(57)【要約】【課題】基板に形成された配線パターンとICチップとの電気的接続を確実に確保することができ、製造が容易で、安価に製造することができるICタグおよびその製造方法を提供する。【解決手段】アルミニウムからなる配線パターン５が形成された基板６と、前記配線パターン５にバンプ８ａを圧接して前記基板６に接着して搭載されたICチップ８と、前記基板６の前記ICチップ８が搭載された面とは反対面に配置され、前記基板６よりも剛性の高い材料からなる反発材１４と、前記基板６、ICチップ８および反発材１４を覆う外装材１０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムからなる配線パターンが形成された基板と、
前記配線パターンにバンプを圧接して前記基板に接着して搭載されたICチップと、
前記基板の前記ICチップが搭載された面とは反対面に配置され、前記基板よりも剛性の高い材料からなる反発材と、
前記基板、ICチップおよび反発材を覆う外装材とを備えることを特徴とするICタグ。
【請求項２】
前記反発材は、前記バンプと前記配線パターンとが当接する部位が、反発材の平面領域内に含まれる大きさおよび配置に設けられることを特徴とする請求項１記載のICタグ。
【請求項３】
前記基板との間で前記反発材を挟む配置に、前記外装材よりも剛性の高い材料からなる補強板が設けられ、
前記外装材は、前記基板、ICチップ、反発材および補強板を覆うことを特徴とする請求項１または２記載のICタグ。
【請求項４】
前記基板と、ICチップと、反発材とを厚さ方向に挟む配置に、前記外装材よりも剛性の高い材料からなる、一対の補強板が設けられ、
前記外装材は、前記基板、ICチップ、反発材および補強板を覆うことを特徴とする請求項１または２記載のICタグ。
【請求項５】
前記基板と、ICチップと、反発材と、補強板とが、接着剤により一体に接着されて形成されていることを特徴とする請求項３または４記載のICタグ。
【請求項６】
前記基板には、前記基板のICチップが搭載される面側から、前記基板と、前記反発材の外側域と、前記補強板との間に接着剤を供給する貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項５記載のICタグ。
【請求項７】
アルミニウムからなる配線パターンが形成された基板と、該基板の前記配線パターンが形成された面と反対面側に配置される反発材と、前記基板との間で前記反発材を挟む配置に配置される補強板とを積み重ねた状態で、前記基板上に接着剤を供給する工程と、
加熱・加圧ヘッによりICチップを保持し、前記接着剤を介して前記ICチップに設けられたパッドを前記配線パターンに押接する工程と、
前記加熱・加圧ヘッドにより、前記ICチップと、基板と、反発材と、補強板とを加圧した状態で、前記接着剤を熱硬化させ、前記ICチップと、基板と、反発材と、補強板とを一体に接着し接着体を形成する工程と、
前記接着体を外装材によって封止する工程とを備えることを特徴とするICタグの製造方法。
【請求項８】
前記加熱・加圧ヘッによりICチップを保持して押接する工程において、
前記加熱・加圧ヘッドにより、補強板を介して前記ICチップを基板に押接し、該補強板が一体に接着された接着体を形成することを特徴とする請求項７記載のICタグの製造方法。
【請求項９】
前記基板上に供給される接着剤を基板の下面側に供給する貫通孔を設けた基板を使用し、
前記加熱・加圧ヘッによりICチップを保持して押接する工程において、前記貫通孔から前記基板と、前記反発材の外側域と、前記補強板間に接着剤を供給して前記接着体を形成することを特徴とする請求項７または８記載の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タグおよびその製造方法に関し、より詳細には、アンテナ材料にアルミニウムを使用したICタグおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ICタグは、電子機器との間で情報の読み取り・書き込みを行う機能を備え、その機能を利用して、物品管理等の種々の用途に利用されている。ICタグは、無線通信によって電子機器との間で情報を送受信するために、送受信用のアンテナと、情報の記憶・制御を行うICチップとを備える。
【０００３】
