JP2021177363A - Ｉｃタグ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屈曲などの外力が作用しても、ＩＣチップの剥離を防止することができる、ＩＣタグ及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るＩＣタグは、第１面及び第２面を有する基材シートと、前記基材シートの第１面に配置されるＩＣチップと、前記基材シートの第１面に配置され、前記ＩＣチップに格納された情報を電気的に送受信するアンテナと、前記基材シートの第１面に、前記ＩＣチップ及びアンテナを覆うように、接着剤を介して固定される保護シートと、を備え、前記保護シートは、前記ＩＣチップに沿うように隆起する突部を有している。【選択図】図２

Description

本発明は、ＩＣタグ及びその製造方法に関する。

近年、ＩＣタグの１種として、インレットと呼ばれるプラスチックや紙からなるベースシート上に電波通信用のアンテナとＩＣチップが搭載された構成のものが提案されている。そして、このようなインレットを、樹脂で封止したものを物品へ取り付けたり、物品へ埋め込むことで物品の管理に使用されている。

国際公開第２００９／０１１０４１号公報

ところで、上記のようなＩＣタグは、屈曲などの外力を受けるような過酷な環境で使用されることがあり、これによって、ＩＣチップがアンテナから剥離するおそれがある。このように、ＩＣチップがアンテナから剥離すると、通信が不能になる可能性がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、屈曲などの外力が作用しても、ＩＣチップの剥離を防止することができる、ＩＣタグ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るＩＣタグは、第１面及び第２面を有する基材シートと、前記基材シートの第１面に配置されるＩＣチップと、前記基材シートの第１面に配置され、前記ＩＣチップに格納された情報を電気的に送受信するアンテナと、前記基材シートの第１面に、前記ＩＣチップ及びアンテナを覆うように、接着剤を介して固定される保護シートと、を備え、前記保護シートは、前記ＩＣチップに沿うように隆起する突部を有している。

上記ＩＣタグにおいて、前記ＩＣチップは、当該ＩＣチップの前記保護シート側の面の縁部において、前記保護シートと最も近接するように構成することができる。

上記ＩＣタグにおいて、前記接着剤は、熱硬化型樹脂により形成することができる。

上記ＩＣタグにおいて、前記保護シートは、厚みが２５〜２５０μｍの樹脂材料により形成することができる。

本発明に係るＩＣタグの製造方法は、第１面及び第２面を有する基材シートの第１面に、ＩＣチップ及び前記ＩＣチップに格納された情報を電気的に送受信するアンテナを固定するステップと、前記基材シートの第１面に、前記ＩＣチップ及びアンテナを覆うように、接着剤を介して保護シートを配置するステップと、前記保護シート上に、弾性変形可能な支持シートを配置するステップと、前記支持シートを介して、加熱しつつ、前記保護シートを押圧することで、前記保護シートに、前記ＩＣチップに沿うように隆起する突部を形成するステップと、を備えている。

上記ＩＣタグの製造方法では、前記保護シートの押圧において、真空プレス機を用いることができる。

本発明に係るＩＣタグによれば、屈曲などの外力が作用しても、ＩＣチップの剥離を防止することができる。

本発明に係るＩＣタグの一実施形態を示す平面図である。 図１のＩＣタグの断面図である。 図１のＩＣタグの製造方法を示す断面図である。 図１のＩＣタグの製造方法を示す断面図である。 図１のＩＣタグの製造方法を示す断面図である。 図１のＩＣタグの製造方法を示す断面図である。 本発明に係るＩＣタグの他の例を示す断面図である。 屈曲試験を説明する断面図である。 屈曲試験を説明する断面図である。

＜１．ＩＣタグの概要＞
以下、本発明に係るＩＣタグの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るＩＣタグの平面図（図２のＡ−Ａ線断面図）、図２は図１の断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係るＩＣタグは、上面（第１面）及び下面（第２面）を有する長方形状に形成された基材シート１と、この基材シート１の上面に配置されたＩＣチップ２及びアンテナ３と、これらＩＣチップ２及びアンテナ３を覆う矩形状に形成された保護シート４と、を備えている。また、保護シート４は、接着剤５によって基材シート１の第１面に固定されている。以下、これら各部材について詳細に説明する。

基材シート１を構成する材料は特には限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂などで形成することができる。また、基材シート１の厚みは、例えば、２５〜２００μｍとすることが好ましく、５０〜１５０μｍとすることがさらに好ましい。

また、以下では、説明の便宜のため、図１に示すように、基材シート１及び保護シート４の長手方向の辺を第１辺１０１、第２辺１０２と称し、短手方向の辺を第３辺１０３、第４辺１０４と称することとする。したがって、これらの辺は、第１辺１０１，第３辺１０３，第２辺１０２，及び第４辺１０４の順で連結されている。

