JP2007094563A - Non-contact data carrier inlet, non-contact data carrier inlet roll and non-contact data carrier, and manufacturing method thereof - 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 and the non-contact type data carrier, and manufacturing methods 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)。
ここで、上記文献には、フィルム又はシートなどの板状の磁性体の一主面上にアンテナコイルを形成した非接触式データキャリア(タグ)が開示されている。しかしながら、この場合、非接触式データキャリアの片側の面、つまり、板状の磁性体におけるアンテナコイルの形成面側でしか、データの送受信を行うことができないことになる。したがって、例えば、非接触式データキャリアを金属製の物品などに取り付けてこれを使用しようする場合に、取り付け面を間違うと、非接触式データキャリアを利用できなくなるという課題を抱えている。 Here, the above document discloses a non-contact data carrier (tag) in which an antenna coil is formed on one main surface of a plate-like magnetic body such as a film or a sheet. However, in this case, data can be transmitted and received only on one side of the non-contact data carrier, that is, on the side where the antenna coil is formed on the plate-like magnetic material. Therefore, for example, when a non-contact type data carrier is attached to a metal article or the like and used, there is a problem that the non-contact type data carrier cannot be used if the attachment surface is wrong.
また、上記した特許文献には、棒状の磁性体に対しその軸芯を中心にアンテナコイルを螺旋状に巻回して形成した非接触式データキャリアなども開示されている。しかしながら、この構成の非接触式データキャリアの場合、アンテナコイルの製造工程が比較的複雑な工程となり、生産性の低下を招くことになる。 Further, the above-mentioned patent document also discloses a non-contact type data carrier formed by winding an antenna coil spirally around a shaft core of a rod-shaped magnetic body. However, in the case of the non-contact type data carrier having this configuration, the manufacturing process of the antenna coil becomes a relatively complicated process, and the productivity is lowered.
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、生産性を低下させることなく、金属導体の近接位置での使用を可能とし、しかも相異なる二方向からのデータの送受信を可能とす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。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can be used in a close position of a metal conductor without reducing productivity, and can transmit and receive data from two different directions. An object of the present invention is to provide a non-contact type data carrier inlet, a non-contact type data carrier inlet roll, a non-contact type data carrier, and a method of manufacturing the same.
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、磁性材料により形成され、第1の主面とこの第1の主面と相対する側に位置する第2の主面とを備える磁性基材と、少なくとも記憶回路及び通信制御回路を有し前記磁性基材の前記第1又は第2の主面上に実装されたICチップと、このICチップに電気的に接続され、前記磁性基材の前記第1の主面上に設けられた第1のアンテナ部と前記磁性基材の前記第2の主面上に設けられた第2のアンテナ部とを前記磁性基材を介して層間接続することにより構成されたアンテナ素子と、を具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a non-contact type data carrier inlet according to the present invention is formed of a magnetic material, and a second main surface located on a side opposite to the first main surface and the first main surface. And an IC chip that has at least a memory circuit and a communication control circuit and is mounted on the first or second main surface of the magnetic substrate, and is electrically connected to the IC chip. The magnetic base material includes a first antenna portion provided on the first main surface of the magnetic base material and a second antenna portion provided on the second main surface of the magnetic base material. And an antenna element configured by interlayer connection through the antenna.
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、磁性材料により形成され、第1の主面とこの第1の主面と相対する側に位置する第2の主面とを備える磁性基材と、少なくとも記憶回路及び通信制御回路を有し前記磁性基材の前記第1又は第2の主面上に実装されたICチップと、このICチップに電気的に接続され、前記磁性基材の前記第1の主面上を周回させて配線した第1のアンテナパターンと前記磁性基材の前記第2の主面上を周回させて配線した第2のアンテナパターンとを前記磁性基材を介して層間接続することにより構成されたアンテナコイルと、を具備することを特徴とする。 A non-contact type data carrier inlet according to the present invention is formed of a magnetic material and includes a first main surface and a second main surface located on a side opposite to the first main surface. An IC chip having at least a memory circuit and a communication control circuit and mounted on the first or second main surface of the magnetic base material, and electrically connected to the IC chip, The first antenna pattern wired around the first main surface and the second antenna pattern wired around the second main surface of the magnetic base material via the magnetic base material. And an antenna coil configured by interlayer connection.
すなわち、これらの発明では、記憶回路及び通信制御回路を有する単一のICチップに接続されたアンテナコイルなどのアンテナ素子の構成要素が、磁性基材の第1の主面上とこれと相対する側に位置する第2の主面上とのそれぞれに分散されたかたちで配置される。したがって、これらの発明によれば、例えば磁性体の外形(外周)部分にアンテナを巻回するなどといった生産性の低下を招く製法を用いることなく、相異なる二方向からのデータの送受信を可能とし、しかも金属導体の近接位置での使用が可能となる金属対応型の非接触式データキャリアを得ることができる。 That is, in these inventions, the constituent elements of the antenna element such as the antenna coil connected to the single IC chip having the memory circuit and the communication control circuit are opposed to the first main surface of the magnetic substrate. Disposed in a distributed manner on each of the second main surfaces located on the side. Therefore, according to these inventions, for example, it is possible to transmit and receive data from two different directions without using a manufacturing method that leads to a decrease in productivity, such as winding an antenna around the outer shape (outer periphery) of a magnetic material. In addition, it is possible to obtain a metal-compatible non-contact data carrier that can be used at a position close to the metal conductor.
詳細には、これらの発明を適用した非接触式データキャリアがカード型などの板状に成形されている場合、非接触式データキャリアの表裏(取付面)を気にすることなく金属導体に取り付けて、これを使用することができる。ここで、上記した磁性材料により形成される磁性基材(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。 Specifically, when the non-contact type data carrier to which these inventions are applied is formed in a plate shape such as a card type, it is attached to the metal conductor without worrying about the front and back (mounting surface) of the non-contact type data carrier. Can be used. Here, the magnetic base material (magnetic body) formed of the above-described magnetic material is a so-called soft magnetic body or metal-based magnetic body.
また、本発明の非接触式データキャリアインレットは、前記磁性基材の前記第1及び第2の主面上にそれぞれ配線される前記第1のアンテナパターンと前記第2のアンテナパターンとが、前記第1及び第2の主面と直交する方向の互いのパターン形成領域の重なりを避けるようにして配線されていることを特徴とする。
この発明によれば、第1、第2のアンテナパターンどうしの重なり度合いの差により生じる寄生容量の差、つまり、アンテナパターンの例えばパターニングによるアライメント誤差などの影響で生じ得るコンデンサ成分のばらつきを抑えることができるので、LC回路における目的の共振周波数の合わせ込みに寄与することができる。
In the non-contact data carrier inlet of the present invention, the first antenna pattern and the second antenna pattern respectively wired on the first and second main surfaces of the magnetic base The wiring is performed so as to avoid the overlapping of the pattern formation regions in the direction orthogonal to the first and second main surfaces.
