JP2002260924A - 箔／インク複合コイルとその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上にコイルを首尾よく形成することがで
きる箔／インク複合コイルの形成方法を実現する。 【解決手段】 ＥＡＳセキュリティタグ用のコイルは、
複数の別個に分離した箔のセグメントを含有する。その
セグメントを、導電性インクパッチによって互いに接続
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、電子セキュリテ
ィシステムで用いられるＲＦ−ＥＡＳ共振セキュリティ
タグ回路を構成するコイルとその形成方法に関する。こ
こでいうＲＦ−ＥＡＳとは、無線周波数を利用した商品
監視（Radio Frequency-Electric Article Surveillanc
e）をいい、ＲＦ−ＥＡＳセキュリティタグとは、監視
対象商品に固定されるタグをいう。

【０００２】

【従来の技術】 現在、市場から入手可能なＲＦ−ＥＡ
Ｓセキュリティタグには２つのタイプがある。１つのタ
イプは、保護されることが望まれる商品に固定すること
ができる再使用可能なタグである。もう一つのタイプ
は、商品を包装するパッケージに接着するか、又はパッ
ケージの一部となる、使い捨てタイプのタグである。こ
れらのタグは、無線周波数域で作用するように調整され
た回路を基にした技術を利用する。使い捨てタイプの例
が、本出願人に譲渡された出願中の米国特許出願第０９
／３６２６１４に開示されている。

【０００３】使い捨てタグは、絶縁性基板上に形成され
たコイルとコンデンサーを用いる。絶縁性基板は同時に
誘電性基板であることもある。そのような素子は、プリ
ント基板を形成する通常の形成方法によって形成するこ
とができる。そのようなプリント基板の形成方法は、ア
ルミニウムや銅のような導電層が両面をラミネートされ
た中間絶縁層（同時に誘電層であっても良い）を有する
ラミネート基板の選択的使用を含む。導電層には耐腐食
材料で所望の回路の形がプリントされる。エッチングの
後に、残留導電層が所望回路を形成する。それに代っ
て、回路素子となる材料を所望回路の形を形成するよう
に絶縁性基板上にプリントする付加的プロセスによっ
て、共振タグ回路を形成することもできる。同様に、ダ
イスタンピング、即ち絶縁性基板に付着又はラミネート
されている金属箔に回路の形にあった切れ目を入れ、そ
の後に余分な金属箔を除去する方法、あるいは、ダイカ
ッティング、即ち金属箔から回路の形を切り出し、切り
出された金属箔を絶縁性基板に貼り付けることによっ
て、基板上に回路を形成することもできる。導電性イン
クを印刷してコイルをプリントする技術が、例えば米国
特許公報第５，４４２，３３４及び５，７８１，１１０
に開示されている。しかし、導電性インクは、一般に、
アルミニウムのような固体金属よりも一桁近く大きな値
の抵抗を持つ。ダイスタンピング技術、即ち絶縁性基板
に付着又はラミネートされている金属箔に回路の形にあ
った切れ目を入れ、その後に余分な金属箔を除去する方
法、あるいは、ダイカッティング技術、即ち金属箔から
回路の形を切り出し、切り出された金属箔を絶縁性基板
に貼り付ける技術による場合、巻数の多いコイルを形成
することが極端に難しく、非常な精密さが要求される。
なぜならば、どこか１箇所でも箔が破れれば、コイルが
オープンになってしまい、無効コイルにしてしまうこと
になるからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】 このように、ＲＦ−
ＥＡＳセキュリティタグ回路を形成するコイルを、基板
上に首尾よく形成する方法及び／又は技術を開発する必
要性が残っている。本発明は、基板上にコイルを首尾よ
く形成できる技術を実現するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段と作用と効果】 ＲＦ−Ｅ
ＡＳ（Radio Frequency-Electric Article Surveillanc
e 無線周波数を利用して電子的に品物を監視する）回
路は、通常、回路中に一つのコイルと一つのコンデンサ
ーを有し、ＬＣ共振回路を形成している。シャープな共
振（即ち、特定周波数で敏感に共振する特性）を伴うＬ
Ｃ回路を形成するには、Ｌ／Ｃ（いわゆるＱファクタ
ー）ができる限り大きいことが要求される。そのために
は、一般的に、コイルの巻数を増やすことが要求され
る。一方、ＥＡＳタグは、人目をひいたり、あるいは目
立たないように、小さくすることが必要とされ、回路面
積が小さいことが要求される。これらの２つの要求が、
薄くて、密集したループからなるコイルを必要とする。
コイルに対する他の要求は、電気抵抗ができるだけ低く
保たれることである。この要求には、導電性インクを印
刷するかあるいはホットスタンプするよりも、金属箔を
使用するが圧倒的に有利である。しかしながら、前述し
たように、巻数の多いコイルを、ダイスタンピング技術
（誘電基板に付着又はラミネートされている薄い金属箔
からその回路の形を切り出した後に余分の金属箔を除去
する加工技術）、あるいは、ダイカッティング技術（薄
い金属箔から回路の形に切り出された箔を基板に貼り付
ける技術）によって形成するには、手の込んだプロセス
が必要とされ、非常に困難である。これらの問題を克服
するために、本発明では、箔とインクを複合してコイル
を形成する。この目的のために、本発明によるコイル
は、相互に分離された箔のセグメント群で主に構成され
る。そしてそのセグメント群の端部同士は、連続するル
ープを形成するために、導電インクを印刷（プリント）
した塗布層によって接続される。例えば、米国特許公報
第４，８３５，５２４に示されるように、ＲＦ−ＥＡＳ
タグが作動しないようにするために、導電性インクの塗
布層で後に閉じられたコイルが知られている。このコイ
ルでは、導電性インクの塗布層によって後で溶けやすい
リンク部を形成しておく。ＲＦ−ＥＡＳタグが作動しな
いようにする場合には、この溶けやすいリンクを溶かし
て作動不能とする。しかし、本発明では、金属箔の相互
に分離されているセグメントの端部同士を導電性インク
のパッチ（塗布層）で接続して作動するタグを作り出
す。

