JP7145617B2

JP7145617B2 - 回路パターン、ｒｆｉｄインレイ、ｒｆｉｄラベル、及びｒｆｉｄ媒体

Info

Publication number: JP7145617B2
Application number: JP2018016235A
Authority: JP
Inventors: 健一郎江口
Original assignee: Sato Holdings Corp
Current assignee: Sato Holdings Corp
Priority date: 2018-02-01
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2022-10-03
Anticipated expiration: 2038-02-01
Also published as: JP2019134352A

Description

本発明は、ＲＦＩＤインレイに適用される回路パターンに関する。

製品の製造、管理、流通等の分野では、製品に関する情報が視認可能に印字されて製品に取り付けられるタグや、製品に関する情報が視認可能に印字されて製品等に貼付されるラベルが用いられている。近年では、識別情報が書き込まれたＩＣチップから非接触通信によって情報を送受するＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術が種々の分野に適用されるようになっており、当該分野においても浸透しつつある。

ＲＦＩＤには、１３５ｋＨｚ帯、１３．５６ＭＨｚ帯等を用いた電磁誘導方式と、ＵＨＦ帯を用いた電波方式等がある。非接触ＩＣカードのように、通信距離が比較的短い場合には、電磁誘導方式が多用されている。

電磁誘導方式は、始端と終端とが接続されて閉回路を形成するコイルアンテナを利用した電磁誘導によって誘導起電力を得ている。

ＨＦ帯ＲＦＩＤ用のコイルアンテナを製造する方法の一例は、次の通りである。まず、片面に金属箔が貼り合わされたＰＥＴ等のベースフィルムを用意する。次に、エッチングにより、コイル状のアンテナパターンを形成する。続いて、コイルアンテナの内周端と外周端とをジャンパー線により電気的に接続する。

特開２００１－３１２７０９号公報

上述の方法では、金属箔により回路を形成する工程、すなわち、金属箔のエッチング工程、ブリッジ部を形成する工程、ブリッジ部のためのジャンパー線を用意する工程が必要であり、作業が煩雑化していた。

そこで、本発明は、ＲＦＩＤインレイの製造工程を簡略化することを目的とする。

本発明のある態様によれば、ＲＦＩＤインレイに用いられる回路パターンであって、基材と、前記基材の表面にコイル状に形成されたアンテナ部と、を備え、前記アンテナ部は、前記アンテナ部のコイル内側に導出された第１端部と、前記アンテナ部のコイル外側に導出された第２端部と、を有し、前記第１端部が前記基材とともに切り抜かれて、前記第１端部が形成された面を外側にして前記第２端部側に折り畳まれ、前記コイル状に形成された前記アンテナ部の外側において、前記第１端部と前記第２端部とが前記基材を介して対向するように形成され、前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれの所定位置には、前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれと前記基材とを貫通する貫通孔が形成されている。

これらの態様によれば、基材の片面に回路パターンを形成するだけでよいため、製造工程を簡素化することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る回路パターンを備えるＲＦＩＤインレイを説明する外観図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。図３は、図１に示すＲＦＩＤインレイが折り線ＢＬにおいて、基材１１のアンテナ部１２が形成された面を外側にして折り畳まれた状態を説明する平面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。図５は、本実施形態に係るＲＦＩＤインレイに形成された接続部１４を説明する断面図である。図６は、本発明の実施形態に係るＲＦＩＤラベルを説明する断面図である。図７は、本発明の実施形態に係るＲＦＩＤラベルを説明する断面図である。図８は、本発明の実施形態に係るＲＦＩＤ媒体を説明する断面図である。図９は、本発明の実施形態の変形例を説明する平面図である。図１０は、図９のＸ－Ｘ線における断面図である。

［回路パターン及びＲＦＩＤインレイ］
本発明の実施形態に係る回路パターン１及びＲＦＩＤインレイ１０について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る回路パターン１を備えるＲＦＩＤインレイ１０を説明する外観図である。また、図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。

本実施形態においては、ＲＦＩＤインレイ１０とは、回路パターン１にＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）仕様のＩＣチップ２０が実装されたものである。また、ＲＦＩＤインレイ１０に、所定の加工を施すことにより、ラベルのほか、タグ、リストバンド等のＲＦＩＤ媒体を形成することができる。ＲＦＩＤラベル、ＲＦＩＤ媒体の詳細については、後述する。

まず、本実施形態に係る回路パターン１について説明する。

回路パターン１は、基材１１と、基材１１の表面に配置されたアンテナ部１２とを備える。アンテナ部１２は、基材１１の表面に貼着されている。アンテナ部１２は、エッチングにより形成されてもよい。

