JP2002216089A

JP2002216089A - 非接触ｉｃカード

Info

Publication number: JP2002216089A
Application number: JP2001008391A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kon; 賢治今
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2002-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】共振周波数の微妙な調整を行うことができ、
強度及び外観も優れた非接触ＩＣカードを提供する。【解決手段】絶縁皮膜付の導線をコイル状に巻いたコ
イル部１２ａと、導線の一端をコイル部１２ａの周囲に
螺旋状に巻き付けて配置した螺旋部１２ｂを設けて、静
電容量を付加する静電容量付加部を形成する。このよう
にすると、螺旋部１２ｂの巻き数を変更して静電容量を
容易に変更することにより、共振周波数を簡単に調整す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導線をコイル状に
巻いてアンテナとしている非接触ＩＣカードに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の非接触ＩＣカードは、導
線をコイル状に巻いた空芯コイルでアンテナを形成し、
このアンテナをＩＣチップに直接接続したり、アンテナ
及びＩＣチップを基板に実装したりしていた。非接触Ｉ
Ｃカードとリーダライタとの非接触通信が可能な距離を
長くするためには、非接触ＩＣカードの共振周波数をリ
ーダライタの共振周波数に近い値とすることが必要であ
る。

【０００３】非接触ＩＣカードの共振周波数は、アンテ
ナの自己インダクタンスＬ（以下、Ｌとする）と、アン
テナ及びＩＣチップ等からなる回路全体が有する静電容
量Ｃ（以下、Ｃとする）がパラメータとなっているが、
各部品の個体毎や製造ロット毎のばらつきにより、Ｌ，
Ｃ共に変化し、共振周波数を所定の値に保ったまま非接
触ＩＣカードを製造することが難しかった。そこで、従
来の非接触ＩＣカードでは、導線の巻き数を変更するこ
とによってＬを変化させて、共振周波数の調整を行って
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の非接触ＩＣカードでは、導線の巻き数を変更すること
によって共振周波数を調整するので、微妙な調整を行う
ことができないという問題があった。

【０００５】一方、Ｌ以外にＣを変更して共振周波数を
調整するために、ＩＣチップと共にコンデンサを実装し
た基板と空芯コイルで形成したアンテナとを接続した非
接触ＩＣカードがある。しかし、このコンデンサを実装
した非接触ＩＣカードは、コンデンサのサイズが大き
く、薄型の非接触ＩＣカードとする場合に、物理的な強
度が弱く、また、カード表面に凸となりやすく、外観が
悪いという問題があった。

【０００６】本発明の課題は、共振周波数の微妙な調整
を行うことができ、強度及び外観も優れた非接触ＩＣカ
ードを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定されるものではない。すな
わち、請求項１の発明は、ＩＣチップ（１１）と、前記
ＩＣチップに接続され、絶縁被覆を有する導線をコイル
状に巻いて形成したアンテナ（１２，２２）と、を備え
た非接触ＩＣカードにおいて、前記導線が接近及び／又
は接触して配置されて静電容量を付加する静電容量付加
部を備えること、を特徴とする非接触ＩＣカードであ
る。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載の非接
触ＩＣカードにおいて、前記静電容量付加部は、前記ア
ンテナのコイルの少なくとも一部であるコイル部（１２
ａ，２２ａ）と、前記コイル部に接近及び／又は接触し
て配置され、前記コイル部との間でコンデンサの電極に
相当する面積を増加させる電極面積増加部（１２ｂ，２
２ｂ）と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカード
である。

【０００９】請求項３の発明は、請求項２に記載の非接
触ＩＣカードにおいて、前記電極面積増加部（２２ｂ）
は、前記コイル部の近傍に波状に重ねて配置されている
こと、を特徴とする非接触ＩＣカードである。

【００１０】請求項４の発明は、請求項２に記載の非接
触ＩＣカードにおいて、前記電極面積増加部（１２ｂ）
は、前記コイル部の周囲に螺旋状に巻き付けて配置され
ていること、を特徴とする非接触ＩＣカードである。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
までのいずれか１項に記載の非接触ＩＣカードにおい
て、前記静電容量付加部（１２ｂ，２２ｂ）は、共振周
波数を調整するために静電容量が調整されていること、
を特徴とする非接触ＩＣカードである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照しながら、本
発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。（第１実施形態）図１は、本発明による非接触ＩＣカー
ドの第１実施形態を示す断面図である。本実施形態にお
ける非接触ＩＣカードは、センターコア１３，表面コア
１４，裏面コア１５，オーバーシート１６，１７等を有
している。

