JPWO2011024844A1 - 非接触通信媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＣモジュールのモールド部がインレイの基材に設けられた開口部から露出されている場合であっても、外界からの衝撃等の影響を受けることによるＩＣモジュールの故障、通信不良等の発生を防止する。【解決手段】ＩＣモジュールのモールド部を覆う形状に、絶縁層と粘着層とが重ねられた封止材を貼り合わせることにより、外界からの衝撃等の影響を受けても、ＩＣモジュールの故障、通信不良等の発生を防止する。一方で、封止材を設けることにより、線圧試験でモールド部に集中する応力を、封止材のサイズを限定することにより軽減し、モールド部への亀裂の発生をも防ぐことが可能となる。【選択図】図１

Description

この発明は、非接触通信媒体に関するものである。

従来から、基板上にアンテナを設け、これをＩＣモジュールと接続し、外部の読み書き装置とデータ通信が可能なＩＣカード、ＩＣタグの様な非接触通信媒体を形成する技術が知られている。

特許第３７２１５２０号公報

上記従来の技術においては、アンテナを備えたアンテナシートにＩＣモジュールを実装したインレットに、絶縁性の基材等を貼り合せて非接触通信媒体として用いる場合、ＩＣチップが封止されたモールド部等の厚さにより、貼り合せた基材が膨らんでしまうため、アンテナシートにＩＣモジュールを実装したインレットに、モールド部に対応する開口部を備えたインレイ基材を貼り合せて、モールド部を基材の開口部から露出させたインレイを用いている。

ＩＣカード等は、インレイの最外層が絶縁性の樹脂基材で挟まれラミネートされている故、上述の構成であっても問題の発生は少ないが、特に、電子パスポート等の如く、インレイが最外層となりＩＣモジュール部分が最外層に晒される場合や、インレイが電気的に弱い紙媒体等でしか覆われていない場合等には、ＩＣモジュール部分が外界からの衝撃等の影響を受けやすく、故障や通信不良が発生する原因となっている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ＩＣモジュールのモールド部がインレイの基材に設けられた開口部から露出されている構成であっても、ＩＣモジュールへの外界からの衝撃等の影響を低減し、故障や通信不良が発生する可能性を低減させた非接触通信媒体を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明の非接触通信媒体は、第一の基材及び第二の基材と、第二の基材に形成されたアンテナと、該アンテナに接続されたＩＣモジュールとを有する非接触通信媒体であって、該ＩＣモジュールは、少なくともリードフレームと、該リードフレーム上に実装されたＩＣチップと、該ＩＣチップを封止してなるモールド部とを有し、該第一の基材は、該モールド部を露出させる開口部を有し、該第二の基材は、少なくとも該モールド部を収納する為の、該モールド部より面積の大きい孔部又は凹部を有し、絶縁層及び粘着層を積層してなる封止材が該モールド部を覆うように粘着層を介して接着して配置され、該封止材の横幅をｘ、縦幅をｙとし、該第二の基材の孔部又は凹部の横幅をａ、縦幅をｂとし、該第一の基材の厚さをｄとすると、
ｘ＜ａ＋２ｄ ・・・（１）
ｙ＜ｂ＋２ｄ ・・・（２）
のうち少なくともいずれか一方の数式を満たすことを特徴とする。

また、本発明の非接触通信媒体は、前記（２）の数式のみを満たすことを特徴とする。

また、本発明の非接触通信媒体は、前記封止材は、さらに、
ｘ＜ａ＋２ｄ−０．２ｍｍ ・・・（３）
ｙ＜ｂ＋２ｄ−０．２ｍｍ ・・・（４）
のうち少なくともいずれか一方の数式を満たすことを特徴とする。

また、本発明の非接触通信媒体は、前記（４）の数式のみを満たすことを特徴とする。

また、本発明の非接触通信媒体は、第一の基材及び第二の基材と、第二の基材に形成されたアンテナと、該アンテナに接続されたＩＣモジュールとを有する非接触通信媒体であって、該ＩＣモジュールは、少なくともリードフレームと、該リードフレーム上に実装されたＩＣチップと、該ＩＣチップを封止してなるモールド部とを有し、該第一の基材は、該モールド部を露出させる開口部を有し、該第二の基材上に設けられたアンテナの接続部で該リードフレームが接続され、絶縁層及び粘着層を積層してなる封止材が該モールド部を覆うように粘着層を介して接着して配置され、該封止材は、ＩＣチップを封止してなるモールド部の各辺に平行な２方向のうち、ＩＣモジュールとアンテナが接続されている方向において該第二の基材に粘着層を介して接着し、該方向と直交する方向では該第二の基材に接触しないように設けられていることを特徴とする。

また、本発明の非接触通信媒体は、前記第一の基材の外表面と前記封止材の外表面とが略平坦に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の非接触通信媒体は、前記第一の基材の外表面と前記封止材の外表面との段差が２０μｍ以下であることを特徴とする。

また、本発明の非接触通信媒体は、前記封止材の絶縁層及び粘着層の少なくともいずれか１の縦弾性係数は、前記モールド部の縦弾性係数よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、ＩＣモジュールのモールド部がインレイの基材に設けられた開口部から露出されている場合であっても、ＩＣモジュール部分への外界からの衝撃等の悪影響を低減し、故障や通信不良が発生する可能性を低減させることが可能となる。

