JP2007206800A - Ｒｆｉｄタグシリーズの巻取方法およびｒｆｉｄタグロール - Google Patents

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JP2007206800A
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JP
Japan
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winding
series
antenna
rfid
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Naoki Ishikawa
直樹 石川
Tatsuro Tsuneno
達朗 常野
Hidehiko Kira
秀彦 吉良
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Fujitsu Ltd
Fujitsu Frontech Ltd
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Fujitsu Ltd
Fujitsu Frontech Ltd
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Abstract

【課題】
本発明は、非接触で外部機器との間で情報のやり取りを行うＲＦＩＤタグが長帯状かつ可撓性のベース上に所定のピッチで多数形成されてなるＲＦＩＤタグシリーズの巻取方法、およびＲＦＩＤタグシリーズが巻取られてなるＲＦＩＤタグロールに関し、必要な巻取りテンションを与えつつ不良品の発生を防止する。
【解決手段】
通信用のアンテナとそのアンテナに接続されそのアンテナを介して無線通信を行なう回路チップとを有するＲＦＩＤタグが、長帯状かつ可撓性のベース上に所定のピッチで複数形成されてなるＲＦＩＤタグシリーズを、コア材と、そのコア材を取り巻く、ＲＦＩＤタグシリーズの巻取りにより発生する応力を緩和する応力緩和材とからなる巻き芯のまわりに巻き取る。
【選択図】 図６

Description

本発明は、非接触で外部機器との間で情報のやり取りを行うＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ＿Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ＿ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグが長帯状かつ可撓性のベース上に所定のピッチで多数形成されてなるＲＦＩＤタグシリーズの巻取方法、およびＲＦＩＤタグシリーズが巻取られてなるＲＦＩＤタグロールに関する。なお、本技術分野における当業者間では、本明細書で使用する「ＲＦＩＤタグ」のことを、「ＲＦＩＤタグ」用の内部構成部材（インレイ；ｉｎｌａｙ）であるとして「ＲＦＩＤタグ用インレイ」と称する場合もある。あるいは、この「ＲＦＩＤタグ」のことを「無線ＩＣタグ」と称する場合もある。また、この「ＲＦＩＤタグ」には、非接触型ＩＣカードも含まれる。
近年、リーダライタに代表される外部機器との間で、電波によって非接触で情報のやり取りを行う種々のタイプのＲＦＩＤタグが提案されている。このＲＦＩＤタグの一種として、プラスチックや紙からなるベースシート上に電波通信用のアンテナパターンとＩＣチップが搭載された構成のものが提案されており（例えば、特許文献１，２，３参照）、このようなタイプのＲＦＩＤタグについては、物品などに貼り付けられ、その物品に関する情報を外部機器とやり取りすることで物品の識別などを行うという利用形態が考えられている。
図１は、ＲＦＩＤタグの一例を示す正面図（Ａ）および側面断面図（Ｂ）である。
