JP5548059B2 - 回路素子 - Google Patents

Description

本発明は、ＲＦ−ＩＤメディア等に用いられる回路素子に関し、特に、外部接続端子の構造に関する。

昨今、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、該カードを用いた情報管理や決済等が行われている。また、商品等に貼付されるラベルやタグに情報を記録し、このラベルやタグを用いての商品等の管理も行われている。このようなカードやラベル、あるいはタグを用いた情報管理においては、カードやラベル、あるいはタグに対して非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うことが可能なＩＣチップが搭載された非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣラベル、あるいは非接触型ＩＣタグがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。

このような非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣラベル、あるいは非接触型ＩＣタグといったＲＦ−ＩＤメディアは、ベース基材上に導電性のアンテナが形成されるとともにこのアンテナに接続されるようにＩＣチップが搭載されてなるインレットが表面シートやカード基材に挟み込まれて構成されている。

図７は、一般的なＲＦ−ＩＤメディアに用いられるＩＣチップの一構成例を示す図であり、（ａ）は裏面の構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本例におけるＩＣチップは図７に示すように、板状の樹脂基材５１０の裏面に回路部５２０が形成されるとともに、回路部５２０に接続された外部接続端子となる２つのバンプ５３０がＩＣチップ５０１の一方の面側に突出するように形成され、さらに回路部５２０が非導電材からなる保護膜５５０で覆われて構成されている。このように構成されたＩＣチップ５０１は、導電性のアンテナにバンプ５３０を介して接続されることにより、回路部５２０内のメモリに対して非接触状態にて情報の書き込みや読み出しが行われることになる。

図８は、図７に示したＩＣチップ５０１が用いられたインレットの一構成例を示す図であり、（ａ）は表面から見た図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ―Ａ’断面図である。

本例におけるインレット５０２は図８に示すように、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等からなる樹脂シート５０４の一方の面上に、二等辺三角形の形状を有する２つのアンテナパターン５０３ａ，５０３ｂが、二等辺三角形の等しい辺がなす頂点どうしを結んだ直線が二等辺三角形の底辺のそれぞれに対して垂直となるように、かつ、頂点どうしが空隙を有するように配置されてなるアンテナ部５０３が形成されており、このアンテナ部５０３に接続されるように、ＩＣチップ５０１が搭載されて構成されている。なお、ＩＣチップ５０１は、樹脂シート５０４上に塗布されたＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste：異方性導電ペースト）等の導電性の接着剤５０５によって樹脂シート５０４に接着されており、裏面に設けられたバンプ５３０がアンテナパターン５０３ａ，５０３ｂの頂点とそれぞれ接触することにより、アンテナ部５０３と電気的に接続されている。

上記のように構成されたインレット５０２は、表面シートやカード基材に挟み込まれてＲＦ−ＩＤメディアとして利用され、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電波にアンテナ部５０３が共振して電流が流れ、この電流がＩＣチップ５０１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ５０１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ５０１に書き込まれた情報がアンテナ部５０３を介して情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

このように、ＲＦ−ＩＤメディアに用いられるＩＣチップ５０１においては、ＩＣチップ５０１が樹脂シート５０４上に搭載された場合にアンテナ部５０３と電気的に接続されるために一方の面側に突出したバンプ５３０が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−２４２８２１号公報

図７及び図８に示したＩＣチップ５０１においては、上述したように、インレット５０２の樹脂シート５０４上に搭載された場合にアンテナ部５０３と電気的に接続されるためにバンプ５３０が用いられているが、このバンプ５３０は一般的に、樹脂基材５１０の裏面にスタッド型の金属を接着したり、金属めっき等によって形成されている。あるいは、ワイヤーボンディングによって回路部５２０と接続されて形成されている。

