JP2012145999A - 無線ｉｃデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】十分に接着力の強い接着剤を用いることができ、曲面などに貼り付けた場合であっても剥がれを極力防止できる無線ＩＣデバイス及びその貼着方法を得る。
【解決手段】無線ＩＣデバイス本体２０を保護カバー４０に収容してなる無線ＩＣデバイス。保護カバー４０のフランジ部４２の下面には接着剤層１０及び剥離シート１５が設けられている。接着剤層１０は、液状又はジェル状の接着剤を外皮にて包み込んだカプセル状接着剤を含み、剥離シート１５を剥離した際、外皮が部分的に剥離されて液状又はジェル状の接着剤が浸み出し、保護カバー４０が物品６０の表面に貼着される。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線ＩＣデバイス、特にＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる無線ＩＣデバイスに関する。

近年、物品の情報管理システムとして、誘導磁界を発生するリーダライタと、物品に付されたＲＦＩＤタグ（無線ＩＣデバイスとも称する）とを電磁界を利用した非接触方式で通信し、所定の情報を伝達するＲＦＩＤシステムが実用化されている。このＲＦＩＤタグは、所定の情報を記憶し、所定の無線信号を処理する無線ＩＣチップと、高周波信号の送受信を行うアンテナ（放射体）とを備え、管理対象となる種々の物品（あるいはその包装材）に貼着して使用される。

例えば、特許文献１には、シート状基材の表面に設けられた粘着剤層にＲＦＩＤタグが貼り付けられ、このシート状基材を物品の表面に貼着することで、シート状基材と物品との間にＲＦＩＤタグを挟み込むことが記載されている。ところで、この種のＲＦＩＤタグを貼り付ける対象となる物品の表面は、様々な形状を有している。例えば、ガスボンベの表面などの湾曲面にも貼着される場合がある。このような曲面にＲＦＩＤタグを貼り付けると、タグ自体が反り返ることとなり、接着力が十分でないと、ＲＦＩＤタグが物品から剥がれてしまうという問題点を有している。

特開２００７−１７１３０１号公報

そこで、本発明の目的は、十分に接着力の強い接着剤を用いることができ、曲面などに貼り付けた場合であっても剥がれを極力防止できる無線ＩＣデバイス及びその貼着方法を提供することにある。

本発明の第１の形態である無線ＩＣデバイスは、
物品の所定の面に貼着して使用される無線ＩＣデバイスであって、
無線ＩＣデバイス本体と
前記無線ＩＣデバイス本体の前記物品との接合面に設けられた接着剤層と、
前記接着剤層の表面に設けられた剥離シートと、
を備え、
前記接着剤層は、液状又はジェル状の接着剤を外皮にて包み込んだカプセル状接着剤を含んでおり、
前記剥離シートを剥離した際、前記外皮が部分的に剥離されて前記液状又はジェル状の接着剤が浸み出すこと、
を特徴とする。

本発明の第２の形態である無線ＩＣデバイスは、
物品の所定の面に貼着して使用される無線ＩＣデバイスであって、
無線ＩＣデバイス本体と
前記無線ＩＣデバイス本体を収容した保護カバーと、
少なくとも前記保護カバーの前記物品との接合面に設けられた接着剤層と、
前記接着剤層の表面に設けられた剥離シートと、
を備え、
前記接着剤層は、液状又はジェル状の接着剤を外皮にて包み込んだカプセル状接着剤を含んでおり、
前記剥離シートを剥離した際、前記外皮が部分的に剥離されて前記液状又はジェル状の接着剤が浸み出すこと、
を特徴とする。

本発明の第３の形態である貼着方法は、
液状又はジェル状の接着剤を外皮にて包み込んだカプセル状接着剤を含む接着剤層を用いて、無線ＩＣデバイス本体を物品の所定の面に貼着する貼着方法であって、
前記無線ＩＣデバイス本体の前記物品との接合面に前記接着剤層を設ける工程と、
前記接着剤層の表面に剥離シートを設ける工程と、
前記剥離シートを剥離することにより、前記カプセル状接着剤の外皮を部分的に剥離し、前記液状又はジェル状の接着剤を浸み出させる工程と、
前記液状又はジェル状の接着剤にて無線ＩＣデバイス本体を前記物品の所定の面に貼着する工程と、
を備えたことを特徴とする貼着方法。

