(57)【要約】【課題】非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法において、安価な装置や次具によって線状導体を巻き線にしアンテナコイルをシート上に配置し、固定する方法の提供。【解決手段】巻き線治具に電磁石を備え、電磁石で磁石に吸引される線状導体を吸引しながら巻き線治具に形成してある溝に線状導体を収納することでアンテナコイルを形成し、次にシート上に転移させ固定する工程においてはシート上に形成した接着層にアンテナコイルを圧着することにより良好にアンテナコイルをシート状に転移し固定させる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石に吸引される線状導体を使用して非接触型情報媒体用アンテナシートを製造する方法であって、
巻き線治具を使用して前記線状導体をコイル状に加工する工程と、コイル状に加工された線状導体を樹脂製シート上に転移させ固定する工程と、からなる非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法において、
前記巻き線治具に電磁石を備えることにより前記線状導体を前記巻き線治具に吸引し固定することができ、
またコイル状に加工された前記線状導体を前記樹脂製シート上に転移させ固定する工程においては、前記樹脂製シートの表面に形成された接着層により前記線状導体を非接触型情報媒体用アンテナシートとなる樹脂製シート上に接着し、固定させる
ことを特徴とする非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法。
【請求項２】
前記線状導体をコイル状に加工する工程を、前記巻き線治具にアンテナと同等形状の溝を形成し、該溝に前記線状導体を収納することによって、実施することを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法。
【請求項３】
コイル状に加工された前記線状導体を前記樹脂製シート上に転移させ固定する工程において、転移時に前記樹脂製シートをガラス転移点以上に加熱し軟化させた状態でコイル状に加工された前記線状導体を前期樹脂製シートに押し込むことによって接着および固定を行うことを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法。
【請求項４】
前記線状導体が高い導電率を持つ金属材料と強磁性体材料から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法により製造された非接触型情報媒体用アンテナシート。
【請求項５】
前記線状導体の断面構造として、中心部側に高い導電率を持つ金属材料が配置され、外周部側に強磁性体材料が配置されている線状導体を使用することを特徴とする請求項４に記載の非接触型情報媒体用アンテナシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣを内臓する非接触ＩＣ情報媒体の部品として利用されるアンテナシートの製造方法に関するものである。
このような非接触ＩＣ情報媒体は、二枚のシートの間に、ＩＣを有するインレットを挟んで構成されるもので、インレットは樹脂製シートの表面にコイル状のアンテナを形成したアンテナシートと、このアンテナシートに固定されたＩＣモジュールとで構成されている。
本発明は、このアンテナシートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触型情報媒体に使用するアンテナには、巻き線型のコイルアンテナが使用されていた。通信に使用される電波の周波数が数百キロヘルツの時は、コイルアンテナのターン数は１００ターン前後必要であるが、１３．５６メガヘルツでは数ターンで済む。ＩＣカードの場合、厚さに制限があり、できるだけ薄く形成できることが望ましいため、金属箔や金属蒸着膜などをエッチングして製造する方法、更には導電性インクを印刷する方法などにより非接触ＩＣカードのアンテナが製造されるようになった。これらの方法で導体パターンを形成した後、接着剤を形成したシート表面に導体パターンを転写する方法も提案されている。（特許文献１、２）
【０００３】
