JP5139239B2 - Ｒｆｉｄタグ - Google Patents

Description

本発明はＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグに関する。

ＲＦＩＤタグは広く知られる。ＲＦＩＤタグは例えば衣服に取り付けられる。ＲＦＩＤタグは封止材内に密閉されるインレットを備える。封止材は例えばゴムから形成される。インレットは半導体チップを備える。半導体チップの制御に基づきＲＦＩＤタグは所要の無線信号を送受信することができる。封止材内には１対の補強材が埋め込まれる。補強材は半導体チップを挟み込む。補強材は例えばプラスチックから形成される。
特開昭６１−２０４７８８号公報 特開２００２−３６６９１８号公報 特開２００８−２１０３３号公報 特開２００５−２４２７２３号公報 特開２００８−４６６６８号公報 特開２００７−７２８２９号公報 特開平１１−２９６６４２号公報 特開２００６−３１０８９号公報

衣服の洗濯時や脱水時、衣服の折れ曲がりや伸縮に伴ってＲＦＩＤタグでは応力が生成される。封止材では例えば曲げ応力が生成される。こうした応力は補強材で吸収される。しかしながら、１対の補強材はそれぞれ個別に応力を吸収することから、補強材で十分な剛性は確保されない。その結果、封止材で比較的に大きな応力が生成されると、半導体チップは破損してしまう。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、インレットの破損を防止することができるＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、ＲＦＩＤタグは、弾性材料から形成される板状の封止材と、前記封止材内に密閉されて、電子部品、および、前記電子部品に接続されるアンテナ線を有するインレットと、前記弾性材料よりも硬い材料から形成され、前記封止材の表面および裏面にそれぞれ配置されて前記電子部品を挟み込む１対の補強材と、前記弾性材料よりも硬い材料から形成されて、前記補強材同士を連結する連結材とを備えることを特徴とする。

こうしたＲＦＩＤタグは例えば衣服に取り付けられる。衣服の洗濯時、衣服の変形に応じて封止材は湾曲する。封止材では曲げ応力が生成される。補強材同士は連結材で連結される。その結果、補強材では十分な剛性が確保される。補強材は電子部品を挟み込むことから、補強材の間すなわち電子部品で応力の生成は阻止される。電子部品すなわちインレットの破損は回避される。

以上のように、インレットの破損を防止することができるＲＦＩＤタグが提供される。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグ１１の外観を概略的に示す。このＲＦＩＤタグ１１は例えば板状の封止材１２を備える。封止材１２は例えば平たい直方体形状を有する。こうした封止材１２は例えばウレタンゴムといった弾性材料から形成される。こうして封止材１２は所定の柔軟性を有する。封止材１２の表面および裏面には１対の補強材１３ａ、１３ｂがそれぞれ配置される。補強材１３ａ、１３ｂは例えば板状に形成される。補強材１３ａ、１３ｂは例えば平たい直方体形状を有する。

補強材１３ａ、１３ｂは封止材１２の弾性材料より硬い材料から形成される。ここでは、補強材１３ａ、１３ｂは例えば繊維強化樹脂から形成される。繊維強化樹脂は、例えばエポキシ樹脂に含浸されるガラス繊維を備える。その他、補強材１３ａ、１３ｂは、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂といった樹脂材料から形成されてもよい。

図２に示されるように、封止材１２内にはインレット１４が密閉される。インレット１４は、封止材１２を構成する１対の薄板材１２ａ、１２ｂに挟み込まれる。薄板材１２ａ、１２ｂ同士は相互に貼り合わせられる。インレット１４は薄板状の基材１６を備える。基材１６は封止材１２の長手方向に長尺に延びる。基材１６は例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）といった樹脂材料から形成される。基材１６の表面には電子部品すなわち半導体チップ１７が実装される。実装にあたって例えば接着剤が用いられる。半導体チップ１７には例えば無線用の送受信回路や論理回路、メモリが組み込まれる。メモリには所定の情報が記憶される。半導体チップ１７は例えばシリコンから形成される。

