JP5951651B2 - 無線識別要素の製造方法、及び該方法によって得られる無線識別要素 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも一つの導電材料を支持手段に真空蒸着することにより、無線識別（ＲＦＩＤ）要素を製造するための方法と、このような方法を行って得られる無線識別要素とに関する。

本発明は、物体、動物又は人間を識別するための無線識別要素の技術分野に関する。
特に、本発明は、識別、承認、アクセス、支払い、監視又は追跡手段として使用できる、無線周波数によるラベル、チケット、非接触カードを製作する方法に関する。

ラベル、チケット又はカードなどの支持手段に無線周波数応答装置を製作するための様々な方式が、従来から公知である。今まで、これらの無線周波数応答装置は、プラスチックの支持部に製作されて、いわゆるインレーを形成し、次に支持手段に接合されていた。それにもかかわらず、この構造、特にインレーの存在は、製作コストや信頼性の観点から欠陥となり、従来のバーコードラベルと比べると過剰な厚みになっていた。

アンテナが製作される、この中間層を要しない方式が現れた。特許文献１は、非接触チケットをロールにパッケージされた用紙から製作する方法を記載しており、導電性インクが、無線アンテナを製作するために、スクリーン印刷によって支持部に直接に印刷されている。この方法では、導電性インクが、用紙の印刷可能な背面に直接印刷されるので、インレーを使用する必要がない。それにもかかわらず、この方法は、導電性インクが塗布後に乾燥時間を必要とすることにより、全体的に満足できるものでない。次に、用紙の印刷可能な表面が巻き取られる時に保護するとともに、湿潤状態にある導電性インクが用紙表面を汚すことを防止するための、乾燥ステップ又はアンテナを保護するステップが必要である。更に、これらの導電性インクは、高価であるか又は導電性が低いため、品質対費用効果が低い。

更に、特許文献２は、アンテナ部品が中間層の無い状態で印刷可能な支持手段の背面に直接製作されて、チップがこの支持手段に付着されている、無線周波数ラベルを開示している。

フランス国特許出願第２８５５６３７号 欧州特許第１０３５５０４号 特開２００３−２４３９１８号

しかし、このような生産方式も問題である、なぜならば、アンテナと支持手段の背面との間の接着は、蒸着が真空のもとで行われる時に最適にならないからである。このような応答装置の導電性も改善できる。そのうえ、支持部が熱的に敏感で弱い時に、蒸着速度は支持手段の許容温度によって制限される。

そのうえ、アンテナを導電性インクの印刷で製作する時に、乾燥時間も長くなり、この乾燥時間を短縮させる加熱ステップは、支持手段が高温に敏感で弱いので実施する際に注意を要する。

更に、従来技術の無線識別要素は、識別要素によって識別されるべき物体の使用条件の物理的特性パラメータ（貯蔵温度、輸送中の温度変動、湿度、汚染物や有害物質の存在、衝撃など）を測定するためのセンサを装着していることがある。しかし、これらのセンサは、測定を常時記録するバッテリを装着しているので高価である。それに加えて、それらは、最上部に直接製作されずに、後で無線識別要素に取り付けられる最終製品であるため、これらが最終的な製作コストを高めることになる。

本発明は、高性能かつ離散的な無線識別要素を低コストで製造するための方法を提案することにより、従来技術の欠点を克服することを意図している。
特に、本発明は、素材に対して優れた接着性を有すると共に高価な乾燥条件を必要とせずに、その生産を促進すべく、最適な性能を保証する十分な導電性を有した無線応答装置を製造することを提案する。

別の態様によれば、本発明は、それほど高価にならずに、製品の監視機能を改善するための無線識別要素を得るための手段も提供する。
このために、本発明は、ワニスの層などの接合コーティングで予め覆われている支持手段にアンテナを形成する、真空蒸着技術の使用を提案する。

より詳細には、本発明によると、少なくとも一つのアンテナを支持手段に、少なくとも一つの導電材料を支持手段の受け面に真空蒸着して、製造することからなる、少なくとも一つの無線識別要素を製造するための方法において、受け面の少なくとも一部は、導電材料の蒸着前のステップにて接合コーティングで覆われている。

支持手段という用語は、用紙、ボール紙、又は随意にＰＥＴのように、印刷可能か否かに関わらず任意のタイプの素材に適用される。
更に、接合コーティングという用語は一貫して、支持手段上に連続した様式で、かつ、表面の広がりに対して薄い厚みを有するように、印刷又は蒸発させることにより塗布可能な流体又は粘性物を作製することを意味する。

