説明

ICタグ

【課題】リライト印字性に優れたICタグを提供する。
【解決手段】ICチップと、ICチップに電気的に接続されたアンテナ回路基板と、アンテナ回路基板の裏面側に設けられアンテナ回路基板を貫通するスルーホールを介してアンテナ回路に接続するジャンパー線と、アンテナ回路基板の表面側に設けられスルーホールを形成する為に、φ0.5mm〜φ3.0mmの大きさのランド部とを有する、ICタグ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ICチップとアンテナ回路とを備えるICタグに関する。
【背景技術】
【0002】
ICカードは、キャッシュカード(バンクカード)、クレジットカード、プリペイドカード、鉄道・バス、ETC等の交通機関、デジタル放送、第三世代携帯電話の加入者カード、図書館の窓口サービス、学生証、社員証、住民基本台帳カードなど、幅広い業界に導入され、生活者の身近な生活からビジネスまで様々な分野で利用が始まっている。又、ICカードを小型化し、タグの形状にしたものは、「ICタグ」と呼ばれ、ICタグは、チップの小型化と低コスト化により、種々の分野における製造・流通・販売等の一括管理によるサプライチェーン・マネジメント(SCM)支援や、販売データを活用したカスタマー・リレーションシップ・マネジメント(CRM)支援にも活用され始めている。
【0003】
このような状況のもと、種々のICカードが提案されている(例えば特許文献1参照)。一方、近年はカードサイズを超える大きさで、リライト印字機能を付加したICタグの需要が増えて来ており、従来のカードサイズのものとは異なる特性が要求されるようになってきている。すなわち、プリンタ装置等により印字する際のリライト印字性が、従来にも増して重視されている。そのため、従来のカードサイズのICタグを大きくして適用しただけでは特性を満足できない状況となっていた。これに対し、保持層のPETフィルムをよりやわらかい材質のポリエステルエラストマーに代え、リライト印字性を向上させた表示体が提案されている(特許文献2)。
【特許文献1】特開平10−58872号公報
【特許文献2】特開2004−226488号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、ポリエステルエラストマーはPETフィルムに比べ高価であり、コスト面でやや難がある。また、中間層に用いられる接着層・粘着層は半透明であるものが一般的であり、外観面に優れるとは言えなかった。本発明は上記問題点を解決するものであり、リライト印字性に優れたICタグを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係るICタグは、前記課題を解決するために、ICチップと、ICチップに電気的に接続されたアンテナ回路基板と、アンテナ回路基板のICチップ搭載面に対向する面となるICチップ非搭載面に設けられアンテナ回路基板を貫通するスルーホールを介してアンテナ回路に接続するジャンパー線と、アンテナ回路基板のICチップ搭載面に設けられスルーホールを形成する為に、φ0.5mm〜φ3.0mmの大きさのランド部とを有する。
【0006】
さらに、アンテナ回路基板のICチップ非搭載面側に第1の接着材を介して形成された第1の表皮材と、基板のICチップ搭載面側に第2の接着材を介して形成された第2の表皮材とを有するのが好ましい。
【0007】
さらに、第1の表皮材の第1の接着材側と反対の面に、リライト印字機能を有する為のロイコ層を設けるのが好ましい。また、ICタグの大きさがカードサイズより大きいことが好ましい。
【0008】
本発明に係るICタグは、前記課題を解決するために、ICチップと、ICチップに電気的に接続されたアンテナ回路基板と、アンテナ回路基板のICチップ搭載面に設けられ、ICチップの周囲を周回する螺旋形状のアンテナ回路と、アンテナ回路基板のICチップ搭載面に対向する面となるICチップ非搭載面に第1の接着材を介して形成される第1の表皮材と、第1の表皮材の第1接着材側と反対の面に設けられる、リライト印字機能を有するためのロイコ層と、アンテナ回路基板のICチップ非搭載面側に設けられ、アンテナ回路基板を貫通するスルーホールを介してアンテナ回路に接続するジャンパー線と、アンテナ回路基板のICチップ搭載面に設けられスルーホールを形成する為に、φ0.5mm〜φ3.0mmの大きさのランド部と、アンテナ回路基板のICチップ搭載面に第2の接着材を介して形成される第2の表皮材とを有する。また、ICタグの大きさがカードサイズより大きいことが好ましい。
【発明の効果】
【0009】
