CN100367834C - 谐振标签的制造方法和谐振标签 - Google Patents

Abstract

谐振标签的制造方法，在把至少在一个表面上涂敷了热粘接性粘接剂的金属箔(4a)冲切成电路形等并粘接到基片上时，使该金属箔经过在辊表面上具有规定形状的冲切刃的冲模辊(1)与接触于该冲模辊(1)的兼作冲切砧辊的转印辊(2)之间来冲切成规定形状的金属箔(4c)，靠设置在转印辊上的吸引孔把该所冲切的金属箔保持在转印辊表面上，并靠经由基片与转印辊(2)相接触的粘接用辊(3)热粘接到在该转印辊的另一面接触的基片(7)表面上。

Description

谐振标签的制造方法和谐振标签

本发明专利申请是申请号99118842.X，申请日1999年9月15日，发明名称“谐振标签的制造方法和谐振标签”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有与从检测装置所发出的特定频率的无线电波谐振的电路的谐振标签等的制造方法。

背景技术

像已经公知的那样，谐振标签是具有与特定频率的无线电波谐振的电路的标签，只要此一谐振标签存在于发出特定频率的无线电波的区域内，就可以通过谐振使检测装置的蜂鸣器或警告灯工作。因此，在百货商店、廉价商店、录像带出租店、CD盘商店等中，把此一谐振标签安装在商品等上，用来防止偷窃等。

谐振标签基本上由作为电介质的塑料薄膜，在该薄膜的至少一个表面上所形成的螺旋形(线圈形)电路，以及在另一个表面上所形成的电容器极板用电路或者兼作电容器的螺旋形电路组成，根据需要层叠在纸等的基材片上。

除了上述例子之外，还提出了在螺旋形电路的端部不形成电容器极板部，在塑料薄膜的两个表面上形成螺旋形电路，电路隔着塑料薄膜相互对应地形成，借此使电路本身具有电容器极板的作用的结构。

作为谐振标签等的制造方法，公知的方法有，把铝箔等金属箔层叠在塑料薄膜上，在此一金属箔表面涂敷感光性树脂，把具有规定的电路图案的底片放在此一树脂涂敷面上进行感光，在把未感光部显影去除后进行蚀刻把露出的金属箔去除，从而形成电路的方法，以及用具有规定形状的刃口的冲模冲切金属箔而形成电路，在冲切的同时热粘接到基片(基材片)上的方法等。

本发明涉及上述方法中的冲切法的改进。

冲切法为了连续地进行作业有必要一边把卷成卷状的金属箔开卷一边用冲模冲切并热粘接到基材上，故虽然可以用于把具有一定强度的金属箔层叠在硬的基材上的场合，但是很难用于其他场合。因此，冲切法被用于使用比较厚的铜箔并以酚醛树脂板为基材的印刷配线等。

在谐振标签的场合，为了做成主要是一次性的和薄的签条形，作为金属箔主要使用薄的廉价的铝箔，而以软质塑料薄膜或纸为基片，所以，在冲切·转印时铝箔会破损而且基片一起被冲切，故实际情况是尚未实用化。

为了解决这些问题，虽然试用过把金属箔层压在厚的载体片材上，用冲模仅冲切金属箔再转印到作为电介质的塑料薄膜或基片上的方法，但是存在着需要层压在载体片材上的工序，金属箔与载体片材的分离困难，如果冲切形状为圆形之类的非连续形则冲切部与非冲切部的分离困难等问题。

本发明提供可以利用冲切法连续地制造谐振标签的方法。

再者，虽然本发明以谐振标签的场合为例进行说明，但是不限于谐振标签，当然可以用于与此类似的产品的制造。

谐振电路中的电容(C)和电感(L)和谐振频率(f)的关系，通常由下式(I)来表示。

L＝1/(4π²f²C)                            (I)

L是电路形线圈的电感，电路形线圈的形状与谐振频率f有关。由于如从上述式(I)导出的那样，谐振频率f与电容C和电感L之积的平方根成反比，所以要想降低谐振频率f，必须加大电感L。一般来说电路形线圈的电感L，与其圈数或外形尺寸有关，圈数越多、直径越大就可以得到越大的电感。因此，通过增加电路形线圈的圈数来得到想要的谐振频率。

现有的谐振标签，例如如图7中所示，线圈的线宽和线间细、圈数多的电路形线圈44包围中央电容器部45，设置在狭小的面积内。图7A示出谐振标签的电路形线圈44所设置的一侧表面(正面)，图7B示出其背面。图中，54表示塑料薄膜，47表示电容器用电路，46表示电路连接端子部，45a和45b表示电容器部。

