CN1855629A - 天线电路、ic未层压卡、以及ic标签、ic卡和其制造方法 - Google Patents

天线电路、ic未层压卡、以及ic标签、ic卡和其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于实现IC标签或者IC卡等的小型化、制造时的操作性、合格率的上升、以及制造成本的降低。本发明是以非接触的方式传递信息的IC标签等。将两个天线电路(2)之间弯折而叠合。两个天线电路(2)中的一个是安装了IC芯片(6)的安装电路(2A),另一个是没有安装IC芯片(6)的开电路(2B)。在天线电路(2)的一个表面具有印刷可视信息的表面印刷用基材(10)。在天线电路(2)的另一个表面设置粘结材料,通过弯折电路支撑部(4),使天线电路(2)相互贴合。

Description

天线电路、IC未层压卡、以及IC标签、IC卡和其制造方法
技术领域
本发明是一种用于个人认证、商品管理、物流等的非接触型的IC标签。
背景技术
非接触型的IC标签主要具有IC芯片和天线电路而构成。在该IC标签的制造中,IC芯片和天线电路的共振频率由静电电容和电感决定。要想调整该共振频率,就必须分别调整静电电容和电感。静电电容通常是IC芯片固有的值,为了使该值变化,必须在天线电路内追加静电电容。此外,为了使电感变化,必须增减天线电路的圈数或者使电路长度变化。
迄今为止,为了应对这些问题,提出了下述的方案。
在特开2001-010264号公报中,提出了在天线电路内追加静电电容的方案。此外,在特开2001-251115号公报中,提出了使天线电路长度变化而进行调整的方法。在这里,为了调整电感,以比预先希望的共振频率低的方式设计天线电路。在此基础上,减少圈数或者缩短电路长度,从而进行电感的调整。
此外,作为得到希望的共振频率的其他方法,提出了特开2003-173426号公报。在该专利文献中,提出了这样的特性调整方法,即,通过对合天线电路的两个面,利用相互电感作用,将与希望的特性相关的产品波动抑制得较小,或者将与读取机之间的通信距离延长到大于或等于现有技术。
但是,如上所述的IC标签中存在下述的问题。
在特开2001-010264号公报中,因为在天线电路内设置调整用电容器或者调整用电阻,所以存在部件个数增加而提高制造成本,同时难以小型化的问题。
在特开2001-251115号公报中,存在合格率下降、以及难以小型化的问题。
IC芯片和天线电路的频率(f)由IC芯片的静电电容(C)和天线电路的电感(L)决定。用下式(1)表示其关系。
f=2π×1/(LC)1/2       ……(1)
从该式可以看出,只要增加电感(L)就可以降低共振频率。在上述电感的调整中,要以比预先希望的共振频率低的方式设计天线电路,就必须增大电感(L),因此必须增加电路圈数。但是,如果电路圈数增加,则存在以下问题,即,电路的合格率会下降,难以实现作为最终产品形状的IC标签的小型化。
在特开2003-173426号公报中,使双面的天线电路对合,但该操作不容易进行。即,在叠合双面的天线电路时,必须利用双面印刷形成电路、或者使利用单面印刷形成的单体天线电路之间贴合的操作,存在该操作不容易进行的问题。
发明内容
本发明是:
(1)一种天线电路,其特征在于,其构成方式为,由多个天线电路组成,通过将彼此之间弯折而相互叠合。
(2)一种IC未层压卡,其特征在于,在根据上述(1)所述的多个天线电路中的任意一个或一个以上天线电路中安装IC芯片。
(3)一种IC标签,其特征在于,在基板部具有上述(2)所述的1组IC未层压卡。
(4)一种IC卡,其特征在于,在基板部具有上述(2)所述的1组IC未层压卡。
(5)一种IC标签的制造方法,其特征在于,具有:
在带状的基板部上形成天线电路的步骤;
将形成天线电路的基板部冲裁成标签状的步骤;以及将标签状的基板部上的多个天线电路之间弯折的步骤。
(6)一种IC卡的制造方法,其特征在于,具有:
