JP4997007B2 - Ｒｆ−ｉｄメディア及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、非接触状態にて情報の書き込みや読み出しが可能なＲＦ−ＩＤメディア及びその製造方法に関し、特に、小型化及び通信距離の延長技術に関する。

昨今、情報化社会の進展に伴って、商品等に貼付されるタグやラベルに情報を記録し、このタグやラベルを用いての商品等の管理が行われている。このようなタグやラベルを用いた情報管理においては、タグやラベルに対して非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うことが可能なＩＣチップが搭載された非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベルがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。

非接触状態にて情報の書き込みや読み出しが可能な非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベルにおいては、近年、小型化及び通信可能距離を確保するために、マイクロ波帯を利用して通信を行う微細なＩＣチップが用いられることが多くなってきている。

このような微細なＩＣチップを用いた場合、ＩＣチップに導電性のアンテナを接続することにより、ＩＣチップに対して情報の書き込みや読み出しが行われることになる。

図６は、マイクロ波帯を利用して通信を行うＩＣチップが搭載された非接触型ＩＣタグの一例を示す図である。

本構成例は図６に示すように、樹脂や紙等からなるベース基材３３０上に、互いに直列に並ぶように所定の間隔を有して形成された２つの帯状の導体部３２０ａ，３２０ｂからなるアンテナ部３２０が形成されており、この２つの導体部３２０ａ，３２０ｂの一端にそれぞれ設けられた給電点（不図示）に接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ３１０が搭載されて構成されている。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ３００においては、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電波に共振してアンテナ部３２０に電流が流れ、この電流がＩＣチップ３１０に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ３１０に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ３１０に書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。このように情報書込／読出装置にてＩＣチップ３１０に対して情報の書き込みや読み出しを行う場合、アンテナ部３２０の長さを長くすることにより、情報書込／読出装置との通信距離を延長することができる。

ここで、帯状のアンテナをジグザグ形状とすることにより、アンテナの長さを長くしながらもアンテナ全体の小型化を図ることができるメアンダアンテナが従来より用いられている（例えば、特許文献１参照。）。このメアンダアンテナを図６に示した非接触型ＩＣタグ３００に用いれば、アンテナ部３２０の長さを長くして通信距離を延長しながらも非接触型ＩＣタグ３００の小型化を図ることができる。

また、ベース基材の表裏に上述したような導体部を設けてこの導体部をスルーホールを介して接続したり、アンテナ部が形成されたベース基材を折り畳んだりすることにより、メアンダアンテナを用いた場合よりもさらにアンテナ部の実質的な長さを長くして通信距離の延長と非接触型ＩＣタグの小型化を両立することが考えられる。

図７は、折り畳むことにより通信距離を延長した非接触型ＩＣタグの一例を示す断面図である。

本構成例は図７に示すように、樹脂や紙等からなるベース基材４３０上に、互いに直列に並ぶように所定の間隔を有して形成された２つの導体部４２０ａ，４２０ｂからなるアンテナ部４２０が形成されており、この２つの導体部４２０ａ，４２０ｂの一端にそれぞれ設けられた給電点（不図示）に接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ４１０が搭載されて構成されている。さらに、ベース基材４３０の導体部４２０ｂ側が、導体部４２０ｂが形成された面が内側となるように折り畳まれている。この折り畳まれた領域においては、導体部４２０ｂが対向することになるため、絶縁用樹脂４４０が互いに対向した導体部４２０ｂ間に介在している。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ４００においては、アンテナ部４２０を構成する導体部４２０ｂが折り畳まれていることにより、アンテナ部４２０全体の長さを長くしながらも非接触型ＩＣタグ４００を小型化することができる。
特開２００７−８１６３２号公報

しかしながら、上述したようにベース基材の導体部が形成された領域を折り畳む場合、導体部が折り畳まれることにより、導体部の折り部となる領域に亀裂が入ったり割れたりしてアンテナ部が断線してしまう虞れがある。

