JPH1026933A - 電子タグ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子タグの外装樹脂を金型成形する場合、Ｉ
Ｃチップやアンテナ等の内部部品を金型内の定位置にセ
ットすることが困難であるため、一度の成形で電子タグ
の外装樹脂を作製することが困難であった。 【解決手段】 内部部品の保持部３３ａと金型内での位
置決め用の突起３５を有する内部部品保持部品３３を作
製し、保持部３３ａに内部部品を装着した後、内部部品
保持部品を包囲するように外装部３６を金型成形する。
外装部の金型成形時に、内部部品保持部品に設けた位置
決め用突起を、内部部品保持部品を金型内の浮上した所
定の位置に固定するための支えとして利用することがで
き、外装部の一体成形が可能となる。これにより機械的
強度が高く耐環境性に優れた電子タグを実現することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物品等に付与され
ている情報の自動認識技術に係り、特に、物品等に電子
タグとして取り付けられる応答器と質問器との間で非接
触で交信を行うことの可能な電子タグ認識システムにお
ける電子タグとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、物品等に付与されている情報を自
動的に読み取って識別するためのシステムとして、旧来
より知られるバーコード方式によるものに代え、より大
量の情報を扱うことができ、耐環境性に優れ、しかも遠
隔読み出しが可能なデータキャリアシステムと呼ばれる
電子タグ認識システムの開発が盛んに行われている。

【０００３】この電子タグ認識システムは、物品等に取
り付けられる電子タグと呼ばれる応答器と、ホスト側に
接続される質問器とで構成され、これら応答器と質問器
の間で、磁気、誘導電磁界、マイクロ波（電波）等の伝
送媒体を介して非接触で交信を行う点を特徴としてい
る。

【０００４】電子タグ認識システムの情報伝送方式には
電磁結合方式、電磁誘導方式、マイクロ波方式、光通信
方式等がある。これらの方式の中で、電磁結合方式、電
磁誘導方式、マイクロ波方式によるものは、質問器から
の伝送信号のエネルギーを応答器の駆動電力として用い
ることができる。このため、電池を駆動源とする場合の
ように、電池の寿命が近づいてきたことによる応答能力
の劣化や使用限界に至る心配がないという利点を有して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】電子タグを構成するア
ンテナ、ＩＣチップ等の内部部品はこれを外部環境より
保護するための樹脂製の外装部（以下、外装樹脂と呼
ぶ。）によって覆われている。電子タグ内部ヘの水分等
の浸入は内部部品に致命的な損害を与える恐れがあるこ
とから、外装樹脂による内部部品の緻密な封止は信頼性
の高い電子タグを実現する上で不可欠である。

【０００６】外装樹脂による内部部品の緻密な封止は、
電子タグ全体の外装樹脂を一体成形することができれば
最も効率的に達成される。しかしながら、電子タグはＩ
Ｃパッケージが持つリードフレーム等の成形金型内に部
品を浮上せしめた状態で位置決めできるような部分を持
たないことから、一度の成形で外装樹脂を得ることが困
難であった。

【０００７】そこで従来より、電子タグの製造において
は、予め作製された樹脂製ケース中に電子タグの内部部
品を入れ、別の樹脂部品で蓋をし、ケースと蓋とを接着
剤、熱融着、超音波溶着するなどして接合する方法が専
ら採用されている。

【０００８】しかし、ケースと蓋を接着剤により接合し
た場合、外部からの衝撃や、温度変化による膨張収縮等
によって使用中に接合界面が剥離し、そこから水分等が
浸入することが懸念される。また、熱融着、超音波溶着
を用いる方法では、接合部分の外観が悪化し、またコス
トの高いものとなってしまう。

