Rfid標籤和rfid標籤生產方法
2023-04-27 21:26:06 2
專利名稱：Rfid標籤和rfid標籤生產方法
技術領域：
本發明涉及一種以非接觸方式與外部器件交換信息的RFID (射頻識別) 標籤，以及生產此種RFID標籤的RFID標籤生產方法。請注意，這種"RFID 標籤"也可稱為"無線IC標籤"。
背景技術：
近年來已經提出了各種各樣的利用無線電波、以非接觸方式與通常以讀 取器/寫入器為代表的外部器件交換信息的RFID標籤(例如參見日本專利公 開No. 2000-311176、日本專利公開No. 2000-200332、及曰本專利公開No. 2001-351082)。作為上述RFID標籤的一種類型，提出了這樣的RFID標籤其中電路晶片和無線電波通信天線圖案安裝在由塑料或紙製成的基座片上。 這種類型的RFID標籤被設計成以這樣的模式使用將RFID標籤附接到物 品，並能夠通過與外部器件交換與該物品相關的信息來識別物品等等。作為附接這種RFID標籤的方法的一個實例，可提及這樣一種方法採 用在前表面或後表面上塗覆有粘合劑的粘合片。根據這種方法，通過以將 RFID標籤夾在物品的表面與上面塗覆了粘合劑的表面(粘合表面)之間的 方式，將這種粘合片粘貼到物品的表面，從而將RFID標籤附接到物品。RFID標籤的使用模式包括將RFID標籤附接到易於改變形狀的物品(例 如衣物)這樣的模式，而且有時利用上述採用粘合片的附接方法作為將RFID 標籤附接到這種物品的方法。然而，在採用粘合片的附接方法中，RFID標 籤是剛性固定到物品的，因此，物品的形狀上的改變照原樣地傳遞到RFID 標籤。RFID標籤具有對於拉應力而結構性脆弱的部分，例如天線與電路芯 片之間的連接部分，而且當從物品傳遞到RFID標籤的形狀上的改變產生拉 應力時，有可能發生RFID標籤斷裂的故障。
發明內容
鑑於以上情況產生了本發明，且本發明提供了一種抑制產生例如斷裂這樣的故障的RFID標籤以及一種生產這種RFID標籤的RFID標籤生產方法。 根據本發明的RFID標籤包括主單元，包括基座、布線在該基座上的通信天線、以及電連接到所述 天線並經由該天線執行無線電通信的電路晶片；以及保護層，從前側和後側將所述主單元夾在中間，並具有比所述主單元與 接觸物之間的滑動性(slipperiness)更高的滑動性。如在此所用的，短語"主單元與接觸物之間的滑動性"在接觸物例如為 粘合劑時指的是粘附程度，而接觸物例如為沒有粘性的物品時指的是摩擦程 度。根據本發明的RFID標籤，例如，當如上所述使用粘合片將RFID標籤 附接到物品時，保護層就貼靠接觸粘合片的粘合表面以及物品表面。因為保 護層的滑動性高於那些表面與主單元之間的滑動性，舉例來說，即使物品改 變形狀，保護層也會相對於物品的表面和粘合片的粘合表面滑動，並因此防 止了產生拉應力的形狀上的改變傳遞到REID標籤上，而結果就是，抑制了 RFID標籤中例如斷裂之類故障的發生。在此情況下，本發明RFID標籤的優選形式為"主單元包括覆蓋所述基 座、所述天線以及所述電路晶片的覆蓋件"的RFID標籤。根據RFID標籤的這種優選形式，因為覆蓋基座、天線以及電路晶片的 覆蓋件進一步抑制了將形狀上的改變傳遞到這些元件，所以在RFID標籤中 例如斷裂之類故障的發生受到了更進一步的抑制。此外，根據本發明的RFID標籤，這樣的形式"所述主單元包括晶片 加強件，相對於被指定為底部的所述基座，該晶片加強件至少在上側至少覆 蓋所述電路晶片的周圍和所述天線的部分布線"，或這樣的形式"所述主單元包括晶片加強件，當由所述基座作為底部時至少相對於上部，至少覆蓋所述電路晶片的周圍和所述天線的部分布線；以及下側加強件，位於相對於所述晶片加強件而將所述基座夾在中間的位 置"，也是優選形式。根據RFID標籤的這些優選形式，通過晶片加強件或晶片加強件與下側