アンテナ部１２は、基材１１の表面にコイル状に形成されている。アンテナ部１２は、コイルＣの内側に導出された第１端部１２１と、アンテナ部１２のコイルＣの外側に導出された第２端部１２２とを有する。

ＩＣチップ２０は、コイル状のアンテナ部１２の特定位置に異方導電性接着剤Ｅによりマウントされている。

図１には、基材１１を折り畳む際の折り線ＢＬと、第１部分１１Ａと第２部分１１Ｂとが記載されている。本実施形態においては、アンテナ部１２のコイルＣは、第１部分１１Ａに形成されている。

第１端部１２１には、第２端部１２２と電気的に接続するための第１接続部１２１ｃが形成されている。また、第２端部１２２には、第１端部１２１と電気的に接続するための第２接続部１２２ｃが形成されている。

図３は、図１に示すＲＦＩＤインレイ１０が折り線ＢＬにおいて、基材１１のアンテナ部１２が形成された面を外側にして折り畳まれた状態（山折りされた状態）を説明する平面図である。

図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。

図３に示すように、基材１１は、折り線ＢＬにおいて、第１部分１１Ａと第２部分１１Ｂとがアンテナ部１２が形成された面を外側にして山折りに折り畳まれる。

また、図４に示すように、アンテナ部１２の第１端部１２１と第２端部１２２は、基材１１がアンテナ部１２の形成された面を外側にして山折りに折り畳まれた状態において、基材１１を介して対向するように形成されている。

図５は、本実施形態に係るＲＦＩＤインレイ１０に形成された接続部１４を説明する断面図である。第１端部１２１及び第２端部１２２のそれぞれの所定位置には、第１端部１２１及び第２端部１２２のそれぞれと基材１１とを貫通する貫通孔が形成されている。

図５に示すように、回路パターン１の第１端部１２１及び第２端部１２２に形成された貫通孔は、折り畳まれた状態で連通されて開口部１１ｈが形成される。回路パターン１は、折り畳まれた状態において、開口部１１ｈには導電性材料が配置されることにより、接続部１４が形成され、第１接続部１２１ｃと第２接続部１２２ｃとが導通される。

第１接続部１２１ｃと第２接続部１２２ｃは、かしめ治具等を用いたかしめ加工により、回路パターン１の第１端部１２１及び第２端部１２２を形成する金属箔を基材１１ごと引き延ばすことによって導通されてもよい。

第１端部１２１と第２端部１２２は、接続部１４よって電気的に接続されることにより、閉回路となり、アンテナとして機能することができる。

続いて、回路パターン１における各構成について、詳細を説明する。

基材１１として適用可能な材料としては、上質紙、コート紙等の紙類、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート等の樹脂フィルム単体又はこれら樹脂フィルムを複数積層してなる多層フィルムが挙げられる。

また、基材１１の厚さは、２５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。基材１１として紙類を用いる場合には、上記範囲のなかでも、５０μｍ以上２６０μｍ以下とすることができ、通常、７０μｍ以上１１０μｍ以下とすることが好ましい。また、基材１１として樹脂フィルムを用いる場合には、上記範囲のなかでも、２５μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。これらのなかから、用途に応じて、適宜選択可能である。

また、アンテナ部１２は、金属箔により形成されていることが好ましい。金属箔を構成する金属としては、通常、アンテナ部の形成に用いられる導電性金属であれば適用可能である。一例として、銅、アルミニウムが挙げられる。

本実施形態においては、基材１１の折り畳みに対する追従性の観点、及び製造コスト低減の観点から、アルミニウム箔を用いることが好ましい。また、ＲＦＩＤインレイ１０全体の厚さ或いはＲＦＩＤ媒体に形成された際の全体の厚さ、及び製造コストの観点から、金属箔の厚さは、３μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましい。本実施形態では、厚さ２０μｍのアルミニウム箔を用いる。

また、アンテナ部１２は、金属粉含有ペーストを塗工して形成されてもよい。さらに、インクジェットにより導電性材料を印刷して形成されてもよい。

本実施形態において、アンテナ部１２のパターンは、例えば、アンテナ部１２の外周線の形状の凸状刃部が形成されたダイロールと、ダイロールをバックアップするアンビルローラとを用いて金属箔を切断することによって形成することができる。

