JP2005011227A

JP2005011227A - Ｉｃラベル

Info

Publication number: JP2005011227A
Application number: JP2003176883A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Nagura; 敏和名倉
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】雨の水滴等がかかったり、結露が考えられるような条件での継続的な使用中に電気的故障が起こらず、また剥がれ等の問題もおこらない耐久性が優れるＩＣラベルを得る。
【解決手段】ＩＣ６を接続したアンテナ回路を持つ、上面と下面を有する扁平状のＩＣチップ実装体基本部分２が、上面全面を被覆層余剰部分を有する耐水性を有する被覆層１４に覆われ、下面全面を固定部余剰部分を有する耐水性を有する固定部１０に覆われ、被覆層余剰部分の少なくとも一部と該固定部余剰部分の少なくとも一部がＩＣチップ実装体基本部分の周囲を封止するように接合し、かつ周囲部の被覆層余剰部分Ａ＋Ｂが凹むことによって固定部の被着体への被着面を実質的に平面としたので、水滴等に浸入がなく安定して被着体に接着できる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明のＩＣラベルは、物品に取り付けるラベル等に使用され、データの交信等を外部電波により行なうＩＣラベルに関するものである。特に本発明のＩＣラベルは、非接触型ＩＣラベルとも呼ばれる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、個人の情報管理や物流管理または通勤通学等に使用される定期券等に新しい情報記録媒体としてＩＣチップを搭載した小型電子機器が普及しつつある。個人が携帯する定期券等はＩＣカードと呼ばれ、物品に取り付ける場合はＩＣタグ・ラベルと呼ばれている。どちらの場合もＩＣチップを搭載した大容量可変情報記録媒体であり、広く普及し始めている。タグは強いて言えば、紐状のもので物品に取付けられ、ラベルは接着剤等で物品に貼り付けられるようなものである。
【０００３】
個人が携帯するＩＣカードの使用方法の一例として、非接触で駅の改札を通ることが可能で、かつ同じカードで小額の決済も可能となる例が挙げられる。
又、物流分野におけるＩＣタグ・ラベルの使用方法の一例として、従来バーコード等で行っていた商品管理・決済に加えて、売れ筋商品の把握から製造工程に至るまでの情報伝達を迅速にすることで、最適な時期に最適な商品を投入することが可能とする例が挙げられる。このように在庫減少・コストダウン・品切れ回避など総合的なＩＣラベルによる管理が主流になりつつある。特許文献１にはこのような従来のＩＣラベルの例が示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開号公報２００２−２７１１２７（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣラベルは以上のようにさまざまな領域で使用される機会が増えている。そのため屋外に設置されるような自動販売機等の機器に貼付けられて、雨の水滴等がかかったり、結露が考えられるような条件での使用が考えられ継続的な使用中に腐食や回路破壊や接続不良等による電気的故障の問題がおこる可能性が高かった。本発明の目的は以上のような水滴がかかるような条件で継続的に使用されても、故障したりすることの無い耐久性の強いＩＣラベルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＩＣラベルは、ＩＣを接続したアンテナ回路を持つ、上面と下面を有する扁平状のＩＣチップ実装体基本部分と、該ＩＣチップ実装体基本部分の上面全面を少なくとも覆って被覆層余剰部分を有する耐水性を有する被覆層と、該ＩＣチップ実装体基本部分の下面全面を少なくとも覆って固定部余剰部分を有する耐水性を有する固定部であって、該ＩＣチップ実装体基本部分を覆う面と反対側の面に被着体への被着面を有する固定部とを有し、該被覆層余剰部分の少なくとも一部と該固定部余剰部分の少なくとも一部が該ＩＣチップ実装体基本部分の周囲を封止するように接合し、かつ周囲部の被覆層余剰部分が凹むことによって固定部の被着体への被着面を実質的に平面としたＩＣラベルである。
【０００７】
固定部の厚みが被覆層の厚みより厚いことが固定部の被着体への被着面を実質的に平面とする上で好ましい。
固定部が、接着性発泡基材または両面に接着剤層を有する非接着性発泡基材であることがより耐環境の耐久性を向上させる上で好まししい。特に接着性発泡基材は最も好ましい。
【０００８】
被覆層が、厚さが２０μｍ以上１５０μｍ以下であり、ＪＩＳＺ０２３７（１９９１年）に規定する初期の伸び率が１００％以上、厚さが２０μｍ以上１５０μｍ以下であり、ＪＩＳＫ７２１９（１９９８年）に規定する屋外暴露試験Ａ法において５年後に初期の伸び率に対して８０％以上の伸び率を有するものであれば、非常に過酷な環境条件で長期期間使用する上でより好ましい。
更に、固定部が、ＪＩＳＺ０２３７（１９９１年）に規定する初期の伸び率２０％以上、引っ張り破断強度が３０Ｎ／ｃｍ^２以上であり、ＪＩＳＫ７２１９（１９９８年）に規定する屋外暴露試験Ａ法において５年後に初期の伸び率に対して８０％以上の伸び率及び引っ張り破断強度を有するものであれば、同様に非常に過酷な環境条件で長期期間使用する上でより好ましい。
