JP5125537B2

JP5125537B2 - Ｒｆｉｄ用基材シート及びｒｆｉｄタグの製造方法

Info

Publication number: JP5125537B2
Application number: JP2008010299A
Authority: JP
Inventors: 茂樹峯村; 貴光中林; 智規足立; 文彦中津
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2028-01-21
Also published as: JP2009169900A

Description

本発明は、ＲＦＩＤ無線通信に用いられるＲＦＩＤ用基材シート及びＲＦＩＤタグの製造方法に関する。

近年、ＲＦＩＤタグを利用した商品が市場に提供されている。ＲＦＩＤタグは、販売店では在庫管理、支払い管理又は万引き防止等に利用され、またメーカー及び流通過程では、商品品質管理（混入防止等）、在庫管理等に利用されており、実用化が進んでいる。ＲＦＩＤタグは、リーダ装置またはリーダ／ライタ装置との間において非接触でデータの送受信が出来る故、上記の作業が非常に効率良く実行できる。

また近年、コイル状のアンテナやダイポール型のアンテナが利用され、注目を集めている。前者のアンテナは、比較的周波数が低く電磁誘導方式の通信に利用される。通信距離も数ｍｍ〜数１０ｍｍである。後者は、比較的周波数が高くマイクロ波方式の通信に利用され、通信距離も数１０ｍｍ〜数ｍと、広い範囲で通信できる。特にダイポール型アンテナは、通信距離が長いという利点から、応用研究が行われている。
特開２００７−２５７４２５

従来のマイクロ波帯やＵＨＦ帯のアンテナは、エッチングアンテナや導電インクを印刷する印刷アンテナ、めっきアンテナ等の工法を用いたフィルムタイプのアンテナが多くを占めている。マイクロ波帯やＵＨＦ帯のＲＦＩＤはアンテナ特性が使用環境に大きく左右されてしまうため、使用環境に適したアンテナ長の調整が必要となる。しかし、現在主流であるエッチングアンテナでは、版の作製が必須である故、イニシャルコストが大きく、使用環境に合わせたアンテナ長の調整に柔軟に対応するのが難しく、又多品種少量の製品に対応するのが苦手といった問題がある。

また、従来のエッチング及び導電ペーストを用いた方法では、一般に流通している金属箔やペーストを使用したとしても、材料のロスが大きいため材料費が高くなる。また、従来は回路の材料として、箔として広く流通されている銅、および、導電性ペーストとして普及している銀が一般的に使用されているが、これらの材料は、比較的高価である。そのためＲＦＩＤタグでは価格が最大の課題となっている。

本発明は、上記背景を考慮してなされたもので、使用環境に合わせて柔軟にアンテナ長の調整ができ、材料費及び加工費を低減させ、多品種少量の製品にも対応できるＲＦＩＤタグ用基材シート及びそれを用いたＲＦＩＤタグの製造方法である。

請求項１に記載のＲＦＩＤタグ用基材シートは、基材シートと、前記基材シートの上に配置され且つ複数の屈曲部と前記屈曲部間をつなぐ連結部とを含む線状導電性部材と、複数のＩＣチップと、を含み、前記ＩＣチップは、前記屈曲部と２箇所で接続していることを特徴とする。

請求項２に記載のＲＦＩＤタグの製造方法は、請求項１記載のＲＦＩＤタグ用基材シートを、前記屈曲部を挟む位置において前記連結部を切断して、送受信用アンテナ部及び１つのＩＣチップを含む基材シート片を形成する工程を含むことを特徴とする。

請求項３に記載のＲＦＩＤタグの製造方法は、前記基材シート片を形成する際に、前記屈曲部の当該接続部の間を切断する工程を含むことを特徴とする

請求項４に記載のＲＦＩＤタグの製造方法は、複数の屈曲部と前記屈曲部間をつなぐ連結部とを含む線状導電性部材が配置された基材シートを、前記屈曲部の１つを挟む位置において連結部が切断される形状に打ち抜き、送受信用アンテナ部を含む基材シート片を形成する工程と、前記送受信用アンテナ部とＩＣチップとを２箇所で接続する工程と、を含み、前記２箇所の接続部分が離れていることを特徴とする。

請求項５に記載のＲＦＩＤタグの製造方法は、前記基材シート片を形成する際に、前記基材シート片に含まれる前記屈曲部の一部を更に切断することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記連結部は、直線形状となっていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、前記線状導電性部材は融着皮膜を有することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、前記基材シートは融解性である若しくは融解層を有することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、前記基材シートの上に接着層を有することを特徴とする。

