JPH0833960B2 - 共振タグおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高性能かつ小型化を図つ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、スーパーマーケツト、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、使用場所によつては「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28mm
×38mm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。

従つて、一般的な要求に十分対応することができなか
つた。

［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つて、該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誘電体薄
膜の破壊による前記両コンデンサ電極パターンの導通が
容易な様に薄く形成されている。

［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。

また、誘電体の回路部の一部を極薄膜層フイルム状に
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］ 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
ン等の合成樹脂フイ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
く誘電体損（tanδ）の低いものが使用できる。

誘電体はポリエチレン、ポリプロピレンなどのほか、
ポリエステルなどのプラスチツク・フイルムも使用でき
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イ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イルム薄膜
層、例えば0.03mm以下の厚さを有するポリエチレン樹脂
フイルムを用いることが望ましい。

このフイルム（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
樹脂フイ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１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１をアルミニウム箔とする場合は、0.05mm以
上0.07mm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、0.007mm以上0.015mm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、フレーム印刷、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
箔の厚さによつても異なるが、通常直径0.3mm以上2mm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
状で良く、設ける数も制限がない。従つて、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
であつてもよい。

両面に設ける場合には、ほ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、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イルム
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が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つて異なるが、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、2mm以上5mm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の略中央の開口部33の周辺に
当て、LCR回路21のコンデンサ部電極板22の略中央の開
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0.0003mm以
下の極薄膜層フイルムを形成することが可能となり従つ
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くする
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
イ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）、し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く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
脂フイルム層を打抜く。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0.03mm以内の
合成樹脂フイルム薄膜層を意味し、金属箔の打抜きを意
味していない。

一応以上の工程により、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イルム単
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ツトする。

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、30mm×32mmであり、従来のサイズと比較し約90％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を極薄膜層フイルム状に形成する
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］ 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。

また、誘電体の回路部の一部を極薄膜層フイルム状に
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。

【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図 第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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 1/16 Ｂ 7726−4Ｅ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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. 【請求項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誘電体
   薄膜の破壊による前記両コンデンサ電極パターンの導通
   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. 【請求項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４】請求項第３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該誘電体薄膜の破壊
   による前記両コンデンサ電極パターンの導通が容易な様
   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。