塑料薄膜54成为用来设置电路形线圈44等的基板，同时它位于其正反面的电容器部45a与45b之间起电介质的作用。塑料薄膜54的两面的线圈44和电容器用电路47靠连接端子部46来连接而形成谐振电路。

这样，现有的谐振标签，在电介质薄膜的单面(正面)设置着圈数多的电路形线圈。

在现有的谐振标签中，在谐振频率为8.2MHz，标签的大小为40×40mm的场合，线圈的平均粗细与电路最外周长度之比为小于其1/150，线圈的圈数为7圈左右。

电路形线圈用对铝箔、铜箔等金属箔进行蚀刻，或者涂敷包含这些金属粉末的导电性涂料等方法来形成，但是如果电路形线圈的粗细(宽度)细，线间狭窄，则制作时有时断线或者相互连接而产生不良电路。由于在电路形成后的2次加工之际也可能发生此一问题，所以要想得到具有稳定的谐振特性的谐振标签，要求多多的注意。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种制作容易，而且能够得到稳定的谐振特性的谐振标签。

本发明的谐振标签的制造方法，其特征在于，在把至少在一个表面上涂敷了热粘接性粘接剂的金属箔冲切成电路形等并粘接到基片上时，使该金属箔经过在辊表面上具有规定形状的冲切刃的冲模辊与接触于该冲模辊的兼作冲切砧辊的转印辊之间来冲切规定形状的金属箔，靠设置在前述转印辊上的吸引孔把该所冲切的金属箔保持在转印辊表面上，并靠经由基片与转印辊相接触的粘接用辊热粘接到在该转印辊的另一面接触的基片表面上。

进而本发明的特征在于，在上述方法中，作为粘接用辊使用根据所要转印的冲切金属箔的形状在辊表面上形成凸面的粘接用辊。

再有本发明是这样的方法，其特征在于，在上述方法中，在转印辊与粘接用辊之间配置根据所要转印的冲切金属箔的形状在辊表面上形成凸面的第2转印辊，把来自转印辊的冲切金属箔转印到第2转印辊的凸面上，热粘接到经过第2转印辊与粘接用辊之间的基片表面上。在此一方法中，在第2转印辊上与第1转印辊同样地设置有用来保持金属箔的吸引孔。

本发明的谐振标签，其特征在于，把至少两个线圈形电路的粗细(宽度)对电路最外周的长度之比超过1/50，线圈的圈数取为3圈以下的电路形线圈相互对峙地设置在电介质薄膜的两个表面上。

在本发明中，电路形线圈可以是由铝箔、铜箔等金属箔形成的，此外也可以通过包含金属粉末的导电性涂料的涂敷来形成。最好是由金属箔形成的。

电路形线圈相互对峙地贴合在电介质薄膜的两个表面上，借此隔着电介质薄膜彼此重合的部分形成电容器，发挥现有的谐振标签中所设置的电容器的作用。因此，在本发明中没有必要在线圈的端部或中央等处另外设置电容器部。

附图说明

图1是用来说明本发明的一个实施例的工艺示意图。

图2是用来说明本发明的一个实施例的工艺示意图。

图3是用来说明本发明的一个实施例的工艺示意图。

图4是表示谐振标签的构成的一个例子的透视图。

图5是表示设置在辊表面上的吸引孔的配置的一个例子的俯视图。

图6是表示本发明的一个实施例的分解透视图。

图7是表示现有的谐振标签的一个例子的正反面的俯视图。

具体实施方式

本发明中使用的金属箔，因为在冲切成规定形状之后热粘接到基片上，所以基本上使用至少在一个表面上涂敷热粘接性粘接剂的材料。作为热粘接性粘接剂可以使用聚氯乙烯树脂、醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂等通常公知者。

热粘接性粘接剂的涂敷厚度虽然没有特别限定，但是通常为1～3μ(微米)左右，最好是1～2μ左右。热粘接性粘接剂也可以具有金属箔的增强作用。

在金属箔的另一表面上，根据需要也可以用树脂等进行表面覆盖。作为涂敷的树脂等，可以设置单为保护表面用的，用来使以后的加工容易的材料，或者在比前述热粘接性粘接剂更高的温度下热粘接的热粘接性涂膜等。