ＩＣチップ２は、メモリ機能を有する公知のものであり、導体で形成されたダイポールアンテナ３と、電気的に接続されている。

本実施形態では、一例として、図１に示すようなダイポールアンテナが用いられる。すなわち、このダイポールアンテナ３は、基材シート１の長手方向の中央付近に配置されたインピーダンス整合部３１と、このインピーダンス整合部３１から基材シート１の長手方向に延びる一対のダイポール部３２と、を備えている。インピーダンス整合部３１は、第１〜第４辺を有する矩形の枠状に形成されている。より詳細には、インピーダンス整合部３１の第１辺３１１は基材シート１の第１辺１０１からやや離れた位置に配置され、第２辺３１２は、基材シート１の第２辺１０２に沿うように配置されている。すなわち、インピーダンス整合部３１は、第１辺３１１，第３辺３１３，第２辺３１２，及び第４辺３１４がこの順で連結されている。そして、ＩＣチップ２は、インピーダンス整合部３１の第１辺３１１の中央付近に配置されている。

ダイポール部３２は、左右対称な形状であるため、図１の左側のみ説明する。ダイポール部３２は、インピーダンス整合部３１における第１辺３１１から、基材シート１の第１辺１０１側に延び、そこから基材シート１の第１辺１０１、第３辺１０３、及び第２辺１０２に沿うように延び、さらに、インピーダンス整合部３１の第３辺３１３に沿うように矩形状に枠を形成した後、その内側で渦状に延びている。なお、ダイポールアンテナ３の厚みは、特には限定されないが、例えば、５〜２０μｍとすることができる。

ダイポールアンテナ３を構成する材料は特には限定されないが、例えば、銀、銅、アルミニウム等の導電性の材料により形成することができる。銀を用いる場合には、銀を含有する銀ペーストをスクリーン印刷により基材シート１上に塗布することで、ダイポールアンテナ３を形成することができる。一方、銅やアルミニウムを用いる場合には、例えば、エッチングにより、ダイポールアンテナ３を形成することができる。また、ＩＣチップ２は、例えば、ＡＣＰなどの導電性接着剤２５でアンテナ３に固定されている。そのほか、ＩＣチップ２は、電子部品用の公知のフリップチップ実装などでアンテナ３に固定することができる。なお、ＩＣチップ２の厚みは、特には限定されないが、１００〜１５０μｍとすることができる。

以上のようなダイポールアンテナ３により、例えば、ＵＨＦ帯の電波によってＩＣチップ２に格納された情報を送受信することができる。

保護シート４は、熱により変形可能な材料で形成されることが好ましく、例えば、基材シートと同様の材料で形成することができる。また、保護シート４の厚みは、例えば、２５〜２５０μｍとすることが好ましく、５０〜１５０μｍとすることがさらに好ましい。

また、保護シート４において、ＩＣチップ２が配置されている箇所には、ＩＣチップ２に沿うように隆起する突部４１が形成されている。より詳細に説明すると、突部４１は、ＩＣチップ２の上方で概ね断面円弧状に形成されている。また、平面視においては、突部４１は、導電性接着剤２５の平面形状に沿うように、略円形に形成されている。そして、ＩＣチップ２と保護シート４とは、ＩＣチップ２の周縁付近で最も近接している。ＩＣチップ２と保護シート４とが最も近接している箇所の距離Ｘは、例えば、１〜２０μｍであることが好ましく、１〜１２μｍであることがさらに好ましく、１〜８μｍであることが特に好ましい。また、保護シート４の下面、つまり基材シート１と対向する面は、突部４１よりも外側の領域において、ＩＣチップ２の上面よりも低くなっている。

接着剤５は、例えば、アクリル系熱硬化性樹脂、エステル系熱硬化性樹脂、エポキシ系熱硬化性樹脂、またはポリイミド系熱硬化性樹脂を主成分とする材料で形成することができる。このような熱硬化性の接着剤は、後述するように、加圧によって突部４１を形成しつつ、保護シート４と基材シート１との接着を行うのに適している。但し、熱可塑性の接着剤も用いることができる。

＜２．ＩＣタグの製造方法＞
上記のように構成されたＩＣタグは、種々の方法で形成することができるが、例えば、以下の方法により形成することができる。まず、図３Ａに示すように、基材シート１上に、上述したスクリーン印刷やエッチングなどの方法で、ダイポールアンテナ３を形成する。そして、このダイポールアンテナ３上に、上述した方法、例えば、導電性接着剤２５によりＩＣチップ２を固定する。また、基材シート１と同じ大きさの保護シート４を準備する。この保護シート４の下面には、上述した接着剤５が予め塗布されている。次に、図３Ｂに示すように、この保護シート４を、基材シート１上に、ダイポールアンテナ３及びＩＣチップ２を覆うように配置する。