加強件的結合，進一步防止了形狀上的改變傳遞到對於形狀上的改變來說特別易於損壞的電路晶片或其外圍部分，因此RFID標籤中的例如斷裂之類故 障的發生受到了更進一步的抑制。此外，在RFID標籤的這些優選形式中，"所述晶片加強件覆蓋所述天 線的部分布線並僅覆蓋所述電路晶片的周圍"這樣的形式是進一步優選的形 式。根據REID標籤的這種進一步優選的形式，儘管電路晶片受到覆蓋電路 晶片周圍的晶片加強件的保護，但由於電路晶片的上部處於暴露狀態，因此 能製成較薄類型的RFID標籤。此外，根據本發明的REID標籤生產方法包括主單元製備工序，製備包括基座、布線在該基座上的通信天線；以及電 連接到所述天線並經由該天線執行無線電通信的電路晶片的主單元；以及保護層形成工序，在所述主單元製備工序進行的同時或在所述主單元制 備工序之後形成保護層，所述保護層從前側和後側將所述主單元夾在中間， 並具有比所述主單元與接觸物之間的滑動性更高的滑動性。在此情況下，短語"與所述主單元製備工序同時或在所述主單元製備工 序之後形成"指的是這樣的事實，舉例來說，當所述主單元製備工序是如下 文將要描述的製備包括覆蓋件的主單元的工序時，所述保護層形成工序可以 是形成保護層使得在製備覆蓋件的同時所述基座、天線以及電路晶片被具有 保護層的覆蓋件所覆蓋這樣的工序，或者可以是在製備包括覆蓋件的主單元 之後形成保護層的工序。根據本發明的這種RFID標籤生產方法，能夠容易地生產根據本發明的 抑制例如斷裂之類故障發生的RFID標籤。在此情況下，根據本發明的RFID標籤生產方法，這樣的形式是優選形 式"所述主單元製備工序為將包括覆蓋所述基座、所述天線以及所述電路 晶片的覆蓋件的主單元作為上述主單元來製備的工序"。根據RFID標籤生產方法的這種優選形式，因為覆蓋基座、天線以及電 路晶片的覆蓋件進一步抑制了形狀上的改變傳遞到這些元件，所以在RFID 標籤中例如斷裂之類故障的發生受到了更進一步的抑制。 -此外，根據本發明的RFID標籤生產方法，這樣的形式"所述主單元
製備工序是這樣的工序將包括晶片加強件的主單元作為上述主單元來制 備，相對於被指定為底部的所述基座，該晶片加強件至少在上側至少覆蓋所 述電路晶片的周圍和所述天線的部分布線"，或這樣的形式"所述主單元製備工序是這樣的工序將包括晶片加強件和下側加強件 的主單元作為上述主單元來製備，當由所述基座作為底部時，該晶片加強件 至少相對於上部，至少覆蓋所述電路晶片的周圍和所述天線的部分布線，且 該下側加強件位於相對於所述晶片加強件而將所述基座夾在中間的位置"也 是優選形式。根據RFID標籤生產方法的這些優選形式，因為通過晶片加強件或晶片 加強件與下側加強件的結合，進一步防止了形狀上的改變傳遞到對於形狀上 的改變來說特別易於損壞的電路晶片或其外圍部分，所以在RFID標籤中例 如斷裂之類故障的發生受到了更進一步的抑制。此外，在RFID標籤生產方法的這些優選形式中，"所述主單元製備工序是這樣的工序將具有晶片加強件的主單元作為上述主單元來製備，該晶片加強件作為上述晶片加強件覆蓋所述天線的部分布線並僅覆蓋所述電路 晶片的周圍"的形式是進一步優選的形式。根據RFID標籤生產方法的這種進一步優選的形式，儘管電路晶片受到 覆蓋電路晶片周圍的晶片加強件的保護，但由於電路晶片的上部處於暴露狀 態，且因此而能製成較薄類型的RFID標籤。如上所述，根據本發明可提供一種抑制例如斷裂這樣的故障的產生的 RFID標籤以及一種生產這種RFID標籤的RFID標籤生產方法。
