JP2022099786A - Antenna core sheet and IC card - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デュアルＩＣカードや非接触ＩＣカードで使用される巻線アンテナを使用したアンテナコアシートに関する。更に詳しくは、巻線アンテナとコアシート側の電極との接続信頼性を向上させたアンテナコアシートに関する。 The present invention relates to an antenna core sheet using a wound antenna used in a dual IC card or a non-contact IC card. More specifically, the present invention relates to an antenna core sheet having improved connection reliability between a wound antenna and an electrode on the core sheet side.
デュアルＩＣカードや非接触ＩＣカードなどの巻線アンテナを備えたＩＣカードにおいては、巻線アンテナを樹脂シートに埋め込んだタイプのアンテナコアシートが主流となっている。 In IC cards equipped with winding antennas such as dual IC cards and non-contact IC cards, the type of antenna core sheet in which the winding antenna is embedded in a resin sheet is the mainstream.
デュアルＩＣカードや非接触ＩＣカードは、図２や図６に例示したような積層体から構成されており、その積層体の中心部には、アンテナコアシート１、１－１が使用されている。 The dual IC card and the non-contact IC card are composed of a laminated body as illustrated in FIGS. 2 and 6, and antenna core sheets 1 and 1-1 are used in the center of the laminated body. ..
図１（ｅ）および図２に示したように、アンテナコアシート１には、シートを貫通して設けられた銅パッド７が設置されている。アンテナコアシート１の一方の面には、巻線８が備えられ、巻線アンテナを構成すると同時に、巻線アンテナの両端子部の巻線８が銅パッド７と接続されている。この銅パッド７の表面には、接続信頼性を確保する目的で錫などのめっき層が形成されることがあった。
同様に、図５（ｅ）および図６に示したように、アンテナコアシート１－１においても、非接触ＩＣモジュール９－２のパッド電極１９－２の表面に接続信頼性を確保する目的で錫などのめっき層が形成されることがあった。
As shown in FIGS. 1 (e) and 2, the antenna core sheet 1 is provided with a copper pad 7 provided so as to penetrate the sheet. A winding 8 is provided on one surface of the antenna core sheet 1, and at the same time as forming the winding antenna, the windings 8 of both terminal portions of the winding antenna are connected to the copper pad 7. A plating layer such as tin may be formed on the surface of the copper pad 7 for the purpose of ensuring connection reliability.
Similarly, as shown in FIGS. 5 (e) and 6, also in the antenna core sheet 1-1, for the purpose of ensuring connection reliability on the surface of the pad electrode 19-2 of the non-contact IC module 9-2. A plating layer such as tin was sometimes formed.
しかしながら、銅パッドやＩＣモジュールのパッド電極などの表面にめっき層を形成するためには、めっき工程が必要となるため、そのための設備が不可欠となる。また製造工程が長くなり、必要な材料も増えるため、コストアップを避けることができなかった。そのため、めっき処理を施す必要がない技術が待望されていた。 However, in order to form a plating layer on the surface of a copper pad or a pad electrode of an IC module, a plating process is required, and equipment for that purpose is indispensable. In addition, the manufacturing process becomes long and the required materials increase, so that it is unavoidable to increase the cost. Therefore, there has been a long-awaited technique that does not require plating.
巻線を接続する銅パッドなどのパッド電極の表面にめっき層などの表面処理をせずに、巻線とパッド電極との接続信頼性を確保することに関連する先行技術としては、例えば、特許文献１に、エナメル線端末の迎え半田付けを省略できるにも拘らず、半田付け接続作業が迅速且つ容易にでき、しかも接続信頼性が高く、それによりアンテナコイルの品質と生産性とを顕著に向上することができるエナメル線を提供することを課題とした技術が開示されている。具体的には、エナメル線の銅線の表面に半田めっき層が設けてあり、その半田めっき層の上にエナメル層が設けられて成るエナメル線が開示されている。 As a prior art related to ensuring the connection reliability between the winding and the pad electrode without surface treatment such as a plating layer on the surface of the pad electrode such as the copper pad connecting the winding, for example, a patent. In Document 1, although the pick-up soldering of the enamel wire terminal can be omitted, the soldering connection work can be performed quickly and easily, and the connection reliability is high, whereby the quality and productivity of the antenna coil are remarkably improved. Techniques have been disclosed with the task of providing enamel wires that can be improved. Specifically, an enamel wire having a solder-plated layer provided on the surface of the copper wire of the enamel wire and an enamel layer provided on the solder-plated layer is disclosed.
しかしながら、この技術はアンテナコイルである巻線（エナメル線）の銅線に半田めっき層が設けてあることで、エナメル線端末の迎え半田付けを省略できるようにした技術であり、アンテナコアシートの銅パッドの表面にめっき層などの表面処理をせずに、巻線と銅パッドとの接続信頼性を確保する技術とは異なる。 However, this technology is a technology that makes it possible to omit the pick-up soldering of the enamel wire terminal by providing a solder plating layer on the copper wire of the winding (enamel wire) that is the antenna coil. This is different from the technology that ensures the connection reliability between the winding and the copper pad without surface treatment such as a plating layer on the surface of the copper pad.
上記の事情に鑑み、本発明は、アンテナコアシートの銅パッドの表面にめっき層などの表面処理をせずに、巻線アンテナの巻線と銅パッドとの接続信頼性を確保可能とするアンテナコアシートを提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, the present invention makes it possible to secure the connection reliability between the winding of the wound antenna and the copper pad without surface-treating the surface of the copper pad of the antenna core sheet with a plating layer or the like. The challenge is to provide a core sheet.
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、コイル状の巻線からなる巻線アンテナを用いた無線通信機能有するＩＣカードに使用するアンテナコアシートであって、
絶縁性材料からなるシートと、
そのシートの貫通孔に備えられ、表裏を導通する少なくとも一対の銅パッドと、
それらの銅パッドに電気的に接続され、銅パッド以外の部分では巻線の太さ方向の少なくとも一部が前記シートにめりこんで備えられた巻線アンテナと、を備えており、
前記銅パッドの組成は、錫が１．０～１１．０ｗｔ％含まれる銅合金であることを特徴とするアンテナコアシートである。
As a means for solving the above problems, the invention according to claim 1 of the present invention is an antenna core sheet used for an IC card having a wireless communication function using a wound antenna composed of coiled windings.
