JP2005228795A - コイル、コイルの製造方法、コイルの製造装置、インレット - Google Patents

Abstract

【課題】 仕様変更できる安価な設備で、安定した品質のアンテナコイルを提供することである。
【解決手段】 アンテナ用基材フィルム１１と、アンテナ用基材フィルム１１の少なくとも一方の面にパターン情報に基づいて熱転写された金属箔で形成されたコイルパターン１２と、から成るアンテナコイル１ａ。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイルとその製造方法及び製造装置、インレットに関し、詳しくは熱転写技術を用いて形成されたコイルとその製造方法及び製造装置、熱転写技術を用いて形成されたコイルを有するインレットに関する。

定期券、プリペイドカード、クレジットカード、キャッシュカード、カードキー等に使用されている非接触でデータの読み書きが可能なＩＣ（Integrated Circuit）カードが様々な分野で使用されている。特に、無線を用いた非接触ＩＤ（ＲＦＩＤ；Radio Frequency Identification）技術を用いたＩＣカード又はタグ（以下、ＲＦＩＤカード又はＲＦＩＤタグと言う。）は、電波や電磁波等で通信するため、接点が不要であり損傷や磨耗に強く、汚れ・ほこり等の影響を受けずにデータを読み取れるため、低いメンテナンスコストで高いセキュリティ機能を有することができる。ＲＦＩＤカード又はＲＦＩＤタグは、微小な無線ＩＣ（集積回路）チップと、ＩＣチップを搭載するモジュール基板と、アンテナコイルを含むインレットを備えており、一般的なカード形状以外にも、タグ形状、ラベル形状、コイン形状、スティク形状など用途に応じて適用可能である。ＲＦＩＤカード用のアンテナコイルの製造方法としては、金属線等による巻線コイル、エッチング技術、印刷技術等がある。

巻線による平面状コイルの形成方法として、接合装置を用いてコイルワイヤを繰り出しながらチップカード上に配設される製造方法が開示されている（特許文献１参照）。
エッチング技術によるアンテナ形成方法として、金属箔の一方表面上に下地被膜層を形成し、下地被膜層の表面に樹脂フィルム基材を接着して、金属箔の他方表面上に所定のパターンを有するレジストインク層を印刷し、レジストインク層をマスクして金属箔のエッチング後、レジストインク層を除去する製造方法が開示されている（特許文献２参照）。
印刷技術によるアンテナ製造方法として、例えば、熱転写方式により導電性インク層を転写してアンテナコイルを形成する方法（特許文献３参照）や、基材フィルム状に導電性インクを用いてスクリーン印刷などで印刷する方法が開示されている。
特表平９−５０７７２７ 特開２００２−３６８５２３号公報 特開２００３−３０６１７号公報

しかしながら、特許文献１によれば、アンテナコイルに金属線を用いるため、ＲＦＩＤカードの薄型化が難しく、また、半田又は溶接によるＩＣチップへの熱・圧力損害が多くなり自動化及び大量生産が難しいという問題がある。特許文献２によれば、高価な設備が必要であり、仕様変更時のイニシャルコストが高くなってしまう問題がある。また、エッチング液の廃液処理が必要であり、環境問題への対応が難しい。特許文献３によれば、導電性インク層を用いて熱転写方法又はスクリーン印刷によってアンテナコイルを作成する場合、アンテナコイルを形成する導電性インクが高価であり、導電性インクの硬化に熱処理を行わなければならないため、大量産性が難しいという問題がある。

また、ＲＦＩＤカード又はＲＦＩＤタグの上には、ＩＣチップを搭載する領域やユーザ情報を表示する領域等があるため、アンテナコイルが収容可能な領域が限られている。高周波数特性を有するアンテナコイルを収容する場合、ＲＦＩＤカード又はＲＦＩＤタグ上にアンテナコイルの収容領域を確保することが難しくなる。

本発明の課題は、仕様変更できる安価な設備で、安定した品質のコイルを提供することである。

請求項１に記載の発明は、シート状絶縁性基材に金属箔からなるコイルパターンが熱転写されていること、を特徴とするコイルであることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコイルにおいて、前記コイルパターンは、前記シート状絶縁基材の両面に形成されていること、を特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のコイルにおいて、前記コイルパターンは、複数の金属箔を積層してなる積層構造を有すること、を特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のコイルにおいて、前記コイルパターンは、複数の異種金属箔を積層してなる積層構造を有すること、を特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のコイルにおいて、前記コイルパターンは渦巻状に形成されており、その線幅ｗ[ｍｍ]と、互いに隣接するコイルパターンの相互の間隔ｄ[ｍｍ]とは、１．５≦ｄ≦３．０、かつ、２≦ｗ／ｄ≦４の関係を有すること、を特徴としている。

請求項６に記載の発明は、シート状絶縁性基材上に、ＩＣチップ及び請求項１から５のいずれか一項に記載のコイルを有することを特徴とするインレットであることを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、シート状絶縁性基材に金属箔からなるコイルパターンを熱転写すること、を特徴とするコイルの製造方法であること、を特徴としている。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のコイルの製造方法において、前記コイルパターンを前記シート状絶縁基材の両面に形成すること、を特徴としている。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載のコイルの製造方法において、前記コイルパターンを複数の金属箔を積層することにより形成すること、を特徴としている。

請求項１０に記載の発明は、請求項７又は８に記載のコイルの製造方法において、前記コイルパターンを複数の異種金属箔を積層することにより形成すること、を特徴としている。

請求項１１に記載の発明は、請求項７から１０のいずれか一項に記載のコイルの製造方法において、前記コイルパターンを渦巻状に形成し、その線幅ｗ[ｍｍ]と、互いに隣接するコイルパターンの相互の間隔ｄ[ｍｍ]とを、１．５≦ｄ≦３．０、かつ、２≦ｗ／ｄ≦４の関係とすること、を特徴としている。