ところが、図８に示したようにＩＣチップ５０１をインレット５０２の樹脂シート５０４上に搭載する際、バンプ５３０がアンテナパターン５０３ａ，５０３ｂの頂点とそれぞれ接触し、かつ、その状態でＩＣチップ５０１の他の部分がアンテナパターン５０３ａ，５０３ｂを含めて樹脂シート５０４と接触しないようにする必要があり、バンプ５３０の大きさや高さをその条件を満たすものにしなければならない。特に、ＲＦ−ＩＤメディアに用いられるＩＣチップ５０１は、大きさが数ミリ程度のものであるため、バンプ５３０の形状を、上記条件を満たすようなものとするためには高い精度が要求されることとなり、さらに、そのようなバンプ５３０を樹脂基材５１０に形成する精細な工程が必要となってしまうという問題点がある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、板状基材の表面または内部に回路部が形成されるとともに、回路部に接続された外部接続端子が板状基材の一方の面側に突出してなる回路素子において、外部接続端子を形成する工程を簡略化することができる回路素子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本発明は、
板状基材の表面に回路部が形成されるとともに、前記回路部に接続された外部接続端子が前記板状基材の前記回路部が形成された面側に突出してなる回路素子であって、
前記板状基材は、塑性変形可能な材料からなり、
前記外部接続端子は、前記板状基材のうち前記回路部が形成されていない領域の一部が、前記回路部が形成された面側に突出するように塑性変形され、当該領域に前記回路部に導通した導電材料が積層されることによって形成されている。

上記のように構成された本発明においては、板状基材が塑性変形可能な材料からなり、回路部に接続された外部接続端子が、板状基材のうち回路部が形成されていない領域の一部が一方の面側に突出するように塑性変形されてその領域に回路部に導通した導電材料が積層されることによって形成されているので、外部接続端子が板状基材の一方の面側に突出した構成が、板状基材が塑性変形されることによって実現されていることとなり、それにより、外部接続端子を形成する場合、板状基材の回路部が形成されていない領域のうち回路部に導通した導電材料が積層された一部を、一方の面側に突出するように塑性変形させるだけでよく、所定の大きさや高さを有する外部接続端子を板状基材に接着やめっき等によって形成する必要がなくなり、外部接続端子を形成する工程が簡略化される。

また、前記導電材料を、前記板状基材の塑性変形に追従可能な材料からなるものとすれば、導電材料が板状基材に積層された後に板状基材が塑性変形された場合であっても、導電材料が破断等することがない。
前記板状基材は、長手方向を具備する形状であり、
前記回路部は、前記板状基材の表面の前記長手方向における中央に形成され、
前記外部接続端子は、前記長手方向における前記回路部の両側に設けられている。
また、前記板状基材は、前記回路部が形成された面のうち前記外部接続端子以外の領域に、絶縁性材料からなる保護膜が塗工されている。

以上説明したように本発明においては、板状基材が塑性変形可能な材料からなり、回路部に接続された外部接続端子が、板状基材のうち回路部が形成されていない領域の一部が一方の面側に突出するように塑性変形されてその領域に回路部に導通した導電材料が積層されることによって形成されている構成としたため、外部接続端子を形成する場合、板状基材の回路部が形成されていない領域のうち回路部に導通した導電材料が積層された一部を、一方の面側に突出するように塑性変形させるだけでよく、それにより、所定の大きさや高さを有する外部接続端子を板状基材に接着やめっき等によって形成する必要がなくなり、外部接続端子を形成する工程を簡略化することができる。

また、導電材料が板状基材の塑性変形に追従可能な材料からなるものにおいては、導電材料が板状基材に積層された後に板状基材が塑性変形された場合であっても、導電材料が破断等することがない。