本発明における非接触通信媒体の一実施形態例の断面図である。 ＩＣモジュールの一実施形態例を示す図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＭＤ方向における断面図、（ｃ）は（ａ）のＣＤ方向における断面図である。 第二の基材であるアンテナシートの一実施形態例を示す図である。（ａ）は表面図、（ｂ）は裏面図である。 封止材の形態例を示す断面図である。（ａ）はＭＤ方向における断面図、（ｂ）はＣＤ方向における断面図である。 本発明における封止材の実施形態例を示す断面図である。（ａ）はＭＤ方向における断面図、（ｂ）はＣＤ方向における断面図である。 本発明における封止材の別の実施形態例を示す断面図である。（ａ）はＭＤ方向における断面図、（ｂ）はＣＤ方向における断面図である。 本発明における数式（１）乃至（４）を説明するための図である。 本発明における非接触通信媒体の別の実施形態例を示す断面図である。（ａ）はＭＤ方向における断面図、（ｂ）はＣＤ方向における断面図である。 本発明における非接触通信媒体が電子パスポートである場合の概要図である。

次に、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明における非接触通信媒体の一実施例を示す断面図である。図１に示した如く、非接触通信媒体１は、第一の基材２、第二の基材３、ＩＣモジュール４を有している。後述するが、第二の基材にはアンテナが形成され、ＩＣモジュール４と接続されている。第一の基材には、ＩＣモジュール４２を露出させるための開口部が設けられており、ＩＣモジュールのモールド部を覆うように封止材が配置されている。

図１に示す非接触通信媒体１は、第二の基材３であるアンテナシートと、アンテナ及びＩＣモジュールとを有するインレットを、第一の基材２とインレイシート７とで挟持した構成である。アンテナシートには孔部が形成されており、ここにＩＣモジュール４を嵌め込むようにしてアンテナとＩＣモジュールとが接続されている。この非接触通信媒体は、インレイシートと第一の基材との間にインレットを挟みこみ、ラミネート接合して一体化することで、所望の厚さに形成されている。

第一の基材２、及びインレイシート７としては、例えば、絶縁性のプラスティックフィルム（PET-G：非結晶コポリエステル、PVC：塩化ビニル樹脂等)、あるいは絶縁性の合成紙（PPG社製のポリオレフィン系合成紙 商品名「Teslin」（登録商標）、あるいはユポ・コーポレーション製のポリプロピレン系合成紙 商品名「YUPO」（登録商標）)等が用いられる。ここで、上述のプラスティックフィルムは、可撓性プラスティックフィルムであることが好ましい。また、これらの厚さは、例えば、約１００μｍ〜約１０００μｍ程度、好ましくは１００μｍ〜約５００μｍ程度のものを用いることができる。また、これにより、強度等、基材としての機能を十分に発揮することができるだけでなく、基材に十分な柔軟性を具備させて冊子形状の用途にも応用することができる。

第一の基材２の開口部、第二の基材３の孔部は打ち抜き加工等により形成することができる。また、第一の基材と第二の基材とを貼り合わせた後に、第一の基材の開口部と同様に第二の基材の孔部を封止してもよい。この封止には、絶縁性を有する樹脂材料等を用いることができる。また、二液硬化型のエポキシ樹脂等の接着剤を用いることもできる。特に、耐衝撃性の弾性エポキシ樹脂を用いることで、ＩＣモジュールを衝撃から保護することができる。

モールド部を覆う封止材５としては、例えば、電気絶縁性、耐熱性、耐湿性を有する絶縁層と、粘着層とを有する樹脂テープを用いる。このような絶縁層としては、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂材料を単独もしくは混合して用いる事が出来、特に二軸延伸ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。また、エポキシ樹脂等の接着剤を用いても良い。また、絶縁層の誘電率は、例えば、１〜５εＳ程度であることが望ましい。

粘着層としては、例えばアクリル系樹脂等の一般的な粘着材を用いる事が可能である。粘着層の厚さは、充分な粘着力を得る為に２０μｍ以上であることが望ましいが、粘着層の粘着力、封止材全体の厚み等を考慮し、適宜調節して良い。

封止材５の厚みは全体として、２５μｍ〜１００μｍ程度であると良く、さらには８０μｍ以下であるとより望ましい。樹脂材が薄すぎると、封止効果が低下し、厚すぎると第一の基材と貼り合わせた際に段差が発生するおそれがあるためである。

また、本実施形態の封止材５は、第一の基材の外表面と封止材の外表面とが連続して略平坦になるように形成され、第一の基材の外表面と封止材の外表面とが略面一に形成されている。具体的に、略平坦あるいは略面一とは、基材の外表面と封止材の外表面との段差が２０μｍ以下であることが望ましい。

また、封止材５として樹脂材料を用いる場合には、樹脂材料の縦弾性係数がＩＣモジュール４のモールド部４２の縦弾性係数よりも小さいものを用いることが好ましい。また、封止材として粘着層を有する樹脂テープを用いる場合には、樹脂材料、粘着層のうち少なくともいずれか１層以上の縦弾性係数がＩＣモジュールのモールド部の縦弾性係数よりも小さいものを用いることが好ましい。

図２には、本発明に用いられるＩＣモジュール４の断面図を示す。図２（ａ）は本実施形態のＩＣモジュールの平面図であり、図２（ｂ）は（ａ）のＭＤ方向における断面図、図２（ｃ）は（ａ）のＣＤ方向における断面図である。ＣＤ，ＭＤは、モールド部の各辺に平行な２方向である。
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ＩＣモジュールは、リードフレーム４３と、リードフレーム上に実装されたＩＣチップ４１と、ＩＣチップを封止するモールド部４２とにより形成されている。