【０００９】
ＩＣチップ実装体基本部分が、少なくともＩＣを接続したアンテナ回路、透磁性金属材料を含む非導電性透磁性層、非導電性透磁性層の更に固定部側に位置する導電性層を備えるＩＣチップ実装体基本部分であると被着物が金属等の導電物質であるときに通信不良が起き難く好ましい。
【００１０】
以上の請求項でＩＣチップ実装体基本部分について上面、下面と称しているが、これは同部分に上面、下面の区別があるものではなく、実際はどちらの面が上でも下でも良い。ただし、請求項６のごとく導電性層を備えるＩＣチップ実装体基本部分の場合は、導電性層のある側が下面となる。またＩＣチップは回路面側の方が、回路の無い面と比較すると外部応力に対して破壊に強い。本発明では回路面側を被覆層側にした図２の様な構成が好ましい。更に好ましくは図２に示すようにチップの回路の無い部分に補強部材などを装着したほうがより好ましい。図２は本発明のＩＣラベルの一実施例の断面図である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、少なくともＩＣを接続したアンテナ回路を持つ、上面と下面を有する扁平状のＩＣチップ実装体基本部分と、該ＩＣチップ実装体基本部分の上面を少なくとも覆って被覆層余剰部分を有する被覆層と、かつ該ＩＣチップ実装体基本部分の下面を少なくとも覆って固定部余剰部分を有する固定部であって、該ＩＣチップ実装体基本部分を覆う面と反対側の面に被着体への被着面を有する固定部とを有し、該被覆層余剰部分の少なくとも一部と該固定部余剰部分の少なくとも一部が該ＩＣチップ実装体基本部分の周囲を封止するように接合してＩＣチップ実装体基本部分の端面を含むいずれの表面も外部に露出しないＩＣラベルとすることで上記問題が解決できることを発見し、本発明のＩＣラベルを提供できることに至った。
【００１２】
以下に本発明を使用する上で好適な非接触型ＩＣラベルとその中に使用される回路基材について図面で概略を説明する。
本発明のＩＣラベルの基本的な構成図を図１、２に示す。図１は本発明のＩＣラベルに使用するＩＣチップ実装体基本部分の断面の一例であり、インレット１５（支持体４、回路パターン（図示省略）、ＩＣ６から主に構成されている）の片面に接着層３ａを介して隠蔽層１が接合されている。隠蔽層１に対してインレット１５の反対面側には接着層３ｂを介して、非導電性透磁性層５、更に接着層３ｃを介して導電性層９が積層されて実装体基本部分が構成されている。図２は上記実装体基本部分を使用した本発明のＩＣラベルの一実施例の断面図。図２から分かるようにＩＣチップ実装体基本部分２が被覆層１４と固定部１０で挟まれている。
【００１３】
尚、単純にＩＣ実装体基本部分２の表面に被覆層、裏側に接着層を重ね合わせただけであると（図示は省略）、端面からインレット１５や透磁性金属材料などからできているＩＣ実装体基本部分の端部が露出してしまい、環境の影響を受けて層間剥離、腐食などの不具合を起こすことは容易に想像される。
そこで、次に図３に示すようにＩＣ実装体基本部分２を被覆層１４ａと被覆層１４ｂにより両側から包むように保護し被覆層１４ｂに固定部１０を設けた構成を検討した。図３は検討したＩＣラベルの一例の断面図である。しかしながら、この構成では被着体への接着面１４ｂの端の方が被着体との間に隙間が生じ、被着体に接着した場合、端の部分を十分に接着させることが困難になり、接着面が持ち上がり易く容易に剥がれてしまう恐れがある。
【００１４】
本発明者は従前のＩＣラベルのように周辺部分から剥離すること無く被着体と強力に接着するように、図２に示すようにＩＣラベルの被着体と接する面即ち固定部のＣ部分を固定部の中央部と同等に平坦にすることで、上記問題点を解決することを計った。この状態をより分かりやすく示すために図４に図２に示したＩＣラベルの平面図を示した。図２および図４から分かるように、固定部分と反対面の被覆層部の周辺部分Ａ＋Ｂ、この部分を本明細書では被覆層余剰部分と呼んでいる、が凹んだ形状のＩＣラベルが得られた。
本発明の周辺部分Ａ＋Ｂが凹んだ形状のＩＣラベルであると、ＩＣ実装体基本部分が露出することなく、耐環境特性に優れた材料で覆われて上記耐久性の問題は起こらないことに加えて、下記の理由でＩＣラベルが被着体の形状に影響されることが少なく接着できると考えられる。
【００１５】
本形状のＩＣラベルを用いると凸面に貼り付ける場合、本来表皮層１４と固定部１０の曲率が異なるため、表皮層１４に過大な引っ張り応力がかかるが、周辺部分の境の段差部分Ｂが伸び変形して応力を緩和するため脱落・層間剥離を起こしにくい。逆に凹面に貼り付ける場合、同様に表皮層１４と固定部１０の曲率が異なり表皮層１４に収縮応力が発生するが、周辺部分の境の段差部分Ｂが収縮変形して応力を緩和するため脱落・層間剥離を起こしにくいと推察される。
又、本発明では、ＩＣ実装体基本部分の周辺部Ａ＋Ｂが滑らかに凹んでいることで、全面的に背が高くなる構造に較べて、比較的高さ（厚さ）のあるＩＣ実装体基本部分がより他の物体に引っかかりにくくなるようになった。結局以上のような構成により剥がれにくいＩＣラベルが得られた。
【００１６】
また、本発明のＩＣラベルはガスボンベの肩部のごとくの３次元凸面に貼りつける場合も考えられるので、図５に示すようにＩＣ実装体の両側が広く、中心部分がくびれている形状にすると、面への追従性がより良くなり、より好ましい。図５は本発明のＩＣラベルの別の一実施例の平面図である。
【００１７】
