(57)【要約】【課題】パンチ穴加工によるコンデンサ容量調整時において、導線切断部となる連結部分を切断しても、ショートしてしまう虞のないコンデンサを有するＩＣカードを提供する。【解決手段】コンデンサ部分となる金属片を連結する連結部分を、表側コンデンサパターンと、裏側コンデンサパターンと、で異なる位置に形成する。これにより、コンデンサ容量を調整する際に、ショートすることなく連結部分を切断することが可能となる。【選択図】        図２
2004364143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
離間して連結された複数の金属片が、絶縁基材を挟持して前記絶縁基材の表裏面に形成されてなるコンデンサを有するアンテナシートであって、
前記コンデンサは、前記複数の金属片を連結する連結部分が、前記絶縁基材の表面と裏面とで異なる位置に形成されてなることを特徴とするアンテナシート。
【請求項２】
前記コンデンサは、
一定の面積を有した複数の金属片が、離間して連結されてなることを特徴とする請求項１記載のアンテナシート。
【請求項３】
前記コンデンサは、
異なる面積を有した複数の金属片が、離間して連結されてなることを特徴とする請求項１記載のアンテナシート。
【請求項４】
離間して連結された複数の金属片が、絶縁基材を挟持して前記絶縁基材の表裏面に形成されてなるコンデンサと、前記絶縁基材の片面に形成されてなるアンテナコイルと、前記アンテナコイルと接続されたＩＣチップと、を有するＩＣカードであって、
前記コンデンサは、前記複数の金属片を連結する連結部分が、表裏面の異なる位置にて前記絶縁基材に形成されてなり、且つ、前記アンテナコイルと連結して形成されてなることを特徴とするＩＣカード。
【請求項５】
前記コンデンサは、
一定の面積を有した複数の金属片が、離間して連結されてなることを特徴とする請求項４記載のＩＣカード。
【請求項６】
前記コンデンサは、
異なる面積を有した複数の金属片が、離間して連結されてなることを特徴とする請求項４記載のＩＣカード。
【請求項７】
コンデンサとなる金属片を、絶縁基材を挟持して前記絶縁基材の表裏面に形成するコンデンサの形成方法であって、
前記金属片を連結する連結部分を、前記絶縁基材の表面と裏面とで異なる位置に形成することを特徴とするコンデンサの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電容量を容易に調整することが可能なコンデンサを有するアンテナシート、ＩＣカード及びコンデンサの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年におけるカード技術の発達により、各種のシステムに用いられる情報記録媒体として、広範囲な用途に利用されているＩＣカードがある。このＩＣカードには、専用の装置に接触させることにより情報の書き込み処理、及び、読み出し処理が行われる接触型のＩＣカードと、専用の装置に近接させるだけで情報の書き込み処理、及び、読み出し処理が行われる非接触型のＩＣカードがある。これらのＩＣカードは、磁気カードと比較してセキュリティ性が高く、カード自体に書き込むことができる情報量が多いため１枚のカードだけで多面的に使用できることから産業上における普及度は増加の一途を辿っている。
【０００３】
その中でも特に、非接触型ＩＣカードは、情報の書き込み処理、あるいは、読み出し処理を行う際にＩＣカード自体を専用の装置に挿入する必要がなく、カード自体の取り扱いが便利なこともあり、産業上に急速に普及しつつある。
【０００４】
さらに、近年では、上記の接触型のＩＣカードと非接触型のＩＣカードとが組み合わされたＩＣカードも普及しつつあり、接触状態にて情報の書き込み処理、及び、読み出し処理を行うＩＣチップと、非接触状態にて情報の書き込み処理、及び、読み出し処理を行うＩＣチップと、がそれぞれ搭載されたハイブリッド型ＩＣカードや、接触状態、及び、非接触状態のいずれの状態においても情報の書き込み処理、及び、読み出し処理が可能な１つのＩＣチップが搭載されたコンビネーション型ＩＣカードが用いられている。
【０００５】
このようなＩＣカードにおいては、正確な通信特性を得るためにアンテナコイルと、共振用コンデンサと、からなる回路の同調定数を正確に決定しなければならず、共振用コンデンサの静電容量を調整して、回路の同調補正を行う必要がある。
【０００６】
