JP4286977B2 - Non-contact type IC card and its antenna characteristic adjustment method - Google Patents

Non-contact type IC card and its antenna characteristic adjustment method Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導および電磁結合により非接触で通信を行う非接触型ＩＣカードとそのアンテナ特性調整方法に関する。詳しくは、基体にアンテナコイルと平面状のコンデンサと抵抗を内蔵する非接触型ＩＣカードにおいて、共振周波数を一定範囲で調整してリーダライタの周波数にマッチングできるとともに、先鋭度を調整して良好な通信状態を得ることができる、共振回路の抵抗成分が調整可能な非接触型ＩＣカードとそのアンテナ特性調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
非接触ＩＣカードに内蔵されるアンテナコイルには以下の３種類がある。
（１）巻線方式
導線などを絶縁物質で被覆し、数回〜数十回巻いたもの。基本的にアンテナの両端はＩＣチップの端子部に直接接続するので、調整可能なコンデンサの付加機能加工を行った例は見られない。
（２）導電ペーストを用いた方式
シルクスクリーンインキ等に銀などの粒子を含ませ、導電性を持たせた材料である。これをシルク印刷と同様の方法でアンテナ状に印刷する。一般的にアンテナの両端とＩＣチップの端子部をつなぐ際には導電性接着剤や異方性導電フィルム等を利用する。この場合も、調整可能なコンデンサの付加機能加工を行った例は見られない。
（３）エッチング方式
基材に銅箔等を蒸着させ、銅箔のアンテナ部を除いた部分をエッチングして除去し、アンテナを形成する方法である。一般的にアンテナの両端とＩＣチップの端子部をつなぐ際には導電性接着剤や異方性導電フィルム等を利用する。この場合には、コンデンサの付加機能加工を行った例が見られる。
【０００３】
しかし、上記形態のＩＣカードでは、それぞれ次のような問題がある。
（１）巻線方式
アンテナの断面積が大きく抵抗が小さいため、下記（式１）のように抵抗Ｒに反比例する共振回路の先鋭度（Ｑ）が大きくなる傾向がある。この場合、カードとリーダライタ（Ｒ／Ｗ）とで共振周波数が合った状態では良好な通信を行うことができるが、共振周波数が僅かにずれても通信できなくなる可能性が高くなる。従って、Ｑが大きくなると、Ｒ／Ｗとのマッチング範囲が狭くなる。
先鋭度（Ｑ）は、アンテナコイルのインダクタンス（Ｌ）と静電容量（Ｃ）と抵抗成分（Ｒ）との関数で表されるが、巻線方式ではＬやＣを可変にして調整することが困難であるため、同じ仕様の通信方式を用いたＩＣチップ（例えば、ＩＳＯ１４４４３：ＣＤ）でも異なるメーカー毎にＲ／Ｗとマッチングをとるためにアンテナ設計を行う必要が生じ、納期に間に合わなかったりコストが高くなる問題が生じる。
非接触型ＩＣカードの場合、並列共振回路となり、この場合の先鋭度（Ｑ）は以下の（式１）で表される。
Ｑ＝（１／Ｒ）×（√Ｃ）×（１／√Ｌ） （式１）
【０００４】
（２）導電ペーストを用いた方式
導電ペーストの場合はアンテナ抵抗が大きいため、共振回路の先鋭度が小さくなる傾向がある。Ｑが小さくなるとＲ／Ｗとのマッチング範囲が広くはなるが、ＩＣチップを動作させるために最低限必要な電圧が得られなくなる可能性が高くなる。先鋭度Ｑは前述（式１）の通りアンテナコイルのインダクタンス（Ｌ）と静電容量（Ｃ）と抵抗成分（Ｒ）との関数で表されるが、導電ペーストを用いた方式ではＬやＣを可変にして調整することが困難であるため、異なるメーカー毎にＲ／Ｗとマッチングをとるためにアンテナ設計を行う必要が生じ、巻線方式と同様に納期、コストの問題が生じる。
【０００５】
（３）エッチング方式
アンテナの抵抗は前記２種類の中間に位置しており、共振回路の先鋭度（Ｑ）は中途半端となる。Ｒ／Ｗとのマッチング範囲は広くはなく、狭くもない。
Ｑを大きくするために外付けコンデンサを設けることができ、小さくするために外付けコンデンサを削ることもできる。ただし、コンデンサの静電容量を変えて（Ｑ）を変更すると、以下の（式２）で示される共振周波数（ｆ）が変化してしまい、Ｒ／Ｗとの適合性を得られなくなる可能性がある。
ｆ（Ｈｚ）＝（１／２π）×（１／√（ＬＣ）） （式２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では、上記３種類のアンテナ方式のうち、最も柔軟に対応できるエッチング方式によるアンテナに付加機能を持たせて、所定の適合した共振周波数が得られた後は、共振周波数を変えずにＱ値を変えることができる非接触型ＩＣカードとその調整方法を提供する。
これにより、Ｒ／Ｗとのアンテナ特性マッチングが容易になり、汎用性の高いアンテナを持ったＩＣカードを供給することができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第１は、外部リーダライタと非接触で通信することができる非接触型ＩＣカードであって、カード基体内にアンテナコイルと該アンテナコイルから分岐した複数の回路からなる平面状の調整用抵抗を含む共振回路を有し、当該調整用抵抗の分岐した複数の回路のいずれかを切断して回路の抵抗値を変化させることにより共振回路の先鋭度（Ｑ）を調整して良好な通信状態の確保が可能とされていることを特徴とする非接触型ＩＣカード、にある。かかる非接触型ＩＣカードであるため、先鋭度を調整して良好な通信状態を確保することができる。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第２は、外部リーダライタと非接触で通信することができる非接触型ＩＣカードであって、カード基体内にアンテナコイルと等単位調整量の静電容量をもつ複数のコンデンサパターンからなる平面状の調整用コンデンサと前記アンテナコイルから分岐した複数の回路からなる平面状の調整用抵抗とを含む共振回路を有し、当該共振回路中の単位調整量のコンデンサパターンを段階的に切断してコンデンサ容量を減少させ、かつ前記調整用抵抗の分岐した複数の回路のいずれかを切断して回路の抵抗値を変化させることにより共振回路の共振周波数（ｆ）と先鋭度（Ｑ）を調整して良好な通信状態の確保が可能とされていることを特徴とする非接触型ＩＣカード、にある。かかる非接触型ＩＣカードであるため、コンデンサ容量を調整して共振周波数を適合させることができるとともに先鋭度を調整して良好な通信状態を確保することができる。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第３は、フォトエッチング法で形成されたアンテナコイルと等単位調整量の静電容量をもつ複数のコンデンサパターンからなる平面状の調整用コンデンサと前記アンテナコイルから分岐した複数の回路からなる平面状の調整用抵抗とからなるアンテナ付き基板をカード基体中に有する非接触型ＩＣカードにおいて、当該調整用抵抗の分岐した複数の回路のいずれかを切断して回路の抵抗値を変化させることにより、共振回路の先鋭度（Ｑ）が調整可能とされていることを特徴とする非接触型ＩＣカード、にある。かかる非接触型ＩＣカードであるため、先鋭度を調整して良好な通信状態を確保することができる。
