JP4680374B2 - 非接触ｉｃカードの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、各種カード類、商品タグ、ラベル等に使用される非接触ＩＣカードであって、アンテナコイルを、一方のフィルムにおいて金属細線を針部材により位置決めして所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルから構成する非接触ＩＣカードの製造方法に関し、特に、アンテナコイルの共振周波数の微調整を可能にした非接触ＩＣカードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の非接触ＩＣカードとして、図７に示すように、電子部品が実装されたＩＣチップ等の回路基板１と、該回路基板１に接続され、電磁結合、電波等の所定の媒体を介して情報を送受信するアンテナコイル２とを、被覆樹脂３により封止した構成のものが知られている（特開平９−１９６９号公報及び特開平９−１９７０号公報等参照）。
【０００３】
このような非接触ＩＣカードの構成部品のうちアンテナコイル２として、断面が円形または長方形（長円形）の銅線等の金属細線を渦巻き状に巻いた巻線コイルを用いる場合、従来では、巻線コイルを２枚の被覆樹脂フィルムのうち一方に形成し、形成された巻線コイルと回路基板とを該一方の被覆樹脂フィルムへの他方の被覆樹脂フィルムの貼り付けにより、巻線コイルと回路基板とを、被覆樹脂により封止するようにしている。
【０００４】
しかし、このような非接触ＩＣカードにあっては、被覆樹脂フィルム上において、銅線等の金属細線を渦巻き状に巻いて巻線コイルを形成する構造であるから、金属細線の巻線自体が難しいと共に、巻回された巻線コイルの形状を保持するするのも難しく、巻線コイルを正規の形状、例えば方形状等に正確に形成するのが困難な構造であり、特に、複雑な形状の巻線コイルの形成は極めて困難であった。
【０００５】
このような問題を解決するため、被覆樹脂を、互いに熱融着される熱融着樹脂からなる２枚のフィルムから構成する一方、アンテナコイルを、一方のフィルムにおいて金属細線を位置決め手段により位置決めして所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルから構成し、該巻線コイルと回路基板と２枚のフィルム間に封止するようにした非接触ＩＣカードが提案されている（特開平１１−１１５３６０号公報参照）。
【０００６】
一方、このような従来の非接触ＩＣカードにおいては、２枚のフィルムのうち一方に位置決め手段としての複数の針部材を差し込み、一方のフィルム上において金属細線を各針部材に順次掛けて所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルを形成するようにしており、前記針部材は、単に巻線コイルの方向転換部、すなわち、コーナ部分に位置しているだけであるから、巻線コイルの各巻回部における金属細線の間隔が製品によって一定せず、変動する虞があった。
【０００７】
後述するが、この巻線コイルの各巻回部における金属細線の間隔の変動は、巻線コイルの線間容量を変動させ、モジュールとしての共振周波数の変動量に影響する。
【０００８】
例えば、金属細線同士が密着している場合、巻線コイルの線間容量が大きくなり、この線間容量は、絶縁皮膜厚さ、線径、巻状態により、大きく変化するため、アンテナコイル特性上、共振周波数の巾が広くなるという問題がある。
【０００９】
本発明者らは、特願平１２─２２１５６０号において、アンテナコイルを、一方のフィルムにおいて金属細線を針部材により位置決めして所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルから構成する際に、この針部材の配置構造により、モジュールとしての共振周波数の安定化を図った非接触ＩＣカード及びその製造方法を提案している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来のものでは、アンテナコイルの共振周波数の微調整が行えず、アンテナコイルの共振周波数のバラツキ巾が大きくなり、均一な通信品質を得られないといった問題があった。
【００１１】
例えば、アンテナコイルの共振周波数Ｆｏは、アンテナコイルのインダクタンスＬwc、ＩＣチップ等の回路基板の持つ入力容量Ｃchip、アンテナコイルの浮遊容量Ｃwcを変化させる必要があり、アンテナコイルや回路基板の形態そのものを変える必要があった。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためなされたものであり、アンテナコイルを、一方のフィルムにおいて金属細線を針部材により位置決めして所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルから構成する際に、簡単にアンテナコイルの共振周波数の微調整が行える非接触ＩＣカードの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明の非接触ＩＣカードの製造方法は、電子部品が実装された回路基板と、該回路基板に接続され、所定の媒体を介して情報を送受信するアンテナコイルと、前記アンテナコイルの共振周波数のチューニング手段であって、アンテナコイルに接続され、適宜長さとなるように切断される金属細線からなるチューニング手段とを、被覆樹脂により封止するようにした非接触ＩＣカードの製造方法であって、前記被覆樹脂として、互いに熱融着される熱融着樹脂からなる２枚のフィルムのうち一方の各角部において、多数の位置決め用の第１の針部材を差し込むと共に、前記２枚のフィルムのうち一方の略中間部に多数の位置決め用の第２の針部材を差し込む工程と、前記一方のフィルム上において金属細線を各第１の針部材に順次掛けて位置決めして配置することにより多角形若しくはこれに類する形の渦巻き状に巻いた巻線コイルを形成すると共に、前記金属細線を各第２の針部材に順次掛けて位置決めして配置することによりチューニング手段を形成する工程と、巻線コイルとチューニング手段と回路基板とを２枚のフィルム間に封止すべく、一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、前記チューニング手段を構成する金属細線は、多数のターン部からなる蛇行状をなすことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る発明は、前記チューニング手段を構成する金属細線は、多数のターン部のうちの適宜の数のターン部の角部が切断されて、アンテナコイルと回路基板に接続される金属細線の長さが調整され、アンテナコイルの共振周波数がチューニングされてなることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る発明は、前記チューニング手段を構成する金属細線の少なくとも一部は、重ね巻きされてなることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に係る発明は、前記第２の針部材の一部は、チューニング手段を構成する金属細線がターン部の角部において略三角形状をなして掛けられるように配置されてなることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に係る発明は、前記一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程は、一方のフィルム上において、金属細線を各第１及び第２の針部材に順次掛けて多角形若しくはこれに類する形の渦巻き状に巻いた巻線コイルとチューニング手段を形成した後、該フィルムを各第１及び第２の針部材に巻線コイルとチューニング手段に保持させたままスライド動作させて所定長さ分移動し、移動位置で他方のフィルムを熱融着により貼り付けることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に係る発明は、大きい１枚のフィルムから多数枚のフィルムを得て、多数枚の各フィルムから夫々巻線コイルとチューニング手段と回路基板とを含んで構成された非接触ＩＣカードを製造することを特徴とする。
【００２３】
次に、かかる発明の作用について説明すると、請求項１に係る発明の非接触ＩＣカードの製造方法では、アンテナコイルの共振周波数の微調整が簡単に行え、アンテナコイルの共振周波数が異なる種々の非接触ＩＣカードを製造する必要がない等、非接触ＩＣカードの製作性を向上することができる。しかも、金属細線を第１及び第２の針部材に掛けることより、巻線コイル化やチューニング手段化をフィルム上において容易に行う方法としたから、アンテナコイルの共振周波数のチューニング手段を容易に設けることができる。
【００２５】
請求項２に係る発明において、チューニング手段を設けても、非接触ＩＣカードのスペースを多くとることがなく、非接触ＩＣカードの小型化を図れる。
【００２６】
請求項３に係る発明において、チューニングをより簡単かつ確実に行うことができる。
【００２７】
請求項４に係る発明において、総合容量が不足するような場合に有効である。
【００２９】
請求項５に係る発明において、チューニング手段を構成する金属細線が接触することなく、蛇行状に配置でき、アンテナコイルの共振周波数を正確に調整し易い。
