JPH02310696A

JPH02310696A - 共振タグおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH02310696A
Application number: JP1131414A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsumoto; 剛松本; Yuji Suzuki; 祐二鈴木
Original assignee: Tokai Denshi Inc
Current assignee: Tokai Denshi Inc
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1990-12-26
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0833960B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野ｊ本発明は高性能かつ小型化を図った共振タグおよびその
製造法に関するものである。

［従来の技術］デパート、スーパーマーケット、一般小売店等では、商
品を万引き等による盗難から保護するため種々の商品保
護手段が取られている。これらの万引き等の防止手段と
してもつとも一般的に用いられているのが、いわゆる万
引防止装置といわれる装置である。

この装置は、顧客の出入口近傍に高周波発信器と高周波
受信器を配置し、高周波発信器より発信される高周波を
受信器で常時受信し、その制御領域内を当該周波数の高
周波信号を変調する変調器が通過したか否かを、当該変
調器による変調信号を受信するか否かで判別するもので
ある。

そして、予め商品にこの変調器を付けておき、精算済み
の商品からはこの変調器を取り外すようにし、変調器を
付けた商品等が制御領域内を通過した時には未精算の商
品の通過である（万引等の可能性があると）と認定して
いる。

この変調器としては、従来ダイオード素子を有するもの
などが用いられてきた。

しかし、価格が高い等の問題があり、最近ではコンデン
サ素子とコイル素子とを組み合わせた共振回路を形成し
た共振回路素子で構成したタグも登場してきている。こ
の方式は、タグを付けた商品が制御領域内を通過するこ
とにより、共振周波数での共振が起こることを利用する
ものであり、受信器で受信される高周波信号が共振によ
り変調されたことを検出するものである。

この共振回路素子（タグ）は、可撓性素材を用いて作ら
れた有る特定の共振周波数特性を有するタグとして形成
され、接着剤等により対象商品に貼付固定されたり、ま
たは容易に破断しない「ひも」状物で吊られるかして使
用されている。

そして、商品対価の支払い後は、システムの制御領域内
で、高周波発信器より発信される高周波信号に対する共
振タグによる変調が起きない（感知反応しない）ように
していた。

この共振タグによる変調が起きないようにするためには
、以下の方法が取られていた。

１）タグを商品より取り外す。

２）タグを引き裂く等して電気回路を破壊する。

３）共振タグのコイル面にアルミニウム箔等の金属箔を
貼付けするなどして高周波信号を遮蔽する。

４）特殊な専用治具を用いて機械的にタグのコンデンサ
部分等を短絡する。

等の方法が用いられている。

そして、このシステムの制御可能範囲、即ち共振タグの
感知可能距離は、検知装置の性能にもよるが、共振タグ
のサイズ等も重要な要素である。

タグのサイズ及び性能としては、使用対象になる品物に
もよるが、「より小さなサイズ」のタグとすることが要
求され、また、使用場所によっては「より広い感知可能
距離」が得られる高性能なタグが要求されている。

これらの要求が満たされ、しかも従来の価格と比較し同
じか、より安価であればより一層の市場の拡大が期待で
きる。

［発明が解決しようとする課題］しかし、現在、市場で通常使用されている盗難防止を目
的としたシステムで用いられている共振タグの周波数帯
域は、一般的に４ＭＨｚ以上１１ＭＨｚ以下である。

このため、共振タグのサイズは、使用されている基板素
材の電気的物性や、市場価格等の制約から最小で２８ｍ
ｎ＋Ｘ　３８ＩＩ１ｍ程度であり、このサイズの場合に
はタグの性能を示す感知距離は７０ｃｍが最大である。

従って、一般的な要求に十分対応することができなかっ
た。

［課題を解決するための手段］本発明は上述の課題を解決することを目的として成され
たもので、上述の課題を解決する一手段として以下の構
成を備える。

即ち、誘電体薄膜層の両表面に固着された導電性膜パタ
ーンにより特定の共振周波数を有する共振回路を形成し
て成る共振タグであって、誘電体薄膜層の一方面に、コ
ンデンサ電極板パターンと、リアクタンス回路パターン
と、接続端子パターンとを形成し、該一方面のコンデン
サ電極板パターン位置及び接続端子パターン値と略重な
り合う誘電体薄膜層の他方背面位置にコンデンサ電極板
パターン及び接続端子パターンとが形成され、両接続端
子間は導通状態に維持され、誘電体薄膜層のコンデンサ
電極板パターン部分は周辺部が切り抜かれ一方面のコイ
ル回路パターン面に折り曲げられている。

