JP6554899B2 - Contactless communication inlay - Google Patents
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Description
本発明は、資産管理、来場者管理、工程管理、物品使用履歴トレーサビリティ、NFCコンテンツ配信サービス、来店誘引プロモーション、スマートポスター、ディスプレイカード、ソーシャルネットワークサービス、各種決済、本人認証等に利用されている、ICタグ及び非接触ICカード等の情報記憶媒体に用いる非接触通信インレイに関する。 The present invention is used for asset management, visitor management, process management, article use history traceability, NFC content distribution service, store invitation promotion, smart poster, display card, social network service, various payments, identity authentication, etc. The present invention relates to a contactless communication inlay used for an information storage medium such as an IC tag and a contactless IC card.
外部からのデータの読み書きや電力の供給を電磁波等によって非接触で行うICタグや非接触ICカードやICタグが普及している。例えば、非接触ICカードを用いて商品購入の決済処理を行ったり、身分証明等の非接触ICカードを用いて本人認証を行うことができる。 IC tags, non-contact IC cards, and IC tags that perform non-contact reading / writing of data from outside and power supply by electromagnetic waves or the like are widely used. For example, payment processing for product purchases can be performed using a non-contact IC card, or identity authentication can be performed using a non-contact IC card such as identification.
近接型または近傍型ICタグや非接触ICカード等の情報記憶媒体は、先ず、データの記憶、処理および通信制御を行う各種電子部品を搭載したICチップを実装したICモジュールと、リーダライタのコイルアンテナから発生する磁界によって誘導起電力を発生させ、ICチップに電力供給およびデータ受信/送信を可能にするアンテナを含むインレットを組み合わせ、樹脂シート等で被覆したインレイを製造する。そして、そのインレイをプラスチック基体等に組み込んでICタグや非接触ICカード等の情報記憶媒体が製造される。 An information storage medium such as a proximity type or proximity type IC tag or a non-contact type IC card includes an IC module mounted with an IC chip on which various electronic components for data storage, processing, and communication control are mounted, and a reader / writer coil. An inductive electromotive force is generated by a magnetic field generated from the antenna, and an inlet including an antenna that enables power supply and data reception / transmission is combined with an IC chip to manufacture an inlay covered with a resin sheet or the like. Then, an information storage medium such as an IC tag or a non-contact IC card is manufactured by incorporating the inlay into a plastic substrate or the like.
ICタグや非接触ICカード等の情報記憶媒体における電磁誘導通信方式においては、非接触ICカードとデータ通信を行う装置のリーダライタ側のループアンテナによって生じる磁界が、ICタグや非接触ICカード等の情報記憶媒体に内蔵されたコイルアンテナ等の閉ループ回路を貫くことによって誘導起電力を発生する。 In an electromagnetic induction communication system in an information storage medium such as an IC tag or a non-contact IC card, a magnetic field generated by a loop antenna on the reader / writer side of a device that performs data communication with the non-contact IC card is generated by the IC tag or the non-contact IC card. An induced electromotive force is generated by passing through a closed loop circuit such as a coil antenna incorporated in the information storage medium.
その誘導起電力により、ICタグや非接触ICカード等の情報記憶媒体の内蔵するICチップに電力が供給されることでICチップを動作させてし、リーダライタと通信を行えるようにしている。 With the induced electromotive force, power is supplied to an IC chip built in an information storage medium such as an IC tag or a non-contact IC card, so that the IC chip is operated to communicate with a reader / writer.
非接触ICカードは、そのコイルアンテナに容量を接続し共振させることで特定の周波数に対する感度を高くする。そして、その共振周波数を特定の周波数に調整するために、特許文献1の様に静電容量調整手段を設けている。
The non-contact IC card increases the sensitivity to a specific frequency by connecting a capacitor to the coil antenna and causing it to resonate. And in order to adjust the resonance frequency to a specific frequency, the electrostatic capacity adjustment means is provided like
特許文献1では、静電容量調整手段として、基板の片面にコイルアンテナを設置し、その基板の片面の面内に、対向して配され櫛形をなす第三導体と第四導体を狭い間隙をもって交互に配することで構成した静電容量調整手段を設けていた。
In
この静電容量調整手段の並列に配置された静電容量調整用のコンデンサのうち適当な箇所を切り離すことで、分断されずに残されたコンデンサの容量を適宜変更することで共振周波数を調整することができる。 The resonance frequency is adjusted by appropriately changing the capacitance of the capacitor remaining without being divided by separating an appropriate portion of the capacitors for adjusting the capacitance arranged in parallel with the capacitance adjusting means. be able to.