基材１６の表面には同様にアンテナ装置１８が実装される。アンテナ装置１８は、ダイポールアンテナを構成する１対のアンテナ線１８ａ、１８ｂを備える。アンテナ線１８ａ、１８ｂは例えば銅（Ｃｕ）箔から形成される。アンテナ線１８ａ、１８ｂはそれぞれ一端で半導体チップ１７に電気的に接続される。アンテナ線１８ａ、１８ｂは半導体チップ１７から相互に反対向きに延伸する。ここでは、アンテナ線１８ａ、１８ｂは基材１６の長手方向に延びる。アンテナ装置１８で受信される電波に応じて半導体チップ１７では電力が生成される。この電力に基づき半導体チップ１７は所定の動作を実行する。例えばメモリ内の情報はアンテナ装置１８から発信される。

補強材１３ａは裏面で封止材１２の表面に重ね合わせられる。同様に、補強材１３ｂは裏面で封止材１２の裏面に重ね合わせられる。補強材１３ａ、１３ｂは同一の輪郭を規定する。図３を併せて参照し、補強材１３ａ、１３ｂは、封止材１２の表面および裏面に投影される半導体チップ１７の投影像で規定される投影像領域上に重ね合わせられる。ここでは、補強材１３ａ、１３ｂの輪郭内に投影像領域が規定される。補強材１３ａ、１３ｂの輪郭は投影像領域の外側で投影像領域よりも大きく広がる。こうして補強材１３ａ、１３ｂの間には半導体チップ１７が挟み込まれる。

補強材１３ａ、１３ｂ同士は例えば複数本の連結材１９で連結される。例えば３本の連結材１９同士の間に基材１６すなわちインレット１４が配置される。連結材１９は封止材１２の弾性材料より硬い材料から形成される。ここでは、連結材１９は補強材１３ａ、１３ｂと同一の材料から形成される。連結材１９は、例えば封止材１２の厚み方向に延びる円柱から形成される。図４を併せて参照し、各連結材１９は、封止材１２の表面から裏面に貫通する例えば円柱状の貫通孔２１内にそれぞれ受け入れられる。ここでは、貫通孔２１はインレット１４の輪郭より外側に配置される。

以上のようなＲＦＩＤタグ１１は例えば衣服に取り付けられる。衣服の洗濯時、衣服の変形に応じて封止材１２は湾曲する。封止材１２では曲げ応力が生成される。補強材１３ａ、１３ｂ同士は連結材１９で連結される。その結果、補強材１３ａ、１３ｂでは十分な剛性が確保される。補強材１３ａ、１３ｂは半導体チップ１７を挟み込むことから、補強材１３ａ、１３ｂの間すなわち半導体チップ１７で応力の生成は阻止される。半導体チップ１７の破損は防止される。しかも、補強材１３ａ、１３ｂ同士は連結材１９で連結されることから、封止材１２の表面や裏面で補強材１３ａ、１３ｂを被覆する被覆材は必要とされない。ＲＦＩＤチップ１１のコストの上昇は抑制される。同時に、ＲＦＩＤチップ１１の厚みは減少する。

次にＲＦＩＤタグ１１の製造方法を説明する。ここでは、まず、インレット１４が用意される。図５に示されるように、インレット１４は１対の薄板材１２ａ、１２ｂで挟み込まれる。薄板材１２ａ、１２ｂは例えば熱圧着に基づき貼り合わせられる。こうしてインレット１４は薄板材１２ａ、１２ｂすなわち封止材１２内に密閉される。続いて、図６に示されるように、封止材１２にはその表面から裏面まで貫通する貫通孔２１が形成される。貫通孔２１はインレット１４の輪郭の外側で形成される。貫通孔２１の形成にあたって封止材１２は例えばパンチに基づき打ち抜かれればよい。

その後、図７に示されるように、封止材１２の裏面には所定の位置に補強材１３ｂが重ね合わせられる。例えば補強材１３ａには連結材１９の一端が予め接合される。連結材１９は貫通孔２１に差し込まれる。補強材１３ａは封止材１２の表面に重ね合わせられる。このとき、連結材１９の他端は補強材１３ｂに接合される。補強材１３ａ、１３ｂに対する連結材１９の接合にあたって例えば接着剤や熱溶着が利用されればよい。こうしてＲＦＩＤタグ１１は製造される。なお、連結材１９は一体成型に基づき例えば補強材１３ａに予め一体化されてもよい。