また、両コンデンサ電極板パターンの略中央部には開口
部があり、該開口部の誘電体薄膜の厚さは該部分の導通
が容易な様に薄（形成されている。

［作用］以上の構成において、回路中央部に位置するコンデンサ
電極パターン周囲の誘電体薄膜層の一部の側面を打抜き
、コンデンサ電極パターンをリアクタンス回路パターン
上に折曲げ重ね合せる事により、電磁束が蓮過する回路
の空間面積を拡大する事が可能となり、小型かつ感知距
離を広げた性能のよい共振タグおよびその製造方法が提
供できる。

また、誘電体の回路部の一部を極薄膜層フィルム状に形
成することにより、容易に絶縁破壊可能な電極板間距離
を得ている。このため、電界中において誘電体である電
気絶縁性薄膜層を破壊し、それにより両電極が短絡する
事が容易になり、予め形成された共振周波数特性を容易
に消失せしめる事を可能ならしめた共振タグおよびその
製造方法が提供できる。

［実施例１］以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるもの
ではなく、種々の共振回路等に応用可能である。

第１図は本実施例の共振タグの基板材料の構造を示す断
面図、第２図は第１図に示す基板材料に形成されたコイ
ル／コンデンサ／抵抗（ＬＣＲ）回路印刷パターンを示
す図、第３図は第１図に示す基板材料に形成されたコン
デンサ回路印刷パターンを示す図である。

本実施例の共振タグは、第１図に示す様なポリエチレン
等の合成樹脂フィルム薄膜層からなる誘電体２の両面に
、アルミニウム箔等の金属箔１゜３を貼着等することに
より形成した基板材料より製造される。

誘電体２としては、電磁気学的数値である誘電率が高（
誘電体損（ｔａｎδ）の低いものが使用できる。

誘電体はポリエチレン、ポリプロピレンなとのほか、ポ
リエステルなどのプラスチック・フィルムも使用できる
が、価格および加工性の点からポリエチレン、ポリプロ
ピレン等ポリオレフィン系のものが好ましい。

また、誘電体は、薄ければ薄い程いいが、その製造上お
よび品質上の制約から厚さが限定される。本実施例では
係る点を考慮して、電気絶縁性合成樹脂フィルム薄膜層
、例えば０．０３１１１０１以下の厚さを有するポリエ
チレン樹脂フィルムを用いることが望ましい。

このフィルム（誘電体２）の両面に、アルミニウム箔等
の金属箔を押し出し、または熱圧着等の方法により貼り
合わせて金属箔部分１，３を形成し基板材料として製造
される。

金属箔は特に限定されていないが、価格、加工性等の点
からアルミニウム箔が好ましく、その厚さは通常この種
の用途に使用される範囲のものが使用できる。

金属箔として特にアルミニウム箔を用いる場合において
は、例えば電気的物性、貼り合わせまたはエツチング加
工等の加工適正、更には商品の物性等から、純度９９．
０％以上９９．７％以下アルミニウム箔とすることが望
ましい。

本実施例においては、誘電体２としてのポリエチレン樹
脂フィルムの両面に貼り合わされる金属箔のうち、一方
面の金属箔ｌは、第２図に示すＬＣＲ回路２１及び回路
端子部２３として、及びコンデンサ電極板２２として使
用される。金属箔ｌをアルミニウム箔とする場合は、０
．０５ｍｍ以上０．０７１１１０Ｌ以下が望ましい。

一方、他方面の金属箔３はコンデンサ電極板３２および
回路端子部３３として使用される。金属箔３をアルミニ
ウム箔とする場合は、０．００７１１Ｉｍ以上０．０１
５　ｍ■以下が望ましい。

以上の基板材料が形成されると、続いて特定共振周波数
を得るために、耐エツチング性を有するインク４を用い
て、金属箔１上に第２図に示すＬＣＲ回路パターンを、
金属箔３上に第３図に示すコンデンサ回路パターンを、
各種印刷方法（例えばグラビヤ印刷、シルクスクリーン
印刷、フレキソ印刷、凸版印刷方法等）により印刷する
。