また、スルーホールを設けたものにおいては、互いに別々の構成要素であるスルーホールと導体部とを電気的に接続することになるため、電気的接続の面で不安定要素が存在することになってしまい、製造方法によってはアンテナ部が断線する虞れがある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、アンテナ部が断線する可能性を低減しながらも小型化を図ることができるとともに通信距離を延長することができるＲＦ−ＩＤメディア及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
ベース基材上に導電材料からなるアンテナ部が形成されるとともに該アンテナ部に接続されるようにＩＣチップが搭載され、前記ＩＣチップに対して非接触状態にて情報の書き込み及び／または読み出しが可能なＲＦ−ＩＤメディアにおいて、
前記ベース基材は、前記アンテナ部が形成された領域に形成された溝部にて当該溝側が内側となるように折り畳まれ、
前記溝部内には、非導電性材料が充填されていることを特徴とする。

上記のように構成された本発明においては、ベース基材のアンテナ部が形成された領域が折り畳まれることにより、小型化を実現しながらもアンテナ部の長さを長くすることができ、通信距離が延長される。またこの際、ベース基材が折り畳まれる折り部となる領域には、溝部が形成され、この溝部内には非導電性材料が充填されていることにより、ベース基材が折り畳まれた場合、アンテナ部が折り部にて緩やかに折れ曲がることになり、それにより、アンテナ部の折り部となる領域に亀裂が入ったり割れたりしてアンテナ部が断線してしまう可能性が低減する。

また、上述したようなＲＦ−ＩＤメディアの製造方法としては、
前記アンテナ部が形成されるとともに前記ＩＣチップが搭載された前記ベース基材に前記溝部を形成する工程と、
前記溝部内に前記非導電性材料を充填する工程と、
前記ベース基材を、前記溝部にて当該溝側が内側となるように折り畳む工程とを有するものが考えられる。

以上説明したように本発明においては、アンテナ部が形成されるとともにＩＣチップが搭載されたベース基材がベース基材に形成された溝部にて折り畳まれ、かつ、この溝部内には非導電性材料が充填された構成としたため、アンテナ部が断線する可能性を低減しながらも小型化を図ることができるとともに通信距離を延長することができる。また、アンテナ部が内側となるようにベース基材が折り畳まれる場合は、アンテナ部のうち折り畳まれた領域に形成された部分を外力から保護することができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明のＲＦ−ＩＤメディアの第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は正面から見た図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は折り部１３１にて折り畳まれる前の状態を示す図、（ｄ）は（ｃ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本形態は図１に示すように、樹脂や紙等からなるベース基材１３０上に、互いに直列に並ぶように所定の間隔を有して形成された帯状の２つの導体部１２０ａ，１２０ｂからなるアンテナ部１２０が形成されており、この２つの導体部１２０ａ，１２０ｂの一端にそれぞれ設けられた給電点（不図示）に接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ１１０が搭載され、また、ベース基材１３０のアンテナ部１２０が形成されるとともにＩＣチップ１１０が搭載された面に絶縁性材料からなる保護シート１４０が積層されて構成されている。さらに、ベース基材１３０及び保護シート１４０のＩＣチップ１１０を挟んで導体部１２０ｂ側が、保護シート１４０が内側となるように折り部１３１にて折り畳まれている。ベース基材１３０が折り畳まれる折り部１３１には、折り畳み方向に直交する方向に延びた溝部１３２（図２参照）が形成され、この溝部１３２に非導電性材料である樹脂材料が充填されることにより折り軸樹脂１５０が設けられている。

