JP2008015968A - Conductive member for non-contact type data carrier and its manufacturing method and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICタグ等の非接触型データキャリア用導電部材とその製造方法及び装置に関する。 The present invention relates to a conductive member for a non-contact type data carrier such as an IC tag and a manufacturing method and apparatus thereof.
非接触型のICタグ、ICカード等は絶縁基材の表裏面にそれぞれ金属箔からなる導電層を備える。たとえば、表側の導電層にはアンテナが形成され、裏側の導電層にはアンテナの端部間を接続するブリッジが形成される。アンテナとブリッジの電気的接合には従来スルーホールが使用されていたが、近年では超音波溶接が利用されるようになった。 Non-contact type IC tags, IC cards, and the like are each provided with a conductive layer made of metal foil on the front and back surfaces of an insulating substrate. For example, an antenna is formed on the front conductive layer, and a bridge connecting the end portions of the antenna is formed on the back conductive layer. Conventionally, through-holes have been used for the electrical connection between the antenna and the bridge, but in recent years, ultrasonic welding has come to be used.
この超音波溶接は、次のような手順で行われる。まず、絶縁基材の表裏面にそれぞれ導電層を形成した素材シートを加熱したベース上に置く。次に、導電層の上から加熱した超音波振動子を接触させ、超音波振動子に超音波を印加する。絶縁基材はベース等からの伝熱により軟化し、超音波振動子に押圧される上側の導電層の部分が凹陥部となって軟化した絶縁基材を下側の導電層へと貫通し、この凹陥部が超音波振動による摩擦熱で下側の導電層に溶接される(例えば、特許文献1参照。)。 This ultrasonic welding is performed by the following procedure. First, a material sheet in which a conductive layer is formed on each of the front and back surfaces of an insulating base is placed on a heated base. Next, an ultrasonic vibrator heated from above the conductive layer is brought into contact, and ultrasonic waves are applied to the ultrasonic vibrator. The insulating base material is softened by heat transfer from the base or the like, and the upper conductive layer pressed by the ultrasonic vibrator penetrates into the lower conductive layer through the softened insulating base material. This recess is welded to the lower conductive layer by frictional heat generated by ultrasonic vibration (see, for example, Patent Document 1).
また、上記ベース及び超音波振動子は共に先端が球面となったヘッドとし、両ヘッド間で素材シートを挟み、表裏の導電層を素材シートの厚さ方向の中央へと凹陥させ、この凹陥部同士を摩擦熱で接合することも試みられている(例えば、特許文献2参照。)。 The base and the ultrasonic transducer are both heads having a spherical tip, the material sheet is sandwiched between both heads, and the conductive layers on the front and back are recessed to the center in the thickness direction of the material sheet. It has also been attempted to join them with frictional heat (see, for example, Patent Document 2).
従来の超音波溶接方法は、超音波振動子に形成した球面や尖った端面を導電層に押し付けて溶接するので、溶接が不確実になるおそれがある。また、導電層に破断、亀裂を生じるおそれがある。さらには、深くて急傾斜の凹陥部が絶縁基材の表面に形成されるので、被覆層で表面を覆いその上から所望事項を印刷等により表示しようとしても、凹陥部が表面に現れやすくなり印刷を適正に行うことができない場合がある。 In the conventional ultrasonic welding method, since the spherical surface or the sharp end surface formed on the ultrasonic transducer is pressed against the conductive layer and welded, the welding may be uncertain. In addition, the conductive layer may be broken or cracked. Furthermore, since a deep and steeply recessed portion is formed on the surface of the insulating base material, even if the surface is covered with a coating layer and desired items are displayed by printing, the recessed portion is likely to appear on the surface. Printing may not be performed properly.
従って、本発明は上記課題を解決することができる手段を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide means that can solve the above-described problems.