まず、１．回路基材からインレット／ＩＣチップ実装体基本部分の形成までを説明し、次に２．ＩＣラベル化材料・工程を説明する。
【００１８】
１．回路基材からインレット／ＩＣチップ実装体基本部分の形成までの工程
【００１９】
以下、本発明の▲１▼回路基材からインレット／ＩＣチップ実装体基本部分までの製造工程を中心に、順を追って説明し、その後、▲２▼ＩＣラベルの組立てについて説明する。
まず回路基材を構成している金属箔と支持体について詳細に説明する。
本発明のＩＣラベルには、支持体上に電波で電力と信号を受送信するエッチングや他の方法やそれらの組合せによりアンテナ回路が設けられ、この回路にＩＣチップやコンデンサなどの電子部品を搭載または形成しているものが含まれている。これは通信出来る最小部品でありインレット１５と呼ぶ。
【００２０】
〔アンテナ回路〕
アンテナ回路は、導電部分の材料として銅やアルミ金属箔、導電性インク、金属線、メッキ膜、金属粉、金属蒸着膜をエッチング、印刷等の手法で作る。一般的には金属箔と金属線と導電性インクの使用が多い。
【００２１】
〔インレット用支持体〕
インレット用支持体４は電気絶縁性の材料から選択される。支持体には大きく分けてリジット基板とフレキシブル基板とに分けることが出来る。
リジット基板とはアラミド繊維やガラス繊維シートにエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、紙にフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させて、表面に金属箔を設けて熱と圧力を加えて硬化させて製造したものである。リジット基板は機械的応力に対して高い弾性率を持っている。
一方フレキシブル基板とは、フィルム状の支持体に金属箔等で回路が設けられているものであって、プリンターのヘッドや車の中の配線等に使用されており、形の変わるもの、動くものに対して多く使用されている。
【００２２】
［ＩＣ］
本発明で使用されるＩＣチップ６としては１３５ＫＨｚ、４．９ＭＨｚ、６．５ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２．５４ＧＨｚ帯等のベアチップが挙げられる。ＩＣラベルに使用されるＩＣ６は、チップにバンプを設けたのみのベアチップの形態、端子部分に兼用可能なリードフレーム材料にチップをダイボンドし、金ワイヤーなどでチップのパッド部分とリードフレーム間を配線した後、エポキシ樹脂等で封止されたり、端子がついたフィルム上に固定したパッケージチップといわれる形態で供給されている。
【００２３】
［補強］
本発明は過酷な環境下で使用されることを前提としているので外部応力で破損し易いＩＣチップ部分は、補強するのが好ましい。
補強材料としては、樹脂７や金属板８が一般的に使用されている。樹脂としては、エポキシ樹脂やＵＶ硬化樹脂などで、チップ部分を全面被覆し硬化させて補強する。また金属板８を使用する場合は樹脂７でチップ部分を覆った上に、更に金属板８を貼り付け樹脂を硬化させ補強する。どちらの方法でもチップの表裏片面あるいは両面から施すことが可能である。両面補強は強度がより強くなるが、更にコストアップとなるのでＩＣラベルが使用される環境を考慮して選択するのが好ましい。
【００２４】
〔インレット〕
インレット１５の一例としては、上記主要材料を使用することにより、支持体上に金属箔の一部をエッチング法により取り除いて必要なアンテナ回路を含む回路パターンを形成した後、ＩＣチップ６をその回路パターンに装着したものがある。ここで必用に応じてチップ部分の補強も行われる。
【００２５】
本発明はベアチップをＡＣＦ（異方導電性フィルム）、ＡＣＰ（異方導電性ペースト）、ＮＣＰ（非導電性ペースト）などの接続樹脂で熱圧着する方法や、ハンダ等の金属を使用して加熱接続する方法や、銀、銅などの金属粉末を含有する導電性接着剤で接続する方法や、超音波接合、溶接、金属同士の熱圧着など定法の接続方法が使用可能である。
【００２６】
又、下記に述べるパッケージチップを使用した場合、アンテナ回路との接続は上記に述べたものと同様に、ハンダ等の金属を使用して加熱接続する方法や、銀、銅などの金属粉末を含有する導電性接着剤で接続する方法や、超音波接合、溶接、金属同士の熱圧着など定法の接続方法が使用可能である。
【００２７】
インレット１５はそのままでもＩＣチップ実装体基本部分２として使用することが可能であるが、更にこのインレット１５に以下で説明する非導電性透磁性層と非導電性透磁性層の更に外側に位置する導電性層を加えることにより、金属表面でも通信が可能なＩＣチップ実装体基本部分２とすることも可能である。
【００２８】
〔非導電性透磁性層〕
本層は常に使用されるわけではない。インレット１５の両側に被覆層１４と固定部１０が設けられた状態の本発明の通常のタグを金属体等の被着体に貼り付けて使用する場合、被着体の金属がリーダーライタからの信号を吸収してしまうためインレット１５に信号が伝わらず通信が出来ない。この現象を回避するため信号の通り道としてインレットシートの裏側に本層を設けることにより通信が可能となる。非導電性透磁性層５は、透磁率の高い金属磁性粉またはフレークを樹脂に練りこんだ電気導電性のないシートであり信号の通り道をインレットシートの裏側に設ける層である。非導電性透磁性層の初期透磁率μ_ａは１より大きく、好ましくは２以上であることが良い。実際的には、透磁率の高い透磁性金属材料が連続的につながらず、非連続的に存在する。言い換えれば、樹脂部分を海として島状に磁性紛を含む層となって電気伝導性が生じないようになっている。ここでいう電気導電性とは、体積抵抗値１０^−２Ω・ｃｍ程度を境とし、この抵抗値より低い場合は電気導電性を有するものとし、高い場合は非導電性とする。