以下に、上記のように構成された非接触型ＩＣタグ１００の製造方法について説明する。

図２は、図１に示した非接触型ＩＣタグ１００の製造方法を説明するための図である。

まず、ベース基材１３０の一方の面に、導電粒子と樹脂材とを含有してなる導電ペーストを用いてスクリーン印刷等の手法によって２つの導体部１２０ａ，１２０ｂを形成する（図２（ａ））。なお、導電ペーストを用いたスクリーン印刷に限らず、蒸着形成やエッチングによって金属薄膜から導体部１２０ａ，１２０ｂを形成することも考えられる。

次に、ＩＣチップ１１０を、導体部１２０ａ，１２０ｂの互いに対向する領域である給電点（不図示）に接続されるようにベース基材１３０上に搭載し、導電性接着剤（不図示）によってＩＣチップ１１０をベース基材１３０上に接着する（図２（ｂ））。これにより、ＩＣチップ１１０が２つの導体部１２０ａ，１２０ｂと電気的に接続され、アンテナ部１２０及びＩＣチップ１１０からなる回路が形成される。

次に、ベース基材１３０のアンテナ部１２０が形成されるとともにＩＣチップ１１０が搭載された面に、樹脂等の絶縁性材料からなる保護シート１４０を積層する（図２（ｃ））。

次に、ベース基材１３０及び保護シート１４０のＩＣチップ１１０を挟んで導体部１２０ｂが形成された側のうち、ベース基材１３０及び保護シート１４０を折り畳む際の折り部１３１となる領域に、折り畳み方向に直交する方向に延び、保護シート１４０側が溝となる溝部１３２をエンボス加工によって形成する（図２（ｄ））。

図３は、図１に示した非接触型ＩＣタグ１００にてベース基材１３０及び保護シート１４０に溝部１３２を形成する工程の例を示す図である。

図１に示した非接触型ＩＣタグ１００は、例えば、複数の非接触型ＩＣタグ１００がマトリックス状に配置された、いわゆる多面付けの状態にて製造され、その後、１つずつに断裁されることになる。

そこで、図３に示すように、複数の非接触型ＩＣタグ１００がマトリックス状に配置された状態において、複数の非接触型ＩＣタグ１００に跨るようにエンボス加工を施し、複数の非接触型ＩＣタグ１００に溝部１３２を同時に形成することが考えられる。

次に、溝部１３２に対して熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、あるいは発泡樹脂等の樹脂材料を溝側から滴下し、溝部１３２内に樹脂材料を充填する（図２（ｅ））。なお、溝部１３２への樹脂材料の滴下量は、少なくとも溝部１３２内が樹脂材料で充填される程度の量であればよく、図２（ｅ）に示すように、滴下された樹脂材料がその粘性によって盛り上がる程度としてもよい。

その後、ベース基材１３０及び保護シート１４０を、溝部１３２が形成された折り部１３１にて溝部１３２の溝側が内側となるように折り畳む（図２（ｆ））。折り畳まれたベース基材１３０及び保護シート１４０は、保護シート１４０の互いに対向する領域に施された接着加工によって互いに接着され、折り軸樹脂１５０が折り畳み状態内側に固定された状態で、折り畳まれた状態が保持されることになる。

これにより、図１に示した非接触型ＩＣタグ１００が完成する。

上記のようにして製造された非接触型ＩＣタグ１００においては、ベース基材１３０及び保護シート１４０の導体部１２０ｂが形成された領域を折り部１３１にて折り畳むことにより、アンテナ部１２０全体の長さを長くしながらも小型化を図ることができる。また、ベース基材１３０が折り畳まれる折り部１３１には溝部１３２が形成され、その溝部１３２内に樹脂材料が充填されることにより折り軸樹脂１５０が設けられているため、折り部１３１における折り畳み角度が緩やかなものとなり、導体部１２０ｂが緩やかに折れ曲がり、それにより、導体部１２０ｂの折り部１３１となる領域に亀裂が入ったり割れたりしてアンテナ部１２０が断線してしまう可能性が低減する。なお、ベース基材１３０が導体部１２０ｂが内側となるように折り部１３１にて折り畳まれることになるため、導体部１２０ｂどうしが対向することなるが、ベース基材１３０の導体部１２０ｂが形成された面には絶縁性材料からなる保護シート１４０が積層されているため、導体部１２０ｂが短絡してしまうことはない。

