JP2000285211A

JP2000285211A - 非接触ｉｃカードにおけるコイル終端接続方法

Info

Publication number: JP2000285211A
Application number: JP8702599A
Authority: JP
Inventors: Norito Tsukahara; 法人塚原; Naoshi Akiguchi; 尚士秋口; Hideki Miyagawa; 秀規宮川; Shinji Murakami; 慎司村上; Yutaka Harada; 豊原田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-13
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: JP3548457B2

Abstract

(57)【要約】【課題】非接触ＩＣカードのアンテナコイルを含む回
路の内周端と外周端を、半導体素子を介して接続してい
たため、コイルのターン数や線幅が半導体素子のサイズ
により制限され、半導体素子が小型化できなかったのを
解決し小型化する。【解決手段】アンテナコイルを含む回路のコイル内周
端と外周端を、半導体素子を介さずに接続することで、
半導体素子のサイズにかかわらず、必要なコイルのター
ン数、線幅を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道の定期券、ス
キー場のリフト券、ドア入退室管理カード、電子マネ
ー、テレホンカード等に利用される非接触ＩＣカードの
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】非接触ＩＣカードは、大きな記憶容量と
高いセキュリティ機能を有するといったＩＣカードの特
徴に加えて、ＩＣカードをカード読み取り機のスロット
に挿入する手間が不要であるという便利さ等から、近年
では、鉄道の定期券、スキー場のリフト券、ドア入退室
管理カード、電子マネー等に幅広く利用されている。非
接触ＩＣカードは、カード読み取り機との間の通信距離
の違いにより、密着型、近傍型、近接型等に分類され、
一般にデータの通信は電磁誘導方式により行われてい
る。周波数１３．５６ＭＨｚの短波を使う近接型の非接
触ＩＣカードは今後、鉄道の定期券、テレホンカード等
に採用され、非接触ＩＣカードの主流になると予想され
ている。アンテナコイルとＩＣチップを内蔵し、前記ア
ンテナコイルを介してカード読み取り機とデータの授与
を行う非接触ＩＣカードを製造する際には、アンテナコ
イルとして、銅の巻き線によるコイルや、銀ペースト等
の導体ペーストを絶縁性の基盤上に渦巻き状に印刷した
ものや、銅箔等の金属箔をエッチングしたコイル等が用
いられている。なかでも導体ペーストを熱可塑性樹脂基
板上に印刷してコイルを含む回路パターンを形成する方
法が盛んになっている。この場合、導体ペーストで形成
されるコイルを含む回路パターンの、コイルの外周にあ
る端とコイルの内周にある端は、一筆書きの形では繋ぐ
ことができない為、途中のコイルパターンと短絡するこ
とないよう別工程で電気的に接続することが必要であ
る。図１０は、従来の非接触ＩＣカードにおけるコイル
パターンの外周端と内周端の接続方法を示す図である。
絶縁性の基板２１上に導電性ペーストを用いてコイルパ
ターン１３を形成し、このコイルパターン１３の外周端
に設けられた電極パッド１２ａと内周端に設けられた電
極パッド１２ｂとを、異方性導電シートを用いて、半導
体素子５の電極端子１５ａ、１５ｂと電気的に接続する
構造になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の非接触ＩＣ
カードにおけるコイル終端接続方法では、以下の問題が
あった。図１０に示すように、半導体素子５の電極端子
１５ａ、１５ｂの間には、複数本のコイルパターン１３
が引き回されている。そのため、引き回せるコイルの巻
き数（ターン数）、線幅は、半導体素子５の大きさによ
って制限されることになる。半導体素子５が小さくなる
と、その電極端子１５ａ、１５ｂの間隔が狭くなるた
め、その間に作成できるコイルのターン数、線幅も限定
され、非接触ＩＣカードとして十分なコイル特性を得る
ことができなくなるという問題があった。また、半導体
素子はますます小型化していく傾向にある為、今後ます
ますこの問題は深刻化してくる。本発明は上記の問題点
を解決し、非接触ＩＣカードにおいて、半導体素子のサ
イズに関わらずアンテナコイルのターン数、線幅が設定
でき、半導体素子の小型化が可能で、高品質な非接触Ｉ
Ｃカードを、高い生産性で作成するための方法を提供す
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の非接触ＩＣカー
ドにおけるコイル終端接続方法は、半導体素子及び外部
との送受信を行う為のアンテナコイルとからなる非接触
ＩＣカードにおいて、熱可塑性樹脂基板に導電性ペース
トを用いて、コイルパターンを含む回路パターンを印刷
する工程と、前記コイルパターンを含む回路パターンの
外周端の電極パッド及び内周端の電極パッド上に金属粒
子を配置した後、前記導電性ペーストを硬化する工程
と、前記熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性樹脂基板のコ
イルパターン形成面とは反対の面に配置される第２の熱
可塑性樹脂基板との間に、電気的導通のための金属片を
前記外周端の電極パッドと内周端の電極パッドに対向す
る位置関係に配置する工程と、前記第１の熱可塑性樹脂
基板の前記コイルパターン形成面の上に第３の熱可塑性
樹脂基板を配置する工程と、前記第１の熱可塑性樹脂基
板、前記第２の熱可塑性樹脂基板、前記第３の熱可塑性
樹脂基板を一体に熱プレスする工程を有し、前記コイル
パターンを含む回路パターンの外周端の電極パッドと内
周端の電極パッドを電気的に接続することを特徴とす
る。上記の方法において、熱可塑性樹脂基板を熱プレス
することにより、金属粒子は電極パッドにめり込み、金
属片に接触する。金属片とコイルパターンの間には熱可
塑性樹脂基板が介在するので、２つの電極パッドは、コ
イルパターンとは電気的に絶縁した状態で互いに接続さ
れる。