粘着剤層１３に適用可能な粘着剤としては、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられる。

本実施形態では、粘着剤層１３は、例えば、アンテナ部１２の形状に対応する凸状パターンが形成された版ローラを用いて粘着剤を基材１１の上に塗工することで形成することができる。

粘着剤層１３は、このような凸版印刷によるほか、フレキソ印刷やスクリーン印刷も適用可能である。

また、印刷によって粘着剤層１３を形成する観点から、粘着剤としては、紫外線硬化型の粘着剤を用いることが好ましい。

粘着剤層１３の厚さは、３μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましい。３μｍ以上であれば、アンテナ部１２を粘着する十分な粘着力が得られ、２５μｍ以下であれば、加圧によりアンテナ部１２の外周線よりも外側にはみ出ることがない。この観点から、粘着剤Ａの厚さは、より好ましくは、３μｍ以上１０μｍ以下である。

粘着剤の粘着力は、１８０°剥離試験（ＪＩＳＺ０２３７）において、５００ｇｆ／２５ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは、８００ｇｆ／２５ｍｍ以上であり、さらに好ましくは、１０００ｇｆ／２５ｍｍ以上である。粘着力の上限値は、好ましくは、２０００ｇｆ／２５ｍｍである。

上述した回路パターン１及びＲＦＩＤインレイ１０によれば、基材１１の一部が折り畳まれた状態で、第１端部１２１と第２端部１２２とが基材１１を介して対向するように形成されている。

このため、本実施形態に係る回路パターン１及びＲＦＩＤインレイ１０は、基材１１のいずれか一方の表面にアンテナ部１２を形成した後で、アンテナ部１２が外側になるように基材１１を折り畳むことによって、電気的に接続する前段階の状態が得られる。

したがって、従来のように、基材の表面と裏面とに回路パターンを形成する必要がなく、製造工程が簡素化できる。

また、本実施形態によれば、コイル状の回路を形成する場合、基材１１が絶縁層を兼ねるため、端部同士を電気的に接続する際に回路自身を横断する部分に絶縁措置を施したり、ジャンパー線を設けたりする必要がない。

また、本実施形態に係る回路パターン１及びＲＦＩＤインレイ１０では、基材１１が折り畳まれた状態で、第１端部１２１に形成された貫通孔と、第２端部１２２に形成された貫通孔とが連通して開口部１１ｈが形成されて、この開口部１１ｈに導電性材料による接続部１４が形成される。このため、ＲＦＩＤインレイ１０の製造工程を簡素化できる。

［ＲＦＩＤラベル（１）］
図６は、本発明の実施形態に係るＲＦＩＤラベル１００を説明する断面図である。

本実施形態に係るＲＦＩＤラベル１００は、上述したＲＦＩＤインレイ１０と、セパレータ４０と、外側基材５０とを備える。

セパレータ４０は、ＲＦＩＤインレイ１０における第１部分１１Ａのアンテナ部１２のコイルＣが形成された面に被着体用粘着剤６１を介して仮着されている。

また、外側基材５０は、印字面を有しており、第２部分１１Ｂの第２端部１２２が形成された面に、印字面を外側に向けた状態で、外側基材用粘着剤又は外側基材用接着剤６２を介して積層されている。

上記構成を備えるＲＦＩＤラベル１００は、セパレータ４０が剥離されて、第１部分１１Ａに形成されたアンテナ部１２を被着体に向けて、被着体の被着面に貼付することができる。

［ＲＦＩＤラベル（２）］
図７は、本発明の実施形態に係るＲＦＩＤラベル２００を説明する断面図である。

本実施形態に係るＲＦＩＤラベル２００は、上述したＲＦＩＤインレイ１０と、セパレータ４０と、外側基材５０とを備え、ＲＦＩＤラベル１００とは反対に、印字面を有する外側基材５０が第１部分１１Ａのアンテナ部１２が形成された面に、印字面を外側に向けた状態で、外側基材用粘着剤又は外側基材用接着剤６２を介して積層されている。

また、セパレータ４０が第２部分１１Ｂの第２端部１２２が形成された面に被着体用粘着剤６１を介して仮着されている。

上記構成を備えるＲＦＩＤラベル２００は、セパレータ４０が剥離されると、第２部分１１Ｂを被着体に向けて、被着体の被着面に貼付することができる。

［ＲＦＩＤ媒体］
図８は、本発明の実施形態に係るＲＦＩＤ媒体３００を説明する断面図である。ＲＦＩＤ媒体３００は、上述したＲＦＩＤインレイ１０が第１の外側基材７１と第２の外側基材７２に挟まれたものである。