（第２の実施の形態）
図４は、本発明のＲＦ−ＩＤメディアの第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は正面から見た図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は裏面から見た図である。

本形態は図４に示すように、樹脂や紙等からなるベース基材２３０上に、互いに直列に並ぶように所定の間隔を有して形成された帯状の２つの導体部２２０ａ，２２０ｂからなるアンテナ部２２０が形成されており、この２つの導体部２２０ａ，２２０ｂの一端にそれぞれ設けられた給電点（不図示）に接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ２１０が搭載されて構成されている。さらに、ベース基材２３０のＩＣチップ２１０を挟んで導体部２２０ｂ側が、導体部２２０ｂが形成された面が外側となるように折り部２３１にて折り畳まれている。ベース基材２３０が折り畳まれる折り部２３１には、折り畳み方向に直交する方向に延びた溝部２３２（図５参照）が形成され、この溝部２３２に非導電性材料である樹脂材料が充填されることにより折り軸樹脂２５０が設けられている。

以下に、上記のように構成された非接触型ＩＣタグ２００の製造方法について説明する。

図５は、図４に示した非接触型ＩＣタグ２００の製造方法を説明するための図である。

まず、ベース基材２３０の一方の面に、導電粒子と樹脂材とを含有してなる導電ペーストを用いてスクリーン印刷等の手法によって２つの導体部２２０ａ，２２０ｂを形成する（図５（ａ））。なお、導電ペーストを用いたスクリーン印刷に限らず、蒸着形成やエッチングによって金属薄膜から導体部２２０ａ，２２０ｂを形成することも考えられる。

次に、ＩＣチップ２１０を、導体部２２０ａ，２２０ｂの互いに対向する領域である給電点（不図示）に接続されるようにベース基材２３０上に搭載し、導電性接着剤（不図示）によってＩＣチップ２１０をベース基材２３０上に接着する（図５（ｂ））。これにより、ＩＣチップ２１０が２つの導体部２２０ａ，２２０ｂと電気的に接続され、アンテナ部２２０及びＩＣチップ２１０からなる回路が形成される。

次に、ベース基材２３０のＩＣチップ２１０を挟んで導体部２２０ｂが形成された側のうち、ベース基材２３０を折り畳む際の折り部２３１となる領域に、折り畳み方向に直交する方向に延び、導体部２２０ｂとは反対側の面側が溝となる溝部２３２をエンボス加工によって形成する（図５（ｃ））。

次に、溝部２３２に対して熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、あるいは発泡樹脂等の樹脂材料を溝側から滴下し、溝部２３２内に樹脂材料を充填する（図５（ｄ））。なお、溝部２３２への樹脂材料の滴下量は、少なくとも溝部２３２内が樹脂材料で充填される程度の量であればよく、図５（ｄ）に示すように、滴下された樹脂材料がその粘性によって盛り上がる程度としてもよい。

その後、ベース基材２３０を、溝部２３２が形成された折り部２３１にて溝部２３２の溝側が内側となるように折り畳む（図５（ｅ））。折り畳まれたベース基材２３０は、ベース基材２３０の互いに対向する領域に施された接着加工によって互いに接着され、折り軸樹脂２５０が折り畳み状態内側に固定された状態で、折り畳まれた状態が保持されることになる。