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。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
すなわち、請求項1に係る発明は、絶縁基材(2)の表裏面にそれぞれ金属箔からなる導電層(3,4)が形成され、一方の導電層(3)に形成された凹陥部(5)が上記絶縁基材(2)を貫いて他方の導電層(4)に溶接された非接触型データキャリア用導電部材において、上記金属箔がその破断伸びを超えないような多角錐又は多角錐台に上記凹陥部(5)が形成されていることを特徴とする。 That is, in the invention according to claim 1, the conductive layers (3, 4) each made of a metal foil are formed on the front and back surfaces of the insulating base (2), and the recesses ( 5) is a non-contact type data carrier conductive member welded to the other conductive layer (4) through the insulating base (2), and the polygonal pyramid or the poly The concave portion (5) is formed on the truncated pyramid.
絶縁基材(2)は、合成樹脂シートであり、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等で形成することができる。金属箔は、アルミニウム、銅、リン青銅、SUS、あるいは合金等で形成される。金属箔は、例えば熱可塑性接着剤層を介して絶縁基材の表面に固着される。導電層(3)に形成する凹陥部(5)は金属箔がその破断伸びを超えないような多角錐又は多角錐台に形成される。多角錐又は多角錐台の傾斜面は絶縁基材(2)の表面に対し好ましくは7度〜45度、より好ましくは15度〜30度で傾斜する。多角錐又は多角錐台は、三角、四角、六角等所望の角錐又は角錐台とすることが可能である。 The insulating substrate (2) is a synthetic resin sheet and can be formed of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, or the like. The metal foil is formed of aluminum, copper, phosphor bronze, SUS, or an alloy. The metal foil is fixed to the surface of the insulating substrate through, for example, a thermoplastic adhesive layer. The recessed part (5) formed in the conductive layer (3) is formed in a polygonal pyramid or a polygonal frustum so that the metal foil does not exceed its breaking elongation. The inclined surface of the polygonal pyramid or the polygonal frustum is preferably 7 ° to 45 °, more preferably 15 ° to 30 ° with respect to the surface of the insulating base (2). The polygonal pyramid or the polygonal frustum may be a desired pyramid or a truncated pyramid such as a triangle, a square, or a hexagon.
この非接触型データキャリア用導電部材において、凹陥部(5)は単一であってもかまわないが、複数個隣接して形成するようにしてもよい。複数個隣接して形成することで凹陥部(5)の配置が稠密になり、導電層(3,4)同士をより確実に接合することができる。 In this non-contact type data carrier conductive member, the concave portion (5) may be single, but a plurality of the concave portions (5) may be formed adjacent to each other. By forming a plurality of adjacent portions, the concave portions (5) are arranged densely, and the conductive layers (3, 4) can be more reliably joined.
この非接触型データキャリア用導電部材は、絶縁基材(2)の表裏面の導電層(3,4)のうち一方がアンテナを含み、他方がブリッジを含み、アンテナの両端部とブリッジの両端部との間に上記凹陥部(5)が形成されたものとすることができる。 In this non-contact type data carrier conductive member, one of the conductive layers (3, 4) on the front and back surfaces of the insulating base (2) includes an antenna, the other includes a bridge, both ends of the antenna and both ends of the bridge The recessed part (5) may be formed between the two parts.
また、この非接触型データキャリア用導電部材は、アンテナにICチップ(10)が実装されたものとすることができるし、絶縁基材(2)の表裏面が導電層(3,4)の上から被覆層(11,12,14,15)で覆われているものとすることもできる。 Further, the conductive member for non-contact type data carrier can be an antenna in which an IC chip (10) is mounted, and the front and back surfaces of the insulating base (2) are conductive layers (3, 4). It can also be covered with a coating layer (11, 12, 14, 15) from above.
