(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ICチップに溶融樹脂が勢いよく当たると、溶融樹脂がICチップを押す力が両面テープ等による接着力に打ち勝って、ICチップが位置ズレする可能性がある。ICチップが位置ズレすると、例えば、ICチップがアンテナとの接合部に負荷がかかって、接合部が断線する可能性がある。
そこで、この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、インレットを樹脂封止する際にICチップの位置ズレを防止できるようにしたICタグ及び収容体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るICタグは、環状アンテナと、前記環状アンテナの内側に位置して該環状アンテナに接続されたICチップとを有するインレットと、前記インレットが載置される載置面を有する収容体と、前記ICチップの少なくとも側面を覆う保護樹脂と、前記載置面に形成されて前記環状アンテナと前記ICチップとの間に介在する第1の凸部と、前記載置面上にある前記保護樹脂及び前記インレットを封止する封止樹脂と、を備えることを特徴とする。
【0008】
また、上記のICタグにおいて、前記載置面に形成されて前記環状アンテナの外側で突出する第2の凸部を備えることを特徴としてもよい。
また、上記のICタグにおいて、前記第2の凸部は、前記第1の凸部よりも高さが高いことを特徴としてもよい。
また、上記のICタグにおいて、前記載置面の前記ICチップが載置される面は疎面であることを特徴としてもよい。
【0009】
また、上記のICタグにおいて、前記第1の凸部に、側方に張り出した張出し部が形成されていることを特徴としてもよい。
本発明の別の態様に係る収容体は、環状アンテナと、前記環状アンテナの内側に位置して前記環状アンテナに接続されたICチップとを有するインレット、を載置するための載置面を有する収容体であって、前記載置面に前記インレットが載置される際に前記環状アンテナと前記ICチップとの間に位置する第1の凸部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、インレットを樹脂封止する際に、金型内に射出されてICチップに向かう溶融した封止樹脂(即ち、溶融樹脂)の流れを第1の凸部で妨げることができ、溶融樹脂がICチップに勢いよく接触することを防ぐことができる。これにより、ICチップが位置ズレすることを防ぐことができる。また、保護樹脂は、ICチップ11の少なくとも側面を覆っている。これにより、インレットを樹脂封止する際に、溶融樹脂がICチップの側面に直接接触することを防ぐことができ、ICチップが受ける熱的ストレスを低減することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
<第1実施形態>
(構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係るRFID(Radio Frequency IDentification)タグ100の構成例を示す平面図と断面図である。
図2は、RFIDタグ100の外観形状の一例を示す図である。なお、
図1(a)では、RFIDタグ100の内部の構成を明確に示すために、封止樹脂の図示を省略している。
【0013】
図1(a)及び(b)に示すように、このRFIDタグ100は、インレット10と、インレット10が載置される載置面20aを有する皿体20と、ICチップ11の少なくとも側面11aを覆う保護樹脂30と、載置面20a上にあるインレット10及び保護樹脂30を封止する封止樹脂40と、を備える。
図2に示すように、RFIDタグ100は例えばコイン型であり、その直径は10〜20mm程度、厚さは2〜5mm程度である。
【0014】
図1に示すように、インレット10は、例えば、ICチップ11とアンテナコイル12とからなる。ICチップ11は、環状のアンテナコイル12の内側に位置する。また、ICチップ11の第1、第2の電極部18、19は、アンテナコイル12の一端12aと他端12bとにそれぞれ接合している。この接合は、例えばハンダで行われている。
また、ICチップ11の第1、第2の電極部18、19はICチップ11の能動面(即ち、素子形成面)側に設けられている。そして、ICチップ11は能動面を下方(即ち、皿体20の載置面20a側)に向けた状態で皿体20に取り付けられている。つまり、この例では、ICチップ11の能動面が底面11bとなっている。