しかしながら、エッチングで製造する方法は金属箔にエッチングレジストパターンを形成する工程、エッチングする工程、転写する場合は更に転写工程などが必要となり、コスト高であると同時に環境負荷が大きいという問題を持っている。導電性インクを印刷する方法はコスト面では優位であるが、形成される導体パターンの電気抵抗が高いため、コイルアンテナの性能面で課題を残している。
【０００４】
一方、巻き線型のコイルアンテナは、アンテナ性能は良好であるが、コストが高いという問題を抱えている。具体的には、巻き線型のコイルアンテナの製造工程は、エナメル線などの線状導体をコイル状に加工する工程とコイル状に加工された線状導体をシートの表面に固定し、接着する工程からなっているが、これらの工程で使用する装置や治具が高価なため、コストが低下しない。また、配線しながら超音波によりシートに線状導体を埋め込む方法も提案されている（特許文献３）が、埋め込んだ線状導体が十分埋め込まれずに浮いてしまうという課題を抱えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４９３６５号公報
【特許文献２】特開２０００−１７２８１３号公報
【特許文献３】特表２０００−５０２４７７号公報
【特許文献４】特開２００３−３０３７３１号公報
【特許文献５】特開平１１−１５６４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法において、安価な装置や次具によって線状導体を巻き線にしアンテナコイルをシート上に配置し、固定する方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、磁石に吸引される線状導体を使用して非接触型情報媒体用アンテナシートを製造する方法であって、
巻き線治具を使用して前記線状導体をコイル状に加工する工程と、コイル状に加工された線状導体を樹脂製シート上に転移させ固定する工程と、からなる非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法において、
前記巻き線治具に電磁石を備えることにより前記線状導体を前記巻き線治具に吸引し固定することができ、
またコイル状に加工された前記線状導体を前記樹脂製シート上に転移させ固定する工程においては、前記樹脂製シートの表面に形成された接着層により前記線状導体を非接触型情報媒体用アンテナシートとなる樹脂製シート上に接着し、固定させる
ことを特徴とする非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法である。
【０００８】
また請求項２に記載の発明は、前記線状導体をコイル状に加工する工程を、前記巻き線治具にアンテナと同等形状の溝を形成し、該溝に前記線状導体を収納することによって、実施することを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法である。
【０００９】
また請求項３に記載の発明は、コイル状に加工された前記線状導体を前記樹脂製シート上に転移させ固定する工程において、転移時に前記樹脂製シートをガラス転移点以上に加熱し軟化させた状態でコイル状に加工された前記線状導体を前期樹脂製シートに押し込むことによって接着および固定を行うことを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法である。
【００１０】
また請求項４に記載の発明は、前記線状導体が高い導電率を持つ金属材料と強磁性体材料から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の非接触型情報媒体用アンテナシートの製造方法により製造された非接触型情報媒体用アンテナシートである。
【００１１】
また請求項５に記載の発明は、前記線状導体の断面構造として、中心部側に高い導電率を持つ金属材料が配置され、外周部側に強磁性体材料が配置されている線状導体を使用することを特徴とする請求項４に記載の非接触型情報媒体用アンテナシートである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、線状導体を使用した非接触型情報媒体用アンテナシートの製造に高価な装置を使用する必要が無くなる。そのため、コストが低下し、非接触ＩＣカードの低コスト化が進む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】線状導体の断面図
【図２】本発明で使用する電磁石を供えた巻き線治具で、（２−１）は平面図、（２−２）は断面図。
