JP2006065761A - 無線通信媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストで外部からの機械的な応力に対処できて信頼性が高く、しかも、小形化,薄形化を実現可能とした無線通信媒体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】断面形状が偏平形状をなすプラスチック製のチューブ2内に、ベース基材3上に送受信用アンテナ4とICチップ5とによる電気回路が設けられたRFIDインレット6が収納されており、このチューブ2の両端部2a,2bが溶融接着処理されて、チューブ2内が密封されている。また、チューブ2内には、低摩擦性を有する粒子(図示せず)が注入されており、チューブ2内でのRFIDインレット6の動きの自由度を確保している。
【選択図】図1
【解決手段】断面形状が偏平形状をなすプラスチック製のチューブ2内に、ベース基材3上に送受信用アンテナ4とICチップ5とによる電気回路が設けられたRFIDインレット6が収納されており、このチューブ2の両端部2a,2bが溶融接着処理されて、チューブ2内が密封されている。また、チューブ2内には、低摩擦性を有する粒子(図示せず)が注入されており、チューブ2内でのRFIDインレット6の動きの自由度を確保している。
【選択図】図1
Description
本発明は、非接触で通信を行なう通信媒体、より具体的には、RFID(Radio Frequency Identification)や無線タグ,ICタグ,無線カードなどと呼ばれている無線通信媒体に係り、特に、薄型あるいは柔軟性を有する製品に用いられる無線通信媒体及びその製造方法に関する。
本発明者が検討したところによれば、現品管理や流通工程での商品管理の利便性を向上させることや製品の真贋を判断する手段並びに個体識別を容易とするために、RFIDを取り付けることが行なわれつつある。このRFIDは、データ処理装置や記憶装置として機能するICチップと信号の送受信を行なうアンテナ部とより構成されている。このRFIDは、使用用途により、カードやシート形状に整形された製品となっている。
かかるRFIDのような無線通信媒体の製造方法としては、熱プレス方式やラミネート方式を用いることが通常である。
図11は一般的な熱プレス方式の一例を概略的に説明する図である。
熱プレス方式のよる製造方法は、図11(a)に示すように、ICチップ100とアンテナ部101を接合したモジュール102をベース基材103とカバーシート104とで挟んだ状態でプレス105の加熱されたプレート107上に設置し、加熱されたプレート106が設けられたプレス105で上から加圧することにより、モジュール102を覆うようにしてベース基材103とカバーシート105とを一体化し、しかる後、所定の形状に整形するものであって、図11(b)はこの方法で得られた製品を示すものである。
また、ラミネート方式の製造方法は種々提案されているが、その一例を図12により説明する(特許文献1参照)。
この場合の無線通信媒体(非接触通信媒体)は、図12(a)に示すように、凹部113が設けられたベース基板110と、ICチップ搭載基板100とアンテナ部101とからなるICモジュール102と、カバーシート104とからなるものであって、ベース基材110の凹部113にICモジュール102を格納し、これを上部からカバーシート104で保護するようにした構成をなすものである。
かかる無線通信媒体の製造に際し、まず、ベース基材110上に凹部113を形成する方法としては、図12(b)に示すように、回転する2つのロール111,112間に帯状のベース基材110を通すのであるが、一方のローラ111の表面にこの凹部113に対応するエンボス加工が施されており、これにより、ベース基材110に等間隔で凹部113が形成される。さらに、これらロール111,112はベース基材110が軟化する程度の温度に加熱されており、これにより、凹部113を形成し易くしている。
このように凹部113が形成された帯状のベース基材110では、図12(c)に示すように、その凹部113夫々にICモジュール102が挿入され、次いで、カバーシート104がベース基材110上に配置されて、熱プレス方式やラミネート方式,超音波加熱融着方式などを用いてベース基材110にカバーシート104が一体化される。そして、この一体化されたものをICモジュール102毎に個片に切断する。これにより、図12(d)に示すような無線通信媒体が得られる。
他の例を図13により説明する(例えば、特許文献2参照)。
図13(a)はICインレットの仮着帯及びIC内蔵表示札の製造方法の概略図であって、ロールAには、市販されている連接されて成るICインレットの帯状連続体aが巻き付けられており、ロールBには、剥離紙bが巻き付けられている。この帯状連続体aは、図13(b)に示すように、IC204やアンテナ部(図示せず)が設けられたICインレット205がテープ(図示せず)によって連結された連結体であって、市販されているものである。また、剥離紙bは、帯状の台紙206の一方の面全体にシリコン層207が設けられたものである。
このICインレットの帯状連続体aがロールAから引き出され、ローラ201,202間に送られる。また、剥離紙bがロールBから引き出され、ロール200でシリコン層207の面に粘着剤が塗布されてローラ201,202間に送られる。これら帯状連続体aと剥離紙bとは、剥離紙bの粘着剤が塗布された面と帯状連続体aのIC204側の面とが向かい合うようにして重ねられ、ローラ201,202によって加圧されて粘着される。粘着された帯状体は、切断刃203により、図13(b)に示すように、帯状連続体a側から台紙206とシリコン層207とからなる剥離紙bの部分を残して切込み209が入れられ、ICインレット205毎に分離される。そして、ICインレット205毎の分離がなされた帯状体cはロールCに巻き取られる。また、このとき不要となる部分は、ロールDに巻き取られる。
このように、ロールDに巻き取られる帯状体cは、帯状連続体aが切込み209によってICチップ204とアナテナ部(図示せず)とからなるICインレット205毎に分断されている。かかる帯状体cは、図13(a)に示す方法と同様の方法で、図13(c)に示すように、帯状連続体a側の表面に粘着剤211によって表層紙210を粘着し、ICインレット205毎に切込み212を入れる。ICインレット205をラベルとして使用するときには、表層紙210が貼り付けられたICインレット205を剥離紙bから剥がす。
