(57)【要約】      （修正有）【課題】筺体内に充填される樹脂の冷却時の収縮を抑制して無線ＩＣタグの反りの発生を防止する。【解決手段】無線ＩＣタグの製造方法は、一面が開口した筺体２内に、ＩＣチップ４２およびアンテナ４３を有するＩＣタグ本体３を配置する第１工程と、ＩＣタグ本体３を覆うように筺体２内に被覆樹脂７を流し込む第２工程とを有する。被覆樹脂７は、グラスファイバーが配合されている。【選択図】図３
2013092928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面が開口した筺体内に、ＩＣチップおよびアンテナを有するＩＣタグ本体を配置する第１工程と、
前記ＩＣタグ本体を覆うように前記筺体内に被覆樹脂を流し込む第２工程とを有し、
前記被覆樹脂は、グラスファイバーが配合されていることを特徴とする無線ＩＣタグの製造方法。
【請求項２】
前記被覆樹脂の主成分がポリブチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣタグの製造方法。
【請求項３】
一面が開口した筺体と、
ＩＣチップおよびアンテナを有し、前記筺体内に配置されるＩＣタグ本体と、
前記ＩＣタグ本体を覆うと共に、前記ＩＣタグ本体と前記筺体の内面との隙間に充填された被覆樹脂とを備え、
前記被覆樹脂は、グラスファイバーが配合されていることを特徴とする無線ＩＣタグ。
【請求項４】
前記被覆樹脂の主成分がポリブチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項３に記載の無線ＩＣタグ。
【請求項５】
前記筺体の主成分が、ポリフェニレンサルファイドであることを特徴とする請求項３または４に記載の無線ＩＣタグ。
【請求項６】
前記ＩＣタグ本体は、
基板と、
前記基板の前記筺体の底面側に配置され、前記ＩＣチップおよび前記アンテナが設けられたベースフィルムを有するインレイとを備え、
前記基板または前記筺体は、前記ＩＣチップと対向する位置に凹部を有することを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の無線ＩＣタグ。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の無線ＩＣタグを用いたことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ＩＣタグ本体を筺体内に配置して筺体内に樹脂を流し込むことで製造される無線ＩＣタグおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムで用いられる無線ＩＣタグは、データを記憶するＩＣチップと、リーダからの電磁波を送受信するアンテナとを備えている。電磁波をアンテナが受信すると共振作用により起電力が発生し、この起電力によりＩＣチップが起動して、チップに記憶された情報がアンテナから発信される。
【０００３】
従来から、無線ＩＣタグとして、一面が開口した筺体内に、ＩＣチップとアンテナを備えるＩＣタグ本体を配置して、筺体内に熱可塑性樹脂を流し込んでＩＣタグ本体を樹脂に埋設させたものがある。例えば、特許文献１の無線ＩＣタグでは、筺体内に充填される熱可塑性樹脂として、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）や、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）などを用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３２１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＰＰＳ樹脂やＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂は、冷却される際に収縮するため、筺体内に高温の熱可塑樹脂を流し込んで硬化させると、筺体とＩＣタグ本体は収縮せずに充填樹脂だけが収縮して、無線ＩＣタグに反りが生じる場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、筺体内に充填される樹脂の冷却時の収縮を抑制して反りの発生を防止できる無線ＩＣタグとその製造方法、および、この無線ＩＣタグを用いた無線通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
第１の発明に係る無線ＩＣタグの製造方法は、一面が開口した筺体内に、ＩＣチップおよびアンテナを有するＩＣタグ本体を配置する第１工程と、前記ＩＣタグ本体を覆うように前記筺体内に被覆樹脂を流し込む第２工程とを有し、前記被覆樹脂は、グラスファイバーが配合されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、被覆樹脂にグラフファイバーを配合したことで、筺体内に充填された被覆樹脂が冷める際の収縮を抑制でき、その結果、無線ＩＣタグに反りが生じるのを防止できる。