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第４は、カード基体内にアンテナコイルと平面状の調整用抵抗からなる共振回路を有する非接触ＩＣカードのアンテナ特性を調整する方法であって、アンテナコイルに分岐して設けられた複数の回路の一部を切断することにより共振回路の先鋭度（Ｑ）を調整することを特徴とするアンテナ特性調整方法、にある。かかるアンテナ特性の調整方法であるため、先鋭度（Ｑ）を容易に調整できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、非接触型ＩＣカードとＲ／Ｗとをマッチングさせ、良好な通信状態を得るためアンテナ特性を調整するものである。具体的にはコンデンサを調整してあるいは調整しなくとも、Ｒ／Ｗとの所定の共振周波数が得られた後は当該共振周波数を変えずに、抵抗成分を調整して先鋭度（Ｑ）を変化させようとするものである。
一般に、Ｒ／Ｗの共振周波数に対して、ＬＳＩであるＩＣチップの容量、カードアンテナ回路の容量が一定で不変のものであれば、調整用コンデンサを設ける必要はないが、実際には、
ＬＳＩの容量：Ｃ1 と、カードアンテナ回路の容量：Ｃ2
にバラツキが生じる。両者のバラツキが全くない場合は、初期設計どおりの効果が期待できるが、実際はこのロット毎や個体差からバラツキは無視できない。
そのため実際の生産においては、Ｃ2 の値を調整する必要が生じる。これが所定の共振周波数を得る工程になる。また、共振周波数が得られても先鋭度（Ｑ）が適当でない場合は良好な通信ができないので、これの調整も行う。
このようなアンテナ特性の調整をカード製造工程のアンテナ付き基板で行って一定の特性を有するものとした後、オーバーシートを積層して非接触ＩＣカードに仕上げるものである。
【００１４】
以下、本発明の非接触型ＩＣカードの実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の非接触型ＩＣカードに使用するアンテナ付き基板の実施形態を示す平面図である。図１（Ａ）は、そのＩＣチップ実装側から見た平面図、図１（Ｂ）は、ＩＣチップ実装側と反対側の面を表面から透視して見た図である。図１のようにアンテナ付き基板１２１Ａは、カードの基体材料となる塩化ビニールやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂シートの上に複数の面付け状態で形成されている。図中、１０１は打ち抜き用の見当マークであり、オーバーシートと積層後、点線１０２により切断して個々のカードに仕上げる。
なお、完成後のＩＣカード全体図は図示されていないが、ＩＣチップ、アンテナコイルはカード基体内に埋設されているので、外見上は、平板なカード体であって表面には必要に応じて印刷図柄等が設けられる。
【００１５】
アンテナ付き基板１２１Ａの各面にはアンテナコイル１３が形成されている。
アンテナコイルの一端は、ＬＳＩであるＩＣチップ１１に接続し、他方の端部はスルーホール１３１から裏面の配線１３Ｂに通じ、スルーホール１３２を通ってＩＣチップ１１に接続している。
本発明の非接触ＩＣカードの特徴は、アンテナ回路に並列共振回路を形成する抵抗値（Ｒ成分）調整用の抵抗１４と容量（Ｃ成分）調整用コンデンサ１５がアンテナ付き基板に形成されていることにある。調整用抵抗１４は各種の形態を採用できるが、図１の場合はアンテナコイル１３から分岐して梯子状の回路が８段に形成されている。調整用コンデンサ１５も各種の形態で形成できるが、図１の場合は８個のコンデンサパターン１５１，１５２をアンテナ付き基板の表裏面に設けることでコンデンサが形成されている。従って、この場合、基材シートを誘電体層として形成されている。
このコンデンサ容量を調整する場合は調整用コンデンサの先端部分から回路を切断して（回路を挟む２つの点間で）調整することになる。
【００１６】
一般にカードアンテナ回路（並列共振回路）において、ＬＳＩであるＩＣチップは、４０〜５０ｐＦのＣ成分を有し、コイル自体のＣ成分は、実質的に０または０とみなせる。また、コイル（３〜４ターン）のＬ成分は、１〜４μＨ程度となる。そこで、ＬＳＩの静電容量が大幅にばらつくものでなければ、調整範囲を過大とする必要はなく、常用される非接触ＩＣカードの共振周波数に調整するためには、調整用コンデンサのＣ成分合計量が４０〜１００ｐＦ程度であれば十分と考えられる。
【００１７】
図１の場合、コンデンサパターンは基材シートを介した平板状のパターンとして形成されているが、この例に限らず、細線の直線状パターンが平行配列してなる直線群として形成してもよい。また、基材シートを誘電体層とするものでなく、アンテナ付き基板の一方の面にコンデンサパターンを形成した後、薄膜状に絶縁層である誘電体層を平板状に塗布して形成し、当該誘電体層上に導電層を形成してコンデンサとするものであってもよい。
調整できる容量はコンデンサの層構成（２つの電極プレート間の距離）および材料（誘電体の誘電率）により単位面積当たりの容量が決定すれば、平板状または櫛状のパターンの面積により調整単位量が決定される。パターンの大きさを段階的に調整し、その組み合わせにより、０．１ｐＦから１００ｐＦ程度の容量を任意に設けることもできる。
【００１８】
図２は、調整用抵抗を調整する方法を示す図である。抵抗値を調整する場合は梯子状に形成された調整用抵抗パターン１４１を必要な調整抵抗値に応じて切断線１４Ｃ1 ，１４Ｃ2 ，・ ・，１４Ｃｎのいずれかの部分で切断することにより全体の抵抗値を調整することができる。抵抗パターンがほぼ一定の線幅と線長の形状に形成できれば、切断箇所による抵抗値の変化が予測（算出）できるので、（式１）よりＱ値を計算し所定の特性に調整することができる。切断はカッターのような刃物でもよいし、抜き型を使って機械的に切断する方法でもよい。
【００１９】
図３は、アンテナ付き基板の等価回路を示す図である。ＬＳＩであるＩＣチップ１１に対して、アンテナコイル１３によるインダクタンスＬ、回路全体の抵抗Ｒと調整用抵抗Ｒａｄ、主としてＩＣチップに基づく容量や回路に生じる浮遊容量等の回路全体の静電容量Ｃと調整用コンデンサ容量Ｃａｄ、とにより並列共振回路を形成している。
【００２０】
ここで並列回路が共振するのは、インピーダンスＺ（式３）が見かけ上最大になる場合、すなわち複素数成分が０になるときであり、そこから共振周波数を導き出すことが出来る（式４、式５）。なお、ωc は、角共振周波数、ｆc は、共振周波数を示す。
Ｚ＝１／〔１／Ｒ＋ｉ（ωc Ｃ−（１／ωc Ｌ））〕 （式３）
ωc ＝１／（ＬＣ）1/2 ＝２πｆc （式４）
ｆc ＝１／（２π（ＬＣ）1/2 ） （式５）
〔なお（式５）は前記した（式２）と同一のものである。〕
この時のＣが共振時の回路全体の静電容量であり、これを導けば、
Ｃ＝１／（（２πｆ）2 Ｌ） （式６）
となる。例えば、共振周波数が、１３．５６ＭＨｚ、コイルが、３．０μＨの場合の数値を代入すると、Ｃ＝４６．０ｐＦが必要となる。従って、ＬＳＩのＣ成分が、４０ｐＦである場合には、Ｃａｄとしては、６．０ｐＦが必要となる。
【００２１】