作为金属箔的厚度，虽然通常使用在上述制造方法中金属箔所承受的拉伸力等下不会断裂等的程度的厚度，但是也可以与载体片材一起使用更薄的。此一场合的载体片材不与金属箔贴合而仅是重叠地与箔一起被冲切，因为来自转印辊的吸引孔的吸引力经由该片材作用在金属箔上，与金属箔一起被保持在转印辊上，所以最好是透气性的纸。在金属箔被粘贴到基片上之后，此一载体片材可以用空气吹散等方法来去除。

就作业性来说金属箔50μ左右的厚度是可取的，最好是20～60μ左右，特别是30～50μ左右。

在本发明中转印辊发挥由冲模辊冲切金属箔时的冲切砧的作用，同时发挥保持所冲切的金属箔并粘贴到在转印辊的另一面接触的基片上的作用。作为把所冲切的金属箔保持在辊表面上的方法，在本发明中在转印辊表面上根据所冲切的金属箔的形状设置多个吸引孔，靠来自此一吸引孔的吸引力来吸引保持。

转印辊的表面因为承受冲模刃，所以可以制成聚氨酯等合成橡胶或塑料层等弹力层。为了耐受金属箔与基片热粘接时的热量，辊子本身不会因为来自粘接用辊的热量而变热，以及从金属箔表面的剥离性，最好是耐热性的导热率低的剥离性好的含氟树脂层。

来自转印辊的吸引孔的吸引，可以不制成特别的结构而始终从辊子内部抽吸外气，此外也可以制成特别的结构。

设置与辊子外表面滑动接触的构件来封闭在转印辊的使用时成为未保持金属箔一侧的表面的吸引孔，或者也可以在转印辊内设置隔离件等以便在前述吸引孔处使吸引力不起作用。此外，也可以内装如果吸引孔处吸引力过强就封闭吸引孔的阀。

粘接用辊用来把所冲切的金属箔热粘接到基片上。热粘接以粘接用辊本身为热辊，仅靠此一辊子的热量来进行粘接，或者靠吹热风或红外线灯等对转印辊表面上的金属箔进行加热，靠转印辊和粘接用辊进行压接粘贴。

在把所冲切的金属箔粘接到平坦的基片上的场合，通常使用辊表面上没有凸凹的粘接用辊。

在靠粘接用辊的热量来热粘接金属箔的场合，转印辊被粘接用辊的热量所加热，有时妨碍箔的冲切。为了避免这种情况，可以使用按与所冲切的金属箔的形状相对应的形状在辊表面上形成凸面部的粘接用辊，在此一凸面部处经由基片来热粘接金属箔。

粘接用辊虽然通常为金属制，但是也可以使用在凸面部处露出金属表面，而用耐热橡胶等覆盖其余表面以便减小凸凹的不平度的辊子。在此一场合，所覆盖的耐热橡胶等也可以使用在辊子的压接时被压缩的材料。

设在辊表面上的凸面部，与所冲切的箔同样地，例如在冲切箔为方型螺旋线形的场合，虽然可以弄成比它稍宽的螺旋线形，但是也可以是包含此一螺旋线形的方型。

在用已经粘贴了电路形金属箔的基片，在前面的电路形金属箔之上粘贴第2电路形金属箔的场合，用转印辊和/或粘接用辊的表面平坦的辊子有时不能进行良好的粘贴。

为此，可以使用在转印辊和/或粘接用辊上具有凸面部的辊子。凸面转印辊的构成除了具有吸引孔之外，可以做成与上述凸面粘接用辊相同。

凸面转印辊，由于存在着作为冲模辊的冲切砧辊使用时冲模与凸面部必须一致等难点，所以除了兼作冲切砧辊的第1转印辊之外，可以使用与该转印辊相接触的第2转印辊。在第2转印辊上，与第1转印辊同样地设置吸引孔。

本发明因为如上所述靠转印辊来吸引并保持用冲模辊所冲切的金属箔，并热粘接到在转印辊的另一面接触的基片上，故不会损伤基片，而且不需要昂贵的载体片材，此外因为可以以独立的形状把所冲切的各个金属箔吸引保持在转印辊上，故存在着没有必要特别考虑冲切形状等许多优点。

根据本发明的方法，如图4中所示，可以特别容易地制造不用电介质片材而把两个线圈形的金属箔41、42用兼作电介质层的热粘接性粘接剂(热粘接剂)层51、52粘贴起来的形式的谐振标签A。热粘接剂层51、52预先涂敷在金属箔41、42上，通过把金属箔41、42同时热粘接来粘贴，在一个部位使两个金属箔导通而形成谐振电路。图中，43表示导通部。

