JP2010250504A - Ｒｆｉｄタグおよびｒｆｉｄタグの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＦＩＤタグに加わる曲げ応力の緩和とともに、ＲＦＩＤタグを形成するアンテナパターンの断線を防止できるＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤタグの製造方法を提供する。
【解決手段】ＲＦＩＤタグ１は、アンテナを形成する送受信用のアンテナパターン３０と、アンテナパターン３０に電気接続されたＩＣチップ４０とを配置したインレット２０と、インレット２０を内部に外装する外装本体１０と、インレット２０と外装本体１０との間を気体またはゲル状材料で充填した充填部とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤタグの製造方法に関する。

近年、電波を用いることにより非接触でリーダライタ等の外部機器から電力供給および情報を受け、当該外部機器へ情報を送出する非接触ＩＣカード等のＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグが利用されている。

ＲＦＩＤタグは、小型のＩＣ（Integrated Circuit）チップをアンテナとともにカードなどの形状の内部に収めたものであり、電波を介してリーダライタから非接触で情報を読み出したり、書き込んだりすることができる。

そして、従来からＲＦＩＤタグは、ユニフォームなど衣類の管理（リネン用タグ）を行なう物流管理システムなどで利用されており、このようなリネン用タグの場合、衣類を着たときの使用感とともに、ある程度の強度が要求される。

具体的に説明すると、ＲＦＩＤタグを衣類に取り付けた場合、衣類はＲＦＩＤタグは取り外すことなく洗濯されるため、このような洗濯時に対する曲げ応力に耐えることができるＲＦＩＤタグが要求されている。

ここで、ＲＦＩＤタグの強度や耐久性を維持するためには、インレットの外装体を強固な構造とする必要があるが、外装体を強固にした場合には、反面、衣類としての着心地が維持できなくなるという問題がある。

すなわち、従来のリネン用のＲＦＩＤタグでは、ＲＦＩＤタグの内部に配置したインレットをウレタンなどで包囲する構造であったため、洗濯した時などにＲＦＩＤタグが曲がった場合には、直接、この曲がり応力がインレットに作用する。このためインレットに設けたアンテナパターンが断線するという問題があった。

そこで、上述したようなＲＦＩＤタグの強度に関する従来技術として、上下一対のフッ素樹脂フィルムによりＲＦＩＤタグを形成するアンテナ基板を保護するＲＦＩＤタグについて開示されている（特許文献１参照）。

また、従来技術として、ＲＦＩＤタグの内部にゲル状樹脂を封入させるとともに、外装材料によって、内部を覆うことで、ＲＦＩＤタグに対する応力変形を防止するものが開示されている（特許文献２参照）。

また、従来技術として、ＲＦＩＤタグを形成するＩＣチップの周囲を硬化性接着フィルムで包囲することでＩＣチップの補強を行なうことができるものが開示されている（特許文献３参照）。

また、従来技術として、発砲スチロール板をＲＦＩＤタグを形成するインレットと、スリットが形成された金属板との間に挟むことにより、インレットに対する不要な外力を防止するものが開示されている（特許文献４参照）。

実開２０００−７３３号公報 特開平１１−１０２４２４号公報 特開２００７−２７２７４８号公報 特開２００８−９７４２６号公報

ところが、上述した従来のＲＦＩＤタグの場合には、以下に示す問題がある。すなわち、特許文献１に記載されたＲＦＩＤタグの場合には、上下一対のフッ素樹脂フィルムによりアンテナ基板を保護することはできるが、フッ素樹脂フィルムでは、依然として外力が伝わってしまうためアンテナ基板の損傷する恐れがあるという問題がある。

また、特許文献２の場合には、ＲＦＩＤタグの内部に封入させたゲル状樹脂によりＲＦＩＤタグに対する応力変形を防止することはできるが、アンテナ基板の変形などを防止することはできないという問題がある。

また、特許文献３の場合には、ＩＣチップの周囲を硬化性接着フィルムで包囲することでＩＣチップの補強を行なうことができるがＲＦＩＤタグの内部のアンテナ基板を保護することはできないという問題がある。