リードフレームは、例えば、銅糸を編んでフィルム状に形成し、銀メッキを施した銅糸金属フィルム等により形成されている。リードフレームは、ＩＣチップを支持固定するダイパッド４３１と、ＩＣチップの入出力パッドに接続される端子部４３２とを備えている。

ダイパッド４３１は、ＩＣチップ４１の外形よりも一回り大きく形成され、ＩＣチップの底部に固定されている。ダイパッドと端子部との間には隙間が形成され、電気的に絶縁されている。
端子部は、例えば、金（Ａｕ）等のボンディングワイヤ４４を介してＩＣチップの入出力パッド（図示せず）に接続されている。

モールド部４２は、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂材料により形成され、ＩＣチップ、ＩＣチップの入出力パッド、ボンディングワイヤ、および、端子部とボンディングワイヤとの接続部等を覆うように形成されている。また、モールド部はダイパッドと端子部との隙間にも充填されている。ここで、ＩＣモジュールの厚さは、例えば、約０．３ｍｍ程度に形成されている。

図３には、第二の基材であるアンテナシートの実施形態例を示す。図３（ａ）はアンテナシートの表面図であり、図３（ｂ）は裏面図である。アンテナシートは、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）により形成された可撓性を有する材料からなる。アンテナシートの厚さは、例えば、約０．０２ｍｍ〜約０．１０ｍｍの範囲から適宜選択される。図２に示したアンテナシートは、アンテナ６１としてエッチングアンテナを形成した例であり、アンテナシートの表面には、アンテナ６１が、裏面にはジャンパー線６２が形成されている。

アンテナ６１とジャンパー線６２とは、それぞれに設けられた導通部６３によって導通している。導通部は、面積を広く形成しておくと、確実な導通が行えるため望ましい。アンテナとジャンパー線との導通は、両側から挟むように圧力を加えてかしめ、アンテナシートを破るクリンピング加工によって行われるか、又は、スルーホールを形成して銀ペースト等の導電ペーストを充填する等して行われるが、アンテナとジャンパー線とが物理的又は電気的に導通するのであれば良く、その方法は限定しない。

アンテナ６１には、ＩＣモジュールと接続させるための接続部６４を形成する。接続部は、面積を広く形成しておくと、ＩＣモジュールとの接続が容易であるため望ましい。ただし、アンテナの形状は、非接触通信媒体が使用する通信特性に対応する形状に形成すれば良く、アンテナの種類によっては、ジャンパー線をアンテナシートの表面に形成する場合や、ジャンパー線が不要な場合もあり、図３に示した形状に限定されるものではない。

アンテナ６１及びジャンパー線６２は、例えば、アンテナシートの表面にアルミニウム、銅、銀等を厚さ約０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度の薄膜状に形成しておきこの薄膜をエッチング等によりパターニングすることで形成したエッチングアンテナであることが好ましい。これは、インレットに繰り返し曲げが加わると、ＩＣモジュールの端子部とアンテナシートの接続部とが接続された部分に繰り返し曲げによる応力が加わるため、エッチングアンテナは可撓性が向上し、特定の部位に応力が集中することが防止されるためである。ただし、本発明におけるアンテナは、エッチングアンテナに限定されるものではなく、導電性のワイヤーからなる巻き線コイル、導電性インキを印刷により設けたアンテナ等が使用できる。

また、アンテナシートにＩＣモジュールを収納するための孔部６５を設ける。これは、非接触通信媒体のさらなる薄型化と厚さの均一化が実現され、局所的な応力が作用することが防止され、曲げに対する耐性も向上する。また、孔部にＩＣモジュールのリードフレームまでを収容することによりＩＣモジュールを固定することができる。また、アンテナのＩＣモジュールと接続する部分は、面積を広くする等して接続部６４を形成しておくと、接続が容易である。

なお、図３では、モジュール部の面積に対応する大きさの孔部６５を設けているが、本発明はこれに限られない。例えば巻き線アンテナのように基材に固定せずに端ダイパッドと接続できるような構成の場合には、ダイパッドを含めた大きさの孔部とすることもできる。また、孔部を設けずに、第二の基材上にアンテナとの接続部を設け、第二の基材上に直接ＩＣモジュールを実装しても良い（後述の図８参照）。

また、アンテナの接続部６４の幅は、ＩＣモジュールの端子部の幅と略同等か、またはやや小さくなるように形成されていることが望ましい。これにより、応力を幅方向に分散させ、応力の集中を防止できる。また、アンテナの接続部をＩＣモジュールの端子部の幅方向の全幅に亘って接続することができ、確実に接続させ、アンテナおよびインレットの信頼性を向上させることができる。

また、アンテナの接続部６４の長さは、ＩＣモジュールの端子部とアンテナの接続部とが重なる部分の長さよりも大きく形成されていることが望ましい。これにより、端子部のエッジは、アンテナの接続部の端部よりも内側の略中央部に位置するように接続される。このため、端子部のエッジは、アンテナコイルの幅よりも幅が拡大されたアンテナの接続部の略中央部に当接する。

また、第二の基板の裏面に、アンテナの接続部の形成領域に対応して、アンテナの接続部を補強する補強用パターンを形成しても良い（図示せず）。これにより、アンテナの接続部を第二の基板とその裏面に形成された補強用パターンとの双方によって支持し、補強することができる。

したがって、ＩＣモジュールの端子部とアンテナの接続部とが接続された部分に繰り返し曲げが加わった場合に、端子部のエッジを幅が拡大されたアンテナの接続部の略中央部によって受けることができる。これにより、アンテナへの応力の集中を防止して、アンテナの断線を防止することができる。