なお、本実施例においては、金属箔の両面の両コンデン
サ部電極板２２．３２内に、誘電体２に達する所定の大
きさの開口部２４．３４が形成されている。コンデンサ
部電極板２２．３２に設ける開口部２４．３４の大きさ
は、誘電体や金属箔の厚さに°よっても異なるが、通常
直径０．３ｍｍ以上２ＩＩＩｆｆｌ以下の円形状とする
と良い。

しかしながら、この開口部は電極板間を加熱押圧した時
、誘電体２である合成樹脂が流動し易いようにするため
のものであり、その形状は円形状に限らず、任意の形状
で良（、設ける数も制限がない。従って、コンデンサ部
電極板の両方に設けても良く、片方（例えば３４）のみ
であってもよい。

両面に設ける場合には、はぼ重なり合う様に設け、好ま
しくは一方の開口部の大きさを他方の開口部のそれより
も大きくすると良い。

また片側の電極板にのみ開口部を設ける時は、厚い金属
箔からなる電極板の方へ設けると有利である。

続いて、回路パターンの印刷された基板材料を、塩酸ま
たは塩化鉄の如き酸性薬液を用いて、或いは苛性ソーダ
の如きアルカリ性薬液を用いて、化学的にエツチング処
理を施し一１不要な金属箔を除去する。その結果、第４
図の如きＬＣＲ回路定数とコンデンサ回路定数で゛特定
される特定の共振周波数を有する共振回路が形成される
。

エツチング処理に続いて、誘電体２両面の金属箔１．３
の回路端子部２３．３３を短絡導通させる。この短絡導
通作業は、特殊治具を使用して両面の金属箔を押し潰す
等の機械的方法により、間にあるポリエチレン樹脂フィ
ルム薄膜層を破壊して短絡導通される。この短絡導通し
た状態の断面図を第５図の右方に示す。これにより、特
定共振周波数を有する共振回路が一応完成する。

本実施例においては、このようにして形成された共振タ
グに対して更に以下の工程を加え、小型でかつ感度がよ
く、容易に非動作状態とできる共振タグとしている。

この種の共振タグにおいては、例えば商品に対する精算
終了後は、共振回路を電気的に破壊して変調しないよう
にするのがするのかも°っとも簡易な方法である。この
方法を採用する場合には、コンデンサ部の両電極を高出
力電界中において容易に短絡するようにするために、両
電極の金属箔間隔を０．０００３ｍｍ以下に維持される
必要がある。この０、０００３ｍｍ以下の間隔を安定し
て得るために、開口部２４．３４を含む部分を加熱され
た治具で押圧して開口部２４．３４付近の電極板間の誘
電体の厚さを所定の厚さとする。

これにより、誘電体２の電気絶縁性を破壊することを容
易とし、両電極である金属箔１，３間を容易に短絡させ
、高出力電界中における共振周波数特性を容易に消失さ
せる事を可能にしている。

具体的には、以下の手順で行なわれる。

まず加熱した円形状治具をコンデンサ回路３１側の開口
部３４周辺に接触させた後所定圧力で押圧する。誘電体
である合成樹脂の種類によって異なるが、ポリエチレン
等の熱可塑性樹脂の場合、表面温度が４５０℃以下に熱
つせられた治具で押圧すると良い。

具体的には、例えば、２ＩＩＩＩＩ＋以上５ｎｏｎ以下
の有効接触が可能な先端径を有する円形状治具の場合は
、表面を例えば１５０℃以上３００℃以下の温度に加熱
する。そして、加熱した治具を第３図に示す金属箔３の
コンデンサ回路３１におけるコンデンサ部電極板３２の
略中夫の開口部３３の周辺に当て、ＬＣＲ回路２１のコ
ンデンサ部電極板２２の略中夫の開口部２３の周辺部方
向に押圧する。

加熱と押圧により、開口部周辺の金属箔１，３間に存在
する誘電体２が溶融収縮する。この結果、略０．０００
３ｍｍ以下の極薄膜層フィルムを形成することが可能と
なり従って絶縁破壊可能な電極板間距離を得る事ができ
る。

続いてコンデンサ部の打ち抜き、折り曲げ処理を行なう
。

以上の処理において、コンデンサ部を回路中央に位置さ
せるのは、エツチングの面積をできるだけ少な（する事
と、金属箔部分をできるだけ多く残す事により、エツチ
ング後の基材の機械的強度を保て、しかも合成樹脂フィ
ルム薄膜層の熱収縮、発泡、および皺等の品質問題の発
生を防ぐためである。