圖1是示意圖，示出了根據本發明的RFID標籤的實施例； 圖2是示意圖，示出了 RFID標籤100被附接到物品的狀態； 圖3是流程圖，示出了圖1和圖2所示RFID標籤100的生產方法的實例；圖4是示意圖，詳細示出了圖3所示流程圖中的製備工序(步驟S110);以及圖5是示意圖，詳細示出了圖3所示流程圖中的覆蓋工序(步驟S120)。
具體實施方式
以下將參考附圖描述本發明的實施例。圖1是示意圖，示出了根據本發明的RFID標籤的實施例。圖1的(a)部分是作為根據本發明的RFID標籤實施例的RFID標籤100的俯視圖，其中以透明狀態示出該RFID標籤的內部結構，而圖1的(b)部分示出RFID標籤100在縱向上的橫截面。圖1中示出的RFID標籤100是假定將要被附接到易於改變形狀的物品 (例如衣物)上的RFID標籤。RFID標籤100具有主單元110，該主單元110包括以PET薄膜製成的基座111;通信天線112，布線在基座lll上；電路晶片U3，電連接到天線112，且通過粘合劑113a附接並固定到基座111， 並經由天線112進行無線電通信；由纖維增強樹脂製成的晶片加強件114， 其以電路晶片113的上部是暴露的這樣的狀態覆蓋電路晶片113的周圍，並 通過熱固性粘合劑115而附接並固定到基座111;下側加強件116，由塑料片製成，並設置在相對於晶片加強件114而將基座111夾在中間的位置；以及覆蓋件117，由橡膠製成，並覆蓋上述各元件。RFID標籤100還包括保護 層120，該保護層由矽樹脂脫模劑形成，並且從前側和後側將主單元110夾 在中間。基座lll、天線112、電路晶片113、晶片加強件114、下側加強件116、 覆蓋件117以及保護層120分別對應於根據本發明的基座、天線、電路晶片、 晶片加強件、下側加強件、覆蓋件以及保護層的實例。上述主體110對應於 本發明的主體的一個實例。在此情況下，假定如圖1所示的RFID標籤100藉助於經常作為普通附 接方法而採用的以下方法，而被附接到諸如衣物這樣的物品。圖2是示意圖，示出了RFID標籤100附接到物品的狀態。在圖2中，RFID標籤100是通過將粘合片200粘貼到物品300的前表 面、從而使RFID標籤100插入到物品300的前表面與上面塗覆了粘合劑201 的表面(粘合表面)之間，而被附接到物品300的，其中粘合片200含有被 塗覆到該粘合片200的前表面或後表面的熱固性粘合劑201 。此時，因為貼靠接觸粘合片200的粘合表面的保護層120是如上戶i述由 矽樹脂脫模劑製成的，並且具有低粘附度，所以RFID標籤IOO被附接到物
品300而並不粘附到粘合片200的粘合表面。此外，構成保護層120的矽樹 脂脫模劑是一種相對於與物品300例如衣物接觸來說具有低摩擦力的材料。