これにより、図４に示した非接触型ＩＣタグ２００が完成する。

上記のようにして製造された非接触型ＩＣタグ２００においては、ベース基材２３０の導体部２２０ｂが形成された領域を折り部２３１にて折り畳むことにより、アンテナ部２２０全体の長さを長くしながらも小型化を図ることができる。また、ベース基材２３０が折り畳まれる折り部２３１には溝部２３２が形成され、その溝部２３２内に樹脂材料が充填されることにより折り軸樹脂２５０が設けられているため、折り部２３１における折り畳み角度が緩やかなものとなり、導体部２２０ｂが緩やかに折れ曲がり、それにより、導体部２２０ｂの折り部２３１となる領域に亀裂が入ったり割れたりしてアンテナ部１２０が断線してしまう可能性が低減する。

なお、上述した２つの実施の形態においては、２つの帯状の導体部１２０ａ，１２０ｂ，２２０ａ，２２０ｂからなるアンテナ部１２０，２２０を有するものを例に挙げて説明したが、アンテナ部１２０，２２０の形状はこれに限らず、メアンダ形状のアンテナ等、適宜採用することができる。

また、上述した２つの実施の形態においては、ベース基材１３０，２３０のうち、ＩＣチップ１１０，２１０を挟んで一方の側の導体部１２０ｂ，２２０ｂが形成された領域が折り畳まれたものを例に挙げて説明したが、ＩＣチップ１１０，２１０を挟んで両側の導体部１２０ａ，１２０ｂ，２２０ａ，２２０ｂが形成された領域がそれぞれ折り畳まれる構成としてもよい。その場合においても、折り部のそれぞれに溝部が形成され、この溝部内に樹脂材料が充填されることになる。

また、上述した２つの実施の形態においては、ベース基材１３０，２３０に形成された溝部１３２，２３２内に充填する非導電性材料として樹脂材料を例に挙げて説明したが、非導電性材料としては、流動性を有してベース基材１３０，２３０の溝部１３２，２３２内に充填可能であれば、天然ゴムや合成ゴム等であってもよい。

本発明のＲＦ−ＩＤメディアの第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は正面から見た図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は折り部にて折り畳まれる前の状態を示す図、（ｄ）は（ｃ）に示したＡ−Ａ’断面図である。 図１に示した非接触型ＩＣタグの製造方法を説明するための図である。 図１に示した非接触型ＩＣタグにてベース基材及び保護シートに溝部を形成する工程の例を示す図である。 本発明のＲＦ−ＩＤメディアの第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は正面から見た図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は裏面から見た図である。 図４に示した非接触型ＩＣタグの製造方法を説明するための図である。 マイクロ波帯を利用して通信を行うＩＣチップが搭載された非接触型ＩＣタグの一例を示す図である。 折り畳むことにより通信距離を延長した非接触型ＩＣタグの一例を示す断面図である。

符号の説明

１００，２００ 非接触型ＩＣタグ
１１０，２１０ ＩＣチップ
１２０，２２０ アンテナ部
１２０ａ，１２０ｂ，２２０ａ，２２０ｂ 導体部
１３０，２３０ ベース基材
１３１，２３１ 折り部
１３２，２３２ 溝部
１４０ 保護シート
１５０，２５０ 折り軸樹脂

Claims (2)

1. ベース基材上に導電材料からなるアンテナ部が形成されるとともに該アンテナ部に接続されるようにＩＣチップが搭載され、前記ＩＣチップに対して非接触状態にて情報の書き込み及び／または読み出しが可能なＲＦ−ＩＤメディアにおいて、
   前記ベース基材は、前記アンテナ部が形成された領域に形成された溝部にて当該溝側が内側となるように折り畳まれ、
   前記溝部内には、非導電性材料が充填されていることを特徴とするＲＦ−ＩＤメディア。
2. 請求項１に記載のＲＦ−ＩＤメディアの製造方法であって、
   前記アンテナ部が形成されるとともに前記ＩＣチップが搭載された前記ベース基材に前記溝部を形成する工程と、
   前記溝部内に前記非導電性材料を充填する工程と、
   前記ベース基材を、前記溝部にて当該溝側が内側となるように折り畳む工程とを有するＲＦ−ＩＤメディアの製造方法。

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