JP2003536149A - スマートラベル挿入ウェブの製造方法および製造装置 - Google Patents
スマートラベル挿入ウェブの製造方法および製造装置Info
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Abstract
Description
である。
続して配された一連のスマートラベルを含む。このスマートラベル挿入ウェブは
、通常、更に加工してスマートラベル製品を製造するための原料として用いられ
る。例えば印刷機によって更に加工を行う工程では、スマートラベル挿入ウェブ
は、ラベル用の表面紙と背面紙との間へ導入され、その後、仕上がったラベルは
ウェブから打ち抜かれる。
式物品検査)を有するラベルを言う。スマートラベルウェブは一連の連続して配
列された、および/または隣接して配列されたスマートラベルを含む。
語をしばしば括弧内に記す。これは、英語の用語が通常的に当業者に用いられて
いるからである。
ベルへの装着を、表面ウェブと、スマートラベルウェブと、背面ウェブとの相互
の結合とは異なる生産ライン上で行う必要があることである。これは工程を複雑
化し、生産性を低下させ、生産コストを増大させる。
の機能を維持したまま集積回路を回路パターンへ結合することであり、結合を成
功させるには、いわゆる欠肉が必要である。この欠肉によってチップとその基板
との間の張力が熱膨張によって均一化されるからである。欠肉により、はんだ継
目のずれと、そのはんだ継目における裂け目の広がりも防止される。欠肉に充填
剤粒を追加すれば、欠肉を凝固させることにより、その継目のずれを防止するこ
ともできる。従来技術の欠肉方法は、例えばC4技法、はんだフリップチップ(FC
)接合、金属接合、等方性導電接着剤(ICA)接合、異方性導電接着剤またはフ
ィルム(ACAまたはACK)接合、および非導電性接着剤(NCA)接合を含む。本願
に示すスマートラベルウェブに関連した使用に適した方法には、等方性導電接着
剤接合と、非導電性接着剤接合と、異方性導電接着剤接合と、場合によっては、
はんだフリップチップ接合とが含まれる。
り、それは欠肉に必要な硬化時間のため、比較的長時間、典型的には数分かかる
からである。その工程で異方性導電接着剤接合および非導電性接着剤接合が用い
られる場合、それらの接着剤は加圧状態での硬化が必要になり、その場合その硬
化は設置された熱抵抗器によって行う必要がある。その生産ラインは、したがっ
て、費用がかかり、柔軟性あるものにならない。
の方法は、スマートラベルウェブの各スマートラベルへ集積回路を連続して装着
した後、それぞれのウェブを同一の生産ライン上で互いに結合することを特徴と
する。本発明によるスマートラベル挿入ウェブ製造装置は、同一の生産ライン上
で、集積回路をスマートラベルウェブに対して連続して結合する手段を含むこと
を特徴とする。
工程を迅速化可能であり、その生産コストを低減することができる。表面ウェブ
と、スマートラベルウェブと、背面ウェブとが結合されたのと同一の生産ライン
上で集積回路を回路パターンへ結合するため、この結合も欠肉なしで行うことが
できる。欠肉の使用は、この新規の方法によって廃止可能である。なぜなら、 −スマートラベルウェブが可撓性であるため、継目は大きな機械的応力および加
工熱応力を受けず、むしろ可撓性基板が衝撃吸収材として用いられ、 −高度の架橋性接着剤をチップ上の集積回路およびその周辺に供給して集積回路
をカプセルで包み、これによって集積回路の動きを防止していて、 −スマートラベルを原則として使い捨て製品とし、機械的応力に対する抵抗性ま
たは温度および湿度の変化に対する抵抗性など、スマートラベルに要求される品
質必要条件を、他の大多数の電子製品より低減しているからである。
ブである。このスマートラベルウェブは、例えばプラスチックフィルムとしてよ
い。このスマートラベルは、回路パターンを導電性印刷用インクでフィルム上に
印刷し、回路パターンを金属フィルムにエッチングし、回路パターンを金属フィ