According to the present invention, the difference in the parasitic capacitance caused by the difference in the degree of overlap between the first and second antenna patterns, that is, the variation in the capacitor component that can be caused by the alignment error due to the patterning of the antenna pattern, for example, is suppressed. Therefore, it is possible to contribute to the adjustment of the target resonance frequency in the LC circuit.
また、本発明の非接触式データキャリアインレットは、前記第1のアンテナパターンと前記第2のアンテナパターンとは、カシメ加工若しくはスルーホールを用いて層間接続されていることを特徴とする。
この発明においては、例えばカシメ加工を適用した場合には、層間接続を行う際の工程の簡略化を図ることができ、また、スルーホールを用いた層間接続を適用した場合には、層間の接続信頼性を向上させることができる。
The contactless data carrier inlet of the present invention is characterized in that the first antenna pattern and the second antenna pattern are interlayer-connected using caulking or through holes.
In the present invention, for example, when caulking is applied, the process for performing interlayer connection can be simplified, and when interlayer connection using a through hole is applied, interlayer connection is achieved. Reliability can be improved.
さらに、本発明の非接触式データキャリアインレットは、前記アンテナコイルを構成する前記第1のアンテナパターンと前記第2のアンテナパターンとは、前記磁性基材の前記第1及び第2の主面のうちの一方の主面側からみて、互いの巻き方向が同一方向であることを特徴とする。
この発明によれば、第1及び第2のアンテナパターンによってそれぞれ生じる電磁誘導の向きを一定の方向に揃えることができる。
Furthermore, in the non-contact type data carrier inlet of the present invention, the first antenna pattern and the second antenna pattern constituting the antenna coil are formed on the first and second main surfaces of the magnetic substrate. When viewed from one of the main surfaces, the winding directions are the same.
According to the present invention, the directions of electromagnetic induction generated by the first and second antenna patterns can be made uniform.
また、本発明の非接触式データキャリアインレットは、前記アンテナ素子又は前記アンテナコイルが、前記磁性基材の前記第1及び第2の主面上に接着層を介して積層されていることを特徴とする。
ここで、前記接着層は、エッチング処理に対する耐性を有する材料で構成されていることが望ましい。
すなわち、上記発明によれば、エッチング処理の際に用いられる例えばエッチング液などの影響で磁性基材が腐食してしまうことなどを上述した接着層により抑制することができる。
In the non-contact type data carrier inlet of the present invention, the antenna element or the antenna coil is laminated on the first and second main surfaces of the magnetic base material via an adhesive layer. And
Here, the adhesive layer is preferably made of a material having resistance to an etching process.
That is, according to the above-described invention, it is possible to suppress the corrosion of the magnetic base material due to the influence of, for example, an etching solution used in the etching process by the above-described adhesive layer.
さらに、本発明の非接触式データキャリアインレットは、前記磁性基材上で前記アンテナコイルに接続され、前記磁性基材上から少なくとも一部を除去することによりLC回路全体の静電容量を調整可能な静電容量調整パターンをさらに具備することを特徴とする。
この発明では、磁性基材上からの静電容量調整パターンの少なくとも一部の除去又は非除去を選択的に行うことで、非接触式データキャリアインレットの共振周波数のチューニングを行うことができる。
Furthermore, the non-contact type data carrier inlet of the present invention is connected to the antenna coil on the magnetic base material, and the capacitance of the entire LC circuit can be adjusted by removing at least part of the magnetic base material. And a further capacitance adjustment pattern.
In this invention, the resonance frequency of the non-contact type data carrier inlet can be tuned by selectively removing or not removing at least part of the capacitance adjustment pattern from the magnetic substrate.
また、本発明の非接触式データキャリアインレットでは、前記磁性基材は、その基材自体を補強する電気絶縁性を有する補強層が積層されていることを特徴とする。
この発明では、磁性基材自体の機械的強度を向上させることができるので、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での部品供給を好適に行うことができ、これにより、非接触式データキャリアの生産性を向上させることができる。
In the non-contact type data carrier inlet of the present invention, the magnetic base material is characterized in that a reinforcing layer having electrical insulation for reinforcing the base material itself is laminated.
In this invention, since the mechanical strength of the magnetic substrate itself can be improved, for example, relatively high tensile stress or bending stress can be applied in the supply of manufactured parts of a metal-compatible non-contact data carrier. Parts can be suitably supplied in the form of a roll, thereby improving the productivity of the non-contact data carrier.
さらに、本発明の非接触式データキャリアインレットでは、前記磁性基材は、磁性材料によりそれぞれ形成された複数の磁性体層を有し、前記補強層が、これら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。
つまり、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とともに、金属などの導電体に対する遮蔽性(渦電流の発生防止機能)を向上させることができる。
Furthermore, in the non-contact type data carrier inlet of the present invention, the magnetic substrate has a plurality of magnetic layers each formed of a magnetic material, and the reinforcing layer is interposed between the plurality of magnetic layers. It is characterized by being interposed.
In this invention, in addition to the improvement of the strength of the magnetic layer described above, a laminated structure composed of a plurality of magnetic layers and reinforcing layers without forming a thick magnetic layer that is generally difficult to manufacture. In this portion, 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 well as the case where a relatively thick magnetic layer is formed, and shielding against a conductor such as metal is possible. (Eddy current generation prevention function) can be improved.
また、本発明の非接触式データキャリアインレットは、前記アンテナ素子又は前記アンテナコイルが、メッキ処理又は蒸着により前記磁性基材の前記第1及び第2の主面上に直接的に形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、作製される非接触式データキャリアの薄型化を図ることができる。
ここで、この発明においては、導電性を有するアンテナコイルが、磁性基材の主面上に直接的に形成されることになるので、磁性基材を形成するための磁性材料としては、高絶縁性を有する、例えばMn−Znフェライト、Ni−Znフェライトなどを適用することが望ましい。
In the non-contact type data carrier inlet of the present invention, the antenna element or the antenna coil is formed directly on the first and second main surfaces of the magnetic base material by plating or vapor deposition. It is characterized by that.
According to the present invention, it is possible to reduce the thickness of the produced non-contact data carrier.
Here, in this invention, since the conductive antenna coil is directly formed on the main surface of the magnetic base material, the magnetic material for forming the magnetic base material is a highly insulating material. For example, it is desirable to apply Mn—Zn ferrite, Ni—Zn ferrite, or the like.