【０００９】本発明はこのような課題を解決するための
もので、耐環境性に優れ、製造が容易で、そのうえ安価
な電子タグとその製造方法の提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子タグは、請求項１に記載されるよう
に、タグ情報を記憶する記憶素子を含む回路部品と、外
部機器との間で非接触で信号を送受信するためのアンテ
ナとを内部部品として備えた電子タグにおいて、内部部
品の保持部及び金型内での位置決め用突起を有する内部
部品保持部品と、内部部品を保持した内部部品保持部品
を包囲するように前記金型を用いて成形された外装部と
を具備したものである。

【００１１】この発明の電子タグでは、外装部の金型成
形時に、内部部品保持部品に設けた位置決め用突起を、
内部部品保持部品を金型内の浮上した所定の位置に固定
するための支えとして利用することができ、これにより
外装部の一体成形が可能となる。外装部の一体成形が可
能となることで、機械的強度が高く耐環境性に優れた電
子タグを実現することができる。また、生産性の向上と
低コスト化が達成される。

【００１２】また、本発明の電子タグは、請求項２に記
載されるように、内部部品保持部品及び外装部が同材質
の樹脂からなることを特徴とする。これにより、内部部
品保持部品及び外装部との間に生じる熱応力が大幅に低
減し、内部部品保持部品と外装部の接合界面が剥離した
り、クラックが発生したりすることがなくなり、信頼性
の高い電子タグを得ることができる。

【００１３】また、本発明の電子タグは、請求項３に記
載されるように、内部部品保持部品の位置決め用突起の
先端が鋭角形状となっていることを特徴とする。これに
より外装部の表面に露出する突起表面積を小さくするこ
とができ、突起によって電子タグの外観性が損なわれる
心配がなくなる。

【００１４】また、上記目的を達成するために、本発明
の電子タグの製造方法は、請求項４に記載されるよう
に、タグ情報を記憶する記憶素子を含む回路部品と、外
部機器との間で非接触で信号を送受信するためのアンテ
ナとを内部部品として備えた電子タグの製造方法におい
て、内部部品の保持部と金型内での位置決め用の突起を
設けた内部部品保持部品の保持部に内部部品を保持させ
た後、この内部部品を保持した内部部品保持部品を包囲
する外装部を所定の金型を用いて成形すること特徴とす
る。

【００１５】この発明の電子タグの製造方法によれば、
外装部の金型成形時に、内部部品保持部品に設けた位置
決め用突起を、内部部品保持部品を金型内の浮上した所
定の位置に固定するための支えとして利用することがで
き、外装部の一体成形が可能となる。これにより機械的
強度が高く耐環境性に優れた電子タグを実現することが
できる。また、生産性の向上と低コスト化が達成され
る。

【００１６】また、本発明の電子タグの製造方法は、請
求項６に記載されるように、内部部品保持部品及び外装
部を熱可塑性樹脂の射出成形によって作製することを特
徴とする。これにより、生産性の向上を図ることができ
ると共に、外装部を射出成形する際の樹脂温度及び圧力
で内部部品保持部品の少なくとも表面部を溶融させ、両
者を物理的に接合することができる。よって、耐環境性
に優れ、且つ機械的強度の高い電子タグが得られる。

【００１７】さらに、本発明の電子タグの製造方法は、
請求項７に記載されるように、内部部品保持部品に、外
装部との一体化接合用の突起を設けておき、外装部の成
形時に突起を溶融して外装部と一体化することを特徴と
する。この発明によれば、内部部品保持部品と外装部と
をさらに強固に接合することができ、耐環境性及び機械
的強度をより一層向上させることができる。

【００１８】また、本発明の電子タグの製造方法は、請
求項８に記載されるように、外装部の成形温度が内部部
品保持部品を構成する樹脂の軟化点より低いことを特徴
とする。これにより、外装部を射出成形する際の樹脂温
度及び圧力による内部部品保持部品の変形を防止或いは
軽減することができ、内部部品保持部品の変形による内
部部品の破損や、製品表面への内部部品保持部品の露出
を防ぐことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。