图4A的4c₁、4c₂，表示涂敷了热粘接剂的线圈形金属箔，图4B是其分解透视图，图4C表示把线圈形金属箔4c₁、4c₂粘贴起来的状态，图4D是用来表示导通部43的图。

再者，虽然在本发明中基片通常使用用来制造标签或签条的纸，但是也可以使用作为电介质的塑料或树脂浸渍纸。

作为电介质薄膜，可以使用塑料薄膜、树脂薄膜或树脂涂膜等。贴合成使得在电介质薄膜的两个表面上所贴合的两个电路形线圈的卷绕方向成为彼此不同的方向，用线圈端部的连接端子部把薄膜两面的线圈连接起来形成谐振电路(参照图4D)。

作为表示谐振电路的性能的指标使用Q值(谐振的强度)，此一Q值由下式(II)来表示。

Q＝2πfL/R                    (II)

(式中，R为电阻值，f为谐振频率，L为电感)

Q值越高，一般来说作为谐振电路越好。这是因为谐振的强度越高，就越能在用于利用谐振现象的数据通信、电源供给、存在确认等用途的场合，有效地组成环境耐受性高的系统。

通过把线圈部分(线圈的线宽)做粗可以压低线路的电阻值，进而因为线圈的长度缩短也可以压低线圈部分的电阻值。

在线圈细长的现有的单面线圈中，要想形成高性能的谐振电路，必须使用导电率高的(电阻值低的)铜箔或镀金铜箔，但是根据本发明，能够既保持性能又使用廉价的加工性好的铝箔等金属箔而且使用薄的金属。此外，因为线圈的线宽粗，本发明的谐振标签的制造方法，也就是说，由金属箔冲切成线圈形再把它们吸引·转印的方法，可以很容易地实施。

在本发明的两面线圈的场合，虽然缩短线圈使电感L减小，但是相反线圈变粗也使电阻值R减小。

结果，借助于R的减小率比L的减小率要大的此一两面线圈的构成，可以保持或者提高Q值。

实施例1

下面按照附图来说明本发明的实施例，但是本发明不限于这些例子。

图1是表示本发明的基本方法的一个例子的图，1表示冲模辊，2表示转印辊，3表示粘接用辊。在实施之际，把表面上涂敷了热粘接性树脂的金属箔4a从其料卷4开卷，经由导向辊5送入冲模辊1与转印辊2之间冲切成规定的形状。所冲切的金属箔4c靠设在转印辊2上的吸引孔(未画出)保持在该辊2表面上，粘贴在于转印辊2的下面接触的粘接用辊3上流过的基片7上。

在本例子的场合，转印辊2和粘接用辊3的辊表面制成平坦表面，粘接用辊3制成金属制的加热辊(加热用辊)。

用冲模辊1冲切之后的不要的金属箔4b由真空经由废弃用管道8排出系统外。图中，9是用来吸引去除冲切时所产生的碎片等的真空管道。

图2是表示本发明的另一个实施例的图，是使用凸面粘接用辊3A代替图1的实施例中的粘接用辊3的例子。其他构成与图1相同。

在以粘接用辊为加热辊的场合，除了防止热量传递到转印辊2进而冲模辊1被加热而不能成功地进行金属箔4a的冲切之外，通过把辊子制成凸面可以确保粘接时的压接力。因此，适合于把在此一工艺中的冲切箔4c粘贴到事先已经粘贴了冲切箔的基片的该金属箔上。

图5示出设在转印辊表面上的吸引孔和设在凸面辊上的凸面部的形状的一个例子。该图示出辊子的展开图的一部分，图中用虚线31表示的是所冲切的金属箔的形状，在虚线31所包围的内部如图所示设置适当数目的吸引孔32。设在转印辊或粘接用辊表面上的凸面部可以设成比所示的螺旋线(或线圈)形稍宽的螺旋线形，此外也可以形成包含此一螺旋线形的方型。

图3是在转印辊2与粘接用辊3之间设置凸面转印辊2A的例子。由于其他构成与图1相同，所以具有相同的标号而省略各构件的说明。

本实施例，通过设置在辊表面上设有凸面部的第2转印辊2A，来自粘接用辊3的热量很难传递到转印辊2进而传递到冲模辊1，同时与图2的场合同样地可以更可靠地进行对具有凸凹的基片7的冲切箔4c的粘贴。