こうした製造方法では、補強材１３ａ、１３ｂの取り付けに先立って、封止材１２には予め貫通孔２１が形成される。連結材１９は補強材１３ａに予め接合される。連結材１９が貫通孔２１に差し込まれれば、封止材１２すなわち半導体チップ１７に対して補強材１３ａは容易に位置合わせされる。貫通孔２１は例えばパンチに基づき半導体チップ１７に対して正確な位置に容易に形成されることから、補強材１３ａは半導体チップ１７に対して容易に正確に位置決めされる。同様に、連結材１９に対して補強材１３ｂは容易に位置合わせされる。補強材１３ｂは半導体チップ１７に対して正確に位置決めされる。

図８は本発明の第２実施形態に係るＲＦＩＤタグ１１ａを概略的に示す。このＲＦＩＤタグ１１ａでは各連結材１９は１枚の壁体から形成される。連結材１９は例えば平たい直方体の輪郭を規定する。図９を併せて参照し、連結材１９は貫通孔２１に受け入れられる。貫通孔２１はインレット１４の輪郭より外側に配置される。その他、前述のＲＦＩＤタグ１１と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。こういったＲＦＩＤタグ１１ａでは前述のＲＦＩＤタグ１１と同様の作用効果が実現される。ＲＦＩＤタグ１１ａは前述のＲＦＩＤタグ１１と同様に製造される。

図１０は本発明の第３実施形態に係るＲＦＩＤタグ１１ｂを概略的に示す。このＲＦＩＤタグ１１ａでは、封止材１２の輪郭すなわち長尺縁から内側に窪む１対のくびれ部２５、２５が形成される。図１１を併せて参照し、くびれ部２５の幅は、例えば封止材１２の長尺縁から内側に向かうにつれて狭まればよい。くびれ部２５の内縁は基材１６の長尺縁に平行に延びる。図１２を併せて参照し、各くびれ部２５内には連結材１９が受け入れられる。各連結材１９は例えば１枚の壁体から形成される。封止材１２は連結材１９、１９で挟み込まれる。その結果、封止材１２から補強材１３ａ、１３ｂおよび連結材１９の脱落は回避される。その他、前述のＲＦＩＤタグ１１、１１ａと均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。こうしたＲＦＩＤタグ１１ｂでは前述のＲＦＩＤタグ１１ａと同様の作用効果が実現される。

次にＲＦＩＤタグ１１ｂの製造方法を説明する。前述と同様に、インレット１４は例えば熱圧着に基づき薄板材１２ａ、１２ｂ内に密閉される。このとき、薄板材１２ａ、１２ｂの輪郭は完成品の薄板材１２ａ、１２ｂより大きい輪郭を規定する。図１３に示されるように、封止材１２の輪郭は抜き型２６に基づき抜き出される。抜き型２６内には封止材１２の輪郭が規定される。こうして封止材１２の輪郭にはくびれ部２５、２５が形成される。その後、前述と同様に、封止材１２の裏面には補強材１３ｂが配置される。補強材１３ａには連結材１９の一端が予め接合される。連結材１９はくびれ部２５内に配置される。連結材１９の他端は補強材１３ｂに接合される。こうしてＲＦＩＤタグ１１ｂは製造される。こうした製造方法によれば、連結材１９はくびれ部２５内に配置されることから、補強材１３ａ、１３ｂは半導体チップ１７に対して容易に位置決めされる。

図１４は本発明の第４実施形態に係るＲＦＩＤタグ１１ｃを概略的に示す。このＲＦＩＤタグ１１ｃでは、前述のＲＦＩＤタグ１１ｂの補強材１３ａ、１３ｂの外縁に１対のへこみ部２７、２７が形成される。図１５を併せて参照し、各へこみ部２７は、アンテナ線１８ａ（１８ｂ）の延伸方向に交差する補強材１３ａ（１３ｂ）の側縁から内側にへこむ。すなわち、各へこみ部２７はアンテナ線１８ａ（１８ｂ）の延伸方向に沿ってへこむ。へこみ部２７、２７の幅は、例えば補強材１３ａ、１３ｂの側縁から内側に向かうにつれて狭まる。図１６に示されるように、へこみ部２７の内縁は、封止材１２の表面および裏面から直立する直立面で規定される。その他、前述のＲＦＩＤタグ１１ｂと均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。