【０００５】本発明の第２の非接触ＩＣカードにおける
コイル終端接続方法は、半導体素子及び外部との送受信
を行う為のアンテナコイルとからなる非接触ＩＣカード
において、金属箔上に熱可塑性樹脂を配置する工程と前
記熱可塑性樹脂を包み込むように前記金属箔を折り曲
げ、熱プレスした後、所定の幅に裁断する工程によりジ
ャンパー手段を形成する工程と、熱可塑性樹脂基板に導
電性ペーストを用いてコイルパターンを含む回路パター
ンを印刷する工程と、前記コイルパターンを含む回路パ
ターンの外周端の電極パッド及び内周端の電極パッド上
に前記ジャンパー手段を載置した後、前記導電性ペース
トを硬化する工程と、前記熱可塑性樹脂基板のコイルパ
ターン形成面の上に第２の熱可塑性樹脂基板を配置した
後、一体に熱プレスする工程を有し、前記コイルパター
ンを含む回路パターンの外周端の電極パッドと内周端の
電極パッドを電気的に接続することを特徴とする。上記
の方法において、２つの電極パッドは、ジャンパー手段
の熱可塑性樹脂によりコイルパターンとは電気的に絶縁
した状態で、ジャンパー手段の金属部により互いに電気
的に接続される。

【０００６】本発明の第３の、非接触ＩＣカードにおけ
るＩＣコイル終端接続方法は、第２の発明において、コ
イル外周端と内周端のジャンパー手段に用いる熱可塑性
樹脂の材質が、導電性ペーストによりコイルパターンを
形成する熱可塑性樹脂基板、及び前記熱可塑性樹脂基板
のコイルパターン形成面に熱プレスされる第２の熱可塑
性樹脂基板と同じであることを特徴とする。上記構成に
よれば、非接触ＩＣカードにおいて、半導体素子の小型
化が可能となり、高い生産性でコイル終端のジャンパー
接続を行うことが可能になる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例につ
いて添付の図１から図９を参照して説明し、本発明の理
解に供する。なお、以下の各実施例は本発明を具体化し
た例であって、本発明の技術範囲を限定するものではな
い。図２から図９においては、それぞれの構成の理解を
容易にするために、各要素の図の上下方向の寸法（厚
さ）を左右方向の寸法より拡大している。