この図１に示すＲＦＩＤタグ１はＰＥＴ材あるいはポリイミド材等からなる薄厚フィルム状のベース１３上に導電材料（Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇペースト等）を用いて形成されたアンテナ１２と、そのアンテナ１２にバンプ１６を介してＩＣ電極が接続されたＩＣチップ１１と、それらアンテナ１２およびＩＣチップ１１を覆ってベース１３に接着剤１５で接着されたカバーシート１４で構成されている。
ここで、このＩＣチップ１１は、アンテナ１２の２つの端部１２ａ，１２ｂと、アンテナ１２からは離れた、ベース１３上に形成された２つのランド１２ｃ，１２ｄとの４箇所で電極が接続されているが、実際に電気的作用を成す電極はアンテナ１２の２つの端部１２ａ、１２ｂに接続された２つの電極であり、残りの、ランド１２ｃ，１２ｄに接続された２つの電極は、単に、ベース１３上に安定的に固定するためのものである。
このＲＦＩＤタグ１を構成するＩＣチップ１１は、アンテナ１２を介して外部機器と無線通信を行ない、情報をやりとりすることができる。
尚、この図１では、ＲＦＩＤタグ１のアンテナ１２は、２つのループ１２１，１２２から構成されているが、アンテナ１２は、この形状に限られるものではなく、１本のループからなるものや、ＩＣチップから両側に延びた棒状の形状のものや、その他様々の形状のアンテナを採用することができる。
次に、この図１に示すＲＦＩＤタグ１の製造方法について説明する。
図２は、ベース上にアンテナが形成された状態を示す図である。
ここでは、図２の左右方向に長い長帯状かつ可撓性の、例えばＰＥＴ材あるいはポリイミド材等からなる薄厚フィルム状のベース１３が用意され、そのベース１３上に、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇペースト等の導電材料を用いてＲＦＩＤタグ用のアンテナ１２が所定のピッチで多数形成される。
次に、各アンテナ１２の、図２に点線で示した丸印の位置に、ＩＣチップ１１（図１参照）が１つずつ搭載される。
図３は、ＩＣチップ搭載方法を示した工程図である。
図２に示すようにアンテナ１２が形成されたベース１３上の、ＩＣ搭載位置（図２に点線の丸印で示す位置）に熱硬化性の接着剤２１が塗布される（図３（Ａ））。
次に、ＩＣ電極１１１上に半田バンプ１６が形成されたＩＣチップ１１が、搭載ヘッド３１により、ベース１３上のＩＣ搭載位置に運ばれて位置合わせされ（図３（Ｂ））、ＩＣチップ１１が、その搭載ヘッド３１により、ベース１３上に加圧されるとともに加熱される（図３（Ｃ））。こうすることにより、ＩＣチップ１１がアンテナ１２にバンプ１６により半田接続されるとともに、接着剤硬化によりそのＩＣチップ１１がベース１３上に接着され、搭載ヘッド３１が取り除かれる（図３（Ｄ））。
図２に示すように、ベース１３上に多数形成されたアンテナ１２のそれぞれについて上記のＩＣチップ搭載工程が繰り返される。
上記のようにしてＩＣチップ１１が搭載された後、必要に応じ、カバーシート１４（図１（Ｂ）参照）で覆われる。
図４は、ＩＣチップのもう１つの搭載方法を示した工程図である。
アンテナ１２が形成されたベース１３上の、ＩＣ搭載位置（図２に点線の丸印で示す位置）に接着剤２２が塗布され、そのＩＣ搭載位置に、ＩＣチップ１１が、そのＩＣチップ１１の電極１１２を上向きにして搭載されて、接着材２２によりベース１３上に接着される（図４（Ａ））。
次にボンディングワイヤ１７により、ＩＣチップ１１の電極１１２とベース１３上のアンテナ１２とがワイヤボンディング接続され（図４（Ｂ））、樹脂１８で封止される（図４（Ｃ））。
図３あるいは図４に示すようにして多数のアンテナ１２のそれぞれにＩＣチップが搭載された状態のものを、ここではＲＦＩＤタグシリーズと称する。
このＲＦＩＤタグシリーズは、そこに形成された多数のＲＦＩＤタグを１つずつ切り離して例えばＩＣカードに搭載する等の加工工程に送るために、一旦巻き取られる。
