JP2006244273A - Ｉｃカード用アンテナコイルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 設備コストを抑え且つ、生産歩留まりを向上させたＩＣカードのアンテナコイル製造方法を得る。
【解決手段】 断熱材料が配置された加圧治具２に、ガイドピンが配置され、前記ガイドピンにマグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けて、前記加圧治具を、ＩＣカードの基板となる樹脂フィルム８に押し付けした状態で通電発熱させ、前記樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法において、前記断熱材料は、前記アンテナコイルと接触する全面、または一部の面にコーティングされている、または、前記加圧治具の先端部分を、断熱材料が構成しているＩＣカード用アンテナコイルの製造方法とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＩＣカードの製造方法に関し、特にマグネットワイヤーを通電発熱させて、樹脂フィルムに埋め込むＩＣカード用アンテナコイルの製造方法に関する。

従来のマグネットワイヤーへの通電を用いたアンテナコイルの形成法は、マグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けた治具を樹脂フィルムに押し付けした状態で通電発熱させ、樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成する手順がとられる。

例えば、特許文献１に開示されているものが知られている。このアンテナコイルの形成方法を、図を参照して説明する。図２は、従来のＩＣカード用アンテナコイルの製造方法の説明図である。図２（ａ）は、加圧治具周辺の正面図であり、図２（ｂ）は、加圧治具の底面図であり、図２（ｃ）は、ＩＣカード用ベースプレートの正面図である。ここで、治具プレート９１はガイドピン４ａ〜４ｎを有しており、治具プレート９１内に面方向と垂直に駆動する機構を成している。

治具プレート９１にはマグネットワイヤー３を誘導するためのガイドピン４ａ〜４ｎがプレートに垂直に配置され、バネによってコイル形成側に付勢されている。この状態でマグネットワイヤー３は、ガイドピン４ａ〜４ｎに従いアンテナコイルパターン状に巻き付けられ、張力制御装置５によって適度な張力を受けアンテナコイルパターンを保持する。また治具プレート９１と並列に通電プローブ７を積層した通電チャックが配置され、治具プレート９１と通電プローブ７は、それぞれガイドブッシュを有しガイドポストと協働して垂直に駆動する。ＩＣカード用ベースプレート６上には樹脂フィルム８を配置する。

図３は、従来のＩＣカード用アンテナコイルの製造方法おいて、コイルを通電発熱させ樹脂フィルムに埋め込みを行っている状態を示す説明図である。また、図３（ａ）は、加圧治具周辺の正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の一部の拡大図である。図３に示すように、治具プレート９１と通電プローブ７がＩＣカード用ベースプレート６に押し付けられている。治具プレート９１に形成されたコイル部分が樹脂フィルムに押し付けられ、通電プローブ７の先端がコイル両端部に食い込み、コイル芯部と導通をとる（図３の拡大図）。十分な導通が得られた後、コイルを通電発熱させ、治具プレート９１上のコイルパターンを樹脂フィルム８に埋め込み固定する。以上の工程によりアンテナコイルを形成することができる。

特開２００３−１０８９６５号公報

樹脂フィルムへのアンテナコイル埋め込みを均一に行うためには、アンテナコイル全体の発熱温度が樹脂フィルムの軟化温度を超えている必要がある。しかし、コイル通電の発熱時の温度分布は、コイルに接触する部材の熱伝導率や接触圧力等の周辺条件によって偏りが生じるため、低温に偏るエリアでも十分な温度に達するように電流値を上げて与える必要がある。

この手法によると、必要な電流が大きくなるので、大容量の電源を用意しなければならず、設備費が大きくなる。また、放熱し難く高温に偏るエリアでは線材の劣化を引き起こす。特に、被覆が薄い細線にてアンテナコイルを形成しようとした場合、アンテナが交差する部分（以下、アンテナクロス部と記載する）では線材がショートを起こしてしまうなど、歩留まり低下の原因となる。