ICタグ、非接触ICカードに埋設されるコイルアンテナは、多くは、金属箔を樹脂フィルム上に接着させ、エッチング等によってパターニングして製造されるフィルムアンテナと、金属線をコイル状に複数回巻いたコイルアンテナが用いられる。 Many coil antennas embedded in IC tags and non-contact IC cards are manufactured by bonding a metal foil onto a resin film and patterning it by etching or the like, and winding a metal wire in a coil shape multiple times. The coil antenna that was used is used.
ICタグや非接触ICカード等の情報記憶媒体は、コイルアンテナが形成された基板にICチップが実装されたインレットに、更に後加工が施されてICタグや非接触ICカード等の情報記憶媒体の製品が形成されている。 An information storage medium such as an IC tag or a non-contact IC card is an information storage medium such as an IC tag or a non-contact IC card that is further post-processed on an inlet in which an IC chip is mounted on a substrate on which a coil antenna is formed. The product is formed.
非接触ICカードでは、PET、PET-G、PVC、PCをはじめとした樹脂材料または紙材料等の絶縁材料がインレット表裏に主に熱融着、接着剤等によって一体化されて非接触ICカードが製造されている。 In non-contact IC cards, insulating materials such as PET, PET-G, PVC, PC and other resin materials or paper materials are integrated on the front and back of the inlet mainly by heat fusion, adhesive, etc. Is manufactured.
ICタグであれば、形状に自由度があり、後加工で薄型のカードタイプに形成したり、ラベル形状に形成したり、樹脂による一体成型する等、製品によって、後加工の内容が異なる。 In the case of an IC tag, there is a degree of freedom in shape, and the content of post-processing varies depending on the product, such as forming into a thin card type by post-processing, forming into a label shape, or integrally molding with resin.
しかし、これら後加工を行うと、容量と接続されたコイルアンテナ系の共振周波数が変化する問題がある。主な原因としてコイルアンテナの変形によるインダクタンス変化と、また、インレットを覆う絶縁材料の電気的特性(誘電率、誘電損)の影響がある。 However, when these post-processing is performed, there is a problem that the resonance frequency of the coil antenna system connected to the capacitor changes. The main causes are the inductance change due to the deformation of the coil antenna and the influence of the electrical characteristics (dielectric constant, dielectric loss) of the insulating material covering the inlet.
コイルアンテナ変形の原因としては、ICタグ、非接触ICカードいずれの製品においても加工時には樹脂を軟化させる温度まで加熱・加圧して製品化するが、その加工の際のストレスによりコイルアンテナが変形する。 The cause of coil antenna deformation is that both IC tags and non-contact IC cards are manufactured by heating and pressurizing to a temperature that softens the resin during processing, but the coil antenna deforms due to stress during processing. .
特許文献1の技術では、そのコイルアンテナ系の共振周波数の変化を補正するために、基板の片面にフィルム状のコイルアンテナを形成し、その基板の片面の面内に、対向して配され櫛形をなす第三導体と第四導体を狭い間隙をもって交互に配して構成した静電容量調整手段を設けていた。
In the technique of
すなわち、フィルム状のコイルアンテナの一部に静電容量調整手段のパターンを設け、後加工でICタグや非接触ICカード等の情報記憶媒体の製品を完成させた後に共振周波数が設計値からずれた場合に、その静電容量調整手段のパターンを必要分だけトリミングすることで共振周波数を変化させていた。 In other words, a pattern of capacitance adjustment means is provided on a part of a film-like coil antenna, and the resonance frequency deviates from the design value after a product of an information storage medium such as an IC tag or non-contact IC card is completed by post-processing. In this case, the resonance frequency is changed by trimming the pattern of the capacitance adjusting means as much as necessary.
しかし、インレットを絶縁材料で覆うラミネート加工を施して非接触通信インレイを製造した後に、周波数調整のためにインレット上の静電容量調整手段のパターンを加工する際にインレットを覆う絶縁材料を除去する加工が必要であるので、周波数調整を行うことが容易ではない問題があった。 However, after manufacturing the contactless communication inlay by laminating the inlet with an insulating material, the insulating material covering the inlet is removed when processing the pattern of the capacitance adjusting means on the inlet for frequency adjustment. Since processing is necessary, there is a problem that frequency adjustment is not easy.
また、コイルアンテナの脇に大きな寸法の静電容量調整手段のパターンを設ける必要があるため、アンテナ系の寸法を小型化できず、情報記憶媒体のアンテナ系の設計を難しくする問題があった。 In addition, since it is necessary to provide a capacitance adjusting means pattern with a large dimension on the side of the coil antenna, the size of the antenna system cannot be reduced, and there is a problem that it is difficult to design the antenna system of the information storage medium.
