JP2009157428A

JP2009157428A - 非接触型ｉｃタグインレットの製造方法および非接触型ｉｃタグインレット

Info

Publication number: JP2009157428A
Application number: JP2007331725A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kawasaki; 実川崎
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】エッチングなどの大掛かりで、かつ工程に時間が必要な方法に替わり、簡単に早く、大量にアンテナ搭載加工までできる非接触型ＩＣタグインレットの製造方法および非接触型ＩＣタグインレットを提供する。
【解決手段】少なくとも以下の工程を含み、この工程順で製造する。（１）アンテナシート基材又は金属箔のいずれか一方に、アンテナ回路パターンに対応する必要な部分のみに接着剤を塗布し、アンテナシート基材と金属箔を全面に積層し、（２）接着剤を硬化させて金属箔とアンテナシート基材を固着させ、（３）アンテナ回路パターンに対応した金属箔導体部と、金属箔残材部との境界に、金属箔側から、アンテナシート基材には到達しないが金属箔を貫通するハーフカット刃を入れ、（４）金属箔残材部を除去し、アンテナシート基材上に固着されたアンテナ回路パターンに対応した金属箔導体部のみを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣチップとアンテナコイルが接合された、少なくとも非接触で外部と情報の授受を行うことができる、非接触型ＩＣタグインレットの製造方法および非接触型ＩＣタグインレットに関する。

ＩＣタグは、基本的に、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路とメモリ機能のあるＩＣチップと、アンテナコイルが接合された、インレットを内蔵した媒体で、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術を使って、無線通信を利用し非接触で外部と情報の授受を行うことができる。今日ではデータ伝送の仕様や、カード内のデータ処理機能などさまざまなタイプの製品が開発されている。非接触型ＩＣタグの最大の特徴は、非接触でデータの送受信を行うことができる点にある。これにより利用者の使用時の操作性向上と、端末インフラのメンテナンス負担の軽減が実現する。この非接触型ＩＣタグのスピーディで利便性が高い特徴から、ゲート装置との組み合わせによる交通乗車券、入退室管理媒体、会員証／社員証などの認証媒体、更には電子マネーなどでの応用が広がっている。さらに近年では、商品などに付けて、トレーサビイリティや物品管理などにも使われはじめており、利用分野の急激な拡大とともに、大量生産性と低コスト化への要望が大きくなっている。

ＩＣタグは、様々な用途や適用する媒体に合わせつつ、利用環境に適した構造や材質、機能を考慮して、カード型、ラベル型、スティック型など様々な形状に加工されているが、基本的な構成は図２に示すようにＩＣチップ（７０）とアンテナシート（６０）が接合されたインレット（５０）を内蔵している。ＩＣチップは、メモリ容量や通信距離、周波数帯や、複数のＩＣタグを同時に読み取れるアンチコリジョンなど、ＩＣタグの利用シーンや用途・方法に応じて選定される。ＩＣタグにはＩＣチップ内に格納されたデータにアクセスするためのアンテナが設けられ、このアンテナを介してデータの読み取りが行われる。

使用するアンテナはそのＩＣの持つ伝送仕様に合わせたπや巻き数で作成され、対応する波長にあわせた形状で作成されている。従来のアンテナの製造方法には下記の方法があるがそれぞれ一長一短がある。アンテナ基板に巻いたコイルを張り付ける「巻き線工法」では、コイル自体の厚みが大きくなるため、緩衝シートが必要になりタグ自体が厚くなる。アンテナ基板に超音波で巻き線を埋め込む「埋め込み工法」では、製造設備が大きくなる。スクリーン印刷で導電性金属ペーストを印刷する「印刷工法」では、焼付工程が必要になり、かつ導体抵抗が大きくなり性能が良くない。また、従来の最も一般的な製造方式は「エッチング方式」であり、プラスチックシート等の絶縁性基板の上に金属箔を貼着させてから、エッチング加工によりコイル状の導体部分を残す工法である。エッチング方式によるアンテナの製造方法によれば、精度が良く導体抵抗が低いので性能は良いが、製造設備が大掛かりになり、生産性が低く、コスト高になる問題点があった。

