JP2007149117A - 非接触データキャリアとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 中心層となる非接触データキャリアの基材に貫通孔と縁辺部の打ち抜き部を設けることにより、表裏保護フィルムの接着強度を高めた非接触データキャリアとその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明の非接触データキャリア１０は、フィルム基材の少なくとも一面側に形成されたアンテナと、当該アンテナの端部に接続したＩＣチップとを有する非接触データキャリア用基材１１を中心層とし、その表裏に保護フィルム２１，２２を積層した非接触データキャリアにおいて、表裏保護フィルム間の少なくとも一部が貫通孔１８を通じて熱融着し、かつ縁辺部１１ｅに表裏保護フィルム間の連続した接着部を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、非接触データキャリアとその製造方法に関する。詳しくは、保護フィルムを両面に積層した非接触データキャリアであって、その中心層基材に貫通孔を有する非接触データキャリア用基材を使用している非接触データキャリアとその製造方法に関する。

非接触で情報を記録し、かつ読み取りできる「非接触データキャリア」（一般に、「非接触ＩＣタグ」、「無線ＩＣタグ」、「非接触ＩＣ」、「非接触ＩＣラベル」等と表現される場合もある。）が、物品や商品の情報管理、物流管理等に広く利用されるようになってきている。この非接触データキャリアは、一般に、フィルムや紙基材面にアンテナコイルを形成しＩＣチップを装着した形態となっているが、高度の耐久性が要求される場合や屋外用途の場合は、アンテナ面に保護フィルムを積層した形態が好ましいことになる。

このような非接触データキャリアには各種の実施形態が知られているが、フィルムを積層した形態では以下のものが主流と考えられる。
（１）銅線を巻き線として作製したコイルアンテナにＩＣチップを接続した非接触データキャリアを、表裏の保護フィルムで挟んで貼り合わせたもの。このものは巻き線がコスト高であるとともに、ＩＣチップの接続にも複雑な工程が必要とされる。また、巻き線部分の厚みが必然的に厚くなり、保護フィルムを貼り合わせた薄型のものは製造不可能であった。
（２）平面なフィルム基材に平面状コイルアンテナを形成し当該アンテナの端部にＩＣチップを接続した非接触データキャリアを、保護フィルムで表裏を貼り合わせたもの。このものは、フィルム基材と保護フィルムの接着性が良いものを選択する必要があり、材料選択に制約が生じる問題がある。また、コイルアンテナに囲まれた部分に残留空気が生じ易く、品質の良いものが得られない問題があった。

図３は、従来例の非接触データキャリアを示す図である。上記、（２）の実施形態を示す。図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を示すが、図３（Ｂ）は、保護フィルムと非接触データキャリア用基材を熱融着した実施形態、図３（Ｃ）は、保護フィルムと非接触データキャリア用基材を接着剤で接着した実施形態を示すものとする。非接触データキャリア用基材４１は、非接触データキャリア４０の中心層材料となる部分であり、図３（Ａ）の平面図では、非接触データキャリア４０と同サイズであるため平面的には同一の形状に現われている。

図３（Ａ）のように、従来例の非接触データキャリア４０では、基材フィルム４ｂに平面状のコイルアンテナ４２を形成し、コイルアンテナ４２の両接続端部４２ｅにＩＣチップ４５が装着されている。図３の実施形態では、コイルの一部分において、導通部材４３により基材フィルム４ｂの裏面でジャンピング回路を形成している。導通部材４３は、カシメ金具４４等が一体になったもので機械的な操作で簡単にコイルに接続できるようにされている。