現在將要考慮物品300在沿圖中箭頭A所示的方向上伸展的情況。在此 情況下，如果假設，例如RFID標籤100被粘附到粘合片200的粘合表面並 剛性固定到物品300，則物品300形狀上的改變會照原樣地傳遞到RFID標 籤IOO，並且有很大可能會產生拉應力，從而出現連接電路晶片113與天線 112的部分斷開的危險。然而，根據本實施例，通過提供保護層120，將RFID 標籤100附接而並不粘附到粘合片200的粘合表面。此外，保護層120的表 面相對於與接觸物接觸來說具有低摩擦力。因此，即使物品300在沿圖中箭 頭A所示的方向上伸展，保護層120與粘合片200的接觸表面之間、還有保 護層120與物品300的表面之間也會發生滑動，因此物品300的伸展幾乎不 傳遞到RFID標籤100，並防止了產生上述拉應力。此外，本實施例被構造 成，通過由橡膠製成的覆蓋件117、由纖維增強樹脂製成的晶片加強件114、 或由塑料片製成的下側加強件116進一步抑制了將形狀上的改變傳遞到電路 晶片113的外圍部分(即在RFID標籤100的各部分中，對於形狀上的改變 來說是特別易於損壞的部分)。根據這種構造，本實施例的RFID標籤100 以抑制產生例如斷裂這樣的損壞的狀態被附接到物品300。接下來，描述 RFID標籤100的生產方法的實例。圖3是流程圖，示出了圖1和圖2中所示RFID標籤100的生產方法的 實例。
圖3的流程圖中示出的生產方法具有製備工序(步驟SllO)，製備將 電路晶片113和晶片加強件114安裝在布線有天線112的基座111上這樣的 元件；以及覆蓋在製備工序中所製備的元件的覆蓋工序(步驟S120)。
首先，描述製備工序(步驟SllO)。
圖4是示意圖，詳細示出了圖3中所示的流程圖中的製備工序(步驟 S110)。在此製備工序中，首先，將電路晶片113安裝在表面上形成有天線112 的基座lll上(步驟Slll)。因為安裝電路晶片113的方法是公知的，所以 在此略去詳細描述。
當在步驟Slll中安裝電路晶片113時，接下來分送器400將熱固性粘
合劑115塗覆到基座111上，從而使電路晶片113被粘合劑115包圍(步驟 S112)。接下來，安裝工具500將晶片加強件114傳送到直接處於電路晶片 113上方的位置，並將晶片加強件114安裝在基座111上，從而使電路晶片 113容納在晶片加強件114之內(步驟SU3)。然後，用加熱源600來加熱 熱固性粘合劑115，以使粘合劑115凝固(步驟S114)。在上述將電路晶片113和晶片加強件114安裝在布線有天線112的基座 111上的製備工序中製備的元件被稱為RFID標籤100中的主單元110內的 內部結構元件(嵌入件)，以下稱之為主單元嵌入件110'。接下來，描述圖3的流程圖中示出的覆蓋工序(步驟S120)。 圖5是示意圖，詳細示出了圖3所示流程圖中的覆蓋工序(步驟S120)。 在此覆蓋工序中，在一輪處理中對三個RFID標籤IOO進行覆蓋。 在此覆蓋工序中，使用擠壓裝置700將目標物體夾在擠壓臺710與擠壓 頭720之間，並對該目標物體進行加壓和加熱。一旦在製備工序中獲得主單元嵌入件110'(步驟SllO)，就執行以下的 加壓和加熱工序(步驟S121)。首先，將橡膠片117a放置在擠壓臺710上，在構成覆蓋主單元嵌入件 110'的覆蓋件117的四個橡膠片117a... 117d中，橡膠片117a作為底層。在 此情況下，分別在最底層的橡膠片117a以及最上層的橡膠片117d的前表面 或後表面上，預先形成由矽樹脂脫模劑構成的保護層120。在保護層120處 於橡膠片117a下方的條件下，將作為最底層的橡膠片117a放置在擠壓臺710 上。接下來，在最底層的橡膠片117a的上部將三個下側加強件116放置成 一排。然後，將橡膠片117b，即從底部起的第二層，置於這三個下側加強件 116上，並隨後分別將三個主單元嵌入件110'，在將橡膠片U7b夾在中間的 條件下，置於面對三個下側加強件116的位置。