本発明の第４の形態である貼着方法は、
液状又はジェル状の接着剤を外皮にて包み込んだカプセル状接着剤を含む接着剤層を用いて、無線ＩＣデバイス本体と該無線ＩＣデバイス本体を収容した保護カバーとを備えた無線ＩＣデバイスを物品の所定の面に貼着する貼着方法であって、
少なくとも前記保護カバーの前記物品との接合面に前記接着剤層を設ける工程と、
前記接着剤層の表面に剥離シートを設ける工程と、
前記剥離シートを剥離することにより、前記カプセル状接着剤の外皮を部分的に剥離し、前記液状又はジェル状の接着剤を浸み出させる工程と、
前記液状又はジェル状の接着剤にて前記保護カバーを前記物品の所定の面に貼着する工程と、
を備えたことを特徴とする。

前記無線ＩＣデバイス及び貼着方法において、液状又はジェル状の接着剤を外皮にて包み込んだカプセル状接着剤を含む接着剤層を用いており、物品に貼り付ける際に前記外皮を部分的に剥離して中身の接着剤を浸み出させる。カプセル状接着剤は外皮にて包み込まれているため、アクリル樹脂系接着剤やエポキシ樹脂系接着剤など接着力の高い反応系接着剤を用いることができる。それゆえ、無線ＩＣデバイス本体あるいは保護カバーが強い接着力で物品に貼着されることになり、貼着面が曲面であっても、剥がれるおそれはない。

本発明によれば、十分に接着力の強い接着剤を用いることができるので、曲面などに貼り付けた場合であっても剥がれを極力防止できる。

第１実施例である無線ＩＣデバイスを示す分解斜視図である。 前記第１実施例である無線ＩＣデバイスを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は底面図である。 接着剤層の第１例を用いた貼着方法を工程順に示す断面図である。 前記第１実施例である無線ＩＣデバイスを曲面に貼着した状態を示す断面図である。 接着剤層の第２例を用いた貼着方法を工程順に示す断面図である。 第２実施例である無線ＩＣデバイスを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は物品へ貼着した状態を示す断面図である。 第３実施例である無線ＩＣデバイスを示す断面図である。 第４実施例である無線ＩＣデバイスを示す断面図である。

以下、本発明に係る無線ＩＣデバイス及びその貼着方法の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部品、部分は同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図１に示す第１実施例である無線ＩＣデバイス１Ａは、ＵＨＦ帯の通信に用いられるものであり、無線ＩＣデバイス本体２０を保護カバー４０に収容したものである。無線ＩＣデバイス本体２０は、誘電体素体２１と、該誘電体素体２１の少なくとも一主面に設けられた放射体３０と、該放射体３０に結合された無線ＩＣ素子５０とを備えている。

誘電体素体２１は、フッ素系樹脂材、ウレタン系樹脂材などの誘電体（絶縁性、磁性体であってもよい）からなる長尺の直方体形状をなし、可撓性を有している。放射体３０は、可撓性を有する銅箔やアルミ箔などの金属材からなり、誘電体素体２１の上面から両端面を経て下面にわたって設けられており、下面においてギャップ３３で分離されている。放射体３０は誘電体素体２１に対して両面テープなどを用いて全面的にあるいは部分的に接着されている。なお、何らかの固着手段を用いれば、必ずしも接着されている必要はない。

