(57)【要約】【課題】金属に装着可能なＲＦＩＤタグを簡単に製造できるようにすることによって、この種のタグを安価に供給できるようにする。【解決手段】磁性粉末が混入された樹脂により成型した下ケース１２の上面に、コイル１３およびＩＣ１４を配備した後、この下ケース１２に２次成型用の型を被せて、上ケース１１を一体成型する。この上ケース１１の成型時には、磁性粉末を含まない樹脂が用いられる。完成したタグ１は、下ケース１２の下面を金属面に取り付け、上ケース１１の上面をアンテナ装置に向けた状態にして使用される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを含む回路を樹脂により封止した成型体であって、前記コイルの軸方向において対向する二面のうちの一方を外部からの磁束を受ける磁束受付面として、他方を物体への取付面として、それぞれ機能させるＲＦＩＤタグにおいて、
少なくとも前記取付面とコイルとの間の樹脂には、磁性粉末が混入されている一方、前記コイルと磁束受付面との間の樹脂には、磁性粉末が混入されていないことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
請求項１に記載されたＲＦＩＤタグであって、
前記磁性粉末が混入された樹脂による成型体の上面に前記コイルを含む回路が配備され、さらにこの回路が配備された前記成型体の上面全体が前記磁性粉末が混入されていない樹脂により被覆されているＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
請求項２に記載されたＲＦＩＤタグであって、
前記磁性粉末が混入された樹脂による成型体には所定高さの周壁部が形成されており、前記コイルを含む回路は前記周壁部の内側に配備されるＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
コイルを含む回路を樹脂により封止した成形体であって、前記コイルの軸方向において対向する二面のうちの一方を外部からの磁束を受ける磁束受付面として、他方を物体への取付面として、それぞれ機能させるＲＦＩＤタグを製造する方法であって、
磁性粉末が混入された樹脂による成型体を作成する第１ステップ；第１ステップで作成された成型体の上面に前記コイルを含む回路を配備する第２ステップ；前記成型体のうちの少なくとも前記回路の上方空間を、磁性粉末が混入されていない樹脂により封止する第３ステップ；の各ステップを実行することを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項５】
コイルを含む回路を樹脂により封止した成形体であって、前記コイルの軸方向において対向する二面のうちの一方を外部からの磁束を受ける磁束受付面として、他方を物体への取付面として、それぞれ機能させるＲＦＩＤタグを製造する方法であって、
磁性粉末が混入されていない樹脂による成型体を作成する第１ステップ；第１ステップで作成された成型体の上面にコイルおよびＩＣチップを含む回路を配備する第２ステップ；前記成型体のうちの少なくとも前記回路の上方空間を、磁性粉末が混入されている樹脂により封止する第３ステップ；の各ステップを実行することを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属製の物体に装着して使用することが可能なＲＦＩＤタグおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁結合方式または電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ（以下、単に「タグ」という。）は、一般に、コイルやＩＣなどを含む回路が樹脂により封止された構成のものである。
このタグ内のコイルにアンテナ装置からの磁束が作用すると、コイルに生じた誘導起電力によりＩＣ内の回路が作動し、アンテナ装置からのコマンドに応答することが可能になる。
【０００３】
