(57)【要約】【課題】インタポーザのアンテナ基材からの剥離を防止できるＩＣタグ及びＩＣタグの製造方法を提供する。【解決手段】樹脂材料によって形成されたＩＣチップ側基部１１及びＩＣチップ側基部１１に実装されたＩＣチップ１３を備えるインタポーザ１０と、樹脂材料によって形成されたアンテナ側基部２１及びアンテナ側基部２１に形成されたアンテナ２２を備えるアンテナ基材２０と、インタポーザ１０及びアンテナ基材２０を接合する接合部３０とを備えるＩＣタグ１０を、接合部３０がＩＣチップ側基部１１及びアンテナ側基部２１を溶着させて形成された溶着部３１を含む構成とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料によって形成されたＩＣチップ側基部及び前記ＩＣチップ側基部に実装されたＩＣチップを備えるインタポーザと、
樹脂材料によって形成されたアンテナ側基部及び前記アンテナ側基部に形成されたアンテナを備えるアンテナ基材と、
前記インタポーザ及び前記アンテナ基材を接合する接合部と
を備えるＩＣタグにおいて、
前記接合部は、前記ＩＣチップ側基部及びアンテナ側基部を溶着させて形成された溶着部を含むこと
を特徴とするＩＣタグ。
【請求項２】
請求項１に記載のＩＣタグにおいて、
前記ＩＣチップ側基部及び前記アンテナ側基部は、その表面にそれぞれ樹脂層を備え、
前記溶着部は、前記樹脂層同士が溶着して形成されること
を特徴とするＩＣタグ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＩＣタグにおいて、
前記接合部は、前記インタポーザと前記アンテナ基材との間に設けられ、これらを接着する接着部を含むこと
を特徴とするＩＣタグ。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のＩＣタグにおいて、
前記接合部は、前記ＩＣチップ側基部に設けられかつ金属材料によって形成された導電部と前記アンテナとが溶接された溶接部を含むこと
を特徴とするＩＣタグ。
【請求項５】
樹脂材料によって形成されたＩＣチップ側基部及び前記ＩＣチップ側基部に実装されたＩＣチップを備えるインタポーザと、
樹脂材料によって形成されたアンテナ側基部及び前記アンテナ側基部にアンテナが形成されたアンテナを備えるアンテナ基材と
を接合するＩＣタグの製造方法において、
前記ＩＣチップ側基部及び前記アンテナ側基部を溶着するとともに、
前記ＩＣチップ側基部に設けられかつ金属材料によって形成された導電部と前記アンテナとを溶接によって接合すること
を特徴とするＩＣタグの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のＩＣタグの製造方法において、
前記溶着及び前記溶接が同時に行われること
を特徴とするＩＣタグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣチップを備えたインタポーザがアンテナ基材に接合されたＩＣタグ及びこのようなＩＣタグの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣタグは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）とも称され、ＩＣチップに対するデータの書き込み及びＩＣチップが保持するデータの読み取りを無線通信によって非接触状態で行うことができるものである。このＩＣタグは、無線通信を行うためのアンテナを備え、ＩＣチップは、このアンテナに接続されている。
このようなＩＣタグは、その製造方法として、合成樹脂製のシート材に予めアンテナが形成されたアンテナ基材に対し、合成樹脂製のシート材に予めＩＣチップがマウントされたインタポーザと称される基板を接合するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２８１４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来のＩＣタグの製造は、インタポーザに設けられかつＩＣチップに接続された導電パターンとアンテナとを重ねて位置合わせを行った後に、粘着剤によってインタポーザをアンテナ基材に接着し、さらに導電パターン、アンテナを超音波接合によって接合して行なっていた。
