JPH08310173A - Ｉｄタグおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型でかつ薄くて耐ヒートサイクル性および
機械強度の高いＩＤタグを実現する。 【構成】 合成樹脂からなる基板と、前記基板上に配置
され、送信手段と受信手段とを兼ねたコイルアンテナと
該コイルアンテナで受信した所定周波数の電磁波によっ
て作動電力を与えられる制御回路と制御回路によって読
み出されるＩＤコードを格納したメモリとを含む回路ユ
ニットと、前記基板上に載置された前記回路ユニットを
封止する封止樹脂とからなるＩＤタグとして、合成樹脂
の表面張力を利用して回路ユニットの封止を行った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非接触でＩＤタグの記
憶手段に記憶されたコード情報を読み取るシステムにお
けるＩＤタグに適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】駅の改札口、スキー場、ゴルフ場等の施
設において、ユーザーが所持、あるいは身に付けている
電子タグを非接触で検知して当該タグ内部のＩＣに記録
された情報を読みとる技術、いわゆるコンタクトレスＩ
Ｄ認識技術の研究がなされている。

【０００３】この中でも特に、コントローラのアンテナ
から一定周波数（１００〜４００ｋＨｚ）の電磁波を発
射し、この電磁波の電磁誘導を利用してタグ内で作動電
力を生成し、ＩＣに格納されたＩＤコードをコントロー
ラ側に返信するＲＦ・ＩＤ（Radio Frequency IDentifi
cation）方式の実用化が進められている。

【０００４】上記ＲＦ・ＩＤ方式は、コントローラの読
取り範囲が最大数ｍｍ〜１，０００ｍｍ程度で、かつＩ
Ｄタグの外部からの電磁誘導で発電を行うため数バイト
程度のコードデータしか送信できないという難点はある
ものの、電池の交換が不要なため衣服や身回品に埋設さ
せたり縫い込んで使用することができるため、今後の利
用分野の拡大が期待されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のＩ
Ｄタグでは、コイルアンテナや制御回路を含む回路ユニ
ットをＩＣカード状のプラスチックケースに収納したも
のがほとんどで、ユーザーが意識して所有しなければ使
用できないものが殆どであった。つまり、スキー場の入
場やリフト乗降の際に、自分で意識的にＩＤタグを身に
つけておかなければ認識システムの利用が難しかった。

【０００６】そのため、ＩＤタグはユーザーが意識でき
る程度の大きさ・形状（たとえばＩＤカード大）となっ
ていた。さらに、回路ユニットの耐熱温度が１２０〜１
４０℃程度であり、コイルアンテナの配線直径は数１０
μｍ以下であるため、機械的強度が弱く加工時には種々
の制約があった。すなわち回路ユニットの樹脂封止をポ
リオレフィン等の熱可塑性樹脂とした場合、スキー場や
ゴルフ場等の通常の温度条件および生活防水条件で使用
する場合には問題はないが、ヒートサイクルの激しい用
途および熱水中での用途には不向きであった。

【０００７】たとえば、レストラン等で食器にＩＤタグ
を貼付した場合、当該食器の殺菌・洗浄工程では樹脂が
耐熱温度以上の環境にさらされることになり、事実上Ｉ
Ｄタグの採用は困難である。

【０００８】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、ＩＤタグを小形化および厚み
を薄くするとともに、その耐ヒートサイクル性、耐水性
および耐機械的強度性を高めることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、合成
樹脂からなる基板と、前記基板上に配置され、送信手段
と受信手段とを兼ねたコイルアンテナと該コイルアンテ
ナで受信した所定周波数の電磁波によって作動電力を与
えられる制御回路と制御回路によって読み出されるＩＤ
コードを格納したメモリとを含む回路ユニットと、前記
基板上に載置された前記回路ユニットを封止する封止樹
脂とからなるＩＤタグとした。

【００１０】また、前記基板は、平板と該平板の周縁近
傍部に基板表面より突出された壁部とからなる構成とし
てもよい。また、前記封止樹脂は、硬化剤を添加した液
状エポキシ樹脂とすることができる。

