JP2007041908A - Non-contact type data carrier inlet, non-contact type data carrier inlet roll and non-contact type data carrier, and manufacturing method of them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触式データキャリアに係り、その構成部品となる非接触式データキャリアインレット、非接触式データキャリアインレットロール、及び該非接触式データキャリア、並びにこれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a non-contact type data carrier, and relates to a non-contact type data carrier inlet, a non-contact type data carrier inlet roll, a non-contact type data carrier, and a manufacturing method thereof.
交流磁界の場に金属などの導電体があると、その導電体内部に渦電流が発生し、この渦電流が交流磁界をキャンセルする方向の反磁界となる。このため、電磁誘導方式を採用する非接触式データキャリアは、渦電流の生じ得る使用環境では、リーダライタに対して応答できなくなる場合がある。 If there is a conductor such as a metal in the field of the AC magnetic field, an eddy current is generated inside the conductor, and this eddy current becomes a demagnetizing field in a direction to cancel the AC magnetic field. For this reason, the non-contact type data carrier employing the electromagnetic induction method may not be able to respond to the reader / writer in an environment where eddy currents may be generated.
そこで、金属などの導電体を電磁波が通過しないようにするために、導電体と非接触式データキャリア側のアンテナコイルとの間にフェライトなどの透磁率の高い磁性体を配置することで、渦電流の発生を防止する技術が提案されている。(例えば、特許文献1参照)。
ところで、このような対策を講じた金属対応型の非接触式データキャリアでは、磁性体として例えば、金属系のフレークをゴムなどの樹脂バインダーに混ぜて高粘度の組成物とし、さらにこれを広げて圧縮しシート状にしたものなどが適用される場合がある。しかしながら、このような磁性体シートは、折り曲げや引っ張りなどに対しての機械的強度が低いという課題がある。 By the way, in a metal-compatible non-contact type data carrier taking such measures, for example, as a magnetic material, metal-based flakes are mixed with a resin binder such as rubber to form a high-viscosity composition, which is further expanded. In some cases, a compressed sheet is used. However, such a magnetic sheet has a problem of low mechanical strength against bending and pulling.
つまり、非接触式データキャリアの製造コストなどを含めた生産性を考慮すると、製造工程においては、非接触式データキャリアの構成材料をロール状に巻回したものから、連続的に供給することが望ましいが、上記構成の磁性体シートの場合、ロールの形態での使用が強度の面で難しくなっている。 In other words, considering the productivity including the manufacturing cost of the non-contact type data carrier, in the manufacturing process, the constituent material of the non-contact type data carrier can be continuously supplied from the roll. Although it is desirable, in the case of the magnetic material sheet having the above configuration, use in the form of a roll is difficult in terms of strength.
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、金属対応型の非接触式データキャリアの製造部品の機械的強度を高めることで、生産性の向上を図ることができる非接触式データキャリアインレット、非接触式データキャリアインレットロール及び非接触式データキャリア、並びにこれらの製造方法の提供を目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can improve productivity by increasing the mechanical strength of a manufacturing part of a metal-compatible non-contact data carrier. It is an object of the present invention to provide a data carrier inlet, a non-contact type data carrier inlet roll, a non-contact type data carrier, and manufacturing methods thereof.
上記目的を達成するために、本発明に係る非接触式データキャリアインレットは、電気絶縁性を有する絶縁基材と、少なくとも記憶回路及び通信制御回路が搭載されたICチップと、前記絶縁基材の一方の面側に形成されているとともに前記ICチップに電気的に接続されたアンテナと、前記アンテナを挟んで前記絶縁基材と対向する側に配置され、磁性体で構成される磁性体層とこの磁性体層の少なくとも一方の面側に積層されて当該磁性体層を補強する補強層とで構成された補強磁性基材と、を具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a non-contact data carrier inlet according to the present invention includes an insulating base material having electrical insulation, an IC chip on which at least a memory circuit and a communication control circuit are mounted, and the insulating base material. An antenna formed on one surface side and electrically connected to the IC chip; and a magnetic layer made of a magnetic material, disposed on a side facing the insulating substrate with the antenna interposed therebetween, And a reinforcing magnetic base material comprising a reinforcing layer laminated on at least one surface side of the magnetic material layer to reinforce the magnetic material layer.
また、本発明に係る非接触式データキャリアインレットは、電気絶縁性を有する絶縁基材と、この絶縁基材の一方の面側に形成されたアンテナコイルと、前記絶縁基材の一方の面側にそれぞれ形成されているとともに前記アンテナコイルの一端部に一方のパターンが接続された一対のチップ実装用パターンと、前記一対のチップ実装用パターン上に実装された少なくとも記憶回路及び通信制御回路を搭載するICチップと、前記アンテナコイルの周回部分を前記絶縁基材越しに跨ぐようにしてこの絶縁基材の他方の面側に形成され、一端部が、前記アンテナコイルの他端部と層間接続され、他端部が、前記チップ実装用パターンの他方と層間接続された中継用パターンと、前記アンテナコイルを挟んで前記絶縁基材と対向する側に配置され、磁性体で構成される磁性体層とこの磁性体層の少なくとも一方の面側に積層されて当該磁性体層を補強する補強層とで構成された補強磁性基材と、を具備することを特徴とする。 The non-contact type data carrier inlet according to the present invention includes an insulating base material having electrical insulation, an antenna coil formed on one surface side of the insulating base material, and one surface side of the insulating base material. And a pair of chip mounting patterns each having one pattern connected to one end of the antenna coil, and at least a memory circuit and a communication control circuit mounted on the pair of chip mounting patterns. And the other end of the antenna coil is connected to the other end of the antenna coil so as to straddle the surrounding portion of the antenna coil across the insulating substrate. The other end portion is disposed on the side facing the insulating substrate with the antenna coil sandwiched between the other pattern of the chip mounting pattern and the interlayer connection, A reinforcing magnetic base material composed of a magnetic layer composed of a natural material and a reinforcing layer that is laminated on at least one surface side of the magnetic layer and reinforces the magnetic layer. And
さらに、本発明に係る非接触式データキャリアインレットは、電気絶縁性を有する絶縁基材と、この絶縁基材の一方の面側に形成されたアンテナコイルと、前記アンテナコイルの一端部及び他端部に一方及び他方のパターンがそれぞれ接続された状態で前記絶縁基材の一方の面側に形成され且つ前記アンテナコイルの周回部分を跨ぐ位置にそれぞれ設けられた一対のチップ実装用パターンと、前記一対のチップ実装用パターン上に実装された少なくとも記憶回路及び通信制御回路を搭載するICチップと、前記アンテナコイルを挟んで前記絶縁基材と対向する側に配置され、磁性体で構成される磁性体層とこの磁性体層の少なくとも一方の面側に積層されて当該磁性体層を補強する補強層とで構成された補強磁性基材と、を具備することを特徴とする。 Furthermore, the non-contact type data carrier inlet according to the present invention includes an insulating base material having electrical insulation, an antenna coil formed on one surface side of the insulating base material, and one end and the other end of the antenna coil. A pair of chip mounting patterns formed on one surface side of the insulating base material in a state where one and the other patterns are connected to the part, respectively, and provided at positions straddling the surrounding portion of the antenna coil, and An IC chip on which at least a memory circuit and a communication control circuit are mounted on a pair of chip mounting patterns, and a magnetic material that is disposed on the side facing the insulating substrate with the antenna coil interposed therebetween and is made of a magnetic material A reinforcing magnetic base material comprising a body layer and a reinforcing layer laminated on at least one surface side of the magnetic body layer to reinforce the magnetic body layer. To.
これらの発明では、磁性体層とこの磁性体層の機械的強度を向上させるための例えば絶縁樹脂性の補強層とが積層された補強磁性基材を、金属対応型の非接触式データキャリアの製造部品として適用することで、例えば、比較的高い引張応力や曲げ応力などが加わり得るロールの形態での部品供給を実現することができ、これにより、非接触式データキャリアの生産性を高めることができる。
ここで、上記した補強磁性基材における磁性体層を構成する磁性体は、いわゆる軟磁性体や金属系の磁性体と称されるものである。また、この発明の非接触式データキャリアインレットを用いて作製される非接触式データキャリアは、補強磁性基材を挟んで、アンテナと対向する側が、金属などの導電体に対する取り付け側となる。
In these inventions, a reinforced magnetic base material in which a magnetic layer and, for example, an insulating resin-based reinforcing layer for improving the mechanical strength of the magnetic layer is laminated, is used for a metal-compatible non-contact data carrier. By applying it as a manufactured part, it is possible to supply parts in the form of a roll that can be applied with relatively high tensile stress, bending stress, etc., thereby increasing the productivity of non-contact data carriers Can do.
Here, the magnetic body constituting the magnetic layer in the above-described reinforced magnetic base material is a so-called soft magnetic body or metal-based magnetic body. In the non-contact type data carrier manufactured using the non-contact type data carrier inlet of the present invention, the side facing the antenna with the reinforcing magnetic base material interposed therebetween is the attachment side to a conductor such as metal.