図３（Ｂ）の場合、オーバーシートともなる保護フィルム５１，５２が基材フィルム４ｂとそれぞれ熱融着して接着している。従って、この場合、３層のフィルムが熱融着性であって同質の材料であるか、あるいは異なる材料であっても相互に熱融着する必要があり、材料の選択に制約を受けることになる。図３（Ｃ）の場合、保護フィルム５１，５２が接着剤４６，４７を介して非接触データキャリア用基材フィルム４ｂに積層され、これにより非接触データキャリア４０を構成している。この場合も接着剤４６，４７の選択等の問題がある。また、いずれの場合も、製造工程でコイル内周域部分に残留空気が生じ、品質上の問題が生じる。そこで、本発明では、前記（２）のような積層形態の非接触データキャリアを、低コスト、強度の接着、かつ高品質に製造すべく研究して完成したものである。なお、関連する先行技術として特許文献１がある。

特開２０００−２３１６１５号公報

上記課題を解決するための本発明の要旨の第１は、フィルム基材の少なくとも一面側に形成されたアンテナと、当該アンテナの端部に接続したＩＣチップとを有する非接触データキャリア用基材を中心層とし、その表裏に保護フィルムを積層した非接触データキャリアにおいて、表裏保護フィルム間の少なくとも一部が貫通孔を通じて熱融着し、かつ縁辺部に表裏保護フィルム間の連続した接着部を有することを特徴とする非接触データキャリア、にある。かかる非接触データキャリア用基材であるため、表裏の保護フィルムの接着性を高くすることができ、非接触データキャリアの耐久性が高くなる。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第２は、金属箔を積層した基材フィルムをエッチングしてコイルアンテナを形成する工程、前記基材フィルムのコイルアンテナにＩＣチップを装着して多面付け非接触データキャリア用基材を作成する工程、前記多面付け非接触データキャリア用基材のコイルアンテナの内部に貫通孔を設けるとともに、該基材の対角部が連結するようにして残し、他の縁辺部に溝状の打ち抜き部を形成する工程、前記多面付け非接触データキャリア用基材を中心層とし、その両面に保護フィルムを積層して熱圧プレスする工程、前記溝状の打ち抜き部の中心を通るようにして、外寸カットする工程、を有することを特徴とする非接触データキャリアの製造方法、にある。かかる非接触データキャリアの製造方法であるため、表裏の保護フィルムの接着性を高くすることができ、非接触データキャリアの耐久性が高くなる。

本発明の非接触データキャリアは、薄型に形成でき、かつ残留空気が生じず品質の優れたものとなる。また、材料選択の制約が少ないので、コスト的な面でもメリットが生じる。本発明の非接触データキャリアの製造方法は、表裏に積層する保護フィルムの接着を強固にすることができる。

以下、本発明の非接触データキャリアについて、図面を参照して説明することとする。図１は、本発明の非接触データキャリアと非接触データキャリア用基材の例を示す図である。図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を示している。非接触データキャリア用基材１１は、基材フィルム１ｂの少なくとも一面側に形成されたコイルアンテナ１２と、当該アンテナの両接続端部１２ｅに装着したＩＣチップ１５とを有している。ＩＣチップ１５は、図示しない接着剤によりアンテナの両接続端部１２ｅに固定されるとともに、スパイク状のバンプ２３，２４がアンテナの両接続端部１２ｅに食い込むようにされている。コイルの一部分は導通部材１３により基材フィルム１ｂの裏面でジャンピング回路を形成しているが、導通部材１３を使用することは必須ではなくスルーホールによるものであってもよい。また、導通部材１３等を使用しない非接触データキャリアの構成も各種知られている。

当該基材フィルム１ｂには、基材の表裏に積層する保護フィルムを接着するための貫通孔１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，・・，１８ｎが設けられている。貫通孔の形状は特に限定されず、円形でも楕円形でも四角形であっても良く、全ての貫通孔が同一形状、大きさである必要もない。貫通孔の大きさは、コイルの内周域内かコイルの外周域に納まる大きさ程度とする。通常は、数ｍｍ〜数十ｍｍ程度の直径か差し渡しの円形や角形状の孔を設けるのが好ましい態様である。設ける貫通孔の数も特に限定されない。非接触データキャリア用基材の取り扱いの上で、基材が平面な原形を維持できない程度に貫通孔を数多く設けたり、貫通孔を大きくするのは適切でない。