在带状的基板部上形成天线电路的步骤;
将形成天线电路的基板部冲裁成卡状的步骤;以及
将卡状的基板部上的多个天线电路之间弯折的步骤。
由此,可以将各个天线电路容易地且准确地叠合,可以提高制造IC标签或者IC卡时的操作性,并可以实现制造成本的降低、合格率的上升以及小型化。
附图说明
图1是将本发明的实施方式所涉及的IC标签在展开的状态下从其内侧观察的平面图。
图2是将本发明的实施方式所涉及的IC标签在展开的状态下从其外侧观察的平面图。
图3是将本发明的实施方式所涉及的IC标签在贴合的状态下从其一侧观察的平面图。
图4是将本发明的实施方式所涉及的IC标签在贴合的状态下从其另一侧观察的平面图。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的IC标签的侧面剖面图。
图6是表示在电路基板上形成天线电路的状态的平面图。
图7是表示在电路基板上形成天线电路并安装IC芯片的状态的平面图。
图8是表示本发明的第1变形例的平面图。
图9是表示本发明的第2变形例的平面图。
图10是表示本发明的第3变形例的平面图。
图11是表示本发明的第3变形例的侧面图。
图12是表示本发明的第4变形例的平面图。
图13是表示本发明的第5变形例的侧面图。
图14是表示本发明的第1使用例的平面图。
图15是表示本发明的第2使用例的平面图。
图16是表示本发明的第3使用例的平面图。
图17是表示本发明的第6变形例的侧面图。
具体实施方式
下面根据附图,对本发明的实施方式进行说明。在这里,以在IC标签中设置两个天线电路的结构为例进行说明。
本实施方式所涉及的IC标签为这样一种标签,即,在基板的同一平面内设置两个天线电路,将其中的一个作为安装IC芯片的安装电路,将另一个作为没有IC芯片的开电路,在这些电路上层叠粘结材料之后,贴合表面印刷用基材,利用标签加工冲裁成希望的标签形状,使用标签时从中央部折叠贴合,由此可以得到希望的共振频率。基于图1~图7,对该IC标签的具体结构进行说明。
如图1~图4所示,IC标签1主要由天线电路2、基板部3以及电路支撑部4构成。
设置两个天线电路2,其中的一个成为安装IC芯片6的安装电路2A。另一个成为没有安装IC芯片6的开电路2B,其作为共振频率调整电路。
在安装电路2A中设置以下部分而构成安装电路:IC芯片安装用连接端子5;IC芯片6,其安装在该IC芯片安装用连接端子5上;以及跨接片7,其以利用绝缘膜7A被绝缘的状态连接电路的两端。安装电路2A的圈数被设定为比预先希望的共振频率高。圈数是任意的,但考虑到IC标签1的小型化,优选设定为等于或少于开电路的圈数。开电路2B仅由线圈状的配线构成,不安装IC芯片,其两端断开。
天线电路2设置在电路基板8的至少一个面上。
作为天线电路2,可以举出将包覆导线卷绕成线圈状的方法、将导电性糊剂印刷成线圈状的方法、或者将层压在电路基板上的铜等导电金属层利用蚀刻形成线圈状的方法等。作为导电性糊剂,使用在粘合剂中分散金、银、镍等金属颗粒的物质等。作为粘合剂,可以举出聚酯树脂、聚氨酯树脂、以及环氧树脂等。
IC未层压卡(IC inlet)如图7所示,是指在天线电路2中的安装电路2A上安装了IC芯片6的部件。在本发明中,只要在单一构成要件的多个天线电路中的至少一个上安装有IC芯片即可。IC芯片只要与天线电路电连接即可,并不特别限定其安装方法。从可以使厚度变薄的观点考虑,优选采用在天线电路表面侧层叠IC芯片的电路面的倒装安装法。可以使用粘接材料来连接IC芯片。作为该粘接材料,可以使用各向异性导电性糊剂(下面简称为“ACP”)等。
基板部3是用于支撑天线电路2,同时显示可视信息3C的部分。如图5所示,该基板部3主要由电路基板8、双面粘结材料9、表面印刷用基材10、以及剥离材料11构成。此外,在图5中,为了容易理解将各个层较厚地表示,但实际上从表面印刷用基材10到剥离材料11的整体厚度也不足1mm左右。