また、本発明に係る非接触式データキャリアインレットは、前記補強磁性基材における前記補強層が、前記磁性体層の前記アンテナと対向する面側に少なくとも配置されていることを特徴とする。
この発明によれば、磁性体層の強度の向上に加え、アンテナと磁性体層との間の離間距離を長く採ることができるので、製品となる非接触式データキャリアの通信距離が伸び、通信感度特性を向上させることができる。
Moreover, the non-contact type data carrier inlet according to the present invention is characterized in that the reinforcing layer in the reinforcing magnetic substrate is disposed at least on the surface side of the magnetic layer facing the antenna.
According to the present invention, in addition to improving the strength of the magnetic layer, the separation distance between the antenna and the magnetic layer can be increased, so that the communication distance of the non-contact type data carrier that is the product is increased, and the communication Sensitivity characteristics can be improved.
また、本発明に係る非接触式データキャリアインレットは、前記補強磁性基材における前記磁性体層が複数層設けられ、さらに、前記補強磁性基材における前記補強層が、これらの複数の磁性体層どうしの間に介在されていることを特徴とする。
この発明では、上記した磁性体層の強度の向上に加え、さらに、製造が一般に困難である厚い磁性体層を形成することなしに、複数の磁性体層と補強層とで構成される補強磁性基材の積層構造部分で、この積層構造部分の総厚に相当する厚さの単一の磁性体層とほぼ同等の効果を期待できる。
すなわち、この発明によれば、比較的厚い磁性体層を構成した場合と同様に、製品となる非接触式データキャリアの通信距離を実質的に伸ばすことができる。
Further, the non-contact type data carrier inlet according to the present invention is provided with a plurality of the magnetic layers in the reinforced magnetic base material, and further, the reinforcing layer in the reinforced magnetic base material includes the plurality of magnetic layers. It is characterized by being interposed between the two.
In the present invention, in addition to the improvement of the strength of the magnetic layer described above, a reinforced magnetic layer composed of a plurality of magnetic layers and a reinforcing layer is formed without forming a thick magnetic layer that is generally difficult to manufacture. In the laminated structure portion of the substrate, an effect almost equivalent to that of a single magnetic layer having a thickness corresponding to the total thickness of the laminated structure portion can be expected.
That is, according to the present invention, the communication distance of the non-contact type data carrier as the product can be substantially extended as in the case where a relatively thick magnetic layer is formed.
また、本発明に係る非接触式データキャリアインレットは、前記補強磁性基材を構成する少なくとも一層以上の磁性体層及び前記補強層を挟んで、前記アンテナと対向する側に配置された金属層をさらに具備することを特徴とする。
この発明では、金属などの導電体が近接位置にある非接触式データキャリアの使用環境の考慮、すなわち、非接触式データキャリアの共振周波数の変動を考慮して、予め金属層込みでの共振周波数のチューニングをデータキャリア単体で行えるので、通信感度などの特性を高めることができる。
Further, the non-contact type data carrier inlet according to the present invention comprises a metal layer disposed on the side facing the antenna with at least one magnetic layer constituting the reinforcing magnetic substrate and the reinforcing layer interposed therebetween. Furthermore, it is characterized by comprising.
In the present invention, the resonance frequency including the metal layer is taken into consideration in consideration of the use environment of the non-contact type data carrier in which a conductor such as metal is in the close position, that is, the fluctuation of the resonance frequency of the non-contact type data carrier. Can be tuned by a single data carrier, which improves communication sensitivity and other characteristics.
さらに、本発明に係る非接触式データキャリアインレットは、前記アンテナを挟んで前記絶縁基材と対向する側に、前記補強磁性基材が配置されていることに代えて、前記絶縁基材を挟んで前記アンテナと対向する側に、磁性体で構成される磁性体層が積層されて補強磁性基材が構成されていることを特徴とする。
この発明によれば、上記した個別の補強層を設けることなく、磁性体層を実質的に補強することができるので、上述したロールの形態での部品供給を好適に行うことが可能となり、しかも、この構成により、非接触式データキャリア本体の薄型化や小型化を図ることもできる。ここで、この発明の非接触式データキャリアインレットを用いて作製される非接触式データキャリアは、絶縁基材及び磁性体層を挟んで、アンテナと対向する側が、金属などの導電体に対する取り付け側となる。
また、この発明においては、前記絶縁基材及び前記磁性体層を挟んで、前記アンテナと対向する側に前記金属層がさらに配置されていてもよい。この場合、上述した発明と同様に、予め金属層込みでの共振周波数のチューニングをデータキャリア単体で行えるので、通信感度などの特性を高めることができる。
Furthermore, the non-contact type data carrier inlet according to the present invention sandwiches the insulating base material in place of the reinforcing magnetic base material disposed on the side facing the insulating base material with the antenna in between. The magnetic material layer made of a magnetic material is laminated on the side facing the antenna to form a reinforced magnetic base material.
According to the present invention, since the magnetic layer can be substantially reinforced without providing the above-described individual reinforcing layers, it is possible to suitably supply components in the form of the roll described above. With this configuration, the non-contact data carrier body can be made thinner and smaller. Here, the non-contact type data carrier manufactured using the non-contact type data carrier inlet of the present invention has an insulating base and a magnetic layer sandwiched between the side facing the antenna and the attachment side to a conductor such as metal. It becomes.
Moreover, in this invention, the said metal layer may further be arrange | positioned on the side facing the said antenna on both sides of the said insulation base material and the said magnetic body layer. In this case, similarly to the above-described invention, the resonance frequency including the metal layer can be tuned in advance by a single data carrier, so that characteristics such as communication sensitivity can be improved.
また、本発明に係る非接触式データキャリアインレットは、前記磁性体層及び/又は前記補強層が、隣接する他の層に対し直接又は接着層を介して積層されていることを特徴とする。
この発明においては、例えば磁性粉末と樹脂バインダなどを適用して磁性体層を補強層に直接的に形成してもよいし、これに代えて、シート状の磁性体を接着剤などを介して、例えば補強層側に貼り付けるようにしてもよい。また、磁性体層を形成するための材料は、例えば、少なくとも一方の面に接着層などが予め積層された積層構造の磁性体シートなどであってもよい。ここで、隣接する他の層(例えば補強層)に対し接着層を介して磁性体層を積層した場合には、層間での高い密着強度を得ることができる。
さらに、この発明において、絶縁性を有する層を介在させることなく、アンテナ上や中継用パターン上に直接又は接着層のみが介在される状態で、磁性体層が形成される場合には、磁性体層の構成材料として、高絶縁性を有する例えばNi−Znフェライトなどを適用することが望ましい。
The non-contact type data carrier inlet according to the present invention is characterized in that the magnetic layer and / or the reinforcing layer are laminated directly or via an adhesive layer on another adjacent layer.
In the present invention, for example, a magnetic powder and a resin binder may be applied to form the magnetic layer directly on the reinforcing layer. Alternatively, a sheet-like magnetic body may be formed via an adhesive or the like. For example, you may make it stick on the reinforcement layer side. The material for forming the magnetic layer may be, for example, a magnetic sheet having a laminated structure in which an adhesive layer or the like is laminated in advance on at least one surface. Here, when a magnetic layer is laminated on another adjacent layer (for example, a reinforcing layer) via an adhesive layer, high adhesion strength between the layers can be obtained.
Furthermore, in the present invention, when the magnetic layer is formed directly or on the antenna pattern or the relay pattern without interposing an insulating layer, the magnetic body As a constituent material of the layer, it is desirable to apply, for example, Ni—Zn ferrite having high insulating properties.
さらに、本発明に係る非接触式データキャリアインレットは、前記金属層が、隣接する他の層に対し直接又は接着層を介して積層されていることを特徴とする。
この発明においては、隣接する他の層に対し、いわゆるスパッタリングや金属めっきなどを用いて金属層を形成してもよいし、これに代えて、シート状の金属を接着剤などを介して他の層に張り付けるようにしてもよい。また、金属層を形成するための材料は、例えば、少なくとも一方の面に接着層などが予め積層された積層構造の金属シートなどを適用してもよい。
Furthermore, the non-contact data carrier inlet according to the present invention is characterized in that the metal layer is laminated directly or via an adhesive layer with respect to other adjacent layers.
In the present invention, a metal layer may be formed on other adjacent layers by using so-called sputtering, metal plating, or the like. You may make it stick to a layer. Further, as a material for forming the metal layer, for example, a metal sheet having a laminated structure in which an adhesive layer or the like is laminated in advance on at least one surface may be applied.
また、本発明に係る非接触式データキャリアインレットロールは、既述してきたいずれかの非接触式データキャリアインレットを複数個分搭載しているシート状の部材が、ロール状に巻回されて構成されていることを特徴とする。
この発明によれば、比較的高い引張応力や曲げ応力などに耐え得るように、磁性体層が補強されていることで、非接触式データキャリアの製造に際して、ロールの形態での部品供給を実現でき、これにより、非接触式データキャリアの生産性を高めることができる。
In addition, the non-contact type data carrier inlet roll according to the present invention is configured by winding a sheet-like member on which a plurality of the non-contact type data carrier inlets described above are mounted in a roll shape. It is characterized by being.