第１の外側基材７１は、ＲＦＩＤインレイ１０における第１部分１１Ａのアンテナ部１２が形成された面に外側基材用粘着剤又は外側基材用接着剤８１を介して積層されている。

また、第２の外側基材７２は、ＲＦＩＤインレイ１０における第２部分１１Ｂの第２端部１２２が形成された面に外側基材用粘着剤又は外側基材用接着剤８１を介して積層されている。

図８では、第１の外側基材７１の端部と第２の外側基材７２の端部との間に隙間があるように記載されているが、第１の外側基材７１と第２の外側基材７２の間に塗工された粘着剤によってＲＦＩＤインレイ１０は封止されている。

第１の外側基材７１及び第２の外側基材７２のうち少なくとも一方の表面は印字面とされている。

図８に示したＲＦＩＤ媒体３００としては、いわゆるタグが挙げられる。タグは、糸やタグピンによってアパレル製品等に取り付けて用いられるものである。

また、ＲＦＩＤ媒体３００として、リストバンドが挙げられる。リストバンドは、使用者の腕に留め付けられるように形成されており、病院における入院患者の識別や、コンサートやイベントにおける入場チケットとして使用できる。

［その他の実施形態］
上述した本発明の実施形態は、本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

本実施形態においては、図１及び図３に示すアンテナ部１２のコイルＣのパターンは、図示したものに限定されない。本発明は、回路パターンの両端を回路自身を横断して電気的に接続する場合に適用可能である。

本実施形態においては、基材１１を第１部分１１Ａと第２部分１１Ｂとに分ける対称位置に折り線ＢＬが規定されている。しかし、折り線ＢＬは、図示した位置に限定されない。

本実施形態においては、基材１１の第１部分１１Ａと第２部分１１Ｂとは折り線ＢＬによって等分されている場合について説明した。しかし、基材１１の第１部分１１Ａと第２部分１１Ｂとは折り線ＢＬにおいて線対称でなくてもよい。

第１部分１１Ａに向けて折り畳まれる第２部分１１Ｂは、少なくとも第２端部１２２及び第２接続部１２２ｃを形成できる領域であればよい。すなわち、例えば、図１に示された第２部分１１Ｂにおいて、第２端部１２２が配置された領域以外の余白部分は無くてもよい。

また、本実施形態において、コイルＣの内側に導出された第１端部１２１が基材１１の一部とともに切り抜かれて、アンテナ部１２のコイルＣの外側に導出された第２端部１２２側に折り畳まれてもよい。

図９は、本発明の実施形態の変形例を説明する平面図である。図１０は、図９のＸ－Ｘ線における断面図である。図９及び図１０において、図１及び図２と同一の構成及び同一の機能を有するものは同一の番号を付する。

本実施形態の変形例として示す回路パターン２及びＲＦＩＤインレイ９０は、図９に示すように、コイルＣの内側に導出された第１端部１２３と、アンテナ部１２のコイルＣの外側に導出された第２端部１２４とを有する。

回路パターン２及びＲＦＩＤインレイ９０では、第１端部１２３が、図９に一点鎖線で示される折り線ＢＬを付け根とし、点線で示される切欠部Ｎにおいて、基材１１の一部とともに切り抜かれて、アンテナ部１２の裏面側に向けて折り畳まれるように形成されている。

第１端部１２３が形成された基材１１の一部である切欠部Ｎが折り畳まれた状態で、第１端部１２３と第２端部１２４とは、基材１１を介して対向する位置にある。

上述の構成を有する回路パターン２及びＲＦＩＤインレイ９０によれば、コイル状の回路を形成する場合、基材１１が絶縁層を兼ねるため、端部同士を電気的に接続する際に回路自身を横断する部分に絶縁措置を施したり、ジャンパー線を設けたりする必要がない。

本実施形態においては、基材１１にアルミ箔を貼着することにより回路パターン２を作製することについて説明したが、アルミ箔や銅箔のエッチングにより回路パターン２を作製することもできる。

１回路パターン
２回路パターン
１０ＲＦＩＤインレイ
１１基材
１１Ａ第１部分
１１Ｂ第２部分
１１ｈ開口部
１２アンテナ部
１３粘着剤層
１４接続部
２０ＩＣチップ
４０セパレータ
５０外側基材
６１被着体用粘着剤
６２外側基材用接着剤
７１第１の外側基材
７２第２の外側基材
８１外側基材用接着剤
９０ＲＦＩＤインレイ
１００ＲＦＩＤラベル
１２１第１端部
１２１ｃ第１接続部
１２２第２端部
１２２ｃ第２接続部
１２３第１端部
１２４第２端部
２００ＲＦＩＤラベル
３００ＲＦＩＤ媒体
ＢＬ折り製
Ｎ切欠部

