JP5050426B2 - 非接触ｉｃタグの製造方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、外部のリーダ・ライタと非接触でデータの授受を行うことができる非接触ＩＣタグの製造方法及び装置に関する。

従来、外部のリーダ・ライタと非接触でデータの授受を行う非接触ＩＣタグは、ＩＣチップと、外部のリーダ・ライタと非接触でデータの送受信を行うアンテナ回路とを有しており、このような非接触ＩＣタグを基材シートに設けることにより非接触ＩＣタグ付シートが得られる。

このような非接触ＩＣタグ付シートを製造するには、例えば特許文献１に開示された発明がある。この発明は、帯状の導電体の中央部をスリッタ装置により切断することにより、スリットにより分離された一対の導電体シートを得て、この一対の導電体シートが、その後基材シート上に積層される。次いで、上記スリットを跨いで上記一対の導電体シート間に、複数のＩＣチップが実装され、このＩＣチップ上が保護フィルムにより覆われる。

そして、上記基材シート、一対の導電体シート、ＩＣチップ及び保護フィルムからなるシート体は、カッタにより切断されて非接触ＩＣタグ付シートが得られる。

なお、上記特許文献１に開示された発明では、上記帯状の導電体の中央部をカッタやレーザ装置により切断することも開示されている。
特開２００５−６３２０１号公報

ところで、近年のＩＣチップは、その長さを３００μｍとし、ＩＣチップの電極バンプの幅を５０〜１００μｍとした場合、スリットの幅が１００μｍとなる。最近では、ＩＣチップの微小化が一段と進み、スリットの幅も一層狭小にする必要性が生じてきている。

上記特許文献１に開示された発明では、帯状の導電体の中央部をスリッタ装置により切断し、スリットにより分離された一対の導電体シートを基材シート上に積層することから、その積層の際、両者の精細な位置決めが困難であるため、スリットの幅を狭くするには、自ずと限界がある。

したがって、従来では、導電体の中央部をカッタやレーザ装置により切断したとしても、スリット幅１００μｍが限界となり、これにより長さ３００μｍより微小なＩＣチップを実装することができないという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、より微小なＩＣチップを実装可能な非接触ＩＣタグの製造方法及び装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。

請求項１に係る発明は、基材（２）を走行させつつその表面に接着剤層（５）を介してアンテナパターンと当該アンテナパターンから分岐された静電容量を可変するための複数のコンデンサパターンとを有する導電層（３）を接着する接着工程と、基材（２）上で導電層（３）を所定のパターンに打ち抜く打ち抜き工程と、アンテナパターンに狭小なギャップ（７）を形成するギャップ形成工程と、ギャップ（７）を跨いでアンテナパターンにＩＣチップ（８）を実装するＩＣチップ実装工程とを包含してなり、前記分岐された複数のコンデンサパターンのいずれかを切断することにより前記非接触ＩＣタグとしての共振周波数を調整し、前記ギャップ形成工程は、レーザ照射手段（１１）によりレーザ光を照射してギャップ（７）を形成するものであって、前記ギャップの開口端の両側にバリを発生させる出力でレーザ光を照射した後に、当該ギャップの開口端の両側に前記ギャップを形成する際のレーザ光の出力より低い値のレーザ光を照射して前記バリを取り除く非接触ＩＣタグの製造方法であることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の非接触ＩＣタグ（１）の製造方法において、前記ＩＣチップ実装工程の直前に前記ギャップ形成工程を行うことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の非接触ＩＣタグの製造方法において、前記ギャップ形成工程を行った後に、前記導電層（３）のパターンのギャップ形成部位を加熱プレスする熱プレス工程を行うことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、基材（２）の表面に接着剤層（５）を介してアンテナパターンと当該アンテナパターンから分岐された静電容量を可変するための複数のコンデンサパターンとを有する導電層（３）を接着する接着手段と、基材（２）上で導電層（３）を所定のパターンに打ち抜く打ち抜き手段と、アンテナパターンに狭小なギャップ（７）を形成するギャップ形成手段と、ギャップ（７）を跨いでアンテナパターンにＩＣチップ（８）を実装するＩＣチップ実装手段（１２）とを包含してなり、前記分岐された複数のコンデンサパターンのいずれかを切断することにより前記非接触ＩＣタグとしての共振周波数を調整し、前記ギャップ形成手段は、レーザ光を照射してギャップ（７）を形成するレーザ照射装置（１１）であって、前記ギャップの開口端の両側にバリを発生させる出力でレーザ光を照射した後に、当該ギャップの開口端の両側に前記ギャップを形成する際のレーザ光の出力より低い値のレーザ光を照射して前記バリを取り除く非接触ＩＣタグの製造装置であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の非接触ＩＣタグの製造装置において、前記レーザ照射装置は、ＹＡＧレーザ照射装置であって、このＹＡＧレーザ照射装置から出力１０〜５０Ｗ程度でＹＡＧ基本波を照射することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項４に記載の非接触ＩＣタグの製造装置において、前記導電層のパターンのギャップ形成部位を加熱プレスする熱プレス手段を設けたことを特徴とする。

本発明に係る非接触ＩＣタグ（１）とその製造方法及び装置によれば、導電層（３）のパターンに狭小なギャップ（７）を形成し、このギャップ（７）を跨いで導電層（３）のパターンにＩＣチップ（８）を実装して製造することにより、数１０μｍの狭小なギャップ（７）が形成されるため、極めて微小なＩＣチップ（８）を確実かつ容易に実装することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