この場合、帯状連続体aは市販されているものであって、用途によってはラベル、即ち、ICインレット205の間隔を異ならせたい場合もあるが、この場合には、帯状体cから剥離紙bを剥がし、ICインレット205の間隔を変えて再び別の剥離紙に貼り付けるようにしている。
さらに他の従来例として、樹脂チューブ内に無線媒体を収納したものが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
これは、製造物を運ぶカセットなどに取り付けられるものであって、半導体メモリを有し、外部の質問器と電波により非接触で通信を行なう応答器を2層のチューブ内に収納し、これら2層のチューブの両端部をこれらチューブを重ねて溶融接着し、チューブ内を密閉したものであり、溶融接着されたこれら端部には、カセットなどに取り付けるための取付穴が設けられる。
また、その製造方法としては、内層側となる樹脂チューブに応答装置を挿入して、この樹脂チューブを熱収縮させ、この収縮して小型となったチューブを外層側となるチューブに挿入し、このチューブを熱収縮して内層側のチューブと層をなすようにし、しかる後、これら2層のチューブの両端部を溶融接着して取付穴を設けるものである。
特開2003-67696
特開2002-187223
特開2002ー200674
ところで、上記の無線通信媒体の技術について、本発明者が検討した結果、図11に示す熱プレス方式による製造方法では、製品の製造が断続的となり、製造コストを下げることが難しい。また、例えば、ICタグのような小型,薄型化が要求される製品を製造する場合、通常、プレス板内に多数個を設置し、一括して加圧するが、製品個々に加わる圧力にばらつきが生じて製品の信頼性へ影響を及ぼすことが考えられる。さらに、個片に切断する必要もあり、製造コストが高くなるおそれがある。
また、特許文献1に開示の方法によると、図12に示すように、ベース基材110にICモジュール102の形状に対応する凹部113を形成するために、専用の加工を施したロール111を用意しなければならず、製造コストが高くなるおそれがある。また、形成した凹部113へICモジュール102を収納する工程も加わり、さらに製造コストが高くなる。そして、保護用のカバーシート104も新たに必要となり、部材費も高くなるおそれがある。さらに、凹部113を形成するために、ロール111を加熱し、ベース基材110をその軟化点温度まで加熱するため、ベース基材110の材質が熱可塑性樹脂で、かつ軟化点温度が高い樹脂は使いにくいなどの問題も生じる。さらにまた、ICモジュール102とカバーシート104とが一体化されているため、使用時に外部より加わると考えられる曲げなどの機械的応力により、ICモジュール102の特性が劣化するといった問題も生じるおそれがある。これらにより、顧客使用条件が制限される可能性がある。
また、上記特許文献2に記載の方法によると、図13(b)において、剥離紙b上に粘着剤208を介して個々に切り離されたICインレット205が密に並んだ状態となっている。これを最初として何段階もの工程を経て図13(c)に示すICインレット内蔵の表示札が形成される。これは、切断部212を拡げるために、段階的に複数の工程を経ることで、任意の大きさの表示札を得る点では有利である。しかしながら、製造工程の複雑さにより、製造コストが高くなるおそれがあるし、製造工程を経る毎に不要となる部材も多く、材料の使用効率も低いなど部材コストが高くなる。そして、上記の熱プレス方式やラミネート方式ともに、構成部材を粘着剤などを介して貼り合わせているため、使用環境中の水分などを吸湿し、特性が劣化するなどの問題もある。
また、上記特許文献3に記載の技術は、無線通信媒体(応答器)を樹脂チューブで封止したものであるが、カセットなどに取り付けて使用されるものであり、外部から曲げやねじり,引張りなどの機械的な応力が加わった場合については配慮されていない。また、その製造方法も、樹脂チューブに応答器を挿入した後、このチューブの両端部を溶融接着して閉じるようにするものであるから、工程の流れとして、かかるチューブの溶融接着のための装置への取付けなどの作業が必要となる。
本発明の目的は、かかる問題を解消し、低コストで外部からの機械的な応力に対処できて信頼性が高く、しかも、小形化,薄形化を実現可能とした無線通信媒体、及び格別人手を要せず、一連の工程の流れで製造することができるようにしたその製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明による無線通信媒体は、ベース基板上に送受信アンテナとICチップとが互いに接合されて形成されてなるインレットがプラスチック製チューブ内に、動きの自由度をもって、密閉封入された構成をなすものである。
プラスチック製チューブの両端面は、溶融接着されているものである。
また、プラスチック製チューブ内に低摩擦性の粒子が注入されているものである。
上記目的を達成するために、本発明による無線通信媒体の製造方法は、ロールに巻かれているロール状プラスチック製チューブを引き出し、所定長さのチューブの個片に切断する第1の工程と、第1の工程で得られたチューブを加圧してその断面形状を偏平形状とし、その加圧方向からチューブの一方の端部を加圧して接着し、閉塞する第2の工程と、第2の工程によって一方の端部が閉塞されたチューブを加圧してその断面形状を偏平形状として、インレットをチューブ内に挿入する第3の工程と、第3の工程でインレットが挿入されたチューブを加圧してその断面形状を偏平形状とし、その加圧方向からチューブの他方の端部を加圧して接着し、閉塞する第4の工程とからなるものである。
また、チューブは、第1の工程から第4の工程にわたって、案内溝中を搬送ベルトで保持されて搬送され、少なくとも第2〜第4の工程では、チューブの上端部が搬送ベルトよりも上方に突出し、かつ下端部が搬送ベルトよりも下方に突出し、第2の工程では、チューブの搬送ベルトよりも下方に突出した下端部を接着し、第4の工程では、チューブの搬送ベルトよりも上方に突出した上端部を接着するものである。