接下來，將橡膠片117c，即 從底部起的第三層，置於三個主單元嵌入件110'上。在此情況下，如圖5所 示，在橡膠片117c中，即從底部起的第三層中，設置能夠容納各主單元嵌 入件110'的晶片加強件114的開口 ，並將橡膠片117c設置成在相應的開口中 容納每個晶片加強件114。最後，在使得保護層120位於橡膠片117d的頂部 上的條件下，將橡膠片117d即最上層置於橡膠片117c即第三層上。當以這種方式將四個橡膠片117a ... 117d、下側加強件116以及主單元
嵌入件1 IO'置於擠壓臺710上時，擠壓頭720落到最上面的橡膠片117d上。 然後，在擠壓裝置700中，對夾在擠壓臺710與擠壓頭720之間的四個橡膠 片117a... 117d、下側加強件116以及嵌入件110'進行加壓和加熱。藉助於這 種加壓和加熱方式，四個橡膠片117a…117d在三個RFID標籤100的下側 加強件116和主單元嵌入件110'被嵌入在橡膠片內的這種狀態下成為一體。 結果，形成了這樣一個物體其中連接了三個RFID標籤100，並且其下側 加強件116和嵌入件110'被橡膠製成的覆蓋件117所覆蓋並被保護層120夾 在中間。在步驟S121的工序之後，切斷器800落在各主單元嵌入件110'之間以 切割出三個部分，從而獲得三個獨立的RFID標籤IOO (步驟S122)。根據上述生產方法，能夠容易地生產圖1和圖2中示出的RFID標籤100。儘管以上作為根據本發明的主單元的一個實例，例示了除基座110、天 線112以及電路晶片113之外，還具有晶片加強件114、下側加強件116以 及覆蓋件117的主單元110，但本發明不限於此。根據本發明的主單元可以 是例如僅由基座、天線以及電路晶片的三個元件組成的單元，或例如，是除 了其它三個元件之外，僅有晶片加強件的單元，或僅有覆蓋件的單元，或僅 有晶片加強件與覆蓋件的單元。在此情況下，當主單元僅由基座、天線及電 路晶片三個元件組成時，或當主單元除了這三個元件或類似元件之外，僅有 晶片加強件114時，這些構成主單元的元件直接被保護層夾在中間。此外，儘管以上作為根據本發明的保護層的一個實例，例示了由矽樹脂 脫模劑製成的保護層120，但本發明不限於此，且根據本發明的保護層可由 例如特富龍(Teflon)(註冊商標)製成。此外，儘管以上作為根據本發明的晶片加強件的一個實例，例示了由纖 維增強樹脂製成的晶片加強件114，但並未指定纖維增強樹脂的種類，構成 根據本發明的晶片加強件的纖維增強樹脂可以是，例如纖維增強塑料(Fiber Reinforced Plastics, FRP)或玻璃環氧樹脂。此外，根據本發明的晶片加強件 不限於由這種纖維增強樹脂製成的元件，且舉例來說，可由熱塑性材料製成， 或可由熱固性樹脂或類似材料製成。此外，儘管以上將熱固性粘合劑例示為將晶片加強件114粘附和固定到 基座111粘合劑，但本發明不限於此，且此粘合劑可以是紫外光固化粘合劑、 厭氧粘合劑、溼固化粘合劑，或雙組分粘合劑。此外，儘管以上作為根據本發明的下側加強件的一個實例，例示了由塑 料片製成的下側加強件116，但本發明不限於此，且根據本發明的下側加強件可以是例如用尼龍(nylon)(註冊商標)網製成的部件。此外，儘管以上作為根據本發明的覆蓋件的一個實例，例示了由橡膠製 成的覆蓋件117，但並未特別指定橡膠的種類，製成根據本發明的覆蓋件的 橡膠可以是例如尿烷基橡膠(urethane-based rubber)、矽基橡膠(silicone-based rubber)，或氟橡膠。