电路基板8是用于分别支撑各个天线电路2的基板。在该电路基板8的表面设置天线电路2。具体地说,设置有安装电路2A的电路基板8和设置有开电路2B的电路基板8成为一对,由电路支撑部4支撑。两个天线电路2并列设置在各个电路基板8的表面(同一面)上。
作为电路基板8,使用无木纸、铜版纸等纸或者合成树脂薄膜等。作为在这里使用的合成树脂薄膜,可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚酰亚胺等。作为电路基板8的厚度,并不特别限定,但优选为5~200μm,特别优选为15~125μm。
双面粘结材料9是用于将设有各个天线电路2的两个电路基板8相互贴合的粘结材料。双面粘结材料9覆盖各个天线电路2,以层叠的状态分别贴附在各个电路基板8上。该双面粘结材料9,通过使被电路支撑部4支撑的各个电路基板8相互叠合,而将它们相互贴合构成标签。此外,双面粘结材料9也可以仅层叠在天线电路2A或者2B上。
双面粘结材料9由支撑体9A、粘结剂层9B、以及粘结剂层9C构成。作为支撑体9A,使用合成树脂薄膜、纸、以及无纺布等。作为该合成树脂薄膜,可以使用各种材料。例如,可以使用聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚氨酯薄膜、以及聚酰亚胺薄膜等材料。将这些材料的厚度设定为10~100μm、优选设定为12~80μm而使用。这是考虑了作为双面粘结材料9所要求的强度和柔软性的厚度。此外,也可以仅以单层的粘结剂层9B取代3层的双面粘结材料9。
粘结剂层9B设置在支撑体9A的一个表面上,是用于覆盖IC芯片6和天线电路2而贴附在电路基板8上的层。粘结剂层9B顺着IC芯片6和天线电路2的凹凸将它们密封。作为该粘结剂层9B,使用具有充分的粘结力的物质。例如,可以使用橡胶类、丙烯酸类、硅酮类、以及聚氨酯类等粘结剂。其中,尤其是丙烯酸类粘结剂在粘结力方面优秀。粘结剂层9B的厚度设定为10~100μm,优选设定为20~60μm。该厚度是作为可以顺着IC芯片6和天线电路2的凹凸的厚度而设定的。
粘结剂层9C设置在支撑体9A的另一个表面上,是用于在折叠IC标签1时将其相互贴合的层。作为该粘结剂层9C的材料,只要是在折叠时保持不互相剥离而贴合的状态的材料即可。例如,可以使用橡胶类、丙烯酸类、硅酮类、以及聚氨酯类等粘结剂。在该粘结剂层9C的表面设置剥离材料11。利用该剥离材料11,在折叠之前的表面印字时等,保护粘结剂层9C。
剥离材料11优选在基材的至少一个表面上设置剥离剂层。作为基材,可以使用聚乙烯层压纸、铜版纸、玻璃纸等纸或者聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯等合成树脂薄膜等。作为剥离剂,可以举出硅酮类树脂、氟类树脂、长链烷基类树脂等。
表面印刷用基材10是用于印刷商品的信息等可视信息3C的基材。在该表面印刷用基材10上印刷商品信息、价格、条形码等(参照图2)可视信息3C。该可视信息3C在IC标签1被折叠的状态下显示在双面上(参照图3、4)。在可视信息3C仅印刷在一面的表面印刷用基材10上的情况下,在IC标签1被折叠的状态下该可视信息3C显示在单面上。作为该表面印刷用基材10,使用表面适于印字的材料。例如,可以使用合成树脂薄膜、合成纸、无纺布、以及纸等。此外,根据需要,使用在它们上形成热敏记录、压敏记录、激光记录、以及喷墨记录等各种记录层的材料。
电路支撑部4是用于分别支撑两个天线电路2,在进行对位的同时使其相互叠合的部位。电路支撑部4在这里形成将两个基板部3连接的连接板状。在电路支撑部4的中央部设置折痕13。该折痕13是用于在支撑两个基板部3的状态下进行折叠,从而准确地对位,同时使其相互叠合的部位。在折痕13上设有缝隙、穿孔、槽等用于引导折叠的单元,以使得电路支撑部4从该折痕13的部分准确地折叠。由此,通过将两个基板部3准确对位同时使其相互叠合,可以使两个天线电路2在设定位置准确对位,同时使其相互叠合。并且,在电路支撑部4上设置将折痕13作为基准的两个通孔14。这两个通孔14是用于使带子或者金属线穿过的孔。两个通孔14在电路支撑部4以折痕13折叠的状态下成为一个孔,使带子或者金属线穿过该孔,连结在商品上。通孔14在IC标签1的冲裁加工中,在电路支撑部4上设置两个。根据IC标签1的安装方法等使用方式,适当地设定通孔14的孔的大小、设置位置等。孔的形状也并不限于圆形,设定为多角形(三角形、四角形、六角形等)等任意形状。