【００１３】センターコア１３は、ＩＣチップ１１，ア
ンテナ１２を有するポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣ）製
のシートであり、厚さは２４０μｍである。

【００１４】ＩＣチップ１１は、ＣＯＴ（ＣｈｉｐＯ
ｎＴａｐｅ）やＣＯＢ（ＣｈｉｐＯｎＢｏａｒｄ）
等の実装方法により製造された非接触用のＩＣチップで
ある。本実施形態では、ガラスエポキシ樹脂のテープに
ＣＯＴによりＩＣが実装されて厚さ１００μｍとした。
尚、ＣＯＴには、ＰＥＴ，ＢＴレジン、ポリイミド等の
プラスティック系のテープや、銅やアルミニウム等の金
属系のテープ（リードフレーム）を用いてもよい。ま
た、ＩＣの保護樹脂として、熱硬化型エポキシ樹脂を厚
さ２００μｍだけ設けている。尚、ＩＣの保護樹脂は、
他に、シリコン系、２液硬化・ＵＶ硬化型エポキシ樹脂
等でもよい。ＩＣチップ１１は、センターコア１３に設
けられた孔１３ａに埋設されるように配置されており、
ＩＣチップ１１へ極端に圧力が加わることを回避してい
る。

【００１５】アンテナ１２は、線径１００μｍの銅製の
芯線に厚さ１０μｍの絶縁皮膜が付いている導線によっ
て形成されており、ベースとなるコイル部１２ａと、螺
旋部１２ｂとを有している。

【００１６】図２は、ＩＣチップ１１及びアンテナ１２
を示す斜視図である。コイル部１２ａは、導線を３巻き
巻いた部分であり、従来の非接触ＩＣカードが有するア
ンテナと同様な部分である。螺旋部１２ｂは、導線の一
端をコイル部１２ａの周囲に螺旋状に巻き付けて配置し
た電極面積増加部であり、コイル部１２ａと螺旋部１２
ｂとが接近している部分で静電容量付加部が形成されて
いる。

【００１７】図３は、静電容量付加部を説明する図であ
る。図３（ａ）は、コイル部１２ａと螺旋部１２ｂとが
接触している状態を示す図である。導線は、線径１００
μｍの銅製の芯線１２１に、厚さ１０μｍの絶縁皮膜１
２２が付いている。したがって、２つの芯線１２１が、
間隔ｄ＝２０μｍの絶縁体を挟んで配置されていること
になる。この部分（静電容量付加部）は、局所的に見る
と、図３（ｂ）に示すようなコンデンサがあることと同
様な状態である。よって、コイル部１２ａと螺旋部１２
ｂとが接触又は接近している静電容量付加部は、わずか
な静電容量を有している

【００１８】螺旋部１２ｂは、導線をコイル部１２ａの
周囲に螺旋状に巻き付けて配置した部分であるので、ア
ンテナ１２全体の回路として見ると、微少なコンデンサ
が多数配置されている回路と等価である。ここで、導線
を４巻きだけ巻いたコイル部のみのアンテナの静電容量
Ｃ１と、本実施形態におけるアンテナ１２（３巻き＋螺
旋状に巻いた螺旋部１２ｂ）との静電容量Ｃ２とを比較
すると、Ｃ１＝０．５０ｐＦ，Ｃ２＝２．００ｐＦとな
った。

【００１９】図１に戻って、表面コア１４及び裏面コア
１５は、厚さ２４０μｍのＰＶＣ製の層であり、印刷が
施されている。

【００２０】オーバーシート１６，１７は、表面コア１
４及び裏面コア１５の印刷面を保護する厚さ５０μｍの
透明なＰＶＣ製の層であり、必要な場合には、磁気スト
ライプを設けることもできる。