請求項１２に記載の発明は、シート状絶縁性基材に金属箔からなるコイルパターンが形成されるコイルの製造装置において、フィルム状基材に金属箔が貼られてなる金属リボンと、前記シート状絶縁性基材に前記金属リボンの前記金属箔側を添接させた状態で、前記フィルム状基材の側から前記金属箔を加熱して前記金属箔を前記シート状絶縁性基材に転写する熱転写手段と、前記シート状絶縁性基材に前記コイルパターンを形成すべく前記熱転写手段を制御する制御手段と、を備えたこと、を特徴としている。

請求項１３に記載の発明は、シート状絶縁性基材に金属箔からなるコイルパターンが形成されるコイルの製造装置において、連続する長尺のフィルム状基材に金属箔が貼られてなる金属リボンと、前記金属リボンをその長手方向に搬送させるリボン搬送手段と、前記シート状絶縁性基材を前記金属リボンと同方向に搬送させる基材搬送手段と、前記シート状絶縁性基材に前記金属リボンの前記金属箔側を添接させた状態で、前記フィルム状基材側から前記金属箔を加熱して前記金属箔を前記シート状絶縁性基材に転写する熱転写手段と、前記リボン搬送手段、前記基材搬送手段の搬送タイミング及び前記熱転写手段の駆動タイミングを、前記シート状絶縁性基材に前記コイルパターンを形成すべく制御する制御手段と、を備えたこと、を特徴としている。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載のコイルの製造装置において、前記リボン搬送手段と前記熱転写手段とが、前記シート状絶縁基材の搬送経路上の一方の面側と、他方の面側とにそれぞれ設けられていること、を特徴としている。

請求項１５に記載の発明は、請求項１３又は１４に記載のコイルの製造装置において、前記リボン搬送手段と前記熱転写手段とが、前記シート状絶縁基材の搬送経路上に複数設けられていること、を特徴としている。

請求項１６に記載の発明は、請求項１２から１５のいずれか一項に記載のコイルの製造装置において、前記制御手段は、前記コイルパターンの形状が渦巻状であり、その線幅ｗ[ｍｍ]と、互いに隣接するコイルパターンの相互の間隔ｄ[ｍｍ]とが、１．５≦ｄ≦３．０、かつ、２≦ｗ／ｄ≦４の関係を有するパターン情報を算出し、前記熱転写手段に出力すること、を特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、シート状絶縁性基材に金属箔からなるコイルパターンが熱転写されていることにより、金属箔による安定した品質を得るコイルを得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られるのは勿論のこと、コイルパターンは、シート状絶縁基材の両面に形成されていることにより、通信特性を低下させずにコイルパターンの形成面積を縮小することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得られるのは勿論のこと、コイルパターンは、複数の金属箔を積層してなる積層構造を有することにより、コイルの抵抗値を下げることができ、通信特性を向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得られるのは勿論のこと、コイルパターンは、複数の異種金属箔を積層してなる積層構造を有することにより、金属箔の種類毎に異なる性質が有効に活用されたコイルを得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１から４のいずれか一項と同様の効果を得られるのは勿論のこと、コイルパターンは渦巻状に形成されており、その線幅ｗ[ｍｍ]と、互いに隣接するコイルパターンの相互の間隔ｄ[ｍｍ]とは、１．５≦ｄ≦３．０、かつ、２≦ｗ／ｄ≦４の関係を有することにより、最適な抵抗値及び通信特性を有し、非接触ＩＣカード又は非接触ＩＣタグ上のアンテナコイルの収容領域内に収容可能なコイルを得ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、シート状絶縁性基材上に、ＩＣチップ及び請求項１から５のいずれか一項に記載のコイルを有するインレットを得ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、シート状絶縁性基材に金属箔からなるコイルパターンを熱転写することにより、金属箔による安定した品質を得ることができるコイルを得ることができる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項７と同様の効果を得られるのは勿論のこと、コイルパターンをシート状絶縁基材の両面に形成することにより、通信特性を低下させずにコイルパターンの形成面積を縮小することができる。

請求項９に記載の発明によれば、請求項７又は８と同様の効果を得られるのは勿論のこと、コイルパターンを複数の金属箔を積層することにより形成することにより、コイルの抵抗値を下げることができ、通信特性を向上させることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、請求項７又は８と同様の効果を得られるのは勿論のこと、コイルパターンを複数の異種金属箔を積層することにより形成することにより、金属箔の種類毎に異なる性質が有効に活用されたコイルを製造することができる。

請求項１１に記載の発明によれば、請求項７から１０のいずれか一項と同様の効果を得られるのは勿論のこと、コイルパターンを渦巻状に形成し、その線幅ｗ[ｍｍ]と、互いに隣接するコイルパターンの相互の間隔ｄ[ｍｍ]とを、１．５≦ｄ≦３．０、かつ、２≦ｗ／ｄ≦４の関係とすることにより、最適な抵抗値及び通信特性を有し、非接触ＩＣカード又は非接触ＩＣタグ上のアンテナコイルの収容領域内に収容可能なコイルを製造することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、フィルム状基材に金属箔が貼られてなる金属リボンと、シート状絶縁性基材に金属リボンの金属箔側を添接させた状態で、フィルム状基材の側から金属箔を加熱して金属箔をシート状絶縁性基材に転写する熱転写手段と、シート状絶縁性基材にコイルパターンを形成すべく熱転写手段を制御する制御手段と、を備えたことにより、金属箔による安定した品質を有するコイルを効率良く大量に製造することができる。

請求項１３に記載の発明によれば、連続する長尺のフィルム状基材に金属箔が貼られてなる金属リボンと、金属リボンをその長手方向に搬送させるリボン搬送手段と、シート状絶縁性基材を金属リボンと同方向に搬送させる基材搬送手段と、シート状絶縁性基材に金属リボンの金属箔側を添接させた状態で、フィルム状基材側から金属箔を加熱して金属箔をシート状絶縁性基材に転写する熱転写手段と、リボン搬送手段、基材搬送手段の搬送タイミング及び熱転写手段の駆動タイミングを、シート状絶縁性基材にコイルパターンを形成すべく制御する制御手段と、を備えたことにより、金属箔による安定した品質を有するコイルを効率良く大量に製造することができる。