そこで、アンテナ基板を生産性高く、低コストで得るために、特許文献１には、アンテナ回路パターンの模様に突設したハーフカット刃と基板にも切れ目を入れるフルカット刃を円筒面に設けたロールと、支持ロールの間に、金属箔が接着剤を介して設けられた基板を通して、ハーフカット刃で金属箔にアンテナ回路パターンの切れ目を入れ、フルカット刃でアンテナ基板の外形をカットし、次いで、アンテナ回路パターン以外の部分の金属箔を基板から剥がしてアンテナ回路パターンを形成する製造方法が開示されている。また、
アンテナとは異なる用途であるが、特許文献２には、必要な部分のみに接着剤を塗布したキャリアテープに金属箔を接着し、キャリアテープ上に接着剤により固着された金属箔導体部と金属箔残材部との境界にハーフカットを入れ、粘着ロールで金属箔残材部を除去した後、金属箔導体部を絶縁フィルムで上下面から被着し、所定形状に打ち抜くフラットケーブルの製造方法が開示されている。
特開２００１−１０１３６６号公報特開平７−１４１９３５号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された製造方法によれば、接着剤を金属箔の全面に塗布するために、回路パターン部と回路パターン部以外の接着性に差がなく剥離が困難でありパターン精度を出すために加工速度が上がらない。また、接着剤は例えば紫外線硬化型等の粘着状態で適用され、回路パターン部以外の金属箔を分離した後始めて硬化・固着することになり、搬送用のキャリアテープとして作用する保護テープも必要となる。また、特許文献２に開示された製造方法では、キャリアテープ上に形成した金属箔導体部を最終的なアンテナ基材と貼合するため、貼り位置不良が発生し易く、キャリアテープと金属箔との接着強度を微妙にコントロールする必要があり、加工スピードが遅いためランニングコストが高くなる問題点があった。

本発明はかかる従来技術の問題点を解決するものであり、その目的とするところは、エッチングなどの大掛かりで、かつ工程に時間が必要な方法に替わり、簡単に早く、大量にアンテナ搭載加工までできる非接触型ＩＣタグインレットの製造方法および非接触型ＩＣタグインレットを提供するものである。

本発明の請求項１に係る発明は、非接触ＩＣタグインレットの製造方法において、少なくとも以下の工程を含み、かつ、この工程順で製造することを特徴とする非接触ＩＣタグインレットの製造方法である。
（１）アンテナシート基材又は金属箔のいずれか一方に、アンテナ回路パターンに対応す
る必要な部分のみに接着剤を塗布し、該接着剤を介してアンテナシート基材と金属
箔を全面に積層する工程。
（２）前記接着剤を硬化させて前記アンテナ回路パターンに対応した金属箔と前記アンテ
ナシート基材を固着させる工程。
（３）前記アンテナシート基材上に固着された前記アンテナ回路パターンに対応した金属
箔導体部と、前記アンテナシート基材上に固着されていない金属箔残材部との境界
に、金属箔側から、前記アンテナシート基材には到達しないが金属箔を貫通するハ
ーフカット刃を入れる工程。
（４）前記アンテナシート基材上に固着されていない金属箔残材部を、前記アンテナシー
ト基材上から除去し、前記アンテナシート基材上に固着された前記アンテナ回路パ
ターンに対応した金属箔導体部のみを形成する工程。

次に本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載された非接触ＩＣタグインレットの製造方法によって製造されたことを特長とする非接触ＩＣタグインレットである。