【００２０】図１は本発明に係る電子タグ識別システム
の全体的な構成を示す機能ブロック図である。

【００２１】同図に示すように、この電子タグ識別シス
テムは質問器１０と応答器（以下、電子タグと呼ぶ。）
２０から構成される。

【００２２】質問器１０は、質問器１０の全体制御を行
う主制御部１１と、ホスト装置とのデータの入出力を制
御するインターフェース部１２と、電子タグ２０より受
信したタグ情報等を蓄積する読み出し／書き込み可能な
ＲＡＭ等の記憶部１３と、送信情報をパラレル信号から
シリアル信号に変換し、且つ電子タグ２０からの受信信
号をシリアル信号からパラレル信号に変換する信号変換
部１４と、送信信号を例えばＡＳＫ（Amplitude Shift
Keying）方式、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）方式
等で伝送用の信号に変調する変調部１５と、受信信号を
復調する復調部１６と、送信アンテナ１７と、受信アン
テナ１８とを備えて構成される。

【００２３】電子タグ２０は、この電子タグ２０の全体
制御を行う主制御部２１と、タグ情報を蓄積するＥＥＰ
ＲＯＭ等の電源バックアップ不要な記憶部２２と、送信
情報をパラレル信号からシリアル信号に変換し、且つ質
問器１０からの受信信号をシリアル信号からパラレル信
号に変換する信号変換部２３と、送信信号をＡＳＫ方
式、ＦＳＫ方式等で伝送用の信号に変調する変調部２４
と、受信信号を復調する復調部２５と、送信アンテナ２
６と、受信アンテナ２７とを備えて構成される。次に、
この電子タグ識別システムの基本的な交信手順について
説明する。

【００２４】質問器１０は、まず電子タグ２０に対する
タグ情報読取りのための質問信号を発信する。電子タグ
２０は該質問信号の受信可能な範囲に入るとこれを受信
して、記憶部２２に記憶されているタグ情報を応答信号
として発信する。この応答信号を質問器１０が受信、解
読して、タグ識別情報としてホスト装置に送る。

【００２５】図２は電子タグ２０の構成を示す平面断面
図、図３はその側面断面図である。これら図において、
３１はＩＣチップであり、図１に示す送受信アンテナ２
６、２７を除く各機能回路部がこのＩＣチップ３１に内
蔵されている。３２は図１に示す送受信アンテナ２６、
２７に相当するアンテナ部である。３３はＩＣチップ３
１及びアンテナ部３２からなる電子タグの内部部品を保
持するための内部部品保持部品である。この内部部品保
持部品３３には内部部品の保持部３３ａとして例えば凹
部が形成されており、内部部品はこの凹部内に収容保持
されている。また、内部部品保持部品３３には、電子タ
グの外装部３６の成形時に金型内で内部部品保持部品３
３を金型底面より浮上せしめた所定の位置で支えるため
の複数の突起３５が形成されている。そして、この内部
部品を保持してなる内部部品保持部品３３は、金型成形
により得た外装部３６によって全体が包まれている。

【００２６】ここで、内部部品保持部品３３における内
部部品の保持部３３ａとしては凹部に限らず、例えば図
４、図５に示すように、柱形、錐形のリブ３８、３９に
アンテナ部３２のコイルを嵌め込んで保持するようなも
のであってもよい。また、図６に示すように、内部部品
保持部品３３の平坦面に内部部品３１、３２を接着剤４
０等で固定するようなものであってもよい。すなわち、
内部部品の保持部３３ａは、内部部品保持部品３３の定
位置に内部部品を安定して（外装部３６の成形時の樹脂
圧でも内部部品が動かないように）保持できればいかな
る構造のものであってもよい。