權利要求
1. 一種RFID標籤，包括 主單元，包括基座；通信天線，布線在該基座上；以及電路晶片，電連接到所述天線，並經由該天線進行無線電通信；以及保護層，從前側和後側將所述主單元夾在中間，並具有比所述主單元與 接觸物之間的滑動性更高的滑動性。
2. 根據權利要求1所述的RFID標籤，其中所述主單元包括覆蓋所述基 座、所述天線以及所述電路晶片的覆蓋件。
3. 根據權利要求1所述的RFID標籤，其中所述主單元包括晶片加強件， 相對於被指定為底部的所述基座，該晶片加強件至少在上側至少覆蓋所述電 路晶片的周圍和所述天線的部分布線。
4. 根據權利要求1所述的RFID標籤，其中所述主單元包括 晶片加強件，當由所述基座作為底部時至少相對於上部，至少覆蓋所述電路晶片的周圍和所述天線的部分布線；以及下側加強件，位於相對於所述晶片加強件而將所述基座夾在中間的位置。
5. 根據權利要求3所述的RFID標籤，其中所述晶片加強件僅覆蓋所述 電路晶片的周圍和所述天線的部分布線。
6. 根據權利要求4所述的RFID標籤，其中所述晶片加強件僅覆蓋所述 電路晶片的周圍和所述天線的部分布線。
7. —種RFID標籤生產方法，包括主單元製備工序，製備包括基座、布線在該基座上的通信天線、以及電 連接到所述天線並經由該天線執行無線電通信的電路晶片的主單元；以及保護層形成工序，在所述主單元製備工序進行的同時或在所述主單元制 備工序之後形成保護層，所述保護層從前側和後側將所述主單元夾在中間， 並具有比所述主單元與接觸物之間的滑動性更高的滑動性。
8. 根據權利要求6所述的RFID標籤生產方法，其中所述主單元製備工序為將包括覆蓋所述基座、所述天線以及所述電路晶片的覆蓋件的主單元作 為所述主單元來製備的工序。
9. 根據權利要求6所述的RFID標籤生產方法，其中所述主單元製備工 序是這樣的工序將包括晶片加強件的主單元作為所述主單元來製備，當由 所述基座作為底部時，該晶片加強件至少相對於上部，至少覆蓋所述電路芯 片的周圍和所述天線的部分布線。
10. 根據權利要求6所述的RFID標籤生產方法，其中所述主單元製備 工序是這樣的工序將包括晶片加強件和下側加強件的主單元作為所述主單 元來製備，當由所述基座作為底部時，該晶片加強件至少相對於上部，至少 覆蓋所述電路晶片的周圍和所述天線的部分布線；且該下側加強件位於相對 於所述晶片加強件而將所述基座夾在中間的位置。
11. 根據權利要求8或9所述的RFID標籤生產方法，其中所述主單元 製備工序是這樣的工序將具有晶片加強件的主單元作為所述主單元來制 備，該晶片加強件作為晶片加強件僅覆蓋所述電路晶片的周圍和所述天線的 部分布線。
全文摘要
RFID標籤，包括主單元，由基座、在基座上布線的通信天線、電連接到天線並經由天線執行無線電通信的電路晶片、覆蓋電路晶片周圍的晶片加強件、位於相對於晶片加強件而將基座夾在中間的位置的下側加強件和覆蓋這些元件的橡膠覆蓋件所組成；以及保護層，從前側和後側將主單元夾在中間並具有比主單元與接觸物之間的滑動性更高的滑動性。
文檔編號G06K19/07GK101122959SQ20071000818
公開日2008年2月13日 申請日期2007年1月26日 優先權日2006年8月10日
發明者庭田剛, 杉村吉康, 橋本繁, 馬場俊二 申請人:富士通株式會社;富士通先端科技株式會社