こうしたＲＦＩＤタグ１１ｃでは、衣服の洗濯時、図１７に示されるように、封止材１２は衣服の変形に応じて湾曲する。アンテナ線１８ａ、１８ｂは湾曲する。へこみ部２７の外側で封止材１２は補強材１３ａ、１３ｂの側縁の角を起点に湾曲する。封止材１２では湾曲の起点に曲げ応力が集中する。封止材１２はウレタンゴムから形成されることから曲げ応力の集中にも拘わらず封止材１２の破損は回避される。その一方で、各へこみ部２７はアンテナ線１８ａ（１８ｂ）の延伸方向に沿ってへこむ。その結果、補強材１３ａ、１３ｂの側縁の角に封止材１２の接触は回避される。曲げ応力の集中は回避される。アンテナ線１８ａ、１８ｂの急激な屈曲は規制される。アンテナ線１８ａ、１８ｂの断線は回避される。しかも、へこみ部２７の形成に基づき補強材１３ａ、１３ｂは比較的に広範囲に広がることができる。補強材１３ａ、１３ｂでは十分な剛性が確保される。半導体チップ１７の周囲の封止材１２で応力の生成は著しく阻止される。

図１８は本発明の第５実施形態に係るＲＦＩＤタグ１１ｄを概略的に示す。このＲＦＩＤタグ１１ｄでは、前述のＲＦＩＤタグ１１ｂの補強材１３ａ、１３ｂの側縁に丸みが形成される。図１９を併せて参照し、アンテナ線１８ａ、１８ｂの延伸方向に直交する方向に延びる補強材１３ａ、１３ｂの側縁には丸みが形成される。ここでは、補強材１３ａ、１３ｂの側縁は、アンテナ線１８ａ、１８ｂの延伸方向に直交する中心軸Ｘ回りで描かれる湾曲面で規定される。中心軸Ｘは補強材１３ａ（１３ｂ）の表面および裏面から等距離に規定される。その他、前述のＲＦＩＤタグ１１ｂと均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。

こうしたＲＦＩＤタグ１１ｄでは、衣服の洗濯時、衣服の変形に応じて封止材１２は湾曲する。アンテナ線１８ａ、１８ｂは湾曲する。アンテナ線１８ａ、１８ｂの延伸方向に直交する方向に延びる補強材１３ａ、１３ｂの側縁には丸みが形成されることから、図２０に示されるように、アンテナ線１８ａ、１８ｂは湾曲面に沿って湾曲する。アンテナ線１８ａ、１８ｂの急激な屈曲は規制される。アンテナ線１８ａ、１８ｂの断線は回避される。その一方で、補強材１３ａ、１３ｂは封止材１２の表面および裏面で比較的に広範囲に広がることができる。補強材１３ａ、１３ｂでは十分な剛性が確保される。半導体チップ１７の周囲の封止材１２で応力の生成は著しく阻止される。

次にＲＦＩＤタグ１１ｄの製造方法を説明する。前述と同様に、インレット１４は例えば熱圧着に基づき薄板材１２ａ、１２ｂ内に密閉される。薄板材１２ａ、１２ｂすなわち封止材１２は、図２１に示されるように、金型２８のキャビティ２９内に配置される。金型２８は第１型２８ａおよび第２型２８ｂから構成される。第１型２８ａおよび第２型２８ｂは、封止材１２の厚み方向に広がる仮想平面に沿って相互に重ね合わせられる。キャビティ２９内には封止材１２の外側に補強材１３ａ、１３ｂの輪郭および連結材１９の輪郭を象る空間が規定される。空間の実現にあたってキャビティ２９内には入れ子式に所定のブロックが配置される。こうした空間に溶融した前述の樹脂材料が流し込まれる。樹脂材料の硬化に基づき補強材１３ａ、１３ｂおよび連結材１９は形成される。こうしてＲＦＩＤタグ１１ｄが製造される。