【００１１】さらに本発明は、合成樹脂からなる基板上
に、送信手段と受信手段とを兼ねたコイルアンテナと該
コイルアンテナで受信した所定周波数の電磁波によって
作動電力を与えられる制御回路と制御回路によって読み
出されるＩＤコードを格納したメモリとを含む回路ユニ
ットを載置し、前記基板上に流動状の封止樹脂を滴下
し、その表面張力により前記基板上に保持された状態で
硬化させることによって、前記回路ユニットを封止する
ＩＤタグの製造方法とした。

【００１２】

【作用】基板は、電波を遮断しない材質のものであれば
いかなるものであってもよいが、食器等に貼付する用途
では、耐熱性、耐水性および接着性が良好なものが好ま
しい。一例として、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエステ
ル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレ
ンオキシド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリ
オレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂等が挙げられるが、加工
が容易な点および安価に入手できる点からポリカーボネ
ート樹脂が好ましい。また、これらにはガラス繊維、炭
素繊維等の公知の充填剤や安定剤、可塑剤、着色剤、酸
化防止剤等の各種の公知の添加剤を配合することができ
る。

【００１３】回路ユニットは、平面方向に巻回されたコ
イルアンテナの内側に、該コイルアンテナから接続され
た制御回路とメモリとが一体化されたＩＣが取付けられ
ている。制御回路は、コイルアンテナで受信された励振
電磁波を電力として起動され、メモリに格納した個有の
ＩＤコードを読み出し、このＩＤコードを前記コイルア
ンテナから送信する機能を有している。回路ユニット
は、数バイトのコード情報だけを送信する機能しかない
が、内部に電源が不要であるため電源交換用の機構を設
ける必要がなく、樹脂等で完全に封止することができ
る。

【００１４】封止樹脂としては、いかなる樹脂を用いる
ことも可能であるが、回路ユニットの耐熱温度が低く機
械的強度も弱いことから、熱可塑性樹脂よりむしろ熱硬
化性樹脂を用いるのが好ましい。熱硬化性樹脂として
は、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、熱硬化性ポリブタジエン等が挙げ
られるが、その中でも成形温度が比較的低く（好ましく
は１００℃以下で成形可能）、且つ自己収縮性が低く耐
ヒートサイクル性のよいものを選択することが好まし
い。このような熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が
好ましい。

【００１５】エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ
型、ビスフェノールＦ型等のビスフェノール型液状エポ
キシ樹脂が挙げられ、特にビスフェノールＡ型の液状エ
ポキシ樹脂が好ましい。

【００１６】液状エポキシ樹脂は通常硬化剤と併用され
るが、ここで用いられる硬化剤としては、通常のエポキ
シ樹脂用硬化剤として使用されるものであれば特に制限
はなく、一般に広く使用されているイソホロンジアミ
ン、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、メタキシリレ
ンジアミン、ポリオキシアルキレンアミン類、ポリアミ
ド類等を使用することができる。但し、これらの内、長
期間の使用に際しては、ポリオキシアルキレンアミン系
の硬化剤を使用するのがヒートサイクルに対する耐久性
等の点から好ましい。

【００１７】ポリオキシアルキレンアミン系の硬化剤と
しては、具体的には、下記一般式（１）で表されるポリ
オキシプロピレンアミン基を有する化合物が挙げられ
る。

【００１８】

【化１】

【００１９】このような化合物としては、例えばジェフ
ァーミン（商品名：米国ハンツマン社製、サンテクノケ
ミカル株式会社販売）が市販されており、例えばジェフ
ァーミンＤ−２３０、Ｄ−４００、Ｄ−２０００（下記
一般式（２）で表されるポリオキシプロピレンジアミ
ン）、およびＴ−４０３（下記一般式（３）で表される
ポリオキシプロピレントリアミン）が挙げられる。

【００２０】

【化２】

【００２１】

【化３】

【００２２】このようなポリオキシアルキレンアミン系
硬化剤は、強靭性、透明性、可撓性、耐衝撃性、耐ヒー
トサイクル性等において優れた特性を有するものであ
り、且つ低粘度（例えば２５０cps（センチポイス／２
５℃）以下）であるため、機械的強度の低い回路ユニッ
トを損なうことなく封止することができる。また、本発
明のＩＤタグは、特に食器等に貼付して使用する場合
は、例えば常温と１００℃近辺の温度との間のヒートサ
イクルに長時間（少なくとも１年間、望ましくは３〜５
年間）耐久することが要求される場合があるが、前記ポ
リオキシアルキレンアミン系硬化剤を封止樹脂に使用す
ると、そのような長期間のヒートサイクルに対しても優
れた耐久性を示すＩＤタグを得ることができる。