本発明のICタグを用いることによって、カードサイズを超える大きさであるにもかかわらず、リライト印字性に優れたICタグを作製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0011】
又、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【0012】
図1には本発明の実施の形態に係るICタグの断面図を示す。図1に示すように、本発明の実施の形態に係るICタグは、ICチップ1と、ICチップ1に電気的に接続されたアンテナ回路基板2と、アンテナ回路基板2のICチップ1搭載面側でICチップ1の周辺領域を螺旋状に周回するように設けられたアンテナ回路8と、アンテナ回路基板2のICチップ1搭載面側に接着材3を介して形成された第2の表皮材4と、アンテナ回路基板2のICチップ1非搭載面側に接着材5を介して形成された第1の表皮材7と、第1の表皮材7の外側に設けたロイコ層6により構成される。もちろん、ロイコ層6付きの第1の表皮材7を用いてもよい。ロイコ層6は、リライト印字機能を有する。
【0013】
また、ICタグは、アンテナ回路基板2のICチップ1非搭載面側に設けられ、アンテナ回路基板を貫通する孔(スルーホール)を介してアンテナ回路8に接続するジャンパー線と、ジャンパー線を通すスルーホールの形成のためにアンテナ回路基板2のICチップ1搭載面側に設けられる後述するスルーホール用ランド10a及び10b(図3に示す)と、アンテナ回路基板2のICチップ1搭載面側に設けられるICチップ搭載用ランド9a及び9bと、ICチップ搭載用ランド9a及び9bとICチップ1とを電気的に接続するバンプ12a及び12bとを有する。また、ICチップ1の下面の全面にはバンプ12a及び12bを囲むように異方導電性接着材13が充填されている。
【0014】
図2には、ICタグの平面形状を示す。図2に示すように、本発明のICタグの形状は、長辺100〜250mm、短辺60〜100mmの略長方形で、長辺外形線と短辺外形線の接続部1箇所は、5〜15mmのC面カットを施した。タグの4隅の内C面カットの位置を確認することで、タグの方向およびタグの表裏面が瞬時に判別できる。特にリライト印字の際にはロイコ層6面の判別が必要なので、重要な機能となる。
【0015】
図3にはICタグの平面透視図を示す。図3に示すように、アンテナ回路基板2には、アンテナ回路基板2の表面の周辺領域を螺旋状に周回するアンテナ回路8と、アンテナ回路8の最外周の回路の一部を分離するように配置された一対の対向端部にそれぞれ接続されたICチップ搭載用ランド9a,9bと、このICチップ搭載用ランド9a,9bにそれぞれ電気的に接続されたバンプと、このバンプを介して、ICチップ搭載用ランド9a,9bに搭載されたICチップ1とを備える。また、アンテナ回路基板2の裏面上には、アンテナ回路基板2を貫通するスルーホールを介してアンテナ回路8の最内周に位置する端部10aと最外周に位置する端部10bとを電気的に接続するジャンパー線を備える。アンテナ回路8の最内周に位置する端部10aと最外周に位置する端部10bとは、それぞれ、スルーホール用ランド10a,10bとなる。このようにスルーホール用ランド10a,10bは、アンテナ回路基板2の表面側に設けられスルーホールを形成するために用いられる。ここで、アンテナ回路基板2は、30〜70μm厚、好ましくは40〜60μm、例えば50μm厚のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムが使用可能である。
【0016】
図3において、アンテナ回路8は、アンテナ回路基板2の上に通常5〜50μm厚、好ましくは7〜30μm、例えば9μm厚のアルミニウム(Al)或いは銅(Cu)等の金属からなるパターンとして形成されている。アンテナ回路8の線幅は、アルミニウムを材料とする場合は通常20〜900μm、好ましくは100〜500μmであり、その周回のピッチは、通常20〜900μm、好ましくは100〜500μmである。図3に示すようなアンテナ回路基板2の表面の周辺領域を周回する、ほぼ矩形の螺旋形状にすることにより、アンテナ回路8は、例えば共振周波数13.0〜15.0MHzにおいて、15〜25の高いQ値を実現できる。図3では、アンテナ回路8は6回の周回をする螺旋形状の場合を例示しているが、周回の回数は、使用周波数(共振周波数)、アンテナ回路8の厚み及び幅、螺旋の周回半径等に依存するので、6回に限定されるものではない。ICチップ搭載用ランド9a,9bの幅は、この上に搭載するバンプ12a,12bの大きさとの関係で決定されるが、例えば、幅600〜900μmを選べば良い。
【0017】