【0015】
アンテナコイル12としては、例えば巻き線、又は、エッチング、印刷、蒸着若しくはメッキ等により製造されたものを用いることができるが、本実施形態では巻き線によるものを用いることが好ましい。その理由は、巻き線は重ね巻きが容易で、断面積が比較的大きく、抵抗値が小さく、低コストで製造可能であるからである。アンテナコイル12の材料は、例えばCu、Al、Ag、Auなど、任意の金属である。インレット10が送受信する周波数は、例えばHF帯、UHF帯、又はLF帯である。
【0016】
図3は皿体20の構成例を示す平面図と断面図である。皿体20は、その載置面20aに第1の凸部21と第2の凸部22とを有する。第1の凸部21は皿体20の中央部に形成されており、第2の凸部22は皿体20の外周部に形成されている。皿体20は、例えば金型を用いた射出成形で形成されたものであり、第1の凸部21と第2の凸部22は皿体20本体と一体となっている。この皿体20において、第1の凸部21で囲まれた領域がICチップ11を収容するためのチップ収容部13である。また、第1の凸部21と第2の凸部22との間の領域がアンテナコイル12を収容するアンテナ収容部14となっている。
【0017】
なお、第1の凸部21には、少なくとも1箇所以上に、チップ収容部13とアンテナ収容部14とを連通するスリット23が設けられている。この例では、スリット23が2つ設けられている(2つ以上でもよい)。アンテナコイル12の一端12aと他端12bは、スリット23を通して、アンテナ収容部14からチップ収容部13へ引き込まれている。
【0018】
図1に示すように、この皿体20では、第1の凸部21と第2の凸部22とによって、皿体20と封止樹脂40との接触界面が横方向(即ち、X軸方向、Y軸方向)だけでなく、封止樹脂40の厚さ方向(即ち、Z軸方向)にも延びており、上記の接触界面は互いに交差する2平面以上となっている。また、この皿体20では、第2の凸部22は第1の凸部21よりも高さが高くなっている。例えば、ICチップ収容部の底面を基準位置としたときの第1の凸部21の高さをh1とし、同底面を基準位置としたときの第2の凸部22の高さをh2としたとき、h2はh1よりも大きい(即ち、h1<h2)。また、第1の凸部の高さh1は、ICチップ11の高さh3よりも高いことが好ましい(即ち、h3<h1)。
【0019】
皿体20は、封止樹脂40との接着性の観点から、封止樹脂40と同一種類の樹脂で構成されていることが好ましい。例えば、皿体20及び封止樹脂40の各構成材として、PP(ポリプロピレン)、ABS(アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンからなる熱可塑性樹脂)、PPS(ポリフェニレンスルファイド)、PSU(ポリサルフォン)、PPSU(ポリフェニルサルフォン)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)などの何れか一種類を用いる。
【0020】
或いは、皿体20を封止樹脂40と異なる樹脂で構成してもよい。例えば、皿体20にはPPS、PSU、PPSU、PEEKなど硬度の高い樹脂を用い、封止樹脂40には硬度の低い材料、例えばウレタンやシリコーンゴムなどを用いる。
封止樹脂40は、インレット10を封止する樹脂である。この封止樹脂40は、例えば金型を用いた射出成形で形成されたものであり、その形成後は皿体20と一体となっている。封止樹脂40は、熱可塑性又は熱硬化性であり、その具体的な種類は上記した通りである。
【0021】
保護樹脂30は、ICチップ11の側面11aを覆って保護する機能を有する。また、保護樹脂30は、ICチップ11と載置面20aとの間に介在することにより、接着剤としても機能する。第1実施形態では、保護樹脂30は、ICチップの側面11aと第1の凸部21の側面との間、及び、ICチップ11の底面11bと皿部20のICチップが載置される面との間にそれぞれ介在して、ICチップ11を皿体20に接着している。
【0022】
さらに、第1実施形態では、保護樹脂30はICチップ11の上面(能動面の反対側の面)11cも覆って保護している。つまり、保護樹脂30は、ICチップ11の側面11a、底面11b、上面11cのように、全ての面を覆っている。保護樹脂30は、例えばエポキシ樹脂である。なお、保護樹脂30は、インレット10を射出成形で樹脂封止する際も軟化しない程度に耐熱性が高い材料からなることが好ましい。