＜実施形態＞
図１〜図４に示すように、非接触ＩＣタグ１は、基材２の表裏面にそれぞれ熱可塑性接着剤層が所定のパターンに形成され、基材２の表裏面における熱可塑性接着剤層の上に熱可塑性接着剤層のパターンと同じ形状のパターンの導電層３，４が接着されている。

基材２は、例えば紙、樹脂等のシート又はそれらを積層したシートにより形成される。また、図示例では長方形に形成されるが、その他の所望の形状とすることができる。

導電層３，４は、アルミニウム、銅、銅合金、リン青銅、ＳＵＳ等の金属箔又は合金箔により形成される。例えば、アルミニウム箔の場合、厚さが７μｍ〜３５μｍのものが使用可能である。

導電層３，４のうち基材２の表側の導電層３は、アンテナのパターン及びコンデンサの一方の電極のパターンにそれぞれ形成される。また、導電層３，４のうち基材２の裏側の導電層４は、ブリッジのパターン及びコンデンサの他方の電極のパターンにそれぞれ形成される。図４及び図５において、符号３ａはアンテナのパターンに対応した導電層、符号３ｂはコンデンサの一方の電極のパターンに対応した導電層、符号４ａはブリッジのパターンに対応した導電層、符号４ｂはコンデンサの他方の電極のパターンに対応した導電層をそれぞれ示す。

アンテナのパターンは、図示例では渦巻状パターンとされるが、それ以外にも通信周波数帯によってバー形状パターン、パット形状パターン、クロス形状パターンなど様々のパターンとすることができる。

ブリッジのパターンは、図示例では細長い長方形であるが、それ以外の形状に適宜変更可能である。

また、コンデンサのパターンは、一方の電極について細長い長方形に形成されるが、他方の電極については多数個の互いに電気的に接続された細片に形成される。非接触ＩＣタグ１が完成した後、細片間のつなぎ部の導電層４ｃを切断することにより、静電容量を可変し、非接触ＩＣタグ１としての共振周波数を最適値に調整することができる。

熱可塑性接着剤層は、上記導電層３，４の各種パターンに合致したパターンで基材２の表裏面又は導電層３，４にそれぞれ付着形成され、導電層３，４を基材２上に付着させる。図４において、符号５はアンテナのパターンに対応した表側の熱可塑性接着剤層を示している。

熱可塑性接着剤層５は、インクジェット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等の印刷方式により基材２又は導電層３に塗布される。熱可塑性接着剤層５が基材２又は導電層３に薄く形成されることにより、導電層３は大きく盛り上がることなく基材２上に貼着され、また、導電層３下からの熱可塑性接着剤の食み出しが防止される。

図１に示すように、アンテナの両端子のパターンに対応した導電層３ｃとブリッジのパターンに対応した導電層４ａとは、導通手段である図示しないスルーホールにより電気的に導通している。導電層３ｃ，４ａの上から基材２を厚さ方向で超音波溶接することによっても表裏の導電層３，４間を電気的に接続することも可能である。

図２に示すように、非接触ＩＣタグ１におけるアンテナのパターンの導電層３ａは、ＩＣチップ接続電極に対応する導電層３ｄを含んでいる。この導電層３ｄは、後述するＹＡＧレーザ照射装置によりレーザ光を照射して切断除去することで、図４に示すような１００μｍ未満の狭小なギャップ７が形成される。

このギャップ７は、ＩＣチップ８の入出力用ギャップであり、ギャップ７を跨いで導電層３ｄにＩＣチップ８が配置され、このＩＣチップ８は電極バンプ９を有し、この電極バンプ９を介して導電層３ｄとＩＣチップ８とが電気的に接続される。すなわち、電極バンプ９は、ギャップ７近傍の導電層３ｄに接続されている。

また、基材２上にＩＣチップ８が実装された非接触ＩＣタグ１は、図４に示すように、紙、樹脂フィルム等からなる保護層１０で覆われる。この保護層１０はアンテナのパターン等を形成する導電層３を保護するためのもので、その表面には所望の内容が印刷等により表示される。

したがって、本実施形態の非接触ＩＣタグ１によれば、導電層３のパターンにレーザ照射による狭小なギャップ７が形成され、このギャップ７を跨いで導電層３のパターンにＩＣチップ８を配置したことにより、数１０μｍの狭小なギャップ７が形成されるため、長さ３００μｍより微小なＩＣチップを実装することができる。

また、本実施形態の非接触ＩＣタグ１によれば、ＩＣチップ８の電極バンプ９をギャップ７近傍の導電層３のパターンに接続したことにより、一段と微小なＩＣチップを実装することができる。

次に、図５及び図６に基づき、上記非接触ＩＣタグ１の製造方法について製造装置と共に説明する。

この製造方法は、基材２を走行させつつその表面において表側熱可塑性接着剤層５の上から表側導電層３を所定のパターンで打ち抜くと同時に加熱プレスにより接着し、表側導電層３のパターンにＹＡＧレーザ照射装置によりレーザ光を照射して狭小なギャップ７を形成し、次に、このギャップ７を跨いで表側導電層３のパターンにＩＣチップ８を実装するものである。