本発明に係る非接触型データキャリア用導電部材は、絶縁基材(2)の表裏面にそれぞれ金属箔からなる導電層(3,4)が形成された素材シート(1a)を加熱したベース(6)上に載置し、上記金属箔の破断伸びを超えないように上記金属箔に凹陥部(5)を形成する多角錐又は多角錐台の押圧部(7a)を有した超音波振動子(7)を加熱してベース(6)上方から素材シート(1a)の導電層(3)に接触させ、超音波振動子(7)に横振動の超音波を印加しつつ、上記押圧部(7a)で導電層(3)に上記凹陥部(5)を形成するとともに、この凹陥部(5)を上記絶縁基材(2)に通して反対側の導電層(4)に溶接することにより製造することができる。 The conductive member for a non-contact type data carrier according to the present invention is a base (1a) obtained by heating a material sheet (1a) in which conductive layers (3, 4) each made of a metal foil are formed on the front and back surfaces of an insulating substrate (2) ( 6) An ultrasonic transducer having a polygonal pyramid or a polygonal frustum pressing portion (7a) which is placed on and forms a recess (5) in the metal foil so as not to exceed the breaking elongation of the metal foil. (7) is heated and brought into contact with the conductive layer (3) of the material sheet (1a) from above the base (6), while applying ultrasonic waves of lateral vibration to the ultrasonic vibrator (7), 7a) by forming the recess (5) in the conductive layer (3) and welding the recess (5) to the opposite conductive layer (4) through the insulating base (2). Can be manufactured.
超音波振動子(7)に印加する横振動の振動方向は、図6に例示されるA方向、B方向のほかいずれでもよいが、後述するように複数個の超音波振動子(7)を一体化したもので複数箇所を同時に溶接する場合は、超音波振動子(7)同士を結ぶ線に直交する方向に横振動を印加するのが望ましい。 The vibration direction of the lateral vibration applied to the ultrasonic transducer (7) may be any of the A direction and the B direction illustrated in FIG. 6, but a plurality of ultrasonic transducers (7) are arranged as described later. When a plurality of locations are welded at the same time, it is desirable to apply lateral vibration in a direction perpendicular to a line connecting the ultrasonic transducers (7).
また、本発明に係る非接触型データキャリア用導電部材は、絶縁基材(2)の表裏面にそれぞれ金属箔からなる導電層(3,4)が形成された素材シート(1a)をベース(6)上に載置し、上記金属箔の破断伸びを超えないように上記金属箔に凹陥部(5)を形成する超音波振動子(7)をベース(6)上方から素材シート(1a)の導電層(3)に接触させ、超音波振動子(7)に横振動の超音波を印加しつつ、上記導電層(3)に上記凹陥部(5)を形成するとともに、この凹陥部(5)を上記絶縁基材(2)に通して反対側の導電層(4)に溶接することによっても製造可能である。 Further, the non-contact data carrier conductive member according to the present invention is based on a material sheet (1a) in which conductive layers (3, 4) made of metal foil are formed on the front and back surfaces of the insulating base (2) ( 6) An ultrasonic transducer (7) that is placed on top and forms a recess (5) in the metal foil so as not to exceed the breaking elongation of the metal foil. The material sheet (1a) from above the base (6) The concave portion (5) is formed in the conductive layer (3) while applying ultrasonic waves of lateral vibration to the ultrasonic transducer (7) and contacting the conductive layer (3). It can also be produced by passing 5) through the insulating substrate (2) and welding to the opposite conductive layer (4).
上記非接触型データキャリア用導電部材の製造方法において、ベース(6)と超音波振動子(7)の一方又は双方を加熱しておくことも可能である。この加熱により素材シート(1a)の絶縁基材(2)や導電層を(3,4)絶縁基材(2)に接着するための熱可塑性接着剤を軟化させ、凹陥部(5)の成形時に絶縁基材(2)等を金属箔が貫通しやすくすることができる。 In the method for manufacturing the non-contact type data carrier conductive member, one or both of the base (6) and the ultrasonic transducer (7) can be heated. This heating softens the thermoplastic adhesive for bonding the insulating base material (2) and the conductive layer of the material sheet (1a) to the (3,4) insulating base material (2), and forms the recess (5). Sometimes the metal foil can easily penetrate the insulating substrate (2) and the like.
ベース(6)及び超音波振動子(7)の加熱温度は絶縁基材(2)を構成する樹脂のガラス転移点であるのが望ましく、例えば樹脂がポリエチレンテレフタレートである場合は80℃〜120℃である。導電層(3,4)は例えば熱可塑性接着剤層を介して絶縁基材(2)に取り付けられるが、この熱可塑性接着剤層は上記ガラス転移点の温度で容易に溶ける。 The heating temperature of the base (6) and the ultrasonic vibrator (7) is preferably the glass transition point of the resin constituting the insulating base (2). For example, when the resin is polyethylene terephthalate, the heating temperature is 80 ° C to 120 ° C. It is. The conductive layers (3, 4) are attached to the insulating substrate (2) through, for example, a thermoplastic adhesive layer, and the thermoplastic adhesive layer is easily melted at the glass transition temperature.
