JP4674710B2 - Manufacturing method of wireless IC tag - Google Patents
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Description
本発明は、無線ＩＣタグの製造方法に関する。より詳しくは、通信特性に優れたアンテナ回路を有する無線ＩＣタグであって、コストの低い、薄型の無線ＩＣタグの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a wireless IC tag. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a wireless IC tag having an antenna circuit with excellent communication characteristics, which is low in cost and thin.
無線ＩＣタグ（無線ＩＣカードを含む。以下、原則として「ＩＣタグ」と記す。）は、一般的に、樹脂フイルム等の絶縁性基材の表面にアンテナ回路が形成されており、前記アンテナ回路が形成された基材上にＩＣチップが搭載されて、前記ＩＣチップとアンテナ回路とが接続された構造を有している。 A wireless IC tag (including a wireless IC card; hereinafter, in principle, referred to as an “IC tag”) generally has an antenna circuit formed on the surface of an insulating substrate such as a resin film. An IC chip is mounted on the substrate on which the IC chip is formed, and the IC chip and the antenna circuit are connected.
ＩＣタグは、ＩＣチップを備えているため、記録できる情報量が、バーコードや識別タグに比べて桁違いに多く、新たな情報が自由に書き込めるようにすることも可能である。特に、平面型のＩＣタグは、持ち運びや、物品への取付けに便利であるため、広く用いられている。 Since the IC tag includes an IC chip, the amount of information that can be recorded is much larger than that of a bar code or an identification tag, and new information can be freely written. In particular, planar IC tags are widely used because they are convenient to carry and attach to articles.
そして、ＩＣタグの更なる利用を図るために、通信特性が優れると共に、より安価なＩＣタグが強く求められている。 In order to further use the IC tag, there is a strong demand for an IC tag that has excellent communication characteristics and is cheaper.
これらに関して、例えば、特許文献１には、銅や銀等の金属や導電性ペーストからなる回路パターンを有するＩＣタグが開示されている。
また、回路パターンの形成方法について、被覆導線をコイル状に巻く方法、基材にラミネートされた銅等の導電性金属をエッチングすることによりコイルパターンを形成する方法が開示されている。
Regarding these, for example, Patent Document 1 discloses an IC tag having a circuit pattern made of a metal such as copper or silver or a conductive paste.
As a method for forming a circuit pattern, a method of winding a coated conductor in a coil shape and a method of forming a coil pattern by etching a conductive metal such as copper laminated on a base material are disclosed.
しかし、特許文献１の記載においては、銅や銀等の金属は高価であり、材料費の低減を図り難い。一方、導電性ペーストからなる回路パターンは、蒸着やめっきにより形成された金属薄膜製のコイルパターンに比べて導電性が劣り、コイルパターンで消費する電力が増加し、通信距離が短い、即ち、通信特性が低下する。この欠点を解消するためにはコイルパターンの線幅を広げなければならないが、線幅拡張に伴う材料費のアップのみならず、新たに浮遊容量が発生するという問題が生じる。 However, in the description of Patent Document 1, metals such as copper and silver are expensive, and it is difficult to reduce the material cost. On the other hand, a circuit pattern made of a conductive paste is inferior in conductivity to a coil pattern made of metal thin film formed by vapor deposition or plating, increases the power consumed by the coil pattern, and has a short communication distance, that is, communication. Characteristics are degraded. In order to eliminate this drawback, it is necessary to increase the line width of the coil pattern. However, there arises a problem that a stray capacitance is newly generated as well as an increase in material cost due to the expansion of the line width.
また、被覆導線をコイル状に巻く方法は作業が煩雑であり、製造コストの低減を図り難い。
そして、絶縁性を有する樹脂の表面に銅の薄膜を全面形成させ、さらにエッチングを施すことによりコイルパターンを形成する方法は、それらの作業のみならず、前処理や廃棄物の処理等の付随する作業も煩雑となり、また製造設備も複雑かつ大型となり、さらに使用できる基材も限定されるため、低コスト化を阻害する要因となる。
また、銅以外にアルミニウムや銀を使用する方法もあるが、銅を含めこれらの材料には、共通して融点が高く加工し難いという欠点がある。
その他、それぞれ、銅に関しては酸化を受け易いので加熱処理に適さないという欠点、アルミニウムに関しては導電性が低いという欠点、銀に関しては展延性に乏しく箔にするのが困難であるという欠点がある。
Moreover, the method of winding the coated conductor in a coil shape is complicated, and it is difficult to reduce the manufacturing cost.
And the method of forming a coil pattern by forming a copper thin film on the entire surface of an insulating resin and performing etching is accompanied by not only those operations but also pretreatment and waste treatment. The work is complicated, the manufacturing facilities are complicated and large, and the base materials that can be used are also limited.
In addition to copper, there is a method of using aluminum or silver, but these materials including copper have a drawback that they have a high melting point and are difficult to process.
In addition, copper is susceptible to oxidation and is not suitable for heat treatment, aluminum is disadvantageous in that it has low electrical conductivity, and silver is inferior in spreadability and difficult to form a foil.
本発明は、これらの問題に鑑み、通信特性が優れると共に、より安価なＩＣタグの製造方法を提供することを課題とする。 In view of these problems, the communication characteristics are excellent, and to provide a method for producing a less expensive IC tag.
本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものである。以下に本発明に関連した第１〜第８の技術につき説明する。本発明は第８の技術を請求するものである。 The present invention has been made for the purpose of solving the above problems. Hereinafter, first to eighth techniques related to the present invention will be described. The present invention claims the eighth technique.
本発明に関連する第１の技術は、
電気絶縁性の基材と、前記基材の表面に設けられたアンテナ回路と、前記アンテナ回路に接続されたＩＣチップとを有する無線ＩＣタグであって、前記アンテナ回路が半田により形成されており、かつ、前記ＩＣチップが、前記アンテナ回路と半田および接着性熱硬化樹脂を含む半田ペーストを介して接続されていることを特徴とする無線ＩＣタグである。
The first technique related to the present invention is:
A wireless IC tag having an electrically insulating substrate, an antenna circuit provided on the surface of the substrate, and an IC chip connected to the antenna circuit, wherein the antenna circuit is formed of solder The wireless IC tag is characterized in that the IC chip is connected to the antenna circuit via a solder paste containing solder and an adhesive thermosetting resin.
