(57)【要約】【課題】巻線コイルアンテナを用いたインレイ化において、より簡易な方法で導線とチップ（モジュール）を接合し、インレイ化することを目的としている。【解決手段】樹脂シート上に金属線をコイル状に巻いたアンテナと、前記アンテナの始端および終端に、少なくとも1個以上の電子部品が搭載されたモジュールとを接合してなるシート状ＩＣカード用インレイにおいて、前記樹脂シート上に、前記アンテナの始端および終端と前記モジュールのアンテナ接合部を接続できる導電パターンが形成されていることを特徴とするシート状ＩＣカード用インレイである【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂シート上に金属線をコイル状に巻いたアンテナと、前記アンテナの始端および終端に、少なくとも1個以上の電子部品が搭載されたモジュールとを接合してなるシート状ＩＣカード用インレイにおいて、前記樹脂シート上に、前記アンテナの始端および終端と前記モジュールのアンテナ接合部を接続できる導電パターンが形成されていることを特徴とするシート状ＩＣカード用インレイ。
【請求項２】
前記導電パターンには、接着型導電ペーストが用いられることを特徴とする、請求項１記載のシート状カード用インレイ。
【請求項３】
前記樹脂シートには、ＰＥＴ、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ、ＰＣが用いられることを特徴とする請求項１または２に記載のシート状カード用インレイ。
【請求項４】
前記モジュールには、ベアチップ形状のＩＣチップが搭載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シート状カード用インレイ。
【請求項５】
前記アンテナの始端および終端の複数の個所を接着剤により固定したことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のシート状カード用インレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、資産管理、来場者管理、工程管理、物品使用履歴トレーサビリティ、NFCコンテンツ配信サービス、来店誘引プロモーション、スマートポスター、ディスプレイカード、ソーシャルネットワークサービス、各種決済、本人認証等に使用されるICタグ、ICカードなどの情報記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードは、接触型の通信を行うためのインターフェースや非接触型の通信を行うためのインターフェースを持ちＩＣチップがこれに搭載されている。中でも非接触型のＩＣカードにおいて、ＩＣカードの内部に封入されたコイル状のアンテナを通じて非接触型の通信によって信号を送受信する。
【０００３】
現在、一般に市場にて流通しているHF帯(13.56MHz)非接触ICタグ・ICカードは、コイル型アンテナとアンテナ端部がチップ（モジュール）に接続されたインレットを基本として、様々な外形に加工している。
【０００４】
コイル型アンテナの形状としては金属線を複数回巻いた巻線型アンテナのものと、樹脂等の絶縁シート上に金属箔を貼り合わせ、必要なコイルパターンのみをエッチングによって形成するエッチングアンテナ等がある。
【０００５】
コイル型アンテナとチップ（モジュール）の接合には、はんだを媒体とするはんだ接合や、金属線とモジュール導体部分を高温で合金化するサーマルボンディング等の手法が取られている。また、エッチングアンテナにおいてはＡＣＰ（異方性導電ペースト）、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）を用いてアンテナとチップ（モジュール）を接合していた。
【０００６】
しかしながらインレットを形成した後、カードを形成するラミネート工程へ投入する際、コイル型インレイではロールtoロール、枚葉、いずれの方式においても搬送が難しい。理由は、コイルが絡まったり、歪んだりするためである。画像認識装置でＮＧを判別しようにも、コイル位置・形状の不具合が上下限が設定しにくく人の手を介在させる必要があった。
【０００７】
特開2007-048168のようにICチップおよび導線を収容できるようなケースが設けられており、チップの取り扱いに関しては簡易になっているが、この方式ではコイルの取り扱いおよび搬送・製造方法に関しては、簡易化できていないため工程の削減などが解決されていないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−０４８１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこれらの問題点に対処するためになされたものであり、巻線コイルアンテナを用いたインレイ化において、より簡易な方法で導線とチップ（モジュール）を接合し、インレイ化することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１の発明は、樹脂シート上に金属線をコイル状に巻いたアンテナと、前記アンテナの始端および終端に、少なくとも1個以上の電子部品が搭載されたモジュールとを接合してなるシート状ＩＣカード用インレイにおいて、前記樹脂シート上に、前記アンテナの始端および終端と前記モジュールのアンテナ接合部を接続できる導電パターンが形成されていることを特徴とするシート状ＩＣカード用インレイである。