次に、本発明のアンテナ特性調整方法を非接触ＩＣカードの製造方法に関連して説明する。図４は、本発明の非接触型ＩＣカードの製造工程を説明する図である。図４では、３枚構成のカード基体の場合について説明するが、カード基材は４層ないしそれ以上の多層あってももよく、３枚構成に限られない。
【００２２】
（１）＜アンテナ付き基板形成＞
まず、ガラスエポキシ基板、ポリイミド、塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＥＴ−Ｇ等の樹脂基材１２１ｉの両面に銅箔１２１ｃが積層された基材シート１２１を準備する。銅箔１２１ｃは１０〜３０μｍ程度の厚さに形成されているものが好ましい。
次に、アンテナコイル１３、アンテナコイル接続端子、調整用抵抗１４および調整用コンデンサ１５等を銅箔のフォトエッチングにより形成してアンテナ付き基板１２１Ａを準備する。
【００２３】
調整用コンデンサン１５は、単位調整容量をもつコンデンサパターン１５１が直列に接続した図１の形式のものを採用できる。図１の設計思想では、調整用コンデンサパターン１個の面積を１０ｍｍ2 として単位調整量を５．０ｐＦ、８個で合計４０ｐＦ程度の調整量となるように設計されている。もっとも静電容量はコンデンサパターンの大きさのみではなく、絶縁層である基材１２１ｉの誘電率や厚みが影響するので、それらの要素を十分考慮する必要がある。
調整用抵抗１４は、同じくアンテナコイル１３から分岐した複数の回路を形成するようにして作ることができる。図１の場合は梯子状の回路として形成している。調整用抵抗１４についても梯子状に限らず各種の形式を採用することができる。
【００２４】
（２）＜ＩＣチップ実装、コンデンサ容量、抵抗値調整＞
次に、アンテナ付き基板１２１Ａに対してＩＣチップ１１を実装する。ＩＣチップをアンテナ付き基板に対して平面的に装着できることから、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を用いたフリップチップ実装法を好ましく採用できる。ＡＣＦで実装する際は、アンテナコイルの接続端子上にＡＣＦを介してＩＣチップのパッドと位置合わせして仮貼りした後、熱圧をかけて本接着させる方法による。
【００２５】
ＩＣチップを実装した後、モジュールチューニングを行う。具体的にはＲ／Ｗとのマッチングをとるためのアンテナ特性の調整であり、調整用コンデンサ１５と調整用抵抗１４の抵抗値を増加させ、コンデンサ容量を減少させるために回路を切断する操作を行う。本発明の場合は、コンデンサ容量は増加させる方向の調整はできないので減らす方向になる。調整用コンデンサは実際には、ＬＳＩ（ＩＣチップ）に対して容量を付加する形になるため、ＬＳＩは最適なコンデンサ容量よりやや少なめに設計されていることが望ましい。コンデンサ容量調整の際、アンテナコイル接続端子間のコンデンサ容量をインピーダンスアナライザ等の測定器でモニタリングしながら所定値の範囲より容量が大きい場合は、コンデンサパターン１５１の連結部を切断して、容量の調整を行う。切断して特性調整後の合成容量は、固定Ｃ成分と切断後に残存するＣａｄの合計容量（Ｃ＋Ｃａｄ）となる。コンデンサ容量を調整して共振周波数が得られたら、調整用抵抗の調整を行う。切断して特性調整後の合成抵抗は、固定Ｒ成分と切断後に残存するＲａｄの合成抵抗 １／｛（１／Ｒ）＋（１／Ｒａｄ）｝となる。
【００２６】
（３）＜オーバーシートの準備＞
一方、アンテナ付き基板の両面に積層するオーバーシートにカードを装飾する絵柄や必要な表示等の印刷およびオーバーコート（保護層）を予め施して準備する。磁気ストライプを設ける場合は、オーバーシートの表面側に転写しておく。その他の付加機能を設ける場合はそれらも施しておく。これらは通常のカード製造プロセスで行われる工程であり特別のものではない。印刷にはオフセット印刷やシルクスクリーン印刷を採用できる。
オーバーシートには、ＰＥＴ基材が用いられることが多いので、その場合には接着剤シート１２４，１２５または接着剤を使用して積層する。
【００２７】
（４）＜仮貼り・プレスラミネート＞
モジュールチューニング後のアンテナ付き基板１２１Ａと、印刷済みオーバーシート１２２，１２３を接着剤シート１２４，１２５等を介して積層し、まず最初に適当箇所を超音波シーラーにより加熱して仮貼りし、プレスラミネート時におけるシート間のズレを防止する。仮貼り後の基材を鏡面板に挟んでセットし、プレス機に導入してプレスラミネートする。なお、アンテナ付き基板の樹脂シートとオーバーシートが塩化ビニールやＰＥＴ−Ｇシートである場合は自己融着するのでラミネートのために接着剤や接着剤シートは不要である。
【００２８】
熱圧プレス後、見当マークを基準として個々のカード形状に打ち抜きを行う。カードに対して顔写真印刷、サインパネル、ホログラム箔転写等の付加機能を設ける場合は、この打ち抜き後に行う。以上により本発明の非接触型ＩＣカードが完成する。
【００２９】
（その他の材質に関する実施例）
（１）＜カード基材＞
カード基材には、塩化ビニール樹脂やＰＥＴの他、各種の基材シートを採用でき、例えば、ＰＥＴ−Ｇ、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。
（２）＜積層用接着剤＞
積層用接着剤には、熱可塑（ホットメルト）型または熱硬化型・湿気硬化型の接着剤や接着剤シートを使用することかできる。また、粘着シート、粘着剤やコールドグルー等であってもよい。
【００３０】
【実施例】
本発明の非接触型ＩＣカードの実施例を図１〜図４を参照して説明する。なお、実施例中の符号は、参照した図面中の符号に対応するものである。
（実施例）
（１）＜アンテナ付き基板形成＞
アンテナ付き基板の基材シートとして、厚み２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの両面に銅箔３０μｍを電着した基材を使用した。
この基材シートのＩＣチップ装着面側に、図１図示のように、線幅２ｍｍで、ほぼ３ターンとなるようにアンテナコイル１３と、８個の分岐した等面積のコンデンサパターン１５１からなる調整用コンデンサ１５と、同じく８個の分岐を有する梯子状の調整用抵抗１４、およびＩＣチップの装着部にアンテナコイル接続端子と、をフォトエッチング法にて形成した。基材シートのＩＣチップ装着面と反対面側には、表面側と対応する位置に同様に８個のコンデンサパターン１５２からなる調整用コンデンサと、スルーホール１３１，１３２を接続する部分に裏面配線１３Ｂを形成した。エッチング後の銅箔厚みは、いずれの箇所においても約３０μｍとなった。
【００３１】
なお、コンデンサパターンの１個の面積は１０ｍｍ2 （２．５ｍｍ×４．０ｍｍ＝１０ｍｍ2 ）となるようにし、単位のコンデンサ容量は５．０ｐＦ、合計容量は４０ｐＦであった。
一方、梯子状の調整用抵抗１４は、１個がほぼ１辺が４ｍｍの正方形枠状となるようにし、８個のパターンを線幅１ｍｍに形成した。
この調整用抵抗の両端ＸＹ間（図２）の合成抵抗（抵抗パターンを切断しない場合）は、０．０３Ωであった。一方、最先端部の抵抗を図２の１４Ｃ1 のカット線で切断したときには０．０４Ωとなった。下表に調整用抵抗を切断した位置とＸＹ間の抵抗値（Ω）を示す。
【表１】

Figure 0004286977
なお、調整用抵抗自体の合成抵抗（Ｒａｄ）は、０．３Ωであり、アンテナコイル全体の抵抗値Ｒ＝３．５０Ω（Ｒａｄがない場合）である。