本発明では、線状導電性部材でアンテナのパターンを基材シート上で連続的に形成することができる故、従来のエッチング工法では必須の版が不要であり、且つ適宜様々な形状のアンテナを作製することが可能である。また、表面にアンテナのパターンが連続的に形成された基材シートを個片に打ち抜いてＲＦＩＤタグを得るため、打ち抜きサイズを変更することによりアンテナ長の調整が可能となることから、通信特性の異なる多品種のＲＦＩＤタグの生産に柔軟に対応できる。また、ＲＦＩＤタグの製造コストが低減する。

以下、本発明におけるＲＦＩＤ用基材シート及びそれを用いたＲＦＩＤタグの製造方法の実施形態例を説明する。

図１に示す如く、ＲＦＩＤ用基材シートは、基材シートと、基材シート上に配置された線状導電性部材と、ＩＣチップを含む。線状導電性部材は基材シート上に配置され、所定の間隔毎に屈曲部を設けてある。屈曲部は、ＩＣチップを接続するための部分であり、ＩＣチップを配置して離れた２箇所で接続し得る形となっている。ＩＣチップを線状導電性部材に配置接続する方法については、特に限定されないものの、超音波接合、熱圧接等の方法があげられる。屈曲部以外の部分についても基本的には自由な形状に形成してよいが、後にＲＦＩＤタグのアンテナ部として機能するため、直線形にするのが最も効率が良い。また、図１においては線状導電性部材を２列配置しているが、これは当然２列に限定されるものではない。

基材シートの材料としては、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ＰＶＣ、ＰＩ、ＰＥＮ、ＰＣ、ＡＢＳ等の各種樹脂材料を単独又は２つ以上の樹脂の混合、或いは共重合体を用いる。また、紙やガラス薄板、セラミックス薄板等をＲＦＩＤタグの使用環境等に合わせて適宜用いてもよい。なお、必要に応じてＥＶＡ系、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリエステル系等からなる融着層（ホットメルト層）又は、アクリル系、ゴム系、ビニル系、シリコーン系等からなる粘着層を付加してもよい。

線状導電性部材は、ＲＦＩＤタグの送受信用アンテナ部を構成するものであり、銅、鉄、アルミニウム、金等の導電性を有する金属及びこれらの合金からなる導体である。また、これらの導体の表面に絶縁皮膜樹脂をコーティングしても良く、さらに基材シートに融着させるため融着皮膜樹脂をコーティングしてもよい。なお、一般的に販売されているマグネットワイヤ又は融着マグネットワイヤを用いてもよい。絶縁皮膜樹脂としては、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエステルイミド系、ポリウレタン・ナイロン多層、ポリエステルアミド・ポリエステルイミド多層等があげられるが、３００〜３９０℃程度でハンダ付け及び皮膜除去が可能なポリウレタン系、又はポリウレタン・ナイロン多層又は４５０〜４６０℃程度でハンダ付け及び皮膜除去が可能なポリエステルイミド系を使用するのが望ましい。

融着皮膜樹脂としては、ポリアミド系、プチラール系、エポキシ系等の熱可塑性樹脂や熱硬化性ワニス等の熱硬化性樹脂を用いることができる。ポリアミド系はメチルアルコール、変性アルコール、酢酸エチル等で融解させ、基材シートへの接着が可能な溶剤タイプ、接着開始温度が９５〜１６０℃である熱風タイプ、のどちらを用いてもよい。なお、プチラール系は、接着開始温度が１００〜１１０℃、エポキシ系は接着開始温度が１５０〜１８０℃である。熱硬化性ワニスは、溶剤で接着形成をした後、１８０〜２２０℃で加熱硬化処理することにより、線状導電性部材を基材シートに接着させることができる。

これらのような基材シート及び線状導電性部材の材料を適宜組み合わせることにより、線状導電性部材を基材シート上に配置する際に、基材シート自体が融解することにより線状導電性部材を基材シートに埋設固定する、又は基材シート上の融着層若しくは粘着層により導電性部材を基材シート上に固定する、若しくは線状導電性部材にコーティングされた融着皮膜樹脂の熱硬化性又は熱可塑性を利用して、線状導電性部材を基材シートに固定する、といった数々の固定方法を適宜選択して使用することができる。

図２に示す如く、本発明におけるＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤ用基材シートを線状導電性部材の１つの屈曲部及びＩＣチップを挟む位置において、つまり図２において点線で示されているような位置において打ち抜くことにより形成される。