特に、情報記憶媒体に用いるアンテナ系の寸法を小さくしようとしても、この静電容量調整手段のパターンの寸法の大きさが、アンテナ系における大きな障害物となる問題があった。 In particular, even when trying to reduce the size of the antenna system used for the information storage medium, there is a problem that the size of the pattern of the capacitance adjusting means becomes a large obstacle in the antenna system.
そのため、本発明の課題は、インレットを絶縁材料で覆った非接触通信インレイを製造した後においても周波数調整が容易に行え、かつ、アンテナ系の障害物にならない静電容量調整手段を有するICタグ及び非接触ICカード等の情報記憶媒体を提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to provide an IC tag having a capacitance adjusting means that can easily adjust the frequency even after manufacturing a non-contact communication inlay in which an inlet is covered with an insulating material and does not become an obstacle in an antenna system. And providing an information storage medium such as a non-contact IC card.
本発明は、上記課題を解決するために、ICチップが実装されたICモジュールが、基板上にコイルアンテナが配線されたインレットと、アンテナ接合パターンにより接合されてなるシートを、空孔部が設けられた第1の樹脂シートと第2の樹脂シートとで前記シートを挟み込んで積層して成る非接触通信インレイであって、前記ICモジュールの前記基板の下面に静電容量調整用導電パターンが前記基板に設けられたスルーホールを介して前記ICチップの容量と電気的に直列または並列に形成され、前記静電容量調整用導電パターンが前記第1の樹脂シートの前記空孔部を介して外部に露出しており、前記静電容量調整用導電パターンの線幅と隣り合うスペース幅がいずれも1mm以下であることを特徴とする非接触通信インレイである。
The present invention, in order to solve the above problems, IC module in which an IC chip is mounted is, the inlet coil antenna is wired on a substrate, the sheet comprising a more joined to the antenna bonding pattern, cavity is A non-contact communication inlay formed by sandwiching and laminating the sheet between a provided first resin sheet and a second resin sheet, wherein a capacitance adjusting conductive pattern is formed on a lower surface of the substrate of the IC module. It is formed in series or in parallel with the capacitance of the IC chip through a through hole provided in the substrate, and the capacitance adjusting conductive pattern is inserted through the hole portion of the first resin sheet. A non-contact communication inlay that is exposed to the outside and has a space width adjacent to the line width of the capacitance adjustment conductive pattern that is 1 mm or less. .
本発明は、この構成により、インレットに樹脂シートを貼り合わせて非接触通信インレイを製造した後に、非接触通信インレイの外側に露出した冗長な導電パターンをICチップに対して電気的に直列または並列に接続することによって共振回路の静電容量を変化させることができるので、共振周波数の調整を容易に行える効果がある。 With this configuration, according to the present invention, after the non-contact communication inlay is manufactured by bonding the resin sheet to the inlet, the redundant conductive pattern exposed outside the non-contact communication inlay is electrically connected in series or in parallel to the IC chip. Since the capacitance of the resonance circuit can be changed by connecting to, the resonance frequency can be easily adjusted.
また、本発明は、上記の非接触通信インレイであって、前記静電容量調整用導電パターンが前記基板上に重なりが無いつづら折り状で形成されていることを特徴とする非接触通信インレイである。 In addition, the present invention is the non-contact communication inlay described above, wherein the capacitance adjusting conductive pattern is formed in a zigzag shape that does not overlap on the substrate. .
また、本発明は、上記の非接触通信インレイであって、前記静電容量調整用導電パターンが、折り返し渦巻き状であることを特徴とする非接触通信インレイである。 The present invention is the non-contact communication inlay described above, wherein the capacitance adjusting conductive pattern has a folded spiral shape.
また、本発明は、上記の非接触通信インレイであって、前記基板が長方形または楕円形であることを特徴とする非接触通信インレイである。 Moreover, the present invention is the non-contact communication inlay described above, wherein the substrate is rectangular or elliptical.
本発明によれば、インレットに樹脂シートを貼り合わせて非接触通信インレイを製造した後に、非接触通信インレイの外側に露出した冗長な導電パターンを加工することによって共振回路の静電容量を変化させることができるので、共振周波数の調整を容易に行うことができる効果がある。 According to the present invention, after the non-contact communication inlay is manufactured by bonding the resin sheet to the inlet, the capacitance of the resonance circuit is changed by processing the redundant conductive pattern exposed outside the non-contact communication inlay. Therefore, the resonance frequency can be easily adjusted.