【００２９】
これは電気導電性を有する、例えばアモルファス合金製シートを非導電性透磁性層の代わりに使用すると、リーダーライターから発信された電波が導電性のアモルファス合金製シート表面で吸収反射されて、実装体のアンテナに信号及び電力を供給しないため不都合になると考えられる。
【００３０】
透磁性金属材料の形状としては磁性粉やフレイクが考えられる。具体的材料としては、珪素鋼、センダスト合金、Ｆｅ−Ａｌ合金、電磁軟鉄、アモルファス合金、パーマロイ、カルボニル鉄が使用できる。
センダスト・Ｆｅ−Ａｌ合金としては、アルパーム、ハイパーマル、センダスト、スーパーセンダスト等が用いられる。電磁軟鉄としては工業純鉄、アームコ鋼、低炭素鋼などが用いられる。アモルファス合金としてはコバルト系、鉄系、ニッケル系が使用できる。アモルファス合金の組成としては、合計７０〜９８重量％のＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉを主成分とし、Ｂ、Ｓｉ、Ｐを合計２〜３０重量％含有させ、その他Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂを含有する。パーマロイとしては、７８−Ｐｅｒｍａｌｌｏｙ、４５−Ｐｅｒｍａｌｌｏｙ、３６−Ｐｅｒｍａｌｌｏｙ、Ｃｒ−Ｐｅｒｍａｌｌｏｙ、Ｍｏ−Ｐｅｒｍａｌｌｏｙ、Ｓｕｐｅｒｍａｌｌｏｙ等が使用可能である。
【００３１】
非導電性透磁性層５に使用されるもう一方の成分である樹脂は、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、アクリル、スチレン、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＴ−Ｇ、ＡＢＳ、塩ビ、塩酢ビ、ＥＶＡ、ポリカーボネート、アロイ等一般的に顔料などを混ぜて使用している樹脂であればどのようなものでも使用が可能である。
【００３２】
その他の資材としては樹脂と磁性粉の親和性（接着性）を向上させる助剤や、酸化防止剤、滑剤、離型剤、消泡剤、濡れ剤、硬化剤、紫外線吸収剤など樹脂シートの製造工程で必用な添加剤や耐久性・利便性を向上させる添加剤が含まれても良い。
【００３３】
非導電性透磁性層５の製造方法は大きく分けて２通りの方法がある。１つの方法は基材シート上に磁性塗料を塗布する方法であり、もう一方は磁性粉を熱溶融等、液状にした樹脂にニーダー等の装置を使用して練りこみシート状にするものである。
【００３４】
〔導電性層〕
本層もまた常に使用されるわけではない。前述したように非導電性透磁性層５を使用することによって、信号の通り道をインレットシートの裏側に設けることになり通信が可能となる。従って、特定の材料の金属表面に常に置かれて使用する場合であれば問題無い。しかし、場合によっては、金属表面以外の樹脂材料表面など何処に貼り付けられるか想定できない場合がある。そのような場合も含めて汎用性を考慮すると、非導電性透磁性層５のインレツトシート１５がある側の反対面側に、更に本導電性層９を設けることが好ましい。
【００３５】
体積抵抗値１０^−２Ω・ｃｍ程度を以下の導電性層９としては、アルミ、銅、亜鉛、合金等の金属箔や、銀、銅、合金などの金属粉を樹脂中に分散した導電性インクや、カーボンシート、カーボンインク印刷シートや、導電性樹脂シートや、ポリアセチレン等の導電性高分子シートなどが使用できる。より好ましくは、体積抵抗値１０^−２Ω・ｃｍ程度以下の導電性層が良好な通信特性を得ることが出来る。
【００３６】
〔ＩＣ実装体基本部分〕
前述したようにインレット１５はそのままでもＩＣチップ実装体基本部分２として使用することが可能であるが、ここでは非導電性透磁性層５と非導電性透磁性層の更に外側（被着体側）に位置する導電性層９を加えたＩＣチップ実装体基本部分２の構成の一例を説明する。チップ部分に先に説明した［補強］を施した又は［補強］が無いインレット１５と非導電性透磁性層５を接着剤層３ｂを介して貼り合わせる。この時非導電性透磁性層５の一部にインレット１５上のチップ部分が入る穴を開けておくと、完成したＩＣラベルの表面平滑性が良くなる。また、先に説明した［補強］をこの段階で施すことも可能である。インレット１５上には接着剤３ａを介して隠蔽層１を貼り又反対面には接着剤層３ｃを介して導電性層９を貼り付ける。インレット１５を集合体として使用した場合は一旦ここで切り離して、個々のＩＣチップ実装体基本部分２とする。
【００３７】
２．ＩＣラベル化材料・工程
以上説明したＩＣラベルの実装体基本部分から、ＩＣラベルになるまでに使用される材料・工程を以下に述べる。
【００３８】
〔被覆層〕