ここで、超音波接合によって導電パターンとアンテナとを接合する場合、インタポーザがアンテナ基材から容易に剥離しない程度の接着力でこれらを接合することは困難であるため、従来のＩＣタグは、インタポーザとアンテナ基材との接合状態の維持を粘着剤の接着力に依存していた。
【０００４】
しかし、本来粘着剤は、超音波接合を行う際、インタポーザのアンテナ基材に対する移動を抑制するためのものであり、インタポーザに対しアンテナ基材から引き剥がされる方向に力が加わった場合、インタポーザがアンテナ基材から剥離する可能性があった。
本発明は、インタポーザのアンテナ基材からの剥離を防止できるＩＣタグ及びＩＣタグの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の解決手段により、前記課題を解決する。
請求項１の発明は、樹脂材料によって形成されたＩＣチップ側基部及び前記ＩＣチップ側基部に実装されたＩＣチップを備えるインタポーザと、樹脂材料によって形成されたアンテナ側基部及び前記アンテナ側基部に形成されたアンテナを備えるアンテナ基材と、前記インタポーザ及び前記アンテナ基材を接合する接合部とを備えるＩＣタグにおいて、前記接合部は、前記ＩＣチップ側基部及びアンテナ側基部を溶着させて形成された溶着部を含むことを特徴とするＩＣタグである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のＩＣタグにおいて、前記ＩＣチップ側基部及び前記アンテナ側基部は、その表面にそれぞれ樹脂層を備え、前記溶着部は、前記樹脂層同士が溶着して形成されることを特徴とするＩＣタグである。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のＩＣタグにおいて、前記接合部は、前記インタポーザと前記アンテナ基材との間に設けられ、これらを接着する接着部を含むことを特徴とするＩＣタグである。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のＩＣタグにおいて、前記接合部は、前記ＩＣチップ側基部に設けられかつ金属材料によって形成された導電部と前記アンテナとが溶接された溶接部を含むことを特徴とするＩＣタグである。
【０００７】
請求項５の発明は、樹脂材料によって形成されたＩＣチップ側基部及び前記ＩＣチップ側基部に実装されたＩＣチップを備えるインタポーザと、樹脂材料によって形成されたアンテナ側基部及び前記アンテナ側基部にアンテナが形成されたアンテナを備えるアンテナ基材とを接合するＩＣタグの製造方法において、前記ＩＣチップ側基部及び前記アンテナ側基部を溶着するとともに、前記ＩＣチップ側基部に設けられかつ金属材料によって形成された導電部と前記アンテナとを溶接によって接合することを特徴とするＩＣタグの製造方法である。
請求項６の発明は、請求項５に記載のＩＣタグの製造方法において、前記溶着及び前記溶接が同時に行われることを特徴とするＩＣタグの製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、それぞれ樹脂材料によって形成されたインタポーザのＩＣチップ側基部とアンテナ基材のアンテナ側基部とを溶着したから、インタポーザのアンテナ基材に対する引き剥がし強度が向上し、インタポーザのアンテナ基材からの剥離を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、インタポーザのアンテナ基材からの剥離を防止できるＩＣタグ及びＩＣタグの製造方法を提供するという課題を、インタポーザとアンテナ基材とを接着剤によって接着するとともに、インタポーザの導電部をアンテナに対し超音波接合し、かつ、インタポーザの基部とアンテナ基材の基部とを溶着することによって解決した。
【実施例】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明のＩＣタグ、ＩＣタグの製造方法の実施例を説明する。