この製造方法を実施するための製造装置は、図５に示すように基材２の表面において表側熱可塑性接着剤層５の上から表側導電層３を所定のパターンで打ち抜くと同時に加熱プレスする打ち抜き手段としての表側成形型１８と、表側導電層３のパターンにレーザ光を照射して狭小なギャップ７を形成するＹＡＧレーザ照射装置１１と、図６に示すようにギャップ７を跨いで表側導電層３のパターンにＩＣチップ８を実装するＩＣチップ実装装置１２とを備える。

以下にこの製造方法と製造装置をより詳しく説明する。
（１）図５に示すように、まず、基材２の連続体２ｘと金属箔である表側導電層３の連続体３ｘとを用意し、双方の連続体２ｘ，３ｘを矢印方向に同速度で連続走行させる。

（２）基材２の連続体２ｘの走行路の上方にはインクジェットノズル２０が配置され、このインクジェットノズル２０が液状の熱可塑性接着剤５ｘを基材２の連続体２ｘの表面に向かって吐出する。これにより、基材２の連続体２ｘの表面にアンテナのパターンおよびコンデンサの一方の電極のパターンと同じパターンで表側熱可塑性接着剤層５が一定間隔で印刷される。

（３）インクジェットノズル２０より下流側には乾燥機２１が配置される。基材２の連続体２ｘの表面に印刷された表側熱可塑性接着剤層５は乾燥機２１によりその含有する溶剤等が除去され乾燥される。乾燥機２１は使用する熱可塑性接着剤５ｘの種類によっては省略される。

なお、上記（２）（３）におけるインクジェットノズル２０及び乾燥機２１を省略し、表側熱可塑性接着剤層５をあらかじめ所定のパターンで塗布し乾燥させた基材２を使用することも可能である。この場合は、インクジェットノズル２０等の印刷装置又は塗布装置を製造ラインから除去し、製造装置を簡素化することができる。

（４）金属箔である表側導電層３の連続体３ｘが、ガイドローラ２２により案内されつつ基材２の連続体２ｘにその表側熱可塑性接着剤層５の上から重ね合わされる。

（５）ガイドローラ２２の下流側には、表側成形型１８が配置される。この表側成形型１８は、平盤式プレス機であり、平盤状の打ち抜き型１８ａと受け台１８ｂとを具備する。

打ち抜き型１８ａはその下面にアンテナ、コンデンサの一方の電極等のパターンに合致した形状の刃２３を備える。打ち抜き型１８ａは図示しない電熱ヒータを内蔵し、刃と刃の間のパターンに合致する部分には伝熱体２４が挿入され、パターンに合致しない部分は熱プレスされないよう空洞とされる。伝熱体２４は、望ましくはゴム、耐熱樹脂等で出来たクッション性のある材料で作られる。導電層３の連続体３ｘにパターンを打ち抜くための刃２３は、図１に示す一つの非接触型データキャリア用導電部材１の表側のパターンに対応したものが、打ち抜き型１８ａに一セット又は複数セット取り付けられる。

受け台１８ｂは基材２の裏面に当たる平滑面を備える。受け台１８ｂの平滑面には、シート状のクッション性押圧体１８ｃが取り付けられている。これにより、打ち抜き及び加熱プレスの際に導電層３と基材２との重畳体を適度な加圧力で加圧することができる。

この打ち抜き型１８ａと受け台１８ｂとが基材２の連続体２ｘと金属箔である導電層３の連続体３ｘとを挟むように水平に配置される。

基材２の連続体２ｘと金属箔である導電層３の連続体３ｘは、打ち抜き型１８ａと受け台１８ｂとの間に一定ピッチで間欠送りされ、両連続体２ｘ，３ｘが停止する都度打ち抜き型１８ａが受け台１８ｂに対して上下に往復運動をする。そして、打ち抜き型１８ａは、一往復運動するごとに金属箔である導電層３の連続体３ｘを刃２３でアンテナ等のパターンに打ち抜き、伝熱体２４で基材２の連続体２ｘ上の熱可塑性接着剤層５を溶かし、導電層３の各種パターンを溶融した熱可塑性接着剤層５に押圧する。これにより、図２に示すように所定パターンの導電層３が基材２の表面に加熱プレスされる。

なお、必要に応じて、打ち抜き型１８ａにおける伝熱体２４以外の不要部対応箇所には、空気孔２５が形成される。打ち抜き型１８ａの刃２３が、金属箔である導電層３の連続体３ｘを打ち抜く時に空気孔２５より空気を刃２３側すなわち矢印ａ方向に吸引することにより、導電層３の不要部３ｙを刃２３側に吸引する。これにより、導電層３がより正確なパターンで打ち抜かれる。また、打ち抜いた後に空気孔２５より空気を矢印ｂ方向に吹き出して導電層３の不要部３ｙを刃２３の外へと押し出す。これにより、導電層３の不要部３ｙの回収を容易に行うことができる。また、不要部３ｙが打ち抜き型１８ａにおける伝熱体２４以外の不要部対応箇所に詰まるのを防止することができる。

（６）表側成形型１８よりも下流側には、表側導電層３のパターンにレーザ光を照射して狭小なギャップ７を形成するＹＡＧレーザ照射装置１１が配置されている。このＹＡＧレーザ照射装置１１は、ＩＣチップ接続電極に対応する導電層３ｄに出力１０〜５０Ｗ程度でＹＡＧ基本波を照射して切断除去することにより、後述するようにＩＣチップ８の実装用として導電層３ｄに狭小なギャップ７を形成するようにしている。