続いて、図３Ｃに示すように、支持板７上に、基材シート１を配置するとともに、保護シート４上に支持シート６を配置する。この支持シート６は、後述するように、ＩＣチップ２による保護シート４の変形を吸収するための弾性変形可能なシートであり、例えば、デュロメーター硬度（ＪＩＳ Ｋ７２１５−１９８６）がＨＤＤ１０〜ＨＤＤ９０の材料であることが好ましく、ＨＤＤ１０〜ＨＤＤ７０であることがさらに好ましい。具体的には、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）、ＥＭＭＡ（エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂）、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）などの樹脂材料を用いることができる。この支持シート６の上面及び下面には、離型剤を塗布しておくことが好ましい。また、支持シート６の厚みは、後述するように、少なくとも保護シート４の突部４１を吸収できる厚さであることが好ましく、例えば、５０〜３００μｍであることが好ましく、１００〜２００μｍであることがさらに好ましい。

そして、この支持シート６を加熱板８によって押圧する。加熱板８による押圧の温度、時間、及び圧力は種々の設定が可能であるが、押圧によってＩＣチップ２を破損しないように、且つＩＣチップ２に沿うように保護シート４に突部４１を形成できるような設定であることが必要である。例えば、４０℃から１６０℃まで５〜３０分（より好ましくは１０〜２０分）程度の時間で昇温し、１６０℃で１５〜５０分（より好ましくは２０〜４０分）押圧を続ける。その後、１６０℃から４０℃まで５〜３０分（より好ましくは１０〜２０分）程度の時間で降温する。この間、加熱板８は、１〜６ＭＰａ，より好ましくは３〜４ＭＰａの圧力で支持シート６を押圧する。なお、加熱板８の温度は、保護シート４や支持シート６の材料にもよるが、他の温度でもよい。但し、保護シート４及び支持シート６が変形する温度であることが好ましく、例えば、開始温度は、２０〜１００℃であることが好ましく、最高温度は、１２０〜１８０℃であることが好ましい。

そして、図３Ｄに示すように、支持シート６が加熱板８によって押圧されると、保護シート４が押圧され、接着剤５も押圧される。この過程において、保護シート４においてＩＣチップ２と対応する箇所が、ＩＣチップ２に押圧されることで、上方に凸となるように変形し、断面円弧状の突部４１が形成される。そして、この突部４１は、支持シート６を押圧する。すなわち、支持シート６は、保護シート４と加熱板８との間で押圧されているときに、突部４１を吸収する役割を果たす。さらには、ＩＣチップ２が押し潰されるのを防止する役割も果たす。こうして、上述した時間、圧力、及び温度で加圧した後、加熱板８を離間すると、図１及び図２に示すようなＩＣタグが完成する。

なお、上記のように保護シート４を加圧する際には、例えば、真空プレス機を用いることが好ましい。これにより、接着剤５と基材シート１との間に空気が入るのを防止することができる。特に、ＩＣチップ２は基材シート１から突出しているため、ＩＣチップ２の周囲には空気が入り込みやすい。そして、このように空気が入り込むと、アンテナ３が断線するおそれがあるため、真空プレス機を用いることが好ましい。

＜３．特徴＞
以上のように、本実施形態によれば、保護シート４が、ＩＣチップ２に沿うように凸状に形成された突部４１を有しており、突部４１以外の領域では、保護シート４の下面が、ＩＣチップ２の最上面よりも低くなり、基材シート１に近接している。これにより、特に、突部４１の周縁付近とＩＣチップ２の周縁付近とが近接するため、例えば、ＩＣタグが折り曲げられたときに、ＩＣチップ２が突部４１の下面によって支持されるため、ＩＣチップ２がアンテナ３から剥離するのを防止することができる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。そして、以下に示す複数の変形例は適宜組合わせることが可能である。

＜４−１＞
上記実施形態では、ダイポールアンテナ３及びＩＣチップ２を支持シートと保護シート４によって挟んでいるが、例えば、図４に示すように、基材シート１の下面側及び保護シート４の上面側の上に、それぞれ、接着剤９３を介して、さらにシート状の第１カバー部材９１及び第２カバー部材９２を設けることができる。各カバー部材９１，９２は、基材シート１と同じ材料及び厚みにより形成することができる。また、接着剤９３は特には限定されず、公知の両面テープであってもよい。特に、第２カバー部材９２と保護シート４との間の接着剤９３によって、突部４１が吸収され、第２カバー部材９２が突部によって変形しないようにされることが好ましい。