【００３２】
（２）＜ＩＣチップ実装、コンデンサ容量、抵抗値調整＞
ＩＣチップには非接触ＩＣカード用のチップ（ＩＳＯ１４４３ＴＹＰＥＢ：ＣＤ用チップ）をＡＣＦ（ソニーケミカル株式会社製「ＦＰ２０６２６」）を使用してアンテナ付き基板１２１Ａのアンテナコイル接続端子上に実装した。ＡＣＦの仮貼り条件を８０°Ｃ、１０ｋｇｆ／ｃｍ2 、１秒とし、仮貼り後、２００°Ｃ、５００ｇｆ／ｃｍ2 、２０秒の条件で熱圧をかけて実装した。
【００３３】
このＩＣチップの固有静電容量は、５０ｐＦであり、アンテナコイルのＬ成分（インダクタンス）は、１．３６μＨである。また、アンテナコイルのＣ成分は無視できるものとし、Ｒ／Ｗの共振周波数１４．３９ＭＨｚに調整するためには、（式１）より、カードの合成容量が、９０ｐＦとなることが必要となる。
そこで、調整用コンデンサの容量が、４０ｐＦとなるようにした。すなわち、本例の場合は調整用コンデンサの切断を行わず全てのコンデンサパターンを残すことで、Ｒ／Ｗの共振周波数にマッチングすることができた。
【００３４】
共振周波数ｆ＝１４．３９ＭＨｚとし、抵抗値Ｒａｄを調整した場合の、先鋭度（Ｑ）を（式１）に基づいて計算すると以下のようになる。
Ｑ8 ＝２．３２×１０-3（Ｒａｄがない場合、８個とも切断した場合）
Ｑ0 ＝２．６８×１０-3（Ｒａｄが全て残っている場合）
Ｑ6 ＝２．６１×１０-3（Ｒａｄを６個切断した場合）
Ｑ7 ＝２．５５×１０-3（Ｒａｄを７個切断した場合）
本実施例の場合は、Ｑ＝２．５５×１０-3程度とするため、調整用抵抗７個を先端部から切断した。
【００３５】
（３）＜オーバーシートの準備＞
一方、ＩＣカードの上下表面となるオーバーシート１２２，１２３には、厚み１８８μｍの乳白ＰＥＴ基材（東レ株式会社製「Ｅ２２」）を使用し、その表面にオフセット印刷による絵柄とオーバーコート層１２２Ｐ，１２３Ｐを設けた。また、オーバーシートはカードのカールを抑えるため、その延伸方向がオーバーシート１２２と１２３とでは直交するようにした。
【００３６】
（４）＜仮貼り・プレスラミネート＞
エッチング後のアンテナ付き基板１２１Ａと印刷済のオーバーシート１２２，１２３とを厚み３００μｍのポリエステル系接着剤シート（東亜合成株式会社製「アロンメルト」）１２４と、同一材料で厚み１００μｍの接着剤シート１２５とを積層し、超音波シーラーで仮貼りを行った。
その後、基材を鏡面板に挟んでセットし、プレス機内に導入して、１３０°Ｃ、１０ｋｇｆ／ｃｍ2 、１５分間等の条件でプレスラミネートした。
【００３７】
熱圧プレス後、予め設けた見当マーク１０１を基準として個々のカードサイズに打ち抜きを行い、カード表面にホログラム箔、サインパネル転写等の加工を行った。これにより、カード厚８００μｍの非接触ＩＣカードが得られた。
この非接触ＩＣカードの共振周波数は、ｆ＝１４．３９ＭＨｚであり、先鋭度、Ｑ＝２．５５×１０-3であった。これにより外部リーダ・ライタ装置と良好な通信状態を得ることができた。なお、交信距離は５ｃｍであった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の非接触型ＩＣカードでは、製造過程においてコンデンサ容量と抵抗値を最適な値に簡単に調整することができるので、使用するＬＳＩの個体差により微妙なばらつきがある場合にも最適な共振周波数と先鋭度のアンテナ特性に調整することができ通信安定性に優れたものとすることができる。従って、歩留りも向上する。
また、本発明のアンテナ特性調整方法は、アンテナ付き基板において簡単な方法で共振周波数と先鋭度のアンテナ特性を調整することができる。また、カード基体を熱圧プレス前のアンテナ付き基板において、コンデンサ容量と抵抗値の調整を行うので、プレスラミネート後のカード外観を損ねることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の非接触型ＩＣカードに使用するアンテナ付き基板の実施形態を示す平面図である。
【図２】 調整用抵抗を調整する方法を示す図である。
【図３】 アンテナ付き基板の等価回路を示す図である。
【図４】 本発明の非接触型ＩＣカードの製造工程を説明する図である。
【符号の説明】
１１ ＩＣチップ
１３ アンテナコイル
１４ 調整用抵抗
１５ 調整用コンデンサ
１０１ 見当マーク
１２１Ａ アンテナ付き基板
１２１ 基材シート
１２１ｉ 樹脂基材
１２１ｃ 銅箔
１２２，１２３ オーバーシート
１２４，１２５ 接着剤シート
１３１，１３２ スルーホール
１４１ 抵抗パターン
１５１，１５２ コンデンサパターン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-contact type IC card that performs non-contact communication by electromagnetic induction and electromagnetic coupling, and a method for adjusting antenna characteristics thereof. Specifically, in a non-contact type IC card in which an antenna coil, a planar capacitor, and a resistor are built in the base, the resonance frequency can be adjusted within a certain range to match the frequency of the reader / writer, and the sharpness can be adjusted to be good. The present invention relates to a contactless IC card capable of adjusting a resistance component of a resonance circuit capable of obtaining a communication state and an antenna characteristic adjusting method thereof.
[0002]
[Prior art]
There are the following three types of antenna coils built in the non-contact IC card.
(1) Winding method
A wire is covered with an insulating material and wound several to several tens of times. Basically, both ends of the antenna are directly connected to the terminal portion of the IC chip, so there is no example of performing an additional function processing of an adjustable capacitor.