超音波振動子(7)で導電層(3)を押圧する力は、望ましくは100N〜400Nである。超音波振動子(7)に加える横振動は、振動方向が絶縁基材(2)の平面の延び方向であり、望ましくは周波数が約40kHz、振幅が約19μm、印加時間は0.1秒〜0.3秒である。 The force for pressing the conductive layer (3) with the ultrasonic transducer (7) is desirably 100N to 400N. The transverse vibration applied to the ultrasonic transducer (7) is the direction in which the plane of the insulating substrate (2) extends, and preferably the frequency is about 40 kHz, the amplitude is about 19 μm, and the application time is 0.1 second to 0.3 seconds.
この非接触型データキャリア用導電部材の製造方法において、超音波振動子(7)に複数個の押圧部(7a)を隣接して設けることにより、複数個の凹陥部(5)を隣接して形成するようにしてもよい。 In this method of manufacturing a non-contact type data carrier conductive member, a plurality of depressions (5) are provided adjacent to each other by providing a plurality of pressing portions (7a) adjacent to the ultrasonic transducer (7). You may make it form.
また、上記非接触型データキャリア用導電部材の製造方法において、素材シート(1a)を絶縁基材(2)の表裏面の導電層(3,4)のうち一方がアンテナを含み、他方がブリッジを含んだものとし、アンテナの両端部又はブリッジの両端部に、一体化された二つの超音波振動子(7b,7c)を各々同時に当て、この二つの超音波振動子(7b,7c)に対し上記両端部同士を結ぶ線に直交する方向(A)に振動する横振動の超音波を印加しつつ、一方の導電層(3)を上記絶縁基材(2)に通して反対側の導電層(4)に溶接するようにしてもよい。 In the method for manufacturing a conductive member for a non-contact data carrier, the material sheet (1a) includes one of the conductive layers (3, 4) on the front and back surfaces of the insulating base (2), and the other is a bridge. The two integrated ultrasonic transducers (7b, 7c) are simultaneously applied to both ends of the antenna or both ends of the bridge, respectively, and the two ultrasonic transducers (7b, 7c) are applied simultaneously. On the other hand, while applying ultrasonic waves of transverse vibration that oscillates in the direction (A) perpendicular to the line connecting the two end portions, one conductive layer (3) is passed through the insulating base material (2) to conduct on the opposite side. You may make it weld to a layer (4).
本発明に係る非接触型データキャリア用導電部材の製造装置は、絶縁基材(2)の表裏面にそれぞれ金属箔からなる導電層(3,4)が形成された素材シート(1a)を載置するベース(6)と、上記金属箔の破断伸びを超えないように上記金属箔に凹陥部(5)を形成する多角錐又は多角錐台の押圧部(7a)を有した超音波振動子(7)とを具備し、超音波振動子(7)をベース(6)上方から素材シート(1a)の導電層に接触させ、超音波振動子(7)に横振動の超音波を印加しつつ、上記押圧部(7a)で導電層(3)に上記凹陥部(5)を形成するとともに、この凹陥部(5)を上記絶縁基材(2)に通して反対側の導電層(4)に溶接するようにした構成とすることができる。 The non-contact data carrier conductive member manufacturing apparatus according to the present invention mounts a material sheet (1a) in which conductive layers (3, 4) each made of a metal foil are formed on the front and back surfaces of an insulating substrate (2). Ultrasonic transducer having a base (6) to be placed and a polygonal pyramid or polygonal frustum pressing portion (7a) for forming a recess (5) in the metal foil so as not to exceed the breaking elongation of the metal foil (7), the ultrasonic vibrator (7) is brought into contact with the conductive layer of the material sheet (1a) from above the base (6), and ultrasonic waves of lateral vibration are applied to the ultrasonic vibrator (7). Meanwhile, the depressed portion (5) is formed in the conductive layer (3) by the pressing portion (7a), and the depressed portion (5) is passed through the insulating base material (2) to form the opposite conductive layer (4 ) To be welded.