請求項１４に記載の発明によれば、請求項１３と同様の効果を得られるのは勿論のこと、リボン搬送手段と熱転写手段とが、シート状絶縁基材の搬送経路上の一方の面側と、他方の面側とにそれぞれ設けられていることにより、通信特性を低下させずにコイルパターンの形成面積を縮小することができる。

請求項１５に記載の発明によれば、請求項１３又は１４と同様の効果を得られるのは勿論のこと、リボン搬送手段と熱転写手段とが、シート状絶縁基材の搬送経路上に複数設けられていることにより、コイルの抵抗値を下げることができ、通信特性を向上させることができる。

請求項１６に記載の発明によれば、請求項１２から１５のいずれか一項と同様の効果を得られるのは勿論のこと、制御手段は、コイルパターンの形状が渦巻状であり、その線幅ｗ[ｍｍ]と、互いに隣接するコイルパターンの相互の間隔ｄ[ｍｍ]とが、１．５≦ｄ≦３．０、かつ、２≦ｗ／ｄ≦４の関係を有するパターン情報を算出し、熱転写手段に出力することにより、最適な抵抗値及び通信特性を有し、非接触ＩＣカード又は非接触ＩＣタグ上のアンテナコイルの収容領域内に収容可能なコイルを製造することができる。

以下、本発明をＲＦＩＤカード又はＲＦＩＤタグ等のアンテナとして用いられるコイル（以下、アンテナコイルと言う。）に適用した場合を説明する。

［実施の形態１］
以下、図を参照して本発明の実施の形態１を詳細に説明する。
まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態１におけるアンテナコイル１ａの平面図を示す。
図１に示すように、アンテナコイル１ａは、シート状絶縁性基材としてのアンテナ基材フィルム１１と、アンテナ基材フィルム１１の一方の面（以下、表面と言う。）上に所定のパターン情報に従って形成された金属箔としての銅箔とアルミニウム箔を積層してなる積層構造を有するコイルパターン１２とから構成される。

コイルパターン１２は、アンテナ基材フィルム１１の表面上に渦巻状に形成されている。コイルパターン１２の一端部と他端部とをＩＣチップ２と接続可能にするため、コイルパターン１２の一部を絶縁処理した横断部１６を設け、横断部１６上をコイルパターン線が横断している。
コイルパターン１２の線幅ｗ[ｍｍ]と、互いに隣接するコイルパターン１２の相互の間隔ｄ[ｍｍ]との関係は、パターン情報に基づいて、下記の式１で示す関係であることが好ましい。

１．５≦ｗ≦３．０ かつ ２≦ｗ／ｄ≦４ ・・・・式１

図２に、本実施の形態１のアンテナコイル１ａを製造するアンテナ製造装置３ａの概略構成図を示し、図３に、図１に示すＡ−Ａ′線の方向から見たアンテナコイル１ａの製造過程の部分断面図を示す。

まず、本実施の形態１に用いられるアンテナ基材フィルム１１を説明する。図３（ａ）に、アンテナ基材フィルム１１の部分断面図を示す。
アンテナ基材フィルム１１の材料としては、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＴ−Ｇ、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等の耐熱性フィルムを用いることができる。

次に、本実施の形態１に用いられる金属リボンとしての第１金属リボン２０、第２金属リボン３０を説明する。図３（ｂ）に、第１金属リボン２０、図３（ｃ）に第２金属リボン３０の部分断面図を示す。
第１金属リボン２０は、絶縁性を有するフィルム状基材としてのリボン用基材フィルム２１上に金属箔として銅箔の第１金属箔２２が貼り合わされている。第２金属リボン３０は、絶縁性を有するフィルム状基材としてのリボン用基材フィルム３１上に金属箔としてのアルミニウム箔の第２金属箔３２が貼り合わされている。

リボン用基材フィルム２１、３１としては、ポリエステル、ポリプロピレン、セロハン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、フッ素樹脂、アイオノマー等の高分子から成るフィルム、又はこれらを複合した複合フィルムを用いることができる。特に好ましいのは、二軸配向ポリエステルフィルムである。

また、第１、２金属箔２２、３２としては、アルミニウム（Ａｌ）箔、銅（Ｃｕ）箔、銀（Ａｇ）箔等の導電性の金属箔を用いることもできる。なお、例えば、アルミニウム箔とは、純アルミニウム箔に限定されるものではなく、主成分がアルミニウムから成るアルミニウム合金箔も含む。

本実施の形態１では、コイルパターン１２は、まず導電性の高い銅箔の第１金属箔２２のコイルパターンが形成され、第１金属箔のコイルパターンの上に腐食耐性の優れたアルミニウム箔の第２金属箔３２でコイルパターンを形成する。このことにより、コイルパターン１２は、金属箔の種類毎に異なる性質を有効活用し、導電性と腐食耐性とを得るコイルパターンを得ることができる。

図２に示すように、アンテナ製造装置３ａは、アンテナ基材フィルム１１を前記第１、２金属リボン２０と同方向に搬送させる基材搬送手段としての搬送部３１０と、アンテナ基材フィルム１１の表面上にコイルパターンを形成するための第１パターン形成部３２０と、第１パターン形成部３２０によって形成されたコイルパターン上に同一のコイルパターンを同一位置に積層する第２パターン形成部３３０と、図示しない後処理部と、後述する供給リール３２１、３３１、巻取リール３２６、３３６と搬送部３１０との駆動タイミングをアンテナ基材フィルム１１にコイルパターン１２を形成すべく制御する制御手段としての制御部とから構成されている。