【００２７】また、内部部品保持部品３３に形成された
各突起３５は、外装部３６の成形時、金型内で内部部品
保持部品３３を金型底面より浮上せしめた所定の位置に
位置決めするための部材として用いられる。すなわち、
外装部３６の射出成形時、内部部品保持部品３３は樹脂
圧を受けるので、この樹脂圧によって内部部品保持部品
３３が所望の位置からずれてしまわないように突起３５
が内部部品保持部品３３を金型内の定位置に支えて位置
決めする働きをする。よって、突起３５としては、強度
的に樹脂圧に十分耐え得る強度を有し、且つ樹脂の流路
を極端に遮らないものであることが要求される。また、
突起３５はその先端面が外装部３６の表面に露出するこ
とから、先端の面積ができるだけ小さいほうが好まし
い。以上の点から、例えば円錐形のように、先端が鋭角
な形状が最も理想的な突起３５の形状の一つとして挙げ
られる。

【００２８】突起３５の位置、数は、外装部３６の成形
時の樹脂の流動方向を考慮して適宜選択することが望ま
しい。例えば、比較的成形圧力の高い熱可塑性樹脂の射
出成形や、熱硬化性樹脂のトランスファー成形等では、
図７に示すように、内部部品保持部品３３が樹脂の注入
方向に強く押されるので、このような大きな圧縮力を受
ける位置に多くの突起３５を設け、個々の突起が受ける
圧縮力を分散して突起が外装部３６の成形時に潰れない
ようにすることが望ましい。

【００２９】また、外装部３６に用いる樹脂の硬化収縮
率が高い場合、外装部３６の各部分の肉厚のバラツキに
よって反り等の変形が起こりやすいが、この電子タグ２
０では、各突起３５の高さを各々最適に設定することに
よって、上下、左右で肉厚の等しい外装部３６を容易に
得ることが可能となるので、変形の無い外観性に優れた
電子タグが得られる。

【００３０】内部部品保持部品３３及び外装部３６を共
に熱可塑性樹脂で作製する場合は、図８に示すように、
内部部品保持部品３３に薄肉部４１を突出させて設け、
外装部３６の成形時に、樹脂温度及び圧力で薄肉部４１
を溶融し、外装部３６と一体化することによって、内部
部品保持部品３３と外装部３６との表面溶融接合のみな
らず、薄肉部４１と外装部３６との一体化によって両者
をさらに強固に接合することができ、耐環境性及び機械
的強度をより一層向上させることができる。

【００３１】アンテナ部３２としては、樹脂被覆の施さ
れた銅線をコイル状に巻いて構成したコイルアンテナ
や、基板上に導電性ペーストを用いて渦巻き状にパター
ン形成されたアンテナが用いられる。

【００３２】以下、このような構成の電子タグの製造方
法について説明する。

【００３３】まず、ＩＣチップ３１及びアンテナ部３２
からなる電子タグの内部部品を内部部品保持部品３３の
内部部品保持部３３ａに嵌め込む或いは接着する。

【００３４】内部部品保持部品を構成する樹脂として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ア
クリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ナイロン６、ナイロン６６、変性ポリフェニレンエ
ーテル、ポリフェニレンサルフアイド、ポリイミド、液
晶ポリマー、フェノ一ル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂等が挙げられる。

【００３５】次に、内部部品を保持した内部部品保持部
品３３を成形用金型内にセットし、該金型内に樹脂を入
れて外装部３６を成形する。

【００３６】外装部３６を構成する樹脂としては、内部
部品保持部品と同様にポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレ
ン共重合樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、変性
ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリミイド、液晶ポリマー、フェノ一ル樹脂、エポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。

【００３７】内部部品保持部品３３を構成する樹脂と外
装部３６を構成する樹脂の選定は、製品に要求される耐
熱温度、耐溶剤性、機械的強度等によって決めることが
できる。特に、内部部品保持部品３３及び外装部３６の
樹脂として同材質のものを用いることによって、熱膨張
率の差から生じる接合界面の剥離やクラックが生じにく
くなると共に、前述のように成形時に樹脂を溶融させて
接合強度を得たい場合に樹脂が混ざりやすくなるので、
両者を物理的に接合することができ、機械的強度の高い
電子タグを作製することができる。

