JP2016212777A - 非接触通信媒体用アンテナシートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で信頼性が高い方法にてトリミング等によって静電容量の調整が可能となり、そのことによって通信特性の調整が多種のリーダーとの間で可能であるＩＣモジュールを実現可能な非接触通信媒体用アンテナおよびその製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】絶縁層で被覆された金属導線を、基材の表面に平行且つその一部が露出した形で埋め込むことにより形成した、アンテナとコンデンサ部とを備えた、非接触通信媒体用アンテナシートにおいて、前記コンデンサ部は、一連なりの金属導線からなる、一方向に延在する規則的な繰り返しパターンとその上に被覆された導電性インキ層からなっており、そのコンデンサの静電容量は、その導電性インキ層の面積を増減することにより調整可能であることを特徴とする非接触通信媒体用アンテナシート。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触ＩＣカードやＲＦＩＤなどの非接触通信媒体に使用されるアンテナシートに関する。更には、通信性能を確保するための共振周波数調整手段を備えた非接触通信媒体用アンテナシートに関する。

電池を有さない非接触通信媒体の場合、非接触通信媒体は、基材上に形成されたアンテナとＩＣチップとそれらの間を接続する導体配線から構成されている。また、導体配線を使用してコンデンサを形成することにより、アンテナから入力された電気信号を共振させるための共振回路を備えている。

アンテナは、導体からなるコイルとして形成される。コイルの形成方法としては、例えば、基材上に貼り合せた金属箔を、フォトリソグラフィ技術を使用して形成する方法、金属箔を箔押しする方法、金属導線をコイル状に成形しておき、基材に埋め込む方法などが知られている。これらの技術の中で、金属導線をコイル状に成形し、基材に埋め込む方法は、最も低コストであるため、多用されている。

例えば、特許文献１および２には、金属導線同士を隣接させることによりコンデンサを形成する技術が開示されている。これらの技術では金属導線だけでコンデンサを形成するため低コストである。しかしながら、金属導線同士をある一定距離以下の近接した状態に安定してバラツキ無く配置することが困難である問題がある。また、形成されるコンデンサの静電容量が小さいため、実用的な静電容量値を得ようとすると、コンデンサの面積が非常に大きくならざるを得ない問題もある。

また特許文献３には、アンテナの一部の上層または下層に導電層を設けることにより、コンデンサを形成する技術が開示されている。この技術は巻き線によりアンテナを作製する工程において、負担が少なく、特性のバラツキも比較的に小さい。しかしながら、導電層とコンデンサで行う通信特性の調整において、微調整することが困難であるという問題がある。

また特許文献４には、導電層の中に絶縁被膜付き金属導線を埋め込むことによりコンデンサを形成する技術が開示されている。この技術は巻き線によりアンテナを作製する工程において、負担が少なく、特性のバラツキも小さい。形成されるコンデンサの静電容量値も幅広く調整可能であるため、様々な用途に展開可能である。しかしながら、導電層が絶縁被膜付き金属導線以上の厚さである必要があり、これを使用して作製される非接触通信媒体の外観に影響を及ぼす虞がある。また、導電層と金属導線との接続に溶接、半田付け、接着剤による接着工程などを付加しなければならず、工程負荷が大きくなり、また基材へのダメージが発生する虞もある。また、絶縁被膜付き金属導線を金属層に埋め込む際、絶縁被膜が傷つく虞があり、歩留まりを低下させる可能性もある。

近年、非接触ＩＣカードなどの非接触通信媒体の通信方式が、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）として規格化され、ＮＦＣの浸透により、様々なサイズ、形状のリーダーが登場しており、それらのリーダーと非接触通信媒体との通信ができることが求められている。そのため通信を主に受ける側である非接触通信媒体側で上記の問題に対応する必要があり、非接触通信媒体の設計開発においては大きな課題となっている。

また、ＩＣチップやアンテナ特性のバラツキなどにより、非接触通信媒体の製造過程において、個々に通信特性の微調整（トリミング）が必要になっている。

特許第４６１５６９５号公報 特許第３６１１７９３号公報 特開２００２−７９８５号公報 特許第３９７９１７８号公報

上記の問題点に鑑み、本発明は、安価で信頼性が高い方法にてトリミング等による静電容量の調整が可能となり、そのことによって通信特性の調整が多種のリーダーとの間で可能であるＩＣモジュールを実現可能な非接触通信媒体用アンテナおよびその製造方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、絶縁層で被覆された金属導線を、基材の表面に平行且つその一部が露出した形で埋め込むことにより形成した、アンテナとコンデンサ部とを備えた、非接触通信媒体用アンテナシートにおいて、
前記コンデンサ部は、一連なりの金属導線からなる、一方向に延在する規則的な繰り返しパターンとその上に被覆された導電性インキ層からなっており、
コンデンサ部の静電容量は、その導電性インキ層の面積を増減することにより調整可能であることを特徴とする非接触通信媒体用アンテナシートである。