＜４−２＞
上述したダイポールアンテナ３の形状は一例であり、種々の形状にすることができる。また、アンテナ３上のＩＣチップ２の位置も特には限定されない。さらに、アンテナ３は、種々のものを用いることができ、上記のようなダイポールアンテナを用いたもの以外に、パッチアンテナを用いたものでもよい。すなわち、アンテナ３の形状等は特には限定されず、種々の形態が可能である。

＜４−３＞
ＩＣタグの形状、つまり、基材シート１及び保護シート４の形状も特には限定されず、上記のような長尺状のほか、矩形状、円形状、多角形状など、用途に合わせて種々の形状にすることができる。また、基材シート１及び保護シート４は必ずしも同形状でなくてもよく、少なくとも両シート１，４の間にＩＣチップ２及びアンテナ３が配置されればよい。

以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜１．実施例及び比較例の準備＞
以下のように、実施例及び比較例に係るＩＣタグを準備した。これら実施例及び比較例においては、以下の通り、基材シート、保護シート、ＩＣチップ、及びアンテナは同じである。

・基材シート ＰＥＴ、厚み１００μｍ
・導電性接着剤 ＡＣＰ
・ＩＣチップ 厚み１２０μｍ
・アンテナ 銀を印刷（形状は図１と同じ）、厚み１０μｍ
・接着剤付き保護シート ＰＥＴ、厚み１００μｍ、接着剤は初期厚さが５０μｍの熱硬化型エポキシ樹脂（但し、比較例では、初期厚さが５０μｍのアクリル系粘着材を用いた）

次に、実施例を製造した。このとき、支持シートとして、厚みが１５０μｍのＥＭＭＡを用い、図３Ａ〜図３Ｄのように製造した。また、真空プレス機を用い、加熱板で支持シートを４ＭＰａの圧力で押圧し、加熱板を４０℃から２０分かけて１６０℃まで昇温した。次に、１６０℃で３５分間押圧し、その後、１５分かけて４０℃まで降温した。こうして、実施例にかかるＩＣタグが完成した。この実施例では、保護シートにおいてＩＣチップと対応する位置に半球状に突出する突部が形成された。

一方、比較例は、次のように製造した。すなわち、基材シートと保護シートとをウレタン製ローラーにより押圧することで接着し、比較例に係るＩＣタグを製造した。

＜２．評価試験＞
次に、実施例及び比較例について、屈曲試験を行った。すなわち、図５Ａに示すように、ＩＣタグを、ＩＣチップを中心として両側が上方を向くように概ね半分に折り曲げ、これに続いて、図５Ｂに示すように、ＩＣタグを、ＩＣチップを中心として両側が下側を向くように概ね半分に折り曲げた。これを２０サイクル行った後、ＩＣチップが剥離しているか否かを確認した。その結果、実施例ではＩＣチップがアンテナから剥離していなかったが、比較例ではＩＣチップがアンテナから剥離していた。

１ 基材シート
２ ＩＣチップ
３ アンテナ
４ 保護シート
５ 接着剤

Claims (6)

1. 第１面及び第２面を有する基材シートと、
   前記基材シートの第１面に配置されるＩＣチップと、
   前記基材シートの第１面に配置され、前記ＩＣチップに格納された情報を電気的に送受信するアンテナと、
   前記基材シートの第１面に、前記ＩＣチップ及びアンテナを覆うように、接着剤を介して固定される保護シートと、
   を備え、
   前記保護シートは、前記ＩＣチップに沿うように隆起する突部を有している、ＩＣタグ。
2. 前記ＩＣチップは、当該ＩＣチップの前記保護シート側の面の縁部において、前記保護シートと最も近接している、請求項１に記載のＩＣタグ。
3. 前記接着剤は、熱硬化型樹脂により形成されている、請求項１または２に記載のＩＣタグ。
4. 前記保護シートは、厚みが２５〜２５０μｍの樹脂材料により形成されている、請求項１から３のいずれかに記載のＩＣタグ。
5. 第１面及び第２面を有する基材シートの第１面に、ＩＣチップ及び前記ＩＣチップに格納された情報を電気的に送受信するアンテナを固定するステップと、
   前記基材シートの第１面に、前記ＩＣチップ及びアンテナを覆うように、接着剤を介して保護シートを配置するステップと、
   前記保護シート上に、弾性変形可能な支持シートを配置するステップと、
   前記支持シートを介して、加熱しつつ、前記保護シートを押圧することで、前記保護シートに、前記ＩＣチップに沿うように隆起する突部を形成するステップと、
   を備えている、ＩＣタグの製造方法。
6. 前記保護シートの押圧においては、真空プレス機を用いる、請求項５に記載のＩＣタグの製造方法。

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