A sheet made of insulating material and
With at least a pair of copper pads provided in the through holes of the sheet and conducting the front and back,
It is equipped with a winding antenna, which is electrically connected to those copper pads, and in the part other than the copper pads, at least a part in the thickness direction of the winding is recessed into the sheet.
The composition of the copper pad is an antenna core sheet characterized by being a copper alloy containing 1.0 to 11.0 wt% of tin.
本発明は、無酸素銅などの９９．９ｗｔ％以上の銅からなる銅パッドの表面に錫めっき層などの表面処理層を形成する代わりに、銅パッドの材質を少なくとも錫を含む銅合金とすることで、錫めっき層を形成した場合と同等の接続信頼性を確保できることを見出したことに基づいている。 In the present invention, instead of forming a surface treatment layer such as a tin plating layer on the surface of a copper pad made of 99.9 wt% or more of copper such as oxygen-free copper, the material of the copper pad is a copper alloy containing at least tin. This is based on the finding that the connection reliability equivalent to that when the tin-plated layer is formed can be ensured.
また、請求項２に記載の発明は、コイル状の巻線からなる巻線アンテナを用いた無線通信機能有するＩＣカードに使用するアンテナコアシートであって、
絶縁性材料からなるシートと、
そのシートの貫通孔に備えられ、表裏を導通する少なくとも一対の銅パッドと、
それらの銅パッドに電気的に接続され、銅パッド以外の部分では巻線の太さ方向の少なくとも一部が前記シートにめりこんで備えられた巻線アンテナと、を備えており、
前記銅パッドの熱伝導率が２５～１１５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であることを特徴とするアンテナコアシートである。
The invention according to claim 2 is an antenna core sheet used for an IC card having a wireless communication function using a wound antenna composed of coiled windings.
A sheet made of insulating material and
With at least a pair of copper pads provided in the through holes of the sheet and conducting the front and back,
It is equipped with a winding antenna, which is electrically connected to those copper pads, and in the part other than the copper pads, at least a part in the thickness direction of the winding is recessed into the sheet.
It is an antenna core sheet characterized by having a thermal conductivity of 25 to 115 (W / m · K) of the copper pad.
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のアンテナシートを使用していることを特徴とするＩＣカードである。 Further, the invention according to claim 3 is an IC card characterized in that the antenna sheet according to claim 1 or 2 is used.
本発明のアンテナコアシートにおいては、アンテナコアシートに備えられている銅パッドが、錫が１．０～１１．０ｗｔ％含まれる銅合金からなる。そのため、銅パッドの表面に錫メッキなどの表面処理がなされていないにも拘わらず、ボンディング強度は、圧延銅の表面に錫めっきを行った銅パッドと同等の強度が得られる。具体的には、錫めっきを行った銅パッドと同等の接合強度が得られ、且つ、接合部の破壊状態は、界面剥離を起こさずに巻線の破断となるアンテナコアシートを得ることができる。 In the antenna core sheet of the present invention, the copper pad provided in the antenna core sheet is made of a copper alloy containing 1.0 to 11.0 wt% of tin. Therefore, even though the surface of the copper pad is not surface-treated such as tin-plated, the bonding strength is the same as that of the copper pad in which the surface of the rolled copper is tin-plated. Specifically, it is possible to obtain an antenna core sheet having a joint strength equivalent to that of a tin-plated copper pad and having a broken winding without causing interface peeling in the broken state of the joint. ..
また、本発明のＩＣカードは、本発明のアンテナコアシートを使用して作製される。そのため、銅パッドの表面に錫メッキなどの表面処理がなされていないにも拘わらず、巻線アンテナの巻線と、銅パッドと、の接続信頼性を確保することが可能である。 Further, the IC card of the present invention is manufactured by using the antenna core sheet of the present invention. Therefore, it is possible to secure the connection reliability between the winding of the winding antenna and the copper pad even though the surface of the copper pad is not surface-treated such as tin plating.
本発明のＩＣカードは、本発明のアンテナコアシートを用いて作製される。
＜アンテナコアシート＞
まず、本発明のアンテナコアシートについて説明する。
本発明のアンテナコアシート１は、従来のアンテナコアシートと形態的には同等であり、コイル状の巻線からなる巻線アンテナを用いた無線通信機能有するＩＣカードに使用するアンテナコアシートである（図１（ｅ）参照）。
The IC card of the present invention is manufactured using the antenna core sheet of the present invention.
<Antenna core sheet>
First, the antenna core sheet of the present invention will be described.
The antenna core sheet 1 of the present invention is morphologically equivalent to a conventional antenna core sheet, and is an antenna core sheet used for an IC card having a wireless communication function using a wound antenna composed of coiled windings. (See FIG. 1 (e)).
本発明のアンテナコアシート１は、絶縁性材料からなる樹脂シート１３と、そのシート１３の貫通孔（穴１４）に備えられ、表裏を導通する少なくとも一対の銅パッド７と、それらの銅パッド７に電気的に接続され、銅パッド７以外の部分では巻線８の太さ方向の少なくとも一部が前記樹脂シート１３にめりこんで備えられた巻線８からなる巻線アンテナ（図示省略）と、を備えている（図１参照）。 The antenna core sheet 1 of the present invention is provided with a resin sheet 13 made of an insulating material, a through hole (hole 14) of the sheet 13, at least a pair of copper pads 7 conducting the front and back surfaces, and the copper pads 7 thereof. With a winding antenna (not shown), which is electrically connected to the winding antenna 7 and is provided with at least a part of the winding 8 in the thickness direction recessed into the resin sheet 13 in a portion other than the copper pad 7. , (See FIG. 1).