また、特許文献４の場合には、スリットが形成された金属板が湾曲することで、インレットに対する不要な外力の付加を防止することはできるが、屈曲自体に対する補強とはいえないという問題がある。

そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、洗濯時などにＲＦＩＤタグに強い外力が付与された場合でも、インレットに加わる曲げ応力を軽減することで、ＲＦＩＤタグのアンテナパターン断線することがないＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤタグの製造方法を提供することを目的とする。

開示のＲＦＩＤタグは、アアンテナを形成する送受信用のアンテナパターンと、アンテナパターンに電気接続されたＩＣチップとを配置したインレットと、インレットを外装する外装体と、インレットと外装体とを接合する接合部と、インレットと前記外装体との間を気体またはゲル状材料で充填した充填部とを備えたことを要件とする。

開示のＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤタグに加わる曲げ応力の緩和およびＲＦＩＤタグを形成するアンテナ基板を形成するアンテナパターンの断線などを防止することができる。

図１は、実施例１に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。 図２は、図１に示したＲＦＩＤタグの縦断面図である。 図３は、図１に示した保護板を示す側面図である。 図４は、実施例２に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。 図５は、図４に示したＲＦＩＤタグの縦断面図である。 図６は、実施例３に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。 図７は、ＲＦＩＤタグの製造方法を示すフローチャートである。 図８は、ＲＦＩＤタグの製造方法を説明する説明図である。 図９は、ＲＦＩＤタグの製造方法を説明する説明図である。 図１０は、ＲＦＩＤタグの製造方法を説明する説明図である。 図１１は、ＲＦＩＤタグの製造方法を説明する説明図である。 図１２は、ＲＦＩＤタグの製造方法を説明する説明図である。

以下に添付図面を参照して、本願の開示するＲＦＩＤタグとＲＦＩＤタグの製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施例１により本願に開示するＲＦＩＤタグとＲＦＩＤタグの製造方法が限定されるものではない。

先ず、実施例１に係るＲＦＩＤタグ１の全体形状について説明する。図１は、実施例１に係るＲＦＩＤタグを示す平面図である。また、図２は、図１に示したＲＦＩＤタグを示す縦断面図である。

図１および図２に示すように、本実施例１に係るＲＦＩＤタグ１は、全体が長尺状の四角形型（直方体状）に形成された外装本体１０と、この外装本体１０の内部に形成された中空部２に配置されたインレット２０とを備えている。

また、インレット２０の表面に設けられたループアンテナを形成する送受信用のアンテナパターン３０と、このアンテナパターン３０のほぼ中央部に電気的に接続されたＩＣチップ４０とを備えている。

また、外装本体１０の中空部２内には、シリコンを原材料とした軟性のゲル材（例えば、αGEL（登録標章））が充填されている。なお、この図１で示した外装本体１０は、上外装体３（図２）の両端部と下外装体４（図２）の両端部とを接合することで形成されている。

また、インレット２０のほぼ中央部に位置する上部（図２の上部）および下部（図２の下部）には、インレット２０のアンテナパターン３０に設けられたＩＣチップ４０を保護するための一対の保護板５０が配置されている。なお、これら一対の保護板５０の詳細については後述する。

すなわち、本実施例１のＲＦＩＤタグ１は、このＲＦＩＤタグ１の筐体として形成される外装本体１０の内部を中空部２とし、この中空部２内にインレット２０を配置することで、インレット２０の自由度を確保し、これによって、外力により何らかの曲げ応力がＲＦＩＤタグ１に加わった場合でも、インレット２０に設けたアンテナパターン３０の断線を回避できる構成としている。

具体的には、ＲＦＩＤタグ１が何らかの外力により変形し曲げ応力が作用した場合でもアンテナパターン３０に曲げ応力が伝わりにくくなることとなる。すなわち、本実施例１では、ＲＦＩＤタグ１を形成する外装本体１０の内部でインレット２０の自由度を確保するために、インレット２０は、外装本体１０の内部と接合しない構造となっている。