なお、レーザ照射装置としては、ＹＡＧレーザ等の固体レーザ以外に、炭酸ガスレーザ等の気体レーザも適用可能である。ＹＡＧレーザを用いた場合には、切断除去部分の位置精度を数μｍに設定することができるため、本実施形態のように微小なギャップを形成するのに好適である。

（７）ＹＡＧレーザ照射装置１１よりも下流側には、基材２の表面から表側導電層３の不要部３ｙを除去する表側不要部除去手段として、分離ローラ２６と、表側導電層３の不要部３ｙを吸引する吸引筒２７と、表側導電層３の不要部３ｙと基材２との間に気体を吹き掛けるノズル２８とが設けられる。

金属箔である表側導電層３の連続体３ｘが、表側成形型１８の打ち抜き型１８ａと受け台１８ｂとにより、アンテナ等のパターンに対応した箇所だけ基材２の連続体２ｘに加熱接着された後、基材２の連続体２ｘが吸引管２７と分離ローラ２６の設置箇所に到来すると、表側導電層３の不要部３ｙが吸引管２７により吸引され、一方基材２の連続体２ｘは分離ローラ２６に案内されつつ鋭角状に反転走行する。これにより、表側導電層３の不要部３ｙは基材２の連続体２ｘ上から適正に引き剥がされ、吸引管２７が繋がる図示しない回収箱に回収される。アンテナのパターンが渦巻状である場合、表側導電層３の不要部３ｙも渦巻状に発生するが、このように吸引管２７で吸引すると、渦巻状の不要部３ｙを円滑に回収することができる。

導電層３の不要部３ｙが基材２の連続体２ｘ上から分離する箇所には、空気等の気体を噴出するノズル２８が必要に応じて配置される。このノズル２８から噴射される気体が基材２の連続体２ｘと表側導電層３の不要部３ｙとの境界部に向かって吹き掛けられることにより、表側導電層３の不要部３ｙの剥離除去が促進される。

なお、表側不要部除去手段として、互いに接触する一対の分離ローラを設けてもよい。一対の分離ローラを設けた場合は、基材２の連続体２ｘと金属箔である表側導電層３の連続体３ｘとの重畳体が一対の分離ローラ間を通過したところで、両連続体２ｘ，３ｘを互いに異方向に引っ張り、アンテナ等の表側導電層３は基材２の連続体２ｘ上に担持されたまま矢印方向に走行し、表側導電層３の不要部３ｙは基材２の連続体２ｘから分離されつつ矢印方向に走行する。

（８）アンテナ等の表側導電層３を担持した基材２の連続体２ｘは、加熱プレス手段により加熱プレスされる。具体的には、加熱ローラ２９と圧ローラ３０とで熱プレスされる。これにより、表側導電層３と基材２との間に気泡等が混入していたり、表側導電層３のパターンのエッジが基材２から浮き上がっていたり、表側導電層３の表面が波打っていたりしても、表側導電層３のパターンがその全体にわたり基材２上に平滑に接着される。

特に、（６）において導電層３ｄに狭小なギャップ７を形成した部位には、若干バリが形成されるものの、加熱ローラ２９と圧ローラ３０とで熱プレスされることで、そのバリを除去し、狭小なギャップ７を形成した部位の導電層３ｄを平滑にすることができる。

（９）図５に示すように、基材２の連続体２ｘがターンバー３１により走行方向を変更し、裏面を上に向けて走行する。

（１０）図６に示すように、基材２の連続体２ｘの走行路の上方にはインクジェットノズル３２が配置され、このインクジェットノズル３２が液状の熱可塑性接着剤６ｘを基材２の連続体２ｘの裏面に向かって吐出する。これにより、基材２の連続体２ｘの裏面にブリッジのパターンおよびコンデンサの他方の電極のパターンとそれぞれ同じパターンで裏側熱可塑性接着剤層６が一定間隔で印刷される。

（１１）インクジェットノズル３２より下流側には乾燥機３３が配置される。基材２の連続体２ｘの裏面に印刷された裏側熱可塑性接着剤層６は乾燥機３３によりその含有する溶剤等が除去され乾燥される。乾燥機３３は使用する熱可塑性接着剤６ｘの種類によっては省略可能である。

（１２）金属箔である裏側導電層４の連続体４ｘがガイドローラ３４により案内されつつ基材２の連続体２ｘにその裏側熱可塑性接着剤層６の上から重なり合う。

（１３）ガイドローラ３４の下流側には、平盤式プレス機である裏側成形型１９が配置される。この裏側成形型１９は、それぞれ平盤状の打ち抜き型１９ａと受型１７とを具備する。

打ち抜き型１９ａはその下面にブリッジ、コンデンサの他方の電極等のパターンに合致した形状の刃３５を備える。打ち抜き型１９ａは図示しない電熱ヒータを内蔵し、刃と刃の間のパターンに合致する部分には伝熱体３６が設けられ、パターンに合致しない部分には熱プレスされないよう空洞が設けられる。伝熱体３６は、望ましくはゴム、耐熱樹脂等で出来たクッション性のある材料で作られる。裏側導電層４の連続体４ｘにパターンを打ち抜くための刃３５は、図１に示す一つの非接触ＩＣタグの裏側パターン４に対応したものが、打ち抜き型１９ａに一セット又は複数セット取り付けられる。