特定の実施形態によれば、
− 真空蒸着は、熱蒸発によって行われる。
− 導電材料の塗布を意図しない箇所であり、接合コーティングで被覆されている、受け面の箇所にオイルが印刷される。
− 導電材料は、支持手段の移動に従って移動できるスクリーン印刷マスクを介して、接合コーティングで覆われた受け面上に蒸着される。
− 受け面は、それ自体に接着性を有し、スクリーン印刷マスクを形成する刻み付きの保護層で保護されている。
− 前述の少なくとも一つの導電材料はアルミニウムからなり、少なくとも一つのセンサは、接合コーティングで覆われた支持手段の受け面の少なくとも一部に、少なくとも一つの導電材料の薄膜（複数）を連続して蒸着して製作される。
− 少なくとも一つのマイクロバッテリは、接合コーティングで覆われた支持手段の受け面の少なくとも一部に、少なくとも一つの導電材料の薄膜を連続して蒸着して製作される。

さらなる態様によれば、本発明は、本発明に基づく方法で実現できるとともに支持手段と導電材料製の少なくとも一つのアンテナとを備える無線識別要素であって、支持手段は、アンテナが形成されている接合コーティングで少なくとも部分的に覆われた受け面を備えている、上記の無線識別要素に関する。
特定の実施形態によれば
− 支持手段は印刷可能である。
− 接合コーティングはワニスである。
− 接合コーティングは、それ自体に接着性を有し、アンテナの形状に適したスクリーン印刷マスクを構成するカットされた保護層で覆われている。
− 識別要素は、接合コーティングで少なくとも部分的に覆われている受け面に形成された少なくとも一つの導電材料の薄膜を有する、少なくとも一つのセンサも備えている。
− 接合コーティングは、センサと相互作用する物理的特性を有している。
− 無線周波数識別要素は、接合コーティングで少なくとも部分的に覆われている受け面に形成された少なくとも一つの導電材料の薄膜を有する、少なくともマイクロバッテリも備えている。

本発明は、個々の食品又は医療品をパッケージする基準に対する適合性を証明する、無線識別要素の使用にも関する。
接合コーティングは支持手段と導電材料との間の接着の特性を特に改善するので、乾燥ステップ又は保護手段を必要とせずに、導電材料を蒸着する動作の直後に、支持手段を巻き取ることを可能にする。更に、接合コーティングは、アンテナを形成する導電材料を蒸着する時に、支持手段も保護する。そのうえ、接合コーティングに導電材料を蒸着することによる導電性は、従来技術の方法の性能と比べると改善されている。
接合コーティングに導電材料の薄膜を真空蒸着することは、高導電性の蒸着も可能にし、その厚みも制御できる。従って、アンテナのスケア抵抗と、この適用に基づく蒸着の厚みと、求める性能と、最終製品の使用性能とを適応させることができる。

より詳細には、ワニスで覆われた印刷媒体に熱蒸発でアルミニウムを蒸着することは、接着性と導電性に関して特に興味深い成果になる。
ワニスは、特に滑らかな蒸着面を実現できるので、蒸着物の導電性を高め、特に過熱防止に適した特殊なワニスを用いることにより蒸着段階中に支持部を熱から保護し、最終的に印刷作業のコストを低減するので、優れた性能／コスト比を実現できる。

そのうえ、材料の薄膜の真空蒸着は、アンテナの製作のために用いたものと同じ方法を用いて、接合コーティングで少なくとも部分的に覆われた支持手段上に直接にセンサを製作することも可能にする。これは、従って、時間とコストとを鑑みても有利である。

そのうえ、この方法は、汚濁スクラップを生じず、その製品に汚染物質がそれほど含まれていないので、従来技術の方法より汚染度が小さい。これは、アンテナを製作するための導電材料の薄膜が、それほど厚くなく、なおかつ、導電材料は、インクに含まれている銀よりも汚染度の低い、好都合なアルミニウム又は銅であるからである。

本発明の他の特徴と長所は、図面を参照しながら、詳細な事例の実施形態を読むと明らかになる。

本発明による方法を実施するためのデバイスの第一の実施形態の概略を示す側面図。 本発明による方法を実施するためのデバイスの第一の実施形態の概略を示す側面図。 本発明による方法を実施するためのデバイスの第二の実施形態の概略を示す図。 本発明による無線識別要素の事例の実施形態の平面図。 本発明による無線識別要素の事例の実施形態の断面図。