本発明の非接触型ＩＣタグインレットの製造方法によれば、アンテナシート基材と導電性の安定した金属箔とを部分ラミネートで連続的に接着し積層するため、生産性が高い。
さらに、接着剤を完全に硬化させてから、ハーフカットをいれるため、機械的な精度に基づくアンテナ回路パターンの再現が可能で形状のバラツキがない生産が可能となる。また従来の方法のようにキャリアテープや保護フィルムが不要であり、設備も従来に比べ簡略化できる。本発明ではエッチング方式と異なり金属箔の厚みを厚くしてもラインスピードを一定とすることが可能であり、生産性が高く高性能なアンテナをそなえた非接触型ＩＣタグインレットを得ることができる。すなわち、本発明の非接触型ＩＣタグインレットの製造方法によれば、エッチングなどの大掛かりで、かつ工程に時間が必要な方法に替わり、簡単に早く、大量にアンテナ搭載加工までできる非接触型ＩＣタグインレットを得ることができる。

本発明の非接触型ＩＣタグインレットの製造方法を一実施形態に基づいて以下に説明する。

図１は、本発明の非接触型ＩＣタグインレットの製造方法の一実施形態を断面で説明する概略図である。（ａ）はアンテナシート基材又は金属箔のいずれか一方の、アンテナ回路パターンに対応する必要な部分のみに接着剤が塗布され、該アンテナシート基材を介してアンテナシート基材と金属箔が全面に積層された構成を断面で示す。（ｂ）は接着剤を硬化させてアンテナ回路パターンに対応した金属箔とアンテナシート基材を固着させた断面構成を示す。（ｃ）はアンテナシート基材上に固着されたアンテナ回路パターンに対応した金属箔導体部と、アンテナシート基材上に固着されていない金属箔残材部との境界に、金属箔側から、アンテナシート基材には到達しないが金属箔を貫通するハーフカットを入れた状態を断面で示す。（ｄ）はアンテナシート基材上に固着されていない図示しない金属箔残材部を、アンテナシート基材上から除去し、アンテナシート基材上に固着されたアンテナ回路パターンに対応した金属箔導体部のみが形成された構成を示す。また、図２は、一般的な非接触型ＩＣタグインレットを説明する為の透視図で、（ａ）は上面から見た透視図であり、（ｂ）はインレットの断面図である。

本発明ではまず、図１（ａ）に示すように、電気絶縁性のアンテナシート基材（２０）又は金属箔（１０）のいずれか一方に、アンテナ回路パターンに対応する必要な部分のみに接着剤（３０）を塗布し、アンテナシート基材（２０）と金属箔（１０）を全面に積層する。積層方法としては、例えば、ドライラミネーション方式等公知の技術を用いることができる。

ここで、アンテナ回路として用いる金属箔としては、厚みが７μｍ〜５０μｍの銅、アルミニュウム、鉄等の金属箔であれば特に限定しない。また、金属箔単体だけでなく、加工性を良くするために薄いＰＥＴ等の延伸フィルムと貼り合わせたものを用いても構わない。

接着剤は特に限定しないが、ドライラミネーション方式でグラビアパターン版を適用できるポリウレタン系、ポリエーテル系等の硬化型接着剤を用いることが生産性、コストを考慮すると好ましい。接着剤の塗布量は固形分で０．１〜１０ｇ／ｍ²が望ましい。０．１ｇ／ｍ²以下であると十分な強度が出ず、１０ｇ／ｍ²以上では金属箔とニップした際に、平面方向に広がってしまい、詳細なパターンでの固着が出来ない。

アンテナシート基材としては、電気絶縁性の延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ナイロン（Ｏ−ＮＹ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の延伸フィルムや、ポリイミド（ＰＩ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の未延伸フィルムが使用できる。また、紙に接着剤が染み込まない様、ポリエチレン（ＰＥ）でコーティングを施したものに接着剤を塗布す
るか、金属箔側に接着剤を塗布して紙とニップすることも可能である。

次に、接着剤（３１）を硬化させて、アンテナ回路パターンに対応した金属箔とアンテナシート基材を固着させる。通常のドライラミネーションの場合はエージングが必要であるが、例えば紫外線硬化型や電子線硬化型の接着剤を使用して、積層後に直ちに接着剤を硬化させて固着することも可能である。