受型１７は下向きとなったパターンの表側導電層３が嵌り込む凹部１７ａを有する。この凹部１７ａは平滑な金属材料をマシニングセンタ等の工作機械で切削することにより形成される。あるいは、表側導電層３のパターンを打ち抜いた後に残る表側導電層３ｙを利用することもできる。基材２が裏側成形型１９内で一時停止すると、その下面に担持されたアンテナのパターン等の導電層３が受型１７の凹部１７ａに正対する。

（１４）裏側成形型１７の近傍には、基材２及び裏側導電層４を同期的に搬送する図示しない搬送手段が設けられる。この搬送手段により基材２の連続体２ｘ及び裏側導電層４の連続体４ｘを同期的に送り、裏側成形型１７内の定位置で停止させ、アンテナのパターン等の導電層３を受型１７の凹部１７ａに正対させる。そこで、打ち抜き型１９ａと受型１７とが両連続体２ｘ，４ｘを挟み込み、裏側導電層４の連続体４ｘに対し加熱プレス及び打ち抜きを行い、ブリッジ等のパターンの裏側導電層４を基材２の裏面に付着させる。このとき基材２の表側導電層３が受型１７の凹部１７ａ内に嵌り込むので、基材２の表裏における導電層３，４のパターンが相互に異なるものであっても、基材２は平坦に保持され、表側導電層３の縁が段差となって作用せず、裏面の導電層４が基材２に正確に貼着される。

（１５）裏側成形型１９と上記搬送手段との連動により、基材２の連続体２ｘと金属箔である裏側導電層４の連続体４ｘは、打ち抜き型１９ａと受型１７との間に一定ピッチで間欠送りされ、両連続体２ｘ，４ｘが停止する都度、受型１７が上昇して基材２の連続体２ｘを表側導電層３側から支え、裏側導電層４の連続体４ｘに対して打ち抜き型１９ａが下降してブリッジ等のパターンを打ち抜き、伝熱体３６で基材２の連続体２ｘ上の裏側熱可塑性接着剤層６を溶かし、裏側導電層４のパターンを溶融した裏側熱可塑性接着剤層６に押圧する。これにより、図３に示すように所定パターンの裏側導電層４が基材２の裏面に加熱プレスされる。

なお、必要に応じて、打ち抜き型１９ａにおける伝熱体３６以外の不要部対応箇所には、空気孔４０が形成される。刃３５が、金属箔である導電層４の連続体４ｘを打ち抜く時に空気孔４０より空気を刃３５側すなわち矢印ａ方向に吸引することにより、導電層４の不要部４ｙを刃３５側に吸引する。これにより、導電層４がより正確なパターンで打ち抜かれる。また、打ち抜いた後に空気孔４０より空気を矢印ｂ方向に吹き出して導電層４の不要部４ｙを刃３５の外へと押し出す。これにより、導電層４の不要部４ｙの回収を容易に行うことができる。また、不要部４ｙが打ち抜き型１９ａにおける伝熱体３６以外の不要部対応箇所に詰まるのを防止することができる。

（１６）裏側成形型１９よりも下流側には、基材２の裏面から裏側導電層４の不要部４ｙを除去する裏側不要部除去手段として、分離ローラ４１と、裏側導電層４の不要部４ｙを吸引する吸引筒４２と、裏側導電層４の不要部４ｙと基材２との間に気体を吹き掛けるノズル４３とが設けられる。

金属箔である裏側導電層３の連続体４ｘが、裏側成形型１９の打ち抜き型１９ａと受型１７とにより、ブリッジ等のパターンに対応した箇所だけ基材２の連続体２ｘに加熱接着された後、基材２の連続体２ｘが吸引管４２と分離ローラ４１の設置箇所に到来すると、裏側導電層４の不要部４ｙが吸引管４２により吸引され、一方基材２の連続体２ｘは分離ローラ４１に案内されつつ鋭角状に反転走行する。これにより、裏側導電層４の不要部４ｙは基材２の連続体２ｘ上から適正に引き剥がされ、吸引管４２が繋がる図示しない回収箱に回収される。アンテナのパターンが渦巻状である場合、裏側導電層４の不要部４ｙも渦巻状に発生するが、このように吸引管４２で吸引すると、渦巻状の不要部４ｙを円滑に回収することができる。

裏側導電層４の不要部４ｙが基材２の連続体２ｘ上から分離する箇所には、空気等の気体を噴出するノズル４３が必要に応じて配置される。このノズル４３から噴射される気体が基材２の連続体２ｘと裏側導電層４の不要部４ｙとの境界部に向って吹き掛けられることにより、裏側導電層４の不要部４ｙの剥離除去が促進される。

（１７）アンテナ等の表側導電層３及びブリッジ等の裏側導電層４を担持した基材２の連続体２ｘは、加熱プレス手段により加熱プレスされる。具体的には、加熱ローラ４４と圧ローラ４５とで熱プレスされる。これにより、裏側導電層４と基材２との間に気泡等が混入していたり、裏側導電層４のパターンのエッジが基材２から浮き上がっていたり、裏側導電層４の表面が波打っていたりしても、裏側導電層４のパターンがその全体にわたり基材２上に平滑に接着される。