【図３】巻き線治具のコイル収納溝に線状導体を収納した状態を示す平面図
【図４】コイル収納溝に線状導体を収納した状態の拡大した様子を示す平面図
【図５】コイル収納溝に線状導体を収納した状態の拡大した様子を示す断面図
【図６】電磁石の上に載置した巻き線治具のコイル収納溝にコイルが収納された巻き線治具と、コイルアンテナになるシートの表面に接着層を形成したシートが離れている状態を示す断面図
【図７】電磁石の上に載置した巻き線治具のコイル収納溝にコイルが収納された巻き線治具と、コイルアンテナになるシートの表面に接着層を形成したシートが密着した状態を示す断面図
【図８】シートの表面に接着層を形成したシートの表面にコイルが接着された状態を示す断面図
【図９】ＩＣモジュールをアンテナと接続した状態を示す平面図
【図１０】ＩＣモジュールを示す平面図
【図１１】非接触情報媒体の断面図
【図１２】非接触情報媒体の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、非接触情報媒体用アンテナとして特性が良好な線状導体を用いた巻き線型アンテナの生産性が悪い問題を解決する手段として、巻き線型アンテナを電磁石に吸引できるようにしておき、巻き線治具で線状導体を巻き線アンテナに加工する工程の次に、その巻き線治具の近傍に、接着剤が塗布してあるシートを巻き線型アンテナと平行に載置し、両者を圧着させることにより接着剤が塗布してあるシートの表面に巻き線型アンテナを転移し、固定させることができる製造方法である。
【００１５】
巻き線型アンテナを電磁石に吸引できるようにするには、巻き線型アンテナにする線状導体と強磁性体を一体にした材料を使用する。図１に示すように、線状導体の中心部に高い導電率を持つ銅、アルミニウムなどの金属を、表面に近い部分には、ニッケル、鉄、などの強磁性体を配置することにより、電磁石に吸引することができる線状導体を作ることが可能ある。このような線状導体には、富山住友電工株式会社製のニッケルメッキ銅線などの市販品を使用することができる。
【００１６】
また、逆に線状導体の中心部が強磁性体で構成され、表面に近い部分に銅などの導電率が高い金属から構成されている材料を使用することができる。特に通信に使用する電波の周波数が１００ＭＨｚ以上になると、表皮効果により電流は線状導体の表面部に集中して流れることが知られている。１００ＭＨｚ以上の高周波領域では、このような線状導体の方が適している。銅やアルミニウムでは、１００ＭＨｚの電流を流した場合、表皮効果により、その表皮深さ（電流が表面の値の１／ｅになる深さ）は、それぞれ約６μｍ、約８μｍ、１ＧＨｚでは、約２μｍ、約２．５μｍとなる。従って１００ＭＨｚ以上では、導体の厚さが非常に薄くても十分であり、逆にいくら厚い導体層を設けても、抵抗値を下げることができないことを示している。このような材料も市販されており、例えば、光洋鉄線株式会社製の電気銅メッキ鉄線などを使用することが可能である。
【００１７】
ここでは、線状導体としてニッケルメッキ銅線を使用した場合を例にして本発明を説明するが、これに限定するものではない。
【００１８】
外径の標準寸法が０．１８ｍｍ、ニッケル層の標準厚みが１３μｍのニッケルメッキ銅線（富山住友電工株式会社製）の表面にエナメル層を０．０１８ｍｍの標準厚みで形成し、絶縁性被覆層を形成し、標準外径が０．２１６ｍｍのエナメル層を被覆したニッケルメッキ銅線を使用した。
【００１９】
このような絶縁性被覆層付の線状導体から巻き線アンテナを形成する方法について説明する。図２−１、図２−２に示したようなアンテナコイル収納溝４を備えた電磁石付きの巻き線治具５を使用する。この方法では、まず必要な長さの絶縁性被覆層付の線状導体１０を用意する。次に、アンテナコイル収納溝４を備えた巻き線治具５を用いて線状導体１０をコイル収納溝４に収納することによって線状導体１０がコイル状に加工される。なお、アンテナコイル収納溝４を備えた巻き線治具５の構成材料としては、各種のプラスチックやガラス、アルミニウムなどの磁化率が小さい材料を使用する。これらの材料から作製した板にアンテナコイル収納溝４を形成した後、電磁石８の上に載置することによって本発明に使用する巻き線治具５を作製する。
【００２０】
アンテナコイル収納溝４は、使用する線状導体１０の径の１／２前後の深さを持っていることが望ましい。
【００２１】
