JP2016057892A

JP2016057892A - Ｉｃタグ及びｉｃタグ付き金属部材

Info

Publication number: JP2016057892A
Application number: JP2014184250A
Authority: JP
Inventors: 寿代増田; Hisayo Masuda; 耕司田崎; Koji Tazaki; 裕宣石坂; Hironobu Ishizaka
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2016-04-21

Abstract

【課題】金属部材に取り付けても通信距離を確保可能で、取り付けが容易であり、また、取付けにより金属部材の外形に変化を生じさせることのないＩＣタグ及びこのＩＣタグを取り付けたＩＣタグ付き金属部材を提供することを目的とする。
【解決手段】第１の絶縁樹脂シートと、この第１の絶縁樹脂シート上に配置され、ＩＣチップとアンテナとを備えるコアと、前記コアの周囲の第１の絶縁樹脂シート上に配置されるブースターアンテナと、前記コア及びブースターアンテナ上に配置される第２の絶縁樹脂シートと、を有するＩＣタグ及びこのＩＣタグを備えたＩＣタグ付き金属部材。
【選択図】図１

Description

本発明は、汎用のリーダーやリーダライタを用いて、金属部材上で情報の送受信ができるＩＣタグ及びＩＣタグ付き金属部材に関する。

近年、ＩＣチップを備えたＩＣタグは、製品の管理・偽造防止等の目的で、商品・包装・カード・書類等に多数利用されている。

一般的なＩＣタグは、金属部材上に取り付けられた場合に通信が困難になることが知られている。これは金属部材が通信のための電磁波を吸収・反射してしまうためである。

この対策として、金属部材の影響を軽減するため、ＩＣタグとこれが取り付けられる金属部材との間に磁性体シートやスペーサーを介すなどの工夫がなされている。その例として、誘電体を介して金属部材に貼り付けることができるタグが開示されている（特許文献１、２）。

また、粘着層を介して金属部材上に貼り付けるが、粘着層の厚みが変化してもその影響を受けないことを特徴とする非接触型データ受送信体が開示されている（特許文献３）。

ＩＣタグを金属部材表面に貼り付ける以外の方法として、ガスボンベにＩＣタグを取付ける治具が開示されている（特許文献４）。

さらに、金属部材にあらかじめＩＣタグを埋め込んだ金属蓋及び金属容器が開示されている（特許文献５）。

国際公開第２００９／０１４２１３号特開２０１４−６８１０号公報特開２０１１−９６０６６号公報特開２０１１−２４７３４０号公報特開２０１０−１０７４号公報

特許文献１〜３のＩＣタグは、ＩＣタグを金属部材表面に貼り付けて取り付けを行うものであるが、このようなＩＣタグは、金属部材表面に貼り付けられない場合には用いることができない。貼り付けられない場合とは、例えば、貼り付けることによって外観が損なわれる場合、部材表面に工具等が触れてＩＣタグが破損する場合、部材が屋外など過酷な条件下に晒されてタグが剥がれてしまう場合である。

特許文献４のＩＣタグ取付け治具は、上記の問題を解決することができるが、取付け対象がガスボンベに限られている。

特許文献５のＩＣタグは、金属部材にあらかじめ埋め込まれているが、このような場合は、金属部材を製造する工程でＩＣタグを埋め込む必要がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、金属部材に取り付けても通信距離を確保可能で、取り付けが容易であり、また、取付けにより金属部材の外形に変化を生じさせることのないＩＣタグ及びこのＩＣタグを取り付けたＩＣタグ付き金属部材を提供することを目的とする。

