26 provided between the RFIC chip 22 and the terminal electrodes 24A and 24B.
  • the RFIC chip 22 is a chip driven at a UHF band frequency (communication frequency), and has a structure in which various elements are embedded in a semiconductor substrate made of a semiconductor such as silicon.
  • the RFIC chip 22 also has a first input/output terminal 22a and a second input/output terminal 22b.
  • the RFIC chip 22 has an internal capacitance (capacitance: self-capacitance of the RFIC chip itself) C1.
  • the areas of the terminal electrodes 24A and 24B are larger than the areas of the first input/output terminal 22a and the second input/output terminal 22b. Thereby, the productivity of the wireless communication device 10 is improved.
  • the RFIC module 14 can be used as an antenna as compared to aligning the first and second input/output terminals 22a, 22b of the RFIC chip 22 directly onto the coupling portions 18Ab, 18Bb of the antenna patterns 18A, 18B. This is because it is easier to align with the patterns 18A and 18B.
  • the RFIC chip 22 is incorporated in the RFIC module 14, which is a multilayer structure, as shown in FIG. Specifically, the RFIC chip 22 is placed on the insulating sheet 20A and sealed in a resin package 28 formed on the insulating sheet 20A.
  • the resin package 28 is made of, for example, an elastomer resin such as polyurethane or a hot-melt resin. This resin package 28 protects the RFIC chip 22 .
  • the resin package 28 improves the bending rigidity of the RFIC module 14 having a multi-layer structure composed of the flexible insulating sheets 20A and 20B (compared to the rigidity of the insulating sheets alone).
  • the RFIC module 14 containing the RFIC chip 22 can be handled by a parts supply device such as a parts feeder, which will be described later, in the same way as electronic parts (for reference, the RFIC chip 22 alone can be handled by chipping or the like). cannot be handled by a parts feeder, etc., which will be described later).
  • the terminal electrodes 24A, 24B are conductive patterns made of a conductive material such as silver, copper, aluminum, etc., and are formed on the inner surface 20Ba (first provided on the surface opposite to the main surface 14a and facing the insulating sheet 20A). That is, in the case of the present embodiment, the terminal electrodes 24A and 24B are built inside the RFIC module 14 without being exposed to the outside. Moreover, the terminal electrodes 24A and 24B are rectangular in shape. These terminal electrodes 24A and 24B are electrodes for electrically connecting to the coupling portions 18Ab and 18Bb of the antenna patterns 18A and 18B via the hot-melt adhesive layer 42, which will be described later.
  • the matching circuit 26 provided between the RFIC chip 22 and the terminal electrodes 24A, 24B is composed of a plurality of inductance elements 30A-30E.
  • Each of the plurality of inductance elements 30A to 30E is configured by a conductor pattern provided on each of the insulating sheets 20A and 20B.
  • Conductive patterns 32 and 34 made of a conductive material such as silver, copper, and aluminum are provided on the outer surface 20Aa (the surface on which the resin package 28 is provided) of the insulating sheet 20A of the RFIC module 14 .
  • Each of the conductor patterns 32 and 34 is a spiral coil pattern, and has land portions 32a and 34a for electrically connecting to the RFIC chip 22 at the outer peripheral side ends.
  • the land portion 32a and the first input/output terminal 22a of the RFIC chip 22 are electrically connected, for example, via solder or a conductive adhesive.
  • the land portion 34a and the second input/output terminal 22b are also electrically connected.
  • One spiral coil-shaped conductor pattern 32 on the insulating sheet 20A constitutes an inductance element 30A having an inductance L1, as shown in FIG.
  • the other spiral-coil-shaped conductor pattern 34 constitutes an inductance element 30B having an inductance L2.
  • the insulating sheet 20B adjacent to the insulating sheet 20A is provided with a conductor pattern 36 made of a conductive material such as silver, copper, or aluminum.
  • the conductor pattern 36 includes terminal electrodes 24A and 24B, spiral coil portions 36a and 36b, and a meander portion 36c.
  • the spiral coil portions 36a and 36b and the meander portion 36c are arranged between the terminal electrodes 24A and 24B.