しかし、この種の共振タグでは、より高性能な（より広
い感知距離を有する）、シかもより小さい小型化された
サイズのタグを得る必要がある。

このためには、コイル間をできるだけ多（の電磁束を通
過させる事が必要である。

回路中央部に位置するコンデンサ部は、製造上では当該
位置にあることが望ましいが、この原理条件から考えた
場合、この位置では電磁束の通過を妨げる事になり、不
適当である。

本実施例では以上の点に鑑み、共振タグの感知距離を広
げ、より小型で高性能なものとするため、回路中央部に
位置するコンデンサ部を該端子がコイルと交差する部分
まで該側面を金型等で打抜き、打抜かれた部分をコイル
との交差部でコンデンサ回路側によりコイル回路側に折
曲げ、コンデンサ部電極板の側面がコイル回路側面に一
致させる事により、高性能でしかも小型化を可能にして
いる。

回路を形成している金属箔表面には、耐エツチング性の
レジストインクが存在し、この種のインクは電気的に絶
縁性を有しているので、コイル回路上にコンデンサ部を
折重ね合す事ができ、この事から回路中央部により多く
の電磁束の通過が可能なより広い空間を得る事ができる
。

この事から回路中央部の空間面積、回路導体幅、導体線
間距離を必要とされる性能とを組合せ設計する事により
、小型化された高性能な共振タグを得る事ができる。

即ち、金型等でコンデンサ部２２．３２及び回路２１．
３１の一部の周辺に沿い、第６図に５１で示す様にポリ
エチレン樹脂フィルム層を打抜く。そして、第６図の如
くコンデンサ回路側よりＬＣＲ回路側に、コンデンサ部
側面がＬＣＲ回路側面と一致する様に折曲げ重ね合せる
。

これにより、コイル間をできるだけ多くの電磁束を通過
させる事ができ、小型かつ高性能の共振タグとすること
ができる。更に、高出力電界中で共振周波数特性を消去
可能な共振タグとすることができる。

金型等により打抜かれるコンデンサ部および該端子部の
側面とは、各々エツチング断面より最大０．０３　ｍｍ
以内の合成樹脂フィルム薄膜層を意味し、金属箔の打抜
きを意味していない。

−窓以上の工程により、本実施例の共振タグが完成する
。

しかし、商品としての信頼性を確保し、折り曲げ状態を
良好に維持するため、以下の処理を行なう。即ち、絶縁
破壊可能な電極板間距離を形成した後、まずＬＣＲ回路
側にシリコーン紙等の離型紙を粘着剤で貼合せる。一方
、コンデンサ回路側には無地或いは印刷された上質紙を
接着剤で貼合す。

シリコーン紙等の離型紙と共に用いられる粘着剤は、保
護される商品に直接接着させられる。

このため、−２０℃の低温領域から４０℃の高温領域ま
での温度域で使用される各種ガラス製品、ポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリエステル等の合成樹脂フィルム
単体、或いは樹脂が塗布された製品に対し、ある一定期
間外力が加えらえても容易に剥れない程度の接着強度を
有している事が必要である。

そして、以上の処理を実行した後に、金型等により所定
のサイズにキスカットする。

このようにしてより信頼性の高い共振タグが完成する。

以上の様にして実施例で作られた共振タグのサイズは、
３０ｍｍＸ３２ｍｍであり、従来のサイズと比較し約９
０％の大きさとすることができる。そして、性能も従来
の感知距離７０ｃｍに対し９０ｃｍと著しく向上してい
る。

なお、実際の回路設計で採用された導体幅は０．５ｍｍ
、線間距離は０．３ｍｍ、コイル数は９である。

以上の共振タグの製造工程を第７図に示す。

本実施例の様な構成とすることにより、所定強度を持ち
ながら電磁束が通過する回路の空間面積を拡大する事が
可能となり、タグ性能を示す感知距離を広げる事ができ
、かつ小型化が達成できた。

また、本実施例においては、開口部周辺の金属箔１．３
間に存在する誘電体２を極薄膜層フィルム状に形成する
ことにより、容易に絶縁破壊可能な電極板間距離を得て
いる。このため、電界中において誘電体である電気絶縁
性薄膜層を破壊し、それにより両電極が短絡する事が容
易になり、予め形成された共振周波数特性を容易に消失
せしめる事を可能ならしめた共振タグおよびその製造方
法が提供できる。