また、本発明の非接触式データキャリアインレットロールは、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、磁性基材が補強層により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。
The non-contact type data carrier inlet roll of the present invention is characterized in that a sheet-like member on which a plurality of non-contact type data carrier inlets are mounted is wound into a roll shape. .
According to the present invention, the magnetic base material is reinforced by the reinforcing layer so that it can withstand relatively high tensile stress and bending stress. Supply can be realized, which can increase the productivity of the non-contact data carrier.
さらに、本発明の非接触式データキャリアは、既述したいずれか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ことを特徴とする。 Furthermore, the non-contact type data carrier of the present invention is characterized in that one of the non-contact type data carrier inlets described above is covered 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の主面とこの第1の主面と相対する側に位置する第2の主面とを備える磁性基材を磁性材料により形成する工程と、前記形成された磁性基材の前記第1の主面上に第1のアンテナ部を設けるとともに前記第2の主面上に第2のアンテナ部を設け且つこれら第1及び第2のアンテナ部どうしを層間接続して構成されるアンテナ素子を当該磁性基材上に搭載することによ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アンテナ素子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を有するICチップを前記磁性基材の前記第1又は第2の主面上に実装する工程と、を有することを特徴とする。 In addition, the method for manufacturing a non-contact type data carrier inlet according to the present invention uses a magnetic base material comprising a first main surface and a second main surface located on the side opposite to the first main surface as a magnetic material. And forming a first antenna portion on the first main surface of the formed magnetic substrate and providing a second antenna portion on the second main surface, and A step of producing an antenna substrate by mounting an antenna element constituted by connecting the second antenna portions to each other on the magnetic substrate, and an electrical connection between the antenna element and the antenna element of the produced antenna substrate. Mounting an IC chip having at least a memory circuit and a communication control circuit on the first or second main surface of the magnetic base material.
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、第1の主面とこの第1の主面と相対する側に位置する第2の主面とを備える磁性基材を磁性材料により形成する工程と、前記形成された磁性基材の前記第1の主面上を周回させて第1のアンテナパターンを配線するとともに前記第2の主面上を周回させて第2のアンテナパターンを配線し且つこれら第1及び第2のアンテナパターンどうしを層間接続して構成されるアンテナコイルを当該磁性基材上に設けることによ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アンテナコイル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を有するICチップを前記磁性基材の前記第1又は第2の主面上に実装する工程と、を有することを特徴とする。 Furthermore, the method of manufacturing a non-contact type data carrier inlet according to the present invention includes a magnetic material comprising a first main surface and a second main surface located on the side opposite to the first main surface. And forming the second antenna pattern by routing the first antenna pattern around the first main surface of the formed magnetic base material and wiring around the second main surface. And forming the antenna base by providing an antenna coil formed by connecting the first and second antenna patterns between the layers on the magnetic base, and the prepared antenna base Mounting an IC chip having at least a memory circuit and a communication control circuit on the first or second main surface of the magnetic base material so as to be electrically connected to the antenna coil. And wherein the Rukoto.
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構成したことを特徴とする。
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 inlet manufactured by the above-described method is covered with an exterior.
このように本発明によれば、生産性を低下させることなく、金属導体の近接位置での使用を可能とし、しかも相異なる二方向からのデータの送受信を可能とす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を提供することができる。 Thus, according to the present invention, a non-contact type data carrier inlet that enables use at a close position of a metal conductor without reducing productivity, and enables transmission / reception of data from two different directions, A non-contact type data carrier inlet roll and a non-contact type 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主面側からみた図、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主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主面側からみた図、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。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
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 main surface side, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the non-contact type data carrier inlet as viewed from the side. These are the figures which looked at this non-contact-type data carrier inlet from the other main 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 as viewed from the side.
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ることでそれぞれのパターンの区別を行っている。また、手前側から遠い側(裏側)に位置する導体パターンについては、その外形線を破線で図示している。 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. Each pattern is distinguished by changing the direction of hatching with the pattern. Moreover, about the conductor pattern located in the side (back side) far from the near side, the outline is shown with the broken line.
図1〜図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、磁性材料(磁性体材料)を用いて形成された矩形で且つ板状(シート状)の磁性基材(磁性基板)J1と、少なくとも記憶回路及び通信制御回路を有するICチップCと、このICチップCに電気的に接続されたアンテナ素子としてのアンテナコイルAとを備える。磁性基材J1は、一方(第1)の主面19aとこの主面と相対する側に位置する他方(第2)の主面19bとの2つの主面を備える。ICチップCは、磁性基材J1の一方の主面19a上にパターン形成された一対のチップ実装用パターン5a、5b上に実装されている。アンテナコイルAは、磁性基材J1の一方の主面19a上を渦巻状に周回させて配線した第1のアンテナパターンE1と磁性基材J1の他方の主面19b上を渦巻状に周回させて配線した第2のアンテナパターンE2とを磁性基材J1を介して層間接続することにより構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the non-contact type
また、非接触式データキャリアインレット2aは、磁性基材J1上の一方の主面19a上及び他方の主面19b上をそれぞれ延びるように配線され、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、これら一対の接続パターン8a、8bを介して上記一方の主面19a上及び他方の主面19b上に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。
The non-contact type
詳細には、アンテナコイルAを構成する第1のアンテナパターンE1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。また、アンテナコイルAを構成する第1のアンテナパターンE1の他端部3bは、スルーホールG3を介して、磁性基材J1の他方の主面19b上に配線される(アンテナコイルAを構成する)第2のアンテナパターンE2の一端部10aに層間接続されている。さらに、第2のアンテナパターンE2の他端部10bは、スルーホールG4を介して、磁性基材J1の一方の主面19a上に配線される他方のチップ実装用パターン5bの基端部に層間接続されている。また上記した他方の接続パターン8bは、第2のアンテナパターンE2の他端部10bと接続されている。このようにして第1のアンテナパターンE1と第2のアンテナパターンE2とが直列に接続されてアンテナ素子としてのアンテナコイルAが構成される。
Specifically, the one
ここで、アンテナコイルAを構成する第1のアンテナパターンE1と第2のアンテナパターンE2とは、磁性基材の前記第1及び第2の主面のうちのいずれか一方の主面側からみて、互いの巻き方向が同一方向となるように配線されている。本実施形態では、図1において、第1及び第2のアンテナパターンE1、E2のそれぞれは、その内周側から外周側に向かって例えば左巻きでパターン形成されている。上記した構成によれば、第1及び第2のアンテナパターンE1、E2にてそれぞれ生じる電磁誘導の向きを一定の方向に揃えることができる。 Here, the first antenna pattern E1 and the second antenna pattern E2 constituting the antenna coil A are viewed from one main surface side of the first and second main surfaces of the magnetic base material. The wires are wired so that their winding directions are the same. In the present embodiment, in FIG. 1, each of the first and second antenna patterns E1, E2 is formed in a left-handed pattern, for example, from the inner circumference side toward the outer circumference side. According to the configuration described above, it is possible to align the directions of electromagnetic induction generated in the first and second antenna patterns E1 and E2 in a certain direction.