実施例のＩＣタグは、インタポーザとアンテナ基材とを接合させて製造されるものであり、インタポーザ、アンテナ基材、接合部を備えている。
図１は、本発明の実施例であるＩＣタグを構成するインタポーザ及びアンテナ基材の平面図であり、（ａ）がインタポーザ、（ｂ）がアンテナ基材をそれぞれ示している。
図２は、図１のインタポーザとアンテナ基材との接合部分を拡大して示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のｂ−ｂ部矢視断面図、（ｃ）が（ａ）のｃ−ｃ部矢視断面図である。
【００１１】
インタポーザ１０は、基部１１、導電部１２、ＩＣチップ１３、粘着部１４を備えている。
ここで、「インタポーザ」とは、電子機器にＩＣチップを搭載するために用いられる公知の配線基板であり、ＩＣタグの製造においては、アンテナとＩＣチップとを接続する際に使用されるものである。
基部１１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によって形成された矩形のシート材であり、その厚さ方向寸法は、例えば、３８μｍとなっている。
【００１２】
導電部１２は、基部１１の一方の面部であって基部１１の長手方向に配列された一組の導電パターンによって構成されている。これらの各導電パターンは、その平面形が矩形状に形成され、その長手方向が基部１１の長手方向と平行に配置されている。
この導電部１２は、アルミニウムやアルミニウム合金等のアルミニウム系の材料を使用したエッチング加工によって形成される。
【００１３】
ここで、基部１１は、導電部１２が形成された側の面部の表面に、樹脂層１１ａを備えている。
この樹脂層１１ａは、エッチング加工によって導電部１２を形成する際に、アルミニウム箔を基部１１に貼り合わせるための接着剤が硬化して形成されたものである。この接着剤は、ポリウレタン系の２液混合型接着剤である。
【００１４】
ＩＣチップ１３は、半導体素子を含む集積回路であり、その個体の識別を可能にするユニークＩＤ等を記録するメモリ装置である。このＩＣチップ１３の平面形は、例えば、１ｍｍ四方の正方形になっており、一組の導電パターンを跨いで設けられている。
このＩＣチップ１３は、図示しないバンプを備えている。このバンプは、例えば、金によって形成され、ＩＣチップ１３の基部１１と対向する面部から突き出して形成された突起電極であり、ＩＣチップ１３は、このバンプが導電性の接着剤によって導電パターンに接着されることによって基部１１に固定されている。
【００１５】
粘着部１４は、基部１１の導電部１２が設けられた面部であって、基部１１の長手方向の両端部に粘着剤が塗布されて設けられたものである。この粘着部１４は、基部１１の短辺方向と略平行に延在する帯状の領域に、導電部１２と重ならないように設けられている。
【００１６】
アンテナ基材２０は、その中央部分にインタポーザ１０が接合されるものであり、基部２１及びアンテナ２２を備えている。
基部２１は、インタポーザ１０の基部１１よりも平面形が大きい矩形のシート材であり、インタポーザ１０の基部１１と同様に、厚さ方向寸法が、例えば、３８μｍのＰＥＴ製のシート材によって形成されている。
【００１７】
アンテナ２２は、ＩＣタグ１が読み取り装置等の通信装置と通信を行う際に電波を送受信する部分であり、基部２１の一方の面部に設けられている。
このアンテナ２２は、パッチアンテナと称される面アンテナであり、基部２１の長手方向に配列された一組の導電パターンによって構成されている。これらの各導電パターンは、それぞれ矩形状に形成され、その長手方向が基部２１の長手方向と平行に配置されている。
このアンテナ２２は、インタポーザ１０の導電部１２と同様にアルミニウム系の材料を使用したエッチング加工によって形成されている。
【００１８】
この基部２１も、インタポーザ１０の基部１１と同様に、アンテナ２２が形成された側の面部の表面に樹脂層２１ａを備えている。この樹脂層２１ａも、インタポーザ１０の樹脂層１１ａと同じく、アンテナ２２を形成する際にアルミニウム箔を基部２１に貼り合わせるポリウレタン系の接着剤が硬化して形成されたものである。
【００１９】