この製造装置において、多角錐又は多角錐台の押圧部(7a)は超音波振動子に一個のみ設けてもよいが、複数個の押圧部(7a)を隣接して設けることもできる。 In this manufacturing apparatus, only one pressing portion (7a) of a polygonal pyramid or a polygonal frustum may be provided on the ultrasonic transducer, but a plurality of pressing portions (7a) may be provided adjacent to each other.
また、製造装置としては、絶縁基材(2)の表裏面にそれぞれ金属箔からなる導電層(3,4)が形成された素材シート(1a)を載置するベース(6)と、上記金属箔の破断伸びを超えないように上記金属箔に凹陥部(5)を形成する超音波振動子(7)とを具備し、超音波振動子(7)をベース(6)上方から素材シート(1a)の導電層(3)に接触させ、超音波振動子(7)に横振動の超音波を印加しつつ、上記導電層(3)に上記凹陥部(5)を形成するとともに、この凹陥部(5)を上記絶縁基材(2)に通して反対側の導電層(4)に溶接するようにした構成とすることも可能である。 Moreover, as a manufacturing apparatus, the base (6) which mounts the raw material sheet | seat (1a) in which the electrically conductive layer (3, 4) which each consists of metal foil was formed in the front and back of the insulating base material (2), and said metal An ultrasonic vibrator (7) for forming a recess (5) in the metal foil so as not to exceed the breaking elongation of the foil, and the ultrasonic vibrator (7) is formed from above the base (6) with a material sheet ( The concave portion (5) is formed in the conductive layer (3) while contacting the conductive layer (3) of 1a) and applying ultrasonic waves of transverse vibration to the ultrasonic transducer (7). It is also possible to adopt a configuration in which the part (5) is welded to the opposite conductive layer (4) through the insulating base (2).
さらに、製造装置としては、絶縁基材(2)の表裏面の導電層(3,4)のうち一方がアンテナを含み、他方がブリッジを含んだ素材シート(1a)におけるアンテナの両端部又はブリッジの両端部に各々当てる一体化された二つの超音波振動子(7b,7c)を有し、各超音波振動子(7b,7c)を上記両端部に各々同時に当て、この二つの超音波振動子(7b,7c)に対し上記両端部同士を結ぶ線に直交する方向(A)に振動する横振動の超音波を印加しつつ、一方の導電層(3)を上記絶縁基材(2)に通して反対側の導電層(4)に溶接するようにしたものとすることも可能である。 Further, as a manufacturing apparatus, one of the conductive layers (3, 4) on the front and back surfaces of the insulating base (2) includes an antenna, and the other includes both ends of the antenna or a bridge in the material sheet (1a) including a bridge. Two ultrasonic transducers (7b, 7c) that are respectively applied to both ends of each of the two ultrasonic transducers (7b, 7c). While applying ultrasonic waves of transverse vibration oscillating in a direction (A) perpendicular to the line connecting the two ends to the child (7b, 7c), one conductive layer (3) is attached to the insulating base material (2). It is also possible to weld to the opposite conductive layer (4).
本発明に係る非接触型データキャリア用導電部材によれば、導電層(3)の表面に導電層(3)の金属箔がその破断伸びを超えないような多角錐又は多角錐台の浅い凹陥部(5)が形成されるので、導電層(3)に破断、亀裂を生じることなく表裏の導電層(3,4)同士の溶接をより確実に行うことができ、非接触型データキャリア用導電部材のICタグ等としての信頼性を高めることができる。また、被覆層(11,14)で表面を覆った場合表面に凹凸が生じ難く、被覆層(11,14)の上から所望事項を印刷等により適正に表示することができる。 According to the conductive member for a non-contact type data carrier according to the present invention, a shallow concavity of a polygonal pyramid or a polygonal frustum in which the metal foil of the conductive layer (3) does not exceed its breaking elongation on the surface of the conductive layer (3). Since the part (5) is formed, the conductive layers (3, 4) on the front and back sides can be more reliably welded without causing breakage or cracks in the conductive layer (3). For non-contact data carriers The reliability of the conductive member as an IC tag or the like can be improved. Further, when the surface is covered with the coating layers (11, 14), the surface is hardly uneven, and desired items can be appropriately displayed from above the coating layers (11, 14) by printing or the like.