本発明の特徴の１つである耐水性を有する被覆層１４は、完成したＩＣラベルの最外殻の基材である。この耐水性としては雨等の水滴や水の噴流を受けても水が通過しないような性質を有することを意味し、殆んどの数十μｍ厚以上の合成樹脂フィルムがこのような性質を満足し得る。なかでも、屋外の広告・看板等で使用することを考慮した耐侯性フィルム１２と耐久性接着剤層１３から構成される被覆層を使用することがより好ましい。耐侯性フィルム１２としては、紫外線、風雨、温度変化などに対応出来る塩化ビニル系、ポリオレフィン系、フッ素樹脂系、シリコーン系のフィルムなどの屋外で使用することを前提としたフィルムが使用出来る。耐侯性フィルム１２は耐久性を向上させるために、通常の延伸法で製造される上記材質のフィルムのほか、環境変化による寸法変化が少ない無延伸フィルム、更に耐光性や耐熱性や強度など各機能を各層の中に分担した多層構造持つものも有る。さらに必要に応じて印刷層、磁気層、保護層等を被覆層１４上に設けることができる。被覆層１４は用途によって透明、半透明、不透明、着色のものが使用できる。本被覆層はフィルムと接着剤層より構成されるため、ある程度の厚さ以下、普通ば数ｍｍ以下に設計されれば、殆んどの材料を使用しても可撓性を示す。
【００３９】
被覆層１４には耐久性接着剤層１３が設けられており、耐侯性フィルム１２と同様に過酷な環境でも剥がれることがない材質が選ばれる。被覆層に使用される接着剤層１３の機能としては、他の接着層と異なり最外部の被覆層に接しているため、▲１▼被覆層を通して透過してくる紫外線等に対しての耐光性▲２▼熱・湿度等による耐環境性、などの特性がより優れることが好ましい。耐光性・耐環境性の高い接着剤としてはアクリル系やシリコーン系接着剤を使用するのが好ましい。接着剤層１３には更にＵＶ吸収剤、ラジカル吸収剤等の添加剤が加えられていても良い。このような耐久性接着剤との接着性も考慮すると耐候性フィルムとしては塩化ビニル系またはポリオレフィン系の樹脂がより好ましい。
【００４０】
本発明に使用される被覆層は、ＪＩＳＫ７２１９（１９９８）Ａ法に定める屋外暴露テストにおいて５年後の被着体との接着強度が、初期接着強度に比較して７０％以上であり、５年間以上表面の使用上問題となる色調・ヒビ割れ等の変化は見られない事がより好ましい。このような条件を満足することにより、屋外での使用の際に直射日光・風雨に長期間にわたり晒されたりする劣悪な環境に余裕を持って耐え、また工場・倉庫等の高温・低温・高湿等の過酷な環境で長期間保存・使用されるこにもまた余裕を持って耐える。
【００４１】
一般的にフィルムと接着剤層より構成されるこのような被覆層では温度・湿度等の環境変化で収縮・膨張を繰り返して、接着剤層に応力がかかり、徐々に接着剤と被着体とに部分的な剥離が生じ、最終的に全体が剥がれてしまう恐れがある。本発明で使用される被覆層は、上記のような応力を緩和するためＪＩＳＫ７１２７（１９８９年）の規定により速度５００ｍｍ／分の速度で引っ張った場合の伸び率１００％以上であることが好ましい。被覆層の厚さは応力の絶対値を少なくするため、５００μｍ程度より薄くするのが好ましく、より好ましくは１５０μｍ以下である。また被覆層の厚さがあまり薄く２０μｍ未満であると耐環境特性が悪くなる。被覆層の５年後の伸び率は初期の８０％以上であることが上記のように余裕を持って劣悪な環境に耐える上でより好ましい。
【００４２】
また、この被覆層には、名称、シリアル番号、配送先等必要情報を表示する方法としては、記録機器を使用してプリントすることができる。記録機器としては、例えばインクジェット方式、インクリボン方式、熱転写方式、電子写真方式、レーザー刻印機等が挙げられる。表面に情報を記録した場合はその情報の耐久性を向上させるために被覆層１４の表面に更にオーバーラミするのが好ましい。
【００４３】
〔隠蔽層〕
隠蔽層１は、ＩＣラベルの表面平滑性、インレット１５の隠蔽、インレット１５の保護を目的に設けることが出来る。特に被覆層１４が薄い場合、インレット１５のアンテナパターンがＩＣラベル表面に浮き出て見えることを防止するのに有効である。隠蔽層１の材質としては一般に使用されているＰＥＴ、ユポ等のプラスチックフィルムや紙等の使用が可能である。
【００４４】
〔接着層〕
接着層３ａ，３ｂ，３ｃはインレット支持体４と非導電性透磁性層５や、非導電性透磁性層５と導電層９、を接着する機能をもつ層である。接着層に使用される接着剤樹脂は、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系樹脂の接着剤として使用されるものの他に、エポキシ樹脂などの熱硬化型樹脂、ポリエステル、ＡＢＳ、アクリル、ポリウレタン等のドライラミネート用接着剤や、ホットメルト樹脂で且つ熱硬化型樹脂、吸湿硬化型樹脂、及び線硬化樹脂が好ましい。接着層は場合によってはウェットラミネート用接着剤で各フィルムを接着させることも可能である。
【００４５】
〔固定部〕
本発明のＩＣラベルを被着体に強固に接着する作用を有するのが耐水性を有する固定部１０である。この耐水性としては雨等の水滴や水の噴流を受けても水が通過しないような性質を有することを意味するほか、固定部に使用されている接着剤が水によって分解されにくいＵＶ（紫外線）硬化樹脂やＥＢ（電子線）硬化樹脂等を利用した無溶剤系、溶剤系、エマルジョン系のものであることを意味する。固定部１０は、▲１▼ＩＣ実装体基本部分２を物品へ強力に貼り付け長期間保持する機能、▲２▼ＩＣ実装体基本部分２を外部の過酷な環境から守るため、被覆層１４と接合して周辺部分で封止し、ＩＣ実装体基本部分２の端面を含むいずれの表面も外部に露出させない機能、の二つの機能を有することを特徴としている。
【００４６】
更にこれらの特性に加えて固定部の引っ張り破断強度が３０Ｎ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。これは本発明のＩＣラベルが被着体に貼り付けられた場合、物品同士のこすりによる揃断応力によってＩＣラベルが被着体から容易に剥がれ・引き千切られないようにするためである。
【００４７】