上記構成のタグは、認識対象の種々の物品に取り付けて使用されることが多いが、金属製の物品に使用するのは困難である。アンテナ装置からの磁束により金属面に渦電流が生じ、その渦電流により前記アンテナ装置からの磁束に反発する磁束が発生して、前記ＩＣ内の回路を作動させるのに必要な電力を誘起できない状態になるからである。
【０００４】
この問題を解決するために、従来では、コイルの軸方向に沿って、フェライトなどによる磁性コアを配置する方法がとられている。またタグと金属との間に磁性体シートを配置する方法（特許文献１参照。）や、板状の磁性体にコイルを巻き付ける方法（特許文献２参照。）もある。
【０００５】
【特許文献１】実開平６−５０００号  公報
【特許文献２】特開２００１−２８５１０号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のいずれの方法でも、部品点数が増加し、構成が複雑になるため、製造に手間がかかり、コストも上昇してしまう。
この発明は上記の問題点に着目してなされたもので、金属に装着可能なタグを簡単に製造できるようにすることによって、この種のタグを安価に供給できるようにすることを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかるＲＦＩＤタグは、コイルを含む回路を樹脂により封止した成型体であって、前記コイルの軸方向において対向する二面のうちの一方を外部からの磁束を受ける磁束受付面として、他方を物体への取付面として、それぞれ機能させるもので、少なくとも前記取付面とコイルとの間の樹脂には、磁性粉末が混入されている一方、前記コイルと磁束受付面との間の樹脂には、磁性粉末が混入されていないことを特徴とする。
なお、磁性粉末はたとえばフェライト粉末であるが、これに限定されるものではない。
【０００８】
上記において、前記回路には、少なくともコイルやＩＣが含まれる。さらに、必要に応じて、コンデンサや抵抗などが含まれる場合もある。
上記構成のタグは、たとえば取付面を物体の表面に密着させ、磁束受付面をアンテナ装置に向けた状態で使用される。なお、取付面は必ずしも物体の表面に密着させる必要はなく、物体との間に若干の間隙が生じてもよい。
【０００９】
前記アンテナ装置からの磁束は、磁束受付面を通過した後に、コイルの軸方向に沿って進む。この磁束によりコイルに生じた誘導起電力により、ＩＣ内の回路を作動させることができる。
【００１０】
またこの発明では、取付面とコイルとの間の樹脂に磁性粉末を混入させることにより、この樹脂を磁性体としているので、コイルからの磁束をこの樹脂に集中させることができる。よって取付面が金属に装着された場合でも、コイルに対応する位置にある金属に作用する磁束を抑えることができるから、渦電流による磁気の損失を小さくして、ＩＣチップの作動に必要な電力を誘導することが可能になり、アンテナ装置に対するタグの交信機能を保護することができる。
【００１１】
上記構成のタグの好ましい一態様では、磁性粉末が混入された樹脂による成型体の上面に前記コイルを含む回路が配備され、さらにこの回路が配備された成型体の上面全体が前記磁性粉末が混入されていない樹脂により被覆される。なお、この態様にかかるタグは、後記する２つの製造方法を用いて製造することができる。
【００１２】
この態様では、磁性粉末が混入された樹脂による成型体の下面が前記取付面として機能することになる。この場合、取付面全体が磁性体となるので、金属面に作用する磁束の量を大幅に抑えることができる。よって、タグの交信機能をより一層安定させることが可能になる。
また前記コイルを含む回路を２種類の樹脂で挟んだ簡易な構成となるので、製造も簡単になる。
【００１３】
より好ましい態様では、磁性粉末が混入された成型体には所定高さの周壁部が形成されており、前記コイルを含む回路が前記周壁部の内側に配備される。この場合、コイルの側方を囲む樹脂にも磁性粉末が含まれることになるので、タグを金属内に埋め込んで使用することも可能になる（ただし、磁束受付面は露出させる必要がある）。
【００１４】
