JP5571689B2 - Ｉｃ非接触通信デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はＩＣ非接触通信デバイスの製造方法に関する。

非接触通信デバイスは、今日の我々の日常生活においてかなり一般的なものとなっている。そのようなデバイスはとりわけ非接触カードを含み、そのカードは、適切なリーダまたはいくつかの名称が付された盗難防止タグのようなタグの前で機械を通す単純な動作によって、その所持者を特定することが可能である。そのような非接触デバイスは、生産およびカード保持者に関する情報を保持したＩＣチップと、チップに接続されてこの情報をリーダに送信するためのアンテナと、を具備している。

アンテナは古典的に多くの巻きを具備し、互いに接続されてアンテナを動作可能としなければならない２つの端部を備えている。いわゆる「ストラップ」は、２つの端部間に配置されたアンテナの巻きを短絡することなく、これら２つの端部に電気的に接続されるように使用される。一例は特許文献１に見られる。この例は多くの点において満足されている。

国際公開第２００７／０６８，０２８号パンフレット

しかしながら、ＩＣ非接触通信デバイスの代替的な製造方法を提供することに努めている。

この目的のために、請求項１による方法が提供されている。

これらの特徴を伴って製造方法は提供されており、そこにおいてストラップは積層によって得られ、それは周知および良好に制御された工程である。これにより、全体としては製造の再現性が改良されている。

いくつかの実施形態において、１つ以上の従属請求項に規定された特徴も使用してもよい。

本発明の他の特徴および利点は以下のいくつかの実施形態および添付図の記載から迅速に明らかになるだろう。実施形態は非限定的な例示である。

第１実施形態によるカード本体の概略的な平面を示した図である。 第１実施形態によるストラップの製造ステップの部分的な斜視図を示している。 第１実施形態によるストラップの製造ステップの部分的な斜視図を示している。 第１実施形態によるストラップの製造ステップの部分的な斜視図を示している。 第１実施形態によるストラップの製造ステップの部分的な斜視図を示している。 別の角度に沿った図２ｄの製造を概略的に示した図である。 第２実施形態によるストラップの製造ステップの部分的な斜視図を示している。 第１実施形態によって製造されたストラップの斜視図を示している。 第１実施形態によるＩＣカードの概略的な平面を示した図である。 図３ｂの線ＩＩＩｃ−ＩＩＩｃに沿ったＩＣカードの部分断面を示した図である。 第２実施形態によるカード本体の概略的な平面を示した図である。 第２実施形態によって製造されたストラップの斜視図を示している。 第２実施形態に関する図３ｂと同様の視点からの図を示している。 第２実施形態に関する図３ｃと同様の視点からの図を示している。 図５ａのストラップの変形形態の斜視図を示している。 図５ａのストラップの変形形態の斜視図を示している。 第３実施形態に関する図６ａと同様の視点からの図を示している。 図７ａのストラップの反対側の視点からの斜視図を示している。 ＩＣデバイスの第３実施形態の斜視図を示している。 ＩＣデバイスの第４実施形態の図８と同様の視点からの図を示している。

異なった図において、同一の参照符号は同様のまたは類似の要素を示している。

図１は、第１実施形態によるＩＣ非接触通信デバイス、本願ではＩＣカードの製造に使用するカード本体４を示している。カード本体４は従来どおりに製造され、その製造工程は本願ではより詳細には示されていない。カード本体４は一般的にフレキシブルカード基板５を具備し、例えば基板と同じサイズの形状とされ得るアンテナ１を担持してまたは埋め込んでいる。複数の巻きを有するコイルとして作用するアンテナは、少なくとも１つの巻きによって分離された２つの端部２および２´を備えている。これらの２つの端部は反対側の２つの接続部を形成している。さらに、アンテナ１はＩＣチップの接続のために形成された２つのパッド３および３´を具備している。例えば、図示されたように、２つのパッド３および３´は１つの接続部２´に近接して配置されているが、他の実施形態も可能である。

図２ａ〜２ｄは図１のカード本体４のためのストラップの製造のステップを示している。ストラップは、中間の巻きを短絡することなくアンテナの端部２と２´とを一体に接続するようにデザインされている。図２ａに示されたように、電気的絶縁性の可撓性材料の細長いバンド６が供給される。バンド６は例えば図示されていない巻き出しステーションから巻き出され、任意の従来どおりの方法の設備において長手方向Ｘに沿って前進するように形成されている。バンドが最も長くなる方向は長手方向Ｘと称され、バンドが最も短くなる方向は厚さ方向Ｚと称されている。幅は第３方向Ｙに沿って定義されている。バンドはＺ方向に関して反対向きの２つの面６ａおよび６ｂを備えている。図２ａにおいて、２つのストラップを設けるバンドの一部分のみが図示されている。同じ部分が図２ｄまで図示されている。