本発明のアンテナコアシート１における特徴は、銅パッド７の組成と、その熱伝導率にある。すなわち、銅パッド７は、錫が１．０～１１．０ｗｔ％含まれる銅合金であり、その銅合金の熱伝導率は２５～１１５（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。熱伝導率が１１５（Ｗ／ｍ・Ｋ）を超えると巻線と銅パッド部の圧着に必要な熱量が逃げやすくなってしまうためである。 The feature of the antenna core sheet 1 of the present invention is the composition of the copper pad 7 and its thermal conductivity. That is, the copper pad 7 is a copper alloy containing 1.0 to 11.0 wt% of tin, and the thermal conductivity of the copper alloy is 25 to 115 (W / m · K). This is because if the thermal conductivity exceeds 115 (W / m · K), the amount of heat required for crimping the winding and the copper pad portion tends to escape.
銅パッドが、錫が１．０～９．０ｗｔ％含まれる銅合金からなることによって、銅パッドの表面に錫が存在し、且つ、無酸素銅の１／２あるいはそれ以下の熱伝導率となる。
そのため、加熱されたプレスヘッド１７により銅パッド７上の巻線８を押圧した時（図１（ｄ）参照）、プレスヘッド１７の熱が銅パッド７を伝わって逃げにくくなるため、温度の低下が起こりにくくなる。また、巻線８の銅線と銅パッド７を構成する銅合金との接合が、錫が存在することにより良好となる。これは、銅パッド７中の錫と、巻線８の銅線の銅と、が反応し合金を形成し易い状態が実現することで、組織的に一体化が進みやすく、機械的な接合状態が良好になると同時に、電気的な接合状態も良好になるためであると考えられる。
Since the copper pad is made of a copper alloy containing 1.0 to 9.0 wt% of tin, tin is present on the surface of the copper pad, and the thermal conductivity is 1/2 or less than that of oxygen-free copper. Become.
Therefore, when the winding 8 on the copper pad 7 is pressed by the heated press head 17 (see FIG. 1D), the heat of the press head 17 is transmitted through the copper pad 7 and is difficult to escape, so that the temperature drops. Is less likely to occur. Further, the bonding between the copper wire of the winding 8 and the copper alloy constituting the copper pad 7 is improved by the presence of tin. This is because the tin in the copper pad 7 and the copper of the copper wire of the winding 8 react with each other to easily form an alloy, so that the integration is easy to proceed systematically and the mechanical joining state is achieved. It is considered that this is because the electrical bonding state is also improved at the same time as the quality is improved.
なお、錫が１．０ｗｔ％未満では、巻線と銅パッドとの接続信頼性が不十分となる。また、錫が９．０ｗｔ％を超えると、接続信頼性が不十分となる。 If the tin content is less than 1.0 wt%, the connection reliability between the winding and the copper pad becomes insufficient. Further, if the tin content exceeds 9.0 wt%, the connection reliability becomes insufficient.
＜アンテナコアシートの製造方法＞
図１に例示したような工程により、アンテナコアシート１が作製される。
図１（ａ）は、シート穴明け工程を説明する断面図であり、樹脂シート１３の銅パッドを形成する位置に、穴１４が形成される。穴１４を形成する方法としては、例えば、打抜き刃を使用した打ち抜き加工やレーザービームを使用した切り抜き加工などを使用することができる。
<Manufacturing method of antenna core sheet>
The antenna core sheet 1 is manufactured by a process as illustrated in FIG.
FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a sheet drilling process, in which a hole 14 is formed at a position where a copper pad of the resin sheet 13 is formed. As a method for forming the hole 14, for example, a punching process using a punching blade, a cutting process using a laser beam, or the like can be used.
図１（ｂ）は、穴１４に銅パッド７を形成する工程を説明する断面図である。具体的には、銅箔からカットもしく打ち抜きのような工程を経て、銅パッド７が形成される。 FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a step of forming a copper pad 7 in a hole 14. Specifically, the copper pad 7 is formed from the copper foil through a process such as cutting or punching.
図１（ｃ）は、巻線描画工程を説明する断面図である。エナメル線などの絶縁被覆された銅線からなる巻線８を樹脂シート１３中に押し込む。例えばワイヤー描画巻き線コイル
アンテナ製造装置のような巻線描画装置を用いて、樹脂シート１３を加熱し軟化させた状態で、所望のパターンを描きながら巻線８を押し込むことで、樹脂シート１３中に巻線１６の太さの半分程度、またはそれ以上が埋め込まれた巻線アンテナが形成される。ただし、銅パッド７と接続する巻線８は、銅パッド７上に跨って配置された状態である。
FIG. 1 (c) is a cross-sectional view illustrating a winding drawing process. A winding 8 made of an insulatingly coated copper wire such as an enamel wire is pushed into the resin sheet 13. For example, using a winding drawing device such as a wire drawing winding coil antenna manufacturing device, the resin sheet 13 is heated and softened, and the winding 8 is pushed in while drawing a desired pattern in the resin sheet 13. A winding antenna in which about half the thickness of the winding 16 or more is embedded is formed in the winding antenna. However, the winding 8 connected to the copper pad 7 is arranged so as to straddle the copper pad 7.
図１（ｄ）は、銅パッド７上に跨って配置された巻線８に対して、加熱されたプレスヘッド１７を押圧することによって、巻線８の絶縁被覆を融かし、芯の銅線と銅パッド７を接合することで、両者が機械的にも電気的にも接続された状態となり、接続信頼性が高いアンテナコアシートが得られる。この工程における接続信頼性を確保するため、銅パッド７の表面には、錫などからなるめっき層が形成されている。 In FIG. 1 (d), the insulating coating of the winding 8 is melted by pressing the heated press head 17 against the winding 8 arranged so as to straddle the copper pad 7, and the copper of the core is obtained. By joining the wire and the copper pad 7, the two are mechanically and electrically connected, and an antenna core sheet with high connection reliability can be obtained. In order to ensure connection reliability in this step, a plating layer made of tin or the like is formed on the surface of the copper pad 7.
図１（ｅ）は、銅パッド７上に跨って配置された巻線８に対するプレスヘッド１７による押圧処理が終了することにより、本発明のアンテナシート１が得られる。 In FIG. 1 (e), the antenna sheet 1 of the present invention is obtained by completing the pressing process by the press head 17 against the winding 8 arranged so as to straddle the copper pad 7.