図８は、ICタグのICチップ搭載部分の構成を示している。ICタグ２０は、配線パターン５が形成された基板６上に、ICチップ８を搭載し、基板６およびICチップ８を含めた全体をウレタン樹脂等からなる外装材１０によって封止して形成される。基板６上に形成される配線パターン５はアンテナパターンとして形成され、ICチップ８はアンテナパターンの端部に接続される。外装材１０は、ICチップ８とアンテナパターンとを包含するように封止し、アンテナパターンを含む基板６とICチップ８を保護するとともに、ICタグ２０を保形している。
【特許文献１】特開２００５−１５７７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８に示したICタグ２０は、安価に製造するために、基板６にPET等の樹脂材を使用し、配線パターン（アンテナ材料）５をアルミニウムによって形成している。ICチップ８と配線パターン５との間の電気的接続は、接着剤９を挟んでICチップ８と基板６とを加圧および加熱し、接着剤９の硬化収縮力と接着力により、ICチップ８のバンプ８ａを配線パターン５に圧接することによる。
【０００５】
ICチップ８の搭載形態をこのようにしているのは、ICタグ２０の組み立てを簡素化してICタグ２０を安価に製造できるようにするためである。しかしながら、アルミニウムは銅などと比較すると電気的接続についての信頼性が劣るという問題と、アルミニウムは銅などと比較すると軟らかい素材であるために、配線パターン５とICチップ８との接合信頼性が劣るという問題がある。
【０００６】
ICタグ２０は、さまざまに使用されるものであり、物品に取り付けて使用される場合にも、いろいろな取り付け方をされる。ICタグ２０は、それ自体、ある程度の柔軟性を備えているから、湾曲した形態で取付けられるといったことがしばしば起こり得る。したがって、ICタグ２０には、種々の使用状態、用途においても、ICチップと配線パターンとの電気的接続が確実に確保できるようにすることが求められる。
【０００７】
本発明は、これらの従来のICタグにおける課題を解決すべくなされたものであり、基板に形成された配線パターンとICチップとの電気的接続を確実に確保することができ、また製造も容易で、安価に製造することが可能なICタグおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を備える。
すなわち、本発明に係るICタグは、アルミニウムからなる配線パターンが形成された基板と、前記配線パターンにバンプを圧接して前記基板に接着して搭載されたICチップと、前記基板の前記ICチップが搭載された面とは反対面に配置され、前記基板よりも剛性の高い材料からなる反発材と、前記基板、ICチップおよび反発材を覆う外装材とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記反発材は、前記バンプと前記配線パターンとが当接する部位が、反発材の平面領域内に含まれる大きさおよび配置に設けられることによって、前記バンプと配線パターンとの接続部に、反発材による反力を効果的に作用させることができ、バンプと配線パターンとの電気的接続が確実になる。
また、前記基板との間で前記反発材を挟む配置に、前記外装材よりも剛性の高い材料からなる補強板が設けられ、前記外装材は、前記基板、ICチップ、反発材および補強板を覆う構成とすることによって、さらにバンプと配線パターンとの電気的接続が確実になる。また、前記基板と、ICチップと、反発材とを厚さ方向に挟む配置に、前記外装材よりも剛性の高い材料からなる、一対の補強板が設けられ、前記外装材は、前記基板、ICチップ、反発材および補強板を覆う構成とすることによって、さらにバンプと配線パターンとの電気的接続が確実になる。
【００１０】
また、ICタグの製造方法として、アルミニウムからなる配線パターンが形成された基板と、該基板の前記配線パターンが形成された面と反対面側に配置される反発材と、前記基板との間で前記反発材を挟む配置に配置される補強板とを積み重ねた状態で、前記基板上に接着剤を供給する工程と、加熱・加圧ヘッによりICチップを保持し、前記接着剤を介して前記ICチップに設けられたパッドを前記配線パターンに押接する工程と、前記加熱・加圧ヘッドにより、前記ICチップと、基板と、反発材と、補強板とを加圧した状態で、前記接着剤を熱硬化させ、前記ICチップと、基板と、反発材と、補強板とを一体に接着し接着体を形成する工程と、前記接着体を外装材によって封止する工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記加熱・加圧ヘッによりICチップを保持して押接する工程において、前記加熱・加圧ヘッドにより、補強板を介して前記ICチップを基板に押接し、該補強板が一体に接着された接着体を形成することにより、補強板によって、ICチップ、基板、反発材が厚さ方向に挟まれたICタグが得られる。