第１の技術においては、ＩＣタグのアンテナ回路が、アルミニウム、銅、銀に比べ安価な半田により形成されているため、安価なＩＣタグを提供することができる。
また、半田は、従来の導電性ペーストに比べ導電性に優れているため、アンテナ回路の線幅を極端に広げることなく、通信特性に優れたＩＣタグを提供することができる。
さらに、半田は、融点が低く加工性に優れているため、製造工程における自由度が高く、複雑な製造設備や大型の製造設備を用いる必要がなく、基材の選択自由度も大きく、製造コストの上昇を招くことなく、容易に、ＩＣタグを提供することができる。
Oite the first technique, the antenna circuit of the IC tag, aluminum, copper, since it is formed by inexpensive soldering compared with silver, it is possible to provide an inexpensive IC tag.
In addition, since solder is more conductive than a conventional conductive paste, an IC tag excellent in communication characteristics can be provided without extremely increasing the line width of the antenna circuit.
Furthermore, since solder has a low melting point and excellent processability, it has a high degree of freedom in the manufacturing process, there is no need to use complicated manufacturing facilities or large-scale manufacturing facilities, and there is a large degree of freedom in the selection of base materials, resulting in manufacturing costs. The IC tag can be easily provided without causing an increase in the number of the tags.
アンテナ回路の形成に用いる半田は、特に限定されるものではなく、例えば通常の鉛と錫合金の半田（融点は、約１８３℃）の他に、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系等の鉛フリー半田、銀半田等他の半田を適用することができる。 The solder used for forming the antenna circuit is not particularly limited. For example, in addition to normal lead and tin alloy solder (melting point is about 183 ° C.), lead-free solder such as Sn—Ag—Cu system, Other solders such as silver solder can be applied.
また、第１の技術においては、ＩＣチップとアンテナ回路とが、半田および接着性熱硬化樹脂を含む半田ペーストを介して接続されているため、従来のように、極めて高価な異方導電性ペースト（ＡＣＰ）を用いる方法（特開２００６−３０４１８４号公報）や、超音波溶融による方法によりＩＣチップとアンテナ回路とを接続する必要がない。そのため、より安価なＩＣタグを提供することができる。 Further, Oite the first technique, an IC chip and an antenna circuit, because it is connected via a solder paste comprising solder and adhesive thermosetting resin, as in the prior art, different very expensive way conductive There is no need to connect the IC chip and the antenna circuit by a method using an adhesive paste (ACP) (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-304184) or a method using ultrasonic melting. Therefore, a cheaper IC tag can be provided .
前記アンテナ回路とＩＣチップ（の電極）との接続は、半田および接着性熱硬化樹脂を含む半田ペーストを介して行われる。半田ペーストの半田成分の半田は、特に限定されないが、アンテナ回路に損傷を生じさせないためには、各種半田の内でも特に融点の低いＢｉ−Ｓｎ系半田等、アンテナ回路形成に用いた半田の融点を超えない融点を有する半田を用いることが好ましい。 The antenna circuit and the IC chip (electrodes) are connected via a solder paste containing solder and an adhesive thermosetting resin. The solder of the solder component of the solder paste is not particularly limited, but in order not to cause damage to the antenna circuit, the melting point of the solder used for forming the antenna circuit, such as Bi-Sn solder having a particularly low melting point among various solders. It is preferable to use a solder having a melting point not exceeding.
第１の技術においては、アンテナ回路の形成、アンテナ回路の電気的接続のための処置が可能な限り基材の材質を問わない。アンテナ回路を融点の低い半田で形成するので、耐熱性が十分とはいえない紙製、合成樹脂製、ガラス製等の基材を用いることができる。この内、前記基材にガラスを用いる場合は、特殊フラックスや超音波半田付け法等の方法により基材表面に直接アンテナ回路を形成することができる。 Oite the first technique, the formation of the antenna circuit, regardless the material of the base material as possible treatments for electrical connection of the antenna circuit. Since the antenna circuit is formed of solder having a low melting point, it is possible to use a base material made of paper, synthetic resin, glass, or the like that has insufficient heat resistance. Among these, when glass is used for the substrate, the antenna circuit can be directly formed on the substrate surface by a method such as special flux or ultrasonic soldering.
また、第１の技術においては、基材上に直接アンテナ回路を形成するのではなく、別の下地上に形成させたアンテナ回路を基材上に移設してもよい。 Further, Oite the first technique, rather than forming direct antenna circuit on the substrate, the antenna circuit is formed on a separate base may be transferred onto the substrate.
本発明に関連する第２の技術は、前記の無線ＩＣタグであって、
前記基材が紙製であることを特徴とする無線ＩＣタグである。
A second technique related to the present invention is the above-described wireless IC tag,
The wireless IC tag is characterized in that the substrate is made of paper.
第２の技術においては、基材として安価な紙を使用しているので、材料コストをより低減させることができる。
また、紙は薄い材料を入手することが容易なため、容易により薄いＩＣタグとすることができる。
In the second technique , since inexpensive paper is used as the base material, the material cost can be further reduced.
Further, since it is easy to obtain a thin material for paper, it is possible to easily form a thinner IC tag.
また、紙製の基材は、合成樹脂製の基材と異なり、回路パターン形成において、ペースト状のパターン材料を印刷する際に、特に表面の粗面化処理を施していなくても、パターン材料が周囲へ流れ出たりしないため、正確なパターンの形成が容易であり加工性に優れる。また、塗布されたペースト状のパターン材料は、紙の内部に染込むため、接着性も良好となる。
さらに、樹脂に比較して紙は一般的に耐熱性が優れている。このため、基材が紙製であれば、溶融半田を用いてアンテナ回路を形成する際の作業がより容易となる。
Also, unlike the base material made of synthetic resin, the paper base material is a pattern material, even when the surface roughening treatment is not applied when the paste pattern material is printed in the circuit pattern formation. Since it does not flow out to the surroundings, it is easy to form an accurate pattern and the workability is excellent. Moreover, since the applied paste-like pattern material is dyed into the paper, the adhesiveness is also good.