また、本発明の請求項２の発明は、前記導電パターンには、接着型導電ペーストが用いられることを特徴とする、請求項１記載のシート状カード用インレイである。
また、本発明の請求項３の発明は、前記樹脂シートには、ＰＥＴ、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ、ＰＣが用いられることを特徴とする請求項１または２に記載のシート状カード用インレイである。
また、本発明の請求項４の発明は、前記モジュールには、ベアチップ形状のＩＣチップが搭載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シート状カード用インレイである。
また、本発明の請求項５の発明は、前記アンテナの始端および終端の複数の個所を接着剤により固定したことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のシート状カード用インレイである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は樹脂シートに、導線接合およびモジュール接合用導電パターンを形成することで、コイルアンテナの取り扱いが容易になる。また、コイルアンテナとモジュール、樹脂シートの接着が一度工程で済むため、工数の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を上方から示したもの。
【図２】本発明の実施形態を正面から示したもの。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、図１に示すようにシート状カード用インレイ１は、樹脂シート２、モジュール３、導電パターン６、コイルアンテナ７によって構成される。
【００１４】
樹脂シート２としては、カードやラベル等に加工されるようなものであれば特に限定されるものではなく、一般的なＰＥＴ、ＰＶＣ、ＰＥＴＧ、ＰＣ等が用いられる。
【００１５】
モジュール３としては、トランスファーモールドタイプのモジュールや、ＣＯＢ（チップ・オン・ボード）モジュールが含まれる。ＣＯＢモジュールとしては片面基板上にＩＣチップをフリップチップ実装するタイプが、モジュールを薄くできるため望ましい。
【００１６】
基板の材質としては、硬質のリジッド基板または軟質のFPC基板を用いる。前者の場合はFR4などのガラス繊維材質やセラミック、後者の場合はポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂からなるフィルムが一般的であり、加工もしやすい。基板への導電パターン形成方法としては、予め所望の形状に打ち抜いた金属箔を貼る方法や、エッチングによるパターン形成方法がある。
【００１７】
基板上には、共振周波数の調整のため、ＩＣチップのアンテナ端子と並列にキャパシタンスを接続してもよい。これは後加工の材料や使用される環境によって共振周波数が変動することがあるためである。この場合コイルの形状（内径、外径）や巻数を変更してもよいが、すでに大量のコイルを製造した後では、キャパシタンスを挿入するほうがコスト・工数の面で好ましい。
【００１８】
通常、モジュールには外部リーダライタと非接触通信を可能にするＩＣチップが搭載される。ICチップの形状としては、ベアチップ形状、チップサイズパッケージ(CSP)形状が一般的である。媒体寸法を小さく収めたい場合はベアチップを用いたフリップチップ実装で基板と接合する。
【００１９】
フリップチップ実装の方法としては、異方性導電ペースト（フィルム）実装、非導電性ペースト、超音波実装などが採用される。チップサイズパッケージ形状では、はんだ付けやリフローハンダにて接合してもよい。他には基板に対してベアチップをフェイスアップした状態でSi面を基板に接着し、チップの通信用端子と基板の導電パターンをワイヤーボンディングにて接合し、樹脂封止してCOB化する方法もある。本実施例ではベアチップ形状のICチップを基板と超音波接合した。
ベアチップを用いる利点は、半導体ウェハからダイシングされたチップを直にピックアップして対象基板へ実装できる点にある。また多くのベアチップ実装機では、チップ良否を示すマップデータをロードすることで、品種に関わらず良品チップのみを選別して実装可能である。通常マップデータは半導体ウェハメーカより支給される。
【００２０】
コイルアンテナ７としては、ポリウレタン、ポリアミド等の被膜を有する金属線を、空芯形状にて複数回巻いたコイルアンテナを用いる。望ましくは自己融着被膜銅線を用い、加熱しながら、所望の共振周波数とICチップのキャパシタンス値に合わせたインダクタンス値となるよう、内径・外径・厚み・巻数を調整する。
