JP2011065229A - 非接触ｉｃカード - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナの電磁界感応感度を低下させたり電子部品の誤動作を引き起こさずに、自由に多くの電子部品を組み込むことができる非接触ＩＣカードを得る。
【解決手段】非接触ＩＣカードのアンテナシートのアンテナ配線パターンに電子部品を電気接続させ、前記電子部品の上部に第１の金属箔層を有し、前記アンテナシートの下方の前記電子部品の領域に第２の金属箔層を有し、前記第１の金属箔層上に第１の磁気遮蔽シートを有し前記第２の金属箔層下に第２の磁気遮蔽シートを有し、前記第１の磁気遮蔽シートと前記第２の磁気遮蔽シートの端部が上下を接続する磁気回路で接続し、前記電子部品と前記第１の磁気遮蔽シートと第２の磁気遮蔽シートと前記上下を接続する磁気回路を第１のスペーサシートの空孔と第２のスペーサシートの空孔に埋め込む。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子マネー、個人認証、その他の情報の授受を、リーダライタとの間で非接触で行う非接触ＩＣカードに関するものである。

電子マネー、個人認証、その他の情報の記憶媒体装置（電子装置の一種）として、非接触で情報の読み書きが可能なウオレット（札入れ）寸法の非接触ＩＣカードが知られている。非接触ＩＣカードシステムは、国際規格化され、広く用いられている。この非接触ＩＣカードは、薄型の半導体チップ及びアンテナを、薄厚且つ小型のプラスチック基板に配設した構成である。アンテナは、基板面上に方形ループで形成される。そして、そのアンテナにより、非接触での電力受給機能と信号授受機能を有し、また、不揮発性メモリを備え、当該不揮発性メモリにデータを記憶する機能を備える。この非接触ＩＣカードは、アンテナを具備するリードライト装置と対になり、非接触で動作する。リードライト装置は情報処理装置として機能し、その一形態例の構成は、アンテナから電磁波を発射して形成される電磁界を介して非接触ＩＣカード側に非接触で電力供給するとともに、発射した電磁波に非接触ＩＣカードが感応した際にアンテナ（リードライト装置側）に生じる変化を検出することにより非接触ＩＣカードの存在を確認する。さらに、電磁波の送受信により非接触ＩＣカードに情報を書込み、または非接触ＩＣカードの備える不揮発性メモリから記憶情報を読取るよう構成される。

このような非接触ＩＣカードはリードライト装置近くに非接触で配置され、このリードライト装置が形成させる電磁界に感応して具備する負荷に電磁エネルギを吸収させることによりリードライト装置側のアンテナまたは電力供給部に状態変化を生じせしめるか、感応した電磁界の反射波を放射してリードライト装置側に反射波を受信させる等により、当該非接触ＩＣカードの存在をリードライト装置に検出させ、よって非接触ＩＣカード存在情報をリードライト装置に付与するよう構成される。または非接触ＩＣカードは、付与される電磁界に感応して生じる誘導起電流により電力を確保して各部へ供給し、かつ負荷の状態を制御して生じる電磁界の変動により信号授受することにより、内蔵する不揮発性メモリへ受信したデータを記録し、または不揮発性メモリから再生したデータをリードライト装置に伝送するよう構成される。

例えば、データに対応してＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：振幅シフトキーイング）変調された電磁波をリードライト装置から受信した非接触ＩＣカードが、電磁誘導により生じる起電流を整流して電源とするとともに、その電源に負荷をかけるか、または反射波を放出することで存在することの情報をリードライト装置へ送付し、さらに送付する２値データの各々の値（「１」か「０」）に対応して負荷状態を変え、一方、リードライト装置側でアンテナ端子電圧の変化を検出することで非接触ＩＣカードの存在の検出ならびにデータ受信を行なうシステムが開示されている。これによれば、リードライト装置は所定の送信電力の投入による電磁波をアンテナから放射し、非接触ＩＣカードと誘電結合が為された際に生じるアンテナ電圧の変化等の検出に基づき通信範囲内に非接触ＩＣカードが存在するか否かを確認した上で、情報授受を実行する構成とされる。

特許文献１には、この非接触ＩＣカードとして、非接触で電磁界に感応可能なアンテナを具備する共振回路と、その共振回路に接続された負荷部とを具備する非接触ＩＣカードであって、アンテナの片面を覆うように強磁性体層と、半導体チップ等の電子部品の収納領域と、導電体層とが積層された非接触ＩＣカードが開示されている。特許文献１の非接
触ＩＣカードでは、導電体層により強度と剛性が改善され、且つ、導電体層側が電磁波発生源側に向けられた際に電磁界が導電体層により遮断されてアンテナが電磁界に感応せず、一方、アンテナ側が電磁波発生源側に向けられた際にはアンテナが電磁界に感応可能になり、且つ強磁性体層の作用で感度低下がなく高効率で共振回路から負荷へのエネルギ吸収が為されるという、非接触ＩＣカードの表裏で異なる動作をさせることができる。

特開２００１−３３１７７２号公報

しかし、特許文献１では、非接触ＩＣカードの導電体層と強磁性体層の間に電子部品を組み込んでいるため、この非接触ＩＣカード上に多くの電子部品を組み込んだ場合、その電子部品が非接触ＩＣカードのアンテナの発生させる電磁界を乱し、アンテナが共振して空間から電力を受信する妨げになり、また、そのアンテナ近くの電磁界が、それらの電子部品の誤動作を引き起こし、また、不要電磁波放射を発生させる問題があった。また逆に、それらの電子部品が動作時に電磁界を発生させ、それがその近傍のアンテナに取り込まれてノイズを増幅させる問題もあった。更に、非接触ＩＣカードのアンテナに受信させるべくリーダライタが発生させる電磁界がアンテナ近傍の電子部品に受信されて、それらの電子部品の誤動作を引き起こす問題があった。