Furthermore, paper generally has better heat resistance than resin. For this reason, if the base material is made of paper, the work for forming the antenna circuit using molten solder becomes easier.
なお、ここでいう「紙製」とは、特に限定されず、純粋な紙（セルロース、樹脂パルプ）のみならず、樹脂を含浸していたり、表面に何らかの加工等が施されていたりしていてもよい。
また、紙製の基材の中でも、グラシン紙（パラフィン紙）を使用すると、半田製のアンテナ回路を正確にかつ容易に形成することができるので好ましい。
なお、ここでいうグラシン紙にはグラシン紙の表面にシリコン加工を施した平滑耐熱紙も含まれる。
In addition, "made of paper" here is not particularly limited, and not only pure paper (cellulose, resin pulp) but also impregnated with resin, or some surface is processed. Also good.
Of the paper base materials, glassine paper (paraffin paper) is preferably used because a solder antenna circuit can be formed accurately and easily.
The glassine paper here includes smooth heat-resistant paper obtained by applying silicon processing to the surface of the glassine paper.
本発明に関連する第３の技術は、前記の無線ＩＣタグであって、
前記ＩＣチップが、前記基材のアンテナ回路面側に設けられていることを特徴とする無線ＩＣタグである。
A third technique related to the present invention is the above-described wireless IC tag,
The wireless IC tag is characterized in that the IC chip is provided on the antenna circuit surface side of the substrate.
第３の技術においては、ＩＣチップが基材のアンテナ回路面側に設けられているので、より厚さの薄いＩＣタグとすることができる。 In the third technique , since the IC chip is provided on the antenna circuit surface side of the substrate, the IC tag can be made thinner.
本発明に関連する第４の技術は、前記の無線ＩＣタグであって、
前記基材に、高誘電率材料からなるシートを貼付したことを特徴とする無線ＩＣタグである。
A fourth technology related to the present invention is the above-mentioned wireless IC tag,
The wireless IC tag is characterized in that a sheet made of a high dielectric constant material is attached to the base material.
第４の技術においては、高誘電率材料からなるシートを貼付するという簡単な構造でＩＣタグの薄さを確保しながら、金属体に装着した場合にも通信特性に優れたＩＣタグとすることができる。 In the fourth technology , an IC tag having excellent communication characteristics even when mounted on a metal body while ensuring the thinness of the IC tag with a simple structure of attaching a sheet made of a high dielectric constant material. Can do.
本発明に関連する第５の技術は、前記の無線ＩＣタグであって、
前記基材が、高誘電率材料からなる基材であることを特徴とする無線ＩＣタグである。
A fifth technique related to the present invention is the above-described wireless IC tag,
The wireless IC tag is characterized in that the substrate is a substrate made of a high dielectric constant material.
第５の技術においては、前記の基材に高誘電率材料からなるシートを貼付する代わりに、基材自体を、高誘電率材料からなる基材とするため、通信特性に優れたより薄いＩＣタグとすることができる。 In the fifth technology , instead of sticking a sheet made of a high dielectric constant material to the base material, the base material itself is made of a high dielectric constant material, so that a thinner IC tag having excellent communication characteristics It can be.
本発明に関連する第６の技術は、
電気絶縁性の基材の表面に、溶融した半田に対して濡れ性を有する半田付け可能な樹脂を用いて、アンテナ回路と同一のパターンを形成した後、溶融した半田を用いて基材との密着性に優れた前記パターン上に前記アンテナ回路を形成することを特徴とする無線ＩＣタグの製造方法である。
The sixth technique related to the present invention is:
After forming the same pattern as the antenna circuit on the surface of the electrically insulating base material using a solderable resin having wettability to the molten solder, The wireless IC tag manufacturing method is characterized in that the antenna circuit is formed on the pattern having excellent adhesion.
第６の技術においては、予め基材の表面に、溶融した半田に対して濡れ性を有する材料を用いてアンテナ回路と同一のパターンを形成しているため、基材表面にパターン通りに半田を付着させることができ、容易にアンテナ回路を形成することができる。 In the sixth technique , the same pattern as the antenna circuit is formed on the surface of the base material in advance using a material that has wettability with respect to the melted solder. The antenna circuit can be easily formed.
前記溶融した半田との濡れ性を有する材料は、特に限定されないが、例えば種々の金属粒子を用いることができる。その内でも、表面を銀でコートしたニッケル粒子または銅粒子が溶融半田の濡れ性が良く好ましい。 The material having wettability with the molten solder is not particularly limited, and for example, various metal particles can be used. Among these, nickel particles or copper particles whose surfaces are coated with silver are preferable because of good wettability of molten solder.
このような金属粒子を用いる場合、金属粒子でアンテナ回路と同一のパターンを形成する方法は特に限定されない。例えば、蒸着等の方法が適用できるが、好ましくはスクリーン印刷により接着樹脂製の塗膜を形成した後、前記金属粒子をまぶし付け、接着樹脂に付着していない金属粒子を払い落とすことにより余分の金属粒子を除去する方法が適用できる。この方法によれば金属粒子の使用量を極力少なくすることができ、かつ容易に薄いパターンを形成することができる。 When such metal particles are used, the method for forming the same pattern as the antenna circuit with the metal particles is not particularly limited. For example, a method such as vapor deposition can be applied. Preferably, after forming a coating film made of an adhesive resin by screen printing, the metal particles are sprayed, and extra metal particles are removed by removing the metal particles not attached to the adhesive resin. A method for removing metal particles can be applied. According to this method, the amount of metal particles used can be reduced as much as possible, and a thin pattern can be easily formed.