上記目的を達成するために、本発明による無線通信媒体の製造方法は、ロールに巻かれているロール状プラスチック製チューブを引き出し、所定長さのチューブの個片に切断する第1の工程と、第1の工程で得られたチューブを加圧してその断面形状を偏平形状とし、その加圧方向からチューブの一方の端部を加圧して接着し、閉塞する第2の工程と、第2の工程によって一方の端部が閉塞されたチューブに低摩擦性の粒子を注入する第3の工程と、第3の工程で低摩擦性の粒子が注入されたチューブを加圧してその断面形状を偏平形状として、インレットをチューブ内に挿入する第4の工程と、第3の工程で低摩擦性の粒子が注入され、かつ第4の工程でインレットが挿入されたチューブを加圧してその断面形状を偏平形状とし、その加圧方向からチューブの他方の端部を加圧して接着し、閉塞する第5の工程とからなるものである。
そして、チューブは、第1の工程から第5の工程にわたって、案内溝中を搬送ベルトで保持されて搬送され、少なくとも第2〜第5の工程では、チューブは上端部側が搬送ベルトよりも上方に突出し、かつ下端部が搬送ベルトよりも下方に突出し、第2の工程では、チューブの搬送ベルトよりも下方に突出した下端部を接着し、第5の工程では、チューブの搬送ベルトよりも上方に突出した上端部を接着するものである。
そして、チューブの断面形状を偏平形状とする手段は、案内溝に両側に設けたガイドである。
また、チューブに挿入されるインレットは、送受信用アンテナとICチップとの接合体が所定間隔毎に設けられた帯状のベース基材を接合体毎に所定形状に切断し、通信状態合否判定検査で良品と判定されたものである。
本発明による無線通信媒体によれば、インレットを繋ぎ目のないチューブ内に封入することで吸湿を防止でき、特性の低下を防ぐ効果がある。
また、チューブの端部を融着することで一体化できるため、耐薬品性、耐溶剤性を向上できる効果がある。
さらに、チューブ内に低摩擦性の粒子を注入することで外部よりの機械的応力に対してインレットの動きの自由度が増し、加わる応力の低減効果がある。
また、本発明による無線通信媒体の製造方法によると、ロールから引き出された連続したチューブを切断してチューブの個片を得る工程と、このチューブの一方の端部を溶融接着して閉じる工程と、一方の端部が閉じたこのチューブにインレットを挿入する工程と、このチューブの他方の端部を溶融接着して閉じる工程と、さらには、インレットが挿入されてチューブに低摩擦性の粒子を注入する工程とを設け、これら工程の一連の流れで個々の無線通信媒体が製造されるものであるから、格別人手を要することがないし、得られる製品にばらつきがなく、製品の信頼性が向上するし、製造コストも低減できる。
そして、チューブの端部を加圧して接着するときには、このチューブが偏平状に変形されているので、加圧して押し込み接着しても、この端部に不所望な変形が生ずることがない。また、チューブ内にインレットを挿入する工程や低摩擦性の粒子を注入する工程でも、チューブが偏平状に変形されているので、チューブに低摩擦性の粒子を注入するときの、また、インレットを挿入するときのチューブの位置精度に余裕を持たせることができ、かかる位置精度を格別高めることなく、チューブ内に確実に低摩擦性の粒子を注入でき、インレットを挿入することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明による無線通信媒体の一実施形態を示す図であって、同図(a)は平面図、同図(b)は同図(a)のA−A断面図、同図(c)は同じくB−B断面図であり、1はこの実施形態の無線通信媒体(以下では、これをRFIDとして説明する)、2はチューブ、2a,2bはチューブ2の端部、3はベース基材、4は送受信用アンテナ、5はICチップ、6はRFIDインレットである。
また、図2は図1に示すRFID1の一部内部構造を示す斜視図である。
この実施形態のRFID1は、図1及び図2に示すように、平面形状が長方形をなす偏平なプラスチック製のチューブ2内に、表面に送受信用アンテナ4が形成されているベース基材3とこのベース基材3上の所定位置に設けられたICチップ5とが収納されている構成をなしており、このICチップ5と送受信用アンテナ4とが接続されて電気回路が形成されている。なお、これらベース基材3や送受信用アンテナ4,ICチップ5で構成される部材を、以下、RFIDインレット6という。
このRFIDインレット6は、プラスチック製のチューブ2内に挿入され、そのチューブ2の両端部2a,2bが融着処理されて、チューブ2内が密封されている。チューブ2内には、低摩擦性を有する粒子(図示せず)が注入されており、チューブ2内でのRFIDインレット6の動きの自由度を確保、即ち、チューブ2内でRFIDインレット6がある程度動くことができるようにしている。なお、送受信用アンテナ4とICチップ5の接合部の隙間(図示せず)には、必要に応じてアンダーフィル材(例えば、エポキシ樹脂など)を充填し、接合部を保護するようにしてもよい。
ベース基材3としては、柔軟性のある基材、例えば、ポリイミド樹脂系フィルム、ポリエチレンテレフタレート樹脂系フィルム、ポリフェリレンサルファイト樹脂系フィルム、ポリエチレンナフタレート系樹脂フィルム、ポリエーテルスルフォン樹脂系フィルム、ポリエーテルイミド樹脂系フィルムなどを用いるとよい。また、送受信用アンテナ4を形成する金属膜としては、例えば、Cu,Snの組み合わせやAlなどが良好と考えられる。また、ベース基材3の厚さは、0.01〜0.1mmとする。ここでは、ICチップ5の大きさを約0.1〜0.4mm角、厚さを0.02〜0.5mmとするが、これに限定されるものではない。
また、プラスチック製のチューブ2には、柔軟性があり、かつ、融着が容易である材料、例えば、ポリエチレン樹脂系チューブやポリプロプレン樹脂系チューブ,ポリ塩化ビニル系チューブ,ナイロン樹脂系チューブなど、あるいは2種類以上のプラスチック樹脂を供押出しにより製造したチューブなどを用いるとよい。ここでは、チューブの厚さは0.01〜0.1mmとするが、これに限定されるものでない。
次に、RFID1の製造方法の一実施形態について説明する。図3はこのRFID1の製造方法の一実施形態の工程の流れを示すフローチャートである。