According to the present invention, the magnetic layer is reinforced so that it can withstand relatively high tensile stress and bending stress, so that it is possible to supply components in the form of a roll when manufacturing a non-contact type data carrier. This can increase the productivity of the non-contact data carrier.
さらに、本発明に係る非接触式データキャリアは、上記非接触式データキャリアインレットを外装で覆うことにより構成されたことを特徴とする。 Furthermore, the non-contact type data carrier according to the present invention is configured by covering the non-contact type data carrier inlet with an exterior.
また、本発明に係る非接触式データキャリアインレットの製造方法は、第1の絶縁基材の一方の面側にアンテナを形成することによりアンテナ基材を作製する工程と、前記アンテナ基材上の前記アンテナと電気的に接続されるようにして、少なくとも記憶回路及び通信制御回路が搭載されたICチップを実装する工程と、第2の絶縁基材の少なくとも一方の面側に磁性体を用いて磁性体層を形成し補強された補強磁性基材を作製する工程と、前記作製された補強磁性基材を前記作製されたアンテナ基材の前記アンテナコイルの形成面側に接合する工程と、を有することを特徴とする。 In addition, the non-contact type data carrier inlet manufacturing method according to the present invention includes a step of forming an antenna base by forming an antenna on one surface side of the first insulating base, A step of mounting an IC chip on which at least a memory circuit and a communication control circuit are mounted so as to be electrically connected to the antenna; and a magnetic material on at least one surface side of the second insulating base. Forming a reinforced magnetic substrate reinforced by forming a magnetic layer, and bonding the prepared reinforced magnetic substrate to the antenna coil forming surface side of the manufactured antenna substrate. It is characterized by having.
また、本発明に係る非接触式データキャリアインレットの製造方法は、前記補強磁性基材を作製する工程、及び前記アンテナ基材のアンテナの形成面側に前記補強磁性基材を接合する工程に代えて、前記アンテナ基材の前記アンテナの非形成面側に、磁性体を用いて磁性体層を形成する工程を実施することを特徴とする。 Further, the non-contact type data carrier inlet manufacturing method according to the present invention is replaced with a step of manufacturing the reinforcing magnetic substrate and a step of bonding the reinforcing magnetic substrate to the antenna forming surface side of the antenna substrate. Then, a step of forming a magnetic layer using a magnetic material on the non-forming surface side of the antenna of the antenna base material is performed.
さらに、本発明に係る非接触式データキャリアインレットの製造方法は、上記発明の製法に代えて、前記ICチップの実装する工程を終えた後、前記アンテナ基材上の前記アンテナコイルの非形成面側に、磁性体を用いて磁性体層を形成する工程を実施するようにしたことを特徴とする。
この発明では、前記アンテナ基材上の前記アンテナの非形成面側に、例えば磁性粉末と樹脂バインダなどを適用して磁性体層を補強層などに直接的に形成する場合(つまり例えば磁性体を塗布することなどで磁性体層を形成する場合)において、効果的な製法であるといえる。
つまり、例えば、磁性体層を塗布後にICチップを実装した場合、磁性体層が完全に硬化する前の軟らかい状態でICチップが実装されることがあり、ICチップとアンテナ基材との接合にばらつきが生じ、これに伴い非接触式データキャリアの特性、特に共振周波数にばらつきが生じ得ることになる。そこで、ICチップを先にアンテナ基材に実装し、その後、ICチップの既に実装されたアンテナ基材に磁性体を塗布して非接触式データキャリアインレットを作製することで、上記した共振周波数のばらつきなどを抑制できる。
Furthermore, the manufacturing method of the non-contact type data carrier inlet according to the present invention is a non-forming surface of the antenna coil on the antenna substrate after finishing the process of mounting the IC chip instead of the manufacturing method of the invention. On the side, a step of forming a magnetic layer using a magnetic material is performed.
In the present invention, when the magnetic layer is directly formed on the reinforcing layer or the like by applying, for example, magnetic powder and a resin binder on the non-forming surface side of the antenna on the antenna substrate (that is, for example, the magnetic body is formed). In the case of forming a magnetic layer by coating or the like, it can be said that this is an effective production method.
In other words, for example, when an IC chip is mounted after applying the magnetic layer, the IC chip may be mounted in a soft state before the magnetic layer is completely cured. Variations occur, and this can cause variations in the characteristics of the non-contact data carrier, particularly the resonance frequency. Therefore, the IC chip is first mounted on the antenna substrate, and then the magnetic material is applied to the antenna substrate on which the IC chip is already mounted to produce a non-contact type data carrier inlet. Variations can be suppressed.
さらに、本発明に係る非接触式データキャリアインレットロールの製造方法は、既述してきた方法で作製された非接触式データキャリアインレットを複数個分搭載しているシート状の部材を、ロール状に巻回して非接触式データキャリアインレットロールを作製することを特徴とする。
また、本発明の非接触式データキャリアインレットの製造方法は、上述してきた方法で製造された非接触式データキャリアインレットを外装で覆うことにより非接触式データキャリアを作製することを特徴とする。
Furthermore, the manufacturing method of the non-contact type data carrier inlet roll according to the present invention comprises a roll of a sheet-like member carrying a plurality of non-contact type data carrier inlets produced by the method described above. A non-contact type data carrier inlet roll is produced by winding.
The non-contact type data carrier inlet manufacturing method of the present invention is characterized in that the non-contact type data carrier is manufactured by covering the non-contact type data carrier inlet manufactured by the above-described method with an exterior.
このように、本発明によれば、金属対応型の非接触式データキャリアの製造部品の機械的強度を高めることで、生産性の向上を図ることが可能な非接触式データキャリアインレット、非接触式データキャリアインレットロール、及び該非接触式データキャリア、並びにこれらの製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the non-contact type data carrier inlet and the non-contact type capable of improving the productivity by increasing the mechanical strength of the manufacturing part of the metal-compatible non-contact type data carrier. A data carrier inlet roll, the non-contact data carrier, and a manufacturing method thereof can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る非接触式データキャリアインレットを一方の面側からみた図、図2は、この非接触式データキャリアインレットを側面からみた断面図、図3は、この非接触式データキャリアインレットを他方の面側からみた図である。また、図4は、この非接触式データキャリアインレットの構成を機能的に示すブロック図、図5は、この非接触式データキャリアインレットを外装で覆うことにより構成された非接触式データキャリアを一方の面側からみた図、図6は、図5の非接触式データキャリアを側面からみた断面図である。なお、図1、図3及び図5は、アンテナコイルを含む導体パターンをハッチングを付与したかたちで示しており、各図において、手前側に位置する導体パターンと手前側から遠い側に位置する導体パターンとのハッチングの傾斜方向を変えて区別している。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a view of the non-contact type data carrier inlet according to the first embodiment of the present invention as viewed from one side, FIG. 2 is a cross-sectional view of the non-contact type data carrier inlet as viewed from the side, and FIG. FIG. 3 is a view of the non-contact data carrier inlet as viewed from the other surface side. FIG. 4 is a block diagram functionally showing the configuration of this non-contact type data carrier inlet, and FIG. 5 shows a non-contact type data carrier constructed by covering the non-contact type data carrier inlet with an exterior. FIG. 6 is a cross-sectional view of the non-contact data carrier of FIG. 5 viewed from the side. 1, 3 and 5 show the conductor pattern including the antenna coil in the form of hatching. In each figure, the conductor pattern located on the near side and the conductor located on the far side from the near side are shown. The pattern is distinguished from the pattern by changing the direction of hatching.