ルムから打ち抜き、あるいは回路パターンを例えば銅線で巻きつけることにより
、製造可能である。このスマートラベルの電気作動式高周波識別回路(RFID)は
、限定周波数で作動する簡易電気発振回路(RCL回路)である。この回路はコイ
ルと、コンデンサと、チップ上の集積回路とを含む。その集積回路はエスコート
メモリと、読み取り装置に連絡して配設されているRF部とを有する。RCL回路の
コンデンサは、チップ上に集積させてもよい。
をその継目から除外する方法によって、回路パターンへ結合する。欠肉を用いる
場合は、スマートラベルウェブを巻き出して、その表面の回路パターン上の適切
な場所にはんだ隆起部を形成する。チップ上の集積回路は再び液状化されたその
はんだ隆起部に結合し、チップとそのスマートラベルウェブとの間の空間が欠肉
として用いられる接着剤で満たされる。この接着剤は毛細管現象によってチップ
とスマートラベルウェブとの間に送り込まれる。この接着剤は急速に架橋する。
このように、集積回路は、スマートラベルウェブの各スマートラベルへ連続して
装着する。
結合に際して再び液状にする。表面ウェブの接着剤がその集積回路の周囲に必要
なカプセル化包囲体を形成し、欠肉の代わりとなり、これによって、例えば回路
が横方向へずれることが防止される。
じニップへ案内され、それらのウェブはそのニップにおいて互いに結合する。こ
れらの集積回路は、連続して、次の方法で結合する。すなわち、表面ウェブ、ス
マートラベルウェブおよび背面ウェブをニップで結合するのと同時に、集積回路
は、そのニップより先行する生産ラインの適切な部分で、スマートラベルウェブ
へ結合する。チップ上の集積回路がもろく、損傷を受けるので、製造工程に小半
径の角度がある場合、さらに/あるいはスマートラベルが例えば硬質ニップにお
いて強すぎる圧搾圧力で押圧される場合、本発明による方法は、硬質ロールによ
り形成されているニップより長く、その硬質面を有するロールにより形成される
ニップより単位面積当りの圧力が小さいニップを適用する。
接着剤が施してある。その接着剤は、用途に適したものであればいかなる接着剤
でもよく、例えば常温で容易に接着する感圧接着紙(PSA)としてよい。
ベルの側に施したフィルムである。このホットメルト接着剤は望ましくは放射線
による硬化が可能であり、その接着剤の接着性は、放射線量を制御することによ
って調整可能である。放射線による硬化方法で適切なものには、紫外線照射によ
る硬化、電子ビームによる硬化、またはマイクロ波による硬化がある。表面ウェ
ブの接着剤は、チップ上の集積回路用のカプセル化包囲体を作るのに用い、これ
を欠肉の代わりとしてよい。表面ウェブはプラスチックフィルムであり、望まし
くはポリプロピレンフィルムまたはポリエチレンフィルムなどのポリオレフィン
フィルムである。
ップへ同時に案内することによって、互いに結合する。ニップは、例えば2つの
ロールによって形成されたニップ、あるいはロールとベルトとによって形成され
たニップとしてよい。このようにして、スマートラベル挿入ウェブ用のブランク
が作られる。背面ウェブの接着剤はスマートラベルウェブの下面に対して接着し
、表面ウェブの接着剤はスマートラベルウェブの上面に接着する。ニップの手前
でその接着剤を例えば赤外線加熱装置で適切に加熱して、スマートラベルウェブ
に対して適した接着特性をその接着剤に付与することができる。ロールまたはベ
ルトなど、ニップを形成している接触面の少なくとも一方には弾性表面を設け、
そこに、硬質面のロールで形成されたニップより長いニップを形成してよい。結
合したウェブにより作られたスマートラベル挿入ウェブ用のブランクは、照射工
程へ案内し、そこで接着剤は最終的に架橋する。それらのウェブから残った物質
は背面ウェブの表面から除去し、仕上がったスマートラベル挿入ウェブは巻き取
る。その仕上がったスマートラベル挿入ウェブにおいて、背面ウェブは均一に連
続しているが、表面ウェブおよびスマートラベルウェブは打ち抜き、互いに分離
した一定の大きさを有する破片とする。本願では、これらの破片をカバーフィル