上記のように、従来の非接触ＩＣカード構成では電子部品とアンテナの電磁界の干渉により、アンテナの電磁界感応感度が低下したり電子部品の誤動作を引き起こす問題があるので、自由に多くの電子部品を組み込むことができない問題があった。本発明の課題は、このような従来技術における問題点を解決することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、上側から第１のオーバーシート、第１のコアシート、第１のスペーサシート、アンテナ配線パターンを形成したアンテナシート、第２のスペーサシート、第２のコアシート、第２のオーバーシートの順に積層して成る非接触ＩＣカードであって、前記アンテナシートの前記アンテナ配線パターンに電子部品を電気接続させ、前記電子部品の上部に第１の金属箔層を有し、前記アンテナシートの下方の前記電子部品の領域に第２の金属箔層を有し、前記第１の金属箔層上に第１の磁気遮蔽シートを有し前記第２の金属箔層下に第２の磁気遮蔽シートを有し、前記第１の磁気遮蔽シートと前記第２の磁気遮蔽シートの端部が上下を接続する磁気回路で接続し、前記電子部品と前記第１の磁気遮蔽シートと第２の磁気遮蔽シートと前記上下を接続する磁気回路が、前記第１のスペーサシートの空孔と前記第２のスペーサシートの空孔に埋め込まれていることを特徴とする非接触ＩＣカードである。

また、本発明は、上記の非接触ＩＣカードであって、上記アンテナシートに、印刷配線板上に電子部品を設置して成る電子回路モジュールを設置する空孔を有し、前記電子回路モジュールの上記電子部品の上に上記第１の金属箔層を有し、前記印刷配線板の下に上記第２の金属箔層を有し、上記上下を接続する磁気回路が、上記第１の磁気遮蔽シートと上記第２の磁気遮蔽シートの端部を接近させることで構成されていることを特徴とする非接触ＩＣカードである。

本発明の非接触ＩＣカードは、電子部品の上下に金属箔層を有し、それらの上下を磁気回路で接続するように磁気遮蔽シートで包んだ電子回路モジュールを第１のスペーサシー
トの空孔と第２のスペーサシートの空孔に埋め込んだことで、アンテナ配線パターンの近傍の磁界を、磁気遮蔽シートで覆われた電子回路の領域に磁界を通さず、磁気遮蔽シートの中を経由させて通過させることができる効果がある。それにより、本発明の非接触ＩＣカードは、電子部品とアンテナの電磁界の干渉を防止し、アンテナの電磁界感応感度が低下する問題を防止し、電子部品の誤動作を防止できる効果がある。そのため、自由に多くの電子部品を組み込んだ非接触ＩＣカードが実現できる効果がある。

本発明の第１の実施形態の非接触ＩＣカードの上面から見た平面図である。 本発明の第１の実施形態の非接触ＩＣカードの製造方法を示すＸＸ’断面図である。 本発明の第２の実施形態の非接触ＩＣカードの製造方法を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態の非接触ＩＣカードの上面から見た平面図である。 本発明の第３の実施形態の非接触ＩＣカードの製造方法を示すＸＸ’断面図である。 本発明の第３の実施形態の非接触ＩＣカードの製造方法を示すＹＹ’断面図である。 本発明の第３の実施形態の電子回路モジュールの製造方法を示すＸＸ’断面図である。 本発明の第３の実施形態の電子回路モジュールの製造方法を示すＹＹ’断面図である。 本発明の第３の実施形態の変形例の非接触ＩＣカードのＹＹ’断面図である。

以下、本発明の非接触ＩＣカード１は、厚みが０．７６ｍｍ±０．０８ｍｍの銀行カード、クレジットカードサイズの非接触ＩＣカード１である。以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態の非接触ＩＣカード１の平面図を図１に示し、そのＸ−Ｘ’部断面図を図２に示す。この非接触ＩＣカード１は、図１のように、アンテナシート１０１の中に、アンテナ配線パターン１０１ａで囲まれた領域内に、アンテナシート１０１に設置する電子部品２の領域を囲む空孔１０１ｅを形成する。その空孔１０１ｅに磁気遮蔽シート６ｃを嵌め込む。そして、アンテナシート１０１の上面に電子部品２を、その端子を半田付けして設置する。電子部品２は例えばＩＣチップ、電子ペーパ等の表示デバイス、振動部品、三次元加速度センサー、バイオモトリックセンサー、その他センサー部品等を設置できる。電子部品２をアンテナシート１０１に半田付けして実装する場合に、電子部品の厚さが厚い場合は、アンテナシート１０１に形成した空孔１０１ｅにその電子部品の一部を嵌め込んでも良い。図２のように、電子部品２の上面及びその電子部品２の下のアンテナシート１０１の下面に金属箔層５と５ｂを形成し電子部品２を上下から包む。アンテナシート１０１の下側の金属箔層５ｂは、アンテナシート１０１の下面に広い島状の導体のベタパターンにより形成しても良い。これらの電子部品２と金属箔層５と５ｂと、アンテナシート１０１の、空孔１０１ｅに嵌め込んだ磁気遮蔽シート６ｃの上下を磁気遮蔽シート６と６ｂで覆う。