また、本発明は、ICモジュールの厚さとインレットの厚さを同じにするので、厚さの薄いインレットが形成できる効果がある。また、その構成によって、ICモジュールを埋め込むことによる非接触通信インレイの凹凸の発生を防ぐことができ、後工程で、非接触通信インレイをICタグや非接触ICカード等の情報記憶媒体に加工する際の非接触通信インレイの持つ凹凸による製造上の制約を無くすことができる効果がある。 In addition, since the present invention makes the thickness of the IC module the same as that of the inlet, there is an effect that an inlet having a small thickness can be formed. In addition, the configuration can prevent the unevenness of the non-contact communication inlay caused by embedding the IC module, and the non-contact communication inlay is processed into an information storage medium such as an IC tag or a non-contact IC card in a later process. There is an effect that the manufacturing restrictions due to the unevenness of the non-contact communication inlay can be eliminated.
また、本発明は、ICモジュールの下面に形成したつづら折り状や折り返し渦巻き状の静電容量調整用導電パターンを任意の位置でカットすることで共振回路の静電容量を精密に調整することができる効果がある。 Further, according to the present invention, the electrostatic capacitance of the resonance circuit can be precisely adjusted by cutting the zigzag or folded spiral conductive pattern for capacitance adjustment formed on the lower surface of the IC module at an arbitrary position. effective.
その静電容量調整用導電パターンは、ICモジュールの下面に形成するので、コイルアンテナの脇に大きな静電容量の調整用の面積を専有することがない。そのため、静電容量調整手段が非接触通信インレイのアンテナ系の設計の障害にならず、小さな寸法のアンテ
ナ系を有する非接触通信インレイを製造することができる効果がある。
Since the capacitance adjustment conductive pattern is formed on the lower surface of the IC module, it does not occupy a large capacitance adjustment area on the side of the coil antenna. For this reason, the capacitance adjusting means does not hinder the design of the antenna system of the non-contact communication inlay, and there is an effect that a non-contact communication inlay having an antenna system with a small size can be manufactured.
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態を図1から図3を参照しながら説明する。ICタグや非接触ICカード等の情報記録媒体は、先ず、樹脂シート7上に設置したコイルアンテナ8とICモジュール2を接続した上に樹脂シート6を積層して一体化した非接触通信インレイ1を形成する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. An information recording medium such as an IC tag or a non-contact IC card is a
その非接触通信インレイ1をプラスチック基体等に組み込む等の加工を行うことでICタグや非接触ICカード等の情報記録媒体を製造する。例えば、非接触ICカードでは、その非接触通信インレイ1の最外層を絶縁性の樹脂基材で挟んでラミネートして非接触ICカードを製造する。
An information recording medium such as an IC tag or a non-contact IC card is manufactured by processing the
(情報記録媒体の非接触通信インレイ)
図1は本発明の第1の実施形態のICタグや非接触ICカード等の情報記憶媒体の非接触通信インレイ1の概略の断面図を示す。また、図3(a)に、非接触通信インレイ1に埋め込むICモジュール2の上面図を示し、図3(b)にその下面図を示す。図2は、コイルアンテナ8とICモジュール2を透視して表したインレットの平面図である。
(Non-contact communication inlay of information recording media)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a
本実施形態に係る情報記録媒体の非接触通信インレイ1は、図1の側面図と図2のインレットの平面図のように、ICモジュール2と同じ厚さの樹脂シート7上にコイルアンテナ8を設置したインレット10を形成し、そのインレットに形成した空孔にICモジュール2を埋め込む。ICモジュール2にはICチップ3が実装されている。
The