インレット２０は、長尺状の本体部２１により形成されており、このインレット２０には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムやＰＥＮ（ポリエチレンナフレタート）フィルムなどの高強度、耐熱性、耐加水分解性を有する高機能特殊フィルムが使用される。

また、このインレット２０は、外装本体１０の内部に形成される中空部２の幅寸法よりも少し小さい幅寸法に設定されている。なお、このインレット２０は、所定の誘電率を有する誘電体基板やガラス等を含んだ樹脂により形成された、所謂、高周波用基板などを用いることができる。

また、インレット２０の表面部には、導体箔からなるパターンを形成したアンテナパターン３０が形成されている。アンテナパターン３０は、長手方向に形成された線状のアンテナ配線部３１と、このアンテナ配線部３１の先端部に接続された螺旋状に複数屈曲したアンテナ配線部３２とにより形成されている。ＩＣチップ４０は、アンテナパターン３０のアンテナ配線部３１が配置されたほぼ中央部に設けられている。

なお、インレット２０の表面に設けられるアンテナパターン３０は、メッキなどによる側面導通法や導体（例えば、銅等の金属導体）をエッチングすることにより形成することができる。

ＩＣチップ４０は、非接触で情報を記録および読み取るための通信回路と、メモリおよび所定の制御回路を備えるとともに、アンテナパターン３０に電気的に接続するための電極部（図示せず）とを備えている。

また、インレット２０の中央部に配置されたＩＣチップ４０の上下位置（図２の上下）にはインレット２０のアンテナパターン３０に設けられたＩＣチップ４０を保護するための補強板として形成された保護板５０が配置されている。

また、この保護板５０に固設された一対の柱部５２は、外装本体１０の内部に充填されたゲル材の内部（中空部２）で、外部から外力が加わった場合でも、インレット２０の横方向（図２の左右方向）への位置が移動することを防止するために設けられている。

すなわち、保護板５０は、四角型に形成された本体板部５１を有し、この本体板部５１には一対の柱部５２、５２が設けられている。そして、この保護板５０を形成する本体板部５１のほぼ中央部には一対の柱部５２、５２が固設されており、これら柱部５２、５２の先端部の一端部（図３の左側）は、凸部５３として、他端部（図３の右側）は、凹部５４（図３の右側）として形成されている。

すなわち、一対の保護板５０の柱部５２、５２同士の凸部５３と凹部５４とをそれぞれ結合させ合体することで、インレット２０の支持機構および外装体１０内で、インレット２０の横方向に対する位置決めを行なうポストとして機能する。

以上説明したように、本実施例１に係るＲＦＩＤタグ１によれば、ＲＦＩＤタグ１を形成する外装本体１０のゲル材が充填された中空部２内にアンテナパターン３０を設けたインレット２０を配置する構造としたので、ＲＦＩＤタグ１に外力が加わった場合でもインレット２０に加わる曲げ応力を緩和することができる。そして、これにより、アンテナパターン３０に対する曲げ応力を軽減することで、ＲＦＩＤタグ１を形成するアンテナパターン３０の断線を防止することができる。

次に、実施例２に係るＲＦＩＤタグ１ａの構成について説明する。図４は、実施例２に係るＲＦＩＤタグ１ａを示す平面図である。また、図５は、図４に示したＲＦＩＤタグ１１ａの縦断面図である。ここで、前述した実施例１のＲＦＩＤタグ１と同一の部材を示す符号の説明については、詳細な説明は省略する。

図４、５に示すように、ＲＦＩＤタグ１ａは、全体が長尺状の四角形型に形成された外装本体１０と、外装本体１０の中空部２の内部に配置されたインレット２０ａと、インレット２０ａのほぼ中央部に固設されたＩＣチップ４０およびアンテナパターン３０とを備えている。ＲＦＩＤタグ１ａを形成する外装本体１０は、上外装体５の端部と下外装体６の端部とを接合することで形成されている。

また、インレット２０ａを形成する本体部２１の両端部を延出部２２とし、これら延出部２２を外装本体１０の中空部２内で接合している。具体的には、上外装５の端部と下外装６の端部とで、インレット２０ａの本体部２１に設けた延出部２２をそれぞれ挟持することで接合している。