インタポーザ１０は、図２に示すように、導電部１２の一組の導電パターンのうち、一方がアンテナ２２の導電パターンの一方と、他方がアンテナ２２の導電パターンの他方に対して超音波接合によって接合される。
このインタポーザ１０とアンテナ基材２０との接合方法については後に説明する。
【００２０】
接合部３０は、インタポーザ１０をアンテナ基材２０に接合するものであり、溶着部３１、溶接部３２を備えている。
溶着部３１は、インタポーザ１０の基部１１における導電部１２が設けられていない領域（余白の領域）と、アンテナ基材２０の基部２１におけるアンテナ２２が形成されていない領域とが溶着して形成されたものである。
【００２１】
溶接部３２は、インタポーザ１０の一組の導電パターンと、これらの導電パターンにそれぞれ対向するアンテナ２２とが超音波接合されることによって形成されたものである。
ここで、「超音波接合」とは、金属同士を接触させた状態で一方を他方側に押圧するとともに熱及び振動を与えることによって、これらを固相接合させる公知の溶接方法である。
また、本明細書において、「溶接」とは、熱を利用して金属同士を冶金的に接合する接合方法を意味するものする。
これらの溶着部３１、溶接部３２は、一組の粘着部１４とＩＣチップ１３との中間部分に一組設けられている。
【００２２】
次に、このインタポーザ１０をアンテナ基材２０に接合してＩＣタグ１を製造する際の工程（ＩＣタグの製造方法）を説明する。
図３は、本発明のＩＣタグを製造する際の各要素の状態を示す図である。
図４は、本発明のＩＣタグの製造工程を示す図である。
以下、工程毎に説明する。
【００２３】
実施例のＩＣタグ１を製造する際、まずインタポーザ１０及びアンテナシート４０を準備する。
図３に示すように、アンテナシート４０は、帯状に形成されたＰＥＴ製のシート材にアンテナ２２が複数並べて形成されたものであり、前述のアンテナ基材２０は、このアンテナシート４０が裁断されたものである。
このアンテナシート４０は、アンテナ２２が形成された後にロール状に加工される。また、アンテナシート４０は、長手方向の両端部に巻取軸がそれぞれ設けられる（図示省略）。インタポーザ１０をアンテナシート４０に接合する際、これらの巻取軸は、離間して配置され、それぞれが回転されることによってアンテナシート４０の中間部分が走行するようになっている。
【００２４】
インタポーザ１０は、これらの巻取軸の中間部分において、アンテナシート４０に接合される。
なお、インタポーザ１０も、アンテナ基材２０と同様に、帯状のシート材に複数並べて形成されるが、アンテナシート４０に接合される際には、このシート材を裁断して形成されたインタポーザ１０がひとつずつアンテナシート４０に接合される。
【００２５】
（工程Ｉ：インタポーザ位置合わせ工程）
インタポーザ１０は、吸着装置５０によって吸着されて保持され、アンテナシート４０のアンテナ２２に対向する位置に移動され、位置合わせがされる。このとき、アンテナシート４０は、その走行が停止されている。
（工程ＩＩ：インタポーザ接着工程）
インタポーザ１０のアンテナシート４０に対する位置合わせが完了すると、吸着装置５０がアンテナシート４０に接近する方向に移動する。
吸着装置５０が移動すると、インタポーザ１０の粘着部１４（粘着剤）がアンテナシート４０に接触し、インタポーザ１０がアンテナシート４０に接着される。これによって、インタポーザ１０は、アンテナシート４０（アンテナ基材２０）に接合され、粘着部１４は、接合部として機能する。
【００２６】
（工程ＩＩＩ：インタポーザ接合工程）
インタポーザ１０をアンテナシート４０に接着した後、インタポーザ１０は、接合装置６０によってアンテナシート４０に接合される。
この接合装置６０は、吸着装置５０よりもアンテナシート４０の走行方向の下流側に設けられており、一組のローラ型の加熱ヘッド６１を備えている（一方は図示省略）。
この加熱ヘッド６１の回転軸線方向は、インタポーザ１０の基部１１の長手方向に平行な方向である。また、この加熱ヘッド６１の幅線方向寸法は、導電部１２の導電パターンの長手方向寸法よりも短く、一組の加熱ヘッド６１は、それぞれ導電パターンの中間部分（図２（ａ）において、矢印Ｈによって示される領域）に接触するようになっている。
この加熱ヘッド６１の温度は、例えば、１５０℃程度に設定されている。