  • One spiral coil portion 36a of the conductor pattern 36 on the insulating sheet 20B is electrically connected to the terminal electrode 24A. Further, the center side end 36d of the spiral coil portion 36a is connected to the center side end of the spiral coil-shaped conductor pattern 32 on the insulating sheet 20A via an interlayer connection conductor 38 such as a through-hole conductor formed in the insulating sheet 20A. 32b. Further, the spiral coil portion 36a is configured such that the current flowing through the conductor pattern 32 and the current flowing through the spiral coil portion 36a have the same winding direction. Further, the spiral coil portion 36a constitutes an inductance element 30C having an inductance L3, as shown in FIG.
  • the other spiral coil portion 36b of the conductor pattern 36 on the insulating sheet 20B is electrically connected to the terminal electrode 24B. Further, the center side end 36e of the spiral coil portion 36b is connected to the center side end of the spiral coil-shaped conductor pattern 34 on the insulating sheet 20A via an interlayer connection conductor 40 such as a through-hole conductor formed in the insulating sheet 20A. 34b.
  • the spiral coil portion 36b is configured such that the current flowing through the conductor pattern 34 and the current flowing through the spiral coil portion 36b have the same winding direction. Further, the spiral coil portion 36b constitutes an inductance element 30D having an inductance L4, as shown in FIG.
  • the meander portion 36c of the conductor pattern 36 on the insulating sheet 20B electrically connects the outer peripheral end of one spiral coil portion 36a and the outer peripheral end of the many spiral coil portions 36b. 4, the meander portion 36c constitutes an inductance element 30E having an inductance L5.
  • the impedance between the RFIC chip 22 and the terminal electrodes 24A and 24B is adjusted to Aligned.
  • the inductance elements 30A to 30E and the RFIC chip 22 form a closed loop circuit, and the terminal electrodes 24A and 24B are connected to the inductance element 30E. becomes impedance.
  • the antenna patterns 18A and 18B receive radio waves (signals) of a predetermined frequency (communication frequency) in the UHF band, the signals are transmitted from the antenna patterns 18A and 18B to the RFIC chip 22. current flows.
  • the RFIC chip 22 is driven by the supplied current, and outputs a current (signal) corresponding to information stored in an internal memory (not shown) to the antenna patterns 18A and 18B. Radio waves (signals) corresponding to the current are radiated from the antenna patterns 18A and 18B.
  • the wireless communication device manufacturing system is a system that adheres the RFIC module 14 to the antenna substrate 16 via the hot melt adhesive layer 42 .
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a wireless communication device.
  • the first main surface 12a of the antenna member 12 provided with the antenna patterns 18A and 18B and the first main surface 14a of the RFIC module 14 are hot-melt bonded. It is adhered via the agent layer 42 .
  • the coupling portions 18Ab, 18Bb of the antenna patterns 1818A, 18B and the terminal electrodes 24A, 24B of the RFIC module 14 are electrically connected, that is, capacitively coupled via the hot-melt adhesive layer 42 .
  • the hot melt adhesive forming the hot melt adhesive layer 42 softens (partially melts) when heated from a solid state, and solidifies again when cooled in the softened state.
  • the hot-melt adhesive is, for example, an EVA-based thermoplastic resin that maintains a solid state and does not deform at the temperature of the environment in which the wireless communication device 10 is used.
  • the solid hot-melt adhesive layer 42 has insulating properties.
  • the hot-melt adhesive layer 42 has a lower melting temperature, eg, 50-100 degrees, than other components of the RFIC module 14 .
  • the hot melt adhesive layer 42 is provided in advance on the first main surface 14a of the RFIC module 14, as shown in FIG. It is
  • the hot-melt adhesive layer 42 is used as a component of the RFIC module 14 by applying a hot-melt adhesive to the RFIC module 14 in advance in layers using a hot-melt applicator.
  • the wireless communication device manufacturing system softens the solid hot-melt adhesive layer 42 on the RFIC module 14 and uses the softened hot-melt adhesive layer 42 as the antenna substrate 16. It is configured to bond the antenna base material 16 and the RFIC module 14 by solidifying again between the RFIC module 14 .
  • the term “softening” used herein means that the entire hot-melt adhesive layer 42 melts (liquefies) and becomes soft enough not to be separated from the RFIC module 14 .
  • FIG. 6 is a front view schematically showing the configuration of the wireless communication device manufacturing system according to the first embodiment.