固定部１０及び被覆層１４はＩＣ実装体基本部分２の全面を被った以上に周辺部に余剰部分を設けている。この余剰部分の被覆層１４を固定部１０側に凹ましてＩＣ実装体基本部分２を封止した形状とすることで、周辺部分Ａが中央部分よりも薄く、中央部分に向かってＢの部分が滑らかに厚さが増えているため、ＩＣラベルの端が引っかかりにくく剥がれにくい効果があり好ましい。
【００４８】
また、固定部１０の厚さを被覆層１４の厚さより厚くすることが好ましい。更に好ましくは３倍以上とする。これは次の理由からである。▲１▼余剰部分の被覆層１４を凹ませ易くなり固定部１０は実質的平坦な形状になり、外部応力が掛りにくい構造になる、▲２▼被覆層１４に使用されているフィルム基材の環境変化における熱膨張・熱収縮による応力を固定部１０で緩和し耐久性を高くする
上記の固定部に加わる表裏に加わる環境変化に伴う温度変化等に因る応力の差の緩和については、固定部の厚さ方向の中でその応力が徐々に緩和されるものと推定されるので、固定部はある程度の厚さがある事が好ましいと考えられる。この点から固定部の厚さが０．１ｍｍ以上で上限が５ｍｍ未満であることが好ましく、更には同部の厚さが０．２ｍｍ以上で上限が３ｍｍ未満であることがより好ましい。すなわち、０．１ｍｍより薄いと応力の緩和が十分でなくなるおそれがあり、あまり厚いとＩＣラベルが引っ掛かり易くなるので、上限が数ｍｍまでであることが好ましいというこである。
【００４９】
このような固定部１０には、▲１▼両面に接着剤層を設けた非接着性発泡基材または▲２▼接着性発泡基材が好ましい。又、固定部１０は被覆層４と同様に、温度・湿度等の環境変化で収縮・膨張を繰り返して、固定部１０に応力がかかるので、応力を緩和し経時変化で脱離することがない様に、密度１以下で、伸び率２０％以上、引っ張り破断強度が３０Ｎ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。伸び率及び引っ張り破断強度の測定方法は、ＪＩＳＫ７１２７（１９８９年）の規定によりＪＩＳ３号のダンベルカッターにてサンプルを打ち抜き、５００ｍｍ／分にて固定部のサンプルのみを引っ張った時の伸び率及び破断強度を求める。
【００５０】
上記▲１▼は基材として使用されるフィルム等に何らかの手段で泡やボイドを形成したもので、それ自体は所謂接着性を持たないものである。例としてはポリオレフィン（例えばポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリ塩化ビニル（例えば軟質ポリ塩化ビニル、硬質ポリ塩化ビニルなど）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ−Ｇとして商品化されている）など）、ポリスチレン、ポリウレタン、セロハン、アクリルなどの樹脂に発泡剤を配合し発泡せしめた発泡フィルム、該樹脂に無機顔料、有機顔料等を配合し延伸によりボイドを形成した多孔質フィルムなどのフィルム類。紙基材上に発泡ウレタン樹脂を含む水溶液を塗布、または、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル系のマイクロカプセルを印刷または捺染し、熱処理することにより発泡させたり、金属ロールと金属ロールによって形成されるニップ部に通して紙の紙層部を発泡させた発泡紙等の紙類。あるいは合成紙類や不織布類等が例示できる。
【００５１】
発泡体の表面には接着剤層が設けられる。発泡体表面には無数のボイドが存在しているものも有り、この場合は接着剤の一部をこのボイドの中に浸透させて、接着剤と発泡体との接着強度を高くすることが好ましい。接着剤に使用される接着剤としては、アクリル系やシリコーン系の、無溶剤系、溶剤系もしくはエマルジョン系の接着剤又は次に述べる同様の系の発泡性接着剤などを使用することが好ましい。
【００５２】
▲２▼の例としては、▲１▼の例として示したポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリスチレン、ポリウレタン、セロハン、アクリルなどの樹脂に接着剤を含侵することにより接着性を付与した合成樹脂を主成分とし、化学的あるいは機械的に発泡させることにより、内部に空隙部を形成している接着テープがあげられる。例えばアクリルフォーム接着テープは、硬化前のアクリル溶液中において発泡剤を発泡させ、その後に、それを硬化させることによる化学発泡法、または、硬化前のアクリル溶液に窒素ガスのような不活性ガスを分散混入し、それを硬化されることによる機械発泡法等により製造される。具体的には住友スリーエム社からＶＨＢという商品名で市販されている。
【００５３】
本発明に使用される固定部は、ＪＩＳＺ０２３７（１９９１年）に規定する初期の伸び率２０％以上、引っ張り破断強度が３０Ｎ／ｃｍ^２以上であり、ＪＩＳＫ７２１９（１９９８年）に規定する屋外暴露試験Ａ法において５年後に初期の伸び率に対して８０％以上の伸び率及び引っ張り破断強度を有するものである事が好ましい。このような条件を満足することにより、屋外での使用の際に直射日光・風雨に長期間にわたり晒されたりする劣悪な環境に余裕を持って耐え、また工場・倉庫等の高温・低温・高湿等の過酷な環境で長期間保存・使用されるこにもまた余裕を持って耐える。
【００５４】
本発明のＩＣラベルの固定部１０にこのような密度１以下の発泡基材を用いることで、ＩＣチップ実装体基本部分２に外部から加わる衝撃、振動吸収性が良好で被着体から剥がれにくい。又固定部１０に伸び率２０％以上のフォーム基材を使用すると変形性が良好で、多少の凹凸面でも接着する事が可能である。