【０００８】《第１の実施例》図１は、第１及び第２の
実施例で作成された非接触ＩＣカードの平面図である。
完成した非接触ＩＣカードでは、半導体素子５やコイル
パターン３を含む回路は、絶縁性の熱可塑性樹脂基板１
の中に埋め込まれて外側からは見えない。図１において
は、その構成を示すため、半導体素子５やコイルパター
ン３の外周端にある電極パッド２ａ、及び内周部にある
電極パッド２ｂが位置する部分の熱可塑性樹脂を剥離し
た状態で示している。図１では、熱可塑性樹脂基板１の
中に、コイルパターン３を含む回路パターンが形成さ
れ、その回路パターンに半導体素子５、および、コンデ
ンサや抵抗などの受動部品６、７が電気的に接続されて
いる。さらに、コイルパターン３の外周端にある電極パ
ッド２ａとコイルパターン３を含む回路パターンの内周
端にある電極バッド２ｂが、コイルパターン３とは絶縁
された状態で、ジャンパー手段４により電気的に接続さ
れ、半導体素子（ＩＣ）５、受動部品６、７、及びコイ
ルパターン３を含む回路が形成されている。

【０００９】図２は、第１の実施例で作成されたＩＣカ
ードの図１におけるＡ−Ａ’線での部分拡大断面図であ
る。第１の実施例では、コイルパターン３の外周端にあ
る電極パッド２ａとコイルパターン３を含む回路の内周
端にある電極パッド２ｂを、金属粒子４ａ、及び金属片
４ｂで接続する構成になっている。図２において、半導
体素子５は、熱可塑性樹脂基板１の内部に位置してお
り、電極パッド２ｂを含む回路パターンに電気的に接続
されている。以下、図３、及び図４を用いて、本発明に
よる非接触ＩＣカードにおけるコイル終端接続方法の第
１の実施例の工程を詳細に説明する。図３、及び図４
は、第１の実施例の非接触ＩＣカードにおけるコイル終
端部の接続方法を示す工程図である。図３のステップ１
では、熱可塑性樹脂基板１ａの表面に導電性ペーストを
用い、渦巻状のコイルパターン３含む回路パターンを印
刷し、硬化する。基板１ａは、ポリエチレンテレフタレ
ートで形成され、その厚さは０．１〜０．５ｍｍであ
る。尚、基板１ａの素材としては、塩化ビニル、ポリカ
ーボネート、又はアクリロニトリルブタジエンスチレン
も可能である。導電性ペーストは、熱硬化型の銀ペース
トが好適であるが、熱可塑性のものも用いうる。この段
階では、回路パターンは未だ柔軟でその表面にのせたも
のを粘着性により、保持することができる。

【００１０】ステップ２では、ステップ１で形成した電
極パッド２ａ、及び電極パッド２ｂ上にＡｕからなる球
状の金属粒子４ａを配置し、電極パッド２ａ、２ｂ、コ
イルパターン３、及び回路パターンを形成する導電性ペ
ーストを熱硬化する。硬化条件は１４０℃、２０分であ
る。なお、金属粒子４ａには、Ａｕの他に、電気的導通
が得られるＣｕ、Ｎｉでもよく、その形状も球状以外で
あってもよい。金属粒子４ａの大きさは、基材１ａの厚
みで決まる。例えば基板１ａに１００μｍ厚みの樹脂フ
ィルムを用いた場合には、金属粒子４ａの大きさは５０
０μｍ前後が適当である。