そして、インレット10のコイルアンテナ8をICモジュール2のアンテナ接合パターン4A、4Bに接合する。そのインレット10とICモジュール2の上に樹脂シート6を積層して、下のインレット10の樹脂シート7と一体化して非接触通信インレイ1を形成する。
Then, the
(コイルアンテナ)
コイルアンテナ8は、スパイラル形状等、一般的なコイルの巻き方で構成する。コイルアンテナ8としては、自己融着被覆を有する金属線を、所望の中空形状にて複数回巻いた中空巻線アンテナ、または自己融着部を溶かしながら樹脂シートにコイルを形成していく描画巻線アンテナ、フィルム上にコイルを形成するエッチングアンテナ等を用いることができる。
(Coil antenna)
The
そのコイルアンテナ8は、ICチップ3のキャパシタンス値に合わせてアンテナ系が所望の共振周波数を持つための適正なインダクタンス値を持つよう、内径・外径・厚み・巻数を調整する。
The
例えば、コイルアンテナ8として、非接触ICカードのカード形状に合わせた寸法の中空巻線コイルを設置する。カード形状に合わせて、コイルアンテナ8の寸法を約47×7
8mmにし、巻き数を5巻きにしたコイルアンテナ8を設置する。
For example, as the
A
(樹脂シート)
コイルアンテナ8の下を支える樹脂シート7と、その上に積層する樹脂シート6の材料としてはポリエチレン・テレフタラート(PET)、PETG、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリカーボネート(PC)等を用いることができる。例えば、ポリカーボネート(PC)のシートを用いることができる。
(Resin sheet)
Polyethylene terephthalate (PET), PETG, polyvinyl chloride (PVC), polycarbonate (PC), or the like can be used as the material for the
コイルアンテナ8の下を支える樹脂シート7には、予めICモジュール2の基板11のサイズに空孔部7Aを空けておき、ICモジュール2を嵌め込めるようにする。
In the
コイルアンテナ8の上に積層する樹脂シート6には、その下にICモジュール2のICチップ3が配置される位置に空孔部6Aを空けておき、そのICチップ3が嵌め込まれるようにする。
In the
そして、樹脂シート7上に設置したコイルアンテナ8とICモジュール2を接続した上に、樹脂シート6を置いて、樹脂シート6の上と樹脂シート7の下から、熱プレス装置で圧力を印加した状態で所定時間加熱する積層加工処理を行うことで、上下の樹脂シートを貼り合わせて一体化した非接触通信インレイ1を得る。
And after connecting the
その積層加工処理において、樹脂シート7に形成した空孔部7Aと樹脂シート6に形成した空孔部6Aにより、樹脂シートを貼り合わせる積層加工の後も、樹脂シートの表面に凹凸が無く表面が平らな非接触通信インレイ1を形成できる。
In the laminating process, the surface of the resin sheet has no irregularities even after the laminating process in which the resin sheet is bonded by the
(ICモジュール)
図3(a)に、ICモジュール2の基板11の上面図を示し、図3(b)にその基板11の下面の平面図を示す。ICモジュール2の基板11の形状は、図3の様な長方形の基板11や、その長方形の角が取れた形の基板11を用いることができ、また、楕円形状や円形の基板11を用いることもできる。
(IC module)
FIG. 3A shows a top view of the
(静電容量調整手段)
ICモジュール2の基板11の上面側の2つのアンテナ接合パターン4A、4Bの一方につづら折り状の静電容量調整用導電パターン5をICモジュール2の基板11を介して対向することにより静電容量調整用の容量を形成する。
(Capacitance adjustment means)
Capacitance adjustment by facing the folded
すなわち、図3(a)の様に、ICモジュール2の基板11の上面にはアンテナ接合パターン4A,4Bを形成し、図3(b)の様に、基板11の下面には、つづら折り状の静電容量調整用導電パターン5を形成する。この静電容量調整用導電パターン5を基板11を介してアンテナ接合パターン4Aに対向させて容量を形成することで、つづら折り状のパターンの静電容量調整用導電パターン5を用いた静電容量調整手段を構成する。
That is,
この静電容量調整用導電パターン5は、それをアンテナ接合パターン4Aに対向させ、他方のアンテナ接合パターン4Bに、スルーホール9を介して接続する。すなわち、静電容量調整用導電パターン5の両端をスルーホール9によってアンテナ接合パターン4Bに電気接続する。
The capacitance adjusting
この静電容量調整用導電パターン5は、アンテナ接合パターン4Aか4Bの一方に対向させれば良く、静電容量調整用導電パターン5をアンテナ接合パターン4Bに対向させ、静電容量調整用導電パターン5をスルーホール9を介してアンテナ接合パターン4Aに接続しても良い。
The capacitance adjusting
静電容量調整用導電パターン5の形状は、図3(b)の様に複数回折り返すパターンで、基板11の長辺方向に対してパターンの重なりが無いつづら折り状のパターンを形成する。
The shape of the capacitance adjusting
また、静電容量調整用導電パターン5の形状は、つづら折り状のパターンに限定されず、折り返し渦巻き状の静電容量調整用導電パターン5を形成することもできる。
Further, the shape of the capacitance adjusting
折り返した静電容量調整用導電パターン5の長さが長いほど静電容量調整手段の容量値が大きくなり、共振周波数を広い周波数範囲で低周波側にシフトすることが可能になる。
The longer the length of the folded electrostatic capacitance adjusting
また、静電容量調整用導電パターン5の隣り合うスペース幅を1mm以下に狭くすれば、その分だけ静電容量調整用導電パターン5の面積を大きくでき、静電容量調整手段の容量値が大きくなり、共振周波数を広い周波数範囲で低周波側にシフトすることが可能になる効果がある。