また、前記基板上に供給される接着剤を基板の下面側に供給する貫通孔を設けた基板を使用し、前記加熱・加圧ヘッによりICチップを保持して押接する工程において、前記貫通孔から前記基板と、前記反発材の外側域と、前記補強板間に接着剤を供給して前記接着体を形成することによって、基板の下面側に接着剤を確実に供給して、接着体を形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るICタグによれば、ICチップに設けられたバンプと基板に形成された配線パターンとの接続部における圧接力が、反発材による反力の作用によって強められる。また、前記反力による作用が常時、バンプと配線パターンとの圧接部分に作用することによって、ICチップと基板との電気的接続の信頼性を向上させることができる。また、本発明に係るICタグの製造方法によれば、反発材および補強板を備えたICタグを容易に製造ずることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るICタグの実施の形態と、その製造方法について添付図面とともに詳細に説明する。
（ICタグ）
図１は、本発明に係るICタグの一実施形態の構成を示す断面図である。
本実施形態のICタグ２０は、基板６に形成された配線パターン５に、ICチップ８のバンプ８ａを、接着剤９の接着力と硬化収縮力により圧接することによって、配線パターン５とICチップ８とを電気的に接続する構造を基本構成とする。本実施形態では基板６としてPETを使用し、この基板６上に所定のアンテナパターンとなるようにアルミニウムからなる配線パターン５を形成している。ICチップ８の金バンプ等からなるバンプ８ａは、配線パターン５の端部に圧接される。
【００１４】
本実施形態のICタグ２０において特徴的な構成は、基板６とICチップ８を厚さ方向に挟む配置に一対の補強板１２ａ、１２ｂを配置したこと、補強板１２ｂと基板６との間に反発材１４を介装したことにある。
補強板１２ａ、１２ｂはICチップ８の平面寸法よりも若干大きく形成する。反発材１４は、ICチップ８の平面寸法と同程度の大きさ、すなわち、バンプ８ａと配線パターン５とが当接する部位が反発材１４の平面領域内に含まれる大きさに設定する。
【００１５】
補強板１２ａ、１２ｂと、ICチップ８と、基板６と、反発材１４とを、接着剤９によって一体的に接着するため、基板６を厚さ方向に貫通する貫通孔６ａを設ける。この貫通孔６ａは、基板６を挟んでICチップ８を配置する側とは反対側に接着剤９を供給するためのものである。したがって、貫通孔６ａは、反発材１４が配置される平面領域の外側に設ける。貫通孔６ａは基板６と補強板１２ｂとの間に接着剤９を供給できればよく、貫通孔６ａの配置数、配置位置はとくには限定されない。
【００１６】
ICタグ２０は、一対の補強板１２ａ、１２ｂの間に各部材を挟む配置とし、接着剤９により一体化された接着体の全体が、外装材１０によって封止され、保形された状態に形成される。
この構成により、ICチップ８と基板６とは、補強板１２ａ、１２ｂによって、厚さ方向に挟圧支持された状態になる。補強板１２ａ、１２ｂは、ICチップ８と基板６との間で挟圧力（圧縮力）を有効に作用させ、ICタグ２０を保形する作用をなす。反発材１４も、ICタグ２０を保形する作用をなす。
【００１７】
本実施形態では、基板６の材料にPETを使用し、基板６に形成する配線パターン５をアルミニウムによって形成している。したがって、ICチップ８と基板６との間で挟圧力を作用させると、バンプ８ａと配線パターン５との当接部分が、たわんだ形態（凹んだ形態）となる。このバンプ８ａと配線パターン５との接続部は、バンプ８ａと配線パターン５とが当接しているのみであるから、ICタグ２０が湾曲したり、外部環境の温度が変化したりすると、バンプ８ａと配線パターン５との圧接力が変動する可能性がある。
【００１８】
本実施形態のICタグ２０は、補強板１２ａ、１２ｂによってICチップ８と基板６とを強固に挟圧し、反発材１４を介して基板６を挟圧する構成としたことにより、バンプ８ａと配線パターン５との圧接力がこれらの部材を有しない場合とくらべて増強される。すなわち、反発材１４を積層体内に介在させることにより、反発材１４の反力がバンプ８ａと配線パターン５との当接部に作用するようになる。これによって、ICタグ２０の変形や外部環境温度の変動ガあっても、バンプ８ａと配線パターン５との当接部分に十分な圧接力が作用し、バンプ８ａと配線パターン５との電気的接続を確保することができる。