前記金属粒子からなるパターンの上に半田製のアンテナ回路を形成する方法は、例えば、耐水性のない通常の紙製の基材を用いる場合には、クリーム状態の半田を印刷で基材全面に塗布し、その後加熱溶融させて導電性下地の表面に濡れ広がらせ、他の箇所のボール状となっている溶融した半田を窒素で吹飛ばすクリーム半田リフロー法が好ましい。なお、耐水性がある紙であれば、溶融半田槽に浸漬するフローディップを採用することも可能である。 The method of forming the antenna circuit made of solder on the pattern made of the metal particles is, for example, when using a normal paper base material that is not water resistant, printing cream solder on the entire surface of the base material. A cream solder reflow method is preferable, in which it is applied and then melted by heating to wet and spread the surface of the conductive base, and the molten solder in a ball shape at other locations is blown off with nitrogen. In addition, if it is paper with water resistance, it is also possible to employ | adopt the flow dip immersed in a molten solder tank.
さらに、半田付け可能な樹脂は、基材上にスクリーン印刷等の印刷によって容易にパターンを形成することができる。このため、第６の技術においては、容易に所定のパターンを有する半田製のアンテナ回路を形成することができる。
また、半田付け可能な樹脂は、基材との密着性に優れているので、アンテナ回路をより強固に基材に固定することができる。
Furthermore, the solderable resin can easily form a pattern on the substrate by printing such as screen printing. For this reason, in the sixth technique, it is possible to easily form a solder antenna circuit having a predetermined pattern.
In addition, since the solderable resin has excellent adhesion to the base material, the antenna circuit can be more firmly fixed to the base material.
第６の技術に適用する半田付け可能な樹脂は、特に限定されるものではないが、金属粉末、樹脂バインダー及び不飽和脂肪酸を有機溶媒中に含有したもの等を挙げることができる。金属粉末としては、銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末、アルミ粉末、銀コート銅粉末、銀コートニッケル粉末、銀銅合金粉末などが挙げられるが、半田付け性からは、銀コートニッケル粉末、銀コート銅粉末もしくはこれらの粉末と銀粉末との混合粉末が好ましい。 The solderable resin applied to the sixth technique is not particularly limited, and examples thereof include those containing a metal powder, a resin binder, and an unsaturated fatty acid in an organic solvent. Examples of the metal powder include silver powder, copper powder, nickel powder, aluminum powder, silver-coated copper powder, silver-coated nickel powder, and silver-copper alloy powder. Copper powder or a mixed powder of these powder and silver powder is preferred.
また、前記樹脂バインダーには、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂が適用できるが、塗膜特性からはエポキシ樹脂、フェノール樹脂が好ましい。このうち熱硬化性樹脂については、基材への加熱の影響をできるだけ抑制できるところから低温（２００℃以下）硬化型の樹脂が好ましい。
さらに、前記半田付け可能な樹脂には、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の不飽和脂肪酸を溶解させてもよい。これらのうち、金属粉末表面の酸化防止及び出来た酸化皮膜破壊を助長する点からは、オレイン酸が好ましい。
The resin binder may be a thermosetting resin such as an epoxy resin, a melamine resin, a phenol resin, or a polyimide resin, but an epoxy resin or a phenol resin is preferable from the viewpoint of coating properties. Of these, the thermosetting resin is preferably a low-temperature (200 ° C. or lower) curable resin since the influence of heating on the substrate can be suppressed as much as possible.
Furthermore, unsaturated fatty acids such as oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid may be dissolved in the solderable resin. Of these, oleic acid is preferred from the viewpoint of preventing oxidation of the metal powder surface and promoting the destruction of the resulting oxide film.
半田付け可能な樹脂を印刷に適したペースト状にするために用いる有機溶媒としては、熱硬化性樹脂を該ペースト中に均一に分散させるものであれば特に限定されないが、例えば、ブチルカルビトール、メチルカルビトール、ソルベッソ１５０等の有機溶媒が挙げられる。 The organic solvent used for making the solderable resin into a paste suitable for printing is not particularly limited as long as the thermosetting resin is uniformly dispersed in the paste. For example, butyl carbitol, Examples thereof include organic solvents such as methyl carbitol and Solvesso 150.
なお、半田付け可能な樹脂の前記金属粉末と樹脂の混合比は、半田との接合が可能なように適宜決定されればよく、特に限定されない。なお、前記金属粉末を含み半田付け可能な導電性樹脂としては、市販品を使用してもよい。 The mixing ratio of the metal powder and the resin of the resin that can be soldered is not particularly limited as long as it is appropriately determined so that the solder can be joined. A commercially available product may be used as the conductive resin containing the metal powder and capable of being soldered.
本発明に関連する第７の技術は、前記の無線ＩＣタグの製造方法であって、
前記基材が、紙製であることを特徴とする無線ＩＣタグの製造方法である。
A seventh technique related to the present invention is a method of manufacturing the above-mentioned wireless IC tag,
Wherein the substrate is a method for producing a non-linear IC tag you characterized in that is made of paper.
第７の技術においては、基材として安価な紙を使用しているので、材料コストをより低減させることができる。
また、紙は薄い材料を入手することが容易なため、容易により薄いＩＣタグとすることができる。
In the seventh technique , since inexpensive paper is used as the base material, the material cost can be further reduced.
Further, since it is easy to obtain a thin material for paper, it is possible to easily form a thinner IC tag.
また、紙製の基材は、合成樹脂製の基材と異なり、回路パターン形成において、ペースト状のパターン材料を印刷する際に、特に表面の粗面化処理を施していなくても、パターン材料が周囲へ流れ出たりしないため、正確なパターンの形成が容易であり加工性に優れる。また、塗布されたペースト状のパターン材料は、紙の内部に染込むため、接着性も良好となる。
さらに、樹脂に比較して紙は一般的に耐熱性が優れている。このため、基材が紙製であれば、溶融半田を用いてアンテナ回路を形成する際の作業がより容易となる。
Also, unlike the base material made of synthetic resin, the paper base material is a pattern material, even when the surface roughening treatment is not applied when the paste pattern material is printed in the circuit pattern formation. Since it does not flow out to the surroundings, it is easy to form an accurate pattern and the workability is excellent. Moreover, since the applied paste-like pattern material is dyed into the paper, the adhesiveness is also good.
Furthermore, paper generally has better heat resistance than resin. For this reason, if the base material is made of paper, the work for forming the antenna circuit using molten solder becomes easier.
