(57)【要約】【課題】リサイクルを行うのに好適であり、部品コストを低減することができ、しかも加工時間を短縮できるようにした非接触通信媒体及びその製造方法を提供する。【解決手段】ループアンテナ２０が形成され、かつ、表面１１から裏面１２に至るスルーホール１４が形成されたタグ基板１０の当該表面１１上にＩＣチップ３０を配置した後、このＩＣチップ３０の上方と、スルーホール１４の上方を覆うようにタグ基板１０の表面１１上に絶縁性の密封フィルム１５を被し、当該密封フィルム１５の周縁部を第１パッド部２１上に接着し、続いて、このタグ基板１０の表面１１と密封フィルム１５との間にある空間からスルーホール１４を通してタグ基板１０の裏面１２側へ空気を吸引することによって当該空間を真空にし、その後、この真空を維持するためにスルーホール１４を密封フィルム１６で直ちに塞ぐ。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられたアンテナと、
前記アンテナと接続するように前記基板上に配置された通信回路素子と、
前記通信回路素子の上方を覆って当該通信回路素子を密封するように前記基板上に取り付けられた絶縁性のシート部材とを備え、
前記シート部材と前記基板との間の密封された空間は真空であることを特徴とする非接触通信媒体。
【請求項２】
前記通信回路素子を囲むように前記基板上に設けられた平坦かつ、環状の接着用パターンを備え、
前記シート部材は前記接着用パターン上に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触通信媒体。
【請求項３】
前記シート部材は遮光機能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触通信媒体。
【請求項４】
アンテナが形成され、かつ、一方の面から他方の面に至る貫通孔が形成された基板の当該一方の面上に通信回路素子を配置する工程と、
前記通信回路素子の上方と、前記貫通孔の上方を覆うように前記基板の一方の面上に絶縁性のシート部材を被し、当該シート部材の周縁部を該基板の一方の面上に接着する工程と、
前記基板の一方の面と前記シート部材との間にある空間から前記貫通孔を通して前記基板の他方の面側へ気体を吸引することによって、当該空間を真空にする工程と、
前記真空を維持するために前記貫通孔を密閉部材で塞ぐ工程と、を含むことを特徴とする非接触通信媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触通信媒体に係り、特に、ループアンテナと、ＩＣチップを同一のタグ基板上に搭載してなる非接触型ＩＣタグに適用して好適な非接触通信媒体及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｅ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の非接触型ＩＣタグは、ループアンテナをタグ基板上に形成するとともに、通信回路を有するＩＣチップを同基板に実装し、ループアンテナ両端のパッド部とＩＣチップの端子とを接続した構成のものが広く知られている。
【０００３】
このＩＣチップをタグ基板に実装する実装工程では、通常、ＩＣチップの端子と、ループアンテナのパッド部との間にＡＣＦ（異方性導電シート）を挟み込み、このＡＣＦを加圧、加熱処理して、端子とパッド部との間を固定し、かつ導通させる方法が用いられている。このＡＣＦ等によりＩＣチップをタグ基板に実装する技術については、例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３等に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１３１４４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２３６２６号公報
【特許文献３】
特開２０００−３３９４２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＡＣＦ等によりＩＣチップをタグ基板に実装する従来の技術にあっては、以下の▲１▼〜▲３▼に示すような問題があった。
▲１▼  ＩＣの破壊を防ぐために、ＡＣＦの加圧、加熱処理の条件をできるだけ低圧、かつできるだけ低温に制御する必要があった。このため、ＩＣチップのタグ基板への実装には長時間を要していた。
▲２▼  一般に、ＡＣＦは価額の高い部材であり、非接触型ＩＣタグにおける部品コストの押し上げ要因となっていた。