図２ｂに示されたように、バンド６は設備の接着剤塗布ステーションに進み、そこで接着剤７がバンド６の１つの主面６ａに塗付される。任意の適切な種類の接着剤が塗付され得る。

図２ｃに示されたように、次に、バンド６は穿孔ステーションに移動し、そこでスルーホール８がバンド６内に形成される。例えば、以下の方向ＸおよびＹに沿った周期的パターンで行われる。スルーホール８は厚さ方向Ｚに沿って形成され、バンド６を貫通して第１面６ａから第２面６ｂまで延在している。２つのストラップに対応した図２ｃにおいて、４つのスルーホール８が形成されている。したがって、図２ｃの上部および図２ｃの下部は各々がストラップに対応している。各々の将来のストラップは図２ｃの左側の１つに対応したスルーホール８と、図２ｃの右側の１つに対応したスルーホール８と、を具備している。

図２ｄに示されたように、銅のような電気的に導電性の材料のパターンがバンド６に、特にバンド６の主面６ａに積層される。パターンは例えば材料の連続層９であり、バンドの一部に沿って少なくとも将来のストラップの１つ、図示されたように少なくとも２つの将来のストラップに一致して連続している。本実施形態においては、接着剤７はバンドの主面６ａに塗付されており、金属箔９がこの面上に接着されている。

図２ｄに示されたように、電気的に導電性の金属箔９は絶縁材料内に前段階で形成されたスルーホール８を完全に覆っている。図２ｅは図２ｄの製品の裏側の斜視図である。

破線１０によって図２ｅにも示されたように、ストラップは線１０に沿って切断または類似の方法により製品から分離される。特に、分離線１０は、本実施形態においては、スルーホール８を貫通している。

結果として生じたストラップが図３に示されている。ストラップは、バンド６から得られた電気的に孤立した材料の層１１と、箔９から得られた電気的に導電性すなわち金属材料の第２層１２と、を具備している。図２ｅに示されたような分離（線１０）の位置のために、第２層は両側部において第１層１１よりもＸ方向に沿って長くなっており、これは分離線１０がスルーホール８を通過するためである。したがって、第２層１２の両側部は接続部１３および１３´を形成しており、そこでは第２層１２は延在しているが、第１層１１は延在していない。これによって、各々の接続部１３において、第２層１２は第１自由面１４ａと、反対側の第２自由面１４ｂとを備え、それらの面は厚さ方向Ｚに関して互いに逆向きとなっている。

図３ｂおよび３ｃに示されたように、図３ａに示されたようなストラップ１５はカード本体４上に配置され、その第１接続部１３は対応するアンテナ１の第１接続部２に面しており、第２接続部１３´はアンテナ１の第２接続部２´に面している。面１４ｂは個々の接続部２、２´に面し、ストラップは、図３ｃに示されたように、例えば接続部の第１面１４ａへの熱および／または超音波エネルギの付与によってそこに組み立てられている。ストラップはアンテナ１の巻きと電気的導電性材料の第２層１２との間に厚さ方向Ｚに沿って配置された絶縁層１１を備えるように適応され、あらゆる回路の短絡を防止している。この方法において、電気的接続はカード本体の接続部２とストラップの接続部１３との間に形成され、同様に接続部２´および１３´の間にも形成されている。その代わりに、適切であれば、これらの接続部の１つのみが上述に開示されたように形成され、他の接続部は場合によっては従来どおりの任意の他の方法によって形成される。

図３ｂに戻ると、ＩＣチップ１６はカード基板５に機械的に固定されており、パッド３と３´との間で任意の適切な手段によって電気的に接続されている。カードは適切なリーダと無線周波数の範囲内の周波数において通信することが可能であり、その周波数は例えば１３．５６ＭＨｚである。

第２実施形態によるカード本体４は概略的に図４に示されている。以下において、出願人は第１実施形態を参照して第２実施形態を記載しているが、第１実施形態と同一のまたは類似した特徴を再度記載していない。第２実施形態のカード本体４はＩＣチップの接続のためのパッド３、３´が無い点において第１実施形態と主に異なっている。ＩＣチップはストラップ自身に担持されている。

第２実施形態によれば、ストラップの製造は図２ａ〜２ｄに関連して上述されたように開始する。図２ｆに示されたように、電気的導電性材料のパターンが形成され、それは第１実施形態の連続的なパターンとは異なっている。このパターンは任意の適切な技術によって形成され、それは例えば適切なマスクによって箔９の一部を保護し、保護されていない部分をエッチングする技術であり、１つ以上の溝１７を各々の未来のストラップに形成する。溝はあらゆる電気的導電性材料を含んでいない。したがって、パターンの２つ以上の導電性の部分が互いに電気的に絶縁されている。必要であれば、溝１８も２つの隣接したストラップの間に形成されることが可能である。マスク材料は、例えば化学エッチングによってその後除去されることが可能である。