本発明の目的は、設備コストを抑え、且つ、生産歩留まりを向上させたＩＣカード用アンテナコイルの製造方法を提供することである。

本発明は、アンテナコイルを通電発熱させ樹脂フィルムに埋め込み固定するアンテナコイルの製造方法において、アンテナ形成治具に断熱要素を付加することで、低電流でのアンテナ形成を可能とし、また冷却要素を付加することでアンテナクロス部のショートを防ぐことにより、上記の問題を解決するものである。

即ち、マグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けた治具を樹脂フィルムに押し付けした状態で通電発熱させ、樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法において、アンテナコイルと接触する全面、または一部の面に断熱材がコーティングされている、または断熱材料で構成されている治具を用いることで、アンテナコイルから治具への熱伝導を遮断でき、アンテナ埋め込みに必要な発熱を得るための電流を小さく抑えることができる。

また、マグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けた治具を樹脂フィルムに押し付けた状態で通電発熱させ、樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法において、アンテナコイルと接触する全面、または一部の面に高熱伝導性材のコーティングが施されている、または高熱伝導性材料で構成されている、または冷却機構が設けられている治具を用いることで、発熱の影響を防ぎたい部分や、アンテナクロス部のような放熱し難い部分を保護することができる。

また、上記治具のそれぞれの構成、または複合した構成を有する治具において、治具のアンテナコイルと接触する全面、または一部の面に略アンテナコイル形状の溝を有した治具を用いることで、アンテナコイルと治具との断熱や吸熱の効果を高めることができる。

即ち、本発明は、断熱材料が配置された加圧治具にガイドピンが配置され、前記ガイドピンにマグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けて、前記加圧治具をＩＣカードの基板となる樹脂フィルムに押し付けした状態でマグネットワイヤーを通電発熱させ、前記樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法であって、前記断熱材料は、前記加圧治具の前記樹脂フィルムと対向する面の表面にコーティングされるか、あるいは加圧治具のブロックを構成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法である。

また、本発明は、高熱伝導性材料が配置された加圧治具にガイドピンが配置され、前記ガイドピンにマグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けて、前記加圧治具をＩＣカードの基板となる樹脂フィルムに押し付けした状態でマグネットワイヤーを通電発熱させ、前記樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法であって、前記高熱伝導性材料は、前記加圧治具の前記樹脂フィルムと対向する面の表面にコーティングされるか、あるいは加圧治具のブロックを構成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法である。

また、本発明は、断熱材料、および高熱伝導性材料が配置された加圧治具にガイドピンが配置され、前記ガイドピンにマグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けて、前記加圧治具を、ＩＣカードの基板となる樹脂フィルムに押し付けた状態でマグネットワイヤーを通電発熱させ、前記樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法であって、前記断熱材料、および前記高熱伝導性材料は、前記圧治具の前記樹脂フィルムと対向する面の表面にコーティングされるか、あるいは加圧治具のブロックを構成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法である。

また、本発明は、前記加圧治具は、任意の位置に冷却機構が設けられたＩＣカード用アンテナコイルの製造方法である。

また、本発明は、前記加圧治具は、前記アンテナコイルと接触する全面、または一部の面に、前記アンテナコイル形状に沿った溝が形成されたＩＣカード用アンテナコイルの製造方法である。

本発明により、アンテナコイルを通電発熱させ樹脂フィルムに埋め込み固定するアンテナコイルの製造方法において、アンテナ形成治具に断熱要素を付加することで、低電流でのアンテナ形成を可能とし、また冷却要素を付加することでアンテナクロス部をショートから保護することが可能となる。また、本発明の製造方法を適用可能な線材の径の選択が大幅に広がる。したがって、生産コストを抑え、且つ、生産歩留まりを向上させたＩＣカード用アンテナコイルの製造方法を提供できる。

即ち、設備コストを抑え、かつ生産歩留まりを向上させたＩＣカード用アンテナコイルの製造方法を提供できる。

本発明の実施の形態によるＩＣカード用アンテナコイルの製造方法について、以下説明する。本発明のＩＣカード用アンテナコイルの製造方法は、断熱材料が配置された加圧治具にガイドピンが配置され、前記ガイドピンにマグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けて、前記加圧治具をＩＣカードの基板となる樹脂フィルムに押し付けた状態で通電発熱させ、前記樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法である。ここで、前記断熱材料は、前記加圧治具の前記樹脂フィルムと接触する全面、または任意の面にコーティングされているか、あるいは、前記加圧治具自体を構成している。