次に、アンテナ回路パターンにあわせて作成した抜き刃（４０）を用いて、アンテナシート基材上に固着されたアンテナ回路パターンに対応した金属箔導体部（１１）と、アンテナシート基材上に固着されていない金属箔残材部（１２）との境界に、金属箔側から、アンテナシート基材（２０）には到達しないが金属箔を貫通するハーフカットを入れる。抜き刃としては、微細なパターンが可能な腐食刃を用いることで細かいパターンの抜きが可能となる。

次に、アンテナシート基材上に固着されていない金属箔残材部（１２）を、アンテナシート基材上から除去することで、アンテナシート基材（２０）上に固着されたアンテナ回路パターンに対応した金属箔導体部（１１）のみが形成された本発明の非接触型ＩＣタグインレットのアンテナが得られる。

本発明の非接触型ＩＣタグインレット（５０）は、上述した製造方法で得られたアンテナシート（６０）上に、ＩＣチップ（７０）を接続することで形成される。必要に応じてＩＣチップを封止するとともにＩＣチップの物理的強度を改善するための補強板を用いることも可能である。アンテナコイルとＩＣチップの接続は、図示しないが、ＩＣチップの入出力パッドに形成されたバンプとアンテナコイルのアンテナ接続ランドとを、異方導電性フィルムＡＣＦ等を介して接続される。

本発明の非接触型ＩＣタグインレットをＩＣタグとして使用するにあたっては、用途や適用する媒体に合わせて、利用環境に適した構造や材質、機能を考慮して、カード型、ラベル型、スティック型など様々な形状に加工される。一般的なタグ形式としては、シート構成として、熱ラミネートによりインレットを挟み込んだ形で単層化することで使用されるが、タグとしての製品化は公知の加工方法で作成することが可能であり制限されない。

以下に、本発明の具体的実施例について説明する。

＜実施例１＞
アンテナ回路としての渦巻状のパターンを有するグラビア版を作成し、このグラビア版を用いて固形分で２ｇ／ｍ²となるようにウレタン系の２液硬化型接着剤を、アンテナシート基材の厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに塗布した。溶剤を乾燥させた後、金属箔として厚さ３０μｍのアルミニュウム（ＡＬ）箔とドライラミネーション方式で貼り合わせ、その後４０℃で３日間エージング処理をして接着剤を硬化させて金属箔とアンテナシート基材を固着した。次に、アンテナ回路としての渦巻状のパターンと同形状の抜き型を用いて、アンテナシート基材（ＰＥＴ）上に固着されたアンテナ回路パターンに対応した金属箔（ＡＬ）導体部と、アンテナシート基材上に固着されていない金属箔残材部との境界に、金属箔（ＡＬ）側から、アンテナシート基材には到達しないが金属箔を貫通するハーフカット刃を入れた。次にアンテナシート基材上に固着されていない金属箔残材部を、アンテナシート基材上から除去し、アンテナシート基材上に固着されたアンテナ回路パターンに対応した金属箔導体部のみが形成されたアンテナシートを得た。

＜実施例２＞
前記した実施例１で、金属箔をＡＬ箔単体ではなく、厚さ３０μｍのＡＬ箔に１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが貼り合わせた積層体を用い、ドライラミネートの接着面をＰＥＴ同士として、他は実施例１と同様の方法でアンテナシートを得た。

以下に、本発明の比較例について説明する。

＜比較例１＞
アンテナ回路としての渦巻状のパターンを有するグラビア版を作成し、このグラビア版を用いて固形分で２ｇ／ｍ²となるようにアクリル系の粘着剤を、アンテナシート基材の厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに塗布した。溶剤を乾燥させた後、金属箔として厚さ３０μｍのアルミニュウム（ＡＬ）箔と貼り合わせ、その後常温で３日間エージング処理をして金属箔とアンテナシート基材を粘着接着した。次に、アンテナ回路としての渦巻状のパターンと同形状の抜き型を用いて、アンテナシート基材（ＰＥＴ）上に粘着接着されたアンテナ回路パターンに対応した金属箔（ＡＬ）導体部と、アンテナシート基材上に接着されていない金属箔残材部との境界に、金属箔（ＡＬ）側から、アンテナシート基材には到達しないが金属箔を貫通するハーフカット刃を入れた。次にアンテナシート基材上に接着されていない金属箔残材部を、アンテナシート基材上から除去し、アンテナシート基材上に粘着接着されたアンテナ回路パターンに対応した金属箔導体部のみが形成されたアンテナシートを得た。