【０００９】
第２の発明に係る無線ＩＣタグの製造方法は、第１の発明において、前記被覆樹脂の主成分がポリブチレンテレフタレートであることを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、無線ＩＣタグの耐熱性を向上させることができる。
【００１１】
第３の発明に係る無線ＩＣタグは、一面が開口した筺体と、ＩＣチップおよびアンテナを有し、前記筺体内に配置されるＩＣタグ本体と、前記ＩＣタグ本体を覆うと共に、前記ＩＣタグ本体と前記筺体の内面との隙間に充填された被覆樹脂とを備え、前記被覆樹脂は、グラスファイバーが配合されていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によると、第１の発明と同様の効果を奏する。
【００１３】
第４の発明に係る無線ＩＣタグは、第３の発明において、前記被覆樹脂の主成分がポリブチレンテレフタレートであることを特徴とする。
【００１４】
この構成によると、無線ＩＣタグの耐熱性を向上させることができる。
【００１５】
第５の発明に係る無線ＩＣタグは、第３または第４の発明において、前記筺体の主成分が、ポリフェニレンサルファイドであることを特徴とする。
【００１６】
この構成によると、筺体の耐熱性を向上させることができる。また、ポリフェニレンサルファイドとポリブチレンテレフタレートとの接着性が高いため、筺体と被覆樹脂とを確実に接着させることができる。
【００１７】
第６の発明に係る無線ＩＣタグは、第３〜第５のいずれかの発明において、前記ＩＣタグ本体は、基板と、前記基板の前記筺体の底面側に配置され、前記ＩＣチップおよび前記アンテナが設けられたベースフィルムを有するインレイとを備え、前記基板または前記筺体は、前記ＩＣチップと対向する位置に凹部を有することを特徴とする。
【００１８】
この構成によると、基板または筺体のＩＣチップと対向する位置に凹部を設けたことにより、被覆樹脂の射出圧によって、インレイのＩＣチップが設けられた部分が、筺体の底面に押し付けられるのを防止できる。したがって、ＩＣチップの破損を防止できる。
【００１９】
第７の発明に係る無線通信システムは、第３〜第６のいずれかの発明の無線ＩＣタグを用いたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る無線ＩＣタグの断面図である。
【図２】基板をインレイ側から見た平面図である。
【図３】無線ＩＣタグの製造工程の一部を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る無線ＩＣタグの断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る無線ＩＣタグの断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る無線ＩＣタグの断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る無線ＩＣタグの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の無線ＩＣタグ１は、一面が開口した直方体状の筺体２と、筺体２内に配置されたＩＣタグ本体３および被覆樹脂７を備えている。無線ＩＣタグ１は、例えば物品１００に装着されて、図示しないリーダと無線通信する。無線ＩＣタグ１とリーダとによって、無線通信システムが構成される。
【００２２】
筺体２は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性の高い合成樹脂を主成分として形成されている。筺体２には、グラスファイバー（ＧＦ）が１０〜４０％配合されていてもよい。また、図示は省略するが、筺体２の側壁部には、無線ＩＣタグ１を物品１００にネジで固定するためのネジ孔が形成されている。
【００２３】
ＩＣタグ本体３は、矩形板状の部材である。ＩＣタグ本体３は、基板５と、この基板５に接着層６を介して取り付けられるインレイ（インレット）４とで構成される。ＩＣタグ本体３は、インレイ４が筺体２の底面２ａと対向するように筺体２内に配置される。
【００２４】
インレイ４は、ベースフィルム４１と、ベースフィルム４１の片面に設けられたＩＣチップ４２およびアンテナ４３を有する。インレイ４は、アンテナ４３側の面が接着層６を介して基板５に接着されており、ベースフィルム４１は、筺体２の底面２ａと接触している。
【００２５】
ベースフィルム４１は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの電気絶縁性を有する合成樹脂で形成されており、その厚みはほぼ一定である。