(2) Method using conductive paste
This is a material in which particles such as silver are included in silk screen ink to give conductivity. This is printed in the form of an antenna by the same method as silk printing. In general, a conductive adhesive, an anisotropic conductive film, or the like is used to connect both ends of the antenna and the terminal portion of the IC chip. Also in this case, no example of performing an additional function processing of an adjustable capacitor is found.
(3) Etching method
In this method, a copper foil or the like is vapor-deposited on a base material, and a portion of the copper foil other than the antenna portion is removed by etching to form an antenna. In general, a conductive adhesive, an anisotropic conductive film, or the like is used to connect both ends of the antenna and the terminal portion of the IC chip. In this case, the example which performed the additional function process of the capacitor | condenser is seen.
[0003]
However, each of the above-described IC cards has the following problems.
(1) Winding method
Since the cross-sectional area of the antenna is large and the resistance is small, the sharpness (Q) of the resonance circuit that is inversely proportional to the resistance R as shown in the following (Equation 1) tends to increase. In this case, good communication can be performed in a state where the resonance frequency is matched between the card and the reader / writer (R / W), but there is a high possibility that communication cannot be performed even if the resonance frequency slightly shifts. Therefore, when Q becomes large, the matching range with R / W becomes narrow.
The sharpness (Q) is expressed as a function of the inductance (L), electrostatic capacitance (C), and resistance component (R) of the antenna coil. Therefore, it is necessary to design an antenna to match R / W for each different manufacturer even with an IC chip (for example, ISO14443: CD) using a communication method of the same specification. The problem of high costs arises.
In the case of a non-contact type IC card, it becomes a parallel resonance circuit, and the sharpness (Q) in this case is expressed by the following (formula 1).
Q = (1 / R) × (√C) × (1 / √L) (Formula 1)
[0004]
(2) Method using conductive paste
In the case of the conductive paste, since the antenna resistance is large, the sharpness of the resonance circuit tends to be small. When Q is small, the matching range with R / W is widened, but there is a high possibility that the minimum voltage required for operating the IC chip cannot be obtained. The sharpness Q is expressed as a function of the inductance (L), capacitance (C), and resistance component (R) of the antenna coil as described above (Equation 1). In the method using the conductive paste, L or C Since it is difficult to make adjustment with variable, it is necessary to design an antenna for matching with the R / W for each different manufacturer, resulting in problems of delivery time and cost as in the winding method.
[0005]
(3) Etching method
The resistance of the antenna is located between the two types, and the sharpness (Q) of the resonance circuit is halfway. The matching range with R / W is neither wide nor narrow.
An external capacitor can be provided to increase Q, and the external capacitor can be trimmed to reduce Q. However, if (Q) is changed by changing the capacitance of the capacitor, the resonance frequency (f) shown in (Equation 2) below may change, and compatibility with R / W may not be obtained. There is.
f (Hz) = (1 / 2π) × (1 / √ (LC)) (Formula 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in the present invention, after the predetermined suitable resonance frequency is obtained by giving an additional function to the antenna of the etching method that can be most flexibly handled among the above three types of antenna methods, the resonance frequency is not changed. A non-contact IC card capable of changing the Q value and an adjustment method thereof are provided.
Thereby, antenna characteristic matching with R / W becomes easy, and an IC card having a highly versatile antenna can be supplied.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention for solving the above-described problems is a non-contact type IC card that can communicate with an external reader / writer in a non-contact manner.Consists of a plurality of circuits branched from the antenna coilIt has a resonance circuit including a planar adjustment resistor, and the adjustment resistorDisconnect one of multiple branched circuitsResistance valuechangeBy adjusting the sharpness (Q) of the resonant circuit, the communication state is goodCan be securedAnd a non-contact type IC card. Since this is a non-contact type IC card, the sharpness can be adjusted to ensure a good communication state.
[0009]
A second aspect of the present invention for solving the above-described problems is a non-contact type IC card that can communicate with an external reader / writer in a non-contact manner.Consists of multiple capacitor patterns with equal unit adjustment amount of capacitanceWith a planar adjustment capacitorConsists of a plurality of circuits branched from the antenna coilPlanar adjustment resistorAnd includingHaving a resonant circuit,Cut the unit adjustment amount capacitor pattern step by stepCapacitor capacityAnd disconnecting one of the plurality of branched circuits of the adjusting resistor.Resistance valueChangeBy adjusting the resonance frequency (f) and sharpness (Q) of the resonance circuit, the communication state is goodofSecureButThere is a non-contact type IC card, which is made possible. Since it is such a non-contact type IC card, it is possible to adjust the capacitor capacity to adapt the resonance frequency and to adjust the sharpness to ensure a good communication state.
[0010]
The third of the gist of the present invention for solving the above problems is an antenna coil formed by a photoetching method andConsists of multiple capacitor patterns with equal unit adjustment amount of capacitanceWith a planar adjustment capacitorA planar surface composed of a plurality of circuits branched from the antenna coil.Adjustment resistorWhenIn a non-contact type IC card having a substrate with an antenna in a card base, the adjustment resistorDisconnect one of multiple branched circuitsResistance valueChangeTherefore, the sharpness (Q) of the resonance circuit can be adjusted. Since this is a non-contact type IC card, the sharpness can be adjusted to ensure a good communication state.
[0011]
The gist of the present invention for solving the above-mentioned problems.4This is a method for adjusting the antenna characteristics of a non-contact IC card having a resonance circuit composed of an antenna coil and a planar adjustment resistor in the card base, and is a method of adjusting a plurality of circuits provided to branch to the antenna coil. The antenna characteristic adjusting method is characterized in that the sharpness (Q) of the resonance circuit is adjusted by cutting a portion. Since the antenna characteristic is adjusted, the sharpness (Q) can be easily adjusted.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention adjusts antenna characteristics in order to obtain a good communication state by matching a non-contact type IC card and R / W. Specifically, with or without adjusting the capacitor, after a predetermined resonance frequency with R / W is obtained, the sharpness (Q) is adjusted by adjusting the resistance component without changing the resonance frequency. To change.
Generally, if the capacitance of the IC chip that is an LSI and the capacitance of the card antenna circuit are constant and unchanged with respect to the resonance frequency of R / W, there is no need to provide an adjustment capacitor.
LSI capacity: C1And the capacity of the card antenna circuit: C2
Variation occurs. When there is no variation between the two, the effect as the initial design can be expected, but in reality, the variation cannot be ignored due to this lot or individual difference.
Therefore, in actual production, C2Need to be adjusted. This is a process for obtaining a predetermined resonance frequency. Even if the resonance frequency is obtained, if the sharpness (Q) is not appropriate, good communication cannot be performed.
Such adjustment of antenna characteristics is performed on the substrate with an antenna in the card manufacturing process to have a certain characteristic, and then an oversheet is laminated to finish a non-contact IC card.