【０００６】本発明では、金属箔と導電インクを接続し
てコイルに仕上る。そのことが、箔の打ちぬき加工と移
動を容易にする。あるいは、箔の打ちぬき加工と除去を
容易にする。同時に、コイルの全長のうちで、導電性イ
ンクによって占められ長さを最小化する。コイルのスタ
ンプされた部分（固体箔）は、本質的に相互に分離され
た、直線的なセグメントの箔を有する。これらのセグメ
ントが適当な絶縁基板上にスタンプされ、不要な箔が取
り除かれたとき、その不用な箔には孔が開くだけで全体
として連続しており、除去される過剰の箔と基板上に残
るセグメントとの間に裂け目や割れ目が起こることが減
っている。その後に各々の箔セグメントの自由端間に導
電性インクのパッチをプリントすることによって、連続
したコイルが形成される。本発明の箔／インク複合コイ
ルは、通常は固体箔コイルが使用される全ての状況で使
用することができる。もちろんＥＡＳセキュリティタグ
中で使用されたり、又は「スマートカード」（例えば、
テレホンカード、銀行カード、セキュリティクリアラン
スカード等）に使用されるトランスポンダーのコイル／
アンテナ素子として使用されるＬＣ回路を形成すること
もできる。それらに限定されない。

【０００７】本技術の第１の発明は、基板上にＲＦ−Ｅ
ＡＳセキュリティタグ用のコイルを形成する方法であっ
て、（ａ）ＲＦ−ＥＡＳタグとして使用するのに適当な
絶縁性基板を選択し、（ｂ）最終的にコイルを形成す
る、相互に分離された、導電性の箔のセグメント群を基
板上に形成し、（ｃ）前記セグメント群の端部同士を接
続して連続するループを形成することによってコイルを
形成する。この方法によって、抵抗の低いコイルが容易
に形成できる。

【０００８】前記（ａ）の処理で選択する絶縁性基板
は、厚紙、フィルム、又はそれらの積層物の中から選択
することが好ましい。前記（ｂ）の処理で形成する前記
セグメントは、前記基板に貼り合わされたアルミニウム
箔、又は、銅箔で形成することが好ましい。前記（ｃ）
の処理では、導電性インクを印刷して接続することが好
ましい。