そして、同図に示すように、本実施例２に示すＲＦＩＤタグ１ａは、インレット２０ａの両端部に複数の切り欠き部となるスリット部２３、２３を設けている。

具体的に説明すると、図４、５に示すように、インレット２０ａには、このインレット２０ａの幅方向（図２の縦方向）の両側（図２の左右）に、複数のスリット部（切り欠き部）２３、２３が設けられている。これらスリット部２３、２３は、インレット２０ａの本体部２１の両辺側の反対方向（図１の上下方向）から互いに途中の位置まで切り欠きが形成されるように配置されている。

このように、インレット２０ａの両端部にスリット部２３、２３を設けることで、インレット２０に加わる曲げ応力をより軽減することができ、アンテナパターン３０の断線を防止することができる。

以上説明したように、本実施例２に係るＲＦＩＤタグ１ａによれば、ＲＦＩＤタグ１ａを形成する中空部２内に設けられるインレット２０ａの幅方向の両側には、切り欠き部として形成された複数のスリット部２３、２３を設ける構造としたので、ＲＦＩＤタグ１ａに外力が加わった場合でもインレット２０ａに加わる曲げ応力を緩和するとともに、ＲＦＩＤタグ１ａを形成するアンテナパターン３０の断線を確実に防止することができる。

次に、実施例３に係るＲＦＩＤタグ１ｂの全体形状について説明する。図６は、実施例３に係るＲＦＩＤタグ１ｂを示す平面図である。ここで、前述した実施例２で示したＲＦＩＤタグ１ａと本実施例３のＲＦＩＤタグ１ｂとの相違は、インレット２０ｂの両端部とともに、アンテナパターン３０の周囲にもスリット部２４を設けたことにある。

すなわち、図６に示すように、ＲＦＩＤタグ１ｂは、全体が長尺状の四角形型に形成された外装本体１０と、外装本体１０の中空部２の内部に配置されたインレット２０ｂと、インレット２０ｂのほぼ中央部に固設されたＩＣチップ４０およびアンテナパターン３０とを備えている。

また、同図に示すように、本実施例３に示すＲＦＩＤタグ１ｂは、インレット２０ｂの両側に、実施例２と同様に、複数の切り欠き部となるスリット部２３、２３を形成するとともに、アンテナパターン３０の周囲にも同じく切り欠きとなるスリット部２４を設けたことにある。

具体的に説明すると、図６に示すように、インレット２０ｂを形成するアンテナパターン３０の長手方向に形成された線状のアンテナ配線部３１と、このアンテナ配線部３１の先端部に接続された螺旋状に複数屈曲したアンテナ配線部３２とのうちの２箇所のアンテナ配線部３２の周囲を覆うように切り欠き部となるスリット部２４を形成している。

このように、アンテナパターン３０の配置領域であるアンテナ配線部３２の周囲を覆うようにスリット部２４を形成することで、ＲＦＩＤタグ１ｂの内部でよりインレット２０ｂの自由度を得る構造としている。

以上説明したように、本実施例３に係るＲＦＩＤタグ１ｂによれば、ＲＦＩＤタグ１ｂのアンテナパターン３０の２箇所のアンテナ配線部３２の周囲に沿って切り欠き部となるスリット部２４を形成しているので、ＲＦＩＤタグ１ｂに外力が加わった場合でもインレット２０ｂに加わる曲げ応力を緩和するとともに、ＲＦＩＤタグ１ｂを形成するアンテナパターン３０の断線を確実に防止することができる。

［ＲＦＩＤタグの製造方法］
次に、本実施例１によるＲＦＩＤタグの製造方法を図７および図８〜図１２を用いて説明する。図７は、実施例１に係るＲＦＩＤタグの製造工程を説明するフローチャートである。また、図８〜図１２は、ＲＦＩＤタグの製造工程を説明する図である。

図７のフローチャートに示すように、ＲＦＩＤタグ１の製造工程では、製造システムにより下外装板形成工程と、上外装板形成工程と、インレット配置工程と、ゲル材充填工程とが順に行なわれる。