＜ＩＣカード＞
次に、本発明のＩＣカードについて説明する。
本発明のＩＣカードは、巻線アンテナを備えた無線通信機能を備えたＩＣカードである。具体的には、非接触ＩＣカードと、接触式ＩＣカードと非接触ＩＣカードの機能を備えたデュアルＩＣカードやハイブリッドＩＣカードなどである。デュアルＩＣカードは１つのＩＣモジュールで接触式ＩＣカードと非接触ＩＣカードの両方の機能を果たす形態であり、ハイブリッドＩＣカードは接触式ＩＣカードと非接触ＩＣカードの機能をそれぞれ別のＩＣチップやＩＣモジュールによって機能する形態である。ハイブリッドＩＣカードは、巻線アンテナと銅パッドの接続に関して、非接触ＩＣカードと同様であるため、ここでは、デュアルＩＣカードと非接触ＩＣカードについて説明する。
<IC card>
Next, the IC card of the present invention will be described.
The IC card of the present invention is an IC card equipped with a winding antenna and having a wireless communication function. Specifically, it is a non-contact IC card, a dual IC card or a hybrid IC card having the functions of a contact type IC card and a non-contact IC card. The dual IC card is a form in which one IC module fulfills the functions of both the contact type IC card and the non-contact IC card, and the hybrid IC card has the functions of the contact type IC card and the non-contact IC card as different IC chips. It is a form that functions by an IC module. Since the hybrid IC card is similar to the non-contact IC card in terms of the connection between the winding antenna and the copper pad, the dual IC card and the non-contact IC card will be described here.
（デュアルＩＣカード）
本発明のデュアルＩＣカード１０、１０－１（図３、図４参照）は、本発明のアンテナコアシート１（図１、図２参照）を使用して作製される。
(Dual IC card)
The dual IC cards 10 and 10-1 of the present invention (see FIGS. 3 and 4) are manufactured using the antenna core sheet 1 of the present invention (see FIGS. 1 and 2).
まず、本発明のアンテナコアシート１を含む、図２に例示したような層構成の積層体を形成する。この積層体は、アンテナコアシート１の巻線８が配置されていない側の面に、コアシート２と、表中間シート３と、表オーバーシート４がこの順に積層されている。一方、アンテナコアシート１の巻線８が配置されていう側の面に、裏中間シート５と、裏オーバーシート６がこの順に積層されている。
なお、アンテナコアシート１の銅パッド７には、巻線８が接続されており、銅パッド７に外部回路を接続することにより、巻線８からなるアンテナに接続することができる。
First, a layered body as illustrated in FIG. 2 including the antenna core sheet 1 of the present invention is formed. In this laminated body, the core sheet 2, the table intermediate sheet 3, and the table oversheet 4 are laminated in this order on the surface of the antenna core sheet 1 on the side where the winding 8 is not arranged. On the other hand, the back intermediate sheet 5 and the back oversheet 6 are laminated in this order on the surface of the antenna core sheet 1 on the side where the winding 8 is arranged.
A winding 8 is connected to the copper pad 7 of the antenna core sheet 1, and by connecting an external circuit to the copper pad 7, the winding 8 can be connected to the antenna.
図２の積層体のアンテナコアシート１の銅パッド７を露出可能な位置をざぐり加工することにより、図３に例示したデュアルＩＣモジュール９を挿入可能な凹部を形成する。その凹部にデュアルＩＣモジュール９を挿入し、銅パッド７と、デュアルＩＣモジュール９のパッド電極１９と、をＡｇＰ（Ａｇ Ｐａｓｔｅ、銀ペースト）１２によって電気的に接続することにより、デュアルＩＣカード１０を得ることができる。 By drilling the copper pad 7 of the antenna core sheet 1 of the laminated body of FIG. 2 at an exposed position, a recess into which the dual IC module 9 illustrated in FIG. 3 can be inserted is formed. The dual IC card 10 is connected by inserting the dual IC module 9 into the recess and electrically connecting the copper pad 7 and the pad electrode 19 of the dual IC module 9 with an AgP (Ag Paste, silver paste) 12. Obtainable.
デュアルＩＣカード１０（図３参照）は、本発明のアンテナコアシート１の巻線８が備えられた側に、コアシート２と、裏中間シート５と、裏オーバーシート６が順次積層されている。一方、アンテナコアシート１の巻線８が備えられた側とは反対側には、コアシート２と、表中間シート３と、表オーバーシート４が順次積層されている。 In the dual IC card 10 (see FIG. 3), the core sheet 2, the back intermediate sheet 5, and the back oversheet 6 are sequentially laminated on the side of the antenna core sheet 1 of the present invention provided with the winding 8. .. On the other hand, the core sheet 2, the table intermediate sheet 3, and the table oversheet 4 are sequentially laminated on the side of the antenna core sheet 1 opposite to the side where the winding 8 is provided.
図４は、デュアルＩＣカード１０とは層構成が少し異なり、銅パッド７と、デュアルＩＣモジュール９－１のパッド電極１９－１と、を電気的に接続する材料が、ＡＣＦ（Ａｎ
ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ、異方性導電フィルム）であるデュアルＩＣカード１０－１を示した断面図である。図４の層構成は、デュアルＩＣモジュール９－１側にはコアシート２が備えられていない構成となっている。このような構成においても、巻線８と銅パッド７の接続信頼性を確保するため、銅パッド７の表面には、錫などからなるめっき層が形成されている。
In FIG. 4, the layer structure is slightly different from that of the dual IC card 10, and the material for electrically connecting the copper pad 7 and the pad electrode 19-1 of the dual IC module 9-1 is ACF (An).
It is sectional drawing which showed the dual IC card 10-1 which is an isotropic Connective Film (anisotropic conductive film). The layer structure of FIG. 4 is such that the core sheet 2 is not provided on the dual IC module 9-1 side. Even in such a configuration, in order to ensure the connection reliability between the winding 8 and the copper pad 7, a plating layer made of tin or the like is formed on the surface of the copper pad 7.