また、このように単一のアンテナ素子(エレメント)としてICチップCに接続されたアンテナコイルAの構成要素(第1及び第2のアンテナパターンE1、E2)を、磁性基材J1の一方及び他方の主面19a、19b上にそれぞれに分けて配置することで、磁性基材J1の一方の主面19a側及び他方の主面19b側、つまり、相異なる二方向からのデータの送受信を可能とする金属対応型の非接触式データキャリアを得ることができる。
In addition, the constituent elements (first and second antenna patterns E1 and E2) of the antenna coil A connected to the IC chip C as a single antenna element (element) in this way are connected to one and the other of the magnetic substrate J1. By separately arranging on the
また、上記した各々対のチューニングパターン15a、15b、16a、16b、17a、17b、18a、18bは、磁性基材J1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、誘電体としても機能する磁性基材J1を挟んで対向する位置に配置されている。各々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、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)。このように磁性基材J1上で各々設けられた第1及び第2のアンテナパターンE1、E2を有するアンテナコイルA、ICチップC内のコンデンサ9b、並びに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、LC共振回路が構成される。
Further, each of the 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磁性基材J1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、磁性基材J1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、非接触式データキャリアインレット2aの上述した磁性基材J1は、フェライトなどの透磁率の高い磁性材料で構成されている。
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, the above-described magnetic substrate J1 of the non-contact type
さらに、このような磁性基材J1上に、第1及び第2のアンテナパターンE1、E2を有するアンテナコイルA、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、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を用いて両側から磁性基材J1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。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, an antenna coil A having the first and second antenna patterns E1 and E2, 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7h及び図8a〜図8eに基づきその説明を行う。ここで、図7a〜図7hは、本実施形態の非接触式データキャリアインレット2aの各製造工程を説明するための断面図、図8aは、図7aの磁性基材シートF2を形成するための製造装置を概略的に示す図である。また、図8bは、図7b〜図7gの製造工程に用いる製造装置を概略的に示す図、図8cは、図7gのアンテナ基材(アンテナ基材シート)M1上にICチップCを実装するための製造装置を示す断面図である。さらに、図8dは、図8cの製造装置により作製された非接触式データキャリアインレットシートF3を示す平面図、図8eは、図8dの非接触式データキャリアインレットシートF3から図7hの非接触式データキャリアインレット2a単体を得るための製造装置を示す断面図である。
Next, a manufacturing method of the metal-compatible non-contact type
まず、図7a及び図8aに示すように、塗布装置28から基台28a上に磁性材料F1を塗布した後、これを乾燥・プレス装置29のプレス機29aにより、プレスして乾燥させ、例えば50〜500μmの厚さの磁性基材シートF2(磁性基材J1)を得る。
First, as shown in FIGS. 7a and 8a, after applying the magnetic material F1 on the
ここで、磁性基材J1の構成材料としては、例えば、Mn−Znフェライト、Ni−Znフェライトなどの高絶縁性を有する磁性材料が好適である。また、このような磁性基材J1の形成において、上記フェライトの磁性粉末など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。 Here, as a constituent material of the magnetic substrate J1, for example, a magnetic material having high insulation properties such as Mn—Zn ferrite and Ni—Zn ferrite is suitable. In forming the magnetic base material J1, a resin binder mixed with the ferrite magnetic powder or the like may be applied. This resin binder is mainly composed of a thermoplastic resin, and if necessary, coupling agents such as silane, titanate and aluminum which improve the affinity between the magnetic powder and the resin, phthalic acid and sulfone which improve the fluidity of the resin. Acidic, phosphoric acid and epoxy plasticizers, stearic acid, stearates, fatty acid amides, waxes and other lubricants that increase the fluidity of the mixture, and hindered phenols to prevent oxidation of fillers, sulfur Those to which antioxidants such as those based on phosphorus and phosphorus are appropriately added are suitable.
次に、図7b及び図8bに示すように、磁性基材シートF2(磁性基材J1)上において層間接続を行うべき2箇所の位置に、レーザ照射装置25aを有する穿孔装置25を用いて貫通孔G1、G2をそれぞれ穿孔する。次に、図7c及び図8bに示すように、磁性基材J1の表層、つまり、磁性基材J1の一方及び他方の主面19a、19b並びに貫通孔G1、G2の内壁面に、下地層として例えば銅などを材料とする金属層(導体層)K1、K2をスパッタリング装置26を用いて形成する。次いで、図7d、図8bに示すように、下地層として形成された金属層(貫通孔G1、G2の内壁面を含む)K1、K2上に、本導体層として例えば銅などを材料とする金属層(導体層)K3、K4を、メッキ槽27を通じて積層する。また、これにより、アンテナコイルAを構成するアンテナパターンE1とアンテナパターンE2とを実質的に層間接続するためのスルーホールG3、G4が形成される。
Next, as shown in FIG. 7b and FIG. 8b, it penetrates using the
さらに、図7e、図8bに示すように、磁性基材J1の各主面上に形成された金属層K3、K4上の所定位置に、レジスト印刷装置31のローラ31a、31bを用いてレジストTを印刷する。この後、図7f、図8bに示すように、レジストTが印刷された磁性基材J1上の金属層K3、K4に対し、エッチング槽32を通じて、エッチングを施し、さらに、レジスト剥離・洗浄・乾燥室33で、磁性基材J1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。
Further, as shown in FIGS. 7e and 8b, a resist T is formed at predetermined positions on the metal layers K3 and K4 formed on the main surfaces of the magnetic substrate J1 by using
これにより、図7g、図8bに示すように、磁性基材J1の一方の面19a上には、(非接触式データキャリア複数個分の[図8d参照])アンテナパターンE1、一対のチップ実装用パターン5a、5b、一方のチューニングパターン(静電容量調整パターン)15a、16a、17a、18aが形成される(図1〜図3参照)。また、磁性基材J1の他方の主面19b上には、(非接触式データキャリア複数個分の[図8d参照])アンテナパターンE2、他方のチューニングパターン(静電容量調整パターン)15b、16b、17b、18bが形成される(図1〜図3参照)。
Thus, as shown in FIGS. 7g and 8b, on one
これによって、図7g、図8bに示すように、磁性基材J1の一方の主面19a上に形成された第1のアンテナパターンE1と磁性基材J1の他方の主面19b上に形成された第2のアンテナパターンE2とがスルーホールを介して層間接続されたかたちで構成されるアンテナコイルAを備えたアンテナ基材(アンテナ基材シート)M1が得られる。さらに、この後、図7h、図8cに示すように、例えば吸引式のハンドリング装置37aなどを備える実装装置37、及び圧着装置38を用いて、アンテナ基材M1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8c及び図8dに示すように、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非接触式データキャリアインレットシートF3が形成される。この後、非接触式データキャリアインレットシートF3は、図7h、図8eに示すように、複数の刃部51aを備える裁断装置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。