＜比較例２＞
比較例１と同様の方法で、アクリル系粘着剤の塗布量を２０ｇ／ｍ²として、アンテナシート基材上に粘着接着されたアンテナ回路パターンに対応した金属箔導体部のみが形成されたアンテナシートを得た。

＜比較例３＞
全面で塗布できるグラビア版を用いて固形分で２ｇ／ｍ²となるようにウレタン系の２液硬化型接着剤を、アンテナシート基材の厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに塗布した。溶剤を乾燥させた後、金属箔として厚さ３０μｍのアルミニュウム（ＡＬ）箔とドライラミネーション方式で全面で貼り合わせ、その後４０℃で３日間エージング処理をして接着剤を硬化させて金属箔とアンテナシート基材を固着した。次に、アンテナ回路としての渦巻状のパターンを有するグラビア版を用いて、金属箔のエッチングで残す部分をマスキングするために、アクリル系のオーバーコートニスを金属箔表面に塗布して皮膜化した。次に、腐食液でエッチング処理を行い、アンテナシート基材上に固着されたアンテナ回路パターンに対応した金属箔導体部のみが残されたアンテナシートを得た

＜比較結果＞
以下に、表１を参照して、実施例と比較例との比較結果について説明する。生産スピードについては、比較例３はエッチング加工に長時間かかった。金属箔が厚ければ厚いほど抵抗値が低く性能が良いタグが出来るが、エッチング方式では時間がかかり非効率的であった。またアンテナ回路の微細性に関しては、比較例２は粘着材が広がってしまい金属箔残材部のきれいな除去が困難であった。アンテナシート基材と金属箔との接着性は、比較例１では粘着剤の塗布量が少なくて弱く、比較例２では粘着接着のため加工でズレが生じてしまい十分な強度ではなかった。同様に、耐熱性に関しては粘着接着である比較例１および比較例２は不十分で、記述していない後加工の熱ラミネート時に回路パターンのズレが生じた。表１における生産設備、コスト、トータルを含めた○×評価は、本発明者が相対
的に判断した結果である。

本発明の非接触型ＩＣタグインレットの製造方法の一実施形態を断面で説明する概略図。一般的な非接触型ＩＣタグインレットを説明する為の透視図。

符号の説明

１０・・・金属箔１１・・・金属箔導体部１２・・・金属箔残材部
２０・・・アンテナシート基材３０・・・接着剤３１・・・硬化接着剤
４０・・・抜き刃（ハーフカット刃）５０・・・ＩＣタグインレット
６０・・・アンテナシート７０・・・ＩＣチップ

Claims

非接触ＩＣタグインレットの製造方法において、少なくとも以下の工程を含み、かつ、この工程順で製造することを特徴とする非接触ＩＣタグインレットの製造方法。
（１）アンテナシート基材又は金属箔のいずれか一方に、アンテナ回路パターンに対応す
る必要な部分のみに接着剤を塗布し、該接着剤を介してアンテナシート基材と金属
箔を全面に積層する工程。
（２）前記接着剤を硬化させて前記アンテナ回路パターンに対応した金属箔と前記アンテ
ナシート基材を固着させる工程。
（３）前記アンテナシート基材上に固着された前記アンテナ回路パターンに対応した金属
箔導体部と、前記アンテナシート基材上に固着されていない金属箔残材部との境界
に、金属箔側から、金属箔を貫通するハーフカット刃を入れる工程。
（４）前記アンテナシート基材上に固着されていない金属箔残材部を、前記アンテナシー
ト基材上から除去し、前記アンテナシート基材上に固着された前記アンテナ回路パ
ターンに対応した金属箔導体部のみを形成する工程。
請求項１に記載された非接触ＩＣタグインレットの製造方法によって製造されたことを特長とする非接触ＩＣタグインレット。