さらに、表オーバーシート４側の、平面視で銅パッド７の表面を露出可能な位置に、銅パッド７の表面を露出する深さの凹部が形成され、その凹部にデュアルＩＣモジュール９が挿入されている。凹部の深さは、デュアルＩＣモジュール９の厚さと同等であり、デュアルＩＣモジュール９が丁度収納可能な深さとなっている。 Further, a recess having a depth that exposes the surface of the copper pad 7 is formed at a position on the front oversheet 4 side where the surface of the copper pad 7 can be exposed in a plan view, and the dual IC module 9 is inserted into the recess. ing. The depth of the recess is the same as the thickness of the dual IC module 9, and the depth is such that the dual IC module 9 can be stored.
また、デュアルＩＣモジュール９に備えられている外部回路との接続電極であるパッド電極１９と、アンテナコアシート１の銅パッド７とは、電気的に接続されている。 Further, the pad electrode 19 which is a connection electrode with an external circuit provided in the dual IC module 9 and the copper pad 7 of the antenna core sheet 1 are electrically connected.
デュアルＩＣカード１０－１（図４参照）は、本発明のアンテナコアシート１の巻線８が備えられた側に、コアシート２と、裏中間シート５と、裏オーバーシート６が順次積層されている。一方、アンテナコアシート１の巻線８が備えられた側とは反対側には、表中間シート３と、表オーバーシート４が順次積層されている。 In the dual IC card 10-1 (see FIG. 4), the core sheet 2, the back intermediate sheet 5, and the back oversheet 6 are sequentially laminated on the side of the antenna core sheet 1 of the present invention provided with the winding 8. ing. On the other hand, the front intermediate sheet 3 and the front oversheet 4 are sequentially laminated on the side of the antenna core sheet 1 opposite to the side where the winding 8 is provided.
さらに、表オーバーシート４側の、平面視で銅パッド７の表面を露出可能な位置に、銅パッド７の表面を露出する深さの凹部が形成され、その凹部にデュアルＩＣモジュール９－１が挿入されている。凹部の深さは、デュアルＩＣモジュール９－１の厚さと同等であり、デュアルＩＣモジュール９－１が丁度収納可能な深さとなっている。 Further, a recess having a depth that exposes the surface of the copper pad 7 is formed at a position on the front oversheet 4 side where the surface of the copper pad 7 can be exposed in a plan view, and the dual IC module 9-1 is placed in the recess. It has been inserted. The depth of the recess is the same as the thickness of the dual IC module 9-1, and the depth is such that the dual IC module 9-1 can be stored.
また、デュアルＩＣモジュール９－１に備えられている外部回路との接続電極であるパッド電極１９－１と、アンテナコアシート１の銅パッド７とは、電気的に接続されている。図４は、その接続がＡＣＦ（異方性導電フィルム）１１によって接続されている場合を例示している。 Further, the pad electrode 19-1, which is a connection electrode with an external circuit provided in the dual IC module 9-1, and the copper pad 7 of the antenna core sheet 1 are electrically connected. FIG. 4 illustrates a case where the connection is connected by an ACF (anisotropic conductive film) 11.
（非接触ＩＣカード）
次に、非接触ＩＣカードとその製造工程について説明する。
まず、図５に例示した工程により、非接触ＩＣカード用のアンテナコアシートが作製される。
(Non-contact IC card)
Next, the non-contact IC card and its manufacturing process will be described.
First, an antenna core sheet for a non-contact IC card is manufactured by the process illustrated in FIG.
図５（ａ）は、樹脂シート１３に非接触ＩＣモジュール９－２を設置する穴１４´を形成するシート穴明け工程を説明する断面図である。穴１４´を形成する方法としては、例えば、打抜き刃を使用した打ち抜き加工やレーザービームを使用した切り抜き加工などを使用することができる。 FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a sheet drilling process for forming a hole 14 ′ in which the non-contact IC module 9-2 is installed in the resin sheet 13. As a method for forming the hole 14', for example, a punching process using a punching blade, a cutting process using a laser beam, or the like can be used.
図５（ｂ）は、穴１４´に非接触ＩＣモジュール９－２を設置する非接触ＩＣ設置工程を説明する断面図である。非接触ＩＣモジュール９－２には、非接触ＩＣモジュールのパッド電極１９－２が備えられており、外部回路などと電気的に接続可能となっている。 FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a non-contact IC installation process for installing the non-contact IC module 9-2 in the hole 14'. The non-contact IC module 9-2 is provided with a pad electrode 19-2 of the non-contact IC module, and can be electrically connected to an external circuit or the like.
図５（ｃ）は、図５（ｂ）の非接触ＩＣ設置工程で得られた基板の非接触ＩＣモジュールのパッド電極１９－２側に、巻線アンテナとなる巻線８を樹脂シート１３に巻線アンテナの形態を描きながら埋め込む巻線描画工程を説明する断面図である。この工程では、非接触ＩＣモジュールのパッド電極１９－２上にも巻線８が配置される。巻線８は配置されただけの状態となっている。 In FIG. 5 (c), the winding 8 serving as the winding antenna is attached to the resin sheet 13 on the pad electrode 19-2 side of the non-contact IC module of the substrate obtained in the non-contact IC installation step of FIG. 5 (b). It is sectional drawing explaining the winding drawing process which embeds while drawing the form of a winding antenna. In this step, the winding 8 is also arranged on the pad electrode 19-2 of the non-contact IC module. The winding 8 is just arranged.
図５（ｄ）は、非接触ＩＣモジュールのパッド電極１９－２上に配置された巻線８をプ
レスヘッド１７で熱をかけてパッド電極１９－２側に押圧することにより接合し、電気的にも接続するボンディング工程を説明する断面図である。
In FIG. 5D, the winding 8 arranged on the pad electrode 19-2 of the non-contact IC module is joined by applying heat with the press head 17 and pressing it toward the pad electrode 19-2, and electrically. It is sectional drawing explaining the bonding process which also connects to.
