JP2008512019A - Ｒｆｉｄアンテナを製造する方法 - Google Patents

Abstract

アンテナ構造体（１６）の製造方法において、以下のステップが実行される。すなわち、ａ）プロセス・サポート（１）を設け、ｂ）プロセス・サポート・コーティング（２）をプロセス・サポート（１）の加工表面（１ａ）に適用し、ｃ）作製されるアンテナ構造体の輪郭に沿ってプロセス・サポート・コーティングの対応する領域を取り除くことにより、プロセス・サポート・コーティング（２）内にアンテナ構造体のネガ（３）を作製し、ｄ）プロセス・サポート・コーティングのアンテナ構造体のネガ（３）に離型剤（４）を導入し、ｅ）プロセス・サポート・コーティング（２）のアンテナ構造体のネガ（３）に導電性のアンテナ材料（５）を導入し、任意にアンテナ材料（５）を硬化させ、ｆ）接着剤（６）によりアンテナ材料（５）をアンテナ基板（７）に接合させ、そして、ｇ）アンテナ構造体（１６）をプロセス・サポート（１）から引き抜くステップが実行され、前記アンテナ構造体はアンテナ基板（７）に接合され、そして、アンテナ材料（５）から作られる。

Description

本発明は、アンテナ構造体を製造する方法に関する。

本発明は、さらにデータ・キャリアに関する。

たとえば銅又はアルミニウムなどの導電性材料を片側表面に有する基板から、形成されるアンテナ構造体の一部分を形成しない導体材料のすべての領域がエッチングで取り除かれ、導体材料のうちの残った部分がアンテナ構造体を形成するエッチング方法により、たとえばスマート・カードなどの非接触データ・キャリアのアンテナを製造することが知られている。このために、まず第１に、アンテナ構造体を形成することになる導電性材料の各領域は、耐酸性のフォトレジスト又は同様のもので覆われ、次いでエッチング操作を実行するために、導体材料は酸と接触させられる。この製造方法では材料が取り除かれるので、「サブトラクティブ」法と呼ばれる。言及してもよいサブトラクティブ法のさらなる例は、文書ＵＳ−２００３０１１２２０２ Ａ１に記載のアンテナのプレス方法であり、刃先が製造されるアンテナの輪郭を定義するプレス金型により、平らな導電性の複合材フォイルからアンテナが型抜きされる。

電気絶縁基板上にアンテナを印刷することがさらに知られおり、その印刷材料は比較的高い比抵抗を有する銀ペーストであり、第２のステップにおいて、全体的に十分良好なアンテナの導電率を達成するために、たとえば銅などの高い導電性を有する材料を電気めっきにより印刷済みの銀ペーストにめっきする。しかし、この場合１つの問題は、電気めっき操作時、アンテナがかなりの長さになり（１ｍにまで）、銀ペーストの比抵抗が比較的高くなるため、アンテナの中心領域よりも端部においてはるかに多くの材料が堆積することである。アンテナ構造体を製造するためのこのプロセスでは、材料がベース基板に適用されるので、「アディティブ」法と呼ばれる。前述のアディティブ製造法の場合、アンテナにおける電流分布が不均一であるという不利な点を軽減するために、アンテナでのより良好な電流分布のために、電気めっき操作時、アンテナ構造体の巻線間に一時的な短絡クリップを取り付け、電気めっきが完了したら短絡クリップを取り外すことが、文書ＵＳ−２００３００１１５２３ Ａ１において提案されている。この手段にもかかわらず、アンテナ構造体における電流分布は依然として最適ではなく、大きい基板幅を用いての大量生産は難しい。アンテナ構造体のこの既知の製造方法のさらなる不利な点は、作業が基板上で直接実行されなければならないことであり、これにより欠陥のリスクが増大する。

本発明の目的は、第１の段落で述べられたタイプのアンテナ構造体及び第２の段落で述べられたタイプのデータ・キャリアの製造方法であって、上記の不利な点が回避された製造方法を提供することである。

上記目的を達成するためには、本発明による方法を以下のように特徴づけることができるように、本発明によるアンテナ構造体製造方法には、本発明による各特徴が提供される。

すなわち、ａ）プロセス・サポートを設け、ｂ）前記プロセス・サポートの加工表面にプロセス・サポート・コーティングを適用し、ｃ）作製されるアンテナ構造体の輪郭に沿って前記プロセス・サポート・コーティングの対応する複数の領域を取り除くことにより、前記プロセス・サポート・コーティング内に前記アンテナ構造体のネガを作製し、ｄ）前記プロセス・サポート・コーティングの前記アンテナ構造体のネガに離型剤を導入し、ｅ）前記プロセス・サポート・コーティングの前記アンテナ構造体のネガに導電性のアンテナ材料を導入し、任意に前記アンテナ材料を硬化させ、ｆ）接着剤により前記アンテナ材料をアンテナ基板に接合させ、ｇ）前記プロセス・サポートから前記アンテナ構造体を引き抜くことを備え、前記アンテナ構造体は前記アンテナ基板に接合され、そして、前記アンテナ材料から作られる、アンテナ構造体を製造する方法である。