【００１１】図４に示すステップ３では、ステップ１で
コイルパターン３を形成した基板１ａの面とは反対側の
面に、ポリエチレンテレフタレートからなる第２の熱可
塑性樹脂基板１ｂを配置し、さらに、基板１ａと基板１
ｂの間に、Ｃｕからなる厚み１０μｍ〜５０μｍの金属
片４ｂを電極パッド２ａ、及び電極パッド２ｂの直下に
位置するように配置する。さらに、基板１ａのコイルパ
ターン３が形成されている面にも、ポリエチレンテレフ
タレートからなる第３の熱可塑性樹脂基板１ｃを配置
し、金型８ａ、及び８ｂにより加熱しつつ加圧する加工
法である熱プレスをして、非接触ＩＣカードを完成す
る。ここで、第２、第３の熱可塑性樹脂基板１ｂ、１ｃ
の材質は、第１の熱可塑性樹脂基板１ａと同じであるこ
とが望ましいが、塩化ビニル、ポリカーボネート、又は
アクリロニトリルブタジエンスチレンも使用可能であ
る。また、金属片４ｂには、Ｃｕの他、電気的導通が得
られるＡｕ、Ａｇを用いてもよい。

【００１２】図４のステップ４は熱プレス後の断面図を
示したものである。ステップ４に示すように、熱プレス
により、熱可塑性樹脂基板１ａ、１ｂ、１ｃは一体化し
て熱可塑性樹脂基板１となり、金属粒子４ａと金属片４
ｂも接触する。その結果、電極パッド２ａと電極パッド
２ｂは、電気的に接続される。以上の工程を経て、コイ
ルパターン３の外周端にある電極パッド２ａとコイルパ
ターン３を含む回路パターンの内周端にある電極パッド
２ｂの接続がカード成形と同時に完成する。この第１の
実施例では、半導体素子を接続媒体として介することな
く、コイルを含む回路パターンの外周端と内周端を接続
することができるので、半導体素子の大きさでコイルの
ターン数、線幅が制限されることがないため、半導体素
子の小型化が可能となる。また、カードを一体成形する
ための熱プレスと同時に回路の内周端と外終端の接続が
行える為、生産性も良くなる。

【００１３】《第２の実施例》図５は、第２の実施例で
使用するジャンパー手段１４を示す図である。ジャンパ
ー手段１４は、熱可塑性樹脂１０の一部を金属箔１４ａ
で覆う構造をしている。このジャンパー手段１４の作成
方法については、後に、図７、及び図８を用いて説明す
る。図６は、第２の実施例で作成された非接触ＩＣカー
ドの図１におけるＡ−Ａ’線での部分拡大断面図であ
る。第２の実施例では、コイルパターン３の外周端にあ
る電極パッド２ａとコイルパターン３を含む回路の内周
端にある電極パッド２ｂを図５に示したジャンパー手段
１４を用いて接続した構成になっている。図６におい
て、半導体素子５は、熱可塑性樹脂基板１１の内部に位
置しており、電極パッド２ｂを含む回路パターンに電気
的に接続されている。なお、図１におけるジャンパー手
段４が、図６ではジャンパー手段１４に相当している。
以下、第２の実施例のジャンパー手段１４を作成する工
程を詳細に説明する。図７、及び図８は、第２の実施例
の非接触ＩＣカードにおけるコイル終端部の接続に用い
るジャンパー手段１４の作成方法を示す工程図である。

【００１４】まず、図７のステップ１−ａにおいて、Ｃ
ｕで形成された厚み１０〜５０μｍ程度の金属箔１０４
ａの上に、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み
０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度の熱可塑性樹脂１００を
配置する。図１のステップ１−ｂは、ステップ１−ａの
Ｂ−Ｂ’線での断面図である。尚、金属箔１０４ａに
は、Ｃｕの他、電気的導通が得られるＡｕ、Ａｇを用い
てもよい。次に、ステップ２に示すように、金属箔１０
４ａを熱可塑性樹脂１００の縁を包み込むように折り曲
げる。その後、図８のステップ３に示すように、金型１
８ａ、及び１８ｂの間に配置し、加熱しつつ加圧する熱
プレスを行う。ステップ４において、切断線９に従って
所定の幅に切断することで、図５に示したジャンパー手
段１４を作成する。