また、本発明のＩＣカード用アンテナコイルの製造方法は、高熱伝導性材料が配置された加圧治具にガイドピンが配置され、前記ガイドピンにマグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けて、前記加圧治具をＩＣカードの基板となる樹脂フィルムに押し付けした状態でマグネットワイヤーに通電発熱させ、前記樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法である。ここで、前記高熱伝導性材料は、前記加圧治具の前記樹脂フィルムと接触する全面、または任意の面にコーティングが施されているか、あるいは前記加圧治具自体を構成している。

更に、本発明のＩＣカード用アンテナコイルの製造方法は、断熱材料、および高熱伝導性材料が配置された加圧治具にガイドピンが配置され、前記ガイドピンにマグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けて、前記加圧治具を、ＩＣカードの基板となる樹脂フィルムに押し付けした状態でマグネットワイヤーに通電発熱させ、前記樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法である。ここで、前記断熱材料、および前記高熱伝導性材料は、前記加圧治具の前記樹脂フィルムと接触する全面または任意の面にコーティングされているか、あるいは前記加圧治具自体を構成している。ここで、前記断熱材料としては、例えば、ポリイミド、アルミナ、ジルコニア等を用いれば良い。また、前記高熱伝導材料としては、例えば、真鍮、アルミ等を用いれば良い。

ここで、前記の各々のＩＣカード用アンテナコイルの製造方法において、前記加圧治具は、任意の位置に冷却機構が設けられている。

前記冷却機構は、主としてアンテナクロス部を含む領域に配置させて、アンテナクロス部の発熱を抑えることが目的である。そのため、一つの例は、アンテナクロス部に密着される領域であって、断熱材製治具プレートでの断熱材を一部除去して、真鍮等の金属を露出させる方法、二つめの例は、前記断熱材製治具プレートの内部に空洞を形成して、ペルチェ素子などを前記空洞に配置して冷却する等の方法がある。

また、本発明のＩＣカード用アンテナコイルの製造方法で使用される加圧治具は、前記加圧治具と前記アンテナコイルとが接触する全面、または任意の面に、略アンテナコイル形状の溝が形成されている。前記アンテナコイルは、加圧治具に配置されたピンの位置に従って形成される。ここで、前記ピンはバネによって保持されていて、加圧時に加圧治具内部に移動し、さらに、アンテナコイルが前記アンテナコイル形状の溝の収まり、安定してアンテナコイルが形成される。このように、アンテナコイルが溝におさまることにより、冷却効果、あるいは保温効果が増加する。

図１は、本発明によるＩＣカード用アンテナコイルの製造方法の説明図である。また、図１（ａ）は、加圧治具周辺の正面図であり、図１（ｂ）は、加圧治具の底面図であり、図１（ｃ）は、ＩＣカード用ベースプレートの側面図である。

従来方法の治具プレート９１（図２）が断熱材製治具プレート９に変更されており、断熱材製治具プレート９は、材質にポリイミドを使用しており、断熱材製治具プレート９にはアンテナクロス部と接触する部分に高熱伝導性材製ブロック１０が嵌めこまれている。この高熱伝導性材製ブロック１０には、材質に真鍮を使用しており、アンテナクロス部にフィットする溝加工が施されている。以降の製造工程は、従来工程（図２）と同様となる。アンテナコイルを樹脂フィルムに押し付け、通電プローブ７とコイル芯部とが十分な導通が得られた後、コイルを通電発熱させコイルパターンを樹脂フィルム８に埋め込み固定する。

断熱材製治具プレート９に断熱材料を用いることで、アンテナコイルの熱分布のバラツキが小さくなり、埋め込みに必要な電流が、従来と比べ低く抑えられる。また、高熱伝導性材製ブロック１０により、アンテナクロス部の発熱も抑えられ、ショートを防止できる。その結果、従来方法では適用が困難であった細線のアンテナコイル形成も可能となる。