同図において、ここでは、送受信用アンテナ4とICチップ5が順次設けられた帯状の基材がロール状に巻き取られており(以下、これをロール状RFIDインレット8という)、また、プラスチック製の帯状のチューブが同様にロール状に巻き取られている(以下、これをロール状プラスチック製チューブ7という)。まず、ロール状RFIDインレット8からのRFIDインレット6の製造方法について説明する。
まず、ロール状RFIDインレット8から基材を引き出し、RFIDインレット6となる部分毎に所定形状の個片に切断する。かかる個片が基材がベース基材3となるRFIDインレット6であり、かかる順次の切断により、RFIDインレット6が順次得られる(工程S1)。この工程S1によって得られたRFIDインレット6は、通信状態合否判定検査部(図示せず)により、良品,不良品の判定が行なわれ、不良品が除去されて良品が選別される(工程S2)。
次に、ロール状プラスチック製チューブ7からのチューブ2の製造工程について説明する。
ロール状プラスチック製チューブ7からチューブを引き出し、所定の長さ毎に切断してチューブの個片を得る。これがRFID1でのチューブ2となる(工程S3)。夫々のチューブ2の一方の端部を溶融接着して閉じ(工程S4)、他方の開いている端部からチューブ2内に低摩擦性の粒子を注入する(工程S5)。次いで、工程S2で検査を経た良品のRFIDインレット6をこのチューブ内に挿入し(工程S6)、チューブ2のRFIDインレット6などの挿入口となった端部を融着してチューブ2内を密封する(工程S7)。これにより、RFID1が得られる。
最後に、このRFID1について、再度通信状態合否判定検査部で良品,不良品の判定が行なわれ、不良品が除去されて良品が選別され(工程S8)、製品となって整列・収納される(工程S9)。以上により、製造工程が終了する。
なお、この一連の工程が全てではないことはいうまでもない。即ち、製造工程を分割し、別の製造ラインを形成しても同様である。
チューブ2の端部2a,2bの融着方式としては、超音波加熱融着や加熱・加圧による融着が良好と考えられるが、これらのみに限られるものではない。
次に、図3における各工程の具体例について説明する。
図4は図3におけるロール状RFIDインレット8の一具体例を引き延ばした状態で示すものであって、同図(a)は平面図、同図(b)は同図(a)のA−A切断の断面図であり、9は帯状基材、10は搬送穴である。なお、図1及び図2に対応する部分には、同一符号を付けている。
図4(a),(b)において、ロール状RFIDインレット8の帯状基材9には、所定の間隔で送受信用アンテナ4が形成されており、この送受信用アンテナ4の所定位置にICチップ5が搭載されている。また、帯状基材1の両側縁には、帯状基材9上に送受信用アンテン4やICチップ5を設ける工程(図示せず)や図3での工程S1でこの帯状基材9を搬送するための搬送穴7が側縁に設けられている。
図5は図3の工程S1のための装置の一具体例を示す図であって、同図(a)は平面図、同図(b)は同図(a)のA−A断面であり、11は切断刃、11aは刃先、12は支持台である。また、図4に対応する部分には同一符号を付けている。
図5(a),(b)において、帯状基材9はその長手方向(矢印P方向)に、支持台12上を間欠的に搬送される。この支持台12上の帯状基材9の通路の上方には、刃先11aが枠状(例えば、矩形状)の切断刃11が配置されており、図示しない駆動系により、上下方向に駆動される。
帯状基材9が支持台12上を矢印P方向に移動し、送受信用アンテナ4及びICチップ5が設けられている部分が支持台12での切断刃11の枠状の刃先11aに対向する枠内の所定の位置に達すると、帯状基材9が停止し、切断は11がこの帯状基材9へと降下する。これにより、この帯状基材9は、この送受信用アンテナ4の周りが切断され、帯状基材9から切り離された個片がこの基材をベース基材3とする図1でのRFIDインレット6が得られる。帯状基材9から切り離されたこのRFIDインレット6は、支持台12内に落下し、図示しない搬送手段によって通信状態の合否を判定する上記の通信状態合否判定検査部(図示せず)へと送られる。ここで、良品と判定されたRFIDインレット6は、次の工程へと搬送される。
図6は図3の工程S3のためのチューブ切断装置装置の一具体例を示す図であって、同図(a)は平面図、同図(b)は同図(a)のA−A断面であり、14,14a,14bは案内溝、15,16は搬送ベルト、15a,16aは凹部、15b,16bは切込み、17,18はプーリ、19,20は搬送ベルト用ガイド、21,22はガイドローラ、23は開口穴、24は支持台、24aはその上面、25はチューブ搬送面、26はチューブ引出口、27a,27bはチューブ切断刃、28a,28bはチューブ引出用ガイドローラ、29はロールである。
図6(a),(b)において、支持台24内にロール29に巻かれたロール状プラスチック製チューブ7(図3)は、チューブ引出用ガイドローラ28a,28bにより、チューブ切断刃27a,27bを通して支持台24の上面24aの方に、即ち、上方に引き出される。
この支持台24の上面24a側には、互いに反対側から曲線状の軌跡に沿って近づいてくる案内溝14a,14bと、矢印X方向の案内溝14とが設けられており、これら案内溝14a,14bが合体して案内溝14となる。この案内溝14の開始点、即ち、案内溝14a,14bが合体する位置は、ロール29からロール状プラスチック製チューブ7が引き出されて上昇する位置である。また、案内溝14のその開始点から所定距離離れた位置からは、その両壁面側に搬送ベルト用ガイド19,20が設けられており、これにより、案内溝14の幅がさらに狭くされている。また、この搬送ベルト用ガイド19,20の壁面には夫々、X方向に所定の間隔でガイドローラ21,22が設けられている。
なお、これら搬送ベルト用ガイド19,20やガイドローラ21,22が設けられている部分が、図3の工程S4〜S7を行なう後述の装置を構成する部分である。
案内溝14aと案内溝14の一方の壁面に沿って、プーリ17の回転により、矢印X方向に一方の搬送ベルト15が移動し、同様にして、案内溝14bと案内溝14の他方の壁面に沿って、プーリ18の回転により、矢印X方向に他方の搬送ベルト16が移動する。これら搬送ベルト15,16は、案内溝14a,14bから案内溝14へと進むと、狭い所定の間隔で対向した状態となる。そして、さらに、これら搬送ベルト15,16が案内溝14内をX方向に移動すると、この案内溝14の壁面側に設けられている搬送ベルト用ガイド19,20のガイドローラ21,22により、これら搬送ベルト15,16が互いに押し付けられた状態となって矢印X方向に進む。