放射体３０の上面部分には、開口３１とスリット３２とが形成され、スリット３２の対向部分である給電部３２ａ，３２ｂに、誘電体素体２１に埋め込まれた無線ＩＣ素子５０が結合されている。無線ＩＣ素子５０は、シリコンからなる半導体集積回路で構成されており、ＲＦ信号を処理するもので、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路などを含み、必要な情報がメモリされている。無線ＩＣ素子５０と給電部３２ａ，３２ｂとの結合は電磁界結合あるいは半田バンプなどによる電気的な直接結合（ＤＣ接続）である。なお、本第１実施例では、無線ＩＣ素子５０として、ＩＣチップタイプのものを用いているが、ＩＣチップと所定の共振周波数を有する共振回路を含んだ給電回路基板とで構成されていてもよい。

保護カバー４０は、例えばエラストマ樹脂などの可撓性を有する樹脂材料からなり、図２（Ａ）に示すように、凹形状の収容部４１を有し、該収容部４１に前記無線ＩＣデバイス本体２０が収容されている。収容部４１は無線ＩＣデバイス本体２０を嵌合状態で収容するサイズであってもよく、あるいは、図２（Ｂ）に示すように、僅かなギャップ４１ａを有するサイズであってもよい。

また、保護カバー４０はフランジ部４２を有し、該フランジ部４２の下面（物品６０に対する接合面）には第１例として示す接着剤層１０及び剥離シート１５が設けられている。この接着剤層１０は、図３（Ａ）に示すように、液状又はジェル状の接着剤１１を外皮１２にてマトリクス状に小さく区分けして包み込んだカプセル状接着剤であり、接着剤１６にて保護カバー４０のフランジ部４２の下面に接着されている。また、剥離シート１５は接着剤１７にて接着剤層１０に接着されている。接着剤１７は接着剤１６よりも接着力の強いものが用いられている。

接着剤層１０の個々のカプセルは、直方体形状であれば各辺が０．１〜１０ｍｍ程度のサイズ、球体形状であれば平均粒径が０．１〜１０ｍｍ程度のサイズが好ましい。

ここで、接着方法について図３を参照して説明する。まず、保護カバー４０のフランジ部４２の下面に前記接着剤層１０を接着剤１６を介して貼着し、該接着剤層１０の下面に剥離シート１５を接着剤１７を介して貼着する（図３（Ａ）参照）。次に、剥離シート１５を端部から順次剥離していく（図３（Ｂ）参照）。これにて、カプセル状接着剤の外皮１２のうち接着剤１７に付着した部分１２’が剥離し、液状又はジェル状の接着剤１１が浸み出る。浸み出た液状又はジェル状の接着剤１１にて保護カバー４２を物品６０の所定の面に貼着する。物品６０に貼着した状態を図３（Ｃ）に示す。

外皮１２は、接着剤１７に接着されている部分が引き千切られるように剥離することが好ましく、素材としては引き千切られやすい紙や布が用いられる。引き千切られやすい材質であれば樹脂であってもよい。

カプセル状接着剤は外皮１２にて包み込まれており、アクリル樹脂系接着剤やエポキシ樹脂系接着剤など接着力の高い反応系接着剤を用いている。それゆえ、保護カバー４０が強い接着力で物品６０に貼着されることになり、図４に示すように、物品６０（ガスボンベなど）の曲面上に貼着した場合であっても、剥がれるおそれはない。

ここで、無線ＩＣデバイス１Ａの通信作用について概略的に説明する。無線ＩＣ素子５０から所定の高周波信号が給電部３２ａ，３２ｂに伝達されると、開口３１の周囲に電流が集中する。この電流集中部分が所定長さのループ状磁界電極として機能し、給電部３２ａ，３２ｂに対して所定の電位差を有することになる。そして、ループ状磁界電極の所定の電位差が放射体３０の上面部分に伝達され、下面部分との電位差により、上面部分がパッチアンテナとして動作する。

このように、給電部３２ａ，３２ｂから供給される信号の特性（例えば、広帯域な周波数特性）をそのまま放射体３０から外部に伝えることができる。放射体３０が外部からの高周波を受信した場合も同様に開口３１の周囲に電流が誘起され、給電部３２ａ，３２ｂから無線ＩＣ素子５０に電力が供給される。この場合、ループ状磁界電極は、無線ＩＣ素子５０と放射体３０とのインピーダンスのマッチングを図っている。