[0014]
Hereinafter, embodiments of a non-contact type IC card of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a substrate with an antenna used in a non-contact type IC card of the present invention. FIG. 1A is a plan view seen from the IC chip mounting side, and FIG. 1B is a view seen through the surface opposite to the IC chip mounting side from the surface. As shown in FIG. 1, the antenna-equipped substrate 121 </ b> A is formed in a plurality of imposition states on a vinyl chloride or polyethylene terephthalate (PET) resin sheet as a card base material. In the figure, reference numeral 101 denotes a registration mark for punching, which is laminated with an oversheet and then cut by dotted lines 102 to finish individual cards.
Although the entire IC card after completion is not shown in the figure, the IC chip and antenna coil are embedded in the card base. Printed designs are provided.
[0015]
An antenna coil 13 is formed on each surface of the substrate with antenna 121A.
One end of the antenna coil is connected to the IC chip 11 that is an LSI, and the other end is connected to the wiring 13B on the back surface from the through hole 131 and is connected to the IC chip 11 through the through hole 132.
A feature of the contactless IC card of the present invention is that a resistance (R component) adjusting resistor 14 and a capacitance (C component) adjusting capacitor 15 for forming a parallel resonant circuit in an antenna circuit are formed on a substrate with an antenna. There is. Various types of adjustment resistors 14 can be adopted. In the case of FIG. 1, a ladder-like circuit is formed in eight stages by branching from the antenna coil 13. The adjustment capacitor 15 can be formed in various forms. In the case of FIG. 1, the capacitor is formed by providing eight capacitor patterns 151 and 152 on the front and back surfaces of the substrate with the antenna. Therefore, in this case, the base sheet is formed as a dielectric layer.
When adjusting the capacitor capacity, the circuit is cut from the tip of the adjustment capacitor (between two points sandwiching the circuit).
[0016]
In general, in a card antenna circuit (parallel resonant circuit), an IC chip that is an LSI has a C component of 40 to 50 pF, and the C component of the coil itself can be regarded as substantially 0 or 0. Further, the L component of the coil (3 to 4 turns) is about 1 to 4 μH. Therefore, if the capacitance of the LSI does not vary greatly, the adjustment range does not need to be excessive, and in order to adjust to the resonance frequency of a non-contact IC card that is commonly used, the total C component of the adjustment capacitor An amount of about 40-100 pF is considered sufficient.
[0017]
In the case of FIG. 1, the capacitor pattern is formed as a flat plate-like pattern with a base material sheet interposed therebetween. However, the present invention is not limited to this example, and the capacitor pattern may be formed as a straight line group in which thin linear patterns are arranged in parallel. . Also, instead of using the base sheet as a dielectric layer, after forming a capacitor pattern on one surface of the substrate with the antenna, a dielectric layer that is an insulating layer is applied in the form of a thin plate to form a flat plate, A capacitor may be formed by forming a conductive layer on the dielectric layer.
If the capacitance per unit area is determined by the capacitor layer structure (distance between two electrode plates) and the material (dielectric constant of the dielectric), the adjustable unit amount can be adjusted by the area of the flat or comb pattern. Is determined. A capacitance of about 0.1 pF to 100 pF can be arbitrarily provided by adjusting the size of the pattern stepwise.
[0018]
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of adjusting the adjustment resistor. When the resistance value is adjusted, the adjustment resistor pattern 141 formed in a ladder shape is cut along the cutting line 14C according to the necessary adjustment resistance value.1, 14C2,..., 14Cn can be cut at any part to adjust the entire resistance value. If the resistance pattern can be formed in a shape having a substantially constant line width and line length, the change in resistance value due to the cut portion can be predicted (calculated). Therefore, the Q value can be calculated from (Equation 1) and adjusted to a predetermined characteristic. it can. Cutting may be performed by a cutter such as a cutter, or may be performed by mechanical cutting using a punching die.
[0019]
FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of a substrate with an antenna. For an IC chip 11 which is an LSI, an inductance L by an antenna coil 13, a resistance R and an adjustment resistor Rad of the entire circuit, a capacitance based on the IC chip and a capacitance C of the entire circuit such as a stray capacitance generated in the circuit A parallel resonant circuit is formed by the adjustment capacitor capacitance Cad.
[0020]
Here, the parallel circuit resonates when the impedance Z (Equation 3) is apparently maximized, that is, when the complex component becomes 0, and the resonance frequency can be derived therefrom (Equations 4 and 5). ). ΩcIs the angular resonance frequency, fcIndicates the resonance frequency.
Z = 1 / [1 / R + i (ωcC- (1 / ωcL))] (Formula 3)
ωc= 1 / (LC)1/2= 2πfc                  (Formula 4)
fc= 1 / (2π (LC)1/2(Formula 5)
[In addition, (Formula 5) is the same as the above (Formula 2). ]
C at this time is the capacitance of the entire circuit at the time of resonance.
C = 1 / ((2πf)2L) (Formula 6)
It becomes. For example, if a numerical value when the resonance frequency is 13.56 MHz and the coil is 3.0 μH is substituted, C = 46.0 pF is required. Therefore, when the C component of the LSI is 40 pF, 6.0 pF is required as Cad.
[0021]
Next, the antenna characteristic adjusting method of the present invention will be described in relation to a method for manufacturing a non-contact IC card. FIG. 4 is a diagram for explaining the manufacturing process of the non-contact type IC card of the present invention. In FIG. 4, the case of a card substrate having a three-sheet structure will be described. However, the card substrate may have four or more layers, and is not limited to the three-sheet structure.
[0022]
(1) <Substrate formation with antenna>
First, a base material sheet 121 in which a copper foil 121c is laminated on both surfaces of a resin base material 121i such as a glass epoxy substrate, polyimide, vinyl chloride, polyethylene terephthalate (PET), or PET-G is prepared. The copper foil 121c is preferably formed to a thickness of about 10 to 30 μm.
Next, the antenna coil 13, the antenna coil connection terminal, the adjustment resistor 14, the adjustment capacitor 15, and the like are formed by photoetching of copper foil to prepare the substrate with antenna 121 </ b> A.
[0023]
The adjustment capacitor 15 may be of the type shown in FIG. 1 in which capacitor patterns 151 having unit adjustment capacities are connected in series. In the design concept of FIG. 1, the area of one adjustment capacitor pattern is 10 mm.2The unit adjustment amount is 5.0 pF, and eight units are designed so that the adjustment amount is about 40 pF in total. However, since the electrostatic capacity is affected not only by the size of the capacitor pattern but also by the dielectric constant and thickness of the base material 121i which is an insulating layer, it is necessary to sufficiently consider these factors.
Similarly, the adjustment resistor 14 can be formed by forming a plurality of circuits branched from the antenna coil 13. In the case of FIG. 1, it is formed as a ladder-like circuit. The adjusting resistor 14 is not limited to a ladder shape, and various types can be adopted.
[0024]
(2) <IC chip mounting, capacitor capacity, resistance value adjustment>
Next, the IC chip 11 is mounted on the antenna-equipped substrate 121A. Since the IC chip can be mounted on the antenna-mounted substrate in a plane, a flip chip mounting method using an anisotropic conductive film (ACF) can be preferably employed. When mounting by ACF, it is based on a method of temporarily adhering to the connection terminal of the antenna coil by aligning with the pad of the IC chip via the ACF, and then applying the heat pressure to perform the main bonding.