【００１５】以下、図９を用いて、本発明による非接触
ＩＣカードにおけるコイル終端接続方法の第２の実施例
の工程を詳細に説明する。図９は、第２の実施例の非接
触ＩＣカードにおけるコイル終端部の接続方法を示す工
程図である。図９のステップ１では、まず、第１の実施
例の図３のステップ１と同様の工程で、ポリエチレンテ
レフタレートからなる熱可塑性樹脂基板１１ａ上に導電
性ペーストによりコイルパターン３及び電極パッド２
ａ、２ｂを含む回路パターンを印刷する。その後、電極
パッド２ａ、及び電極パッド２ｂにジャンパー手段１４
の金属箔１４ａの折り曲げた部分が位置するように設置
し、導電性ペーストを熱硬化する。

【００１６】ステップ２では、熱可塑性樹脂基板１１ａ
のコイルパターン３が印刷された面に対向する形で、ポ
リエチレンテレフタレートからなる第２の熱可塑性樹脂
基板１１ｂを配置し、金型８ａ、８ｂ間で加熱しつつ加
圧する熱プレスを行う。熱プレスにより、熱可塑性樹脂
基板１１ａと１１ｂとは一体に融着して、非接触ＩＣカ
ードを完成する。尚、ジャンパー手段１４の熱可塑性樹
脂１００、及び熱可塑性樹脂基板１１ａ、１１ｂの素材
は、同じであることが望ましいが、塩化ビニール、ポリ
カーボネート、又はアクリロニトリルブタジエンスチレ
ンも可能である。ステップ３は熱プレス後の断面図を示
したものである。ステップ３に示すように、熱プレスに
より、熱可塑性樹脂基板１１ａ、及び１１ｂは一体化し
て熱可塑性樹脂基板１１となる。電極パッド２ａと電極
パッド２ｂは、ジャンパー手段１４により電気的に接続
されるが、これらとコイルパターン３とは電気的に絶縁
された状態に保たれている。以上の工程を経て、コイル
パターン３の外周端にある電極パッド２ａとコイルパタ
ーン３を含む回路パターンの内周端にある電極パッド２
ｂの接続がカード成形と同時に完成する。この第２の実
施例では、半導体素子を接続媒体として介することなく
コイルを含む回路パターンの外周端と内周端接続するこ
とができ、半導体素子の大きさでコイルのターン数、線
幅が制限されることがないため、半導体素子の小型化が
可能となる。また、カードを一体成形するための熱プレ
スと同時に回路の内周端と外終端の接続が行える為、生
産性も向上する。

【００１７】

【発明の効果】以上の各実施例により詳細に説明したと
ころから明らかなように、本発明によれば、非接触ＩＣ
カードにおいて、半導体素子を介することなく、カード
成形の熱プレス工程を利用して、コイルをふくむ回路パ
ターンの外周端と内周端を接続することができる。この
ため、半導体素子の大きさに関わらずアンテナコイルと
して必要なコイルのターン数、線幅を大きな自由度をも
って設定できるようになる。その結果、半導体素子の小
型化が可能となり、さらに生産性も向上させることが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１および第２実施例で作成された非
接触ＩＣカードの平面図