【００３８】また、外装部３６の成形温度を内部部品保
持部品３３を構成する樹脂の軟化点より低くすることに
よって、外装部３６を射出成形する際の樹脂温度及び圧
力による内部部品保持部品３３の変形を防止或いは軽減
することができ、内部部品保持部品３３の変形による内
部部品の破損や、製品表面への内部部品保持部品３３の
露出を防ぐことができる。

【００３９】金型に樹脂を入れる方法としては、熱可塑
性樹脂を用いた射出成形法が生産性の点で最も好まし
い。

【００４０】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。

【００４１】まず、ＩＣチップを実装した平面寸法６ｍ
ｍ×６ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの回路基板と、直径１５ｍ
ｍ、厚さ０．８ｍｍのループ状に巻かれたアンテナとを
電気的に接合して電子タグの内部部品を作製した。

【００４２】次に、内部部品保持部品成形用の金型を用
意し、射出成形機ＩＳ−５５ＦＡ（東芝機械（株）社
製、商品名）を用いて、ポリフェニレンサルファイド樹
脂フォートロン１１４０Ａ１（ポリプラスチックス
（株）社製、商品名）をシリンダー温度３２０℃で金型
内に射出し、冷却後取り出して、外形寸法が直径２０ｍ
ｍ、厚さ２．５ｍｍの円柱形に、内部部品を保持するた
めの凹部として直径１６ｍｍ、高さ１．５ｍｍの円柱状
の空間と、凹部を平面的に囲む直径１８ｍｍ、厚さ０．
２ｍｍ、高さ０．２ｍｍの接合用薄肉部と、底面直径１
ｍｍ、高さ０．７５ｍｍの円錐状突起を周面に４本、上
下各面に各々４本設けてなる内部部品保持部品を作製し
た。

【００４３】次に、作製した内部部品保持部品の円柱状
凹部に内部部品を装着後、直径２１．５ｍｍ、厚み４ｍ
ｍの円柱状空間を持つ金型内に上記内部部品を保持して
なる内部部品保持部品を入れ、上記と同様に射出成形機
ＩＳ−５５ＦＡにて、フォートロン１１４０Ａ１を射出
して外装部を形成し、冷却後金型から取り出し電子タグ
を完成した。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子タグ
によれば、外装部の金型成形時に、内部部品保持部品に
設けた位置決め用突起を、内部部品保持部品を金型内の
浮上した所定の位置に固定するための支えとして利用す
ることができ、これにより外装部の一体成形が可能とな
る。外装部の一体成形が可能となることで、機械的強度
が高く耐環境性に優れた電子タグを実現することができ
る。また、生産性の向上と低コスト化が達成される。

【００４５】また、本発明の電子タグによれば、内部部
品保持部品及び外装部を同材質の樹脂により構成するこ
とで、内部部品保持部品及び外装部との間に生じる熱応
力が大幅に低減し、内部部品保持部品と外装部との接合
界面が剥離したり、クラックが発生したりすることがな
くなり、信頼性の高い電子タグを得ることができる。さ
らに、本発明の電子タグによれば、内部部品保持部品の
位置決め用突起の先端が鋭角形状となっているので、外
装部の表面に露出する突起表面積を小さくすることがで
き、突起によって電子タグの外観性が損なわれる心配が
なくなる。

【００４６】また、本発明の電子タグの製造方法によれ
ば、外装部の金型成形時に、内部部品保持部品に設けた
位置決め用突起を、内部部品保持部品を金型内の浮上し
た所定の位置に固定するための支えとして利用すること
ができ、これにより外装部の一体成形が可能となる。外
装部の一体成形が可能となることで、機械的強度が高く
耐環境性に優れた電子タグを実現することができる。ま
た、生産性の向上と低コスト化が達成される。