ここで、封止材について、図４及び図５を用いてさらに詳しく説明する。図４及び図５においては、第二の基材であるアンテナシートと、アンテナとＩＣモジュールからなるインレットを、第一の基材と、インレイシート及びカバーシートとで挟み込んだ非接触通信媒体となっている。なお、図４及び図５に示した非接触通信媒体では、ＩＣモジュール部分の薄型化のために、インレイシートにもＩＣモジュールを収納するための孔部を設けているがこれに限られるものではない。なお、孔部は凹部であっても良い。

封止材を、図４（ａ）及び（ｂ）に示した如くモールド部だけでなく、アンテナシートの一部にまでまたがる様に貼り合わせると、ＩＣモジュールとアンテナシートとの接合強度が高まり、特にＣＤ方向については、ＩＣモジュールとアンテナの接続部との接合強度が高まるため望ましいが、一方で、封止材が広く覆っているため、ＣＤ方向に線圧試験を行った際にはＭＤ方向に、また、ＭＤ方向に線圧試験を行った際にはＣＤ方向に、モールド部に応力が加わりやすく、亀裂が生じる原因となる。

これは、線圧がＩＣモジュールの下面からかかった際に、ＩＣモジュールが上方向に押し出される力が加わるが、封止材がアンテナシートに貼り合わせられていると、アンテナシートは第一の基材とインレイシート等で鋏み合わされてしっかりと固定されているため、力の逃げる場所がなくなり、モールド部に応力が加わるためである。これに対して、封止材の端部がアンテナシートに接触されていなければ、ＩＣモジュールが多少の可動性を有し、モールド部への応力の集中を防ぐことが可能となる。

そこで、図５（ａ）及び（ｂ）、図６（ａ）及び（ｂ）に示した如く、ＭＤ方向、ＣＤ方向の少なくとも一方については、封止材がアンテナシートに接触しない大きさにすることが望ましい。
図５では、第一の基材の開口部とモールド部の側面の間で封止材の端部が配置された構成であり、第一の基材の開口部をモールド部の径に一致させることで、第一の基材貼り合わせ時に第一の基材の開口部の内側面により押さえつけられ、モールド部側面に封止材が接着され、封止材の端部が固定される。また図６では、モジュール径に対して第二の基材の孔部の幅が、封止材の端部が基材に接触しない程度に大きいので、封止材がアンテナシートに接触することがない。
このためには、封止材の横幅（ＣＤ方向）をｘ、縦幅（ＭＤ方向）をｙとし、該第二の基材の孔部の横幅をａ、縦幅をｂとし（図７参照）、該第一の基材の厚さをｄとして、
ｘ＜ａ＋２ｄ ・・・（１）
ｙ＜ｂ＋２ｄ ・・・（２）
の少なくともいずれか一方の条件を満たす封止材を用いると良い。

上記の（１）、（２）の条件は、封止材が第一の基材の開口部の内側面によりモールド部４２の両側面に押さえつけられることで、モールド部の両側面に接着することを考慮したものである。これらの条件を満たせば、封止材の第一の基材の開口部の内側面により押さえつけられていない部分が、自然にぶらさがる、若しくは何らかのはずみでモールド部の側面に接着する等すれば、当然アンテナシートには接触せず、例え、真っ直ぐ水平方向に広がる形態をとったとしても、アンテナシートに接触することはない（図６参照）。

よって、数式（１）、（２）の少なくともいずれか一方の条件を満たす封止材５を用いると、ＭＤ方向、ＣＤ方向の少なくともいずれか一方においては、確実にアンテナシートに接触することを防止することができ、線圧試験を行った際に、モールド部４２に応力が加わり、亀裂が生じることを防止することが可能となる。

また、（１）、（２）は少なくともいずれか一方の条件を満たせば良いが、特に（２）の条件のみを満たすことがより望ましい。ＩＣモジュール４とアンテナが接続されているＣＤ方向において接続部を覆うように封止材を形成し、ＭＤ方向と直交するＭＤ方向では第二の基材（アンテナシート）３１に封止材が接着しない構成となるからである。これは、ＣＤ方向はダイパット４３１の長辺方向であり、端子部がモールド部４２からはみ出す様に形成されており、ここでアンテナの接続部６４と接続されるため、封止材５で覆うことにより静電気の侵入を確実に防ぐことを優先する方が望ましいためである。ＭＤ方向での条件を満たすと、ＣＤ方向から線圧がかかった際のモールド部への亀裂の発生を防ぐことが可能となるため、非接触通信媒体が、製造工程や実使用で機械に通される場合等に、ローラーで押さえつけられること等による線圧がかかることが多いと想定される方向をＣＤ方向として、非接触通信媒体へのＩＣモジュール４の配置向きを決定すると良い。

また、この条件は、第一の基材２の該表面と封止材５の該表面とは略平坦に形成されていること、及び、図においては封止材の厚さが大きいが（明りょう化のため）、実際の寸法においては、封止材の厚さはモールド部４２の横幅等と比較すると、ごく微細な厚さであること、等を考慮したものである。

上記の（１）、（２）からさらに、製造設備の精度を考慮する。第二の基材３１へのＩＣモジュール４の貼り込みの精度が、一般的に最大で±０．１ｍｍであり、ＩＣモジュールに対する封止材の貼り込みの精度が、一般的に最大で±０．１ｍｍであることを考慮すると、第二の基材に対する封止材の貼りこみの精度は、最大で±０．２ｍｍである。

