JP6740639B2 - 金属対応のｒｆｉｄタグおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属の表面や導電性液体が充填された樹脂ボトルの表面に取り付けた場合であっても、実用上問題の無い通信距離を確保可能な金属対応のＲＦＩＤタグに関する。

ＲＦＩＤタグは、生産工程や倉庫などにおける物品の管理に広く使用されている。具体的には、管理対象である物品にＲＦＩＤタグを取り付けることによって、その物品に関する情報を書き込んだり、読み取ったりすることにより、物品の管理を行っている。

ＲＦＩＤタグは、無線通信によって情報の書き込みや読取りを行っているが、ＲＦＩＤタグを取り付ける物品が、金属などの導電性材料からできている場合や、容器は樹脂製であるが、内容物がジュースや炭酸飲料などの導電性がある液体が充填されている場合、通信に使用する電磁波の強度が弱くなって通信距離が短くなり、利用できなくなる問題がある。

このような問題に対応するための金属対応のＲＦＩＤタグとして、各種の技術が提案されている。例えば特許文献１には、ベース基材と、ベース基材の一方の面に設けられたアンテナと、同じ面に設けられ、アンテナに接続されたＩＣチップと、同じ面側に設けられた粘着層と、を備え、粘着層は、導電性粘着材からなる金属対応のＲＦＩＤタグが開示されている。

このような金属対応のＲＦＩＤタグの多くは、ＲＦＩＤタグを貼付する金属面からある一定の距離だけ離間させることにより、金属面をブースターアンテナとして利用することを可能にし、実用的な通信距離を獲得するものであるが、その弱点としては、ＲＦＩＤタグのアンテナと金属面との距離をある一定の距離だけ離間させ、且つ一定に保持することが求められる点である。アンテナと金属面との距離が変化すると、通信可能な共振周波数が変化し、通信ができなくなる問題がある。

特開２０１１−９６０５６号公報

上記の事情に鑑み、本発明はＲＦＩＤタグのアンテナとそれを貼着する金属面との距離をある一定の距離だけ離間させ、且つ一定に保持することが可能な金属対応のＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、絶縁性の基材表面にアンテナと、アンテナに接続したＩＣチップと、を備えたインレットと、インレットを収納する容器と、容器を封じる蓋と、を備えた金属対応のＲＦＩＤタグであって、容器の内部には、インレットを固定する固定手段を備えており、固定手段は、外部通信装置と通信可能な位置にインレットを固定する手段であり、前記固定手段が、前記アンテナが延伸する方向に平行な２辺の一方の辺を固定する接着手段からなり、もう一方の辺の端部から内側の部位をアンテナが延伸する方向に沿って折り曲げる事によって形成された曲面の外側を、前記蓋の内側に当接させてなることを特徴とする金属対応のＲＦＩＤタグである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法であって、前記インレットを製造する工程と、インレットを前記容器に収納し、前記蓋で容器を封じるインレット収納工程と、を備えており、インレット収納工程は、インレットを容器内部の前記固定手段で固定するインレット固定工程と、インレットの蓋側の辺の端部より内側の部位をアンテナが延伸する方向に沿って折り曲げることによって形成された曲面の外側を蓋の内側に当接し、蓋で容器を封じる工程と、を備えていることを特徴とする金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法である。

また、請求項３に記載の発明は、前記インレット固定工程が、接着剤を使用して前記インレットを前記容器内部に固定する工程であることを特徴とする請求項２に記載の金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法である。

本発明の金属対応のＲＦＩＤタグによれば、容器の中でインレットが、容器内部の固定手段に固定されているため、ＲＦＩＤタグを金属面に貼り付けた場合に、ＲＦＩＤタグのアンテナと金属面が常に外部通信装置と通信可能な一定の距離に保持される。そのため、良好な通信性能を発揮することができる。

また、本発明の金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法によれば、本発明の金属対応のＲＦＩＤタグを製造可能とすることができる。

本発明の金属対応のＲＦＩＤタグの一例を示す概略側断面図。 図１に示した本発明の金属対応のＲＦＩＤタグを、右側から見た概略側断面図の一例。 本発明の金属対応のＲＦＩＤタグの一例を示す概略側断面図。 本発明の金属対応のＲＦＩＤタグで使用するインレットの一例を示す説明図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側断面図。