これにより、磁気遮蔽シート６と６ｂと６ｃが、電子部品２の上側から下側まで磁性体を連続させ、上下を接続する磁気回路を構成し、その上下を接続する磁気回路を有する磁性体シートが電子部品２を上下左右から包み込む。これにより、外部磁界は、その上下を接続する磁気回路の中を上下に通るので、外部磁界が電子部品２を上下に貫通することを防止できる効果がある。金属箔層５と５ｂは、これらの磁気遮蔽シート６と６ｂの内面に
一体に形成された金属箔で構成しても良い。これらの磁気遮蔽シート６と６ｂと、それらで包まれた電子部品２の間にスペーサシート１０２の絶縁樹脂を流動させて充填して磁気遮蔽シート６と６ｂを電子部品２と印刷配線板４とに接着させて固定する。そのスペーサシート１０２の絶縁樹脂には、金属箔層５と５ｂの間の空間の電磁界が空洞共振して不要電磁波を発生させる問題を避けるため、電磁界の共振を減衰させる誘電正接（ｔａｎδ）を０．０１以上に大きくした絶縁樹脂を用いる。これは、絶縁樹脂に不純物を混入させた再生ポリエチレンテレフタレート等の誘電正接の高い絶縁樹脂を用いることで実現できる。

アンテナシート１０１には、導体パターンにより、アンテナ配線パターン１０１ａと接続パターン１０１ｂを形成する。電子部品２の端子をアンテナシート１０１の接続パターン１０１ｂに半田付けしてアンテナシート１０１に電子部品２を接続する。その一体化物の上に第１のスペーサシート１０２を設置し、アンテナシート１０１の下に金属箔層５ｂを挟んで第２のスペーサシート１０３を設置する。第１のスペーサシート１０２には、電子部品３と磁気遮蔽シート６ｃを嵌め込む空孔１０２ｅを予め形成し、第２のスペーサシート１０３には、磁気遮蔽シート６ｅを嵌め込む空孔１０３ｅを形成しておく。これらスペーサシートの上下に第１のコアシート１０４と第２のコアシート１０５を設置する。第１のコアシート１０４には、磁気遮蔽シート６を嵌め込む空孔１０４ｅを形成しておく。そして最外層の上下にオーバーシート１０６と１０７を設置する。

アンテナシート１０１としては、ＰＥＮ(ポリエチレンナフタレート)、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)、あるいはＰＩ(ポリイミド) からなる厚み１５〜２００μｍの絶縁フィルムに厚み１５〜５０μｍの銅箔、あるいはアルミ箔を貼り合わせてエッチングによりループ状のアンテナコイルのアンテナ配線パターン１０１ａと接続パターン１０１ｂを形成したアンテナシート１０１を用いることができる。また、アンテナシート１０１上のアンテナ配線パターン１０１ａは線材で構成するほか、導電性インキのパターン印刷により形成することも可能である。また、第１のスペーサシート１０２と第２のスペーサシート１０３、第１のコアシート１０４と第２と外層シート１０５はＰＥＴ（ポリエチエン・テレフタレート）材などの熱可塑性プラスチックで構成する。磁気遮蔽シート６、６ｂ及び６ｃは、熱可塑性のシート基材に磁性粒子を備えた構造に形成し、磁性粒子は、１３．５６ＭＨｚでの透磁率が１０から４０程度のフェライト系またはセンダスト系などに代表される高透磁率材料で構成される。例えば、磁性材料粉として、センダスト（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系）やパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系）、アモルファス（例えばＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｂ系）、フェライト（例えばＮｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト）等を用いることができる。

アンテナシート１０１上のアンテナ配線パターン１０１ａとそれに実装した電子部品２のうちのコンデンサとを電気接続して共振回路を成す。その共振回路が、外部から付与される特定周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の電磁界に感応して共振する同調回路を構成する。電子部品２は、その共振回路が外部の電磁界に感応した際に、その電磁界を介して外部機器と情報を授受する情報処理部として機能させる。電子部品２は、外部の電磁界が共振してアンテナ配線パターン１０１ａに発生させる誘導起電流により電力を確保し、また情報授受および情報処理を行う。したがって電子部品２は、その共振回路が電磁界に感応した際に電磁エネルギを消費する負荷部となる。さらに、電子部品２としてメモリ回路を具備して情報記録／再生機能を有する非接触ＩＣカード１を構成することも可能である。ここでメモリ回路は情報記憶手段として機能し、例えば識別データＩＤを固定記録した読出専用メモリ回路により構成することができる。或いは、識別データＩＤ等の所定データを記憶するのに加え、任意のデータを記憶可能な不揮発性メモリ回路により構成することができる。

本実施形態の非接触ＩＣカード１は、アンテナシート１０１に、アンテナ配線パターン１０１ａで囲まれた領域内に空孔１０１ｅを設け、その空孔１０１ｅ内に磁気遮蔽シート６ｃを嵌め込み、その磁気遮蔽シート６ｃで囲まれたアンテナシート１０１の領域に電子部品２をアンテナシート１０１の接続端子１０１ｂに電気接続して設置する。そして、その上下にスペーサシート１０２、１０３と、コアシート１０４、１０５と、オーバーシート１０６、１０７を積層する。特に、電子部品２の上面に金属箔層５を設置し、アンテナシート１０１の磁気遮蔽シート６ｃで囲まれた領域の下面に金属箔層５ｂを設置し、その金属箔層５と５ｂの上下に磁気遮蔽シート６、６ｂを配設する。

この構成により、アンテナ配線パターン１０１ａのアンテナコイルで囲まれる領域内の磁気遮蔽シート６ｃで囲まれた領域に設置された電子部品２の上方側からか、あるいは、下方側から外部の電磁界が付与されると、磁気遮蔽シート６あるいは６ｂに達する。その電磁界が磁気遮蔽シート６あるいは６ｂの表面に平行に電界を形成すると、その電界の変化を打ち消すように磁気遮蔽シート６又は６ｂ内に磁界Ｈが形成される。磁気遮蔽シート６又は６ｂに磁界Ｈを付与するとμＨだけの磁束密度Ｂが発生する。μは磁気遮蔽シート６又は６ｂを構成する強磁性体の透磁率である。この磁気遮蔽シート６又は６ｂの作用により、外部電磁界の磁界の方向が磁気遮蔽シート６又は６ｂの面に沿った方向に曲げられ磁気遮蔽シート６又は６ｂの中央部分から端部まで磁界が導かれる。これにより、金属箔層５又は５ｂまで達する磁界が少なくなるので、その電磁界が印刷配線板３の金属箔層５によって減衰させられる不具合が抑制される。そして、磁気遮蔽シート６又は６ｂの中央部分から端部まで導かれた磁界は、その磁気遮蔽シート６又は６ｂの端部で近接させた磁気遮蔽シート６ｃに移行し、その磁気遮蔽シート６ｃから反対面の磁気遮蔽シート６ｂ又は６に移行して、それから反対面の空間に磁界が抜ける。こうして、アンテナ配線パターン１０１ａのアンテナコイルで囲まれる領域内の磁気遮蔽シート６ｃで囲まれた領域に設置された電子部品２の上方側と下方側の磁界が磁気遮蔽シート６と６ｂの中を経由して接続される。