貫通孔１８はコイルアンテナ１２の内周域内かコイルの外周域またはその双方に設けることができる。コイルアンテナの内周域に広いスペースが形成できる場合は、キャリアの中心部分の接着を高くするために、当該部分に貫通孔を設けることが適切となる。これにより、コイルの内周域に残る空気を脱気しやすくする効果も生じる。非接触データキャリア用基材フィルム１ｂの形状を保護フィルム２１，２２の形状よりも小さくして、保護フィルムの面積内に納まる形状にすれば、保護フィルムの縁辺部分１１ｅでは、貫通孔によらないで連続した接着部分を形成することができる。熱圧プレスの場合、非接触データキャリアの多面付けの状態でプレス機に導入するが、貫通孔と同時に各非接触データキャリアの隣接する縁辺部間を連結部を残すようにして直線状に打ち抜くことによりこのような接着部分を形成することができる。以上のように、本発明では、少なくとも１以上の貫通孔を非接触データキャリア用基材１１に設けることを特徴とする。

保護フィルムとは、必ずしも非接触データキャリアを保護する目的でなく、それ自体が必須の基材を構成する場合であっても良い。例えば、カード状の非接触データキャリアであって、中心に薄層の非接触データキャリア用基材を挿入し、その両面を硬質の塩化ビニル基材で覆って、カード基体を構成する場合にも、本発明の実施態様に該当する。従って、保護フィルムにはシート状のものも含まれる。かかる保護フィルム（またはシート）は、熱融着性のものが必要とされるが、非接触データキャリア用基材１１自体は熱融着性のものに限られない。保護フィルムと非接触データキャリア用基材の熱融着性が悪くても、非接触データキャリア用基材１ｂの貫通孔を介して、保護フィルムの自己熱融着性により接着させることができるからである。

図１（Ｂ）断面図のように、貫通孔１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，・・，１３ｎを通じて、熱圧プレス時に保護フィルム２１，２２間が直接接触するので、非接触データキャリア用基材１ｂと保護フィルム２１，２２とを積層して、熱圧プレスすれば、自己熱融着性の保護フィルム同士は、基材フィルム１ｂとの接着性にかかわらず、一体の積層物として得られることになる。従って、保護フィルム（またはシート）と基材フィルム１ｂとの接着性を考慮する必要がなく、材料選択の制約を受けることが少なくなる。図１の場合、コイルアンテナ１２は、基材フィルム１ｂの片面にのみ形成されているが、基材フィルムの両面に形成してもよい。この場合、表裏のコイルは巻き方向が同一となるようにし、表裏のコイルアンテナは導通部材またはスルーホールで接続する。

図２は、本発明の非接触データキャリアを製造する工程を示す図である。図２（Ａ）は、非接触データキャリア基材を準備する工程である。一般的には、銅箔やアルミ箔を積層した基材フィルム１ｂに、感光液を塗布してエッチングするフォトエッチングの工程や、レジスト印刷を行ってエッチングする工程、によりコイルアンテナ１２を形成する。コイルアンテナ１２の形成はまた、導電性インキによるプリント配線技術によるものであってもよい。コイルアンテナの両接続端部１２ｅに、図示しない接着剤を塗布してＩＣチップ１５を装着する。この際、ＩＣチップのスパイク状バンプがコイルアンテナの両接続端部１２ｅに食い込むようにして接続を確実なものとする。バンプは基材フィルム１ｂまで、食い込むようにしてもよい。ただし、バンプはこのようなスパイク形状のものに限られないので、例えば、平面状のバンプの場合は、異方導電性接着剤で固定し、特定の方向に導通するようにしてもよい。