図５（ｅ）は、パッド電極１９－２上に跨って配置された巻線８に対するプレスヘッド１７による押圧処理が終了し、本発明のアンテナシート１－１が得られた状態を示している。 FIG. 5 (e) shows a state in which the pressing process by the press head 17 against the winding 8 arranged so as to straddle the pad electrode 19-2 is completed, and the antenna sheet 1-1 of the present invention is obtained. ..
図６は非接触ＩＣカード１０－２を例示した断面説明図である。図５に示した非接触ＩＣカード用のアンテナコアシート１－１の巻線８が備えられた側に、コアシート２と、裏中間シート５と、裏オーバーシート６が順次積層されている。一方、アンテナコアシート１－１の巻線８が備えられた側とは反対側には、コアシート２と、表中間シート３と、表オーバーシート４が順次積層されている。なお、アンテナコアシート１－１は、樹脂シート１３に形成された穴１４´に非接触ＩＣモジュールが設置され、巻線アンテナの巻線８がパッド電極１９－２に接続されている。 FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view illustrating the non-contact IC card 10-2. The core sheet 2, the back intermediate sheet 5, and the back oversheet 6 are sequentially laminated on the side of the antenna core sheet 1-1 for the non-contact IC card shown in FIG. 5 where the winding 8 is provided. On the other hand, the core sheet 2, the table intermediate sheet 3, and the table oversheet 4 are sequentially laminated on the side of the antenna core sheet 1-1 opposite to the side where the winding 8 is provided. In the antenna core sheet 1-1, a non-contact IC module is installed in a hole 14'formed in the resin sheet 13, and the winding 8 of the winding antenna is connected to the pad electrode 19-2.
（コアシート）
コアシート２の樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのボリオレフィン樹脂、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ４フッ化エチレン、エチレン－４フッ化エチレン共重合体などのボリフッ化エチレン樹脂、ナイロン－６、ナイロン－６、６などのポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ビニロンなどのビニル樹脂、三酢酸セルロース、セロファンなどのセルロース樹脂、ポリメタアクリル酸メチル、ポリメタアクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチルなどのアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ボリカーボネート、ポリイミド樹脂などが挙げられる。樹脂材料の含有曇は、３０質量％以上、８０質量％以下であることが好ましい。各層シートの色や透過濃度はそれぞれの目的にあったものを選定することができる。
(Core sheet)
Examples of the resin material of the core sheet 2 include polyolefin resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypolypropylene, and polymethylpentene, polyvinylfluoride, vinylidene fluoride, polytetrafluoride, and ethylene-4 ethylene fluoride co-weight. Bolifluoroethylene resin such as coalesced, polyamide resin such as nylon-6, nylon-6, 6, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer , Polyvinyl alcohol, vinyl resin such as vinylon, cellulose triacetate, cellulose resin such as cellophane, acrylic resin such as methyl polymethacrylate, ethyl polymethacrylate, ethyl polyacrylate, butyl polyacrylate, polystyrene resin, boli Examples thereof include carbonate and polyimide resin. The cloudiness of the resin material is preferably 30% by mass or more and 80% by mass or less. The color and transmission density of each layer sheet can be selected to suit each purpose.
（中間シート）
中間シート３、５の樹脂材料としては、コアシート２の樹脂材料と同様のものとすることができる。
(Intermediate sheet)
The resin material of the intermediate sheets 3 and 5 can be the same as the resin material of the core sheet 2.
（オーバーシート）
オーバーシート４、６の樹脂材料としては、コアシート２の樹脂材料と同様のものとすることができる。
(Oversheet)
The resin material of the oversheets 4 and 6 can be the same as the resin material of the core sheet 2.
（樹脂シート）
樹脂シート１３の樹脂材料としては、コアシート２の樹脂材料と同様のものとすることができる。
(Resin sheet)
The resin material of the resin sheet 13 can be the same as the resin material of the core sheet 2.
（巻線）
巻線８は、絶縁被覆を備えた銅やアルミニウムなどの導電率が高い金属からなる導線を使用することが好ましいが、これらの金属材料に限定する必要はないが、例えば、銅線を芯材としたエナメル線を挙げることができる。
(Wounding)
For the winding 8, it is preferable to use a conducting wire made of a metal having a high conductivity such as copper or aluminum having an insulating coating, but it is not necessary to limit the winding to these metal materials, but for example, a copper wire is used as a core material. The enamel wire can be mentioned.
次に、本発明の実施例について説明する。
＜実施例１＞
図１に例示した製造工程によって、アンテナコアシート１を作製した。
まず、樹脂シート１３として、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ
）フィルムを用意した。
次に、ＰＥＴフィルムの所望の位置に、パンチングマシーンを用いて、５．２×５．２ｍｍの穴１４を、使用するデュアルＩＣモジュール９のパッド電極１９の位置に合わせて形成した（図３参照）。
次に、同様にパンチングマシーンを用いて、５×５ｍｍの銅パッドを製造し、配置することすることにより、形成した穴１４に銅パッド７を形成した。銅パッド７を形成した金属材料として、表１の実施例１の欄に記載した成分と熱伝導率を備えた燐青銅（型番：Ｃ５２１０Ｒ－Ｈ）を用いた。
次に、形成した銅パッド７上に配置された巻線８を、ボンディングマシーンのプレスヘッド１７を加熱した状態で銅パッド７に押圧することにより接続した。
Next, examples of the present invention will be described.
<Example 1>
The antenna core sheet 1 was manufactured by the manufacturing process illustrated in FIG. 1.
First, as the resin sheet 13, polyethylene terephthalate (PET) having a thickness of 100 μm
) I prepared a film.
Next, a 5.2 × 5.2 mm hole 14 was formed at a desired position on the PET film by using a punching machine to match the position of the pad electrode 19 of the dual IC module 9 to be used (see FIG. 3). ).
Next, the copper pad 7 was formed in the formed hole 14 by manufacturing and arranging a copper pad having a size of 5 × 5 mm using a punching machine in the same manner. As the metal material on which the copper pad 7 was formed, phosphor bronze (model number: C5210RH) having the components and thermal conductivity described in the column of Example 1 in Table 1 was used.