本発明に関連する第８の技術は、
電気絶縁性の基材表面に、溶融した半田に対して濡れ性を有する半田付け可能な樹脂を用いてアンテナ回路と同一のパターンを形成した後、溶融した半田を用いて基材との密着性に優れた前記パターン上に前記アンテナ回路を形成する工程、
前記アンテナ回路上に、半田および接着性熱硬化樹脂を含む半田ペーストを介してＩＣチップを設けるに際し、前記ＩＣチップの半田成分に対して濡れ性の良い各電極と接続させる前記アンテナ回路のＩＣチップ接続部間に前記半田ペーストを塗布し、その後前記ＩＣチップの各電極が前記ＩＣチップ接続部に当接するよう前記ＩＣチップを設ける工程、
前記半田ペーストを半田成分の融点以上の温度で加熱溶融させる工程、
前記半田成分の融点以下の温度で、前記半田ペーストの接着性熱硬化樹脂を熱硬化させることにより、半田成分がリッチな部分と接着性熱硬化樹脂がリッチな部分とを形成させ、前記半田成分がリッチな部分にて、前記アンテナ回路と前記ＩＣチップの各電極を接続する工程
を順に行い、
前記基材が、耐熱性に優れる紙製基材であり、
前記半田付け可能な樹脂が、前記基材との密着性に優れており、
前記アンテナ回路の形成が、半田を加熱溶融する方法により行われ、
前記半田付け可能な樹脂が、金属粉末、樹脂バインダー、不飽和脂肪酸を、有機溶媒中に含有した樹脂であり、
前記金属粉末が、銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末、アルミ粉末、銀コート銅粉末、銀コートニッケル粉末、銀銅合金粉末のいずれかの金属粉末であり、
前記樹脂バインダーが、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂から選択された硬化温度が２００℃以下の低温硬化型の樹脂バインダーであり、
さらに、前記接着性熱硬化樹脂が、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂から選択された硬化温度が２００℃以下の低温硬化型の樹脂である
ことを特徴とする無線ＩＣタグの製造方法、
および、前記無線ＩＣタグの製造方法を用いて製造されていることを特徴とする無線ＩＣタグである。
本発明は、この第８の技術を請求するものである。
The eighth technique related to the present invention is:
The same pattern as the antenna circuit is formed on the surface of the electrically insulating base material using a solderable resin that has wettability to the molten solder, and then adheres to the base material using the molten solder. Forming the antenna circuit on the pattern excellent in ,
When the IC chip is provided on the antenna circuit via solder and a solder paste containing an adhesive thermosetting resin , the IC chip of the antenna circuit is connected to each electrode having good wettability with respect to the solder component of the IC chip. Applying the solder paste between the connecting portions, and then providing the IC chip so that each electrode of the IC chip contacts the IC chip connecting portion ;
Heating and melting the solder paste at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder component;
By thermally curing the adhesive thermosetting resin of the solder paste at a temperature below the melting point of the solder component, a portion rich in the solder component and a portion rich in the adhesive thermosetting resin are formed. In a rich portion, sequentially perform the process of connecting the antenna circuit and each electrode of the IC chip ,
The substrate is a paper substrate having excellent heat resistance,
The solderable resin has excellent adhesion to the substrate,
The antenna circuit is formed by a method in which solder is heated and melted.
The solderable resin is a resin containing a metal powder, a resin binder, and an unsaturated fatty acid in an organic solvent,
The metal powder is any one of silver powder, copper powder, nickel powder, aluminum powder, silver-coated copper powder, silver-coated nickel powder, silver-copper alloy powder,
The resin binder is a low temperature curing resin binder having a curing temperature of 200 ° C. or less selected from an epoxy resin, a melamine resin, a phenol resin, and a polyimide resin;
Furthermore, the wireless IC said adhesive thermosetting resin, wherein epoxy resin, melamine resin, phenol resin, that <br/> curing temperature selected from a polyimide resin is 200 ° C. or less of a low temperature curable resin Tag manufacturing method,
The wireless IC tag is manufactured using the wireless IC tag manufacturing method .
The present invention claims this eighth technique.
本発明においては、溶融した半田に対して濡れ性を有する材料で形成されたアンテナ回路上にＩＣチップを設けるに際し、ＩＣチップの各電極と接続させるアンテナ回路のＩＣチップ接続部間に半田および接着性熱硬化樹脂を含む半田ペーストを塗布し、その後ＩＣチップの各電極がＩＣチップ接続部に当接するようＩＣチップを設けた後、半田ペーストを半田成分の融点以上の温度で加熱溶融させた後に、半田成分の融点以下の温度で、半田ペーストの接着性熱硬化樹脂を熱硬化させるという極めて簡便な手段で、ＩＣチップを、アンテナ回路および基板に強固に接着することができる。 In the present invention, when an IC chip is provided on an antenna circuit formed of a material having wettability with respect to molten solder , solder and adhesion are made between IC chip connection portions of the antenna circuit to be connected to each electrode of the IC chip. After applying a solder paste containing a thermosetting resin, and then providing the IC chip so that each electrode of the IC chip contacts the IC chip connection portion , the solder paste is heated and melted at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder component. The IC chip can be firmly bonded to the antenna circuit and the substrate by an extremely simple means of thermosetting the adhesive thermosetting resin of the solder paste at a temperature below the melting point of the solder component.
本発明者は、半田成分の融点以上の温度で加熱溶融させた半田ペーストにおいて、半田ペーストに含まれる接着性熱硬化性樹脂成分が未硬化の間に、溶融した半田成分がＩＣチップの電極部分に集まり、半田成分がリッチな部分と接着性熱硬化性樹脂がリッチな部分を生じ、その際、ＩＣチップがアンテナ回路の接合部の位置に対して精度良く装着されていなくても、この現象によって適切な位置へ自己移動することを見いだして、本請求項の発明に至った。即ち、半田成分がリッチな部分は、ＩＣチップをアンテナ回路に接合させ、接着性熱硬化性樹脂がリッチな部分は、ＩＣチップを基材に強固に固定させ、その際ＩＣチップを適切な位置へ自己移動させる役割を果たす。 In the solder paste heated and melted at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder component, the inventor found that while the adhesive thermosetting resin component contained in the solder paste was uncured, the molten solder component was the electrode portion of the IC chip. In this case, a portion rich in solder components and a portion rich in adhesive thermosetting resin are produced, and this phenomenon occurs even when the IC chip is not accurately mounted to the position of the joint portion of the antenna circuit. To find a self-moving position to an appropriate position, leading to the invention of this claim. In other words, the IC chip is bonded to the antenna circuit in the portion where the solder component is rich, and the IC chip is firmly fixed to the base material in the portion where the adhesive thermosetting resin is rich. Play a role of self-movement.