このため従来においては、特定の面積を有する金属片が離間して連結した構成の金属パターンを、非誘電体の両面に形成し、該形成した金属片を切断することで、所望する静電容量の調整を行っていた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３５３４４０号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０２６４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来におけるコンデンサは、例えば、図９に示すように、絶縁性のカード基板１０１の両面に対して形成したコンデンサ１０３が、カード基板１０１を挟んで重なるように形成されており、この共振用コンデンサ１０３の容量調整を行う際には、図１０に示すように、コンデンサ１０３の導線切断部となる連結部分をパンチ機構などにより切断することで、共振用コンデンサをトリミングして同調させていたが、稀に、パンチ穴加工の際に、カード基板１０１の両面に形成された連結部分が接触してショートしてしまう虞がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、パンチ穴加工によるコンデンサ容量調整時において、導線切断部となる連結部分を切断しても、ショートしてしまう虞のないコンデンサを形成したアンテナシート、ＩＣカード及びコンデンサの形成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有する。
請求項１記載の発明は、離間して連結された複数の金属片が、絶縁基材を挟持して絶縁基材の表裏面に形成されてなるコンデンサを有するアンテナシートであって、コンデンサは、複数の金属片を連結する連結部分が、絶縁基材の表面と裏面とで異なる位置に形成されてなることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のアンテナシートにおいて、コンデンサは、一定の面積を有した複数の金属片が、離間して連結されてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のアンテナシートにおいて、コンデンサは、異なる面積を有した複数の金属片が、離間して連結されてなることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、離間して連結された複数の金属片が、絶縁基材を挟持して絶縁基材の表裏面に形成されてなるコンデンサと、絶縁基材の片面に形成されてなるアンテナコイルと、アンテナコイルと接続されたＩＣチップと、を有するＩＣカードであって、コンデンサは、複数の金属片を連結する連結部分が、表裏面の異なる位置にて絶縁基材に形成されてなり、且つ、アンテナコイルと連結して形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のＩＣカードにおいて、コンデンサは、一定の面積を有した複数の金属片が、離間して連結されてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項４記載のＩＣカードにおいて、コンデンサは、異なる面積を有した複数の金属片が、離間して連結されてなることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、コンデンサとなる金属片を、絶縁基材を挟持して絶縁基材の表裏面に形成するコンデンサの形成方法であって、金属片を連結する連結部分を、絶縁基材の表面と裏面とで異なる位置に形成することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は、非接触ＩＣカードとリーダライタとをマッチングさせ、良好な通信状態を得るため、共振周波数を調整するものである。
【００１８】
一般的に、リーダライタの共振周波数に対して、ＬＳＩであるＩＣチップの容量と、アンテナ回路の容量とインダクタンス、が一定で不変のものであれば、調整用コンデンサ部分を設ける必要がないが、実際には、ＩＣチップの容量と、アンテナ回路の容量とインダクタンス、にバラツキが生じるため、アンテナ回路の容量を調整することで共振周波数の調整をすることとなる。
【００１９】
図１には、非接触ＩＣカードの回路構成が示されており、絶縁性のカード基板１の周辺部には、螺旋状に形成された形状からなるインダクタンスＬのアンテナコイル２と、カード基板１上に搭載された合成キャパシタンスＣを形成するコンデンサ３と、制御装置、記憶回路、入出力回路等の複数の回路を搭載したＩＣチップ４と、を有して構成されており、共振周波数近辺の周波数を有する電波により回路上に誘導される電圧が検出され、これにより受信が行われる。