図1〜4に示すように、この実施形態に係る非接触式データキャリアインレット2aは、第1の絶縁基材であるPET(ポリエチレンテレフタレート)製の矩形の基材フィルムP1と、基材フィルムP1上に形成されたアンテナコイルAと、基材フィルムP1上でアンテナコイルAに並列に接続された一対の接続パターン8a、8bとを備える。さらに、非接触式データキャリアインレット2aは、基材フィルムP1上の一方の面側に形成された一対のチップ実装用パターン5a、5b上に実装されたICチップCと、基材フィルムP1上の一方の面側及び他方の面側に一対の接続パターン8a、8bを介してそれぞれ配線された複数の対のチューニングパターン(静電容量調整パターン)15a、15b、16a、16b、17a、17b、18a、18bと、貫通孔形成可能領域(チューニング実施可能領域)15、16、17、18とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 4, the non-contact type
電気絶縁性を有する基材フィルムP1は、一方の面(一方の主面)19aと他方の面(他方の主面)19bとの2つの主面を備える。また、アンテナコイルAは、この基材フィルムP1の一方の面19a上を複数回周回するように形成されている。さらに、一対の接続パターン8a、8bは、基材フィルムP1上のアンテナコイルAに各々電気的に接続されて、基材フィルムP1の一方の面19a及び他方の面19b上をそれぞれ延びるように配線されている。詳細には、アンテナコイルAの一端部3aと一方の接続パターン8aの基端部分とは、上記した一方のチップ実装用パターン5aにそれぞれ接続されており、この一方のチップ実装用パターン5a上にICチップCの接続バンプ9aの一方が接続されている。
The base film P1 having electrical insulation includes two main surfaces, one surface (one main surface) 19a and the other surface (the other main surface) 19b. The antenna coil A is formed so as to go around the
また、アンテナコイルAの他端部3bは、基材フィルムP1の他方の面19b上に配線される中継用パターンとしてのジャンパ線Yの一端部Yaにカシメ部6aを介して接続され、さらにジャンパ線Yの他端部Ybは、カシメ部6bを介し、基材フィルムP1の一方の面19a上に配線される他方のチップ実装用パターン5bの基端部に接続されている。他方のチップ実装用パターン5bの先端部には、ICチップCの接続バンプ9aの他方が接続されている。さらに、上記したジャンパ線Yの他端部Ybは、基材フィルムP1の他方の面19b上で他方の接続パターン8bの基端部に接続されている。
すなわち、このようにして配線されるジャンパ線Yは、アンテナコイルAの周回部分を基材フィルムP1越しに跨ぐようにしてこの基材フィルムP1の他方の面19b側に形成され、その一端部Yaが、アンテナコイルAの他端部3bとカシメ部6aを介して層間接続され、その他端部Ybが、他方のチップ実装用パターン5bとカシメ部6bを介して層間接続されている。
The
That is, the jumper wire Y thus wired is formed on the
また、各々の対のチューニングパターン15a、15b、16a、16b、17a、17b、18a、18bは、基材フィルムP1の一方及び他方の主面19a、19b上で一対の接続パターン8a、8bの各先端部にそれぞれ接続されるとともに電気絶縁性の基材フィルムP1を挟んで対向する位置に配置されている。各々の対のチューニングパターンは、それぞれが略円形状に拡がるかたちで形成されており、コンデンサパターンとして機能する。ここで、各々対のチューニングパターンは、矩形(四角形)状に形成されていてもよい。また、上記ICチップCには、電源バックアップ不要で且つ書き換え可能な不揮発性メモリや無線交信のためのRF回路の他、コンデンサ9bなども搭載されている(図4参照)。このように基材フィルムP1上で各々接続されるアンテナコイルA、ICチップC内のコンデンサ9b、及びチューニングパターン15a、15b、16a、16b、17a、17b、18a、18bによって、図4に示すようにアンテナ全体の共振回路が構成される。
In addition, each pair of
また、アンテナ全体の共振周波数の調整用に設けられた基材フィルムP1上の貫通孔形成可能領域15、16、17、18は、それぞれ対のチューニングパターン15a、15b、16a、16b、17a、17b、18a、18bのうちのいずれかの組を、基材フィルムP1上から抜き落とすため(又はいずれの組のチューニングパターンも抜き落とさない場合もある)の貫通孔を穿孔可能な領域として確保されている。この貫通孔形成可能領域15、16、17、18は、チューニングパターン15a、16a、17a、18aの外形よりも、その外形が僅かに大きく形成されたチューニングパターン15b、16b、17b、18bの外周縁を、やや外側にオフセットした外周縁に包囲された円形状の領域である。なお、本実施形態では、いずれの組のチューニングパターンも抜き落とさない状態で、共振周波数の目標値である13、56MHzに近似する周波数が得られているものとして、貫通孔を穿孔していない態様を例示している。
Further, the through-hole-
ここで、図5及び図6に示すように、本実施形態の非接触式データキャリア(RFID[Radio Frequency Identification]用タグなどとも称する)1は、渦電流の発生防止機能を備えた金属対応型の非接触式データキャリアである。つまり、図2及び図6に示すように、上記した基材フィルムP1上のアンテナコイルAが形成されている側の一方の面19a側(アンテナコイルAを挟んで基材フィルムP1と対向する側)には、フェライトなどの透磁率の高い磁性体で構成された磁性体層J1とこの磁性体層J1の一方の面側に積層されて当該磁性体層J1を補強する補強層(第2の絶縁基材)としての基材フィルム(PET層:ポリエチレンテレフタレート層)P2とで構成された補強磁性基材H1が、接着層S3を介して積層配置されている。
Here, as shown in FIGS. 5 and 6, the non-contact data carrier (also referred to as RFID [Radio Frequency Identification] tag or the like) 1 of the present embodiment is a metal-compatible type having a function of preventing the generation of eddy currents. Non-contact data carrier. That is, as shown in FIGS. 2 and 6, one
さらに、このような基材フィルムP1上にアンテナコイルA、ジャンパ線Y、一対のチップ実装用パターン5a、5b、チューニングパターン、基材フィルム(PET層)P2、磁性体層J1、ICチップCなどが搭載されて構成される非接触式データキャリアインレット2aを、図5及び図6に示すように、外装で覆うことにより非接触式データキャリア1が構成される。本実施形態では、矩形の塩化ビニル樹脂製の一対の保護フィルム7a、7bを用いて両側から基材フィルムP1を挟み込むようにラミネート(カード)加工を施すことでカード型の非接触式データキャリア(ICカード)1が構成されている。金属対応型のこの非接触式データキャリア1では、内部の基材フィルムP1の位置を基準として磁性体層J1が形成されている側の面側(補強磁性基材H1を挟んで、アンテナコイルAと対向する側)が、金属製の物品などへの取り付け面となる。ここで、カード型の形態以外に、例えば、パウチ加工を施して得られるパウチ型の非接触式データキャリア、ラベル加工を施して得られる粘着層やそれを覆う離形紙などを備えたラベル型の非接触式データキャリア、さらには、PPS(ポリフェニレンサルファイド)やPSF(ポリサルホン)などの、いわゆるエンジニアリングプラスチックスを用いて成形品加工を施して得た耐熱性の高いタイプの非接触式データキャリアなどを構成することもできる。
Further, on such a base film P1, an antenna coil A, a jumper wire Y, a pair of
次に、このように構成された非接触式データキャリア1の構成部品である金属対応型の非接触式データキャリアインレット2aの製造方法について、図7a〜図7g、図8a及び図8b、並びに図9a〜図9fに基づきその説明を行う。ここで、図7a〜図7gは、非接触式データキャリアインレットの基本的な製造工程を模式的に示す図、図8a及び図8bは、非接触式データキャリアインレットを金属対応型とするための磁性体層の製造工程を模式的に示す図、図9a〜図9fは、図7a〜図7g、及び図8a、図8bの製造工程に用いる製造装置を概略的に示す図である。
Next, a manufacturing method of the metal-compatible non-contact type
まず、図7a、図9aに示すように、例えば30〜100μm程度の厚さのPET製の基材フィルムP1がロール状に巻回されたPETロールR1から巻き出しローラ30を通じてシート状の基材フィルムP1の連続的な送り出しを開始する。次に、図7b、図9aに示すように、この送り出された基材フィルムP1の両側面に対し貼付ローラ22a、22bを用い、それぞれローラ23a、23b、24a、24bよりそれぞれ引き出された銅などの金属層K1、K2を接着層S1、S2を介して貼り付ける。さらに、図7c、図9aに示すように、基材フィルムP1の両面にそれぞれ貼り付けられた金属層K1、K2上の所定位置にローラ31a、31bを用いてレジストTを印刷する。
First, as shown in FIG. 7a and FIG. 9a, for example, a PET base film P1 having a thickness of about 30 to 100 μm is wound from a PET roll R1 wound in a roll shape to a sheet-like base material through an unwinding
この後、図7d、図9aに示すように、金属層K1、K2上のレジストTが印刷された基材フィルムP1にエッチング槽32を通じてエッチングを施し、さらに、図7e、図9aに示すように、レジスト剥離・洗浄・乾燥室33で、基材フィルムP1からレジストTを剥離した後、洗浄を行い、さらに乾燥処理を施す。これにより、図7d、図9aに示すように、一方の面19a側に(非接触式データキャリア複数個分の[図9e参照])アンテナコイルAと一対のチップ実装用パターン5a、5bとが形成され、且つ他方の面19b側に(非接触式データキャリア複数個分の[図9e参照])ジャンパ線Yが形成された基材フィルムP1に対し、図7f、図9aに示すように、アンテナコイルAの他端部3bとジャンパ線Yの一端部Yaとのカシメ部6aを通じての層間接続、及び他方のチップ実装用パターン5bの基端部とジャンパ線Yの他端部Ybとのカシメ部6bを通じての層間接続をカシメ機34を用いて行う(図2、図6参照)。
Thereafter, as shown in FIGS. 7d and 9a, the base film P1 on which the resist T on the metal layers K1 and K2 is printed is etched through the
このようにして、シート状の基材フィルムP1の一方の面側に形成されたアンテナコイルA(の他端部3b)及びチップ実装用パターン(5b)と、基材フィルムP1の他方の面側に形成されたジャンパ線Yと、が層間接続されて得られたシート状のアンテナ基材Mを、巻き取りローラ35を通じて巻き取り、アンテナロールR2を形成する。さらに、この後、図7g、図9bに示すように、巻き出しローラ36を通じて、アンテナロールR2からの連続的なアンテナ基材Mの送り出しを開始し、このシート状に送り出されたアンテナ基材MにおけるアンテナコイルAの形成面側の一対のチップ実装用パターン5a、5b上に、ICチップCを実装装置37及び圧着装置38を用いて実装する。さらに、図9bに示すように、このようにして、ICチップCの実装されたアンテナ基材Mを、巻き取りローラ39を通じて巻き取り、ロール状インレットR3を形成する。