このように、非接触ＩＣカード１に加わる電磁界が電子部品２を通らず磁気遮蔽シート６と６ｂと６ｃの中を経由してアンテナ配線パターン１０１ａのアンテナコイル内を通り抜けるので、電子部品２が外部の電磁界から守られる効果がある。また、逆に、アンテナ配線パターン１０１ａの近傍の電磁界は、電子部品２からの影響で乱されることが無くなり、アンテナ配線パターン１０１ａが空間から電力を受信する際の共振状態が電子部品２の存在によって妨害されない効果がある。すなわち、アンテナ配線パターン１０１ａが受ける電磁界の電子部品２及びそれを覆う金属箔層５及び５ｂによる減衰を抑え、アンテナ配線パターン１０１ａの十分な電磁界感応度（すなわち感度）を確保・維持することができる効果がある。

＜非接触ＩＣカードの製造方法＞
非接触ＩＣカード１の製造方法は、アンテナシート１０１を製造する工程と、アンテナシート１０１に電子部品２を半田付けして接続させて一体化させる工程と、その一体化物と、金属箔層５、５ｂと磁気遮蔽シート６、６ｂ、６ｃとスベーサシートとコアシートをオーバーシートを重ねて積層する工程とを備えている。

（アンテナシートの製造工程）
先ず、ＰＥＮ(ポリエチレンナフタレート)、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)、あるいはＰＩ(ポリイミド) からなる厚み１５〜２００μｍの絶縁フィルムに厚み１５〜５０μｍの銅箔、あるいはアルミ箔による金属箔を貼り合わせて、エッチングにより図１の平面図と図２の側面図のように導体のアンテナコイルのアンテナ配線パターン１０１ａと接続パターン１０１ｂを形成したアンテナシート１０１を製造する。また、アンテナシート１０１のループ状のアンテナ配線パターン１０１ａで囲まれた領域をプレスで打ち抜い
て磁気遮蔽シート６ｃを嵌め込む空孔１０１ｅを形成する。

（アンテナシートへの電子部品の実装工程）
次に、図７と図８に示すように、アンテナシート１０１上に厚さが約０．２ｍｍのＩＣやコンデンサ等の電子部品２を実装する。ここで、電子部品２は、アンテナシート１０１の上面にフェースダウン（素子面をアンテナシート１０１側に向け）し、その電子部品２のバンプや端子等の電極をアンテナシート１０１の上面の接続パターン１０１ｂに、異方性導電性接着シート（ＡＣＦ）で接続するか半田付けすることで接続する。また、厚い電子部品２は、アンテナシート１０１の空孔１０１ｅに嵌め込んで、電子部品２の端子をアンテナシート１０１の配線パターン４ａに半田付けすることも可能である。

（ＩＣカードの積層工程）
次に、図２のように、この電子部品２とアンテナシート１０１の一体化物の上下に、厚さ０．２ｍｍの非結晶性ポリエチレンテレフタレートコポリマー（ＰＥＴ−Ｇ）製あるいはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製の第１のスペーサシート１０２と第２のスペーサシート１０３を重ねる。その第１のスペーサシート１０２の上に厚さ０．２ｍｍの、ＰＥＴ−Ｇ製あるいはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製の白色の第１のコアシート１０４を重ね、第２のスペーサシート１０３の下に、同じ材質で厚さ０．０５ｍｍの第２のコアシート１０５を重ね、最外層に厚さ０．０５ｍｍの、縦横の延伸方向を揃えた二軸延伸ＰＥＴフィルムの透明なオーバーシート１０６、１０７を重ねて積層する。第１のスペーサシート１０２には、電子部品２と磁気遮蔽シート６ｃを嵌め込む空孔１０２ｅを予め形成し、第２のスペーサシート１０３には、磁気遮蔽シート６ｂの外形を嵌め込む空孔１０３ｅを形成しておく。第１のコアシート１０４には、磁気遮蔽シート６の外形を嵌め込む空孔１０４ｅを形成しておく。

この積層体をピンに嵌め込みして位置合わせし、その積層体をプレス用金属プレート７で挟み、加熱プレス機による加熱加圧ラミネートの温度を１５０℃で、ラミネート圧力を１２０Ｎ／ｃｍ＾２で５０分間加熱加圧ラミネートすることで、スペーサシートとコアシートを軟化流動させて、アンテナシート１０１と電子部品２と磁気遮蔽シート６と６ｂ及び６ｃと、第１のコアシート１０４と第２のコアシート１０５の間の間隙を充填し、アンテナシート１０１と電子部品２と磁気遮蔽シート６と６ｂと６ｃをコアシートと一体化し、その後にプレス用金属プレート７を外す。この熱圧着の条件は、使用するスペーサシートとコアシートの軟化点に応じて適宜変更されてよい。これにより、総厚０．８１ｍｍの、電子部品２を磁気遮蔽シート６、６ｂ及び６ｃで遮蔽した非接触ＩＣカード１を製造する。この積層工程において、アンテナシート１０１の上下に、アンテナシート１０１と第１のスペーサシート１０２と第２のスペーサシート１０３のＰＥＴ−Ｇとの接着性を考慮して、ポリエステル系ホットメルト接着剤（溶融粘度２０００ｐｏｉｓｅ：１９０°Ｃ）の厚さ約５０μｍの接着シート（図示せず）を挟んで、積層するようにしても良い。