＜金属対応のＲＦＩＤタグ＞
本発明の金属対応のＲＦＩＤタグを説明する。
本発明の金属対応のＲＦＩＤタグは、絶縁性の基材表面にアンテナと、アンテナに接続したＩＣチップと、を備えたインレットと、インレットを収納する容器と、容器を封じる蓋と、を備えた金属対応のＲＦＩＤタグであり、容器の内部には、インレットを固定する固定手段を備えており、その固定手段は、インレットを外部通信装置と通信可能な位置に固定する手段であることが特徴である。

＜第一の実施形態＞
図１と図２を使用して、本発明の金属対応のＲＦＩＤタグの第一の実施形態について説明する。
本発明の金属対応のＲＦＩＤタグ２０は、絶縁性の基材３表面にアンテナ２と、アンテナ２に接続したＩＣチップ１と、を備えたインレット１０と、そのインレット１０を、アンテナ２が延伸する方向と平行にして、収納する容器４と、その容器４を封じる蓋５と、を備えている。

また、インレット１０のアンテナ２が延伸する方向に直交する幅は、容器４の深さより大きく、容器４の底部には、インレット１０を固定する固定手段６を備えていている。固定手段６は、金属対応のＲＦＩＤタグ２０を金属面などに取り付けた状態で、内部のインレット１０を外部通信装置と通信可能な位置に固定する手段である必要がある。

固定手段６に固定されているインレット１０のアンテナ２が延伸する方向に平行な２辺の一方の側が、容器４の底部にある固定手段６に固定されている。容器４の底部と対向するもう一方の側のインレット１０の端部をアンテナ２が延伸する方向に平行に折り曲げることで、曲面が形成され、その曲面の外側を蓋５の内側に当接するようにしてインレット１０が固定されている。この固定された位置は、インレット１０のアンテナ２を介して、金属対応のＲＦＩＤタグ２０が取り付けられた金属面をブースターアンテナとして機能させることが可能となる位置でなければならない。インレット１０を容器４の内部に取り付ける位置を、金属面をブースターアンテナとして機能させることができる位置に固定する。

図１は、本発明の金属対応のＲＦＩＤタグ２０を、アンテナ２が延伸する方向と直交する面に平行な面のうち、ＩＣチップ１とアンテナ２の両者を切断する面における断面図の一例を示したものである。図１から分るように、基材３が折り曲げられているため、その反発力によって、当接した部分が蓋５の内側に押し当てられることにより、インレット１０が容器４の内部で固定される。

本発明の金属対応のＲＦＩＤタグ２０においては、インレット１０が固定されているため、ＲＦＩＤタグ２０が金属面に貼着または取り付けられた場合、インレット１０のアンテナ２と金属面との位置関係が固定されるため、それらの間の距離が一定に保持されることになる。そのため、本発明の金属対応のＲＦＩＤタグ２０と外部通信装置との通信が可能且つ通信に使用される共振周波数が変化しないため、通信可能な状態を維持することができる。

なお、インレット１０を容器４に固定する固定手段６は、容器４の底部に、インレット
１０のアンテナ２が延伸する方向に平行な２つの辺の一方の辺を接着する手段を好適に使用できる。また、容器４の底部に同じ方向に沿って形成した溝が備えられていても良い。

＜第二の実施形態＞
本発明の金属対応のＲＦＩＤタグの第二の実施形態について図３を用いて説明する。
本発明の金属対応のＲＦＩＤタグ２０は、固定手段６が容器４内部の側壁面に備えられている。例えば、固定手段６は接着剤を使用する手段であっても良い。インレット１０を容器４内部の側壁面に固定できる手段であれば、特に限定する必要はない。
また、インレット１０のサイズについても、特に限定する必要は無く、容器４に収納可能且つ固定可能なサイズであれば良い。