Thus, the antenna coil A (the
一方、図8a、図9cに示すように、例えば30〜100μm程度の厚さのPET製の基材フィルムP2がロール状に巻回されたPETロールR4から巻き出しローラ40を通じて基材フィルムP2の連続的な送り出しを開始する。次に、この送り出された基材フィルムP2の一方の面に対し、カレンダローラ41a、41b、41cを備えた磁性体塗布装置41を用い、磁性体層J1を形成する。ここで、磁性体層J1の構成材料としては、例えば、Mn−Mg−Znフェライト、Mn−Znフェライト、Ni−Znフェライト、六方晶系フェライトなどが好適である。また、このような磁性体層J1の形成において、フェライトなどの磁性粉末と混合する樹脂バインダを適用してもよい。この樹脂バインダとしては、熱可塑性樹脂を主体とし、必要により磁性粉末と樹脂との親和力を向上させるシラン系、チタネート系、アルミ系などのカップリング剤、樹脂の流動性を高めるフタル酸系、スルホン酸系、リン酸系、エポキシ系などの可塑剤、混合物の流動性を高めるステアリン酸、ステアリン酸塩、脂肪酸アミド、ワックス類などの滑剤及び充填物の酸化を防止するヒーンダードフェノル系、硫黄系、リン系などの酸化防止剤を適宜添加したものが好適である。
On the other hand, as shown in FIG. 8a and FIG. 9c, for example, a PET base film P2 having a thickness of about 30 to 100 μm is wound from the PET roll R4 wound in a roll shape through the unwinding
次に、図9cに示すように、加圧装置42により、磁性体層J1の厚さが例えば50〜500μm程度の厚さに調整された後、乾燥炉43を通じて磁性体層J1の乾燥処理が行われる。図9cに示すように、このようにして、磁性体層J1を補強するかたちで当該磁性体層J1と基材フィルムP2とが一体化されて得られたシート状の補強磁性基材H1を、巻き取りローラ45を通じて巻き取り、PET・磁性体ロールR5を形成する。この際、形成されるPET・磁性体ロールR5のロール長は、製造装置の供給ロールR4から排出側ロールR5までの距離(パス)以上の長さが必要でるとともにロールの取り扱いが容易な大きさの範囲内である必要性から、例えば5〜500m程度である。ここで、比較的高い引張応力や曲げ応力などに耐え得るように、磁性体層J1が基材フィルムP2と一体化されて補強されているので、非接触式データキャリア1の製造に際して、このようなロールの形態(上記PET・磁性体ロールR5)での部品供給を実現でき、これにより、非接触式データキャリア1の生産性を高めることができる。また、補強層としての基材フィルムP2を構成するための絶縁樹脂材料としては、PETの他、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルフィド、PBT、ポリアリレート、シリコン樹脂、ジアリルフタレート、ポリイミドなどを適用することもできる。
Next, as shown in FIG. 9 c, after the thickness of the magnetic layer J <b> 1 is adjusted to a thickness of about 50 to 500 μm, for example, by the pressurizing
次に、図9dに示すように、ロール状インレットR3(図7g及び図9b参照)から巻き出しローラ46を通じてICチップCの実装されたアンテナ基材Mの連続的な送り出しを開始する。次に、図8b、図9dに示すように、この送り出されたアンテナ基材MのICチップCの実装側の面、つまりアンテナコイルAの形成面側(基材フィルムP1の一方の面19a側,図2参照)に対し、貼付ローラ47a、47bを用い、PET・磁性体ロールR5(図8a及び図9c参照)から引き出される補強磁性基材H1の基材フィルムP2(PET層側)側を、ロール48より引き出された接着層S3を介して貼り付ける。さらに、図9d、図9eに示すように、このようにして複数個分の金属対応型のデータキャリアインレット(2a)が縦横に並べられた状態のシート状の部材を、巻き取りローラ49を通じて巻き取り、金属対応型の非接触式データキャリアインレットロールR6を形成する。ここで形成される非接触式データキャリアインレットロール長は、以降の製造装置の供給ロールから排出側ロールまでの距離(パス)以上の長さが必要でるとともにロールの取り扱いが容易な大きさの範囲内である必要性から、例えば5〜500m程度である。
Next, as shown in FIG. 9d, continuous feeding of the antenna substrate M on which the IC chip C is mounted is started from the roll-shaped inlet R3 (see FIGS. 7g and 9b) through the unwind
この後、図8b、図9fに示すように、非接触式データキャリアインレットロールR6(図9d、図9e参照)から、巻き出しローラ50を通じて、金属対応型の非接触式データキャリアインレット(2a)が複数縦横に並べられた状態のシート状の部材の連続的な送り出しを開始する。次に、この送り出されたシート状の部材は、裁断装置51により、所定の位置を基準として所定サイズに裁断され、複数の金属対応型の非接触式データキャリアインレット2aが作製される。なお、非接触式データキャリアインレット2aの打ち抜かれた残りのシート状の裁断片は、回収ローラ52を通じて巻き取られ、回収ロールR7となる。
Thereafter, as shown in FIGS. 8b and 9f, the metal-compatible non-contact data carrier inlet (2a) is passed from the non-contact data carrier inlet roll R6 (see FIGS. 9d and 9e) through the unwinding
既述したように、本実施形態の非接触式データキャリアインレット2a(非接触式データキャリア1)では、磁性体層J1を補強する補強層(基材フィルムP2)を備えることで、磁性体層J1の機械的強度を向上させることができ、これにより、金属対応型の非接触式データキャリアの製造部品の供給において、例えば、比較的高い引張応力や曲げ応力などが加わり得るロールの形態(PET・磁性体ロールR5)での部品供給を実現することができる。したがって、本実施形態によれば、非接触式データキャリア1の生産性を高めることができる。
As described above, in the non-contact type
また、本実施形態の非接触式データキャリアインレット2a(非接触式データキャリア1)によれば、図2及び図6に示すように、磁性体層J1におけるアンテナコイルAと対向する面側に、補強層としての基材フィルム(PET層)P2が配置されているので、磁性体層J1の強度の向上に加え、アンテナコイルAと磁性体層J1との離間距離を長く採ることができ、これにより、製品となる非接触式データキャリア1の通信距離が伸び、通信感度特性を向上させることができる。
Further, according to the non-contact type
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態を図10a〜図10c、図11及び図12に基づき説明する。ここで、図10a〜図10cは、この実施形態に係る非接触式データキャリアインレット2bの磁性体層の製造工程を模式的に示す図、図11は、図10bに示す磁性体層の製造工程に用いる製造装置を概略的に示す図、図12は、非接触式データキャリアインレットに磁性体層を設けた場合と磁性体層及び金属層を設けた場合との(磁性体層の厚さの変化に応じた)共振周波数の変化を示すグラフである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10a to 10c, FIG. 11 and FIG. Here, FIGS. 10a to 10c are diagrams schematically showing a manufacturing process of the magnetic layer of the non-contact type
この実施形態に係る非接触式データキャリアインレット2bは、図10cに示すように、第1の実施形態の非接触式データキャリアインレット2aの構成に加えて、磁性体層J1と補強層である基材フィルムP2とを挟んでアンテナコイルAと対向する側に配置された例えばアルミニウムを構成材料とした金属層K3をさらに備える。
As shown in FIG. 10c, the non-contact type
すなわち、この実施形態では、図11に示すように、第1の実施形態の図9cで説明した磁性体層の製造装置の構成に加え、さらに、貼付ローラ53a、53b、金属層ロール54、及び接着層ロール55を備える。図10a、図10b及び図11に示すように、巻き出しローラ40から送り出されたシート状の基材フィルムP2の他方の面、つまり磁性体層J1の形成面と逆側の面に、接着層S4を介して金属層K3が積層される状態で、このシート状の部材に対し、加圧装置42による厚さ調整処理及び乾燥炉43を通じての乾燥処理を施す。このようにして基材フィルムP2上に磁性体層J1及び金属層K3が形成された金属層付きの補強磁性基材H2を、巻き取りローラ56を通じて巻き取り、PET・磁性体・金属ロールR8を形成する。この後、PET・磁性体・金属ロールR8による部品供給を行い、図7gに示すICチップCが実装されたアンテナ基材MのアンテナコイルAの形成面側に対し、図10cに示すように、接着層S3を介して磁性体層J1側から補強磁性基材H2を接合することで、非接触式データキャリアインレット2bが得られる。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 11, in addition to the configuration of the magnetic layer manufacturing apparatus described in FIG. 9c of the first embodiment, the
ここで、図12では、磁性体層及び金属層のない非接触式データキャリアインレットの共振周波数を基準Xとし、この非接触式データキャリアインレットに対し磁性体層だけを設けた場合においてこの磁性体層の厚さの変化に応じた共振周波数の変化をWで示し、一方、上記非接触式データキャリアインレットに対し、磁性体層に加えて所定の厚さの(厚さを固定した)金属層を設けた場合において当該磁性体層の厚さの変化に応じた共振周波数の変化をVで示すグラフである。 Here, in FIG. 12, when the resonance frequency of the non-contact type data carrier inlet without the magnetic layer and the metal layer is set as a reference X, and this magnetic body is provided only in the non-contact type data carrier inlet, the magnetic body layer is provided. A change in resonance frequency corresponding to a change in layer thickness is indicated by W. On the other hand, a metal layer having a predetermined thickness (fixed thickness) in addition to the magnetic layer for the non-contact data carrier inlet. 5 is a graph showing the change in the resonance frequency according to the change in the thickness of the magnetic layer when V is provided.