【００２１】（製造方法）次に、本実施形態における非
接触ＩＣカードの製造方法について説明する。まず、ア
ンテナ１２を図２に示したような形態に作製する。ここ
で作製するアンテナは、使用するＩＣチップと組み合わ
せたときの共振周波数が、所定の値（通常は、リーダラ
イタの共振周波数と同一又は近い周波数）となるよう
に、螺旋部１２ｂを螺旋状に巻く巻き数を調整したアン
テナを使用する。本実施形態では、ＩＣチップ１１は、
製造ロット毎では、静電容量のばらつきが大きかった
が、同一ロット内では、静電容量のばらつきが小さかっ
たので、製造ロット毎に、螺旋部１２ｂを調整して、共
振周波数が最適な値となるようにした。尚、ＩＣチップ
の静電容量のばらつきが個体毎に大きくばらつく場合に
は、個々のＩＣチップに合わせて螺旋部１２ｂを毎回調
整してもよい。

【００２２】次に、大判のセンターコア１３に、各コア
の位置合わせ用の見当を印刷し、アンテナ１２を複数
（取り数分）並べて配置する。センターコア１３へのア
ンテナ１２の固定は、ＰＶＣ間の融着を阻害しすぎない
ように、コイル近辺を含む狭い範囲内に接着剤を塗布し
て行う。尚、熱による融着、接着テープ、粘着剤等を用
いてもよい。

【００２３】センターコア１３にアンテナ１２を固定し
た後、ＩＣチップ１１の実装を行なった。ＩＣチップ１
１の実装は、半田，導電ペースト（銀、銅、カーボ
ン），異方性導電ペースト，異方性導電フィルム等を用
いて行うことができるが、本実施形態では、導電接着剤
（半田ペースト）を厚さ２００μｍ使用した。尚、アン
テナ１２をセンターコア１３に固定する前にＩＣチップ
１１の実装を行ってもよい。

【００２４】表面コア１４及び裏面コア１５には、別途
印刷を行っておく。表裏面のコアは、一般的な磁気カー
ドを作製する場合と同様に、塩化ビニル材料を用いるこ
とにより、特殊印刷も可能である。また、カード表面に
隠蔽印刷や全面透明ホログラム等の特殊加工を施す場合
は、後の工程で行うとよい。

【００２５】必要に応じて、磁気ストライプを付けたオ
ーバーシート１６，１７を用意し、センターコア１３，
表面コア１４，裏面コア１５，オーバーシート１６，１
７を貼り合わせて熱圧をかけて融着させるか、又は、接
着層を設けて貼り合わせる。尚、隠蔽印刷、全面透明ホ
ログラムを行う場合は、それらが印刷された材料を転写
する。

【００２６】貼り合わせが終わった段階では、大判のシ
ートに複数のカードが設けられているので、これらを分
離するために所定の位置でカード形状に打ち抜く。本実
施形態では、ＪＩＳＸ６３０１に記載のＩＤカード
サイズとした。

【００２７】最後に、印刷、転写等によって、付加機能
を追加する加工を行い、顔写真印刷、サインパネル、ホ
ログラム等を付け、非接触ＩＣカードが完成する。

【００２８】本実施形態によれば、導線の一端をコイル
部１２ａの周囲に螺旋状に巻き付けて配置した螺旋部１
２ｂを設けて静電容量付加部を形成したので、螺旋部１
２ｂの巻き数を変更するだけで静電容量を容易に変更す
ることができ、共振周波数を簡単に調整することができ
る。また、導線によって静電容量付加部を形成している
ので、柔軟性が高く、曲げ等に対する強度も高くなって
いる。更に、螺旋部１２ｂを設けても、導線の線径分が
厚くなるだけであり、静電容量付加部を薄く形成するこ
とができるので、外観に凹凸等が目立つことがなく、外
観を美しくすることができる。

【００２９】（第２実施形態）図４は、第２実施形態に
おけるＩＣチップ１１及びアンテナ２２を示す斜視図で
ある。第２実施形態は、アンテナ２２の形態が異なる以
外は、第１実施形態と同様な形態であるので、アンテナ
２２以外の詳しい説明は省略する。アンテナ２２は、ベ
ースとなるコイル部２２ａと、波形部２２ｂとを有して
いる。