在上述实施方式中,仅在安装电路2A上安装IC芯片6,在开电路2B上未安装IC芯片6,但也可以在开电路2B上也安装IC芯片6。在该情况下,仅向一个IC芯片6中写入信息,不使用另一个IC芯片6,而是作为共振频率调整电路使用。在该情况下,根据写入信息的种类,可以使用一个IC芯片6,将另一个作为共振频率调整电路,或者也可以使用另一个IC芯片6,将一个作为共振频率调整电路。
此外,开电路2B的绕向可以与安装电路2A相反,也可以相同。可以根据制造时的设定或者所要求的特性等,适当地设定。
在设置3个或3个以上天线电路2的情况下,可以设置两个或两个以上的安装电路2A。在该情况下,可以根据写入信息的种类分别使用,或者也可以作为电量不足、工作不良的预备来使用。
如上所述构成的IC标签1,以下述的方式形成。
首先,在电路基板8上形成天线电路2。通过上述蚀刻的方法在电路基板8上形成天线电路2。在该情况下,如图6所示,在长带状的电路基板8上将两个天线电路2(安装电路2A和开电路2B)作为一对,在同一平面上连续排列形成该一对天线电路2。作为将该天线电路2排列在电路基板8上的图形,有多种。在这里,将一对天线电路2在纵向上排列成一排,但也可以排列成多排。根据形成的个数等适当地设定。
在形成天线电路2之后,形成绝缘膜7A和跨接片7,如图7所示,安装IC芯片6,形成IC未层压卡。以覆盖该IC芯片6的方式设置双面粘结材料9,同时在两侧的表面设置表面印刷用基材10和剥离材料11,形成长带状的成型品。
并且,根据需要,在表面印刷用基材10的表面印刷商品信息、价格、以及条形码等可视信息3C。
在进行冲压加工的情况下,由长带状的成型品冲裁成标签形状。由此,形成具有两个基板部3和连结它们的电路支撑部4的展开状态的IC标签1。
然后,剥离剥离材料11,从电路支撑部4的折痕13部分折叠,使两个基板部3对合,以匹配的状态叠合各个天线电路2。然后,根据需要,使带子穿过通孔14,连结在产品上。
[第1变形例]
图8表示第1变形例。图8中的构成方式为,使电路支撑部4成为与基板部3大致相同的宽度,来支撑两个基板部3。通孔14设置在两个基板部3的外侧。在该情况下,因为电路支撑部4的宽度宽,所以可以更稳定地支撑各个基板部3。
[第2变形例]
图9表示第2变形例。在上述实施方式中,将安装电路2A和开电路2B中天线的大小和圈数设定为大致相同,但也可以根据IC标签1所要求的特性进行改变。例如,如图9所示,可以使搭载开电路的基板部3B比搭载安装电路的基板部3A小,使开电路的天线的大小变小,使圈数变少。相反,也可以使开电路的天线大小比安装电路的大,使圈数变多。根据所要求的特性适当地设定。
[第3变形例]
图10和图11表示第3变形例。在上述实施方式中,由安装电路2A和开电路2B这两个电路构成天线电路2,但也可以由3个或3个以上电路构成。例如,在由3个电路构成天线电路2的情况下,如图10和图11所示地排列3个基板部3,在各个基板部3之间设置电路支撑部4。由此,可以使3个电路容易且准确地对位并叠合。
[第4变形例]
图12表示第4变形例。在上述实施方式中,由安装电路2A和开电路2B这两个电路构成天线电路2,但如图12所示,也可以将3个基板部3排列成L字型而构成。在排列4个或4个以上的情况下,也同样地配设成一排或者排列成Z字形,使各个基板部3叠合。
[第5变形例]
图13表示第5变形例。在上述实施方式中,将各个基板部3无间隙地相互贴合,但根据使用方式,也有留有间隙地配设的情况。例如,如图13所示,有时也安装在楔形的部件上。也可以在IC标签1所要求的特性没有问题的范围内,配设成使各个基板部3相互倾斜,或者留一定程度的间隙。