在本例子的场合，如有必要还可以进而使用图2中所示的凸面粘接用辊3A。再有，图中10表示用来预热基片7和粘接用辊3的热风吹出喷嘴。用热风进行的预热，在基片上具有预先粘贴的金属箔的场合等中，使得由辊子3进行的热粘接容易，表现出生产率提高等效果。

实施例2和比较例

谐振标签的尺寸：40×40mm(电路外周的尺寸)

谐振频率：8.2MHz

在上述条件下，制作了本发明的谐振标签(实施例)和现有技术的谐振标签并比较了其性能。

实施例是图4D中所示的两面线圈形式的谐振标签，比较例取为图7的单面线圈形式的。

构成和特性示于表1。

表1

	比较例	实施例
			线圈
材料厚度(正面/反面)圈数	铝50μm/10μm8	铝40μm/40μm2/1(正面/反面)
			电介质	20μm聚乙烯薄膜	3μm树脂涂膜
电容器
			面积/容量	121mm<sup>2</sup>/128pF	727.3mm<sup>2</sup>/4937pF
L(电感)线圈长度线圈电阻Q计算值	3.06μH980mm0.6860Ω230	0.154μH284mm0.03976Ω199
			实测值	58	60

如表1中所示，本发明的谐振标签尽管线圈的卷绕圈数少，但是显示出与现有技术同等的谐振强度。

图6是表示本发明的谐振标签的另一个实施例的构成的分解透视图，示出用本发明的方法把所冲切的线圈形金属箔4C₁、4C₂贴合在电介质片材53的两个表面上，再把它们贴合在托纸71上的构成。

在图6的构成中，当使用聚乙烯薄膜等热粘接性薄膜作为电介质片材53时，可以使用未涂敷热粘接性粘接剂的线圈形金属箔41、42。托纸71，可以使用在表面上施以美丽的印刷的厚纸等。

本发明的谐振电路，把正反面的线圈合起来发挥现有技术的电容器的作用，而且因为线宽粗，故通过把正反面的线圈的重合面多少错位，此外，通过改变图4中所示的导通部43的大小，可以很容易地调整电容器容量，可以改变谐振频率。

虽然本发明以谐振标签为主进行了说明，但是通过装入IC芯片，也可以用于IC标签或者IC卡。

IC芯片具有特定的电容，但每个芯片都有偏差。该偏差关系到把IC芯片搭载到谐振电路上之际的IC标签或IC卡的谐振频率之偏差。

从表1的记载可知，在比较例中由于对于较大的L(电感)使用小的电容(123pF)来得到谐振频率，故IC芯片的电容的偏差使IC标签或IC卡的谐振频率的偏差增大。

而另一方面，在实施例中由于对于较小的L使用大的电容(4937pF)来得到谐振频率，IC芯片的电容的偏差对IC标签或IC卡的谐振频率的影响非常小。这意味着，使用了本发明的谐振电路的IC标签或IC卡的谐振频率偏差非常小。

将IC芯片搭载于谐振电路中时，一般认为谐振电路与IC芯片的匹配在性能方面是重要的。本发明的谐振电路由于电容与电感的调整容易，故容易调整谐振电路的阻抗，谐振电路与IC芯片容易匹配。

以往，在搭载了IC芯片后需要通过切断电路的一部分来使电容量降低等来进行谐振电路的调整，但是本发明的电路不需要或很容易实现这样的调整。

Claims (7)

1.一种谐振标签，其特征在于，至少两个线圈形电路的宽度对电路最外周的长度之比超过1/50、线圈的圈数取为3以下的电路形线圈相互对峙地设置在电介质薄膜的两个表面上。

2.根据权利要求1中所述的谐振标签，其特征在于，电路形线圈由金属箔构成，并贴合在电介质薄膜上。

3.根据权利要求2中所述的谐振标签，其特征在于，上述金属箔由铝箔或铜箔构成。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的谐振标签，其特征在于，贴合在电介质薄膜的两个表面上的两个电路形线圈的卷绕方向互不相同。

5.根据权利要求1中所述的谐振标签，其特征在于，所述电介质薄膜为塑料薄膜、树脂薄膜或者树脂涂膜。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的谐振标签，其特征在于，电介质薄膜仅设置在电路形线圈上。

7.根据权利要求4所述的谐振标签，其特征在于，电介质薄膜仅设置在电路形线圈上。

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