本発明の回路素子の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は裏面の構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したＡ部拡大図である。 図１に示したＩＣチップの製造方法を説明するための図である。 図２に示した各工程におけるＩＣチップ単体の状態を示す断面図である。 図１に示したＩＣチップが用いられたインレットの一構成例を示す図であり、（ａ）は表面から見た図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ―Ａ’断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したＡ部拡大図である。 本発明の回路素子の第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は裏面の構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。 図５に示したＩＣチップが用いられたインレットの一構成例を示す図であり、（ａ）は表面から見た図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ―Ａ’断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したＡ部拡大図である。 一般的なＲＦ−ＩＤメディアに用いられるＩＣチップの一構成例を示す図であり、（ａ）は裏面の構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。 図７に示したＩＣチップが用いられたインレットの一構成例を示す図であり、（ａ）は表面から見た図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ―Ａ’断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の回路素子の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は裏面の構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したＡ部拡大図である。

本形態における回路素子は図１に示すように、板状基材となるＳＵＳ板１０の裏面の一部に回路部２０が形成されるとともに、その回路部２０の一部と導通するように導電材４０が積層され、また、ＳＵＳ板１０のうち回路部２０が形成されておらず、かつ導電材４０が積層された領域が裏面側に突出するように変形することによって２つの外部接続端子３０が形成されて構成されている。ＳＵＳ板１０は塑性変形可能なものであり、その表裏に絶縁層（不図示）が形成された後、回路部２０が印刷等によって形成されるとともに、導電材４０が積層されている。また、導電材４０は、エラストマー等の軟性物質に導電材料が含有されてなるものであって、それにより、ＳＵＳ板１０の塑性変形に追従可能なものである。また、回路部２０が形成された面のうち、２つの外部接続端子３０以外の領域に絶縁性材料からなる保護膜５０が塗工されており、それにより、回路部２０及び導電材４０の一部が保護膜５０で覆われた状態となっている。なお、外部接続端子３０の突出高さは、３０μ〜５０μｍとなっている。このように構成されたＩＣチップ１は、導電性のアンテナに外部接続端子３０を介して接続されることにより、回路部２０内のメモリに対して非接触状態にて情報の書き込みや読み出しが行われることになる。

以下に、上記のように構成されたＩＣチップ１の製造方法について説明する。

図２は、図１に示したＩＣチップ１の製造方法を説明するための図であり、図３は、図２に示した各工程におけるＩＣチップ１単体の状態を示す断面図である。

図１に示したＩＣチップ１を製造する場合は、まず、図１に示したＳＵＳ板１０を複数枚とれるような大きさのベース基材１１の一方の面上に回路部２０をマトリックス状にＩＣチップ１毎に形成する（図２（ａ），図３（ａ））。回路部２０は、例えば印刷によって形成することが考えられる。

次に、ベース基材１１の回路部２０が形成された面において、ＩＣチップ１のそれぞれについて、回路部２０のうち、ＩＣチップ１の入出力端子と導通するように導電材４０を塗工することによって積層する（図２（ｂ），図３（ｂ））。ＩＣチップ１の入出力端子は、回路部２０の両端に設けられているため、ベース基材１１の回路部２０が形成された面において回路部２０の両側に導電材４０が塗工、積層されることになる。

次に、回路部２０と導電材４０の一部との上に、例えば、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂等の絶縁性材料からなる保護膜５０を塗工する（図２（ｃ），図３（ｃ））。

その後、ベース基材１１に対してプレス打ち抜き加工を施すことにより、ベース基材１１をＩＣチップ１毎にＳＵＳ板１０のそれぞれに断裁するとともに、ＳＵＳ板１０のそれぞれについて、導電材４０が塗工された領域を、導電材４０が塗工された面側に突出するように塑性変形させる。ＳＵＳ板１０の塑性変形した領域は、回路部２０に導通した導電材４０が積層されているため、回路部２０を外部と接続するための外部接続端子３０となる（図２（ｄ），図３（ｄ））。この際、導電材４０が、上述したようにＳＵＳ板１０の塑性変形に追従可能な材料からなるものであるため、ＳＵＳ板１０が塑性変形した場合においても、導電材４０が破断等することなく、回路部２０に接続された外部接続端子３０となる。このように、ベース基材１１をＩＣチップ１毎にＳＵＳ板１０のそれぞれに断裁する工程において、ＳＵＳ板１０を塑性変形させて外部接続端子３０を形成することになる。そして、ＳＵＳ板１０が塑性変形可能なものであるため、その後、外部接続端子３０の形状が維持される。