【００３０】コイル部２２ａは、導線を３巻き巻いた部
分であり、第１実施形態におけるコイル部１２ａと同様
な部分である。波形部２２ｂは、導線の一端をコイル部
２２ａに重ねて波状に配置した電極面積増加部であり、
コイル部２２ａと波形部２２ｂとが接近している部分で
静電容量付加部が形成されている。

【００３１】本実施形態によれば、導線の一端をコイル
部２２ａに重ねて波状に配置した波形部２２ｂを設けて
静電容量付加部を形成したので、アンテナ２２の形成を
更に簡単にすることができる。

【００３２】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。例えば、各実施形
態において、螺旋部１２ｂ又は波形部２２ｂは、コイル
部１２ａ，１２ｂのほぼ全体に渡って配置した例を示し
たが、これに限らず、例えば、図５に示す波形部３２ｂ
のように、コイル部３２ａの一部にのみ配置してもよ
い。

【００３３】また、各実施形態において、静電容量付加
部を形成するために、コイル部を利用する例を示した
が、これに限らず、例えば、コイル部が形成されていな
い部分に波形部３２を密に配置するようにしてもよい。

【００３４】更に、各実施形態において、各コアは、Ｐ
ＶＣを用いた例を示したが、これに限らず、ＰＥＴ-
Ｇ、ポリカーボネイト、ＡＢＳ、ＰＥＴ等でもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１の
発明によれば、導線が接近及び／又は接触して配置され
て静電容量を付加する静電容量付加部を備えるので、静
電容量を簡単に変更することができる。

【００３６】請求項２の発明によれば、静電容量付加部
は、コイル部と、コイル部との間でコンデンサの電極に
相当する面積を増加させる電極面積増加部とを有するの
で、効率よく静電容量を付加することができる。

【００３７】請求項３の発明によれば、電極面積増加部
は、コイル部の近傍に波状に重ねて配置されているの
で、電極面積増加部の形成を簡単にすることができる。

【００３８】請求項４の発明によれば、電極面積増加部
は、コイル部の周囲に螺旋状に巻き付けて配置されてい
るので、付加する静電容量を大きくすることができる。

【００３９】請求項５の発明によれば、静電容量付加部
は、共振周波数を調整するために静電容量が調整されて
いるので、作製される非接触ＩＣカードの共振周波数を
リーダライタに合わせることができ、通信特性を良好に
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による非接触ＩＣカードの第１実施形態
を示す断面図である。

【図２】ＩＣチップ１１及びアンテナ１２を示す斜視図
である。

【図３】静電容量付加部を説明する図である。

【図４】第２実施形態におけるＩＣチップ１１及びアン
テナ２２を示す斜視図である。

【図５】変形形態を説明する図である。

【符号の説明】

１１ＩＣチップ１２，２２アンテナ１２ａ，２２ａ，３２ａコイル部１２ｂ螺旋部１３センターコア１４表面コア１５裏面コア１６，１７オーバーシート２２ｂ，３２ｂ波形部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続され、絶縁被覆を有する導線をコ
イル状に巻いて形成したアンテナと、を備えた非接触ＩＣカードにおいて、前記導線が接近及び／又は接触して配置されて静電容量
を付加する静電容量付加部を備えること、を特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項２】請求項１に記載の非接触ＩＣカードにお
いて、前記静電容量付加部は、前記アンテナのコイルの少なく
とも一部であるコイル部と、前記コイル部に接近及び／又は接触して配置され、前記
コイル部との間でコンデンサの電極に相当する面積を増
加させる電極面積増加部と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項３】請求項２に記載の非接触ＩＣカードにお
いて、前記電極面積増加部は、前記コイル部の近傍に波状に重
ねて配置されていること、を特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項４】請求項２に記載の非接触ＩＣカードにお
いて、前記電極面積増加部は、前記コイル部の周囲に螺旋状に
巻き付けて配置されていること、を特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか１
項に記載の非接触ＩＣカードにおいて、前記静電容量付加部は、共振周波数を調整するために静
電容量が調整されていること、を特徴とする非接触ＩＣカード。