よって、封止材５の横幅ｘ、縦幅ｙは、
ｘ＜ａ＋２ｄ−０．２ｍｍ ・・・（３）
ｙ＜ｂ＋２ｄ−０．２ｍｍ ・・・（４）
の少なくともいずれか一方の条件を満たす封止材を用いるとさらに望ましい。
これにより、第二の基材３１に対して封止材の貼り合わせが最大で０．２ｍｍずれた場合であっても、確実に封止材がアンテナシートに接触することを防止することが可能となるのである。数式（３）、（４）についても数式（１）、（２）と同様に、少なくともいずれか一方の条件を満たしていれば良いが、さらに好ましくは、数式（４）のみを満たしていると良い。

なおモジュールのＣＤ方向の幅をｃｄ、ＭＤ方向の幅ｍｄとすると、孔部がないかｃｄ＝ａ、ｍｄ＝ｂのときは、前記（１）（２）を以下のようにモジュールの径で置き換えることができる。
ｘ＜ｃｄ＋２ｄ ・・・（１’）
ｙ＜ｍｄ＋２ｄ ・・・（２’）
同様に、モジュールのＣＤ方向の幅をｃｄ、ＭＤ方向の幅ｍｄとすると、孔部がないかＣＤｘ＝ａ、ＭＤｙ＝ｂのときは、前記（３）（４）を以下のようにモジュールの径で置き換えることができる。
ｘ＜ｃｄ＋２ｄ−０．２ｍｍ ・・・（３’）
ｙ＜ｍｄ＋２ｄ−０．２ｍｍ ・・・（４’）

なお、封止材５はモールド部４２の外表面の全面を覆っていることが望ましく、最低でもモールド部の該表面の縦幅及び横幅の双方について、９０％以上を覆っていることが望ましい。これは、製造設備の精度により封止材の貼り合わせがずれた場合であっても同様である。

次に、この実施の形態の作用について説明する。
本実施形態の非接触通信媒体では、図１に示すように、第一の基材にＩＣモジュール４のモールド部４２を露出させるための開口部が形成され、モールド部を覆うように絶縁層を有する封止材５が貼り合わされている。そのため、ＩＣモジュール部分への静電気の侵入による悪影響の発生を低減することが可能となる。

また、封止材５により第一の基材２の開口部とモールド部との隙間を埋めることで、ボールペン試験等の平坦性試験時に隙間により引っ掛かりが生じることを防止して、第一の基材の外表面と封止材の外表面とからなる非接触通信媒体の外表面の平坦性、平滑性を向上させることができる。

また、封止材５は、ＩＣモジュール４の外表面を覆うように配置され、第一の基材２の外表面と封止材の外表面とが連続して略平坦かつ略面一に形成されている。そのため、第一の基材の外表面と、モールド部４２の外表面を含むＩＣモジュールの外表面との間に段差が生じた場合であっても、第一の基材の外表面と封止材の外表面とを略面一にすることができる。したがって、第一の基材の外表面と封止材の外表面とからなる非接触通信媒体の外表面の平坦性、平滑性を向上させることができる。

また、第一の基材２の外表面と封止材５の外表面との段差が２０μｍ以下に形成されているので、第一の基材の外表面と封止材の外表面とからなる非接触通信媒体の外表面を略平坦かつ面一にすることができ、ボールペン試験等の平坦性試験の合格基準を十分に満足させることができる。また、段差は１５μｍ以下であることがより好ましい。これにより、ボールペン試験の不良率を略０％にすることができる。

また、封止材５として樹脂テープを用いているため、封止材の配置を容易にして非接触通信媒体の製造工程を簡略化し、歩留まりを向上させ、製造コストを低減することができる。

また、封止材５として、絶縁層又は粘着層の縦段数係数がＩＣモジュール４のモールド部４２の縦弾性係数よりも小さい樹脂テープを用いると、非接触通信媒体に加わった衝撃が封止材５に弾性エネルギーとして分散する。これにより、ＩＣモジュール４に加わる衝撃を低減するという効果も得られる。また、封止材がＩＣモジュールのモールド部に比べて弾性変形しやすくなる故、ボールペン試験において、第一の基材の外表面がボールペンのペン先から受ける外力によって変形して沈み込んだ場合であっても、ペン先が第一の基材の外表面上から封止材の外表面上へと移動する際に、封止材が第一の基材の外表面と封止材の外表面との段差を低減する方向へ弾性変形する。これにより、第一の基材の外表面と封止材の外表面との段差によるボールペンのペン先進行方向への応力を低減することができる。

さらに、封止材５のサイズを、少なくともＭＤ方向、ＣＤ方向のいずれか一方では第二の基材に接触しないサイズに限定することにより、線圧試験を行った際に、モールド部４２に応力が加わり、亀裂が生じることを防止することが可能となる。合わせて、第二の基材へのＩＣモジュールの貼り合わせ、ＩＣモジュールへの封止材の貼り合わせ等の際に発生する、製造設備の精度に起因するズレを考慮した封止材のサイズにすると、より確実に封止材が第二の基材に接触することを防止することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態の非接触通信媒体によれば、ＩＣモジュールへの静電気の侵入を防止することができ、外表面の平坦性の要求を満たすことができ、さらに、モールド部の亀裂の発生を防止することが可能となる。

次に、本実施形態の非接触通信媒体の製造方法について説明する。
ここでは、非接触通信媒体が、図１に示した様な、第一の基材と、第二の基材であるアンテナシートにアンテナ及びＩＣモジュールが設けられたインレットと、インレイシートとを有する場合について説明する。