【００２１】
コイルの形成方法の一つとしては、コイルワインダなどの巻線機により形成する。巻線機では、巻線ツールに予めセットしておいたコイル芯を回転させ、その外周に電線など巻き取ることでコイルを製造する。出来あがったコイルを取り外し、樹脂シートに形成された導電パターンに対し、コイルとモジュールを接続し、シート状カード用インレイを形成する。
【００２２】
次に、カードやＲＦＩＤタグ等に本発明のシート状カード用インレイを使用する場合、例えば、基板上にシート状カード用インレイをコイル中心軸が平行になるように配置し、この両側または片面に別のシートを配置し、ラミネート又はプレスなどによりカードやタグなどを形成する。
【００２３】
無損失のコイルと仮定した場合、インレットの共振周波数f0はf0=1/(2π・√LC)と表される。Cにはチップのキャパシタンスの他、線間容量、後加工の材料の誘電率や、コイルアンテナを重ねた場合に共振周波数が大きく変動することがあるため、その場合は周波数調整用キャパシタをICチップと並列に挿入する。
【００２４】
導電パターン６としては、導電性樹脂材料を用いる。ベースはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂をバインダとし、銀フィラーが含有しているものが一般的である。この樹脂材料は通常液状であるため、スクリーン印刷法を用いてパターンを形成するがこれに限られるものではない。パターン形状としては、導線の端部を受容するためのマージンとモジュールの導電パターンを受容するためのマージンを設ける必要がある。例えば、図１に示す通り、１対のパターンを設ける。
【００２５】
また、導電パターンの形状としてはモジュールとコイルとが導通ができるような形状、面積であればどのような形態を採用してもよく、１対のパターンが同形状を形成していなくても良い。また、複数の導電パターンが対を形成するような形態を採用しても良く、最適な形態を採用すればよい。
【００２６】
本発明において、導電パターン６としては、導電性樹脂のような材料が考えられる。さらに、導電性樹脂の中でもシリコーン系、エポキシ系、フェノール系、アクリル系の樹脂が、保管方法や硬化条件において取扱い易く好適である。これらの導電性樹脂は、銀(Ａｇ)やニッケル(Ｎｉ)フィラーと上述した液状樹脂、有機溶剤およびその他添加剤より構成される。それぞれの含有率はフィラー５０〜８０％、液状樹脂１０〜３０％、有機溶剤およびその他添加剤１０〜２０％の間のものが、導電性・シートへの塗布性、破壊強度を考慮すると好適である。本実施例においては、硬化時体積抵抗率１０＾−６［Ω・ｍ］台の、銀粒子フィラー含有率７４％のエポキシ系導電性樹脂用いて導電パターンを形成した。
【００２７】
導電パターンの形状としては、モジュール基板が接合されるパターンと導線が接合されるパターンが同一平面状に設けられるパターンを２箇所形成する。２箇所の導電パターンにはそれぞれ、コイルアンテナの両端およびモジュール基板の＋または−が接続される。
【００２８】
導電パターン形成方法としては、一般的にはスクリーン印刷機を用いた方法が、寸法再現性とコストを鑑みた際に好適である。ステンレス製シートに所望のパターン形状を孔空け加工し、導電性樹脂をスキージを用いて一定速度で伸ばしつつ塗布する。導電パターンの厚みはステンレスシートの厚みを変更することで容易に変更可能であり、接着強度やコイル径を鑑みると望ましくは３０〜１５０ｕｍ以内で厚みを設定すると、ラミネート等の後工程においても影響が出にくい。
導電パターンを形成する位置は、カードの曲げの影響を考慮すると、コイル内部かつ鎖線ＡＡ’および鎖線ＢＢ’上に設けないことが望ましい。
【００２９】
前述したように、導電パターン６形成後に、アンテナ端部Ａ４およびアンテナ端部Ｂ５を導電パターン６に配置するとともに、モジュール３も所定の箇所に配置し、導電パターンを硬化させる。このとき、瞬間接着剤や低粘着性の粘着剤でコイルを固定させるとラミネート等の後加工時においてもコイル形状が崩れることなく、インダクタンス値が安定し、通信特性のバラつきが小さくなる。この工程を経て、コイルアンテナとモジュールの実装、樹脂シートへの配置が一度になされる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、電子機器製造、特にＩＣカードなどの小型電子モジュール製造に利用されるが、ICタグ、ICカードなどの情報記憶媒体を用いた、
資産管理、来場者管理、工程管理、物品使用履歴トレーサビリティ、NFCコンテンツ配信サービス、来店誘引プロモーション、スマートポスター、ディスプレイカード、ソーシャルネットワークサービス、各種決済、本人認証等の専業分野への可能性も有している。
【符号の説明】
【００３１】
１  シート状カード用インレイ
２  樹脂シート
３  モジュール
４  アンテナ端部Ａ
５  アンテナ端部Ｂ
６  導電パターン
７  コイルアンテナ
【図１】
2016081273.tif 000003
【図２】
2016081273.tif 000004