図５は、ＲＦＩＤタグシリーズが巻き取られたＲＦＩＤタグロールを示した図である。
長帯状のベース１３上に多数のＲＦＩＤタグが形成された状態のＲＦＩＤタグシリーズ１００は、巻取り用の円筒形のコア４１の外周上に巻き取られてＲＦＩＤタグロール１１０を形成している。
特開２０００−３１１２２６号公報 特開２０００−２００３３２号公報 特開２００１−３５１０８２号公報
ＲＦＩＤタグシリーズ１００のコア外周への巻き取りにあたっては、巻き取ったＲＦＩＤタグシリーズ１００に緩みが生じないように巻き取るため、ある強さのテンション力をもって巻き取られる。そのため、巻き取りが進むにつれ、コア中心に向け応力が発生し、ＲＦＩＤタグシリーズ１００の、内側に巻き取られた部分に過剰負荷がかかる状態となる。また、このＲＦＩＤタグシリーズ１００の製造装置の動作タイミングにより連続巻取りが困難な場合は、一定間隔で巻取り動作を停止し、間欠的な巻取り動作が行なわれるが、この場合、巻取り動作が停止しているタイミングにおいても、ＲＦＩＤタグシリーズ１００の緩み防止のためテンションをかけ続けていることから巻き締まりが生じ、内側に巻き取られた部分への負荷がいっそう増してしまう結果となる。
したがって、巻取り量が増えるのに比例して内側への応力が増加し、図５に破線の円で示す、巻取り内のＩＣチップどうしの重なり箇所において、アンテナの断線、ＩＣチップの割れが発生し、製品機能が保持できなくなるおそれがある。
これを回避する方法として、巻取りテンション力を軽減することにより巻取り時の応力を減らす方法があるが、テンション力を軽くし過ぎると、その弊害として巻き崩れが発生しロール形態を維持できないという問題が発生するおそれがある。テンション力を軽減し、かつ巻き崩れを防止する方法として、巻き取ったＲＦＩＤタグシリーズを両側から押えることにより巻き崩れを防止する補助版（ガイドウォール）を取り付ける策もあるが、その直径は巻き取り完了時のロール径の約２倍必要となり、スペース的に取り付けが困難である。
巻き取ったＲＦＩＤタグシリーズ中に不良品が混在するとその不良品を取り除く選別工程を追加する必要が生じ、安価・大量生産が前提となるＲＦＩＤタグの製造に多大な影響を与える結果となる。
本発明は、上記事情に鑑み、必要な巻取りテンションを与えつつ不良品の発生を防止するＲＦＩＤタグシリーズの巻取方法、およびその巻取方法によりＲＦＩＤタグシリーズが巻き取られてなるＲＦＩＤタグロールを提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明のＲＦＩＤタグシリーズの巻取方法は、アンテナとそのアンテナに接続されそのアンテナを介して無線通信を行なう回路チップとを有するＲＦＩＤタグが長帯状かつ可撓性のベース上に所定のピッチで複数形成されてなるＲＦＩＤタグシリーズの巻取方法であって、
上記ＲＦＩＤタグシリーズを、コア材と、そのコア材を取り巻く、ＲＦＩＤタグシリーズの巻取りにより発生する応力を緩和する応力緩和材とからなる巻き芯のまわりに巻き取ることを特徴とする。
ここで、上記応力緩和材は、ＲＦＩＤタグシリーズの巻取りにより発生する応力を受けて収縮変形するものであることが好ましい。
また、上記目的を達成する本発明のＲＦＩＤタグロールは、アンテナとそのアンテナに接続されそのアンテナを介して無線通信を行なう回路チップとを有するＲＦＩＤタグが長帯状かつ可撓性のベース上に所定のピッチで多数形成されてなるＲＦＩＤタグシリーズ、および
そのＲＦＩＤタグシリーズが巻回されてなる、コア材と、そのコア材を取り巻く、ＲＦＩＤタグシリーズの巻取りにより発生する応力を緩和する応力緩和材とからなる巻き芯を有することを特徴とする。
以上の本発明によれば、コア材とＲＦＩＤタグシリーズとの間に応力緩和材が介在しているため、必要なテンション力を与えて巻き取ってもその応力緩和材の存在により応力が緩和され、アンテナの断線やＩＣチップの破損等の不良の発生が防止される。
以下本発明の実施形態についてを説明する。