以下に、上記のように製造されたＩＣチップ１が用いられたインレットについて説明する。

図４は、図１に示したＩＣチップ１が用いられたインレットの一構成例を示す図であり、（ａ）は表面から見た図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ―Ａ’断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したＡ部拡大図である。

本例におけるインレット２は図４に示すように、ＰＥＴ等からなる樹脂シート４の一方の面上に、二等辺三角形の形状を有する２つのアンテナパターン３ａ，３ｂが、二等辺三角形の等しい辺がなす頂点どうしを結んだ直線が二等辺三角形の底辺のそれぞれに対して垂直となるように、かつ、頂点どうしが空隙を有するように配置されてなるアンテナ部３が形成されており、このアンテナ部３に接続されるように、ＩＣチップ１が搭載されて構成されている。なお、ＩＣチップ１は、樹脂シート４上に塗布されたＡＣＰ等の導電性の接着剤５によって樹脂シート４に接着されており、裏面に形成された外部接続端子３０がアンテナパターン３ａ，３ｂの頂点とそれぞれ接触することにより、アンテナ部３と電気的に接続されている。ＩＣチップ１は、外部接続端子３０がＳＵＳ板１０の裏面側に突出し、その突出面に、回路部２０に接続された導電材４０が塗工されているため、外部接続端子３０のみをアンテナパターン３ａ，３ｂに接触させることができ、それにより、この外部接続端子３０を介してアンテナ部３と回路部２０とを電気的に接続することができる。また、２つの外部接続端子３０以外の領域に保護膜５０が塗工されることにより、回路部２０が保護膜５０で覆われた状態となっているため、回路部２０がアンテナパターン３ａ，３ｂや、樹脂シート４上に形成された他の導電パターンと導通してしまうことが回避される。

上記のように構成されたインレット２は、表面シートやカード基材に挟み込まれてＲＦ−ＩＤメディアとして利用され、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電波にアンテナ部３が共振して電流が流れ、この電流がＩＣチップ１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ１に書き込まれた情報がアンテナ部３を介して情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

このように本形態においては、ＩＣチップ１のベース基材として塑性変形可能なＳＵＳ板１０を用い、このＳＵＳ板１０の一部を塑性変形させることによって、ＳＵＳ板１０の裏面側に突出した外部接続端子３０を形成しているため、所定の大きさや高さを有する外部接続端子を板状基材に接着やめっき等によって形成する必要がなくなり、外部接続端子を形成する工程を簡略化することができる。また、ＳＵＳ板１０を複数枚とれるような大きさのベース基材１１上に、ＩＣチップ１毎に回路部２０を形成するとともに導電材４０や保護膜５０を塗工した後にこのベース基材１１をＩＣチップ１毎にＳＵＳ板１０のそれぞれに断裁する工程において、ＳＵＳ板１０を塑性変形させて外部接続端子３０を形成するため、外部接続端子３０を形成するためだけの工程が不要となる。

（第２実施の形態）
図５は、本発明の回路素子の第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は裏面の構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本形態は図５に示すように、第１の実施の形態にて示したものに対して、ＳＵＳ板１１０のエッジ部分が、外部接続端子３０が突出した側とは反対側に捲れ上がった形状となっている点のみが異なるものである。なお、このようなＳＵＳ板１１０のエッジ部分の形状は、図２に示したようにベース基材１１をＩＣチップ１毎に断裁するプレス打ち抜き加工工程において同時に形成されることになる。