  • the XYZ coordinate system shown in the drawing is for facilitating understanding of the invention, and is not intended to limit the invention.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction indicate the horizontal direction, and the Z-axis direction indicates the vertical direction.
  • the plurality of antenna members 12 before the RFIC module 14 is adhered are combined into one.
  • a plurality of antenna patterns 18A and 18B are formed side by side on a material sheet S which is the material of the antenna substrate 16 constituting the antenna member 12 .
  • the RFIC module 14 is adhered to each of the plurality of antenna patterns 18A, 18B on the material sheet S.
  • the material sheet S to which a plurality of RFIC modules 14 are adhered is divided into a plurality of wireless communication devices 10 as shown in FIG. 1 in a post-process.
  • the wireless communication device manufacturing system 100 includes a conveying device 110 that conveys a material sheet S (antenna substrate 16) to the mounting position MP, and a material sheet on the mounting position MP. It has a mounting device 130 for bonding the RFIC module 14 to the portion S.
  • a conveying device 110 that conveys a material sheet S (antenna substrate 16) to the mounting position MP, and a material sheet on the mounting position MP. It has a mounting device 130 for bonding the RFIC module 14 to the portion S.
  • the conveying device 102 conveys the material sheet S on which the plurality of antenna patterns 18A and 18B are formed in advance by a roll-to-roll method.
  • the material sheet S is a long sheet that is long in the transport direction F thereof.
  • the conveying device 110 holds the material sheet S in a wound state, and includes a supply reel 112 that supplies the material sheet S to the mounting position MP, a motor 114 that rotates the supply reel 112, and the RFIC module 14 at the mounting position MP.
  • a collection reel 116 for winding and collecting the bonded material sheet S and a motor 118 for rotating the collection reel 116 are provided.
  • the transport device 102 also includes a plurality of guide rollers 120 that guide the material sheet S to pass through the mounting position MP, a feed roller 122 that feeds the material sheet S in the transport direction F, and a motor 124 that rotates the feed roller 122. and
  • the conveying device 110 that conveys the material sheet S is not limited to the roll-to-roll type conveying device.
  • the transport device may be a device that transports the material sheet S using a belt conveyor.
  • FIG. 7 is a top view schematically showing the configuration of the mounting device.
  • FIG. 8 is a schematic partial sectional view of the mounting head of the mounting apparatus.
  • the mounting device 130 includes a mounting head 132 that can move horizontally (X-axis direction and Y-axis direction) and vertically (Z-axis direction) to pick up the RFIC module 14 .
  • the mounting head 132 is equipped with a plurality of suction nozzles 134 that suck and hold the RFIC module 14 .
  • the mounting head 132 is a so-called rotary head, and the plurality of suction nozzles 134 rotate on the mounting head 132 around a vertically extending head center line A1.
  • the mounting head 132 may be a so-called single head in which only one suction nozzle 134 is mounted.
  • Each of the plurality of suction nozzles 134 of the mounting head 132 is mounted on the mounting head 132 so as to be rotatable and vertically movable around a nozzle center line A2 extending in the vertical direction (Z-axis direction). Further, the mounting head 132 is equipped with, for example, a heater 136 as a heating device for heating the suction nozzle 134, for the reason described later.
  • the mounting device 130 also includes a parts feeder 137 as a supply device for supplying the RFIC module 14 to the mounting head 132 .
  • the parts feeder 137 conveys the RFIC module 14 toward the supply position FP with the hot melt adhesive layer 42 facing downward.
  • the suction nozzle 134 of the mounting head 132 picks up the RFIC module 14 supplied to the supply position FP by suction from above, and holds it with the hot-melt adhesive layer 42 facing downward.
  • the mounting device 130 further includes a suction table 138 that suctions and supports the portion of the material sheet S to which the RFIC module 14 is adhered by the mounting head 132 at the mounting position MP. As shown in FIG. 6, the suction table 138 fixes the portion of the material sheet S to which the RFIC module 14 is adhered by sucking while supporting the material sheet S from below.
  • the suction table 138 includes a preheating heater 140 as a preheating device for preheating the material sheet S on the suction table 138, for reasons described later.