Next, the winding 8 arranged on the formed copper pad 7 was connected by pressing the press head 17 of the bonding machine against the copper pad 7 in a heated state.
＜実施例２＞
銅パッド７を形成した金属材料として、表１の実施例２の欄に記載した成分と熱伝導率を備えた燐青銅（型番：Ｃ５１９１Ｐ－Ｈ）を用いたこと以外は実施例１と同様とした。
<Example 2>
Same as Example 1 except that phosphor bronze (model number: C5191P-H) having the components and thermal conductivity described in the column of Example 2 in Table 1 was used as the metal material on which the copper pad 7 was formed. did.
＜実施例３＞
銅パッド７を形成した金属材料として、表１の実施例３の欄に記載した成分と熱伝導率を備えた燐青銅（型番：Ｃ５２４０）を用いたこと以外は実施例１と同様とした。
<Example 3>
As the metal material on which the copper pad 7 was formed, the same procedure as in Example 1 was carried out except that phosphor bronze (model number: C5240) having the components and thermal conductivity described in the column of Example 3 in Table 1 was used.
＜比較例１＞
銅パッド７を形成した金属材料として、表１の比較例１の欄に記載した錫めっき圧延銅箔（型番：ＳｎＣｕ－Ｏ）を用いたこと以外は実施例１と同様とした。これは、銅パッド上に錫めっき層を形成した従来技術である。
<Comparative Example 1>
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the tin-plated rolled copper foil (model number: SnCu—O) described in the column of Comparative Example 1 in Table 1 was used as the metal material on which the copper pad 7 was formed. This is a conventional technique in which a tin-plated layer is formed on a copper pad.
＜比較例２＞
銅パッド７を形成した金属材料として、表１の比較例２の欄に記載した成分と熱伝導率を備えた無酸素銅（型番：Ｃ１０２０Ｒ－Ｈ）を用いたこと以外は実施例１と同様とした。
<Comparative Example 2>
Same as Example 1 except that oxygen-free copper (model number: C1020R-H) having the components and thermal conductivity described in the column of Comparative Example 2 in Table 1 was used as the metal material on which the copper pad 7 was formed. And said.
＜比較例３＞
銅パッド７を形成した金属材料として、表１の比較例３の欄に記載した成分と熱伝導率を備えた洋白（型番：７７０１Ｒ－Ｈ）を用いたこと以外は実施例１と同様とした。
<Comparative Example 3>
Same as Example 1 except that nickel silver (model number: 7701R-H) having the components and thermal conductivity described in the column of Comparative Example 3 in Table 1 was used as the metal material on which the copper pad 7 was formed. did.
＜評価＞
実施例１～比較例３までのボンディング強度についての評価結果と、それらに基づいた総合評価をまとめて表１に示した。なお、接続信頼性評価のボンディング強度については、剥離強度が測定可能かつ巻線が破断した状態を〇（良好）、剥離強度が測定可能かつボンディング界面にて剥離を△（要注意）、剥離強度が測定不可能（ほぼ０）かつボンディング界面にて剥離を×（不良）とした。また、破壊状態については、巻線が破断した場合を〇（良好）、銅パッド７と巻線８との接合点１８において界面剥離を起こした場合を×（不良）、とした。
<Evaluation>
Table 1 summarizes the evaluation results of the bonding strengths from Example 1 to Comparative Example 3 and the comprehensive evaluation based on them. Regarding the bonding strength for connection reliability evaluation, the peel strength is measurable and the winding is broken (good), the peel strength is measurable and the peeling is △ (need attention) at the bonding interface, and the peel strength is Was unmeasurable (almost 0) and peeling was marked as x (defective) at the bonding interface. Regarding the fracture state, the case where the winding was broken was evaluated as 〇 (good), and the case where the interface peeling occurred at the joint point 18 between the copper pad 7 and the winding 8 was evaluated as × (defective).
ボンディング強度の測定は、図７に示したような、実施例１～比較例３において作製したアンテナコアシート１のサンプルの銅パッド７に巻線８をボンディングしたサンプルを作製した。それらのサンプルについて、図７に例示した引張方向のように、巻線８を接合点１８で折り返し、１８０度の方向に荷重をかけて行き、巻線８が破断するか、または接合点１８において界面剥離を起こす荷重を測定した。 For the measurement of the bonding strength, as shown in FIG. 7, a sample in which the winding 8 was bonded to the copper pad 7 of the sample of the antenna core sheet 1 produced in Examples 1 to 3 was prepared. For those samples, the winding 8 is folded back at the junction 18 and loaded in the 180 degree direction, as in the tensile direction illustrated in FIG. 7, and the winding 8 breaks or at the junction 18. The load that causes interfacial peeling was measured.
実施例１は、銅パッド７が、錫濃度が７．０ｗｔ％～９．０ｗｔ％の燐青銅（型番：Ｃ５１９１Ｐ－Ｈ）であり、熱伝導率は６７（Ｗ／ｍ・Ｋ）、ボンディング強度は良好（〇）、破壊状態は破断（良好）であり、接続信頼性が共に良好であったため、総合評価は〇（良好）となった。 In Example 1, the copper pad 7 is phosphor bronze (model number: C5191P-H) having a tin concentration of 7.0 wt% to 9.0 wt%, a thermal conductivity of 67 (W / m · K), and a bonding strength. Was good (〇), the broken state was broken (good), and the connection reliability was good, so the overall evaluation was 〇 (good).
実施例２は、銅パッド７が、錫濃度が５．５ｗｔ％～７．０ｗｔ％の燐青銅（型番：Ｃ５２１０Ｒ－Ｈ）であり、熱伝導率は６３（Ｗ／ｍ・Ｋ）、ボンディング強度は良好（〇）、破壊状態は破断（良好）であり、接続信頼性が共に良好であったため、総合評価は〇（良好）となった。 In Example 2, the copper pad 7 is phosphor bronze (model number: C5210R-H) having a tin concentration of 5.5 wt% to 7.0 wt%, a thermal conductivity of 63 (W / m · K), and a bonding strength. Was good (〇), the broken state was broken (good), and the connection reliability was good, so the overall evaluation was 〇 (good).