また、図２のように線状導電性部材の屈曲部の一部を切断するようにＲＦＩＤ用基材シートを打ち抜くことによりＲＦＩＤタグ上には２本の線状導電性部材片が形成され、これらが２つ送受信用アンテナ部となる。よって、得ようとしているＲＦＩＤタグが対応する周波数帯に合わせて送受信用アンテナ部の長さを変更する必要がある場合には、例えば図に示すＴ_１及びＴ_２で示す如く打ち抜きのサイズを変更することにより容易に行うことができる。なお、打ち抜きの型は図２のような長方形に限定されるものではなく、用途や目的等に合わせて自由に設計できる。

図３は、本発明におけるＲＦＩＤタグの別の製造方法例を示す図である。

図３（ａ）に示す如く、まず、基材シートの上に所定の間隔毎に屈曲部を設けた線状導電性部材を配置する。基材シート及び線状導電性部材の材料、組み合わせ等は前述したＲＦＩＤ用基材シートのそれと同様である。次に、この基材シートを、線状導電性部材の１つの屈曲部を挟む位置において打ち抜き、例えば図３（ｂ）に示されるような基材シート片を得る。その後基材シート片上に残された屈曲部の間にＩＣチップを配置することによって図３（ｃ）に示す如くＲＦＩＤタグを得る。

また、図３のように線状導電性部材の屈曲部の一部を切断するように基材シートを打ち抜くことにより、２本の線状導電性部材片が形成され、これらが２つの送受信用アンテナ部となり、ＩＣチップを配置する際にはこの２つの送受信用アンテナ部の双方と接続をする。得ようとしているＲＦＩＤタグが対応する周波数帯に合わせて送受信用アンテナ部の長さを変更したい場合にも、図２と同様に打ち抜きのサイズを変更することにより容易に行うことができる。

また、図２に示すＲＦＩＤの製造方法と図３に示すＲＦＩＤの別の製造方法との双方において、基材シートを打ち抜く際に、線状導電性部材の屈曲部の一部を切断するようにしているが、必ず切断しなければならないわけではなく、屈曲部の全体をＲＦＩＤタグ上に残すように切断してもよい。屈曲部の一部を切断する方法をとった場合、前述したようにＲＦＩＤタグ上には２本の送受信用アンテナ部が形成され、この送受信用アンテナ部の長さを調節することにより所定の周波数帯の電波を送受信することが可能となる。一方で、線状導電性部材の屈曲部を切断せずにＲＦＩＤタグ上に残す場合は、この屈曲部をＩＣチップが持つインピーダンスを整合できる形に形成しておけば、アンテナの長さが多少伸縮したとしても、電波の送受信に対する影響を低減することができる。また、ＲＦＩＤタグの被着対象の誘電率等の物性による送受信特性への影響も低減することができる。

本発明のＲＦＩＤ用基材シートの一実施例を示した図である。本発明のＲＦＩＤ用基材シートを用いたＲＦＩＤタグの製造方法の一実施例を示した図である。本発明のＲＦＩＤタグの別の製造方法の一実施例を示した図である。

符号の説明

１、ＲＦＩＤ用基材シート
２、基材シート
３、線状導電性部材
４、ＩＣチップ
５、ＲＦＩＤタグ

Claims

基材シートと、
前記基材シートの上に配置され且つ複数の屈曲部と前記屈曲部間をつなぐ連結部とを含む線状導電性部材と、
複数のＩＣチップと、を含み、
前記ＩＣチップは、前記屈曲部と２箇所で接続していることを特徴とするＲＦＩＤタグ用基材シート。
請求項１記載のＲＦＩＤタグ用基材シートを、前記屈曲部を挟む位置において前記連結部を切断して、送受信用アンテナ部及び１つのＩＣチップを含む基材シート片を形成する工程を含むことを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。
前記基材シート片を形成する工程は、前記屈曲部の当該接続部の間を切断する工程を含むことを特徴とする請求項２記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
複数の屈曲部と前記屈曲部間をつなぐ連結部とを含む線状導電性部材が配置された基材シートを、前記屈曲部の１つを挟む位置において連結部が切断される形状に打ち抜き、送受信用アンテナ部を含む基材シート片を形成する工程と、
前記送受信用アンテナ部とＩＣチップとを２箇所で接続する工程と、を含み、
前記２箇所の接続部分が離れていることを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。
前記基材シート片を形成する工程は、
前記基材シート片に含まれる前記屈曲部の一部を更に切断することを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
前記連結部は、直線形状となっていることを特徴とする請求項２乃至５に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
前記線状導電性部材は融着皮膜を有することを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
前記基材シートは融解性である若しくは融解層を有することを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
前記基材シートの上に接着層を有することを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載のＲＦＩＤタグの製造方法。