なお、本発明において、接着性熱硬化樹脂は特に限定されず、例えば前記エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化樹脂が適用できる。なお、低温硬化型の樹脂を用いるとアンテナ回路や基材に損傷を与えることなく容易に硬化させることができるので好ましい。 In addition, in this invention, adhesive thermosetting resin is not specifically limited, For example, thermosetting resins, such as the said epoxy resin, a melamine resin, a phenol resin, a polyimide resin, are applicable. Note that it is preferable to use a low-temperature curable resin because it can be easily cured without damaging the antenna circuit and the base material.
また、前記半田成分の半田も特に限定されるものではないが、アンテナ回路に損傷を生じさせないためには、例えばＩｎ−Ｓｎ系半田（融点１１８℃）やＢｉ−Ｓｎ系半田（融点１３２℃）等の低融点の半田が好ましく、そのうちＢｉ−Ｓｎ系半田が安価であり特に好ましい。 Further, the solder of the solder component is not particularly limited, but in order not to cause damage to the antenna circuit, for example, In-Sn solder (melting point 118 ° C.) or Bi—Sn solder (melting point 132 ° C.). Such a low melting point solder is preferable, and Bi-Sn solder is particularly preferable because it is inexpensive.
前述したように、ＩＣチップをアンテナ回路に固定する手段として、従来は、極めて高価な異方導電性ペースト（ＡＣＰ）を用いる方法や、超音波溶融による方法が用いられ、又、ＩＣチップの電極及び電極間隔は非常に微細な為、ＩＣチップを装着する際には非常に高精度な位置決めを必要としていた。これに対して、請求項１の発明においては、安価な材料と手段を用いてＩＣチップを固定することができるため、より安価にＩＣタグを提供することができる。 As described above, as a means for fixing the IC chip to the antenna circuit, conventionally, a method using an extremely expensive anisotropic conductive paste (ACP) or a method using ultrasonic melting is used. In addition, since the electrode interval is very fine, very high-precision positioning is required when mounting the IC chip. On the other hand, in the invention of claim 1 , since the IC chip can be fixed using inexpensive materials and means, the IC tag can be provided at a lower cost.
本発明によれば、通信特性が優れると共に、より安価なＩＣタグの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, the communication characteristic is excellent, it is possible to provide a manufacturing method of a less expensive IC tag.
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described based on the best mode. Note that the present invention is not limited to the following embodiments. Various modifications can be made to the following embodiments within the same and equivalent scope as the present invention.
（第１の実施の形態）
（ＩＣタグの構成）
以下図面に基づいて本実施の形態を説明する。図１は本実施の形態にかかるＩＣタグの概念図である。
図１において、１はＩＣタグであり、２は基材（リンテック社製グラシン紙）である。そして、アンテナ回路は、３〜６で構成されており、４および６はアンテナ回路の両末端部である。また、７はＩＣチップ（ＰＨＩＬＩＰＳ社製 Ｉ−ＣＯＤＥ ＳＬＩ）であり、ＩＣチップ７の２つの電極（図示せず）は、それぞれアンテナ回路３および５で接続されている。アンテナ回路の末端４および６は、ジャンパー線（直径０．０５ｍｍポリウレタン線、皮膜厚さ５μｍ以上、理研電線社製）８によって接続されている。
そして、最終的に、図１に示すＩＣタグを、市販のラミネート装置（１１０℃設定）を用い、表面をＰＥＴフィルム（市販品：図示せず）でラミネートすることにより、製品としてのＩＣタグが完成する。
以下に、図２〜３を用いて、より詳しく説明する。
(First embodiment)
(Configuration of IC tag)
The present embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of an IC tag according to the present embodiment.
In FIG. 1, 1 is an IC tag, and 2 is a base material (glassine paper manufactured by Lintec). The antenna circuit is composed of 3 to 6, and 4 and 6 are both end portions of the antenna circuit.
Finally, the IC tag shown in FIG. 1 is laminated with a PET film (commercial product: not shown) using a commercially available laminating apparatus (110 ° C. setting), so that the IC tag as a product is obtained. Complete.
This will be described in more detail below with reference to FIGS.
（アンテナ回路の形成）
図２は、図１に示したＩＣタグにおけるアンテナ回路のパターンを示す図である。
アンテナ回路３および５は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田（Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｃｕ）で形成されている。アンテナ回路３および５は、以下の手順で形成される。
静電気を利用してグラシン紙（グラシンＦ１３３ｋｇ）を固定し、基材とする。その上に、図２に示すパターンを、半田付け可能な樹脂（Ａ−５０５０、日本ペイント社製）を用いて、スクリーン印刷（印刷条件：ＳＴ３２５ｍｅｓｈ＋乳剤厚み１０μｍ）した後、１６０℃にて３０分間加熱し樹脂を硬化させた。なお、パターンは、ライン幅が０．７５ｍｍ、およびライン間隔が０．２５ｍｍとなるように調節した。
(Formation of antenna circuit)
FIG. 2 is a diagram showing a pattern of an antenna circuit in the IC tag shown in FIG.
The
Glassine paper (Glasin F133 kg) is fixed using static electricity to form a substrate. Furthermore, the pattern shown in FIG. 2 was screen printed (printing conditions: ST325 mesh + emulsion thickness 10 μm) using a solderable resin (A-5050, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.), and then at 160 ° C. for 30 minutes. The resin was cured by heating. The pattern was adjusted so that the line width was 0.75 mm and the line interval was 0.25 mm.