ムおよびスマートラベルと称する。更に、スマートラベル挿入ウェブ用のブラン
クも、その背面ウェブをも打ち抜くことによって打ち抜き、互いに分離した一定
の大きさを有する破片にすることが可能である。このようにして、スマートラベ
ルカードを作る。
ェブによれば、湿度の影響により生じ、あるいは機械的に生じる、回路の電気特
性に対する損傷が防止される。更に、表面ウェブによれば、チップ上の集積回路
およびその結合は、周囲の要因と、機械的応力と、照射する静電気から保護され
る。上述のすべての現象は回路を破壊し、あるいはその効率を悪化する可能性が
あるものである。
に首尾よくスマートラベルを外部の影響から保護し、いかに首尾よくその接着剤
を欠肉の代用品とするかという点で、重要な要因になる。そこで、接着剤の疎水
/親水特性および湿度の影響による機械特性の変化を考慮する必要がある。この
目的に特に適した接着剤には、水分吸収性が低いことからホットメルト接着剤が
含まれ、これはとりわけ、紫外線照射、電子ビーム硬化またはマイクロ波硬化に
より架橋させることができ、更に転写積層できる接着剤である。表面ウェブの剥
離ウェブ上に作られる接着剤層は転写積層し、その後、更に重合体を架橋させる
。架橋はそのシステムへ供給するエネルギーを調節することによって調整可能で
ある。紫外線ホットメルト接着剤を用いることができ、その架橋は紫外線照射量
を調節することによって調節可能である。その照射には紫外線を透過させる保護
フィルムが必要であり、例えばポリエチレンフィルムおよびポリプロピレンフィ
ルムがこの用途に適している。接着剤を電子ビーム(EB)により硬化させること
もでき、その場合、紫外線照射を用いる場合より大きな材料主成分を有する一連
のフィルムを用いることができる。なぜならこの場合、フィルムは紫外線を透過
させる必要がないからである。電子ビームによって硬化を行う場合、その貫通深
度は、チップの機能特性に影響を及ぼすことがないように適切に選択する必要が
ある。放射線により架橋する接着剤を用いる場合、ウェブ結合時にニップにおい
てウェブに強い圧力を加える必要はない。なぜなら、その接着剤の接着性はニッ
プの後に架橋によって改善可能だからである。
を後続の加工段階で除去することはせず、一定の大きさを有する背面フィルムと
なるように打ち抜き、最終製品においてもその定位置に保つこととしてもよい。
このようにすれば、例えばチケットなどの使い捨てクレジットカードまたはバス
用のクレジットカードとして使用可能なカードを作ることができる。このような
カードは、例えば衣類の内側に縫い込むか、あるいは熱シールすることにより、
製品調整手段として用いることもできる。このようなカードの表面ウェブおよび
背面ウェブは、例えばプラスチック、紙、または板紙で作ってよい。その材料が
紫外線を通さない場合、電子ビームによる硬化によって適切な硬化を行うことが
できる。その硬化に関しては、マイクロ波硬化も用いてもよい。これらの用法に
おいて、表面ウェブおよび背面ウェブに必要な特性には、加熱シールに対する適
正、剛性に加えて、優れた力学的、光学的ならびに視覚的特性が含まれる。
いニップにおいて長いニップ時間をかけることによって、良好な結果が得られる
。その長ニップは、例えば2つのロール間に、またはロールと弾性ベルトとの間
に作ることができる。2つのロールでニップを作る場合、それらのロールのうち
の少なくとも一方は弾性面を有し、そのロールの材料の少なくとも一部はエラス
トマーとしてよい。更に、ニップを作っているロールの両方が弾性表面を有する
こととしてもよい。背面ウェブおよび表面ウェブの張力は公知の方法で調節する
が、スマートラベルウェブは、積層部へ案内する時に弛める。表面ウェブおよび
背面ウェブを同時積層することによって、積層工程でニップを1度だけ通過する
際にスマートラベルが破損する危険は小さくしている。これと同様に、長い軟質
ニップを用いることによって、スマートラベルが低表面圧を受けて破損する危険
は、硬質ニップを用いる場合に比較して小さくしている。更に、スマートラベル