ＩＣチップを装着した状態で、非接触データキャリアとして機能するが、本発明の非接触データキャリアでは、さらに基材に貫通孔１８を設け、保護フィルムを積層する。
貫通孔１８の形成は、打ち抜き装置による連続的な工程で行うこともできるし、断裁した枚用状態でパンチングしてもよい。貫通孔の面積や大きさは、基材フィルム１ｂが形態を維持して変形しない限り、大きい面積とした方が、接着性が増し強度的な効果が大きくなる。

次いで、図２（Ｂ）の工程で、保護フィルム２１，２２を積層する。硬質なカード状態に仕上げる場合は、一般的に、非接触データキャリア用基材１１を硬質塩化ビニルシート等の熱融着性の材質の材料間に挟み、さらに鏡面板を介して、熱圧プレスすることにより、カード状の非接触データキャリアが得られる。貫通孔部と非貫通孔部とで厚みの差が生じても、鏡面板による熱圧プレスによる場合は、均質の厚みに強制できる効果がある。カード状に限らず柔軟なシート状態とする場合は、連続的な熱ラミネーション工程で保護フィルムを積層してもよい。

図２（Ｃ）は、保護フィルムが接着した後の状態を示している。貫通孔を通じて、保護フィルム２１と２２間が熱融着部３０を形成し、フィルム層間が強固に接着した非接触データキャリアが得られる。図２の場合、非接触データキャリア基材１１の幅は、保護フィルム２１，２２よりも狭幅となっているので、非接触データキャリア１０の両端縁では貫通孔によらないで連続的な接着部３０ｅを構成している。このような接着部を形成する場合は、非接触データキャリアの端縁からの剥離を防止して好ましい。

次に、本発明に使用する材料等について説明する。非接触データキャリア用基材１１に使用する基材フィルム１ｂとしては、紙、ＰＥＴ、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニル、アクリル、非結晶性ポリエステル、ポリウレタン、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、ナイロン等の各種材料を使用できるが、コイルアンテナを形成する工程等を考慮して選択する必要がある。紙の場合は、耐水処理等がされていて絶縁性の高いものが好ましい。厚みは１５〜３００μｍが使用できるが、積層後の非接触データキャリアが一様な厚みとなるためには、薄膜の基材を使用するのが好ましい。一般的には、強度、加工作業性、コスト等の点から２０〜１００μｍがより好ましい。

保護フィルム２１，２２に使用するフィルム（またはシート）には、熱融着性の材料が使用できる。具体的には、アクリル、非結晶性ポリエステル、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ＡＢＳ樹脂等、およびそれらの複合品が使用できる。厚みは１５〜５００μｍ程度のものを目的に応じて選択する。

ＩＣチップ（半導体装置）は、シリコン基材に集積回路やメモリを形成したもので、非接触データキャリア用としては、２ｍｍ×２ｍｍ程度以内の大きさにされており、厚みは０．５ｍｍ以内のものが使用される。リーダライターとの交信には、一般的には１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、８００ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ（マイクロ波）の周波数帯を使用することになる。非接触ＩＣタグでは、１３．５６ＭＨｚを利用する場合が多く、各種のリーダライタが市販されている。

（実施例）図１，図２を参照して本発明の実施例を説明する。厚み２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに、５０μｍ厚のアルミニュウム箔をドライラミネートしてキャリア用基材フィルム１ｂを準備した。上記、アルミ箔表面に塩酢ビ系樹脂による感光性レジスト（ザ・インクテック株式会社製）を乾燥後の厚みが１μｍとなるように塗布して設け、コイルアンテナパターンを露光し、現像した後、塩化第２鉄水溶液でアルミ露光部をエッチングして、６面付け（２×３面）のコイルアンテナ１２を有するシートを得た。