【０００６】
▲３▼  ＡＣＦによるＩＣチップとタブ基板間の固定力が強固なため、非接触型ＩＣタグを廃棄する場合に、ＩＣチップをタグ基板から剥離することが困難であった。このため、タグ基板等を効率良くリサイクル使用することができず、環境問題の観点で好ましくないという問題があった。
そこで、この発明はこのような問題を解決したものであって、リサイクルを行うのに好適であり、部品コストを低減することができ、しかも加工時間を短縮できるようにした非接触通信媒体及びその製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明に係る第１の非接触通信媒体は、基板と、この基板に設けられたアンテナと、このアンテナと接続するように基板上に配置された通信回路素子と、この通信回路素子の上方を覆って当該通信回路素子を密封するように基板上に取り付けられた絶縁性のシート部材とを備え、このシート部材と基板との間の密封された空間は真空であることを特徴とするものである。ここで、真空とは、０．１Ｍ［Ｐａ］程度の大気圧下（即ち、常圧）よりも低い気圧のことを意味する。
【０００８】
本発明に係る非接触通信媒体によれば、シート部材は真空によって基板側へ押圧されるので、通信回路素子は当該シート部材と該基板とに挟まれて固定される。従って、ＡＣＦを用いなくても通信回路素子を基板に固定することができ、通信回路素子とアンテナとの電気的接続を良好に保持することができる。これにより、非接触通信媒体の部品コストを低減することができ、その加工時間を短縮することができる。
【０００９】
また、この非接触通信媒体を廃棄する場合には、シート部材と基板との間の真空を破壊することで、基板と通信回路素子とを容易に分離することができる。それゆえ、基板等を効率よくリサイクル使用することができる。
本発明に係る第２の非接触通信媒体は、上記の第１の非接触通信媒体において、通信回路素子を囲むように基板上に設けられた平坦かつ、環状の接着用パターンを備え、シート部材はこの接着用パターン上に接着されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係る第２の非接触通信媒体によれば、シート部材の周縁部は全て通信回路素子を囲む平坦な面上に接着されているので、シート部材と基板との間にある密封された空間の真空をより一層良好に保持することができる。
本発明に係る第３の非接触通信媒体は、上記の第１又は第２の非接触通信媒体において、シート部材は遮光機能を有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係る第３の非接触通信媒体によれば、通信回路素子を可視光線や紫外線等から保護することができるので、通信回路素子の動作信頼性を向上させることができる。
本発明に係る非接触通信媒体の製造方法は、アンテナが形成され、かつ、一方の面から他方の面に至る貫通孔が形成された基板の当該一方の面上に通信回路素子を配置する工程と、この通信回路素子の上方と、貫通孔の上方を覆うように基板の一方の面上に絶縁性のシート部材を被し、当該シート部材の周縁部を該基板の一方の面上に接着する工程と、この基板の一方の面とシート部材との間にある空間から貫通孔を通して基板の他方の面側へ気体を吸引することによって、当該空間を真空にする工程と、この真空を維持するために貫通孔を密閉部材で塞ぐ工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る非接触通信媒体の製造方法によれば、従来方式と比べて、ＡＣＦを用いなくても通信回路素子を基板に固定することができる。従って、非接触通信媒体の部品コストを低減することができ、その加工時間を短縮することができる。また、シート部材と基板との間の真空を破壊することで、基板と通信回路素子とを容易に分離することができるので、基板等のリサイクル性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る非接触通信媒体及びその製造方法について説明する。
図１（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の実施形態に係る非接触型ＩＣタグ１００の構成例を示す平面図である。図１（Ａ）は、非接触型ＩＣタグ１００の表側の面（以下で、表面という）１１を示している。また、図１（Ｂ）は非接触型ＩＣタグ１００の裏側の面（以下で、裏面という）１２を示している。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、この非接触型ＩＣタグ１００は、タグ基板１０と、このタグ基板１０の表面１１に形成されたループアンテナ２０と、タグ基板１０の表面１１上に実装されたＩＣチップ３０と、このＩＣチップ３０の上方を覆って当該ＩＣチップ３０を密封するように基板１０の表面１１上に設けられた絶縁性の密封フィルム１５等で構成されている。