（打ち抜き工程）
次に、この積層基板を、個々のアンテナ配線パターン１０１ａ毎の所望の非接触ＩＣカード１の形状に打ち抜く。この非接触ＩＣカード１は、一般的には銀行カード、クレジットカードサイズに形成する。
（絵柄印刷工程）
次に、表裏最外層のオーバーシート１０６、１０７の表面や裏面に絵柄を印刷して印刷層を形成した非接触ＩＣカード１を製造する。

本実施形態の非接触ＩＣカード１は、以上のようにして、図２のように、上側から最上層の第１のオーバーシート１０６と磁気遮蔽シート６を嵌め込んだ第１のコアシート層１０４と、磁気遮蔽シート６ｃを嵌め込んだ第１のスペーサシート１０２の層を有し、その層の下に、金属箔層５を上に設置した電子部品２を実装し磁気遮蔽シート６ｃを嵌め込んだアンテナシート１０１を設置し、そのアンテナシート１０１の下に金属箔層５ｂを介して磁気遮蔽シート６ｂを嵌め込んだ第２のスペーサシート１０３と第２のコアシート１０５と最下層の第２のオーバーシート１０７の層を積層し、加熱加圧ラミネートして製造する非接触ＩＣカード１である。特に、電子部品２に上下に金属箔層５と５ｂを設置し、それらを磁気遮蔽シート６と６ｂで包むことで、電子部品２をアンテナ配線パターン１０１ａの近傍の電磁界から遮蔽する効果を有する。

なお、本実施形態では、金属箔層５と５ｂを電気的に孤立して設置する場合を示したが、金属箔層５と５ｂの端部を第１のスペーサシート１０２に埋め込んだ導体バンプ等を介して電気接続した構成の非接触ＩＣカード１を製造することもできる。また、本実施形態の磁気遮蔽シート６、６ｂ、６ｃは、それぞれを埋め込む第１のコアシート１０４、第１のスペーサシート１０２、アンテナシート１０１、第２のスペーサシート１０３に、磁性粒子を含浸した磁性樹脂液を塗布して硬化させて形成しても良い。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態の断面図を図３に示す。第２の実施形態の非接触ＩＣカード１が第１の実施形態と相違する点は、アンテナシート１０１の中に磁気遮蔽シートを嵌め込む空孔は形成せず、アンテナシート１０１の厚さの分の欠落がある磁気回路を形成する。電子部品２の上に第１の金属箔層５を介して設置する磁気遮蔽シート６の端部を曲げてアンテナシート１０１の上面に接触させる。それにより、磁気遮蔽シート６の端部が上下を接続する磁気回路を構成し、電子部品２の側面を、磁気遮蔽シート６で覆う。アンテナシート１０１及び電子部品２から、第１の金属箔層及び磁気遮蔽シート６までの間の空間には、例えばエポキシ樹脂等の誘電正接が０．０１以上の接着樹脂を充填してアンテナシート１０１に磁気遮蔽シート６を接着させて一体化したシートを形成する。その一体化物の上に厚さ０．３ｍｍの第１のスペーサシート１０２を重ね、一体化物の下に厚さ０．１ｍｍの第２のスペーサシート１０３を重ねる。その更に上下に、厚さ０．１ｍｍの白色の第１のコアシート１０４と第２のコアシート１０５を重ね、最外層に厚さ０．０５ｍｍの透明なオーバーシート１０６、１０７を重ねて積層する。ここで、第１のスペーサシート１０２には、電子部品２を包む磁気遮蔽シート６の外形を嵌め込む空孔１０２ｅを予め形成しておく。第２のスペーサシート１０３には、磁気遮蔽シート６ｂを嵌め込む空孔１０３ｅを形成しておく。

なお、本実施形態で、内面の全面に第１の金属箔層５が一体に形成された第１の磁気遮蔽シート６を用い、その端部の第１の金属箔層５を除去した部分をアンテナシート１０１に接触させるとともに、磁気遮蔽シート６の上から連続する第１の金属箔層５をアンテナシート１０１の接続パターン１０１ｂに電気接続させ、その接続パターン１０１ｂをアンテナシート１０１の下面に形成した第２の金属箔層５ｂに電気接続させた構造を形成しても良い。この様に構成すると、電子部品２を上から覆う第１の金属箔層５と下から覆う第２の金属箔層５ｂを電気接続したシールド箱が構成でき、それにより電子部品を外部電磁界から完全に遮蔽できる効果がある。