搬送部３１０は、供給リール３１１、張設ローラ３１２、複数のガイドローラ３１３、巻取リール３１４、搬送路３１５などから構成されている。
アンテナ基材フィルム１１は、供給リール３１１から搬送路３１５へ送り出され、複数の張設ローラ３１２により移動自在に張設されており、複数のガイドローラ３１３によって巻取リール３１４へ搬送される。

第１パターン形成部３２０は、第１金属リボン２０をその長手方向に搬送させるリボン搬送手段としての供給リール３２１、巻取リール３２６と、熱転写手段としての押圧ローラ３２２、ニップローラ３２３、加熱ヒータ３２４、剥離ローラ３２５となどから構成される。

第１金属リボン２０は、供給リール３２１から搬送路３１４へ送り出される。押圧ローラ３２２は、アンテナ基材フィルム１１と第１金属リボン２０とが接触を開始する位置に設けられており、アンテナ基材フィルム１１の表面側に第１金属リボン２０の第１金属箔２２側が添接されるよう設けられている（図３（ｄ））。

ニップローラ３２３と加熱ヒータ３２４とによって、第１金属リボン２０のリボン用基材フィルム２１側（第１金属箔２２が貼合されていない側）から、図示しない制御部からの駆動信号とパターン情報とに基づいて加熱ヒータ３２４により第１金属箔２２が加熱される。第１金属箔２２が加熱されると、パターン情報に基づいたコイルパターンとしてアンテナ基材フィルム１１上に第１金属箔２２が熱転写される。

第１金属リボン２０は、熱転写されなかった第１金属箔２２と共に剥離ローラ３２５によってアンテナ基材フィルム１１から剥離され（図３（ｅ））、巻取リール３２６へ搬送される。

第１金属箔のコイルパターンが熱転写されたアンテナ基材フィルム１１は（図３（ｆ））、ガイドローラ３１３によって第２パターン形成部３３０へ搬送される。

第２パターン形成部３３０は、第２金属リボン３０をその長手方向に搬送させるリボン搬送手段としての供給リール３３１、巻取リール３３６と、熱転写手段としての押圧ローラ３３２、ニップローラ３３３、加熱ヒータ３３４、剥離ローラ３３５などから構成される。
第２金属リボン３０は、供給リール３３１から搬送路３１４へ送り出される。押圧ローラ３３２は、コイルパターンが形成されたアンテナ基材フィルム１１と第２金属リボン３０とが接触を開始する位置に設けられており、アンテナ基材フィルム１１の表面に第２金属リボン３０の第２金属箔３２面が添接させるよう設けられている（図３（ｇ））。

ニップローラ３３３と加熱ヒータ３３４とによって、第２金属リボン３０のリボン用基材フィルム２１側（第２金属箔３２が貼合されていない側）から、図示しない制御部からの駆動信号とパターン情報とに基づいて加熱ヒータ３３４により第２金属箔３２が加熱される。第２金属箔３２が加熱されると、第１パターン形成部３２０でアンテナ基材フィルム１１に形成されたコイルパターンと同一形状のコイルパターンが同一位置に熱転写される。

第２金属リボン３０は、熱転写されなかった第２金属箔３２と共に剥離ローラ３３５によってアンテナ基材フィルム１１から剥離され（図３（ｈ））、巻取リール３３６へ搬送される。

第２金属箔３２のコイルパターンが熱転写されたアンテナ基材フィルム１１は（図３（ｉ））、ガイドローラ３１３によって後処理部へ搬送される。

後処理部は、渦巻状のコイルパターン１２の一部に絶縁シートを貼付させる等の絶縁処理を施した横断部１６を形成し、金属箔による熱転写を行って、横断部１６上にコイルパターンの内周側と外周側の端部とを結ぶ横断パターンを形成する。

本実施の形態１によれば、アンテナコイル１ａを製造することにより、金属箔による安定した品質を有し、また、熱転写技術を用いてパターン情報に基づいてコイルパターンが任意に設定可能であるため、アンテナコイル１ａを効率良く大量に製造することができる。

なお、本実施の形態１では、第１金属箔２２を銅箔とし、第２金属箔３２をアルミニウム箔としているが、第１金属箔２２と第２金属箔３２とを、同一材料から成る金属箔としても良い。同一材料から成る金属箔を複数積層しコイルパターンを形成することにより、生産性が向上すると共に、コイルパターン１１の抵抗値を下げることができ、アンテナコイルとしての通信特性を向上させることができる。

［実施の形態２］
以下、図を参照して本発明の実施の形態２を詳細に説明する。
まず、構成を説明する。
図４に、本実施の形態２におけるアンテナコイル１ｂの平面図を示す。
図４に示すように、アンテナコイル１ｂは、シート状絶縁性基材としてのアンテナ基材フィルム１１と、太線で示されるアンテナ基材フィルム１１の一方の面（以下、表面と言う。）上に所定のパターン情報に従って形成された金属箔による第３コイルパターン１３と、破線で示されるアンテナ基材フィルム１１の他方の面（以下、裏面と言う。）上に所定のパターン情報に従って形成された金属箔による第４コイルパターン１４とから構成される。

また、第３、４コイルパターン１３、１４上を横断する場合又はＩＣチップ２と接続可能にするため、コイルパターンの一部が絶縁処理された横断部１６を設け、横断部１６上にコイルパターンが形成され、電気的に接触しないように処理されている。

アンテナ基材フィルム１１の表面上に形成された第３コイルパターン１３と裏面上に形
成された第４コイルパターン１４とは、短絡部１５ａ、１５ｂのそれぞれの部位において、第３コイルパターン１３の一部と第４コイルパターン１４の一部とが物理的に接触されており、電気的に導通可能となっている。この短絡部１５ａ、１５ｂは、部分展延（カシメ）等により形成可能である。