本発明に基づいて無線識別要素の製造方法を実施するためのデバイスを、図１Ａと１Ｂを参照しながら記載する。
本発明による無線識別要素は支持手段２から製作され、支持手段２は幅が３０〜４０ｃｍ以上で、長さが数百メートルの用紙のロールとして好適にパッケージされている。支持手段２は、受け面２ａと印刷面２ｂとから成る。これらの蒸着部２ａと印刷部２ｂが設けられる表面は好適には互いに異なり、支持手段２の２つの面の各々に設けられている。

代替手段として、印刷支持部２はＰＥＴであってもよく、ＰＥＴはロールに事前にパッケージされていてもよく、或いは製作すべき無線周波数識別要素の形状にあわせて事前に切断されていてもよい。

随意に事前に印刷されている印刷面２ｂを有する印刷支持部２は、熱転送、インクジェット、フレキソ印刷、オフセット印刷などによる印刷を含めて、幾つかの印刷技術に用いることができる。

本発明に基づいて無線識別要素２を製作する方法のステップは、支持手段２の受け面２ａを接合コーティング６で被覆することからなる。接合コーティング６は、好適には、標準的なワニス、例えば、ローワットＢＶからＵＶＬ １３１２ ＦＬＥＸ０ Ｕ．ＶタイプのＵＶワニスである。しかし、接合コーティング６は、熱保護を意図したコーティング、又はインク、又は優れた特性を有する任意の他のコーティングのように、特有のコーティングであってもよい。

接合コーティング６は、フレキソ印刷、又は蒸着などの任意の他の適切な技術によって、支持手段２の受け面２ａに印刷される。それは、完全に又は部分的にのみ、この受け面２ａを被覆するものであってもよい。

無線周波数アンテナ８を支持手段２の受け面２ａに形成するステップを次に行うことができる。このために、アルミニウムなどの導電材料１０が、真空熱蒸発によって蒸着される。

代替の実施形態によれば、導電材料１０は、陰極スパッタリング又はこれらの実施形態の任意の他の組み合わせによって随意に蒸着される銅であってもよい。
支持手段の受け面２ａと印刷面２ｂは、例えば、アンテナ８が印刷済みのパターンに形成されている場合に一つにまとめることができる点に注目すべきである。接合コーティングは、次に、単一の又は複数のアンテナを支持すべき表面のみに蒸着することができる。

この実施形態によれば、無線周波数アンテナ８の形成は、ステップごとに行われる。スクリーン印刷マスク１２は、そこで、支持手段２を形成する用紙のロールの移動に関して固定された位置に止まる。この用紙ロールの移動は非連続的であり、導電材料１０の蒸発は、ロールが停止される時に行われる。導電材料１０は、固定されたスクリーン印刷マスク１２を介して、支持手段２の受け面２ａ上で、連続する層に又は幾つかの薄膜に蒸着される。

代替手段として、このマスキング方法は、支持手段２の受け面２ａ上の正確な箇所に、導電材料１０を引き付ける電界を用いるシステムと交換される。
アンテナ８の形成は、連続的にすることもできる。スクリーン印刷マスク１２は呼の場合には、移動自在なものとし、支持手段２の移動に追従する。このようにして、このデバイスには、供給ワイヤ１４により導電材料１０が供給される。

支持手段２の受け面２ａは好適には、それ自体に接着性を有し、保護層で保護されている。この場合、保護用紙には、無線周波数アンテナ８の形状に対応した穴あき部があるので、移動自在のスクリーン印刷マスク１２が形作られる。接着性を有する層が、接合コーティング６を形成する。代替手段として、接着性を無効にするワニスを、導電材料の蒸着前に、保護層の開口部を介して、接着性を有する層に印刷又は蒸着させることができる。

図１Ｃは、アンテナ８を支持手段２に製造するための第２の方法を示す。この第２の実施形態では、ステップごとに又は連続して、アンテナ８を形成する導電材料１０の蒸着前に、接合コーティング６で既に覆われている支持手段２の受け面２ａにオイル１６が印刷されている。接合コーティング６により、オイル１６は、支持手段２によって吸収されないので、表面の残留することを注目すべきである。オイル１６は、アンテナ８を形成する導電材料１０を受けるように意図されていない部分にのみ印刷される。導電材料１０が蒸着されたときに、蒸発源によって放出された熱のために、オイル１６が脱気して、導電材料１０が特定の箇所において蒸着されることを防止し、オイル１６が印刷されていない領域に導電材料１０を蒸着させるため、アンテナ８のパターンが製作される。