得られたパターン上に、φ０．６ｍｍのフラックス含有糸半田（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系）を、半田こてを使用してコートした（設定温度：３２５℃）。パターン以外の場所に載った半田を除去した後、ジャンパー線の両端をそれぞれアンテナ回路３および５の末端４および６に半田付けした。
その後、フラックス洗浄し、乾燥させて、アンテナ回路３および５を形成した。
On the obtained pattern, φ0.6 mm flux-containing yarn solder (Sn—Ag—Cu series) was coated using a soldering iron (set temperature: 325 ° C.). After removing the solder on the place other than the pattern, both ends of the jumper wire were soldered to the
Thereafter, the flux was washed and dried to form
（ＩＣチップの搭載）
次いで、ＩＣチップ７を搭載した。図３は、ＩＣチップ７を基材２の上に搭載する様子を概念的に示す図であり、順に（ａ）から（ｃ）へと進む。図３（ａ）に示すように、アンテナ回路３および５の間に、デイスペンサーを用いて半田および接着性熱硬化性樹脂を含む半田ペースト（ＴＹＣＡＰ−５４０１−１１、タムラ化成社製、Ｓｎ−Ｂｉ系半田ペースト）１１を所定量塗布する。その後、図３（ｂ）に示すように、ＩＣチップ７の２つの電極１２、１３がそれぞれアンテナ回路３および５に当接するよう基板の上に仮載せする。
(IC chip mounting)
Next, an
１６０℃で１０秒間加熱して、半田ペーストに含まれる半田成分を溶融させる。その後、温度を１３０℃に下げ３０分間保持して接着性熱硬化性樹脂を熱硬化させる。 Heat at 160 ° C. for 10 seconds to melt the solder component contained in the solder paste. Thereafter, the temperature is lowered to 130 ° C. and held for 30 minutes to thermally cure the adhesive thermosetting resin.
このとき、接着性熱硬化性樹脂成分が未硬化の間に、溶融した半田成分が、半田成分に対して濡れ性の良い電極１２、１３および半田層からなるアンテナ回路３、５の表面近傍に集まり、半田リッチな部分１４が生成する。一方、電極１２と電極１３の中間には、接着性熱硬化性樹脂成分リッチな部分１５が生成する。
At this time, while the adhesive thermosetting resin component is uncured, the molten solder component is in the vicinity of the surfaces of the
この時、ＩＣチップの仮載せは手置きで行ったため、所定の位置に対して精度良い位置には装着されていない状態であったにも関わらず、半田リッチな部分１４、および接着性熱硬化性樹脂成分リッチな部分１５が生成する事によって発生する力のバランスが、ＩＣチップを適切な位置へ自己移動することが確認された。
At this time, since the IC chip was temporarily placed by hand, the solder-
この状態で半田ペースト１１が固化して、電極１２、１３とアンテナ回路３、５は、半田リッチな部分１４によって接合される。このとき、アンテナ回路３とアンテナ回路５は、短絡することがなく、また、ＩＣチップ７の本体は、接着性熱硬化性樹脂成分リッチな部分１５によって、基板２と強固に接着されていた。
In this state, the solder paste 11 is solidified, and the
（ＩＣタグの動作確認）
次いで、作製したＩＣタグについて動作確認を行った。具体的には、インピーダンスの測定の他に、リーダーライター（ウェルキャット社製、ＥＦＧ−３１０−０１）を用いた通信距離の測定、Ｄｉｐメータ（三田無線研究所社製、ＤＭＣ−２３０Ｓ２）を用いた表面ラミネート前後の共振周波数の測定を行った。
(IC tag operation check)
Next, the operation of the produced IC tag was confirmed. Specifically, in addition to the impedance measurement, a communication distance measurement using a reader / writer (Welcat, EFG-310-01), a Dip meter (Mita Radio Laboratory, DMC-230S2) was used. The resonance frequency before and after the surface lamination was measured.
（動作確認結果）
第１の実施の形態におけるＩＣタグの動作確認結果は以下の通りであった。
（イ）インピーダンス：１３〜１５Ω
（ロ）共振周波数（ラミネート前）：１４．２０〜１４．３０ＭＨｚ
共振周波数（ラミネート後）：１３．９０〜１４．１０ＭＨｚ
（ハ）通信距離（ラミネート後、空中）：６０〜６５ｍｍ
(Operation check result)
The operation confirmation result of the IC tag in the first embodiment was as follows.
(I) Impedance: 13-15Ω
(B) Resonance frequency (before lamination): 14.20 to 14.30 MHz
Resonance frequency (after lamination): 13.90 to 14.10 MHz
(C) Communication distance (after lamination, in the air): 60 to 65 mm
（第２の実施の形態）
（ＩＣタグの構成）
基材にグラシン紙（グラシンＷ８７．５ｋｇ）を用い、アンテナ回路パターンとして、図４に示す２個取りパターンのうちの１個を用いた以外は、第１の実施の形態と同様にして、ＩＣタグを作製し、動作確認を行った。
(Second Embodiment)
(Configuration of IC tag)
IC is used in the same manner as in the first embodiment except that glassine paper (glassine W87.5 kg) is used as the base material and one of the two-chip patterns shown in FIG. 4 is used as the antenna circuit pattern. A tag was fabricated and operation was confirmed.
（動作確認結果）
第２の実施の形態におけるＩＣタグの動作確認結果は以下の通りであった。
（イ）インピーダンス：１２〜１７Ω
（ロ）共振周波数（ラミネート前）：１３．８０〜１３．９０ＭＨｚ
共振周波数（ラミネート後）：１３．４０〜１３．６０ＭＨｚ
（ハ）通信距離（ラミネート後、空中）：４０〜４５ｍｍ
(Operation check result)
The operation confirmation result of the IC tag in the second embodiment is as follows.
(I) Impedance: 12-17Ω
(B) Resonance frequency (before lamination): 13.80 to 13.90 MHz
Resonance frequency (after lamination): 13.40 to 13.60 MHz
(C) Communication distance (after lamination, in the air): 40 to 45 mm
（第３の実施の形態）
アンテナ回路パターンを図５に示すパターンとした以外は、第１の実施の形態と同様にして、ＩＣタグを作製し、動作確認を行った。
(Third embodiment)
Except that the antenna circuit pattern was changed to the pattern shown in FIG. 5, an IC tag was manufactured and the operation was confirmed in the same manner as in the first embodiment.