【００３１】
請求項６に係る発明において、フィルムが巻線コイル及びチューニング手段から貼付部に次々と移動されて、非接触ＩＣカードを次々と製造でき、製造性をより向上することができる。
【００３２】
請求項７に係る発明において、大きいフィルムから簡単な工程で多数の非接触ＩＣカードを製造することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。
【００３４】
図１は、本発明に係る非接触ＩＣカードの製造方法を用いて製造された非接触ＩＣカードの一例を示している。
【００３５】
この非接触ＩＣカードは、電子部品が実装されたＩＣチップ等の回路基板１０と、この回路基板１０に接続され、電磁結合、電波等の所定の媒体を介して情報を送受信するアンテナコイル１１と、アンテナコイル１１の共振周波数のチューニング手段Ｔとを、被覆樹脂１２により封止するように構成される。
【００３６】
ここで、前記被覆樹脂１２は、互いに熱融着される熱融着樹脂、例えば、ポリエステルからなる２枚のフィルムから構成される。
【００３７】
アンテナコイル１１は、一方のフィルムにおいて、金属細線としての銅線１４Ａを多数の第１の針部材１３Ａにより位置決めして多角形状若しくはこれに類する形状、本実施形態では、略四角形の渦巻き状に巻いた巻線コイル１４から構成されている。
【００３８】
ここで、アンテナコイル１１の共振周波数Ｆoは、アンテナコイル１１のインダクタンスＬwc、回路基板１０の持つ入力容量Ｃchip、アンテナコイル１１の浮遊容量Ｃwcとしたとき、
【外１】
で表される。
【００３９】
従って、アンテナコイル１１を形成する際に、その延長した金属細線の長さを変化させることにより、アンテナコイル１１の共振周波数Ｆｏを簡単に調整できる。
【００４０】
すなわち、アンテナコイル１１の共振周波数のチューニング手段Ｔは、アンテナコイル１１と回路基板１０とに接続され、適宜長さとなるように切断される金属細線としての銅線１４Ａを延長した銅線１４Ｂからなるものであり、チューニング手段を構成する銅線１４Ｂは、多数のターン部ｔからなるジグザグ等の蛇行状をなしている。
【００４１】
この場合、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂは、回路基板１０を図の上部位置としたときに、横方向に延びる蛇行状をなしている。
【００４２】
なお、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂは、回路基板１０を図の上部位置としたときに、縦方向に延びる蛇行状をなすようにしても良い。
【００４３】
そして、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂは、多数のターン部ｔのうちの適宜の数のターン部ｔの角部が切断されて、アンテナコイル１１に接続される銅線１４Ｂの長さが調整され、アンテナコイル１１の共振周波数がチューニングされるようになっている。なお、詳しくは、後述する。
【００４４】
また、本実施形態においては、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂの少なくとも一部は、重ね巻きされている。
【００４５】
一方、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂは、一方のフィルムにおいて第２の針部材１３Ｂにより位置決めして配置するようになっている。
【００４６】
そして、巻線コイル１４とチューニング手段Ｔと回路基板１０は２枚のフィルム間に封止される。
【００４７】
なお、図１において、各非接触ＩＣカードにおいて、Ｓは巻線コイル１４とチューニング手段Ｔの巻始、Ｅはその巻終である。
【００４８】
ここで、第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂの配置構造について説明する。
【００４９】
すなわち、図１において、巻線コイル１４を構成する銅線１４Ａを位置決めする第１の針部材１３Ａは、一方のフィルムに差し込まれると共に、銅線１４Ａ（金属細線）が順次掛けられる。そして、第１の針部材１３Ｂは、一方のフィルムの４つの角部において、略Ｉ字形をなすように多数所定の間隔で並べられ、かつ、隣り合う略Ｉ字形の対応する各第１の針部材１３Ｂ同士に掛けられた銅線１４Ａ（金属細線）同士が、互いに所定の間隔を有するように前記略Ｉ字形の配置が定められている。
【００５０】
そして、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂを位置決めする第２の針部材１３Ｂは、銅線１４Ｂがターン部ｔの角部において略三角形状をなして掛けられるように配置されている。
【００５１】
この場合、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂの始め部１４ａは、略三角形状をなす第２の針部材１３Ｂのうち３つに掛けられ、銅線１４Ｂの戻り部１４ｂは、略三角形状をなす第２の針部材１３Ｂのうち２つに掛けられている。
【００５２】
なお、図２に示すように、第１の針部材１３Ａを内側が開いた略Ｖ字形をなすように多数所定の間隔で並べても良く、この場合、略Ｖ字形の角度θを、７０度とすると良い。
【００５３】
ここで、
【外２】
で表される。
【００５４】
そして、例えば、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂの１本当たりのターン部のＦｏが０．２〜０．５ＭＨｚづつ変化しているから、１本当たりのターン部の長さを短く設定すれば、０．１〜０．３ＭＨｚ程度の変化率を設定できる。
【００５５】
一般的なＦｏの許容範囲を＋０．２ＭＨｚ〜−０．２ＭＨｚ程度と推測されるため、微調整の段階を０．３ＭＨｚ単位とすれば、充分に実用範囲に調整可能となる。
【００５６】
次に、上記の構造の非接触ＩＣカードの製造方法、すなわち、本発明に係る非接触ＩＣカードの製造方法の一実施形態について説明する。この非接触ＩＣカードの製造方法は、次の工程からなる。すなわち、
【００５７】
（１）被覆樹脂１２として、互いに熱融着される熱融着樹脂からなる２枚のフィルムのうち一方の各角部において、多数の位置決め用の第１の針部材１３Ａを差し込むと共に、前記２枚のフィルムのうち一方の略中間部に多数の位置決め用の第２の針部材１３Ｂを差し込む工程
【００５８】
（２）一方のフィルム上において銅線１４Ａ（金属細線）を各第１の針部材１３Ａに順次掛けて位置決めして配置することにより所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイル１４を形成すると共に、銅線１４Ｂ（金属細線）を各第２の針部材１３Ｂに順次掛けて位置決めして配置することによりチューニング手段Ｔを形成する工程
【００５９】
（３）巻線コイル１４とチューニング手段Ｔと回路基板１０とを２枚のフィルム間に封止すべく、一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程
【００６０】
この場合、一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程は、一方のフィルム上において、銅線１４Ａを各第１の針部材１３Ａに順次掛けて所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイル１４を形成すると共に、チューニング手段Ｔを形成した後、該フィルムを両針部材１３Ａ、１３Ｂに巻線コイル１４とチューニング手段Ｔとに保持させたままスライド動作させて所定長さ分移動し、移動位置で他方のフィルムを熱融着により貼り付ける。
【００６１】
図３は、非接触ＩＣカードの製造方法を実行する製造装置の一例を示しており、その構成を説明しつつ、上記の工程からなる非接触ＩＣカードの製造方法を具体的に説明する。
【００６２】
すなわち、一方のフィルム１２Ａは、巻取部１５に巻き取られており、この巻取部１５から水平方向に引き出されて伸び、図示しないフィルムスライド手段により図中右方向にスライドされる。
【００６３】
また、他方のフィルム１２Ｂは、巻取部１５の上方位置で、該巻取部１５とは横方向に所定距離オフセットされた位置に配設された巻取部１６に巻き取られており、この巻取部１６から一方のフィルム１２Ａの伸びる方向と同じ水平方向に引き出されて伸び、図示しないフィルムスライド手段により図中右方向にスライドされる。
【００６４】
一方のフィルム１２Ａの巻取部１５近傍の下側部分には、多数の第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂが配設される。
【００６５】
これらの第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂは、左右及び上下にスライド駆動される駆動部１７の上面に、所定形に配置されて上方に伸びている。
【００６６】
この駆動部１７は、上下スライド駆動されると共に、図のＡ位置（針部材差し込みかつ銅線巻回位置）とＢ位置（貼り付け位置）間を左右往復スライド駆動される。
【００６７】
そして、先ず、駆動部１７は、図のＡ位置において上方にスライドされ、その上面の第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂが下側のフィルム１２Ａに差し込まれる。