【００２０】
このＩＣカードの回路を構成するアンテナコイル２は、アンテナパターンとしてカード基板１の周辺部に形成されるので、アンテナコイル２のインダクタンスＬは、カード基板１を形成する際に決定されるがバラツキが生じる。回路の共振周波数（ｆ）は、インダクタンスＬとこの回路に接続するＩＣチップ４の持つ端子間の容量のバラツキによってそれぞれ異なることとなる。
【００２１】
従って、合成キャパシタンスＣを形成するコンデンサ３を変化させ、非接触ＩＣカード毎に異なる共振周波数（ｆ）を設定することとする。
【００２２】
なお、ＬＣ共振回路の共振周波数（ｆ）は、以下に示される式（１）にて算出されるものである。
【００２３】
ｆ＝１／２π√（ＬＣ）・・・式（１）
【００２４】
この式（１）に示すように、共振周波数（ｆ）は、コンデンサの合成キャパシタンスＣと、コイルのインダクタンスＬと、の積の平方根に反比例するものである。
【００２５】
従って、パターンを削除して、合成キャパシタンスＣの容量を減少させることで、共振周波数（ｆ）を、徐々に高くなるようにして、共振周波数（ｆ）を調整している。
【００２６】
この共振周波数の調整は、図２に示すように、絶縁性のカード基板の表裏面に形成された、特定面積の短形パターンの連結部分を、パンチ機構を用いて切断することで行われる。なお、図２は、図１のコンデンサ３の拡大図を示す。
【００２７】
本発明は、この連結部分が、アンテナシートの表裏面にて重ならないように、表面と裏面とで異なる位置にてコンデンサパターンをカード基板に形成することとする。
これにより、導線切断部となる連結部分をショートさせることなく切断することが可能となる。
【００２８】
以下、添付図面を参照しながら本発明にかかる実施の形態について詳細に説明する。
【００２９】
本発明にかかるコンデンサパターンは、離間して連結された複数の金属片が、絶縁基材を挟んで絶縁基材の表裏面に形成されており、図２に示すように、複数の金属片を連結する連結部分が、表側のコンデンサパターンと、裏側のコンデンサパターンと、で異なる位置にて形成されている。
【００３０】
このように、コンデンサ部分となる金属片を連結する連結部分を、表側のコンデンサパターンと、裏側のコンデンサパターンと、で異なる位置に形成することで、コンデンサ容量を調整する際に、ショートすることなく連結部分を切断することが可能となる。
【００３１】
また、連結部分が、表側のコンデンサパターンと、裏側のコンデンサパターンと、で異なる位置に形成されることで、連結部分がコンデンサ領域を形成しなくなるため、精度の高いコンデンサパターンを形成することが可能となり、精度の高いコンデンサ容量の調整を行うことも可能となる。
【００３２】
（コンデンサパターンを形成する材質）
コンデンサパターンを形成する材質は、銅、アルミニウム、金、銀、鉄、錫、ニッケル、亜鉛、チタン、タングステン、ハンダ、合金など、が適用可能である。なお、非接触型のＩＣカードの通信特性は、コイルのインダクタンス、巻き数、コイルの大きさ、コイル配線ピッチ、コンデンサ容量、抵抗等に依存する。
【００３３】
なお、コンデンサパターンは、エッチング等の手法を用いて形成する。エッチングは、緻密なコンデンサパターンを正確に形成することが可能であり、さらに、表面抵抗率も低くすることが可能である。このため、コンデンサパターンを形成するには、エッチングを用いることが好ましい。以下に、エッチングによるコンデンサパターンの形成方法について説明する。
【００３４】
（第１のコンデンサパターンの形成方法）
まず、第１のコンデンサパターンの形成方法について説明する。
第１のコンデンサパターンの形成方法は、カード基板の片面に、銅やアルミニウム等の導電性の金属箔を用いて、図２に示すような表側コンデンサパターンを形成する。また、カード基板の他方の面に、図２に示すような裏側コンデンサパターンを形成する。そして、表裏面に形成したコンデンサパターンを電気的に導通させるために、所望の位置に表裏を貫くスルーホールを設け、該設けたスルーホール内に、銀等の導電性ペーストを挿入することにより、表裏面のコンデンサパターンを電気的に導通させるように形成したことを特徴とする。以下、図３、図４を参照しながら、第１のコンデンサパターンの形成方法について説明する。
【００３５】