【００１５】
図１（Ａ）に示すタグ基板１０は、例えば縦５５［ｍｍ］×横８５［ｍｍ］×厚さ１［ｍｍ］程度のカード状の板部材である。このタグ基板１０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリミイド、ポリエステル、ガラスエポキシ積層板等の材料で構成されている。
また、図１（Ａ）に示すループアンテナ２０は、例えばタグ基板１０の外辺に沿ってスパイラル状に形成されている。このループアンテナ２０の内側に位置する端部には、環状の第１パッド部２１が形成されている。また、タグ基板１０の表面１１上であって、第１パッド部２１の環内には、第２パッド部４１が形成されている。この第２パッド部４１と、第１パッド部２１を含むループアンテナ２０は、例えば銀ペーストや銅箔、アルミ箔等の導電性素材からなるものである。
【００１６】
このループアンテナ２０の外側に位置する端部（以下で、外側端部という）２２と、第２パッド部４１の端部には、タグ基板１０の表面１１から裏面に至るスルーホール１３及び１４がそれぞれ形成されている。これらのスルーホール１３及び１４の内壁面にも導電性素材が設置されている。
図１（Ｂ）に示すように、このタグ基板１０の裏面１２には、スルーホール１３を通ってタグ基板１０の裏面１２に引き出されたループアンテナと、スルホール１４を通ってタグ基板１０の裏面１２に引き出された第２パッド部とを電気的に接続するブリッジ配線４５が形成されている。このブリッジ配線４５も、ループアンテナと同様に、導電性素材からなるものである。
【００１７】
このブリッジ配線４５と、図１（Ａ）に示した第１パッド部２１を含むループアンテナ２０と、第２パッド部４１は、エッチング技術、スクリーン印刷技術、またはメタルマスク印刷技術等を用いて、タグ基板１０の表面１１と裏面１２にそれぞれ形成されたものである。また、スルーホール１３及び１４内の導電性素材は、例えばスクリーン印刷の際に、当該スルーホール１３及び１４内に流動性のある導電性素材が流し込まれて形成されたものである。
【００１８】
図２は、図１に示した非接触型ＩＣタグ１００の構成例を示すＡ−Ａ´矢視断面図である。図２に示すように、ＩＣチップ３０は、ループアンテナの両端と電気的に接続するための第１端子３１と、第２端子３２を有する。例えば、ＩＣチップ３０の第１端子３１は、ループアンテナの一端である第１パッド部２１に接続している。また、第２端子３２は、ループアンテナの他端と導通している第２パッド部４１に接続している。
【００１９】
このＩＣチップ３０は、情報記憶回路（図示せず）と通信回路（図示せず）とを有し、ループアンテナ２０を介して情報記憶回路に格納された情報を無線で通信するようになっている。このＩＣチップ３０は、半導体基板をむき出しにしたベアな状態で、タグ基板１０上に設置されている。ＩＣチップ３０の大きさは、例えば縦１．５［ｍｍ］×横１．５［ｍｍ］×厚さ０．５［ｍｍ］程度である。
【００２０】
タグ基板１０の表面１１の密封フィルム１５は、図２に示すように、ＩＣチップ３０の上方とスルホール１４の上方を覆い、かつその周縁部が接着剤１８を介して第１パッド部２１上に貼られている。この密封フィルム１５は、例えばポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＥＴ等の柔軟性を有する薄膜である。また、この密封フィルム１５は、例えば黒色に着色されており、遮光機能を備えている。この遮光機能によって、ＩＣチップ３０を可視光線や紫外線等から保護し、ＩＣチップ３０の動作信頼性を高めている。
【００２１】
また、図２に示すように、ブリッジ配線４５の端部４６は、タグ基板１０を挟んで第２パッド部４１と向かい合う位置にある。この密封フィルム１６は、接着剤１８を介してブリッジ配線４５の端部４６上に貼られており、スルーホール１４の裏面側を塞いでいる。
ところで、図２に示す密封フィルム１５の周縁部は、平坦かつ、環状の第１パッド部２１上に接着剤１８を介して貼られており、その貼付面がタグ基板１０に対して均一の高さとなっている。また、密封フィルム１６は、平坦かつ、円形状のブリッジ配線４５の端部４６上に貼られており、その貼付面がタグ基板１０に対して均一の高さとなっている。そして、密封フィルム１５と、タグ基板１０間に残る僅かな空間部では、その気圧が例えば０．５Ｍ［Ｐａ］程度であり、常圧（０．１Ｍ［Ｐａ］程度）よりも低くなっている。