【００６８】
次に、下側のフィルム１２Ａにおいて、金属細線がフィルム１２Ａ上面から突出する各第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂに順次掛けられて所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルが１４形成されると共に、チューニング手段Ｔが形成される。
【００６９】
次に、下側のフィルム１２Ａが図の右方向に所定距離スライドされると共に、駆動部１７も同方向にスライドされる。
【００７０】
これにより、下側のフィルム１２Ａ上の巻線コイル１４及びチューニング手段Ｔが形成された部分は、図のＢ位置に移動する。
【００７１】
このＢ位置において、下側のフィルム１２Ａに上側のフィルム１２Ｂが熱融着により貼り付けられ、巻線コイル１４とチューニング手段Ｔと回路基板１０とが２枚のフィルム１２Ａ，１２Ｂ間に封止される。
【００７２】
その後、駆動部１７は、図の左方向にスライドされてＡ位置に復帰されると共に、上側のフィルム１２Ｂが図の右方向にスライドされて、次の熱融着に備える。
【００７３】
かかる動作が繰り返し行われて、巻線コイル１４とチューニング手段Ｔと回路基板１０とが２枚のフィルム間に封止されて、右方向に順次送られる。
【００７４】
かかる非接触ＩＣカードの製造方法によれば、被覆樹脂１２として、互いに熱融着される熱融着樹脂からなる２枚のフィルムのうち一方の各角部において、多数の位置決め用の第１の針部材１３Ａを差し込むと共に、前記２枚のフィルムのうち一方の略中間部に多数の位置決め用の第２の針部材１３Ｂを差し込み、一方のフィルム上において銅線１４Ａ（金属細線）を各第１の針部材１３Ａに順次掛けて位置決めして配置することにより所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイル１４を形成すると共に、銅線１４Ｂ（金属細線）を各第２の針部材１３Ｂに順次掛けて位置決めして配置することによりチューニング手段Ｔを形成し、巻線コイル１４とチューニング手段Ｔと回路基板１０とを２枚のフィルム間に封止すべく、一方のフ１ルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付けるようにしたから、アンテナコイル１１の共振周波数のチューニング手段Ｔを容易に設けることができ、しかも、銅線１４Ａ，１４Ｂを各第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂに掛けることにより、巻線コイル化やチューニング手段化をフィルム１２Ａ上において容易に行うことができ、さらに、一方のフィルム１２Ａに他方のフィルム１２Ｂを熱融着により貼り付けることにより、回路基板１０とアンテナコイル１１とチューニング手段Ｔを、被覆樹脂１２により容易に被覆することができ、銅線１４Ａ（金属細線）の巻回自体が容易になると共に、巻回された巻線コイル１４の形状を保持するのも容易となり、巻線コイル１４を正規の形状、例えば、方形状等に正確に形成するのが容易になり、複雑な多角形状の巻線コイル１４の形成も容易であり、非接触ＩＣカードの製造性を向上することができる。
【００７５】
そして、アンテナコイル１１の共振周波数のチューニング手段Ｔを設けるようにした結果、アンテナコイル１１の共振周波数の微調整が行え、アンテナコイル１１の共振周波数が異なった多数の種類の非接触ＩＣカードを製造する必要がない。特に、アンテナコイル１１の共振周波数を変化させるために、アンテナコイル１１のインダクタンスＬWC、回路基板１０の持つ入力容量Ｃchip、アンテナコイル１１の浮遊容量ＣWC自体を変化させる必要がなく、アンテナコイル１１や回路基板１０の種類そのものを変える必要がない。
【００７６】
本実施形態においては、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂ（金属細線）を、多数のターン部ｔからなる蛇行状に形成して、多数のターン部ｔのうち適宜の数のターン部ｔの角部を切断して、銅線１４Ｂの長さを調整して、アンテナコイル１１の共振周波数をチューニングする構成としたから、適宜の数のターン部ｔの角部を切断するだけで、簡単に希望する共振周波数を持つアンテナコイル１１とすることができる。
【００７７】
また、本実施形態においては、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂの少なくとも一部を重ね巻きするようにしたから、総合容量を多くすることができ、総合容量が不足した場合に有効である。
【００７９】
さらに、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂを、第２の針部材１３Ｂにより位置決めすることにより、該銅線１４Ｂを的確にフィルムに配することができるが、特に、本実施形態においては、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂを、ターン部ｔの角部において略三角形状をなすように配置したから、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂを、接触することなく、蛇行状に配置でき、アンテナコイル１１の共振周波数を正確に調整し易い。
【００８１】
なお、上述したように、巻線コイル１４は、複雑な多角形若しくはこれに類する形に渦巻き状に巻かれた形状でも容易に形成できるが、本実施形態のように略四角形である必要はない。
【００８３】
ここで、かかる本非接触ＩＣカードの等価回路と数式について説明する。
図４は、非接触ＩＣカードの等価回路である。
【００８４】
この図において、アンテナコイル１１（ＡＮＴ）において、Ｌwcは、インダクタンス、Ｒwcは、導体抵抗、Ｃwcは、浮遊容量である。
【００８５】
回路基板１０において、Ｃchipは、入力容量、Ｒchipは、並列等価抵抗である。
【００８６】
チューニング手段Ｔにおいて、Ｃwcnは、線間容量であり、その長さに比例している。
【００８７】
そして、インダクタンスＬwcは、巻線コイル１４のコイルの巻き方によって決まるものであり、そのバラツキも小さい。
【００８８】
浮遊容量Ｃwcは、巻線コイル１４のコイル部の平行巻きや密着巻きによって変化する。
【００８９】
要するに、浮遊容量Ｃwcは、巻線コイル１４のコイル部の巻き状態や線材膜厚により、そのバラツキ幅が大きく、コントロール上小さい方が良い。
【００９０】
アンテナコイル１１の性能上、導体抵抗Ｒwcは小さい方が非接触ＩＣカードの総合容量が大きくなり好ましい。
【００９１】
浮遊容量Ｃwcは、平行巻きの場合、小さくなるが、回路基板の入力容量Ｃchipが小さい場合、非接触ＩＣカードの総合容量が足りない場合がある。
【００９２】
本実施形態のように、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂの少なくとも一部を重ね巻きすれば、浮遊容量Ｃwc分を補え、浮遊容量Ｃwcと入力容量Ｃchipのバラツキを考慮して、チューニング手段Ｔにおける線間容量Ｃwcn を設定できる。
【００９３】
次に、種々の形態の非接触ＩＣカードの仕様について説明する。
【００９４】
図５（Ａ）に示したものは、大ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、小さいコイル部が１巻、中くらいのコイル部が１巻、大きいコイル部が２巻である。
そして、全線線長は、０．２０５＋０．２２４＋０．２４２＊２＝０．９１３ｍ
平均ループ長は、０．９１３／４＝０．２２８３ｍ
【００９５】
図５（Ｂ）に示したものは、小ループ部と中ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、小さいコイル部が２巻、中くらいのコイル部が２巻である。
そして、全線線長は、０．２０５＊２＋０．２２４＊２＝０．８５８ｍ
平均ループ長は、０．８５８／４＝０．２１４５ｍ
【００９６】
図５（Ｃ）に示したものは、中ループ部と大ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、中くらいのコイル部が２巻、大きいコイル部が２巻である。
そして、全線線長は、０．２２４＊２＋０．２４２＊２＝０．９３２ｍ
平均ループ長は、０．９３２／４＝０．２３３ｍ
【００９７】
図５（Ｄ）に示したものは、小ループ部と大ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、小さいコイル部が２巻、大きいコイル部が２巻である。
そして、全線線長は、０．２０５＊２＋０．２４２＊２＝０．８９４ｍ
平均ループ長は、０．８９４／４＝０．２２３５ｍ
【００９８】
図５（Ｅ）に示したものは、中ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、中くらいのコイル部が３巻、大きいコイル部が１巻である。
そして、全線線長は、０．２２４＊３＋０．２４２＝０．９１４ｍ
平均ループ長は、０．９１４／４＝０．２２８５ｍ
【００９９】
図５（Ｆ）に示したものは、密着巻きであり、小ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、小さいコイル部が４巻である。