なお、この加熱プレス手段を設けることにより、図５に示した表側導電層３を加熱プレスする加熱ローラ２９及び圧ローラ３０は省略することができる。

（１８）表裏面に各種導電層３，４のパターンを備えた基材４の連続体４ａは、ターンバー４６で走行方向を変え、ロール状に巻き取られ、あるいはＩＣチップ実装装置１２によりＩＣチップ８を取り付けられ、このＩＣチップ８を実装することで非接触ＩＣタグが製造される。すなわち、図４に示すようにＩＣチップ８は、（６）のギャップ形成工程により形成されたギャップ７を跨いで導電層３ｄに配置され、ＩＣチップ８の電極バンプ９がギャップ７近傍の導電層３ｄに接続される。

なお、この（１８）のＩＣチップ実装工程は、上述したようにアンテナ形成のインラインにて行ったが、これに限らず上記（６）のギャップ形成工程の直後に行うことにより、ＩＣチップ８を実装する際の位置決めが極めて容易になる。

したがって、本実施形態の非接触ＩＣタグ１の製造方法及び製造装置によれば、導電層３のパターンにＹＡＧレーザ照射装置１１によりレーザ光を照射して狭小なギャップ７を形成し、このギャップ７を跨いで導電層３のパターンにＩＣチップ８を実装するように製造することにより、数１０μｍの狭小なギャップ７が形成されるため、長さ３００μｍより微小なＩＣチップを確実かつ容易に実装することができる。

また、本実施形態の非接触ＩＣタグ１の製造装置によれば、ＹＡＧレーザ照射装置１１から出力１０〜５０Ｗ程度でＹＡＧ基本波を照射してギャップ７を形成するので、数１０μｍの狭小なギャップ７を容易に形成することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、アンテナの両端子のパターンに対応した導電層３ｃとブリッジのパターンに対応した導電層４ａとは、導通手段である図示しないスルーホールにより導通させて表裏の導電層３，４間を電気的に接続するようにしたが、これに限らず導電層３ｃに直接導電層４ａを接続するようにしてもよい。この場合には、導電層４ａにおけるアンテナのパターンの導電層３ａに接合する部分に絶縁層が積層されるものの、裏側導電層４を形成する必要がなくなる。

また、本実施形態では、コンデンサの他方の電極のパターンに対応した導電層４ｂを打ち抜き型１９ａにより形成するようにしたが、これ以外に上記ＹＡＧレーザ照射装置１１によりレーザ光を照射して形成するようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、導電層３のパターンにＹＡＧレーザ照射装置１１によりレーザ光を照射して狭小なギャップ７を形成するようにしたが、これに限定することなく、ナノインプリント・リソグラフィ等の微細加工技術を用いて形成するようにしてもよい。

＜実験例＞
次に、導電層３のパターンにＹＡＧレーザ照射装置１１によりレーザ光を照射して狭小なギャップ７を形成するための実験を本発明者らは諸条件に基づいて行った結果、以下のような知見を得た。

（実験例１）
実験例１では、ＹＡＧレーザ照射装置１１のレーザ出力［Ｗ］が低く、レーザスイッチング周波数［Ｈｚ］を高くし、スキャン速度［ｍｍ／ｓｅｃ］を速くし、導電層３のパターンに対して同一線上に複数回スキャンすることにより、加工時間を短縮し、ギャップ７の開口端にバリを発生させず、装置を大型化することなく、数１０μｍの狭小なギャップ７を確実に形成可能であることが判明した。

具体的には、ＹＡＧレーザ照射装置１１から照射するレーザスポット径を０．０５ｍｍとし、厚さが６〜２０μｍのアルミニウムからなる導電層３に数１０μｍの狭小なギャップ７を形成する場合、レーザ出力が１０〜３０［Ｗ］の範囲、レーザスイッチング周波数が１５０００〜５００００［Ｈｚ］の範囲、スキャン速度が１０００〜１５００［ｍｍ／ｓｅｃ］の範囲、導電層３のパターンに対する同一線上のスキャン回数が２〜９回であることが望ましいことが判明した。

次に、各パラメータの数値限定の理由について説明する。

導電層３の厚さが６〜２０μｍのアルミニウムを用いる理由は、導電層３の厚さが５μｍ未満では、アルミニウムの場合、導電層３を形成するのが困難でコストが高くなり汎用性に乏しい。導電層３の厚さが２０μｍを超えると、加工時間が長くなり、限られた時間で狭小なギャップ７を形成しようとすると、バリが発生し易くなる。

レーザ出力を１０〜３０［Ｗ］の範囲とする理由は、レーザ出力が１０［Ｗ］未満では、スキャン回数が多くなるため、加工時間が長くなる。レーザ出力が３０［Ｗ］を超えると、バリの高さが１０μｍ以上に形成されてＩＣチップ８を実装することが困難な場合がある。

レーザスイッチング周波数を１５０００〜５００００［Ｈｚ］の範囲とする理由は、レーザスイッチング周波数が１５０００［Ｈｚ］未満では、ギャップ７が線状に形成されず、点線状に形成されることになる。５００００［Ｈｚ］を超えると、装置を大型化する必要がある。