図12からも明らかなように、本実施形態の非接触式データキャリアインレット2bを用いて構成される非接触式データキャリアによれば、金属などが近接位置にある当該非接触式データキャリアの使用環境の考慮、すなわち、非接触式データキャリアの共振周波数の変動(磁性体層に加えて所定の厚さの金属層を設けた例において、磁性体層の厚さが0.05mmに近い厚さの場合は、共振周波数が大きく上昇)を考慮して、予め金属層込みでの共振周波数のチューニングを非接触式データキャリアインレット単体で行えるので、通信感度などの特性を高めることができる。
As is clear from FIG. 12, according to the non-contact type data carrier configured using the non-contact type
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態を図13a〜図13c及び図14に基づき説明する。ここで、図13a〜図13cは、この実施形態に係る非接触式データキャリアインレット2c、2dの磁性体層の製造工程を模式的に示す図、図14は、図13cに示す非接触式データキャリアインレット2cにさらに金属層を積層して構成される非接触式データキャリアインレット2dを模式的に示す図である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13a to 13c and FIG. Here, FIGS. 13a to 13c are diagrams schematically showing a manufacturing process of the magnetic layer of the non-contact type
この実施形態に係る非接触式データキャリアインレット2cは、図8bに示した第1の実施形態の非接触式データキャリアインレット2aの構成に代えて、複数層、例えば2層の磁性体層J1、J2が設けられ、補強層としての基材フィルムP2が、これらの複数の磁性体層J1、J2どうしの間に介在されている。
The non-contact type
すなわち、この実施形態では、図13a、図13bに示すように、基材フィルムP2の各面に磁性体層J1、J2がそれぞれ積層されて構成される補強磁性基材H3を、接着層S3を介して、図7gに示すICチップCが実装されたアンテナ基材MのアンテナコイルAの形成面側に接合することで、非接触式データキャリアインレット2cが得られる。
この非接触式データキャリアインレット2cでは、磁性体層J1、J2の強度の向上に加え、さらに、製造が一般に困難である厚い磁性体層を形成することなしに、複数の磁性体層J1、J2と基材フィルム(補強層)P2とで構成される積層構造部分で、この積層構造部分の総厚に相当する厚さの単一の磁性体層とほぼ同等の効果を期待できる。
すなわち、非接触式データキャリアインレット2cによれば、比較的厚い磁性体層を構成した場合と同様に、製品となる非接触式データキャリアの通信距離を実質的に伸ばすことができる。
That is, in this embodiment, as shown in FIGS. 13a and 13b, the reinforcing magnetic base material H3 configured by laminating the magnetic layers J1 and J2 on each surface of the base film P2, and the adhesive layer S3 are provided. Thus, the non-contact type
In this non-contact type
That is, according to the non-contact type
また、図14に示すように、基材フィルムP2の各面に磁性体層J1、J2がそれぞれ積層され、さらに磁性体層J2側に接着層S5を介して金属層K3がそれぞれ積層されて構成される金属層付きの補強磁性基材H4の金属層K3の非形成面側(磁性体層J1側)を、図7gに示すICチップCが実装されたアンテナ基材MのアンテナコイルAの形成面側に接合することで、非接触式データキャリアインレット2dが得られる。
この非接触式データキャリアインレット2dによれば、上記したように、製品となる非接触式データキャリアの通信距離が伸び、しかも、前記同様、予め金属層込みでの共振周波数のチューニングを非接触式データキャリアインレット単体で行えるので、通信感度などの特性を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 14, the magnetic layers J1 and J2 are laminated on each surface of the base film P2, and the metal layer K3 is laminated on the magnetic layer J2 side via the adhesive layer S5. The antenna coil A of the antenna substrate M on which the IC chip C shown in FIG. 7g is mounted is formed on the non-formation surface side (magnetic layer J1 side) of the metal layer K3 of the reinforced magnetic substrate H4 with a metal layer. By joining to the surface side, a non-contact type data carrier inlet 2d is obtained.
According to this non-contact type data carrier inlet 2d, as described above, the communication distance of the non-contact type data carrier to be a product is extended, and, similarly to the above, the resonance frequency tuning including the metal layer is performed in advance. Since the data carrier inlet can be used alone, characteristics such as communication sensitivity can be improved.
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態を図15a〜図15c、図16及び図17に基づき説明する。ここで、図15a〜図15cは、この実施形態に係る非接触式データキャリアインレット2eの磁性体層の製造工程を模式的に示す図、図16は、図15bに示す磁性体層の製造工程に用いる製造装置を概略的に示す図、図17は、基材フィルムP1(アンテナ基材M)のアンテナコイルAの形成面側に磁性体層を設けた場合と、基材フィルムP1のアンテナコイルAの非形成面側(ジャンパ線Yの形成面側)に磁性体層を設けた場合との(共振周波数の変化に応じた)通信距離の変化を示すグラフである。このグラフによれば所定の13.5MHzの周波数において基材フィルムP1のアンテナコイルAの非形成面側(ジャンパ線Yの形成面側)に磁性体層を設けた場合のほうが通信距離が長く、通信感度が良い。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15a to 15c, FIG. 16 and FIG. Here, FIG. 15a to FIG. 15c are diagrams schematically showing a manufacturing process of the magnetic layer of the non-contact type
この実施形態に係る非接触式データキャリアインレット2eは、図15cに示すように、第1〜第3の実施形態の非接触式データキャリアインレットに設けられていた基材フィルムP2などの補強層を設けることなしに、基材フィルムP1を挟んでアンテナコイルAと対向する側(ジャンパ線Yの形成面側)に磁性体層J3が直接的に設けられている。
The non-contact type
すなわち、この実施形態では、第1の実施形態の図9fで説明した磁性体層の製造装置の構成に代えて、図15a、図16に示すように、アンテナ基材Mの巻回方向をアンテナロール(アンテナコイル3が外周側となり且つジャンパ線Y側が内周側となるロール)R2と逆方向に巻回したアンテナロールR9(ジャンパ線Y側が外周側となるロール)を保持する巻き出しローラ57を用いる。巻き出しローラ57を通じて、アンテナロールR9から送り出されたシート状の図15a(図7f)に示すICチップC実装前のアンテナ基材M(基材フィルムP1)の他方の面、つまりアンテナ基材Mのジャンパ線Yの形成面(アンテナコイルAの非形成面)に磁性体層J3が,図15b、図16に示すように、積層される状態で、このシート状の部材に対し、加圧装置42による厚さ調整処理及び乾燥炉43を通じての乾燥処理を施す。このようにして磁性体層J3が形成されたアンテナ基材Mを、アンテナコイルAの形成面側が外周側となるように、巻き取りローラ58を通じて巻き取り、磁性体付きのアンテロールR10を形成する。この後、磁性体付きのアンテロールR10による部品供給を行い、図15bに示すアンテナ基材MにおけるアンテナコイルAの形成面側の一対のチップ実装用パターン5a、5b上にICチップCを実装することで、図15cに示すように、非接触式データキャリアインレット2eが得られる。なお、基材フィルムP1における磁性体層J3のさらに外側に金属層を設けてもよい。
That is, in this embodiment, instead of the configuration of the magnetic layer manufacturing apparatus described with reference to FIG. 9f of the first embodiment, as shown in FIGS. An unwinding
ここで、上記したように、磁性体層J3を先にアンテナ基材Mに積層(塗布)した後、ICチップCを実装する場合では、磁性体層が完全に硬化する前の軟らかい状態でICチップCが実装されることがあり、ICチップCとアンテナ基材Mとの接合にばらつきが生じ、これに伴い非接触式データキャリアの特性、特に共振周波数にばらつきが生じ得ることなどが懸念される。そこで、ICチップCを先にアンテナ基材Mに実装し、その後、ICチップCの既に実装されたアンテナ基材Mのジャンパ線Yの形成面(アンテナコイルAの非形成面)に磁性体層を形成(磁性体を塗布)して非接触式データキャリアインレットを作製することで、上記した共振周波数のばらつきなどを抑制するようにしてもよい。
また、この実施形態の非接触式データキャリアインレット2eでは、アンテナ基材Mのジャンパ線Y上に磁性体層J3が直接的に形成されるため、この磁性体層J3の構成材料としては、例えばNi−Znフェライトなどの高絶縁性を有する磁性体が適用される。
Here, as described above, when the IC chip C is mounted after the magnetic layer J3 is first laminated (coated) on the antenna base M, the IC is in a soft state before the magnetic layer is completely cured. There is a concern that the chip C may be mounted, the joint between the IC chip C and the antenna base M may vary, and the characteristics of the non-contact data carrier, particularly the resonance frequency, may vary accordingly. The Therefore, the IC chip C is first mounted on the antenna base M, and then the magnetic layer is formed on the surface of the antenna base M on which the IC chip C has already been mounted (the surface on which the antenna coil A is not formed). The above-described variation in resonance frequency may be suppressed by forming a non-contact type data carrier inlet by forming a magnetic material (applying a magnetic material).