そして、全線線長は、０．２０５＊４＝０．８２ｍ
平均ループ長は、０．８２／４＝０．２０５ｍ
【０１００】
図５（Ｇ）に示したものは、密着巻きであり、中ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、中くらいのコイル部が４巻である。
そして、全線線長は、０．２２４＊４＝０．８９６ｍ
平均ループ長は、０．８９６／４＝０．２２４ｍ
【０１０１】
図５（Ｈ）に示したものは、密着巻きであり、大ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、大きいコイル部が４巻である。
そして、全線線長は、０．２４２＊４＝０．９６８ｍ
平均ループ長は、０．９６８／４＝０．２４２ｍ
【０１０２】
図５（Ｉ）に示したものは、平行巻きに相当するものであり、浮遊容量Ｃwcを極力小さく抑えたコイル部である。
【０１０３】
次に、アンテナコイル１１の共振周波数をチューニングする方法を、本発明者らのの実験データに基づいて説明する。
【０１０４】
本発明者らは、回路基板１０の代わりに、回路基板１０が持つ入力容量に相当するコンデンサを接続し、ディップメータでアンテナコイル１１の共振周波数（ＭＨｚ）を測定した。
【０１０５】
この場合、非接触ＩＣカードにおけるチューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂのターン部ｔの角部を１つづつ切断していき、そのときの共振周波数を測定した。
【０１０６】
実験結果の一つとして、図５（Ａ）に示した非接触ＩＣカードを例にとって説明すると、チューニング手段Ｔを構成する蛇行状の銅線１４Ｂのターン部は全部で１１本あり、第１から第１１の角部とする。
【０１０７】
銅線１４Ｂのターン部ｔのいずれの角部をも切断しない場合は、１７．１０ＭＨｚ、第１の角部ａを切断した場合は、１６．６７ＭＨｚ、第２の角部ｂを切断した場合は、１６．０６ＭＨｚ、第３の角部ｃを切断した場合は、１５．７９ＭＨｚ、第４の角部ｄを切断した場合は、１５．３７ＭＨｚ、第５の角部ｅを切断した場合は、１５．０９ＭＨｚ、第６の角部ｆを切断した場合は、１４．７２ＭＨｚ、第７の角部ｇを切断した場合は、１４．４２ＭＨｚ、第８の角部ｈを切断した場合は、１４．０９ＭＨｚ、第９の角部ｉを切断した場合は、１３．８０ＭＨｚ、第１０の角部ｊを切断した場合は、１３．５６ＭＨｚ、第１１の角部ｋを切断した場合は、１３．２１ＭＨｚであった。
【０１０８】
かかる実験結果から明らかなように、チューニング手段Ｔを構成する蛇行状の銅線１４Ｂのターン部ｔの角部を１つづつ切断することにより、アンテナコイル１１の共振周波数を銅線１４Ｂの長さにより比例的に調整することができることが明確である。
【０１０９】
なお、非接触ＩＣカードを製造するに当たっては、本実施形態においては、図１に示すように、大きい１枚のフィルムから多数枚のフィルムを打ち抜いたり、切り抜いたり等して得て、多数枚（例えば、３０枚）の各フィルムから夫々巻線コイルとアンテナコイルの共振周波数のチューニング手段と回路基板とを含んで構成された非接触ＩＣカードを製造するようにしてある。
【０１１０】
また、図６に示すように、２枚のフィルム１２Ａ，１２Ｂを、両方共アンテナコイル１１部分を覆う粘着剤を塗布したテープ１８で構成するか、若しくは２枚のフィルム１２Ａ，１２Ｂのうちいずれか一方をアンテナコイル１１部分を覆う粘着剤を塗布したテープ１８で構成するようにしても良い。
【０１１１】
かかる構成によれば、従来は、回路基板であるＩＣチップモジュール取り付け用の孔をフィルムに形成していたが、孔明けの必要がなくなり、工数と材料費の削減が図られる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、非接触ＩＣカードの製造に当たって、被覆樹脂として、互いに熱融着される熱融着樹脂からなる２枚のフィルムのうち一方の各角部において、多数の位置決め用の第１の針部材を差し込むと共に、２枚のフィルムのうち一方の略中間部に多数の位置決め用の第２の針部材を差し込む工程と、前記一方のフィルム上において金属細線を各第１の針部材に順次掛けて位置決めして配置することにより多角形若しくはこれに類する形の渦巻き状に巻いた巻線コイルを形成すると共に、前記金属細線を各第２の針部材に順次掛けて位置決めして配置することによりチューニング手段を形成する工程と、巻線コイルとチューニング手段と回路基板とを２枚のフィルム間に封止すべく、一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程と、を含む方法としたから、アンテナコイルの共振周波数のチューニング手段を容易に設けることができ、しかも、金属細線を第１及び第２の針部材に掛けることより、巻線コイル化やチューニング手段化をフィルム上において容易に行うことができ、さらに、巻線コイルやチューニング手段を正確に形成しつつ、非接触ＩＣカードの製造性を向上することができ、また、アンテナコイルの共振周波数の微調整が簡単に行え、アンテナコイルの共振周波数が異なる種々の非接触ＩＣカードを製造する必要がない等、非接触ＩＣカードの製作性を高めることができる。
【０１１４】
請求項２に係る発明によれば、チューニング手段を構成する金属細線を、多数のターン部からなる蛇行状に形成するようにしたから、チューニング手段を設けても、非接触ＩＣカードのスペースを多くとることがなく、非接触ＩＣカードの小型化を図れる。
【０１１５】
請求項３に係る発明によれば、チューニング手段を構成する金属細線を、多数のターン部の角部を切断して、この金属細線の長さを調整して、アンテナコイルの共振周波数をチューニングするようにしたから、チューニングをより簡単かつ的確に行える。
【０１１６】
請求項４に係る発明によれば、チューニング手段を構成する金属細線の少なくとも一部を重ね巻きするようにしたから、総合容量が不足するような場合に有効である。
【０１１８】
請求項５に係る発明によれば、第２の針部材の一部を、チューニング手段を構成する金属細線がターン部の角部において略三角形状をなすように配置するようにしたから、チューニング手段を構成する金属細線が接触することなく、蛇行状に配置でき、アンテナコイルの共振周波数を正確に調整し易い。
【０１２０】
請求項６に係る発明によれば、前記一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程は、一方のフィルム上において、金属細線を各第１及び第２の針部材に順次掛けて所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルを形成した後、該フィルムを各第１及び第２の針部材に巻線コイルに保持させたままスライド動作させて所定長さ分移動し、移動位置で他方のフィルムを熱融着により貼り付けるようにしたから、フィルムが巻線コイル及びチューニング手段から貼付部に次々と移動されて、非接触ＩＣカードを次々と製造でき、製造性をより向上することができる。
【０１２１】
請求項７に係る発明によれば、大きい１枚のフィルムから多数枚のフィルムを得て、多数枚のフィルムから夫々巻線コイルとチューニング手段と回路基板とを含んで構成された非接触ＩＣカードを製造するようにしたから、大きいフィルムから簡単な工程で多数の非接触ＩＣカードを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る非接触ＩＣカードの製造方法の一実施形態を用いて製造された非接触ＩＣカードの一例を示す平面図
【図２】 他の針部材の配置例を示す平面図
【図３】 同上の実施形態の非接触ＩＣカードの製造方法を実施する装置の概略図
【図４】 同上の非接触ＩＣカードの等価回路図
【図５】 種々の形態の非接触ＩＣカードの仕様を示す概略図
【図６】 同上の実施形態の非接触ＩＣカードの製造方法の他の例を示す平面図
【図７】 従来の非接触ＩＣカードの斜視図
本発明は、各種カード類、商品タグ、ラベル等に使用される非接触ＩＣカードであって、アンテナコイルを、一方のフィルムにおいて金属細線を針部材により位置決めして所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルから構成する非接触ＩＣカードの製造方法に関し、特に、アンテナコイルの共振周波数の微調整を可能にした非接触ＩＣカードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の非接触ＩＣカードとして、図７に示すように、電子部品が実装されたＩＣチップ等の回路基板１と、該回路基板１に接続され、電磁結合、電波等の所定の媒体を介して情報を送受信するアンテナコイル２とを、被覆樹脂３により封止した構成のものが知られている（特開平９−１９６９号公報及び特開平９−１９７０号公報等参照）。
【０００３】
このような非接触ＩＣカードの構成部品のうちアンテナコイル２として、断面が円形または長方形（長円形）の銅線等の金属細線を渦巻き状に巻いた巻線コイルを用いる場合、従来では、巻線コイルを２枚の被覆樹脂フィルムのうち一方に形成し、形成された巻線コイルと回路基板とを該一方の被覆樹脂フィルムへの他方の被覆樹脂フィルムの貼り付けにより、巻線コイルと回路基板とを、被覆樹脂により封止するようにしている。
【０００４】