As a result, as shown in FIGS. 7g and 8b, the first antenna pattern E1 formed on one
したがって、このようにして製造される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、単一のICチップに接続されたアンテナコイルAの構成要素(第1及び第2のアンテナパターンE1、E2)が、磁性基材の一方の主面19a上とこれと相対する側に位置する他方の主面19b上とのそれぞれに分散されたかたちで配置される。これにより、相異なる二方向からのデータの送受信を可能とし、しかも金属導体の近接位置での使用が可能となる金属対応型の非接触式データキャリア1を得ることができる。詳細には、非接触式データキャリアインレット2aを材料として構成される非接触式データキャリア1では、表裏(取付面)を気にすることなく金属導体に取り付けて、これを使用することができる。
Therefore, 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の製造方法によれば、スルーホールG3、G4により各層の層間接続を行っているので、層間接続部分の接続信頼性を向上させることができる。また、本実施形態では、下地層を形成した後、本層(本導体層)を形成するようにしているので、本導体層として形成されたアンテナコイルAなどは、磁性基材J1との間で高い密着強度を得ることができる。
Moreover, according to the manufacturing method of 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9a〜図9g及び図10に基づき説明する。ここで、図9a〜図9g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の各製造工程を説明するための断面図、図10は、図9a〜図9gの製造工程に用いる製造装置を概略的に示す図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9a to 9g and FIG. Here, FIGS. 9a to 9g are sectional views for explaining each manufacturing process of the non-contact type
本実施形態の非接触式データキャリアインレット2bは、図9g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のスルーホールG3、G4を用いて実現されていた層間接続が、カシメ加工によって実現されている。また、非接触式データキャリアインレット2bは、アンテナコイルAを構成するアンテナパターンE1及びアンテナパターンE2、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などを含む磁性基材J1上の全ての導体パターンが、磁性基材J1(磁性基材J1の一方及び他方の主面19a、19b)上に例えば2〜20μm程度の厚さの接着層S1、S2を介して積層されている。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2bの製造装置は、第1の実施形態の図8bに示した製造装置が有する穿孔装置25、スパッタリング装置26及びメッキ槽27に代えて、図10に示すように、接着層巻回ローラ23a、23bと、金属層巻回ローラ24a、24bと、貼付ローラ22a、22bと、カシメ機34とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 9g, the non-contact type
すなわち、この実施形態では、図9a、図9b及び図10に示すように、まず、磁性基材シートF2(磁性基材J1)の両側面(磁性基材J1の一方及び他方の主面19a、19b)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K5、K6を接着層S1、S2を介して貼り付ける。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 9a, FIG. 9b and FIG. 10, first, both side surfaces of the magnetic substrate sheet F2 (magnetic substrate J1) (one and the other
詳述すると、上記した接着層巻回ローラ23a、23bには、エッチング槽32で用いられるエッチング液に対して耐性(耐腐食性)の高い材料で形成された接着シートが巻回されている。ここで、上記接着層S1、S2を形成するためのこの接着シートは、いわゆるドライラミネート用途で使用される場合に好適なものであって、硬化剤を含有する2液性のポリエステル系ポリウレタン接着剤などがその材料として適用されている。詳細には、この接着シートは、上記接着剤を例えば酢酸エチル、MEK(Methyl Ethyl Ketone)、IPA(Isopropyl Alcohol)などの溶剤で所定の粘度に希釈しこれをラミネート対象の一方の基材上に塗布した後、乾燥させることにより得られる。このような接着シートにて構成される上記接着層S1、S2は、アルカリ性又は酸性のいずれのエッチング液などに対しても良好な耐溶剤性及び耐薬品性を発揮し、これにより、接着層S1、S2の下層の磁性基材J1がエッチング液の影響で腐食することなどを抑制する。
Specifically, an adhesive sheet formed of a material having high resistance (corrosion resistance) to the etching solution used in the
また、上述した金属層巻回ローラ24a、24bには、銅などを材料とする金属箔シートが巻回されている。貼付ローラ22a、22bは、接着層巻回ローラ23a、23b及び金属層巻回ローラ24a、24bにそれぞれ巻回された上記接着シート及び金属箔シートを引き出しつつこれらを磁性基材J1上に貼り付け、これにより、磁性基材J1の両主面上に接着層S1、S2を介して金属層K5、K6が積層される。
A metal foil sheet made of copper or the like is wound around the metal
次に、図9c、図10に示すように、磁性基材J1の両側面にそれぞれ貼り付けられた金属層K5、K6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。この後、図9d、図10に示すように、レジストTが印刷された磁性基材J1上の金属層K5、K6に対し、エッチング槽32を通じて、エッチングを施し、さらに、レジスト剥離・洗浄・乾燥室33で磁性基材J1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。
Next, as shown in FIG. 9c and FIG. 10, a resist T is printed using
これにより、図9e、図10に示すように、磁性基材J1の一方の主面19a上には、アンテナパターンE1、一対のチップ実装用パターン5a、5b、一方のチューニングパターンが形成される。また、磁性基材J1の他方の主面19b上には、アンテナパターンE2、他方のチューニングパターンが形成される(図1〜図3参照)。このように各導体パターンが形成された磁性基材J1に対し、図9f、図10に示すように、アンテナパターンE1の他端部3bとアンテナパターンE2の一端部10aとのカシメ部6aを通じての層間接続、及び第2のアンテナパターンE2の他端部10bと他方のチップ実装用パターン5bの基端部とのカシメ部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)。
As a result, as shown in FIGS. 9e and 10, an antenna pattern E1, a pair of
これによって、磁性基材J1の一方の主面19a上に形成された第1のアンテナパターンE1と磁性基材J1の他方の主面19b上に形成された第2のアンテナパターンE2とがカシメ加工により層間接続されて構成されるアンテナコイルAを備えたアンテナ基材(アンテナ基材シート)M2が得られる。さらに、このアンテナ基材M2上にICチップCを実装することで、図9gに示す非接触式データキャリアインレット2b(及びその最終製品となる非接触式データキャリア)が作製される。
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2bによれば、相異なる二方向からのデータの送受信が可能であることに加え、エッチング処理の際に用いられる例えばエッチング液などの影響で磁性基材J1が腐食してしまうことなどを上述した接着層S1、S2により抑制することができる。
As a result, the first antenna pattern E1 formed on one
Therefore, according to 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11〜図13に基づき説明する。ここで、図11は、本実施形態に係る非接触式データキャリアインレット2cを一方の主面19a側からみた図、図12は、この非接触式データキャリアインレット2cを側面からみた断面図、図13は、この非接触式データキャリアインレット2cを他方の主面19b側からみた図である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 11 is a view of the non-contact type
この実施形態の非接触式データキャリアインレット2cは、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に設けられていた第2のアンテナパターンE2、(他方の)チップ実装用パターン5b(図1〜図3参照)に代えて、図11〜図13に示すように、第2のアンテナパターンE3、(他方の)チップ実装用パターン5cを備えて構成されている。
すなわち、この実施形態の非接触式データキャリアインレット2cは、磁性基材J1の第1及び第2の主面19a、19b上にそれぞれ配線される第1のアンテナパターンE1と第2のアンテナパターンE3とが、第1及び第2の主面19a、19bと直交する方向(磁性基材J1の厚さ方向)の互いのパターン形成領域の重なりを避けるようにして配線されたアンテナコイルA2を有する。