すなわち、図７のフローチャートに示すように、先ず、本実施例１の製造システムでは、下外装板を形成する下外装板形成工程を行なう（ステップＳ１）。下外装板形成工程は、ＲＦＩＤタグ１の外装本体１０を構成する上外装板８（図１）と下外装板７のうちの下外装板７を形成する工程である。

すなわち、ＲＦＩＤタグ１（図１）を形成する外装本体１０は、上外装板８と下外装板７とを使用して製造することができる。外装本体１０は、上外装板８２の両端部と下外装板７の両端部（図１の左右端部）とを接合することで形成される。また、下外装板７（図８）は、外板部材７ａと内板部材７ｂとを組み合わせることにより形成することができる。

具体的に説明すると、図８に示すように、平板状に形成された外板部材７ａと、同じく平板状に形成された内板部材７ｂとを用意する。そして、先ず、この平板状に形成された外板部材７ａの凹溝部７ｃに保護板５０の本体板部５１の底面を嵌合させ接着し、保護板５０が固設された外板部材７ａの上面に内板部材７ｂを接合する。

この場合、保護板５０に設けられた一対の柱部５２、５２は、内板部材７ｂのほぼ中央位置に形成された一対の通孔（図示せず）を挿通することで、外板部材７ａおよび内板部材７ｂに対して保護板５０を接合させることができる。

次に、図７のフローチャートに示すように、本実施例１の製造システムでは、上外装板を形成する上外装板形成工程を行なう（ステップＳ２）。上外装板形成工程は、ＲＦＩＤタグ１の外装本体１０を構成する上外装板８と下外装板７のうちの上外装板８を形成する工程である。

具体的に説明すると、図９に示すように、平板状であるとともに片側（図９の上側）に向けて屈曲部８ｃが設けられた外板部材８ａと、平板状に形成された内板部材８ｂとを用意する。上外装板８は、外板部材８ａと内板部材８ｂとを組み合わせることにより形成することができる。

すなわち、外板部材８ａの凹溝部８ｄに保護板５０の本体板部５１の底面を嵌合させ接着し、保護板５０が固設された外板部材８ａの上面に内板部材８ｂを接合する。この場合、図８と同様に、保護板５０に設けられた一対の柱部５２、５２は、内板部材８ｂのほぼ中央位置に形成された一対の通孔（図示せず）を挿通することで、外板部材８ａおよび内板部材８ｂに対して保護板５０を接合させることができる。

次に、図７のフローチャートに示すように、ＲＦＩＤタグの製造システムでは、インレット２０を配置するインレット配置工程を行なう（ステップＳ３）。インレット配置工程は、ＲＦＩＤタグの外装本体１０の内部にインレット２０を配置する工程である。

具体的に説明すると、図１０に示すように、図７で製造した下外装板７の上面部に対して、ＩＣチップ４０を固設したインレット２０を載置させ、このインレット２０を接着剤により下外装板７に接合する。

次に、図７のフローチャートに示すように、ＲＦＩＤタグの製造システムでは、ＲＦＩＤタグの内部にゲル材を充填させるゲル材充填工程を行なう（ステップＳ４）。ゲル材充填工程は、ＲＦＩＤタグ１の外装本体１０の内部に形成された空間部２の内部にゲル材を充填させる工程である。

具体的に説明すると、図１１に示すように、下外装板７と上外装板８との接合とともに、外装本体１０として形成される中空部２の内部にゲル材を注入し充填させる。

以上説明したＲＦＩＤタグ１の製造工程により、図１２に示すように、ＲＦＩＤタグ１は、ＲＦＩＤタグ１を形成する外装本体１０のゲル材が充填された中空部２内にアンテナパターン３０を設けたインレット２０を配置する構造とすることができ、これによって、ＲＦＩＤタグ１に外力が加わった場合でもインレット２０に加わる曲げ応力を緩和するとともに、ＲＦＩＤタグ１を形成するアンテナパターン３０の断線を防止することができる。