Further, if the adjacent space width of the capacitance adjusting
また、静電容量調整用導電パターン5の線幅を1mm以下にすることで、静電容量調整のためにカットし易くなり、静電容量調整用導電パターン5のカット位置を1mm以下の細かい精度でカットすることで高い精度で静電容量を調整できる効果がある。
Further, by making the line width of the capacitance adjustment
そのため、静電容量調整用導電パターン5の線幅と隣り合うスペース幅は、いずれも1mm以下であることが望ましい。
Therefore, it is desirable that the space width adjacent to the line width of the capacitance adjustment
静電容量調整用導電パターン5のライン/スペース幅に余裕を持たせることで、静電容量調整用導電パターン5を安価に製造することができる。例えば、静電容量調整用導電パターン5のライン/スペース幅を0.2mm/0.2mmにした5回折り返しの静電容量調整用導電パターン5を形成する場合等、静電容量調整用導電パターン5の線幅と隣り合うスペース幅を0.1mm以上にすることが、そのパターンの製造を容易にするので望ましい。
By providing a margin in the line / space width of the capacitance adjusting
ICモジュール2は、基板11の上面に形成したアンテナ接合パターン4A,4B等の端子パターン上に、ICチップ3等の電子部品を、抵抗溶接や超音波実装にて接合して製造する。その後の情報記録媒体の非接触通信インレイ1の製造工程において、ICモジュール2のアンテナ接合パターン4A,4Bにコイルアンテナ8の両端を接合する。
The
(ICモジュールの基板)
ICモジュール2の基板11としては硬質のリジッド基板または軟質のフレキシブルフィルム基板を用いる。硬質のリジッド基板を基板11に用いる場合の基板11の材料としては、FR4などのガラス繊維入りエポキシ樹脂基板やセラミックス基板を用いることができる。
(IC module substrate)
A hard rigid substrate or a soft flexible film substrate is used as the
フレキシブルフィルム基板を基板11に用いる場合の基板11の材料としては、ポリイミドやポリエチレン・テレフタラート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などの樹脂フィルムを用いることができる。
As a material of the
これらの基板11の材質の誘電率は、静電容量調整手段の静電容量調整用導電パターン5とアンテナ接合パターン4Aの間にあって、その静電容量調整手段の容量を形成する。基板11の誘電率や厚さは、静電容量調整手段の容量を適切に形成するように適切な材料を選定する。
The dielectric constant of the material of these
また、基板11の材料は、ICチップ3の基板11への接合工程や、コイルアンテナ8のアンテナ接合パターン4A、4Bへの接合工程、その後の製造工程により非接触ICカードを製造したりICタグを製造する後工程の製造加工処理によって品質が劣化することが無いために、150℃以上の耐熱性があることが望ましい。
The material of the
静電容量調整手段の利用する容量は、基板11を介して対向する静電容量調整用導電パターン5とアンテナ接合パターン4Aの面積を調整することで調整する。
The capacitance used by the capacitance adjusting means is adjusted by adjusting the areas of the capacitance adjusting
基板11の厚さは、情報記録媒体の非接触通信インレイ1を用いて非接触ICカードを製造したりICタグを製造するために、その製造工程で扱い易いために、50μm以上200μm以下の厚さにすることが望ましい。例えば、厚さ50μmのポリイミド樹脂シートを用いることができる。
The thickness of the
この基板11の上面に形成するアンテナ接合パターン4A、4Bと、その他のICチップのその他の電極接合用の端子パターン、基板11の下面に形成する、静電容量調整用導電パターン5等の形成方法は、銅箔の打ち抜き加工による形成方法、エッチングによるパターニングで形成する方法、その他、アディティブめっきや導体印刷などの方法でパターンを形成する事ができる。
Method for forming
基板11の上面に形成するアンテナ接合パターン4A、4Bと、基板11の下面に形成する、静電容量調整用導電パターン5等の導体の厚さは、100μm以下程度の厚さの導体を用いる。例えば、基板11の両面に20μmの厚さの銅箔を接着した後、レジストを塗布し、露光・現像・エッチング工程を経て、基板11上に静電容量調整用導電パターン5等を形成することが望ましい。
The conductors such as the
基板11の上面に形成する、アンテナ接合パターン4A、4Bは、それにコイルアンテナ8やICチップ3等の電子部品の端子を、抵抗溶接や超音波実装にて接合するために、パターンの表面に金めっきを施すことができる。
The
例えば、銅の導体パターン上に、ニッケルめっき層を1μm〜5μm程度施した後、電解金めっきまたは無電解金めっきにより、厚さが0.01μm〜0.5μm程度の金めっき層を形成することが望ましい。 For example, after a nickel plating layer is applied on a copper conductor pattern by about 1 μm to 5 μm, a gold plating layer having a thickness of about 0.01 μm to 0.5 μm is formed by electrolytic gold plating or electroless gold plating. Is desirable.