第３、４コイルパターン１３、１４は、渦巻状に形成されており、第３、４コイルパターン１３、１４の線幅ｗ[ｍｍ]と、互いに隣接する第３、４コイルパターン１３、４の相互の間隔ｄ[ｍｍ]との関係は、先述した式１に示す関係であることが好ましい。

図５に、本実施の形態２のアンテナコイル１ｂを製造するアンテナ製造装置３ｂの概略構成図、図６に、図４に示すＡ−Ａ′線の方向から見たアンテナコイル１ｂの製造過程の部分断面図、図７に短絡部１５ａ、１５ｂの部分断面図を示す。

本実施の形態２に用いられるアンテナ基材フィルム１１は、実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。図６（ａ）に、アンテナ基材フィルム１１の部分断面図を示す。

次に、本実施の形態２に用いられる金属リボンとしての第３金属リボン４０、第４金属リボン５０を説明する。図６（ｂ）に、第３金属リボン４０、図６（ｃ）に第４金属リボン５０の部分断面図を示す。
第３金属リボン４０は、絶縁性を有するフィルム状基材としてのリボン用基材フィルム４１上に金属箔としての第３金属箔４２が貼り合わされている。第４金属リボン５０は、絶縁性を有するフィルム条基材としてのリボン用基材フィルム５１上に金属箔としての第４金属箔５２が貼り合わされている。

リボン用基材フィルム４１、５１としては、ポリエステル、ポリプロピレン、セロハン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、フッ素樹脂、アイオノマー等の高分子から成るフィルム、又はこれらを複合した複合フィルムである。特に好ましいのは、二軸配向ポリエステルフィルムである。

また、第３、４金属箔４２、５２としては、アルミニウム（Ａｌ）箔、銅（Ｃｕ）、箔、銀（Ａｇ）箔等の導電性の金属箔を用いることができ、第３金属箔４２と第４金属箔５２とは、同じ材料であることが生産性、通信特性の観点から好ましく、更に、経済性、汎用性、信頼性の観点から、アルミニウム箔を用いるのが好ましい。なお、例えば、アルミニウム箔とは、純アルミニウム箔に限定されるものではなく、主成分がアルミニウムから成るアルミニウム合金箔も含む。

図５に示すように、アンテナ製造装置３ｂは、アンテナ基材フィルム１１を第３、４金属リボン４０、５０と同方向に搬送させる基材搬送手段としての搬送部３１０と、アンテナ基材フィルム１１の表面上に第３コイルパターン１３を形成するための表面パターン形成部３４０と、アンテナ基材フィルム１１の裏面側に第４コイルパターン１４を形成するための裏面パターン形成部３５０と、図示しない後処理部と、短絡処理部と、後述する供給リール３４１、３５１、巻取リール３４６、３５６と搬送部３１０との駆動タイミングをアンテナ基材フィルム１１にコイルパターン１３、１４を形成すべく制御する制御手段としての制御部とから構成されている。

搬送部３１０は、実施の形態１と同様の構成であるため、実施の形態１と同一部位に同同一番号を示し、説明は省略する。

表面パターン形成部３４０は、第３金属リボン４０をその長手方向に搬送させるリボン搬送手段としての供給リール３４１、巻取リール３４６と、熱転写手段としての押圧ローラ３４２、ニップローラ３４３、加熱ヒータ３４４、剥離ローラ３４５などから構成される。
第３金属リボン４０は、供給リール３４１から搬送路３１４へ送り出される。押圧ローラ３４２は、アンテナ基材フィルム１１と第３金属リボン４０とが接触を開始する位置に設けられており、アンテナ基材フィルム１１の表面に第３金属リボン４０の第３金属箔４２面が添接されるよう設けられている（図６（ｄ））。

ニップローラ３４３と加熱ヒータ３４４とによって、第３金属リボン４０のリボン用基材フィルム４１側（第３金属箔４２が貼合されていない側）から、図示しない制御部からの駆動信号とパターン情報とに基づいて加熱ヒータ３４４により加熱される。第３金属箔４２が加熱されると、パターン情報に基づいたコイルパターンとしてアンテナ基材フィルム１１の表面上に第３金属箔４２が熱転写される。

第３金属リボン４０は、熱転写されなかった第３金属箔４２と共に剥離ローラ３４５によってアンテナ基材フィルム１１から剥離され（図６（ｅ））、巻取リール３４６へ搬送される。

表面上に第３金属箔４２の第３コイルパターン１３が熱転写されたアンテナ基材フィルム１１は（図６（ｆ））、ガイドローラ３１３によって裏面パターン形成部３５０へ搬送される。

裏面パターン形成部３５０は、第４金属リボン５０をその長手方向に搬送させるリボン搬送手段としての供給リール３５１、巻取リール３５６と、熱転写手段としての押圧ローラ３５２、ニップローラ３５３、加熱ヒータ３５４、剥離ローラ３５５となどから構成される。
第４金属リボン５０は、供給リール３５１から搬送路３１４へ送り出される。押圧ローラ３５２は、表面上に第３コイルパターン１３が形成されたアンテナ基材フィルム１１と第４金属リボン５０とが接触を開始する位置に設けられており、アンテナ基材フィルム１１の裏面に第４金属リボン５０の第４金属箔５２面が添接されるよう設けられている（図６（ｇ））。

ニップローラ３５３と加熱ヒータ３５４とによって、第４金属リボン５０のリボン用基材フィルム５１側（第４金属箔５２が貼合されていない側）から、図示しない制御部からの駆動信号とパターン情報とに基づいて加熱ヒータ３５４により第４金属箔５２が加熱される。第４金属箔５２が加熱されると、パターン情報に基づいたコイルパターンとしてアンテナ基材フィルム１１の裏面上に第４金属箔５２が熱転写される。

第４金属リボン５０は、熱転写されなかった第４金属箔５２と共に剥離ローラ３５５によってアンテナ基材フィルム１１から剥離され（図６（ｈ））、巻取リール３５６へ搬送される。