次に、アンテナコイルが収納された巻き線治具５の直下にある電磁石８に通電し、磁束を発生することによりアンテナコイルをアンテナコイル収納溝４内に吸引保持することができる。（図３参照）図４、図５は、アンテナコイル収納溝４に収納されたアンテナコイルの状態を拡大して示したものである。線状導体１０をアンテナコイル収納溝４に収納する作業は電磁石８に通電しながら実施するのが好ましい。線状導体１０が細くなると形成されるコイルのこしが弱くなるため、アンテナコイル収納溝４から出てしまう傾向が強くなるが、電磁石により巻き線治具５に吸引しながら実施すると、そのような不具合が起こり難くなる。
【００２２】
一方、アンテナが形成されたシートとなる高分子材料からなるシート表面に、接着剤を塗布することにより接着層９を形成したシートを、接着層９の面をアンテナコイルが収納された巻き線治具５と向かい合わせにし（図６参照）、アンテナシートとなる高分子材料からなるシートに圧着することにより、線状導体１０は、接着層９に接着し、固定される。（図７〜図８参照）
【００２３】
この際、アンテナコイル収納溝４の深さが、線状導体１０の直径より深い場合は、アンテナコイルがアンテナシートとなる高分子材料からなるシートの接着層９の表面に吸引された場合の線状導体１０と接着層９の密着度が悪く、転移に失敗する場合が出てくる。一方、アンテナコイル収納溝４の深さが、線状導体１０の直径より浅い場合は、アンテナコイル収納溝４に沿って線状導体１０をコイル状に加工する工程で、線状導体１０がアンテナコイル収納溝４から出てしまい、コイル状に加工するのが困難な場合が出てくる。
【００２４】
これらの不具合を同時に解決する条件として、線状導体１０の半径がアンテナコイル収納溝４の深さと同等あるいはその前後の値になっていることが望ましく、線状導体１０をコイル状に加工し、さらにそのコイル状の線状導体を接着層９が塗布された表面に転移させる工程を良好に実施できる条件となる。線状導体１０の直径がアンテナコイル収納溝４の深さより小さい場合や、逆に線状導体１０の直径がアンテナコイル収納溝４の深さより３倍を超える程度になると、アンテナコイル収納溝４に沿って線状導体１０をコイル状に加工するためには、アンテナコイル収納溝４から線状導体１０が外れない工夫が必要となり、装置価格を高価にする要素が出てくる。
【００２５】
また、アンテナコイル１４が収納された巻き線治具５と、シート表面に接着剤を塗布することにより接着層９を形成したシートを圧着してアンテナコイル１４を樹脂製シート１１に転移させる場合、樹脂製シートのガラス転移点以上の温度の加熱してから圧着（熱圧着）することもできる。こうすることにより、アンテナコイル１４が樹脂製シート１１にめり込んで、より確実な固定ができると同時に、アンテナが形成された樹脂製シート１７の厚さを薄くすることができる。
【００２６】
次に、ＩＣモジュール１６のアンテナ端子１５（図１０参照）をアンテナコイルの巻き始め部７と巻き終わり部６に接続する。接続の方法としては半田付け、導電性インク、導電性接着剤、異方導電性部材、など従来から使用されている手法を用いることができる。このようにして樹脂製シート１１の表面にＩＣモジュールとアンテナコイルが載置された状態の部材ができる。（図９参照）
【００２７】
次に、樹脂製のシートをその表面に熱ラミネートすることにより、ＩＣモジュール１６とアンテナコイル１４が接続されたモジュールが２枚の樹脂製のシートに熱ラミネートされた状態の部材ができる。さらにその表裏に樹脂製のシートを熱ラミネートすることにより、非接触型情報媒体の構造が完成する。（図１１〜図１２参照）
【符号の説明】
【００２８】
２    強磁性体からなる層
３    導体
４    アンテナコイル収納溝
５    巻き線治具
６    アンテナコイルの巻き終わり部
７    アンテナコイルの巻き始め部
８    電磁石
９    接着層
１０  線状導体
１１  樹脂製シート
１２  開口部
１３  接着剤が塗布された樹脂製シート表面
１４  アンテナコイル
１５  アンテナ端子
１６  ＩＣモジュール
１７  アンテナが形成された樹脂製シート
１８  非接触情報媒体の平面図
１９  クロスオーバー部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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