(ICチップ)
ICチップ3には、非接触ICカード用のICチップ3やICタグ用のICチップ3を用いる。ICチップ3の形状としては、ベアチップ形状、パッケージモジュール形状、チップサイズパッケージ(CSP)形状等のICチップ3を用いることができる。
(IC chip)
As the
ICモジュール2には、ICチップ3の他にコンデンサを実装する場合がある。この場合のコンデンサとしては、例えば積層セラミック製のチップコンデンサが用いられる。
In addition to the
製造する情報記録媒体の寸法を小さく収めたい場合に、ベアチップ形状のICチップ3を基板11にフリップチップ実装で接合する方法がある。フリップチップ実装の方法としては、異方性導電ペースト(フィルム)実装、非導電性ペースト、超音波接合などを用いることができる。
When it is desired to keep the size of the information recording medium to be manufactured, there is a method of joining the bare chip-shaped
パッケージ形状やチップサイズパッケージ形状のICチップ3は、基板11上の端子にはんだ付けやリフローハンダにて接合する。
The
また基板11上にCOB(チップ・オン・ボード)モジュールを形成することもできる
。例えば、ベアチップ形状のICチップ3を基板11の電極端子に超音波接合することができる。
A COB (chip on board) module can also be formed on the
(コイルアンテナのアンテナ接合パターンへの接合)
コイルアンテナ8の、ICモジュール2のアンテナ接合パターン4A、4Bへの接合方法としては、抵抗溶接、超音波溶接、ハンダ接合、銀ペースト等を用いて接合することができる。例えば、抵抗溶接によって、コイルアンテナ8をアンテナ接合パターン4A、4Bへ接合する。
(Coil antenna joint to antenna joint pattern)
As a method of joining the
コイルアンテナ8を抵抗溶接によってアンテナ接合パターン4A、4Bへ接合する方法では、抵抗溶接装置のタングステン等の高抵抗チップに数キロアンペア程度の電流を通電する。それにより抵抗溶接装置の高抵抗チップが発熱し、その高抵抗チップをアンテナ接合パターン4A又は4B上に設置したコイルアンテナ8の端部に接触させる。
In the method of joining the
コイルアンテナ8に、銅線を絶縁樹脂で被覆したコイルアンテナ8を用い、アンテナ接合パターン4A、4Bのパターンの表面に金めっきを施した場合は、以下のように加工される。
When the
すなわち、抵抗溶接装置の高温の高抵抗チップをコイルアンテナ8に接触させてアンテナ接合パターン4A又は4Bに押し付けて加圧する。それにより、コイルアンテナ8の銅線を被覆する絶縁樹脂が溶融・気化され、コイルアンテナ8の銅線が剥き出しになる。そして、その銅線の銅と、アンテナ接合パターン4A又は4Bの表面の金めっき層とが合金化する。それにより、コイルアンテナ8がアンテナ接合パターン4A又は4Bに金属接合される。
That is, a high-temperature high-resistance chip of a resistance welding apparatus is brought into contact with the
(非接触通信インレイの製造)
こうして樹脂シート7上に設置したコイルアンテナ8をICモジュール2のアンテナ接合パターン4A、4Bを接続した上に、樹脂シート6を置いて、上の樹脂シート6と下の樹脂シート7を貼り合わせて一体化した非接触通信インレイ1を製造する。
(Production of contactless communication inlays)
The
こうして製造した非接触通信インレイ1では、その下の樹脂シート7の下面に、空孔部7Aを介してICモジュール2の基板11の下面が露出する。そのため、基板11の下面の静電容量調整用導電パターン5が樹脂シート7の空孔部7Aを介して非接触通信インレイ1の下面に露出する。
In the
それにより、基板11の下面の静電容量調整用導電パターン5は、非接触通信インレイ1の製造後にも容易に加工できる。そのため、静電容量調整手段の静電容量調整用導電パターン5の必要箇所を切断する加工することで、静電容量調整用導電パターン5とアンテナ接合パターン4Aを対向させて形成する静電容量調整手段の容量の調整のための加工処理が容易に行える効果がある。
Thereby, the capacitance adjusting
以上で述べたように、本実施形態の、ICタグや非接触ICカード等の情報記憶媒体用の非接触通信インレイ1においては、非接触通信インレイ1の完成後にその非接触通信インレイ1が内蔵するコイルアンテナ8等により構成される共振回路の静電容量を容易に可変調整することができるので、コイルアンテナ8の変形によるインダクタンス変化等による共振回路の共振周波数の変動を補正する調整が容易に行える効果がある。
As described above, in the
さらに、本実施形態の情報記憶媒体の非接触通信インレイ1では、ICモジュール2の下面に形成した静電容量調整用導電パターン5を調整することで共振回路の静電容量を調整することができるので、別途インレット10において、コイルアンテナ8の脇に静電容
量の調整用の面積を専有することがなく、静電容量調整手段が、非接触通信インレイ1のアンテナ系に対する障害にならない効果がある。
Furthermore, in the
そのため、情報記憶媒体のインレットのアンテナ系の寸法を小型化する設計が容易に行える効果がある。 Therefore, there is an effect that the design for reducing the size of the antenna system of the inlet of the information storage medium can be easily performed.