ここで、非接触通信媒体製造方法としては、例えば、まず、アンテナを形成したアンテナシートの孔部にＩＣモジュールを配置しアンテナと接続させてインレットを形成し、ＩＣモジュールのモールド部を封止材で覆う。次いで、これをインレイシートと、第一の基材とで挟み、第一の基材に設けられた開口部にＩＣモジュールを収納するように重ね合わせる。

次に、第一の基材及びインレイシートを外側から押圧して互いに押し付けて圧縮するプレス工程を行う。このプレス工程により、第一の基材、インレット、インレイシートおよび開口部内の封止材が圧縮されるとともに、第一の基材の外表面と封止材の外表面とが略平坦かつ略面一に形成される。

また、第一の基材及びインレイシートとして上述の合成紙を用いる場合には、インレットと第一の基材及びインレイシートとの接合方法として、接着剤をインレットのアンテナシート、あるいは第一の基材及びインレイシートのアンテナシートに接する面に塗布しておき、例えば、約７０℃−１４０℃程度の比較的低温度で接合する接着ラミネート法を用いる。

接着剤としては、例えば、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）系、ＥＡＡ（エチレンアクリル酸共重合樹脂）系、ポリエステル系、ポリウレンタン系等を用いることができる。
また、接着剤を塗布する代わりに、上記の接着剤に用いられる樹脂を使用した接着シートをアンテナシートと第一の基材及びインレイシートとの間に挟んで使用することもできる。

第一の基材、インレイシートとして上記の熱可塑性のプラスティックフィルムを用いる場合には、インレットと第一の基材及びインレイシートとの接合方法として、両者を加圧しながら第一の基材及びインレイシートの軟化温度を超える温度、例えば、約１３０℃〜１７０℃程度に加熱することにより溶融接合する熱ラミネート法を用いる。また、熱ラミネート法を用いる場合も、溶融接合を確実にするために上述の接着剤を併用してもよい。

インレットと第一の基材及びインレイシートとが接合された後、一体化された第一の基材及びインレイシートとインレットとを所望の形状に外形加工する。
以上により、図１に示す非接触通信媒体を製造することができる。

上述の実施形態では、非接触通信媒体の製造時にプレス工程を導入したが、プレス工程は行わなくてもよい。プレス工程を行わなくても、ＩＣモジュールと基材の開口部の内側面との間の隙間を封止材によって埋めることが可能である。プレス工程以外にも、例えば、ローラーやスクレーパー等を用いることにより基材の外表面と封止材の外表面を平坦に形成することができる。

ここで、第一の基材及びインレイシートの軟化温度は、ＰＥＴ−Ｇは約１００℃〜１５０℃、ＰＶＣは約８０℃〜１００℃程度である。
一方、第二の基材であるアンテナシートは、上述の実施形態例で説明したように、ＰＥＮまたはＰＥＴにより形成されている。ＰＥＮの軟化温度は約２６９℃程度であり、ＰＥＴの軟化温度は約２５８℃程度となっている。すなわち、従来アンテナシートとして用いられていたＰＥＴ−Ｇ等の低軟化点の熱可塑性材料と比較して、耐熱温度を上昇させることができる。

このため、第一の基材、第二の基材であるアンテナシート、インレイシートを約１３０℃〜１７０℃程度に加熱すると、第一の基材及びインレイシートは軟化するが、アンテナシートは軟化しない。これにより、アンテナシートを備えたインレットと第一の基材及びインレイシートとを積層して熱ラミネート法により接合する際に、アンテナシートに熱が加わった場合であっても、が可塑化して流動することを防止できる。したがって、アンテナシートの流動によるアンテナの移動を防止し、データ通信の信頼性を向上させることができる。

また、万が一、アンテナシートが軟化温度を超えて過熱され、可塑化して流動した場合には、アンテナコイルがエッチングアンテナで形成されていると、アンテナのアンテナシートとの接触面積が増大し、アンテナの流動抵抗を大きくすることができる。したがって、アンテナがアンテナシートの流動に伴って移動することを防止し、データ通信の信頼性を向上させることができる。

図８は、本発明の非接触通信媒体の別の構成例を示す断面図である。図８（ａ）はＣＤ方向でＩＣチップを横切る直線での断面図である。図８（ｂ）はＭＤ方向でＩＣチップを横切る直線での断面図である。図８では、アンテナを形成する第二の基材３１がインレイシートを兼ねるものとした構成である。またさらには、第二の基材に孔部を設けず、直接アンテナの接続部６４を基材上に設けられたＩＣモジュールのダイパッド４３に接続している。この場合においても図に示されているように、ＩＣモジュールとアンテナが接続されているＣＤ方向において接続部を覆うように封止材を形成し、ＭＤ方向と直交するＭＤ方向では第二の基材（アンテナシート）３１に封止材が接着しない構成が好ましい。

次に、本発明における非接触通信媒体の一例として、電子パスポートについて説明する。図９に示すように、電子パスポートは、表紙として上述の非接触通信媒体を備え、表紙の間に冊子部９を挟みこんだ構成となっている。非接触通信媒体には、一方の面に電子パスポートの表紙となるカバー材が接合されている。