この第２の実施形態によれば、２５０ｎｍ〜１．５μｍの間の、又は、それより薄い導電材料の厚みが、１０ｍ／分〜５０ｍ／分の範囲の支持手段の速度で実現できる。
無線周波数アンテナ８が接合コーティング６で覆われている支持手段２の受け面２ａに形成されると、アンテナ８と電子チップ２０との間の接合がなされる。この接合は、「バンプされた」チップ、すなわち、金属製のスタッドから形成されたチップの端子を用いる熱圧縮によって達成できる。これらのチップは、非常に純粋なソーンシリコンウエハーから取り出されて、異方性導電接着剤で固定される。別例によれば、用いたチップは、「ストラップ」、いわゆる、異方性導電接着剤を用いて、導電性要素で覆われた二つの領域をもつ小さな支持部にパッケージされたチップになる。代わりに、チップは、ポリマー印刷から製作できる。

無線識別要素を製造するための方法は、製品の監視性、いわゆる、その追跡性を改善して、その有効性を証明する、センサ２２を製作するステップも備えている。センサ２２は、無線アンテナ８の製作のために用いるものと同じ方法を用いて、支持手段２の受け面２ａに形成される。センサは、接合コーティング６で覆われた支持手段２の受け面２ａの少なくとも一部の上に、幾つかの材料の薄膜を連続して蒸着して製作される。

センサ２２を製作するステップは、アンテナ８を製作するステップと同時に行うことができるが、幾つかの前の及び又は後のステップで行ってもよい。
マイクロバッテリは好適には、アンテナやセンサ２２と同じ蒸着方法を用いて、単独に又は支持手段２のこれらのセンサ２と連なって形成される。

接合コーティング６は好適には、環境の物理的な量の変動に比例して変動する、特定の物理的な特性（強誘電性、誘電性、熱性、光学性、又は力学性）を有するので、センサ２２と相互作用する。

無線識別要素は、最終的には薬剤又は生鮮食品のボックスに付着されることになる。これは、生鮮食品や調剤物（薬剤、ワクチンなど）や医療品（血液用の袋）は、特殊な環境条件のもとで、特定の温度又は圧力範囲で、又は一定の閾値を超えない汚染環境で貯蔵又は輸送されるからである。これらの無線識別要素は、これらの条件に対する適合を証明できる、又は逆に、貯蔵又は輸送条件の違反を指摘できるようなサイズに設定できる。

支持手段２のロールは、電子チップ２０とアンテナ８との組み合わせで形成された無線
応答装置を備えており、随意に、センサとマイクロバッテリは、無線識別ラベルのロールに次にパッケージされる。これらのラベルは、次に、個々のロールに切り込まれ、次に、個々のロールにパッケージされた、個別の無線識別要素を製作するために、紙の中央部にて積層され、及び細かく切断される。

前述の製造方法を実施して得られる無線識別要素の一例を、図２Ａ，２Ｂとを参照して、ここで説明される。
この無線識別要素は、受け面２ａとプリント面２ｂとから構成した印刷支持部２を備えている。受け面２ａは、電子チップ２０に接続したアンテナ８が形成された接合コーティング６で少なくとも部分的に覆われている。

そのうえ、無線識別要素は好適には、接合コーティング６で覆われた受け面２ａに形成されると共に、少なくとも一つのセンサ２２及び又はマイクロバッテリを形成する、複数の薄膜を有している。

図示しない実施形態によれば、支持手段２の受け面２ａは、それ自体に接着性を有し、アンテナ８とセンサ２２の形状のカットアウトを有する保護層で覆われることができる。
このようにして作られた無線識別要素は、個々の食品又は医薬品に推奨される輸送と貯蔵の条件に対する適合性を証明できる。従って、各製品は、全体的なバッチに共通するというよりも特有のものである、無線識別要素を有する。

廉価で薄くてセンサを有する、これらの無線識別要素は、各個々の製品が現在の基準に準じてパッケージされていることを保証するために使用できる。従って、違反を指摘するメッセージを読取中に受け取らない時に、このシステムは、製品が適切パッケージされていることを保証する。監視される条件は、例えば、温度、圧力、衝撃、ある閾値を逸脱しない有害ガスの存在などである。無線周波数識別要素は、そこで、各製品に適用されて、個々の中断しない監視機能を提供することになる。