【００２６】
アンテナ４３は、ダイポールアンテナであって、例えば銅などの導電性材料で形成されている。アンテナ４３は、配線、蒸着、エッチング処理、またはスクリーン印刷などによって、ベースフィルム４１の表面に形成されている。
【００２７】
図２に示すように、ＩＣチップ４２は、ベースフィルム４１の中央部に設けられており、アンテナ４３に電気的に接続されている。なお、図２は基板５の平面図であるため、ＩＣチップ４２は本来表れないが、説明のために表示している。ＩＣチップ４２の直径は、例えば４００〜１０００μｍである。また、ＩＣチップ４２の厚みは、アンテナ４３の厚みよりも厚くなっている。そのため、ベースフィルム４１が、筺体２の底面２ａと接触した状態では、インレイ４の中央部（ＩＣチップ４２が設けられた部分）は、底面２ａと反対側（基板５側）に突出している。
【００２８】
接着層６は、ＩＣチップ４２とアンテナ４３を覆うと共に、ベースフィルム４１のＩＣチップ４２またはアンテナ４３が設けられていない部分を覆っている。接着層６は、例えばアクリル系接着剤などで構成されており、電気絶縁性を有する。
【００２９】
基板５は、矩形板状の部材であって、補助アンテナ層５１と、スペーサ層５２と、グランド層５３との積層体で構成されている。基板５の補助アンテナ層５１側に接着層６とインレイ４が配置されている。基板５の厚みは、例えば０．５〜５ｍｍである。
【００３０】
スペーサ層５２は、電気絶縁性材料で形成されている。具体的には、例えば、熱硬化ポフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、エポキシ、シリコーン、フッ素、フェノールなどの合成樹脂を主成分とし、ガラスクロスに樹脂を含浸させたものであってもよく、グラフファイバーが混練されたものであってもよい。スペーサ層５２の中央部（詳細には、接着層６を介してＩＣチップ４２に対向する位置）には、円形状の凹部５２ａが形成されている。凹部５２ａの直径は、ＩＣチップ４２よりも大きく、例えば２〜５ｍｍが好ましい。また、凹部５２ａの深さは、ＩＣチップの厚み以上であって、０．２ｍｍ以上が好ましい。なお、凹部５２ａの形状は、円形状に限定されるものではない。
【００３１】
補助アンテナ層５１およびグランド層５３は、例えば銅などの導電性材料で形成されており、その厚みは、１〜１００μｍである。また、図２に示すように、補助アンテナ層５１の中央部（ＩＣチップ４２に対応する位置）には、孔５１ａが形成されている。孔５１ａは、スペーサ層５２に設けられた凹部５２ａよりも大きい。なお、孔５１ａの代わりに、切り欠きを設けてもよい。
【００３２】
基板５は、部品１００が無線通信を妨害する材料（例えば、金属などの導電性材料、紙やガラスなどの誘電体材料、磁性体材料）を含む場合であっても通信特性が劣化するのを防止する機能を有する。具体的には、グランド層５３によって、金属などの通信妨害物の影響を抑えることができる。また、補助アンテナ層５１は通信周波数の電磁波に対して共振するように構成されており、補助アンテナ層５１のＩＣチップ４２に対応する位置に孔５１ａを設けたことで孔５１ａの縁に電流が流れ、磁界が発生するため、孔５１ａを横断するようにアンテナ４３が配置されていることで、アンテナ４３に誘導電流が発生し、ＩＣチップ４２が起動する。そのため、補助アンテナ４３による無線通信が可能となり、その結果、無線ＩＣタグ１の通信可能距離を延ばすことができる。
【００３３】
被覆樹脂７は、ＩＣタグ本体３を覆うと共に、ＩＣタグ本体３と筺体２の内面との隙間に充填されている。被覆樹脂７は、主成分がポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であって、グラスファイバーが１０〜４０％配合されている。
【００３４】
次に、無線ＩＣタグ１の製造工程について説明する。
【００３５】
凹部５２ａを形成したスペーサ層５２の両面に補助アンテナ層５１とグランド層５３を貼り付けて基板５を作成し、この基板５の補助アンテナ層５１側の表面に接着層６を介してインレイ４を取り付けて、ＩＣタグ本体３を作成する。次に、図３（ａ）に示すように、射出成形などで作成された筺体２の内側に、ＩＣタグ本体３を配置して、図３（ｂ）に示すように、被覆樹脂７となる高温の樹脂材料を基板５の表面に向かって高圧で射出して筺体２内に流し込む。そして、図３（ｃ）に示すように、筺体２の開口縁まで被覆樹脂７を充填した後、冷却して被覆樹脂７を硬化させる。
【００３６】
本実施形態の無線ＩＣタグ１によると、被覆樹脂７にグラフファイバーを配合したことで、筺体２内に充填された被覆樹脂７が冷める際の収縮を抑制でき、その結果、無線ＩＣタグ１に反りが生じるのを防止できる。
【００３７】