【００２２】
このように、本発明に係る非接触型ＩＣタグ１００によれば、密封フィルム１５とタグ基板１０間の真空によって、この密封フィルム１５はタブ基板１０側へ押圧され、ＩＣチップ３０は密封フィルム１５とタグ基板１０とに挟まれて固定される。
従って、ＩＣチップ３０の第１端子３１は第１パッド部２１に密着し、第２端子３２は第２パッド部４１に密着し、ＩＣチップ３０とループアンテナとの電気的接続を良好に保持することができる。これにより、ＡＣＦを用いる従来型の非接触型ＩＣタグと比べて、部品コストを低減することができ、ＩＣチップの実装にかかる所要時間を短縮することができる。
【００２３】
また、この非接触型ＩＣタグ１００を廃棄する場合には、密閉フィルム１５、又は密閉フィルム１６をタグ基板１０から剥離して真空を破壊することで、タグ基板１０とＩＣチップ３０とを容易に分離することができる。それゆえ、タグ基板１０等を効率よくリサイクル使用することができる。
図３（Ａ）〜（Ｃ）はＩＣチップ３０の実装方法を示す工程図である。次に、タグ基板１０に対するＩＣチップ３０の実装方法を手順に沿って説明する。
【００２４】
まず始めに、図３（Ａ）に示すように、ブリッジ配線の端部４６と、第１パッド部２１を含むループアンテナ２０と、第２パッド部４１とが形成されたタグ基板１０を用意する。次に、このタグ基板１０の表面１１上にＩＣチップ３０を配置する。このとき、ＩＣチップ３０の第１端子３１は第１パッド部２１上に、ＩＣチップ３０の第２端子３２は第２パッド部４１上にそれぞれ置く。
【００２５】
次に、図３（Ａ）にしめすように、ＩＣチップ３０の外形に合わせてある程度フォーミングした密封フィルム１５を用意する。ここで、この密閉フィルム１５のタグ基板１０に取り付けられる側の周縁部には、あらかじめ接着剤１８を塗布しておく。
そして、この密封フィルム１５の周縁部を第１パッド部２１上に接着する。ここでは、密閉フィルム１５の周縁部の全てを第１パッド部２１上に接着して、この密閉フィルム１５の周縁部と第１パッド部２１とを隙間なく密着させる。この密閉フィルム１５の周縁部と第１パッド部２１との間に隙間が残ると、密封フィルム１５とタグ基板１０間の密封性を高めることができず、後工程でＩＣチップ３０の実装不良を招いてしまうおそれがあるので、注意が必要である。なお、接着剤１８は密閉フィルム１５のタグ基板１０側全面に塗布しても良い。
【００２６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、タグ基板１０の裏面１２側において、スルーホール１４に排気装置（図示せず）の吸引口を当てて、密封フィルム１５とタグ基板１０との間の空間にある空気等の気体を吸引する。すると、密封フィルム１５とタグ基板１０間の気圧が低下し、密封フィルム１５はＩＣチップ３０をタグ基板１０との間に挟んだ状態で、徐々に変形しながら表面１１側に引き寄せられる。そして、密封フィルム１５とタグ基板１０間の圧力が例えば０．５Ｍ［Ｐａ］程度になったら、スルーホール１４から排気装置の吸引口を離す。
【００２７】
続いて、図３（Ｃ）に示すように、ブリッジ配線の端部４６上に密封フィルム１６をただちに貼ってスルーホール１４を塞ぎ、密封フィルム１５とタグ基板１０間の真空を保持する。これにより、ＩＣチップ３０は密封フィルム１５によってタブ基板１０側へ押圧された状態で固定される。
この実施形態では、タグ基板１０が本発明の基板に対応し、ループアンテナ２０が本発明のアンテナに対応している。また、ＩＣチップ３０が本発明の通信回路素子に対応し、密封フィルム１５が本発明の絶縁性のシート部材に対応している。さらに、第１パッド部２１が本発明の接着用パターンに対応している。また、タグ基板の表面１１が本発明の基板の一方の面に対応し、裏面１２が本発明の他方の面に対応している。さらに、スルーホール１４が本発明の貫通孔に対応し、密封フィルム１６本発明の密閉部材に対応している。
【００２８】
なお、図４に示すように、スルーホール１４は、ＩＣチップ３０の直下に設けられていても良い。この場合には、密封フィルム１５とタグ基板１０間の空気を排気装置で吸引する際に、この吸引力によってＩＣチップ３０を直下方向に引き寄せ、位置決めすることができる。