表１に、線径φ６０μｍ材の耐圧試験結果を示す。本発明の治具を用いた場合、通電前の耐圧値を維持しつつ、アンテナの埋め込みが可能となる。一方、断熱要素の無い従来治具を用いた場合、電流値として５Ａを与えなければアンテナ埋め込みを行えず。また、アンテナクロス部のショートを起こしてしまうことが分かる。ここで、治具プレートの材質はステンレスを用いている。

表１より、本発明のＩＣカード用アンテナコイルの製造方法による断熱材製治具プレート９を使用することによって、安定してアンテナコイルを形成できることがわかる。

図１において、加圧治具２にてアンテナクロス部は、高熱伝導性材製ブロック１０が露出しており、アンテナクロス部で発熱する熱を、効率良く逃がすことができる。

本発明によるＩＣカード用アンテナコイルの製造方法の説明図。図１（ａ）は、加圧治具周辺の正面図、図１（ｂ）は、加圧治具の底面図、図１（ｃ）は、ＩＣカード用ベースプレートの側面図。 従来のＩＣカード用アンテナコイルの製造方法の説明図。図２（ａ）は、加圧治具周辺の正面図、図２（ｂ）は、加圧治具の底面図、図２（ｃ）は、ＩＣカード用ベースプレートの側面図。 従来のＩＣカード用ンテナコイルの製造方法おいて、コイルを通電発熱させ樹脂フィルムに埋め込みを行っている状態を示す説明図。図３（ａ）は、加圧治具周辺の正面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の一部の拡大図。

符号の説明

１，１１ 加圧治具
２，２１ 加圧ユニット
３ マグネットワイヤー
４ａ,４ｂ,４ｃ,４ｄ,４ｅ,４ｆ,４ｇ,４ｈ,４ｉ,４ｊ,４ｋ,４ｌ,４ｍ,４ｎ ガイドピン
５ 張力制御装置
６ ベースプレート
７ 通電プローブ
８ 樹脂フィルム
９ 断熱材製治具プレート
１０ 高熱伝導性ブロック
９１ 治具プレート

Claims (5)

1. 断熱材料が配置された加圧治具にガイドピンが配置され、前記ガイドピンにマグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けて、前記加圧治具をＩＣカードの基板となる樹脂フィルムに押し付けした状態で前記マグネットワイヤーを通電発熱させ、前記樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法であって、前記断熱材料は、前記加圧治具の前記樹脂フィルムと対向する面の表面にコーティングされるか、あるいは加圧治具のブロックを構成することを特徴とするＩＣカード用アンテナコイルの製造方法。
2. 高熱伝導性材料が配置された加圧治具にガイドピンが配置され、前記ガイドピンにマグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けて、前記加圧治具を、ＩＣカードの基板となる樹脂フィルムに押し付けした状態で前記マグネットワイヤーを通電発熱させ、前記樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法であって、前記高熱伝導性材料は、前記加圧治具の前記樹脂フィルムと対向する面の表面にコーティングされるか、あるいは加圧治具のブロックを構成することを特徴とするＩＣカード用アンテナコイルの製造方法。
3. 断熱材料、および高熱伝導性材料が配置された加圧治具に、ガイドピンが配置され、前記ガイドピンにマグネットワイヤーをアンテナコイル状に巻き付けて、前記加圧治具を、ＩＣカードの基板となる樹脂フィルムに押し付けした状態で前記マグネットワイヤーを通電発熱させ、前記樹脂フィルムにアンテナコイルを埋込形成するＩＣカード用アンテナコイルの製造方法であって、前記断熱材料、および前記高熱伝導性材料は、前記加圧治具の前記樹脂フィルムと対向する面の表面にコーティングされるか、あるいは加圧治具のブロックを構成することを特徴とするＩＣカード用アンテナコイルの製造方法。
4. 前記加圧治具は、任意の位置に冷却機構が設けられたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＩＣカード用アンテナコイルの製造方法。
5. 前記加圧治具は、前記アンテナコイルと接触する全面、または一部の面に、前記アンテナコイル形状に沿った溝が形成されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＩＣカード用アンテナコイルの製造方法。

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