図3に示すアンテナ回路8は、アンテナ回路基板2上に積層された金属膜をエッチングすることにより形成可能であるが、本発明の実施の形態はこれに限るものではなく、例えば、被覆された電線(例えば、エナメル線)を同一面上に巻き回しても良く、アンテナ回路基板2上にいわゆる導電性ペーストを印刷して、アンテナ回路を形成しても良い。
【0018】
図1は、図3のA−A’方向から見た断面図であるが、PETフィルム等からなるアンテナ回路基板2上にアルミニウム等の金属からなるアンテナ回路8が形成されている。図1では図示を省略しているが、アンテナ回路基板2の表面上には、アルミニウム等の金属からなるスルーホール用ランド10a,10bが設けられ、アンテナ回路8に接続している。
【0019】
スルーホール用ランド10a,10bは径がφ0.5mm〜φ3.0mmの大きさ、好ましくはφ1.5mm〜φ2.0mmである。φ3.0mmを超えるとタグ表面に凹凸が大きく発生し、リライト印字性に悪影響を及ぼす。つまり、アンテナ回路基板2、接着材5及び第1の表皮材7を介して、ロイコ層6表面となるタグ表面に凹凸が発生してしまい、この凹凸によりロイコ層6におけるリライト印字がかすれてしまったり、色が抜けてしまったりというような悪影響が発生してしまう。
【0020】
反対にφ0.5mm未満になると、スルーホールの接続信頼性が低下する。スルーホール用ランド10a,10bには、アンテナ回路基板2を貫通する径φ0.01〜φ0.5mmのスルーホールが、スルーホール用ランド10a,10bの大きさに応じて1〜10個程度設けられる。このスルーホールには、導電性ペーストが充填され、アンテナ回路基板2の裏面上に設けられたジャンパー線に接続されている。ジャンパー線はアンテナ回路8と同様に、金属膜をエッチングすることにより形成、または導電性ペーストを印刷して形成する。
【0021】
ICチップ搭載用ランド9a,9bの上には、図1に示すように、通常、外形50〜200μm角、好ましくは80〜120μm角程度、厚みは、通常、15〜30μm、好ましくは18〜25μm程度のバンプ12a,12bがそれぞれ配置されている。バンプ12a,12bの大きさは、ICチップ搭載用ランド9a,9bからバンプ12a,12bがはみ出さないように設計される。バンプ12a,12bとしては、半田ボール、金(Au)バンプ、銀(Ag)バンプ、銅(Cu)バンプ、ニッケル/金(Ni−Au)パンプ、或いはニッケル/金/インジウム(Ni−Au−In)バンプ等が使用可能である。半田ボールとしては、錫(Sn)鉛(Pb)=6:4の共晶半田等が使用可能である。或いは、Sn:Pb=5:95の半田でも良い。このバンプ12a,12bを介して、ICチップ搭載用ランド9a,9b上には、例えば、平面寸法4×4mm程度で、60〜1200μm厚、好ましくは100〜200μm厚程度のICチップ1が搭裁されている。特に、ICチップ1の厚さは、厚いほど強度が増大し、故障率が減少するが、完成後のICカードの全体の厚みを500μm程度に納めるためには、100μm〜200μmの厚さが好ましく、140μm〜160μmの厚さがより好ましく、特に150μm程度が好ましい。
【0022】
そして、図1を参照して上述したように、バンプ12a,12bを囲むように、ICチップ1の下面の全面には、異方導電性接着剤13が充填されている。異方導電性接着剤13は、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂等の絶縁性接着剤の中に、金(Au)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)或いはチタン・ニッケル合金(Ti−Ni)等の金属粉末を分散させた材料より構成されている。異方導電性接着剤13は、応力の印加された場所のみが導電性を有する異方性を有するので、ICチップ搭載用ランド9a,9bの近傍のみが導電性を有する。異方導電性接着剤13を用いることにより、ICチップ1はバンプ12a,12bを介して、確実にICチップ搭載用ランド9a,9bに電気的に接続される。
【0023】
ICチップ1は、通常100〜400μm厚、好ましくは125〜290μm厚の接着材(ホットメルト)3でその上面及び側面(端面)を封止される。同様に、アンテナ回路基板2の裏面側は、通常30〜400μm厚、好ましくは40〜290μm厚の接着材(ホットメルト)5で封止される。アンテナ回路基板2の裏面側の接着材(ホットメルト)5の外側には、通常50〜300μm厚、好ましくは70〜200μm厚の第1表皮材7が設けられている。第1表皮材7は、PETや紙基材を用いれば良い。更に、第1表皮材7の外側には、通常2〜50μm厚の感熱記録材料からなるロイコ層6が貼付され、繰り返し書き換え可能な表示、すなわちリライト印字ができる。感熱記録材料は、例えば、温度による可逆結晶化変化がロイコ染料の発色と消色を引き起こす特殊な顕色剤を使用して、繰り返しての記録・消去を可能とした感熱シートが使用可能である。