スキャン速度を１０００〜１５００［ｍｍ／ｓｅｃ］の範囲とする理由は、スキャン速度が１０００［ｍｍ／ｓｅｃ］未満では、バリの高さが１０μｍ以上に形成されてＩＣチップ８を実装することが困難な場合がある。スキャン速度が１５００［ｍｍ／ｓｅｃ］を超えると、同一周波数の場合、ギャップ７が線状に形成されず、点線状に形成されることになる。

したがって、上記の条件において、レーザスイッチング周波数をｆ［Ｈｚ］、スキャン速度をＶ［ｍｍ／ｓｅｃ］、レーザスポット径をａ［ｍｍ］とし、このレーザスポット径ａが０．０５ｍｍの場合には、図７のグラフに示すような関係になる。

すなわち、境界線ＢＬより上の領域Ａ１は、ギャップ７が線状に形成されず、点線状に形成される。また、境界線ＢＬより下の領域Ａ２は、ギャップ７を確実に形成することのできる条件領域となる。このような関係から、ギャップ７を確実に形成可能な条件領域は、Ｖ≦Ａ×ｆ（１）の関係式で表される。

導電層３のパターンに対する同一線上のスキャン回数を２〜９回の範囲とする理由は、スキャン回数が２回未満、すなわち１回では、レーザ出力［Ｗ］を高くせざるを得ないため、バリが発生し易くなる。スキャン回数が１０回を超えると、加工時間が長くなる。

このように実験例１によれば、ＹＡＧレーザ照射装置１１から照射するレーザスポット径を０．０５ｍｍとし、厚さが６〜２０μｍのアルミニウムからなる導電層３に数１０μｍの狭小なギャップ７を形成する場合には、レーザ出力を１０〜３０［Ｗ］の範囲、レーザスイッチング周波数を１５０００〜５００００［Ｈｚ］の範囲、スキャン速度を１０００〜１５００［ｍｍ／ｓｅｃ］の範囲、導電層３のパターンに対する同一線上のスキャン回数を２〜９回の範囲とすることにより、加工時間を短縮し、ギャップ７の開口端にバリを発生させず、装置を大型化することなく、数１０μｍの狭小なギャップ７を確実に形成することができた。

また、実験例１によれば、レーザ出力を１０〜３０［Ｗ］の範囲、レーザスイッチング周波数を１５０００〜５００００［Ｈｚ］の範囲、スキャン速度を１０００〜１５００［ｍｍ／ｓｅｃ］の範囲、導電層３のパターンに対する同一線上のスキャン回数を２〜９回の範囲であって、ＹＡＧレーザ照射装置１１から照射するレーザスポット径ａを０．０５ｍｍとし、レーザスイッチング周波数をｆ［Ｈｚ］、スキャン速度をＶ［ｍｍ／ｓｅｃ］とした場合に式（１）を満足するようにレーザスイッチング周波数ｆ［Ｈｚ］、スキャン速度Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］を設定することにより、数１０μｍの狭小なギャップ７を一段と確実に形成することができた。

（実験例２）
図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、実験例２による導電層３のパターンに対するスキャン状態を示す断面図である。

この実験例２では、導電層３のパターンに対して異なる線上を３回スキャンする例である。すなわち、実験例２では、１回目のスキャンでは、導電層３のパターンにギャップ７が形成されるとともに、ギャップ７の開口端の両側にそれぞれバリ３ｅが発生する程度のレーザ出力でスキャンし、２回目及び３回目では、１回目のスキャンのレーザ出力より低い出力にてギャップ７の開口端の両側に形成されたバリ３ｅを順次除去するようにスキャンする。

具体的には、ＹＡＧレーザ照射装置１１から照射するレーザスポット径ａを０．０５ｍｍとし、１回目のスキャンでは、レーザ出力を３０〜５０［Ｗ］の範囲、レーザスイッチング周波数を３００００［Ｈｚ］の範囲、スキャン速度を１５００［ｍｍ／ｓｅｃ］の範囲で行う。

このようにして１回目のスキャンを行うと、図８（Ａ）に示すように導電層３のパターンにギャップ７が形成されるとともに、ギャップ７の開口端の両側にそれぞれバリ３ｅが発生する。

次いで、２回目のスキャンでは、レーザ出力を３０［Ｗ］未満とし、レーザスイッチング周波数を３００００［Ｈｚ］の範囲、スキャン速度を１５００［ｍｍ／ｓｅｃ］の範囲で行う。

このようにして２回目のスキャンを行うと、図８（Ｂ）に示すようにギャップ７の開口端に形成されたバリ３ｅの一方が除去される。

さらに、３回目のスキャンでは、２回目のスキャンと同様にレーザ出力を３０［Ｗ］未満とし、レーザスイッチング周波数を３００００［Ｈｚ］の範囲、スキャン速度を１５００［ｍｍ／ｓｅｃ］の範囲で行う。

このようにして３回目のスキャンを行うと、図８（Ｃ）に示すようにギャップ７の開口端に形成されたバリ３ｅの他方が除去され、全てのバリ３ｅが除去される。

このように実験例２によれば、１回目のスキャンでは、導電層３のパターンにギャップ７が形成されるとともに、このギャップ７の開口端の両側にそれぞれバリ３ｅが発生する程度のレーザ出力でスキャンし、２回目及び３回目のスキャンではレーザ出力を１回目のスキャンより低くしてバリ３ｅを順次除去するようにスキャンすることにより、実験例１と同様に、加工時間を短縮し、ギャップ７の開口端にバリを発生させず、装置を大型化することなく、数１０μｍの狭小なギャップ７を確実に形成することができた。