また請求項２に記載の発明は、前記導電性インキ層が、予めアンテナシートの基材とは別の基材上に形成された導電性インキ層を、前記コンデンサ部に位置合せをして熱圧着することにより形成されたことを特徴とする請求項１に記載の非接触通信媒体用アンテナシートである。

また請求項３に記載の発明は、前記非接触通信媒体用アンテナシートの製造方法であって、
前記基材の表面に絶縁層で被覆された金属導線を、基材の表面から平行に、且つその一部が露出した形で埋め込む工程と、
前記コンデンサ部を被覆する導電性インキ層を形成する工程とを備えていることを特徴とする非接触通信媒体用アンテナシートの製造方法である。

また請求項４に記載の発明は、前記導電性インキ層を形成する工程が、予め非接触通信媒体用アンテナシートとは別の基材上に形成された導電性インキ層を備えた樹脂シートを、導電性インキ層側を非接触通信媒体用アンテナシートの金属導線が埋め込まれた面と向い合せて熱圧着する工程であることを特徴とする請求項３に記載の非接触通信媒体用アンテナシートの製造方法である。

本発明のアンテナシートおよびその製造方法とを用いることにより、安価で信頼性が高い方法にてトリミング等によって静電容量の調整が可能となり、そのことによって通信特性の調整が多種のリーダーとの間で可能であるＩＣモジュールが実現可能となる。

本発明の非接触通信媒体用アンテナシートを使用した非接触通信媒体の一例を示す概略平面図。 本発明の非接触通信媒体用アンテナシートのコンデンサ部の製造方法の一例を示した概略断面図であって、（ａ）は金属導線を基材に埋め込んだ状態、（ｂ）は金属導線の一部に絶縁被膜剥離部を形成した状態、（ｃ）は導電性インキ層を形成した樹脂シートを、（ｂ）の状態のアンテナシートに位置合せして配置した状態、（ｄ）はアンテナシートに導電性インキ層を形成した樹脂シートを圧着した状態、をそれぞれ示している。 本発明の非接触通信媒体用アンテナシートのコンデンサ部の一例の拡大平面図。 本発明の非接触通信媒体用アンテナシートのコンデンサ部の一例の拡大平面図。 本発明の非接触通信媒体用アンテナシートのコンデンサ部の一例の拡大平面図。

本発明の非接触通信媒体用アンテナシートの実施形態について図を用いて説明する。
図１は、本発明の非接触通信媒体用アンテナシート１０にＩＣパッケージモジュール４が実装された非接触通信媒体の一例を示す概略平面図である。図２は、本発明の非接触通信媒体用アンテナシートのコンデンサ部の製造方法の一例を示した概略断念図である。
図３から図５は、本発明の非接触通信媒体用アンテナシートのコンデンサ部の一例の拡大平面図であって、図３はコンデンサ部２に形成されるコンデンサの容量が最大に近い場合、図５は最小に近い場合、図４はその中間的な場合を例示したものである。

本発明の非接触通信媒体用アンテナシート１０は、マグネットワイヤなどの絶縁被膜で被覆された金属導線６を、樹脂フィルムや樹脂シートなどからなる基材７の表面から、その表面に平行に、且つ金属導線６の一部が露出した形で埋め込むことにより形成したアンテナ１とコンデンサとなるコンデンサ部２を備えた非接触通信媒体用アンテナシートである。（図１、図２参照）

前記コンデンサ部２は、図３から図５に示したように、一連なりの金属導線からなる、一方向に延在する規則的な繰り返しパターンとその上に被覆された導電性インキ層からなっており、そのコンデンサの静電容量は、金属導線からなる、一方向に延在する規則的な繰り返しパターン１１とその金属導線の規則的な繰り返しパターンの上に形成する導電性インキ層の面積を増減することにより調整可能であることを特徴とする非接触通信媒体用アンテナシートである。

上記の導電性インキ層の一端は、ＩＣパッケージモジュールの一つの端子に接続する金属導線とその絶縁被膜剥離部５を介して電気的に接続している。また、金属導線からなる、一方向に延在する規則的な繰り返しパターン１１の金属導線は、ＩＣパッケージモジュールの他の端子と接続することによって、非接触通信媒体となる。