裏面上に第４金属箔５２の第４コイルパターン１４が熱転写されたアンテナ基材フィルム１１は（図６（ｉ））、ガイドローラ３１３によって後処理部へ搬送される。

後処理部は、第３、４コイルパターン１３、１４の一部に絶縁シートとを貼付させる等の絶縁処理を施した横断部１６を形成し、金属箔による熱転写を行って、横断部１６上に横断パターン線を形成する。

後処理部で横断部１６上に横断パターンが形成されたアンテナ基材フィルム１１は、短絡処理部へ搬送される。

短絡処理部は、短絡部１５ａ、１５ｂに部分展延処理を施す。部分展延とは、表裏の金属箔の一部を延ばし、金属箔の一部同士を物理的に接触させる加工をいう。例えば、アンテナコイル１ｂの短絡部１５ａ、１５ｂを引っ張りながら穴を開けることにより、表裏の金属箔の一部とアンテナ基材フィルム１１との一部が破壊され、表裏の金属箔同士が物理的に接触可能となり、電気的導通を得ることができる。
図７（ａ）に部分展延処理された短絡部１５ａ、１５ｂの部分断面図例を示す。

また、短絡処理部の他の例として、アンテナ基材フィルム１１の短絡部１５ａ、１５ｂに穴を開けて、穴の内側にメッキ又は導電性のインクのスクリーン印刷６０等で表裏の金属箔を電気的に導通させるスルーホール処理（図７（ｂ））を採用してもよく、表裏の金属箔を物理的に接触させ電気的導通を得ることができれば、この限りなくてもよい。
図７（ｂ）にスルーホール処理された短絡部１５ａ、１５ｂの部分断面図例を示す。

本実施の形態２によれば、アンテナ基材フィルム１１表面と裏面とに、それぞれ第３金属箔４２と４金属箔５２とから成る第３コイルパターン１３と第４コイルパターン１４とが形成され、短絡部１５ａ、１５ｂで電気的に導通される。このことにより、通信特性を低下させずにコイルパターンの形成面積を縮小することができ、アンテナコイルの収容領域を縮小することができるため、ＲＦＩＤカード又はＲＦＩＤタグ等のスペースを有効活用することができる。

なお、本実施の形態１、２を組み合わせてアンテナコイルを製造することも可能である。例えば、アンテナ基材フィルムの一方の面（表面）上に同一位置に複数積層された同一形状のコイルパターンを熱転写により形成し、他方の面（裏面）上に同一位置に複数積層された同一形状のコイルパターンを熱転写により形成し、表面と裏面との金属箔から成るコイルパターンの一部が短絡処理されることによりアンテナコイルを製造することができ、同様の効果を得ることができる。

〔アンテナコイルの製造〕
図１に示すアンテナコイル１ａのコイルパターン１２を図２に示すアンテナ製造装置３ａを用いて製造した。

アンテナコイル１ａとして、アンテナ基材フィルム１１として厚さが３５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の表面上に、厚さが０．１μｍの銅箔から成るコイルパターン１２をアンテナ抵抗率１．５×１０―⁵Ωｃｍで回路長が１０００ｍｍとなる試料１から１０を製造した。

上記条件で製造された試料１から１０は、アンテナコイル１ａのコイルパターン１２の幅ｗと隣接するコイルパターン１２線の間隔ｄとにおいて、間隔ｄを一定に保ち幅ｗを変化させた試料（試料１から５）と、幅ｗを一定（即ち、抵抗値が一定。）に保ち間隔ｄを変化させた試料（試料６から１０）である。試料１から１０の抵抗値の測定と、コイルパターン１２の形状サイズ及び短絡の有無を検証した。

〔評価〕
抵抗値が大きい場合、電流が微弱となり通信特性が低下する。そのため、抵抗値の評価として、抵抗値が１０００Ω以下であるものを通信特性が良いとして「良」と示し、抵抗値が１０００Ωより大きいものを通信特性が悪いとして「不良」と示す。
また、通信特性が良くとも、ＲＦＩＤカード又はＲＦＩＤタグ等に収容可能なコイルパターン１２のサイズにしなくてはならず、また、コイルパターン１２の短絡が生じるおそれがあるため、総合評価を行う際に評価材料に含める。
総合評価として、ＲＦＩＤカード又はＲＦＩＤタグのアンテナコイルとして特性上問題が生じないものを「適」とし、問題が乗じるものを「不適」と示す。

以上の結果を表１に示す。

試料１から試料５によると、幅ｗの値が大きくなるに従って抵抗値が小さくなる。試料１は、抵抗値が１５００Ωであり、抵抗値が大きく通信特性が悪いため、アンテナコイルとしての特性上問題あり、即ち「不適」と評価する。
試料２から４は、抵抗値が１０００Ω以下であり、幅ｗと間隔ｄによってコイルパターン１２の形状サイズ規制や熱転写時でのコイルパターンの短絡の影響を受けないと判断し、アンテナコイルとしての特性上の問題はない、即ち「適」と評価する。
試料５は、抵抗値が１０００Ω以下であり通信特性は良いが、幅ｗが大きいため、コイルパターン１２のサイズが大きくなってしまう。伝送距離や通信方式等によって予め定められている周波数を得るためには、ＲＦＩＤカード又はＲＦＩＤタグ上に設けられたアンテナコイルの収容領域内に収めることが難しいため、アンテナコイルとしての特性上問題あり、即ち「不適」と評価する。