インレット１０を容器４内部の側壁面の固定する位置は、インレット１０が本発明の金属対応のＲＦＩＤタグ２０を取り付ける金属を介して、外部通信装置と通信可能な位置に固定される必要がある。例えば、外部のアンテナ２が延伸する方向と容器４の外部の底部が平行になるようにし、且つ、容器４の外部が金属面に接する場合、アンテナ２と金属面との距離が、外部通信装置と通信可能な一定の値になる位置になるように設置し固定しなければならない。

＜金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法＞
次に、本発明の金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法について説明する。
本発明の金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法は、インレットを製造する工程と、インレットを容器に収納し、蓋で容器を封じるインレット収納工程と、を備えている。
インレット収納工程は、インレットを容器の内側に備えられた固定手段に固定した後、容器を蓋で封じる金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法である。

また、本発明の金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法は、インレットを製造する工程と、インレットを容器に収納し、蓋で容器を封じるインレット収納工程と、を備えている。

また、本発明の金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法は、インレットを製造する工程と、インレットを前記容器に収納し、蓋で容器を封じるインレット収納工程と、を備えており、インレット収納工程は、インレットを容器内部の固定手段で固定するインレット固定工程と、インレットの蓋側の辺の端部より内側の部位をアンテナが延伸する方向に沿って折り曲げることによって形成された曲面の外側を蓋の内側に当接し、蓋で容器を封じる工程と、を備えていても良い。

また、本発明の金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法は、インレットを製造する工程と、インレットを容器に収納し、蓋で容器を封じるインレット収納工程と、を備えており、インレット収納工程は、インレットを容器内部の側壁面に備えられた固定手段で固定するインレット固定工程を備えていても良い。インレット固定工程は、接着剤を使用してインレットを容器内部の側壁面に接着する工程であっても良い。

（容器、蓋）
本発明の金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法では、使用する容器や容器を封じる蓋は、別工程で製造するか、外部から調達する例について説明するが、これに限定する必要はなく、容器や蓋を一貫して製造することでも良い。

（インレットの製造工程）
本発明の金属対応のＲＦＩＤタグで使用するインレットは、通常のインレットと特に変わりは無い（図４（ａ）、（ｂ）参照）。このインレットの製造工程は、従来の製造工程を使用することができる。基材３に導体からなるアンテナ２を形成する工程と、形成した
アンテナ２にＩＣチップ１を実装し接続する工程と、ＲＦＩＤタグ１０で使用する適切な基材３のサイズに断裁加工する工程と、を備えていれば良い。

基材３に導体からなるアンテナ２を形成する工程は、各種の製造方法を適宜適用することができる。アンテナ２としては、巻線コイルアンテナ、導体インキを基材３に印刷して形成した印刷アンテナ、基材３に導体層を形成後に、それをパターン加工して形成した印刷アンテナ、などを好適に使用することができる。

巻線コイルアンテナを使用する場合は、ＲＦＩＤタグが通信に使用する周波数が数百ＫＨｚ程度の場合に使用されてきたが、通信速度の高速化などに伴い、使用される周波数は、ＨＦ帯（例：１３．５６ＭＨｚ）からＵＨＦ帯（例：９１５ＭＨｚ、９５０ＭＨｚ〜９５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ）へと変遷してきた。それに伴い電波方式の通信媒体に使用されるアンテナでは、数ターン以下のループアンテナやダイポールアンテナが使用されている。それらのアンテナを形成する方法としては、基材上に、印刷で導体インキのアンテナパターンを形成する方法や、銅箔、アルミニウム箔、真空蒸着、スパッタリング、めっきなどにより基材上に導体層を形成後、エッチングなどによりよってパターニングする方法でアンテナを作製することができる。

このようにして基材３上にアンテナ２を形成後、ＩＣチップ１を半田付けしたり、半導体製造工程で使用される実装技術を使用することで、ＩＣチップ１をアンテナ２に接続し、実装することができる。

次に、基材３上に多数のインレット１０となる物品を形成したものを、使用するサイズに断裁加工することにより、インレット１０を製造することができる。

（インレット収納工程）
インレット収納工程は、インレットを容器内部の固定手段で固定する固定工程と、インレットの蓋側の辺の端部より内側の部位を、アンテナが延伸する方向に沿って折り曲げることにより形成された曲面の外側を蓋の内側に当接させた状態で、蓋で容器を封じる工程と、を備えている。