の走路は、軟質ニップを用いれば、往々にして急な転向角を有する硬質ニップに
比較して、真直になる。
に案内し、その後、仕上がったラベルをそのウェブから必要に応じて打ち抜くこ
とにより、個々のスマートラベル製品を作る。更に後続の工程では、それらのラ
ベルに印刷可能であり、良好な印刷結果を達成するためにそのスマートラベル製
品のプロファイルを均一にする必要がある。平滑性における問題は、とりわけ、
瞭然とした膨れをスマートラベル製品の表面に形成してしまうスマートラベルの
チップによって生じる。この膨れは、表面ウェブの接着剤層をそのチップの表面
から除去することによって、小さくすることができる。紫外線照射または電子ビ
ームなどの照射によって硬化するホットメルト接着剤か、あるいは加熱によって
液状化可能な通常のホットメルト接着剤を用いれば、チップの表面から流れ落ち
るようにすることができる。紫外線照射または電子ビームによって硬化可能なホ
ットメルト接着剤は、表面ウェブの積層時には液状のままにしておくことができ
、その場合、追加加熱の必要は全くない。チップを流れ落ちる接着剤はチップの
カプセル化包囲体の一部を形成でき、これによってスマートラベルの表面のチッ
プのずれを防止可能である。
ラベル12を含み、これは回路パターン13と集積回路14とから成る。このスマート
ラベル12は、回路パターンを導電性印刷用インクでフィルム上に印刷し、回路パ
ターンを金属フィルムにエッチングし、回路パターンを金属フィルムから打ち抜
き、あるいは回路パターンを例えば銅線で巻きつけることにより、製造可能であ
る。この回路パターンには無線周波識別(RFID)回路などの識別回路が設けられ
ている。この識別回路は、限定周波数で作動するように調整されている簡易な電
気発振回路(RCL回路)である。この回路はコイルと、コンデンサと、チップ上
の集積回路とを含む。その集積回路はエスコートメモリと、読み取り装置に連絡
されているRF部とを有する。RCL回路のコンデンサは、チップ上に集積させても
よい。
るために用いられる可能な結合方法を示す。図2aは、はんだ隆起部20を示し、こ
れによってチップ上の集積回路14を回路パターン13へ結合する。このはんだ隆起
部20ははんだ用ペーストで作られている。
はんだ隆起部21は金、あるいは金およびニッケルの混合物にしてよく、等方性導
電接着剤へ結合されている。チップ上の集積回路14はそのはんだ隆起部21へ結合
されている。
合され、非導電性接着剤23によってカプセル化されている継目を示す。
合され、等方性導電接着剤24によってカプセル化されている継目を示す。
積回路14の結合と、スマートラベル挿入ウェブW5の製造とが同一のラインに統合
されている。複数のスマートラベル12をキャリヤウェブ上に次々に有しているこ
のスマートラベルウェブW2は、リール3から巻き出される。このキャリヤウェブ
には、複数のスマートラベルを横方向に並べて含めてもよい。表面上に回路パタ
ーンが作られ集積回路が結合する、このスマートラベルウェブ12の材料は、望ま
しくは、適切な剛性を有するプラスチックフィルムである。
2の表面のスマートラベル内の適した場所に配する。チップ上の集積回路は結合
装置16において、スマートラベルウェブW2上へ配し、結合する。
ブW1の反対側から表面ウェブの剥離ウェブを剥離し、その剥離後、ロール4へ巻
き取る。表面ウェブW1には、この剥離部が剥離される側に接着剤が塗布されてい
て、この接着剤は加熱装置7で加熱することによって接着性が増大する。加熱装
置7は例えば赤外線加熱装置としてよい。この実施例では、表面ウェブW1の接着
剤を欠肉の代わりに使用し、チップ上の集積回路に適した保護用カプセル包囲体
を作る。この表面ウェブW1の材料は、望ましくはポリプロピレンフィルムまたは
ポリエチレンフィルムなどのポリオレフィンフィルムである。
ブW3の裏側からは背面ウェブの剥離ウェブを剥離し、剥離後はロール2に巻取ら
れる。背面ウェブW3はその剥離ウェブが剥離された側に接着剤が塗布されている
。この接着剤は例えば感圧接着剤としてよく、これは他の面に押し付けることに