【0024】
一方、ICチップ1の搭載側の接着材(ホットメルト)3の外側には、通常50〜300μm厚、好ましくは70〜200μm厚の第2表皮材4が設けられている。第2表皮材4は、第1表皮材7と同様なPETや紙基材を用いれば良い。
【実施例】
【0025】
以下、本発明の好適な2つの実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
図1及び図3にあって、実施例1は、ICチップ1と、ICチップ1に電気的に接続されたアンテナ回路基板2と、アンテナ回路基板2のICチップ搭載面に接着材3を介して形成された第2の表皮層4と、アンテナ回路基板2のICチップ非搭載面に接着材5を介して形成されたロイコ層6付きの第1の表皮層7により、本ICタグを構成する。
【0026】
アンテナ回路基板2は、50μmの厚みを有するPET基材に9μmのアルミ箔を貼り合わせ、エッチング加工にてアンテナ回路8、ICチップ搭載用ランド9a、9b、およびスルーホール用ランド10a、10bを成形した。アンテナ回路8の周回数は6回、スルーホール用ランド10a、10bの大きさはφ2.0mmとした。アンテナ回路基板2の裏面側には、銀ペーストの印刷加工にてジャンパー線を形成した。ジャンパー線の幅は2mm、長さは7.5mmとした。次にICチップ1(NXPセミコンダクターズ製I・CODE SLI)を、異方導電性接着材13である日立化成製ACP材を使用し、熱圧着にてICチップ搭載用ランド9a、9bに接着および電気接続した。次に、アンテナ回路基板2のICチップ搭載面には、200μm厚の東亞合成製の接着材3(PES111−EE)を予め塗工した100μm厚の白色PET材を、ICチップ非搭載面には、50μm厚の東亞合成製接着材5(PES111−EE)を予め塗工した130μm厚のリコー製ロイコ層6付きPET材(RECO−View 630BD)を熱ラミネート加工にて貼り合せた。最後に、ICタグの形状が長辺200mm、短辺85mmの略長方形になるよう打抜き、長辺外形線と短辺外形線の接続部1箇所は、11mmのC面カットを施した。
【0027】
(実施例2)
スルーホール用ランドの大きさをφ3.0mmとし、他の条件は実施例1と同様としたものを実施例2とする。
【0028】
(比較例1)
スルーホール用ランドの大きさをφ4.0mmとしたもの追加試作し、前記(実施例1、実施例2)と比較評価した結果を下記表1に示す。なお、スルホール用ランド10a、10bの大きさ以外の条件は、前記(実施例1)と同条件とする。
【0029】
【表1】

【0030】
(比較例2)
スルーホール用ランドの大きさをφ5.0mmとしたもの追加試作し、前記(実施例1、実施例2)と比較評価した結果を表1に示す。なお、スルホール用ランド10a、10bの大きさ以外の条件は、前記(実施例1)と同条件とする。
【0031】
表1に示すように、スルーホール用ランドの大きさが径φ2.0mmの実施例1では、スルーホール部の表面凹が3μm、凸が2μm、凹凸の合計が5μmであった。スルーホール部のリライトでは、かすれ、色抜けが発生していないのでリライト印字性が優れている。つまり、本実施例1のICタグでは、スルーホール部の表面平滑性に優れ、リライト印字テストにおいて、印字抜け、かすれなどが無く、良好な印字性が得られた。
【0032】
スルーホール用ランドの大きさが径φ3.0mmの実施例2では、表1に示すように、スルーホール部の表面凹が5μm、凸が1μm、凹凸の合計が6μmであった。この実施例2でもスルーホール部のリライトでは、かすれ、色抜けが発生していないのでリライト印字性が優れている。つまり、本実施例2のICタグでも、スルーホール部の表面平滑性に優れ、リライト印字テストにおいて、印字抜け、かすれなどが無く、良好な印字性が得られた。
【0033】
スルーホール用ランドの大きさが径φ4.0mmの比較例1では、表1に示すように、スルーホール部の表面凹が9μm、凸が1μm、凹凸の合計が10μmであった。この比較例1ではスルーホール部のリライトでは、かすれ、色抜けがたまに発生した。よって、実施例1、実施例2よりリライト印字性が劣る。
【0034】
スルーホール用ランドの大きさが径φ5.0mmの比較例2では、表1に示すように、スルーホール部の表面凹が12μm、凸が1μm、凹凸の合計が13μmであった。この比較例2ではスルーホール部のリライトでは、かすれ、色抜けが頻繁に発生した。よって、実施例1、実施例2よりリライト印字性が劣り、さらに比較例1よりも劣る。