【００１９】
図２は、バンプ８ａと配線パターン５の当接部分を拡大して示している。上述したように、補強板１２ａ、１２ｂにより、ICチップ８、基板６および反発材１４を厚さ方向に挟み、これらの部材を接着剤９によって一体に接着することにより、反発材１４の反力が、バンプ８ａと配線パターン５とを互いに押接させる向きに作用する。このバンプ８ａと配線パターン５とを互いに押接させる作用は、ICタグ２０が変形したような場合でも常時作用するから、これによって、バンプ８ａと配線パターン５との電気的接続が確実になされるようになる。
【００２０】
補強板１２ａ、１２ｂには、支持力を確保するために、外装材１０よりも強度の高い材料を使用する。また、反発材１４には、基板６および配線パターン５よりも剛性の高い材料を使用する。
本実施形態では、外装材１０としてウレタンを使用し、補強板１２ａ、１２ｂとして、ガラスエポキシ基板を使用している。また、反発材１４として、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート等の一般に、エンジニアリングプラスティックと称される材料を使用する。これらのエンジニアリングプラスチックは、基板６に使用するPETにくらべて剛性が高い材料である。
【００２１】
（ICタグの製造方法）
図３〜６は、図１に示したICタグ２０の製造工程を示す。
図３は、ステージ３０上に補強板１２ｂと、反発材１４と、基板１６とをこの順に重ねて配置し、基板１６の上面に、ノズル３２から接着剤９を供給する工程を示す。補強板１２ｂ等をステージ３０に配置する方法としては、各部品を順次重ねて供給する方法の他に、補強板１２ｂ、反発材１４、基板６をあらかじめ重ねて仮接着したものを供給する方法も可能である。接着剤９は、ICチップ８と基板６との間、および基板６と補強板１２ｂとの間を充填するに十分な量を供給する。基板６には、補強板１２ｂ側に接着剤９を行きわたらせるための貫通孔６ａが設けられている。
【００２２】
図４は、加熱・加圧ヘッド３４に補強板１２ａとICチップ８とを吸着支持し、ICチップ８を基板６に押接する工程を示す。
この押接工程においては、補強板１２ａにICチップ８を仮接着しておき、加熱・加圧ヘッド３４により補強板１２ａとICチップ８とを吸着支持して基板６に接合することができる。また、加熱・加圧ヘッド３４にICチップ８を吸着支持して、基板６にICチップ８を仮接合し、次いで、加熱・加圧ヘッド３４に補強板１２ａを吸着支持し、ICチップ８とともに補強板１２ａを基板６に向け押圧して本接合することもできる。
【００２３】
図５は、加熱・加圧ヘッド３４により、ICチップ８と補強板１２ａとを基板６に向けて加熱しながら加圧し、接着剤９を熱硬化させて、各部材を一体的に接着する工程を示す。接着剤９には、たとえばエポキシ系の熱硬化型の接着剤を使用することができる。
基板６の上方からICチップ８を基板６に向けて押圧すると、接着剤９が基板６上で押し広げられ、ICチップ８と基板６との間を封止し、接着剤９の一部が貫通孔６ａから基板６と補強板１２ｂとの間に進入する。補強板１２ｂ側に進入した接着剤９は、反発材１４の外周囲において基板６と補強板１２ｂとの間をメニスカス状に充填する。
この状態で、加熱・加圧ヘッド３４により各部材を加圧しながら加熱することによって、接着剤９が熱硬化して、補強板１２ａ、１２ｂ、ICチップ８、基板６、反発材１４が一体に接着される。
【００２４】
図６は、外装材１０によって、ICチップ８、基板６、反発材１４、補強板１２ａ、１２ｂの接着体の外面を封止する工程を示す。
この封止工程では、ステージ３６に外装材１０を配置し、その上に接着体をのせ、外装材１０を接着体に被せた状態で、加熱・加圧ヘッド３８により外装材１０を加熱しながら加圧して接着体を封止する。
本実施形態では、ステージ３６にウレタンフィルムを配置し、接着体の上にウレタンフィルムを被せて、加熱・加圧ヘッド３８により１５０℃〜１６０℃に加熱して接着体を封止した。こうして、図１に示すICタグ２０が得られる。
【００２５】
本実施形態のICタグの製造方法は、ICチップ８と基板６とを接着剤９により接着し、ICチップ８のバンプ８ａを基板６の配線パターン５に圧接する方法によってICチップ８と基板６とを接合する方法とすることによって、容易にICタグを製造することができる。また、反発材１４および補強板１２ａ、１２ｂを組み合わせる方法も、反発材１４および補強板１２ａ、１２ｂを基板６に位置合わせして配置する方法によるから、反発材１４および補強板１２ａ、１２ｂを組み合わせてICタグ２０を製造することも容易である。