In the non-contact type
ここで、図17に示すように、基材フィルムP1のアンテナコイルA側に磁性体層を設けた場合よりも、アンテナ基材を挟んでアンテナと対向する側(ジャンパ線Y側)に磁性体層を設けた場合のほうが、アンテナコイルAと磁性体層との離間距離を長く採ることができ、これによりグラフに示すように所定の周波数(例えば13.5MHz)において通信距離が延び、通信特性が優れている。
したがって、本実施形態の非接触式データキャリアインレット2eを用いて構成される非接触式データキャリアによれば、通信特性を改善できるとともに、アンテナ基材フィルムと磁性体補強層を共用することで、個別の補強層などを設けることなく、磁性体層J3を実質的に補強することができ、しかも、この構成により、非接触式データキャリア本体の薄型化や小型化を図ることができる。
Here, as shown in FIG. 17, the magnetic body on the side facing the antenna (jumper wire Y side) with the antenna base interposed therebetween, as compared with the case where the magnetic body layer is provided on the antenna coil A side of the base film P1. When the layer is provided, the separation distance between the antenna coil A and the magnetic layer can be increased, and as a result, the communication distance is extended at a predetermined frequency (for example, 13.5 MHz) as shown in the graph. Is excellent.
Therefore, according to the non-contact type data carrier configured using the non-contact type
以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施形態では、磁性体層の形成にカレンダロールを用いていたが、これに代えて、磁性体を滴下できるような塗布装置を用いて磁性体層を形成してもよいし、静電塗装などを利用して磁性体層を形成してもよい。また、アンテナコイルAやジャンパ線Y形成用の基になる金属層K1、K2の形成においては、接着層を用いる手法の他、蒸着を適用してもよいし、また、蒸着もしくはスパッタリングで下地を形成した後、電解めっきを利用して金属層を形成してもよい。 Although the present invention has been specifically described with the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, the calender roll is used to form the magnetic layer, but instead, the magnetic layer may be formed using a coating apparatus that can drop the magnetic material. The magnetic layer may be formed using electrostatic coating or the like. In addition, in forming the metal layers K1 and K2 which form the base for forming the antenna coil A and the jumper wire Y, in addition to the technique using the adhesive layer, vapor deposition may be applied, and the base is formed by vapor deposition or sputtering. After the formation, the metal layer may be formed using electrolytic plating.
また、上述した実施形態では、アンテナコイル及びチップ実装用パターン側と、ジャンパ線側との層間接続を、いわゆるカシメにより行っていたが、これに代えて、レーザ加工などにより、基材フィルムP1にスルーホールを形成し、このスルーホールに例えばスパッタリングなどで下地層を形成した後、さらに、めっき処理を施すことなどで、アンテナコイル及びチップ実装用パターン側と、ジャンパ線側との層間接続を行うようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the interlayer connection between the antenna coil and chip mounting pattern side and the jumper wire side is performed by so-called caulking, but instead of this, the base film P1 is formed by laser processing or the like. After forming a through hole and forming a base layer in the through hole by sputtering or the like, for example, by performing a plating process, an interlayer connection is made between the antenna coil and chip mounting pattern side and the jumper line side. You may do it.
また、上記実施形態では、アンテナコイルAの周回部分を基材フィルムP1越しに跨ぐジャンパ線Yや層間接続を利用してICチップCのチップ実装用パターンの位置を確保した導体パターンが2層の非接触式データキャリアを例示したが、これに代えて、図18に示すように、導体パターンが1層の非接触式データキャリアにおいても、勿論、本発明を適用することができる。すなわち、図18では、絶縁基材上の一方の面側において、アンテナコイル61の一端部61a及び他端部61bに接続される一方及び他方のチップ実装用パターン62a、62bが、アンテナコイル61の周回部分を跨ぐ位置に設けられている。ICチップCは、アンテナコイル61の周回部分を跨いでチップ実装用パターン62a、62b上に実装されることなる。このような導体パターンが1層のアンテナ基材に対し、補強された磁性体層を形成することで、既述してきた効果と同様の効果を得ることができる。
Moreover, in the said embodiment, the conductor pattern which ensured the position of the chip mounting pattern of IC chip C using the jumper wire Y and interlayer connection which straddle the surrounding part of the antenna coil A over the base film P1 is two layers. Although the non-contact type data carrier has been exemplified, the present invention can be applied to a non-contact type data carrier having a single conductive pattern as shown in FIG. 18 instead. That is, in FIG. 18, on one side of the insulating base material, one and the other
また、上記した実施形態では、例えば磁性粉末と樹脂バインダなどを適用して磁性体層を、補強層である基材フィルムP2や、アンテナ基材Mのアンテナ基材を挟んでアンテナと対向する側に直接的に形成する製法を例示していたが、これに代えて、シート状の磁性体を接着剤などを介して、例えば補強層側に貼り付けるようにしてもよい。これにより、磁性体層とこの磁性体層に隣接する補強層などとの間において、高い密着強度を得ることができる。
以上の実施形態の説明では、アンテナの形状としてコイル状のアンテナ(アンテナコイル)を例示したが、例えば絶縁基材の一方の面に線状の導体の対を有するダイポールアンテナのように、アンテナは種々の形状に設計することが可能であり、本願では、これらの種々の形状を含めてアンテナと総称している。さらに、コイル状のアンテナやダイポールアンテナを形成したアンテナ基材のように、アンテナの機能上の主要部が絶縁基材の一方の面に形成されているアンテナ基材であれば本発明の構成を適用することが可能となる。
In the embodiment described above, for example, a magnetic powder and a resin binder are applied, and the magnetic material layer is placed on the side facing the antenna with the base material film P2 as the reinforcing layer and the antenna base material of the antenna base material M interposed therebetween. However, instead of this, a sheet-like magnetic body may be attached to, for example, the reinforcing layer side via an adhesive or the like. Thereby, high adhesion strength can be obtained between the magnetic layer and the reinforcing layer adjacent to the magnetic layer.
In the above description of the embodiment, a coiled antenna (antenna coil) is exemplified as the shape of the antenna, but the antenna is, for example, a dipole antenna having a pair of linear conductors on one surface of an insulating base. Various shapes can be designed, and in the present application, these various shapes are collectively referred to as an antenna. Furthermore, the configuration of the present invention can be used as long as the antenna base is formed on one surface of the insulating base, such as an antenna base having a coiled antenna or a dipole antenna. It becomes possible to apply.
1…非接触式データキャリア、2a,2b,2c,2d,2e…非接触式データキャリアインレット、5a,5b…チップ実装用パターン、41a,41b,41c…カレンダローラ、41…磁性体塗布装置、42…加圧装置、53…金属ロール、A…アンテナコイル、C…ICチップ、H1,H2,H3,H4…補強磁性基材、J1,J2,J3…磁性体層、K3…金属層、M…アンテナ基材、P1,P2…基材フィルム、R6…非接触式データキャリアインレットロール、S1,S2,S3,S4,S5…接着層、Y…ジャンパ線。
DESCRIPTION OF
Claims (27)
少なくとも記憶回路及び通信制御回路が搭載されたICチップと、
前記絶縁基材の一方の面側に形成されているとともに前記ICチップに電気的に接続されたアンテナと、
前記アンテナを挟んで前記絶縁基材と対向する側に配置され、磁性体で構成される磁性体層とこの磁性体層の少なくとも一方の面側に積層されて当該磁性体層を補強する補強層とで構成された補強磁性基材と、
を具備することを特徴とする非接触式データキャリアインレット。 An insulating substrate having electrical insulation;
An IC chip on which at least a memory circuit and a communication control circuit are mounted;
An antenna formed on one side of the insulating substrate and electrically connected to the IC chip;
A magnetic layer that is disposed on the side facing the insulating substrate with the antenna interposed therebetween and is laminated on at least one surface side of the magnetic layer to reinforce the magnetic layer A reinforced magnetic substrate composed of
A non-contact type data carrier inlet.