しかし、このような非接触ＩＣカードにあっては、被覆樹脂フィルム上において、銅線等の金属細線を渦巻き状に巻いて巻線コイルを形成する構造であるから、金属細線の巻線自体が難しいと共に、巻回された巻線コイルの形状を保持するするのも難しく、巻線コイルを正規の形状、例えば方形状等に正確に形成するのが困難な構造であり、特に、複雑な形状の巻線コイルの形成は極めて困難であった。
【０００５】
このような問題を解決するため、被覆樹脂を、互いに熱融着される熱融着樹脂からなる２枚のフィルムから構成する一方、アンテナコイルを、一方のフィルムにおいて金属細線を位置決め手段により位置決めして所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルから構成し、該巻線コイルと回路基板と２枚のフィルム間に封止するようにした非接触ＩＣカードが提案されている（特開平１１−１１５３６０号公報参照）。
【０００６】
一方、このような従来の非接触ＩＣカードにおいては、２枚のフィルムのうち一方に位置決め手段としての複数の針部材を差し込み、一方のフィルム上において金属細線を各針部材に順次掛けて所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルを形成するようにしており、前記針部材は、単に巻線コイルの方向転換部、すなわち、コーナ部分に位置しているだけであるから、巻線コイルの各巻回部における金属細線の間隔が製品によって一定せず、変動する虞があった。
【０００７】
後述するが、この巻線コイルの各巻回部における金属細線の間隔の変動は、巻線コイルの線間容量を変動させ、モジュールとしての共振周波数の変動量に影響する。
【０００８】
例えば、金属細線同士が密着している場合、巻線コイルの線間容量が大きくなり、この線間容量は、絶縁皮膜厚さ、線径、巻状態により、大きく変化するため、アンテナコイル特性上、共振周波数の巾が広くなるという問題がある。
【０００９】
本発明者らは、特願平１２─２２１５６０号において、アンテナコイルを、一方のフィルムにおいて金属細線を針部材により位置決めして所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルから構成する際に、この針部材の配置構造により、モジュールとしての共振周波数の安定化を図った非接触ＩＣカード及びその製造方法を提案している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来のものでは、アンテナコイルの共振周波数の微調整が行えず、アンテナコイルの共振周波数のバラツキ巾が大きくなり、均一な通信品質を得られないといった問題があった。
【００１１】
例えば、アンテナコイルの共振周波数Ｆｏは、アンテナコイルのインダクタンスＬwc、ＩＣチップ等の回路基板の持つ入力容量Ｃchip、アンテナコイルの浮遊容量Ｃwcを変化させる必要があり、アンテナコイルや回路基板の形態そのものを変える必要があった。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためなされたものであり、アンテナコイルを、一方のフィルムにおいて金属細線を針部材により位置決めして所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルから構成する際に、簡単にアンテナコイルの共振周波数の微調整が行える非接触ＩＣカードの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明の非接触ＩＣカードの製造方法は、電子部品が実装された回路基板と、該回路基板に接続され、所定の媒体を介して情報を送受信するアンテナコイルと、前記アンテナコイルの共振周波数のチューニング手段であって、アンテナコイルに接続され、適宜長さとなるように切断される金属細線からなるチューニング手段とを、被覆樹脂により封止するようにした非接触ＩＣカードの製造方法であって、前記被覆樹脂として、互いに熱融着される熱融着樹脂からなる２枚のフィルムのうち一方の各角部において、多数の位置決め用の第１の針部材を差し込むと共に、前記２枚のフィルムのうち一方の略中間部に多数の位置決め用の第２の針部材を差し込む工程と、前記一方のフィルム上において金属細線を各第１の針部材に順次掛けて位置決めして配置することにより多角形若しくはこれに類する形の渦巻き状に巻いた巻線コイルを形成すると共に、前記金属細線を各第２の針部材に順次掛けて位置決めして配置することによりチューニング手段を形成する工程と、巻線コイルとチューニング手段と回路基板とを２枚のフィルム間に封止すべく、一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、前記チューニング手段を構成する金属細線は、多数のターン部からなる蛇行状をなすことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る発明は、前記チューニング手段を構成する金属細線は、多数のターン部のうちの適宜の数のターン部の角部が切断されて、アンテナコイルと回路基板に接続される金属細線の長さが調整され、アンテナコイルの共振周波数がチューニングされてなることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る発明は、前記チューニング手段を構成する金属細線の少なくとも一部は、重ね巻きされてなることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に係る発明は、前記第２の針部材の一部は、チューニング手段を構成する金属細線がターン部の角部において略三角形状をなして掛けられるように配置されてなることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に係る発明は、前記一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程は、一方のフィルム上において、金属細線を各第１及び第２の針部材に順次掛けて多角形若しくはこれに類する形の渦巻き状に巻いた巻線コイルとチューニング手段を形成した後、該フィルムを各第１及び第２の針部材に巻線コイルとチューニング手段に保持させたままスライド動作させて所定長さ分移動し、移動位置で他方のフィルムを熱融着により貼り付けることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に係る発明は、大きい１枚のフィルムから多数枚のフィルムを得て、多数枚の各フィルムから夫々巻線コイルとチューニング手段と回路基板とを含んで構成された非接触ＩＣカードを製造することを特徴とする。
【００２３】
次に、かかる発明の作用について説明すると、請求項１に係る発明の非接触ＩＣカードの製造方法では、アンテナコイルの共振周波数の微調整が簡単に行え、アンテナコイルの共振周波数が異なる種々の非接触ＩＣカードを製造する必要がない等、非接触ＩＣカードの製作性を向上することができる。しかも、金属細線を第１及び第２の針部材に掛けることより、巻線コイル化やチューニング手段化をフィルム上において容易に行う方法としたから、アンテナコイルの共振周波数のチューニング手段を容易に設けることができる。
【００２５】
請求項２に係る発明において、チューニング手段を設けても、非接触ＩＣカードのスペースを多くとることがなく、非接触ＩＣカードの小型化を図れる。
【００２６】
請求項３に係る発明において、チューニングをより簡単かつ確実に行うことができる。
【００２７】
請求項４に係る発明において、総合容量が不足するような場合に有効である。
【００２９】
請求項５に係る発明において、チューニング手段を構成する金属細線が接触することなく、蛇行状に配置でき、アンテナコイルの共振周波数を正確に調整し易い。
【００３１】
請求項６に係る発明において、フィルムが巻線コイル及びチューニング手段から貼付部に次々と移動されて、非接触ＩＣカードを次々と製造でき、製造性をより向上することができる。
【００３２】
請求項７に係る発明において、大きいフィルムから簡単な工程で多数の非接触ＩＣカードを製造することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。
【００３４】
図１は、本発明に係る非接触ＩＣカードの製造方法を用いて製造された非接触ＩＣカードの一例を示している。
【００３５】
この非接触ＩＣカードは、電子部品が実装されたＩＣチップ等の回路基板１０と、この回路基板１０に接続され、電磁結合、電波等の所定の媒体を介して情報を送受信するアンテナコイル１１と、アンテナコイル１１の共振周波数のチューニング手段Ｔとを、被覆樹脂１２により封止するように構成される。
【００３６】
ここで、前記被覆樹脂１２は、互いに熱融着される熱融着樹脂、例えば、ポリエステルからなる２枚のフィルムから構成される。
【００３７】
アンテナコイル１１は、一方のフィルムにおいて、金属細線としての銅線１４Ａを多数の第１の針部材１３Ａにより位置決めして多角形状若しくはこれに類する形状、本実施形態では、略四角形の渦巻き状に巻いた巻線コイル１４から構成されている。
【００３８】
ここで、アンテナコイル１１の共振周波数Ｆoは、アンテナコイル１１のインダクタンスＬwc、回路基板１０の持つ入力容量Ｃchip、アンテナコイル１１の浮遊容量Ｃwcとしたとき、
【外１】
【００３９】