本実施形態では、磁気回路にアンテナシート１０１の厚さの欠落のある磁気回路を形成するが、それでも、外部磁界から電子部品２をある程度は遮蔽できるので、用途に応じて有効な磁気遮蔽効果を有する。本実施形態の非接触ＩＣカード１は、アンテナシート１０１に空孔を形成しないため非接触ＩＣカード１の加工が容易になり、製造コストを低減した非接触ＩＣカード１を製造できる効果がある。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態の非接触ＩＣカード１の平面図を図４に示し、そのＸ−Ｘ’部断面図を
図５に示し、Ｙ−Ｙ’部断面図を図６に示す。この非接触ＩＣカード１は、アンテナシート１０１の中に空孔１０１ｅを形成し、その空孔１０１ｅ内に電子回路モジュールの印刷配線板４を設置する。そして、印刷配線板４の上面に電子部品２と３を、その端子を半田付けして設置する。電子部品２は例えばＩＣチップであり、電子部品３は例えば電子ペーパ等の表示デバイスである。電子ペーパ等の厚い電子部品３を印刷配線板４に実装する場合は、印刷配線板４に空孔４ｅを形成し、その空孔４ｅに電子部品３を嵌め込んで実装する。電子部品２の上面及びその電子部品２の下の印刷配線板４の下面に金属箔層５と５ｂを形成し電子部品２を上下から包む。印刷配線板４の下側の金属箔層５ｂとしては、印刷配線板４の下面に広い島状の導体のベタパターンにより形成しても良い。これらの電子部品２と金属箔層５と５ｂと、印刷配線板４の一部の上下を磁気遮蔽シート６と６ｂで覆う。磁気遮蔽シート６と磁気遮蔽シート６ｂの端部同士は曲げて互いに接近させる。その磁気遮蔽シート同士が接近する端部が、上下を接続する磁気回路を構成し、電子部品２の側面と、その下の印刷配線板４の側面を磁気遮蔽シート６と磁気遮蔽シート６ｂが連続して上下を接続する磁気回路で覆う。金属箔層５と５ｂは、これらの磁気遮蔽シート６と６ｂの内面に一体に形成された金属箔で構成しても良い。これらの磁気遮蔽シート６と６ｂと、それらで包まれた電子部品２及び印刷配線板４との間に絶縁樹脂を充填して磁気遮蔽シート６と６ｂを電子部品２と印刷配線板４とに接着させて固定する。

アンテナシート１０１には、第１の実施形態と同様に、導体パターンにより、アンテナ配線パターン１０１ａと接続パターン１０１ｂを形成する。印刷配線板４には、アンテナシート１０１の接続パターン１０１ｂと電気接続させる接続パターン４ｂを、印刷配線板４から突出させて形成する。この印刷配線板４と電子部品２と電子部品３と磁気遮蔽シート６と６ｂから成る電子回路モジュールの接続パターン４ｂをアンテナシート１０１の接続パターン１０１ｂに半田付けしてアンテナシート１０１に電子回路モジュールを接続する。その一体化物の上下に第１のスペーサシート１０２と第２のスペーサシート１０３を設置する。第１のスペーサシート１０２には、電子部品３と、電子部品２を包む磁気遮蔽シート６と６ｂの外形を嵌め込む空孔１０２ｅを予め形成し、第２のスペーサシート１０３には、磁気遮蔽シート６ｂの外形を嵌め込む空孔１０３ｅを形成しておく。これらスペーサシートの上下に第１のコアシート１０４と第２のコアシート１０５を設置する。第１のコアシート１０４には、電子部品３を嵌め込む空孔１０４ｅを形成しておく。そして最外層の上下にオーバーシート１０６と１０７を設置する。

アンテナシート１０１上のアンテナ配線パターン１０１ａと印刷配線板４に実装した電子部品２のうちのコンデンサとを電気接続して共振回路を成す。その共振回路が、外部から付与される特定周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の電磁界に感応して共振する同調回路を構成する。

本実施形態の非接触ＩＣカード１は、アンテナシート１０１に、アンテナ配線パターン１０１ａで囲まれた領域内に空孔１０１ｅを設け、その空孔１０１ｅ内に、印刷配線板４から成る電子回路モジュールを埋め込む。そして、アンテナシート１０１の接続端子１０１ｂに電子回路モジュールを電気接続し、その上下にスペーサシート１０２、１０３と、コアシート１０４、１０５と、オーバーシート１０６、１０７を積層する。特に、電子部品２の上面に金属箔層５を設置し、印刷配線板４の下面に金属箔層５ｂを設置し、その上下に磁気遮蔽シート６、６ｂを配設する。

この構成により、アンテナ配線パターン１０１ａのアンテナコイルで囲まれる領域に設置された印刷配線板４の電子部品２の上方側からか、あるいは、下方側から外部の電磁界が付与されると、磁気遮蔽シート６あるいは６ｂに達する。その電磁界が磁気遮蔽シート６あるいは６ｂの表面に平行に電界を形成すると、第１の実施形態の場合と同様に、外部電磁界の磁界の方向が磁気遮蔽シート６又は６ｂの面に沿った方向に曲げられ磁気遮蔽シ
ート６又は６ｂの中央部分から端部まで磁界が導かれる。これにより、金属箔層５又は５ｂまで達する磁界が少なくなるので、その電磁界が印刷配線板３の金属箔層５によって減衰させられる不具合が抑制される。そして、磁気遮蔽シート６又は６ｂの中央部分から端部まで導かれた磁界は、その磁気遮蔽シート６又は６ｂの端部で近接させた反対面の磁気遮蔽シート６ｂ又は６に移行し、その磁気遮蔽シート６ｂ又は６から反対面の空間に磁界が抜ける。こうして、アンテナ配線パターン１０１ａのアンテナコイルで囲まれる領域に設置された印刷配線板４の電子部品２の上方側と下方側の磁界が磁気遮蔽シート６と６ｂの中を経由して接続される。

このように、非接触ＩＣカード１に加わる電磁界が電子部品２を通らず磁気遮蔽シート６と６ｂの中を経由してアンテナ配線パターン１０１ａのアンテナコイル内を通り抜けるので、電子部品２が外部の電磁界から守られる効果がある。また、逆に、アンテナ配線パターン１０１ａの近傍の電磁界は、電子部品２からの影響で乱されることが無くなり、アンテナ配線パターン１０１ａが空間から電力を受信する際の共振状態が電子部品２の存在によって妨害されない効果がある。すなわち、アンテナ配線パターン１０１ａが受ける電磁界の電子部品２及びそれを覆う金属箔層５及び５ｂによる減衰を抑え、アンテナ配線パターン１０１ａの十分な電磁界感応度（すなわち感度）を確保・維持することができる効果がある。