次いで、厚み２００μｍで、高さが７０μｍのスパイク状のバンプ２３，２４を有するＩＣチップ１５を準備し、ＩＣチップ装着部にエポキシ系熱硬化性接着剤を塗布した後、ＩＣチップのバンプをフェイスダウンの状態にして、コイルアンテナ１２の両接続端部１２ｅに位置合わせして載置した。さらに、ＩＣチップ１５側から１５０°Ｃ、１．２ＭＰａで熱圧をかけてＩＣチップを装着し、非接触データキャリア用基材１１を完成した。次に、基材フィルム１ｂのコイルアンテナの内周域中心に直径２０ｍｍの円形貫通孔を１個、基材の両サイドに直径６ｍｍの小円の貫通孔１８をそれぞれ６個ずつ設けた。また、各面付け間の対角部が連結するようにして残し、その他の縁辺部が外寸カットした際に連続した接着部を形成するように幅４ｍｍの溝状の打ち抜き部を形成した。

上記の非接触データキャリア用基材１１を中心層とし、その両面に厚み３６０μｍの白色硬質塩化ビニルシートを積層し、鏡面ステンレス板間にはさんだ後、プレス機に導入して１３５°Ｃ、０．５ＭＰａ、１２０秒間の条件でプレスしてラミネートした。その後、カット位置が幅４ｍｍの溝の中心を通るようにして、カード状の所定形状に外寸カットし、非接触データキャリア１０を完成した。

完成した非接触データキャリアは、厚み０．７４５ｍｍであり、表裏の硬質塩化ビニルシートが強固に接着していた。非接触データキャリア内に気泡等の発生は無く、平面性も良好であった。また、非接触データキャリアに対して所定のデータの記録を行った後、読取装置として、モトローラ社製ＢｉＳｔａｔｉｘリーダー「ＷＡＶＥ」を用いて、情報の読取り試験を行ったところ、支障なくリードライトできることが確認された。

本発明の非接触データキャリアと非接触データキャリア用基材の例を示す図である。 本発明の非接触データキャリアを製造する工程を示す図である。 従来例の非接触データキャリアを示す図である。

符号の説明

１ｂ、４ｂ 基材フィルム
１０，４０ 非接触データキャリア
１１，４１ 非接触データキャリア用基材
１２，４２ コイルアンテナ
１２ｅ，４２ｅ アンテナの両接続端部
１３，４３ 導通部材
１５，４５ ＩＣチップ
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，・・，１８ｎ 貫通孔
２１，２２，５１，５２ 保護フィルム
２３，２４ バンプ
３０ 熱融着部
４６，４７ 接着剤

Claims (5)

1. フィルム基材の少なくとも一面側に形成されたアンテナと、当該アンテナの端部に接続したＩＣチップとを有する非接触データキャリア用基材を中心層とし、その表裏に保護フィルムを積層した非接触データキャリアにおいて、表裏保護フィルム間の少なくとも一部が貫通孔を通じて熱融着し、かつ縁辺部に表裏保護フィルム間の連続した接着部を有することを特徴とする非接触データキャリア。
2. アンテナが平面コイル状であって、貫通孔がコイルの内周域内かコイルの外周域、またはその双方に設けられていることを特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。
3. アンテナが平面コイル状であってフィルム基材の一面側に形成されており、当該アンテナの一部分が導通部材またはスルーホールを介して非接触データキャリア用基材の他面側において接続していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非接触データキャリア。
4. アンテナが平面コイル状であってフィルム基材の両面側に形成されており、当該アンテナが導通部材またはスルーホールを介してフィルム基材の他面側のアンテナと接続していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非接触データキャリア。
5. 金属箔を積層した基材フィルムをエッチングしてコイルアンテナを形成する工程、
   前記基材フィルムのコイルアンテナにＩＣチップを装着して多面付け非接触データキャリア用基材を作成する工程、
   前記多面付け非接触データキャリア用基材のコイルアンテナの内部に貫通孔を設けるとともに、該基材の対角部が連結するようにして残し、他の縁辺部に溝状の打ち抜き部を形成する工程、
   前記多面付け非接触データキャリア用基材を中心層とし、その両面に保護フィルムを積層して熱圧プレスする工程、
   前記溝状の打ち抜き部の中心を通るようにして、外寸カットする工程、
   を有することを特徴とする非接触データキャリアの製造方法。