本発明は、以下に関するものである。
（１）第１の絶縁樹脂シートと、この第１の絶縁樹脂シート上に配置され、ＩＣチップとアンテナとを備えるコアと、前記コアの周囲の第１の絶縁樹脂シート上に配置されるブースターアンテナと、前記コア及びブースターアンテナ上に配置される第２の絶縁樹脂シートと、を有するＩＣタグ。
（２）項１において、コアがＩＣチップとループアンテナ又はコイルアンテナを備えており、前記ＩＣチップと前記ループアンテナ又はコイルアンテナとが、封止材により一体成形されているＩＣタグ。
（３）項１又は２において、ブースターアンテナが、シート状又はワイヤ状であるＩＣタグ。
（４）項１から３の何れかにおいて、ブースターアンテナがコの字形に形成されており、前記コの字形の内側にコアが配置されているＩＣタグ。
（５）項４において、コアのループアンテナ又はコイルアンテナが配置される面と、前記コアの周囲のコの字形のブースターアンテナが配置される面とが、平行又は略同一面であるＩＣタグ。
（６）項１から５の何れかにおいて、第１及び第２の絶縁樹脂シートが発泡フォーム材であるＩＣタグ。
（７）項１から６の何れかにおいて、ブースターアンテナが、鉄、銅、銀、又はアルミニウムのいずれかを含むＩＣタグ。
（８）項１から７の何れかのＩＣタグを備えたＩＣタグ付き金属部材であって、前記金属部材の上面もしくは底面に設けられた溝又は凹みに前記ＩＣタグを配置したＩＣタグ付き金属部材。
（９）項８において、ＩＣタグの周囲のコの字形のブースターアンテナが配置される面が、金属部材の側面に沿うように、前記ＩＣタグが配置されるＩＣタグ付き金属部材。

本発明によれば、金属部材に取り付けても通信距離を確保可能で、取り付けが容易であり、また、取付けにより金属部材の外形に変化を生じさせることのないＩＣタグ及びこのＩＣタグを取り付けたＩＣタグ付き金属部材を提供することができる。

本発明のＩＣタグの実施形態を示す概略図である。本発明のＩＣタグの実施形態の層構成を示す概略図である。本発明のＩＣタグを取り付けたＩＣタグ付き金属部材の実施形態を示す概略図である。本発明のＩＣタグを取り付けたＩＣタグ付き金属部材のＩＣタグを配置した部分を示す概略断面図である。本発明のＩＣタグの実施例を示す概略図である。本発明のＩＣタグの実施例を示す概略図である。本発明のＩＣタグの実施例を示す概略図である。本発明のＩＣタグの実施例を示す概略図である。本発明のＩＣタグに用いたパッケージタグを示す概略図である。

（ＩＣタグ）
本発明の一実施形態のＩＣタグの一例を、図１及び図２に示す。本実施の形態のＩＣタグは、第１の絶縁樹脂シート１０と、この第１の絶縁樹脂シート１０上に配置され、ＩＣチップとアンテナとを備えるコア２０と、前記コア２０の周囲の第１の絶縁樹脂シート１０上に配置されるブースターアンテナ３０と、前記コア２０及びブースターアンテナ３０上に配置される第２の絶縁樹脂シート１１と、を有するＩＣタグである。

図２に示すように、本実施の形態のＩＣタグは、第１の絶縁樹脂シート１０と第２の絶縁樹脂シート１１との間に、ＩＣチップ（図示しない）及びアンテナ（図示しない）を備えるコア２０と、このコア２０の周囲に配置されるブースターアンテナ３０とを、挟んで配置することで形成できる。

本実施の形態では、図２に示すように、この形状を維持するために、第１の接着剤層４０及び第２の接着剤層４１を、第１の絶縁樹脂シート１０及び第２の絶縁樹脂シート１１上に、それぞれ配置している。

本実施の形態のＩＣタグによれば、第１の絶縁樹脂シートと第２の絶縁樹脂シートとの間に、コアとその周囲のブースターアンテナを挟んだ構成なので、金属部材に取り付ける際にも、第１の絶縁樹脂シートと第２の絶縁樹脂シートとによって、コアと金属部材との間に距離を設けることができ、通信特性に対する金属部材の影響を抑制できる。また、ＩＣタグ全体をシート状に形成できるので、柔軟性を有しており、金属部材に配置されている既存の溝等の形状や寸法に合わせて形成でき、金属部材への取り付けが容易となるばかりでなく、外形に変化を生じさせないようにすることも可能になる。したがって、金属部材に取り付けても通信距離を確保可能で、取り付けが容易であり、取付けにより金属部材の外形に変化を生じさせることのないＩＣタグ及びこのＩＣタグを取り付けたＩＣタグ付き金属部材を提供することができる。

本実施の形態に用いる絶縁樹脂シートとしては、柔軟性を有するものが良い。特には、発泡フォーム材が好ましい。耐熱性が求められる場合は、耐熱フォームを用いることができる。また、絶縁樹脂シートの厚みとしては、取り付け性の観点から、１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であるとより好ましい。