[0025]
After mounting the IC chip, module tuning is performed. Specifically, it is adjustment of antenna characteristics for matching with R / W, and the resistance values of the adjustment capacitor 15 and the adjustment resistor 14 are set as follows.Increase and decrease capacitor capacityTherefore, an operation for cutting the circuit is performed. In the case of the present invention, the capacitor capacityAmountSince adjustment of the direction to increase cannot be performed, it becomes a direction to reduce. Since the adjustment capacitor actually has a capacity added to the LSI (IC chip), it is desirable that the LSI is designed to be slightly smaller than the optimum capacitor capacity. When adjusting the capacitance of the capacitor, if the capacitance is larger than a predetermined value while monitoring the capacitance between the antenna coil connection terminals with a measuring instrument such as an impedance analyzer, the capacitance is adjusted by cutting the connection portion of the capacitor pattern 151. I do. The combined capacity after cutting and adjusting the characteristics is the total capacity (C + Cad) of the fixed C component and the cad remaining after cutting. When the resonance frequency is obtained by adjusting the capacitor capacity, the adjustment resistor is adjusted. The combined resistance after cutting and adjusting the characteristic is the combined resistance 1 / {(1 / R) + (1 / Rad)} of the fixed R component and Rad remaining after cutting.
[0026]
(3) <Preparation of oversheet>
On the other hand, an oversheet laminated on both surfaces of the substrate with the antenna is prepared by preliminarily printing a pattern for decorating the card and necessary display and overcoat (protective layer). When a magnetic stripe is provided, it is transferred to the surface side of the oversheet. If other additional functions are provided, they are also provided. These are steps performed in a normal card manufacturing process and are not special. Offset printing and silk screen printing can be used for printing.
Since the PET base material is often used for the oversheet, the adhesive sheets 124 and 125 or the adhesive are laminated in that case.
[0027]
(4) <Temporary sticking / Press lamination>
After the module tuning, the antenna-mounted substrate 121A and the printed oversheets 122 and 123 are laminated via the adhesive sheets 124 and 125, etc., and first, appropriate portions are heated and temporarily pasted by an ultrasonic sealer, and press laminate Prevent misalignment between sheets. The substrate after provisional attachment is set by sandwiching it between mirror plates, introduced into a press machine, and press laminated. In addition, since the resin sheet and oversheet of a board | substrate with an antenna are a vinyl chloride or a PET-G sheet | seat, since it fuses, an adhesive agent or an adhesive sheet | seat is unnecessary for a lamination.
[0028]
After hot pressing, punching into individual card shapes with reference to the registration mark. When the card is provided with additional functions such as face photo printing, sign panel, hologram foil transfer, etc., this is done after punching. Thus, the non-contact type IC card of the present invention is completed.
[0029]
(Examples regarding other materials)
(1) <Card base material>
In addition to vinyl chloride resin and PET, various substrate sheets can be adopted as the card substrate, such as PET-G, polypropylene resin, polycarbonate resin, acrylic resin, polystyrene resin, ABS resin, polyamide resin, polyacetal resin, etc. Is mentioned.
(2) <Laminating adhesive>
As the laminating adhesive, a thermoplastic (hot melt) type or a thermosetting / moisture-curing type adhesive or an adhesive sheet can be used. Moreover, an adhesive sheet, an adhesive, cold glue, etc. may be sufficient.
[0030]
【Example】
An embodiment of the non-contact type IC card of the present invention will be described with reference to FIGS. The reference numerals in the examples correspond to the reference numerals in the referenced drawings.
(Example)
(1) <Substrate formation with antenna>
As the base material sheet of the substrate with antenna, a base material in which a copper foil of 30 μm was electrodeposited on both sides of a 25 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film was used.
As shown in FIG. 1, the substrate sheet is provided with an antenna coil 13 and eight branched equal area capacitor patterns 151 on the IC chip mounting surface side of the base sheet so as to have a line width of 2 mm and approximately 3 turns. The capacitor 15, the ladder-like adjustment resistor 14 having eight branches, and the antenna coil connection terminal on the IC chip mounting portion were formed by a photoetching method. On the side opposite to the IC chip mounting surface of the base material sheet, the back surface wiring 13B is connected to the portion for connecting the adjustment capacitors consisting of the eight capacitor patterns 152 and the through holes 131 and 132 at positions corresponding to the front surface side. Formed. The copper foil thickness after etching was about 30 μm at any location.
[0031]
The area of one capacitor pattern is 10mm.2(2.5 mm × 4.0 mm = 10 mm2), And the unit capacitance was 5.0 pF, and the total capacitance was 40 pF.
On the other hand, one ladder-like adjusting resistor 14 was formed into a square frame shape with approximately one side of 4 mm, and eight patterns were formed with a line width of 1 mm.
The combined resistance (when the resistance pattern is not cut) between both ends XY of this adjusting resistor was 0.03Ω. On the other hand, the resistance of the most advanced part is 14C in FIG.1When it cut | disconnects with the cut line of this, it became 0.04 (ohm). The following table shows the resistance value (Ω) between the position where the adjustment resistor is cut and XY.
[Table 1]
Figure 0004286977
The combined resistance (Rad) of the adjustment resistor itself is 0.3Ω, and the resistance value R of the entire antenna coil is R = 3.50Ω (when there is no Rad).
[0032]
(2) <IC chip mounting, capacitor capacity, resistance value adjustment>
As the IC chip, a chip for a non-contact IC card (ISO 1443 TYPEB: CD chip) was mounted on the antenna coil connection terminal of the antenna-equipped substrate 121A using ACF (“FP20626” manufactured by Sony Chemical Corporation). ACF temporary sticking condition is 80 ° C, 10kgf / cm21 second, after temporary attachment, 200 ° C, 500 gf / cm2It was mounted by applying hot pressure under the condition of 20 seconds.
[0033]
The intrinsic capacitance of this IC chip is 50 pF, and the L component (inductance) of the antenna coil is 1.36 μH. Further, the C component of the antenna coil is negligible, and in order to adjust to the R / W resonance frequency of 14.39 MHz, the combined capacity of the card needs to be 90 pF from (Equation 1).
Therefore, the capacitance of the adjusting capacitor was set to 40 pF. In other words, in this example, the adjustment capacitor was not cut and all the capacitor patterns were left, so that it was possible to match the resonance frequency of R / W.
[0034]
When the resonance frequency f = 14.39 MHz and the resistance value Rad is adjusted, the sharpness (Q) is calculated based on (Equation 1) as follows.
Q8= 2.32 × 10-3(If there is no Rad, all 8 are cut)
Q0= 2.68x10-3(When all Rad remains)
Q6= 2.61 × 10-3(When 6 Rads are cut)
Q7= 2.55 × 10-3(When 7 Rads are cut)
In this embodiment, Q = 2.55 × 10-3In order to obtain a degree, seven adjustment resistors were cut from the tip.