この絶縁基材の一方の面側に形成されたアンテナコイルと、
前記絶縁基材の一方の面側にそれぞれ形成されているとともに前記アンテナコイルの一端部に一方のパターンが接続された一対のチップ実装用パターンと、
前記一対のチップ実装用パターン上に実装された少なくとも記憶回路及び通信制御回路を搭載するICチップと、
前記アンテナコイルの周回部分を前記絶縁基材越しに跨ぐようにしてこの絶縁基材の他方の面側に形成され、一端部が、前記アンテナコイルの他端部と層間接続され、他端部が、前記チップ実装用パターンの他方と層間接続された中継用パターンと、
前記アンテナコイルを挟んで前記絶縁基材と対向する側に配置され、磁性体で構成される磁性体層とこの磁性体層の少なくとも一方の面側に積層されて当該磁性体層を補強する補強層とで構成された補強磁性基材と、
を具備することを特徴とする非接触式データキャリアインレット。 An insulating substrate having electrical insulation;
An antenna coil formed on one side of the insulating substrate;
A pair of chip mounting patterns each formed on one surface side of the insulating base and having one pattern connected to one end of the antenna coil;
An IC chip on which at least a memory circuit and a communication control circuit are mounted on the pair of chip mounting patterns;
The antenna coil is formed on the other surface side of the insulating base so as to straddle the surrounding portion of the antenna base, and one end is interlayer-connected to the other end of the antenna coil and the other end is , A relay pattern layer-connected to the other of the chip mounting patterns,
Reinforcement that is disposed on the side facing the insulating substrate with the antenna coil interposed therebetween and is laminated on at least one surface side of the magnetic material layer and reinforcing the magnetic material layer. A reinforced magnetic substrate composed of layers,
A non-contact type data carrier inlet.
この絶縁基材の一方の面側に形成されたアンテナコイルと、
前記アンテナコイルの一端部及び他端部に一方及び他方のパターンがそれぞれ接続された状態で前記絶縁基材の一方の面側に形成され且つ前記アンテナコイルの周回部分を跨ぐ位置にそれぞれ設けられた一対のチップ実装用パターンと、
前記一対のチップ実装用パターン上に実装された少なくとも記憶回路及び通信制御回路を搭載するICチップと、
前記アンテナコイルを挟んで前記絶縁基材と対向する側に配置され、磁性体で構成される磁性体層とこの磁性体層の少なくとも一方の面側に積層されて当該磁性体層を補強する補強層とで構成された補強磁性基材と、
を具備することを特徴とする非接触式データキャリアインレット。 An insulating substrate having electrical insulation;
An antenna coil formed on one side of the insulating substrate;
The one and other patterns are connected to one end and the other end of the antenna coil, respectively, and are formed on one surface side of the insulating base material and provided at positions straddling the surrounding portion of the antenna coil. A pair of chip mounting patterns;
An IC chip on which at least a memory circuit and a communication control circuit are mounted on the pair of chip mounting patterns;
Reinforcement that is disposed on the side facing the insulating substrate with the antenna coil interposed therebetween and is laminated on at least one surface side of the magnetic material layer and reinforcing the magnetic material layer. A reinforced magnetic substrate composed of layers,
A non-contact type data carrier inlet.
さらに、前記補強磁性基材における前記補強層が、これらの複数の磁性体層どうしの間に介在されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の非接触式データキャリアインレット。 A plurality of the magnetic layers in the reinforced magnetic substrate are provided,
The non-contact type data according to any one of claims 1 to 5, wherein the reinforcing layer in the reinforcing magnetic substrate is interposed between the plurality of magnetic layers. Carrier inlet.
前記絶縁基材を挟んで前記アンテナと対向する側に、磁性体で構成される磁性体層が積層され補強磁性基材が構成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の非接触式データキャリアインレット。 In place of the reinforcing magnetic substrate disposed on the side facing the insulating substrate across the antenna,
7. The reinforced magnetic base material according to claim 1, wherein a magnetic material layer made of a magnetic material is laminated on a side facing the antenna across the insulating base material. The non-contact type data carrier inlet according to item.
前記アンテナ基材上の前記アンテナと電気的に接続されるようにして、少なくとも記憶回路及び通信制御回路が搭載されたICチップを実装する工程と、
第2の絶縁基材の少なくとも一方の面側に磁性体を用いて磁性体層を形成し補強された補強磁性基材を作製する工程と、
前記作製された補強磁性基材を前記作製されたアンテナ基材の前記アンテナの形成面側に接合する工程と、
を有することを特徴とする非接触式データキャリアインレットの製造方法。 Producing an antenna substrate by forming an antenna on one side of the first insulating substrate;
Mounting an IC chip on which at least a memory circuit and a communication control circuit are mounted so as to be electrically connected to the antenna on the antenna substrate;
Producing a reinforced magnetic substrate reinforced by forming a magnetic layer using a magnetic material on at least one surface side of the second insulating substrate;
Bonding the produced reinforcing magnetic substrate to the antenna forming surface side of the produced antenna substrate;
A method for producing a non-contact type data carrier inlet.
一端部が、前記アンテナコイルの他端部と層間接続され、他端部が、前記一対のチップ実装用パターンの他方と層間接続されることになる中継用パターンを、前記第1の絶縁基材の絶縁基材越しに前記アンテナコイルの周回部分を跨がせるようにして、前記第1の絶縁基材の他方の面側に形成する第2のパターン作製工程と、
前記第1及び第2のパターン作製工程を経た後、前記中継用パターンの一端部と前記アンテナコイルの他端部との層間接続、及び前記中継用パターンの他端部と前記一対のチップ実装用パターンの他方との層間接続を行ってアンテナ基材を作製する工程と、
前記作製されたアンテナ基材の前記一対のチップ実装用パターン上に、少なくとも記憶回路及び通信制御回路が搭載されたICチップを実装する工程と、
第2の絶縁基材の少なくとも一方の面側に磁性体を用いて磁性体層を形成し補強された補強磁性基材を作製する工程と、
前記ICチップを実装する工程を経た前記アンテナ基材の前記アンテナコイルの形成面側に、前記作製された補強磁性基材を接合する工程と、
を有することを特徴とする非接触式データキャリアインレットの製造方法。 A first pattern forming step of forming an antenna coil and a pair of chip mounting patterns in which one pattern is connected to one end of the antenna coil on one surface side of the first insulating base;
One end portion is interlayer-connected to the other end portion of the antenna coil, and the other end portion is interlayer-connected to the other of the pair of chip mounting patterns. A second pattern forming step of forming the antenna coil on the other surface side of the first insulating base so as to straddle the surrounding portion of the antenna coil over the insulating base;
After passing through the first and second pattern manufacturing steps, interlayer connection between one end of the relay pattern and the other end of the antenna coil, and the other end of the relay pattern and the pair of chip mounting Making an antenna substrate by performing interlayer connection with the other of the pattern;
Mounting an IC chip on which at least a memory circuit and a communication control circuit are mounted on the pair of chip mounting patterns of the manufactured antenna substrate;
Producing a reinforced magnetic substrate reinforced by forming a magnetic layer using a magnetic material on at least one surface side of the second insulating substrate;
Bonding the produced reinforcing magnetic substrate to the antenna coil forming surface side of the antenna substrate that has undergone the step of mounting the IC chip;
A method for producing a non-contact type data carrier inlet.
前記作製されたアンテナ基材の前記一対のチップ実装用パターン上に少なくとも記憶回路及び通信制御回路が搭載されたICチップを実装するチップ実装工程と、
第2の絶縁基材の少なくとも一方の面側に磁性体を用いて磁性体層を形成し補強された補強磁性基材を作製する工程と、
前記ICチップを実装する工程を経た前記アンテナ基材の前記アンテナコイルの形成面側に、前記作製された補強磁性基材を接合する工程と、
を有することを特徴とする非接触式データキャリアインレットの製造方法。 An antenna coil and a pair of chip mounting patterns respectively connected to one end portion and the other end portion of the antenna coil and disposed at positions straddling the surrounding portion of the antenna coil. A step of producing an antenna substrate by forming on one surface side of the insulating substrate of 1;
A chip mounting step of mounting an IC chip on which at least a memory circuit and a communication control circuit are mounted on the pair of chip mounting patterns of the manufactured antenna substrate;
Producing a reinforced magnetic substrate reinforced by forming a magnetic layer using a magnetic material on at least one surface side of the second insulating substrate;
Bonding the produced reinforcing magnetic substrate to the antenna coil forming surface side of the antenna substrate that has undergone the step of mounting the IC chip;
A method for producing a non-contact type data carrier inlet.
前記補強磁性基材を前記アンテナ基材に接合する工程では、前記補強磁性基材の前記金属層の非形成面側と前記アンテナ基材の前記アンテナの形成面側とを接合することを特徴とする請求項14ないし19のいずれか1項に記載の非接触式データキャリアインレットの製造方法。 In the step of producing the reinforced magnetic base material, a metal layer is further formed on a member composed of the second insulating base material and at least one magnetic layer,
In the step of bonding the reinforcing magnetic substrate to the antenna substrate, the non-forming surface side of the metal layer of the reinforcing magnetic substrate and the antenna forming surface side of the antenna substrate are bonded. The method for manufacturing a non-contact type data carrier inlet according to any one of claims 14 to 19.
前記アンテナ基材の前記アンテナの非形成面側に、磁性体を用いて磁性体層を形成する工程を実施することを特徴とする請求項14ないし19のいずれか1項に記載の非接触式データキャリアインレットの製造方法。 In place of the step of producing the reinforcing magnetic substrate and the step of bonding the reinforcing magnetic substrate to the antenna forming surface side of the antenna substrate,
The non-contact type according to any one of claims 14 to 19, wherein a step of forming a magnetic material layer using a magnetic material is performed on the non-forming surface side of the antenna base material. Manufacturing method of data carrier inlet.
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