さらにこの発明では、上記構成のタグを製造するための一方法として、磁性粉末が混入された樹脂による成型体を作成する第１ステップ；第１ステップで作成された成型体の上面に前記コイルを含む回路を配備する第２ステップ；前記成型体のうちの少なくとも前記回路の上方空間を、磁性粉末が混入されていない樹脂により封止する第３ステップ；の各ステップを実行する。
【００１５】
第１ステップでは、たとえば、磁性粉末が混入された樹脂を用いて射出成型を行う。第２ステップでは、たとえば、作成された成型体の上面にコイルのパターンを印刷する処理（ただし銅線のコイルを配置してもよい。）やＩＣを装着する処理などを実行する。
第３ステップでは、たとえば、コイルを含む回路が配備された成型体に２次成型用の型を被せ、その型内に磁性粉末を含まない樹脂を注入することにより、前記回路を封止する。なお、上記の型は成型体の上面全体を被覆するのが望ましいが、これに限らず、コイルを含む回路が形成されている範囲を被覆できるものであればよい。また、第３ステップの実行後に、２種類の樹脂の間に空間が生じる場合には、別途、その空間に樹脂を注入してもよい。
【００１６】
また第１ステップにおいて、前記した周壁部を有する成型体が作成される場合には、第３ステップでは、型を用いずに、周壁部の内側の空間に樹脂を注入するようにしてもよい。
【００１７】
上記第１の製造方法により製造されたタグを使用する場合には、第１ステップで作成された成型体の下面を取付面として機能させ、第３ステップで形成された封止樹脂の上面を磁束受付面として機能させる。
【００１８】
つぎに、この発明にかかる第２のＲＦＩＤタグの製造方法では、磁性粉末が混入されていない樹脂による成型体を作成する第１ステップ；第１ステップで作成された成型体の上面にコイルおよびＩＣチップを含む回路を配備する第２ステップ；前記成型体のうちの少なくとも前記回路の上方空間を、磁性粉末が混入されている樹脂により封止する第３ステップ；の各ステップを実行する。
【００１９】
第１ステップや第３ステップでは、使用する樹脂が反対になるが、それぞれ第１の製造方法における第１ステップ、第３ステップと同様の処理を行うことができる。
【００２０】
この第２の製造方法により製造されたタグの場合には、第１ステップで作成された成型体の下面を磁束受付面として機能させ、第３ステップで作成された封止樹脂の前記磁束受付面に対向する面を取付面として機能させる。
【００２１】
第１、第２の製造方法では、第１ステップまたは第３ステップで磁性粉末が混入された樹脂を使用するほかは、従来のタグを製造するときと同様の手順を実行することができる。よって金属面からの渦電流による磁束を小さくするために、別途部品を組み込む必要がなくなり、製造工程の複雑化やコストが高められるという問題を解決することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、コイルを含む回路と取付面との間を封止する樹脂に磁性粉末を混入させることによって、部品点数を増加することなく、金属に装着可能なタグを簡単に製造することができるから、この種のタグを安価に供給することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、この発明の一実施例にかかるＲＦＩＤタグの構成を示す。
この実施例のタグ１は、上下一対のケース１１，１２（以下、個別に言及する場合には、「上ケース１１」「下ケース１２」という。）の間にコイル１３およびＩＣ１４を配備し、各ケース１１，１２を溶着により一体化した構成のものである。
【００２４】
各ケース１１，１２は、ＡＢＳ樹脂やＰＰＳ樹脂などの成型用樹脂を用いて射出成型により製作される。またこの実施例では、金属製品に取り付けることができるように、下ケース１２用の樹脂に、フェライト粉末などの磁性粉末を混入するようにしている。図中の小さな点は、この磁性粉末を表すものである（以下の実施例でも同様にして磁性粉末を表す。）。
【００２５】
上記構成のタグ１を使用する場合には、下ケース１２の下面を前記金属製品の表面２（以下、「金属面２」という。）に接着もしくはネジ止めし、上ケース１１の上面が、図示しないアンテナ装置からの磁束を受けるようにする。この磁束はコイル１３に到達した後に、その軸方向に沿って進むが、この磁束が金属面２に達すると、渦電流が生じ、さらにその渦電流により、前記アンテナ装置からの磁束の流れに反発する磁束が発生する。