従って、アンテナコイル１１を形成する際に、その延長した金属細線の長さを変化させることにより、アンテナコイル１１の共振周波数Ｆｏを簡単に調整できる。
【００４０】
すなわち、アンテナコイル１１の共振周波数のチューニング手段Ｔは、アンテナコイル１１と回路基板１０とに接続され、適宜長さとなるように切断される金属細線としての銅線１４Ａを延長した銅線１４Ｂからなるものであり、チューニング手段を構成する銅線１４Ｂは、多数のターン部ｔからなるジグザグ等の蛇行状をなしている。
【００４１】
この場合、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂは、回路基板１０を図の上部位置としたときに、横方向に延びる蛇行状をなしている。
【００４２】
なお、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂは、回路基板１０を図の上部位置としたときに、縦方向に延びる蛇行状をなすようにしても良い。
【００４３】
そして、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂは、多数のターン部ｔのうちの適宜の数のターン部ｔの角部が切断されて、アンテナコイル１１に接続される銅線１４Ｂの長さが調整され、アンテナコイル１１の共振周波数がチューニングされるようになっている。なお、詳しくは、後述する。
【００４４】
また、本実施形態においては、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂの少なくとも一部は、重ね巻きされている。
【００４５】
一方、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂは、一方のフィルムにおいて第２の針部材１３Ｂにより位置決めして配置するようになっている。
【００４６】
そして、巻線コイル１４とチューニング手段Ｔと回路基板１０は２枚のフィルム間に封止される。
【００４７】
なお、図１において、各非接触ＩＣカードにおいて、Ｓは巻線コイル１４とチューニング手段Ｔの巻始、Ｅはその巻終である。
【００４８】
ここで、第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂの配置構造について説明する。
【００４９】
すなわち、図１において、巻線コイル１４を構成する銅線１４Ａを位置決めする第１の針部材１３Ａは、一方のフィルムに差し込まれると共に、銅線１４Ａ（金属細線）が順次掛けられる。そして、第１の針部材１３Ｂは、一方のフィルムの４つの角部において、略Ｉ字形をなすように多数所定の間隔で並べられ、かつ、隣り合う略Ｉ字形の対応する各第１の針部材１３Ｂ同士に掛けられた銅線１４Ａ（金属細線）同士が、互いに所定の間隔を有するように前記略Ｉ字形の配置が定められている。
【００５０】
そして、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂを位置決めする第２の針部材１３Ｂは、銅線１４Ｂがターン部ｔの角部において略三角形状をなして掛けられるように配置されている。
【００５１】
この場合、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂの始め部１４ａは、略三角形状をなす第２の針部材１３Ｂのうち３つに掛けられ、銅線１４Ｂの戻り部１４ｂは、略三角形状をなす第２の針部材１３Ｂのうち２つに掛けられている。
【００５２】
なお、図２に示すように、第１の針部材１３Ａを内側が開いた略Ｖ字形をなすように多数所定の間隔で並べても良く、この場合、略Ｖ字形の角度θを、７０度とすると良い。
【００５３】
ここで、
【外２】
【００５４】
そして、例えば、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂの１本当たりのターン部のＦｏが０．２〜０．５ＭＨｚづつ変化しているから、１本当たりのターン部の長さを短く設定すれば、０．１〜０．３ＭＨｚ程度の変化率を設定できる。
【００５５】
一般的なＦｏの許容範囲を＋０．２ＭＨｚ〜−０．２ＭＨｚ程度と推測されるため、微調整の段階を０．３ＭＨｚ単位とすれば、充分に実用範囲に調整可能となる。
【００５６】
次に、上記の構造の非接触ＩＣカードの製造方法、すなわち、本発明に係る非接触ＩＣカードの製造方法の一実施形態について説明する。この非接触ＩＣカードの製造方法は、次の工程からなる。すなわち、
【００５７】
（１）被覆樹脂１２として、互いに熱融着される熱融着樹脂からなる２枚のフィルムのうち一方の各角部において、多数の位置決め用の第１の針部材１３Ａを差し込むと共に、前記２枚のフィルムのうち一方の略中間部に多数の位置決め用の第２の針部材１３Ｂを差し込む工程
【００５８】
（２）一方のフィルム上において銅線１４Ａ（金属細線）を各第１の針部材１３Ａに順次掛けて位置決めして配置することにより所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイル１４を形成すると共に、銅線１４Ｂ（金属細線）を各第２の針部材１３Ｂに順次掛けて位置決めして配置することによりチューニング手段Ｔを形成する工程
【００５９】
（３）巻線コイル１４とチューニング手段Ｔと回路基板１０とを２枚のフィルム間に封止すべく、一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程
【００６０】
この場合、一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程は、一方のフィルム上において、銅線１４Ａを各第１の針部材１３Ａに順次掛けて所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイル１４を形成すると共に、チューニング手段Ｔを形成した後、該フィルムを両針部材１３Ａ、１３Ｂに巻線コイル１４とチューニング手段Ｔとに保持させたままスライド動作させて所定長さ分移動し、移動位置で他方のフィルムを熱融着により貼り付ける。
【００６１】
図３は、非接触ＩＣカードの製造方法を実行する製造装置の一例を示しており、その構成を説明しつつ、上記の工程からなる非接触ＩＣカードの製造方法を具体的に説明する。
【００６２】
すなわち、一方のフィルム１２Ａは、巻取部１５に巻き取られており、この巻取部１５から水平方向に引き出されて伸び、図示しないフィルムスライド手段により図中右方向にスライドされる。
【００６３】
また、他方のフィルム１２Ｂは、巻取部１５の上方位置で、該巻取部１５とは横方向に所定距離オフセットされた位置に配設された巻取部１６に巻き取られており、この巻取部１６から一方のフィルム１２Ａの伸びる方向と同じ水平方向に引き出されて伸び、図示しないフィルムスライド手段により図中右方向にスライドされる。
【００６４】
一方のフィルム１２Ａの巻取部１５近傍の下側部分には、多数の第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂが配設される。
【００６５】
これらの第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂは、左右及び上下にスライド駆動される駆動部１７の上面に、所定形に配置されて上方に伸びている。
【００６６】
この駆動部１７は、上下スライド駆動されると共に、図のＡ位置（針部材差し込みかつ銅線巻回位置）とＢ位置（貼り付け位置）間を左右往復スライド駆動される。
【００６７】
そして、先ず、駆動部１７は、図のＡ位置において上方にスライドされ、その上面の第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂが下側のフィルム１２Ａに差し込まれる。
【００６８】
次に、下側のフィルム１２Ａにおいて、金属細線がフィルム１２Ａ上面から突出する各第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂに順次掛けられて所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルが１４形成されると共に、チューニング手段Ｔが形成される。
【００６９】
次に、下側のフィルム１２Ａが図の右方向に所定距離スライドされると共に、駆動部１７も同方向にスライドされる。
【００７０】
これにより、下側のフィルム１２Ａ上の巻線コイル１４及びチューニング手段Ｔが形成された部分は、図のＢ位置に移動する。
【００７１】
このＢ位置において、下側のフィルム１２Ａに上側のフィルム１２Ｂが熱融着により貼り付けられ、巻線コイル１４とチューニング手段Ｔと回路基板１０とが２枚のフィルム１２Ａ，１２Ｂ間に封止される。
【００７２】
その後、駆動部１７は、図の左方向にスライドされてＡ位置に復帰されると共に、上側のフィルム１２Ｂが図の右方向にスライドされて、次の熱融着に備える。
【００７３】
かかる動作が繰り返し行われて、巻線コイル１４とチューニング手段Ｔと回路基板１０とが２枚のフィルム間に封止されて、右方向に順次送られる。
【００７４】