よってその面に結合可能である。
び9によって形成された弾性の長ニップであるニップN1において互いに結合する
。このニップN1の後には放熱器10が続き、これにスマートラベル挿入ウェブのブ
ランクW4を導入する。放熱器10は紫外線照射または電子ビームを生成可能である
。スマートラベル挿入ウェブのブランクW4は更に打ち抜き装置18へ導入し、そこ
で表面ウェブW1およびスマートラベルウェブW2の適切な箇所を打ち抜き、背面ウ
ェブW3の表面に、一連の一定寸法のスマートラベル12と、それらの上の保護用カ
バーフィルム(図6に示す)とを付与する。打ち抜きの後、直線ウェブW1および
スマートラベルウェブW3の余剰な部分がスマートラベル12およびカバーフィルム
の外に残され、その余剰な物質はリール19に巻取ることによって除去する。仕上
がったスマートラベル挿入ウェブW5はリール11へ巻き取る。
合は表面ウェブ、スマートラベルウェブおよび背面ウェブの結合と同じ生産ライ
ンで行う。はんだ隆起部をはんだ隆起部成形装置15において回路パターンに挿入
する。チップ上の集積回路は結合装置16において回路パターンへ結合し、欠肉を
前硬化させる。この欠肉の最終硬化は硬化装置17において行う。その後、この製
造工程は図3について説明したのと同様に継続する。
合は表面ウェブ、スマートラベルウェブおよび背面ウェブの結合と同じ生産ライ
ンで行う。この工程では、異方性導電接着剤、もしくはフィルム、もしくは非導
電性接着剤のいずれかを用いてよい。
ブW2はリール3から巻き出す。はんだ隆起部ははんだ隆起部形成装置15において
回路パターンに形成する。チップ上の集積回路14は結合装置16において回路パタ
ーンへ結合し、前硬化させる。この接着剤の最終硬化は設置されている熱抵抗器
によって加圧状態で硬化装置17において行う。その後、この製造工程は図3につ
いて説明したのと同様に継続する。
した断面図を示す。背面ウェブW3はカバーフィルムの下のスマートラベル12用の
連続したキャリヤウェブである。表面ウェブW1およびスマートラベルウェブW2は
打ち抜き、カバーフィルム30およびスマートラベル12とする。その打ち抜き時に
縁に残った表面ウェブW1およびスマートラベルウェブW2の余剰部分は背面ウェブ
W3から除去する。背面ウェブW3とスマートラベル12との間の接触領域31には接着
剤層を設け、これは例えば感圧接着剤にしてよい。スマートラベル12とカバーフ
ィルム30との間の接触領域32には接着剤層を設け、これは望ましくは紫外線(UV
)照射または電子ビーム(EB)により硬化するホットメルト接着剤である。
紙であり、スマートラベル12およびカバーフィルム30は一緒に接触領域31のとこ
ろで背面ウェブW3から容易に分離可能である。このカバーフィルムはポリオレフ
ィンなどの紫外線を通すフィルムである。
プなどの集積回路の結合において、いずれかの公知の結合方法を用いてもよく、
あるいは欠肉によって結合してもよい。それらのウェブの結合に用いられるニッ
プは多様化してよく、あるいはいくつかのニップで構成した装置をウェブの結合
に用いてもよい。本発明における主要概念は、表面ウェブ、スマートラベルウェ
ブおよび背面ウェブを互いに結合するのと同じ生産ラインで、チップ上の集積回
路をスマートラベルへ結合することである。
Claims (18)
- 【請求項1】 表面ウェブ(W1)と、スマートラベルウェブ(W2)と、背面
ウェブ(W3)とを結合するスマートラベル挿入ウェブ(W5)の製造方法において
、該スマートラベルウェブ(W2)の各スマートラベル(12)へ集積回路(14)を
連続して装着した後、同一の生産ライン上で、それぞれのウェブ(W1、W2、W3)
を結合することを特徴とする方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、前記集積回路(14)を前記
スマートラベル(12)の回路パターン(13)へはんだ隆起部(20、21)によって
、あるいは等方性接着剤およびはんだ隆起部(21)によって装着することを特徴