【００２６】
しかし、この実施例では、下ケース１２が磁性粉末によって磁性体となっているので、コイル１３からの磁束は下ケース１２に集中するようになり、前記金属面２に作用する磁束を小さくすることができる。よって、金属面２に装着しても、渦電流を抑えることができるので、磁気の損失を小さくすることができ、前記ＩＣ１４内の回路を起動させるのに必要な電力を誘起することができる。
【００２７】
なお、磁性粉末は上ケース１１には含まれていないので、アンテナ装置からの磁束がコイル１３に到達するのが阻害されることもない。したがって、上記構成のタグ１を金属面２に取り付けた場合でも、アンテナ装置との交信処理を支障なく実行することが可能になる。
【００２８】
上記構成のタグ１は、図２に示すように、３段階の工程により作成される。
まず、図２（１）に示すように、磁性粉末が混入された樹脂により前記下ケース１２を成型する。つぎに、図２（２）に示すように、下ケース１２の上面に、コイル１３やＩＣ１４を設置する。なお、ＩＣ１４の設置は、その下面を下ケース１２に接着することにより行われる。またコイル１３は、印刷により形成されるが、これに限らず、たとえば銅線のコイルを配備してもよい。
【００２９】
図３は、前記コイル１３およびＩＣ１４が配置された状態の下ケース１２を上方から見た状態を示す。なお、この図３では、下ケース１２を、前記図１，２よりも小さく表している。
この実施例の下ケース１２は、正方形状の板状体１２１に所定高さの周壁部１２２および壁部１２４を一体に形成した構成のものである。周壁部１２２は板状体１２１の全周にわたって設けられる。また壁部１２４は、板状体１２１の中央部に前記ＩＣ１４の大きさに対応する矩形状の領域１２３（図２（１）に示す。）が形成されるように設けられる。なお、周壁部１２２と壁部１２４との高さは等しく、またその高さは、コイル１３やＩＣ１４の高さに応じたものになるように調整される。
【００３０】
前記ＩＣ１４は、前記壁部１２４により囲まれた領域１２３内に配備される。コイル１３は、前記周壁部１２２と壁部１２４との間の板面に印刷される。なお、図中の１５は、コイル１３とＩＣ１４との接続線である。この接続線１５も、前記コイル１３とともに印刷により形成される。
【００３１】
図２に戻って、コイル１３，ＩＣ１４等が配備されると、最後に、下ケース１２に上方から２次成型用の型（図示せず。）を被せ、この型内に磁性粉末を含まない樹脂を注入する。これにより図２（３）に示すように、上ケース１１が成型されると同時に、この上ケース１１と下ケース１２とが一体化され、前記タグ１が完成する。
【００３２】
なお、図１や図２では、コイル１３やＩＣ１４を周壁部１２２や壁部１２４と等しい高さにして表しているが、実際には、これらの壁部１２２，１２４よりも低くなる可能性がある。しかし、２次成型の際に、コイル１３やＩＣ１４と壁部１２２，１２４との間の空間にも、上ケース１１用の樹脂が充填されるから、コイル１３やＩＣ１４を樹脂により完全に被覆して、保護を万全にすることができる。
【００３３】
また、上記図１，２に示した上ケース１１は板状であるが、これに代えて、図４に示すように、上ケース１１に下向きの周壁部１１１を形成し、この周壁部１１１により生じる空間に、樹脂１６を注入してもよい。
なお、この樹脂１６は、たとえばエポキシ系樹脂であり、上ケース１１用の樹脂と同様に、磁性粉末は含まれていない。
【００３４】
つぎに、上記図１〜４に示したタグ１では、上下のケース１１，１２とも、型を用いて作成しているが、これに限らず、いずれか一方のケースのみを成型し、その成型されたケース内に樹脂を注入するようにしてもよい。この樹脂注入は、ディスペンサ等の機器（図示せず。）を用いて簡単に行うことができるから、このようにすれば、一方のケースを成型するための金型が不要になる。またタグ１を安価に構成でき、製造工程もより一層簡略化することができる。
【００３５】