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。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
<実施の形態1>
図1乃至図4に示すように、非接触型データキャリア用導電部材1又はその素材シート1aにおける絶縁基材2の表裏面には、それぞれ図示しない熱可塑性接着剤層が所定のパターンに形成され、この熱可塑性接着剤層の上から同様なパターンの導電層3,4が積層され固着される。
<Embodiment 1>
As shown in FIGS. 1 to 4, a thermoplastic adhesive layer (not shown) is formed in a predetermined pattern on the front and back surfaces of the insulating
絶縁基材2は、合成樹脂製シートあるいはそれらを積層したシートにより形成される。絶縁基材2の厚さは、大体30μm〜70μmである。絶縁基材2は、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。合成樹脂としては例えばポリエチレンテレフタレート(PET)を用いることができる。
The insulating
導電層3,4は、例えばアルミニウム箔により形成される。アルミニウム箔の厚さは3μm〜15μm程度である。
The
導電層3,4のうち絶縁基材2の表面の導電層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のうち絶縁基材2の裏面の導電層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1〜図4(A)(B)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。
Of the
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。 The antenna pattern is a spiral pattern in the illustrated example, but other patterns such as a bar-shaped pattern, a pad-shaped pattern, and a cross-shaped pattern can be used depending on the communication frequency band.
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。 The bridge pattern is an elongated rectangle in the illustrated example, but can be appropriately changed to other shapes.
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。非接触型データキャリア用導電部材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、静電容量を調節し、非接触型データキャリア用導電部材1としての共振周波数を最適値に補正することができる。
The capacitor pattern is formed in a long and narrow rectangle for one electrode, while the other electrode is formed in a number of electrically connected strips. After the non-contact type data carrier conductive member 1 is completed, the capacitance is adjusted by cutting the
図4(A)に示す積層シートは非接触型データキャリア用導電部材1の素材シート1aであり、図4(B)及び図5に示すようにアンテナの両端部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とを接合することにより両導電層3,4間の電気的導通が確保される。
The laminated sheet shown in FIG. 4 (A) is a
この電気的導通は、アンテナの両端部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とを絶縁基材2の厚さ方向で超音波溶接することによって行われる。これにより、一方の導電層3に形成された凹陥部5が絶縁基材2を貫いて他方の導電層4に接合される。図中符号5aは接合部を示す。
This electrical continuity is performed by ultrasonically welding the
図5及び図6に示すように、この凹陥部5は導電層3の金属箔がその破断伸びを超えないような四角錐となるように形成される。図8に示すように、四角錐において金属箔が最も長く延びる箇所の元の長さをH、延びた後の長さをhとすると、その歪みεはε=100×(h−H)/H(%)となる。金属箔の破断伸びをδとすると、凹陥部5はε<δとなるように形成される。例えば、35μmの電解銅箔の破断伸びは約5%、35μmの圧延銅箔の破断伸びは約21%、結晶粒径5〜10μmのアルミニウム合金箔の破断伸びは約14%、結晶粒径30〜100μmのアルミニウム合金箔の破断伸びは約7%である。このような破断伸びを超えないように成形された凹陥部5における四角錐の斜面は緩やかな傾斜面となる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the recessed
凹陥部5は、アンテナ及びブリッジの両端部の導電層3c,4aについて各々一個のみ形成することも可能であるが、望ましくは図示例のごとく各々複数個の凹陥部5が相隣接するよう稠密に形成される。複数個設けることにより電気的導通の信頼性が高められる。図示例では凹陥部5が九個設けられているが、二個〜八個又は十個以上であってもよい。また、図示例では凹陥部5が隙間なく稠密状に設けられているが、多少隙間を空けてもよい。
It is possible to form only one
凹陥部5は、図示例では四角錐であるが、四角錐に代え四角錐台とすることも可能である。また、図9(A)に示すような六角錐、同図(B)に示すような三角錐等各種の多角錐とすることができる。図9(A)(B)において砂目を付した部分がそれぞれ一つの凹陥部5を表す。これらの多角錐はもちろん多角錐台に変更することが可能である。
The recessed
上記電気的導通を得るための超音波溶接は次のように行われる。 Ultrasonic welding for obtaining the electrical continuity is performed as follows.