図３に示したコンデンサ部２は、この場合に得られる最大の静電容量に近い場合を例示したものである。コンデンサ部２に形成されるコンデンサは、金属導線の絶縁被膜を剥離した絶縁被膜剥離部５と電気的に接続し、金属導線の規則的な繰り返しパターンの上に形成された導電性インキ層を一方の電極として、金属導線からなる、一方向に延在する規則的な繰り返しパターン１１の金属導線を他方の電極として、金属導線の絶縁被膜を誘電体層としてサンドイッチした形のコンデンサとして形成される。

そのため、コンデンサ部２の静電容量は、その２つの電極のうち、絶縁被膜剥離部５を有する金属導線から、規則的な繰り返しパターンの金属導線へと広がる導電性インキ層の面積に比例する、としても良い。更に詳しくは、導電性インキ層が図１に示したような矩形の場合、絶縁被膜剥離部５からの金属導線の繰り返しパターン側に形成された導電性イ
ンキ層の幅に比例した静電容量にすることが可能である。

例えば、図４では導電性インキ層の絶縁被膜剥離部５からの金属導線の繰り返しパターン側に形成された導電性インキ層の幅は、図３のそれよりも短くなっているため、図３の静電容量より図４の静電容量の方が小さくなる。また、図５では導電性インキ層の絶縁被膜剥離部５からの金属導線の繰り返しパターン側に形成された導電性インキ層の長さは、図４の場合より更に狭くなっている。

このように、本発明の非接触通信媒体用アンテナシートを使用した非接触通信媒体では、アンテナシートの静電容量の調整範囲が広いため、非接触通信媒体の通信特性を調整できる幅が広がり、且つ金属導線からなる、一方向に延在する規則的な繰り返しパターン１１上に形成する導電性インキ層の面積を変えるだけで静電容量の調整が可能である。

また導電性インキ層は、印刷、転写などの手段によって容易に形成可能であり、また形成した導電性インキ層を機械的なトリミングやレーザートリミングなどの手段によって、分断することにより、絶縁被膜剥離部５に接続された導電性インキ層の実効的な面積を容易に調整可能である。

以上に説明したように、本発明により、安価で信頼性が高い方法にてトリミング等によって静電容量の調整が可能となり、そのことによって通信特性の調整が多種のリーダーとの間で可能であるＩＣモジュールを実現可能な非接触通信媒体用アンテナおよびその製造方法を提供することが可能となる。

１・・・非接触通信媒体用アンテナシート
２・・・コンデンサ部
３・・・導電性インキ層
４・・・ＩＣパッケージモジュール
５・・・絶縁被膜剥離部
６・・・金属導線
７・・・基材
８・・・導電性インキ層を形成した樹脂シート
９・・・導電性インキ層
１０・・・非接触通信媒体用アンテナシート
１１・・・一連なりの金属導線からなる、一方向に延在する規則的な繰り返しパターン

Claims (4)

1. 絶縁層で被覆された金属導線を、基材の表面に平行且つその一部が露出した形で埋め込むことにより形成した、アンテナとコンデンサ部とを備えた、非接触通信媒体用アンテナシートにおいて、
   前記コンデンサ部は、一連なりの金属導線からなる、一方向に延在する規則的な繰り返しパターンとその上に被覆された導電性インキ層からなっており、
   コンデンサ部の静電容量は、その導電性インキ層の面積を増減することにより調整可能であることを特徴とする非接触通信媒体用アンテナシート。
2. 前記導電性インキ層が、予めアンテナシートの基材とは別の基材上に形成された導電性インキ層を、前記コンデンサ部に位置合せをして熱圧着することにより形成されたことを特徴とする請求項１に記載の非接触通信媒体用アンテナシート。
3. 前記非接触通信媒体用アンテナシートの製造方法であって、
   前記基材の表面に絶縁層で被覆された金属導線を、基材の表面から平行に、且つその一部が露出した形で埋め込む工程と、
   前記コンデンサ部を被覆する導電性インキ層を形成する工程とを備えていることを特徴とする非接触通信媒体用アンテナシートの製造方法。
4. 前記導電性インキ層を形成する工程が、予め非接触通信媒体用アンテナシートとは別の基材上に形成された導電性インキ層を備えた樹脂シートを、導電性インキ層側を非接触通信媒体用アンテナシートの金属導線が埋め込まれた面と向い合せて熱圧着する工程であることを特徴とする請求項３に記載の非接触通信媒体用アンテナシートの製造方法。

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