【００２６】
本製造方法によれば、反発材１４および補強板１２ａ、１２ｂを備えたICタグ２０を量産することが容易であり、ICタグ２０の製造コストを抑えて製造することができる。また、本製造方法によって得られるICタグ２０は、反発材１４の反力を利用して、ICチップ８と配線パターン５との接続部の電気的接続の信頼性を向上させることができ、信頼性の高いICタグ２０として提供することができる。
【００２７】
なお、上記実施形態の製造工程においては、補強板１２ａ、１２ｂとICチップ８、基板６、反発材１４を接着剤９により一体的に積層した接着体を形成した後に、外装材１０によって接着体を封止した。この工程とは別の方法として、補強板１２ａ、１２ｂについては、外装材１０によって封止する際に、ICチップ８、基板６、反発材１４を挟むように配置して接着体と一体化する方法も可能である。もしくは、補強板１２ｂについては、接着工程において、ICチップ８、基板６、反発材１４とともに一体的に接着し、外装材１０によって封止する工程において、残りの補強板１２ａを接着体に一体化する方法も可能である。
【００２８】
（ICタグの他の構成例）
図７は、ICタグの他の実施の形態を示す。本実施形態のICタグ２１は、補強板１２を基板６の反発材１４を配置する側のみに配置したものである。すなわち、補強板１２と基板６との間で反発材１４を挟む配置とし、補強板１２と基板６とを接着剤９によって一体的に接合している。ICチップ８については、単に基板６に接合する。
本実施形態のICタグ２１のように、基板６と補強板１２とを接着剤９によって一体的に接合し、基板６にICチップ８を接着する構成とした場合も、ICチップ８のバンプ８ａと配線パターン５との接続部に反発材１４による反力が作用する。これによって、ICチップ８と基板６との電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
本実施形態のICタグ２１を形成する場合は、ICチップ８と基板６と反発材１４とを接着剤９により一体的に接合する際に、ICチップ８の上面に補強板を配置せずに一体化すればよい。
補強板１２を反発材１４を配置する側のみに配置してICタグ２０を形成する方法によれば、部品点数を少なくすることができ、ICタグ２０の製造コストを低減させることができるという利点がある。
前述した実施形態における、積層体の両面に補強板１２ａ、１２ｂを配置する構成の場合は、積層体の保形性が良好であり、反発材１４による反力を利用してバンプ８ａと配線パターン５との接続信頼性を向上させる作用がさらに有効となる。
【００３０】
なお、上記各実施形態において説明したICタグは、いずれも補強板を備える形態のものである。外装材１０が一定程度の保形性を有するものであれば、補強板を使用せずに、基板６の下面（ICチップ搭載面とは反対面）に反発材１４を接合する形態とすることも可能である。この場合には、ICチップ８と基板６と反発材１４を組み立てる際に、接着剤９を反発材１４が配置された側に回り込ませて一体に接着してもよいし、反発材１４を単に基板６に接着してもよい。また、基板１０にICチップ８を接着した後、外装材１０によって封止する際に、反発材１４を基板６のICチップ搭載面の反対面に配置し、外装材１０とともに封止して組み立てることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ICタグの構成例を示す断面図である。
【図２】バンプと配線パターンとの接合部分を拡大して示す断面図である。
【図３】基板に接着剤を供給した状態を示す説明図である。
【図４】基板にICチップを接着する工程を示す説明図である。
【図５】接着剤により積層体を一体化する工程を示す説明図である。
【図６】外装材により封止する工程を示す説明図であるである。
【図７】ICタグの他の構成を示す断面図である。
【図８】ICタグの従来の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
５  配線パターン
６  基板
６ａ  貫通孔
８  ICチップ
８ａ  バンプ
９  接着剤
１０  外装材
１２、１２ａ、１２ｂ  補強板
１４  反発材
１６  基板
２０、２１  ICタグ
３０  ステージ
３４  加熱・加圧ヘッド
３６  ステージ
３８  加熱・加圧ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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