とする方法。 - 【請求項3】 請求項2に記載の方法において、前記集積回路(14)の装着
に欠肉を用いることを特徴とする方法。 - 【請求項4】 請求項2に記載の方法において、前記集積回路(14)の装着
に用いる欠肉に代えて表面ウェブ(W1)の接着剤を用いることを特徴とする方法
。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の方法において、前記表
面ウェブ(W1)と、スマートラベルウェブ(W2)と、背面ウェブ(W3)とを同一
のニップ(N1)で結合することを特徴とする方法。 - 【請求項6】 請求項5に記載の方法において、前記ニップ(N1)を形成す
る2つの接触面のうちの少なくとも一方は弾性面を有することを特徴とする方法
。 - 【請求項7】 請求項5または6に記載の方法において、前記表面ウェブ(
W1)の裏面および前記背面ウェブ(W3)の裏面から剥離紙を剥離した後に、前記
それぞれのウェブ(W1、W2、W3)を結合することを特徴とする方法。 - 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載の方法において、前記表
面ウェブ(W1)に転写積層により塗布し前記スマートラベルウェブ(W2)に接触
する接着剤は、放射線によって硬化させることを特徴とする方法。 - 【請求項9】 請求項8に記載の方法において、前記接着剤は紫外線(UV)
照射または電子ビーム(EB)によって硬化させることを特徴とする方法。 - 【請求項10】 請求項1ないし9のいずれかに記載の方法において、前記
表面ウェブ(W1)はポリオレフィンフィルムであることを特徴とする方法。 - 【請求項11】 請求項5に記載の方法において、前記接着剤への照射後、
前記スマートラベル(12)および前記背面ウェブ(W3)の表面上の表面フィルム
(30)を、結合した前記表面ウェブ(W1)およびスマートラベルウェブ(W2)か
ら打ち抜き、過剰物質を除去することを特徴とする方法。 - 【請求項12】 請求項11に記載の方法において、仕上がったスマートラベ
ル挿入ウェブ(W5)はロール(11)へ巻き取ることを特徴とする方法。 - 【請求項13】 請求項5に記載の方法において、前記接着剤への照射後、
前記スマートラベル(12)、表面フィルム(30)および背面フィルムは、結合し
た前記表面ウェブ(W1)、スマートラベルウェブ(W2)および背面ウェブ(W3)
から打ち抜くことを特徴とする方法。 - 【請求項14】 表面ウェブ(W1)と、スマートラベルウェブ(W2)と、背
面ウェブ(W3)とを結合する手段を含むスマートラベル挿入ウェブ(W5)の製造
装置において、該スマートラベル挿入ウェブ(W5)の製造装置は、集積回路(14
)を連続して前記スマートラベルウェブ(W2)へ同一の生産ラインで装着する手
段を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項15】 請求項14に記載の装置において、該装置ははんだ隆起部を
作る装置(15)と、チップを結合する装置(16)とを含むことを特徴とする装置
。 - 【請求項16】 請求項14または15に記載の装置において、該装置は硬化装
置(17)を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項17】 請求項14に記載の装置において、前記表面ウェブ(W1)と
、スマートラベルウェブ(W2)と、背面ウェブ(W3)とを結合する手段は、接触
面の少なくとも一方が弾性面であるニップ(N1)を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項18】 請求項14ないし17のいずれかに記載の装置において、該装
置は照射装置(10)を含むことを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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