【００２３】用いる液状エポキシ樹脂および硬化剤は、
それぞれの当量が同じになるように化学量論的に配合す
ることが好ましいが、硬化剤の量は化学量論的に相当す
る量より±２０％程度の範囲で変動してもよい。また、
本発明においては、上記硬化剤に加えて一般的な硬化促
進剤を併用することもできる。

【００２４】また、封止樹脂用の熱硬化性樹脂として例
えばポリウレタンを用いる場合は、ポリイソシアネート
とポリオールとを化学量論的に配合して使用することが
できる。また、封止樹脂として尿素樹脂を使用する場合
は、尿素とホルムアルデヒドとを化学量論的に配合して
使用することができる。

【００２５】前記封止樹脂は、基板上に滴下されて該基
板上に載置されている回路ユニットを封止する。このと
き、前記基板の周縁部近傍に壁部を設けることにより滴
下された封止樹脂の流出を防止することができる。ま
た、この壁部により低粘度の硬化剤を用いた場合でも封
止樹脂の表面張力によって回路ユニットを完全に封止す
ることができる。

【００２６】封止樹脂の硬化は、所定温度たとえば８０
℃前後で２〜５時間程度昇温してもよいし、常温で２４
時間程度放置しておいてもよい。

【００２７】

【実施例】以下に本発明を実施例によって説明する。

【００２８】＜実施例１＞ポリカーボネートからなる厚
さ０．５ｍｍ、直径２８ｍｍの基板１の表面に、厚さ約
１ｍｍ、直径約２２ｍｍの回路ユニット２を載置する。

【００２９】回路ユニット２は、平面方向に巻回された
コイルアンテナ３の内部側に制御回路４とメモリ５とが
一体化されたＩＣチップ６とからなる。この回路ユニッ
トの機能構成について図３を用いて説明する。

【００３０】同図において、メモリ５はＲＯＭで構成さ
れており、２０〜４０ビット程度の固有のＩＤコードが
記録されている。制御回路４は、メモリ５からのデータ
読取りと応答信号の変調とを行う機能を有している。

【００３１】コイルアンテナ３は、図示していない認識
システムの励振アンテナからの基本発振信号の電磁誘導
により電源とクロック信号を受信する。クロック信号は
制御回路４に与えられ、電源は整流回路７を通じて直流
電圧（ＤＣ）に整流されて制御回路を動作させる。

【００３２】制御回路４が動作電力を与えられると、こ
の制御回路４はメモリ５からデータ（ＩＤコード）を読
み出して応答信号を生成し、コイルアンテナ３に送出す
る。そしてコイルアンテナ３からは認識システムに対し
て応答信号が出力されるようになっている。

【００３３】前記基板１の周縁部には、高さ０．３ｍｍ
の壁部１ａが形成されており、前記回路ユニット２は壁
部１ａの内側に載置されている。添加剤を添加した封止
樹脂８を、前記基板１の上方より滴下した。封止樹脂８
は、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（当量数：１
９０）にポリオキシプロピレンアミン（商品名：ジェフ
ァーミンＴ−４０３、米国ハンツマン社製、サンテクノ
ケミカル株式会社販売）を４２重量％配合したものを用
いた滴下された封止樹脂８は、壁部１ａの頂部からの表
面張力により、基板１の表面から１．５ｍｍ程度の厚さ
となった。

【００３４】この状態で、８０℃の恒温装置に収容し、
２時間〜５時間程度の加熱状態を維持して前記封止樹脂
８を硬化させた。このようにして得られたＩＤタグを食
堂の食器の裏面に貼付し、ＩＤ認識を行うとともに、当
該食器を通常の食器と同様に取り扱い、食器の積置、７
０℃の温水による洗浄、および１００℃の加熱殺菌を繰
り返した。このテスト使用を１日１回行い、一週間繰り
返したが、ＩＤタグ制御回路の電気的な劣化または機械
的な破損を生じることなく使用することができた。

【００３５】＜実施例２＞厚さ０．３ｍｍ、直径３０ｍ
ｍのアクリル樹脂板に、実施例１で用いたものと同様の
回路ユニット２を載置した。ただし、この基板は実施例
１で使用したもののような周縁部の壁部は有しない。