【００５５】
▲１▼の発泡基材の両面に接着剤層を設けた場合、基材の発泡層と接着剤層には界面が有るが、▲２▼の接着性発泡基材は一体構造であるため、▲１▼に比較すると耐久性が一層高いと考えられる。もちろん▲２▼の方が、ＩＣラベルを作製する際に、他の構成層のインレット１５や被覆層１４と貼り合わせるために別の接着剤層を用いる必要がないという理由によりより好ましい。
【００５６】
固定部１０を覆う剥離層１１の基材としては、シリコーン等の剥離処理を施したフィルムあるいは紙が使用可能である。
【００５７】
〔貼り合わせ〕
ＩＣラベルとして組み上げるためには上記ＩＣチップ実装体基本部分２や各種構成材料を貼り合わせる。具体的にはバラバラにした個々のＩＣチップ実装体基本部分２を被覆層１４と固定部１０の間に貼り込む。
各構成材料の貼り合わせは、シート状の材料同士でも良いし、ロールで供給される材料同士でも貼り合わせることが出きる。
【００５８】
接着剤又は接着剤を予め設けられた各層材料を使用する場合、離型紙を剥がしてゴムのニップロール等で空気が入らないように貼り合わせる。この場合注意するのは、インレット１５にチップが実装されているので必要以上に圧力を加えないことである。各種材料を貼り合わせるので、数回の工程が必用である。
ホットメルト接着剤を使用する場合、固体の接着剤シートを各材料間に挟み、ホットプレスで一度に接着することが可能である。この方法の場合、材料の耐熱性について注意して材料を選択することが必要になる。
各材料に接着剤を塗布しながら貼り合わせることも可能である。接着剤で貼り合わせる方法と似ているが、接着剤の硬化の為に熱をある程度加える場合もある。接着材を用いる方法に比較して層間の接着強度を向上させることや、インレット１５の厚さむらを軽減できるが、工程が複雑になり、歩留まりが低下し易い。またこれらの方法を適宜組み合わせて貼り合わせることもできる。
【００５９】
〔打ち抜き〕
成型されたシートから一枚づつラベル化するには電動、空圧、油圧プレスに取り付けたトムソン刃、雄雌刃で１枚ずつのカード形状に切断することができる。
【００６０】
〔貼り付け〕
このようにして作成した本発明のＩＣラベルは剥離層１１を剥がして、固定部１０を被着体に重ね合わせて接着して使用する。本発明のＩＣラベルは可撓性の有る被覆層、ＩＣ実装体基本部分、固定部からなり、従って全体にも可撓性があり曲面や凹凸の有る面でも追従して接着することが出来る。
【００６１】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論本発明はこれによって限定されるものではない。
（実施例１）
本実施例１を先に説明した図１を用いて説明する。図１に示すように、エッチング法によりＰＥＴ基材上にアルミ箔製のループアンテナを含む回路パターン（図示省略）を設けたインレット用支持体４（厚み５０μｍ）に、さらにスルーホール部（符号表示省略）を設け回路基板とし、回路基板の電気的接続用端子上にフィルム状の硬化性樹脂製層（図示省略）を仮貼り付けし、その上にフェースダウン方式によりベアＩＣチップ６を順次仮置きした後、硬化性樹脂製層を硬化させた構成のインレット１５を使用した。このインレット１５はＩＳＯ１５６９３準拠のインレット（商品名：ＴａｇＩＴＨＦＩｍｉｎｉ、テキサスインスツルメント社製）であった。
【００６２】
次に、上記操作にて得られたインレット１５のチップ部分をエポキシ樹脂７（Ａ１００４長瀬チバ社製）と金属板８（ＳＵＳ３０４製１００μｍ厚、３ｍｍφ）で覆い、１００℃×３０分間加熱してチップ補強を行った。接着層３ｂ，３ｃが設けられた非導電性透磁性層５となる塩素化ポリエチレンに磁性金属として珪素鋼粉末を練んで製造された磁性シート（商品名：ノイズ対策シートＰＥ７２ＦＤＫ社製、非導電性透磁性層部厚み２５０μｍ、体積抵抗値１０^６Ω・ｃｍ、付属各接着剤層３ｂ，３ｃ厚み４５μｍ）は、インレット１５のＩＣチップ補強部分の当たる位置に３．２ｍｍφの開穴部を設けた。インレット１５のＩＣチップ部分が上記非導電性透磁性層５の開穴部の部分に来るように接着剤層３ｂを介して貼り合わせた。次ぎに導電性層９となるアルミニウム箔（東洋アルミ社製、アルミニウム部厚み３０μｍ）を接着層３ｃを介して非導電性透磁性層に貼り合わせ、接着剤層３ａ付きの隠蔽層１（ユポタックＳＧＳ１１０、ユポ（合成紙部分）厚さ１１０μｍ、接着剤層厚み２０μｍ、王子タック製）をインレット１５上面にその接着剤層３ａを介して貼り合わせ、図１に示したＩＣチップ実装体基本部分２を得た。
【００６３】
次に、上記のようにして得られたＩＣチップ実装体基本部分２を被覆層１４（商品名：スコッチカル、厚さ８５μｍ、住友スリーエム社製、）と固定部１０（商品名：ＶＨＢ構造用接合テープＹ−４９３０、厚さ６４０μｍ、住友スリーエム社製、）との間にＩＣチップ実装体基本部分２の端面が露出しないように図２に示した様に挟み込み、トムソン刃で３０ｍｍ×５４ｍｍのサイズに打ち抜き、本発明のＩＣラベルを得た。それぞれの層が適宜薄く全体的にも１０００μｍ程度の厚さとなったので、多少の凹凸面にも追随して貼付け可能な可撓性を持つＩＣラベルが得られた。
【００６４】