＜非接触ＩＣカードの製造方法＞
第３の実施形態の非接触ＩＣカード１の製造方法は、アンテナシート１０１を製造する工程と、印刷配線板４を製造する工程と、印刷配線板４に電子部品２と３を実装して磁気遮蔽シート６及び６ｂで被覆する工程と、電子部品２と３と磁気遮蔽シート６と６ｂを設置した印刷配線板４をアンテナシート１０１の空孔１０１ｅに嵌め込んでアンテナシート１０１の接続パターン１０１ｂに電気接続する工程と、それらにスベーサシートとコアシートをオーバーシートを積層する工程とを備えている。

（アンテナシートの製造工程）
先ず、第１の実施形態と同様にして、アンテナシート１０１のループ状のアンテナ配線パターン１０１ａで囲まれた領域に、印刷配線板４を埋め込む空孔１０１ｅを形成したアンテナシート１０１を製造する。。

（印刷配線板の製造工程）
図４の一部の印刷配線板４のＸ−Ｘ’断面図を図７に示し、Ｙ−Ｙ’断面図を図８に示す。印刷配線板４は、例えばガラスエポキシ等の絶縁性の基板４ｃと、基板４ｃの上側の面に銅の配線パターン４ａを有し、基板４ｃから突出して形成された銅の接続パターン４ｂを備えた厚さ１５〜５００μｍの基板に構成する。当該接続パターン４ｂには、必要に応じてニッケルメッキ及び接触抵抗低減のための金メッキが施されてもよい。印刷配線板４には、ルータ加工あるいはプレス打ち抜き加工等で、後にその位置に設置する電子部品３で、例えば、大きさが、縦３１ｍｍ×横４１ｍｍで、厚み０．３〜０．４ｍｍの電子ペーパ表示部等の大型の電子部品３を設置する領域に、その電子部品３よりやや大きい寸法の空孔４ｅを形成する。また、印刷配線板４の、電子部品２を設置する領域に、基板４ｃへのザグリ加工で深さが約０．２ｍｍの穴を掘り込んだキャビティを形成し、後に、そのキャビティ内に電子部品２を実装するようにしても良い。

（印刷配線板への電子部品の実装工程）
次に、図７と図８に示すように、印刷配線板４上に厚さが約０．２ｍｍのＩＣやコンデンサ等の電子部品２を実装し、電子ペーパ表示部等の厚い電子部品３を実装して電子回路モジュールを製造する。ここで、電子部品２は、印刷配線板４の上面にフェースダウン（素子面を印刷配線板４側に向け）し、その電子部品２のバンプや端子等の電極を印刷配線板４の上面の配線パターン４ａに、異方性導電性接着シート（ＡＣＦ）で接続するか半田付けすることで接続する。また、電子ペーパ表示部等の厚い電子部品３は、印刷配線板４の空孔４ｅに嵌め込んで、電子部品３の接続パターン３ｂを印刷配線板４の配線パターン４ａに半田付けする。

（電子回路モジュールへの金属箔層と磁気遮蔽シートの設置工程）
図７及び図８のように、電子部品２の上面には、厚さ５μｍから５０μｍの金属箔層５を設置し、その金属箔層５の領域の、印刷配線板４の下面に、金属箔層５ｂを設置することで電子部品２と印刷配線板４を上下から包む。ここで、印刷配線板４の下側の金属箔層５ｂは、予め、印刷配線板４の下面に広い島状の導体のベタパターンを形成しておき、それを金属箔層５ｂとして用いても良い。次に、金属箔層５と５ｂの上下を、厚さ０．０５ｍｍから０．２ｍｍの磁気遮蔽シート６と６ｂを設置して覆う。また、金属箔層５と５ｂは、これらの磁気遮蔽シート６と６ｂの内面に金属箔を一体に設けておくことで形成しても良い。ここで、磁気遮蔽シート６と磁気遮蔽シート６ｂは、図８のように、フィルム状のシートを、その端部同士は曲げて互いに接近させて、磁気遮蔽シート６と磁気遮蔽シート６ｂの端部のギャップを狭くした磁気回路を形成させることが望ましい。その場合は、電子部品２の側面と、その下の印刷配線板４の側面も磁気遮蔽シート６と磁気遮蔽シート６ｂで覆われる。なお、本実施形態の変形例として、電子部品２を包む磁気遮蔽シート６を、図９のように、１枚の磁気遮蔽シート６を印刷配線板４と電子部品２に巻き付けて包むことで、電子部品２を包み、かつ、上下を接続する磁気回路を、電子部品２の側面を磁気遮蔽シート６で包むことで構成した、磁気遮蔽構造を形成することもできる。

これらの磁気遮蔽シート６と６ｂの間に、また、金属箔層５と５ｂとの間に、エポキシ樹脂等の誘電正接（ｔａｎδ）が０．０１以上の接着樹脂を充填して、磁気遮蔽シート６と６ｂ及び金属箔層５と５ｂを電子部品２と印刷配線板４とに接着させて固定する。金属箔層５と５ｂの間に、誘電体損失ｔａｎδが、０．０１以上の大きい値の絶縁樹脂を充填することで、金属箔層５と５ｂの間の電磁界が空洞共振する不具合を防ぐことができる効果がある。

（電子回路モジュールのアンテナシートへの接続工程）
次に、図４から図６に示すように、この印刷配線板４と電子部品２と電子部品３と磁気遮蔽シート６と６ｂから成る電子回路モジュールをアンテナシート１０１の空孔１０１ｅに嵌め込んで、電子回路モジュールの接続パターン４ｂをアンテナシート１０１の接続パターン１０１ｂに半田付けしてアンテナシート１０１に電子回路モジュールを接続する。