試料６から試料１０によると、幅ｗが一定であるため、抵抗値は一定値となる。
試料６は、抵抗値が１０００Ω以下であり通信特性は良いが、間隔ｄが狭いため、金属箔を融解してアンテナ基材フィルム１１に熱転写する際、又は、熱転写されなかった金属箔がアンテナ基材フィムル１１から剥離される際に、アンテナ基材フィルム１１に形成されたコイルパターン１２の一部が短絡してしまうおそれがあるため、アンテナコイルとしての特性上問題あり、即ち「不適」と評価する。
試料７から９は、抵抗値が１０００Ω以下であり、幅ｗと間隔ｄによってコイルパターン１２の形状サイズ規制や熱転写時でのコイルパターンの短絡の影響を受けないと判断し、アンテナコイルとしての特性上の問題はない、即ち「適」と評価する。
試料１０は、抵抗値が１０００Ω以下であり通信特性は良いが、幅ｗ及び間隔ｄ共に大きいため、コイルパターン１２のサイズが大きくなってしまう。伝送距離や通信方式等によって予め定められている周波数を得るためには、ＲＦＩＤカード又はＲＦＩＤタグ上に設けられたアンテナコイルの収容領域内に収めることが難しいため、アンテナコイルとしての特性上問題あり、即ち「不適」と評価する。

〔結果〕
本発明の試料２から４及び試料７から９は、コイルパターン１２の幅ｗが１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、かつ、コイルパターンの幅ｗ／コイルパターンの間隔ｄとの関係が、２．０以上４．０以下であるとき、最適な抵抗値及び通信特性を有し、ＲＦＩＤカード又はＲＦＩＤタグ上のアンテナコイルの収容領域に収容可能なアンテナコイルを得ることができた。

なお、本実施例のコイルパターン１２に用いられた金属箔として銅箔の場合を示したが、アルミニウム箔や銀箔等の金属箔でも同様の効果を得られる。

［実施の形態３］
実施の形態３は、実施の形態１又は２で説明したコイルをＲＦＩＤカードに適用した例を開示する。
図８にＲＦＩＤカードの断面図を示す。
このＲＦＩＤカードは、図８に示すように、一対のカード基材７２ａ、７２ｂ間に着剤７１ａ、７１ｂを介してインレット１０が挟み込まれ、サンドイッチ構造状に形成されている。

カード基材７２ａ、７２ｂとしては、実施の形態１及び実施の形態２で説明したアンテナ基材フィルム１１と、リボン用基材フィルム２１、３１、４１、５１と同様の材料を用いることができる。

接着剤７１ａ、７１ｂとしては、ホットメルト（ＥＶＡ（エチレンビニルアセテートコポリマー）系、オレフィン系、ＴＰＲ（熱可塑性エラストマー）系、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリエステル系、変性ゴム系等）、熱接着テープ（合成ゴム系、アクリル系、フェノール系等）、液状接着剤（１液型接着剤、２液混合型接着剤等）を用いることができる。

インレット１０は、実施の形態１又は２で説明したアンテナコイル１ａ又は１ｂを含み、アンテナ基材フィルム１１と、アンテナ基材フィルム１１上のマウントされた回路パターン１２又は第３、４回路パターン１３、１４及びＩＣチップ２からなる。
このように、本発明に係るコイルを用いてＲＦＩＤカードを製造することができる。

なお、インレット１０を実施の形態１又は２のアンテナコイル１ａ又は１ｂにおいて説明したが、実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせて形成されたコイルでも良い。

［実施の形態４］
実施の形態４は、実施の形態１又は２で説明したコイルをＲＦＩＤタグに適用した例を開示する。
図９にＲＦＩＤタグの断面図を示す。
このＲＦＩＤタグは、図９に示すように、セパレータ７４上に感圧タイプの接着剤７１ｄによりタグ基材７３がマウントされ、更にその上に接着剤７１ｃによりインレット１０がマウントされ、そのインレット１０を保護膜７５で覆った構造を有している。

接着剤７１ｃとしては、実施の形態３に記載の接着剤７１ａ、７１ｂと同様の材料を用いることができ、感圧タイプの接着剤７１ｄとしては、ゴム系接着剤、アクリル系接着剤、シリコン系接着剤を用いることができる。

タグ基材７３としては、プラスチックシート（実施の形態１及び実施の形態２に記載のアンテナ基材フィルム１１とリボン用基材フィルム２１、３１、４１、５１と同様の材料、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）からなる）、紙（上質紙、普通紙、再生紙、コート紙など）、又はプラスチックシートに紙をラミネートした積層材料を用いることができる。

セパレータ７４としては、紙又はプラスチックシート等を用いることができ、保護縛７５としては、無色有色拘わらずインレットをキズや汚れ等から保護することができる紙又はプラスチックシート等を用いることができる。

インレット１０は、実施の形態１又は２で説明したアンテナコイル１ａ又は１ｂを含み、アンテナ基材フィルム１１と、アンテナ基材フィルム１１上のマウントされた回路パターン１２又は第３、４回路パターン１３、１４及びＩＣチップ２からなる。
このように、本発明に係るコイルを用いてＲＦＩＤタグを製造することができる。

なお、インレット１０を実施の形態１又は２のアンテナコイル１ａ又は１ｂにおいて説明したが、実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせて形成されたコイルでも良い。