The non-contact type
That is, the non-contact type
したがって、この実施形態の非接触式データキャリアインレット2cによれば、第1、第2のアンテナパターンE1、E3どうしの重なり度合いの差により生じる寄生容量の差、つまり、アンテナパターンのパターニングによるアライメント誤差などの影響で生じ得るコンデンサ成分のばらつきを抑えることができるので、LC回路における目的の共振周波数(13.56MHz)の合わせ込みに寄与することができる。
Therefore, according to the non-contact type
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態を図14及び図15a〜15cに基づき説明する。ここで、図14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2dを示す断面図、図15a〜15cは、図14の非接触式データキャリアインレット2cを作製するための製造装置を概略的に示す図である。詳細には、図15aは、補強磁性基材(補強磁性基材シート)H1がロール状に巻回された補強磁性基材ロールR5を作製するための製造装置を示す図である。また、図15bは、補強磁性基材ロールR5を基に作製されたアンテナ基材ロールR2を作製するための製造装置を示す図である。さらに、図15cは、アンテナ基材ロールR2を基に作製された非接触式データキャリアインレットロールR3を作製するための製造装置を示す図である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15a to 15c. Here, FIG. 14 is a cross-sectional view showing a non-contact type
本実施形態の非接触式データキャリアインレット2dは、第2の実施形態の非接触式データキャリアインレット2bの構成(図9g参照)に代えて、図14に示すように、基材として補強磁性基材H1が適用されている。すなわち、非接触式データキャリアインレット2dは、比較的高い引張応力や曲げ応力などが生じ得るロールの形態での部品供給に好適に対応するための構造を有する。この補強磁性基材H1は、その基材自体を補強する電気絶縁性を有する補強層(PET層)P1が、第1〜3の実施形態で適用されていた磁性基材J1の少なくとも片側の主面に積層されるかたちで構成されている。
The non-contact type
ここで、補強層P1を構成するための絶縁樹脂材料としては、上記PET(ポリエチレンテレフタレート)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。 Here, as the insulating resin material for constituting the reinforcing layer P1, in addition to the above PET (polyethylene terephthalate), for example, phenol resin, urea resin, melamine resin, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyether Sulphone, polyphenylene sulfide, PBT, polyarylate, silicon resin, diallyl phthalate, polyimide and the like can also be applied.
次に、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2dの製造方法について説明を行う。まず、図15aに示すように、例えば30〜100μm程度の厚さのPET製の補強シート(補強層の形成用シート)P1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を通じて補強シートP1の連続的な送り出しを開始する。次に、この送り出された補強シートP1の片側の主面に対し、カレンダローラ41a、41b、41cを備えた塗布装置41を用い、磁性体層(磁性基材の構成部分)J1を形成する。磁性体層の構成材料としては、第1の実施形態で説明した磁性基材J1の構成材料である磁性材料F1が例えば用いられる。なお、ここでは、補強シート(補強層)P1に対して直接的に磁性体層を形成する製法を例示しているが、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。この場合、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。
Next, a method for manufacturing the non-contact type
さらに、同図15a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。このようにして、磁性体層J1を補強するかたちで補強シート(補強層)P2と当該磁性体層J1とが一体化されて得られた補強磁性基材(補強磁性基材シート)H1を、巻き取りローラ45を通じて巻き取り、補強磁性基材ロールR5を作製する。ここで、磁性基材部分が補強されていることで、補強磁性基材ロールR5を、長尺なロール長で形成することが可能となる。また、補強磁性基材ロールR5のロール長は、製造装置のPETロールR4から補強磁性基材ロールR5までの距離(パス)以上の長さが必要であ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。
Further, as shown in FIG. 15 a, 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
次いで、図15bに示すように、上記のようにして製造された補強磁性基材ロールR5から、巻き出しローラ30を通じて補強磁性基材(補強磁性基材シート)H1の連続的な送り出しを開始する。この後、第2の実施形態の図10を基に説明した製造工程と同様の製造工程を実施し、これにより得られたアンテナ基材(アンテナ基材シート)M3を巻き取りローラ35を通じて巻き取り、アンテナ基材ロールR2を作製する。次いで、図15cに示すように、このアンテナ基材ロールR2から、巻き出しローラ36を通じてアンテナ基材(補強磁性基材シート)M3の連続的な送り出しを開始し、アンテナ基材M3における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。このようにして、ICチップCの実装されたアンテナ基材(アンテナ基材シート)M3を、巻き取りローラ39を通じて巻き取り、非接触式データキャリアインレットロールR3を形成する。さらにこの後、非接触式データキャリアインレットロールR3を構成材料として図14に示す非接触式データキャリアインレット2d(及びその最終製品となる非接触式データキャリア)が作製される。
Next, as shown in FIG. 15b, continuous feeding of the reinforcing magnetic substrate (reinforcing magnetic substrate sheet) H1 is started from the reinforcing magnetic substrate roll R5 manufactured as described above through the unwinding
既述したように、本実施形態に係る非接触式データキャリアインレット2dによれば、第1〜3の実施形態で適用されていた磁性基材J1の少なくとも片側の主面に補強層P1が積層された補強磁性基材H1を適用しているので、ロールの形態での部品供給を好適に行うことができ、非接触式データキャリアの生産性を向上させることができる。
As described above, according to the non-contact type
ここで、図16に示すように、複数、例えば2層の磁性体層(磁性基材)J1、J2を設け且つこれらの磁性体層J1、J2どうしの間に補強層P1が介在された補強磁性基材H2を適用することで、非接触式データキャリアインレット2eを得ることができる。この非接触式データキャリアインレット2eでは、上記した磁性体部分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と補強層P1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2e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とともに、金属などの導電体に対する遮蔽性(渦電流の発生防止機能)を向上させることができる。
Here, as shown in FIG. 16, a plurality of, for example, two magnetic layers (magnetic base materials) J1 and J2 are provided, and a reinforcing layer P1 is interposed between the magnetic layers J1 and J2. By applying the magnetic substrate H2, the non-contact type
(第5の実施の形態)
次に、本発明の第5の実施の形態を主に図17に基づき説明する。ここで、図17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2fを示す断面図である。
本実施形態の非接触式データキャリアインレット2fは、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(図7h参照)の磁性基材J1に代えて、図17に示すように、その基材として金属製の導体基材K7の各主面(両側面)に磁性基材J1、J2がそれぞれ積層されたかたちの積層基材が適用されている。ここで、非接触式データキャリアインレット2fでは、導体基材K7とスルーホールG3、G4とを絶縁するために、これらの間(貫通孔G1、G2の内壁面であった部位)に、絶縁層P2が介在されている。この絶縁層P2は、例えば、蒸着やスパッタリングなどの成膜技術を利用して、電気絶縁性を有する樹脂材料などを用いて、上記した貫通孔G1、G2の内壁面を覆うように形成されている。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described mainly based on FIG. Here, FIG. 17 is a cross-sectional view showing a non-contact type
The non-contact type