（動作確認結果）
第３の実施の形態におけるＩＣタグの動作確認結果は以下の通りであった。
（イ）インピーダンス：１４〜１６Ω
（ロ）共振周波数（ラミネート前）：１４．５０〜１４．６０ＭＨｚ
共振周波数（ラミネート後）：１４．１０〜１４．３０ＭＨｚ
（ハ）通信距離（ラミネート後、空中）：３５〜４０ｍｍ
(Operation check result)
The operation confirmation result of the IC tag in the third embodiment was as follows.
(I) Impedance: 14-16Ω
(B) Resonance frequency (before lamination): 14.50-14.60 MHz
Resonance frequency (after lamination): 14.10 to 14.30 MHz
(C) Communication distance (after lamination, in the air): 35 to 40 mm
上記の動作確認結果より、第１の実施の形態〜第３の実施の形態にかかるＩＣタグは、アンテナ回路の形成およびＩＣチップとアンテナ回路との接続が良好であり、充分に小さいインピーダンスが達成され、通信距離において良好な特性が得られた。また、ＩＣチップが基材に強固に固定されていることが確認できた。 From the above operation confirmation results, the IC tags according to the first to third embodiments have good antenna circuit formation and good connection between the IC chip and the antenna circuit, and a sufficiently small impedance is achieved. As a result, good characteristics were obtained in the communication distance. It was also confirmed that the IC chip was firmly fixed to the substrate.
（高誘電率材料のシートを貼付したＩＣタグの作製）
ただし、第１の実施の形態〜第３の実施の形態にかかるＩＣタグを、金属体上に実装したところ通信が極めて困難であることが分かった。そこで、ＩＣタグの裏面（アンテナ回路形成面と反対側の面）に高誘電率材料製のシート（厚さ１５０μｍ、初誘磁率３０のフェライトシート）を貼付して、動作確認を行ったところ、金属体上に実装した場合にも動作可能なＩＣタグとすることができた。
(Production of IC tag with a sheet of high dielectric constant material)
However, when the IC tag according to the first to third embodiments was mounted on a metal body, it was found that communication was extremely difficult. Therefore, when a sheet made of a high dielectric constant material (a ferrite sheet having a thickness of 150 μm and an initial dielectric constant of 30) was pasted on the back surface of the IC tag (the surface opposite to the antenna circuit forming surface), the operation was confirmed. An IC tag operable even when mounted on a metal body could be obtained.
１ ＩＣタグ
２ 基材
３、５ アンテナ回路
４、６ アンテナ回路の末端
７ ＩＣチップ
８ ジャンパー線
１１ 半田ペースト
１２、１３ 電極
１４ 半田リッチな部分
１５ 接着性熱硬化樹脂成分リッチな部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記アンテナ回路上に、半田および接着性熱硬化樹脂を含む半田ペーストを介してＩＣチップを設けるに際し、前記ＩＣチップの半田成分に対して濡れ性の良い各電極と接続させる前記アンテナ回路のＩＣチップ接続部間に前記半田ペーストを塗布し、その後前記ＩＣチップの各電極が前記ＩＣチップ接続部に当接するよう前記ＩＣチップを設ける工程、
前記半田ペーストを半田成分の融点以上の温度で加熱溶融させる工程、
前記半田成分の融点以下の温度で、前記半田ペーストの接着性熱硬化樹脂を熱硬化させることにより、半田成分がリッチな部分と接着性熱硬化樹脂がリッチな部分とを形成させ、前記半田成分がリッチな部分にて、前記アンテナ回路と前記ＩＣチップの各電極を接続する工程
を順に行い、
前記基材が、耐熱性に優れる紙製基材であり、
前記半田付け可能な樹脂が、前記基材との密着性に優れており、
前記アンテナ回路の形成が、半田を加熱溶融する方法により行われ、
前記半田付け可能な樹脂が、金属粉末、樹脂バインダー、不飽和脂肪酸を、有機溶媒中に含有した樹脂であり、
前記金属粉末が、銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末、アルミ粉末、銀コート銅粉末、銀コートニッケル粉末、銀銅合金粉末のいずれかの金属粉末であり、
前記樹脂バインダーが、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂から選択された硬化温度が２００℃以下の低温硬化型の樹脂バインダーであり、
さらに、前記接着性熱硬化樹脂が、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂から選択された硬化温度が２００℃以下の低温硬化型の樹脂である
ことを特徴とする無線ＩＣタグの製造方法。 The same pattern as the antenna circuit is formed on the surface of the electrically insulating base material using a solderable resin that has wettability to the molten solder, and then adheres to the base material using the molten solder. Forming the antenna circuit on the pattern excellent in ,
When the IC chip is provided on the antenna circuit via solder and a solder paste containing an adhesive thermosetting resin , the IC chip of the antenna circuit is connected to each electrode having good wettability with respect to the solder component of the IC chip. said solder paste is applied to the joined portion, then the electrodes of the IC chip providing the IC chip so as to abut on the IC chip connecting section process,
Heating and melting the solder paste at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder component;
By thermally curing the adhesive thermosetting resin of the solder paste at a temperature below the melting point of the solder component, a portion rich in the solder component and a portion rich in the adhesive thermosetting resin are formed. In a rich portion, sequentially perform the process of connecting the antenna circuit and each electrode of the IC chip ,
The substrate is a paper substrate having excellent heat resistance,
The solderable resin has excellent adhesion to the substrate,
The antenna circuit is formed by a method in which solder is heated and melted.
The solderable resin is a resin containing a metal powder, a resin binder, and an unsaturated fatty acid in an organic solvent,
The metal powder is any one of silver powder, copper powder, nickel powder, aluminum powder, silver-coated copper powder, silver-coated nickel powder, silver-copper alloy powder,
The resin binder is a low temperature curing resin binder having a curing temperature of 200 ° C. or less selected from an epoxy resin, a melamine resin, a phenol resin, and a polyimide resin;
Further, the adhesive thermosetting resin is a low-temperature curable resin having a curing temperature selected from an epoxy resin, a melamine resin, a phenol resin, and a polyimide resin and having a curing temperature of 200C or less. Tag manufacturing method.
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