第２実施形態によるストラップ１５は、図５ａに示されたように、その後バンドから分離される。この図に示されたように、第１実施形態の線と同じ線に沿って実行されるのではなく、すなわちスルーホールを通過しない。各々のスルーホール８を取り囲んだ第１層１１の一部はストラップの一部分である。したがって、ストラップは電気的絶縁材料の第１層１１と、電気的導電性材料の第２層１２と、を具備し、第２層１２はＸ方向に沿って第１層１１よりも長くなく（例えば同一の長さ）、金属の第１バンド１９と金属の第２バンド１９´とを具備しており、それらは溝１７によって互いに絶縁されており、各々が第１層１１の個々のスルーホール８を覆っている。したがって、金属の第１バンド１９は、スルーホールの高さにおいて、第１自由面１４ａと、厚さ方向Ｚに関して逆向きとなった反対側の第２自由面１４ｂとを備えている。同一の面が金属の第２バンド１９´に存在している。

ＩＣチップ１６は機械的にストラップ１５に固定されている。例えば、チップ１６は（図５に示された）その底面に２つの電気的接続部を備えており、それらは各々が個々のバンド１９、１９´との通信を可能としており、一方でチップはストラップ上に固定されている（フリップチップ接続と称される）。チップ１６は溝１７上を跨いでいるか、またはいずれの場合であっても、チップの電気的接続部は溝１７のおかげで短絡していない。変形の実施形態（図示略）において、チップ１６は上述の記載とは逆向きに機械的に固定されており、その接続面は図５ａの上側を向いている。チップは例えば金ワイヤボンディングのようなワイヤボンディングによってバンド１９、１９´に電気的に接続される。その後、樹脂内への封入が実施される。

結果として生じたストラップ１５は、図５ｂおよび５ｃに示されたように、カード本体４に接続される。図５ｃにおいて、矢印は溶接エネルギが負荷される場所を示している。接続部１３、１３´はストラップの電気的導電性層１２の一部として形成されており、第１絶縁層のスルーホール８の上に重なっており、カード本体４の接続部２、２´がそこに受容されている。

第３実施形態によれば、図１のカード本体４は図５ａに示されたようにストラップ１５と共に使用されることが可能であるが、ＩＣチップ１６および溝１７は無く、すなわち電気的導電性材料１２の連続的な層を備えている。

さらに別の実施形態において、図４のカード基板は図３ａに示されたようにストラップを受容することが可能であり、さらに溝１７と、第２実施形態に関連してこれまでに説明されたようにストラップ上に直接実装されたＩＣチップと、をさらに具備している。

別の実施形態において、積層は接着によって必ずしも形成される必要は無く、クラッディングによって金属層を積層することも可能であることが理解されるだろう。クラッディングの場合、スルーホールは絶縁材料の層内に例えばレーザーまたは類似のものによってクラッディング後に形成される。

これまでに開示された方法の結果、例えば１００μｍよりも小さいような非常に小さい幅の寸法の溝１７および１８が形成されることが可能である。

図６に示された、図５ａの変形の実施形態によれば、溝１７は階段状に設けられることが可能である。さらに、凹部２４が金属のバンド１９、１９´内に形成され、ストラップ１５の可撓性を改良することが可能である。これらの凹部２４は接続部１３、１３´の外側に形成されている。凹部２４は図６ａに示されたように任意の適切な形状とすることが可能である。例えば、凹部は箔９内に貫通穴、または非貫通穴によって予め形成されている（図２ｄ）。

さらに別の実施形態によれば、図６ｂに示されたように、溝１７は正確な形状で形成されることが可能である。したがって、多くの種類の形状が溝１７に関して可能である。図７ａは階段状の溝１７を備えたストラップ１５のさらに別の実施形態を示している。特に、図７ａの反対側を示した図７ｂに示されたように、スルーホール８はストラップの接続部１３、１３´を形成することが可能である。

さらに別の実施形態によれば、図８に示されたように、ストラップ１５はＩＣチップカード内に必ずしも一体化されている必要は無い。例えば両側にアンテナ１が溶接され、アンテナは接続部２、２´において終端となった電気ワイヤ２０と、絶縁シース２１と、を具備している。その他端において、ストラップから離間して、シース２１は丸められた保護ボール２２、２２´によって終端とされている。図９に示されたように、ストラップ１５とシース２１、２１´の端部とは近接しており、保護のためにプラスチックハウジング２３内に後に封入されることが可能である。図９のデバイスは例えばＩＣタグとして使用されることが可能であり、例えばタオルまたは類似のものに一体化されて、例えば８６０ＭＨｚの超高周波（ＵＨＦ）の範囲において適切なリーダと通信することが可能である。