ここで、導体基材K7を中芯部に介在されたかたちで構成される本実施形態の非接触式データキャリアの共振周波数のチューニングにおいては、導体基材K7及び磁性基材J1、J2が積層一体化された積層基材の各主面上でそれぞれ周回するいずれか一方のアンテナパターンに対し、さらに連続して周回する線状パターンを延長して設け、この延長部分(線状パターン)を容量パターンとして機能させるとともに、当該延長部分の線状パターンの長さを調整(所定位置からの切断/非切断を選択)して、LC回路全体の共振周波数を調整可能とする構成などが例示される。 Here, in the tuning of the resonance frequency of the non-contact type data carrier of the present embodiment configured such that the conductor base material K7 is interposed in the core portion, the conductor base material K7 and the magnetic base materials J1 and J2 are laminated. For any one antenna pattern that circulates on each main surface of the integrated laminated base material, a linear pattern that circulates continuously is further extended, and this extended portion (linear pattern) is provided as a capacity. Examples include a configuration that allows the resonance frequency of the entire LC circuit to be adjusted by functioning as a pattern and adjusting the length of the linear pattern of the extended portion (selecting cutting / non-cutting from a predetermined position). .
ここで、図18において、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共振周波数の変化をグラフで示す。詳細には、図18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、及び磁性体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, FIG. 18 is a graph showing changes in the resonance frequency when the magnetic layer is provided in the non-contact data carrier inlet and when the magnetic layer and the metal layer are provided. Specifically, FIG. 18 shows the case where the resonance frequency of a non-contact type data carrier inlet without a magnetic layer and a metal layer is defined as a reference X, and this magnetic property is obtained when only the magnetic layer is provided for the non-contact type data carrier inlet. The change of the resonance frequency according to the change of the thickness of the body layer is indicated by W. On the other hand, the metal having a predetermined thickness (fixed thickness) in addition to the magnetic layer for the non-contact type data carrier inlet. 5 is a graph showing a change in resonance frequency V according to a change in thickness of the magnetic layer when a layer and a magnetic layer are provided.
この図18から明らかなように、非接触式データキャリアインレット2f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(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(導体基材K7)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。
As is apparent from FIG. 18, 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2hでは、磁性基材J1、J2の間に介在される金属製の導体基材K7によって、基材自体の機械的強度を向上させることもできるので、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好適に導入でき、これにより、非接触式データキャリアの生産性の向上を図ることができる。 In the non-contact type data carrier inlet 2h of the present embodiment, the mechanical strength of the base material itself can be improved by the metallic conductor base material K7 interposed between the magnetic base materials J1 and J2. Therefore, it is possible to suitably introduce component supply in the form of a roll to which a relatively high tensile stress or bending stress can be applied, thereby improving the productivity of the non-contact type data carrier.
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、上述した第1、第2の実施形態では、磁性基材シートF2、アンテナ基材シートM1、M2、非接触式データキャリアインレットシートF3など、シートでの部品供給により、非接触式データキャリアインレット2a、2bを作製する製法について例示したが、これに代えて、例えばロール長が5m〜500m程度の長さになるようにして、図8aに示した磁性基材シートF2を巻回したロール状部品、及びこのロール状部品を基に作製したアンテナ基材シートM1、M2及び非接触式データキャリアインレットシートF3のロール状部品を、各製造工程において適用してもよい。
さらに、非接触式データキャリアインレットを、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インレット1が構成されるが、このような非接触式データキャリアインレットを外装で覆う後工程や、非接触式データキャリアの表面への印刷加工においても非接触式データキャリアインレットロールを用いることができる。このような後加工や印刷加工では加工機や印刷機のパスが短いため、使用する非接触式データキャリアインレットロールのロール長としては2m程度の短いものでも使用できる。
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 first and second embodiments described above, a non-contact type data carrier is provided by supplying parts in a sheet such as the magnetic base sheet F2, the antenna base sheets M1 and M2, and the non-contact type data carrier inlet sheet F3. Although illustrated about the manufacturing method which produces the
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the non-contact type
また、図9g、図10、図14、図15bなどに基づき説明した第2、第4の実施形態の係る非接触式データキャリアインレット2b、2dの製造方法では、接着層S1、S2を介在させることで、基材上に導体パターン(金属導体層)を形成していたが、これに代えて、真空蒸着装置などの蒸着装置を用いて、基材上の各主面上に直接的に例えば15〜45μm程度の厚さの導体パターン(金属導体層)を蒸着するようにしてもよい。この場合、製造される非接触式データキャリアの薄型化を図ることができる。
Further, in the manufacturing method of the non-contact type
さらに、図11〜図13に基づいて説明した第3の実施形態においてのみ、第1のアンテナパターンと第2のアンテナパターンとの形成領域の重なりを避けるように配線したアンテナコイルA2を適用していたが、このような構成のアンテナコイルA2を、勿論、第1、第2、第4、第5の実施形態において適用してもよい。 Furthermore, only in the third embodiment described with reference to FIGS. 11 to 13, the antenna coil A <b> 2 wired so as to avoid overlapping of the formation areas of the first antenna pattern and the second antenna pattern is applied. However, the antenna coil A2 having such a configuration may of course be applied in the first, second, fourth, and fifth embodiments.