また、案内溝14の底面はチューブ搬送面25をなしており、このチューブ搬送面25には、ロール29から引き出されたロール状プラスチック製チューブ7が支持台24の上面24aに達することができるようにするために、チューブ引出口26が設けられている。つまり、ロール状プラスチック製チューブ7は、このチューブ引出口26から案内溝14内に引き出される。また、この案内溝14の底面であるチューブ搬送面25は、チューブ引出口26の部分で低く(即ち、案内溝14が深く)、このチューブ引出口26から離れるにつれて上昇し(即ち、案内溝14が浅くなっていき)、搬送ベルト15,16が搬送ベルト用ガイド19,20のガイドローラ21,22で互いに押し付けられる状態になり始めるところでは、平坦になる(即ち、案内溝14の深さが一定となる)。
搬送ベルト15の表面(案内溝14a,14の側面とは反対側の面)には、一定の間隔で、例えば、ほぼ楕円筒の側面の一部の形状をなす凹部15aが設けられ、また、これら凹部15a間には、この搬送ベルト15に柔軟性を持たせるための切込み15bが設けられている。これにより、搬送ベルト15は案内溝14aの側壁面とこれに連なる案内溝14の一方の側壁面とに沿って円滑に移動することになる。搬送ベルト16の表面(案内溝14b,14の側面とは反対側の面)にも、搬送ベルト15の凹部15aと等しい間隔で、この凹部15aと同様の形状の凹部16aが設けられ、また、これら凹部16a間にも、この搬送ベルト16に柔軟性を持たせるための切込み16bが設けられている。これにより、搬送ベルト16は案内溝14bの側壁面とこれに連なる案内溝14の他方の側壁面とに沿って円滑に移動することになる。
案内溝14a,14bが合体する案内溝14の開始位置では、上記のように、搬送ベルト15,16が所定の間隔で対向するが、このときから搬送ベルト15の凹部15aと搬送ベルト16の凹部16aとが精度良く対向した状態でこれら搬送ベルト15,16が案内溝14内を移動するように、これら搬送ベルト15,16の移動速度と位相とに同期が取られる。これにより、搬送ベルト15の凹部15aと搬送ベルト16の凹部16aとがほぼ楕円筒状の開口穴23を形成することになる。即ち、案内溝14では、これら搬送ベルト15,16により、所定間隔で一連の開口穴23が形成され、これらが矢印X方向に所定の速度で移動する。但し、搬送ベルト15,16が案内溝14の側壁側で搬送ベルト用ガイド19,20が設けられている場所に達すると、これら搬送ベルト用ガイド19,20のガイドローラ21,22によって搬送ベルト15,16が互いに押し付けられた状態となるので、開口穴23は押し潰されて偏平形状の穴となる。
かかる構成において、搬送ベルト15の凹部15aと搬送ベルト16の凹部16aとが案内溝14の開始点で開口穴23が形成され、この開口がチューブ引出口26に対向すると、搬送ベルト15,16が停止する。かかる状態でロール29からロール状プラスチック製チューブ7が引き出され、この開口穴23に通される。このプラスチック製チューブ7の先端が支持台24の上面24aに達すると、これを図示しないセンサが検知し、これにより、チップ切断刃27a,27bが動作してこのプラスチック製チューブ7を切断させる。これにより、所定の長さのチューブの個片が得られ、これがRFID1(図1)に用いられるチューブ2である。このチューブ2は、開口穴23に入った状態で、搬送ベルト15,16が移動を開始して案内溝14内を矢印X方向に搬送される。かかる動作は、搬送ベルト15の凹部15aと搬送ベルト16の凹部16aとが案内溝14の開始点で開口穴23が形成されてチューブ引出口26に対向した状態となる毎に行なわれ、これにより、順次の開口穴23毎にチューブ2が保持されて案内溝14内を矢印X方向に、即ち、後述する溶着装置の方に搬送される。
ここで、搬送ベルト15,16の幅wは案内溝14の深さdよりも浅く、かつこれら搬送ベルト15,16は、その上側の辺が支持台24の上面24aの近くにあるように、案内溝14内を搬送される。また、ロール29から引き出されたロール上プラスチック製チューブ7は、この先端が支持台24の上面24aに達すると、案内溝14内の底面である搬送面25よりも深い位置に配置されているチップ切断刃27a,27bによって切断されるものであるから、この切断によって得られるチューブ2の長さLは案内溝14の深さdよりも長くなり、しかも、このチューブ2の下側の端面が搬送面25に接しながら移動するものであるから、この下側の端部が搬送ベルト15,16の下側の辺よりも下方に突出していることになる。また、搬送ベルト15,16で保持されるチューブ2は、チューブ引出口26から移動し始めると、搬送面25の上昇によって持ち上げられ、搬送ベルト用ガイド19,20が設けられて領域になると、チューブ2の上側の端部が搬送ベルト15,16、従って、支持台24の上面24aよりも上方に突出した状態となる。
また、搬送ベルト用ガイド19,20のガイドローラ21,22によって開口穴23が押し潰されると、これによって保持されているチューブ2も押し潰され、断面形状が偏平状に変形した形状に成形され、矢印X方向に搬送される。
図3の工程S3では、以上のようにして、ロール状プラスチック製チューブ7からRFID1のチューブ2が順次得られることになる。これらチューブ2は次の溶着装置に搬送され、図3における工程S4が行なわれる。
図7は図3の工程S4のための溶着装置の一具体例を示す図であって、同図(a)は平面図、同図(b)はチューブ2の搬送方向(矢印X方向)に沿う同図(a)のA−A断面図、同図(c)は矢印X方向に垂直な方向での同図(a)のB−B断面図であり、30は溶着装置、30a,30bは加熱部品である。なお、図6に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
図7(a)〜(c)において、支持台24での搬送ベルト15,16によって搬送されるチューブ2の通路(案内溝14の搬送ベルト用ガイド19,20が設けられた部分)に溶着装置30が設けられている。この溶着装置50は、図7(b),(c)に示すように、案内溝14の底部において、搬送ベルト15,16を挟むようにして対向する2つの加熱部品30a,30bを備えており、夫々図示しない駆動装置により、案内溝14の長手方向(矢印X方向)に直交する方向(矢印Y方向)に駆動可能に構成されている。