本発明は、説明し図示した事例の実施形態に限定されない。当業者は、本発明の趣旨から逸脱せずに、前述の識別要素を製作する方法の異なる代替事例を実施する立場にある。

Claims (18)

1. 少なくとも一つの導電材料（１０）を支持手段（２）の受け面（２ａ）に真空蒸着することにより少なくとも一つのアンテナ（８）を支持手段（２）に形成する工程を備えた、少なくとも一つの無線識別要素を製造するための方法において、
   前記導電材料の蒸着よりも前の工程にて、
   接合コーティング（６）であって、前記接合コーティング（６）はそれ自体に接着性を有し、および、前記アンテナ（８）の形状に適合するスクリーン印刷マスク（１２）を構成すべく予め切抜きが設けられた保護層で被覆されている、接合コーティング（６）で、前記受け面（２ａ）の少なくとも一部を覆う工程と、
   前記接合コーティング（６）の接着性を無効にするワニスを、前記保護層の切抜きを介して、接着性を有する層に印刷又は蒸着させる工程とを備え、
   前記接合コーティング（６）は真空蒸着による前記導電材料（１０）の蒸着の間に前記支持手段（２）を熱から保護するためのものであることを特徴とする、前記の方法。
2. 前記支持手段（２）のプリント面（２ｂ）に印刷する工程を備えている、請求項１に記載の方法。
3. 真空蒸着が熱蒸発によって行われる、請求項１又は２に記載の方法。
4. 導電材料（１０）を蒸着しない部分であって、前記接合コーティング（６）で被覆されている前記受け面（２ａ）の一部にオイル（１６）が印刷される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記導電材料（１０）は、前記支持手段（２）の移動に従って移動できるスクリーン印刷マスク（１２）を介して、接合コーティング（６）で被覆されている前記受け面（２ａ）に蒸着される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記受け面（２ａ）はそれ自体に接着性を有するとともに、スクリーン印刷マスク（１２）を形成すべく予め切り欠きが設けられている保護層によって保護されている、請求項５に記載の方法。
7. 前記の少なくとも一つの導電材料はアルミニウムからなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 少なくとも一つのセンサは、前記接合コーティングで被覆された前記支持手段（２）の受け面の少なくとも一部に、少なくとも一つの導電材料の薄膜を連続して蒸着することにより形成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 少なくとも一つのマイクロバッテリは、前記接合コーティングで被覆された前記支持手段（２）の受け面の少なくとも一部に、少なくとも一つの導電材料の薄膜を連続して蒸着することにより形成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記支持手段（２）は用紙、ボール紙、及びＰＥＴからなる群から選択される材料からなる、請求項１に記載の方法。
11. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法によって得られる無線識別要素であって、支持手段（２）と、導電材料（１０）からなる少なくとも一つのアンテナ（８）とを備えるとともに、前記支持手段（２）は接合コーティング（６）で少なくとも部分的に覆われている受け面（２ａ）を備え、前記接合コーティング（６）上に前記アンテナ（８）が形成され、前記接合コーティング（６）は真空蒸着による前記導電材料（１０）の蒸着の間に前記支持手段（２）を熱から保護するためのものであり、前記接合コーティングによって与えられる前記熱からの保護は前記少なくとも一つの導電材料（１０）の真空蒸着による前記少なくとも一つのアンテナの形成を促進することを特徴とする、無線識別要素。
12. 前記支持手段に印刷をすることが可能である、請求項１１に記載の無線識別要素。
13. 接合コーティング（６）がワニスである、請求項１１又は１２に記載の無線識別要素。
14. 接合コーティング（６）で少なくとも部分的に被覆されている受け面（２ａ）に形成された、少なくとも一つの導電材料（１０）の薄膜を有する、少なくとも一つのセンサをさらに備える、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の無線識別要素。
15. 接合コーティング（６）で少なくとも部分的に覆われている受け面（２ａ）に形成された、少なくとも一つの導電材料（１０）の薄膜を有する、少なくとも一つのマイクロバッテリをさらに備える、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の無線識別要素。
16. 個々の食品をパッケージするための基準に対する適合を証明するための、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の無線識別要素の使用方法。
17. 個々の医療品をパッケージするための基準に対する適合を証明するための、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の無線識別要素の使用方法。
18. 前記支持手段（２）は用紙、ボール紙、及びＰＥＴからなる群から選択される材料からなる、請求項１１に記載の無線識別要素。

Images