  • the mounting device 130 further includes a camera 142 that photographs the RFIC module 14 held by the suction nozzle 134 of the mounting head 132 . Based on the image captured by the camera 142, the suction nozzle 134 rotates and the attitude of the RFIC module 14 is finely adjusted.
  • the hot melt adhesive layer 42 of the RFIC module 14 is heated and softened while the RFIC module 14 is held by the suction nozzle 134 of the mounting head 132 .
  • FIG. 9 is a diagram showing the RFIC module being heated while being held by the suction nozzle of the mounting head.
  • the hot melt adhesive layer 42 of the RFIC module 14 begins to be heated when it is sucked and held by the suction nozzle 134 at the supply position FP.
  • the suction nozzle 134 is heated by a heater 136 provided on the mounting head 132 .
  • heat H1 is transferred from the heated suction nozzle 134 to the RFIC module 14, thereby heating the hot-melt adhesive layer 42.
  • the suction nozzle 134 sucks and holds the RFIC module 14 in a state where the RFIC chip 22 and the suction port 134a overlap.
  • the amount of heat H1 transmitted from the suction nozzle 134 to the RFIC chip 22 is suppressed.
  • the occurrence of defects such as melting of solder or the like electrically connecting the RFIC chip 22 and the land portions 32a and 34a is suppressed.
  • the hot-melt adhesive layer 42 of the RFIC module 14 is heated by the heat H1 transmitted from the suction nozzle 134 and transported from the supply position FP to the mounting position MP.
  • the hot-melt adhesive layer 42 is sufficiently softened during transportation from the supply position FP to the mounting position MP.
  • the RFIC module 14 with the hot-melt adhesive layer 42 sufficiently softened is brought into contact with the material sheet S via the hot-melt adhesive layer 42 by the mounting head 132 .
  • the suction nozzle 134 stops sucking and releases the RFIC module 14 in contact with the material sheet S
  • the transfer of heat H1 from the suction nozzle 134 to the RFIC module 14 stops, and the hot melt adhesive layer 42 hardens. start.
  • the RFIC module 14 is adhered to the material sheet S via the hot melt adhesive layer 42 .
  • the terminal electrodes 24A, 24B of the RFIC module 14 and the connection portions 18Ab, 18Bb of the antenna patterns 18A, 18B on the material sheet S (antenna substrate 16) form a hot-melt adhesive layer 42. capacitively coupled through
  • the heater 136 heats the hot melt adhesive layer 42 via the suction nozzle 134 in a state where the hot melt adhesive layer 42 of the RFIC module 14 is brought into contact with the material sheet S by the suction nozzle 134 of the mounting head 132 . good too. As a result, the air between the hot-melt adhesive layer 42 and the material sheet S is sufficiently released, and the adhesion between them is improved.
  • the material sheet S is preheated by the preheating heater 140 of the suction table 138 .
  • the hot-melt adhesive layer 42 contacts the cold material sheet S and immediately solidifies, preventing the hot-melt adhesive layer 42 and the material sheet S from being in close contact with each other.
  • the hot-melt adhesive layer 42 can be heated by both the heat H2 from the preheater 140 and the heat H1 from the heater 136 through the suction nozzle 134, the heat output of the heater 136 can be kept low ( compared to the case without preheater 140).
  • the size of the heater 136 can be reduced, and the weight of the mounting head 132 can be reduced.
  • the mounting head 132 can move at high speed.
  • the hot-melt adhesive layer 42 is heated in a non-contact state with the heater 136, which is a heating device. As a result, the hot melt adhesive layer 42 is prevented from being separated from the RFIC module 14 and transferred to the heating device.
  • the RFIC module 14 can be easily and reliably picked up, and the antenna pattern 18A can be picked up. , 18B can be adhered to the antenna substrate 16 provided thereon.
  • the hot melt adhesive layer 42 on the RFIC module 14 is in a solid state and has substantially no adhesion.
  • the suction nozzle 134 of the mounting head 132 can easily and reliably pick up the RFIC module 14 .
  • the hot-melt adhesive layer 42 can be adhered by being heated while being held by the suction nozzle 134 , the RFIC module 14 can be adhered to the antenna substrate 16 .