[第6变形例]
图17表示第6变形例。如图17所示,在电路基板8上形成天线电路2A、2B,安装IC芯片6,形成IC未层压卡。折叠IC未层压卡,用粘结剂9B贴合形成IC标签1。用合成树脂21对该IC标签1进行树脂密封,形成IC卡20。作为在这里使用的合成树脂,可以举出聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂等。作为IC卡的厚度,并不特别限定,只要是可以充分覆盖IC标签即可。
[第7变形例]
在上述实施方式中,将两个天线电路2(安装电路2A和开电路2B)这两者都设置在电路基板8的表面(一个侧面),但也可以将一个天线电路2设置在电路基板8的表面,将另一个设置在电路基板8的背面。在该情况下,也可以起到与上述实施方式相同的作用和效果。
[第8变形例]
此外,在为装入袋子中的商品的情况下,也可以将IC标签1一起装入袋子中。在该情况下,不需要通孔14。
[第9变形例]
在上述实施方式中,使天线电路2为四角形状,但当然也可以根据IC标签1的形状,形成圆形等其他形状。此外,除了IC标签1之外,IC卡等只要安装天线电路2的都可以适用本发明。
[第1使用例]
图14表示第1使用例。在上述实施方式中,使带子或者金属线等穿过通孔14,将IC标签1连结在商品上,但根据商品的形状等可以考虑多种IC标签1的安装方法。例如,在作为书的索引标签使用的情况下,可以如图14所示,在书页16的端部设置贴合部1A而进行贴合。该情况下的IC标签1具有如图8所示的结构。此外,在贴合部1A上未设置通孔14。
[第2使用例]
图15表示第2使用例。如图15所示,也可以夹入书页16一起贴合。在该情况下,未设置图14的贴合部1A。
[第3使用例]
图16表示第3使用例。如图16所示,在为细长的安装目标物17的情况下,也可以在IC标签1(与图1的IC标签1结构相同的IC标签)中,通过由粘结剂贴合基板部3和电路支撑部4,夹着安装目标物17进行安装。
[实施例]
电路基板8使用厚度为50μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(下面简称为“PET”),将在其上贴合35μm铜箔的铜箔/PET贴合品ニカフレツクス(ニツカン工業制造)的宽度为50mm、长度为10m的长带状品作为制成天线电路2的基材使用。利用丝网印刷法在该基材上印刷抗蚀图案,然后利用蚀刻去除不需要的铜箔。然后,为了使安装IC芯片6的电路侧(安装电路2A)的最内部和最外部连接,利用丝网印刷法,使用绝缘抗蚀油墨(日本アチソン制造,ML25089)和Ag糊剂(东洋纺织社制造,DW250L-1),形成跨接片7。作为天线电路2,线宽为0.12mm,线间距为0.13mm,安装电路圈数为15圈,开电路圈数为14圈,天线电路外径为15×15mm。如图6所示,在长带状的宽度为50mm、长度为750mm的电路基板8上形成30组天线电路2,每组天线电路2由并列排列的安装电路2A和开电路2B构成。
对该天线电路2使用倒装片安装机(九州松下制造,FB30T-M),粘接材料使用各向异性导电性糊剂(京セラケミカル制造,TAP0402E),将RFID-IC芯片6(フイリツプス制造,I-Code)在200℃-300gf-10sec的条件下热压接进行安装,形成30组IC未层压卡。
然后,如图5所示,将双面粘结材料9(リンテツク制造,PET25WPAT1 8KX 8EC)的单侧剥离纸8EC(粘结剂层9B侧)剥离后贴合在IC未层压卡的具有IC芯片的表面上。之后,将在PET上实施粘着加工的表面印刷用基材10(リンテツク制造,FR3412-50)贴合在IC未层压卡的电路基板8的与具有IC芯片的表面相反的表面上。
然后,如图1所示,以标签外径为19×19mm的形状进行冲裁加工。之后,剥离剥离纸8KX,沿着电路支撑部4的折痕13折叠,以叠合安装电路2A和开电路2B的方式贴合,形成30个如图3所示的IC标签。