かかる非接触ＩＣカードの製造方法によれば、被覆樹脂１２として、互いに熱融着される熱融着樹脂からなる２枚のフィルムのうち一方の各角部において、多数の位置決め用の第１の針部材１３Ａを差し込むと共に、前記２枚のフィルムのうち一方の略中間部に多数の位置決め用の第２の針部材１３Ｂを差し込み、一方のフィルム上において銅線１４Ａ（金属細線）を各第１の針部材１３Ａに順次掛けて位置決めして配置することにより所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイル１４を形成すると共に、銅線１４Ｂ（金属細線）を各第２の針部材１３Ｂに順次掛けて位置決めして配置することによりチューニング手段Ｔを形成し、巻線コイル１４とチューニング手段Ｔと回路基板１０とを２枚のフィルム間に封止すべく、一方のフ１ルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付けるようにしたから、アンテナコイル１１の共振周波数のチューニング手段Ｔを容易に設けることができ、しかも、銅線１４Ａ，１４Ｂを各第１及び第２の針部材１３Ａ，１３Ｂに掛けることにより、巻線コイル化やチューニング手段化をフィルム１２Ａ上において容易に行うことができ、さらに、一方のフィルム１２Ａに他方のフィルム１２Ｂを熱融着により貼り付けることにより、回路基板１０とアンテナコイル１１とチューニング手段Ｔを、被覆樹脂１２により容易に被覆することができ、銅線１４Ａ（金属細線）の巻回自体が容易になると共に、巻回された巻線コイル１４の形状を保持するのも容易となり、巻線コイル１４を正規の形状、例えば、方形状等に正確に形成するのが容易になり、複雑な多角形状の巻線コイル１４の形成も容易であり、非接触ＩＣカードの製造性を向上することができる。
【００７５】
そして、アンテナコイル１１の共振周波数のチューニング手段Ｔを設けるようにした結果、アンテナコイル１１の共振周波数の微調整が行え、アンテナコイル１１の共振周波数が異なった多数の種類の非接触ＩＣカードを製造する必要がない。特に、アンテナコイル１１の共振周波数を変化させるために、アンテナコイル１１のインダクタンスＬWC、回路基板１０の持つ入力容量Ｃchip、アンテナコイル１１の浮遊容量ＣWC自体を変化させる必要がなく、アンテナコイル１１や回路基板１０の種類そのものを変える必要がない。
【００７６】
本実施形態においては、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂ（金属細線）を、多数のターン部ｔからなる蛇行状に形成して、多数のターン部ｔのうち適宜の数のターン部ｔの角部を切断して、銅線１４Ｂの長さを調整して、アンテナコイル１１の共振周波数をチューニングする構成としたから、適宜の数のターン部ｔの角部を切断するだけで、簡単に希望する共振周波数を持つアンテナコイル１１とすることができる。
【００７７】
また、本実施形態においては、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂの少なくとも一部を重ね巻きするようにしたから、総合容量を多くすることができ、総合容量が不足した場合に有効である。
【００７９】
さらに、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂを、第２の針部材１３Ｂにより位置決めすることにより、該銅線１４Ｂを的確にフィルムに配することができるが、特に、本実施形態においては、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂを、ターン部ｔの角部において略三角形状をなすように配置したから、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂを、接触することなく、蛇行状に配置でき、アンテナコイル１１の共振周波数を正確に調整し易い。
【００８１】
なお、上述したように、巻線コイル１４は、複雑な多角形若しくはこれに類する形に渦巻き状に巻かれた形状でも容易に形成できるが、本実施形態のように略四角形である必要はない。
【００８３】
ここで、かかる本非接触ＩＣカードの等価回路と数式について説明する。
図４は、非接触ＩＣカードの等価回路である。
【００８４】
この図において、アンテナコイル１１（ＡＮＴ）において、Ｌwcは、インダクタンス、Ｒwcは、導体抵抗、Ｃwcは、浮遊容量である。
【００８５】
回路基板１０において、Ｃchipは、入力容量、Ｒchipは、並列等価抵抗である。
【００８６】
チューニング手段Ｔにおいて、Ｃwcnは、線間容量であり、その長さに比例している。
【００８７】
そして、インダクタンスＬwcは、巻線コイル１４のコイルの巻き方によって決まるものであり、そのバラツキも小さい。
【００８８】
浮遊容量Ｃwcは、巻線コイル１４のコイル部の平行巻きや密着巻きによって変化する。
【００８９】
要するに、浮遊容量Ｃwcは、巻線コイル１４のコイル部の巻き状態や線材膜厚により、そのバラツキ幅が大きく、コントロール上小さい方が良い。
【００９０】
アンテナコイル１１の性能上、導体抵抗Ｒwcは小さい方が非接触ＩＣカードの総合容量が大きくなり好ましい。
【００９１】
浮遊容量Ｃwcは、平行巻きの場合、小さくなるが、回路基板の入力容量Ｃchipが小さい場合、非接触ＩＣカードの総合容量が足りない場合がある。
【００９２】
本実施形態のように、チューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂの少なくとも一部を重ね巻きすれば、浮遊容量Ｃwc分を補え、浮遊容量Ｃwcと入力容量Ｃchipのバラツキを考慮して、チューニング手段Ｔにおける線間容量Ｃwcn を設定できる。
【００９３】
次に、種々の形態の非接触ＩＣカードの仕様について説明する。
【００９４】
図５（Ａ）に示したものは、大ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、小さいコイル部が１巻、中くらいのコイル部が１巻、大きいコイル部が２巻である。
そして、全線線長は、０．２０５＋０．２２４＋０．２４２＊２＝０．９１３ｍ
平均ループ長は、０．９１３／４＝０．２２８３ｍ
【００９５】
図５（Ｂ）に示したものは、小ループ部と中ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、小さいコイル部が２巻、中くらいのコイル部が２巻である。
そして、全線線長は、０．２０５＊２＋０．２２４＊２＝０．８５８ｍ
平均ループ長は、０．８５８／４＝０．２１４５ｍ
【００９６】
図５（Ｃ）に示したものは、中ループ部と大ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、中くらいのコイル部が２巻、大きいコイル部が２巻である。
そして、全線線長は、０．２２４＊２＋０．２４２＊２＝０．９３２ｍ
平均ループ長は、０．９３２／４＝０．２３３ｍ
【００９７】
図５（Ｄ）に示したものは、小ループ部と大ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、小さいコイル部が２巻、大きいコイル部が２巻である。
そして、全線線長は、０．２０５＊２＋０．２４２＊２＝０．８９４ｍ
平均ループ長は、０．８９４／４＝０．２２３５ｍ
【００９８】
図５（Ｅ）に示したものは、中ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、中くらいのコイル部が３巻、大きいコイル部が１巻である。
そして、全線線長は、０．２２４＊３＋０．２４２＝０．９１４ｍ
平均ループ長は、０．９１４／４＝０．２２８５ｍ
【００９９】
図５（Ｆ）に示したものは、密着巻きであり、小ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、小さいコイル部が４巻である。
そして、全線線長は、０．２０５＊４＝０．８２ｍ
平均ループ長は、０．８２／４＝０．２０５ｍ
【０１００】
図５（Ｇ）に示したものは、密着巻きであり、中ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、中くらいのコイル部が４巻である。
そして、全線線長は、０．２２４＊４＝０．８９６ｍ
平均ループ長は、０．８９６／４＝０．２２４ｍ
【０１０１】
図５（Ｈ）に示したものは、密着巻きであり、大ループ部に浮遊容量Ｃwcを持たせたもので、大きいコイル部が４巻である。
そして、全線線長は、０．２４２＊４＝０．９６８ｍ
平均ループ長は、０．９６８／４＝０．２４２ｍ
【０１０２】
図５（Ｉ）に示したものは、平行巻きに相当するものであり、浮遊容量Ｃwcを極力小さく抑えたコイル部である。
【０１０３】
次に、アンテナコイル１１の共振周波数をチューニングする方法を、本発明者らのの実験データに基づいて説明する。
【０１０４】
本発明者らは、回路基板１０の代わりに、回路基板１０が持つ入力容量に相当するコンデンサを接続し、ディップメータでアンテナコイル１１の共振周波数（ＭＨｚ）を測定した。
【０１０５】
この場合、非接触ＩＣカードにおけるチューニング手段Ｔを構成する銅線１４Ｂのターン部ｔの角部を１つづつ切断していき、そのときの共振周波数を測定した。
【０１０６】
実験結果の一つとして、図５（Ａ）に示した非接触ＩＣカードを例にとって説明すると、チューニング手段Ｔを構成する蛇行状の銅線１４Ｂのターン部は全部で１１本あり、第１から第１１の角部とする。
【０１０７】