【００４７】また、本発明の電子タグの製造方法によれ
ば、内部部品保持部品及び外装部を熱可塑性樹脂の射出
成形によって作製することで、生産性を高めることがで
きると共に、外装部を射出成形する際の樹脂温度及び圧
力で内部部品保持部品の少なくとも表面部が溶融されて
両者を物理的に接合することができる。よって、耐環境
性に優れ、且つ機械的強度の高い電子タグが得られる。

【００４８】さらに、本発明の電子タグの製造方法によ
れば、内部部品保持部品に、外装部との一体化接合用の
突起を設け、外装部の成形時に突起を溶融して外装部と
一体化することによって、内部部品保持部品と外装部と
をより一層強固に接合することができ、耐環境性及び機
械的強度を一層向上させることができる。

【００４９】また、本発明の電子タグの製造方法によれ
ば、外装部の成形温度を内部部品保持部品を構成する樹
脂の軟化点より低く設定したことで、外装部を射出成形
する際の樹脂温度及び圧力による内部部品保持部品の変
形を防止或いは軽減することができ、内部部品保持部品
の変形による内部部品の破損や、製品表面への内部部品
保持部品の露出を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子タグ識別システムの全体的な
構成を示す機能ブロック図

【図２】図１の電子タグの構成を示す平面断面図

【図３】図１の電子タグの構成を示す側面断面図

【図４】図１の内部部品保持部品における内部部品の保
持部の例を示す側面図

【図５】図１の内部部品保持部品における内部部品の保
持部のその他の例を示す側面図

【図６】図１の内部部品保持部品における内部部品の保
持部のさらにその他の例を示す側面図

【図７】本発明に係る電子タグの突起に関する変形例を
示す平面断面図

【図８】本発明に係る電子タグの内部部品保持部品に関
する変形例を示す側面断面図

【符号の説明】

２０………電子タグ ３１………ＩＣチップ ３２………アンテナ部 ３３………内部部品保持部品 ３３ａ……内部部品の保持部 ３５………突起 ３６………外装部 ４１………薄肉部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タグ情報を記憶する記憶素子を含む回路
   部品と、外部機器との間で非接触で信号を送受信するた
   めのアンテナとを内部部品として備えた電子タグにおい
   て、 前記内部部品の保持部及び金型内での位置決め用突起を
   有する内部部品保持部品と、 前記内部部品を保持した前記内部部品保持部品を包囲す
   るように前記金型を用いて成形された外装部とを具備す
   ることを特徴とする電子タグ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子タグにおいて、 前記内部部品保持部品及び前記外装部が同材質の樹脂か
   らなることを特徴とする電子タグ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の電子タグにおい
   て、 前記内部部品保持部品の位置決め用突起の先端が鋭角形
   状となっていることを特徴とする電子タグ。
4. 【請求項４】 タグ情報を記憶する記憶素子を含む回路
   部品と、外部機器との間で非接触で信号を送受信するた
   めのアンテナとを内部部品として備えた電子タグの製造
   方法において、 前記内部部品の保持部と金型内での位置決め用の突起を
   設けた内部部品保持部品の前記保持部に前記内部部品を
   保持させた後、この内部部品を保持した内部部品保持部
   品を包囲する外装部を所定の金型を用いて成形すること
   特徴とする電子タグの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の電子タグの製造方法にお
   いて、 前記内部部品保持部品及び前記外装部が同材質の樹脂か
   らなることを特徴とする電子タグの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項４記載の電子タグの製造方法にお
   いて、 前記内部部品保持部品及び前記外装部を熱可塑性樹脂の
   射出成形によって作製することを特徴とする電子タグの
   製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載の電子タグの製造方法にお
   いて、 前記内部部品保持部品に、前記外装部との一体化接合用
   の突起を設けておき、前記外装部の成形時に前記突起を
   溶融して前記外装部と一体化することを特徴とする電子
   タグの製造方法。
8. 【請求項８】 請求項６または７記載の電子タグの製造
   方法において、 前記外装部の成形温度が前記内部部品保持部品を形成す
   る樹脂の軟化点より低いことを特徴とする電子タグの製
   造方法。