まず、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＴ−Ｇ等の絶縁性を有するカード基板の表裏面に、銅やアルミニウム等の導電性の金属箔をラミネートし、金属箔を貼り付ける（ステップＳ１）。次に、アンテナコイルやＩＣ実装部、コンデンサパターンを含むアンテナパターンを形成する金属箔部分に対して、耐エッチング性のレジストインキをスクリーン印刷等により塗布する（ステップＳ２）。このとき、カード基板の片面には、図２に示す、表側コンデンサパターンを形成する金属箔部分に対して、耐エッチング性のレジストインキをスクリーン印刷等により塗布する。また、カード基板の他方の面には、図２に示す、裏側コンデンサパターンを形成する金属箔部分に対して、耐エッチング性のレジストインキをスクリーン印刷等により塗布する。
【００３６】
次に、耐エッチング性のレジストインキをスクリーン印刷したカード基板を、金属箔をエッチングするためのエッチング液に、所定の時間だけ浸し、カード基板に貼り付けた金属箔をエッチングする（ステップＳ３）。
【００３７】
以上の処理工程を行うことで、図２に示すカード基板の表裏面に導電性の金属箔からなるコンデンサパターンを含んだアンテナパターンが形成されることとなる。
【００３８】
次に、アンテナパターン上に積層されている耐エッチング性のレジストインキを除去した後（ステップＳ４）、カード基板の所望の位置に表裏面を貫くスルーホールを形成し（ステップＳ５）、該形成したスルーホール内に、銀等の導電性ペーストを挿入することにより（ステップＳ６）、表裏面に形成したコンデンサパターンが電気的に導通されることとなる。
【００３９】
このように、第１のコンデンサパターンの形成方法は、カード基板の両面に対してエッチング処理を施すことで、コンデンサパターンを形成し、該形成したコンデンサパターンを、スルーホールを介して電気的に導通させることで、コンデンサが形成されたカード基板を形成することが可能となる。なお、エッチングにてカード基板の両面にコンデンサパターンを形成した際に、スルーホールを設ける方法としては、「かしめる」という方法でも適用可能である。
【００４０】
（第２のコンデンサパターンの形成方法）
次に、第２のコンデンサパターンの形成方法について説明する。
第２のコンデンサパターンの形成方法は、カード基板の片面には、銅やアルミニウム等の導電性の金属箔を、エッチング手法を用いて、図２に示す、裏側コンデンサパターンを形成する。また、カード基板の他方の面には、導電性ペーストをスクリーン印刷にて、図２に示す、表側コンデンサパターンを形成する。そして、所望の位置に表裏を貫くスルーホールを設け、該設けたスルーホール内に、銀等の導電性ペーストを挿入することにより、表裏面のコンデンサパターンを電気的に導通させるように形成したことを特徴とする。以下、図５、図６を参照しながら、第２のコンデンサパターンの形成方法について説明する。
【００４１】
まず、カード基板の片面に、銅やアルミニウム等の導電性の金属箔をラミネートし、金属箔を貼り付ける（ステップＳ１０）。次に、アンテナコイルやＩＣ実装部、図２に示す裏側コンデンサパターンを含むアンテナパターンを形成する金属箔部分に対して、耐エッチング性のレジストインキをスクリーン印刷等により塗布する（ステップＳ１１）。
【００４２】
次に、耐エッチング性のレジストインキをスクリーン印刷したカード基板を、金属箔をエッチングするためのエッチング液に、所定の時間だけ浸し、カード基板に貼り付けた金属箔をエッチングする（ステップＳ１２）。
【００４３】
以上の処理工程を行うことで、図２に示すように、カード基板の片面に導電性の金属箔からなる裏側のコンデンサパターンを含むアンテナパターンが形成される。
【００４４】
次に、アンテナパターン上に積層されている耐エッチング性のレジストインキを除去した後（ステップＳ１３）、カード基板の所望の位置に表裏面を貫くスルーホールを形成する（ステップＳ１４）。
【００４５】
そして、アンテナパターンが形成されていないカード基板の他方の面に対して、導電性物質を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷し、図２に示す、表側コンデンサパターンを形成し、また、カード基板上に形成したスルーホール内に、導電性物質を主成分とする導電性ペーストを挿入し（ステップＳ１５）、カード基板の両面に形成したコンデンサパターンを電気的に導通させる。
【００４６】