用以下的试验方法对以上述方式形成的IC标签1的进行动作确以。
在这里,作为试验方法,进行使用フイリツプス公司制造的ICode评价工具包SLEV400的与RFID相关的读写试验和使用Agilent公司制造的网络分析仪8712ET的共振波形/共振频率试验。
在表1中表示其结果。
【表1】
  标签尺寸   合格率   (合格品数/n数)   共振频率
 实施例   19×19mm   100%   (30/30)   13.6MHz
 比较例1   26×20mm   100%   (30/30)   13.7MHz
 比较例2   19×19mm   87%   (26/30)   13.7MHz
 比较例3   19×19mm   100%   (30/30)   16.1MHz
作为比较例1,由没有开电路而仅有安装电路的电路圈数为15圈、天线电路外径为22×16mm的一个天线电路构成,不进行折叠叠合,除此之外,以与实施例相同的方式形成30个标签外径为26×20mm的IC标签。
作为比较例2,安装电路使用电路圈数为23圈、天线电路外径为15×15mm的天线电路,除此之外,以与比较例1相同的方式形成30个标签外径为19×19mm的IC标签。
作为比较例3,安装电路使用电路圈数为15圈、天线电路外径为15×15mm的天线电路,除此之外,以与比较例1相同的方式形成30个标签外径为19×19mm的IC标签。
如表1所示,在实施例中希望的共振频率为13.6MHz,在比较例1、2中为13.7MHz,但在比较例3中为16.1MHz,无法得到希望的共振频率。在比较例1中,标签尺寸变大,在比较例2中,由于电路的短路或者断路,天线电路的合格率下降。
[实施方式的效果]
如上所述,通过在天线电路2的安装电路2A上准确叠合最佳圈数的开电路2B,可以用小型的天线电路2实现希望的共振频率(要求的特性)的IC标签1。其结果,可以使IC标签1小型化。
此外,由于可以减少安装电路2A和开电路2B的天线的圈数,所以可以提高天线电路形成时的合格率。
并且,通过电路支撑部4的折痕13,可以容易且准确地叠合安装电路2A和开电路2B,提高制造IC标签1时的操作性。
由此,可以降低IC标签1的制造成本。

Claims (7)

1.一种天线电路,其特征在于,
其构成方式为,由多个天线电路组成,通过将彼此之间弯折而相互叠合。
2.一种IC未层压卡,其特征在于,
在多个天线电路中的任意一个或一个以上天线电路中安装IC芯片,所述多个天线电路的构成方式为,由多个天线电路组成,通过将彼此之间弯折而相互叠合。
3.一种IC标签,其特征在于,
在基板部具有1组IC未层压卡,所述IC未层压卡在多个天线电路中的任意一个或一个以上天线电路中安装IC芯片,所述天线电路的构成方式为,由多个天线电路组成,通过将彼此之间弯折而相互叠合。
4.一种IC卡,其特征在于,
在基板部具有1组IC未层压卡,所述IC未层压卡在多个天线电路中的任意一个或一个以上天线电路中安装IC芯片,所述天线电路的构成方式为,由多个天线电路组成,通过将彼此之间弯折而相互叠合。
5.一种IC标签的制造方法,其特征在于,具有:
在带状的基板部上形成天线电路的步骤;
将形成天线电路的基板部冲裁成标签状的步骤;以及
将标签状的基板部上的多个天线电路之间弯折的步骤。
6.一种IC卡的制造方法,其特征在于,具有:
在带状的基板部上形成天线电路的步骤;
将形成天线电路的基板部冲裁成卡状的步骤;以及
将卡状的基板部上的多个天线电路之间弯折的步骤。
7.根据权利要求3所述的IC标签,其特征在于,具有:
两个基板部,其支撑所述天线电路,同时显示可视信息;以及
电路支撑部,其连接这两个基板部,同时使由各个基板部支撑的两个天线电路对位并相互叠合。
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