ICモジュール2の基板11として厚さ50μmのポリイミド樹脂シートを用いる。そして、その基板11の下面に、厚さが20μmの銅箔をエッチングして、静電容量調整用導電パターン5を、ライン/スペース幅が0.2mm/0.2mmで、5回折り返しのパターンで形成した。この基板11上面の電極端子にベアチップ形状のICチップ3を超音波接合した。
A polyimide resin sheet having a thickness of 50 μm is used as the
コイルアンテナ8の寸法を約47×78mmにし、巻き数を5巻きにし、コイルアンテナ8の下を支える樹脂シート7に厚さ90μmのポリカーボネート(PC)の樹脂シート7を用いた。そして、ICモジュール2の基板11上面のアンテナ接合パターン4A、4Bへコイルアンテナ8を抵抗溶接によって接合した。
The dimension of the
そのコイルアンテナ8の上に、厚さ90μmのポリカーボネート(PC)の樹脂シート6を熱プレス装置で所定時間加熱・加圧する積層加工処理により上下の樹脂シートを貼り合わせて一体化した非接触通信インレイ1を得た。
A non-contact communication inlay in which a
この非接触通信インレイ1において、静電容量調整用導電パターン5とアンテナ接合パターン4Aを対向させて形成した静電容量調整手段の容量を最大にしたとき、コイルアンテナ8とそれに接続するICチップ3のキャパシタンスと静電容量調整手段の容量とによる共振周波数は、13.95MHzあった。
In this
また、この静電容量調整手段の静電容量調整用導電パターン5を全て除去した場合は、ICチップ3のキャパシタンスと静電容量調整手段の容量とによる共振周波数は、14.52MHzになった。
Further, when all of the capacitance adjusting
すなわち、本実施例の静電容量調整手段は、コイルアンテナ8とそれに接続するICチップ3のキャパシタンスによる共振周波数を、13.95MHzから14.52MHzまでの周波数の、0.57MHzの周波数の幅の範囲内で共振周波数を調整できる性能が得られた。共振周波数を高周波側にシフトさせたい場合は、非接触通信インレイ1の下面に露出したICモジュール2の基板11の下面の静電容量調整用導電パターン5をカットすればよい。
That is, the capacitance adjusting means of the present embodiment sets the resonance frequency due to the capacitance of the
そして、その共振周波数の値の調整は、非接触通信インレイ1の下面に露出した静電容量調整用導電パターン5を加工することで容易に行える効果があった。
The resonance frequency value can be easily adjusted by processing the capacitance adjusting
なお、本発明は、静電容量調整用導電パターン5がICモジュール2の基板11の下面に形成され、非接触通信インレイ1の下面に露出している事が特徴である。その静電容量調整用導電パターン5は基板11の上面に形成したアンテナ接合パターン4Aに対向させる。
The present invention is characterized in that the capacitance adjusting
その静電容量調整用導電パターン5は必ずしもアンテナ接合パターン4B直接接続しないでも良く、基板11上に形成した端子パターンに静電容量調整用導電パターン5を接合しても良い。その端子パターンにICチップ3の電極を電気接続することでICチップ3の構成する共振回路の周波数を調整する静電容量調整手段を形成することができる。
The capacitance adjusting
すなわち、基板11上に形成したアンテナ接合パターン4Aと静電容量調整用導電パターン5を対向させることで調整用静電容量を形成し、その静電容量調整用導電パターン5を加工することでICチップ3の構成する共振回路に接続する容量を調整する静電容量調整手段を形成することができる。
That is, the adjustment capacitance is formed by making the
静電容量調整手段は、この、非接触通信インレイの外側に露出した冗長な導電パターンである静電容量調整用導電パターン5をスルーホール9を介してICチップ3の電気回路に対して直列または並列に接続する。それにより、静電容量調整用導電パターン5の加工によって共振回路の静電容量を変化させる回路に構成する。
The capacitance adjusting means is configured such that the capacitance adjusting
このように構成した静電容量調整手段を用いることで、共振周波数の調整を容易に行える効果がある。 By using the capacitance adjusting means configured as described above, there is an effect that the resonance frequency can be easily adjusted.
1・・・非接触通信インレイ
2・・・ICモジュール
3・・・ICチップ
4A、4B・・・アンテナ接合パターン
5・・・静電容量調整用導電パターン
6・・・樹脂シート
6A・・・空孔部
7・・・樹脂シート
7A・・・空孔部
8・・・コイルアンテナ
9・・・スルーホール
10・・・インレット
11・・・基板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
A contactless communication inlay according to any one of claims 1 to 3, the non-contact communication inlay, wherein the substrate is a rectangular or oval.
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