図5に示すように、加熱したベース6上に上記素材シート1aを載置し、側面が緩傾斜である四角錐の押圧部7aを有した超音波振動子7を加熱してベース6上方から素材シート1aの導電層3aに接触させ、超音波振動子7に横振動の超音波を印加しつつ、押圧部7aで導電層3aに緩傾斜の側面を有した四角錐又は四角錐台の凹陥部5を形成するとともに、この凹陥部5を絶縁基材2に通して反対側の導電層4aに溶接する。この溶接をアンテナの両端部に対して順に又は同時に行う。
As shown in FIG. 5, the
ベース6は、図5に示すように、素材シート1aを載せる平坦面を有する。この平坦面に素材シート1aの一方の導電層4aが接触する。超音波振動子7は、図5及び図7に示すように、ベース6に対向する面に複数個の押圧部7aを有する。押圧部7aは上述した凹陥部5の形状及び大きさに略合致した四角錐の突起として形成される。四角錐における緩傾斜の側面の傾斜角度θは絶縁基材2の表面に対し約30度とされる。
As shown in FIG. 5, the
ベース6及び超音波振動子7は内蔵式の電気ヒータ、バーナー等により加熱される。図5中、符号17,18はそれぞれベース6、超音波振動子7に埋設された電気ヒータの電熱線を示す。この電熱線等の加熱手段は、超音波振動子7のみに設けてもよいし、ベース6のみに設けてもよい。加熱温度は絶縁基材2を構成する樹脂のガラス転移点であり、樹脂がポリエチレンテレフタレートである場合は80℃〜120℃である。
The
導電層3,4が熱可塑性接着剤層を介して絶縁基材2に取り付けられる場合は、同様な温度で溶けるような熱可塑性接着剤が使用される。
When the
超音波振動子7は導電層3cを押圧するが、その押圧力は100N〜400Nとされる。また、超音波振動子7には横振動が加えられる。横振動の振動方向は絶縁基材2の平面の延び方向である。横振動は、例えば周波数が約40kHz、振幅が約19μmである。横振動の印加時間は0.1秒〜0.3秒である。ベース6等からの伝熱で絶縁基材2が軟化し、押圧片7aの押圧により導電層3cの凹陥部5が絶縁基材2を反対側の導電層4aへと貫通し、超音波振動の印加による摩擦熱で上側の導電層3cの凹陥部5が下側の導電層4aに溶着する。これにより、アンテナやブリッジの導電層3に破断、亀裂を生じることなく表裏の導電層3,4同士の溶接が適正に行われる。
The
この実施の形態1では、図7に示す超音波振動子7が二個用意され、各超音波振動子7に水晶振動素子等の振動素子(図示せず)が接続され、二つの超音波振動子7が上記アンテナの両端部の導電層3cにそれぞれ同時に又は順次当てられる。この場合、超音波振動子7の横振動の方向は図6中、A方向、B方向のいずれでもよく、あるいはそれら以外の方向であってもよい。また、図示例では超音波振動子7をアンテナ側から当てているが、アンテナ側をベース6に当ててブリッジ側から超音波振動子7を当てるようにしてもよい。
In the first embodiment, two
なお、図示例では、超音波振動子に九個の押圧部7aを隣接して設けているが、その個数は適宜増減可能であり、また、少しばかり隙間が空くように設けてもよい。また、押圧片7aは四角錐の凸部として形成しているが、上述した凹陥部5の各種形態に対応した形状に形成される。
In the illustrated example, nine
図1に示すように、非接触型データキャリア用導電部材1の素材シート1a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。図3に示すように、このICチップ接続電極の導電層3dにICチップ10が乗せられ、電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, the
この絶縁基材2上にICチップ10が実装された非接触型データキャリア用導電部材1は、図11に示すように、絶縁基材2の表裏面がラベル用被覆層11,12で覆われることによりラベル状のICタグ13とされる。
In the non-contact type data carrier conductive member 1 in which the
図11において、符号11aは紙、樹脂フィルム等からなる保護層、符号11bは保護層11aを絶縁基材2の表面に導電層3の上から接着するための接着剤層をそれぞれ示す。保護層11a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。