非接触通信媒体の第二の基材であるアンテナシートの下層にインレイシートを設け、さらにその下層にカバーシートを接合したシートを用いることで、非接触通信媒体を備えた電子パスポートの外観および質感を従来のパスポートと同等のものとすることができる。また、非接触通信媒体は、静電気の侵入が防止され、外表面の平坦性が向上されているので、データ通信の信頼性が高く、文字の記入性やスタンプの印字性が向上され、外観が良好な電子パスポートを提供することができる。また、第二の基材としてカバーシートのみを用い、カバーシートに直接アンテナを形成すると、非接触通信媒体をさらに薄型化し、より柔軟性を具備させることが可能となる。

上述の実施形態では、非接触通信媒体の一実施例として電子パスポートを例に挙げて説明したが、本発明の非接触通信媒体は、電子パスポート以外にも、例えば、電子身分証明書類、各種活動履歴電子確認書類等に用いることができる。

第一の基材として厚さ１７８μｍで、ＩＣモジュールが配置される部分に開口部を有するポリエレフィン系合成紙を用い、第二の基材としてアンテナシートを、インレイシートとして厚さ１７８μｍのポリエレフィン系合成紙を用いる。
まず、アンテナ及び孔部を形成したアンテナシートの孔部にＩＣモジュールを嵌め込み、アンテナと接続させてインレットを得た。
その後、第一の基材及びインレイシートに水系エマルジョン接着剤（ＥＡＡ）を塗布し、インレットのＩＣモジュール上に樹脂テープからなる封止材をモールド部を覆う形態で配置し、ＩＣモジュールと第一の基材の開口部の位置が合うように、第一の基材とインレイシートとでアンテナシートを挟んで貼り合わせ、加圧することにより非接触通信媒体を得た。封止材としては、厚さ２５μｍのポリエステルフィルムからなる絶縁層に厚さ２５μｍの粘着層を積層した樹脂テープを用いた。

この非接触通信媒体において、モールド部のサイズが縦×横で４．８ｍｍ×５．１ｍｍ、アンテナシートの孔部のサイズが５．２ｍｍ×５．３ｍｍであるのに対し、封止材の縦幅を変動させ、サンプル１−１、１−２、１−３、１−４、１−５、１−６を得た。封止材のサイズは、１−１は８ｍｍ×１３ｍｍ、１−２は７ｍｍ×１３ｍｍ、１−３は６ｍｍ×１３ｍｍ、１−４は５．５ｍｍ×１３ｍｍ、１−５は５ｍｍ×１３ｍｍ、１−６は４．５ｍｍ×１３ｍｍとした。

得られた非接触通信媒体の断面を電子顕微鏡で測定したところ、サンプル１−１から１−５についてはいずれも、第一の基材の開口部の内側面とＩＣモジュールのモールド部との間に隙間はなく、サンプル１−６については、封止材の縦幅方向の両端で合わせて０．５ｍｍの隙間が確認された。また、サンプル１−１から１−６についてはいずれも、ＩＣモジュールを覆う封止材の外表面と第一の基材の外表面との段差は２０μｍ以下であった。

次に、得られたサンプルに対して、ＩＳＯ１０３７３−７、ＪＩＳ Ｘ６３０５−７に準拠して静電気試験を行った。
まず、第一の基材を上側にし、非接触通信媒体の長方形状の長辺方向を左右方向、短辺方向を上下方向として、開口部が平面視で長方形の右上の角に位置するように配置する。そして、開口部が形成された基材の外表面から、＋６ｋＶ、−６ｋＶ、＋８ｋＶ、−８ｋＶの電圧を順次印加した。このとき、異なる電圧値を印加する度に、ＩＣチップの基本動作を確認し、非接触通信媒体の通信応答を測定した。

電圧を印加する位置は、アンテナコイルを外周とする横長の長方形の領域を縦方向に４分割、横方向に５分割した縦×横が４×５の合計２０の領域のそれぞれ（位置２０）と、ＩＣモジュールのモールド部の中央（位置中央）と、開口部の左側の基材上（位置左）と、開口部の右側の基材上（位置右）と、開口部の上側の基材上（位置上）と、開口部の下側の基材上（位置下）と、の計２５箇所として、順次測定を行った。

上記の静電気試験の測定の結果、サンプル１−１から１−６までいずれにおいても、全ての印加電圧および全ての場所で良好な通信応答が得られた。

次に、サンプルに対してボールペン試験を行った。ボールペン試験は、第一の基材の外表面において、ボールペンを用い、アンテナコイルの長辺方向に沿って、ＩＣモジュール上を通過するようにボールペンを走行させた。
用いたボールペンは市販のボール直径が１ｍｍのボールペンであり、荷重６００ｇ、速度２５ｍｍ／ｓｅｃにてボールペンを走行させ、２５往復後に、ＩＣチップの基本動作を確認し、非接触通信媒体の通信応答を測定した。

上記のボールペン試験の結果、サンプル１−１からサンプル１−６までいずれにおいても、全て良好な通信応答が得られた。

さらに、サンプルに対してスタンプ試験を行った。スタンプ試験は、開口部が形成された基材の外表面にスタンプを用いて荷重をかけた。
用いたスタンプのポンチ先端直径は１０ｍｍで、荷重２５０ｇ、落下高さ３２０ｍｍにて５０回衝撃後に、ＩＣチップの基本動作を確認し、非接触通信媒体の通信応答を測定した。

上記のスタンプ試験の結果、サンプル１−１からサンプル１−６までいずれにおいても、全て良好な通信応答が得られた。

さらにまた、サンプルに対してＣＤ方向での線圧試験を行った。線圧試験は、サンプルのカバーシート側が治具に接する方向でモールド中央部を治具の辺の中央になるように配置し、サンプルの端部から荷重をかけて引っ張った。
用いた治具は幅50mm、r=2.5の直角の金属製であり、荷重２５０Nで引っ張った後に、ＩＣチップの基本動作を確認し、モールド部への亀裂の発生の有無を検査した。