上記目的を達成するために、そのようなデータ・キャリアには、本発明によるアンテナ構造体製造方法により製造されるアンテナ構造体が設けられる。

本発明による特徴に基づいて、アンテナ構造体の製造時には、材料のうちのごく少量だけが取り除かれなければならない。本発明によるアンテナ構造体製造方法はアディティブ法である。しかし、知られているアディティブ法とは異なり、短絡クリップなどのさらなる補助手段を使用することなく、アンテナの全長にわたって均一な量の導電性材料がもたらされる。本発明によるアンテナ構造体製造方法は、さらに、大量工業プロセスでの連続生産方法として実施することができる。

国際公開第０３／１０７２６６ Ａ１号は、ＲＦＩＤ（無線周波認識）トランスポンダ用アンテナの製造方法を開示しており、導電性の高いフィルムが乾燥接着剤により中間サポートに貼りつけられ、次いで、製造されるアンテナの形状がフィルムの深さの半分までフィルムに切り出され、次いで、アンテナを形成するために保持されるべきフィルムの領域は高強度の接着剤で覆われ、最終のアンテナ・サポートにプレス加工される、といってもよい。接着剤が硬化すると、中間サポートは取り除くことができ、従って次に、アンテナを形成するフィルムの部分だけが最終サポートに張り付いたままになるが、フィルムの余分な領域は、中間サポートとともに取り除かれる。中間サポート全体及びフィルムのほとんどが、取り除かれると無駄になることを意味し、さらにこの無駄は、接着されているため個々の構成部品に分離することが難しいので、このアンテナ製造方法は材料に関しては高価である。この技法は、本発明によるアンテナ構造体製造方法とは著しく異なる。

請求項２に記載の手段によれば、離型剤はアンテナ構造体の表面に残り、アンテナ構造体の保護層の役割を果たすことができるという利点が得られる。

請求項３に記載の手段によれば、離型剤は多数のアンテナを製造するのに使用することができ、これにより、非常に省資源型の製造方法が確実になるという利点が得られる。

請求項４に記載の手段によれば、技術的に完成した電気めっきプロセスにより、導電性のアンテナ材料を導入することができるという利点が得られる。

請求項５に記載の手段によれば、導電性のアンテナ材料が非常に迅速に導入され、従って、アンテナ構造体は短時間のうちに製造することができるという利点が得られる。

請求項６に記載の手段によれば、アンテナ構造体製造方法は回転プロセスとして構成することができ、このことは、マシンの占める空間がわずかであっても、製造速度は非常に高いことを意味するという利点が得られる。

請求項８に記載の手段によれば、この方法は、材料に関して大幅に節約し、従って費用対効果をよくして実行することができるという利点が得られる。

本発明の上記及び他の態様は、後述の実施形態の例から明らかになり、この実施形態の例を参照しながら説明されることになる。

本発明は、各図面に示される実施形態の例を参照しながら、さらに記述されることになるが、それらの図面には限定されない。

図１には、アンテナ構造体を製造するための本発明による方法の図が示してあり、それを参照しながら本発明が以下に説明される。本発明によるアンテナ構造体製造方法のステップａ）では、機械的、温度的及び化学的なストレスに対して十分な抵抗力を有するプロセス・サポート１が設けられる。プロセス・サポート１に適した材料には、たとえば、銅、鋼、アルミニウム、又は前述の材料を成分として備える合金が含まれる。ステップｂ）ではプロセス・サポート１の加工表面１ａにプロセス・サポート・コーティング２が加えられ、その厚さＤは、製造されるアンテナ構造体の厚さにほぼ対応し、通常は数μｍから１０分の数ｍｍの範囲にある。この方法を実行中に要求される機械的、温度的及び化学的なストレスに対する十分な抵抗力は、プロセス・サポート・コーティング２に関しても当てはまる。プロセス・サポート・コーティング２に適した材料には、たとえば、ワニス、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）層、並びにプラスチックのフィルム及びシートが含まれる。ステップｃ）では、アンテナ構造体の輪郭に対応するプロセス・サポート・コーティング２の領域を取り除くことにより、製造されるアンテナ構造体のネガ３がプロセス・サポート・コーティング２内に作製される。プロセス・サポート・コーティング２の対応する領域は、化学的（たとえばエッチング）又は機械的なプロセスによって取り除かれてもよく、機械的なプロセスには、たとえば切断（レーザ切断が含まれる）、フライス削り及び打抜き加工が含まれる。本発明によれば、方法ステップｂ）及びｃ）の時間的順序を交換することも可能であると言わなければならない。特に、プラスチック・フィルム又はプラスチック・シートによって形成されるプロセス・サポート・コーティング２において製造されるアンテナ構造体のネガ３を打抜き加工するとき、まず打抜き加工操作が実行され、次いでネガ３を含むプロセス・サポート・コーティング２がプロセス・サポート１に適用される。