In FIG. 11,
上述したように、導電層3の表面には浅くて緩傾斜の側面を有する凹陥部5が形成されるので、被覆層11で表面を覆った場合表面に凹凸が生じ難い。このため、上記保護層11aに表示すべき内容を適正に印刷することができる。
As described above, since the
また、図11において、符号12aは絶縁基材2の裏面にブリッジのパターン等を形成する導電層4の上から塗布された粘着剤層、符号12bは粘着剤層12aの上に被覆された離型紙等からなる剥離層をそれぞれ示す。剥離層12bを剥がしたうえで、粘着剤層12aを商品等に押し付けることにより、このICタグ13を商品等に貼着することができる。もちろん、粘着剤層12a及び剥離層12bに代え、絶縁基材2の表側と同様に保護層11a及び接着剤層11bで絶縁基材2の裏面を覆うようにしてもよい。
In FIG. 11,
また、図3の非接触型データキャリア用導電部材1は、図12に示すように、絶縁基材2の表裏面がカード用被覆層14,15で覆われることによりICカード16とされる。
Further, as shown in FIG. 12, the non-contact data carrier conductive member 1 of FIG. 3 is formed into an
図12において、符号14a,15aは絶縁基材2の表面と裏面にそれぞれ導電層3,4の上から被せられる芯材層を示し、符号14b,15bは芯材層14a,15aの表面をそれぞれ覆う表面層を示す。芯材層14a,15aはカードとしての強度を与える樹脂シート等を含んでおり、表面層14b,15bは所望の内容を表示する印刷インキ等を含んでいる。
In FIG. 12,
このICカード16の場合も、上述したごとく導電層3の表面に浅くて緩傾斜の側面を有する凹陥部5が形成されるので、被覆層14で表面を覆った場合に表面に凹凸が生じ難い。このため、上記表面層14bに表示すべき内容を適正に印刷することができる。
Also in the case of this
上記構成を有するICタグ13、ICカード16の使用に際しては、ICチップ10に対して図示しない読取書込器により電磁界内において種々の情報の読み取り又は書き込みが行われる。
When the
<実施の形態2>
この実施の形態2では、上記アンテナ及びブリッジの両端部における導電層3c,4aの超音波溶接に、図7に示す超音波振動子7に代えて図10(A)(B)に示すような二つの超音波振動子7b,7cが用いられる。
<
In the second embodiment, ultrasonic welding of the
図10(A)(B)に示すように、二つの超音波振動子7b,7cは、一体化され共通の一つの振動素子(図示せず)により同時に同方向に振動するようになっている。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the two
超音波溶接に際し、上記素材シート1aが図5に示したベースを更に大面積にしたベース上に載置され、上記二つの超音波振動子7b,7cが上記アンテナの両端部における導電層3cにそれぞれ同時に当てられる。この場合、超音波振動子7の横振動の方向は図6中、A方向に設定される。これにより、アンテナ及びブリッジの両端部における導電層3c,4a同士が適正に溶接される。
In ultrasonic welding, the
なお、図示例では超音波振動子7b,7cをアンテナ側から当てているが、アンテナ側をベース6に当てブリッジ側から超音波振動子7b,7cを当てるようにしてもよい。
In the illustrated example, the
1…非接触型データキャリア用導電部材
1a…素材シート
2…絶縁基材
3,4…導電層
5…凹陥部
6…ベース
7…超音波振動子
7a…押圧部
10…ICチップ
11,12,14,15…被覆層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductive member for non-contact-
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