Claims

ＲＦＩＤインレイに用いられる回路パターンであって、
基材と、
前記基材の表面にコイル状に形成されたアンテナ部と、を備え、
前記アンテナ部は、
前記アンテナ部のコイル内側に導出された第１端部と、
前記アンテナ部のコイル外側に導出された第２端部と、を有し、
前記第１端部が前記基材とともに切り抜かれて、前記第１端部が形成された面を外側にして前記第２端部側に折り畳まれ、前記コイル状に形成された前記アンテナ部の外側において、前記第１端部と前記第２端部とが前記基材を介して対向するように形成され、
前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれの所定位置には、前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれと前記基材とを貫通する貫通孔が形成された、回路パターン。
請求項１に記載の回路パターンであって、
前記基材の一部が折り畳まれた状態で、互いに連通した前記貫通孔に導電性材料が配置された、回路パターン。
請求項１に記載の回路パターンであって、
前記第１端部と前記第２端部は、かしめ加工により電気的に接続された、回路パターン。
請求項１に記載の回路パターンであって、
前記アンテナ部が金属箔により形成された、回路パターン。
請求項４に記載の回路パターンであって、
前記アンテナ部がアルミニウム箔により形成された、回路パターン。
ＲＦＩＤインレイであって、
基材と、前記基材の表面にコイル状に形成されたアンテナ部とを備え、前記アンテナ部は、前記アンテナ部のコイル内側に導出された第１端部と、前記アンテナ部のコイル外側に導出された第２端部とを有し、前記第１端部が前記基材とともに切り抜かれて、前記第１端部が形成された面を外側にして前記第２端部側に折り畳まれ、前記コイル状に形成された前記アンテナ部の外側において、前記第１端部と前記第２端部とが前記基材を介して対向するように形成され、前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれの所定位置には、前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれと前記基材とを貫通する貫通孔が形成された回路パターンと、
前記アンテナ部に電気的に接続されたＩＣチップと、
を備えた、ＲＦＩＤインレイ。
ＲＦＩＤインレイを有するＲＦＩＤラベルであって、
基材と、前記基材の表面にコイル状に形成されたアンテナ部とを備え、前記アンテナ部は、前記アンテナ部のコイル内側に導出された第１端部と、前記アンテナ部のコイル外側に導出された第２端部とを有し、前記第１端部が前記基材とともに切り抜かれて、前記第１端部が形成された面を外側にして前記第２端部側に折り畳まれ、前記コイル状に形成された前記アンテナ部の外側において、前記第１端部と前記第２端部とが前記基材を介して対向するように形成され、前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれの所定位置には、前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれと前記基材とを貫通する貫通孔が形成された回路パターンと、
前記アンテナ部に電気的に接続されたＩＣチップとを備えた前記ＲＦＩＤインレイと、
前記ＲＦＩＤインレイにおける表面及び裏面のいずれか一方に被着体用粘着剤を介して仮着されたセパレータと、
前記セパレータが仮着された面の反対の面に外側基材用粘着剤又は外側基材用接着剤を介して積層された印字面を有する外側基材と、
を有するＲＦＩＤラベル。
ＲＦＩＤインレイを有するＲＦＩＤ媒体であって、
基材と、前記基材の表面にコイル状に形成されたアンテナ部とを備え、前記アンテナ部は、前記アンテナ部のコイル内側に導出された第１端部と、前記アンテナ部のコイル外側に導出された第２端部とを有し、前記第１端部が前記基材とともに切り抜かれて、前記第１端部が形成された面を外側にして前記第２端部側に折り畳まれ、前記コイル状に形成された前記アンテナ部の外側において、前記第１端部と前記第２端部とが前記基材を介して対向するように形成され、前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれの所定位置には、前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれと前記基材とを貫通する貫通孔が形成された回路パターンと、
前記アンテナ部に電気的に接続されたＩＣチップとを備えた前記ＲＦＩＤインレイと、
前記ＲＦＩＤインレイにおける前記表面に外側基材用粘着剤又は外側基材用接着剤を介して積層された第１の外側基材と、
前記ＲＦＩＤインレイにおける裏面に外側基材用粘着剤又は外側基材用接着剤を介して積層された第２の外側基材と、
を有するＲＦＩＤ媒体。