ステップｄ）では、次いで離型剤４がプロセス・サポート・コーティングのアンテナ構造体のネガ３に導入される。離型剤４は、後続の方法ステップにおいて、仕上がったアンテナ構造体をプロセス・サポート１及びプロセス・サポート・コーティング２から分離することを可能にする。黒鉛粉末は離型剤４用として有利な材料であることが分かっている。

本発明によるアンテナ構造体製造方法のステップｅ）では、導電性のアンテナ材料５がプロセス・サポート・コーティング２のアンテナ構造体のネガ３に導入され、場合によってはアンテナ材料５を硬化するステップが続く。

アンテナ構造体のネガ３への導電性のアンテナ材料５の導入は、好ましくは、図２に概略的に示される電気めっきプロセスによって行われてもよい。プロセス・サポート１及びアンテナ構造体のネガを含むプロセス・サポート・コーティング２から成る複合体は、電解質溶液１１を含む電解質容器１０に浸される。プロセス・サポート１は円筒として設計される。ＤＣ電圧源１２は、その陰極によりプロセス・サポート１に接続され、その陽極により、アンテナ材料５の溶解粒子（イオン）を含む電解質溶液１１に接続される。電圧を加えることにより、電解質溶液１１中に含まれるアンテナ材料５のイオンは、アンテナ構造体のネガ３に向かって移動し、そこに堆積する。アンテナ材料５は、非常に高い導電性を有する材料、好ましくは銅又はアルミニウムなどの金属を備える。記述された電気めっき法が実行されることが可能になるために、以下の前提条件が満たされなければならない。すなわち、プロセス・サポート１及び離型剤４は導電性材料から成らなければならないが、プロセス・サポート・コーティング２は電気絶縁材料から成る。製造されるアンテナ構造体を定義するプロセス・サポート・コーティング２の領域がプロセス・サポート・コーティング２の厚さＤ全体を通して取り除かれるように、プロセス・サポート・コーティング２内でのアンテナ構造体のネガ３の製造が実行され、従ってこれらの領域でプロセス・サポート１の加工表面１ａが晒され、導電性の離型剤４によって覆われることができる。従って、導電性のコンタクトが離型剤４と電解質溶液１１の間のアンテナ構造体のネガ３中に存在するので、アンテナ構造体のネガ３へのアンテナ材料５の電気めっきが確実になる。

図３には、導電性のアンテナ材料５をアンテナ構造体のネガ３に導入するステップｅ）の一代替実施形態が概略的に示してある。導電性のアンテナ材料５は、はんだペースト、場合によってははんだ粉末の形でも、プロセス・サポート・コーティング２のアンテナ構造体のネガ３に導入され、この導入は、印刷、注入又は同様の方法によって行われてもよい。従来技術で使用される銀ペーストとは異なり、はんだペーストは優れた導電率を有し、従って、続いて他の導体材料で覆われる必要はない。はんだペーストは、アンテナ構造体のネガ３内で均一に分散するように、その融点（電気加熱ユニット１３からの熱放射Ｔへの暴露により概略的に示される）を超えて熱せられ、次いで冷却することによって硬化させられる。電気めっきが実行されないので、導電性のアンテナ材料５をアンテナ構造体のネガ３に導入する方法ステップのこの変形形態では、プロセス・サポート１及び／又は離型剤４が導電性である必要はないと言わなければならない。プロセス・サポート・コーティング２が電気的に絶縁性を有する必要もない。

次に図１に戻ると、本発明によるアンテナ構造体製造方法での次のステップは、接着剤６をアンテナ材料５に適用するステップ（図ではステップｆ１として示される）、及びアンテナ基板７を接着剤６の露出面にプレスするステップである。有利には、接着剤は、ローラによるプロセスによって加えられてもよい。接着剤のタイプは、より詳細に限定されることはなく、例として、乾燥接着剤、圧力接着剤、温度が上昇すると接着力を発揮するフィルム（ヒートシール・フィルム）、液体接着剤又は紫外線硬化接着剤が使用されてもよい。本発明によれば、接着剤６はまた、まずアンテナ基板７に加えられてもよく、次いでアンテナ基板７及び接着剤から成るアセンブリは、アンテナ材料５に貼りつけられる、と言わなければならない。アンテナ基板７に適した材料には、たとえば、紙、並びにＰＶＣ、ＰＡ、ＰＥ若しくは同様のものから作られるプラスチックのフィルム又はシートが含まれる。布もアンテナ基板７として適しており、従って本発明によるアンテナ構造体はラベルに取り付けることもできる。