従って、排気装置で空気を吸引している間、ＩＣチップ３０をタグ基板１０上でより一層安定させることができ、第１端子３１と第１パッド部２１、第２端子３２と第２パッド部４１をそれぞれ、より一層確実に密着させることができる。
【００２９】
また、この実施形態では、密封フィルム１５とタグ基板１０間の真空を保持するために、ブリッジ配線の端部４６上に密封フィルム１６を貼る場合について説明したが、端部４６上の密封部材は密封フィルム１６に限られることはない。例えば、空気に触れない状態で固着するような、いわゆる嫌気性の粘着剤でもよい。この場合には、嫌気性の粘着剤がスルホール１４内に吸い込まれた状態で固着するので、密封フィルム１５とタグ基板１０間の真空を良好に保持することができる。
【００３０】
さらに、図５に示すように、密封フィルム１５とブリッジ配線４５とを一体化した、配線シール６０を用いて非接触型ＩＣタグ１００を構成しても良い。この場合には、タグ基板の裏面において、ブリッジ配線の印刷工程を無くすことができるので、非接触型ＩＣタグ１００の製造工程を短縮化することができる。
また、この実施形態では、スルーホール１４から空気を吸引する場合について説明したが、空気を吸引する個所はスルーホール１４に限られることはない。例えば、密閉フィルム１５とタグ基板１０間に僅かに吸気用の隙間を設けておき、この隙間から空気を吸引しても良い。この場合には、空気を吸引した後で、この隙間をただちに塞ぐ。
【００３１】
或いは、アンテナ導通用のスルーホール１４とは別に、吸気用のスルーホールをタグ基板１０に設けても良い。この場合には、密封フィルム１５とタグ基板１０間における吸気中の空気の流れをより一層安定化させるために、吸気用のスルーホールを一定の間隔で複数個設けても良い。
また、スルーホール１４を設けず、カシメを用い第２パッド部４２とブリッジ配線４５の端部４６との電気的な導通をとり、カシメ部の孔もしくは空気を吸引するための吸引孔を別途設け、その後ブリッジ配線４５の端部４６側のカシメ部を覆うように密封フィルム１６を貼り、前述したように密閉フィルム１５とタグ基板１０の間に設けた吸気用の隙間から空気を吸引し、この隙間をただちに塞いでも良い。この場合カシメによりできる凹凸部の凹部が密封フィルム１６側にくるようにすれば密封性が増す。また一度に複数の非接触ＩＣタグを作成するには、まず、大きなタグ基板を前述の非接触ＩＣタグの大きさに区分けし、各領域に密封フィルム１５及び１６を形成前の非接触ＩＣタグを形成する。次にタグ基板の各領域の境界線の内側に接着材を塗布し、その後ＩＣチップ３０が形成されている側のタグ基板の面を密封フィルム１５で覆う。ここで密封フィルム１５は各領域の境界線の内側に塗布された接着材で接着される。次に各非接触ＩＣタグのスルーホール１４から空気を吸引し、密封フィルム１６でスルーホール１４を塞ぐ。この後各非接触ＩＣタグを分離すると、一度に複数の非接触ＩＣタグを形成することができる。
【００３２】
さらに、この実施形態では、非接触型ＩＣタグ１００の製造工程において、ＩＣチップ３０をタグ基板１０に実装する場合について説明したが、ＩＣチップ３０の実装対象はタグ基板１０に限定されることはない。例えば、リサイクル使用の要求が高まりつつある携帯電話や、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ等の実装配線基板にＩＣチップ３０を実装する場合についても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非接触型ＩＣタグ１００の構成例を示す平面図。
【図２】非接触型ＩＣタグ１００の構成例を示すＡ−Ａ´矢視断面図。
【図３】ＩＣチップ３０の実装方法を示す工程図。
【図４】非接触型ＩＣタグ１００の他の構成例を示す断面図。
【図５】配線シール６０の構成例を示す平面図である
【符号の説明】
１０  タグ基板、１１  表面、１２  裏面、１３、１４  スルーホール、１５、１６  密封フィルム、１８  接着剤、２０  ループアンテナ、２１  第１パッド部、２２  外周端部、３０  ＩＣチップ、３１  第１端子、３２  第２端子、４１  第２パッド部、４５  ブリッジ配線、４６、４７  端子、６０  配線シール、１００  非接触型ＩＣタグ
【図１】
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【図２】
2004303171.tif 000004
【図３】
2004303171.tif 000005
【図４】
2004303171.tif 000006
【図５】
2004303171.tif 000007