図２２は本発明の第６実施形態に係るＲＦＩＤタグ１１ｅを概略的に示す。このＲＦＩＤタグ１１ｅでは、前述のＲＦＩＤタグ１１ｃのへこみ部２７、２７内に規定される内縁に丸みが形成される。へこみ部２７、２７の内縁は、アンテナ線１８ａ、１８ｂの延伸方向に直交する方向に延びる。図２３を併せて参照し、へこみ部２７、２７の内縁は、アンテナ線１８ａ、１８ｂの延伸方向に直交する中心軸Ｘ回りで描かれる湾曲面で規定される。中心軸Ｘは補強材１３ａ（１３ｂ）の表面および裏面から等距離に規定される。その他、前述のＲＦＩＤタグ１１ｃと均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。こうしたＲＦＩＤタグ１１ｅでは前述のＲＦＩＤタグ１１ｃ、１１ｄと同様の作用効果が実現される。

その他、へこみ部２７、２７は前述のＲＦＩＤタグ１１、１１ａの補強材１３ａ、１３ｂに形成されてもよい。同様に、補強材１３ａ、１３ｂの側縁の丸みは前述のＲＦＩＤタグ１１、１１ａで形成されてもよい。その他、封止材１２の形態や補強材１３ａ、１３ｂの形態、連結材１９の形態、くびれ部２５の形態、へこみ部２７の形態は前述の実施形態に限られるものではない。また、ＲＦＩＤタグ１１〜１１ｃでは、ＲＦＩＤタグ１１ｄと同様に、補強材１３ａ、１３ｂおよび連結材１９が成型に基づき形成されてもよい。

本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグを概略的に示す斜視図である。 図１の２−２線に沿った断面図である。 本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグを概略的に示す平面図である。 図３の４−４線に沿った断面図である。 封止材内にインレットを密閉する工程を概略的に示す断面図である。 封止材に貫通孔を形成する工程を概略的に示す平面図である。 封止材に補強材を取り付ける工程を概略的に示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るＲＦＩＤタグを概略的に示す平面図である。 図８の９−９線に沿った断面図である。 本発明の第３実施形態に係るＲＦＩＤタグを概略的に示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るＲＦＩＤタグを概略的に示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係るＲＦＩＤタグを概略的に示す側面図である。 封止材の輪郭を打ち抜く工程を概略的に示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るＲＦＩＤタグを概略的に示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るＲＦＩＤタグを概略的に示す平面図である。 図１５の１６−１６線に沿った断面図である。 ＲＦＩＤタグが変形する様子を概略的に示す断面図である。 本発明の第５実施形態に係るＲＦＩＤタグを概略的に示す斜視図である。 図１８の１９−１９線に沿った側面図である。 ＲＦＩＤタグが変形する様子を概略的に示す断面図である。 金型内で補強材および連結材が成型される工程を概略的に示す断面図である。 本発明の第６実施形態に係るＲＦＩＤタグを概略的に示す斜視図である。 図２２の２３−２３線に沿った断面図である。

符号の説明

１１〜１１ｅ ＲＦＩＤタグ、１２ 封止材、１３ａ、１３ｂ 補強材、１４ インレット、１７ 電子部品（半導体チップ）、１８ａ、１８ｂ アンテナ線、１９ 連結材、２１ 貫通孔、２５ くびれ部、２７ へこみ部。

Claims (5)

1. 弾性材料から形成される板状の封止材と、
   前記封止材内に密閉されて、電子部品、および、前記電子部品に接続されるアンテナ線を有するインレットと、
   前記弾性材料よりも硬い材料から形成され、前記封止材の表面および裏面にそれぞれ配置されて前記電子部品を挟み込む１対の補強材と、
   前記弾性材料よりも硬い材料から形成されて、前記補強材同士を連結する連結材とを備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
2. 請求項１に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記封止材の表面から裏面まで貫通し、前記連結材を受け入れる貫通孔を備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
3. 請求項１に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記封止材に形成されて前記封止材の輪郭から内側に窪み、前記連結材を受け入れるくびれ部をさらに備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記補強材に形成されて、前記アンテナ線の延伸方向に沿って前記補強材の輪郭から内側にへこむへこみ部をさらに備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記アンテナ線の延伸方向に交差する方向に延びる前記補強材の外縁には丸みが形成されることを特徴とするＲＦＩＤタグ。

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