【図２】本発明の第１実施例で作成された、非接触ＩＣ
カードにおけるコイル終端接続部の部分拡大断面図

【図３】本発明の第１実施例に係わる、非接触ＩＣカー
ドにおけるコイル終端接続方法の前半の工程を示す部分
拡大断面図

【図４】本発明の第１実施例に係わる、非接触ＩＣカー
ドにおけるコイル終端接続方法の後半の工程を示す部分
拡大断面図

【図５】本発明の第２実施例に係わる、非接触ＩＣカー
ドにおけるコイル終端接続に用いるジャンパー手段を示
す図

【図６】本発明の第２実施例で作成された、非接触ＩＣ
カードのコイル終端接続部の部分拡大断面図

【図７】本発明の第２実施例に係わる、非接触ＩＣカー
ドにおけるコイル終端接続に用いられるジャンパー手段
の製造方法の前半の工程を示す図

【図８】本発明の第２実施例に係わる、非接触ＩＣカー
ドにおけるコイル終端接続に用いられるジャンパー手段
の製造方法の後半の工程を示す図

【図９】本発明の第２実施例に係わる非接触ＩＣカード
におけるコイル終端接続方法の工程を示す部分拡大断面
図

【図１０】従来の非接触ＩＣカードにおけるコイル終端
接続方法を示す図

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１１、１１ａ、１１ｂ熱可
塑性樹脂基板２ａコイルを含む回路パターンの外周端の電極
パッド２ｂコイルを含む回路パターンの内周端の電極
パッド３コイルパターン４ジャンパー手段４ａ金属粒子４ｂ金属片５半導体素子１４ジャンパー手段１００熱可塑性樹脂１０４ａ金属箔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮川秀規大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者村上慎司大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者原田豊大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2C005 MA40 MB02 MB07 NA08 5B035 AA00 BB09 CA08 CA23 5F061 AA01 BA03 CA22 FA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子及び外部と送受信を行う為の
アンテナコイルからなる非接触ＩＣカードの製造におい
て、熱可塑性樹脂基板に導電性ペーストを用いて、コイルパ
ターンを含む回路パターンを印刷する工程、前記コイルパターンを含む回路パターンの外周端の電極
パッド及び内周端の電極パッド上に金属粒子を配置した
後、前記導電性ペーストを硬化する工程、前記熱可塑性樹脂基板と、前記熱可塑性樹脂基板の前記
コイルパターン形成面とは反対の面に配置される第２の
熱可塑性樹脂基板との間に、電気的導通のための金属片
を、前記外周端の電極パッド及び内周端の電極パッドに
対向する位置関係に配置する工程、前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記コイルパターン形成
面の上に第３の熱可塑性樹脂基板を配置する工程、及び
前記第１の熱可塑性樹脂基板、前記第２の熱可塑性樹脂
基板、前記第３の熱可塑性樹脂基板を一体に熱プレスす
る工程、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードにおけるコ
イル終端接続方法。
【請求項２】半導体素子及び外部と送受信を行う為の
アンテナコイルからなる非接触ＩＣカードの製造におい
て、金属箔上に熱可塑性樹脂を配置する工程及び前記熱可塑
性樹脂を包み込むように前記金属箔を折り曲げ、熱プレ
スした後、所定の幅に裁断する工程によりジャンパー手
段を形成する工程、熱可塑性樹脂基板に導電性ペーストを用いてコイルパタ
ーンを含む回路パターンを印刷する工程、前記コイルパターンを含む回路パターンの外周端の電極
パッド及び内周端の電極パッドの上に前記ジャンパー手
段を載置した後、前記導電性ペーストを硬化する工程、
及び前記熱可塑性樹脂基板のコイルパターン形成面の上
に第２の熱可塑性樹脂基板を配置し、一体に熱プレスす
る工程、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードにおけるコ
イル終端接続方法。
【請求項３】請求項２記載の非接触ＩＣカードにおけ
るコイル終端接続方法において、コイル外周端と内周端
のジャンパー手段に用いる熱可塑性樹脂の材質が、導電
性ペーストによりコイルパターンを形成する熱可塑性樹
脂基板、及び第２の熱可塑性樹脂基板と同じであること
を特徴とする非接触ＩＣカードにおけるコイル終端接続
方法。