本実施の形態１におけるアンテナコイル１ａの平面図である。 本実施の形態１のアンテナコイルを製造するアンテナ製造装置３ａの概略構成図である。 アンテナコイルの製造過程の図１に示すＡ−Ａ′線の方向から見た部分断面図である。 本実施の形態２におけるアンテナコイル１ｂの平面図である。 本実施の形態２のアンテナコイルを製造するアンテナ製造装置３ｂの概略構成図である。 アンテナコイルの製造過程の図４に示すＡ−Ａ′線の方向から見た部分断面図である。 短絡部１５ａ、１５ｂの部分断面図である。 ＲＦＩＤカードの断面図である。 ＲＦＩＤタグの断面図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ アンテナコイル
２ ＩＣチップ
３ａ、３ｂ アンテナ製造装置
１０ インレット
１１ アンテナ基材フィルム
１２ コイルパターン
１３ 第３コイルパターン
１４ 第４コイルパターン
１５ａ、１５ｂ 短絡部
１６ 横断部
２０ 第１金属リボン
２１、３１、４１、５１ リボン用基材フィルム
２２ 第１金属箔
３０ 第２金属リボン
３２ 第２金属箔
４０ 第３金属リボン
４２ 第３金属箔
５０ 第４金属リボン
５２ 第４金属箔
６０ メッキ又は導電性のインクのスクリーン印刷部
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ 接着剤
７２ａ、７２ｂ カード基材
７３ タグ基材
７４ セパレータ
７５ 保護膜
３１０ 搬送部
３１１、３２１、３３１、３４１、３５１ 供給リール
３１２ 張設ローラ
３１３ ガイドローラ
３１４、３２６、３３６、３４６、３５６ 巻取リール
３１５ 搬送路
３２０ 第１パターン形成部
３２２、３３２、３４２、３５２ 押圧ローラ
３２３、３３３、３４３、３５３ ニップローラ
３２４、３３４、３４４、３５４ 加熱ヒータ
３２５、３３５、３４５、３５５ 剥離ローラ
３３０ 第２パターン形成部
３４０ 表面パターン形成部
３５０ 裏面パターン形成部
ｄ 間隔
ｗ 線幅

Claims (16)

1. シート状絶縁性基材に金属箔からなるコイルパターンが熱転写されていること、
   を特徴とするコイル。
2. 請求項１に記載のコイルにおいて、
   前記コイルパターンは、前記シート状絶縁基材の両面に形成されていること、
   を特徴とするコイル。
3. 請求項１又は２に記載のコイルにおいて、
   前記コイルパターンは、複数の金属箔を積層してなる積層構造を有すること、
   を特徴とするコイル。
4. 請求項１又は２に記載のコイルにおいて、
   前記コイルパターンは、複数の異種金属箔を積層してなる積層構造を有すること、
   を特徴とするコイル。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のコイルにおいて、
   前記コイルパターンは渦巻状に形成されており、その線幅ｗ[ｍｍ]と、互いに隣接するコイルパターンの相互の間隔ｄ[ｍｍ]とは、
   １．５≦ｄ≦３．０、かつ、２≦ｗ／ｄ≦４
   の関係を有すること、
   を特徴とするコイル。
6. シート状絶縁性基材上に、ＩＣチップ及び請求項１から５のいずれか一項に記載のコイルを有することを特徴とするインレット。
7. シート状絶縁性基材に金属箔からなるコイルパターンを熱転写すること、
   を特徴とするコイルの製造方法。
8. 請求項７に記載のコイルの製造方法において、
   前記コイルパターンを前記シート状絶縁基材の両面に形成すること、
   を特徴とするコイルの製造方法。
9. 請求項７又は８に記載のコイルの製造方法において、
   前記コイルパターンを複数の金属箔を積層することにより形成すること、
   を特徴とするコイルの製造方法。
10. 請求項７又は８に記載のコイルの製造方法において、
    前記コイルパターンを複数の異種金属箔を積層することにより形成すること、
    を特徴とするコイルの製造方法。
11. 請求項７から１０のいずれか一項に記載のコイルの製造方法において、
    前記コイルパターンを渦巻状に形成し、その線幅ｗ[ｍｍ]と、互いに隣接するコイルパターンの相互の間隔ｄ[ｍｍ]とを、
    １．５≦ｄ≦３．０、かつ、２≦ｗ／ｄ≦４
    の関係とすること、
    を特徴とするコイルの製造方法。
12. シート状絶縁性基材に金属箔からなるコイルパターンが形成されるコイルの製造装置において、
    フィルム状基材に金属箔が貼られてなる金属リボンと、
    前記シート状絶縁性基材に前記金属リボンの前記金属箔側を添接させた状態で、前記フィルム状基材の側から前記金属箔を加熱して前記金属箔を前記シート状絶縁性基材に転写する熱転写手段と、
    前記シート状絶縁性基材に前記コイルパターンを形成すべく前記熱転写手段を制御する制御手段と、
    を備えたこと、
    を特徴とするコイルの製造装置。
13. シート状絶縁性基材に金属箔からなるコイルパターンが形成されるコイルの製造装置において、
    連続する長尺のフィルム状基材に金属箔が貼られてなる金属リボンと、
    前記金属リボンをその長手方向に搬送させるリボン搬送手段と、
    前記シート状絶縁性基材を前記金属リボンと同方向に搬送させる基材搬送手段と、
    前記シート状絶縁性基材に前記金属リボンの前記金属箔側を添接させた状態で、前記フィルム状基材側から前記金属箔を加熱して前記金属箔を前記シート状絶縁性基材に転写する熱転写手段と、
    前記リボン搬送手段、前記基材搬送手段の搬送タイミング及び前記熱転写手段の駆動タイミングを、前記シート状絶縁性基材に前記コイルパターンを形成すべく制御する制御手段と、
    を備えたこと、
    を特徴とするコイルの製造装置。
14. 請求項１３に記載のコイルの製造装置において、
    前記リボン搬送手段と前記熱転写手段とが、前記シート状絶縁基材の搬送経路上の一方の面側と、他方の面側とにそれぞれ設けられていること、
    を特徴とするコイルの製造装置。
15. 請求項１３又は１４に記載のコイルの製造装置において、
    前記リボン搬送手段と前記熱転写手段とが、前記シート状絶縁基材の搬送経路上に複数設けられていること、
    を特徴とするコイルの製造装置。
16. 請求項１２から１５のいずれか一項に記載のコイルの製造装置において、
    前記制御手段は、
    前記コイルパターンの形状が渦巻状であり、その線幅ｗ[ｍｍ]と、互いに隣接するコイルパターンの相互の間隔ｄ[ｍｍ]とが、
    １．５≦ｄ≦３．０、かつ、２≦ｗ／ｄ≦４
    の関係を有するパターン情報を算出し、前記熱転写手段に出力すること、
    を特徴とするコイルの製造装置。

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