搬送ベルト15,16によって保持されたチューブ2がこの溶着装置30の加熱部品30a,30bの間に入り、これが図示しないセンサによって検出されると、図示しない駆動装置により、高温に加熱されている加熱部品30a,30bが駆動されてチューブ2の一方の端部2aを挟み込み、この端部2aを加圧して溶融接着する。これにより、この端部2aが塞がれる。
また、この間、搬送ベルト15,16は、従って、チューブ2は停止した状態にあり、チューブ2の端部2aがこのように溶融接着されて塞がれると、搬送ベルト15,16が移動を開始して次のチューブ2が溶着装置30に運ばれる。
この端部2aを溶融接着するときには、チューブ2は、搬送ベルト用ガイド19,20やガイドローラ21,22により、加熱部品30a,30bによる加圧方向が薄くなるように偏平状に変形されているので、この加熱部品30a,30bによってチューブ2の端部2aが押し込まれる距離は、偏平に変形されずに断面形状が円形状の場合に比べで、小さいものとなり、これにより、加熱部品30a,30bによって押し込み接着されても、チューブ2の端部2aに不所望な変形が生ずることがない。
なお、加熱部品30a,30bは、ヒータなどで加熱してもよいが、超音波加熱などの他の加熱方法を用いてもよいことはいうまでもない。
また、チューブ2の端部2aの溶融接着のために搬送ベルト15,16が停止しているときには、図6に示すチューブ切断装置では、搬送ベルト15,16による開口穴23の1つが支持台24のチューブ引出口26に対向した状態で搬送ベルト15,16が停止しており、ロール29からロール状プラスチック製チューブ7が引き出されてこの開口穴23に挿入され、チューブ2に切断される動作が行なわれる。
図3の工程S4では、以上のようにして、チューブ切断装置(図6)から順次送られてくるチューブ2の端部2aが溶融接着される。これらチューブ2は、次の粒子封入装置に搬送され、図3における工程S5が行なわれる。
図8は図3の工程S5のための粒子封入装置の一具体例を示す図であって、同図(a)は平面図、同図(b)はチューブ2の搬送方向(矢印X方向)に垂直な方向での同図(a)のA−A断面図であり、31はシリンジ、32は粒子である。なお、図6に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
図8(a),(b)において、粒子封入装置は、シリンジ31と図示しない駆動装置,粒子供給装置などからなり、シリンジ31は矢印Zで示す垂直方向(上下方向)に移動可能であって、搬送ベルト15,16が移動するときには、これらによって保持されるチューブ2の上方に、チューブ2の移動軌跡に対向するようにして、配置されている。
図6や図7で説明したように、搬送ベルト15,16が停止したときには、チューブ2の1つがこのシリンジ31に対向した位置で停止する。このように、チューブ2が停止すると、シリンジ13が降下して、図8(b)に示すように、チューブ2内には入り込み、シリンジ31の先端の吐出口から低摩擦性の粒子32を所定量チューブ2内に注入する。この粒子32の放出が終わると、シリンジ31は上昇してチューブ2内から排出され、しかる後、搬送ベルト15,16が移動して次のチューブ2がシリンジ31に対向した位置に来る。
ここで、チューブ2は、搬送ベルト用ガイド19,20やガイドローラ21,22により、その搬送方向(矢印X方向)に長くなるように偏平状に変形されている。このため、チューブ2とこれに差し込まれるシリンジ31との矢印X方向での位置関係の精度に余裕ができることになり、シリンジ31に対するチューブ2の停止位置の精度を格別高めることなく、チューブ2内に確実に低摩擦性の粒子32を注入することができる。
また、粒子32はチューブ2の内壁面とこれに挿入されるRFIDインレット6(図1)との摩擦を低減するためのものであり、シリコン樹脂系粒子や四フッ化エチレン樹脂系粒子などを用いると良い。この粒子32は、球形状で径が0.001〜0.1mm程度のものが良い。また、固体形状だけでなく、シリコンオイルなどの液状のものを用いても良い。あるいは、チューブ2の内壁面をシリコン樹脂などで処理したものを用いても良い。但し、粒子32としては、以上のものにのみ限定されるものではないことはいうまでもない。
このようにして、チューブ2に順次低摩擦性の粒子が所定量ずつ封入されて図3の工程S5が行なわれ、次のに搬送されてRFIDインレット6(図1)が挿入される図3の工程S6に進む。
図9は図3の工程S6のためのRFIDインレット挿入装置の一具体例を示す図であって、同図(a)は平面図、同図(b)はチューブ2の搬送方向(矢印X方向)に垂直な方向(矢印Y方向)での同図(a)のA−A断面図であり、33は支持台、34は案内溝、35,36は搬送ベルト、35a,36aは仕切板、37,38はプーリ、39は落下口、40はインレット収納部である。なお、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
図9(a),(b)において、このRFIDインレット挿入装置は、支持台24の上方に配置された支持台33上に設けられている。
この支持台33には、支持台24上の案内溝14を横切るように(矢印Y方向に)、案内溝34が設けられており、この案内溝34の中を、プーリ37,38の駆動により、支持台24上の搬送ベルト15,16と交差して2つの搬送ベルト35,36が移動する。搬送ベルト35は案内溝34の一方の壁面に沿って移動し、搬送ベルト36はこの案内溝34の他方の壁面に沿って移動する。これら搬送ベルト35,36には夫々、所定の間隔で仕切板35a,36aが設けられており、搬送ベルト35,36が案内溝34内を移動するときには、搬送ベルト35の仕切板35aと搬送ベルト36の仕切板36aとが対向するように、これら搬送ベルト35,36の移動速度,位相が同期されている。これにより、搬送ベルト35の仕切板35aとこれに対向する搬送ベルト36の仕切板36aとで仕切が形成される。これら仕切の間がRFIDインレット6を収納する空間(即ち、インレット収納部)40となる。