（インレット固定工程）
インレット固定工程において、容器の内部にインレットを固定する。インレットを固定する方法としては、様々な手段を用いて実施することが可能である。
例えば、図１に例示したように、まず容器４の底部に備えられた固定手段６に、インレット１０のアンテナ２が延伸する方向に沿った２辺の一方を固定する。

固定の具体的な方法としては、例えば、接着剤をインレット１０の固定する辺の側面に塗布しておき、その辺を容器４の底部に当接させることにより接着し、固定する方法を使用することができる。接着剤を容器４の底部にも塗布しておいても良い。
また、容器４の底部の固定手段６として、底部にインレット１０の固定する辺のサイズに合わせた溝を形成しておき、その溝にインレット１０の固定する辺を挿入する方法でも良い。また、その溝の中に接着剤を塗布しておいても良い。ただし、接着剤を使用した固定方法に限定するものではない。

（蓋で容器を封じる工程）
次に、インレット固定工程の後、インレット１０の蓋５側の辺の端部より内側の部位を、アンテナ２が延伸する方向に沿って、基材３の弾性変形の範囲内で折り曲げて形成されるインレット１０の曲面の外側を蓋５の内側に当接させて、蓋５で容器４を封じる。蓋５で容器４を封じた状態で、インレット１０の曲面が蓋５の内側に当接する方法としては、例えば、治具を使って、インレット１０の蓋５側の辺の端部より内側の部位を折り曲げた状態で蓋５に当接させ、容器４を封じる直前に治具を抜き去る方法が可能である。
また、数十秒から数分の間だけ仮接着できる粘着剤を使用してインレット１０を折り曲げた状態で仮接着し、その状態で折り曲げた状態のインレット１０を容器４の固定手段６に固定する。その後、容器４を蓋５で封じる方法も可能である。時間が経過すると仮接着が開放され、インレット１０は、蓋５の内側に当接し、固定される。

このように、インレット１０を基材３の弾性限界の範囲内で折り曲げることにより、基材３の反発力が生じる。その反発力によって、基材３を折り曲げることによって形成された曲面の外側が、蓋５の内側に当接し、押し付けられる。このようにして、インレット１０が容器４の内部で通信可能な位置で固定された金属対応のＲＦＩＤタグが完成する。

また、インレット１０の固定手段６が、容器４の底部ではなく、側壁面に塗布された接着剤を用いてインレット１０を接着し、固定する手段であっても良い。

１・・・ＩＣチップ
２・・・アンテナ
３・・・基材
４・・・容器
５・・・蓋
６・・・固定手段
１０・・・インレット
２０・・・ＲＦＩＤタグ

Claims (3)

1. 絶縁性の基材表面にアンテナと、アンテナに接続したＩＣチップと、を備えたインレットと、インレットを収納する容器と、容器を封じる蓋と、を備えた金属対応のＲＦＩＤタグであって、
   容器の内部には、インレットを固定する固定手段を備えており、
   固定手段は、外部通信装置と通信可能な位置にインレットを固定する手段であり、前記固定手段が、前記アンテナが延伸する方向に平行な２辺の一方の辺を固定する接着手段からなり、もう一方の辺の端部から内側の部位をアンテナが延伸する方向に沿って折り曲げる事によって形成された曲面の外側を、前記蓋の内側に当接させてなることを特徴とする金属対応のＲＦＩＤタグ。
2. 請求項１に記載の金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法であって、
   前記インレットを製造する工程と、
   インレットを前記容器に収納し、前記蓋で容器を封じるインレット収納工程と、を備えており、
   インレット収納工程は、インレットを容器内部の前記固定手段で固定するインレット固定工程と、インレットの蓋側の辺の端部より内側の部位をアンテナが延伸する方向に沿って折り曲げることによって形成された曲面の外側を蓋の内側に当接し、蓋で容器を封じる工程と、を備えていることを特徴とする金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法。
3. 前記インレット固定工程が、接着剤を使用して前記インレットを前記容器内部に固定する工程であることを特徴とする請求項２に記載の金属対応のＲＦＩＤタグの製造方法。