放射体３０単体からの電磁界放射は弱く短い距離でしか通信できない。物品６０が金属体であって、無線ＩＣデバイス１Ａをこの金属体に貼着すると、放射体３０の下面部分が金属体と容量結合し、金属体からその表面方向に強い電磁界が放射され、離れた位置にあるリーダライタとの通信が可能になる。なお、放射体３０と金属体との間に形成される容量は無限大であってもよい。換言すれば、放射体３０の下面部分は金属体と直接電気的に導通してもよい。従って、前記物品が金属体であることが好ましい。

第２例としての接着剤層１０について図５を参照して説明する。この接着剤層１０は、液状又はジェル状の接着剤１１を外皮１２にて広い面積で一つのカプセルとして包み込んだものである（図５（Ａ）参照）。剥離シート１５に設けられている接着剤１７は部分的に接着力を強くしており、剥離シート１５を剥離していくと（図５（Ｂ）参照）、接着力が強くされている部分に付着している外皮１２が部分的に剥離され（符号１２’参照）、この剥離部分から接着剤１１が浸み出す。接着剤１７は剥離される部分１２’において他の部分よりも接着力を強く設定されている。即ち、他の部分は外皮１２を引き千切らない接着力に設定され、剥離部分は外皮１２を引き千切る程度の接着力に設定されている。浸み出た液状又はジェル状の接着剤１１にて保護カバー４０を物品６０の所定の面に貼着する（図５（Ｃ）参照）。外皮１２はマトリクス状に剥離されてもよく、あるいは、筋状に剥離されてもよい。接着剤層１０を用いる作用効果は図３で説明した接着剤層１０と同様である。

図６は、保護カバーを用いることなく、無線ＩＣデバイス本体２０を直接に物品６０の所定の面に貼着するようにした第２実施例である無線ＩＣデバイス１Ｂを示す。この無線ＩＣデバイス１Ｂでは、誘電体素体２０の下面に接着剤１６を介して前記接着剤層１０が設けられ、さらに接着剤１７を介して剥離シート１５が設けられている。貼着方法は図３に示したとおりである。

図７は、第３実施例である無線ＩＣデバイス１Ｃを示す。この無線ＩＣデバイス１Ｃは、保護カバー４０を平板状の基台部４５と箱形状の被覆部４６とで構成し、被覆部４６に無線ＩＣデバイス本体２０を収容し、フランジ部４７と基台部４５とを溶着して無線ＩＣデバイス本体２０を保護カバー４０で完全に覆うようにしたものである。そして、基台部４５の下面に前記接着剤層１０が設けられている。物品６０に貼着される前には図７では図示されていないが剥離シート１５が貼着されていることは前述のとおりである。

図８は、第４実施例である無線ＩＣデバイス１Ｄを示す。この無線ＩＣデバイス１Ｄは、接着剤層１０を保護カバー４０の下面のみならず、無線ＩＣデバイス本体２０の下面（誘電体素体２１の下面）にも設けたものである。物品６０に貼着される前には図８では図示されていないが剥離シート１５が貼着されていることは前述のとおりである。

なお、本発明に係る無線ＩＣデバイス及びその貼着方法は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

特に、誘電体素体は、必ずしも直方体形状である必要はなく、またその材料に関しては、ゴムやエラストマ、エポキシなどの熱硬化性樹脂やポリイミドなどの熱可塑性樹脂であってもよい、あるいは、表面に凹部を形成することにより必要な可撓性を有するのであれば、ＬＴＣＣなどのセラミックであってもよく、多層に形成されてもよい。さらに、平面にのみ貼着する場合であれば、誘電体素体、放射体、保護カバーは必ずしも可撓性を有している必要はない。

また、放射体におけるＲＦ信号の伝搬や放射体と無線ＩＣ素子との信号の受渡しは前記実施例で説明した形態に限定することはなく、種々の伝搬形態、受渡し形態を採用でき、放射体の形状やサイズも任意である。