案内溝34の底部での支持台24上の案内溝14と交差する位置には、図9(b)に示すように、落下口39が設けられている。案内溝34内を搬送35,36が対向して移動することにより、これら搬送ベルト35,36の仕切板35a,36aに形成される順次のインレット収納部40夫々に図3の工程S2で上記の検査を受けたRFIDインレット6が収納保持されて案内溝34内を矢印Y方向に搬送されるが、支持台24上の案内溝14と交差する位置に達すると、RFIDインレット6は落下口39から案内溝14側に落下する。
ここで、順次のRFIDインレット6が落下口39から落下する毎に、支持板24上の案内溝14では、搬送ベルト15,16によって搬送されたチューブ2の1つがこの落下口39の真下にあるように、搬送ベルト35,36の移動速度とその位相が制御されている。上記のように、案内溝14での搬送ベルト15,16は間欠駆動され、これらが停止したときには、図3の工程S3,S4,S5が行なわれるが、このRFIDインレット挿入装置においても、間欠駆動されるこれら搬送ベルト15,16の停止期間では、これらによって搬送されるチューブ2の1つが支持台33の案内溝34での落下口39の真下にあり、これにより、この落下口39から落下したチューブ2がこのチューブ2内に落下して挿入されることになる。
ここで、チューブ2は、搬送ベルト用ガイド19,20やガイドローラ21,22により、その搬送方向(矢印X方向)に長くなるように偏平状に変形されている。このため、落下口39に対するチューブ2の停止位置との矢印X方向での位置関係の精度に余裕ができることになり、この落下位置39に対するチューブ2の停止位置の精度を格別高めることなく、チューブ2内に確実にRFIDインレット6を落下させることができる。
このようにして、搬送ベルト15,16によって搬送される順次のチューブ2に1つずつRFIDインレット6が挿入され、図3の工程S6が行なわれることになる。RFIDインレット6が挿入されたチューブ2は、搬送ベルト15,16により、次の工程S7(図3)の溶着装置に搬送される。
図10は図3の工程S7のための溶着装置の一具体例を示す図であって、同図(a)は平面図、同図(b)はチューブ2の搬送方向(矢印X方向)での同図(a)のA−A断面図、同図(b)はチューブ2の搬送方向(矢印X方向)に垂直な方向での同図(a)のB−B断面図であり、41は溶着装置、41a,41bは加熱部品である。なお、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
図10(a)〜(c)において、支持台24上には、RFIDインレット6が挿入されたチューブ2を保持する搬送ベルト15,16が移動する案内溝14を横切るように、溶着装置41が設けられている。この溶着装置41は、案内溝14の一方の辺側に配置された加熱部品41aとこれに対向して他方の辺側に配置された加熱部品41bとを備えており、夫々図示しない駆動装置により、搬送ベルト15,16の移動方向(矢印X方向)に直交する方向(矢印Y方向)に駆動される。
上記のように、搬送ベルト15,16は間欠駆動によって間欠的に移動するが、この間欠移動による停止期間では、これら搬送ベルト15,16で搬送されるチューブ2の1つが溶着装置41が配置されている位置に停止する。また、図6で説明したように、搬送ベルト15,16で保持されているチューブ2は、その上側の端部がこれら搬送ベルト15,16よりも上方に突出しており、このため、搬送ベルト15,16の停止期間では、溶着装置41が配置されている位置に停止してチューブ2の上側の端部は溶着装置41の加熱部品41a,41bとの間に位置付けられる。
以上の状態となると、図10(c)に示すように、溶着装置41が動作して加熱部品41a,41bが互いに近づく方向(矢印Y方向)に駆動され、支持台24の上面24aから上方に突出したチューブ2の上側の端部2bを挟み込んで溶融接着する。これにより、チューブ2内が密着されて、図1に示すRFID1が得られることになる。このような溶融接着が行なわれた後、加熱部品41a,41bが打開に離れる方向に駆動され、搬送ベルト15,16が再び移動を開始することにより、作成されたRFID1が案内溝14内を矢印X方向に搬送され、図3の工程S8へと進む。
この端部2bを溶融接着するときには、チューブ2は、搬送ベルト用ガイド19,20やガイドローラ21,22により、加熱部品41a,41bによる加圧方向が薄くなるように偏平状に変形されているので、これら加熱部品41a,41bによってチューブ2の端部2bが押し込まれる距離は、偏平に変形されずに断面形状が円形状の場合に比べで、小さいものとなり、これにより、加熱部品41a,41bによって押し込み接着されても、チューブ2の端部2bに不所望な変形が生ずることがない。
以上説明したように、この実施形態では、RFIDインレット6を繋ぎ目のないチューブ2内に封入されるので、吸湿を防止できて特性の低下を防ぐことができる。また、チューブ2内に、RFIDインレット6とともに、低摩擦性の粒子32(図8)も注入されるので、外部から加わる機械的応力に対して、RFIDインレット6の動きの自由度が増し、加わる応力を低減ができる。さらに、チューブ2端部2a,2bを融着してRFID1を一体構成としているので、耐薬品性,耐溶剤性も向上する。
また、その製造方法としても、ロールから引き出された連続したチューブを切断してチューブの個片を得る工程と、このチューブの一方の端部を溶融接着して閉じる工程と、一方の端部が閉じたこのチューブにインレットを挿入する工程と、このチューブの他方の端部を溶融接着して閉じる工程と、さらには、インレットが挿入されてチューブに低摩擦性の粒子を注入する工程とを設け、これら工程の一連の流れで個々の無線通信媒体が製造されるものであるから、格別人手を要することなく製品が得られることになり、得られる製品にばらつきがなく、製品の信頼性が向上するし、製造コストも低減できる。
そして、チューブの端部を加圧して接着するときには、このチューブが偏平状に変形されているので、加圧して押し込み接着しても、この端部に不所望な変形が生ずることがない。また、チューブ内にインレットを挿入する工程や低摩擦性の粒子を注入する工程でも、チューブが偏平状に変形されているので、チューブに低摩擦性の粒子を注入するときの、また、インレットを挿入するときのチューブの位置精度に余裕を持たせることができ、かかる位置精度を格別高めることなく、チューブ内に確実に低摩擦性の粒子を注入でき、インレットを挿入することができる。