尚、以下に説明する実施形態は、ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤタグシリーズ自体についてはこれまで説明してきた従来技術と同様であり、したがって、それらについては図１〜図４およびそれらの図の説明を参照することとし、ここでは重複説明は省略し、従来技術との相違点について説明する。
図６は、ＲＦＩＤタグシリーズが巻き取られたＲＦＩＤタグロールを示した図であり、従来技術における図５に代わる図である。
ここでは、コア材４１とそのコア材４１を取り巻く応力緩和材４２とからなる巻き芯４０の外周にＲＦＩＤタグシリーズ１００が巻き取られて、ＲＦＩＤタグロール１２０を形成している。この図６に示すコア材４１は、図５に示すコア材と比べ、そのコア材４１の回りに応力緩和材４２を配置する分小径のものとなっている。
ここでは、応力緩和材４２としては、エアー緩衝材、スポンジ等、外力に対し収縮変形するものが用いられている。
このように、コア材４１と応力緩和材４２とからなる巻き芯４０の外周にＲＦＩＤタグシリーズ１００を巻き取ると、巻取りが進むに従ってその巻取りの内側に負荷がかかると、応力緩和材４２が収縮変形してその応力が緩和され、アンテナの断線やＩＣチップの割れ等の不良の発生が大きく抑えられる。
尚、応力緩和材４２は、コア材４１に接着されてコア材４１と一体的に形成されたものであってもよく、コア材４１とは別体であって、ＲＦＩＤタグシリーズの巻取りに先立って、コア材４１の周りに応力緩和材４２を巻いてもよい。また、巻取りの内部に発生する応力は巻き取られるＲＦＩＤタグシリーズの長さにも依存するため、巻き取ろうとするＲＦＩＤタグシリーズ１００の長さに応じた厚さの応力緩和材４２を用いてもよい。
ＲＦＩＤタグの一例を示す正面図（Ａ）および側面断面図（Ｂ）である。 ベース上にアンテナが形成された状態を示す図である。 ＩＣチップ搭載方法を示した工程図である。 ＩＣチップのもう１つの搭載方法を示した工程図である。 ＲＦＩＤタグシリーズが巻き取られたＲＦＩＤタグロールを示した図である。 ＲＦＩＤタグシリーズが巻き取られたＲＦＩＤタグロールを示した図である。
符号の説明
１ ＲＦＩＤタグ
１１ ＩＣチップ
１２ アンテナ
１３ ベース
１４ カバーシート
１５ 接着剤
１６ バンプ
１７ ボンディングワイヤ
１８ 樹脂
２１，２２ 接着剤
３１ 搭載ヘッド
４０ 巻き芯
４１ コア材
４２ 応力緩和材
１１１，１１２ 電極
１００ ＲＦＩＤタグシリーズ
１２０ ＲＦＩＤタグロール

Claims (3)

  1. アンテナと該アンテナに接続され該アンテナを介して無線通信を行なう回路チップとを有するＲＦＩＤタグが長帯状かつ可撓性のベース上に所定のピッチで複数形成されてなるＲＦＩＤタグシリーズの巻取方法において、
    前記ＲＦＩＤタグシリーズを、コア材と、該コア材を取り巻く、該ＲＦＩＤタグシリーズの巻取りにより発生する応力を緩和する応力緩和材とからなる巻き芯のまわりに巻き取ることを特徴とするＲＦＩＤタグシリーズの巻取方法。
  2. 前記応力緩和材は、前記ＲＦＩＤタグシリーズの巻取りにより発生する応力を受けて収縮変形するものであることを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグシリーズの巻取方法。
  3. アンテナと該アンテナに接続され該アンテナを介して無線通信を行なう回路チップとを有するＲＦＩＤタグが長帯状かつ可撓性のベース上に所定のピッチで多数形成されてなるＲＦＩＤタグシリーズ、および
    前記ＲＦＩＤタグシリーズが巻回されてなる、コア材と、該コア材を取り巻く、該ＲＦＩＤタグシリーズの巻取りにより発生する応力を緩和する応力緩和材とからなる巻き芯を有することを特徴とするＲＦＩＤタグロール。
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