【0035】
以上に述べた、表1を用いての実施例1、2、比較例1、2の評価結果から、スルーホール用ランドの大きさがφ3mm以下であるICタグは、スルーホール部のリライト時にかすれ、色抜けが発生しないことから、カードサイズを超える大きさであるにもかかわらず、リライト印字性に優れたICタグである。つまり、表1から最適なスルーホール用ランド10a、10bの大きさはφ3mm以下であることがわかった。なお、スルーホール部のリライト時にかすれ、色抜けが発生しないという、リライト印字性の優れた評価結果は、スルーホール用ランドの大きさが2mmより小さくても得られることはもちろんである。
【0036】
しかし、前述したように、スルーホール用ランドの大きさがφ0.5mm未満になると、スルーホールの接続信頼性が低下する。したがって、スルーホール用ランドの大きさが、φ0.5mm〜φ3.0mmであることが、リライト印字性の優れたICタグを得るために必要であるといえる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】ICタグのA−A’方向から見た断面図である。
【図2】ICタグの平面透視図である。
【図3】ICタグの平面透視図である。
【符号の説明】
【0038】
1 ICチップ
2 アンテナ回路基板
3 接着材
4 第2の表皮材
5 接着材
6 ロイコ層
7 第1の表皮材
8 アンテナ回路
9a ICチップ搭載用ランド
9b ICチップ搭載用ランド
10a スルーホール用ランド(最内周に位置する端部)
10b スルーホール用ランド(最外周に位置する端部)
12a バンプ
12b バンプ
13 異方導電性接着材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ICチップと、
前記ICチップに電気的に接続されたアンテナ回路基板と、
前記アンテナ回路基板の前記ICチップ搭載面に対向する面となるICチップ非搭載面に設けられ前記アンテナ回路基板を貫通するスルーホールを介してアンテナ回路に接続するジャンパー線と、
前記アンテナ回路基板の前記ICチップ搭載面に設けられ前記スルーホールを形成する為に、φ0.5mm〜φ3.0mmの大きさのランド部とを有することを特徴とするICタグ。
【請求項2】
さらに、アンテナ回路基板の前記ICチップ非搭載面側に第1の接着材を介して形成された第1の表皮材と、前記基板の前記ICチップ搭載面側に第2の接着材を介して形成された第2の表皮材とを有することを特徴とする請求項1に記載のICタグ。
【請求項3】
さらに、第1の表皮材の前記第1の接着材側と反対の面に、リライト印字機能を有する為のロイコ層を設けたことを特徴とする請求項2に記載のICタグ。
【請求項4】
ICタグの大きさがカードサイズより大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のICタグ。
【請求項5】
ICチップと、
前記ICチップに電気的に接続されたアンテナ回路基板と、
前記アンテナ回路基板の前記ICチップ搭載面に設けられ、前記ICチップの周囲を周回する螺旋形状のアンテナ回路と、
前記アンテナ回路基板の前記ICチップ搭載面に対向する面となるICチップ非搭載面に第1の接着材を介して形成される第1の表皮材と、
前記第1の表皮材の前記第1接着材側と反対の面に設けられる、リライト印字機能を有するためのロイコ層と、
前記アンテナ回路基板の前記ICチップ非搭載面側に設けられ、前記アンテナ回路基板を貫通するスルーホールを介して前記アンテナ回路に接続するジャンパー線と、
前記アンテナ回路基板の前記ICチップ搭載面に設けられ前記スルーホールを形成する為に、φ0.5mm〜φ3.0mmの大きさのランド部と、
前記アンテナ回路基板のICチップ搭載面に第2の接着材を介して形成される第2の表皮材とを有することを特徴とするICタグ。
【請求項6】
ICタグの大きさがカードサイズより大きいことを特徴とする請求項5に記載のICタグ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2009−134712(P2009−134712A)
【公開日】平成21年6月18日(2009.6.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−285761(P2008−285761)
【出願日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【出願人】(000004455)日立化成工業株式会社 (4,649)
【Fターム(参考)】