さらに、第4の実施形態では、図15aに示したように、補強層(PET層)P1上への磁性体層J1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。 Furthermore, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 15a, the calender roll is used to form the magnetic layer J1 on the reinforcing layer (PET layer) P1, but instead of this, a magnetic body is used. The magnetic layer may be formed using a coating apparatus that can be dropped, or the magnetic layer may be formed using electrostatic coating or the like.
また、以上の実施の形態では、アンテナ素子の形状としてコイル状のアンテナ(アンテナコイル)を例示して説明を行ったが、アンテナ素子は種々の形状に設計することが可能であり、本明細書中ではこれらの種々の形状のエレメントをアンテナ素子と総称している。 In the above embodiment, the antenna element has been described by exemplifying a coiled antenna (antenna coil). However, the antenna element can be designed in various shapes. Among them, these variously shaped elements are collectively referred to as antenna elements.
1…非接触式データキャリア、2a,2b,2c,2d,2e,2f…非接触式データキャリアインレット、5a,5b,5c…チップ実装用パターン、6a,6b…カシメ部、7a,7b…保護フィルム、15a,15b,16a,16b,17a,17b,18a,18b…チューニングパターン(静電容量調整パターン)、19a…磁性基材の一方(第1)の主面、19b…磁性基材の他方(第2)の主面、22a,22b…貼付ローラ、26…スパッタリング装置、27…メッキ槽、28,41…塗布装置、29…乾燥・プレス装置、37…実装装置、51…裁断装置、A,A2…アンテナコイル(アンテナ素子)、C…ICチップ、E1…第1のアンテナパターン、E2,E3…第2のアンテナパターン、F1…磁性材料、F2…磁性基材シート、F3…非接触式データキャリアインレットシート、H1,H2…補強磁性基材(補強磁性基材シート)、J1…磁性基材(磁性体層)、J2…磁性体層、K7…金属製の導体基材、M1,M2,M3…アンテナ基材(アンテナ基材シート)、P1…補強層(補強シート/PET層)、R2…アンテナ基材ロール、R3…非接触式データキャリアインレットロール、R5…補強磁性基材ロール、S1,S2…接着層、G3,G4…スルーホール。
DESCRIPTION OF
Claims (26)
少なくとも記憶回路及び通信制御回路を有し前記磁性基材の前記第1又は第2の主面上に実装されたICチップと、
このICチップに電気的に接続され、前記磁性基材の前記第1の主面上に設けられた第1のアンテナ部と前記磁性基材の前記第2の主面上に設けられた第2のアンテナ部とを前記磁性基材を介して層間接続することにより構成されたアンテナ素子と、
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。 A magnetic base material formed of a magnetic material and comprising a first main surface and a second main surface located on the side opposite to the first main surface;
An IC chip having at least a memory circuit and a communication control circuit and mounted on the first or second main surface of the magnetic substrate;
A first antenna portion electrically connected to the IC chip and provided on the first main surface of the magnetic base material and a second antenna portion provided on the second main surface of the magnetic base material And an antenna element configured by interlayer connection with the antenna part via the magnetic base material,
A non-contact type data carrier inlet.
少なくとも記憶回路及び通信制御回路を有し前記磁性基材の前記第1又は第2の主面上に実装されたICチップと、
このICチップに電気的に接続され、前記磁性基材の前記第1の主面上を周回させて配線した第1のアンテナパターンと前記磁性基材の前記第2の主面上を周回させて配線した第2のアンテナパターンとを前記磁性基材を介して層間接続することにより構成されたアンテナコイルと、
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。 A magnetic base material formed of a magnetic material and comprising a first main surface and a second main surface located on the side opposite to the first main surface;
An IC chip having at least a memory circuit and a communication control circuit and mounted on the first or second main surface of the magnetic substrate;
A first antenna pattern that is electrically connected to the IC chip and circulates on the first main surface of the magnetic substrate and circulates on the second main surface of the magnetic substrate. An antenna coil configured by interconnecting a wired second antenna pattern via the magnetic base material;
A non-contact type data carrier inlet.
前記形成された磁性基材の前記第1の主面上に第1のアンテナ部を設けるとともに前記第2の主面上に第2のアンテナ部を設け且つこれら第1及び第2のアンテナ部どうしを層間接続して構成されるアンテナ素子を当該磁性基材上に搭載することによ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アンテナ素子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を有するICチップを前記磁性基材の前記第1又は第2の主面上に実装する工程と、
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。 Forming a magnetic base material comprising a first main surface and a second main surface located on the side opposite to the first main surface from a magnetic material;
A first antenna portion is provided on the first main surface of the formed magnetic base material, a second antenna portion is provided on the second main surface, and the first and second antenna portions are disposed between each other. A step of producing an antenna substrate by mounting an antenna element constituted by connecting the layers on the magnetic substrate;
An IC chip having at least a memory circuit and a communication control circuit is electrically connected to the antenna element of the manufactured antenna base material on the first or second main surface of the magnetic base material. Mounting process;
A method for producing a non-contact type data carrier inlet.
前記形成された磁性基材の前記第1の主面上を周回させて第1のアンテナパターンを配線するとともに前記第2の主面上を周回させて第2のアンテナパターンを配線し且つこれら第1及び第2のアンテナパターンどうしを層間接続して構成されるアンテナコイルを当該磁性基材上に設けることによ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アンテナコイル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を有するICチップを前記磁性基材の前記第1又は第2の主面上に実装する工程と、
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。 Forming a magnetic base material comprising a first main surface and a second main surface located on the side opposite to the first main surface from a magnetic material;
A first antenna pattern is routed around the first main surface of the formed magnetic base material, and a second antenna pattern is routed around the second main surface and routed. A step of producing an antenna substrate by providing an antenna coil formed by interlayer connection of the first and second antenna patterns on the magnetic substrate;
An IC chip having at least a memory circuit and a communication control circuit is electrically connected to the antenna coil of the manufactured antenna base material on the first or second main surface of the magnetic base material. Mounting process;
A method for producing a non-contact type data carrier inlet.
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