【0023】
(製造方法)
図4は、RFIDタグ100の製造方法を工程順に示す断面図である。
まず、
図3に示したように、皿体20を用意する。上述したように、この皿体20は載置面20aに第1の凸部21と第2の凸部22とを有し、第1の凸部21で囲まれた領域がチップ収容部13、第1の凸部21と第2の凸部22との間の領域がアンテナ収容部14となっている。
図4(a)に示すように、皿体20の載置面20aにインレット10を載置する際は、第1の凸部21及び第2の凸部22がガイドとして機能するため、ICチップ11をチップ収容部13に、アンテナコイル12をアンテナ収容部14にそれぞれ容易に、且つ高精度に配置することができる。
【0024】
また、
図4(b)に示すように、インレット10を皿体20の載置面20aに載置する前後で、チップ収容部13に保護樹脂30を滴下又は塗布する。硬化前の保護樹脂30は流動性を有し、ICチップ11の側面11aだけでなく、底面11bにも回り込む。底面に回り込んだ保護樹脂30は、接着剤として機能する。また、保護樹脂30がICチップ11よりも厚くなるように滴下又は塗布することにより、ICチップ11の上面11cも保護樹脂で覆うことが可能である。
【0025】
次に、
図4(c)に示すように、金型50を用いた射出成形により、皿体20の載置面20a上に封止樹脂40を形成する。この封止樹脂40の形成過程では、水平方向(X軸方向、Y軸方向)からICチップ11に向かう高温の溶融している封止樹脂(即ち、溶融樹脂)は、第1の凸部21に当たる。これにより、溶融樹脂の勢いを小さくすることができる。また、ICチップ11は保護樹脂30で覆われているため、ICチップ11が溶融樹脂と直接接触することはない。これにより、ICチップ11が溶融樹脂から受ける熱的ストレスを低減することができる。さらに、アンテナコイル12はアンテナ収容部14に収容されており、第1の凸部21と第2の凸部22とによって挟まれている。これにより、溶融樹脂がアンテナコイル12に勢いよく接触しても、アンテナコイル12が位置ズレすることを抑制することができる。
【0026】
溶融樹脂の温度が低下して固化したら、一体化した封止樹脂40と皿体20を金型50から取り外す。このようにして、
図1及び
図2に示したコイン型のRFIDタグ100が完成する。
この第1実施形態では、アンテナコイル12が本発明の「環状アンテナ」に対応し、皿体20が本発明の「収容体」に対応している。また、チップ収容部13の底面が本発明の「ICチップが載置される面」に対応している。そして、RFIDタグ100が本発明の「ICタグ」に対応している。
【0027】
(第1実施形態の効果)
本発明の第1実施形態は、以下の効果を奏する。
(1)皿体20は、その載置面20aのチップ収容部13とアンテナ収容部14との間に第1の凸部21を有する。この第1の凸部21は、チップ収容部13を囲むように配されている。インレット10を皿体20の載置面20aに載置すると、ICチップ11はチップ収容部13に収容され、アンテナコイル12はアンテナ収容部14に収容され、ICチップ11とアンテナコイル12との間に第1の凸部21が介在する。これにより、インレット10を樹脂封止する際に、金型50内に射出されてICチップ11に向かう溶融樹脂の流れを第1の凸部21で妨げることができ、溶融樹脂がICチップ11に勢いよく接触することを防ぐことができる。このため、ICチップ11が位置ズレすることを防ぐことができる。ICチップ11の位置ズレに起因して、ICチップ11とアンテナコイル12との接合部が断線する可能性を低減することができる。
【0028】
(2)保護樹脂30は、ICチップ11の全面を覆っている。これにより、インレット10を樹脂封止する際に、溶融樹脂がICチップ11の全面に直接接触することを防ぐことができ、ICチップ11が受ける熱的ストレスを低減することができる。本実施形態では、保護樹脂30はICチップ11の全面を覆っているため、ICチップ11は溶融樹脂と直接接触することはない。なお、本実施形態では、保護樹脂30は、ICチップ11の少なくとも側面11aを覆っていればよい。これにより、ICチップが受ける熱的ストレスを多少でも軽減することができる。
【0029】