【００２７】
また、アンテナシート４０の裏面側（接合装置６０とは反対側）には、アンビル６２（台座）が設けられており、加熱ヘッド６１は、インタポーザ１０を加熱するとともに、インタポーザ１０をアンテナシート４０に向けて押圧する。この押圧力は、例えば、１．５ＭＰａに設定されている。
これによって、インタポーザ１０の樹脂層１１ａ、アンテナシート４０（アンテナ基材２０）の樹脂層２２ａの一部が溶着して溶着部３１が形成される。
【００２８】
また、この加熱ヘッド６１は、図示しない振動発生装置に接続されており、上記加熱と併せてインタポーザ１０に対して、例えば、６３．５ＫＨｚ程度の高周波（超音波）振動を加えるようになっている。
これによって、インタポーザ１０の導電部１２及びアンテナシート４０のアンテナ２２が超音波接合されて溶接部３２が形成される。
これらの加熱ヘッド６１による加熱時間、振動発生装置による振動付与時間は、例えば、５秒から１０秒の間であり、この時間は、アンテナシート４０の走行速度によって調整する。
【００２９】
以上説明したように、本実施例のＩＣタグ１、ＩＣタグ１の製造方法によれば、インタポーザ１０とアンテナ基材２０とを、粘着部１４、溶着部３１、溶接部３２の３つの接合手段によって接合するから、例えば、粘着部１４及び溶接部３２の２つの接合手段によって接合されたＩＣタグに比べ、インタポーザ１０のアンテナ基材２０からの剥離を防止できる。
【００３０】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例のＩＣタグは、パッチアンテナを備えるＵＨＦ帯の通信電波を使用するものであったが、ＩＣタグの構成は、これに限らず適宜変更が可能である。一例として、ＩＣタグは、ループアンテナを備え、１３．５６ＭＨｚの周波数帯の電磁波によって通信を行う電磁誘導式のものであってもよい。
（２）実施例のインタポーザ、アンテナ基材の基部は、それぞれＰＥＴによって形成されていたが、これらの素材は、これに限らず、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等の合成樹脂材料でもよい。
（３）実施例の溶着部は、インタポーザ、アンテナ基材の樹脂層同士が溶着して形成されるものであったが、溶着部はこれに限らず、インタポーザ、アンテナ基材の基部同士が溶着したものであってもよい。
（４）実施例の溶着部、溶接部は同一工程において形成されたが、これらの形成は、別工程でもよく、その順番も特に限定されない。
（５）実施例は、ローラ型の加熱ヘッドに対してアンテナシートを走行させることによって溶着工程、溶接工程を順次行っていたが、これに限らず、例えば、インタポーザの全幅にわたるような大きさの加熱ヘッドをインタポーザに接触させ、溶着工程、溶接工程を同時に行ってもよい。
（６）実施例の粘着部は、インタポーザの基部の両端部に設けられていたが、これに限らず、粘着部を基部の全面に形成（粘着剤を基部に全面に塗布）してもよく、この場合、インタポーザのアンテナ基材に対する引き剥がし強度がさらに向上する。なお、導電パターン上に塗布された粘着剤は、超音波接合の際に導電パターンとアンテナとの間から除去されるので、導電部とアンテナとの通電を妨げることがない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のＩＣタグを構成するインタポーザ及びアンテナ基材の平面図である。
【図２】図１のインタポーザとアンテナ基材との接合部分を拡大して示す図である。
【図３】本発明のＩＣタグを製造する際の各要素の状態を示す図である。
【図４】本発明のＩＣタグの製造工程を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ＩＣタグ
１０  インレット
１１  基部
１２  導電部
１３  ＩＣチップ
１４  粘着部
２０  アンテナ基材
２１  基部
２２  アンテナ
３１  溶着部
３２  溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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