図６は、図５に示したＩＣチップ１０１が用いられたインレットの一構成例を示す図であり、（ａ）は表面から見た図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ―Ａ’断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したＡ部拡大図である。

第１の実施の形態にて示したように、ＳＵＳ板１０を複数枚とれるような大きさのベース基材１１上に、ＩＣチップ１毎に回路部２０を形成するとともに導電材４０や保護膜５０を塗工した後にこのベース基材１１をＩＣチップ１毎にＳＵＳ板１０のそれぞれに断裁した場合、ベース基材１１の表裏には絶縁層が形成されているものの、断裁面にはＳＵＳ板１０そのものが表出するため、この断裁面がアンテナパターン３ａ，３ｂに接触すると、アンテナパターン３ａ，３ｂが短絡する虞れがある。

そこで、図５に示したように、ＳＵＳ板１１０のエッジ部分が、外部接続端子３０が突出した側とは反対側に捲れ上がった形状とすることにより、図６（ｃ）に示すように、ＳＵＳ板１１０のエッジ部分がアンテナパターン３ａ，３ｂから離れ、ＳＵＳ板１１０の断裁面とアンテナパターン３ａ，３ｂとが接触してしまうことを回避することができる。

そのため、このような構成とすることにより、第１の実施の形態に示したものよりも外部接続端子３０の突出高さを低くしても、ＳＵＳ板１１０の断裁面とアンテナパターン３ａ，３ｂとが接触してしまうことを回避することができる。例えば、第１の実施の形態にて示したものにおいては、外部接続端子３０の突出高さが３０μ〜５０μｍとなっているが、図５に示したような形状のＳＵＳ板１１０を用いることにより、外部接続端子の突出高さを２０μｍ以下にすることができる。これは、ＳＵＳ板１１０を塑性変形させる際、変形時の回路部２０等に与えるダメージを抑えることができるという効果を奏する。

なお、上述した２つの実施の形態においては、ＲＦ−ＩＤメディアに用いられるＩＣチップ１，１０１を例に挙げて説明したが、本発明の回路素子は、板状基材の表面または内部に回路部が形成されるとともに、回路部に接続された外部接続端子が板状基材の一方の面側に突出してなるものであれば、このようなＩＣチップに限らない。

また、導電材４０をＳＵＳ板１０，１１０上に積層する工程としては、上述したような塗工に限らない。

また、上述した２つの実施の形態においては、塑性変形可能な板状基材としてＳＵＳ板１０，１１０を例に挙げて説明したが、本発明における板状基材としては、塑性変形可能なものであればフィルム等であってもよい。

１，１０１ ＩＣチップ
２，１０２ インレット
３ アンテナ部
３ａ，３ｂ アンテナパターン
４ 樹脂シート
５ 接着剤
１０，１１０ ＳＵＳ板
１１ ベース基材
２０ 回路部
３０ 外部接続端子
４０ 導電材
５０ 保護膜

Claims (3)

1. 板状基材の表面に回路部が形成されるとともに、前記回路部に接続された外部接続端子が前記板状基材の前記回路部が形成された面側に突出してなる回路素子であって、
   前記板状基材は、塑性変形可能な材料からなり、
   前記外部接続端子は、前記板状基材のうち前記回路部が形成されていない領域の一部が、前記回路部が形成された面側に突出するように塑性変形され、当該領域に前記回路部に導通した導電材料が積層されることによって形成されている回路素子。
2. 請求項１に記載の回路素子において、
   前記板状基材は、長手方向を具備する形状であり、
   前記回路部は、前記板状基材の表面の前記長手方向における中央に形成され、
   前記外部接続端子は、前記長手方向における前記回路部の両側に設けられている回路素子。
3. 請求項１または請求項２に記載の回路素子において、
   前記板状基材は、前記回路部が形成された面のうち前記外部接続端子以外の領域に、絶縁性材料からなる保護膜が塗工されている回路素子。

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