充填樹脂としてＰＰＳ樹脂を用いた場合、成形加工時にＰＰＳ樹脂からガスが発生して、内部に空隙が生じるため、高温環境下では空隙内のガスが膨張して、無線ＩＣタグが変形してしまう場合がある。また、充填樹脂としてＡＢＳ樹脂を用いた場合には、ＡＢＳ樹脂の耐熱温度が７０〜１００℃と低いため、高温環境下では熱により変形してしまう場合がある。一方、本実施形態では、被覆樹脂７の主成分がポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であるため、無線ＩＣタグ１の耐熱性を向上させることができる。
【００３８】
また、筺体２の主成分をポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）とすることで、筺体２の耐熱性を向上させることができる。また、ＰＰＳとＰＢＴとの接着性が高いため、筺体２と被覆樹脂７とを確実に接着させることができる。
【００３９】
また、無線ＩＣタグ１の製造工程において、被覆樹脂７を基板５の表面に向かって筺体２内に射出したとき、基板５には射出圧がかかる。そのため、基板５に凹部５２ａが設けられていない場合には、インレイ４のＩＣチップ４２が設けられた部分が、射出圧によって筺体２の底面２ａに押し付けられ、ＩＣチップ４２が破損する場合がある。一方、本実施形態では、基板５のＩＣチップ４２と対向する位置に凹部５２ａを設けているため、被覆樹脂７の射出圧によって、インレイ４のＩＣチップ４２が設けられた部分が、筺体２の底面２ａに押し付けられるのを防止できる。したがって、ＩＣチップ４２の破損を防止できる。
【００４０】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【００４１】
上記実施形態では、被覆樹脂７の主成分がＰＢＴであるが、ＰＢＴ以外の樹脂を用いてもよい。
【００４２】
インレイ４は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、ベースフィルム４１の両面にアンテナ４３が形成された構成でもよい。
【００４３】
上記実施形態では、ベースフィルム４１の片面にアンテナ４３とＩＣチップ４２が設けられたインレイ４を、接着層６によって基板５に貼り付けているが、アンテナ４３と補助アンテナ層５１との間に電気絶縁体層が配置される構成であれば、上記実施形態の構成に限定されない。
【００４４】
補助アンテナ層５１と接着層６の間に、電気絶縁性材料で形成された第２スペーサ層を配置してもよい。この場合、例えば図４および図５に示すように、第２スペーサ層２０８の中央部に孔２０８ａ（または凹部）が設けられていてもよい。補助アンテナ層５１とグランド層５３との間に位置するスペーサ層は、図４に示すように、凹部５２ａが設けられたスペーサ層５２であってもよく、図５に示すように、凹部が設けられていないスペーサ層２５２であってもよい。図４および図５では、第２スペーサ層２０８、補助アンテナ層５１、スペーサ層５２、２５２およびグランド層５３の積層体が、本発明の「凹部が設けられた基板」を構成する。
【００４５】
また、第２スペーサ層を配置する場合、例えば図６に示すように、第２スペーサ層３０８に孔や凹部を設けずに、スペーサ層５２にのみ凹部５２ａを設けてもよい。図６では、補助アンテナ層５１、スペーサ層５２およびグランド層５３の積層体が、本発明の「凹部が設けられた基板」を構成する。第２スペーサ層３０８に孔を設けない場合、インレイ４のＩＣチップ４２が設けられた部分は、第２スペーサ層３０８と筺体２の底面２ａとの間で挟まれるものの、第２スペーサ層３０８は、スペーサ層５２よりも薄く剛性が低いため、スペーサ層５２に凹部５２ａを設けない場合よりもＩＣチップ４２に加わる射出圧を低減できる。
【００４６】
上記実施形態では、基板５に凹部５２ａを設けているが、例えば図７に示すように、基板４０５（スペーサ層４５２）に凹部を設けずに、筺体４０２の底面のＩＣチップ４２と対向する位置に凹部４０２ｂを設けてもよい。この場合であっても、上記実施形態と同様に、被覆樹脂７の射出圧によって、インレイ４のＩＣチップ４２が設けられた部分が、筺体４０２の底面に押し付けられるのを防止でき、ＩＣチップ４２の破損を防止できる。
【符号の説明】
【００４７】
１  無線ＩＣタグ
２、４０２  筺体
２ａ  底面
３  ＩＣタグ本体
４  インレイ
５、４０５  基板
６  接着層
７  被覆樹脂
４１  ベースフィルム
４２  ＩＣチップ
４３  アンテナ
５１  補助アンテナ層
５２、２５２、４５２  スペーサ層
５２ａ  凹部
５３  グランド層
２０８、３０８  第２スペーサ層
２０８ａ  孔
４０２ｂ  凹部
【図１】
2013092928.tif 000003
【図２】
2013092928.tif 000004
【図３】
2013092928.tif 000005
【図４】
2013092928.tif 000006
【図５】
2013092928.tif 000007
【図６】
2013092928.tif 000008
【図７】
2013092928.tif 000009