このように、第２のコンデンサパターンの形成方法は、カード基板の片面に対してエッチング処理を施して裏側コンデンサパターンを形成し、また、カード基板の他方の面に対して導電性ペーストをスクリーン印刷して表側コンデンサパターンを形成する。そして、スルーホールを介して両面に形成されたコンデンサパターンを電気的に導通させることで、コンデンサが形成されたカード基板を形成することが可能となる。なお、上記の第２のコンデンサパターンの形成方法においては、裏側コンデンサパターンを形成する側にアンテナパターンを形成したが、表側コンデンサパターンを形成する側にアンテナパターンを形成することも可能であり特に限定しない。
【００４７】
なお、上記第１、第２のコンデンサパターンの形成方法において、金属箔をラミネートすることで、金属箔を貼り付けたが、接着剤を用いて絶縁基材上に金属箔を貼り付けることも可能である。ここで用いられる接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の接着剤が適用可能である。また、金属箔をプラスチック素材上に、「蒸着」にて形成することも可能である。
【００４８】
なお、図１、図２に示すコンデンサパターンは、コンデンサ領域となる金属片を一定の面積にて形成し、連結させたが、コンデンサ領域となる金属片を異なる面積にて形成し、連結させることも可能である。例えば、図７に示すように、第１の金属片に連結する第２の金属片を、第１の金属片の１．５倍の面積にて形成し、第２の金属片に連結する第３の金属片を、第１の金属片の２．０倍の面積にて形成する。このように、金属片を異なる面積にて形成し、連結させることで、コンデンサ容量の調整を多段階で行うことが可能となる。
【００４９】
また、本発明のコンデンサパターンは、コンデンサとなる金属片を連結する連結部分が、絶縁基材の表面と裏面とで異なる位置にて形成されればコンデンサパーンの形状は特に限定せず、例えば、図８に示すコンデンサパターンとすることも可能である。
【００５０】
なお、上述する実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。
例えば、本発明のコンデンサパターンは、接触型、非接触型にかかわらず、両面にコンデンサパターンを形成する形式のカード基板であれば適用可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように本発明は以下のような効果を奏する。
本発明にかかるアンテナシート、ＩＣカードは、コンデンサとなる金属片を連結する連結部分が、絶縁基材の表面と裏面とで異なる位置に形成されることで、切断部分となる連結部分をショートすることなく切断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるコンデンサを形成したＩＣカードの構成を示す図である。
【図２】図１に示すコンデンサ部分を拡大した図であり、連結部分をパンチ機構を用いて切断することで、コンデンサ容量を調整することを示す図である。
【図３】第１のコンデンサパターンの形成方法を示す第１の図である。
【図４】第１のコンデンサパターンの形成方法を示す第２の図である。
【図５】第２のコンデンサパターンの形成方法を示す第１の図である。
【図６】第２のコンデンサパターンの形成方法を示す第２の図である。
【図７】コンデンサ部分を拡大した図であり、コンデンサ領域となる金属片を異なる面積にて形成し、連結させた例を示す図である。
【図８】コンデンサ部分を拡大した図であり、コンデンサパターンの変形例を示す図である。
【図９】従来のコンデンサを形成したＩＣカードの構成を示す図である。
【図１０】図９に示すコンデンサ部分を拡大した図であり、連結部分をパンチ機構を用いて切断することで、コンデンサ容量を調整することを示す図である。
【符号の説明】
１、１０１  カード基板
２、１０２  アンテナコイル
３、１０３  コンデンサ
４、１０４  ＩＣチップ
【図１】
2004364143.tif 000003
【図２】
2004364143.tif 000004
【図３】
2004364143.tif 000005
【図４】
2004364143.tif 000006
【図５】
2004364143.tif 000007
【図６】
2004364143.tif 000008
【図７】
2004364143.tif 000009
【図８】
2004364143.tif 000010
【図９】
2004364143.tif 000011
【図１０】
2004364143.tif 000012