上記の線圧試験の結果、サンプル１−１から１−３まではいずれにおいても、モールド部に亀裂が発生した。

サンプル１−４については、封止材の縦幅が、孔部の縦幅に第一の基材の厚さの２倍を足したものより小さいため、基本的には封止材がアンテナシートには接触せず、これにより、モールド部に亀裂が発生することはなかったが、同様の条件で複数のサンプルを作成して試験を行ったところ、製造設備の精度により、封止材がアンテナシートに接触することが稀に発生し、この影響によりモールド部に亀裂が発生することが確認された。

サンプル１−５及び１−６については、製造設備の精度をも考慮したサイズの封止材であり、いずれもモールド部の亀裂の発生は確認されなかった。

＜比較例１＞
封止材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様の方法でサンプルを作成した。

得られた非接触通信媒体の断面を電子顕微鏡で測定したところ、第一の基材の開口部の内側面とＩＣモジュールの間には約５０μｍ程度の隙間が発生し、ＩＣモジュールのモールド部の外表面と開口部を有する基材の外表面との段差が２０μｍより大きかった。

また、上述の静電気試験を行ったところ、いくつかの印加電圧、印加場所で通信応答不良が発生した。さらにまた、上述のボールペン試験を行ったところ、通信応答不良が発生し、上述のスタンプ試験を行ったところ、通信応答不良が発生した。一方で、上述の線圧試験を行ったところ、封止材が存在しないため、モールド部への亀裂の発生は確認されなかった。

以上の結果から、封止材を用いた本実施例によれば、ＩＣチップへ静電気が侵入することを防止することができる。さらに外表面の平坦性の要求を満たすことで、ボールペン試験やスタンプ試験における不良の発生を防ぐことができる。さらにまた、封止材が第二の基材に接触することを防止して、線圧試験におけるモールド部の亀裂の発生を防ぐことが出来る。一方、封止材を用いていない比較例１では、線圧試験以外の各試験を実施した後に、通信応答不良が発生する確率が極めて高い。

１…非接触通信媒体
２…第一の基材
３…第二の基材（アンテナシート）
４…ＩＣモジュール、４１…ＩＣチップ、４２…モールド部、４３…リードフレーム、４３１…ダイパッド、４３２…端子部、４４…ボンディングワイヤ
５…封止材
６１…アンテナ、６２…ジャンパー線、６３…導通部、６４…接続部、６５…孔部
７…インレイシート
８…カバーシート
９…冊子部

Claims (8)

1. 第一の基材及び第二の基材と、第二の基材に形成されたアンテナと、該アンテナに接続されたＩＣモジュールとを有する非接触通信媒体であって、
   該ＩＣモジュールは、少なくともリードフレームと、該リードフレーム上に実装されたＩＣチップと、該ＩＣチップを封止してなるモールド部とを有し、
   該第一の基材は、該モールド部を露出させる開口部を有し、
   該第二の基材は、少なくとも該モールド部を収納する為の、該モールド部より面積の大きい孔部又は凹部を有し、
   絶縁層及び粘着層を積層してなる封止材が該モールド部を覆うように粘着層を介して接着して配置され、
   該封止材の横幅をｘ、縦幅をｙとし、該第二の基材の孔部又は凹部の横幅をａ、縦幅をｂとし、該第一の基材の厚さをｄとすると、
   ｘ＜ａ＋２ｄ ・・・（１）
   ｙ＜ｂ＋２ｄ ・・・（２）
   のうち少なくともいずれか一方の数式を満たすことを特徴とする非接触通信媒体。
2. 前記（２）の数式のみを満たすことを特徴とする請求項１に記載の非接触通信媒体。
3. 前記封止材は、さらに、
   ｘ＜ａ＋２ｄ−０．２ｍｍ ・・・（３）
   ｙ＜ｂ＋２ｄ−０．２ｍｍ ・・・（４）
   のうち少なくともいずれか一方の数式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の非接触通信媒体。
4. 前記（４）の数式のみを満たすことを特徴とする請求項３に記載の非接触通信媒体。
5. 第一の基材及び第二の基材と、第二の基材に形成されたアンテナと、該アンテナに接続されたＩＣモジュールとを有する非接触通信媒体であって、
   該ＩＣモジュールは、少なくともリードフレームと、該リードフレーム上に実装されたＩＣチップと、該ＩＣチップを封止してなるモールド部とを有し、
   該第一の基材は、該モールド部を露出させる開口部を有し、
   該第二の基材上に設けられたアンテナの接続部で該リードフレームが接続され、
   絶縁層及び粘着層を積層してなる封止材が該モールド部を覆うように粘着層を介して接着して配置され、
   該封止材は、ＩＣチップを封止してなるモールド部の各辺に平行な２方向のうち、ＩＣモジュールとアンテナが接続されている方向において該第二の基材に粘着層を介して接着し、該方向と直交する方向では該第二の基材に接触しないように設けられていることを特徴とする非接触通信媒体。
6. 前記第一の基材の外表面と前記封止材の外表面とが略平坦に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の非接触通信媒体。
7. 前記第一の基材の外表面と前記封止材の外表面との段差が２０μｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の非接触通信媒体。
8. 前記封止材の絶縁層及び粘着層の少なくともいずれか１の縦弾性係数は、前記モールド部の縦弾性係数よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の非接触通信媒体。

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