さて、これまで本発明の実施例１〜３について説明したが、本発明は上述した実施例１〜３以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施例にて実施されてもよいものである。

すなわち、上述した実施例１の場合では、インレット２０は、中空部２の内部に充填材を充填させ、この充填材内にインレット２０を配置させることとしているが、中空部２の内部に充填材を充填させることなく、単なる中空部２の内部にインレット２０を配置する構造としてもよい。この場合も充填材を充填させた時と同様に、ＲＦＩＤタグに外力がかかった時でも、この外力は直接インレット２０に作用することなく、この外力を緩和させ軽減することができる。

以上の実施例１〜３を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）アンテナを形成する送受信用のアンテナパターンと、前記アンテナパターンに電気接続されたＩＣチップとを配置したインレットと、
前記インレットを外装する外装体と、前記インレットと前記外装体とを接合する接合部と、前記インレットと前記外装体との間を気体またはゲル状材料で充填した充填部と
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。

（付記２）前記インレットが、当該インレットと前記外装体との間に形成された気体またはゲル状材料で充填した前記充填部内の中央部に位置するとともに、当該インレットの外面部が前記外装体の内部と接触しないようにインレットの位置決めを行なう位置決め板をさらに備えることを特徴とする付記１に記載のＲＦＩＤタグ。

（付記３）前記インレットを形成する本体部の両端部は、前記外装体の内部と接合されていることを特徴とする付記１または２に記載のＲＦＩＤタグ。

（付記４）前記インレットを形成する本体部には、当該本体部の幅方向に亙って複数の切り欠き部が形成されていることを特徴とする付記１、２または３に記載のＲＦＩＤタグ。

（付記５）前記インレットを形成する前記アンテナパターンの周囲には、当該アンテナパターンの周囲に沿うように切り欠き部が形成されていることを特徴とする付記１から４の何れか一つに記載のＲＦＩＤタグ。

（付記６）ＲＦＩＤタグを形成するインレットの両端部と外装体の内部とが接合しないように外装体を形成する外装体形成工程と、
前記外装体形成工程により形成された外装体の内部にＩＣチップを配置するＩＣチップ配置工程と、
前記インレットと前記外装体との間を気体またはゲル状材料で充填するゲル材充填工程と
を含むことを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。

１、１ａ、１ｂ ＲＦＩＤタグ
２ 中空部
７ 外装板部
８ 内装板部
１０ 外装本体
２０、２０ａ、２０ｂ インレット
２１ 本体部
２２ 延出部
２３、２４ スリット部
３０ アンテナパターン
３１、３２ アンテナ配線部
４０ ＩＣチップ
５０ 保護板
５１ 本体板部
５２ 柱部

Claims (6)

1. アンテナを形成する送受信用のアンテナパターンと、前記アンテナパターンに電気接続されたＩＣチップとを配置したインレットと、
   前記インレットを外装する外装体と、前記インレットと前記外装体とを接合する接合部と、前記インレットと前記外装体との間を気体またはゲル状材料で充填した充填部と
   を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
2. 前記インレットが、当該インレットと前記外装体との間に形成された気体またはゲル状
   材料で充填した前記充填部内の中央部に位置するとともに、当該インレットの外面部が前記外装体の内部と接触しないようにインレットの位置決めを行なう位置決め板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
3. 前記インレットを形成する本体部の両端部は、前記外装体の内部と接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＲＦＩＤタグ。
4. 前記インレットを形成する本体部には、当該本体部の幅方向に亙って複数の切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載のＲＦＩＤタグ。
5. 前記インレットを形成する前記アンテナパターンの周囲には、当該アンテナパターンの周囲に沿うように切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載のＲＦＩＤタグ。
6. ＲＦＩＤタグを形成するインレットの両端部と外装体の内部とが接合しないように外装体を形成する外装体形成工程と、
   前記外装体形成工程により形成された外装体の内部にＩＣチップを配置するＩＣチップ配置工程と、
   前記インレットと前記外装体との間を気体またはゲル状材料で充填するゲル材充填工程と
   を含むことを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。

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