（ＩＣカードの積層工程）
次に、図５及び図６のように、この電子回路モジュールとアンテナシート１０１の一体化物の上に、非結晶性ポリエチレンテレフタレートコポリマー（ＰＥＴ−Ｇ）製あるいはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製の厚さ０．３ｍｍの第１のスペーサシート１０２を重ね、アンテナシート１０１の下に厚さ０．１ｍｍの第２のスペーサシート１０３を重ねる。その更に上下に、厚さ０．１ｍｍの、ＰＥＴ−Ｇ製あるいはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製の白色の第１のコアシート１０４と第２のコアシート１０５を重ね、最外層に厚さ０．０５ｍｍの、縦横の延伸方向を揃えた二軸延伸ＰＥＴフィルムの透明なオーバーシート１０６、１０７を重ねて積層する。第１のスペーサシート１０２には、電子部品３と、電子部品２を包む磁気遮蔽シート６と６ｂの外形を嵌め込む空孔１０２ｅを予め形成し、第２のスペーサシート１０３には、磁気遮蔽シート６ｂの外形を嵌め込む空孔１０３ｅを形成しておく。第１のコアシート１０４には、電子部品３を嵌め込む空孔１０４ｅを形成しておく。

この積層体をピンに嵌め込みして位置合わせし、その積層体をプレス用金属プレート７で挟み、第１の実施形態と同様にして加熱加圧ラミネートすることで、スペーサシートと
コアシートを軟化流動させて、アンテナシート１０１と電子部品２と３と磁気遮蔽シート６と６ｂ及び印刷配線板４と、第１のコアシート１０４と第２のコアシート１０５の間の間隙を充填し、アンテナシート１０１と電子部品２と３と印刷配線板４と磁気遮蔽シート６と６ｂとをコアシートと一体化し、その後にプレス用金属プレート７を外す。これにより、総厚０．８１ｍｍの、電子ペーパー表示部等の電子部品３を内蔵し、電子部品２を磁気遮蔽シート６及び６ｂで遮蔽した非接触ＩＣカード１を製造する。

（打ち抜き工程及び絵柄印刷工程）
次に、第１の実施形態と同様にして、この積層基板を、個々のアンテナ配線パターン１０１ａ毎の所望の非接触ＩＣカード１の形状に打ち抜き、更に、表裏最外層のオーバーシート１０６、１０７の表面や裏面に絵柄を印刷して印刷層を形成した非接触ＩＣカード１を製造する。

本実施形態の非接触ＩＣカード１は、以上のようにして、図５及び図６のように、電子部品２の上部に第１の金属箔層５を有し、電子部品２の下方に第２の金属箔層５ｂを有し、それらを磁気遮蔽シート６と６ｂで包んだ構造を第１のスペーサシート１０２の空孔１０２ｅとアンテナシート１０１の空孔１０１ｅと第２のスペーサシート１０３の空孔１０３ｅに埋め込んだ。そのため、電子部品２の上から加わる磁界を、磁気遮蔽シート６と６ｂ内を経由させて電子部品２内は通過させず、電子部品２に影響を与えずに非接触ＩＣカード１の上面から下面まで磁界を通り抜けさせることができ、電子部品２と、アンテナ配線パターン１０１ａ近傍の電磁界の干渉を防ぐことができる効果がある。

なお、本発明は、以上の実施形態におけるループ状のアンテナ配線パターン１０１ａを用いる非接触ＩＣカード１には限定されず、アンテナ配線パターン１０１ａをダイポールアンテナにした非接触ＩＣカードにも応用できる。

１・・・ＩＣカード
２、３・・・電子部品
４・・・印刷配線板
４ａ・・・配線パターン
４ｂ・・・接続パターン
４ｃ・・・基板
４ｅ・・・空孔
５、５ｂ・・・金属箔層
６、６ｂ、６ｃ・・・磁気遮蔽シート
７・・・プレス用金属プレート
１０１・・・アンテナシート
１０１ａ・・・アンテナ配線パターン
１０１ｂ・・・接続パターン
１０１ｅ・・・空孔
１０２・・・第１のスペーサシート
１０２ｅ・・・空孔
１０３・・・第２のスペーサシート
１０３ｅ・・・空孔
１０４・・・第１のコアシート
１０４ｅ・・・空孔
１０５・・・第２のコアシート
１０６・・・第１のオーバーシート
１０７・・・第２のオーバーシート

Claims (2)

1. 上側から第１のオーバーシート、第１のコアシート、第１のスペーサシート、アンテナ配線パターンを形成したアンテナシート、第２のスペーサシート、第２のコアシート、第２のオーバーシートの順に積層して成る非接触ＩＣカードであって、前記アンテナシートの前記アンテナ配線パターンに電子部品を電気接続させ、前記電子部品の上部に第１の金属箔層を有し、前記アンテナシートの下方の前記電子部品の領域に第２の金属箔層を有し、前記第１の金属箔層上に第１の磁気遮蔽シートを有し前記第２の金属箔層下に第２の磁気遮蔽シートを有し、前記第１の磁気遮蔽シートと前記第２の磁気遮蔽シートの端部が上下を接続する磁気回路で接続し、前記電子部品と前記第１の磁気遮蔽シートと第２の磁気遮蔽シートと前記上下を接続する磁気回路が、前記第１のスペーサシートの空孔と前記第２のスペーサシートの空孔に埋め込まれていることを特徴とする非接触ＩＣカード。
2. 請求項１記載の非接触ＩＣカードであって、前記アンテナシートに、印刷配線板上に電子部品を設置して成る電子回路モジュールを設置する空孔を有し、前記電子回路モジュールの前記電子部品の上に前記第１の金属箔層を有し、前記印刷配線板の下に前記第２の金属箔層を有し、前記上下を接続する磁気回路が、前記第１の磁気遮蔽シートと前記第２の磁気遮蔽シートの端部を接近させることで構成されていることを特徴とする非接触ＩＣカード。

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