図５は、下ケース１２の成型を樹脂注入に変更した構成のタグ１Ａの製造方法を示す。
この実施例では、まず、図５（Ａ）に示すように、磁性粉末を含まない樹脂を用いて、板状体１７１に周壁部１７２を一体に設けた構成のケース１７を成型する。
なお、このケース１７は前記上ケース１１に相当するものであり、図４の実施例と同様に、周壁部１７２は下向きに設定されるが、この段階では周壁部１７２を上方に向けた状態で支持される。
【００３６】
つぎに、図５（Ｂ）に示すように、前記板状体１７１の上面（周壁部１７２が形成されている方の面）にコイル１３およびＩＣ１４を配備する。さらに図５（Ｃ）に示すように、前記周壁部１７２により囲まれた空間内に、樹脂１８を注入する。なお、この樹脂１８は、前記図４の樹脂１６と同様の材質のものであるが、磁性粉末が混入されている。
【００３７】
上記の３工程により製作されたタグ１Ａは、使用の際には、図５（Ｄ）に示すように、樹脂１８の部分を金属面２に対向させて装着される。なお、樹脂注入では、型を用いた場合のような平坦面を形成することは困難であるので、この実施例では、樹脂１８が前記周壁部１７２より高くならないように注入量を調整し、装着の際には、下向きにされた周壁部１７２の先端面を金属面２に取り付けるようにしている。
【００３８】
図６および図７に示すタグ１Ｂは、上ケース１１を成型せずに、樹脂１６を注入したものである。
この実施例では、磁性粉末が混入された樹脂によりケース１９を成型している。このケース１９も、板状体１９１に周壁部１９２を一体に設けた構成のものであるが、周壁部１９２は、図１，４の実施例の下ケース１２の周壁部１２１よりも高く形成される。また板状体１９１の中央部には、円柱状の柱部１９３が形成され、この柱部１９３と周壁部１９２との間の板面にコイル１３が形成される。なお、この実施例では、コイル１３の上方にＩＣ１４が設置される。
【００３９】
前記柱部１９３と周壁部１９２とは、同じ高さになるように設定されており、両者間の空間に、磁性粉末を含まない樹脂１６（図４の実施例でケース１１，１２間に注入されたのと同じもの）が注入される。
【００４０】
上記構成のタグ１Ｂでは、前記周壁部１９２がそのままタグ本体の周壁部となるので、コイル１３の側方も保護することができ、金属に埋め込んで使用することも可能になる。ただし、アンテナ装置からの磁束を受ける前面は露出させる必要がある。
なお、このタグ１Ｂでは、磁性粉末を含む柱部１９３の上面がアンテナ装置側に露出しているが、コイル１３の前方空間は磁性体を含まない樹脂１６により完全に被覆されているので、アンテナ装置からの磁束をコイル１３に到達させるのに、特段の支障が生じることもない。
【００４１】
上記した各実施例にかかるタグ１，１Ａ，１Ｂは、いずれも磁性粉末が混入された樹脂を使用するほかは、従来の通常のタグを作成するのと同様の方法により作成することができる。よって、部品点数が増加したり、製造工程が複雑になることがなく、コストも低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施例にかかるＲＦＩＤタグの構成を示す断面図である。
【図２】図１のＲＦＩＤタグの製造方法を示す説明図である。
【図３】コイルおよびＩＣが配備された状態の下ケースを示す平面図である。
【図４】上下のケース間に樹脂が注入されたＲＦＩＤタグを示す断面図である。
【図５】他の構成のＲＦＩＤタグの製造方法を示す説明図である。
【図６】他の構成のＲＦＩＤタグを示す断面図である。
【図７】図６のＲＦＩＤタグを上方から見た状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１Ａ，１Ｂ  ＲＦＩＤタグ
２  金属面
１１  上ケース
１２  下ケース
１３  コイル
１６，１８  （注入）樹脂
１７，１９  ケース
１２２，１９２  周壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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