本実施の形態の接着剤層としては、両面テープを用いることができる。このような両面テープとしては、アクリル系樹脂を用いたものやエステル系樹脂を用いたもの等が挙げられる。

本実施形態に用いるコアは、図９に示すように、ＩＣチップ２３とアンテナ２２とが、封止材２１により一体成形されたパッケージタグ２４である。さらに、ＩＣチップ２３とアンテナ２２とを支持する基材（図示しない。）を備えてもよい。

コアに用いるアンテナは、ブースターアンテナと電磁結合して電力を受け取り、ＩＣチップに伝えて動作させるものである。コアに用いるアンテナの形状としては、コイルアンテナやループアンテナが、ＩＣタグの小型化・通信特性向上の点で好ましい。コイルアンテナは渦巻き状であり、ループアンテナは環状のアンテナである。

本実施の形態で用いるアンテナは単層でよいので、例えば、基材の片面に銅箔を備えた銅箔付きポリイミド基材を利用して、銅箔をエッチングすることによりアンテナを形成できる。

アンテナとＩＣチップとの接続方法としては、ワイヤボンディングやフリップチップ接続により直接接続する方法が挙げられる。

本実施の形態では、図９に示すように、コアを小型化し、機械強度を高めるために、ＩＣチップ２３とアンテナ２２が封止材２１によって一体成形されているパッケージタグ２４としている。

本実施の形態で用いる封止材として、耐熱性と機械強度を有し、熱膨張係数が小さいポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等が利用できる。

ＩＣチップとアンテナとを支持する基材（図示しない。）を用いる場合は、ポリイミド基材、エポキシ基材が利用できる。

本実施の形態において、コアの周囲に配置されるブースターアンテナは、リーダ等と電磁結合して電力を受け取り、この受け取った電力を増幅して、コアのアンテナを介してＩＣチップに伝えるものである。本実施の形態で用いるブースターアンテナとしては、金属製であればどのようなものでも良いが、鉄、銅、銀、又はアルミニウムのいずれかを含むものが好ましい。

また、ブースターアンテナは、柔軟性を持たせる観点から、シート状又はワイヤ状であるのが好ましく、ブースターアンテナの厚みは１．０ｍｍ以下であることが好ましい。ブースターアンテナの寸法は、絶縁樹脂シートの厚み及び種類、コアの通信性能、取り付ける金属部材の形状や取り付ける位置等によって最適値となるように設計する。

本実施の形態において、ブースターアンテナは、コの字形に形成されており、ブースターアンテナとコアの位置関係は、ブースターアンテナのコの字の内部にコアを配置する。これにより、ブースターアンテナのブースター効果を十分に得ることができる。

さらに、コアのループアンテナ又はコイルアンテナが配置される面と、コアの周囲のコの字形のブースターアンテナが配置される面とが、平行又は略同一面であることが好ましい。これらの面が平行又は略同一面にあることで、ブースターアンテナのブースター効果を十分に得ることができ、十分な通信距離を確保できる。

（ＩＣタグ付き金属部材）
本実施形態のＩＣタグを取り付けたＩＣタグ付き金属部材の一例を、図３に示す。円筒形の金属部材５０の上面又は底面に形成されている既存の溝又は凹みに、本実施形態のＩＣタグ６０を配置したものである。図４にＩＣタグ付き金属部材のＩＣタグ６０を配置した部分の断面図を示す。図４に示すように、コア２０の周囲のコの字形のブースターアンテナ３０が配置される面が、金属部材５０の側面に沿うように、ＩＣタグ６０が配置されている。溝の巾と深さにあわせて絶縁樹脂シート１０、１１の厚み及び寸法を調整することで、ＩＣタグ６０を容易にはめ込むことができ、ＩＣタグ６０全体の柔軟性により、金属部材５０の溝の形状に沿ってはめ込むことができる。また、絶縁樹脂シート１０、１１の柔軟性により、ＩＣタグ６０が金属部材５０から外れにくい。

本実施の形態のＩＣタグ付き金属部材によれば、通信距離を確保可能で、ＩＣタグの取り付けが容易であり、また、ＩＣタグの取付けにより金属部材の外形に変化を生じさせることのないＩＣタグ付き金属部材を提供することができる。