１ アンテナ、 ２，２´ ・・・接続部、 ３，３´ ・・・パッド、 ４ ・・・カード本体、 ５ ・・・フレキシブルカード基板、 ６ ・・・バンド、 ７ ・・・接着剤、 ８・・・スルーホール、 ９ ・・・金属箔、 １１ ・・・第１層、 １２ ・・・第２層、 １３，１３´ ・・・接続部、 １４ａ ・・・第１自由面、 １４ｂ ・・・第２自由面、 １５ ・・・ストラップ、 １６ ・・・ＩＣチップ、
１７，１８ ・・・溝、 １９ ・・・第１バンド、 １９´ ・・・第２バンド、 ２０ ・・・電気ワイヤ、 ２１，２１´ ・・・絶縁シース、 ２２，２２´ ・・・保護ボール、 ２３ ・・・プラスチックハウジング

Claims (10)

1. 電気的導電性材料と電気的絶縁性材料との組合せで作られたストラップを備える電気的ブリッジを製造するための方法であって、該方法は、
   （ａ） 可撓性且つ電気的絶縁性の第１材料としての細長いバンド（６）を供給するステップと、
   （ｂ） 前記バンドの複数の位置において電気的導電性の第２材料の箔で作られたパターン（９）を前記第１材料上に積層するステップと、
   （ｃ） 各々の位置からストラップ（１５）を分離するステップであって、これにより、前記ストラップは、
   − 電気的絶縁性の前記第１材料の第１層（１１）と、
   − 電気的導電性の前記第２材料の第２層（１２）と、
   − 前記第２層のみに延在し、第１自由面（１４ｂ）と、前記ストラップの厚さ方向（Ｚ）に関して該第１自由面と反対側の第２自由面（１４ａ）と、を備えた前記第２層から形成された第１及び第２接続部（１３、１３’）と、
   − 前記第１接続部と第２接続部との間に延在した前記第１層の少なくとも一部と、
   を具備する、分離するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記ステップ（ａ）において、前記電気的絶縁性材料で作られた前記バンドには、厚さ方向（Ｚ）に沿って形成されたスルーホール（８）が設けられ、
   前記ステップ（ｂ）において、前記パターン（９）は前記スルーホールを少なくとも部分的にカバーし、
   前記ステップ（ｃ）において、前記スルーホールを備える前記ストラップ（１５）が、前記バンド（６）から分離され、これにより、前記第１及び第２接続部（１３、１３’）が、前記スルーホールが形成される場所と一致する領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップ（ｂ）において、積層された前記パターンは金属バンドであり、前記ストラップの前記第１接続部および第２接続部となる第１部分および第２部分を具備することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ステップ（ｂ）において、積層された前記パターンは少なくとも１つの第１および第２金属バンド（１９，１９’）を具備し、該バンドは相互に電気的に絶縁され、各々の前記金属バンドは個々に前記ストラップの第１接続部および第２接続部となる部分を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記ステップ（ｂ）において、前記パターン（９）は、前記第１および第２接続部（１３，１３’）から離間した場所に凹部（２４）を備えて積層されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法を用いて電気的ブリッジと、ＩＣカードのアンテナを接続する方法であって、該方法は、
   （ｉ） 前記ストラップに関連して、離間された第１接続部（２）および第２接続部（２’）を備えるアンテナ（１）を供給するステップと、
   （ｉｉ） 前記ストラップの第１接続部の第１自由面（１４ｂ）と個々の前記アンテナの第１接続部とを電気的に導電する態様で組み立て、且つ前記ストラップの第２接続部（１３’）と個々の前記アンテナの第２接続部（２’）とを電気的に導電する態様で組み立てるステップと、
   を含んでいることを特徴とする方法。
7. 前記ステップ（ｉ）は、前記ストラップに関して、前記アンテナを形成している少なくとも１つの巻きを備えたコイル（１）を坦持したカード基板（５）を具備したカード本体（４）を供給することを含んでいることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記ステップ（ｉｉ）において、前記第１層（１１）は前記第２層（１２）と前記カード基板（５）との間に配置されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記方法は、ＩＣチップ（１６）を前記アンテナ（１）に電気的に接続するステップ（ｉｉｉ）をさらに含んでいることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記ステップ（ｉｉｉ）において、前記ＩＣチップ（１６）は前記ストラップ（１５）に機械的に直接取り付けられ、前記チップは第１および第２電気的接続部を備えており、該接続部は個々に前記第１および第２金属バンド（１９，１９’）に電気的に接続されることを特徴とする、請求項４に従属する請求項９に記載の方法。

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