次いで、本発明によるアンテナ構造体製造方法はアンテナ構造体１６をプロセス・サポート１から引き抜くステップｇ）によって完了し、前記アンテナ構造体はアンテナ基板７に接合され、そして、アンテナ材料５から作られる。

本発明によるアンテナ構造体製造方法のステップｄ）にもう一度戻ると、離型剤４を一方ではプロセス・サポート１及びプロセス・サポート・コーティング２に、他方ではアンテナ材料５に結びつける接着力は、アンテナ構造体として設計されたアンテナ材料５がプロセス・サポート１から引き抜かれるときに、離型剤４も引き抜かれるように設定するか、又はアンテナ構造体として設計されたアンテナ材料５がプロセス・サポート１から引き抜かれるときに、離型剤４がプロセス・サポート１上に、また場合によってはプロセス・サポート・コーティング２上に残るように設定することができる、と言わなければならない。後者の場合、離型剤４は、数多くのアンテナ構造体を連続生産するのに使用することができる。

図４には、データ・キャリア基板１５上に配置され、本発明によるアンテナ構造体製造方法に従って製造されたアンテナ構造体１６に接続されるＲＦＩＤデータ・キャリア１４が平面図で示してある。アンテナ構造体１６は、データ・キャリア基板１５に接続された専用のアンテナ基板上に置かれてもよい。しかし、有利には、データ・キャリア基板１５は、アンテナ構造体１６用のアンテナ基板としても使用される。

アンテナ構造体を製造するための、本発明による方法を示す図である。 電気めっきプロセスにより導電性のアンテナ材料を導入する方法ステップを概略的に示す図である。 導電性のアンテナ材料を導入する方法ステップのさらなる実施形態を概略的に示す図である。 本発明に従って製造されるアンテナ構造体を備えるＲＦＩＤデータ・キャリアの平面図である。

Claims (8)

1. ａ）プロセス・サポートを設け、
   ｂ）前記プロセス・サポートの加工表面にプロセス・サポート・コーティングを適用し、
   ｃ）作製されるアンテナ構造体の輪郭に沿って前記プロセス・サポート・コーティングの対応する複数の領域を取り除くことにより、前記プロセス・サポート・コーティング内に前記アンテナ構造体のネガを作製し、
   ｄ）前記プロセス・サポート・コーティングの前記アンテナ構造体のネガに離型剤を導入し、
   ｅ）前記プロセス・サポート・コーティングの前記アンテナ構造体のネガに導電性のアンテナ材料を導入し、任意に前記アンテナ材料を硬化させ、
   ｆ）接着剤により前記アンテナ材料をアンテナ基板に接合させ、
   ｇ）前記プロセス・サポートから前記アンテナ構造体を引き抜くことを備え、前記アンテナ構造体は前記アンテナ基板に接合され、そして、前記アンテナ材料から作られる、アンテナ構造体を製造する方法。
2. 前記アンテナ構造体が前記プロセス・サポートから引き抜かれるとき、前記離型剤も引き抜かれる、請求項１に記載のアンテナ構造体製造方法。
3. 前記アンテナ構造体が前記プロセス・サポートから引く抜かれるとき、前記プロセス・サポート上及び場合によっては前記プロセス・サポート・コーティング上に前記離型剤が残る、請求項１に記載のアンテナ構造体製造方法。
4. 前記プロセス・サポート及び前記離型剤は導電性であり、前記プロセス・サポート・コーティングは電気絶縁性を有し、前記プロセス・サポート・コーティング内での前記アンテナ構造体のネガの前記作製は、作製される前記アンテナ構造体に従って前記プロセス・サポート・コーティングの対応する複数の領域を取り除いて、前記プロセス・サポートの加工表面に移すことを備え、前記離型剤が前記プロセス・サポートの加工表面に加えられ、前記導電性のアンテナ材料の前記アンテナ構造体のネガへの前記導入は、前記アンテナ材料を前記アンテナ構造体のネガに電気めっきすることを備える、請求項１に記載のアンテナ構造体製造方法。
5. 前記プロセス・サポート・コーティングの前記アンテナ構造体のネガへの導電性のアンテナ材料の前記導入は、はんだペーストを導入し、該はんだペーストを前記アンテナ構造体のネガ内に均一に分散させるために前記はんだペーストを溶解し、そして、前記溶解したはんだペーストを硬化させることを備える、請求項１に記載のアンテナ構造体製造方法。
6. 前記プロセス・サポートは円筒として設計される、請求項１に記載のアンテナ構造体製造方法。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の通りに製造されるアンテナ構造体を備える、データ・キャリア。
8. アンテナ基板の役割を同時に果たすデータ・キャリア基板を備える、請求項７に記載のデータ・キャリア。

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