図５に示すような構成及び図６に示す寸法でＩＣタグ６１を作製した。なお、図６中の両端に矢印のある線の近傍に示したかっこ内の数値は、各部位の寸法（単位ｍｍ）を示す。厚さ２．５ｍｍの発泡ポリプロピレンフォーム１２と、ＩＣチップ（図示しない）とコイルアンテナ（図示しない）が封止材（図示しない）により一体成形されているパッケージタグ２４（縦２．５ｍｍ、横２．５ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ）と、厚さ０．１ｍｍのりん青銅のブースターアンテナ３１を用いた。

図５に示すように、発泡ポリプロピレンフォーム１２の片面に、厚さ０．１ｍｍの両面テープ４２を貼り付け、その上にりん青銅のブースターアンテナ３１を固定し、りん青銅のブースターアンテナ３１のコの字内部にパッケージタグ２４を固定した。その上に厚さ０．１ｍｍの両面テープ４２を貼り付けた発泡ポリプロピレンフォーム１２をもう一枚貼り付けて作製した。

このＩＣタグを図７に示す中空の円筒形の鉄製部材（金属部材５０）の上面外周に沿って形成された溝に押し込んで取り付けた。溝の巾は４ｍｍ、深さは６ｍｍであった。なお、図７中の両端に矢印のある線の近傍に示したかっこ内の数値は、各部位の寸法（単位ｍｍ）を示す。

通信距離の測定方法と実験方法について説明する。

リーダライタは、Ａｔｉｄ社製製品名：ＡＴ８８０−ＵＨＦＨ（９２０ＭＨｚ、出力１Ｗ）を用いた。周囲１ｍ四方に障害物が無い状態で、ＩＣタグを取り付けた金属部材表面からリーダライタ読取部までの最大距離を測定した。測定箇所は、図８に示すように、金属部材の上方向Ａと横方向Ｂ（タグ取り付け位置正面）の２箇所とした。

実施例についての通信距離の測定結果を表１に示す。

本発明のＲＦＩＤタグは、工具、金型、金属製容器、金属製部材、重機等の金属を含む製品の管理、識別、情報提示、情報記録、偽造防止の目的として使用することができる。

１０第１の絶縁樹脂シート
１１第２の絶縁樹脂シート
１２ポリプロピレン発泡フォーム（第１の絶縁樹脂シート）
１３ポリプロピレン発泡フォーム（第２の絶縁樹脂シート）
２０コア
２１封止材
２２コイルアンテナ
２３ＩＣチップ
２４パッケージタグ
３０ブースターアンテナ
３１りん青銅のブースターアンテナ
４０第１の接着剤層
４１第２の接着剤層
４２両面テープ
５０金属部材
６０ＩＣタグ
６１ＩＣタグ
６２リーダライタ
Ａ通信距離（上方向）
Ｂ通信距離（横方向）

Claims

第１の絶縁樹脂シートと、この第１の絶縁樹脂シート上に配置され、ＩＣチップとアンテナとを備えるコアと、前記コアの周囲の第１の絶縁樹脂シート上に配置されるブースターアンテナと、前記コア及びブースターアンテナ上に配置される第２の絶縁樹脂シートと、を有するＩＣタグ。
請求項１において、コアがＩＣチップとループアンテナ又はコイルアンテナを備えており、前記ＩＣチップと前記ループアンテナ又はコイルアンテナとが、封止材により一体成形されるＩＣタグ。
請求項１又は２において、ブースターアンテナが、シート状又はワイヤ状であるＩＣタグ。
請求項１から３の何れかにおいて、ブースターアンテナがコの字形に形成されており、前記コの字形の内側にコアが配置されるＩＣタグ。
請求項４において、コアのループアンテナ又はコイルアンテナが配置される面と、前記コアの周囲のコの字形のブースターアンテナが配置される面とが、平行又は略同一面であるＩＣタグ。
請求項１から５の何れかにおいて、第１及び第２の絶縁樹脂シートが発泡フォーム材であるＩＣタグ。
請求項１から６の何れかにおいて、ブースターアンテナが、鉄、銅、銀、又はアルミニウムのいずれかを含むＩＣタグ。
請求項１から７の何れかのＩＣタグを備えたＩＣタグ付き金属部材であって、前記金属部材の上面もしくは底面に設けられた溝又は凹みに前記ＩＣタグを配置したＩＣタグ付き金属部材。
請求項８において、ＩＣタグの周囲のコの字形のブースターアンテナが配置される面が、金属部材の側面に沿うように、前記ＩＣタグが配置されるＩＣタグ付き金属部材。