(3)皿体20の中央部には第1の凸部21が形成され、外周部には第2の凸部22が形成されている。これにより、第1、第2の凸部22がない場合と比べて、皿体20と封止樹脂40との接触面積を増やすことができ、皿体20と封止樹脂40との接着力を高めることができる。このため、皿体20から封止樹脂40が剥離することを防ぐことができる。
【0030】
(4)第1、第2の凸部22を含む皿体20と、封止樹脂40との接触界面は互いに交差する2平面以上となっている。これにより、RFIDタグ100の外周部に皿体20と封止樹脂40とを剥離するような力が加えられて、これらの接触界面で剥離が生じた場合でも、剥離の進行方向と接触界面とが剥離の途中で交差するため、そこから先へ剥離が進行することを止めることができる。このため、接触界面が全体的に剥離してしまうことを防ぐことができる。外力に対する耐久性を高めることができる。
【0031】
(5)第2の凸部22の高さh2は、第1の凸部21の高さh1よりも高い。これにより、以下の効果を奏する。
即ち、第1の凸部21の高さh1について、インレット10と皿体20をアセンブリする際、高さh1が高すぎると、ICチップ11とアンテナコイル12の接合部分が第1の凸部21にひっかかるおそれがあり、作業性が低下することが考えられる。このため、高さh1は極力低くすることが好ましい。具体的には、高さh1は、保護樹脂30を含めてICチップ11の高さと同程度、若しくは若干高い程度に抑えることが好ましい。
【0032】
また、第2の凸部22の高さh2について、封止樹脂40を形成する際、金型50がセンターゲートである場合(
図4(c)では中央)は、中央から外側に向かって溶融樹脂が広がる。このため、アンテナコイル12の高さに対して第2の凸部22の高さh2にある程度余裕を持たせることで、溶融樹脂によるアンテナコイル12の型崩れを防止することができる(アンテナコイルは複数本の束で形成される場合が多く、その場合上部の一部のコイルが崩れる可能性があるが、このようにすることでコイルが崩れることを防止できる。)。また、金型50がサイドゲートである場合は、第2の凸部22の高さh2が高ければ、溶融樹脂がアンテナコイル12に直接当たることを防ぐことができる。
【0033】
以上の観点から高さh1は低く、高さh2は高くすることが好ましく、封止樹脂40を成型する時のアンテナコイル12保護という観点からはh1<h2とすることが好ましい。
また、第1の凸部の高さh1は、ICチップ11の高さh3よりも高いことが好ましい。これにより、樹脂封止の際に、ICチップ11の側面に溶融樹脂が勢いよく接触することをさらに防ぐことができる。
【0034】
(6)インレット10を皿体20の載置面20aに載置する際、アンテナコイル12の一端12aと他端12bがスリット23を通るように、インレット10を皿体20に対して相対的に位置合わせする必要がある。ここで、皿体20にはスリット23が2つ以上設けられており、複数のうちの何れか一つのスリット23にアンテナコイル12の一端12aと他端12bとが通ればよい。このため、スリット23が一つのみの場合と比べて、インレット10の皿体20に対する相対的な位置合わせが容易である。
【0035】
(変形例)
(1)上記の第1実施形態では、チップ収容部13の底面や、アンテナ収容部14の底面が平坦である場合を図示した。しかしながら、第1実施形態では、チップ収容部13の底面や、アンテナ収容部14の底面が平坦でなくてもよい。例えば
図5(a)に示すように、チップ収容部13の底面は疎面、即ち、溝26又は凹凸が形成されていてもよい。このような構成であれば、
図5(b)に示すように、保護樹脂30のICチップ11の底面(例えば、能動面)11b側への回り込みを容易にすることができ、ICチップ11と皿体20との接着をより容易に行うことができる。また、溝26の側面や、凹凸の側面にも保護樹脂30は接触するため、保護樹脂30と皿体20との接触界面を増やすことができる。これにより、ICチップ11と皿体20との接着をより強化することができる。
【0036】
(2)上記の第1実施形態では、
図2に示したようにRFIDタグ100がコイン型であることを説明した。しかしながら、第1実施形態において、RFIDタグ100はコイン型に限定されるものではない。例えば、