本実施例で使用した被覆層１４は塩化ビニル系のフィルムにアクリル系の接着剤層を設けたものであった。この被覆層は、ＪＩＳＺ０２３７（１９９１年）に規定する初期の伸び率が１００％以上、厚さが２０μｍ以上１５０μｍ以下であり、ＪＩＳＫ７２１９（１９９８年）に規定する屋外暴露試験Ａ法において５年後に初期の伸び率に対して８０％以上の伸び率を有するものであるという性能を満足するものであった。固定部１０の使用した接合テープは先に説明したようにアクリル系の接着性発泡基材であった。この接合テープもＪＩＳＺ０２３７（１９９１年）に規定する初期の伸び率２０％以上、引っ張り破断強度が３０Ｎ／ｃｍ^２以上であり、ＪＩＳＫ７２１９（１９９８年）に規定する屋外暴露試験Ａ法において５年後に初期の伸び率に対して８０％以上の伸び率及び引っ張り破断強度を有するものであるという性能を満足するものであった。
【００６５】
（評価）
実施例で作成したサンプルは以下の方法で測定を行なった。
【００６６】
１．耐久性テスト
ＩＣラベル１０３を金属板１０４（１ｍｍ厚のＳＵＳ３０４板）上に貼り付けた状態において各種耐久性試験を行い、試験後にＩＣラベルの評価を行った。このＩＣラベルを金属板に貼り付けた状態は図６の一部に示されている。尚、図６は後述の通信テストを行う状態を示した概略図である。
【００６７】
煮沸テスト
ＳＵＳ３０４製の１００ｍｍφの円筒に貼り付けその状態で１００℃の沸騰水中に２４時間放置後外観及び通信テストを行った。
【００６８】
耐光性テスト
ＪＩＳＢ７７５３（１９９３年）に規定するサンシャインカーボンアーク灯式耐光性及び耐候性試験機を使用して５０００時間照射試験後、外観及び通信テストを行った。
【００６９】
屋外暴露テスト
ＪＩＳＫ７２１９（１９９８）に従い、傾き２５°で１年間屋外暴露を行った後、外観及び通信テストを行った。
【００７０】
熱衝撃テスト
低温の環境：−４０℃で３０分放置後 ⇒ 高温高湿の環境：８５℃×８５％ＲＨに３０分放置後 ⇒ 再びもとに戻って低温の環境…という環境変化を１サイクルとし、この条件で１０００サイクルテストした後、外観及び通信テストを行った。
【００７１】
外観テスト
目視により観察し、はがれ、しわ等の外観上の不具合が無いことを確認するテストを各テストに伴って行った。
【００７２】
２．通信テスト
通信テストすなわち通信の可否を診断する試験は図７に示した評価試験装置によって行った。微弱型リーダライタ１４２（ＲＩ−Ｋ６１０−００１Ａ、テキサスインスツルメント社製）をＰＣ１４１（パーソナルコンピュータ）に接続して行なった。それぞれの状態において、リーダライタのアンテナとラベルの距離を０から１０ｍｍまでの範囲において読み取り出きることを確かめた。
以上の測定結果を以下の表１にまとめて示した。
【００７３】
【表１】

【００７４】
【発明の効果】
本発明のＩＣラベルでは、ＩＣを接続したアンテナ回路を含むＩＣチップ実装体基本部分が被覆層１４と固定層１０の間に挟まれて全周囲を各層により保護されており、更に、固定層の被着面が実質的に平面になっており、被着体と密着しやすいので、雨の水滴等がかかったり、結露が考えられるような条件での継続的な使用中に水滴等の浸入がなく、電気的故障が起こらず、また剥がれ等の問題もおこらない耐久性が優れるＩＣラベルが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＩＣラベルに使用するＩＣ実装体基本部分の断面図
【図２】本発明のＩＣラベルの一実施例の断面図
【図３】検討したＩＣラベルの一例の断面図
【図４】図２に示したＩＣラベルの平面図
【図５】本発明のＩＣラベルの別の一実施例の平面図
【図６】ＩＣラベルの通信の可否の評価を行う評価試験装置の概要を示す概略図
【符号の説明】
２ＩＣチップ実装体基本部分
６ＩＣ
１０固定部
１４被覆層

Claims

ＩＣを接続したアンテナ回路を持つ、上面と下面を有する扁平状のＩＣチップ実装体基本部分と、該ＩＣチップ実装体基本部分の上面全面を少なくとも覆って被覆層余剰部分を有する耐水性を有する被覆層と、該ＩＣチップ実装体基本部分の下面全面を少なくとも覆って固定部余剰部分を有する耐水性を有する固定部であって、該ＩＣチップ実装体基本部分を覆う面と反対側の面に被着体への被着面を有する固定部とを有し、該被覆層余剰部分の少なくとも一部と該固定部余剰部分の少なくとも一部が該ＩＣチップ実装体基本部分の周囲を封止するように接合し、かつ周囲部の被覆層余剰部分が凹むことによって固定部の被着体への被着面を実質的に平面としたＩＣラベル。
固定部の厚みが被覆層の厚みより厚い請求項１記載のＩＣラベル。
固定部が、接着性発泡基材または両面に接着剤層を有する非接着性発泡基材である請求項１から３のいずれか一項に記載のＩＣラベル。
被覆層が、厚さが２０μｍ以上１５０μｍ以下であり、ＪＩＳＺ０２３７（１９９１年）に規定する初期の伸び率が１００％以上、厚さが２０μｍ以上１５０μｍ以下であり、ＪＩＳＫ７２１９（１９９８年）に規定する屋外暴露試験Ａ法において５年後に初期の伸び率に対して８０％以上の伸び率を有するものである請求項１または２に記載のＩＣラベル。
固定部が、ＪＩＳＺ０２３７（１９９１年）に規定する初期の伸び率２０％以上、引っ張り破断強度が３０Ｎ／ｃｍ^２以上であり、ＪＩＳＫ７２１９（１９９８年）に規定する屋外暴露試験Ａ法において５年後に初期の伸び率に対して８０％以上の伸び率及び引っ張り破断強度を有するものである請求項１から４のいずれか一項に記載のＩＣラベル。
前記ＩＣチップ実装体基本部分が、少なくともＩＣを接続したアンテナ回路、透磁性金属材料を含む非導電性透磁性層、非導電性透磁性層の更に固定部側に位置する導電性層を備えるＩＣチップ実装体基本部分である請求項１から５のいずれか一項に記載のＩＣラベル。