  • the hot melt adhesive layer 42 on the RFIC module 14 is in a solid state and has substantially no adhesion. However, in rare cases, the RFIC modules 14 may weakly adhere to each other due to the frictional force of the hot-melt adhesive layer 42 .
  • One method of reducing such sticking between RFIC modules 14 is, for example, to apply various surface treatments to the surface of the hot-melt adhesive layer 42 .
  • 10A to 10D show examples of surface shapes of surface-treated hot-melt adhesive layers.
  • the surface of the hot-melt adhesive layer 42 is processed into an uneven surface as shown in FIGS. 10A to 10C, or roughened as shown in FIG. 10D.
  • Such an uneven surface and a rough surface can be formed by, for example, melting the hot-melt adhesive layer 42 by heating with a member such as a separator or a metal mesh pressed against the surface of the hot-melt adhesive layer 42 and then cooling. It can be formed by curing again.
  • Another method for reducing sticking between the RFIC modules 14 is to apply a release agent to the surface of the hot-melt adhesive layer 42, for example.
  • Another method for reducing the occurrence of sticking between RFIC modules 14 is to mix bead particles in the hot-melt adhesive layer 42, for example.
  • the wireless communication device manufacturing system according to the second embodiment is substantially the same as the wireless communication device manufacturing system 100 according to the first embodiment, except that the heating device for heating the hot melt adhesive layer is different. is. Therefore, the second embodiment will be described, focusing on the points of difference.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing the configuration of a mounting apparatus in a wireless communication device manufacturing system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • a heating apparatus 236 for heating the hot melt adhesive layer 42 of the RFIC module 14 is provided in the mounting head 232. not A heating device 236 heats the hot-melt adhesive layer 42 at a heating position HP different from the mounting position MP in the mounting device 230 .
  • FIG. 12 is a perspective view showing the RFIC module being heated by light irradiation while being held by the suction nozzle of the mounting head.
  • the heating device 236 is arranged at the heating position HP and irradiates the RFIC module 14 held by the suction nozzle 234 with light to heat the hot-melt adhesive layer.
  • 42 is an optical heating device.
  • the heating device 236 irradiates the hot-melt adhesive layer 42 with the laser light L, thereby heating and softening the hot-melt adhesive layer 42 .
  • the laser light L is, for example, ultraviolet light.
  • the heating device 236 is fixed at the heating position HP. Therefore, the mounting head 232 places the RFIC module 14 held by the suction nozzle 134 above the heating device 236 .
  • the plurality of suction nozzles 234 rotate, and heating of the next RFIC module 14 is started.
  • the mounting head 232 moves the RFIC modules 14 with the hot-melt adhesive layers 42 softened to the mounting position MP.
  • transport to The heating device 236, that is, the heating position HP is preferably located near the mounting position MP so that the heated hot-melt adhesive layer 42 does not cool down during transportation.
  • the hot-melt adhesive layer 42 may contain a light absorbing agent in order to increase the efficiency of heating by light.
  • the mounting head 232 since the mounting head 232 is not equipped with the heating device 236, the mounting head 232 can be lightened and moved at high speed.
  • the RFIC module 14 can be easily replaced in the wireless communication device 10 having the RFIC module 14 including the RFIC chip 22 and the antenna patterns 18A and 18B. It can be easily and reliably picked up and adhered to the antenna substrate 16 provided with the antenna patterns 18A and 18B.
  • Embodiment 3 The wireless communication device manufacturing system according to Embodiment 3 is substantially the same as the wireless communication device manufacturing system 100 according to Embodiment 1 described above, except that the heating device for heating the hot-melt adhesive layer is different. is. Therefore, the third embodiment will be described, focusing on the points of difference.
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing a heating device of a mounting device in a wireless communication device manufacturing system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the heating device 336 in the wireless communication device manufacturing system is provided on the antenna patterns 18A and 18B of the material sheet S (that is, the antenna substrate 16) placed at the mounting position MP.
  • the hot-melt adhesive layer 42 of the RFIC module 14 placed by the mounting head is heated from above to soften it.
  • the heating device 336 heats the hot-melt adhesive layer 42 after the mounting head that has placed the RFIC module 14 on the material sheet S is withdrawn from the mounting position MP.
  • the heating device 336 is, for example, an optical heating device that irradiates the RFIC module 14 with laser light L from above to soften the hot-melt adhesive layer 42 of the RFIC module 14 .