〔発明の効果Ｊ以上説明した様に本発明によれば、回路中央部に位置す
るコンデンサ電極板パターンの一部の側面を打抜き、コ
ンデンサ電極板パターン側をリアクタンス回路パターン
上に折曲げ重ね合せる事により、電磁束が通過する回路
の空間面積を拡大する事が可能となり、小型かつ感知距
離を広げた性能のよい共振タグおよびその製造方法が提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の共振タグの基板材料の
構造を示す断面図、第２図は第１図に示す基板材料に形成されたＬＣＲ回路
印刷パターンを示す図、第３図は第１図に示す基板材料に形成されたコンデンサ
回路印刷パターンを示す口筒４図は本実施例の回路パターンのエツチング処理後の
回路基板の断面図、第５図は第４図に示す回路基板の共振周波数特性を消去
可能にした回路基板の断面図、第６図は本実施例におけ
るコンデンサ部およびコンデンサ回路の一部の側面を金
型等で打抜き、コンデンサ回路側をＬＣＲ回路側に折曲
げて重ね合せた状態を示す図、第７図は本実施例共振タグの製造工程を示す図である。図中１．３・・・金属箔、２・・・誘電体、４・・・耐
エツチング性を有するインク、２１・・・ＬＣＲ回路、
２２．３２・・・コンデンサ電極板、２３．３３・・・
回路端子部、２４．３４・・・開口部、５１・・・打ち
抜き部である。特　許　出願人　　　東海電子　株式会社代理人　弁理
士　　　大塚康徳（他１名）第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘電体薄膜層の両表面に固着された導電性回路パ
ターンにより特定の共振周波数を有する共振回路を形成
して成る共振タグであつて、前記誘電体薄膜層一方面にはコンデンサ電極板パターン
とリアクタンス回路パターンと接続端子パターンとが形
成され、該誘電体薄膜層一方面のコンデンサ電極板パターン位置
及び接続端子パターン位置と略重なり合う誘電体薄膜層
の他方背面位置にコンデンサ電極板パターン及び接続端
子パターンとが形成され、前記両接続端子間は導通状態に維持され、前記誘電体薄膜層のコンデンサ電極板パターン部分は周
辺部が切り抜かれ一方面のリアクタンス回路パターン面
に折り曲げられていることを特徴とする共振タグ。
（２）両コンデンサ電極板パターンの略中央部には開口
部があり該開口部の誘電体薄膜の厚さは該部分の導通が
容易な様に薄く形成されていることを特徴とする請求項
第１項記載の共振タグ。
（３）誘電体薄膜層の両表面に所定厚さの導電性膜を固
着する工程と、該工程で固着した導電性膜の一方略中心部にコンデンサ
素子を形成する第１のコンデンサ電極板パターンと該コ
ンデンサ電極板パターンの周囲に該コンデンサ電極板パ
ターンより連続するリアクタンス素子を形成するリアク
タンス回路パターンと該リアクタンス回路パターン外周
に該リアクタンス回路パターンより連続する第１の接続
端子パターンとを形成する第１のパターン形成工程と、
該工程とともに前記第１のコンデンサ電極板パターン及
び第１の接続端子パターンと略重なり合う誘電体薄膜層
他方背面位置にコンデンサ素子を形成する第２のコンデ
ンサ電極板パターン及び該第２のコンデンサ電極板パタ
ーンより連続する第２の接続端子パターンとを形成する
第２のパターン形成工程と、該第１及び第２のパターン形成工程に続き導電性膜のパ
ターン形成部分以外を除去するエツチング工程と、該エツチング工程に続き前記第１及び第２の接続端子間
を導通させる導通工程と、コンデンサ電極板パターンの周囲の誘電体薄膜層の該コ
ンデンサ電極板パターンと他のパターンとの接続部を除
く部分を切り抜く切抜工程と、該切抜工程で切り抜いた
コンデンサ電極パターンを前記リアクタンス回路パター
ン上に折り曲げる折曲工程とより成ることを特徴とする
共振タグの製造方法。
（４）請求項第１項記載の共振タグの製造方法であつて
、第１及び第２のパターン形成工程の少なくとも一の形成
工程においてコンデンサ電極板パターンの略中央部に所
定大きさの開口部パターンを設け、導通工程と切抜工程
との間にコンデンサ電極板パターンの開口部近傍の両コ
ンデンサ電極板間の誘電体薄膜層を破壊容易な様に所定
薄さにする誘電体厚さ制御工程とを備えることを特徴と
する共振タグの製造方法。