なお、以上の実施形態では、無線通信媒体をRFIDとしたものであるが、無線タグ,ICタグ,無線カードなどの他の無線通信媒体であっても、同様である。
1 RFID
2 チューブ
2a,2b チューブ2の端部
3 ベース基材
4 送受信用アンテナ
5 ICチップ
6 RFIDインレット
9 帯状基材
10 搬送穴
11 切断刃
11a 刃先
12 支持台
14,14a,14b 案内溝
15,16 搬送ベルト
15a,16a 凹部
15b,16b 切込み
17,18 プーリ
19,20 搬送ベルト用ガイド
21,22 ガイドローラ
23 開口穴
24 支持台
24a 支持台24の上面
25 チューブ搬送面
26 チューブ引出口
27a,27b チューブ切断刃
28a,28b チューブ引出用ガイドローラ
29 ロール
30 溶着装置
30a,30b 加熱部品
31 シリンジ
32 粒子
33 支持台
34 案内溝
35,36 搬送ベルト
35a,36a 仕切板
37,38 プーリ
39 落下口
40 インレット収納部
41 溶着装置
41a,41b 加熱部品
2 チューブ
2a,2b チューブ2の端部
3 ベース基材
4 送受信用アンテナ
5 ICチップ
6 RFIDインレット
9 帯状基材
10 搬送穴
11 切断刃
11a 刃先
12 支持台
14,14a,14b 案内溝
15,16 搬送ベルト
15a,16a 凹部
15b,16b 切込み
17,18 プーリ
19,20 搬送ベルト用ガイド
21,22 ガイドローラ
23 開口穴
24 支持台
24a 支持台24の上面
25 チューブ搬送面
26 チューブ引出口
27a,27b チューブ切断刃
28a,28b チューブ引出用ガイドローラ
29 ロール
30 溶着装置
30a,30b 加熱部品
31 シリンジ
32 粒子
33 支持台
34 案内溝
35,36 搬送ベルト
35a,36a 仕切板
37,38 プーリ
39 落下口
40 インレット収納部
41 溶着装置
41a,41b 加熱部品
Claims (9)
- ベース基板上に送受信アンテナとICチップとが互いに接合されて形成されてなるインレットがプラスチック製チューブ内に、動きの自由度を確保して、密閉封入された構成をなすことを特徴とする無線通信媒体。
- 請求項1に記載の無線通信媒体において、
前記プラスチック製チューブの両端面は、溶融接着されていることを特徴とする無線通信媒体。 - 請求項1または2に記載の無線通信媒体において、
前記プラスチック製チューブ内に低摩擦性の粒子が注入されていることを特徴とする無線通信媒体。 - 請求項1または2に記載の無線通信媒体の製造方法において、
ロールに巻かれているロール状プラスチック製チューブを引き出し、所定長さのチューブの個片に切断する第1の工程と、
該第1の工程で得られたチューブを加圧してその断面形状を偏平形状とし、その加圧方向から該チューブの一方の端部を加圧して接着し、閉塞する第2の工程と、
該第2の工程によって一方の端部が閉塞された該チューブを加圧してその断面形状を偏平形状として、前記インレットを該チューブ内に挿入する第3の工程と、
該第3の工程で前記インレットが挿入された該チューブを加圧してその断面形状を偏平形状とし、その加圧方向から該チューブの他方の端部を加圧して接着し、閉塞する第4の工程と
からなることを特徴とする無線通信媒体の製造方法。 - 請求項4に記載の無線通信媒体の製造方法において、
前記チューブは、前記第1の工程から前記第4の工程にわたって、案内溝中を搬送ベルトで保持されて搬送され、
少なくとも前記第2〜第4の工程では、前記チューブは上端部側が該搬送ベルトよりも上方に突出し、かつ下端部が該搬送ベルトよりも下方に突出し、
前記第2の工程では、前記チューブの該搬送ベルトよりも下方に突出した下端部を接着し、前記第4の工程では、前記チューブの該搬送ベルトよりも上方に突出した上端部を接着する
ことを特徴とする無線通信媒体の製造方法。 - 請求項3に記載の無線通信媒体の製造方法において、
ロールに巻かれているロール状プラスチック製チューブを引き出し、所定長さのチューブの個片に切断する第1の工程と、
該第1の工程で得られたチューブを加圧してその断面形状を偏平形状とし、その加圧方向から該チューブの一方の端部を加圧して接着し、閉塞する第2の工程と、
該第2の工程によって一方の端部が閉塞された該チューブに前記低摩擦性の粒子を注入する第3の工程と、
該第3の工程で前記低摩擦性の粒子が注入された該チューブを加圧してその断面形状を偏平形状として、前記インレットを該チューブ内に挿入する第4の工程と、
該第3の工程で前記低摩擦性の粒子が注入され、かつ該第4の工程で前記インレットが挿入された該チューブを加圧してその断面形状を偏平形状とし、その加圧方向から該チューブの他方の端部を加圧して接着し、閉塞する第5の工程と
からなることを特徴とする無線通信媒体の製造方法。 - 請求項6に記載の無線通信媒体の製造方法において、
前記チューブは、前記第1の工程から前記第5の工程にわたって、案内溝中を搬送ベルトで保持されて搬送され、
少なくとも前記第2〜第5の工程では、前記チューブは上端部側が該搬送ベルトよりも上方に突出し、かつ下端部が該搬送ベルトよりも下方に突出し、
前記第2の工程では、前記チューブの該搬送ベルトよりも下方に突出した下端部を接着し、前記第5の工程では、前記チューブの該搬送ベルトよりも上方に突出した上端部を接着することを特徴とする無線通信媒体の製造方法。 - 請求項5または7において、
前記チューブの断面形状を偏平形状とする手段は、前記案内溝に両側に設けたガイドであることを特徴とする無線通信媒体の製造方法。 - 請求項4〜8のいずれか1つに記載の無線通信媒体の製造方法において、
前記チューブに挿入される前記インレットは、送受信用アンテナとICチップとの接合体が所定間隔毎に設けられた帯状のベース基材を該接合体毎に所定形状に切断し、通信状態合否判定検査で良品と判定されたものであることを特徴とする無線通信媒体の製造方法。
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