【０００９】本発明はまた、箔／インク複合コイルが形
成されているＲＦ−ＥＡＳセキュリティ用のタグを提供
する。このタグの場合、箔／インク複合コイルが、絶縁
性基板に形成されたコイルを形成する相互に分離された
導電性の箔のセグメント群と、箔のセグメント群の端部
同士を接続する導電性インクの塗布層で形成されてい
る。この箔／インク複合コイルの場合、首尾よくタグを
供給することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】（形態１）各セグメントは直線的
に伸びている。 （形態２）導電性インクの塗布層は、角度をなして伸び
る２本の直線的セグメントの近接する端部同士を接続し
て、コイルの角張ったコーナを完成する。 （形態３）各直線的セグメントは、ダイスタンピング技
術によって基板上に形成されている。 （形態４）各直線的セグメントは、ダイスカッティング
技術によって基板上に形成されている。図１〜３は、そ
れぞれ金属箔、導電性インクの塗布層、複合コイルを模
式的に示した図である。本発明の金属箔、導電性イン
ク、複合コイルの形態は図中の形態に限られない。図３
に示されたプロトタイプコイルが、１．５ミルの「ゼ
ロ」テンパーアルミニウム箔（アドヒーシヴ・リサーチ
社製アークラド・Ｓ−６５８７( Arclad S-6587 from A
dhesive Research, Inc.)）と、エレクトロサイエンス
ラボラトリーズ社製１１２−Ｓ銀導電性ペースト（イン
ク）(112-S silver metallic conductive paste(ink) f
rom Electroscience Laboratories, Inc.)と共に、ダイ
スタンピングプロセスを用いて形成された。形成された
コイルに可変エアーコンデンサー(variable air capaci
tor)を接続し、結果としてできあがったＬＣ回路中のＣ
を調整した後に、ハンドヘルドデップメータによって測
定したところ、８．０ＭＨｚの共振周波数が得られた。
この共振周波数のために要求されたＣ値は、０．１３ナ
ノファラド（ハンドヘルドマルチメータによる測定によ
る）であった。

【００１１】コイル全体（全部で６ループ）の抵抗値
は、１．４オームであった。この結果は、同サイズで同
形状の全箔コイルの０．６オームという抵抗値に匹敵す
る。仮に前述の銀ペーストを使用して同様のコイルがプ
リントされたら、その抵抗値は約２０オームとなる。こ
の結果、本発明のＱファクターの１０〜１５分の１より
も小さなＱファクターとなってしまう。従って、本発明
の箔／インク複合コイルが、全箔コイルやプリントされ
た導電性インクのコイルよりも常に信頼できる基板を提
供できることがわかる。全箔コイルは低抵抗であるもの
の断線しやすく、プリントされたコイルは抵抗が高い。

【００１２】本発明が意図された目的を成し遂げるため
に示された回路のほかに種々の回路で実行され得ること
が明らかである。本発明は、請求項に記載された範囲に
及ぶものであり、上記に詳述した実施形態の記載によっ
て限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】コイル形成の第１ステップの平面図である。コ
イルを形成する個々のセグメントを説明している。

【図２】図１のセグメントの端部同士を接続する導電性
インクの塗布層（プリンティングパターン）を示す。

【図３】完成したコイルの平面図である。

【符号の説明】

２：セグメント ４：導電インク ６：複合コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B035 AA04 BA03 BB09 BC00 CA01 CA23 5C084 AA03 AA09 BB23 CC35 DD07 DD87 EE07 FF02 FF17 5E070 AB01 CB02 CB08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上にＲＦ−ＥＡＳセキュリティタグ
   用のコイルを形成する方法であって、（ａ）ＲＦ−ＥＡ
   Ｓタグとして使用するのに適当な絶縁性基板を選択し、
   （ｂ）最終的にコイルを形成する、相互に分離された、
   導電性の箔のセグメント群を基板上に形成し、（ｃ）前
   記セグメント群の端部同士を接続して連続するループを
   形成することによってコイルを形成する方法。
2. 【請求項２】 前記（ａ）の処理で選択する絶縁性基板
   は、厚紙、フィルム、又はそれらの積層物の中から選択
   されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記（ｂ）の処理で形成する前記セグメ
   ントは、前記基板に貼り合わされたアルミニウム箔、又
   は、銅箔で形成されることを特徴とする請求項２に記載
   の方法。
4. 【請求項４】 前記（ｃ）の処理でする接続を、導電性
   インクを印刷して接続することを特徴とする請求項３に
   記載の方法。
5. 【請求項５】 箔／インク複合コイルが形成されている
   ＲＦ−ＥＡＳセキュリティ用のタグであり、 その箔／インク複合コイルは、絶縁性基板に形成され
   た、コイルを形成する、相互に分離された、導電性の箔
   のセグメント群と、前記箔のセグメント群の端部同士を
   接続する導電性インクの塗布層で形成されていることを
   特徴とするタグ。