なお、実験例２では、導電層３のパターンに対して異なる線上を３回スキャンする例について説明したが、これに限らず、導電層３のパターンにおいてギャップ７を形成する部位と、バリ３ｅがそれぞれ形成される部位との３箇所にレーザ光を照射するような光学系を設けるようにすれば、１回のスキャンで済み、加工時間を大幅に短縮することができる。

本発明に係る非接触ＩＣタグの一実施形態を示す表面図である。 ＩＣチップの実装前の導電層を示す表面図である。 図２の裏面図である。 図１のＩＣチップの実装状態を示す断面図である。 本発明に係る非接触ＩＣタグの製造方法の一実施形態を示し、図１に示す非接触ＩＣタグの前段の製造工程を示す概略側面図である。 図５に示す製造工程に続いて行われる後段の製造工程を示す概略側面図である。 実験例１においてレーザスポット径ａが０．０５ｍｍの場合にレーザスイッチング周波数ｆとスキャン速度Ｖとの関係を示すグラフである。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は実験例２による導電層のパターンに対するスキャン状態を示す断面図である。

符号の説明

１…非接触ＩＣタグ
２…基材
２ｘ…基材の連続体
３，４…導電層
３ａ…アンテナのパターンの導電層
４ａ…ブリッジのパターンの導電層
３ｃ…アンテナの両端子の導電層
３ｘ，４ｘ…導電層の連続体
３ｙ，４ｙ…導電層の不要部
５，６…熱可塑性接着剤層
５ａ…アンテナのパターンの熱可塑性接着剤層
６ａ…ブリッジのパターンの熱可塑性接着剤層
７…ギャップ
８…ＩＣチップ
９…電極バンプ
１０…保護層
１１…ＹＡＧレーザ照射装置
１２…ＩＣチップ実装装置
１７…受型
１７ａ…凹部
１８…表側成形型
１９…裏側成形型
２４…クッション性伝熱体
２５…空気孔
２６，４１…分離ローラ
２７，４２…吸引筒
２８，４３…ノズル
２９…加熱ローラ
３０…圧ローラ

Claims (6)

1. 基材を走行させつつその表面に接着剤層を介してアンテナパターンと当該アンテナパターンから分岐された静電容量を可変するための複数のコンデンサパターンとを有する導電層を接着する接着工程と、前記基材上で前記導電層を所定のパターンに打ち抜く打ち抜き工程と、前記アンテナパターンに狭小なギャップを形成するギャップ形成工程と、前記ギャップを跨いで前記アンテナパターンにＩＣチップを実装するＩＣチップ実装工程とを包含してなり、
   前記分岐された複数のコンデンサパターンのいずれかを切断することにより前記非接触ＩＣタグとしての共振周波数を調整し、
   前記ギャップ形成工程は、レーザ照射手段によりレーザ光を照射してギャップを形成するものであって、
   前記ギャップの開口端の両側にバリを発生させる出力でレーザ光を照射した後に、当該ギャップの開口端の両側に前記ギャップを形成する際のレーザ光の出力より低い値のレーザ光を照射して前記バリを取り除くことを特徴とする非接触ＩＣタグの製造方法。
2. 請求項１に記載の非接触ＩＣタグの製造方法において、前記ＩＣチップ実装工程の直前に前記ギャップ形成工程を行うことを特徴とする非接触ＩＣタグの製造方法。
3. 請求項１に記載の非接触ＩＣタグの製造方法において、前記ギャップ形成工程を行った後に、前記導電層のパターンのギャップ形成部位を加熱プレスする熱プレス工程を行うことを特徴とする非接触ＩＣタグの製造方法。
4. 基材の表面に接着剤層を介してアンテナパターンと当該アンテナパターンから分岐された静電容量を可変するための複数のコンデンサパターンとを有する導電層を接着する接着手段と、前記基材上で前記導電層を所定のパターンに打ち抜く打ち抜き手段と、前記アンテナパターンに狭小なギャップを形成するギャップ形成手段と、前記ギャップを跨いで前記アンテナパターンにＩＣチップを実装するＩＣチップ実装手段とを包含してなり、
   前記分岐された複数のコンデンサパターンのいずれかを切断することにより前記非接触ＩＣタグとしての共振周波数を調整し、
   前記ギャップ形成手段は、レーザ光を照射してギャップを形成するレーザ照射装置であって、
   前記ギャップの開口端の両側にバリを発生させる出力でレーザ光を照射した後に、当該ギャップの開口端の両側に前記ギャップを形成する際のレーザ光の出力より低い値のレーザ光を照射して前記バリを取り除くことを特徴とする非接触ＩＣタグの製造装置。
5. 請求項４に記載の非接触ＩＣタグの製造装置において、前記レーザ照射装置は、ＹＡＧレーザ照射装置であって、このＹＡＧレーザ照射装置から出力１０〜５０Ｗ程度でＹＡＧ基本波を照射することを特徴とする非接触ＩＣタグの製造装置。
6. 請求項４に記載の非接触ＩＣタグの製造装置において、前記導電層のパターンのギャップ形成部位を加熱プレスする熱プレス手段を設けたことを特徴とする非接触ＩＣタグの製造装置。

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