図6(a)及び(b)に示すように、封止樹脂40を任意の形状に形成して、RFIDタグ100をカード型など任意の形状としてよい。また、封止樹脂40の皿体20が配置されていない部分に貫通孔41を設けてもよい。そして、この貫通孔41に金属製のチェーンやストラップ42などを通して、キーホルダー型にしてもよい。RFIDタグ100を任意の形状とすることで、さまざまな製品に取り付けて使用してよい。
【0037】
<第2実施形態>
上記の第1実施形態では、例えば
図1、
図3に示したように、第1の凸部21の側面が断面視で直線である場合を図示した。しかしながら、本発明の実施形態において、第1の凸部の側面は断面視で凹凸があってもよい。また、第1の凸部の側面には張出し部が設けられていてもよい。
図7は、本発明の第2実施形態に係るRFIDタグ200の構成例を示す平面図と断面図である。
図7(a)及び(b)に示すように、このRFIDタグ200において、皿体120は、その表面の中央部に第1の凸部121を有する。ここで、皿体120と、第1実施形態で説明した皿体20との相違箇所は、第1の凸部の構成にある。それ以外の構成は、皿体120と皿体20とで同一である。
【0038】
第1の凸部121の平面視による形状は円弧に沿って延設された形状となっており、この第1の凸部121で囲まれた領域がチップ収容部13となっている。第1の凸部121には、少なくとも1箇所以上に、チップ収容部13とアンテナ収容部14とを連通するスリット23が設けられている。また、第1の凸部121の側面には、側方に張り出した張出し部121aが設けられている。この張出し部121aは、いわゆる「かえし」として機能する。即ち、RFIDタグ200に皿体120と封止樹脂40とを剥離するような力が加えられた場合に、第1の凸部121の張出し部121aが封止樹脂40を掛け止めて、剥離しようとする力に対抗する。このため、皿体120と封止樹脂40との接合強度をさらに高めることができ、RFIDタグ200の強度をさらに高めることができる。外力に対する耐久性をさらに高めることができる。
この第2実施形態では、RFIDタグ200が本発明の「ICタグ」に対応している。なお、第2実施形態は、第1実施形態で説明した効果(1)〜(6)を奏する。また、第1実施形態で説明した変形例(1)(2)は第2実施形態にも適用してよい。
【0039】
<第3実施形態>
上記の第1、第2実施形態では、第1の凸部の、少なくとも1箇所以上に、チップ収容部とアンテナ収容部とを連通するスリットが設けられていることを説明した。しかしながら、本発明の実施形態において、第1の凸部の構成はこれに限定されるものではなく、スリットは必須ではない。例えば、第1の凸部は、複数の柱体や錐体が互いに離間して配された構成でもよい。
【0040】
図8は、本発明の第3実施形態に係る皿体220の構成例を示す平面図と断面図である。
図8(a)及び(b)に示す皿体220と、第1実施形態で説明した皿体20との相違箇所は、第1の凸部の構成にある。それ以外の構成は、皿体220と皿体20とで同一である。即ち、皿体220は、その表面220aの側に複数の第1の凸部221を有する。これら第1の凸部221は、円弧に沿って一定の間隔で配されている。また、これら第1の凸部221の各々は、例えば先端が尖った針状の円錐である。このような構成であれば、第1の凸部221の先端部221aは他の部分よりも径が小さくて温度が上昇し易く、溶融し易い。このため、樹脂封止の際に、第1の凸部221の先端部221aは高温の溶融樹脂に触れて溶融し、冷却されて溶融樹脂と共に固化する。
【0041】
図9は、本発明の第3実施形態に係るRFIDタグ300の構成例を示す断面図である。
図9に示すように、RFIDタグ300は上記の皿体220を有する。これにより、第1の凸部221と封止樹脂40との接触界面が増えるので、皿体220と封止樹脂40との接着力を高めることができる。また、樹脂封止した後は、
図9に示すように、第1の凸部221の先端部221aは丸みを持ち、第1の凸部221の高さは樹脂封止前と比べて若干低くなる。
この第3実施形態では、RFIDタグ300が本発明の「ICタグ」に対応している。なお、第3実施形態は、第1実施形態で説明した効果(1)〜(6)を奏する。また、第1実施形態で説明した変形例(1)(2)は第3実施形態にも適用してもよい。
【0042】
<その他>
本発明は、以上に記載した各実施形態に限定されうるものではない。当業者の知識に基づいて各実施形態に設計の変更等を加えることが可能であり、そのような変形が加えられた態様も本発明の範囲に含まれるものである。