  • heating device 336 may be a heater that moves above RFIC module 14 and heats hot melt adhesive layer 42 of RFIC module 14 .
  • the hot-melt adhesive layer 42 of each of the plurality of RFIC modules 14 may be heated at the same time.
  • the material sheet S on which the RFIC modules 14 are placed may be transported from the mounting position MP by the mounting head, and the heating device 336 may heat the hot-melt adhesive layer 42 of the RFIC modules 14 at the transport destination. .
  • the RFIC module 14 can be easily replaced in the wireless communication device 10 having the RFIC module 14 including the RFIC chip 22 and the antenna patterns 18A and 18B. It can be easily and reliably picked up and adhered to the antenna substrate 16 provided with the antenna patterns 18A and 18B.
  • Embodiment 4 The wireless communication device manufacturing system according to Embodiment 4 is substantially the same as the wireless communication device manufacturing system 100 according to Embodiment 1 described above, except that the heating device for heating the hot melt adhesive layer is different. is. Therefore, the fourth embodiment will be described, focusing on the points of difference.
  • FIG. 14 is a diagram schematically showing a heating device of a mounting device in a wireless communication device manufacturing system according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the heating device 436 is not mounted on the mounting head 432 but is arranged at the heating position HP different from the mounting position MP. there is also, the heating device 436 simultaneously heats the hot-melt adhesive layers 42 of the plurality of RFIC modules 14 respectively held by the plurality of suction nozzles 434 of the mounting head 432 .
  • the heating device 436 includes a light source 438 such as a halogen lamp that emits light L over a wide range, and a casing 440 that houses the light source 438 and reflects the light L.
  • the mounting head 432 places the RFIC module 14 held by the plurality of suction nozzles 434 inside the casing 440 . Then, the hot-melt adhesive layers 42 of the arranged RFIC modules 14 are simultaneously heated by the light source 438 and softened.
  • the mounting head 432 since the mounting head 432 is not equipped with the heating device 436, the mounting head 432 can be lightened and moved at high speed.
  • the RFIC module 14 can be easily replaced in the wireless communication device 10 having the RFIC module 14 including the RFIC chip 22 and the antenna patterns 18A and 18B. It can be easily and reliably picked up and adhered to the antenna substrate 16 provided with the antenna patterns 18A and 18B.
  • the mounting head 132 of the mounting apparatus 130 in the wireless communication device manufacturing system 100 is a so-called rotary head in which a plurality of suction nozzles 134 are rotatably mounted. form is not limited to this.
  • the mounting head according to the embodiment of the present invention may be a mounting head equipped with one suction nozzle.
  • the hot-melt adhesive layer 42 of the RFIC module 14 may be heated by the heating device 136 of the first embodiment and the heating device 236 of the second embodiment or the heating device 436 of the fourth embodiment mounted on the mounting head.
  • the hot-melt adhesive layer 42 is sufficiently heated by the heating device 236 or 436 and escapes from the hot-melt adhesive layer 42 by the time the RFIC module 14 is completely adhered to the material sheet S (antenna substrate 16). Heat is supplemented by heating device 136 .
  • the size of the heating device 136 mounted on the mounting head can be reduced.
  • the embodiment of the present invention is a wireless communication device manufacturing system that adheres an RFIC module including an RFIC chip, terminal electrodes, and a hot-melt adhesive layer to an antenna substrate having an antenna pattern.
  • a mounting device having a mounting head equipped with a suction nozzle for sucking and holding the RFIC module, a transport device for transporting the antenna substrate to a mounting position, and heating the hot-melt adhesive layer of the RFIC module.
  • a heating device wherein the RFIC module in a state in which the hot melt adhesive layer is softened by the heating of the heating device is attached to the antenna base material arranged at the mounting position via the hot melt adhesive layer.
  • a wireless communication device manufacturing system wherein the antenna pattern and the terminal electrode are capacitively coupled via the hot-melt adhesive layer.
  • the present invention is applicable to manufacturing a wireless communication device having an RFIC module including an RFIC chip and an antenna.

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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

無線通信デバイス製造システム
 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または2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から6のいずれか一項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から7のいずれか一項に記載の無線通信デバイス製造システム。
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