[0035]
(3) <Preparation of oversheet>
On the other hand, for the oversheets 122 and 123 that are the upper and lower surfaces of the IC card, a milk white PET base material (“E22” manufactured by Toray Industries, Inc.) with a thickness of 188 μm is used, and the pattern by the offset printing and the overcoat layer 122P, 123P was provided. In addition, the oversheet is designed so that the stretching direction thereof is perpendicular to the oversheets 122 and 123 in order to suppress curling of the card.
[0036]
(4) <Temporary sticking / Press lamination>
The etched substrate 121A and the printed oversheets 122 and 123 are made of a 300 μm thick polyester adhesive sheet (“Aron Melt” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) 124, and the same material and a 100 μm thick adhesive sheet 125 Were laminated and temporarily pasted with an ultrasonic sealer.
After that, the substrate is set by sandwiching it between the mirror plates, and introduced into the press machine at 130 ° C, 10 kgf / cm.2And press lamination for 15 minutes.
[0037]
After the hot press, punching was performed for each card size based on a pre-registered register mark 101, and processing such as hologram foil and sign panel transfer was performed on the card surface. As a result, a non-contact IC card having a card thickness of 800 μm was obtained.
The resonance frequency of this non-contact IC card is f = 14.39 MHz, sharpness, Q = 2.55 × 10-3Met. As a result, a good communication state with the external reader / writer device could be obtained. The communication distance was 5 cm.
[0038]
【The invention's effect】
In the non-contact type IC card of the present invention, the capacitor capacity and the resistance value can be easily adjusted to the optimum values in the manufacturing process, so that the optimum resonance can be obtained even when there are subtle variations due to individual differences of LSIs used. The antenna characteristics of frequency and sharpness can be adjusted and the communication stability can be improved. Therefore, the yield is also improved.
Moreover, the antenna characteristic adjustment method of the present invention can adjust the antenna characteristics of the resonance frequency and the sharpness by a simple method on the substrate with the antenna. Further, since the capacitor capacity and the resistance value are adjusted in the substrate with the antenna before the card base is hot-pressed, the appearance of the card after press lamination is not impaired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a substrate with an antenna used in a non-contact type IC card of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of adjusting an adjustment resistor.
FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of a substrate with an antenna.
FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of the non-contact type IC card of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 IC chip
13 Antenna coil
14 Resistance for adjustment
15 Adjustment capacitor
101 Register mark
121A board with antenna
121 Base sheet
121i Resin base material
121c copper foil
122,123 Oversheet
124,125 Adhesive sheet
131,132 Through hole
141 Resistance pattern
151,152 Capacitor pattern

Claims (6)

外部リーダライタと非接触で通信することができる非接触型ＩＣカードであって、カード基体内にアンテナコイルと該アンテナコイルから分岐した複数の回路からなる平面状の調整用抵抗を含む共振回路を有し、当該調整用抵抗の分岐した複数の回路のいずれかを切断して回路の抵抗値を変化させることにより共振回路の先鋭度（Ｑ）を調整して良好な通信状態の確保が可能とされていることを特徴とする非接触型ＩＣカード。A non-contact type IC card capable of non-contact communication with an external reader / writer, comprising a resonance circuit including an antenna coil and a planar adjustment resistor comprising a plurality of circuits branched from the antenna coil in the card base It is possible to secure a good communication state by adjusting the sharpness (Q) of the resonance circuit by cutting any of the plurality of circuits where the adjustment resistor is branched and changing the resistance value of the circuit A non-contact type IC card characterized in that 調整用抵抗がアンテナコイルから梯子状に分岐した複数の回路からなることを特徴とする請求項１記載の非接触型ＩＣカード。Non-contact type IC card according to claim 1, wherein the adjustment resistor is characterized by comprising a plurality of circuits branched in a ladder-like from the antenna coil. 外部リーダライタと非接触で通信することができる非接触型ＩＣカードであって、カード基体内にアンテナコイルと等単位調整量の静電容量をもつ複数のコンデンサパターンからなる平面状の調整用コンデンサと前記アンテナコイルから分岐した複数の回路からなる平面状の調整用抵抗とを含む共振回路を有し、当該共振回路中の単位調整量のコンデンサパターンを段階的に切断してコンデンサ容量を減少させ、かつ前記調整用抵抗の分岐した複数の回路のいずれかを切断して回路の抵抗値を変化させることにより共振回路の共振周波数（ｆ）と先鋭度（Ｑ）を調整して良好な通信状態の確保が可能とされていることを特徴とする非接触型ＩＣカード。A non-contact type IC card that can communicate with an external reader / writer in a non-contact manner, and is a planar adjustment capacitor comprising a plurality of capacitor patterns having an equal unit adjustment amount of capacitance with an antenna coil in the card substrate the has a resonant circuit including a planar and adjusting resistor including a plurality of circuits branched from the antenna coil, to reduce the capacitance and stepwise cutting the capacitor pattern unit adjustment amount in the resonant circuit and and adjusted to better communicate the resonance frequency of the resonance circuit by Rukoto changing the resistance value of the circuit by cutting either (f) and sharpness (Q) of a plurality of circuits which branches of the adjustment resistor contactless IC card, characterized in that the securing state is possible. 調整用コンデンサが、アンテナ付き基板の基材シートを誘電体層として基板の両面に形成したコンデンサパターンからなることを特徴とする請求項３記載の非接触型ＩＣカード。4. The non-contact type IC card according to claim 3 , wherein the adjustment capacitor comprises a capacitor pattern formed on both surfaces of the substrate using a base sheet of the substrate with an antenna as a dielectric layer. フォトエッチング法で形成されたアンテナコイルと等単位調整量の静電容量をもつ複数のコンデンサパターンからなる平面状の調整用コンデンサと前記アンテナコイルから分岐した複数の回路からなる平面状の調整用抵抗とからなるアンテナ付き基板をカード基体中に有する非接触型ＩＣカードにおいて、当該調整用抵抗の分岐した複数の回路のいずれかを切断して回路の抵抗値を変化させることにより、共振回路の先鋭度（Ｑ）が調整可能とされていることを特徴とする非接触型ＩＣカード。A planar adjustment capacitor composed of a plurality of capacitor patterns with an antenna coil formed by a photo-etching method and a capacitance of equal unit adjustment amount, and a planar adjustment resistor composed of a plurality of circuits branched from the antenna coil the non-contact type IC card having an antenna-provided substrate in a card base made of a by isosamples cut any of a plurality of circuits that branches of the adjustment resistor to change the resistance value of the circuit, the resonant circuit A non-contact type IC card, wherein sharpness (Q) is adjustable. カード基体内にアンテナコイルと平面状の調整用抵抗からなる共振回路を有する非接触ＩＣカードのアンテナ特性を調整する方法であって、アンテナコイルに分岐して設けられた複数の回路の一部を切断することにより共振回路の先鋭度（Ｑ）を調整することを特徴とするアンテナ特性調整方法。A method for adjusting antenna characteristics of a contactless IC card having a resonance circuit comprising an antenna coil and a planar adjustment resistor in a card substrate, wherein a part of a plurality of circuits branched from the antenna coil A method for adjusting antenna characteristics, characterized in that the sharpness (Q) of the resonance circuit is adjusted by cutting.
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