実施例３は、銅パッド７が、錫濃度が９．０ｗｔ％～１１．０ｗｔ％の燐青銅（型番：Ｃ５２４０）であり、ボンディング強度は良好（〇）、破壊状態は破断（良好）であり、接続信頼性が共に良好であったため、総合評価は〇（良好）となった。 In Example 3, the copper pad 7 is phosphor bronze (model number: C5240) having a tin concentration of 9.0 wt% to 11.0 wt%, the bonding strength is good (〇), and the fracture state is broken (good). The overall evaluation was 〇 (good) because both the connection reliability was good.
比較例１は従来から使用してきた表面に錫めっき層が形成された銅パッドであり、錫めっき圧延銅箔（型番：ＳｎＣｕ－Ｏ）を使用したサンプルである。ボンディング強度は良好（〇）、破壊状態は破断（良好）であり、接続信頼性が共に良好であったため、総合評価は〇（良好）であった。 Comparative Example 1 is a copper pad having a tin-plated layer formed on the surface, which has been conventionally used, and is a sample using a tin-plated rolled copper foil (model number: SnCu—O). The bonding strength was good (〇), the fractured state was broken (good), and the connection reliability was good, so the overall evaluation was 〇 (good).
比較例２は、銅パッド７が、無酸素銅（型番：Ｃ１０２０Ｒ－Ｈ）であり、熱伝導率は３４９（Ｗ／ｍ・Ｋ）、ボンディング強度は要注意（△）、破壊状態は界面剥離（不良）であり、接続信頼性が不良であったため、総合評価は×（不良）となった。 In Comparative Example 2, the copper pad 7 is oxygen-free copper (model number: C1020R-H), the thermal conductivity is 349 (W / m · K), the bonding strength needs attention (Δ), and the fracture state is interfacial peeling. Since it was (defective) and the connection reliability was poor, the overall evaluation was × (defective).
比較例３は、銅パッド７が、洋白（型番：Ｃ７７０１Ｒ－Ｈ）であり、熱伝導率は２３（Ｗ／ｍ・Ｋ）、ボンディング強度は要注意（△）、破壊状態は界面剥離（不良）であり、接続信頼性が不良であったため、総合評価は×（不良）となった。 In Comparative Example 3, the copper pad 7 is nickel silver (model number: C7701R-H), the thermal conductivity is 23 (W / m · K), the bonding strength needs attention (Δ), and the fracture state is interfacial peeling (△). (Defective) and the connection reliability was poor, so the overall evaluation was × (defective).
１、１－１・・・アンテナコアシート
２・・・コアシート
３・・・表中間シート
４・・・表オーバーシート
５・・・裏中間シート
６・・・裏オーバーシート
７・・・銅パッド
８・・・巻線
９、９－１・・・デュアルＩＣモジュール
９－２・・・非接触ＩＣモジュール
１０、１０－１・・・デュアルＩＣカード
１０－２・・・非接触ＩＣカード
１１・・・ＡＦＣ
１２・・・ＡｇＰ
１３・・・樹脂シート
１４、１４´・・・穴
１７・・・プレスヘッド
１８・・・接合点
１９、１９－１・・・（デュアルＩＣモジュールの）パッド電極
1, 1-1 ... Antenna core sheet 2 ... Core sheet 3 ... Front intermediate sheet 4 ... Front oversheet 5 ... Back intermediate sheet 6 ... Back oversheet 7 ... Copper Pad 8 ... Winding 9, 9-1 ... Dual IC module 9-2 ... Non-contact IC module 10, 10-1 ... Dual IC card 10-2 ... Non-contact IC card 11・ ・ ・ AFC
12 ... AgP
13 ... Resin sheet 14, 14'... Hole 17 ... Press head 18 ... Joint point 19, 19-1 ... Pad electrode (of dual IC module)
Claims (3)
絶縁性材料からなるシートと、
そのシートの貫通孔に備えられ、表裏を導通する少なくとも一対の銅パッドと、
それらの銅パッドに電気的に接続され、銅パッド以外の部分では巻線の太さ方向の少なくとも一部が前記シートにめりこんで備えられた巻線アンテナと、を備えており、
前記銅パッドの組成は、錫が１．０～１１．０ｗｔ％含まれる銅合金であることを特徴とするアンテナコアシート。 An antenna core sheet used for an IC card having a wireless communication function using a wound antenna composed of coiled windings.
A sheet made of insulating material and
With at least a pair of copper pads provided in the through holes of the sheet and conducting the front and back,
It is equipped with a winding antenna, which is electrically connected to those copper pads, and in the part other than the copper pads, at least a part in the thickness direction of the winding is recessed into the sheet.
The composition of the copper pad is an antenna core sheet characterized by being a copper alloy containing 1.0 to 11.0 wt% of tin.
絶縁性材料からなるシートと、
そのシートの貫通孔に備えられ、表裏を導通する少なくとも一対の銅パッドと、
それらの銅パッドに電気的に接続され、銅パッド以外の部分では巻線の太さ方向の少なくとも一部が前記シートにめりこんで備えられた巻線アンテナと、を備えており、
前記銅パッドの熱伝導率が２５～１１５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であることを特徴とするアンテナコアシート。 An antenna core sheet used for an IC card having a wireless communication function using a wound antenna composed of coiled windings.
A sheet made of insulating material and
With at least a pair of copper pads provided in the through holes of the sheet and conducting the front and back,
It is equipped with a winding antenna, which is electrically connected to those copper pads, and in the part other than the copper pads, at least a part in the thickness direction of the winding is recessed into the sheet.
An antenna core sheet characterized in that the thermal conductivity of the copper pad is 25 to 115 (W / m · K).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020213782A JP2022099786A (en) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | Antenna core sheet and IC card |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020213782A JP2022099786A (en) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | Antenna core sheet and IC card |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022099786A true JP2022099786A (en) | 2022-07-05 |
Family
ID=82269747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020213782A Pending JP2022099786A (en) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | Antenna core sheet and IC card |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2022099786A (en) |
-
2020
- 2020-12-23 JP JP2020213782A patent/JP2022099786A/en active Pending
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