【００３６】封止樹脂として、ビスフェノールＡ型液状
エポキシ樹脂に硬化剤としてジエチレントリアミン１２
重量％を配合した液状混合物を用いた。この液状混合物
を基板上に静かに注意深く滴下することにより、表面張
力が働き、基板の表面から１．７ｍｍ程度の厚さに液状
混合物が保持された。このまま室温で一昼夜放置しただ
けで硬化した。

【００３７】このようにして得られたＩＤタグを実施例
１と同様に食器に貼付して一週間テスト使用したとこ
ろ、問題なく使用することができた。

【００３８】＜実施例３＞厚さ１ｍｍ、直径３０ｍｍの
メラミン樹脂板（実施例２と同様の周縁部に壁部を有し
ないもの）を基板として用い、封止樹脂としてビスフェ
ノールＦ型液状エポキシ樹脂に硬化剤としてイソホロン
ジアミン２０重量％配合したものを用いた。この封止樹
脂を、実施例２と同様に表面張力を利用して基板上に滴
下し、８０℃で４時間保持して硬化させた。このものを
食器に貼付して実施例１と同様にして一週間間テスト使
用したところ、問題なく使用することができた。

【００３９】＜実施例４＞基板として実施例１で使用し
たのと同じポリカーボネート製基板を用い、封止樹脂と
してビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂に下記表１で
示す硬化剤をそれぞれ化学量論的に配合したものを使用
して、実施例１と同様のＩＤタグを作成した。各硬化剤
を配合したものについてＩＤタグを各々１０個づつ作成
し、以下に示す過酷なヒートサイクルの条件下で促進テ
ストを行って長時間のヒートサイクルに対する耐久性を
評価した。

【００４０】即ち、得られたＩＤタグを、まず０℃の氷
水中へ１０分間浸漬し、次いで沸騰水に１０分間浸漬
後、１１０℃の乾燥器中にて３０分間保持した。これを
１サイクルとして、各ＩＤタグについて１０サイクル行
い、各サイクル毎にひび割れの生じたＩＤタグの数を調
べた。結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、小型でかつ薄く、耐ヒ
ートサイクル性、機械的強度および耐水性に優れたＩＤ
タグを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＩＤタグを示す断面構成図

【図２】 本発明のＩＤタグを示す平面配置図

【図３】 ＩＤタグ内の回路構成示す機能ブロック図

【符号の説明】 １・・基板、 １ａ・壁部、 ２・・回路ユニット、 ３・・コイルアンテナ、 ４・・制御回路、 ５・・メモリ、 ６・・ＩＣチップ、 ７・・整流回路、 ８・・封止樹脂、

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂からなる基板と、 前記基板上に配置され、送信手段と受信手段とを兼ねた
   コイルアンテナと、該コイルアンテナで受信した所定周
   波数の電磁波によって作動電力を与えられる制御回路
   と、制御回路によって読み出されるＩＤコードを格納し
   たメモリとを含む回路ユニットと、 前記基板上に載置された前記回路ユニットを封止する封
   止樹脂とからなるＩＤタグ。
2. 【請求項２】 前記基板は、平板と該平板の周縁近傍部
   に基板表面より突出された壁部とからなることを特徴と
   する請求項１記載のＩＤタグ。
3. 【請求項３】 前記封止樹脂は、硬化剤を添加した液状
   エポキシ樹脂を前記基板上に滴下した後硬化させたもの
   であることを特徴とする請求項１記載のＩＤタグ。
4. 【請求項４】 前記硬化剤はポリオキシプロピレンジア
   ミンまたはポリオキシプロピレントリアミンであること
   を特徴とする請求項３記載のＩＤタグ。
5. 【請求項５】 合成樹脂からなる基板上に、 送信手段と受信手段とを兼ねたコイルアンテナと、該コ
   イルアンテナで受信した所定周波数の電磁波によって作
   動電力を与えられる制御回路と、制御回路によって読み
   出されるＩＤコードを格納したメモリとを含む回路ユニ
   ットを載置し、 前記基板上に流動状の封止樹脂を滴下しその表面張力に
   より前記回路ユニットを封止するＩＤタグの製造方法。