銅線１４Ｂのターン部ｔのいずれの角部をも切断しない場合は、１７．１０ＭＨｚ、第１の角部ａを切断した場合は、１６．６７ＭＨｚ、第２の角部ｂを切断した場合は、１６．０６ＭＨｚ、第３の角部ｃを切断した場合は、１５．７９ＭＨｚ、第４の角部ｄを切断した場合は、１５．３７ＭＨｚ、第５の角部ｅを切断した場合は、１５．０９ＭＨｚ、第６の角部ｆを切断した場合は、１４．７２ＭＨｚ、第７の角部ｇを切断した場合は、１４．４２ＭＨｚ、第８の角部ｈを切断した場合は、１４．０９ＭＨｚ、第９の角部ｉを切断した場合は、１３．８０ＭＨｚ、第１０の角部ｊを切断した場合は、１３．５６ＭＨｚ、第１１の角部ｋを切断した場合は、１３．２１ＭＨｚであった。
【０１０８】
かかる実験結果から明らかなように、チューニング手段Ｔを構成する蛇行状の銅線１４Ｂのターン部ｔの角部を１つづつ切断することにより、アンテナコイル１１の共振周波数を銅線１４Ｂの長さにより比例的に調整することができることが明確である。
【０１０９】
なお、非接触ＩＣカードを製造するに当たっては、本実施形態においては、図１に示すように、大きい１枚のフィルムから多数枚のフィルムを打ち抜いたり、切り抜いたり等して得て、多数枚（例えば、３０枚）の各フィルムから夫々巻線コイルとアンテナコイルの共振周波数のチューニング手段と回路基板とを含んで構成された非接触ＩＣカードを製造するようにしてある。
【０１１０】
また、図６に示すように、２枚のフィルム１２Ａ，１２Ｂを、両方共アンテナコイル１１部分を覆う粘着剤を塗布したテープ１８で構成するか、若しくは２枚のフィルム１２Ａ，１２Ｂのうちいずれか一方をアンテナコイル１１部分を覆う粘着剤を塗布したテープ１８で構成するようにしても良い。
【０１１１】
かかる構成によれば、従来は、回路基板であるＩＣチップモジュール取り付け用の孔をフィルムに形成していたが、孔明けの必要がなくなり、工数と材料費の削減が図られる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、非接触ＩＣカードの製造に当たって、被覆樹脂として、互いに熱融着される熱融着樹脂からなる２枚のフィルムのうち一方の各角部において、多数の位置決め用の第１の針部材を差し込むと共に、２枚のフィルムのうち一方の略中間部に多数の位置決め用の第２の針部材を差し込む工程と、前記一方のフィルム上において金属細線を各第１の針部材に順次掛けて位置決めして配置することにより多角形若しくはこれに類する形の渦巻き状に巻いた巻線コイルを形成すると共に、前記金属細線を各第２の針部材に順次掛けて位置決めして配置することによりチューニング手段を形成する工程と、巻線コイルとチューニング手段と回路基板とを２枚のフィルム間に封止すべく、一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程と、を含む方法としたから、アンテナコイルの共振周波数のチューニング手段を容易に設けることができ、しかも、金属細線を第１及び第２の針部材に掛けることより、巻線コイル化やチューニング手段化をフィルム上において容易に行うことができ、さらに、巻線コイルやチューニング手段を正確に形成しつつ、非接触ＩＣカードの製造性を向上することができ、また、アンテナコイルの共振周波数の微調整が簡単に行え、アンテナコイルの共振周波数が異なる種々の非接触ＩＣカードを製造する必要がない等、非接触ＩＣカードの製作性を高めることができる。
【０１１４】
請求項２に係る発明によれば、チューニング手段を構成する金属細線を、多数のターン部からなる蛇行状に形成するようにしたから、チューニング手段を設けても、非接触ＩＣカードのスペースを多くとることがなく、非接触ＩＣカードの小型化を図れる。
【０１１５】
請求項３に係る発明によれば、チューニング手段を構成する金属細線を、多数のターン部の角部を切断して、この金属細線の長さを調整して、アンテナコイルの共振周波数をチューニングするようにしたから、チューニングをより簡単かつ的確に行える。
【０１１６】
請求項４に係る発明によれば、チューニング手段を構成する金属細線の少なくとも一部を重ね巻きするようにしたから、総合容量が不足するような場合に有効である。
【０１１８】
請求項５に係る発明によれば、第２の針部材の一部を、チューニング手段を構成する金属細線がターン部の角部において略三角形状をなすように配置するようにしたから、チューニング手段を構成する金属細線が接触することなく、蛇行状に配置でき、アンテナコイルの共振周波数を正確に調整し易い。
【０１２０】
請求項６に係る発明によれば、前記一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程は、一方のフィルム上において、金属細線を各第１及び第２の針部材に順次掛けて所定形の渦巻き状に巻いた巻線コイルを形成した後、該フィルムを各第１及び第２の針部材に巻線コイルに保持させたままスライド動作させて所定長さ分移動し、移動位置で他方のフィルムを熱融着により貼り付けるようにしたから、フィルムが巻線コイル及びチューニング手段から貼付部に次々と移動されて、非接触ＩＣカードを次々と製造でき、製造性をより向上することができる。
【０１２１】
請求項７に係る発明によれば、大きい１枚のフィルムから多数枚のフィルムを得て、多数枚のフィルムから夫々巻線コイルとチューニング手段と回路基板とを含んで構成された非接触ＩＣカードを製造するようにしたから、大きいフィルムから簡単な工程で多数の非接触ＩＣカードを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る非接触ＩＣカードの製造方法の一実施形態を用いて製造された非接触ＩＣカードの一例を示す平面図
【図２】 他の針部材の配置例を示す平面図
【図３】 同上の実施形態の非接触ＩＣカードの製造方法を実施する装置の概略図
【図４】 同上の非接触ＩＣカードの等価回路図
【図５】 種々の形態の非接触ＩＣカードの仕様を示す概略図
【図６】 同上の実施形態の非接触ＩＣカードの製造方法の他の例を示す平面図
【図７】 従来の非接触ＩＣカードの斜視図
Claims (7)
- 電子部品が実装された回路基板と、該回路基板に接続され、所定の媒体を介して情報を送受信するアンテナコイルと、前記アンテナコイルの共振周波数のチューニング手段であって、アンテナコイルに接続され、適宜長さとなるように切断される金属細線からなるチューニング手段とを、被覆樹脂により封止するようにした非接触ＩＣカードの製造方法であって、
前記被覆樹脂として、互いに熱融着される熱融着樹脂からなる２枚のフィルムのうち一方の各角部において、多数の位置決め用の第１の針部材を差し込むと共に、前記２枚のフィルムのうち一方の略中間部に多数の位置決め用の第２の針部材を差し込む工程と、
前記一方のフィルム上において金属細線を各第１の針部材に順次掛けて位置決めして配置することにより多角形若しくはこれに類する形の渦巻き状に巻いた巻線コイルを形成すると共に、前記金属細線を各第２の針部材に順次掛けて位置決めして配置することによりチューニング手段を形成する工程と、
巻線コイルとチューニング手段と回路基板とを２枚のフィルム間に封止すべく、一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程と、を含むことを特徴とする非接触ＩＣカードの製造方法。 - 前記チューニング手段を構成する金属細線は、多数のターン部からなる蛇行状をなすことを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカードの製造方法。
- 前記チューニング手段を構成する金属細線は、多数のターン部のうちの適宜の数のターン部の角部が切断されて、アンテナコイルと回路基板に接続される金属細線の長さが調整され、アンテナコイルの共振周波数がチューニングされてなることを特徴とする請求項２記載の非接触ＩＣカードの製造方法。
- 前記チューニング手段を構成する金属細線の少なくとも一部は、重ね巻きされてなることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の非接触ＩＣカードの製造方法。
- 前記第２の針部材の一部は、チューニング手段を構成する金属細線がターン部の角部において略三角形状をなして掛けられるように配置されてなることを特徴とする請求項２〜４のうちいずれか１つに記載の非接触ＩＣカードの製造方法。
- 前記一方のフィルムに他方のフィルムを熱融着により貼り付ける工程は、一方のフィルム上において、金属細線を各第１及び第２の針部材に順次掛けて多角形若しくはこれに類する形の渦巻き状に巻いた巻線コイルとチューニング手段を形成した後、該フィルムを各第１及び第２の針部材に巻線コイルとチューニング手段に保持させたままスライド動作させて所定長さ分移動し、移動位置で他方のフィルムを熱融着により貼り付けることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の非接触ＩＣカードの製造方法。
- 大きい１枚のフィルムから多数枚のフィルムを得て、多数枚の各フィルムから夫々巻線コイルとチューニング手段と回路基板とを含んで構成された非接触ＩＣカードを製造することを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１つに記載の非接触ＩＣカードの製造方法。
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