以上のように、本発明は、無線ＩＣデバイスに有用であり、特に、物品に対する接着力が強い点で優れている。

１Ａ〜１Ｄ…無線ＩＣデバイス
１０…接着剤層
１５…剥離シート
２０…無線ＩＣデバイス本体
２１…誘電体素体
３０…放射体
４０…保護カバー
５０…無線ＩＣ素子

Claims (9)

1. 物品の所定の面に貼着して使用される無線ＩＣデバイスであって、
   無線ＩＣデバイス本体と
   前記無線ＩＣデバイス本体の前記物品との接合面に設けられた接着剤層と、
   前記接着剤層の表面に設けられた剥離シートと、
   を備え、
   前記接着剤層は、液状又はジェル状の接着剤を外皮にて包み込んだカプセル状接着剤を含んでおり、
   前記剥離シートを剥離した際、前記外皮が部分的に剥離されて前記液状又はジェル状の接着剤が浸み出すこと、
   を特徴とする無線ＩＣデバイス。
2. 物品の所定の面に貼着して使用される無線ＩＣデバイスであって、
   無線ＩＣデバイス本体と
   前記無線ＩＣデバイス本体を収容した保護カバーと、
   少なくとも前記保護カバーの前記物品との接合面に設けられた接着剤層と、
   前記接着剤層の表面に設けられた剥離シートと、
   を備え、
   前記接着剤層は、液状又はジェル状の接着剤を外皮にて包み込んだカプセル状接着剤を含んでおり、
   前記剥離シートを剥離した際、前記外皮が部分的に剥離されて前記液状又はジェル状の接着剤が浸み出すこと、
   を特徴とする無線ＩＣデバイス。
3. 前記外皮にて包み込まれている液状又はジェル状の接着剤は、反応系接着剤であること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線ＩＣデバイス。
4. 前記外皮にて包み込まれている液状又はジェル状の接着剤は、アクリル樹脂系接着剤又はエポキシ樹脂系接着剤であること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線ＩＣデバイス。
5. 前記無線ＩＣデバイス本体は、誘電体素体と、該誘電体素体の少なくとも一主面に設けられた金属材からなる放射体と、該放射体に結合された無線ＩＣ素子と、を備えたこと、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
6. 前記無線ＩＣデバイス本体は、可撓性を有する誘電体素体と、該誘電体素体の少なくとも一主面に設けられた金属材からなる可撓性を有する放射体と、該放射体に結合された無線ＩＣ素子と、を備えたこと、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
7. 前記保護カバーは可撓性を有していること、を特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
8. 液状又はジェル状の接着剤を外皮にて包み込んだカプセル状接着剤を含む接着剤層を用いて、無線ＩＣデバイス本体を物品の所定の面に貼着する貼着方法であって、
   前記無線ＩＣデバイス本体の前記物品との接合面に前記接着剤層を設ける工程と、
   前記接着剤層の表面に剥離シートを設ける工程と、
   前記剥離シートを剥離することにより、前記カプセル状接着剤の外皮を部分的に剥離し、前記液状又はジェル状の接着剤を浸み出させる工程と、
   前記液状又はジェル状の接着剤にて無線ＩＣデバイス本体を前記物品の所定の面に貼着する工程と、
   を備えたことを特徴とする貼着方法。
9. 液状又はジェル状の接着剤を外皮にて包み込んだカプセル状接着剤を含む接着剤層を用いて、無線ＩＣデバイス本体と該無線ＩＣデバイス本体を収容した保護カバーとを備えた無線ＩＣデバイスを物品の所定の面に貼着する貼着方法であって、
   少なくとも前記保護カバーの前記物品との接合面に前記接着剤層を設ける工程と、
   前記接着剤層の表面に剥離シートを設ける工程と、
   前記剥離シートを剥離することにより、前記カプセル状接着剤の外皮を部分的に剥離し、前記液状又はジェル状の接着剤を浸み出させる工程と、
   前記液状又はジェル状の接着剤にて前記保護カバーを前記物品の所定の面に貼着する工程と、
   を備えたことを特徴とする貼着方法。

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